DE69009912T2

DE69009912T2 - Magnetisches Aufzeichnungsmaterial.

Info

Publication number: DE69009912T2
Application number: DE69009912T
Authority: DE
Inventors: Akira Ishikawa; Hedtoshi Yanai
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1989-09-04
Filing date: 1990-09-04
Publication date: 1994-11-24
Anticipated expiration: 2010-09-05
Also published as: EP0416548A3; JPH0393032A; EP0416548A2; EP0416548B1; DE69009912D1; US5069963A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein magnetisches Aufzeichnungsmedium. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein magnetisches Aufzeichnungsmedium, das zur Verwendung in einer riemenangetriebenen Kassette geeignet ist.
Magnetische Bänder, die der Verwendung in einer riemenangetriebenen Kassette angepaßt sind, weisen normalerweise an der Oberfläche eines Trägers, einer magnetischen Schicht zur Datenaufzeichnung gegenüberliegend eine rückseitige Überzugsschicht auf.
Wenn diese magnetischen Bänder in einer riemenangetriebenen Kassette laufen, unterliegt allerdings die rückseitige Überzugsschicht unter dem Druck durch den Riemen einem starken Abrieb.
Um eine derartige Schwierigkeit auszuschließen, wurden verschiedene Versuche vorgeschlagen. Beispielsweise offenbart das US-Patent Nr. 4 600 638 ein magnetisches Aufzeichnungsmedium, das eine rückseitige Schicht aufweist, die Ruß und andere anorganische Teilchen mit spezifizierten Teilchengrößen und in speziellen Mengen enthält. In einem dieser Versuche wird Ruß mit großem Korndurchmesser verwendet. In einem anderen Versuch wird ein anorganisches Pulver mit einer Mohs-Härte von 7 oder als Schleifkorn in das System gemischt. Allerdings kann die Verwendung von Ruß mit einem großen Korndurchmesser keinen ausreichenden Effekt hinsichtlich der Lauf- Haltbarkeit liefern, da die rückseitige Überzugsschicht dazu neigt, während des Laufens über eine lange Zeit beschädigt zu werden. Die Verwendung eines anorganischen Pulvers mit einer hohen Mohs-Härte verursacht Schwierigkeiten, d. h. den Abrieb des Führungsstiftes. Demnach liefern die vorhandenen Aufzeichnungsmedien keine annehmbare Lauf-Haltbarkeit der rückseitigen Überzugsschicht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines magnetischen Aufzeichnungsmediums, welches für den Abrieb der rückseitigen Überzugsschicht nicht anfällig ist.
Die obige Aufgabe und andere Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung und den Beispielen deutlicher.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben festgestellt, daß die Lauf-Haltbarkeit der rückseitigen Überzugsschicht verbessert werden kann, indem die rückseitige Überzugsschicht aus einem Gemisch aus Ruß und einem Titanoxid mit einem spezifizierten Korndurchmesser und in einem spezifizierten Verhältnis hergestellt wird und indem ein Bindemittel, das aus einem Kolloxylin und einem Polyurethanharz besteht, ebenfalls in einem spezifizierten Verhältnis, verwendet wird.
Diese Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden mit einem magnetischen Aufzeichnungsmedium gelöst, das eine magnetische Schicht an der Hauptoberfläche eines nichtmagnetischen Trägers und eine rückseitige Überzugsschicht auf der gegenüberliegenden Oberfläche hat, und das zur Verwendung in einer riemenangetriebenen Kassette angepaßt ist. Die rückseitige Überzugsschicht umfaßt:
(a) Ruß mit einem mittleren Korndurchmesser von 20 bis 100 nm;
< b) ein Titanoxid mit einem mittleren Korndurchmesser von 100 bis 600 nm; und
(c) ein Bindemittel, das im wesentlichen aus Kolloxylin und einem Polyurethanharz besteht, unter der Voraussetzung, daß das Gewichtsverhältnis von Komponente (a) zu Komponente (b) im Verhältnis von 99:1 bis 60:40 liegt, daß das Gewichtsverhältnis der Summe von Komponente (a) und Komponente (b) zu Komponente (c) im Bereich von 70:30 bis 20:80 liegt und daß das Gewichtsverhältnis von Kolloxylin zu Polyurethanharz in Komponente (c) im Bereich von 10:90 bis 90:10 liegt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Der Ruß (a) und das Titanoxid (b), welche in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, können jeweils solche Substanzen sein, die üblicherweise in den normalen magnetischen Aufzeichnungsmedien verwendet werden. Unter diesen Titanoxiden ist Titandioxid (TiO&sub2;) bevorzugt.
Der mittlere Korndurchmesser des Rußes (a), der in der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, liegt im Bereich von 20 bis 100 nm, vorzugsweise 30 bis 55 nm. Der mittlere Korndurchmesser des Titanoxids (b), das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, liegt im Bereich von 100 bis 600 nm, vorzugsweise von 200 bis 400 nm.
Das Gewichtsverhältnis von Komponente (a) zu Komponente (b) liegt im Bereich von 99:1 bis 60:40, vorzugsweise 95:5 bis 80:20. Wenn der Anteil an Titanoxid (b) unter diesen Bereich fällt, unterliegt die rückseitige Überzugsschicht einem stärkeren Abrieb. Wenn der Anteil an Titanoxid (b) diesen Bereich übersteigt, unterliegt andererseits der Führungsstift einem stärkeren Abrieb.
Das Bindemittel (c) das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, enthält mindestens ein Kolloxylin und ein Polyurethanharz. Das Gewichtsverhältnis von Kolloxylin zu Polyurethanharz liegt im Bereich von 10:90 bis 90:10, vorzugsweise von 40:60 bis 80:20. Wenn die Menge des Polyurethanharzes diesen Bereich übersteigt, macht dies sie rückseitige Überzugsschicht zu biegsam. Wenn die Menge des Polyurethanharzes andererseits unter diesen Bereich fällt, verschlechtert sich die Haftung der rückseitigen Überzugsschicht.
Das in Komponente (c) enthaltene Kolloxylin kann vorzugsweise industrielle Nitrozellulose sein. Beispiele für eine derartige industrielle Nitrozellulose umfassen Cellnova HIG ½, Cellnova HIG 1/8, Cellnova HIG 1/16, Cellnova BTH 1 und Cellnova BTH 1 (Handelsbezeichnungen, jeweils hergestellt von Asahi Kasei Kogyo K. K.).
Das in Komponente (c) enthaltene Polyurethanharz kann eins sein, das üblicherweise in normalen magnetischen Aufzeichnungsmedien eingesetzt wird.
In der vorliegenden Erfindung werden die Komponenten (a), (b) und (c) in solchen Mengen verwendet, daß das Gewichtsverhältnis der Summe von Komponente (a) und Komponente (b) zu Komponente (c) im Bereich von 70:30 bis 20:80, vorzugsweise im Bereich von 50:50 bis 30:70 liegt. Wenn das Mischungsverhältnis des Bindemittels (c) diesen Bereich übersteigt, unterliegt die rückseitige Überzugsschicht einem stärkeren Abrieb. Wenn das Mischungsverhältnis des Bindemittels (c) unter diesen Bereich fällt, trennen sich leicht Pulver wie z. B. Ruß von der rückseitigen Überzugsschicht.
Die magnetische Schicht oder die rückseitige Überzugsschicht des erfindungsgemäßen magnetischen Aufzeichnungsmediums können auch polyfunktionelle Isocyanate, Gleitmittel, Dispergiermittel, oder dergl. in Kombination mit den oben erwähnten Komponenten sowie andere Komponenten, die üblicherweise in den normalen Aufzeichnungsmedien verwendet werden, enthalten.
Das erfindungsgemäße magnetische Aufzeichnungsmediun kann -hergestellt werden, indem die magnetische Schicht auf die Hauptoberfläche des nichtmagnetischen Trägers und die rückseitige Überzugsschicht auf die gegenüberliegende Oberfläche des Trägers in einer Art, die üblicherweise auf diesem Gebiet angewendet wird, aufgebracht wird.
Die Dicke der rückseitigen Überzugsschicht beträgt vorzugsweise etwa 1 um.
Die vorliegende Erfindung wird nun in den folgenden Beispielen näher beschrieben, ohne daß die Vorliegende Erfindung dadurch beschränkt werden soll. Wenn nicht anders angegeben, sind alle Teile und Prozentangaben Gewichtsteile und Gewichtsprozente.

BEISPIELE 1 BIS 4 UND VERGLEICHSBEISPIELE 1 BIS 4

HERSTELLUNG EINER MAGNETISCHEN SCHICHT

Eine Beschichtungsmischung, die die folgende Zusammensetzung hatte, wurde in einer Trommelmühle (hergestellt Von Asada Tekko K.K.) 6 Stunden lang gemischt. 4 Gewichtsteile Coronate L (Handelsbezeichnung, ein Trimethylolpropantriisocyanat, hergestellt von Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.) wurden der Mischung zugesetzt. Die Mischung wurde dann 15 Minuten lang gerührt und unter Erhalt einer magnetischen Beschichtung filtriert. Die Beschichtung wurde auf einen 10,5 um dicken PET-Film aufgetragen, so daß eine getrocknete Filmdicke von 1,5 um erhalten wurde. Der beschichtete Film wurde dann bei 1500 G magnetisch ausgerichtet und unter Bildung einer magnetischen Schicht auf dem PET-Film getrocknet Der beschichtete Film wurde dann auf eine Rolle aufgewickelt. Danach wurde die magnetische Schicht bei einer Temperatur von 80ºC kalandriert.

ZUSAMMENSETZUNG EINER BESCHICHTUNGSMISCHUNG FÜR EINE MAGNETISCHE SCHICHT:

Co-covered γ-Fe&sub2;O&sub3;(Hc = 550 Oe) 100 Teile
Gafac RE610 *¹ 2 Teile
Ruß (mittlerer Korndurchmesser: 25 nm) 6 Teile
α-Al&sub2;O&sub3; (mittlerer Korndurchmesser: 2 Teile 0,3 um)
VAGH *² 14 Teile
Nippolan 2304 *³ 10 Teile
Tridecylstearat 3 Teile
Methylethylketon 120 Teile
Toluol 50 Teile
Cyclohexanon 50 Teile

Anmerkungen:

*¹: Handelsbezeichnung, ein Phosphor- Dispersionsmittel, hergestellt von Toho Kagaku K.K.
*²: Handelsbezeichnung, ein Vinylchlorid/Vinylacetat/ Polyvinylalkohol-Copolymer, hergestellt von Union Carbide Co.
*³: Handelsbezeichnung, ein Polyurethanharz, hergestellt von Nippon Polyurethan Industry Co., Ltd.

HERSTELLUNG EINER RÜCKSEITIGEN ÜBERZUGSSCHICHT:

Jede Mischung zur rückseitigen Beschichtung, die die Zusammensetzung wie in Tabelle 1 angegeben hat, wurde in einer Kugelmühle 96 Stunden gerührt. Zu jedem Gemisch wurden 20 Gewichtsteile Coronate L gegeben. Dann wurde jedes Gemisch 30 Minuten gerührt, um eine Lösung zur rückseitigen Beschichtung herzustellen. Jede so erhaltene Beschichtungslösung wurde dann auf die andere Seite des PET-Films aufgetragen, auf welchem die magnetische Schicht ausgebildet worden war, um so eine getrocknete Filmdicke von 1,5 um zu erhalten. Jedes beschichtete Material wurde dann getrocknet, um eine rückseitige Überzugsschicht auf dem PET-Film zu bilden.
Jeder PET-Film, der die magnetische Schicht und die ruckseitige Überzugsschicht umfaßte, wurde in ein Band mit einer Breite von ¼ Zoll geschnitten und dann in eine Kassette eingebaut, die dem Standard QIC-120 für riemengetriebene Computerbänder entsprach, wobei Kassetten zur Bewertung erhalten wurden.

BEWERTUNG:

Nach einem Betrieb von 1500 Durchläufen der in Übereinstimmung mit Standard QIC-120 erfolgte, wurde jede so hergestellte Kassette dann hinsichtlich des Abriebs der rückseitigen Überzugsschicht und hinsichtlich des Abreibens des Führungsstifts in Übereinstimmung mit den folgenden Kriterien beurteilt:

(1) Abrieb der rückseitigen Überzugsschicht:

Nach dem Lauf wurde die rückseitige Überzugsschicht bei einer Vergrößerung von 100x unter einem reflektierenden optischen Mikroskop nach Abrieb oder Kratzern im Kontaktbereich mit dem Riemen untersucht. Die Beurteilung erfolgte in 5 Stufen.

KRITERIUM:

5: Kein Abrieb und kein Kratzer.
2 bis 4: Den Abstand zwischen 5 und 1 gleichmäßig teilend.
1: Starker Abrieb oder Kratzer.

(2) Verkratzen des Führungsstiftes:

Vor und nach dem Lauf wurde der Führungsstift bei einer Vergrößerung von 40x unter einem Stereomikroskop auf Verkratzen untersucht. Die Beurteilung erfolgte in 5 Stufen.

KRITERIUM:

5: Kein Abrieb und keine Kratzer.
2 bis 4: Den Abstand zwischen 5 und 1 gleichmäßig einteilend.
1: Starker Abrieb oder Kratzer.
In beiden Bewertungen (1) und (2) waren Level von Stufe 3 oder höher annehmbar und praktisch verwendbar.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben. Tabelle 1 zeigt, daß die erfindungsgemäßen Produkte Verbesserungen hinsichtlich der Abriebfestigkeit der rückseitigen Überzugsschicht und des Führungsstiftes aufweisen.
Bei den Vergleichsbeispielen enthielt Vergleichsbeispiel 1 kein Titandioxid. In Vergleichsbeispiel 2 war kein Polyurethanharz vorhanden. In Vergleichsbeispiel 3 fällt das Gewichtsverhältnis von Ruß und Titandioxid nicht in den Bereich der vorliegenden Erfindung, wohingegen in Vergleichsbeispiel 4 das Gewichtsverhältnis der Summe von Ruß und Titandioxid zu der Summe von Kolloxylin und Polyurethan nicht in den Bereich der vorliegenden Erfindung fällt. TABELLE 1 Beispiel Vergleichsbeispiel Komponente in der rückseitigen Überzugsschicht Ruß: Mittlerer Korndurchmesser Titandioxid (mittlerer Korndurchmesser 0,2 bis 0,4 um) Kolloxylin: Cellnova HIG Polyurethan: Nippolan Lösungsmittel: Methylethylketon Toluol Beurteilung: rückseitige Überzugsschicht Führungsstift Anmerkungen: *1 und 2*: Handelsname, ein Urethanharz, hergestellt von Nippon Polyurethane Industries Co., Ltd.
Obgleich die Erfindung im Detail und unter Hinweis auf spezifische Ausführungsformen beschrieben wurde, ist es einem Fachmann auf diesem Gebiet bekannt, daß verschiedene Veränderungen und Modifikationen vorgenommen werden.

Claims

1. Magnetisches Aufzeichnungsmedium zur Verwendung in einer riemenangetriebenen Kassette, welches einen nichtmagnetischen Träger umfaßt, der an seiner Hauptoberfläche mit einer magnetischen Schicht und an seiner gegenüberliegenden Oberfläche mit einer rückseitigen Überzugsschicht versehen ist, wobei diese rückseitige Überzugsschicht

(a) Ruß mit einem mittleren Korndurchmesser von 20 bis 100 nm;

(b) Titanoxid mit einem mittleren Korndurchmesser von 100 bis 600 nm; und

(c) ein Bindemittel, das im wesentlichen aus Kolloxylin und einem Polyurethanharz besteht, umfaßt,

unter der Voraussetzung, daß das Gewichtsverhältnis von Komponente (a) zu Komponente (b) im Bereich von 99:1 bis 60:40 liegt, daß das Gewichtsverhältnis der Summe von Komponente (a) und Komponente (b) zu Komponente (c) im Bereich von 70:30 bis 20:80 liegt und daß das Gewichtsverhältnis von Kolloxylin zu Polyurethanharz in Komponente (c) im Bereich von 10:90 bis 90:10 liegt.

2. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, bei dem der mittlere Korndurchmesser des Rußes im Bereich von 30 bis 55 nm liegt.

3. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, bei dem das Gewichtsverhältnis von Komponente (a) zu Komponente (b) im Bereich von 95:5 bis 80:20 liegt.

4. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, bei dem das Gewichtsverhältnis von Kolloxylin zu Polyurethanharz in Komponente (c) im Bereich von 40:60 bis 80:20 liegt.

5. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, bei dem das Gewichtsverhältnis der Summen von Komponente (a) und Komponente (b) zu Komponente (c) im Bereich von 50:50 bis 30:70 liegt.

6. Verwendung eines magnetischen Aufzeichnungsmediums, welches einen nichtmagnetischen Träger umfaßt, der an seiner Hauptoberfläche mit einer magnetischen Schicht und an seiner gegenüberliegenden Oberfläche mit einer rückseitigen Überzugsschicht versehen ist, wobei diese rückseitige Überzugsschicht

(a) Ruß mit einem mittleren Korndurchmesser von 20 bis 100 nm;

(b) Titanoxid mit einem mittleren Korndurchmesser von 100 bis 600 nm; und

unter der Voraussetzung, daß das Gewichtsverhältnis von Komponente (a) zu Komponente (b) im Bereich von 99:1 bis 60:40 liegt, daß das Gewichtsverhältnis der Summe von Komponente (a) und Komponente (b) zu Komponente (c) im Bereich von 70:30 bis 20:80 liegt und daß das Gewichtsverhältnis von Kolloxylin zu Polyurethanharz in Komponente (c) im Bereich von 10:90 bis 90:10 liegt,

für eine riemenangetriebene Kassette.