DD276752A1 - Verfahren zur herstellung von magnetischen aufzeichnungstraegern - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von magnetischen Aufzeichnungstraegern, bestehend aus nichtmagnetisierbarer Unterlage und einer auf dieser Unterlage aufgetragenen magnetischen Aufzeichnungsschicht. Durch eine kontinuierliche Ultraschallbehandlung der fuer die Herstellung der magnetischen Aufzeichnungsschicht benoetigten Dispersion unmittelbar vor der Beschichtung in einer Ultraschallbehandlungsanlage mit einer Schallfrequenz zwischen 20-50 kHz wurde die Beweglichkeit der Dispergierteilchen erhoeht und die Fliessfaehigkeit verbessert und damit verbunden die Fliessfaehigkeit der Dispersion positiv beeinflusst, in deren Ergebnis sich die magnetischen Parameter verbessern.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur Herstellung von magnetischen Aufzeichnungsträgern, bei denen magnetisierbare bindemittelhaltige Schichten auf PETP-Unterlagen aufgetragen werden, insbesondere auf die Herstellung von fließfähigen homogenen Dispersionen zur Verbesserung des Schichtbildungsprozesses und des Relaxationsverhaltens.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Bei der Herstellung von magnetischen Aufzeichnungsmaterialien existieren eine Vielzahl unterschiedlicher Verfahren und Verfahrensschritte zur Verbesserung der Fließeigenschaften und Erhöhung der inneren Stabilität der Dispersion mit dem Ziel, den Schichtbildungsprozeß während des Beschichtungsvorganges sowie den Schichtverband vor dem Kalandrieren zu verbessern. Damit werden Bedingungen geschaffen, die es ermöglichen, die Verarbeitbarkeit der magnetischen Dispersion optimal zu garantieren und die Schicht besser zu verdichten.

Eine Möglichkeit zur Verbesserung der Fließeigenschaften der Dispersion bezüglich Schichtbildungsprozeß besteht darin, hochmolekulare organische Verbindungen der Dispersion zuzugeben (OS DE 3325555). Mit diesen Mitteln kann erreicht werden, daß sich ohne Viskositätsänderungen die Fließeigenschaften der Dispersion ändern.

Es ist jedoch in der Praxis sehr schwierig, derartige Hilfsstoffe für r ie jeweilige Dispersionsrezepte und der damit verbundenen Rezeptverträglichkeit einzusetzen. Des weiteren besteht die Möglichkeit zur Verbesserung des Schichtbildungsprozesses, die magnetische Dispersion unmittelbar vor dem Beschichtungsprozeß einer Scherbeanspruchung auszusetzen. In DE OS 3420466 wird ein Vorfahren beschrieben und damit angeblich der Schichtverband so verbessert, daß eine Verbesserung der Orientierung der Magnetitteilchen in der Schicht erreicht wird. Dieses Verfahren hat sich für unser Anwendungsgebiet nicht bewährt. In DE OS 2846623 ist eine Möglichkeit zur Verbesserung der Dispersionsstabilität dargestellt. Dort wird die Dispersion unmittelbar vor dem Antrag komprimiert und anschließend entspannt, um damit Agglomerate und Flokkulate vollständig abzubauen. Dieses Verfahren verlangt einen sehr hohen zusätzlichen apparativen Aufwand und ist außerdem wegen eines sehr großen Wartungsaufwandes im kontinuierlichen Produktionsprozeß undiskutabel.

In der EP 85138 wird zur Verbesserung der Dispersionsqualität als zusätzliche Dispergierstufe Ultrascha'i angewandt. Hier werden in einer Zeitdauer bis zu fünf Stunden Agglomerate zerstört und eine Reagglomeration verhindert. Dieses Verfahren ist für ein reaktiv vernetztes System im kontinuierlichen Betrieb auf Grund der angegebenen Zeitdauer unmittelbar vor dem Beschichtungsprozeß nicht anwendbar.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, durch die Herstellung eines magnetischen Aufzeichnungsträgers mit optimaler Schichtstruktur durch Verbesserung der Fließfähigkeit der Dispersion und der damit verbundenen Verbesserung des Schichtbildungsprozesses die Arbeit zur Kompression der Magnetschicht zu verringern und damit Energie einzusparen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabo zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, durch welches eine leicht kalandrierbare und homogene Magnetschicht hergestellt wird, und das Beschichtungsdefekte, hervorgerufen durch die Dispersion, ausschließt. Magnetische Aufzeichnungsmaterialien bestehen im allgemeinen aus einer etwa 5-40pm dünnen reißfesten Unterlage (meist auf Basis Polyvinylchlorid, Polyethylenterephthalat, Zellulosetriacetat) und einer darauf aufgebrachten etwa 2-20um dicken magnetischen Schicht. Der magnetische Aufzeichnungsträger wird durch Dispergieren von pulverförmiger! magnetischem Material, vorzugsweise γ-Eisencxid, kobaltmodifiziertem Eisen, Chromdioxid bzw. Eisenpartikeln, in einem organischen Lösungsmittel gelösten Bindomittolgemisch, im wesentlichen bestehend aus einem elastomeren Polyurethan und einem hochmolekularen hydroxylgrupponhaltigen Polymeren und eventuell einem Epoxidharz, unter Zugabe von Disporgiorhilfsmittoln und üblichon Zusatzstoffen hergestellt. Das Dispergieren und Homogenisieren erfolgt unter Zuhilfenahme von Rührworkon, Kugolmühlen, RührwerkskugeJmühlen und ähnlichen Dispergieraggregaten. Die so hergestellte homogen j Oisporsion wird anschließend mit Di- und/oder Polyisocyanaten versetzt. Je nach Notwendigkeit wird die mit Vernetzer vorsohono Dispersion zum Erreichen einos definierten NCO-Gruppongehaltes unter Rühren einem Reifeprozeß ausgesetzt.

Die nach dem oben beschriebenen Verfahren hergestellte magnetische Dispersion besitzt den Nachteil, daß durch die geringe Beweglichkeit der Magnetitteilchen in der Dispersion der Erhöhung des magnetischen Flusses in Längsrichtung sowie der Verbesserung dar Packungsdichter. Grenzen gesetzt sind. Die Magneteisen sind nicht in jedem Fall homogen und gleichmäßig in der aufgetragenen Schicht verteilt, so daß Stellen der relativen Verarmung an Pigmentteilchen auftreten können. Es wurde nun gefunden, daß sich erfindungsgemäß durch eine zusätzliche Ultraschallbehandlung der so hergestellten homogenen, von Agglomeraten freien, Dispersion unmittelbar am Antragswerk die Beweglichkeit der Magnetteilchen in der Dispersion erhöht und die Fließ- und Verlaufseigenschaften wesentlich verbessert werden, so daß sich die Dispersion erheblich besser und gleichmäßiger auf die Unterlage aufbringen läßt und dadurch die magnetischen Eigenschaften der Magnetschicht wesentlich verbessert werden.

Durch die konstruktive Gestaltung der Ultraschallbehandlungsanlage wird ein möglicher zusätzlicher Lufteintrag in die Dispersion verhindert. Als günstigste Schallfrequenz haben sich Schwingungen zwischen 20-5OkHz erwiesen. Die Wirkleistung der Ultraschallstrahlungseinrichtung ist entsprechend dem Suspensionsdurchsatz einzustellen. . Dia so behandelte magnetische Dispersion wird kontinuierlich dem Antragswerk zugeführt.

Das Antragen der Dispersion an die Unterlage kann mittels Rasterwalzenantragssystem, Umkehrwalzenantragssystem, Meadow-System, Extrusionsgießer oder Abstreichgießor erfolgen. Neben den verbesserten Fließeigenschaften der Dispersion durch die Ultraschallbehandlung (dargestellt in Tab. 1) wird die erheblich verbesserte Beweglichkeit der Magnetitteilchen nach dem Passieren des Ausrichtungsmagneten sichtbar. Die Verbesserung beträgt durchschnittlich 2%. Des we i tore η wurde gefunden, daß sich der magnetische Fluß in Bahnrichtung bei konstanter Schichtdicke etwa um den Faktor 1,1 verbessert. Nach dem Austreiben der Lösungsmittel wird die so hergestellte Bahn in einem Satinierkalender verdichtet und geglättet.

Tabelle 1: Fließeigenschaften nach Casson Magnetdispersion ohne Ultraschallbehandlung

Magnetdispersion mit Ultraschallbehandlung

Schaltstufe	1	Schergefälle	Viskosität	Schaltstufe	1	Schergefälle	Viskosität
Rheotest	2			Rheotest	2
1	3	2	3	4	3	5	6
4	0,577	56.35	4	0,577	51,15
5	0,430	45,08	5	0,430	41,05
6	0,333	37,13	6	0,333	33,75
7	0,248	29,55	7	0,248	26,10
8	0,192	24,70	8	0,192	22,ao
9	0,143	20,10	9	0,143	20,10
10	0,111	16,88	10	0,111	17,35
11	0,083	14,18	11	0,083	15,05
12	0,064	12,25	12	0,064	13,98
0,048	10,71	0,048	12,65
0,037	9,85	0,037	11,75
0,028	8,95	0,028	10,85

Ausführungsbeispiel 1

Ein pigmentiertes Bindemittelgemisch bestehend aus

55,90Ma.-% 1,2Dichlorethan 0,10Ma.-% eines sauren Phosphorsäureesters 0,07Ma.-% Hydrochinon 21,6 Ma.-% Y-Fe₂O₃

1,90Ma.-% eines hydroxyl- und acetatgruppenhaltigen Polyvinylformals 19,50Ma.-% einer 15%igendichlorethanischen Lösung eines hydroxylgruppenhaltigen Polyestorurethans

0,40Ma.-% Fettsäuretriglycerid

wird in einem Disperser und in Rührwerkskugelmühlen feindispargiert und homogenisiert. Anschließend wird die Dispersion filtriert. Unmittelbar vor dem Beschichten wird der magnetischen Dispersion 10Ma.-%, bezogen auf die eingesetzte Bindemittolmengo, Isocyanat als härtende Komponente zudosiert.

Die so hergestellte Dispersion wird kontinuierlich über die Ultraschollstrahlungf einrichtung mit einer Wirkleistung von etwa 10W/I oinem Rasterwalzonantragswork zugeführt und bei einer Beschichtungsgeschwindigkeit von 60m/min auf ein Trägermaterial aus Polyethylenterephthalat, das eine Dicke von 11 pm besitzt, aufgetragen. Die Trockenschichtdicke beträgt 6,5Mm und dio Vorwoilzuit in der Uitraschallstrahlungseinrichtung 1,5min. Als Schallfrequonz wird 33kHz eingestellt. In einem Magnotfold worden die Magnetitteilchen dor so behandelten und beschichteten Dispersion in eine Vorzugsrichtung orientiert und anschließend in verschiedenen Trockenzonon getrocknet bei Temperaturen von 40-80⁰C und einem Satinierkalander zugeführt, wobei die Stohlwalzentomporatur 65⁰C und der Walzenanpreßdruck 200kp/cm beträgt. Die Magnetschicht besitzt oino spiegelglatte Oberfläche und haftet fest auf dem Trägermaterial.

Einige Eigonschafton des nach diosom Beispiel erhaltonen Magnetbandes werden denen von herkömmlichen Mustern anhand dor nachstohondon Tabolle vorgloichend gegenübergestellt.

Tabelle 2

durchschnittl. magn. Fluß durchschnittl.

in Längsrichtung pW mm"' Packungsdichte

Ausführungsbeispiel 1 717 36,2% Vergleichsbeispiel 1 652 34,3%

Bei dem Vergleichsbeispiel wird die Unterlage mit einer Dispersion beschichtet, deren Formulierung die gleiche ist win diejenigen des Beispiels. Eine Vorbehandlung mit Ultraschall ist nicht vorgenommen worden.

Die oben aufgeführten Ergebnisse veranschaulichen, daß am Beispiel der vorliegenden Erfindung auf Grund des Umstandes, daß die Magnetbanddispersion durch die zusätzliche Ultraschallbehandlung soweit in ihren Fließeigenschaften verbessert wird, daß sich die verbesserte Beweglichkeit der Magnetitteilchen in magnetischen Parametern ausdrückt.

Ausführungsbeispiel 2

Es wird zunächst eine magnetische Dispersion gemäß der nachstehenden Formulierung hergestellt: 22,00 Ma.-% Y-Fe₂O₃ 40,10Ma.-% 1,2Dichlorethan

8,10Ma.-% Cyclohexanon

0,10Ma.-% eines säuren Phosphorsäureesters 0,07Ma.-% Hydrochinon

0,50Ma.-% eines hydroxyl- und acetathaltigen Polyvinyls 27,30Ma.-% einer 15%igen Lösung Dichlorethan-Cyclohexanon eines hydroxylgruppenhaltigen Polyurethans 0,80Ma.-% einer 15%igen Lösung in Dichlorethan-Cyclohexanon eines Epoxidharzes 0,15Ma.-% Silikonöl

0,20Ma.-% Carbon

0,'/5Ma.-% Alkylphenolpolyglykoletherphosphat Die Dispersion wird nach dem im Ausführungsbeispiel 1 angegebenen technologischen Regime dispergiert, homogenisiert, nach der Härtezudosierung kontinuierlich über die Ultraschallstrahlungseinrichtung dem Rasterwalzenantrag zugeführt und auf eine Polyethylentherephthalatunterlage aufgetragen. Die so hergestellte Magnetbahn durchläuft ein Magnetfeld, wird anschließend in verschiedenen Trockenzonen bei 40-80°C getrocknet und in einem Satinierkalander kalandriert bei einer Stahlwalzentemperatur von 65⁰C und einem Walzenanpreßdruck von 200 kp/cm.

Die Trockenschichtdicke der Magnetbahn beträgt 5pm. Die Verweilzeit in der Ultraschallstrahlungseinrichtung beträgt 17,5min. Als Schallfrequenz wird 4OkHz eingestellt.

Einige Eigenschaften des nach diesem Beispiel hergestellten Magnetbandes werden in der nachfolgenden Tabelle denen von herkömmlichen Magnetbändern gegenübergestellt.

Tabelle 3

durchschnittl. magn. Fluß durchschnittl.

in Längsrichtung pW mm""¹ Packungsdichte

Ausführungsbeispiel 2 574 . 40,0% Vergleichsbeispiel 2 523 38,1%

Bei dem Vergleichsbeispiel 2 wird die Unterlage mit einer Dispersion beschichtet, deren Formulierung die gleiche ist wie diejenige des Beispiels 1. Eine Vorbehandlung mit Ultraschall ist nicht vorgenommen worden.

Claims (2)

1. Verfahren zur Herstellung von magnetischen Aufzeichnungsträgern, bei dem unmittelbar vor dem Auftragen auf einen nichtmagnetischen Träger die fertig dispergierte magnetische Suspension zur Verbesserung ihrer Fließeigenschaften und Ausrichtbarkeit der magnetischen Teilchen bei der Beschichtung vorbehandelt wird, gekennzeichnet dadurch, daß die Magnetdispersion kontinuierlich einer Ultraschallbehandlung unterzogen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Ultraschallbehandlung mit einer Ultraschallfrequenz mit Schwingungen im Bereich von 20-5OkHz erfolgt.