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Magnetogrammträger und Verfahren zu seiner Herstellung.
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Die Erfindung betrifft Magnetogrammträger der aus einer Grundschicht
mit einem Überzug von magnetischen TeilcheninnprnpolymerenBindemittel bestehenden
Art. Weiterhin betrifft-die Erfindung auch neue Verfahren zur Herstellung der Aufzeichnungsträger.
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Im allgemeinen bestehen die Magnetogrammträger nach der Erfindung
aus einer Grundschicht, zum Beispiel einer orientierten Polyäthylen-Terephtalat-Folie,
mit einem darauf befindlichen magnetischen Überzug, welcher aus magnetischen Teilchen,
die in einem elastomeren Bindemittel dispergiert sind besteht Das elastomere Bindemittel
setzt sich aus einer speziellen Klasse von vernetzten Massen auf Diisocyanatbasis,
die nachfolgend im einzelnen
einzelnen beschrieben sind, zusemmen.
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Das Bindemittel kann auch aus 0 bis 75 Gewichtsprozent eines polymeren
Matrizenmsterials be@tehen, wobei der west aus dem Elastomeren be@teht. @ls rolymeres
Matrizenmaterial wird minde@tens ein Copoly@eres einer speziellen Gruppe von löslichen
hydrorylgruppenhaltigen copolymeren Harzen mit einem Molekulargewicht von minasstens
2000 verwendet. r-er Überzug der Aufzeichnungsträger nach der Erfinoung zeigt eine
erheblich bessere Abriebswiders standsfähigkeit und eine bessere Zugfestigkeit als
die Überzüge der bisher bekannten Aufzeichnungsträger. Er ist diesen auch bezüglich
seiner magnetischen Eigenschaften iiberlegen. Bei den Aufzeichnungsträgern nach
der Erfindung ist die Haftung des Bindemittels an die Grundschicht mehr als ausreichend,
um den scharfen Bedingungen, ie sie in Datenverarbeitungsanlagen auftreten, zu widerstehen.
Die Biegsamkeit des Überzuges kann innerhalb weiter Grenzen durch eine geeign-te
Auswahl von Eettenverlangerungsmitteln und von isocyanathaltigen Zwischenprodukten
und durch Abstimmung des Verhältnisses von Elastomeren zu dem polymeren Matrizenmaterial
eingeregelt werden. Weiterhin kann der Aufzeichnungsträger nach der Erfindung unter
Verwendung einer üblichen Überzugsanisge hergestellt werden. Die vorstehend aufgeführten
Verbesserungen werden
werden ohne schädigung der wagnetischen igenschädten
der Aufzeichnungsträger erzielt.
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Les bei der Aufzeichnungsträger @@ der Erfindung verwendete elastomere
Bindemittel kann in einigen Stufen hergestellt werden. Zunächst wird eine polymere
organische Verbindung mit zwei endständigen Hydroxylgruppen mit einem mol ren Überschum
sines organiechen Diisocyanates zu eine@ Präpolymeren mit endständigen Isocyanstgruppen
umgesetzt. wieses Präpolymere kann auf zwei verschiedenen wegen behandelt werden.
Ze kann mit einer nicht polymeren bifunktionellen Verbindung in einer zur Umsetzung
mit sämtlichen freien HCO-Gruppen unzureichenden Menge umgesetzt werden. Andererseits
kann es mit einer nicht polymeren bifunktionellen Verbindung in einer gegenüber
derjenigen Menge, die zur Umsetzung mit sämtlichen freien FCO-Gruppen erforderlich
ist, überschüssigen Menge umgesetzt werden und anschliebend mit einem organischen
Diisocyanat in einer zur Umsetzung mit dem Überschu# der bifunktionellen Verbindung
ausreichenden Menge weiterhin umgesetzt werden. Earan anschlie#end wearden während
der Herste@lung des Überzuges die Reaktionsprodukte vernetzt oder gehärtet.
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Nach den erfindungsgemä#en Verfahren werden magnetische Teileden in
einer Lösung eines der Ausgangsstoffe oder der
cer Produkte aus
einer der vorstehend aufgeführten Stufen dispergiert. Anderer@eits können sämtliche
der vorstehend aufgeführten Stufen in einer Lösung durchgeführt werden, in welcher
magnetische Meilchen dispergiert sind. Infolgedessen kann jede einzelne der stufen
durch direkte Umsetzung oder in Lösung durchgeführt werden und die magnetischen
Meilchen können bei jeder beliebigen C tufe eingebracht werden, vorausgesetzt, da#
die Stufe in einer Lösung ausgeführt wird. Das Gemisch aus magnetischen Teilchen
in einer Losung von samtlichen elastomeren Bestandteilen in ungehärteter Norm wird
als Überzugsgemisch bezeichnet. Zur Herstellung des Au. fzeichnungsträgers nach
der Erfindung wird das Überzusgemisch auf eine Grundschicht aufgezogen und dEnn
getrocknet. Anschließend wird'der trockene Überzug auf Memperaturen zwischen 40
und 170°C erwärmt, bis der Überzug gehärtet ist.
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Each einer weiteren Ausführungsform der Erfindung besteht as. s Überzugsgemisch
aus magnetischen Teilchen, welche in einem nichtwässrigen Lösungsmittel, das das
polymere Matrizenmaterial und ein Präpolymeres mit endständigenIsocyanstgruppen'enthält,dispergiert
sind.
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,-'as Überzugsgemisch wird auf eine Grundschicht aufgezogen und dann
bis zur Nichtklebrigkeit innerhalb einiger I. inuten getrocknet. Danach wird im
Verlauf von Stunden oder Wagen das Präpolymere in dem Überzug mit einer bifunktionellen
Verbindun umgesetzt, bis das Irpolcrc
Präpolymere zu einem Elastomeren
auf Diisocyanatbasis überführt ist oder dazu durch Vernetzung gehärtet ist. Nach
einer Ausführungsform wird die bifunktionelle Verbindung in das Überzugsgemisch
eingebracht und die Härtung kann durch Lagerung von Eollen der überzogenen Grundschicht
bei Tempersturen zwischen 40 und 130°C während mindestens zwei Stunden ausgeführt
werden. Nach einer weiteren Ausführungsform kann die Härtung durchgeführt werden,
indem Rollen der überzogenen Grundschicht in einem Gasraum, der eine bifunktionelle
Verbindung enthält, z. B. Luft bei Raumtemperatur mit einer relativen Feuchtigkeit
zwischen 60 und 100%, während mindestens 12 Stunden gelagert werden. Bei dieser
letzteren Ausfübrungsform besteht die bifunktionelle Verbindung aus Nasser.
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Unter Verwendung des polymeren Matrizenmaterials kann das Uberzugsgemisch
auf eine Grund-schicht aufgezogen, bis zur Nichtklebrigkeit getrocknet und zu Rollen
innerhalb einiger Minuten mit einer gebräuchlichen Überzugsausrüstung gewickelt
werden. Anschliessend an das Aufwickeln zu Rollen kann der trockene Überzug in aufgewickelter
Form während eines längeren Zeitraums zur Erzielung der gewünschten Abriebsfestigkeit
gehärtet werden. Andere Vorteile, die sich durch Verwendung eines polymeren Natrizenmateriala
bei dem Aufzeichnungsträger nach der Erfindung ergeben, sind nachfolgend
nachfolgend
aufgeführt.
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Im folgenden wird die Erfindung ausführlicher unter Bezugnahme auf
die beiliegende Zeichnung beschrieben, worin Figur 1 einen Querschnitt eines typischen
Aufzeichnungsträgers nach der Erfindung, Figur 2 eine teilweise schematsicht Seitenansicht
einer Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemä#en Verschrens und igur 3 einen
teilweise so Querschnitt einer Vorrichtung zur Untersuchung der Abriebsfestigkeit
des magnetischen Überzugs darstellen.
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Der Aufzeichnungsträger 21 besteht aus einer Grundschicht 23 mit einem
Oberflächenüberzug 25, welcher aus magnetischen Teilchen in einem ; 3indemittel
besteht, welches sich aus 0 bis 75 Gewichtsprozent eines polymeren Matrizenmaterials
aus einer speziellen Gruppe von hydroxylgruppenhaltigen copolymeren Harzen und der
ergänzenden Menge eines Eisstomeren auf Di- isocyanatbasis zusammensetzt.
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Die Grundsohicht 23 dient als Unterlege für den gesamten Aufbau. Die
Grundschicht kann kann jeder geometrischen Form vorliegen, z. B. als Scheibe oder
als Trommel
Ero@@el und kann aus jedem g@eigneten Stoff wie z.B.
Gl@e, lunststoff oder Metall bestehen.
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Eine spezielle Grundschicht 23 beateht aus einer orientierten Polyäthylen-Terephtalat-Folie.
Derartige Folien werden durch E.I. de Pont de Nemours and Co., Inc., Wilmington,
Delaware unter der Handelsbazeichnung MYLAR auf den Markt gebracht. Andere geeignete
Grundschichten bestehen aus Papier, Zellulossacetat und orientiertem Polyvinylchlorid.
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Die Grundschicht 25 kann z.B. 0,38 mm dick sein, obwohl"uchandereDicken,vorzugsweisezwischen
O und 0, 63 nun angewandt werden kennen. Die Grundschicht 23 kann von jeder-beliebi--en
sein, z.B. zwischen 0,6 cm und 5, C cm und sie kann von jeder beliebigen Länge sein
und ist üblicherweise 1000 m lang oder darüber.
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Sämt@iche übliche magnetischen Meilchen können zu den Aufzeichnungsträgern
nach der Erfindung gebraucht werden. @eispielsweise können metallische Teilchen,
z.B. Eisenteilchen, oder oxydische Deilchen, wie z.
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B. Gamme-Eisenoxyd oder Magnetit, oder ein gemischter Ferrit, z.B.
Zink-Ferro-Ferrit verwendet werden. Die l Stoffe sind vom oxydischen Typ und longlich
oder nadelförmig ausgebildet und sind vorzugsweise zwischen 0, 2 und 2, 0 s ; rikron
leng, 0, 02 bis0,6 Fikron breit und besitzen ein durchschnittliches Verhält@@@ von
Länge zu Breite zwischen etwa 2 bis 20, ! o c 1
doch H>die&süblicherweisebeietwa6.
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Das @indemittel für den Überzug 25 stellt ein weim@res Merkmal der
Erfindung der. Es gibt wenig Überzugsmassen und Bindemittel, die sämtlichen notwendigen
Anforderungen bezüglich der Verwendung der Aufzeichnungsträger in elektronischen
Datenverarbeitungsanlagen genügen. Zu dieser Verwendung ri der Überzug abriebafe
t, biegsam, elastisch, chemisch stabil und stark anhaftend an der Grundschicht sein.
Bei der Auswahl des Bindemittels für den Überzug und der Überzugsmesse iet im allgemeinen
ein LompromiT zvYischen den vorstehend aufgeführten Anforderungen notwendig.
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Das Bindemittel besteht im wesentlichen aus 0 bis 75 Gewichtsprozent
eines polymeren Matrizenmaterials, wobei der est-us einem Elastomeren auf Diisooyanatbasis
besteht. Das polymere Hatrizenmaterial besteht eus mindestens einem festen thermoplastischen
Copolymeren aus 0,5 bis 50 Gewichtsprozent Vinylalkohol, wobei der I-. est aus Vinylestern,
Vinylacetalen,. Vinylbalo-oder geniden/Vinylidenhalogeniden besteht. Es besitzt
ein : @olekulargewicht von minuestens 2Cot eispiele lürdiseStoffeseienCopolymeresusVinylalkohol
mit Vinylacetat, Copolymere aus Vinylalkohol mit Vinylbutyral, Copolymere aus Vinylalkohol
mit Vinylchorid und na inylacetst unhd Copolymere aus Vinylalkohol mit Vinylidenchlorid
und Vinylacetat.au gerührt.
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Es kann eine großeVielzahlpolymererStoffe?uf Isocyanatbasis hergestellt
werden, deren mechanische und chemische Eigenschaften innerhalb eines weiten Bereiches
aufeinander abgestimmt werden könnene Innerhalb dieser großen Klasse erwies sich
eine kleine Gruppe von Blastomeren auf Diisocyanatbasis dazu geeignet, in Verbindung
mit magnetischen Teilchen Überzüge herzustellen, welche den vorstehend aufgeführten
Anforderungen entsprechen.
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Die Blastomeren auf 3tiisocyanatbasis, die in, Magnetogrammträgern
nach der Erfindung verwendet werden, weisen im wesentlichen Binheiten der folgenden
Formel auf :
worin 0-G-0 einen zweiwertigen polymeren Rest bedeutet, welcher durch Entfernung
der endständigen aktiven Wasserstoffatome einer polymeren organischen Verbindung
mit einem Molekulargewicht von mindestens 7505 nämlich von erstens Polyalkylenätherglykoleny
zweitens Polyalkylenarylenätherglykolen, drittens Polyalkylenätherthio therglykolen,
viertens polyalkylen-Arylenäther-Thioätherglykolen, fünftens linearen Polyestern
mit zwei endständigen Hydroxylgruppen, sechstens linearen Polyesteramiden mit zwei
endstandigen Hydroxylgruppennerhalten wurde, B einen zweiwertigen nicht polymeren
organischen Rest
gsnischen Rest, welcher gegenüber Isocyanatgruppen
inert ist, K einen zweiwertigen Mest, nämlich eine Carbonylgruppe, einen nicht-colymeren
Diacylrest oder einen nicht polymeren Garbamylrest, X ein Wasserstoffetom oder einen
zweiwertigen best wie nicht polymere Dicarbamylreste oder polymere Dicarbamylreste,
wobei der polymere Dicarbamylrest . im wesentlichen aus Einheiten der allgemeinen
Formel -CO-NH-(B-NH-CO-O-G-O-CO-NH)-B-NH-CO- besteht, n worin B, O-G-O und n dieselbe
Bedeutung wie in der vorstehend aufgeführten Hauptkette besitzen, und n und m ganze
Zahlen bedeuten, wobei das Verhë, ltnis von n/m zwischen 1 und 1000 betragt. X besteht
vorzugsweise aus einem Wasserstoffatom oder aus polymeren Carbamylresten der vorstehend
beschriebenen Art mit einem molaren Verhaltnis zwischen 1 und 2000.
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Bei der Herstellung der Elastomeren auf Isocyanatbasis, welche zu
den Aufzeiohnungsträgern nach der Erfindung verwendet werden, wird eine oder mehrere
der polymeren organischen Verbindungen, aus denen die polymeren Teile 0-G-0 erhalten
werden, mit einem molaren Überschu# eines organischen Diisocyanates B (NCO) 2 zu
einem Präpolymeren mit endständigen Isooyanatgruppen umgesetzt.
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Die Ketten des präpolymeren können dann mit einer nicht polymeren
bifunktionellen Verbindung, z. B. Wasser, einem Glykol oder einem Diamin, verlanaert
werden.
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Die polymere organische Verbindung hat ein höheres Molekulargewicht
(Molekulargewicht oberhalb 750) und zwe i
zwei endständige Hydroxylgruppen
und besteht ßus erstens Polyalkylenätherglykolen,. z. B. Polytetramethylenätherglykol,
Polyäthylenätherglykol, Polypropylenstherglykol und Poly-1, 2-outylenatherglyk zweitens
Polyalkylen-Arylenätherglykolen, drittens Polyalkylenäther-Thioätherglykolen, viertens
Polyalkylen-Arylenäther-Thioätherglykolen, fünftes linearen Polyestern mit zwei
endständigen Hydroxylgruppen, wie sie in bekannter Weise durch Veresterung von zweiwertigen
Alkoholen, z. B. Athylenglykol, Diäthylenglykol, Propylenglykol, 14-ButylenglWrkol
mit zweibasischen organischen Säuren, z.B. Adipinsäure, Glutarsäure, Suberinsäure,
Sebacinsäure und 2-A. thylsuberinsäure, erhalten werden und sechstens linearen Polyesteramiden
mit zwei endständigen Hydroxylgruppen.
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Biaie gro#e Vielzahl organischer Diisocyanate kann bei der Umsetzung
verwendet werden, darunter aromatische, aliphatisohe. cycloaliphatische Diisocyanate
und Kombinationen dieser Arten. Als Beispiele für diese Verbinar~-.:i...1ugL.n:c'Te.W24-i.s:^Q
m-Phenylendiisocyanat, 4-Chlor-1,3-Phenylendiisocyanat, 4,4'-Biphenylendiisocyanat,
1,5-Naphtalindiisocyanat, 1,6-Hexamethylendiisocyanat, 1,4-Cyclohexylen-, 4,4'-Biphenylendiisocyanat,
1,5-Naphtalindiisocyanat, 1,6-Hexamethylendiisocyanat, 1,4-Cyclohexylendiisocyanat
und 1,5-Tetrahydronaphtalindiisocyanat.
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Als nicht polymere hettenverlängernde Mittel werden >:;:=~..t:lluuJ.1-~^.:urwv°au:3?r5ocm-tb
bis birunktionelle Verbindungen mit min@e@tens zwei -l-''oen
Wasserstoffatomen,
die zur Umsetzung mit Isocyanaten fähig sind, verwendet. Als Beispiele für geeignete
bifunktionelle Verbindungen seien Wasser, Äthylenglykol, Hexamethylenglykol, Monoäthanolamin,
m-Phenylendiamin, 4,4'-Methylendianilin und 4, 4'-Methylen-bis-(2-Chloranilin) aufgeführt.
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Entsprechend der Erfindung wird der Aufzeiohnungsträger im allgemeinen
in drei Stufen hergestellt. Zunächst wird ein überzugsgemisch hergestellt, danach
wird das fjberzugsgemisch f. uf eine Grundschicht aufgezogen und getrocknet, abschlie#end
wird der Überzug gehärtet.
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Ein Verfahren zur Herstellung des berzugsgemisches besteht uarin,
daß gründlich getrocknete magnetische Teilchen in einer nichtwässrigen Tösung eines
Präpolymeren mit endständigen Isocyanatgruppen, welche in bekannter Weise durch
Umsetzung von organischen Verbindungen mit höherem i. Iolekulargewicht, welche zwei
endständige Hydroxylgruppen besitzen, mit einem molaren Überschuß eines organischen
Diisocyanates zu einem Reaktionsprodukt mit endstänuigen Isocyanatgruppen herge
tellt wurde und freie gCO-Gruppen enthält, dispergiert werden. Anschließend wird
eine bifunktionelle Verbindung, z. B. ein Glykol, ein Diamin, ein Aminoalkohol,
oder Wasser, zu der Dispersion in einer zur Umsetzung mit sämtlichen freien NCO-Gruppen
unzureichenden Menge zugegeben, wodurch das überzugsgemisch erirue Ein
Ein
weiteres erfindungsgemäßes Verfahren besteht darin, daß magnetische Teilchen in
einer nichtwassrigen Lösung eines kettenverlängerten Isocyanatmaterials dispergiert
werden, welches durch Umsetzung einer organischen Verbindung mit höherem Molekulargewicht
und mit zwei endständigen Hydroxylgruppen mit einem molaren Überschuß eines organischen
Diisocyanates unter anschließender Kettenverlängerung des präpolymeren mit endständigen
Isocyanatgruppen durch vveitere Umsetzung des Produktes mit einem molaren schuß
einer bifunktionellen Verbindung mit zwei aktiven V wie Glykol, einem Diamin oder
Nasser, hergestellt wurde. Dann wird ein organisches Isocyanat mit mindestens zwei
Isocyanatgruppen zu der Dispersion in einer Menge zugegeben, die ausreichend ist,
mit der überschüssigen bifunktionellen Verbindung zu reagieren, wodurch das Überzugsgemisch
erhalten wird.
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Ein anderes Verfahren nach der Erfindung besteht darin, daß magnetische
Teilchen in einer nichtwässrigen Lösung einer organischen Verbindung mit hohem Molekulargewicht
und mit zwei ends-tändigen Hydroxylgruppen dispergiert werden. Die organische Verbindung
mit hohem Molekulargewicht der Dispersion wird mit einem molaren Überschuß eines
organischen Diisocyanates umgesetzt. Dann wird eine Menge eines Kettehverlängerungsmittels
zugesetzt, welche geringer als der molare Überschuß des Diisocyanates ist, wodurch
das Überzugagemisch erhalten wird.
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Nach
Nach einem weiteren Verfahren der Erfindung
bestehtaasUberzugrerüischsuaeinerDispersionoer magnetischen Teilchen in einem nichtwässrigen
Lösungsmittel, welches das polymere Matrizenmaterial und ein präpolymeres mit endständigen
Isocyanatgruppen enthält.
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Das Überzugsgemisch wird z. B. auf einer gebräuchlichen Hochgeschwindigkeitsüberzugsmaschine
auf eine Grundschicht aufgezogen und dann bis zur ITichtklebrigkeit innerhalb einiger
Minuten getrocknet. Dann wird im Verlauf von Stunden oder Tagen das Präpolymere
mit einer nicht polymeren bifunktionellen Verbindung zu einem vernetzten Blastomeren
auf Diisocyanatbasis umgesetzt. Diese letztere Stufe wird als Härtung bezeichnet.
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Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemä#en Verfahrens ist die
bifunktionelle Verbindung in dem Ü'berzugsgemisch enthalten. Die Härtung kann durch
Lagerung von Walzen der überzogenen Grundschicht bei Temperaturen zwischen 40 und
1300 während mindesteng zwei Stunden durchgeführt werden.
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Bei einer anderen nusführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist die bifunktionelle Verbindung in dem Überzugsgemisch nicht enthalten. Bei dieser
Ausführungsform kann die Härtung durch Iagerung der Rollen der Eberzogenen Grundschicht
in einem Gasraum, welcher eine bifunktionelle Verbindung enthält, während mindestens
12 Stunden bei Temperaturen zwischen lo und 110°C durchgeführt werden.
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Ein Beispiel eines derartigen Gasraumes stellt Luft bei Raumtemperatur
haumtemperatur
oder bei Temperaturen zwischen 10 und 110°C mit einer rel@tiven Feuchtigkeit zwischen
60 und loo dar.
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Bei bekannten Verf@hren zur Herstellung von Aufzeichnungsbey bei denen
ein m-genetisches Ksterial in einem Präpolymeren mit endständigen Isocyanatgruppen
dispergiert wird, treten zwei Schwierigkeiten auf. Einerseits werden die magnetischen
Materialien nur langsam durch. die Lösungen von Präpolymeren mit endständigen Isocyanatgruppen
benetzt und es sind deshalb Ipnge Vermahlzeiten erLorderlichi ; um eine-einheitliche
:) ispergierung zu erzielen. Andererseits müssen-die Härtungsgeschwindigkeiten der
Überzugsgemische auf Diisocyanatbasis auf eine Kompromi#geschwindigkeit eingestellt
werden. Eine niedrige Härtungsge chwinaigkeit ist erwünscht, un ausreichend Zeit
zur Filtrierung, Lagerung und Aufbringung des Überzugsgemisches zu h@ben. Eine hohe
Härtungsgeschwindigkeit ist erwünscht, um des aufgebrachte Überzugsgemisch, welches
nach der Verdampfung des Lösungsmittels noch klebrig ist, in einen nichtklebrigen
Zustand innerhalb eines möglichst kurzen Zeitraums zu überführen. Die Verwendung
eines polymeren Matrizenmaterials stellt eine erfindungsgemä#e Ma#-nahme zur Überwindung
der vorstehenden Schwierigkeiten dar.
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Das entsprechend der Erfindung verwendete polymere Matrizenmaterial
unterstützt die Dispersion der magnetischen Materialien, soda# einheitliche @ispersionen
bei kürzeren Vermahlzeiten erh@lten werden. urchWerwendung eines polymeren
meren
Matrizenmaterials ergibt sich auch ein nichtklebrincer Überzug nach Verdampfung
des Lösungsmittels aus dem aufgebrachten Überzugsgemisch, auch wenn keine oder nur
eine geringe Härtung erfolgt ist. Die Verwendung de.3polymerenXatrizenmterilserlaubtdieAbtrennung
der Trocknungsstufe von der Härtungsstufe und ermöglicht es, da# die Härtung des
Elsstomeren nach Aufwicklune, der überzogenen Grundschicht zu einer Rolle fortgesetzt
wird.
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Der in Figur 1 gezeigte Aufzeichnungsträger 21 kann nech dem folgenden
Verfahren hergestellt werden, welches in der kontinuierlich arbeitenden Vorrichtung
nach igur 2 aurchaeführt wird. Eine Grundschicht 23 aus orientierter Polyäthylen-vlerephtalat-Folie
liegt in Form einer Aolle von etwa 15, 2 cm ireite vor. Die Folie wird von einer
Zuführwelle 27 abgewickelt und geht der Reihe nach durch eine Überzugsanlage, eine
Orientierungs-2nlage, einen Trocknungsbezirk und einen Hsrtungsbezirk und wird dann
auf eine Aufnehmwelle 29 aufgevfickelt. Die Polie 23 wirddurchdieVorrichtungmit
einer beliebig bequemen Geschwindigkeit geführt. Geschwindigkeiten zwischen 3,0
und 60 m/min können angewanat weraen.
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In der Überzugsanlage läurt die Grundschicht 23 unter einem Abstreifblatt
oder Messer 31 durch, auf welchem eine
eine Menge des überzugsgemisches
33 aufgelegt ist.
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Das Überzugsgemisch 33 besteht aus einer Dispersion von magnetischen
Teilchen in einer nichtwärrigen Lösung des Elastomerenbindemittels auf Isocyanatbasis
oder des Elastomeren auf Diisocyanatbasis und einem polymeren Matrizenmaterial.
Das Überzugsgemisch 33 wird auf die Oberfläche der Grunclschicht 23 so aufgetragen,
daß sich ein trockener Überzug zwischen 2,5 µ und 50,8 µ Dicke, vorzugsweise von
etwa 12,5 µ Dicke ergibt. Das Überzugsgemisch kann mittels irgendeiner Standardüberzugstechnik
aufgebracht werden, z.B. durch Eintauchüberziehen, durch Aufziehen mit dem Messer
oder Abstreifblatt, durch Überziehen mit Aufbringwalzen Tiefdruck oder durch Aufbringen
mit
Ansch ließend an das Aufbringen wird der aufgebrachte Uberzug durch ein magnetisches
Feld gefuhrt, um die darin enthaltenen magnetischen Teilchen in der gewünschten
Richtung zu orientieren. In der Vorrichtung nach Figur 2 wird das magnetische Feld
durch zwei gegenüberliegend angebrachte Magnete 35 oberhalb und unterhalb der Grundschicht
23 erzeugt. Diese Magneten erzeugen ein flaches magnetisches Feld, welches parallel
zur Richtung der Bahn der Grundschicht 23 liegta Nach der orientierung der magnetischen
Teilchen wird der Überzug in einem Trockner 37 getrocknet, indem das Lösungsmittel
daraus verdampft wird. Die trockene Anordnung
nung vird dann kurze
Zeit erhitzt.'s.. rhitzbn wird in einer Härtungszone 39 nach dem Ausla#ende des
Trockners 37 durchgeführt. Durch diese, pbschließeneerhitzenwiroder'Lb'rsug.usrhichend
verfestigt, soda# die überzogene Grundschicht auf die Aufnehr elle 29 aufgewickelt
werden kann, ohne da# Verklebung oder Blockbildung eintritt. Anschlie#end an dieses
kurze Erhitzen irddieüberzogeneGrundchiohtuf-nmtemperatur abgekühlt und dann auf
die Aufneh@@elle 29 aufgewickelt. Bei dieser Stufe kann es wünschenewert sein, die
aufgewickelte Rolle während längerer Zeiträumezwischeneinerjtundei3zueinigem"':gen
aug Temperaturen von 4o bis 120°C zu erwärmen, um die Beendigung der Vernetzungsreektion
zu bewirken. Die Vernetzung kann auch aurch Lagern der aufgevickelten Rolle in Gegenwart
von Wasserdampf während längerer Zeitriume von 6 bis 96 Stunden erreicht werden.
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Bei Anwendung dieser letzteren Technik wird es bevorzugt, die Rolle
in Luft mit einer relativen Feuchtigkeit von 6o bis 100% während mindestens 12 Stunden
zu lagern.
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Nunmehr kann die überzogene Grundschicht auf jede gewünschte Breite
zerschnitten werden. Peispielsweise kann die Schnittbreite des ndproduktes 6, 3
mm betragen. Sämtliche Herstellungsarbeitsgänge können in ße trennten ~~~~~~~~~
getrennten
Stufen, in erbindungen dieder Stufen oder in einer einheitlichen weihe kontinuierlicher
Arbeitsgänge durchgeführt verden. En einigen Pällen kann es weiterhin wünschenswert
sein, die Oberfläche der Grundschicht vor der Überzugsaufbringung vorzuüberziehen
oder vorzubehandeln.
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Um die Abriebsfestigkeit des Überzuges mit anderen Überzügen zu vergleichen,
wurde die in Figur 3 dargestallte Worrichtung angewandt. @er Überzug 25 eines Streifens
eines vollstänigen Aufzeichnungsträgers von 6,3 mm Breite und einigen cm Länge wurde
um eine Trommel 41 mit einer Schleifoberfläche 43 gelegt. Ein Ende des Streifens
wurde durch eine erste Klammer 45 in fixierter Stellung gehalten. Das andere Ende
des Streifens wurde durch eine zweite Klammer 47, an welche ein Gewicht 49 gebunden
ist, frei gehalten. Bie Trommel 41 wird in der durch den Pfeil 51 angezeigten Richtung
gedreht. Die zum Abschleifen des Überzugs erforderliche Zeit wird notiert und ergibt
den Vergleichsabriebsfestigkeitswert des jeweiligen Überzugs.
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Jo@länger die Zeit ist, umso grö#er ist die Abriebsfestigkeit. In
der Tabelle am Ende der Beschräibung ist die Abriebsfestigkeit von einigen nagnetischen
Bändern nach der Erfindung und von vekannten Bändern im Vergleich aufgeführt.
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In den @ol@enden @eispielen ist die Her tallung von rin'ti-''.rn
Aufzeichnungsträgern
nach der Erfindung beschrieben, welche in der Vorrichtung nach vi~ur 2 hergestellt
werden können.
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Beispiel 1 Ein Überzugsgemisch wurde hergestellt, indem zuerst während
60 Stunden die folgenden Bestandteile zur Herstellung einer @ ispersion r--uf der
Kugelmühle vermählen wurden : 7oo g nadeiförmiges Eisenoxyd,.-z. B.
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IRH 110, C.K. Williams Co., Easton, Pa., 300 g eines Polymeren auf
Polyalkylenäther-Isocyanatbasis, z.B.
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Adiprene L100, E, I, du Pont de Nemours and Co., Wilmington, Del.
und 400 g Toluol. Zu dieser Dispersion wurden dann 24 g 4,4'-Methylendianilin zugegeben,
welche in genügend Toluol gelöst waren, um die Viskosität des Gemisches auf looo
bis 2ooo centipoise bei Raumtemperatur einzustellen. Nachdem der letzte Bestandtei.
I in die Dispersion eingemischt ist, sollte das Überziehen sobald als möglich ausgeführt
werden.
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Bine kontinuierliche Grundbchicht 23 aus einer orientierten. Polyäthylen-Terephtalat-Folie
von 13 y1' Dicke und 15,2 cm Breite wurde mit einer Geschwindigkeit von etwa 30
m/min durch die Vorrichtung nach Figur 2 bewegt.
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Das Übergugsgemisch wurde mittels des Abstreifmessers 31 aufgebracht
und der feuchte Überzug mit Druckluft in dem Trockner 37 bei etwa 9o° C getrocknet.
Unmittelbar nach der
der Trocknung des Überzugs wurde der darauf
befindliche Überzug auf 120° C erhitzt, um die Härtung einzuleiten und um den Überzug
zu verfestigen und ihm die Elebrigkeit zu nehmen. Die vollständige Anordnung wird
dann auf Raumtemperatur abgekühlt und auf die Aufnehmwelle 29 aufgewickelt. Die
Härtung wird beendet, indem die vollständige Anordnung 6 Stunden bei etwa 80° C
gehalten wird. Die Ergebnisse des Abriebsfestigkeitsversucbes mit dem völlig gehärteten
Überzug sind in der Tabelle aufgeführt.
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Beispiel 2 Fin Überzugsgemisch wurde hergestellt, indem zuerst auf
einer Kugelmühle während 40 Stunden die folgenden Bestandteile zu einer Dispersion
verarbeitet wurden : 600 g nadelförmiJer Magnetit, 2oo g eines Polymeren auf Polyalkylenäther-Isocyanatbasis,
z. B. Adiprene Igloo, 200 g eines Polymeren auf Polyalkylenäther-Isocyanatbasis,
z.B. Adiprene L 167, beide von E.I. du Pont de Netours and Co., Wilmington, Del.,
und 38o g wasserfreies Methylathylketon. Dann wurden zu dieser Dispersion 16 g 1,
4-Butandiol und 6 g Hexamethylendiamin in gentigend Methyläthylketon, um die Viskosität
des Gemisches auf 1000 bis 2ooo cps bei Raumtemperatur einzustellen zur Herstellung
des Überzugsgemisches zugegeben. Das Überv gegemisch wurde wie in Deispeil 1 aufgezogen
und getrocknet. Die Härtung wurde durch kurzes Erhitzen auf 140°C
14o=ing-leitet.FachAnvick-lr:'-'-;''':.---'?,o-nen
Oy='.'1 Grund chicht auf die Aufnehmwelle 29 vbrde die Härtung beendet, indem der
Überzug etwa 8 Stunden bei etwa 75°C gehalten wurde.
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:~.ie1 eel3 "'!iberL'!-.ic7.u.rQe-,urch."er'hl-rer"'olgenden Besten
teils zu einer Bispersion während 60 StummeninT.iuerLu.lin.ü.hlehergestellt:7oogn?--etzutno
erlink-erro-perrit,3cog6e?dmrchrmsetzung von 1000 g eines Äthylenglykol-Adipinsäure-Polyerers.'..i'en"ryorcylshlvon55undvon
l5og1,5-~tnii&ooynathe-tellten:esktionproesuno45og.rhcrcfurpn..sn'-jh wurden
zu dis@er @ispersion 33 g 4,4'-Methylenbis-(2-Chlorsnilin), welche in ausreichend
Tetrahydrofu.r"nelct"'ren,mn;oieViskositätdesemi-hes auf 1000 bis 2000 cps bei Raumtemperatur
zu bringen, zugegeben. Das Überzugegemisch wurde wie in Beispiel 1 aufgerogen und
getrocknet. Die Härtung wurde durch kurzes Ernitzen auf 140°C eingeleitet. Nach
Aufwickeln cert.cro:.-'-njruncchicht&faieA'-''.'''-''"'.'.lle25 ?.u.rc.ej.ie'nu'T.beendet,inaemderberBU"''brer.c.
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Beispiel 4
Beispeil 4 Ein Überzugsgemisch wurde
durch Vermahlen der folgenden Be@tandteile zu einer Dispersion w@hrend :Li:~Wi1111E1I1EY'x~4J1'?t7.LE1',°^-t:'':70C
nadelförmiges Eisenox yd , z.B. I@N 110, im Handel durch c.k. Williams nd Co., Easton,
Pa, 250 g eines 3ostundenineinerI.ugelmttnieber="t-?lltT'o'og durch c.k. Williams
nd Co., Easton, Pa, 250 g eines Äthylenglykol-Adipinsäure-Polyesters mit einer Hydro@ylzahl
von 56 und 430 g Tetrahydrofuren. Zu der Disperaion wurden 50 g Tolylen-2,4-Hisocyanet
zuge-?etztuncdas.Gemisch2stundenflooCerkizt.r?-nach wurden 24 g 4,4'-Methylendianilin,
welche in ausreichendetrahyrofarangelosterenu'idie\'iakasi,-tät des Überzugsgemisches
auf 1000 bis 2000 cps bei geai, m'teriper-tu. r einzustellen ;,, zugegeben. @as
ÜberzugstrockneteDieHärtungvordearob.kurses-EiT.itsensnf l4-o:Ceinjg.elei..tetBsci3:Aefickeln-der'überzogenenGrund.-trocknet.
Die Härtung wurde durch kurzes Erhitzen auf 140°C eingeleitet. Nach Aufwickeln der
überzogenem Grundschicht auf die Aufnehmwelle 29 wurde die Härtung beendet, indem
der Üerzug während etwa 8 Stunden bei etwa 75°C gehalten wurde.
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Beispiel 5 Bin. Überzugsgemisch wurde hergestellt, indem zunächst
die folgenden Bestandteile in einer Kugelmühle zu , einer @ispersion während 40
Stunden vermahlen wurden: 700 g nadelförmiges Eisenoxyd, z.B. IRN 110, im Handel
T1 % 1 . r' C~ i t.. i ~ a'f c .. J. 1 Z. ~'t i. G . n L o^ 9 ; -, i^' l > r
r. . : [li i . ~ !'1. c Ainyl-
Vinylalkohol-Vinylacetat-Vinylchlorid-Copolymeren,
z. B. Vinylite VAGH, im Handel durch Bakelite Co., South Charleston, W.Va., und
600 g Methyläthylketon.
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Danach wurden zu dieser Dispersion 200 g eines Polome-^-n auf Polyalkylenäther-Isocyanat-Basis
z. B./diprenne Lloo, im Handel durch E.I. du Pont de Nemours and Co., Wilmington,
Bel., und 18 g 4,4'-Methylen-bis-(2-Chlorenilin), v. elches in cusreichend Toluol
gelöst war, um die Viskosität aes Gemisches auf 1ooo bis 2000 cps bei @aumtemperatur
zu bringen, zur Herstellung des Überzugsgemisches zugegeben. Das Überziehen sollte
so bald als möglich durchgeführt vercer, nachdem der letzte Bestandteil in die Dispersion
eingemischt ist.
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'ine fortlaufende Grundbchicht 23 : us einer orientierten Polyäthylen-@erephtalat-Folie
von 38,1 µ Dicke und 15,2 cm Breite wurde mit einer Geschwindigkeit von etwa 30
m/min durch die Vorrichtung nach Figur 2 geführt. Das Überzugsgemisch wurde @ittels
des Abstreifme, 31 aufgebracht und der feuchte Überzug mit Preßluft in dem Trockner
37 bei etwa 90°C getrocknet. Die vollständige Anordnung wurde dann auf Raumtemperatur
abgekühltundüufuieufnehmv.elle29aufgewickelt.
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Die Härtung wurde beendet, indem die vollstandige Anordnung 6 Stunden
bei etwa 8o°C gehelten wurde. Die Ergebnisse der Abriebsfestigkeiteverauche an dem
vollstandig ausgehärteten Überzug sowie seine Haftfähigkeit 2 i lltl
sind
in der Tebelle aufgeführt.
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Beispiel 6 Ein Überzugsgemisch wurde hergestellt, indem zuerst die
fols, Bestandteile in einer Kugelmühle zu einer spersion während 30 Stunden vermahlen
wurden: 60 g eines nadelformigen Magnetits, l2o g eines Vinylalkohol-Vinylacetat-Vinylchlorids
z.B. Vinylite VAGH und 550 g Netbylthylketon.Dennwurdenzu'dieserDispersion 12o g
eines Polymeren auf Polyalkylenäther-Isocyanat-Basis, z.B. Adiprene L100, 120 g
eines Polymeren auf Polyalkylenäther-Isocyanat-Basis, z.B. Adiprene L 167, die beide
durch E.I. du Pont de Nemours and Co., Wilmington, Del., im Handel sind und ausreichend
Methyläthylketon zugesetzt, um die Viskosität ces Gemisches auf 1000 bis 2ooo cps
bei Raumtenreratur einzuregeln, wodurch das Überzugsgemisch erhalten wurde. Das
ÜberzugsgeraiF-ch wurde wie in Beispiel 1 aufgezogen und getrocknet. Nach Aufwickeln
der überzogenen Grundschicht auf die Aufnehmwelle 29 wurde die Härtung beendet,
indem der tuberzug etwa 36 Stunden bei etwa 40°C und bei etwa 95% relativer Feuchtigkeit
gelagert wurde. lEl-.I Ein Überzugsgemisch wurde durch Vermahlen der folgenden Bestandteile
während 50 Stunden zu einer Dispersion in einer Lugelmühle hergestellt: 700 g eines
nadelförmigen Sink-
#ink-Ferro- errits, 100 g eines Vinylalkohol-Vinylace-6oxo
at-Vinyle@loris-Copolymeren, z.B. vinylite VAGH, und 600 R. Methyläthylketon. @anach
wurden zu dieser Dispersion 230 g eines Polymeren auf Polyalkylenäther-Isccy&?+-jai,z...ci-'c:Lloo,ir;;Handelru.rch
E.I. du Pont de Nemours and Go., wil@ington, @el., und , ~ 21..':'-l;''üßyl'T.-bis'-(2-Chlor&ninn)u.nü-usrjchend
21 g 4,4'-Methylen-bis-(2-Chloranilin) und usreichend Noluel zugegeben, um die Viskosität
des Überzugsgemisches auf 1000 bis 2000 cps bei @aumtemperatur einzustellen. Nach
Aufvickeln der überzogenen Grundschicht auf die Aufneh@welle 29 wurde die Härtung
beendet, indem v. urde.
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?belle wurde.
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T a b e l l e-Abriebsis@wigneit von Überzügen aus Gamma-Nisenonyd
und @indemitvel von etwa 12,7 µ Ricke.
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-------------------------------------------------------Bindemittel
Feispiel Abriebsfe igkeit (Sekunden) Elastomeres auf 1 > 600 Diisocyanatasis
" 2 > 600 " 3 > 600 " 4 > 600 27-
HatrizenmterialElastomeresAbrjebsfestjgkeit'.-.eipielFo.
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(Matrix) (Sekunden)-Vinylalkohol- Elastomeres Vinylacetat- auf Diisocya-
300 5 Vinylchlorid- natbasis Copolymere Vinylalkohol- Elastomeres Vinylacetßt-aufl'iisocy-25o6
Vinylchlorid- nath@sis Copolymeres Vinylalkohol- Elastomeres Vinylacetst auf Diisocya-
300 7 natbasis Patentansprüche