DE2157650B2 - Verfahren zum Herstellen der Magnetschichten von Magnetplatten und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung bezif.ht sich auf ein Verfahren zum Herstellen der Magnetschichten von Magnetplatten durch Auftragen einer gießfähigen Magnetdispersion auf die zu beschichtende, rotierende Scheibe, Zentrifugieren der Scheibe und Trocknen bzw. Härten der resultierenden dünnen Magnetschicht und auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, die eine Antriebs- und Halteeinrichtung für das Rotieren bzw. Zentrifugieren einer Scheibe sowie eine Einheit für das Auftragen der Magnetdispersion umfaßt.

An die Magnetschichten von Magnetplatten werden bekanntlich extrem hohe Anforderungen hinsichtlich Gleichmäßigkeit und Beschaffenheit gestellt. Die Dicke der im wesentlichen aus einer Magnetdispersion bestehenden Magnetschicht beträgt etwa 4 bis 6 Mikrometer, jedoch werden bereits Schichtdicken in der Größenordnung unter 2 Mikrometer angestrebt. Die Magnetschicht muß über die Plattenoberflächen eine hohe Gleichmäßigkeit aufweisen, d. h., es dürfen keine Erhebungen oder Spitzen aus der Oberfläche hervorragen, die größer als ein viertel Mikrometer sind, da dies bei handelsüblichen Magnetplatten zu Schreib- und Lesefehlern führen kann.

In Anbetracht der angedeuteten extremen Genauigkeitsanforderungen an die Gleichmäßigkeit und Beschaffenheit der Magnetbeschichtung sind einwandfreie Magnetplatten schwierig herstellbar und deshalb relativ teuer.

Mit der USA.-Patentschrift 3 198 657 und der britischen Patentschrift S29 219 sind Verfahren zur Herstellung dünner Magnetschichten mittels Zentrifugierens einer Scheibe und gleichzeitigem Auftragen einer Magnetdispersion bekannt. Dabei wird nach Reinigung der Metallplatte die Dispersion aus einer Düse auf eine Seite der Scheibe aufgebracht, während sich die Düse radial über die Scheibe bewegt. Nach dem Auftragen der Dispersion wird die Drehzahl erhöht und dadurch die Dispersion über die Scheibenoberfläche gleichmäßig verteilt. Zum Auftragen der Dispersion auf die zweite Seite der Scheibe wird diese umgewendet und der Beschichtungsvorgang wiederholt. Bei dem beschriebenen, bekannten Beschichtungsverfahren für Magnetplatten werden die beiden Seiten der zu beschichtenden Scheiben zeitlich nacheinander mit Magnetdispersion versehen. Diese Aufeinanderfolge der Beschichtungs-•ich ritte bringt einige Störeinflüsse mit sich, die sich auf die Qualität der Magnetschichten nachteilig auswirkt, so daß sich zwangläufig die Ausschußmenge an fehlerhaften Magnetplatten erhöht. Beim Umwenden der Scheibe ist keine Staubabschirmung gegeben. Wenn die zweite Scheibenseite beschichtet wird, wirkt sich die durch Verdunstung des Lösungsmittels

der Magnetdispersion lösungsmiitelhaltigere Atmosphäre für die bereits angetrocknete beschichtete Iheibenseite insofern ungünstig aus, als sie den Trocknungsvorgang verzögert. Erfolgt die Trocknung durch Stählung, so ist es außerdem nachteilig, -5 daß bei der Beschichtung dei ersten Scheibenseite eine metaUblanke Oberfläche vorhanden ist, die wenig Wärmestrahlung aufnimmt. Der optimale Trocknungseffekt ist erst dann gegeben, wenn beide Scheibenoberflächen mit der dunklen Eisenoxiddispersion ίο beschichtet sind.

Es ist ferner aus der schweizerischen Patentschrift 484 486 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum HersteUen einer Magnetspeicherplatte bekannt, wobei bereits fertig hergestellte, feste Magnetschichten in einem Preßvorgang beidseitig auf einen Trägerkern aufgebracht werden. Diese Druckschrift enthält Snen technischen Hinweis zur Lösung der folgenden Aufgabe der vorliegenden Erfindung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Be- schichtungsverfahren zu finden, bei dem die beiden Seiten der Magnetplatten gleichartig, rationeller und wirtschaftlicher mit Magnetdispersion versehen werden können. Es ist eine* weitere Aufgabe der Erfindung, eine wenig aufwendige, jedoch zweckmäßige ,5 Vorrichtung zum erfindungsgemäßen Verfahren an- ^Aufgabe wird durch ein Verfahren der eineanss genannten Art erfindungsgemäß dadurch ge-L: daß man zur Erzeugung von Magnetschichten mit im wesentlichen gleichen magnetischen Eigenschäften die Scheibe im Winkel zur Horizontal- als auch zur Vertikalebene schräg stellt und folgende für die Herstellung einer Magnetschicht einer Magnetplatte an sich bekannte Verfahrensschritte: ^Pa) Auftragen der Magnetdispersion auf die rotie-

b) Verteiler!^ der'Magnetdispersion und Abschleudem überschüssifer Magnetdispersion durch Zentrifugieren der Scheibe,

c) Trocknen bzw. Härten der Magnetschicht für beide Seiten der S.hdbe bzw. für beide Magnetschichten gleichzeitig und gleichartig vornimmt

Geeignete Magnetkernen sind an sich bekannt, sie enthalten übüchenveise neben den feinte!- ligen Magnetpigmenten, wie _rEiscn(III)-Oxid, feintJliger Magiefit oder ferromagnetische Metallpigmente, die Teilchengrößen von etwa 0,2 bis 2{un aufweisen, Bindemittel und insbesondere hitzehartbare Bindemittel, wie Epoxidharze Phenoxyharze, Aminoplast-Vorkondensate, Polyesterharze, Polyurethane oder Polyurethanbildner una Mischungen sol-

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Bei Ausführung des
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Umdrehungszahl im Bereich von w Tj_mdrehun^s _min, wobei die im Einzelteil gewahUe Um<* ° zahl unter anderem venders «*5g£ °g dispersion und der gewuns^.teai_UMC*Ä renden Magnetschichten abhangt Ehe fertigen getrockneten ^Μ^⁵™ im Bereich vonl bis 10 und 1 bis 6 μπα, wobei zur Herste! ^un schichten zumindest im ^SM^ hungszahlen der Scheiben ^un/ _op^f täten der Magnetdispersionen gewählt Auftragen bzw. Aufsetzen aus Düsen « dispersion führt man zweckmäßig nach dem der Trägerpiatte bzw Scheiben ™; Losu nach dem sogenannten »SP* ^coat*^ _Uel durch wobei die Magnettepersion^ ^ J _feare zur Scheibe über den Radius der Seherne D g Düsen unter Bewegung der ^n JJ ^de^n kante zur Außenkante der^™ _{zur In}_ %*£™*^£££ Änenkante zur Außenkante der Scheibe im Überschuß aufgespritzt

wird.

Die erfindungsgemaße
rung des Verfahrens ist P^^^ derartig ausgebildete .Antriebs- und daß die Scheibe beim Auftrags-, Trocknung bzvv. Hartevorgang, zontalebene und zur Vertikal«™e

Durchfüh-Durcha

Magnetschicht, die zum Β¹««*?^ gen Auftragen der Magne sch chten auf der Scheibe und zum gleichze»^» ^u°4 Trocknen bzw ^n der au^

Winke bereich

n Vorrichtung ist die Antriebs- und " ^ Drehunf der Scheibe in einer im uirenu g vertikalebene

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schenkliges Dreieck bilden, wobei die dem äußeren Scheibenrand nächstliegende Gehäusewand in der Ebene der Scheibe eine Aussparung aufweist. Ferner ist zweckmäßigerweise das Gehäuse so ausgebildet, daß der Scheitel des kleinsten Winkels zwischen zwei Gehäuseinnenwänden nicht in der Ebene der Scheibe liegt. Damit wird erreicht, daß die beim Auftragsvorgang von der Scheibe abgeschleuderte Dispersion aufgefangen werden kann, ohne daß die aufgetragenen Dispersionsschichten durch zurückprallende oder zurückfließende Teilchen der Magnetdispersion beschädigt oder zerstört werden können.

Weitere zweckmäßige Aus- und Weiterbildungen der Erfindung sind in den I'nteransprüchc" gekennzeichnet sowie aus dei folgenden Beschreibung und Zeichnung ersichtlich. In der Zeichnung ist eine zu beschichtende Scheibe in einer bevorzugten Ausführung der erfindungsgemäßen Beschichtungsvorrichtung dargestellt.

Eine Antriebsspindel 1 ist auf einem Stützrahmen 2 im Winkel-v von 15° zu einer Horizontalebene 3 schräg gelagert. Die Antriebsspindel wird von einem Motor 4 über ein zur Drehzahleinstellung dienendes Getriebe 5 angetrieben. An ihrem freien Ende trägt die Antriebsspindel 1 eine in einer Spannvorrichtung 6 fest eingespannte, zu beschichtende Scheibe 7, die üblicherweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung besteht. Die Scheibe 7 ist in W'nkel V gegenüber einer senkrecht zur Horizontalebcne3 stehenden, die Zeichenebene durchdringende Vertikalebene 8 geneigt angeordnet. Im dargestellten Ausführunssbeispiel ist ■>■' gleich λ. Der Winkel \' wird bc'or/ugi ίτι Winkelbereich von 10 bis 30' -r-vählt.

Ferner ist eine parallel zur Lber». der Scheibe 7 verschiebbare Einheit 9, die zur Reinigung der Scheibe 7 sowie zum Auftragen einer Dispersion auf die Scheibe 7 dient, dargestellt. Die Einheit 9 besteht aus einem in dieser Ansicht U-förmigcn Rahmenteil 10. das gegenüber einem f?sten Führungsteil 11 in den Richtungen des Doppe.pfeils A verschiebbar gelagert ist. Zwischen dem Führungsteil 11 und dem kurzen Schenkel 1? des Rahmenteils 10 ist ein hydraulisch betätigbares Organ 13 befestigt. Die Einheit 9 ist in ihrer Ruhestellung dargestellt. An den Innenseiten der freien Arme des Rahmenteils 10 sind Düsen 14 und Bürsten 15 angebracht. Beim Reinigungsgang verschiebt sich das Rahmenteil 9. und damit verschieben sich auch die Düsen 14 und Bürsten 15 unter Wirkung des Organs 13 radial über die in Drehung versetzte Scheibe 7. Dabei werden die Scheibenseiten aus nicht dargestellten weiteren Düser mit Lösungsmittel bespritzt und mittels der Bürsten 15 gereinigt. Nach Beendigung des Reinigungsgangs fährt das Rahmenteil 9 in die Ruhestellung zurück. Anschließend erfolgt zum Auftragsgans wiederum eine Verschiebung des Rahmenteils 9 über die Scheibenoberflächen. Die Bürsten 15 müssen bei diesem Gang in geeigneter Weise außer Wirkung gesetzt werden. Die Magnetdispersion wird unter Druck aus den Düsen 14 gleichzeitig auf beide Scheibenseiten aufgespritzt, während sich" die Scheibe mit einer ersten Drehzahl dreht. Die Magnetdispersion enthält in an sich bekannter Art die feinteiligen Magnetpigrnente dispergiert in einem geeigneten fließfähigen Bindemittel bzw. in einer Lösung des Bindemittels in einem flüchtigen Lösungsmittel. Das Öffnen und Schließen von Ventilen der Düsen 14 wird in Abhän-"gigkeit von der Stellung der Düsen 14 relativ zur Scheibe 7 gesteuert. Beispielsweise körinen die Düsen

14 bei Stellung über den! Außen-, dem Innenränd öder auch schon außerhalb des äußeren Scheibenrandes der Scheibe 7 geöffnet werden. Die Bewegung des Rahmenteil 9 und damit'der Düsen 14känn einmal oder mehrmals über die Scheibenseiten oder !"eile derselben erfolgen. Nach Ende des Auftragsgangs wird der Rahmenteil 9 in die dargestellte Ruhestellung zufückbew°gt. Die Düsen 14 und Bürsten

15 bewegen sich in nicht dargestellten radialen Schlitzen eines kreisritigformigen Spritzgehäuses 16. Natürlich ist es auch möglich, die Einrichtungen zur Reinigung der Platten (Düsen für Lösungsmittel, Bürsten) auf einer gesonderten Einheit getrennt zur Einheit, die zum Dispersionsauftrag dient, zu montieren.

Wie im oberen, geschnittenen dargestellten Bereich des Gehäuses 16 deutlich sichtbar ist, ist dieses aus in Dreieckform zusammenstoßenden Gehäusewänden a, b und c gebildet. Die Wandseite b wird durch einen Absaugstutzen 17 für die frei werdenden Lösungsmitteldämpfe unterbrochen. Der Scheitelwinkel β des etwa gleichschenkligen Dreiecks beträgt etwa 40^c und ist damit der kleinste Winkel im Dreieck. Die der Scheibe zugewandte Wandseite c ist duich e^;i,e Aussparung d unteikrochen, die zum Eintritt der nach dem Auftrag abgeschleuderten Magnetdispersion vorgesehen isi und sich, wie in der Zeichnung erkennbar, ringförmig um den Außenrand der Scheibe 7 erstreckt. Die einzelnen Teile der Wandseite c sind leicht zu der Gehäusemitte hin gebogen, um ein Zurückfließen oder -tropfen der Magnetdispersion auf die Scheibenoberflächen auszuschalten. Die Scheitel des kleinsten Winkels β liegen etwas, im dargestellten Fall etwa 1 bis 2 cm, von der Ebene der rotierenden Scheibe entfernt. Die Gehäusewände a und b sind im Scheitel des Winkels β mittels einer Spannschelle 18 und einem dazwischengelegten O-Ring 19 zusammengehalten bzw. abgedichtet. Das Gehäuse 16 ist somit zur Erleichterung einer Reinigung trennbar ausgebildet.

Nach Beendigung des Auftragsvorgangs wird zweckmäßig die Drehzahl der Antriebswelle 1 und

⁴S damit der Scheibe 7 gegenüber der ersten Drehzahl wesentlich erhöht, so daß die Magnetdispersion gleichmäßig über die Scheibenoberflächen verteilt und die überschüssige Dispersionsmenge abgeschleudert wird. Bei dieser erhöhten Drehzahl wird der auf die Scheibe? wirkende Einfluß der Zentrifugalkraft so groß gewählt, daß der Schwerkrafteinfluß vernachlässigbar klein wird. Das Spritzgehäuse 16 dient zum Auffangen der überschüssigen Dispersionsmenge, die dort abläuft, in den unteren Gehäusebe- reich gelangt und über ein Ablaufrohr 20 in einen Abfallbehälter 21 abgeleitet werden kann. Das Spritzgehäuse 16 wird vor dem Reinigungsgang in Richtung des DoppelpfeilsB über die Scheibe? geschoben und vor dem Trocknungsgang zurück in

seine nicht dargestellte Ruhestellung bewegt.

Die Schrägstellung der Scheibe beim Auftragsund Schleudervorgang macht ein Beschichten beider Scheibenseiten auch ohne Gehäuse möglich. Da man jedoch in der Praxis ein Gehäuse verwenden wird.

soll dieses innen so geformt sein, daß beim Schleudervorgang keine Dispersion zurück auf die Scheibenflächen treffen kann. Durch die bevorzugte Ausbildung der Gehäuseinnenwände a, b und c etwa

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als gleichschenkliges Dreieck und die Versetzung der Die Steuerung der einzelnen Beschichtungsvor-

Dreiecksspitze gegenüber der Ebene der Scheibe 7 gänge ist nicht Gegenstand der Erfindung und daher

,wird vorstehende Aufgabe erfüllt. Es sind jedoch nicht beschrieben.

grundsätzlich andere Gehäusequerschnitte denkbar, Durch geeignete Ausbildung einzelner Beschich-

mit Hilfe derer das Zurückspritzen ebenfalls vermie- 5 tüngsstatiOnen kann eine weitgehende Automatisie-

den werden kann. Durch die Aussparung auf der der rung der Beschichtungsvorrichtungen erreicht wer-

Scheibe zugewandten Seite wird erreicht, daß die den.

Dispersion in den Gehäuseinnenraum geschleudert Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die Vorwird. Die Breite dieser Aussparung ist jedoch so richtung weisen gegenüber den bekannten Verfahren klein wie möglich zu wählen, so daß möglichst wenig io und Vorrichtungen zur Herstellung von Magnet-Lösungsmitteldämpfe zu den Scheiben zurückströ- schichten für Magnetplatten überraschend große men können. Aus dem Gehäuseinnenraum kann das Vorteile auf. So hat sich bei der Durchführung des Lösungsmittel über einen Absaugstutzen so schnell Verfahrens zur Magnetplattenproduktion in großem wie möglich mittels nicht näher zu beschreibender Maßstab nicht nur durch das gleichzeitige Beschich-Absaugeinrichtungen entfernt werden. 15 ten beider Plattenseiteii die Produktionskapazität um

Nach Abschluß des Schleudergangs wird das ein Mehrfaches steigern lassen, sondern es konnte bei Spritzgehäuse 16 von der Scheibe 7 entfernt. Eine geringerem Verlust an Magnetdispersion im Ver-Trockeneinrichtung 22 besteht aus einer im Sinne gleich zu dem bisherigen Verfahren die Ausschußeines Doppelpfeils C schwenkbaren Achse 23 mit quote, d. h. die Menge an produzierten Magnetplatdaran befestigten, über die Magnetschichten der 20 ten mit Fehlern, in einem überraschend hohen AusScheibe 7 reichenden Heizelementen 24. Die Heizele- maß herabgesetzt werden. Die erfindungsgemäß hermente werden nach Gehäuseentfernung in die darge- gestellten Magnetplatten zeichnen sich durch eine stellte Stellung geschwenkt und bewirken durch die hervorragende Gleichmäßigkeit der Magnetschichten Einstrahlung von Wärme auf die nunmehr dunklen auf den beiden Seiten der Scheiben aus und erfüllen Magnetschichten eine schnell wirksame und gleich- _a5 alle an moderne Magnetplatten gestellten Forderunmäßige Trocknung beider Magnetschichten der gen. Dabei ist von besonderem Vorteil, daß das Ver-Platte. Beim Trocknungsgang wird zweckmäßig die fahren auch bei der Herstellung von Magnetplatten Drehzahl gegenüber der Schleuderzahl herabgesetzt, mit sehr dünnen Magnetschichten die erwähnte z. B. die Drehzahl des Magnetdispersionsaufgabevor- Gleichmäßigkeit der beidseitigen Schichten liefert, gangs wieder eingestellt. 30 Obgleich die Herstellung der Magnetschichten von

Nach dem Trocknungsgang kann die beschichtete Magnetplatten aus Dispersionen seit vielen Jahren

Magnetplatte ohne Gefahr einer Beschädigung von bekannt ist, ist eine gleichzeitige beidseitige Be-

der Spannvorrichtung 6 abgenommen werden. schichtung aus Dispersionen nicht bekanntgeworden.

Der Motor 4 und die Heizelemente 24 sind mit obgleich für die Gleichförmigkeit der beiden Magnet-Kabelstücken 25 zum Anschluß an eine nicht darge- ₃₅ beschichtungen einer Magnetplatte stets ein Bedürfstellte Energieversorgung versehen. nis bestanden hat.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

P atentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen der Magnetschichten von Magnetplatten durch Auftragen einer gießfähigen Magnetdispersion auf die zu beschichtende, rotierende Scheibe, Zentrifugieren der Scheibe und Trocknen bzw. Härten der resultierenden dünnen Magnetschicht, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Erzeugung von Magnetschichten mit im wesentlichen gleichen magnetischen Eigenschaften die Scheibe im Winkel zur Horizontal- als auch zur Vertikalebene schräg stellt und folgende für die Herstellung einer Magnetschicht einer Magnetplatte an sich bekannte Verfahrensschrit'e:

a) Auftragen der Magnetdispersion auf die rotierende Scheibe,

b) Verteilen der Magnetdispersion und Abschleudern überschüssiger Magnetdispersion durch Zentrifugieren der Scheibe,

c) Trocknen bzw. Härten der Magnetschicht
für beide Seiten der Scheibe bzw. für beide Magnetschichten gleichzeitig und gleichartig vornimmt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Magnetdispersion mit einer Viskosität von 40 bis 200 centi Poise aufgegeben wird und die Scheiben mit einer Drehzahl im Bereich von 400 bis 3500 Umdrehunger p^rcy Minute rotieren.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, umfassend eine Antriebsund Halteeinrichtung für das Rotieren bzw. Zentrifugieren einer Scheibe sowie eine Einheit für das Auftragen der Magnetdispersion, gekennzeichnet durch eine derartig ausgebildete Antriebs- und Halteeinrichtung, daß die Scheibe beim Auftrags-, Zentrifugier- und Trocknungsbzw. Härtevorgang in einer zur Horizontalebene und zur Vertikalebene scrrägliegenden Ebene drehbar ist, und durch an sich bekannte Einheiten zum Auftragen und Trocknen bzw. Härten der Magnetschicht, die zum gleichzeitigen und gleichartigen Auftragen der Magnetschichten auf beide Seiten der Scheibe und zum gleichzeitigen und gleichartigen Trocknen bzw. Härten der aufgetragenen Magnetschichten ausgebildet und angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebs- und Halteeinrichtung für Drehung der Scheibe in einer im Winkelbereich von 10 bis 30° zur Vertikalebene (8) schrägliegenden Ebene ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (7) beim Auftragsvorgang zumindest an ihrem äußeren Rand von einem im wesentlichen rotationssymmetrischen Gehäuse (16) umgeben ist, dessen dem äußeren Scheibenrand nächstliegende Ge ^h·· häusewaod (c) eine Aussparung (d) in der Eben der Scheibe aufweist und dessen der Aussparun gegenüberliegende innere Gehäusewand eino spitzen Winkel zur Ebene der Scheibe aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4. '·<. dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (7i beim Auftragsvorgan ~ zumindest an ihrem äuße ren Rand von einem im wesentlichen rotation f symmetrischen Gehäuse (16) umgeben ist, dessen Gehäuseinnenwände (a, b, c) im Querschnitt etwa ein gleichschenkliges Dreieck bilden, wobei die dem äußeren Scheibenrand nächstliegende Gehäusewand (c) eine die Ebene der Scheibe (7) umfassende Aussparung (d) aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheitel des kleinsten Winkels (ß) zwischen zwei Gebäuseinnenwänden nicht in der Ebene der Scheibe (7) liegt.