DE2309158A1

DE2309158A1 - Verfahren zur simultanbeschichtung von schichttraegeroberflaechen

Info

Publication number: DE2309158A1
Application number: DE19732309158
Authority: DE
Inventors: Gerard Drapier; Jacques Lefaou
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1972-02-24
Filing date: 1973-02-23
Publication date: 1973-09-13
Also published as: NL7302673A; DE2309159A1; FR2217758A1; FR2172838B1; IT979420B; NL7302674A; BE795896A; GB1417442A; CA1048865A; JPS5612937B2; DE2309158C3; FR2217758B1; JPS4898803A; DE2309158B2; FR2172838A1; GB1417765A

Description

Verfahren zur Simultanbeschichtung von Schichtträgeroberflächen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Simultanbeschichtung von Schichtträgeroberflächen mit mindestens zwei Schichten.

Es erweist sich oftmals als wünschenswert, die Oberfläche eines Artikels mit einer Schicht aus einer hochviskosen, nichtwäßrigen BeSchichtungsmasse, d. h. einer hochviskosen Masse, die praktisch oder im wesentlichen frei von Wasser ist, zu beschichten. Typische derartige Schichten sind z. B. magnetische Aufzeichnungsschichten, bei denen es sich um Dispersionen aus teilchenförmigen! magentischem Material in einem polymeren Bindemittel und organischen Lösungsmittel handelt, sowie Phosphore enthaltende Schichten, wie sie in Bildverstärkerschirmen verwendet werden und bei denen es sich um polymerhaltige Massen, in denen ein Phosphor dispergiert ist, handelt. Es wäre wünschenswert, derartige Schichten gleichzeitig mit anderen Schichten, z. B. die Haftung verbessernden Haftschichten und/ oder anderen Hilfsschichten, z. B. antistatischen Schichten, auf Schichtträger auftragen zu können. Ein vergleichsweise bequemes derartiges bekanntes Verfahren zur gleichzeitigen Aufbringung flüssiger Schichten erfolgt unter Verwendung von Gleitbahntrichtern, bei denen die Beschichtrungsmassen durch Schwerkraft eine geneigte ebene Fläche herunterfließen gelassen werden müssen. Aufgrund der besonderen Fließcharakteristika der hochviskosen, nicht-wäßrigen Beschichtungsmassen fliessen diese jedoch nicht in angemessener Weise auf der Gleitbahn derartiger Trichter herunter und bilden bestenfalls nur unbefriedigende Schichten.

Das gleichzeitige Aufbringen von zwei oder mehr flüssigen Schichten auf einen Schichtträger unter Verwendung eines Gleitbahntrichters, wobei die Beschichtungsmasse durch Schwerkraft eine geneigte ebene Fläche herabfließt, ist z. B. aus den USA-Patentschriften 2 761 791 und 2 975 754 bekannt, in denen derartige Verfahren sowie Vorrichtungen zur Simultanbeschichtung beschrieben werden. Die Verwendung derartiger

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Gleitbahntrichter ist besonders vorteilhaft auf photographischem Gebiet und sehr zweckmäßig beim Beschichten mit wäßrigen Schichten vergleichsweise niedriger Viskosität. Demgegenüber bieten sich hochviskose, nicht-wäßrige Beschichtungsmassen nicht zur Beschichtung unter Verwendung von Gleitbahntrichtern an aufgrund ihrer sehr unterschiedlichen Fließeigenschaft oder Rheologie und ihres besonderen BeSchichtungsverhaltens. Derartige hochviskose, nicht-wäßrige Beschichtungsmassen haben oftmals ein thixotropes, plastisches oder pseudoplastisches Fließverhalten und fließen daher nicht ohne weiteres durch Schwerkraft eine geneigte ebene Fläche herunter, wie dies in einem Gleitbahntrichter erforderlich ist. Demzufolge werden daher hochviskose BeSchichtungsmassen, z. B. solche, wie sie zur Herstellung von Magnetaufzeichnungsschichten Verwendung finden, in der Regel nacheinander auf Schichtträger aufgebracht unter Trocknen oder Härten der einzelnen Schichten nach jedem BeSchichtungsvorgang, oder durch Extrudieren auf einen Schichtträger direkt von den Lippen eines Extrusionstrichters. Das Trocknen oder Härten zwischen der Aufbringung der einzelnen Schichten ist natürlich zeitaufwendig und stellt einen zusätzlichen Kostenfaktor dar. Hinzu kommt, daß Gleitbahntrichter eine größere Flexibilität der BeSchichtungsbedingungen ermöglichen im Vergleich zu Beschichtung ame t ho den, in denen die Beschichtungsmasse direkt auf den Schichtträger extrudiert wird.

Auf dem Gebiete der Beschichtung von Schichtträgern wäre es daher eine Bereicherung, wenn ein Verfahren zur Verfügung stünde, mit dessen Hilfe hochviskose, nicht-wäßrige Beschichtungsmassen mit Hilfe von Vorrichtungen aufbringbar sind, bei denen die Beschichtu/i^smassen durch Schwerkraft eine geneigte ebene Fläche herabfließen. Einen technischen Fortschritt würde es ferner darstellen, wenn Schichten aus hoctiviskosen, nichtwäßrigen BeSchichtungsmassen mit Hilfe derartiger Vorrichtungen gleichzeitig aufbringbar wären.

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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, mit dessen Hilfe mehrere Schichten gleichzeitig unter Verwendung mindestens einer hochviskosen, nicht-wäßrigen Beschichtungsmasse in besonders vorteilhafter Weise unter Verwendung von Gleitbahnbeschichtungstrichtern auf Schichtträger aufbringbar sind.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die angegebene Aufgabe dadurch lösbar ist, daß ein Schichtträger simultan beschichtet wird mit mindestens einer hochviskosen, nichtwäßrigen Schicht und einer anderen flüssigen Schicht geringerer Viskosität in solcher Weise, daß die verdünntere flüssige Schicht zwischen di.e hochviskose,nicht-wäßrige Schicht und die geneigte ebene Fläche des Gleitbahntrichters zu liegen kommt und als Transportschicht für die hochviskose Schicht wirkt, wenn die Schichten auf der geneigten ebenen Fläche durch Schwerkraft herab und auf den Schichtträger fließen.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verf ahrenjzur Simultanbeschichtung von Schichtträgeroberflächen mit mindestens zwei Schichten, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man

(a) eine flüssige, nicht-wäßrige Mehrschichtenanordnung bildet aus einer nicht-wäßrigen gesondertenersten Schicht mit einer Viskosität von bis zu 20 cps, und einer zur ersten Schicht unmittelbar benachbart angeordneten nicht-wäßrigen gesondertei zweiten Schicht mit einer Viskosität von mindestens 30 cps,

(b) die Mehrschichtenanordnung durch Schwerkraft in solcher Weise eine geneigte ebene Fläche herabfließen läßt, daß sich die erste Schicht im Kontakt mit der ebenen Fläche befindet, und

(c) die Mehrschichtenanordnung auf den Schichtträger aufbringt unter Aufrechterhaltung einer gesonderten Schichtanordnung

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der Schichten.

Erfindungsgemäß kann somit eine flüssige, nicht-wäßrige Unterschicht dazu verwendet werden, mindestens eine hochviskose, nicht-wäßrige Schicht eine geneigte ebene Fläche des in Gleitbahntrichtern verwendeten Typs hinab zu befördern. Auf diese Weise können die Schichten durch Schwerkraft die ebene Fläche hinabfließen gelassen und gleichzeitig auf einen Schichtträger aufgetragen werden. Nach dem Verfahren der Erfindung können daher nicht-wäßrige Hilfsschichten, z. B. Haftschichten, antistatische Schichten oder Grund- und Zwischenschichten anderen Typs zusammen mit hochviskosen, nichtwäßrigen Schichten unter Verwendung von Gle^tbahntrichtern gleichzeitig auf Schichtträger aufgetragen werden.

Als besonders vorteilhaft erweist es sich, daß mit Hilfe des Verfahrens der Erfindung magnetische Aufzeichnungsmaterialien herstellbar sind durch Aufbringung von mindestens zwei magnetischen Aufzeichnungsschichten auf einen nicht-magnetisierbaren Schichtträger, während jede der Schichten sich in flüssigem Zustand befindet, und anschließendes Trocknen oder Härten der Schichten auf dem Schichtträger. Auf diese Weise hergestellte Aufzeichnungsmaterialien zeichnen sich durch beträchtlich verbesserte Aufzeichnungseigenschaften aus im Vergleich zu ähnlichen Magnetauf zeichnungsaiateri alien mit mindestens zwei magnetischen Aufzeichnungsschichten, die jedoch nach Verfahren hergestellt sind, bei welchen jede Schicht getrocknet oder gehärtet wird, bevor die nachfolgende Magnetschicht aufgebracht wird. Die erfindungsgemäße gleichzeitige Aufbringung magnetischer Aufzeichnungsschichten führt zu von derartigen Aufzeichnungsschichten gebildeten Schichtberührungsflächen, die frei sind von Unregelmäßigkeiten, welche das Modulationsgeräusch längs der Schichtberührungsfläche wesentlich erhöhen.

Die Erfindung wird durch die beigefügte Zeichnung näher veranschaulicht, die einen vertikalen Querschnitt einer Verfahrens-

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und Vorrichtungsanordnung zur erfindungsgemäßen Simultanbeschichtung zeigt gemäß einer Ausführungsform, bei der zwei Schichten aus hochviskosen, nicht-wäßrigen Beschichtungsmassen und eine einzelne Schicht aus einer BeSchichtungsmasse mit geringerer Viskosität gleichzeitig auf die Oberfläche eines in Bewegung befindlichen Schichtträgers in solcher Weise aufgebracht werden, daß übereinander angeordnete, klar unterscheidbare Schichten resultieren.

Aus der Zeichnung ergibt sich, daß der zu beschichtende Schichtträger ein kontinuierliches Band 1 darstellt, das längs eines Beschichtungswegs fortbewegt wird mit Hilfe geeigneter Vorrichtungen, einschließlich der Beschichtungswalze 2, die das Band 1 fest trägt und glättet und außerdem dessen Bewegungsrichtung ändert. In einer die Beschichtung ermöglichenden Position befindet sich ein Gleitbahntrichter 3, der Hohlräume 4, 4,. und 4^ aufweist, in welche flüssige Beschichtungsmassen S, S,. bzw. S~ mit einer konstanten Beschickungsrate mit Hilfe von (nicht gezeigten) Meß- oder Konstantentladungspumpen durch die Zuflüsse 5» 5^ bzw. 5p gepumpt werden. Bei den in die Hohlräume 4 und 4^ gepumpten Flüssigkeiten handelt es sich um nicht-wäßrige Beschichtungsmassen, z. B. um Magnetaufzeichnungsbeschichtungsmassen, die thixotrope Nicht-Newton-Dispersionen (welche dem Newton¹sehen Gesetz nicht gehorchen) sind und feinverteilte magnetische Partikel und polymere Bindemittel in einem flüchtigen Lösungsmittel enthalten. Aufgrund der hohen Viskosität derartiger Massen und deren Fließeigenschaften (Rheologie) fließen sie nicht ohne weiteres durch Schwerkraft auf der geneigten Fläche des Trichters, weshalb eine flüssigere Beschichtungsmasse geringerer Viskosität verwendet wird, um mindestens eine Schicht zu bilden, die als "Gleitschicht" oder "Förderband" für die viskosere obere Schicht oder oberen Schichten auf der Trichtergleitfläche dient. Diese flüssigere Be schieb, tungsmasse Sp mit der geringeren Viskosität kann Fließeigenschaften aufweisen, die dem Newton-Gesetz folgen und sie wird in

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den Hohlraum 4p mit konstanter Geschwindigkeit mit Hilfe ei ner (nicht gezeigten) Zumeß- oder Konstantentladungspumpe durch den Zufluß 5p gepumpt. Die BeSchichtungsmassen S, S^ und Sp fließen von den Hohlräumen 4, ¹V* bzw. 4p in Form von flüssigen Fließschichten durch enge Längsspalte 6, 6^ und unter Bildung einer Schichtanordnung aus drei Einzelschichten in klar unterscheidbarer Schichtausbildung, wobei die Spalten oder Schlitze 6, 6^, und 6p aus dem Trichter in gleicher Höhe 7 auf die Gleitbahn austreten.

Von dieser gleich hohen Austrittsöffnung 7 fließt die aus den Beschichtungsmassen S, S^ und S₂ gebildete Dreischichten- anordnung durch Schwerkraft die Gleitbahnfläche 8 hinab in praktisch klar getrennter, übereinander gelagerter Schicht ausbildung, wobei sich die niedrigviskose "Gleitschicht" im Kontakt mit der Gleitbahn befindet, und verläßt die Lippe 9 unter Bildung einer Brücke oder Paketanordnung aus Beschich tungsmassen. Die Länge der Trichtergleitbahn unterliegt selbst verständlich Änderungen je nach vorliegenden Bedingungen, z. B. Typ des zu beschichtenden Materials, Flüchtigkeit des verwen deten Lösungsmittels und ähnlichen Überlegungen. Die freilie gende Oberfläche der Bahn 1 wird schnell vorbeigeführt und in Kontakt gebracht mit der Brücke oder Paket anordnung aus Beschichtungsmassen, worauf die Schichten aus flüssigen Beschichtungsmassen auf die Bahnoberfläche übertragen werden in praktisch getrennter, übereinander gelagerter Schichtanordnung. Die niedrigviskose flüssige Unterschicht, die sich im Kontakt mit der Trichtergleitbahn 8 befindet, dient dazu, die oberen Schichten auf der schrägen Fläche zu bewegen und sie ermöglicht es, eine oder mehrere hochviskose, nicht-wäßrige flüssige Schichten mit verdünnteren flüssigen Schichten geringerer Viskosität erfindungsgemäß gleichzeitig aufzubringen.

Falls statt einer kontinuierlichen Bahn ein flächenmäßig begrenzter Schichtträger, z. B. ein Blatt, beschichtet werden soll, so kann die in der Zeichnung veranschaulichte Ausfiih-

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rungsform diesem Zwecke leicht angepaßt werden, indem das Band 1 durch ein endloses Förderband ersetzt wird, auf welchem die zu beschichtenden Schichtträger durch die Beschichtungszone geführt werden. Ferner können erfindungsgemäß selbstverständlich auch Hilfsschichten, ζ. Β. Haftschichten oder leitfähige Schichten, gleichzeitig mit den angegebenen viskoseren Schichten aufgebracht werden.

Erfindungsgemäß können somit eine oder mehrere Schichten aus einer hochviskosen, nicht-wäßrigen flüssigen Beschichtungsmasse in übereinanderanordnung mit einer oder mehreren nicht-wäßrigen verdünnten flüssigen Schichten geringerer Viskosität gleichzeitig auf einen Schichtträger aufgetragen werden. Bei den hochviskosen, nicht-wäßrigen BeSchichtungsmassen kann es sich um organische Massen solchen Typs handeln, wie sie zur Herstellung von beispielsweise bildbildenden Diazo- oder Diazoniumsalz-enthaltenden Schichten, Vesikularschichten, - oder Kohlenstoff-enthaltenden Schichten oder

o-» TiOo

Phosphorschichten des in Verstärkerschirmen für radiographische Zwecke verwendbaren Typs verwendet werden. Hochviskose Suspensionen oder Dispersionen aus ferroelektrischen Materialien, z. B. Bariumtitanat, können nach dem Verfahren der Er-' findung ebenfalls zur Beschichtung verwendet werden. Das Verfahren der Erfindung ist ideal geeignet zur Aufbringung derartiger Schichten gleichzeitig mit Haft- oder antistatischen Schichten, die aus niedrigviskoseren BeSchichtungsmassen gebildet werden können. Die hochviskosen Schichten können verschiedene Pigmente, z. B. teilchenförmige magnetische Stoffe, enthalten und werden unmittelbar benachbart oder angrenzend zu den weniger viskosen "Gleitschichten" aufgetragen.

Typische, zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung geeignete hochviskose Schichten haben Viskositäten von über 30 cps (Centipoise), in der Regel im Bereich von 30 bis etwa 500 cps, oftmals von etwa 75 bis 350 cps. Eine nicht-wäßrige Schicht, die sich in unmittelbarer Nachbarschaft zu der verdünnteren

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"Gleitschicht" befindet, weist in der Regel eine Viskosität von mindestens 100 cps, oftmals von mindestens 180 cps auf und vorzugsweise liegt die Viskosität im Bereich von etwa 150 bis 200 cps. Eine oberhalb der ersten hochviskosen Schicht befindliche Schicht besitzt oftmals eine Viskosität von mindestens 75 cps, in der Regel im Bereich von etwa 110 bis 180 cps.

Die angegebenen Viskositäten werden mit einem sogenannten Ferranti-Shirley-Viscometer unter Konus- und Ebenensteuerung bestimmt, um über ein Scherskalenbereich zwischen Null und 1200 see. zu messen, wobei, falls nichts anderes angegeben ist, die Messung bei einer Temperatur von etwa 25 G erfolgt. Da die organischen hochviskosen Beschichtungsmassen in der Regel thixotrope oder sogenannte Nicht-Newton-Flüssigkeiten sind, stellt ihre scheinbare Viskosität eine Funktion der Scherrate dar, bei welcher die Viskosität gemessen wird. Die Viskositäten wurden daher auf dem Ferranti-Shirley-Viscoiaeter bestimmt unter Heranziehung derjenigen Werte, die hoher Scherung entsprechen, d. h. 800 bis 1200 see. , wobei es sich um Scherkräfte handelt, die typischerweise in Trichtern des in der Zeichnung dargestellten Typs erreicht werden. Die Viskositätseinheiten werden in Centipoise (cps) ausgedrückt, doch können sie bequemerweise auch als Centipoiseuille (cpl)-Einheiten angegeben werden, wobei der letztgenannten Einheit, die bekanntlich 10 Centipoise-Einheiten entspricht, im internationalen Standard-Einheitensystem der Vorzug gegeben wird.

Zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung können die hochviskosen Schichten auf die Schichtträger in den verschiedensten Trockenschichtdicken aufgebracht werden. So können über der weniger viskosen "Gleit"-schicht nicht nur Schichten aufgebracht werden, die, in trockenem Zustand gemessen, eine Dicke von sogar etwa 2 bis 8 Mikron oder mehr aufweisen, sondern es können auch sehr dünne Schichten aufgetragen werden. Erfindungsgemäß können beispielsweise Schichten, z. B. solche

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aus Magnetaufzeichnungsmassen und anderen pigmenthaltigen Massen, aufgebracht werden, die in trockenem Zustand eine Dicke von sogar weniger als 1 Mikron ergeben. Mit Hilfe der bekannten Verfahren ist die Aufbringung derartig dünner pigmenthaltiger Schichten extrem schwierig und führt zu wechselnden Ergebnissen.

Die BeSchichtungsmasse kann eine Dispersion oder Lösung eines polymeren Stoffs in einem geeigneten Medium oder Lösungsmittel sein. Typische geeignete nicht-wäßrige oder organische Massen enthalten z. B. Polymere wie Copoly(vinylidenchloridacrylonitril), Copoly(vinylacetat-vinylchlorid), partiell hydrolysiert und gegebenenfalls vernetzt mit einem Isocyanate oder Polyvinylbutyral, mit geeigneten Dispersionsmedia oder Lösungsmitteln, z. B. Methyläthylketon, Methylisobutylketon, Äthylacetat, Cyclohexanon, Aceton, Methylalkohol, Benzol, Dimethylformamid oder Kohlenstofftetrachlorid.

Erfindungsgemäß verwendbare ^MGleitschichten^w können aus Beschichtungsmassen bestehen, die mit den zur Bildung der hochviskosen nicht-wäßrigen Schichten verwendeten Beschichtungsmassen verträglich sind. Typische geeignete Beschichtungsmassen sind z. B. solche, die dem Newton-Gesetz gehorchende Fließeigenschaften aufweisen und aus einer Dispersion oder Lösung eines polymeren Stoffs in einem geeigneten Medium oder Lösungsmittel bestehen. Diese "Gleitschichten" können die gleichen Polymere und Lösungsmittel enthalten, wie sie in den viskoseren Schichten vorliegen, sie enthalten jedoch eine ausreichende Hange an Lösungsmittel, um weniger viskose, verdünntere flüssige organische Schichten zu ergeben. Derartige BeSchichtungsmassen werden in besonders vorteilhafter Weise zur Herstellung sehr dünner Schichten unter einer dickeren viskoseren Schicht verwendet. So können z. B. derartige Schichten in einer Trockenschichtdicke von bis zu etwa 0,2 Mikron, oftmals von etwa 0,1 bis 0,2 Mikron, aufgebracht werden. Je nach Typ der Beschichtunganasse Bind diese dünnen Schichten in

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bequemer Weise zur Bildung von Haft- oder an. ti statischen Schichten zwischen dem Schichtträger und den darüber angeordneten viskoseren Schichten verwendbar. Da diese "Gleitschicht en" oftmals sefc.r verdünnte Schichten sind, liefern sie außerdem Lösurgsmittel an die in der Schichtenanordnung vorliegenden viskoseren Schichten, während sich die ScLichtenanordnung auf der Gleitfläche des Trichters befindet, und bis zu. einem gewissen Grade tragen i;ie zur Aufrechterhaltung der Konsistenz der höher viskosen Schichten bei. Diese "Gleisschichten" können verschiedene Zusatzstoffe enthalten, z. B. Pigmente, beispielsweise Kohlenstoff, Silxciumdioxyd und Titandioxyd. In der Regel weisen die "Gleitschichten" Viskositäten von bis zu 20 cps, im allgemeinen etwa 1 biss 15 cps, oftmals etwa 3 bis 10 cpe, auf. Die Viskosität kann in üblicher bekannter Weise gerne sso*--. werden. Wie bereits erwähnt, sind jedoch die hie:? ange^eb*" en Viskositäten mit Hilfe eines Ferranti-Shirley-Viscoiaetere £üüüäsen.

Die Verwendung einer einziges ^>i(lrlnx^3f'.h^.ch.tⁿ in einem einzigen GI ei t;baantrioh.t;er zur Her st el."Uv· v·; von Djreischichtenelementen stellt eine bevorzugte AuPiuiir>'uigr.form der erfindungsgemäßen Simultanbeschicbtuns C.&.V* In einfacher Weise sind jedoch auch Elemente oder Aufseicbnun^aiLiaterialier· herstellbar, die mir eine unter einer einzigen JrrKier viskosau nicht-wäßrigen Schicht aufgebrachte "Gleit se iJ.ciit" aufweisen-. So kann z. B. statt des in dar Zeichnung ίβΐ£^α hellten L^eischichtentrichters ein Zweischichten-GieitbaltHurichter verwendet; werden. Ein Beschichtangstrichter dies:,¹ Tyj'S wird z. B. in der USA-Patentschrift 2 975 754 be schrieb ^u .„ Ss ist ferner darauf zu verweisen, daß drei oder sogßT merx aochviskoso Schichten auf einer Schichtträgeroberfläche übereinander angeordnet werden können mit Hilfe sines Beöcaichtungstrichteris, eier dem in der Zeichnung dargestellten Tricxiter ähnlich, jedoch in solcher Weise Eiodifiziert ist, daß zu der gezeigten Schichtenanordnung noch weitere Schichten hi ηaugefügt warden können.

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Es ist ferner darauf zu verweisen, daß erfindungsgemäß mehr als eine Schicht mit geringerer Viskosität gleichzeitig mit den höher viskosen Schichten aufgebracht werden kann»

Wie bereits erwähnt, eignet sich das Verfahren der Erfindung in besonders vorteilhafter Weise zur Herstellung von Magnetaufzeichnungselementen mit mindestens einer und vorzugsweise zwei oder mehr Magnetaufzeichnungsschichten. Diese Magnetaufzeichnungsschichten können in bequemer Weise als getrennte zweite und dritte Schichten gleichzeitig mit einer dünnen, ersten Schicht auf einen Schichtträger aufgetragen werden. Wie bereits erwähnt, zeichnen sich nach dem Verfahren der Erfindung hergestellte Datenspeicherungselemente mit mindestens zwei übereinander angeordneten Magnetauf zeichnungsschichten durch wesentlich verbesserte Aufzeichnungseigenschaften aus im Vergleich zu in üblicher bekannter Weise hergestellten Elementen, zu deren Herstellung die einzelnen Schichten zwischen den BeSchichtungsabschnitten getrocknet oder gehärtet werden· Die verbesserten Magnetaufzeichnungsmateri&lien mit mindestens zwei Aufzeichnungsscaichtan und das Verfahren zu ihrer Herstellung werden ir^ier ciu^Iiei) Patentschrift . ··· ··· (Patentanmeldung, die von der gleichen Anmelde;·.'...n am selben Tage unter der internen Registrier-Nummer 123 877 eingereicht wurde) beschrieben.

Werden nach dem Verfahren der Erfindung zwei oder mehr Magnetaufzeichnungsschichten aufgebracht, so befinden sich vorzugsweise mindestens zwei dieser Schichten unmittelbar benachbart zueinander. Erfindungsgemäß aufgetragene Magnetaufzeichnungsschichten können einen oder mehrere geeignete magnetische Stoffe enthalten, von denen viele bereits bekannt sind. Derartige Stoffe können in Teilchenform vorliegen und oftmals ist ein derartiges teilchenförmiges magnetisches Material in einem polymeren Bindemittel und Lösungsmittel des angegebenen, zur Verwendung in den hochviskosen Schichten geeigneten Typs dispergiert. Typische geeignete magnetische Stoffe sind z_o B.

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ferromagnetisch.es Eisenoxyd, und zwar sowohl das schwarze Oxyd oder Magnetit, als auch das braune Gamma-Eisenoxyd, ferner Metallpulver von extrem feiner Teilchengröße, komplexe Oxyde von Eisen und Kobalt, Chromdioxyd, verschiedene Ferrite und magnetische Metallegierungen· Ein besonders vorteilhafter derartiger Stoff ist nadeiförmiges Gamma-Eisenoxyd oder Ferroferrioxyd mit einem Nadelformverhältnis von über 4· oder 5» vorzugsweise von 15 oder mehr, das versetzt sein kann mit einem oder mehreren Ionen eines polyvalenten Metalls, z. B. Kobalt, Nickel, Zink, Mangan oder Chrom. Die Konzentration an verwendetem Dopingmittelion kann sehr verschieden sein, je nach Gegebenheiten, ζ» B. Größe und Gestalt der magnetischen Partikel. In der Regel haben sich Dopingmittelkonzentrationen im Bereich von etwa 1 bis 5 Gew.-%, insbesondere bei Verwendung von Kobaltionen, als zweckmäßig erwiesen·

Die in besonders vorteilhafter Weise nach dem Verfahren der Erfindung beschichteten Magnetaufzeichnungsmaterialien weisen nicht-magnetisierbare Schichtträger auf, welche mit den Magnetaufzeichnungsschichten beschichtet sind» Zur Herstellung derartiger Aufzeichnungsmaterialien kann eine vom nicht-magnetisierbaren Schichtträger am weitesten entfernt angeordnete Aufzeichnungsschicht eine Koerzitivkraft (H ) von mindestens 400 bis 4-50 Oersted, oftmals eine Koerzitivkraft von etwa 400 bis etwa 1200 oder 2000 Oersted aufweisen. Als besonders vorteilhafter teilchenfönniger magnetischer Stoff kann in einer derartigen zuoberst angeordneten Schicht mit Kobalt versetztes Gamma-Eisenoxyd oder Ferro-ferrioxyd mit einer Koerzitivkraft von bis zu etwa 1200, in der Regel von etwa 500 bis 1100 Oersted vorliegen. Die Partikel in derartigen Schichten weisen in der Regel eine ziemlich kleine Teilchengröße auf, die sehr oft im Bereich von etwa 0,2 bis 0,8 Mikron, wünschenswerterweise im Bereich von etwa 0,2 bis 0,5 Mikron, liegt. Teilchengrößen von unter etwa 0,5 Mikron werden für Hochfrequenzaufzeichnungen bevorzugte An die ange-

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gebenen äußersten Hagnetauf zeichnungs schichten angrenzende oder unmittelbar benachbarte Unterschichten,in Doppelmagnetschicht-Aufzeichnungsmaterialien weisen vorteilhafterweise eine geringere Koerzitivkraft auf, z. B, eine solche von 270 bis etwa 300 Oersted, obwohl sie auch Koerzitivkräfte von bis zu etwa 500 bis 600 Oersted oder mehr haben können. Geeignete magnetische Stoffe, die in diesen Schichten verwendbar sind, sind nadeiförmiges Gamma-Eisenoxyd und Ferroferrioxyd mit geringeren Koerzitivkräften als sie die magnetischen Stoffe in den zuoberst angeordneten Schichten aufweisen. Diese Oxyde können mit Dopingmitteln versetzt sein, vorzugsweise mit Kobalt. Es verdient hervorgehoben zu werden, daß, obwohl eine derartige weiter unten angeordnete Schicht eine niedrigere Koerzitivkraft als die zuoberst angeordnete NagnetaufZeichnungsschicht aufweist, das spezielle Koerzitivkraftverhältnis zwischen diesen Schichten bis zu einem hohen Grade von der bestimmten, auszeichnenden Information abhängt, d. h_o von dem Verwendungszweck, für das das Magnetaufzeichnungsmaterial bestimmt ist» Die Teilchengrößen der in der weiter unten angeordneten Schicht vorliegenden Partikel sind in der Regel etwas größer als diejenigen in der darüberliegenden Hagnetauf Zeichnungsschicht und liegen in der Regel im Bereich von etwa 0,6 bis 1,5 Mikron.

Die erfindungsgemäß aufbringbaren Schichten können auf die verschiedensten Schichtträger aufgetragen werden, z. B. auf Platten, Bänder, Papier oder Filmstreifen. Typische geeignete Schichtträger sind in der Regel flexibel und bestehen z. B. aus Cellulosenitratfolien, Celluloseacetatfolien, Polyvinylacetalfolien, Polystyrolfolien oder Polyestern, z. B. Polyäthylenterephthalatfolien, die biaxial oder assymetrisch gestreckt sein können, oder aus Polycarbonatfolien oder harzartigen Stoffen sowie aus Papier oder Metallen, z. B₀ Aluminium oder Messing.

Die nach dem Verfahren der Erfindung aufgebrachten Schichten,

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insbesondere Magnetauf Zeichnungsschichten, können übliche bekannte Zusatzstoffe enthalten, z_o B. Dispergiermittel zur Erleichterung der Dispersion, oder Gleitmittel_o

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern.

Beispiele

Unter Verwendung der in der Zeichnung dargestellten Vorrichtung wurden Schichtmaterialien hergestellt unter Verwendung der in den folgenden Tabellen I bis V aufgeführten Beschichtungsmassen und Bedingungen, Die in den folgenden Tabellen aufgeführten Schichten sind in aufsteigender Reihenfolge vom Schichtträger aus numeriert, d. h. daß Schicht 1 dem Schichtträger am nächsten benachbart ist, Schicht 2 über der Schicht 1 angeordnet ist usw.

In den folgenden Tabellen beziehen sich die Prozentangaben auf Gewichte in Gramm Polymer oder Pigment pro 100 Gramm Beschichtungsmasse und die Fließgeschwindigkeitsangabe ist diejenige, die zur Beschichtung eines 100 mm breiten Polyesterfilmschichtträgers verwendet wurde„ In allen Fällen zeichneten sich die Schichtmaterialien durch gute Schicht trennung aus und waren von ausgezeichneter Qualität.

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Tabelle

Schicht Bindemittel

Pigment Lösungsmittel

Viscosi-

tät
(cps)

wert ρ
(Dyn/cnr )

Fließgeschw.

cm^/Min.

Copoly(vinylidenchloridacrylontitril) 3 %

CopolyCyinylacetatvinylchlorid) 27 %

OopolyCvinylace- nadeltatvinylchlorid) förmiges 10 % Gamma-Ei-

aenoxyd 29 %

Methylisob\ityl~ keton

r*.e t,hyli sobutyl- 215 keton

Methylisobutylket on

320

28

127

ro

CaJ

cn cn

OO

-Λ VJI

Tabelle II

Schicht Bindemittel

Pigment

Lösungsmittel

Viscosi-

tät

(cps)

g wert

wert ρ
(Dyn/cm ) cnr/Min,

O CO OO CO

Copoly(vinylidenchlorxdacrylonitril) (3 %

Copoly(vinylacetat-vinylchlorid) 30 %

Copoly(vinylacetat-vinylchlorid) 10 %

nadeiförmiges Gamma-Eisenoxyd 29 %

Methylisobutylketon

Äthylacetat oder Cyclohexanon

Methylisobutyllceton

28

200 350

110

320

und 50
und 50

127

	fifth -irtht:	■pi pd em·? f:"hf»1	Pigment	Tabelle	III	CDyn/cm ) c	36	Rheologie CFließver- , halten)	I
	1	CopolyC vinyl- acrylonitril) 3 %	0	Lösungs mittel	Viscosi- tät Ccps)	0	334-	nach Newton	ro
309	2	CopolyC vinyl acetat vinyl chlorid) 16,1 %	kolloida ler Koh lenstoff 8 %	Methylsio- butylketon	3	0	193	pseudo plastisch	309158
837/082	3	CopolyC vinyl acetat-vinyl- chlorid) 10 %	nadeiför miges Gam- ma-Eisen- oxyd 29 %	Methyliso- butylketon	155	320		plastisch
ω			Methyliso- butylketon	110

Tabelle IV

Schiebt Bindemittel Pigment

Lösungsmittel

Viscosi-

tät (eps) Au3gLeb3gk>- Beschichwert ρ tungstem-(Dyn/cm ) peratur

Fließgeschw·

cnr/Min,

Copoly( vinylidenchloridacrylonitril) 3 %

Copoly( vinylacetat-vinylchlorid)
18,2 %

CopolyC vinylace tat-vinylchlorid)
8,3 %

Methylisobutylketon

3 (bei 22 C)

22'

22

kolloida- Methylisoler Kohlen- butylketon (bei 33⁰C) stoff 9,1 %

mit Cobalt Methyliso-(1,2 %) ver-butylketon (bei 22 C) setztes &amma-Eisenoxyd 33,4 %

325

33^l

220

Schicht Bindemittel Pigment

Tabelle

Lösungsmittel

Viscosi- Ausgißbigctat wert ~
(cps) (Dyn/cm )

Rheologie
(Fließverhalten)

Copoly(vinyliden-chlorxdacrylonitril) 3 %

Copoly(vinylacetat-vinylchlorid)

(85/15)
9,8 %

Copoly(vinylac e t at-vinylchlorid)
(91/3) partiell hydrolysiert 8,3 %

nadeiförmiges Gamma-Eisenoxyd 29 %

Methylisobutylketon

mit Cobalt (1,2 %) versetztes Gamma-Eisen- oxyd 33 %

Methylisobutylketon

nach
Newton

180

plastisch

75

325

plastisch

Zur Herstellung eines Doppelschichtmaterials wurden die Beschichtungsmassen der Schichten 1 und 2 von Tabelle V mit Hilfe eines Zweischichtentrichters anstelle des in der Zeichnung dargestellten DreiSchichtentrichters aufgetragen. Das erhaltene Doppelschichtmaterial zeigte eine gute Schichtentrennung und war von guter Qualität.

In analoger Weise wurden ausgezeichnete Schichtmaterialien erhalten, wenn die Beschichtungsmassen der Tabelle III aufgetragen wurden unter Verwendung von Beschichtungsmassen für Schicht 2 mit Viskositäten von 40, 75 bzw. 90 cps.

Unter Verwendung einer Vorrichtung des in der Zeichnung dargestellten Typs, jedoch mit Hilfe eines Vierschichtentrichters anstelle des dargestellten DreiSchichtentrichters wurde eine Beschichtungsmasse wie in Schicht 3 der Tabelle IV als vierte Schicht über die Dreischichtenanordnung der Tabelle I aufgebracht. Es wurden eine gute Schichtentrennung und ausgezeichnete Schicht char akt er istika erhalten.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Simultanbeschichtung von Schichtträgeroberflächen mit mindestens zwei Schichten, dadurch gekennzeichnet, daß man

(a) eine flüssige, nicht-wäßrige MehrSchichtenanordnung bildet aus einer nicht-wäßrigen gesonderten ersten Schicht mit einer Viskosität von bis zu 20 cps, und einer zur ersten Schicht unmittelbar benachbart angeordneten nicht-wäßrigen gesonderten zweiten Schicht mit einer Viskosität von mindestens 30 cps,

(b) die Mehrschichtenanordnung durch Schwerkraft in solcher Weise eine geneigte .ebene Fläche herabfließen läßt, daß sich die erste Schicht im Kontakt mit der ebenen Fläche befindet, und

(c) die Mehrschichtenanordnung auf den Schichtträger aufbringt unter Aufrechterhaltung einer gesonderten Schichtanordnung der Schichten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine erste Schicht mit einer Viskosität im Bereich von etwa 1 bis 15 cps und eine zweite Schicht mit einer Viskosität im Bereich von 30 bis etwa 500 cps aufbringt,

3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man eine erste Schicht mit einem Newton¹sehen Fließvermögen und eine zweite Schicht mit Nicht-Newton-Fließvermögen aufbringt.

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SH

4· Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß man eine zweite Schicht mit einer Viskosität von über etwa 180 cps aufbringt.

5· Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die erste Schicht auf den Schichtträger in einer Trockenschichtdicke von bis zu etwa 0,2 Mikron aufbringt.

6. Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß man die erste Schicht auf den Schichtträger in einer Trockenschichtdicke im Bereich von etwa 0,1 bis 0,2 Mikron und die zweite Schicht in einer Trockenschichtdicke von mindestens 1 Mikron aufbringt.

7β Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man eine zweite Schicht mit einem in einem polymeren Bindemittel dispergierten Pigment aufbringt.

8. Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß man als Pigment Kohlenstoff verwendet.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als zweite Schicht eine thixotrope magnetische^Aufzeichnungsschicht mit einem in einem Bindemittel dispergierten teilchenförmigen magnetischen Stoff aufbringt.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man benachbart zur zweiten Schicht eine nicht-wäßrige gesonderte dritte Schicht aufbringt,

11· Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß man als zweite und dritte Schicht in der Schicht anordnung magnetische Aufzeichnungsschichten mit/inⁿe?nem Bindemittel dispergierten teilchenförmigen magnetischen Stoff aufbringt.

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12· Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß man ale teilchenförmigen magnetischen Stoff in der zweiten und dritten Schicht Gamma-Eisen(III)oxyd oder Magnetit verwendet·

13· Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gamma-Eisenoxyd oder Magnetit mit einem polyvalenten Metallion als Dopingmittel versetzt.

14, Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß man eine zweite Schicht mit einer Koerzitivkraft im Bereich von etwa 270 bis 600 Oersted und eine dritte Schicht mit einer höheren Koerzitivkraft im Bereich von etwa 400 bis 1200 Oersted aufbringt·

15o Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß man als Schichtträger einen nicht-magnetisierbaren Polyesterschichtträger verwendet.

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