DE2722078A1

DE2722078A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von magnetogrammtraegern

Info

Publication number: DE2722078A1
Application number: DE19772722078
Authority: DE
Inventors: Paul Dr Deigner; Friedrich Dipl Ing Domas; Job-Werner Dipl Chem Hartmann; Hans Hauser; Werner Dipl Ing Huebner; Eberhard Dipl Phys Dr Koester; Peter Dipl Ing Nagel
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1977-05-16
Filing date: 1977-05-16
Publication date: 1978-11-23
Also published as: FR2391526B1; NL181608C; JPS6044726B2; DE2722078B2; NL7804420A; GB1599712A; DE2722078C3; FR2391526A1; JPS53141604A; US4201486A

Description

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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Magnetogrammtragerη

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Herstellung von Magnetogrammträgern, bei den unmittelbar vor dem Auftragen der Magnetdispersion auf einen nichtmagnetischen Träger diese einer Scherbeanspruchung durch Erzeugen eines Schergeschwindigkeitsgradienten in der strömenden Hagnetdispersion unterworfen wird. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Bei der Herstellung von Magnetogrammtragern ist im allgemeinen nach der Beschichtungsvorrichtung eine magnetische Orientierungsvorrichtung vorhanden, die die nadeiförmigen magnetisierbaren Teilchen vor dem Trockenvorgang in der gewünschten Aufzeichnungsrichtung ausrichtet. Dabei wird die Magnetdispersion unmittelbar nach dem Auftragen auf das flächenförmige Trägermaterial durch ein Magnetfeld eines permanenten oder Elektromagneten hindurchgeführt. Die meist nadel- oder stäbchenförmigen Teilchen des Magnetpulvers werden hierdurch bevorzugt in Richtung der magnetischen Feldlinien ausgerichtet. Auf Grund der magnetischen Ausrichtung wird an dem fertigen Magnetband in Richtung der magnetischen Ausrichtung ein höherer magnetischer remanenter Fluß als in der Richtung senkrecht dazu gemessen. Das Verhältnis dieser beiden Größen ist als Richtfaktor ein Maß für die magnetische Ausrichtung.

Durch die Ausrichtung wird eine Verbesserung der Magnetisierungseigenschaften des Magnetogrammträgers erzielt. Die magnetische Ausrichtbarkeit ist unter anderem abhängig von dem verwendeten Magnetpigment sowie von der Zusammensetzung der viskosen flüssigen Magnetdispersion, insbesondere dem verwendeten Bindemittel sowie Lösungsmittel und Dispergierhilfsmittel, und den physikalischen Eigenschaften der Dispersion, wie Viskosität, Fließgrenze usw.

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ο.ζ. 32

Es hat nicht an Versuchen und Lösungsvorschlägen zur Verbesserung des Richtfaktors gefehlt. Beispielsweise hat sich gezeigt, daß man verbesserte Richtfaktoren für die Magnetdispersion erhält, wenn man Magnetdispersionen einer möglichst hohen Viskosität und einer möglichst hohen Pließgrenze verwendete Diese Maßnahme ist jedoch nur bis zu einem gewissen Grade durchführbar, da bei einer zu hohen Viskosität oder Fließgrenze die Magnetdispersion nicht mehr einwandfrei zur Beschichtung verwendet werden kann. Erhöht man die Fließgrenze nämlich zu stark, so treten, bedingt durch die Technik des Beschichtungsvorganges, Fehler in der Oberflächengleichmäßigkeit auf« Die Magnetschichten erhalten Streifen oder sonstige Oberflächenstörungen.

In der DP 2 119 569 ist vorgeschlagen, die Magnetdispersion einer Scherbeanspruchung zu unterwerfen, indem man die Magnetdispersion durch einen Ringspalt schickt, der zwischen der Innenwand eines zylinderförmigen Rührgefäßes und dem Umfang einer darin rotierenden Scheibe oder eines darin rotierenden Zylinders gebildet ist. Als Scheibe wird üblicherweise eine Dissolverscheibe verwendet, die am Rande sägezahnförmige Zacken aufweist. Der erzielbare Effekt ist jedoch gering. Bei einer Steigerung der Drehzahl der Scheibe oder des Zylinders erreicht der Richtfaktor schnell einen Sättigungswert, so daß der mit dieser Vorrichtung erreichbare Wert unter 1,8 liegt. Außerdem ist für die praktische Anwendung der derartig erhöhte Richtfaktor nicht verwertbar, da mit der Erhöhung der Drehzahl unerwünschte Inhomogenitäten in der Magnetdispersion stark zunehmen.

Es bestand daher die Aufgabe, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Scherbeanspruchung der Magnetdispersion zu entwickeln, mit denen eine wesentlich größere Steigerung des Richtfaktors bei einem Minimum der Zunahme der Inhomogenitäten in der Magnetdispersion erreichbar ist.

Die Aufgabe wurde durch ein Verfahren und eine Vorrichtung gelöst, wie sie in den Patentansprüchen gekennzeichnet sind.

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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist für alle Arten von Magnetdispersionen einsetzbar, soweit sie aus einem in einem Bindemittel unter Zusatz eines Lösungsmittels dispergieren Magnetpigment bestehen. Sie eignet sich besonders für niedrig viskose Magnetdispers ionen. Durch den damit verfahrensgemäß steigerbaren Richtfaktor können die Aufzeichnungseigenschaften, wie Empfindlichkeit, Signalpegel, Aussteuerbarkeit von aus derartig behandelten Hagnetdispersionen hergestellten Magnetogrammträgern bedeutend verbessert werden, ohne die Qualität der Magnetschicht nachteilig zu verändern; die Oberflächenglätte der Magnetschicht wird sogar erhöht. Für den Fall von magnetischen Datenplatten bedeutet dies, daß bei gleicher Auflösung der Wiedergabepegel erheblich gesteigert werden kann.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung sind nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

In der Zeichnung ist die der Erfindung zugrunde liegende Vorrichtung im Längsschnitt schematisch wiedergegeben. Im Gehäuse 1 ist eine Scheibe 2 drehbar gelagert und über die Welle 3 antreibbar. Die vordere Wand ¹I des Gehäuses 1, die eine zentrale Zuführung 5 für die Magnetdispers ion besitzt, bildet mit der Stirnfläche 6 der Scheibe 2 einen scheibenförmigen Spalt 7, in dem durch die Rotation der Scheibe 2 gegenüber der Wand U die radial nach außen strömende Magnetdispersion einer Scherbeanspruchung ausgesetzt wird. Zum Austritt der um die Scheibe 2 herumfließenden Magnetdispers ion sind im hinteren Teil des Gehäuses 1 eine oder mehrere seitlich angeordnete Auslaßöffnungen 8 vorgesehen. Der Raum 9 zwischen der Rückseite der Scheibe 2 und dem hinteren Gehäuseteil ist gegenüber dem Spalt 7 wesentlich erweitert, damit der Strömungswiderstand in diesem Raum, insbesondere der durch die Zentrifugalkraft der Scheibe 2 hervorgerufene, möglichst klein ist.

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Es hat sich für die Homogenität der aufzutragenden Magnetdisper sion als vorteilhaft erwiesen, die radiale Strömungsgeschwindigkeit im Spalt 7 möglichst konstant zu halten. Der Spalt 7 ist daher nach außen sich verjüngend ausgeführt. Für das Maß der Verjüngung wurde gefunden, daß sich die Spaltbreite d im Zentrum der Scheibe 2 zu der an der Peripherie d„ wie 20 bis 5 zu 1, vorzugsweise wie 10 zu 1, verhalten soll,, Zur Vermeidung von Inhomogenitäten in der Strömung der Magnetdispersion, beispielsweise in Form von Luftbläschen durch die entlang der Scheibenfläche bewirkte Beschleunigung des Stromes, ist es zweckmäßig, die Magnetdispersion durch eine Pumpe dem Gehäuse 1 zuzuführen, deren Pumpkraft mindestens so groß ist wie die durch die rotierende Scheibe 2 erzeugte und in der Pumprichtung wirkende Zentrifugalkraft« Bevorzugte Pumpenkonstruktionen sind Zahnradpumpen, Membranpumpen und Kolbenpumpen.

Die angegebenen Bedingungen für eine konstante Strömungsgeschwindigkeit werden bei einer Scheibe 2 mit einem Durchmesser zwischen 80 und 400 mm erfüllt, wenn die Spaltbreiten im Zentrum der Scheibe d = 0,5 bis 5 mm und an deren Peripherie dp = 0,05 bis 0,5 mm betragen. Die erforderliche Scherkraftbeanspruchung wird bei Umdrehungszahlen der Scheibe 2 zwischen 500 und 5000 U/min, vorzugsweise zwischen 2000 und 3500 U/min erreicht.

Beispielsweise wird in einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Scherbeanspruchung der Magnetdispersion dadurch erzielt, daß man diese bei einer Viskosität im Bereich von 25 mPas bis 50 mPas durch den Spalt 7 der Weite d. = 3,0 mm und dp = 0,3 mm mit einem Durchsatz von 200 bis 280 kg/h pumpt. Die Scheibe 2 hat einen Durchmesser von 200 mm und rotiert mit 3000 U/min. Für Magnetdispersionen mit einer Viskosität von über 150 mPas wäre d. = 5 mm und d„ = 0,5 mm vorteilhaft.

Als Material für die erfindungsgemäße Vorrichtung kommen alle Werkstoffe infrage, die gegen die zu behandeltnde Magnetdispersion beständig sind, vorzugsweise Stahl.

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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht eine stetige Steigerung des Schergeschwindigkeitsgradienten D in der strömenden Magnetdispersion gemäß der mathematischen Beziehung

D=

60 (d₁+d₂) (l/d-O,OO45)

Dabei bedeuten η die Umdrehungszahl pro Minute der Scheibe 2, d der Durchmesser an der jeweiligen Wirkstelle der Scheibe 2, d₁ die Breite am Spalteintritt und dp die Breite am Spaltaustritt, in mm.

Der bevorzugte Bereich für den Schergeschwindigkeitsgradienten, in dem eine wirkungsvolle Steigerung des Richtfaktors ohne Zunahme der Störungen in der aufgetragenen Schicht erreicht wird, liegt zwischen 50 000 see"¹ und 500 000 see"¹.

Beispiel

a) Eine zur Magnetplattenherstellung geeignete Magnetdispersion hat eine Viskosität von 32 mPas. Sie wird durch die in der Zeichnung dargestellte Apparatur Cd₁ =1,0 mm, dp = 0,1 mm) mit 100 kg/h Durchsatz bei 3 000 U/min der Scheibe 2 gepumpt und anschließend auf Folie aufgetragen, wobei die nachfolgende magnetische Ausrichtung mit einem Elektromagnet erfolgt. Die Dicke der Magnetschicht beträgt 2 bis 3 ,um.

b) Als Vergleichsversuch wird die gleiche Magnetdispersion nach der DT-PS 2 119 569 vor dem Beschichten behandelt. Bevor die Dispersion in das Gießwerkzeug eingeleitet wird, durchströmt sie ein zylinderförmiges Rührgefäß von 6,5 cm Innendurchmesser und 7 cm Länge, in dem unter Luftabschluß eine Welle rotiert. An der Welle befindet sich eine Dissolver-Scheibe, die am Rande sägezahnförmige Zacken trägt.

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Die Scheibe hat einen Durchmesser von 5 cm. Das Rührgefäß ist mit einem Deckel, auf dem eine Dichtung aufsitzt, abgedichtet. Das Rührsystem wird mit 7 000 U/min betrieben. Die Hagnetdispersion wird anschließend wie bei a) aufgetragen und magnetisch ausgerichtet.

c) Bei einem weiteren Vergleichsversuch durchströmt die gleiche Magnetdispersion den ringförmigen Raum zwischen der Innenwand eines zylinderförmigen Gefäßes und einem darin rotierenden Zylinder. Der Zylinder, dessen Länge 7 cm und dessen Durchmesser 3,5 cm betragen, rotiert mit 6 000 U/min. Die lichte Weite zwischen dem Zylinder und der Innenwand des Gefäßes liegt zwischen 0,1 und 0,3 nun. Die Magnetdispersion wird wieder anschließend wie bei a) aufgetragen und magnetisch ausgerichtet.

Als Ergebnisse bei den drei Versuchen a), b) und c) wird für

abc

den Richtfaktor 2,80 2,35 2,39

erhalten.

Versuche im technischen Maßstab haben gezeigt, daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und mit der Vorrichtung nach der Erfindung eine Verbesserung des Richtfaktors gegenüber herkömmlichen Methoden um 20 % erzielt werden kann.

BASF Aktiengesellschaft fl

i/'i 2elehn, ⁴JJ

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Claims

BASF Aktiengesellschaft

Unser Zeichen; O. Z. J2 59^ Sp/HL 6700 Ludwigshafen, den 13.05.1977

Patentansprüche

Verfahren zur Herstellung von Magnetogrammträgern, bei dem unmittelbar vor dem Auftragen der Magnetdispersion auf einen nichtmagnetischen Träger diese einer Scherbeanspruchung durch Erzeugen eines Schergeschwindigkeitsgradienten in der strömenden Magnetdispers ion unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetdispers ion durch einen Spalt (7) mit der Eintrittsbreite d und der Austrittbreite d„ getrieben wird und der darin auftretende Schergeschwindigkeitsgradient D der mathematischen Beziehung

D=- ⁿ

60 (dj+clg) (l/d-O,OO45)

folgend stetig gesteigert wird, wobei η die Umdrehungszahl pro Minute einer im Wirkungsbereich (7) der Scherbeanspruchung rotierenden Scheibe (2) und d der Durchmesser an der jeweiligen Wirkstelle der Scheibe (2) in mm ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schergeschwindigkeitsgradient am Anfang des Wirkungsbereiches (7) 500 see"¹ beträgt.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, bestehend aus einem Gehäuse und einem darin drehbar gelagerten und antreibbaren, rotationssymmetrischen Körper und einer axialen Zuführung und einer oder mehreren Auslaßöffnungen am Gehäuse, dadurch gekennzeichnet, daß der rotationssymmetrische Körper eine Scheibe (2) ist,

49V76 - 2 -

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ORIGINAL INSPECTED

Ο,Ζ, 52

deren Stirnfläche (β) nit der benachbarten Gehäusewand (U) oder mit der Stirnfläche einer weiteren, gegenüber der Scheibe (2) relativ rotierbaren Scheibe einen sich zum Scheibenrand hin verjüngenden Spalt (7) bildet,

k. Vorrichtung nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß die Breite d. des Spaltes (7) im Rotationszentrum der Scheibe (2) zur Breite d_ an der Peripherie der Scheibe (2) sich verhält wie 20 bis 5 zu 1,

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der nach den Scheibenrand zur Ausla.ßöffnung (8) sich fortsetzende Hohlraum (9) um mindestens das 5-fache, vorzugsweise das 10-fache breiter ist als der Spalt (7),

6. Vorrichtung nach Anspruch 3 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Zuführung (5) an Gehäuse (1) eine Punpe vorgeschal tet ist, deren Pumpkraft mindestens so groß ist wie die durch die Zentrifugalkraft der rotierenden Scheibe (2) erzeugte und in Pumprichtung wirkende Strömungskraft der Mag netdispersion.

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