DE2722078C3

DE2722078C3 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von magnetogrammtraegern

Info

Publication number: DE2722078C3
Application number: DE2722078A
Authority: DE
Inventors: Paul Dr. 6714 Weisenheim Deigner; Friedrich Dipl.-Ing. 6831 Altlussheim Domas; Job-Werner Dipl.-Chem. Dr. 6700 Ludwigshafen Hartmann; Hans Hauser; Werner Dipl.-Ing. 6710 Frankenthal Huebner; Eberhard Dipl.-Phys. Dr. Koester; Peter Dipl.-Ing. 7601 Willstaett Nagel
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1977-05-16
Filing date: 1977-05-16
Publication date: 1980-07-10
Also published as: NL181608C; US4201486A; JPS53141604A; GB1599712A; NL7804420A; DE2722078A1; JPS6044726B2; DE2722078B2; FR2391526A1; FR2391526B1

Description

D =

60((/, + J₁) (I ja—0,0045)

-- [see-¹]

folgend stetig gesteigert wird, wobei π die Umdrehungszahl pro Minute einer im Wirkungsbereich (7) der Scherbeanspruchung rotierenden Scheibe (2) und c/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 -' beträgt.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprüchen 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 rotatioiisr,ymmeirische Körper eine Scheibe (2) ist, deren Stirnl iche (6) mit der benachbarten Gehäusewand (4) oder mit der Stirnfläche einer weiteren, gegenüber der Scheibe (2) relativ rotierbaren Scheibe einen sich zum Scheibenrand hin verjüngenden Spalt (7) bildet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite d\ des Spaltes (7) im Rotationszentrum der Scheibe (2) zur Breite di an der Peripherie der Scheibe (2) sich verhält wie 20 bis 5zul.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der nach dem Scheibenrand zur Auslaßöffnung (8) sich fortsetzende Hohlraum (9) um mindestens das 5fache, vorzugsweise das I Ofache breiter ist als der Spalt (7).

6. Vorrichtung nach Anspruch 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuführung (5) am Gehäuse (1) eine Pumpe vorgeschaltet ist, deren Pumpkraft mindestens so groß ist wie die durch die Zentrifugalkraft der rotierenden Scheibe (2) erzeugte und in Pumprichtung wirkende Strömungskraft der Magnetdispersion.

Die Erfindung geht aus von einem 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 Magnetdispersion unterworfen wird. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Bei der Herstellung von Magnetogrammträgern ist im allgemeinen nach der Beschickungsvorrichtung eine magnetische Orientierungsvorrichtung vorhanden, die die nadeiförmigen magnetisierbaren Teilchen vor dem Trocken.vorgang 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

ίο 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

π en 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 Viskos¹'tat, Fließgrenze usw.

Es hat nicht an Versuchen und Lösungsvorschlägen zur Verbesserung des Richtfaktors gefehlt. Beispiels-

jo weise hat sich gezeigt, daß man verbesserte Richtfaktoren für die Magnetdispersion erhält, wenn man Magnetdispersionen einer möglichst hohen Viskosität und einer möglichst hohen Fließgrenze verwendet. Diese Maßnahme ist jedoch nur bis zu einem gewissen

r> 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,

■to Fehler in der Oberflächengleichmäßigkeit auf. Die Magnetschichten erhalten Streifen oder sonstige Oberflächenstörungen.

In der DE-PS 2i 19 569 ist vorgeschlagen, die Magnetdispersion einer Scherbeanspruchung zu unter-

•r, werfen, 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

-,η eine Dissolverschcibe 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.

ho 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

hi 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 dispergierten Magnetpigment bestehen. Sie eignet sich besonders für niedrigviskose Magnetdispersionen. Durch den damit verfahrensgemäB steigerbaren Richtfaktor können die Aufzeichnungseigenschaften, wie Empfindlichkeit, Signalpegel, Aussteuerbarkeit von aus derartig behandelten Magnetdispersionen hergestellten Magnetogrammträgern bedeutend verbessert werden, ohne die Qualität der Magnetschicht nachteilig zu verändern; die Oberflächengüte 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 4 des Gehäuses 1, die eine zentrale Zuführung 5 für die Magnetdispersion besitzt, bildet mit der Stirnfläche 6 der Scheibe 2 einen scheibenförmigen Spalt 7, in dem durch die Rotation der Scheibe 2 gegenüber der Wand 4 die radial nach außen strömende Magnetdispersion einer Scherbeanspruchung ausgesetzt wird. Zum Austritt der um die Scheibe 2 herumfließenden Magnetdispersion 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.

Es hat sich für die Homogenität der aufzutragenden Magnetdispei'iion 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 di wie 20 bis 5 zu 1, vorzugsweise wie 10 zu 1, veinalten soll. Zur Vermeidung von Inhomogenitäten in der Strömung der Magnetdispersion, beispielsweise in Form von Luftbläschen durch die entlang der Scheibenfläche bewirkte Beschleunigung des Stron.es, ist es zweckmäßig, die Magnetdispersion durch eine Pumpe dem Gehäuse 1 zuzuführen, J.eren Pumpkrafi 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 di — 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 mPa s bis mPa s durch den Spalt 7 der Weite d\ --* 3,0 mm und di = 0,3 mm mit einem Durchsalz von 200 bis 280 kg/h pumpt. Die Scheibe 2 hat einen Durchmesser von mm und rotiert mit 3000 U/min. Für Magnetdispersionen mit einer Viskosität von über 150 mPa s wäre d\ = 5 mrn und cfc = 0,5 mm vorteilhaft.

Als Material für die erfindungsgemäße Vorrichtung kommen alle Werkstoffe in Frage, die gegen die zu behandelnde Magnetdispersion beständig sind, vorzugsweise Stahl.

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

O =

d 0.0045)

[see"

)aKpi bedeu'en π die

der Scheibe 2, d der Durchmesser an der jeweiligen Wirkstelle der Scheibe 2, d\ die Breite am Spalteintritt und cfc die Breite am Spaltaustritt, in mm.

Der bevorzugte Bereich für den Schergeschwindigkeitsgraüienten, in dem eine wirkungsvolle Steigerung des Richtfaktors ohne Zunahme der Störungen in der aufgetragenen Schicht erreicht wird, liegt zwischen 000 see 'und 500 000 see ^!.

Beispiel

a) Eine zur Magnetplattenherstellung geeignete Magnetdispersion hat eine Viskosität von 32mPas. Sie wird durch die in der Zeichnung dargestellte Apparatur(c/i = 1,0 mm,</? = 0,1 mm)rrit 100 kg/h Durchsatz bei 3000 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 μηι.

b) Als Vergleichsversuch wird die gleiche Magnetdispersion nach der DE-PS 21 19 569 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. Die Scheibe hat einen Durchmesser von 5 cm. Das Rührgefäß ist mit einem Deckel, auf dem eine Dichtung aufsitzt, abgedichtet. Das Rührsystem wird mit 7000 U/min betrieben. Die Magnetdispersion wird anschließend wie bei a) aufgetragen und magnetisch ausgerichtet.

c) Bei einem weiteren Vergleichsversuch durchströmt die gleiche M_,gnetdispersion den ringförmigen Raum zwischen der Innenwand eines zylinder^förmigen Gefäßes und einem darin rotierenden Zylinder. Der Zylinder, dessen Läng.; 7 cm und dessen Durchmesser 3,5 cm betragen, rotiert mit 6000 U/min. Die lichte Weite zwischen dem Zylinder und der Innenwand des Gefäßes liegt zwischen 0,1 und 0,3 mm. Die Magnetdispersion wird wieder anschließend wie bei a) aufgetragen und magnetisch ausgerichtet.

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

a 2,80 b 2,35 c 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.

Hie

Claims

Patentansprüche:

1. 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 Magnetdispersion unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetdispersion durch einen Spalt (7) mit der Eintrittsbreite d\ und der Austrittsbreite <£ getrieben wird und der darin auftretende Schergeschwindigkeitsgradient D der mathematischen Beziehung