PROCESS FOR MAKING CARRIERS FOR MAGNETOGRAMS

Abstract: 1. A process for the production of a magnetic recording medium by applying a magnetic dispersion to a flexible base and then drying the magnetic layer, in which the magnetic dispersion is prepared by milling magnetic material in a binder solution or emulsion and further additives, and the magnetic material, with or without a dispersant, is precompacted in a roll press which consists of a drivable pair of rolls and of a milling unit downstream from the pair of rolls, wherein the roll press comprises a stuffing screw which is assigned to the nip between the rolls and can be adjusted to obtain a defined material pressure upstream of the nip, and one roll of the pair of rolls has shaped cavities at the surface and the other roll of the pair of rolls has flutes.

Description: Verfahren zur Herstellung von Magnetogrammträgern Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Magnetogrammträgern gemäss Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine Reihe von Verfahren zur Herstellung von Magnetogramsträgern bezieht sich auf die Herstellung des magnetischen Materials für die Magnetdispersion. So ist beispielsweise bekannt, dass durch die Variation des Längen-Dickenverhältnisses der nadelförmigen, ferromagnetischen Teilchen die Ausrichtbarkeit und Packungsdichte sowie die magnetischen Eigenschaften beeinflusst werden können. Andere Verfahren beschreiben die Herstellung verschiedener Typen vom magnetischen Materialien, sogenannten Magnetpigmenten, wie beispielsweise -Eisen-III-oxid ohne und mit Cobaltdotierung, Chromdioxid oder Metallpigment. Unabhängig vom Typ des eingesetzten Magnetpigmentes lässt sich die Aussteuerbarkeit der tiefen Frequenzen dadurch verbessern, dass man auf die Trägerfolie möglichst dicke Schichten des Magnetmaterials auf trägt. Der Dicke der Schicht sind jedoch Grenzen gesetzt, denn einesteils besitzen die Magnetköpfe moderner Aufzeichnungsgeräte enge Kopf spalte und sind dadurch nicht in der Lage dicke Schichten vollständig zu magnetisieren. Andernteils sollen auf einer Spule oder in einer Cassette möglichst grosse Längen eines Bandes aufgewickelt werden können, da lange Spielzeiten erwünscht sind. Diese sollen jedoch nicht zu Lasten der Aufzeichnungs- und Wiedergabequalität erreicht werden. Daraus resultiert, dass die Packungsdichte der Magnetoxide in der Magnetogrammträgerschicht möglichst hoch sein soll. Ein Weg zur Erzielung einer hohen Packungsdichte ist die Vorverdichtung der einzusetzenden Magnetpigmente vor der Dispergierung. In der US-PS 2 977 631 ist eine Apparatur zur Kompaktierung besonderer, pulverförmiger Materialien beschrieben, bei der eine Walze eines Walzenpaares verschiebbar ist und mit Vordruck an die feststehende Walze angepresst werden kann. Das Produkt wird über eine Stopfschnecke dem Walzenspalt zugeführt. Schnecken- und Walzenmotor werden über eine Regelstrecke so gekoppelt, dass mit steigender Geschwindigkeit des Walzenpaares die Schnecke mitgeregelt wird und so die entsprechend notwendige, grössere Produktmenge dem Spalt zugeführt wird. Diese Apparatur hat sich für die Verdichtung von nadelförmigen -Eisenoxiden als nicht geeignet erwiesen, da die magnetischen Eigenschaften des kompaktierten Produktes durch die Verdichtung verschlechtert sind. Eine weitere Apparatur zur Kompaktierung beispielsweise pulverförmiger Pigmente ohne Bindemittel ist aus der GB-PS 1 041 194 bekannt. Diese Apparatur weist ebenfalls eine feststehende und eine verschiebbare, mit Vordruck anpressbare Walze sowie eine Produktförderschnecke für den Walzenspalt auf. Die Förderschnecke ist dabei axial verschiebbar, so dass durch entsprechenden Abstandseffekt zum Walzenspalt zusätzlich zu dem im Walzenspalt herrschenden Druck definierte Verhältnisse zur gleichmässigen Kompaktierung von Pulvern eingestellt werden können. Auch mit dieser Anordnung konnten magnetische t-Eisenoxide mit gewünschtem Schüttgewicht nach entsprechender Einstellung der Apparatur verdichtet werden, jedoch verschlechterten sich dabei auch hier die magnetischen Pulvereigenschaften gegenüber dem unverdichteten Produkt. Vorliegender Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Magnetogrammträgern zu entwickeln, bei dem das für die Magnetdispersion vorgesehene magnetische Material ohne die vorstehend geschilderten Nachteile zu einer hohen Packungsdichte vorverdichtet werden kann. Gelöst wurde die Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Nachfolgend ist das erfindungsgemässe Verfahren anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Das magnetische Material wird mit oder ohne Dispergierhilfsmittel in einer Walzenpresse vorverdichtet, die aus einem antreibbaren Walzenpaar, einer dem zwischen den beiden Walzen gebildeten Spalt zugeordneten Stopfschnecke und einem dem Walzenpaar nachgeordneten Mahlwerk, beispielsweise einer Hammermühle, besteht. Eine der beiden Walzen weist eine geriffelte Oberfläche auf und ist in Richtung des Walzenabstandes verschiebbar gelagert, so dass der Walzenspalt einstellbar ist. Die andere Walze ist an ihrer Oberfläche mit Formhöhlungen versehen. Die Stopfschnecke ist zur Einstellung eines definierten Materialdruckes vor dem Walzenspalt in ihrer Drehzahl regelbar. Durch axiale Verschiebbarkeit der Stopfschnecke kann der Materialdruck ebenfalls beeinflusst werden. Im Mahlwerk werden die einzelnen Magnetpiginentpresslinge zu Pulver mikronisiert, ohne dass die Packungsdichte des magnetischen Materials wesentlich verändert wird. Vorteilhaft ist dabei die Mischung des Magnetpigmentes mit dem für die anschliessende Dispergierung benötigten Dispergierhilfsmittel in einem der Walzenpresse vorgeschalteten diskontinuierlichen oder kontinuierlichen Mischer. Zusätzlich kann dabei noch eine Teilmenge oder die ganze Menge des für die Dispergierung benötigten Bindemittels zugegeben werden. Nach der erfindungsgemässen Behandlung des magnetischen Materials wird mit Bindemittellösung- oder -emulsion und weiteren Zusatzstoffen die Magnetdispersion hergestellt und diese auf einen flexiblen Träger, gewöhnlich eine Folienbahn, in üblicher Weise aufgebracht. Im Bereich der noch ungetrockneten Schicht kann gegebenenfalls mittels eines Richtmagneten die Ausrichtung der Magnetteilchen in eine Vorzugsrichtung erfolgen. Nach dem Trocknen der Magnetschicht wird der beschichtete Träger den weiteren Verarbeitungsstufen zur Herstellung eines Magnetogrammträgers zugeführt. Durch die neuartige Vorverdichtung kann ein Teil der sonst üblichen Dispergierenergie in diskontinuierlichen Kugelmühlen, kontinuierlichen Rührwerksmühlen oder sonstigen Dispergieraggregaten eingespart werden, ohne dass dadurch Nachteile in der Qualität des daraus hergestellten Magnetogrammträgers entstehen. Ein Mass für die schonende Vorverdichtung nach dem oben beschriebenen Verfahren ist die weitgehend gleiche Schaltfeldstärke des Magnetpigmentes vor und nach dem Mahlvorgang. Ferner ist die Koerzitivkraft des verdichteten Magnetpigments gegenüber unverdichtetem nur unwesentlich erniedrigt. Die spezifische Remanenz des magnetischen Materials, bezogen auf gleiches Stampfgewicht, wird durch die Verdichtung nicht reduziert. Der technische Fortschritt durch das erfindungsgemässe Verfahren wird anhand nachfolgender Beispiele und Vergleichsversuche gegenüber dem Stand der Technik gezeigt. Die magnetischen Werte des magnetischen Materials werden durch Messung einer auf eine Packungsdichte von ç = 1,2 g/cm3 gebrachten Pigmentprobe mit einem Schwingmagnetometer bei 160 kA/m bestimmt. Die Koerzitivkraft (Hc) wird in kA/m, die spezifische Remanenz (Mr/ ) und die spezifische Magnetisierung (Mm/ ) werden in nTm3/g angegeben. Die Schaltfeldverteilung ist ein Mass für die Gleichmässigkeit der magnetischen Teilchen. Sie wird aus der Remanenzkurve als H/HR bestimmt, wobei H die Felddifferenz, bei der 75 % bzw. 25 % der Teilchen umschalten, und HR die Remanenzkoerzitivfeldstärke ist. Die spezifische Oberfläche wird nach der Stickstoffadsorptionsmethode bestimmt und in m2/g angegeben. Beispiel 1 1 kg nadelförmiges -Eisenoxid mit einer spezifischen Oberfläche von 19,5 m2/g, einer Koerzitivkraft von 29,0 kA/m, einer spezifischen Remanenz von 39 nTm3/g und einer spezifischen Magnetisierung von 82 nTm3/g bei einer Packungsdichte von 0,4 g/cm3 wird nach dem erfindungsgemässen Verfahren auf eine Packungsdichte von 0,70 g/cm3 gebracht. Die Eigenschaften des verdichteten Pigmentes sind in Tabelle 1 angegeben. Beispiel 2 In einen der Walzenpresse vorgeschalteten Mischer werden 1000 g des Eisenoxids entsprechend Beispiel 1 eingetragen und 20 g eines Salzes aus Polyaminamiden und eines hochmolekularen Esters zugeführt. Nach 10 minütigem Homogenisieren wird die Mischung mit Hilfe der Walzenpresse auf eine Packungsdichte von 0,70 g/cm3 verdichtet. Die Eigenschafswerte sind ebenfalls in Tabelle 1 angegeben. Beispiel 3 1 kg nadelförmiges t-Eisenoxid mit einer spezifischen Oberfläche von 21,4 m2/g, einer Koerzitivkraft von 28,6 kA/m, einer spezifischen Remanenz von 43 nTm3/g und einer spezifischen Magnetisierung von 79 nTm3/g bei einer Packungsdichte von 0,38 g/cm3 wird nach dem erfindungsgemässen Verfahren auf eine Packungsdichte von 0,70 g/cm3 gebracht. Die Eigenschaften des verdichteten Pigmentes sind in Tabelle 1 auf geführt. Beispiel 4 1 kg nadelförmiges a"-Eisenoxid mit einer Cobaltferrithülle und einer spezifischen Oberfläche von 19,3 m2/g bei einer Koerzitivkraft von 32,0 kA/m, einer spezifischen Remanenz von 43 nTm3/g und einer spezifischen Magnetisierung von 84 nTm3/g bei einer Packungsdichte von 0,55 g/cm3 wird nach dem erfindungsgemässen Verfahren auf eine Packungsdichte von 0,70 g/cm3 gebracht. Die Eigenschaften des verdichteten Pigmentes sind in Tabelle 1 aufgeführt. Vergleichsversuch 1 1 kg unverdichtetes, nadelförmiges A < -Eisenoxid wie in Beispiel 1 wird mit einem Walzwerk, bestehend aus einer festgelagerten und einer parallel verschiebbaren Glattwalze, bei einem Abstand der beiden Walzen von 1,5 mm und einer gleichmässigen Geschwindigkeit beider Walzen gegeneinander auf eine Packungsdichte von 0,70 g/cm3 gebracht. Die Eigenschaften des verdichteten Pigmentes sind in Tabelle 1 aufgeführt. Vergleichsversuch 2 1 kg unverdichtetes, nadelförmiges t 6-Eisenoxid wie in Beispiel 1 wird in einer Strahlmühle von 170 mm Durchmesser mit einem Durchsatz von 8 kg pro Stunde bei einem Strahldruck von 3,5 bar mit Stickstoff als Trägergas gemahlen. Die danach gemessene Packungsdichte beträgt 0,20 g/cm3. Die Eigenschaften des Pigmentes sind in Tabelle 1 aufgeführt. Vergleichsversuch 3 1 kg strahlgemahlenes, nadelförmiges t -Eisenoxid wie in Vergleichsversuch 2 wird durch sogenannte Aufbaugranulierung, d.h. Bildung von Agglomeraten in einer mit diesem Pigment gefüllten 10 l-Walze mit einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 20 Upm, auf eine Packungsdichte von 0,70 g/cm3 gebracht. Die Eigenschaften des Pigmentes sind in Tabelle 1 aufgeführt. Vergleichsversuch 4 1000 g unverdichtetes, nadelförmiges 4'-Eisenoxid, wie in Beispiel 2 mit 20 g eines Salzes aus Polyaminamiden und eines hochmolekularen Esters, werden mit 1011,1 g einer Lösung der Lösemittelkomponenten Tetrahydrofuran und Dioxan, enthaltend 11,1 g darin gelöste Bindemittelanteile eines gebräuchlichen Polyesterurethanes und eines PVC-Mischpolymerisates im Verhältnis 7:3, zäh geknetet. Die Knetdauer beträgt 1 Stunde. Die Knetmasse wird anschliessend mit derselben Bindemittellösung und -menge verdünnt und in einer 6 l-Kugelmühle mit 10 kg Eisenkugeln vom Durchmesser 4 bis 6 mm 24 Stunden bei einer Umdrehungszahl von 42 Umdrehungen/min nachdispergiert. Die so erhaltene Dispersion wird unter Druck durch einen Filter mit 5 jim Poren filtriert und zu einem Magnetband von 3,81 mm Breite verarbeitet. Die Messwerte sind in Tabelle 2 unter der Rubrik "Vergleichsversuche 4 A" ersichtlich. Vergleichsversuch 5 1020 g einer Mischung aus 1000 g Magnetpigment wie in Beispiel 3 und 20 g Dispergiermittel wie in Beispiel 2 werden wie in Vergleichsversuch 2 strahlgemahlen und anschliessend wie in Vergleichsversuch 3 aufbaugranuliert. Die Eigenschaften des Pigmentes sind in Tabelle 1 aufgeführt. Vergleichsversuch 6 1 kg unverdichtetes, nadelförmiges t -Eisenoxid wie in Beispiel 3 wird mit einem Walzwerk, bestehend aus einer festgelagerten und einer parallel verschiebbaren Glattwalze, bei einem Abstand der beiden Walzen von 1,5 mm und einer gleichmässigen Geschwindigkeit beider Walzen gegeneinander verdichtet. Zur Erzielung einer Packungsdichte von 0,70 g/cm3 sind dabei 7 Passagen erforderlich. Die Eigenschaften des Magnetpigmentes sind in Tabelle 1 aufgeführt. Vergleichsversuch 7 1 kg unverdichtetes, nadelförmiges t-Eisenoxid wie in Beispiel 4 wird mit einem Walzwerk, wie in Vergleichsversuch 1 beschrieben, auf eine Packungsdichte von 0,70 g/cm3 verdichtet. Die Eigenschaften des Pigmentes sind in Tabelle 1 ersichtlich. Vergleichsversuch 8 1 kg unverdichtetes, nadelförmiges t -Eisenoxid wie in Beispiel 4 wird wie in Vergleichsversuch 2 strahlgemahlen und anschliessend wie in Vergleichsversuch 3 aufbaugranuliert. Die Eigenschaften des Pigmentes sind in Tabelle 1 aufgeführt. Eine Verarbeitung des Pigmentes der Beispiele 1 bis 4 sowie der Vergleichsversuche 1, 2, 3, 5, 7 und 8 zu Magnetbändern wird in den in Tabelle 2 aufgeführten Beispielen 1A bis 4A und Vergleichsversuchen 1A, 2A, 3A, 5A, 7A und 8A gezeigt. In je eine 6 l-Kugelmühle mit 10 kg Stahlkugeln vom Durchmesser 4 bis 6 mm werden je 1000 g g -Eisenoxid (Beispiele 1, 3 und 4, Vergleichsversuche 1, 2, 3, 6, 7 und 8) und je 20 g eines Salzes aus Polyaminamiden und eines hochmolekularen Esters bzw. bei Beispiel 2 und Vergleichsversuch 5 je 1020 g der-Eisenoxid-Dispergierhilfsmittel-Mischung eingefüllt. Dann werden je Mühle 1011,1 g einer Lösung der Lösemittelkomponenten Tetrahydrofuran : 1,4-Dioxan = 1:1, enthaltend 11,1 g darin gelöste Bindemittelanteile eines gebräuchlichen Polyestermethanes und eines PVC -Mischpolymerisates im Verhältnis 7:3 und 250 g Tetrahydrofuran 1,4- -Dioxan = 1:1 zusätzlich zugegeben. Die 6 l-Mühlen werden bei 42 min 1 24 Stunden gerollt. Anschliessend wird in jede Mühle nochmals dieselbe Bindemittellösung und -menge eingefüllt und 24 Stunden nachdispergiert. Die so erhaltenen Dispersionen werden unter Druck durch einen Filter mit 5 IM Porenweite filtriert und mit einer Auftragsvorrichtung auf eine 12 pm dicke Polyethylenterephthalatfolie so aufgetragen, dass nach Passieren der noch nassen Schicht durch ein Magnetfeld für die Längsausrichtung der Magnetteilchen, anschliessender Trocknung bei 60 bis 100 C und Glätten zwischen zwei auf 70 C beheizten Walzen bei einem Liniendruck von 5 kg/cm eine Schichtdicke von 4,5 jim verbleibt. Die beschichteten Folien werden in Bänder von 3,81 mm Breite geschnitten. Die elektroakustische Messung erfolgt nach DIN 45 512, Blatt 2, im IEC 1-Arbeitspunkt. Der Rauschwert RGA der Bänder wird gegen das IEC 1-Bezugsband R 723 DG gemessen, desgleichen die Kopierdämpfung. Letztere ist ein Mass für schonende Verdichtung, da sich durch eine grössere Anzahl an Magnetteilchen, z.B. durch Brechen von Primärteilchen beim Verdichtungsvorgang, pro Schichtvolumen der Kopiereffekt erhöht, d.h. die Kopierdämpfung erniedrigt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben. Tabelle 1 Eigenschaften Bei- Bei- Ver- Ver- Ver- Ver- Bei- Ver- Ver- Bei- Ver- Verdes Pigmentes spiel 1 spiel 2 gleichs- gleichs- gleichs- gleichs- spiel 3 gleichs- gleichs- spiel 4 gleichs- gleichs ver- ver- ver- ver- ver- ver- ver- ver such 1 such 2 such 3 such 4 such 5 such 6 such 7 such 8 Koerzitivkraft (kA/m) 28,5 28,7 28,0 28,4 28,2 siebe 28,0 27,7 26,4 31,6 30,8 31,1 spez. Remanenz (nTm3/g) 40 39 38 39 39 Tabelle 2 43 42 38 44 43 43 spez. Magnetisierung (nTm3/g) 83 81 80 81 82 Vergleiche- 80 79 75 85 82 82 Schaltfeld verteilung 0,49 0,50 0,56 0,53 0,53 versuch 0,52 0,56 0,60 0,53 0,59 0,56 spez. Oberfläche (mê/g) 19,5 19,5 19,8 19,7 19,6 4 A 21,5 21,8 22,5 19,5 19,8 19,9 Packungadichte (g/cm3) 0,70 0,70 0,70 0,70 0,70 0,70 0,70 0,70 0,70 0,70 0,70 Tabelle 2 Magnetische und Bei- Bei- Ver- Ver- Ver- Ver- Bei- Ver- Ver- Bei- Ver- Verelektroskustische spiel 1A spiel 2A gleichs- gleichs- gleichs- gleichs- spiel 3A gleichs- gleichs- spiel 4A gleichs- gleichs Eigenschaften des ver- ver- ver- ver- ver- ver- ver- ver Magnetbandes such 1A such 2A such 3A such 4A such 5A such 6A such 7A such 8A Koerzitivkraft (kA/m) 27,6 27,4 27,0 27,2 27,0 26,2 27,4 27,5 25,8 29,7 28,8 28,5 Remanenz länge MR (mT) 175 180 160 165 170 180 160 155 165 185 180 175 relative Remanenz Mr 0,88 0,88 0,86 0,87 0,87 0,87 0,87 0,87 0,85 0,89 0,87 0,88 MII Richtfaktor (Remanenz längs 3,2 3,25 2,8 3,0 2,95 3,2 2,95 3,0 2,6 3,4 3,0 3,2 quer Tiefenaussteuer barkeit AT (dB) +1,0 +1,5 +0,5 +0,5 +0,8 +1,8 +0,5 0 +0,7 +2 +2 +1,5 bei 333 Hz Höhenaussteuer barkeit AH (dB) +2 +1,8 0 +0,8 +1 0 +1 +1 -1 +2,5 +1 +1,8 bei 10 KHz RGA-Wert (dB) -0,5 -0,7 -0,5 0 -0,5 -0,8 +0,5 +0,5 0 -1,2 -1 -1,2 Kopierdämpfung (dB) +3 +3 0 +1 0 -1,5 +3 +1,5 -1,5 0 -3 -1,5

Claims: Patentansprüche 1. Verfahren zur Herstellung von Magnetogrammträgern durch Aufbringen einer Magnetdispersion auf einen flexiblen Träger und anschliessendes Trocknen der Magnetschicht, bei dem die Magnetdispersion durch An reiben von magnetischem Material in einer Bindemittellösung oder -emulsion und weiteren Zusatzstoffen hergestellt wird, dadurch gekenn zeichnet, dass das magnetische Material mit oder ohne Dispergierhilfs mittel in einer Walzenpresse vorverdichtet wird, die aus einem an treibbaren Walzenpaar, einer dem Spalt zwischen den Walzen zuge ordneten Stopfschnecke, die zur Einstellung eines definierten Materialdruckes vor dem Spalt regelbar ist, und aus einem dem Walzen paar nachgeordneten Mahlwerk besteht. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Walzenpaar verwendet wird, bei dem eine Walze an der Oberfläche Formhöhlungen und die andere Walze Riffelungen aufweist.

Inventors: HEINZ, ROBERT, ING. (GRAD.), HOFMANN, FRIEDBERT, DR. DIPL.-ING., MELZER, MILENA, DIPL.-ING., OHLINGER, MANFRED, DR., RUDOLF, PETER, DR., VAETH, GUENTER
Applicants: BASF AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1985
Main classification: G11B5
IPC codes: G11B5