DE4420103A1

DE4420103A1 - Vorrichtung zur Herstellung eines magnetischen Aufzeichnungsträgers

Info

Publication number: DE4420103A1
Application number: DE4420103A
Authority: DE
Inventors: Siegfried Rieger; Reinhard Kraetschmer; Franz-Xaver Wagner
Original assignee: BASF Magnetics GmbH
Current assignee: Emtec Magnetics GmbH
Priority date: 1994-06-09
Filing date: 1994-06-09
Publication date: 1995-12-14
Anticipated expiration: 2014-06-10
Also published as: DE4420103C2; US5698033A; JPH0899344A

Description

Die Erfindung betrifft einen Extrudergießer mit mindestens zwei Gießerschlitzen zum Auftragen einer oder mehrerer ma gnetisierbarer übereinanderliegender Schichten auf einen fle xiblen unmagnetischen Schichtträger, wobei die Oberlippe der gemeinsamen Austrittsöffnung der Gießerschlitze gegenüber der Unterlippe zurückgesetzt ist und wobei hinter dem Schichtträ ger ein im wesentlichen parallel zu diesem verlaufender qua derförmiger Magnet angeordnet ist, dessen obere Kante der Ex truderöffnung beabstandet ist.

Für den Auftrag solcher magnetisierbarer Schichten gibt es mehrere Methoden. Eine die magnetischen Pigmente enthaltende Dispersion kann mittels Tauchverfahren, Messergießer, Reverse Roll Coater und auch mit Extrudergießer auf die Folie aufge bracht werden. Der Extrudergießer bietet den Vorteil eines geschlossenen rücklauffreien Systems, das die notwendigen Sauberkeitsanforderungen für die Herstellung eines modernen Hochleistungs-Magnetbandes erfüllt.

Extrudergießer zum gleichzeitigen Auftragen zweier überein anderliegender Schichten wurden bereits in den Patentschrif ten EP 0 392 810, DE 40 11 279 und US 5 072 688 beschrieben. Hier fließen zwei verschiedene Dispersionen innerhalb des Gießerblocks übereinander und treten als Doppelschicht ohne Vermischung aus der Extruderöffnung heraus direkt auf den sich an der Extruderöffnung frei vorbeibewegenden Schicht träger. Die Schicht füllt den Zwischenraum zwischen Träger und Gießeröffnung aus. Die Konstanz der Naßschichtdicke über Bahnbreite und -länge wird durch die Gleichmäßigkeit von Do siermenge und Schichtträgerlauf gesteuert. Durch die system bedingten Schwankungen dieser Eigenschaften können Abwei chungen in der Naßschichtdicke bis zu mehreren µm auftreten, was bei Naßschichtdicken von ca. 10 µm, wie sie für moderne Magnetbänder benötigt werden, bei weitem zu hoch ist.

Aus der oben erwähnten US 5 072 688 sind verschiedene Ver läufe der Abschlußkante (2a) des Trennkörpers (2) zwischen den beiden Gießerschlitzen (6, 7) bekannt, um ein möglichst optimales störungsfreies Gußbild beim doppelschichtigen Beguß zu erhalten.

Ein Extrudergießer der oben genannten gattungsmäßigen Art ist aus der DE-OS 42 26 139 der gleichen Anmelderin bekannt. Die se Anordnung vermeidet zwar die Nachteile des vorgenannten Standes der Technik, hat aber folgende Nachteile (vgl. Fig. 1 der vorliegenden Anmeldung):

- Die spitze Kante des Keils zwischen den Gießerschlitzen (8, 8′) ist nicht ohne Gefahr von Beschädigungen durch Absplittern zu reinigen
- es hat sich herausgestellt, daß an den Kanten beispiels weise bei Produktionsunterbrechungen Gefahr von Ablage rungen bestand, was bekanntlich bei Weiterbeguß zu Gieß streifen führt.

Infolgedessen bestand die Aufgabe, einen Extrudergießer der oben genannten gattungsmäßigen Art zu finden, welcher nicht die angegebenen Nachteile hat, bei dem auch kein Vermischen der beiden Teilschichten nach dem Auftrag auf den Schichtträ ger zu befürchten ist und bei dem auch bei minimalen Schicht dicken ein streifenfreier Beguß erreichbar ist.

Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe gelöst mit einem Extruder gießer mit den im kennzeichnenden Teil der Ansprüche 1 und 2 genannten Merkmalen. Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der Beschreibung, den Zeichnungen sowie den Unteransprü chen hervor.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen sowie an einem Beispiel eines doppelschichtigen Begusses zweier ma gnetischer Schichten näher erläutert, ohne jedoch die Erfin dung hierauf zu beschränken.

Im einzelnen bedeuten die Zeichnungen

Fig. 1 einen Doppelschlitzgießer gemäß der DE 42 26 139,

Fig. 2 einen Querschnitt durch den erfindungsgemäßen Doppelschlitzgießer,

Fig. 3 eine gegenüber Fig. 2 abgeänderte Positionierung des Doppelschlitzgießers,

Fig. 4 einen vergrößerten Ausschnitt des Extrudergießers gemäß Fig. 3.

Vergleicht man die Ausführungsformen des bekannten Extruder gießers gemäß Fig. 1 mit der des erfindungsgemäßen gemäß Fig. 2, so sieht man die der Erfindung zugrundeliegenden Ände rungen, welche die eingangs genannten Aufgaben erfüllen.

Während die Gießerschlitze (8, 8′) gemäß dem bekannten Extru dergießer unsymmetrisch zur Ebene des Magneten (5) bezie hungsweise des Schichtträgers (1) verlaufen, besteht das We sentliche des neuen Extrudergießers darin, daß die Mittel linie (14) zwischen den Gießerschlitzen (8, 8′) senkrecht zur Ebene des Schichtträgers angeordnet ist. Ein weiteres wesent liches Merkmal besteht darin, daß der Trennkörper (16) zwi schen den beiden Gießerschlitzen (8, 8′) bei dem bekannten Extrudergießer in einem spitzen Winkel an der gemeinsamen Austrittsöffnung (3) ausläuft, welcher, wie oben bereits be schrieben, nicht ohne Gefahr von Beschädigungen zu reinigen ist. Außerdem vermeidet diese Lippengeometrie wirksam die Ge fahr von Antrocknungen, indem die Abschlußkante (15) des Trennkörpers (16′) zwischen den beiden Gießerschlitzen (8, 8′) eine unter einem Winkel von 10 bis 60°, bevorzugt 30° zur Ebene des Schichtträgers in Richtung der Unterlippe (12) ab fallende Fläche ist. Diese Fläche (15) besitzt eine Länge von etwa 1 mm.

Wie aus der Fig. 2 im Vergleich zur Fig. 1 hervorgeht, weist bei dem bekannten Extrudergießer das aus der Gießeröffnung (3) austretende Schichtpaket (10) einen Um kehrpunkt in der Bewegungsrichtung auf, wobei sich heraus gestellt hat, daß dies zu Begußstörungen Anlaß geben kann, insbesondere bei hohen Gießgeschwindigkeiten. Dagegen ver läuft dem zur Schichtträgerebene symmetrisch aufgebauten er findungsgemäßen Extrudergießer das Schichtpaket (10′) "wei cher", d. h. in einer gleichmäßig gekrümmten Linie und es wird gleichmäßiger auf dem Schichtträger (1) aufgezogen. Da bei hat es sich gezeigt, daß durch entsprechende Dosierung der Gießerschlitze (8, 8′) es möglich ist, beide Teilschich ten einzeln auf dem Schichtträger in gleichmäßiger Form zu Versuchszwecken aufzutragen.

Ein weiterer Unterschied besteht in dem waagerechten Abstand der Oberlippe von der vorspringenden Unterlippe, welche bei dem Extrudergießer gemäß Fig. 1 in der Größenordnung von 2 bis 3 mm lag, während sie bei dem erfindungsgemäßen Extru dergießer auf den Abstand von 1 bis 2,2 mm reduziert werden konnte, was gleichfalls ein verbessertes Begußverhalten er gibt.

Eine gegenüber Fig. 2 abgewandelte Ausführung des Doppelex trudergießers stellt die Fig. 3 dar. Dabei verlaufen beide Gießerschlitze (8, 8′) austrittsseitig schräg nach oben ge neigt, wobei der Winkel ε zwischen der Senkrechten (14′) zum Schichtträger (1) und dem oberen Schlitz (8) mindestens 5° beträgt. Der Winkel δ zwischen den Gießerschlitzen liegt da bei im gleichen Bereich wie bei der Ausführung nach Fig. 2.

Die abgewandelte Ausführung vermeidet insbesondere bei Gieß unterbrechungen die Gefahr des Auslaufens von Dispersion und deswegen wird die Gefahr von Antrocknungen im Auslaufbereich wirksam vermieden.

Aus Fig. 4 sind die Details des Gießeraufbaus besser erkenn bar. Die Oberkanten des oberen sowie des unteren Gießer schlitzes (17, 18) haben die Gestalt einer Verlauffläche mit etwa 50 µm Ausdehnung. Auch die jeweiligen Unterkanten (19, 20) können entsprechend ausgebildet sein. Der Winkel δ zwi schen den Gießerschlitzen (8, 8′) liegt in der Größenordnung von 15 bis 45°, bevorzugt bei 25°. Die Breite der Gießer schlitze (8, 8′) kann mit Einlegeblechen im Bereich von 0,1 bis 1 mm variiert werden.

Der Abstand

- a, also von der Oberkante zur Unterkante des unteren Schlitzes beträgt rund 0,5 mm
- b, also von der Unterkante des Gießers bis zur Material bahn beträgt zwischen 0,1-5 mm
- c, also zwischen Oberkante des oberen Schlitzes und Unter kante des unteren Schlitzes liegt zwischen 1 bis 2,2 mm.

Die obere Vorderfläche (21) sowie die untere Vorderfläche (22) des Gießers ist so beschaffen, daß beim Anschwenken des Gießers beim Beguß der Gießer ausreichend von der Material bahn beabstandet ist.

Die Kante (5) des Magneten (2) befindet sich ungefähr in der geometrischen Mitte des Gießspaltes (3). Der Magnet kann zur Optimierung der Gießbedingungen um den Betrag von 0,5 bis 1 mm nach oben oder nach unten justierbar verschoben werden. Gleichzeitig ist es wie bei dem bekannten Extrudergießer mög lich, diesen so in waagerechter Richtung zu verschieben, daß der Abstand des Schichtträgers vom Gießeraustrittsspalt klei ner oder größer gewählt werden kann.

Weiterhin hat sich gezeigt, daß die Schichtträgerbahn (1) be vorzugt unter einem spitzen Winkel α zur oberen Kante (5) des Magneten (2) aufläuft, wobei dieser Winkel zwischen 0,5 und 5°, bevorzugt 10, beträgt (Fig. 3).

In einer zweckmäßigen Ausführung wird ein beim Gießen zwangs läufig entstehender beiderseitiger Randwulst dadurch zuver lässig vermieden, indem nach der Lehre der DE-A 42 26 138 der gleichen Anmelderin an beiden Gießrändern eine Abstreifplatte (13) (Fig. 1) angebracht ist, welche im wesentlichen senk recht zu den Extruderschlitzen verläuft, wobei die ablaufende Gießdispersion entlang der Innenfläche der Abstreifplatte ab läuft und wobei die Absteifplatte um einen gewissen Betrag über die untere beziehungsweise obere Extruderlippe hinaus in Richtung der Materialbahn verlängert ist.

Nachfolgend wird an dem Beispiel eines Doppelschichtbegusses an einem Audioband der Vorteil des erfindungsgemäßen Extru dergießers erläutert.

1. Untere Schicht

Es wurde eine magnetische Dispersion der nachfolgenden Zusam mensetzung hergestellt (alle Angaben beinhalten Gewichts teile).

539 Teile Tetrahydrofuran, 231 Teile Cyclohexanon, 329 Teile Polyesterpolyurethan, 12 Teile Zinkstearat, 20 Teile Diamino propandioleat, 4 Teile Stearinsäureamid, 3 Teile Polysynlan, 24 Teile unmagnetisches Fe₂O₃, Teilchengröße 0,7 µm, 800 Tei le nadelförmiges magnetisches Chromdioxid, BET-Wert 25 m²/g, H_c = 37 kA/m, wurden zwei Stunden in einem Disperser mit 1000 U/min gerührt, danach wurden 194 Teile Polyvinylformal zugegeben und eine weitere Stunde dispergiert. Danach wurden getrennt 470 Teile Polyesterpolyurethan zugemischt. Diese so vordispergierte Zusammensetzung wurde für mehrere Stunden in einer Kugelmühle, welche zu 70% mit Keramik-Kugeln der Größe 1 bis 1,6 mm gefüllt war, fein gemahlen. Die Viskosität be trug 2500 mPa·s, gemessen mit einem Brookfield-Viskosimeter bei 20°C.

2. Obere Schicht

915 Teile Tetrahydrofuran, 392 Teile Cyclohexanon, 191 Teile Polyesterpolyurethan, 12 Teile Zinkstearat, 10 Teile Diamino propandioleat, 1,6 Teile Stearinsäureamid, 0,8 Teile Silikon öl, 3,2 Teile Polysynlan, 24 Teile unmagnetisches kugelförmi ges Fe₂O₃, Teilchengröße 0,7 µm, 800 Teile nadelförmiges ma gnetisches Chromdioxid, BET-Wert 32 m²/g, H_c = 48,7 kA/m, wurden zwei Stunden in einem Disperser mit 1000 U/min disper giert, danach wurden 169 Teile Polyvinylformal zugegeben und eine weitere Stunde dispergiert. Danach wurden 422 Teile Po lyesterpolyurethan zugemischt. Diese Zusammensetzung wurde dann in eine Kugelmühle eingefüllt, welche zu 70% mit Kera mik-Kugeln der Größe 1 bis 1,6 mm gefüllt war und mehrere Stunden feindispergiert. Die Viskosität der so hergestellten Dispersion betrug 1550 mPa·s.

Den beiden so hergestellten Dispersionen wurden unmittelbar vor dem Beguß eine 50%ige Lösung eines aus dem Stand der Technik bekannten Diisocyanatvernetzers zudosiert, wobei die Zudosierung so bemessen war, daß jeweils 0,5 Gewichtsteile Vernetzer auf 100 Gewichtsteile Dispersion kamen. Aus zwei Vorratsbehältern wurden nach Feinfiltration mit Hilfe von Filterkerzen die Dispersionen durch die beiden Gießerschlitze (8′) (untere Schicht) und (8) (obere Schicht) durch einen er findungsgemäßen Doppelschlitzgießer gemäß Fig. 2 zum Gieß spalt durchgepumpt, wobei die Schlitzweiten 0,3 mm (unterer Gießspalt) sowie 0,3 mm (oberer Gießspalt) betrugen. Der Winkel 6 zwischen den beiden Gießerschlitzen betrug 15.

Ein Polyethylenterephthalat-Schichtträger der Dicke 6,8 µm wurde mit einer Geschwindigkeit von 100 m/min in 1 mm Abstand von der unteren Gießeröffnung vorbeibewegt. Zunächst wurde die Dispersion aus dem unteren Schlitz allein vergossen, so daß nach dem Trocknen eine Trockenschichtdicke von 3,2 µm er halten wurde, sodann wurde getrennt die obere Schicht aus dem oberen Gießspalt auf den Schichtträger gegossen, so daß nach dem Trocknen eine Schichtdicke von 2,7 µm erhalten wurde. So dann wurden beide Schichten übereinander gegossen, in einem in Laufrichtung verlaufenden Magnetfeld längsgerichtet und nach der Trocknung durch vier Kalanderspalte mit einem Li niendruck von 250 kp/cm bei einer Temperatur der Kalander walzen von 95°C durchgezogen und anschließend auf 3,81 mm Breite längsgeschnitten.

Der gegenüber der Gießeröffnung angeordnete Magnet besaß an der Kante einen Feldgradienten, dessen Größe ca. 500 A/cm in Richtung auf den Extruderspalt betrug, die Feldstärke des Ma gneten in Laufrichtung des begossenen Schichtträgers betrug 320 A/cm.

Das so hergestellte doppelschichtige Audioband besaß folgende mechanische und magnetische Eigenschaften:

Der Richtfaktor R_f gibt das Verhältnis der Werte der remanen ten Magnetisierungen gemessen einmal in Laufrichtung sowie senkrecht dazu an. Die SFD (Switching Field Distribution) gibt die Verteilung der Koerzitivfeldstärken an.

Die Reibungs- und Abriebwerte, das Laufverhalten in der Cas sette sowie die elektroakustischen Eigenschaften waren in Ordnung.

Claims

1. Extrudergießer mit mindestens zwei Gießerschlitzen zum Auftragen einer oder mehrerer magnetisierbarer übereinan derliegender Schichten auf einen flexiblen unmagnetischen Schichtträger, wobei die Oberlippe der gemeinsamen Aus trittsöffnung der Gießerschlitze gegenüber der Unterlippe zurückgesetzt ist und wobei hinter dem Schichtträger ein im wesentlichen zu diesem parallel verlaufender quaderför miger Magnet angeordnet ist, dessen obere Kante der Extru deröffnung beabstandet gegenübersteht, dadurch gekenn zeichnet, daß

- die Mittellinie (14) zwischen den Gießerschlitzen (8, 8′) senkrecht zur Ebene des Schichtträgers (1) ange ordnet ist
- die austrittseitige Abschlußkante (15) des Trennkör pers (16′) zwischen den beiden Gießerschlitzen eine unter einem Winkel von 10 bis 60° zur Ebene des Schichtträgers in Richtung der Unterlippe (12) ab fallende Fläche ist.

2. Extrudergießer mit mindestens zwei Gießerschlitzen zum Auftragen einer oder mehrerer magnetisierbarer übereinan derliegender Schichten auf einen flexiblen unmagnetischen Schichtträger, wobei die Oberlippe der gemeinsamen Aus trittsöffnung der Gießerschlitze gegenüber der Unterlippe zurückgesetzt ist und wobei hinter dem Schichtträger ein im wesentlichen zu diesem parallel verlaufender quaderför miger Magnet angeordnet ist, dessen obere Kante der Extru deröffnung beabstandet gegenübersteht, dadurch gekenn zeichnet, daß

- die beiden Gießerschlitze (8, 8′) dergestalt austritt seitig nach oben weisen, daß der Winkel ε zwischen der Senkrechten (14′) zur Ebene des Schichtträgers (1) und dem oberen Gießerschlitz (8) mindestens 5° beträgt.
- die austrittseitige Abschlußkante (15) des Trennkörpers (16′) zwischen den beiden Gießerschlitzen eine unter einem Winkel von 10 bis 60° zur Ebene des Schichtträ gers in Richtung der Unterlippe (12) abfallende Fläche ist.

3. Extrudergießer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Fläche (15) eine Länge von etwa 0,3-5 mm besitzt.

4. Extrudergießer nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß der Winkel δ zwischen den Gießerschlit zen (8, 8′) in der Größenordnung von 10 bis 45° liegt.

5. Extrudergießer nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, daß der Schichtträger (1) unter einem Winkel zur oberen Kante (5) des Magneten (2) aufläuft, wobei α zwischen 0,5 bis 5° beträgt.

6. Extrudergießer nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, daß zumindest die oberen Kanten der Gießer schlitze (8, 8′) in einer Verlauffläche (17, 18) mit einer Länge in der Größenordnung von 50 µm ausgebildet sind.

7. Extrudergießer nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch ge kennzeichnet, daß die Breite der Gießerschlitze (8, 8′) durch Einlegebleche variierbar ist.