DE2842941C3

DE2842941C3 - Verfahren zum Chromatieren von Aluminiumsubstraten für Magnetspeicherplatten

Info

Publication number: DE2842941C3
Application number: DE19782842941
Authority: DE
Inventors: Hubert Ing.(Grad.) 7640 Kehl Fehrenbach
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1978-10-02
Filing date: 1978-10-02
Publication date: 1981-11-12
Also published as: DE2842941A1; DE2842941B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Chromatieren von Aluminiumsubstraten für Magnetspeicherplatten gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die feinbearbeiteten Oberflächen von Aluminiumsubstraten für Magnetspeicherplatten werden vor dem Auftragen der magnetisierbaren Schicht gewöhnlich mit einem Passivierungsmittel behandelt, um sie korrosionsbeständig zu machen und eine gute Schichthaftung zu gewährleisten. Im Hinblick auf die mittlerweile äußerst gering gewordenen Schichtstärken um 1 μηι (enorm gesteigerte Speicherkapazität) ist eine gleichmäßige Behandlung der Oberfläche sehr wichtig.

Es ist bekannt, Aluminium-Oberflächen durch anodische Oxidations-(Eloxieren) sowie Chromatierungs- und Phosphatierungsverfahren zu passivieren. Eloxier- und Phosphatierverfahren sind jedoch für Substrate von Magnetspeicherplatten ungeeignet, da die Oberflächen zu sehr aufgerauht werden. Chromatierverfahren sind für derartige Substrate geeignet, insbesondere die heute üblichen Verfahren, bei denen saure Lösungen zur Chromatierung von Aluminium verwendet werden. Bei der Einwirkung einer wäßrigen Lösung von Chromsäure (CrO₃ · aq), Phosphorsäure (H₃PO₄) und Flußsäure (HF) in Gegenwart von Na⁺-lonen bildet sich auf einer frisch gereinigten Alu-Oberfläche eine zusammenhängende Schutzschicht, bestehend aus CrPO₄, AlPO₄ und AlPO₄ · NaF, wie in der Literatur beschrieben (Technische Informationen 604, Gerhard Collardin GmbH, Oberflächenchemie, 5 Köln 30, Widdersdorferstraße 215). Dabei hat man die Behandlung von Substraten für Magnetspeicherplattcn bisher meistens im Durchlauftauchverfahren durchgeführt. Die zu behandelnden Platten werden auf Gestellen oder Trommeln transportiert, wobei man bei neueren Verfahren die Platten während des gesamten Behandlungsvorgangs — vom Entfetten über Passivieren bis zum Spülen — rotieren läßt.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Ausbildung der Schicht unregelmäßig ist. Die Ursache liegt wohl darin, daß die chemische Reaktivität der Aluminiumoberfläche unterschiedlich ist und eine sofortige Verarmung der wäßrigen Lösung an den Reaktionspartnern erfolgt. Man kann zwar durch Rühren oder Umpumpen des Tauchbades eine Verbesserung erreichen, für Substrate von Magnetspeicherplatten sind die erzielbaren Ergebnisse jedoch unzureichend; die Substratoberflächen weisen immer noch unterschiedlich beschichtete Stellen, sogenannte Flecken, und sogar Poren auf.

Gemäß der DE-OS 22 42 908 ist es bekannt, zur Chromatierung von Aluminiumbändern oder -blechen s die Behandlungslösung ein- oder doppelseitig mit im Gegensinn sich drehenden Rollen oder mittels Düsen aufzutragen. Dabei werden entsprechend der Zusammensetzung und der auf einen bestimmten Oberflächenabschnitt bezogenen Menge der Behandlungslösung die

ίο Reaktionszeit zuvor eingestellt und nach dieser Zeit die Oberflächen mit Wasser abgespült sowie getrocknet.

In der DE-AS 12 33 232 ist eine Vorrichtung zum beidseitigen Aufsprühen der Behandlungslösung beschrieben, bei der die zu behandelnden, flachen Gegenstände in horizontaler Lage auf am Umfang Zähne aufweisenden Rollen durch die Behandlungskammer gefördert werden. Dadurch soll eine möglichst gleichmäßige Behandlung der Gegenstände auf beiden Seiten gewährleistet werden.

Auch bei Anwendung dieser bekannten technischen Maßnahmen zeigte sich, daß die Gleichmäßigkeit der durch die Chromatierung erzeugten Schutzschicht noch nicht ausreichend ist, um die Schwankungen der auf die Substratplatte aufgetragenen Magnetschicht, deren Dicke für hochleistungsfähige Magnetplatten bei 1 μπι und weniger liegt, in zulässigen Grenzen zu halten.

Es stellte sich daher die Aufgabe, ein Chromatierverfahren zu entwickeln, bei dem beim Aufsprühen der Chromatierlösung auf Aluminiumsuöstrate für Magnet-Speicherplatten eine deutlich höhere Gleichmäßigkeit der passivierten Oberfläche als bisher erreichbar zu erzielen ist.

Die Aufgabe wurde durch ein Verfahren der eingangs angegebenen Art gelöst, bei dem die Düsen während des Aufsprühvorgangs Schwenk- oder Taumelbewegungen ausführen. Einzelheiten des neuen Verfahrens ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.

Nach einer Vorbehandlung, z. B. Entfetten, Bürsten und Spülen, gelangen die Substrate mittels bekannter Fördereinrichtungen, wie Band- oder Rollentransport, in eine Sprühkammer, in der sie in horizontaler Lage von angetriebenen, hintereinander angeordneten Walzen übernommen und weitertransportiert werden. Durch versetzt auf den Walzenoberflächen angeordnete Noppen ist in an sich bekannter Weise dafür gesorgt, daß die Auflage der Substrate punktartig und in ständigem Wechsel während des Sprühvorgangs erfolgt. Dadurch ist gewährleistet, daß auch die unterstützten Flächenteile der Substrate ausreichend und zu ihrer Umgebung gleich stark mit der Chromatierlösung beaufschlagt werden. Auf der Walze, die einen Durchmesser von vorzugsweise 8 mm aufweist, können aber auch Ringe im axialen Abstand von ca. 100 mm angeordnet werden, die an ihrem Umfang mit 2 mm hohen Noppen versehen sind.

Entlang ihres Transportweges in der Sprühkammer werden die Oberflächen der Substrate aus unterhalb und oberhalb angeordneten Düsen von oben und unten besprüht. Dabei wird die Chromatierlösung in feinen Strahlen, die mit hoher kinetischer Energie auf die Oberflächen treffen, gleichmäßig verteilt. Die Transportebene der Substrate befindet sich an der Stelle zwischen den beiden Düsensystemen, an der die beiden Strahlsysteme zusammentreffen. An dieser Stelle der Oberflächen wird die chemisch aktive Lösung beim harten Auftreffen stark zerstäubt. Dadurch wird die chemische Reaktion augenblicklich und über die gesamte Substratoberfläche äußerst gleichmäßig ausge-

löst, da die Aluminiumoberfläche in einen reaktiven Zustand überführt wird. Es ist vorteilhaft, die Lösung für den Sprühvorgang auf etwa 20 bis 50⁰C, vorzugsweise auf 40° C zu erwärmen.

Die kinetische Wirkung des Sprühens wird nun erfindungsgemäß gesteigert, indem man die Düsen während des gesamten Sprühvorgangs Schwenkbewegungen von 30 bis 40° Winkelgraden ausführen läßt. Auch Taumelbewegungen der Düsen begünstigen eine äußerst gleichmäßige Sprühwirkung.

Die Verweilzeit der Substrate in der Sprühkammer und damit die Einwirkungsdauer der chemisch aktiven Chromatierlösung ist durch die Umdrehungsgeschwindigkeit der Walzen einstellbar. In der praktischen Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt sie je nach gewünschter Stärke der Chromaiierungsschicht zwischen 20 Sekunden und 2 Minuten, vorzugsweise zwischen 30 Sekunden und 1,5 Minuten. Die Schichtstärke hängt außerdem von der Temperatur der Chromatierlösung ab.

Vor dem Verlassen der Sprühkammer passiert das besprühte Substrat ein Quetschwalzenpaar mit Weichgummioberfläche, um den auf den Oberflächen haftenden Flüssigkeitsfilm abzustreifen. Nach dem Verlassen der Sprühkammer durchläuft das Substrat eine Spülbekkenkaskade, in der die Oberflächen mit Wasser abgespritzt und dabei von der Rest-Chromatieriösung befreit werden. Danach gelangen die Substrate in eine Trocknungseinrichtung, in der sie mit Warmluft getrocknet werden.

Es ist vorteilhaft, alle Behandlungszonen durch Quetschwalzenpaare voneinander zu trennen, damit die einzelnen Behandlungsflüssigkeiten nicht in andere

ίο Behandlungszonen gelangen.

Nach Versuchen im technischen Maßstab wurden die nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren behandelten Substrate für Magnetspeicherplatten in einem Korrosionstest nach DIN 50 947 und einer Meßmethode nach DIN 55 232 zur Beurteilung der Schichthaftung unterzogen. Es zeigte sich bei sämtlichen Substraten, daß die in einer Dicke von 0,1 μηι ausgebildete Chromatierungsschicht gleichförmig und völlig flecken- und porenfrei war. Nach einem Schwitzwasser-Klimatest nach DIN 50 012 an mit einer Magnetschicht versehenen und so behandelten Substraten konnten weder Blasenbildung noch Schichtablösungen beobachtet werden.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zum Chromatieren von Aluminiumsubstraten für Magnetspeicherplatten, bei dem die Substrate in horizontaler Lage bei punktweise wechselnder Auflage durch eine Sprühkammer bewegt werden, in der die Oberflächen der Substrate im wesentlichen vertikal gerichteten Sprühstrahlen einer sauren Lösung aus oberhalb und unterhalb der Bewegungsbahn der Substrate angeordneten Düsen ausgesetzt sind, und bei dem nach einer voreinstellbaren Reaktionszeit die chromatierten Oberflächen mit Wasser abgespült und anschließend mit Warmluft getrocknet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen während des Aufsprühvorgangs Schwenk- oder Taumelbewegungen ausführen.