DE3614839A1

DE3614839A1 - Verbessertes haertungsverfahren fuer magnettontraeger

Info

Publication number: DE3614839A1
Application number: DE19863614839
Authority: DE
Inventors: Robert H. San Carlos Calif. Perry jun.
Original assignee: Ampex Corp
Current assignee: Ampex Corp
Priority date: 1985-05-03
Filing date: 1986-05-02
Publication date: 1986-11-06
Also published as: KR860009390A; GB8610537D0; JPS61265727A; KR940006850B1; MX171027B; GB2174620B; CN86103704A; GB2174620A; CN1012540B; JPH0551968B2; DE3614839C2

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. H. We:csma;nn;, Dipl.-Phys.ur. K. Fincke

Dipl.-Ing. F. A. Wf ic km α n"n^ Dipl.-Chem. B. Huber Dr.-Ing. H. Liska, Dipl.-Phys. Dr. J. Prechtel

H/LG/MW

8000 MÜNCHEN 86 POSTFACH 860 820 MDHLSTRASSE 22 TELEFON (089) 98 03 52 TELEX 522621

TELEGRAMM PATLNTWI-ICKMANN MÜNCHEN

2. Mai 1986 36H839

Ampex Corporation
Broadway M.S. 3-35

Redwood City
CaI. 94063-3199
USA

Verbessertes Härtungsverfahren für Magnettonträger

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Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung von Magnettonträgern. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Verbesserung beim Härten der magnetischen Schicht der Magnettonträger, indem sie einem flüchtigen Dampfphasen-Katalysator ausgesetzt werden.

Teilchenförmige Magnettonträger schließen im allgemeinen eine dünne magnetische Schicht ein, die von einem nicht-magnetischen Substrat getragen wird, wobei die magnetische Schicht ein geeignetes teilchenförmiges magnetisches Pigment enthält, das in einer Matrix aus einem organischen polymeren Binder dispergiert und enthalten ist. Die magnetische Schicht wird auf das nicht-magnetische Substrat in Form einer Dispersion in einem Lösungsmittel aufgebracht, wobei die Dispersion das teilchenförmige magnetische Pigment, ein Bindemittel, ein Härtungsmittel und im allgemeinen geringere Mengen eines oder mehrerer Additive beinhaltet. Beispiele solcher Additive sind: Dispersionsmittel, die zur Deagglomeration und Dispersion der magnetischen Teilchen beitragen, leitende Pigmente, die den elektrischen spezifischen Widerstand der Träger vermindern, Schmiermittel, die die Kopf-zu-Träger-Reibung minimieren und Schleifmittel, die verhindern, daß sich Trümmer, die während des Gebrauchs der Träger erhalten werden, am Ton/Wiedergabekopf ansammeln und ihn verstopfen.

Bei einem typischen Verfahren zur Herstellung von Magnettonträgern wird die magnetische Dispersion auf Basis eines Lösungsmittels hergestellt, sorgfältig gemischt und fertig gemacht zum Beschichten auf das nicht-magnetische Substrat, das in Form einer langen Bahn vorliegt. Die magnetische Dispersion auf Basis eines Lösungsmittels wird auf die Bahn aufgebracht durch eine geeignete Auftragsvorrichtung, um eine magnetische Schicht darauf in gewünschter Dicke zu

bilden. Nach dem Beschichten wird das Lösungsmittel durch Abdampfen in einem Trockenofen entfernt, wobei eine flexible, aber feste magnetische Schicht übrigbleibt. Die beschichtete Bahn wird dann kalandriert d.h. die Oberfläche wird geglättet, üblicherweise durch Abquetschen durch Walzen. Nach dem Kalandrieren wird die beschichtete Bahn weiter verarbeitet zu ihrer endgültigen Form - wenn es ein Band sein soll, wird sie in die richtige Breite geschnitten, gesäubert und auf Spulen gewickelt; wenn es eine Scheibe oder eine Magnetkarte sein soll, wird sie gestanzt oder in die richtige Größe und Form geschnitten und gesäubert. Die fertigen Träger werden dann einer Qualitätskontrolle unterworfen, abgepackt und gelagert.

Während des Herstellungsprozesses wird das Bindemittel gehärtet, um das tei"ä,chenförmige magnetische Pigment in der flexiblen magnetischen Schicht zu binden, so daß es gegen mechanischen Abrieb resistent ist. Viele Magnetträger enthalten heutzutage ein Polymerbindemittel, das chemisch reagiert mit einem Härtungsmittel, wodurch das Bindemittel vernetzt wird, um eine Matrix zu bilden, die die magnetischen Teilchen in der magnetischen Schicht bindet. Dieser chemische Härtungsprozeß beginnt, sobald die magnetische Dispersion, die das Bindemittel und das Härtungsmittel enthält, hergestellt und gemischt worden ist, und verläuft in einer konzentrationsabhängigen Rate - d.h. wenn sich das unreagierte Härtungsmittel erschöpft, verlangsamt sich die Reaktion - und schreitet fort, bis das Härtemittel verbraucht ist. Diese konzentrationsabhängige Rate des Verfahrens ist exponentiell, was zu einem langwierigen Zeitraum für die Vollendung des Härtens führt.

Bei den meisten Trägerherstellungsverfahren, die auf der chemischen Härtung beruhen, kann ein Zeitraum von

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mehreren Wochen erforderlich sein, um die Härtung zu vollenden, wenn nicht Schritte unternommen werden, um das Härtungsverfahren zu beschleunigen. Das Härtungsverfahren sollte jedoch nicht zu schnell zur Vollendung kommen, bevor die beschichtete Bahn kalandriert ist; sonst wird die gewünschte glatte Oberfläche nicht durch Kalandrieren erreicht. Typischerweise wird die letzte Stufe des Härtens anschließend an das Kalandrieren durchgeführt, während der Träger gelagert wird. Weil das Härtungsmittel mit Wasser reagiert und das Verfahren zur Härtung beeinflußt wird durch die Umweltbedingungen, unter denen das Verfahren erfolgt, ist die Kontrolle der Feuchtigkeit ebenso wie anderer Lagerungsumgebungsbedingungen notwendig für ein reproduzierbares Härten. Daher tritt, wenn nicht besondere Vorkehrungen während der Lagerung, bei der letzten Stufe des Härtens getroffen werden, um die Kontrolle der Feuchtigkeit, und Aufrechterhaltung einer konstanten Temperatur zu sichern und im allgemeinen reproduzierbare Härtungsbedingungen zu sichern, eine Inkonsistenz der Zusammensetzung der hergestellten Magnettonträger auf. Es wäre vorteilhaft, die letzte Stufe des Härtens zu beschleunigen, so daß sie am Ende des Trägerherstellungsverfahrens abgeschlossen ist, bevor die Träger gelagert werden.

Diese Nachteile der chemischen Härtung sind schon lange erkannt worden. Eine vorgeschlagene Lösung besteht darin, die chemische Härtung vollständig zu unterlassen und durch die Verwendung eines Elektronenstrahls oder anderer Formen der Bestrahlung zu ersetzen, um die Vernetzungsreaktion zu katalysieren, die das die magnetischen Teilchen bindende Material bildet. Die Strahlungshärtung leidet jedoch unter vielen Nachteilen: Die erforderliche Ausstattung ist sehr teuer, und die Kosten werden weiterhin vermehrt, weil die Durchführung des Strahlungshärtungsverfahrens eine Abschirmung erfordert

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komplexere physikalische Ausrüstung. Das Erfordernis für relativ sorgfältige und teure Ausstattung und der Umweltschutz machen diese Lösung nicht zweckmäßig verwendbar für ein Mehrstufen-Härtungsverfahren, das ein teilweises Härten vor dem Kalandrieren und ein endgültiges Härten nach dem Kalandrieren erlaubt. Außerdem müssen verschiedene spezielle Binder verwendet werden, die für Elektronenstrahlen oder andere Bestrahlungswirkungen empfänglich sind. Kurz gesagt wäre eine Lösung, die dem derzeit verwendeten chemischen Härtungs verfahren überlagert werden könnte, um das Härten zu einer schnellen Vollendung unter kontrollierten Bedingungen zu bringen, bevorzugt.

Verschiedene Lösungen wurden vorgeschlagen, um den chemischen Härtungsprozeß zu beschleunigen und die oben erwähnten Nachteile, die dieses Verfahren charakterisieren, zu vermeiden. Eine derartige Lösung war die Beschleunigung der Vollendung der chemischen Härtung anschließend an das Kalandrieren durch die Anwendung von Hitze auf die beschichtete und kalandrierte Bahn. Obwohl dieses Verfahren die Verwendung üblicher Bindemittel erlaubt, ist es teuer. Das Kostenproblem ist signifikant: Der erforderliche Platz und die Ausstattung sind teuer ebenso wie die Zeit, die erforderlich ist, um die Träger, die gehärtet werden sollen, zu erhitzen und abzukühlen. Ein weiterer signifikanterer Nachteil bei der Verwendung von Hitze ist die Tendenz, bei dem entstehenden Produkt Größenänderungen zu bewirken, die schädlicher sein können, als die Probleme, die die Hitze beseitigen sollte.

Ein Verfahren, das als "kiss coating" bezeichnet wird, ist eine andere Lösung, die vorgeschlagen wurde, um die Härtung der Magnettontragerformulxerungen auf Basis chemischer Härtemittel, die heutzutage verwendet wer-

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den, zu verbessern. Z.B. offenbart US-PS 3,366,505 ein "kiss-coating-System" für die katalytische Härtungsvollendung von Magnetträgern. Bei dieser Lösung wird das Vernetzungsmittel in der magnetischen Dispersion, das ursprünglich auf das nicht-magnetische Substrat beschichtet wird, einem oder mehreren Katalysatoren in einem zweiten Beschichtungsschritt auf Basis einer Flüssigkeit ausgesetzt. Ein typisches System auf Basis eines Polyisocyanathartungsmittels wird verwendet, und das Härten wird durch Katalysatoren, die beim "kiss-coating"-Schritt verwendet werden, vollendet. Obwohl mit diesem Verfahren eine vollständige Härtung erreicht werden kann, erfordert es eine zweite Verfahrensstufe - tatsächlich eine zweite Beschichtungsbahn mit den dazugehörigen Schwierigkeiten, Kosten und Möglichkeiten für Fehler.

Eine weitere Lösung, um das Problem, das charakteristisch ist für übliche Härtungsverfahren, zu lösen, war die Anwendung eines blockierten Katalysators, der die Anwendung von Hitze erfordert, um deblockiert zu werden und aktiv zu werden, um die Härtereaktion zu katalysieren. Bisher jedoch haben sich blockierte Katalysatoren als ungenügend erwiesen. Einige blockierte Katalysatoren erfordern exzessiv lange Erwärmungszeiten, d.h. mehr als erforderlich sind zum Trocknen der Magnetschicht, um deblockiert zu werden bis zu einem Ausmaß, das notwendig ist, um die erwünschte Härtung zu erreichen. Andere Katalysatoren sind für ein teilweises Deblockieren bei Umgebungstemperatur empfänglich und können daher eine vorzeitige Einleitung des Härtungsprozesses induzieren, die die Stehzeit der magnetischen Dispersionsmischungen verringert.

Es gibt kein bekanntes Verfahren oder einen bekannten Katalysator, der erfolgreich ein vollständiges repro-

duzierbares Härten von Magnettonträgern sichert, integrierbar ist in übliche Herstellungsverfahren für chemische Härtung von Magnettonträgern und es erlaubt, vorhandene Magnettonträgerformulierungen auf Basis von chemischen Härtungsmitteln zu verwenden. Ein bevorzugtes katalytisches Verfahren zur Beschleunigung der vollständigen Härtung von Magnettonträgern vermeidet es, den die Härtung beschleunigenden Katalysator in die magnetische Dispersion einzubringen, bevor sie auf das Substrat beschichtet wird, und erfordert nicht die Anwendung von Hitze, um die Katalyse der beschleunigten Härtungsreaktion zu aktivieren. Die vorliegende Erfindung ist in dieser Hinsicht erfolgreich durch Anwendung eines Katalysators der Dampfphase, um die vollständige Härtung eines Bindemittelsystems zu bewirken, das aus einer Mischung eines Polymers und einem Polyisocyanathärtungsmittel besteht.

Die Verwendung eines katalytischen Dampfes, um die Reaktion von Isocyanaten mit anderen organischen Bindemittelvorläufern in einer beschichteten Mischung zu beschleunigen, wurde in US-PS 2,967,117; 4,366,193 und 4,396,647; in Toso Gijutsu (1983) 22:87-99; und in Chemical Week, 12. Januar 1983, Seite 52, beschrieben. In den betreffenden mit Dampf härtenden Verfahren, die benutzt werden in Vorrichtungen, kraftfahrttechnisch und allgemein beim Auftragen von Farbanstrichen, werden Polyhydroxyverbindungen beschrieben als Coreaktanten mit Polyisocyanaten. Diese Polyhydroxyverbindungen schließen aliphatische Derivate mit niedrigem Molekulargewicht ein, d.h. Monomere, Oligomere, Präpolymere oder allgemein Produkte, die unvollständig polymerisiert sind und die Konsistenz von Wachsen und ölen haben. Jedoch beschreibt keine der Referenzen, wie die mit Dampf härtenden Verfahren und Verbindungen angepaßt werden könnten für die Bildung von flexiblen glatten

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magnetischen Schichten, die für Magnetttonträger benötigt werden. Weiterhin beschreibt keine der Referenzen ein Mehrstufen-Härtungsverfahren, das es erlaubt, vor dem Kalandrieren teilweise zu härten und nach dem Kalandrieren endgültig zu härten. Weitherhin sind Monomere, Oligomere und präpolymere Polyhydroxyverbindungen, wie die, die in den obigen Referenzen im Detail beschrieben sind und oft verwendet werden in verschiedenen oberflächenbeschichtenden Anwendungen, nicht geeignete Bindemittelkomponenten für flexible Magnetträgerbeschichtungen, weil sie entweder zu klebrig sind, um ein Aufspulen der Magnettonträgerbahnen nach dem Beschichten zu erlauben, oder ihre mechanischen Eigenschaften nicht geeignet sind, um die beschichtete Bahn zu kalandrieren und anderweitig weiterzuverarbeiten, bevor die Härtung vollendet ist. Andere PoIyhydroxyderivate, die verwendet worden sind in mit Dampf härtenden Verfahren, enthalten nur aromatische Hydroxylgruppen, d.h. sie sind von phenolischer Natur, und die Polyurethane, die hergestellt werden durch ihre Reaktion mit Polyisocyanaten sind nicht geeignet als Magnettonträgerbindemittel.

Das übliche chemische Härtungsverfahren für Magnettonträger unter Verwendung eines Polyisocyanathärtungsmittels kann nun durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung sehr schnell zur Vollendung gebracht werden bei Umgebungstemperatur und unter kontrollierten Bedingungen, wobei einheitliche Ergebnisse bei den hergestellten Magnettonträgern gesichert sind. Darüberhinaus kann dies erreicht werden ohne wirtschaftlich nicht akzeptable Änderungen bestehender Formulierungen und Herstellungsprotokolle und kann kontrolliert werden, so daß die Magnetschicht teilweise gehärtet wird bis zu einem dehnbaren Zustand, der geeignet ist für das Kalandrierverfahren, und daß dann die Härtung schnell

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vollendet wird, um der magnetischen Schicht die gewünschte Zähigkeit zu geben. Diese Verbesserung des Verfahrens zur Herstellung und der so hergestellten Magnettonträger ist ein Ergebnis der Verwendung eines Dampfphasenkatalysators, um die Endstufen der Reaktionen, die den Härtungsprozeß bestimmen, zu vervollständigen, dem Zeitpunkt, an dem das Polyisocyanat vollständig umgewandelt ist und alle wesentlichen Polyisocyanatreaktionen enden. Die Anwendung eines Dampfphasenkatalysators läßt ein geeignetes Mittel zu, um dieses Verfahren zu vervollständigen und wird vorteilhafterweise sofort nach dem Kalandrieren der Bahn des Magnettonträgers unter den vorher beschriebenen Bedingungen durchgeführt, was zu Trägern von verläßlicher hoher Qualität führt.

In einer Hinsicht betrifft die Erfindung ein Verfahren, das geeignet ist zur Herstellung von Magnettonträgern. Die Herstellung, für die das Verfahren angewendet wird, schließt ein Beschichten eines Substrats mit einer Schicht einer magnetischen Dispersion auf Basis eines Lösungsmittels ein. Die Dispersion enthält ein magnetisches Pigment in Mischung mit einem Polymerbindemittel und einem Polyisocyanathartungsmittel. Falls es gewünscht ist, können andere Additive der Art, die oben diskutiert wurde, in der Dispersion enthalten sein. Der beschichtete Träger wird kalandriert und dann gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung einem flüchtigen, vorzugsweise basischen Katalysator ausgesetzt, der den Härtungsprozeß vollendet. In anderer Hinsicht betrifft die Erfindung Magnettonträger, die durch das oben beschriebene Verfahren hergestellt werden.

"Härten" ist ein Verfahren, durch das kleine Moleküle in größere Moleküle durch Kettenverlängerung, die normalerweise die Bildung eines dreidimensionalen oder "vernetzten" Netzwerks einschließt, umgewandelt werden.

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Beschichtungsformulierungen für Magnettonträger gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten am Anfang Polymere, die als Bindemittel für die magnetischen Pigmente verwendet werden und die schließlich während des Härtungsprozesses in ein dreidimensionales Netzwerk von Polymerketten mit den gewünschten mechanischen Eigenschaften umgewandelt werden. Das Endresultat dieser Härtung sind Magnettonträger, deren Magnetbeschichtungen hart sind und resistent gegen mechanischen Abrieb.

Die "Bindemittel", die in der magnetischen Dispersion der vorliegenden Erfindung verwendet werden, sind vorgeformte Polymermaterialien. Es gibt eine Vielzahl geeigneter Bindemittel, einschließlich z.B. Polyurethan, Phenoxyharze, Polyester, Poly(vinylacetat/vinylchlorid/-vinylalkohol), Cellulosenitrat, Polyvinylbutyral, Poly(vinylidenchlorid/acrylnitril) und Poly(butadienacrylnitril) .

"Magnetträger" und "Magnettonträger" schließen sowohl den fertigen Träger als auch den Träger in den verschiedenen Stufen der Herstellung ein, wenn einmal die magnetische Beschichtung auf ein darunterliegendes Substrat aufgebracht wurde. Daher bezieht sich dieser Ausdruck auf das beschichtete Substrat, ob die Teilchen orientiert sind oder nicht, oder ob das Lösungsmittel abgedampft worden ist und ob das beschichtete Substrat kalandriert worden ist, geschnitten oder anderweitig in Form gebracht und verpackt wurde oder nicht.

"Bahn" bezieht sich auf ein Substrat mit oder ohne eine darauf beschichtete Magnetschicht in den Stufen während der Herstellung, die der endgültigen Verarbeitung in die definierte Form wie einem Band, einer Scheibe, einer Karte und ähnliches vorangehen.

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"Polyisocyanathärtungsmittel" bezieht sich auf ein relativ kleines (d.h. verglichen mit den größeren Polymerenkonstituenten des Bindemittels) Molekül, das mindestens zwei Isocyanatgruppen enthält. Das Hauptmerkmal bei den Isocyanaten, die vorteilhafterweise beim Härten angewendet werden, ist ihre Reaktivität mit aktiven Wasserstoffatomen. Isocyanate reagieren sehr schnell mit Wasser, primären und sekundären Aminen und primären Alkoholen. Sekundäre und tertiäre Alkohole reagieren langsamer. Andere weniger reaktive Materialien schließen Harnstoffe und Urethane, die N-H-Gruppen enthalten, ein. Isocyanate können auch mit sich selbst reagieren und bilden Dimere und Trimere. Mehr als eine dieser Reaktionen kann in einem gegebenen Härtungsverfahren in einer Beschichtung abhängig von der Natur des verwendeten Bindemittels auftreten. Typische Härtungsmittel schließen ein Mondur CB (das Reaktionsprodukt von Toluoldiisocyanat (TDI) und Trimethylolpropan), Mondur HC (das Reaktionsprodukt von TCI und Hexamethylen diisocyanat), Desmodur N (das Autokondensationsprodukt von Hexamethylendiisocyanat), Desmodur IL (das Autokondensationsprodukt von TDI), und PAPI (ein Trimer von Methylen-verbrückten Phenylisocyanatresten).

"Bindemittelsysteme" bezieht sich auf Kombinationen von Bindemitteln (d.h. Polymere) und Härtungsmittel (d.h. Polyisocyanat-Vernetzer).

In einer bevorzugten Ausfuhrungsform wird das dampfförmi ge Härtungsverfahren, das die vorliegende Erfindung charakterisiert, auf eine Bahn angewendet mit einer magnetischen Schicht sofort nach dem Kalandrieren. Da die magnetische Schicht auf der Bahn relativ dehnbar für das Kalandrieren bleiben sollte, kann die Vollendung der Härtung des Bindemittelsystems nicht erfolgen vor dem Kalandrieren; jedoch kann eine teilweise Härtung

des Bindemittelsystems vor dem Kalandrieren erfolgen, das die Konzentration der Reaktanten in der magnetischen Schicht erschöpft.

Das Herstellungsverfahren für Magnettonträger wird im allgemeinen wie folgt durchgeführt:

Eine Beschichtungsmischung, die ungefährt 75 % bezogen auf das Gewicht der Feststoffe magnetischer Partikel, ungefähr 20 Gew.-% polymere Bindemittel und ungefähr 2 Gew.-% Härtungsmittel (d.h. ein Polyisocyanat) enthalten kann, wird kurz vor der Verwendung in einem geeigneten Lösungsmittel gemischt, um eine Dispersion zu bilden. Die Mengen- und Prozentangaben, die für die Dispersionsinhaltsstoffe angegeben sind, sind nur illustrativ und nicht begrenzt; die Effektivität des erfinderischen Verfahrens hängt nur von der Anwesenheit einer geeigneten Menge des Härtungsmittels ab. Die Dispersion kann weiterhin, falls gewünscht, andere Additive enthalten, wie Dispersionsmittel, Schmiermittel, leitende Pigmente und Schleifmittel, wie aus dem Stand der Technik bekannt ist.

Das Härtungsverfahren beginnt, sobald das Härtungsmittel und das Bindemittel zu der Beschichtungsmischung zugegeben wurden und setzt sich während der weiteren Bearbeitung fort. Für ein geeignetes Kalandrieren ist es erwünscht, daß die Magnetschicht teilweise gehärtet wird vor dem Kalandrieren, so daß das Kalandrieren die gewünschte Kompaktheit und Glätte in der magnetischen Schicht bewirkt. Daher ist ein Härten während der Eingangsstufen des Herstellungsverfahrens für die Magnettonträger akzeptabel und wird vorteilhaft verwendet. Jedoch darf dieses teilweise Härten nicht so weit fortschreiten, daß ein angemessenes Kalandrieren verhindert wird, und gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Härtungsprozeß

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nach dem Kalandrieren beschleunigt bis zur Vollendung, indem die magnetisch beschichtete Bahn einem Dampfphasenkatalysator unterworfen wird.

Nachdem die Dispersion hergestellt, sorgfältig gemischt und fertiggestellt wurde für die Beschichtung, wird die entstehende Dispersion in einer Beschichtungsbahn auf ein Substrat aufgebracht, das üblicherweise ein nichtmagnetischer flexibler Grundfilm ist, um eine magnetisch beschichtete Bahn zu bilden. Für einige Magnettonträger kann die beschichtete Bahn durch ein magnetisches Feld geschickt werden, um die magnetischen Teilchen auszurichten, während das Härtungsverfahren weitergeht. Danach wird das Lösungsmittel aus der Beschichtungsmischung verdampft, was zu einer nicht-klebrigen, teilweise gehärteten Bahn führt, die durch Kalandrieren geglättet wird.

Die kalandrierte Bahn enthält einen Rest unreagierten Härtungsmittels. Bei normalen Betriebstemperaturen, die im Bereich der Raumtemperatur sind, dauert die Vervollständigung des Härtungsverfahrens, das das verbleibende unreagierte Härtungsmittel verbraucht, mehrere Tage oder Wochen. Die präzise Natur der Härtung hängt ab von den Bedingungen, denen die beschichtete Bahn ausgesetzt ist. Ohne weitere Verfahrensschritte hinsichtlich des Härtens wurde die Bahn üblicherweise auf Spulen gewickelt und einige Tage gelagert. Dann wurde die Bahn in die gewünschte Tonträgerform geschlitzt oder geschnitten, gesäubert, in geeigneter Weise verpackt und wieder vor der Verwendung gelagert. Die Bedingungen der Lagerung, des Schneidens oder Schützens, des Säuberns und des Verpackens führen, wenn sie nicht sorgfältig kontrolliert werden, zu nicht einheitlichen Magnettonträgern aufgrund der Änderungen in der Rate der Vollendung der Härtung ebenso wie aufgrund der Wirkung verschiedener Mengen

von Umweltkontaminierungen, meist Wasserdampf.

Bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung wird die Bahn, nach dem Kalandrieren und vor der Lagerung oder jeglicher weiteren Verarbeitung dem Dampf eines flüchtigen Katalysators für einige Minuten bei Raumtemperatur ausgesetzt (höhere Temperaturen sind möglich, aber nicht notwendig). Dieses Aussetzen kann erfolgen, indem die Bahn durch eine Kammer, die den Dampf enthält, geführt wird, oder Spulen der Bahn können einfach vor der Lagerung in eine derartige Kammer gebracht werden . Die Kammer, die den verdampften Katalysator enthält, wird am besten annähernd bei Umgebungstemperatur gehalten, und die Dämpfe machen etwa 1 bis 15 %, vorzugsweise ungefähr 5 % der Gesamtatmosphäre der Kammer aus. Die Kammeratmosphäre kann andere Gase ebenso enthalten, die inert sind für das Härtungsverfahren, einschließlich Luft, die von teilchenförmigen Kontaminanten befreit ist, z.B. durch Filtern oder andere inerte Atmosphären; Luft ist im allgemeinen das am meisten geeignete.

Komplexere Verfahren einschließlich z.B. erhöhte Drücke und Konzentrationen des Katalysators können natürlich verwendet werden, jedoch sind sie nicht unbedingt vorteilhaft.

In einer Ausführungsform der Kammer ist eine Öffnung vorgesehen mit einer flüssigen Quelle des verdampfbaren Katalysators. Vorzugsweise sind Behälter mit Katalysator mit einer großen freiliegenden Oberfläche am Boden der Kammer angeordnet, und die Bahn wird durch die Kammer über diese Behälter geführt. Die Kammer wird unter atmosphärischem Druck gehalten durch eine druckausgleichende Leitung zu der äußeren Atmosphäre, und ein bleibender Level des Katalysators wird automatisch in der Kammeratmosphäre durch den Dampfdruck der Flüssig-

keit aufrechterhalten.

Geeignete flüchtige Katalysatoren schließen jedes Material ein, das fähig ist, einen Dampf bei der Temperatur der Kammer zu bilden und die Härtungsreaktion des Isocyanats zu katalysieren. Eine Vielzahl von Katalysatoren für diese Chemie sind bekannt, wie Metallkationen und Chelate davon, Carbonsäuren und Tertiäraminbasen. Jedoch sind die meisten von diesen nicht flüchtig bei Raumtemperatur und erfordern deshalb das Durchführen der Härtung des Härtungsverfahrens der vorliegenden Erfindung bei erhöhten Temperaturen. Flüchtige Katalysatoren, die betriebsfähig sind bei Raumtemperatur, sind allgemein Amine. Daher sind allgemein geeignete Katalysatoren tertiäre Amine mit niedrigem Molekulargewicht, insbesondere vorzugsweise Trimethylamin ebenso wie Triethylamin, Diethylmethylamin und Ethyldimethylamin.

In der vorhergehenden Beschreibung des Härtungsverfahrens der vorliegenden Erfindung und dem folgenden Beispiel des Verfahrens sind bestimmte Bereiche und bestimmte Beispiele von Betriebsparametern, Konstituenten und Konstituentenkonzentrationen angegeben. Diese sollen nicht die einzig möglichen Bedingungen für die Durchführung des Härtungsverfahrens der vorliegenden Erfindung darstellen. Eine Vielzahl von Betriebsbedingungen sind möglich und können ausgewählt werden, um die vollständige Härtung von Magnettonträgern zu bewirken. Die Auswahl der Bedingungen wird nur durch das Erfordernis geregelt, daß die Magnettonträger vollständig gehärtet sein müssen am Ende des Härtungsprozesses der vorliegenden Erfindung.

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Beispiel

Das folgende Beispiel soll den Härtungsprozeß der vorliegenden Erfindung darstellen.

Identische Proben einer Bahn mit einer magnetischen Schicht mit einem Bindemittelsystem, das ein Polyurethanbindemittelpolymer und ein Mondur CB Polyisocyanathärtungsmittel enthält, wurden wie folgt hergestellt:

Inhaltsstoff Gewichtsteile

Polyurethan (Estane 5701-F-l,

B.F. Goodrich Co.) 8 8

Soya Lecithin (Yelkin TTS) 6,9

Gafac RE-610 (GAF Co.) 2,6

Leitender Ruß 1,2

Cobalt-getränktes .-Ferrioxid 450

Butylstearat 6,4

Tetrahydrofuran 320

Cyclohexanon 180

Mondur CB-75 (Mobay Inc.) 1,0

Das Polyisocyanathärtungsmittel wurde zugegeben, nachdem die anderen Inhaltsstoffe in einer Sandmühle gemahlen worden waren, bis der gewünschte Dispersionsgrad erreicht war. Die Mischung wurde dann auf einen dünnen Film aus Polyethylenterephthalat beschichtet unter Verwendung eines Umkehrwalzenbeschichters, und die Lösungsmittel wurden in einem Trockenofen 45 Sekunden bei 90 bis 100⁰C entfernt.

Die Proben wurden in einer Atmosphäre von 23⁰C und 40 % relativer Feuchtigkeit nach dem Beschichten und Trocknen stehengelassen, um die organischen Lösungsmittel zu entfernen. Proben in einer der Atmosphären wurden behandelt mit Dampf von Triethylamin, indem die Proben in einen geschlossenen Behälter neben einem Reservoir, das Triethylamin enthielt, gebracht wurden. Proben in einer anderen Atmosphäre dienten als Kontrolle und erhielten keine Dampfhärtungsbehandlung. Die Härtung

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wurde auf zwei Wegen überwacht: durch Zählen der Anzahl von Wischern unter Verwendung eines "Q-tip"-Applikators, der mit Methyläthylketon (MEK) angefeuchtet war, die erforderlich sind, um die magnetische Schicht von der Bahn zu entfernen, und durch Bestimmung der Prozentzahl an Isocyanat (%NCO), die umgewandelt wird unter Verwendung von IR-Transmissionsspektrometrie (Nicolet FT-IR). Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle gezeigt.

Zeit (Stunden) MEK Wischer %NCO umgewandelt

0	,5	1	—	2	0
4	,0		2		37
23	,25		2		60
0	4	—	5	100

Kontrolle

behandelt

Die Ergebnisse der Tabelle zeigen klar die katalytische Wirkung der Isocyanatumwandlung durch die Dampfbehandlung.

Claims

36H839 Patentansprüche

1. Verfahren zur vollständigen Härtung einer magnetischen Schicht auf einer Bahn bestehend aus: Behandeln der magnetischen Schicht auf dieser Bahn mit einem flüchtigen Dampfphasenkatalysator.

2. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet , daß die Bahn beschichtet wird mit einer Dispersion, die magnetische Teilchen, ein polymeres Bindemittel und ein Polyisocyanathartungsmittel enthält.

3. Verfahren nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet , daß der flüchtige Dampfphasenkatalysator ein Amin ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet , daß der flüchtige Dampfphasenkatalysator ein tertiäres Amin ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet , daß der flüchtige Dampfphasenkatalysator Triäthylamin, Äthyldimethylamin, Diäthylmethylamin oder Trimethylamin ist.

6. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet , daß vor der Behandlung der magnetischen Schicht mit dem flüchtigen Dampfphasenkatalysator die magnetische Schicht teilweise gehärtet wird und die teilweise gehärtete Magnetschicht kalandriert wird.

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7. Magnetischer Träger hergestellt nach dem Verfahren von Anspruch 1.