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Magnetischer Aufzeichnungsträger mit einer Magnetschicht geringer
Oberflächenrauheit und hoher Koerzitivkraft Die Erfindung betrifft einen magnetischen
Aufzeichnungsträger mit einer Magnetschicht geringer Oberflächenrauheit und hoher
Koerzitivkraft zur Verwendung als Oberflächenspeicher für Signale hoher Aufzeichnungsdichte.
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Es ist bekannt, magnetische Aufzeichnungsträger so auszubilden, daß
ein scheiben- oder folienförmiger Träger durch ein magnetisierbares Material beschichtet
wird. Die Träger bestehen in der Regel aus Metallscheiben oder aus Kunststoffolien,
die durch das magnetisierbare Material direkt beschichtet werden. Auf Grund der
bekannten Technik war es möglich, Aufzeichnungsträger herzustellen, die ausreichend
waren für Zwecke der magnetischen Ton-und Digitalaufzeichnung. Für Einrichtungen
der elektronischen Datenverarbeitung ist es jedoch erwünscht, daß an den magnetisch-en
Oberflächenspeichern die Signale mit einer noch größeren Geschwindigkeit aufgezeichnet
und abgefühlt werden. Eine Erhöhung der Geschwindigkeiten bewirkt eine Verkürzung
der Zugriffszeiten, so daß die höhere Verarbeitungsgeschwindigkeit der Rechenanlagen
besser ausgenutzt werden kann. Eine notwendige Voraussetzung für hohe Geschwindigkeiten
der Aufzeichnung und Abfühlung von Daten am Oberflächenspeicher ist eine hohe Aufzeichnungsdichte.
Eine hohe Aufzeichnungsdichte kann z. B. erreicht werden an Magnetplatten und an
Magnettrommeln mit magnetisierbaren Schichten, die an den Oberflächen von metallischen
Trägern angeordnet sind. An diesen ist es möglich, die magnetisierbare Schicht so
auszubilden, daß sie sehr dünn ist und daß sie außerdem eine geringe Oberflächenrauheit
und eine hohe Koerzitivkraft aufweist. Diese Eigenschaften eines magnetischen Aufzeichnungsträgers
crmöglichen eine hohe Dichte der Aufzeichnung. Die Speicherkapazität an Magnetplatten
und Magnettrommeln ist jedoch begrenzt, so daß es erwünscht ist, ähnliche Eigenschaften
der Magnetschicht auch zu herreichen bei Magnetbändern, deren Speicherkapazität
wesentlich größer ist. Magnetbänder bestehen jedoch aus folienförmigen elastischen
Trägern, an denen nach der bekannten Technik das magnetisierbare Material nicht
in einer ausreichend dünnen Schicht mit geringer Oberflächenrauheit und hoher Koerzitivkraft
angeordnet werden konnte.
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Aufzeichnungsträger der gewünschten Art sind gemäß der Erfindung dadurch
darstellbar, daß eine elastische dielektrische Trägerfolie und die Magnetschicht
durch die Zwischenlage einer Metallschicht geringer Oberflächenrauheit verbunden
sind.
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Durch diese Maßnahme wird erreicht-, daß die magrietisierbar' Schicht
des Oberflächenspeichers sehr dünn ist, eine hohe Koerzitivkraft und eine geringe
Oberflächenrauheit aufweist. Durch die glatte Oberfläche der Schicht besteht die
Möglichkeit, die Signale durch eine gleichbleibende magnetische Feldstärke aufzuzeichnen.
Die dünne Schicht des magnetisierbaren Materials hat außerdem zur Folge, daß die
remanente Magnetisierung eines Aufzeichnungsmusters nur eine sehr geringe Eindringtiefe
aufweist. Die Streuflüsse magnetischer Aufzeichnungen werden somit begrenzt, wodurch
die gegenseitigen überlappungen benachbarter Aufzeichnungen verschiedener Polarität
weitgehend vermieden werden. Solche überlappungen könnten die Stelle einer magnetischen
Markierung am Oberflächenspeicher derart verschieben, daß vorgegebene Abstände zu
benachbarten Markierungen nicht eingehalten werden. Bei Aufzeichnungsträgern bekannter
Art ergeben sich daraus Phasenverschiebungen einzelner Signale, so daß abgefühlte
Informationszeichen nicht richtig erkannt werden. Die ferner erwähnte hohe Koerzitivkraft
ist notwendig, damit an der Oberfläche des Speichers ein gegenseitige Beeinflussung
der aufgezeichneten, Markierungen nicht auftreten kann. In dieser Weise wird das
ursprüngliche Bild eines magnetischen Aufzeichnungsmusters erhalten, so daß dieses
bei der Abfühlung in der richtigen Form erkannt werden kann.
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. Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird im
folgenden an Hand der Zeichnung erläutert,
deren einzige Figur einen
schematischen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Aufzeichnungsträger dai#rs'tellt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist auf die
Oberfläche eines aus einer dielektrischen Harzfolie bestehenden Aufzeichnungsträgers
ein magnetisierbare,# MÜall aufgebraclit, wobei die Harzfäl#i6!äüf.'ihre*r'»Ob'erfläöhe--
Metallatonie aufweist. Das magnetisier:bare-Metall..hlat-eine.Oberfläche, deren
Rauheit#v'*o'n- S'p"jt*z"g' zu Spitze nicht mehr als 10-4 mm tiäü,--S»ö aäß 'die
aufgezeichnete Magnetisierung gleichförmig über die Tiefe des Metalls verteilt ist.
Das magnetisierbare Metall besitzt weiterhin eine Koerzitivkraft von zumindest
375 Oerstedt, so daß ein, bei ein-er Stelle auf der Oberfläche aufgezeichnetes
Dateninkrement-geg#m den.Einfluß, eines benachba#it#n-#,M,h."ä*-n-#'t'fe'lde's -bestiandigist.-
Die, Metallatöme, äü.'dt7r, Oberfläche,derdielektrischen Harzfolie bilden Kerne
für die BinduiYg des - inagnetsieibaren Metalls auf dem Träger. Der erfindungsgemäße
Aufzeichnungsträger hat ein bisher nicht bekanntes Aufnahmevermögen für sehr dicht
liegende --Informationeg.
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De; rIfi er- 'Zeichtii ang, " d ärgestellte schematische Querschnitt
eines erfindiingsgemäßen Aufzeichnungsträgers zeigt einen Trägerteil 1, eine
Masse Bindungskerne 2, die auf einer Oberfläche des Trägers 1 aufgebracht
sind, und ' -ein 'Magnetaufzeichnungsmedium 3, das auf der Masse der
Bindungskerne 2 ,aufgebracht, ist. Der Trägerteil 1 kann eine dielektrische
Harzfolie, z. B. aus ei.nem.synthetischenwPolyestg Aar7 " sein., und die Bindungskerne
bestehen z. B.
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atis diiidr'Schicht von Metallatomen. Bei der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung können die Atome auf dem Träger 1 durch Metallisierung seiner
ObeA'a*bhe' üach'den-* -im fölgend'en eingehender beschriebenen Arbeitsweisen- aufgebracht
-sein. Eine magnetisierbare Metallschicht mit einer Koerzitivkraft Hc von zumindest
375 Oersted wird auf die 61iCrflääfte* des inetallisi#rten Trägers zur Bildung
des Magnetäufzeichnüngsmeditims aufgebracht, wobei die Aufze ichnungsoberfläche
der magnetisierbaren Schicht eine'Rauheit von Spitze zu Spitze in der Größenordnung
von 0,5 - 10-4 bis 1. 10-4 mm besitzt. Bei der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung kann die inagnetisierbare Schicht 3 ein ferromagnetisches Material,
wie beispielsweise eine Kobalt- oder hochkobalthaltige Legierung, sein, während
die Metallisierungsschicht 2 aus irgendeinem Metall gebildet sein kann, das eine-
metallisierte Schicht auf dem Träger bildet, deren Obeifläche eine Rauheit von Spitze
zu Spitze in der Größenordnung von 0,5.10-4 bis 1. 10-4 nIM besitzt, und
die magnetisierbare Schicht an den Träger bindet. Eine fest verschweißte Metall-Harz-Bindung
wird zwischen der magnetisierbaren Metallschicht 3 und der dielektrischen
Harzfolie, 1 erhalten, wobei die Schicht 2 als Klebemittel zwischen der magnetisierbaren
Schicht und der dielektrischen Harzfolie wirkt.
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Zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Aufm. zeichnungsträgers kann
jede der verschiedenen übliehen Methoden, wie beispielsweise Aufdampfen im Vakuum,
Käthodenzerstäubung, chemische (stromlose) Plattierung und Elektroplattierung, angewendet
werden. So kann die fnetallisierte Schicht beispielsweise auf eine Oberfläche der
isolierenden Harzfolie chemisch aufplattiert werden, und die magnetisierbare Metallschicht
kann auf die metallisierte Schicht dure ' h EI * ektrolplattierung
aufgebracht:werden. Bevor eine#Oberfläche einer dielektr - ischän Harzfolie,
wie beispielsweise einer Folie aus einem polymeren Kondensationsprodukt von Terephthalsäure
und ÄthyIenglykol, metallisiert wird, ist es jedoch.zu.n4ch#t erforderlich,'die
Folienoberfläche zu . aktivie rän. --und zu sensitivieren. Dies kann durch
Waschen eindr- gegebenen Länge einer Folie von etwa 0,0254 mm (1 mil)
iDicke-. und 12,7kin Breite mit Aceton und anschließendes Eintauchen der Folie in
siedendes Wasser während 15 Minuten;erfolgen. Die Folie kann dann durch Eintauchen
in eine Lösung, die je
Liter 30 g Stannochlorid, 10 ml Salzsäure
(konzentriert) und als Rest Wasser enthält, sensitiviert werden. Die Folie wird
in Wasser gespült und dann in eine andere Lösung, die je Liter
0,1 g Palladiumchlorid, 10 ml Salzsäure (konzf-#ntriert) und als Rest
Wasser eifthält, eingetaucht. Die erste Lösung wird bei eiü6r Temperatur von etw'a
251 C und die zweie' Lösung bei einer Tempefatur zwischen 55 und
60b C
gehalten, und die Eintauichzeit in: jede'. är. Lösungen liegt zwischen
1 und 5 Sekunden. Na#Ii -dieser, Behan-dluhg'ist es möglich, eine-Oberfläc'h'e--der'*diilektrischen
Harzfolie zu inetallisieien.. ohne daß. das Me-' tall kleine Vertiefungen
. bildet oder v-on'-der Ober,* fläche abblättert.
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Nickel - beispielsweise kann - auf die- Fblienoberfläche
durch Eintauchen der Folie in ein e Lösung,' die je' Liter 30 g Nickel(11)-chl
o«iid, 10 g Natrium-' hyp - o phosphit, 50 g Ammoniunichlorid,
100 g Natriumditrat, 40 ml 281/oiges Ammoniumhydroxyd und als Rest Wasser
enthält, chemisch aufplattieri werden.. Das Nickel wird durch katalytische Reduktion
des Nickels auf der Folienoberfläche abgeschieden. Bei einer Temperaturder Lösung
zwischen 90 und-95' C und >einer Plattierungszeit zwischen
70
und 90 Sekunden wird eine Nickelschicht mit einer Dicke von 1,5.10-4
bis 2 - 10-4 MM erzeugt. Bei der beschriebenen Plattierungslösung
ehthäft das Nickel 7- bis 10 % Phosphor und. besitzt einen spezifischen
Oberflächenwiderständ zwischen 1,38 und 2,17 Ohm/ cm.
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Da die Nickelatome Kerne für die Bindung weiterer Metallteilchen an
die Folie bilden, ist es möglich, die magnetisierbare Metallschicht auf die metallisierte
Oberfläche der isolierenden Harzfolie durch Elektroplattierung aufzubringen. Mit
einem Elektroplattierungsbad, das je, Liter 26,4 g Nickel(II)-sulfat,
28,2 g Kobalt(11)-sulfat, 4,2 g Natriumhypophosphit, 27,0 g
Ammoniumchlorid und als Rest Wasser enthält, wird eine hochkobalthaltige Legierung
auf der metallisierten Oberfläche abgeschieden. Die Legierung bildet eine Aufzeichnungsoberfläche
mit einer Rauheit von 0,5 bis 1- - 10 -4 mm von Spitze zu Spitze.
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Bei dem Elektroplattierungsverfahren wird die mee tallisierte Folie
als Kathode in das Elektroplattierungsbad eingebracht, und das Verfahren wird kontinuierlich
durchgeführt, indem die metallisierte Folie durch das Bad über eine oder mehrere
Rollen, die der metallisierten Folie Strom zuführen, gefühh wird. Bei einer Stromdichte
von etwa 4,3 A pro Quadratdezinieter Oberfläche des jeweils in dem Bad behandelten
Trägers und bei einer Behandlungszeit von 1 bis 4 Minuten wird eine Legierung
mit 65 bis 8011/o Kobalt, 2 bis 3 % Phosphor und als Rest Nickel auf
der metallisierten Oberfläche abgeschieden. Die elektroplattierte Schicht besitzt
eine Koerzitivkraft (Hc)
von zumindest 375 Oersted, eine
Restinduktion (Br) von zumindest 6000 Gauß und eine Schichtdicke von 0,5.
10-4 bis 5 - 10-4 mm. Durch Änderung der Elektroplattierungs-Parameter ist
es möglich, eine magnetisierbare Schicht mit einer Koerzitivkraft von zumindest
375 Oersted, einer Restinduktion zwischen 6000
und 14 500 Gauß
und einer Oberfläche mit einer Rauheit von 0,5.10-4 bis 10-4 mm von Spitze zu Spitze
zu erhalten.
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Auch andere Metalle als Nickel ergeben die erforderlichen Kerne zur
Bindung der magnetisierbaren Schicht an den Träger. So kann der Träger beispielsweise
mit Aluminium, Chrom, Kupfer, Silber oder Gold zur Bildung der erforderlichen Bindungskerne
metallisiert werden. Die Metallisierung wird durch eine übliche Methode, wie beispielsweise
Vakuumaufdampfung, Kathodenzerstäubung oder chemische Plattierung, durchgeführt.
Die Dicke der Metallisierungsschicht wird gewöhnlich zwischen 0,37-10-4 und
2,5 - 10-4 MM gehalten.
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Magnetisierbare Metalle, wie beispielsweise Kobalt, Kobaltphosphorlegierungen,
Kobaltschwefellegierungen, Kobalteisenlegierungen und Kobalteisennickellegierungen,
ergeben eine Magnetaufzeichnungsoberfläche mit den erforderlichen Eigenschaften.
Die Magnetaufzeichnungsoberfläche kann aus jedem beliebigen ferromagnetischen Metall,
das eine Koerzitivkraft von zumindest 375 Oersted besitzt und eine Aufzeichnungsoberfläche
mit einer Rauheit zwischen 0,5 - 10-4 und 1 - 10-4 MM liefert, gebildet
sein.