DE1238072B

DE1238072B - Schichtfoermiger Magnetspeicher

Info

Publication number: DE1238072B
Application number: DEA45235A
Authority: DE
Inventors: Dr Wolfgang Eichler; Dr Wilhelm Abeck; Dr Franz Hund
Original assignee: Agfa AG
Current assignee: Agfa Gevaert NV
Priority date: 1964-02-14
Filing date: 1964-02-14
Publication date: 1967-04-06
Also published as: BE651612A; NL6408523A; US3507694A; CH455072A; GB1077843A

Description

Schichtförmiger Magnetspeicher Die Erfindung betrifft schichtförmige Magnetspeicher für Schall-, Bild- und Impulsaufzeichnung mit mindestens einer magnetisierbaren Schicht, die magnetisierbare Pulver in einem aus einem Polyurethan-Reaktionslack erzeugten Bindemittel dispergiert enthält.
Die heute für die Schall-, Bild- und Impulsaufzeichnung verwendeten Magnetspeicher bestehen aus einem ferromagnetischen Pulver, bevorzugt y-Eisen(III)-oxyd und einem Lackbindemittel. Das Lackbindemittel besorgt den Zusammenhalt der ferromagnetischen Partikeln, vermittelt die Haftung der magnetisierbaren Schicht auf der Unterlage und ist entscheidend verantwortlich für die mechanische und thermische Festib keit des schichtförmigen Magnetspeichers. Den hohen Anforderungen, wie sie z. B. an die magnetisierbare Schicht bei der magnetischen Bildaufzeichnung, in Datenverarbeitungsmaschinen, bei der magnetischen Maschinensteuerung, in Daueransagegeräten u. a. an die schichtförmigen Magnetspeicher gestellt werden, können magnetisierbare Schichten, die unter Verwendung physikalisch trocknender Lacke hergestellt sind, in der Regel nicht mehr gerecht werden. Wegen ihrer hohen Schichthärte bei großer Elastizität, ihrer großen Abriebfestigkeit und ihres sehr hohen Erweichungspunktes (oberhalb 200°C) verwendet man daher Polyurethan-Reaktionslacke aus hydroxylgruppenhaltigen Polyestern und Polyisocyanaten (Polyadditionslacke), da sie gerade als Bindemittel für magnetisierbare Schichten die extremen Beanspruchungen genügen müssen, bestens geeignet sind.
Bei der Herstellung magnetisierbarer Schichten aus einem Magnetpulver und Polyurethan-Reaktionslacken wird die Dispergierung des Ferromagnetikums in der Regel in der Lösung einer der beiden Reaktionskomponenten - dem hydroxylgruppenhaltigen Polyester oder dem Polyisocyanat - vorgenommen. Bei Verbindung von magnetischen Eisenoxiden - Eisenoxiduloxid (Magnetft) öder y-Eisen(III)-oxid - ist eine gute Pigmentverteilung in PolyurQthan-Reaktionslacken sehr erschwert und kann selbst durch eine sehr lange Mahldauer nicht erreicht werden. Eine magnetische Orientierung, auf die wegen der damit verbundenen magnetischen und elektroakustischen Qualitätssteigerung nicht verzichtet werden kann, ist bei Verwendung nadelförmiger magnetischer Eisenoxide in Polyurethan-Reaktionslacken gar nicht oder aber nur zu einem kaum wirksamen Betrag möglich. Eine magnetische Orientierung kann in diesem Lacksystem bei Verwendung magnetischer Eisenoxide nur durch zusätzliche Maßnahmen, =wie z. B. durch Zusätze physikalisch trocknender Lackbindemittel zum Polyurethan-Reaktionslack erzwungen werden. Hierdurch können die mechanischen und thermischen Festigkeitseigenschaften und vor allem die Lösemittelbeständigkeit solcher Schichten gegenüber Schichten aus reinen Polyurethan-Reaktionslacken vermindert werden.
Bekanntlich weisen nadelförmige, dotierte Chromdioxide gleiche oder aber zumindest sehr ähnliche magnetische Eigenschaften wie nadelförmige y-Eisen(1II)-oxide auf. Von den magnetischen Eigenschaften dieser Chromdioxide her gesehen waren daher keine besonderen Effekte für einen schichtförmigen Magnetspeicher aus Chromdioxid und Polyurethan-Reaktionslacken zu erwarten.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß magnetisierbare Schichten aus dotierten Chromdioxid und Polyurethan-Reaktionslacken Eigenschaften aufweisen, die solchen aus y-Eisen(IIl)-oxid und Polyurethan-Reaktionslacken weit überlegen sind.
Im Gegensatz zu y-Eisen(III)-oxid läßt sich nadelförmiges dotiertes Chromdioxid in beiden Komponenten der Polyurethan-Reaktionslacke, besonders aber in der Lösung der hydroxylgruppenhaltigen Polyester hervorragend dispergieren, es kann ohne zusätzliche Maßnahmen magnetisch orientiert werden und läßt sich bei hoher Oberflächenglätte und guter Haftung der Schicht zu einem außergewöhnlich hohen, für y-Eisen(III)-oxid bisher nicht erreichten Volumenanteil (Volumenfüllfaktor) in der magnetisierbaren Schicht unterbringen. Trotz dieses hohen Volumenfüllfaktors weisen Schichten aus Chromdioxid und Polyurethan-Reaktionslacken eine bisher mit y-Eisen(III)-oxiden nicht erreichte mechanische und thermische Festigkeit auf. Der an einer Schicht aus Chromdioxyd und Polyurethan-Reaktionslacken erreichte magnetische Richtwert (BR/Bs-Faktor) übertrifft die von den magnetischen Eisenoxiden her bekannten Werte und führt zu einer annähernd rechteckförmigen Hysteresisschleife.
Daß sich nadelförmiges dotiertes Chromdioxid zu einem so außergewöhnlich hohen Volumenanteil in einer Schicht aus Polyurethan-Reaktionslacken unterbringen läßt, ist um so überraschender, als das dotierte Chromdioxid sowohl in der Teilchenform als auch in den Teilchenabmessungen mit den heute verwendeten, nadelförmigen, magnetischen Eisenoxiden praktisch übereinstimmt. Während bei Verwendung nadelförmiger Eisenoxide in Polyurethan-Reaktionslacken die äußerste Grenze des VolumenfüIlfaktors bei etwa 35 °/o liegt, wird mit dotiertem Chromdioxid bei hoher Oberflächenglätte und guter Haftung der Schicht ein Volumenfüllfaktor von 450/, und mehr erreicht.
Infolge des hohen magnetischen Richtfaktors und des hohen Volumenanteiles der Schicht an Chromdioxid werden magnetische und elektroakustische Eigenschaften der Schicht erzielt, die bisher bei Verwendung pulverförmiger magnetischer Materialien nicht erzielt werden konnten.
Trotz des außergewöhnlichen Volumenanteils der Schicht an Chromdioxid übertrifft diese in ihren mechanischen Eigenschaften alle bekannten Schichten aus Eisenoxid und Polyurethan-Reaktionslack. Die Ursache für dieses überraschende Ergebnis liegt an einem in Gegenwart von Chromdioxid andersartigen Ablauf der Polyaddition von hydroxylgruppenhaltigen Polyestern und Polyisocyanaten. Der in Gegenwart von Chromdioxid sich bildende Polyurethan-Reaktionslack hat wesentlich bessere filmbildende Eigenschaften, demzufolge verleiht er der magnetisierbaren Schicht mit Chromdioxid eine ausgezeichnete Haftung und einen sehr hohen Zusammenhalt und damit eine bisher nicht erreichte Abriebfestigkeit. Diese Eigenschaften machen magnetisierbare Schichten aus Chromdioxid und Polyurethan-Reaktionslacken ganz besonders geeignet für Anwendungen, bei denen die magnetisierbare Schicht einer hohen mechanischen Beanspruchung ausgesetzt ist, wie z. B. bei der Anwendung in elektronischen Rechenmaschinen und bei der magnetischen Bildaufzeichnung.
In der deutschen Auslegeschrift 1152 932 sind Chromdioxide beschrieben, die durch Zusatz von Oxiden oder Fluoriden der folgenden Elemente dotiert sind: Ruthenium, Zinn, Antimon, Titan, Vanadin, Mangan, Eisen, Kobalt, Nickel und Fluor.
Für den vorliegenden Verwendungszweck eignen sich insbesondere tellurdotierte Chromdioxide, die nach einem Zwei-Stufenverfahren hergestellt werden können. Bei diesem Verfahren werden zunächst aus Chromdioxid und Oxiden bzw. Fluoriden des zusätzlichen Elementes Keime aus dotiertem Chromdioxid hergestellt. Diese gebildeten Keime werden in einer zweiten Stufe nochmals mit Chromdioxid und gegebenenfalls der Modifizierungskomponente umgesetzt. Beispiel 171 g nadelförmiges tellurdotiertes Chromdioxid (Teilchenlänge 0,7 #t, Teilchenbreite 0,1 #t; magnetische Werte des pulverförmigen Materials: Sättigungsremanenz BRIe 440 Gauß - g-1 # cm3; Koerzitivkraft IHe = 280 Oerstedt) werden in einer Lösung von 17,2 g Polyester aus 3 Mol Adipinsäure, 2 Mol 1,3-Butylenglykol und 2 Mol Hexantriol in 253 g Äthylacetat, 70 g Butylacetat und 21 g Cyclohexanon in einer Schwingmühle mit Glaskugeln 24 Stunden gemahlen. Nach Hinzufügen von 24 g Hexamethylendiisocyanat, das teilweise mit Hexantriol umgesetzt ist, wird die so erhaltene Chromdioxidlacksuspension auf eine 25 g, starke Polyesterfolie (auf der Basis Terephthalsäure und Äthylenglykol) aufgegossen. Vor dem Antrocknen wird die Schicht durch ein homogenes Magnetfeld mit einer Feldstärke von etwa 1000 Oerstedt hindurchgeführt.
Bei einem Chromdioxidgehalt von 17,8 g/m2 beträgt die Schichtdicke etwa 8,5 l., entsprechend einem Volumenfüllfaktor von etwa 45°l0. Der BRIBs-Wert der Schicht beträgt 0,84.
Bei einem Band gleicher Herstellung, bei dem statt des Chromdioxids ein nadelförmiges y-Eisen(III)-oxid (Teilchenlänge 0,7 #t, Teilchenbreite 0,1 t,; magnetische Werte: Sättigungsremanenz BR;,2 450 Gauß - g-1 cm3, Koerzitivkraft rHe etwa 300 Oerstedt) wurde unter sonst völlig gleichen Bedingungen bei einem Eisenoxidgehalt der Schicht von 17 glin', eine Schichtdicke von 11 #t gemessen, entsprechend einem Volumenfüllfaktor von etwa 320/,. Der BR/B--Wert der Schicht beträgt 0,63.

Claims

Patentansprüche: 1. Schichtförmiger Magnetspeicher für Schall-, Bild- und Impulsaufzeichnung mit mindestens einer magnetisierbaren Schicht, die magnetisierbare Pulver in einem aus einem Polyurethan-Reaktionslack erzeugten Bindemittel dispergiert enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetisierbare Schicht als magnetisierbare Pulver dotierte Chromdioxide enthält.
2. Schichtförmiger Magnetspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetisierbare Schicht als magnetisierbare Pulver tellurdotierte Chromdioxide enthält. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1115 932; B o z o r t h, »Ferromagnetisch« Toronto, New York, London, III. Auflage, 1955, S. 342. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 814 225;