DE1421999A1

DE1421999A1 - Verfahren zur Herstellung eines Magnetaufzeichnungsbands und Baeder hierfuer

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Publication number: DE1421999A1
Application number: DE19621421999
Authority: DE
Inventors: Herman Koretzky; Bernard Leland; Polleys Rhodes W
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1962-01-12
Filing date: 1962-12-27
Publication date: 1969-07-17
Also published as: DE1421999B2; CH418765A; DK126456B; BE626910A; ES283629A1; JPS4843801B1; AT251308B; NL287699A; GB1013673A; DE1421999C3; US3227635A

Description

PATENTANWALT

.TELEGRAMME: WESPATENT β MÜNCHEN 19 POSTSCHECKi MÜNCHEN 141596 MONTENSTRASSE 9/1

BANKHAUS H. AUFHÄUSER 379606 TELEFON: 873203

WBOB

INTERNATIONAL BUSINESS MACHINES CORPORATION, Armonk,N.Y. 10

U.S.A.

Verfahren zur Herstellung eines Magnetaufzeichnungsbands

und Bäder hierfür

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Magnetaufzeichnungsbands* insbesondere eines Pulsspeichers, durch kontinuierliches Führen eines Films als Kathode durch ein* was-ιriges Elektroabscheldungsbad, das ein Salz eines Magnetmetalls enthält, sowie Bäder zur Durchführung dieses Verfahrens.

Magnetbänder sind in Datenverarbeitungsanlagen ausserordentlich wertvoll und in vielen Fällen zum Betrieb derartiger Anlagen unerlässlich. Verschiedene Arten von Magnetbändern wurden vorgeschlagen, von denen bei einigen metallische Träger verwendet werden, während bei anderen Kunststoffträger verwendet werden.

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Unterlagen (Art. 7 § I Abs. 2 Nr. I Satz 3 des Änderung·*» v.

BAD ORIGINAL

Eine weitere Unterscheidung der Art von verwendeten Magnetaufzeichnungsmedien besteht darin» dass in einigen Fällen dieses Medium eine Schicht eines Magnetmetalls und in anderen Fällen eine Schicht eines Magnetoxyds oder dgl. ist.

Bs sind bereits Verfahren zur Herstellung von Magnetogrammträgern mit Hilfe elektrolytischer Abscheidung bekannt. So wird bei einem bekannten Verfahren zunächst auf einen rotierenden Zylinder aus Phosphorbronze oder Nickel« also einem Material mit sehr geringem elektrischem Widerstand, eine Magnetschicht schwachhaftend aufgebracht und diese Magnetschicht dann mechanisch auf den eigentlichen Träger Übertragen. Bei einem anderen bekannten Verfahren wird eine Magnetschicht aus einem wässrigen Nickel, Kobalt und Hypophosphitionen enthaltenden Bad direkt auf einen Träger mit einem niedrigen elektrischen Widerstand» z.B. aus Messing oder Bronze, abgeschieden» wobei der Träger durch das wässrige Bad geführt werden kann. So hergestellte Magnetbänder haben sich jedoch nicht als völlig zufrieden-

_ω stellend erwiesen. Die jetzige Entwicklung bezüglich der Daten-

to Verarbeitungsanlagen geht nämlich dahin» dass in diesen Anlagen

n> verwendete Magnetbänder erhöhten Anforderungen entsprechen müs

^ wenn sie die vorgesehenen höheren Aufzeichnungsdichten und hö-

Q₀ heren Arbeitsgeschwindigkeiten zulassen sollen. Die Haupterfor*- co

dernisse» die erfüllt werden sollten» sind die folgendens Das Band sollte eine ausserordentlich geringe Trägheit aufweisen und so flexibel sein» dass es mit hoher Geschwindigkeit um Führungen, wie beispielsweise Treibrollen oder dgl., läuft. Das Magnetmedium sollte eine hohe Koerzitivkraft und eine Hysteresis schleife besitzen, die praktisch rechtwinklig ist. Das Magnet·-.

bad cr--r?-,v-

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■tedium sollte in einer so dünnen Sahioht enthalten sein, dass die gewünschte Aufzeichnungsdichte gewährleistet ist. Die sehr dünne Magnetschicht sollte so gute Verschleissfestigkeit besitzen« dass sie unbegrenzt oft bei intermittierender rasoher Bewegung ohne Durohreiben oder irgendein Verkratzen, das Fehler in den aufgezeichneten Daten ergeben würde* an einem Aufnahme- oder Wiedergabekopf gleiten kann. Die Versohleissfestigkeit eines Bandes hängt sowohl von der Art des verwendeten Materials als auch von der Glätte der Oberfläche ab.

Die Bedingung, dass die Bänder eine geringe Trägheit und ausserordentlich hohe Flexibilität haben, sollen» schaltet die Möglichkeit aus, bekannte Bänder mit festen metallischen Trägern zu verwenden. Feste metallische Träger besitzen eine verhältnisnissig hohe Trägheit und sind nicht ausreichend biegsam. Im Falle der mit Oxyd beschichteten Kunststoffbänder können die Träger eine geringe Trägheit und die erforderliche Flexibilität besitzen, doch müssen die Überzüge notwendigerweise dick sein, wodurch die mögliohen Aufzeichnungsdichten vermindert werden. Ausserdem bewirkt die begrenzte Koerzitivkraft der z.Zt. verfügbaren Oxydbänder eine Phasenverschiebung, die die Aufzeichnungsdichte bei bestimmten Aufzeichnungstechniken begrenzt. Darüber hinaus versohleissen Oxydbandoberflächen rasch bei schnellem Betrieb, insbesondere bei häufigem Starten und Stoppen.

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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist nun die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung eines Magnetaufzeichnungebandes« insbesondere eines Pulsepeichere, durch kontinuierliches Führen eines Films als Kathode durch ein wässriges, ein Salz eines Magnetmetalls enthaltendes Elektroabsoheidungsbad, durch welches es möglich ist* ein Magnetband herzustellen, das alle die oben angegebenen Bedingungen erfüllt.

Erf indungagemäss wird ein PiIm mit einem elektrischen Widerstand von zumindest etwa 1 Ohm pro 1 cm Länge bei 1 am Breite verwendet und dieser Widerstand des Films so hoch bemessen, dass die Stromdichte bei Durchgang des Films durch das Bad entlang dem Film von einem Wert über der arensstroodichte su einen Wert, der viel kleiner als die OrenBStroradichte und für eine Elektroabscheidung unbedeutend 1st, verändert wird.

Es wurde gefunden, dass bei der Elektroabscheidung eines Magnetauf selohnungsmediums, wie beispielsweise von Kobalt oder einer Kobalt-Nickel-Legierung, auf einem sich bewegenden Träger, der aus einem Kunststofflager mit einem leitenden Film oder einer leitenden dünnen Schicht besteht, der ursprüngliche leitende Film bzw. die ursprüngliche leitende Schicht auf dem Träger sehr dünn sein sollte. Je dicker diese Schicht ist, umso grosser ist ihre Trägheit, und wenn sie zu dick ist, neigt sie dazu, spröde zu sein und rissig zu werden. Es gibt noch einen

ι ·

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anderen Grund dafür» die ursprüngliche leitende Schioht sehr dünn zu halten. Je dünner die Schicht ist, umso höher 1st ihr Widerstand» und es wurde gefunden» dass die gewünschten magnetischen Eigenschaften (hohe Koerzitivkraft und Heohteckverhältnis) des Magnetmetalls beträchtlich verbessert werden können» wenn dieses auf einer Basis mit hohem Widerstand abgeschieden wird» so dass die Abscheidungsstromverteilung ausgesprochen uneinheitlich ist. Anstatt eine Kathode mit niedrigem Widerstand zu verwenden» was zu einer einheitlichen Stromdichte führt» wie dies bisher der Fall war» wird erfindungsgemäss eine sich bewegende Kathode mit einem so hohen Widerstand verwendet» dass die Abacheidungsstromdiohte an der Oberfläche des Absoheidungsbads die "Grenz"-Stromdichte (wie sie im nachfolgenden definiert wird) der abzuscheidenden Ionenart übersteigt und die Abscheidungsstromdlohte innerhalb eines kurzen Abstands entlang dem in dem Bad eingetauchten Träger auf einen unbedeutenden Wert abfällt. Auf diese Weise hat jeder Teilbereich des überzogenen Films einen sehr weiten Bereich von Stromdichten

<° innerhalb einer kurzen Strecke seiner Bewegung im Bad duroho

^ laufen. In vielen Fällen wird durch das erfindungsgemässe Ver-

co fahren die Koerzitivkraft der elektrisch abgeschiedenen Schicht

-* um einen Faktor von 2 oder mehr gegenüber den bisher angewen-

deten Arbeitsweisen, bei denen eine Kathode mit niedrigem Wi-

derstand verwendet wurde» erhöht. Der Träger kann mehrfach durch ein oder mehrere Absoheidungsbäder geführt werden» wenn dies erforderlich ist» um die Dloke der Magnetschicht einzustellen und die Herstellungszeit zu vermindern.

.6-

Besonders bevorzugt ist es erfindungsgemäss, eine Kathode mit einem grösseren Widerstand als das Elektroabsoheidungsbad zu verwenden.-Mit besonderem Vorteil wird als Film ein isolierender Träger» der eine sehr dünne Nickelsohioht auf wenigstens einer seiner Seiten aufweist» verwendet. Der isolierende Träger kann ein solcher aus Kunststoff sein. -. .

Für die Durchführung des eri'Indungsgemäseen Verfahrens eignen sich beispielsweise Elektroabsoheidungsbäder, die ein Salz von Kobalt und/oder Nickel enthalten. Ein vorteilhaftes Bad zur Durchführung des Verfahrens enthält Kobalt- und Niokelionen in einem Verhältnis zwischen 0,6 s 1 und 1,45 t 1. Ferner enthält ein solches Bad mit Vorteil Hypophosphitionen, vorzugsweise in einer Menge zwischen 0,15 3A und der Sättigung und insbesondere zwischen 0,15 und 12 g/l· Der pH-Wert eines solchen Bades beträgt vorteilhafterweise zwischen 2,5 und 6,5.

Ein weiteres bevorzugtes Bad enthält Kobaltionen in einer Menge zwischen 6 und 105 g/l und Hy pophosphit ionen in einer Menge zwischen 0,15 g/l und der Sättigung, wobei dieses Bud insbesondere verwendet werden kann ^, wenn als Film ein isolierender Träger verwendet wird, der eine sehr dUnne Nickelschioht auf wenigstens einer seiher Selten aufweist.

Durch das erfindungsgemässe Verfahren ist es möglich, eine Magnetschicht mit Rechteokh^stareslsschlelfe und hoher Koer-

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zitlvlcraft «uf dea sloh bewegenden Träger abzuscheiden, wobei die abgeschiedene Schicht ausreichend dünn und einheitlich ist» 8o dass dl· gewünschten Mechanischen und magnetischen Eigenschaften ersielt «erden« Durch ihre guten magnetischen und mechanischen eigenschaften eignen sich die erfindungsgenttes erhält Hohen Naapstaufseiohnungsbander insbesondere als Magnetspeicher sur Verwendung in sehr schnell arbeitenden Datenverarbeitungsanlagen hoher Kapasitftt.

Ib folgenden soll die Erfindung anhand bevorzugter Ausführung·- f omen unter Besugnahae auf die Figur der Zeichnung näher erllutert «erden.

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Die beigefügte Zeichnung zeigt in schematischer Form eine Elektroabsoheidungsvorrichtung, die die Art erläutert, in der sich die Abseheidungsstromdichte fortschreitend entlang eines sich bewegenden Trägers ändert, der erfindungsgemäss einen verhttltnismässig hohen Widerstand besitzt. Insbesondere zeigt diese Abbildung einen dich kontinuierlich bewegenden Träger 12 (der auch mit vergrössertem Querschnitt dargestellt ist), der eine dünne leitende Schicht 13 aufweist, die auf der Oberfläche eines dielektrischen Kunststoff trägere 14 aufgetragen ist. Die leitende Schicht 13 kann auf die Oberfläche des Trägers 14 durch jede geeignete Arbeitsweise, wie beispielsweise durch Abscheidung auf ohemisohem Wege» aufgebracht sein· Die Trägeroberfläohe ist geeignet vorbehandelt; so dass sie für eine derartige Abscheidung aufnahmefähig ist. Die'Vorbehandlung und die Arbeitsgänge der chemischen Abscheidung; die für die vorliegende Erfindung nur nebensächlich sind, werden im einzelnen hier nicht beschrieben.

Der Träger 12, der die leitende Schicht 13 trägt, läuft über eine Kathodenrolle 15 in einen Behälter, der ein Ab« soheidungsbad der im nachfolgenden beschriebenen Art enthält. Der Träger läuft dann um eine Rolle 21 aus dem Bad heraus über eine andere Rolle 16 in Richtung des Pfeils 22_o Der negative Pol einer Gleichstromquelle 17 ist mit der RoI-

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le 15 und der positive Pol mit der Anode 18 innerhalb des Bads 10 verbunden. Die Anode 18 kann eine lösliche Anode sein, die mit dem auf elektrischem Wege abzuscheidenden Material verträglich ist, oder sie kann unlöslich sein. Das gewünschte Magnetmetall wird auf dem Träger 12 während des Durchgangs durch das Bad 10 elektrisch abgeschiedene

Der von der Holle 15 ausgehende Elektronenstrom läuft hauptsächlich .längs derjenigen leitenden Schicht 13 abwärts, die mit der Holle 15 in Berührung steht. Aufgrund des hohen Widerstands der leitenden Schioht 13 auf dem Träger 12, wird, wie bereits erläutert, eine ganz besondere Stromverteilung während der Elektroabscheidung des Magnetmediums auf dem Träger 12 erzielt. Dieser leitende Film verhält sich nicht wie eine Kathode mit niedrigem Widerstand (massive Kathode). Daher ergibt sich eine ausgeprägt ungleichförmige Stromverteilung, die für das gewünschte Ergebnis zweckmässlg ist. Die Stromdichte in der leitenden Schicht fällt rasoh in dem Masse ab, in dem der Abstand des Trägers 12 innerhalb des Bads 10 von der Oberfläche des Bads zunimmt, bis zu einem Abstand H des Trägers von der Badoberfläche, von wo an das Potential so gering ist, dass es für eine Elektroabscheidung nicht ausreichend Strom liefert. Die Kurve 20 zeigt sohematisch die fortschreitende Änderung der Stromstärke als Funktion des Abstands entlang des elektrochemisch

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aktiven Teils des Trägers 12. Der horizontale Abstand jedes Punktes auf der Kurve 20 von einem entsprechenden Punkt auf dem Träger 12 gibt die Stärke des Abseheidungsstrome wieder, der zwischen dem leitenden Film und der Abscheidungslösung an dem entsprechenden Punkt flieset* Eine Linie X* in der Abbildung zeigt die Grosse der "Grenzstromdlehte* (die nunmehr definiert wird) für das auf elektrischem Wege abzuscheidende Aufzelohnungsntate^ial. Die Stromdichte an Irgendeinem Punkt entlang dem Träger 12 verändert sich von einem Wert, der viel grosser als I_L 1st, bis zu einem Wert, der viel kleiner als I_L und für eine Elektroabscheidung unbedeutend ist, und nähert sich 0, bevor der Träger 12 das Bad 10 verlässt. Die "Grenzstromdichte" ist als diejenige Stromdichte definiert, bei der alle an die Kathode gebrachten Ionen der infrage stehenden Art entladen oder auf eine niedrigere Wertigkeitsstufe reduziert sind· Unter typischen Arbeitsbedingungen, wie sie hier vorgesehen sind, liegt I^ in der Qröaaenordnung von etwa 0,15 A/cm (1 Ampere per square inch), und der Abstand H beträgt etwa 5 cm (2 Inches).

Das Blektroabsoheldungsverfahren wird kontinuierlich durch·* geführt, während der leitende Träger 12 über die Kathodenkontaktrolle 15 durch das Abscheldungsbad 10 geführt wird· Sin typlsohes Bad 10 entiiäJ sine Nickel-, Kobalt- und .Hypo» phosphltionen enthaltende w*taüplg* Lösung. Bin Verhältnis

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αν

von Kobalt- zu Niokelionen von zumindest 0,6 : 1 und ein Hypophosphitionengehalt von zumindest 0,15 g Je Liter AbscheidungslBsung wird aufrecht erhalten. AbsoheldungebKder, die Kobalt, jedoch kein Nlokel enthalten, können ebenfalls ver wendet werden. Eine Nickel-Kobalt-Legierung oder Nickel oder

Kobalt allein dient als Anode 18. Unlösliche Anodenmaterialien

lcOnnen ebenfalls verwendet werden, wobei die Metallionen allein durch die Absoheldungslösung geliefert werden. Wird ein Elektroabeoheldungsstrom eingeschaltet, so wird eine Magnetschicht oder ein Magnetfilm von Nlokel und/oder Kobalt auf der leitenden Oberfläche des Trägers abgeschieden. Aufgrund der Tatsache, dass die leitende Schicht auf der TrägeroberflKcLie (einsohllesslloh sowohl der anfänglich leitenden Schicht 13 als auch des darauf elektrisch abgeschiedenen Magnetmetalls) einen hohen Widerstand besitzt, liegt ein ausgeprägter Potentialabfall entlang der Oberfläche des der Elektroabscheidung ausgesetzten Films vor, wodurch die leitende Oberfläche in dem Masse, wie sie sich von der Kontaktrolle entfernt, weniger kathodisch wird. Dies führt zu einer Änderung der Stromdichte entlang der leitenden Oberfläche, die der Elektroabsoheldungsreaktion ausgesetzt ist, und diese Änderung der Stromdichte bewirkt, dass ein Magnetfilm mit den gewünschten magnetischen Eigenschaften auf dem leitenden Film abgeschieden wird. Wie oben erwähnt, besitzt die anfängliche Stromdichte auf der Oberfläche der leitenden

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Schicht (d,h. die Stromdichte an der Oberfläche des Bads) einen sehr hohen Wert, der die Grenzstromdichte in dem Augenblick, zu welchem jeder einzelne Bereich der* leitenden Schicht in das Bad eintritt, weit übersteigt, doch innerhalb eines kurzen Abstands während des DurohfUhrens eines solchen einzelnen Bereichs durch das Bad auf einen vernaohlässigbaren Wert absinkt.

Die Gesamtstromzufuhr von der Kontaktrolle 15 zu der leiten« den Schicht auf dem Träger 12 hat keine kritischen Grenzen. Die obere Grenze wird durch die maximale Wärmemenge bestimmt, die durch den Stromfluss in der leitenden Schicht erzeugt wird, ohne eine thermische Zerstörung des Kunststoffträgers zu bewirken, und die untere Stromgrenze wird durch die kleinste zulässige Abscheidungsgeschwindigkeit und die Wirtschaft« lichkeit des Verfahrens bestimmt. Ströme im Bereich von etwa 0,08 bis 0,9 A/cm Breite (0,2 - 2,25 Amp«/inch) wurden angewendet. Aufgrund der erfindungsgemäss angewendeten sich bewegenden Kathode mit hohem Widerstand wird, und dies ist wichtig, die Grenzstromdichte Ij- an der Oberfläche des Bads stets überschritten, selbst bei sehr geringer Stromzufuhr, doch 1st dies nur eine augenblickliche Bedingung für jeden gegebenen Einzelbereich des sich bewegenden Trägers.

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Bisher wurde das Augenmerk nur auf die Elektroabscheidung ge» richtet, die an der Seite des Trägers 12, die mit der Rolle 15 in Kontakt steht, auftritt, wobei diese Seite der Anode 18 am nächsten liegt. Eine gewisse Elektroabscheidung findet auch auf der entgegengesetzten Seite des Trägers 12 statt. Qewünschtenfalls kann die Elektroabscheidung so eingerichtet werden, dass sie in gleichem Masse an beiden Seiten des Trägers bewirkt wird, indem ein zusätzlicher Kentakt und eine zusätzliche Anode (nicht gezeigt) verwendet werden· In der dargestellten Vorrichtung jedoch ist die Abscheidung auf der Seite des Trägers, die der Anode abgekehrt ist, von geringerer Stärke.

Ausser den Nickel- und/oder Kobaltionen enthält das Abschei« dungsbad 10 auch Hypophosphitionen, zumindest bei den bevorzugten hler verwendeten Formen von Abscheidungslösungeno Nur sehr kleine Mengen an Hypophosphit ionen sind erforderlich, und im allgemeinen sind Konzentrationen bis herab zu 0,15 g/Liter wirksam. In vielen Fällen Jedoch sollten zumindest etwa 0,2 g Hypophosphitionen je Liter verwendet werden, um die vollen Vorteile ihrer Anwesenheit In der LSsung sicherzustellen. Bs scheint keine kritische obere Grenze bezüglich der Konzentration dieser Ionen, ausser ihrer Löslichkeit, zu existieren, doch wird im allgemeinen kein Vorteil durch Verwendung von mehr als etwa 30 g/Liter erzielt, und

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in den meisten Lösungen werden praktisch die gesamten Vorteile ihres Vorliegens mit etwa 12 g/Liter oder weniger erreicht 0

Erfindungsgemäss kann ein Magnetaufzeichnungsmedium mit hoher Koerzitivkraft und hohem Reohteckverhältnia auf einen Träger, der bei hoher Geschwindigkeit betrieben werden kann, abgeschieden werden» Hohe Koerzitivkraft und hohes Rechteckverhältnis gewährleisten, dass 1) die Intensität der die Daten auf dem Medium repräsentierenden Magnetisierung nicht verlorengeht, wenn das angelegte Feld auf Null herabgesetzt wird, und 2) der Ubergangsbereich zwischen entgegengesetzt magnetisieren benachbarten Bereichen des Mediums, die aufeinanderfolgende Bits von Daten repräsentieren, schmal ist, um einen adäquaten Signalausgang und minimale Interferenz zwischen benachbarten Stellen von aufgezeichneten Daten zu ermöglichen, wodurch eine Aufzeichnung mit hoher Diohte erleichtert wird.

Die folgenden in Tabellenform angeführten Beispiele erläutern die verschiedenen Parameter und Bedingungen bei der Herstellung eines Magnetfilms mit den erforderlichen Eigenschaften« Diese Beispiele dienen lediglich zur Erläuterung der Erfindung, ohne sie zu beschränken. In Jedem dieser Beispiele wird angenommen, dass die Badzusammensetzung praktisch nach den an sich bekannten Arbeitsweisen konstant gehalten wird»

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Tabelle I

Probe 12 3 4 5 6

HiSo₄ ·6Η₂0 (g/1) 65 66 66 66 26,4 65

CoSo₄^TH₂O (e/i) loo 96 96 96 28,2 100

NH₄Cl (g/1) 100 100 100 100 27 100

NaHgPOg.HgO (g/l) 0,60 1,0 1,0 1,0 4,2 15

pH 4,5 3,0 3,0 3,0 4,2 4,5

Temperatur *C 50 50 50 50 48 50

Absoheldungsstrom

A/om Breite 0,2 0,9 0,55 0,51 0,44 0,12

(amps./in. of width) (0,50) (2,25) (1,4) (1,3) (1,1) (0,30

Widerstand Ohn/cm bei

2,54 omB-eite _%1 _{1 1#3 1#65} _{6j 5fi}

(ohms/inch) (13) (2,5) (3,3) (4,2) (17) (13)

Koerzitivkraft (Ho)

Oersted 360 670 720 360 960 1750

Rechteckverhältnis

^ 0,95 0,87 0,64

(g/1) 20,9 20,1 20,1 20,1 5,9 20,9

Mi⁺* (g/1) 14,5 14,7 14,7 14,7 5,9 1^,5

H₂PO₂" (g/1) o,35 0,61 0,61 0,61 2>58 9,4

Co⁺⁺/Hi⁺⁺ 'MS 1,36 1,36 1,36 1 1,45

Absoheidungszeit 90 18 36 36 38O 22 (Sekunden)

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Der oben angegebene Widerstand COhm/ora (ohms/inch)] ist der Oberflächenwiederstand eines 2,54 cm (1 inch) breiten Streifens, gemessen zwischen einem Paar goldplattierter Messerkanten, die parallel auf die Oberfläche In einem Abstand von 2*54 cm (1 inch) aufgebracht wurden, wobei sie mit einem nicht leitenden 500 g-Oewioht belastet wurden, wobei die Werte in Ohm/cm auf 1 cm Kantenabstand umgerechnet wurden. Bei den speziellen Beispielen von Tabelle I wurden sowohl Kobalt- als auch Nickelionen verwendet, doch ist es nicht erforderlich, dass Nickel vorhanden ist. Eine Lösungszusammensetzung für ein niokelfreies Bad hat einen Oehalt an Kobaltionen im Bereich von etwa 6 bis 115 g/Liter und einen Gehalt an Hypophosphitlonen in einem Bereich zwischen 0,15 g/Liter und der Sättigung. Weitere Beispiele für kobalthaltige Lösungen sind in der nachfolgenden Tabelle II angeführt.

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/ ■

Al-

Probe

Tabelle II

10

CoCl₂-6HgO (g/l)	135	650	135	135	8	1	150	150	S (15)
NH₄Cl (g/l)	100	0,83	100	100			100	100	2500
NaH₂PO₂.H₂O (g/l) PH	10 4,8	33,5	25,0 4,8	50 4,	(0,5)	80	0,5 3,0	20 3,0	0,95
Temperatur °C	50	6,1	50	50	(il5	5	55	55	37
Strom, A/cm Breite (amps./in.of width)	0,2 (0,5)	0,2 (0,5)		1050	0	0,7 _% 0,9 _% (1,75) (a.25)	12,3
Widerstand, Ohm/om bei 2,54 cm Breite 5,1 (ohms/inohj (13)	(i?5¹		0,	6 (15)
Koerzitivkraft (Ho) Oersted	1050	33,	365 ί
Re enteckverhältnis V^Bs	0,80	31,	0,95
*Co⁺ (g/l)**	33,5	37
	15,3	0,31

Die Lösungsvariablen, wie beispielsweise die Ammoniumchlorid- und Hypophosphitkonzentration, die Temperatur und der pH-Wert haben merkliche Wirkungen auf die magnetisohen Eigenschaften und die Aufzeichnungseigenschaften des Hagnetbands, wie aus der nachfolgenden Tabelle hervorgeht.

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Tabelle III

Probe

NH₄Cl (g/l) NaH₂PO₂-H₂O (g/l) H₂PO₂- (g/l) Temperatur ⁰C

12

0,6 27

16

1,0 1,45 1,45 1,45

27 100 100 100

4,2 0,5 2,0 20 2,6 0,31

2,6

50 50 0,08 0,08 0,2

1,23 12,3

50

Strom, A/cm Breite (amps./in. of width) (0^2) (0^2) (o;5) (0,5)

Widerstand, Ohm/cm bei 2,54 cm Breite ^ ₁

5,1 . 5,1

5,1

(ohms/inch) (13$ (13$ (135 (135 (135 Koerzitivkraft (Ho)

Oersted

Rechteokverhältnis V^Bs pH

670 36O

600

2000

zwischen 0,7 und 0,8 4,2 4,2 4*5 4,5 4,5

Die Tabellen I, II und III zeigen, dass die Koerzlt»kraft mit der Erhöhung des Oehalts an Hypophosphitionen steigt In dem hier verwendeten Lösungssystem ist die Konzentration an Hypophosphitionen etwa so hooh, dass sie voll wirksam 1st, und eine Erhöhung derselben bis zur Sättigung bringt weder eine merkliche Erhöhung 'ler Koerzitivkraft noch eine Beeinflussung des Reohteokverhältnisses der Abscheidung mit ■Ich.

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Tabelle IV besieht sich auf die Wirkungen des pH-Werts und der Temperatur für eine beispielsweise Lösung, die je Liter 18 g Kobaltionen, 12,5 g Nickelionen und 3,6 g Hypophosphitionen enthält.

Tabelle IV

Probe 17 18 19 20 21

pH 2,5 5,0 3,0 3,5 3,5

Temperatur ·<? 50 50 60 60 85

Koerzitivkraft (Ho) Oersted 1800 1350 1275 1500 1150

Reohteokverhältnie 0,75 0,75 0,7 0,8 0,8

Die Koerzitivkraft niemt mit einem Anstieg des pH-Werts zu und sinkt Kit zunehmender Lusungstemperatur. Der brauchbare Bereich des pH-Werts liegt zwischen 2,5 und 6,5, Über 4,5 kOnnen die Metallionen jedoch als baslsohe Metallsalze aus· zufallen beginnen, und es können Schwierigkelten in der Einstellung der Eigenschaften der Magnetschicht auftreten.

AuBonlunchlorid soheint die Einheitlichkeit und das Aussehen der auf elektrische« Wege abgeschiedenen Sohioht und die

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bad g^g:: "AL

Gleichförmigkeit der magnetischen Parameter zu beeinflussen· Ausserdem erhöht sich der Signalausgang'mit einem Anstieg der Ammonlumohloridkonzentratlon und erreicht einen Maximalwert bei etwa 100 g/Liter· Dies wird in der folgenden Tabelle V gezeigt, wobei die verwendete Lösung ein Verhältnis von Kobalt- zu Kickelionen von 1 : 1 und einen pH-Wert von etwa 5,1 aufwies.

Tabelle V NH₁₁Cl (g/l) Signalausgang

(Millivolt)

0 < 1

20 M

40 2,5

60 2*5

80 2,6

100 2,9

Verschiedene Verfahren stehen für die Aufbringung eines leitenden Nickelfilms, wie beispielsweise des Films 15, auf einen dielektrischen Harzträger, wie beispielsweise den Träger 14, zur Verfügung „ Die Schicht 15 kann auf den Träger 14 duroh Vakuumabsoheldung, Kathodenzerstäubung oder durch ehe»

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»isohe Abeeheldungsverfahren aufgebracht werden« wobei das Verfahren in jedem Falle so durchgeführt wird, dass die Schient auf der Harzoberfläche glatt und haftend 1st. In den oben gegebenen Beispielen war die leitende Schicht 1? auf dem Träger 14 eine stromlos abgeschiedene Nickelsohioht mit einem Gehalt von 2 bis 12 Oew.-# Phosphor« einer Dicke zwischen 0,5·10 bis 2,5*10" mm (2 - 10 mioroinohes) und einer Oberfläohenrauhheit in der OrSssenordnung von 0,5°10~ bis 1*10 mm (2 - 4 mioroinohes) von Spitze zu Spitze· Das Nickel liefert eine Quelle von Kernen fUr die Bindung der Metallionen aus der wässrigen Elektroabscheidungslösung an die dielektrische Harzoberfläche. Im wesentlichen wirkt es als guter Akzeptor für die Metallionen. Jedes beliebige Metall, das als ein guter Akzeptor zu wirken vermag, wie beispielsweise Aluminium, Chrom, Kupfer., Silber und QoId, kann den Träger mit den erforderlichen Bindungskernen versehen. Die elektrisch abgeschiedenen Magnetfilme in den oben beschriebenen Beispielen besitzen Dicken zwischen

ft Ii

0,75*10" bis 2,5·10 mm (3 - 10 microinches) und Oberfläohenrauhheiten entsprechend denjenigen der Nickelsohioht»

Der Träger kann während der Elektroabscheidung in jeder Richtung durch das Bad bewegt werden. So kommt in einer Richtung jeder einzelne Bereich auf dem Träger zuerst in den Bereich maximaler Stromdichte bei der Oberfläche des Bads.

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it

In der anderen Richtung kommt jeder einzelne Bereioh zuletzt in den Bereioh maximaler Stromdiohte bei der Oberfläche des Bads. Wenn an beiden Rollen 15 und 16 ein negatives Potential angelegt wird« so zeigt eine weitere Kurve, die der in der Abbildung gezeigten Kurve SO ähnlich ist, die Stromdichte über die Länge des Trägers in dem Bad bis zur Badoberfläohe an der Austrittsseite des Trägers« wobei die maximale Stromdiohte in diesem Falle ebenfalls bei der Oberfläche des Bads liegt.

Die bevorzugte AusfUhrungsweise wurde zwar an Hand eines Einstufenverfahrens beschrieben, doch ist es ersichtlich, dass der Magnetfilm auf die leitende Oberfläche auch durch ein Mehrstufenverfahren aufgebracht werden kann. Der zur Bildung der Magnetschicht erforderliche Gesamtstrom wird auf 2 oder mehrere Stufen verteilt» Ein oder mehrere zusätzliohe vor einer späteren Elektroabscheidung elektrisch abgeschiedene Oberflächen setzen den Trägerwiderstand nicht unter den Punkt herab, bei welchem eine von Kurve 20 verschiedene Stromverteilung erhalten wird. Ein Mehs ^fenverfahren liegt daher im Rahmen der vorliegenden Erfindung« Ein Mehrstufenverfahren bietet den Vorteil höherer Arbeitsgeschwindigkeit, insofern, als hierbei die Länge der Trägerober fläohe, auf der die Elektroabscheidung stattfindet, wirksam erhöht wird.

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Bs ist ersiohtlloh, dass die hler beschriebenen Anionen nicht die einsigen sind, die bei der Durchführung der Erfindung verwendet werden können. So können beispielsweise ausser Chloriden und Sulfaten Anionen, wie beispielsweise Acetat, Olyfcolat, Qlyoinat, Fluoborat, Silioofluorid, Sulfattat und Oenlsohe hiervon, verwendet werden. In entsprechender Weise tcönnen andere Hypophosphlt enthaltende Materialien, die in den beschriebenen Systemen löslich und stabil sind, oder Materlallen, die so reagieren, dass Hypophosphitlonen erseugt werden, verwendet werden.

In den oben beschriebenen ÄusfUhrungsweisen wurde angenon-IMn, dass der Kunststoff träger 14 ein dielelctrlsohes Material let und dass die Leitfähigkeit des Trägers 18 anffinglioh durch die darauf befindliche Nlokelsohioht 13 gegeben ist. Ba gehört jedoch sun Bereich der Erfindung, als Träger ein leitendes Konstitoffnaterlal «it geeigneten Widerstand su verwenden, nobel in diesen Fall die ursprünglich leitende Schicht 13 entfalten kann.

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BAD

Claims

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Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung eines Magnetaufzeichnungsbande, insbesondere eines Pulsspeichers, 'durch kontinuierliches Fuhren eines Films als Kathode durch ein wässriges Elektroabscheidungsbad, das ein Salz eines Magnetmetalls enthält, dadurch gekennzeichnet, dass ein Film mit einem elektrischen Widerstand von zumindest etwa 1 Ohm pro 1 cm Länge bei 1 cm Breite verwendet wird und dieser Widerstand des Films so hoch bemessen wird, dass die Stromdichte bei Durchgang des Films durch das Bad entlang dem Film von einem Wert Über der Grenzstroradichte zu einem Wert, der viel kleiner als die Grenzstromdichte und für eine Elektroabscheidung unbedeutend ist, verändert wird.

2« Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kathode einen grösseren Widerstand als das Elektroabscheldungsbad hat*

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Film ein isolierender Träger, der eine sehr dünne Nickelschioht auf wenigstens einer seiner Seiten aufweist, verwendet wird. '■'

A. Bad zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 - 3, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Kobalt- und

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Neue Unterlagen (Art. 7 § I Abs, 2 Nr, 1 Satz 3 des Änderung·«·* v. 4.

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Nickelionen in einem Verhältnis zwischen 0,6 ; 1 und : 1.

5· Bad nach Anspruch h, dadurch gekennzeichnet« dass es pophosphitionen, vorzugsweise in einer Menge zwischen 0,15 g/l und der Sättigung und Insbesondere zwischen 0,15 und 12 g/l, enthält.

6. Bad nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass es einen pH-Wert zwischen 2,5 und 6,5 aufweist.

7· Bad zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet, dass es Kobaltionen in einer Hange zwischen 6 und 105 g/l und Hypophosphitionen in einer Menge zwischen 0,15 g/l und der Sättigung enthält.

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