DE2421388C3 - Magnetischer Aufzeichnungsträger - Google Patents

Description

8. Magnetischer Aufzeichnungsträger nach An- fernung von der Platte auf einem Luftkissen, das spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ma- durch die Drehbewegung der Platte und durch die gnetischen Aufzeichnungsschicht nichtmagneti- 45 aerodynamische Form des Magnetkopfes entsteht sehe Teilchen jsugesetzt sind, deren Härte größer Der Abstand zwischen der Oberfläche der Platte und als die des Bindemittels und deren Durchmesser dem Magnetkopf kann dabei 0,76 ΐημ oder sogar noch im wesentlichen gleich der Dicke der Aufzeich- weniger betragen. Obwohl alles getan wird, um die nungsschicht ist. Oberfläche der Platte möglichst flach und eben zu

9. Verwendung der magnetischen Aufzeich- 50 machen, kann es vorkommen, daß ein Magnetkopf nungsträger nach den Ansprüchen 1 bis 8 in infolge einer kleinen Unebenheit in der Oberfläche Form von Bändern und als Platten in Platten- der Platte oder durch Schmutzteilchen zwischen Kopf speicherkassetten oder Magnetplattenstapeln von und Platte mit der Platte in Berührung kommt. Durch Datenverarbeitungsanlagen. dieses Kratzen kann es zu einem Verlust von Daten

55 oder auch zu einer schweren Beschädigung der Magnetplatte oder des Magnetkopfes kommen. Es wurden auch schon Systeme vorgeschlagen, bei denen der Magnetkopf zunächst (im Ruhezustand) auf dem Aufzeichnungsträger aufliegt und erst zu schweben Die Erfindung betrifft einen magnetischen Auf- 60 beginnt, wenn eine Mindestdrehzahl erreicht wird. In zeichnungsträger, bestehend aus einem Schichtträger analoger Weise wird beim Anhalten der Magnetkopf und einer magnetischen Aufzeichnungsschicht, die, langsam auf der Magnetplatte gleiten, bis er auf der dispergiert in einem polymeren Bindemittel Magnet- Plattenoberfläche zu einem Stillstand kommt,
teilchen und ein Gleitmittel enthält. Unter den oben angegebenen Umständen muß eine

Magnetische Aufzeichnungselemente in Form von 65 Beschädigung der Platte auf einem Minimum gehal-Bändern oder Platten sind bekannt. Plattenelemente ten werden, um eine einwandfreie Erhaltung der in werden von der Industrie in großem Umfang ver- der Plattenbeschichtung gespeicherten Daten zu gewendet, beispielsweise in feststehenden Speicherein- währleisten. Es wurden bereits viele verschiedene

Gleitmittelsysteme vorgeschlagen, so z.B. verschiedene Silicone oder Schmieröle, die der Aufzeichnungsschicht selbst zugesetzt werden oder als Additive an deren Oberfläche aufgebracht werden. Manche dieser Maßnahmen haben zu einem gewissen Erfolg geführt Es ist auch bekannt, eine Chlor-Fluor-Kohlenstoffverbindung der Formel

Q-(CFj-CFa)_n-Cl

als Gleitmittel in magnetischen Aufzeichnungsschichten zu verwenden (US-Patentschrift 35 23 086).

Aufgabe der Erfindung ist, einen Aufzeichnungsträger anzugeben, dem ein Gleitmittel zugesetzt ist, das dem Aufzeichnungsträger eine hohe Abnutzungsbeständigkeit verleiht und das magnetischen Aufzeichnungsträgern in Band- oder Plattenform zugeseCzt werden kann.

Die Aufgabe der Erfindung umfaßt auch, daß das Gleitmittel die Adhäsion der magnetischen Aufzeichnungsschichten zu der darunterliegenden Basis oder dem Substratmaterial und die magnetischen Eigenschaften der Aufzeichnungsschicht nicht in nachteiliger Weise beeinflußt.

Weiterhin umfaßt die Aufgabe, daß das Gleitmittel eine lange Lebensdauer besitzt, relativ billig ist und leicht in den Überzug eingearbeitet oder auf den Überzug aufgebracht werden kann.

Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch einen magnetischen Aufzeichnungsträger, bestehend aus einem Schichtträger und einer magnetischen Aufzeichnungsschicht, die dispergjert in einem polymeren Bindemittel Magnetteilchen und ein Gleitmittel enthält und der dadurch gekennzeichnet ist, daß das Gleitmittel aus der Gruppe der Trifluoride der Elemente der Scandiumgruppe und/oder der Lanthaniden gewählt ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen niedergelegt.

Die Erfindung wird an Hand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele näher beschrieben.

Materialien für magnetische Aufzeichnungsmedien sind bekannt und beispielsweise in der deutschen Patentschrift 11 74 443 beschrieben. In dem in dieser Patentschrift beschriebenen Material handelt es sich um ein Beschichtungsmaterial aus einem Epoxid-Phenolharz, das speziell zur Beschichtung von Aluminiumsubstraten geeignet ist und das magnetische Teilchen, z. B. Eisenoxidteilchen, enthält. Es sind noch viele verschiedene Zusammensetzungen bekannt einschließlich der obengenannten Epoxid-Phenolharze, Epoxidharze, Epoxid-Melaminharze und anderer Harztypen. Als magnetische Teilchen für magnetische Aufzeichnungsträger zur Verwendung in Plattenspeicherkassetten und Magnetplattenstapeln für Datenverarbeitungsanlagen werden nicht nur Eisenoxidteilchen, sondern oft Chromoxidteilchen oder andere magnetische Materialien verwendet.

Diese magnetischen Überzüge enthalten oft harte Partikeln, deren Härte größer als die des Bindemittels ist und die zur Festigkeit des Überzugs beitragen. Es wurde festgestellt, daß die Lebensdauer der Schichten gegenüber mechanischen Beanspruchungen wesentlich erhöht wird, wenn die Teilchen eine Härte größer als diejenige des Überzugs und einen Durchmesser, der im wesentlichen der Dicke des Überzugs entspricht, haben. Es wurde weiterhin festgestellt, daß die Lebensdauer zusätzlich wesentlich erhöht werden kann, wenn ein Gleitmittel zu dem magnetischen Beschichtungsmaterial zugesetzt wird. Ergebnisse haben gezeigt, daß die Verwendung eines Gleitmittels notwendig ist, wenn man den Verschleiß in Geräten bei Berührung zwischen Magnetplatte und Magnetkopf auf einem Minimum halten will.

Es wurde insbesondere gefunden, daß die Trifluoride von Cer, Lanthan, Praseodym, Neodym und Samarium als Gleitmittel besonders geeignet sind,

ίο und zwar entweder direkt verteilt innerhalb des polymeren Bindemittels oder als Überzug auf der fertigen Oberfläche der magnetischen Aufzeichnungsschicht. In der nachfolgenden Tabelle sind einige Eigenschaften dieser Materialien, insbesondere die Gitterkon-

X5 stanten und die Ionenradien aufgeführt, aus denen sich die Ähnlichkeit dieser fünf Materialien ergibt.

a c ζ b_x M

(Ionenradius)

CeF₃
LaF₃
PrF₃
NdF₃

7,112	7,297	6	6,157	Ul	( + 3)
7,184	7,351	6	5,939	1,15	( + 3)
7,075	7,238	6	6,14	0,09	( + 3)
7,030	7,199	6	6.506	1,08	(+3)
			—	1,04	(+3)

Diese Materialien haben alle, eine hexagonale Gitterstruktur. Sie können entweder altein oder in Kombination dem Polymermaterial, z. B. einem Epoxid-Phenolharz, während des Mischvorgangs direkt zugesetzt werden. Die Materialien, beispielsweise Epoxidharz, Phenolharz, Lösungsmittel, Mischagens, Eisenoxidteilchen sowie zugesetzte nichtmagnetische Teilchen, werden in einer Kugelmühle, Perlenmühle oder Sandmühle gemischt, um eine homogene Verteilung aller Materialien zu erreichen. Das Gleitmittel kann während dieses Vorgangs zugefügt werden, wenn eine gleichmäßige Verteilung in dem polymeren Bindemittel gewünscht wird. Die Mischverfahren für solche Beschichtungszusammensetzungen sind allgemein bekannt. Das Gleitmittel kann während des Mischvorgangs praktisch zu jeder Zeit beigemengt werden.

Im allgemeinen genügt ein Gleitmittelzusatz von weniger als IVs Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht aller Feststoffe des gehärteten Überzugs, noch nicht, um die Gleitfähigkeit merklich zu

erhöhen, während ein Zusatz von mehr als 50 Gewichtsprozent den Zusammenhalt des Überzugs oder die magnetischen Eigenschaften nachteilig beeinflußt. Versuche haben jedoch ergeben, daß bei Verwendung des Epoxid-Melaminharz-Systems Gleitmittelzusätze von größer als 50 Gewichtsprozent die Adhäsion nicht beeinflussen. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden 16 Gewichtsprozent Certrifluorid verwendet mit einer Teilchengröße von weniger als 0,5 μΐη in einem 1,25 μπι dicken Überzug,

der außerdem etwa 50 Gewichtsprozent magnetische j^Fe₂O₃-Teilchen enthält.

An Stelle der Epoxid-Phenolharz-Kombination ist Epoxid-Melaminharz ebensogut geeignet. Auch können Certrifluorid-Lanthantrifluorid-Gleitmittel als kombinierte Teilchen verwendet werden. Nach dem Mahlen in einer Kugelmühle kann die Viskosität des Überzugsmaterials mit geeigneten Lösungsmitteln auf den Wert eingestellt werden, der zur Beschichtung

des Substratmaterials erforderlich ist. Für Aluminiumsubstratmaterialien kann die Viskosität auf einen Wert eingestellt werden, der für eine Zentrifugalbeschichtung (Aufgießen .aif das Zentrum einer rotierenden Platte) geeignet ist. Das entsprechende Beschichtungsverfahren ist im US-Patent 31 98 657 beschrieben. Nach der Beschichtung wird der magnetische Überzug in bekannter Weise gehärtet sowie grob und fern poliert

TJs wurden Versuche gemacht mit Magnetplatten, die mit den oben angegebenen Überzugszusammensetzungen mit einem unterschiedlichen Gehalt als Gleitmittel beschichtet waren. Es wurden auch Versuche mit Magnetplatten gemacht, deren einziger Unterschied bei sonst gleicher Beschichtung im Vorhandensein oder NichtVorhandensein des Gleitmittels bestand. Es wurden Versuche mit Start-Stop-Operationen gemacht, wobei jeweils eine Platte mit einer 1,25 μπι dicken Magnetschicht, auf der ein 10 g schwerer keramischer Magnetkopf auflag, in Rotation versetzt wurde, bis die Geschwindigkeit erreicht war, bei der der Magnetkopf schwebte. Dann wurde gewartet, bis sich die Platte so langsam drehte, daß der Magnetkopf wieder mit der Platte in Kontakt kam. Wenn dabei der Magnetkopf auf der gleichen Spur gehalten wurde, ergaben sich bei fehlendem Gleitmittel schwere mechanische und magnetische Schaden nach weniger als 150 Start-Stop-Zyklen. Diese Schaden waren mit bloßem Auge erkennbar. War jedoch ein Gleitmittel in dem Überzug vorhanden, konnten mehr als 20 000 Start-Stop-Zyklen durchgeführt werden, ohne physikalische Schädigung der Spur oder des Magnetkopfes.

Es wurden also Aufzeichnungsträger hergestellt, die aus einem Substratmaterial und einem Überzug auf einer Oberfläche desselben bestanden, wobei der Überzug dispergiert in einem polymeren Bindemittel Magnetteilchen und ein Gleitmittel enthielt und die Verbesserung darin bestand, daß ein Gleitmittel aus der Gruppe der Trifluoride von Cer, Lanthan, Praseodym, Neodym und Samarium gewählt wurde. Das Gleitmittel wird vorzugsweise in dem polymeren Bindemittel des Überzugs dispergiert, kann aber auch auf der Oberfläche der Aufzeichnungsschicht dispergiert sein.

Zu diesem Zweck kann es in feinverteilter Form in einer Lösung enthalten sein und dann mittels des

ίο bekannten Autoelektrophoreseverfahrens auf der Oberfläche der Aufzeichnungsschicht niedergeschlagen werden. Es können auch andere Trägerflüssigkeiten verwendet werden um das Material auf der Oberfläche in kolloidaler oder nichtkolloidaler Form abzuscheiden. So kann beispielsweise Certrifluorid zwecks Aufbringung auf ein Epoxid-Phenolharz-Substrat in Form einer wäßrigen Lösung aufgetragen werden, deren pH-Wert mit Eisessig auf einen Wert von 2 bis 3 eingestellt war.

so Gleitmittelmengen bis zu 50 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht des Überzugs, werden bevorzugt. Ein Epoxid-Phenolharz-System ist bevorzugt in Verbindung mit magnetischen y-Eisenoxidteilchen und Certrifluorid in einer Menge von 16 Gewichtsprozent. Auch günstig ist ein Epoxid-Melaminharz-System. Es sollten mindestens 1 Vj Gewichtsprozent Gleitmittel zugesetzt werden. Die beschriebenen Bescbichtungsmaterialien eignen sich besonders für Magnetplatten und Magnetbänder. Der Überzugsmischung können auch harte Teilchen zugesetzt werden, wobei diese Teilchen eine größere Härte als die des Bindemittels und einen Durchmesser, der im wesentlichen gleich der Dicke der magnetischen Aufzeichnungsschicht ist, besitzen.

Certrifluorid und Lanthantrifluorid sind die bevorzugten Gleitmittel. Es können auch, wenn es gewünscht wird, Kombinationen dieser Materialien verwendet werden.

Claims (7)

heiten oder in Produkten, wie der Plattenspeicher- Patentansprüche: kassette, die in der deutschen Auslegeschrift 2014253 beschrieben ist, oder in einem Magnetplattenstapel,

1. Magnetischer Aufzeichnungsträger, beste- der Gegenstand des deutschen Gebrauchsmusters hend aus einem Schichtträger und einer magne- S 18 67 036 ist oder in Transport- und Schutzkassetten, tischen Aufzeichnungsschicht, die dispergiert in die in der US-Patentschrift 32 06 214 beschrieben einem polymeren Bindemittel Magnetteilchen und sind, oder in einer Speichereinrichtung mit ihennoein Gleitmittel enthält, dadurch gekenn- plastischem Speicherelement, die in der deutschen zeichnet, daß das Gleitmittel aus der Gruppe Patentschrift 12 82 704 beschrieben ist, oder in der Trifluoride der Elemente der Scandiumgruppe io einem in der US-Patentschrift 33 04 544 beschriebe- und/oder der Lanthaniden gewählt ist nen Magnetplattenspeicher und anderen bekannten

2. Magnetischer Aufzeichnungsträger nach An- Magnetplattenstapeln und Speichern. Die oben spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleit- charakterisierten Aufzeichnungsträger öestehen alle mittel aus der Gruppe der Trifluoride von Lan- aus einer Basis, beispielsweise einem Aluminiumthan, Cer, Praseodym, Neodym und Samarium 15 substrat und einem Überzug aus Polymermaterial auf gewählt ist. einer Oberfläche der Basis, beispielsweise aus einem

3. Magnetischer Aufzeichnungsträger nach den Epoxid-Phenolharz und magnetischen Teilchen, wie Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, Eisenoxidteilchen. Die oben angegebenen Plattendaß das Gleitmittel in dem polymeren Bindemit- speicherkassetten sind in einem separaten Gehäuse tel der Aufzeichnungsschicht dispergiert oder auf ao enthalten, mit dem sie in eine Datenverarbeitungsdicselbe aufgebracht ist. maschine eingeführt werden. Wenn sie in die Ma-

4. Magnetischer Aufzeichnungsträger nach den schine eingeführt sind, greifen separate Magnetköpfe Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in das Gehäuse ein, um mit dem magnetischen Ajfdas polymere Bindemittel ein Epoxid-Phenolharz zeichnungsträger in Wechselwirkung zu treten. Ma- oder ein Epoxid-Melaminharz ist 35 gnetplattenspeicher haben dazu im Gegensatz kein

5. Magnetischer Aufzeichnungsträger nach den eigenes Gehäuse, sondern sind auf einer Spindel beAnsprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß festigt, mit der sie rotieren. Der Magnetplattenstapel das Gleitmittel bis zu 50 Gewichtsprozent, bezo- wird auf der Datenverarbeitungsmaschine befestigt gen auf das Gesamtgewicht des gehärteten Über- und kann auch wieder entfernt werden. Separate Zuzugs, beträgt. 30 griffsvorrichtuogen der Maschine wenden für den Zu-

6. Magnetischer Aufzeichnungsträger nach griff zu den einzelnen Magnetplatten verwendet. In einem oder mehreren der Anspräche 1 bis 5, da- einer weiteren oben beschriebenen Datenverarbeidurch gekennzeichnet, daß das Gleitmittel Cer- tungsmaschine sind die Magnetköpfe innerhalb des trdfluorid ist und die zugegebene Menge 16 Ge- Gehäuses enthalten und die ganze Vorrichtung kann wichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht 35 von de: Datenverarbeitungsmaschine entfernt werden, des gehärteten Überzugs, beträgt. Auch feststehende Speichereinheiten sind bekannt,

7. Magnetischer Aufzeichnungsträger nach die je nach Wunsch fest eingebaute oder bewegliche einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, da- Magnetköpfe besitzen.

durch gekennzeichnet, daß das Gleitmitte! Cer- In jedem dieser Systeme werden Drehzahlen bis zu trifluorid, das polymere Bindemittel ein Epoxid- 40 3600 Umdrehungen pro Minute oder auch mehr er-Phenolharz ist und die Magnetteilchen y-Eisen- reicht. Die Zugriffsvorrichtungen, im allgemeinen oxidteilchen sind. Magnetköpfe, schweben dabei in sehr geringer Ent-