DE6900264U - Traeger zur magnetischen aufnahme und wiedergabe von informationen - Google Patents

Description

Träger zur magnetischen AufTtahiffg -and Wiedergabe von Informationen

Die Feuerung "betrifft einen Träger zvx magnetischen Aufnahme und Wiedergabe von Informationen, bestehend aus magnetisierbaren leuchen, die in Kunststoff eingebettet sind* Ein Träger dieser Art kann in Porm von Bändern, Platten oder Drähten zur Speicherung von Informationen "bzw. zur Wiedergabe dieser Informationen verwendet unö avch zu ferromagnetischen ]?ormkörpern verarbeitet werden.

Ein wichtiges Gebiet für die Speicherung und Wiedergabe von Informationen hat sich in den letzten Jalaren durch die immer größere Verbreitung von Computern ergeben. Die an Informationsträger für !Don-, Bild- und Computerbänder zu stellenden Anforderungen weichen stark voneinander ab. Bei Ton- und Bildbändern stehen das magnetische Moment je Volumeneinheit des Bandmaterials und die Homogenität der Koerzitivkraft in sehr engem Zusammenhang. Bei einheitlicher Koerzitivkraft erhält man ein störgeräuscharmes Sigaal, das mühelos verstärkt werden kann. Im Falle einer nicht-einheitlichen Koerzitivkraft wird das primär ia-äizzierte Signal von einem starken Störgeräusch überlagert. Eine kräftige T^rstärkusg dieses Signals ist deshalb nicht möglich. Is dieöem Falle ist ein starkes Primärsignal notwendig, was aber eia, hohes magnetisches Moment je Volumeneinheit des Bandes erforderlich- macht.

Zur Zeit benutzt man fast ausschließlich nadeiförmiges ly-PegO, für die Serstellung von Ton- und/oder Bildbänder»,· Vereinzelt wird auch nadeiförmiges Cr Og für diesen Zweck

^7erwendet 6 0

Die zur Speicherung der Informationen erforderliche Hex manenz wird der IOrmanisotropie der magnetisierbaren Teilchen entnommen. Die Koerzitivkraft dieser Teilchen ist von dem Verhältnis von Länge/Durchmesser abhängig. Da aber die Herstellung von y-Fe^-!Tadeln mit einheitlichem Lasge/DürchüieöSer—Verhältnis beim heutigen Stan« der Technik noch nicht möglich ist, schwankt die Koerzitivlcraft von Teilchen zu Teilehen. Diese Schwankungen verursachen ein verhältnismäßig starkes Störgeräusch, Außerdem ist die Kristallstruktur der pseudomorphen y-PegO,-Sadeln mehr odez: weniger stark gestört. Hierdurch verläuft der Magnetisierungsprozess in den einzelnen Teilchen unregelmäßig, wodurch sich das Störgeräusch verstärkt. Die Herstellung von Cr Op-Uadeln ist sehr schwierig und kostspielig.

An das für Computerbänder vorgesehene Material werden andere Anforderungen gestellt. Das Band wird örtlich entweder vollständig oder überhaupt nicht magnetisiert. Das Si^nal/Geräusch-Verhältnis ist dabei nicht so wichtig, wohl aber die Homogenität der Verteilung des magnetisierbaren 3&iterials im 3and. Wenn an bestimmten Stellen keine magnetisierbarer Teilchen vorhanden sind, ergeben sich sehr störende Ausfalle. Daneben ist es wichtig, möglichst viele Informationen Se Sängeneinheit des Bandes unterzubringen.

JLnch für Co2rmit«rblnder wird bisher hauptsächlich nadel-JfOTT⁸I gas'Af-.gCgOg verwendet. Die Konzentration dieser Hadeln äs SiraηLfa4off—Bladesri'totel darf nicht zu hoch gewählt werden, denn bei iiohen Konzentrationen ist die magnetische ¥eeiise3.isi2S533ig zwlseäsn äen ^-!"egö^-Seilciien sehr stark. ■Dacizrclt m±rcL das Ajjszlfürtsn. der Sadels im Kunststoff—Bindeäüzreh ein 5aSexes !^gnetfeld ex-schwert. Das Ausist aber exforäerlxeii, ταα eine axisreicliende Semanenz

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in Bandrichtung zu erreichen· Außerdem wird der Magnetisierungsvorgiing bei starker Wechselwirkung zwischen den !radeln beeinträchtigt, üemgegeüTDer ist bei niedrigen y-FegOx-Konzontrationen die erforderliche Homogenität schwer zu erweichen.

Die Neuerung beschreitet einen neuen Weg und besteht darin, &&B "bei einen S?räger der eingangs genannten Art die Eagnjstisierbiiren Seilchen aus Oxyd oder Mischoxyd, Metall oder Metallegierung bestehen und auf einem Anorganischen XLLaktaagnetiHierbaren Srageteilchen dispers fixiert sind· Dieser Srägei: last sich ausgezeichnet zu gegebenenfalls resiaxent aagjietisierbaxen EormkSrpern und zugleich zu Platten, Bändern oder Drahtes, zur magnetischen Speicherung und Wiedergabe von Informationen verarbeiten·

Die magnetisierbaren Seilchen sind kleiner als etwa 5oo A . Seilchen: dieser Dimensionen bestehen im allgemeinen aus einem einzigen ¥ei£schen Bezirk; die Magnetisierung dieser Seuchen erfolgt durch zusammenhängende Drehung der liagnetisierung im Seuchen. Hierdurch wird der MagnetisierungsTorgang dieser Systeae durch die magnetokristalline inisotropie-Bnergie bedingt.

Diese letztere SröSe laßt sich durch geeignete Wahl der chemisches. Zusammensetzung der sagnetischen Seilchen innerhalb sehr weiter Frenzen Tarüeren. Zu diesem Zweck werden im galle der Oxyde oder Mrsehoxyäe nebea. de» SleMentem Bisen oder Chrom, z.B. Xbbalt, ITickel, ?^7Tgaity Kupfer,

, Bariaa, Calcium, l^gnesiss, Strontium, Blei«, Zinn, iiuecksilber, Bor oder anders SLe^Kite beigege'öen, Dies ermöglicht die Herstellung "»on. SatexiaX e±"£ sowohl niedriger

auch sehr hoher Koerzitivkraft (z.B.

Palle der Metalle werden vorzugsweise die Elemente Eisen, Kobalt, Nickel einzeln oder in Legierung benutzt, wobei unter Umständen, je nacn den Anforderungen, Kupfer, Platin, Palladium, Osmium oder dergleichen hinzutreten können·

Der meüerüägsgemäe© Sräger sisr Speieherasg uad Wiedergabe von Informationen bietet folgende Torteiles

1. niedrige Wechselwirkung zwischen den magnetisierbaren leuchen, sodaß sich das System leicht magnetisieren läßt;

2. einheitliche Koerzitivkraft der Seilchen; da sowohl die Eichtungsenergie in eines äußeren Hagnetf eld wie die magnetokristalline Anisotropie in erstfr Annäherung dem Volumen der !Eeilchen proportional ist, ändert sich die Koerzitivkraft nicht wesentlich mit den Abmessungen der Teilchen;

3» lei der Herstellung ist keine Ausrichtung der magnetisierbarex. Seuchen erforderüeh; dadurch vereinfacht sich, die Herstellung;

4. da die magnetisierbaren Körper in mehreren Sichtungen magnetisiert werden 'kSiin.eB., ergeben sich bei der Se-Ätttzong Torteile dadurch, daß nicht nur eine einsige häufig voa der Sichvang der !magnetischen Kraftlinien abweichende YorzugsTichtung für die Magnetisierung verfugljar

Dies« Torteile äußern sieh beim Seljraucä. des meuerusgsge-Bäßea !trägers als Tost- und/oö=r 3ildba»öi oder Computerplatte isehr deutlich· Das Seräosehniveai?- des trägers ist sehr niedrig» Auch, als lapüsspeielier fSr^Bomputer zeigt der 2räger sehr vorteilhafte Eigenschaften« Sa die Weelisei

Wirkung zwischen den teilchen gering ist₉ kann mit einer hohen Konzentration an magnetisierbarem Werkstoff gearbeitet werden. Außerdem sind die Dimensionen, der ! !Teilchen weitaus kleiner als die des allgemein üblichen

y-FepO,, das eine länge von 5ooo bis lo.ooo α hat.

^u Hierdurch läßt sich leicht eine sehr homogene Dispersion

im Kunststoff -Bindemittel erzielen. Durch die kleinen

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Abmessungen der magnetisierbaren Seuchen ist es möglich, viele Informationen je Flächeneinheit von Band oder

Platte zu speichern.

Dadurch, daß die Magnetisierung der Teilchen durch die

magnetokristalline Anisotropie-Energie bedingt wird, ergeben sich Möglichkeiten, welche bei dem jetzt üblichen, nadeiförmigen y-FeJO-z nicht gegeben sind. So kann das Material im Gegensatz zu der bei nadeiförmigen y-Fe₂O^ wichtigen Formanisotropie-£hen§o*emanent magnetisiert werden, weil die magnetokristalline Anisotropie-Energie bei zunehmender temperatur erheblich nachläßt. Hierzu wird der Werkstoff bei einer iDemperatur oberhalb ZimmaT-temperatur, bei der die Koerzitivkraft gering ist, magnetisiert. Bei der Abkühlung auf Zimmertemperatur nimmt die Koerzitivkraft so stark zu, daß eine um— Kagnetisierung mit den üblichen Feldstärken nicht mehr möglich ist.

Das Material kann ζ.Β_Λ in der Weise hergestellt werden, daß f eindisperse 5Erageteilelien in einer wenigstens ein nagnetisierbares Element enthaltenden jjösung suspendieri; und is. der üösung allmählich und homogen Bydroxylionen

erzeugt werden, wooai die Konzentration der Bydroxyüonen susreielieaä. iLoeh eingestellt wird, daß das Element auf

die Srageteilchen gefallt wird, daß die Eydroxflionenlconzentration zu niedrig ist, us Keaie des reinen Präzi—

*? pitats in der lösung zu bilden, äa£ ferner die Migration

des nodi losliLenes. SL^ents zom SiSgear größer al*5 die

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BildungsgeschwiTiά 1 gkeit der Bydrosylionen in der 3S sung

oder dieser Geschwindigkeit gleich ist, derart, daß sieh das magnetisieraare HLement ausschließlich in Eona eines Hydroxyds oder eines unlöslichen Salzes auf den Srageteilchen niederscnlägt und daß danach die so beladenen Trageteilchen von der Lösung getrennt* getrocknet -und ggf · calciniert warden.

Bei der Durchführung des Yerfahrens kann der "beladen« Träger auf die übliche Weise z«B» durch !Filtrieren, Dekantieren, Zentrifugieren usw«., von der Lösung getrennt werden· Biese einfache Trennung ist möglich» weil man, die Präzipitationsstellan zu überwachen vermag^ d»h» die Präzipitation wird nur auf dem Träger und nicht im Inneren der Lösung erfolgen» Selbstverständlich können die !Trocknung und Calcinierung des abgetrennten Materials in üblicher Weise und zwar bei jeder gewünschten !Temperatur und mit jeder gewünschten Zeitdauer, z*B. von loo°C bis 15o°C während 16 bis 48 Stunden für die Trocknung von 2oo°C bis 85o°C während 1 bis 28 St nierungsvorgang durchgeführt werden

2oo°C bis 85o°C während 1 bis 28 Stunden für den Calci-

Bei Verwendung von Metallen muß anschließend noch eine Reduktion erfolgen; vorzugsweise wird bei Temperaturen von 2oo°C bis 6oo°C in einer Wasserstoff- oder Kohlenmon-03cyd~AtmoSphäre gearbeitet.

Miscfloxyde hergestellt werden sollen und sich nickt

bei der Fällung ein Mischkristall bildet, müssen die schichtweise ausgefällten Verbindungen mittels !Diffusion homogenisiert werden. Weil es sich um winsige xellohes handelt, ist der sur Erreichung einer homogenen Xonenverteilung erforderliche Diffusionsweg nur kurz. Deshalb läßt sich mit einer relativ milden Wärmebehandlung der hergestellten Masse eine so starke Diffusion innerhalb der Sdilchen erzielen, daß sich aus den schichtweise aus-

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gefällten Metallverbindungen das gewünschte Hischosyd bJLLdet· Die Searoeratnr für diese Wärmebehandlung des Srägerstoffs mit den darauf "befindlichen Eetallosyden liegt Jedenfalls "weit unterhalb der Sinterungstemperatur der verschiedenen Komponenten, z,3. zwischen 2oo und 600⁰C, vorzugsweise swisehen 4oo und 600 C. Die Xrhitzungszeit beträgt 48 Stande* odtr »emiger* Ib iit toä groitr Btd&8 darcii di· ieolitrtt lag« der Ttilchtm auf defl

Homogtmisierung

der $eilc&em« Alciit aber ei&e ZtduOime der Grööt dieser Seilchem

Ils SragetellclLeiL iöjnta Ibeiepieleveiee Silicittaoxyd,

oder Sraplii-fc rerveAdet

verdem* 2s kSx&en a.ucii £oxbisatiozLe& toi. xvei oder s&hrerea 2rägereto£fes rervft&det verds&; diese sind sogar aaaciaal Tsesomders Torteilhaft* Der Srägeratoff -wird vorzagsweis* in. ?ona von ΪΘϋοηβη voa etwa looo % oder kleiaer eingesetzt* Sehr gut geeignet ist eis. Silici-oadioxyd-Präparat, welches durch Elannnenhydrolyse von Silicitattetrachlorid hergestellt wird. Die PartifcelgröSe dieses Stoffes "beträgt zum Beispiel 14o 2 12nd die spezifische Oberfläche l$o ra /g·

Die auf die oben beschri3"bene Weise hergestellten 2rageteilchen mit magnetisierbaren Seuchen können ausgezeichnet in einem anfangs flüssigen Bindemittel verteilt werden. Nach Beladen des flüssigen Bindemittels können durch Weiterwerarbeitung auf bekannte Weise Platten, Bänder oder Drähte mit einer oder mehreren Schichten dieses Materials überzogen werden oder es können aus der betreffenden Magse unmittelbar Platten, Bänder oder Drähte hergestellt werden, Bs ist auch möglich, z.B. durch Spritzgießen Formkörper anzufertigen»

Zusamme&ballungen ferromagnetischer ledlchen sind - trotz der hohen Beladungsdichte - ausgeschlossen, weil die lage der gegenseitig isolierten homogen verteiltes Teilchen

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"bereits völlig durch die Bindung dieser !Seuchen as den Irägerstoff "beistimmt wird. Dies stellt ein wesentliches Merkmal der vorliegenden !Teuerung das* Außerdem brauchen die Platten oder Bänder zum Aufbringen der zerroiaagnetigche: Seilehen nicht mit einer besonderen üirägerschieht überzogen zu werden.

Die aiii ferromagnetisehen leilcnen beladenen, thermisch behandelten ÜJrageteilchen werden in die ]?lu"3Sigphase elftes Monomeren, Halbpolymeren, Polymeren oder einer polymeren lösung eingebracht und damit vermischt, worauf das Polymerisat in einer oder mehreren Lagen auf Platten oder Bänder aufgetragen, zu Platten« Bändern oder Drähten ▼etarbtitet oder zu lOrmkörpem gebildet wird«

Als Pilmbildfter für Platten oder Bänder, sowie für Drahte ioaaiem. z*B· in Betrachtt ein lineares Polyester wie Polyäthylenterephthalat, ein Polyamid wie lfylon-6,6 oder Byloa-ö, ein Polyalkylen wie Polypropylen, Viaylpolymere, wie auch ein Mischpolymerisat von Vinylchlorid, Vinylacetat und Polyester, Methacrylate wie Methylmethacrylat oder Butylmethacrylat, ein Polymerisat von 2-Chlorbutadien oder ein Mischpolymerisat aus Butadien und Acrylnitril· Maeare Polyester und insbesondere Polyäthylenterephthalat sind sehr geeignet, weil diese Polymeren bei Verstreckung in der Längen- und der Breitenrichtung einen Fill von hoher Festigkeit und Formbeständigkeit ergeben und sich bei Verwendung als Draht nicht dehnen.

"Sb empfielt sich, den beladenen Trägerstoff homogen

der flüssigen Phase des Bindemittels zu vermischen. Dies& raan aux vorteilhafte Weise durch Anwendung von üitra- »challschwingungen erreicht werden. Obwohl diese Art, eine Dispersion zu erzeugen, bei einem geschmolzenen Bindemittel angewandt warden kann, hat sich herausgestellt, daß es am wirksamsten ist, wenn das Material in einem

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flüssigen Monomeren, z.B. in Glykol, dispergiert wird. Dieses client dann zur Herstellung eines Polymeres, aus dem Bishydrosyathylterephtalat !hergestellt und anschließend polymerisiert wird. Man kann auch z.B. In Hethylmethaerylat dispergieren, das mit Hilfe von Benzoylperosyd als Katalysator polymerisiert wird. Die Polymerisation und die darauffolgende Pormur.g, J3»B» zu einem PiIm, können in üblicher Weise erfolgen-

Das Polymere wird zur Erreichung der erforderlichen festen Haftung am Trägerstoff vorzugsweise unter iatoium mit der flüssigen Phase des Monomeren, Halbpolymeren, Polymeren, der polymeren lösung oder des Lösungsmittels in Berührung gebracht, wodurch das Monomere in die Poren des Trägerstoffs eindringt. Diese Arbeitsweise ist "besonders vorteilhaft, wenn die magnetisierbar en Teilchen zu Metall oder Legierung reduziert worden sind« !Für die Verwendung als Srageteilehen ist das schon genannte Siliziumdioxyd sehr geeignet. Die Haftung eines Polymeren an einem solchen Stoff ist so fest, daß eine hohe Beladungsdichte des Polymeren möglich ist, ohne daß die Yerarbeifbarkeit oder die festigkeit nachteilig "beeinflußt wird. 2rotz der Anwesenheit des magnetisch nicht wirksamen Srägerstoffs kann erforderlichenfalls eine höhere Beladungsdichte des Polymeren mit ferromagnetischei Material. erzielt werden als es unter Anwendung eines Oxyds S&äger möglich wäre. An sich können die Trägerteilchen "bereits mit z*B* 200 Gew.-^ ferromagnetlcfchen leuchen "beladen sein.

Die magnetisch aktiven, winziger. Teilchen sind homogen über den Träger verteilt, der seinerseits wieder in homogen verteilter Form in das Polymere eingeschlossen und dadurch geschützt wird. Die Remanenz des m^gnetisierbaren Trägers kann iiss^izhsuJb reiter Grenzen eingestellt werden; κ-B- zwischen 7Ö und 800 Oe, lin Mischoxyd, das 80 Gewichts-^ Eisen, 15 Gewi cjits-5S Kobalt und 5 Gewichts-^ Nickel enthält, hat bei einsr Teilchengröße vom 350 1 auf einem Träger aus Silizium-

dioxyd (Warenzeichen "Aerosil 380") eine Koerzitivkraft von
830 Oe. Eir. Mischoxyd aus S5 Gewicht s-S& Eisen, 10 Gewichts-^
Kotalt und 5 Gewichts-s£ Silizium vreist "bei einer Teilchen-
^öiße vom 400 % "bei Verwendung der gleichen Srageteilchen
eine Koerzitivkraft von 330 Oe, auf. Unter Verwendung des
neuerungsgemäßen Trägers hergestellte Magnetbänder oder
-drähte zur Speicherung von Informationen sind dadurch magnetisch sehr homogen, glatt und verschleißfest. Mit den "be- ! treffenden ferromagnetische?. Material ausgestattete Platten j eignen sich gleichfalls zur Speicherung von Informationen, ]

ι insbesondere zum Zwecke der Materialprüfung. j

; Ein mit dem neuerungsgemäßen !rager ausgestattetes Magnet- j

tonband liegt im Muster hei.

Der !rager enthält 85 Gewichts-^ Eisen, 5 Gewichts-^ Nickel

sowie 10 Gewichts-sS Siliziumdioxyd. Die Koerzitivkraft "be- \

trägt 270 Oe. j

Claims (1)

1. It«« * β 4

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   Schutzansprüehe :

   1. fräger ätz? sag&rtitcfcdm Aufmafcie ttftd *iedergat>e toil Iiformatiomti, "btetehnad aus aa^etieiertiarift die is. ^tmststoff eingebettet ei^d, dadurch

   Seuchen auf Oxyd odt:r Kiechoxyd, Kttall oder Metalllegienng ibeetehes. ταια. auf eimern amorgaAiechem» AichtBag&etifliii^areft frageteilche«. diaptre fixiert siad»

   2· Träger sacli Anspruch 1, dadurch. gelceni zeichnet, ä&S die Ecagnetisiftroarea leilchea. lcLeiner als etwa 5oo Ül siad·

   3·. Träger iiach äea iasprüciiea. 1 tmd 2, dadurch gekennzeichnet^ da£ die anorganischen Seilchea kleiner als ötwa Iooo £ sind.

   6886 d 37/64

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   6. 1,1968

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