[发明专利]用于在基材上制备磁性层的方法和可印刷的可磁化漆料

说明书

本发明涉及用于在基材上制备磁性层的方法以及涉及可印刷的可磁化漆料。

在测量、自动控制和控制技术中，非接触式操作的传感器被越来越多的用于测量构件的位置、排列、旋转角等等。在汽车技术中，一些例子是减震器中的线性移动传感器、用于测量转向角(Lenkwinkel)的旋转角传感器(Drehwinkelsensor)、或者节流阀位置传感器，这里仅仅举出很少几个例子。

与带有滑触电刷(Schleiferabgriff)的电位器相比，非接触式操作的传感器所具有的显著优点是它们事实上不经历任何的磨损，并且对于机械震动是显著更不敏感。因此它们是非常可靠的，并且具有更长的使用寿命。

一种形式的非接触式操作的传感器是使用磁性传感层来工作的，该磁性传感层通过磁场敏感性传感器来扫描。其例子描述在DE10038296A1，DE19536433C2或者DE102004057901中。

磁活性的传感器层可以通过不同的方式施加到基材上。DE19911186A1提出了将磁性层电镀施加到基材上。这需要高的电流密度以及在使用之后对所用电解质高的处理成本。

DE3111657C2将待涂覆的基材浸入到熔融物中。这个熔融物需要例如960℃的工作温度，这导致了在装置和能量方面更大的开支。

DE2429177A1描述一种通过金属原料组合的分解产物来生产磁性薄层的方法。在这个方法中，高毒性的铁和钴的金属羰基化合物在高温热分解，并重新沉积到固体基底上。这些方法需要大量的能量消耗，技术上复杂的加工步骤，并且涉及有害化学品的处理。

因此，有人也提出了制作由磁性材料制成的可印刷的糊。DE3915446A1提出了使用钕铁硼永磁体(其中向该磁体配备有α-Fe₂O₃涂料来防止腐蚀)，其中使该磁体在600℃到烧结温度之间的温度在氧化性气氛中进行退火处理(Glühbehandlung)。

DE10038296A1和DE10309027A1提出了将具有尽可能高剩磁和高的矫顽磁场强度的硬磁性(hartmagnetisch)粉末作为磁体材料，为此，测试了Sr六方晶系铁氧体粉末和NdFeB粉末。在防腐蚀和有利的粒度分布方面，Sr六方晶系铁氧体优于钕铁硼。市售可得的NdFeB粉末的平均(durchschnittlich)粒度是200μm。它们因此是太粗的粒子，并且在使用前必须研磨，以使得能够获得大约1μm的平均(mittler)粒径。为此目的，提出了粉末的耗费的预处理，该粉末随后被结合到聚合物基质来生产印刷糊(Druckpast)，以及主要提出了将基于双酚F的胺硬化的环氧化物用于此目的。后者允许印刷结构的低收缩性硬化并且与基于双酚A的环氧树脂相比，其具有更低的粘度，这被认为有利于混入高含量的固体。粘度的进一步降低是通过使用反应性稀释剂来实现的。然后将这样的材料主要借助丝网印刷(Schablonendruck)施加到基底材料上。其中，特别建议了刚玉浮法玻璃(Korund-Float-Glas)、具有低线性膨胀系数的玻璃陶瓷和非磁性的精炼钢(Edelstahl)以及合成材料。

DE3921146A1提出了高矫顽磁条，在其中将磁性层以流延技术施加到载体箔上，该磁性层是由基于六方晶系铁氧体的可磁化粒子的分散体制成的。

除了这些技术方法之外，还描述了磁阻(magnetoresistive)材料，其的特征在于纳米尺寸的层结构。其中GMR、AMR或者TMR成分属于这样的公知材料，在其中各层之间的距离小于电子的平均自由行程长度。因而实现了电子与相邻层的耦合效应，由此改变了材料的电阻(参见DE3820475C1)。

这种效应还可以用于路程或者角度的测量(参见DE10108760A1，DE10214946A1，DE102267A1)。

但是，这些层结构只能用技术上复杂的涂覆工艺例如旋涂或者溅射来实现。

另外，平板印刷和蚀刻技术也被使用(DE19830343C1)。

DE69720206T2(WO97/03842；EP0898778B1)描述一种由磁性粉末和粘合剂制成的复合磁体材料，其中基本上使用钕铁硼粉末，环氧化物被用作粘合剂。铌或者其他金属例如钨、铬、镍、铝、铜、镁和锰、镓、钒、钼、钛、钽、锆和锡被提出作为其他的添加成分，以及加入了碳、钙、硅、氧和氮。

由锶六方晶系铁氧体(Strontiumhexaferrit)生产的永磁体更详细的方法描述在DE4330197A1中。DE4041962A1还描述了基于细颗粒六方晶系铁氧体和环氧化物胺加成聚合物的聚合物结合的各向异性磁体材料。