<Desc/Clms Page number 1>
PERFECTIONNEMENTS AUX MOYENS D'ENREGISTREMENT MAGNETIQUE, TELLES DES BANDES, ET PROCEDE DE FABRICATION DE CEUX-CI.
Cette invention a trait à des bandes d'enregistrement magnétique présentant des caractéristiques magnétiques nouvelles, ainsi qu'à un procédé de fabrication de ces bandes.
La présente invention . fournit une bande d'enregistrement magnétique comprenant des particules ferro-magnétiques magnétiquement anisotropiques orientées magnétiquement, dans un liant, et caractérisée par un rapport pratiquement identique de l'amplitude de sortie à l'amplitude d'entrée dans les deux sens de déplacement du ruban ou bande,à toutes fréquences, et par un rapport d'induction résiduelle dans le sens du déplacement du ruban à l'induction résiduelle dans le sens opposé, d'au moins 1,3 environ.
La présente invention fournit également un procédé de fabrication de bandes d'enregistrement magnétique comprenant des particules ferro- magnétiques magnétiquement anisotropiques, orientées magnétiquement, dans un liant,et caractérisées par un rapport pratiquement identique de l'amplitude de sortie à l'amplitude d'entrée dans les deux sens de déplacement de la bande, à toutes fréquences, et par un rapport d'induction résiduelle dans le sens du déplacement de la bande à l'induction résiduelle dans le sens opposé d'au moins 1,3 environ, procédé selon lequel on fait passer la bande, dans son sens longitudinal, le long d'un plan compris à mi-chemin entre deux pôles magnétiques forts, peu espacés, de même polarité, et perpendiculaire au plan axial des deux pôles précités, tandis que le'liant se trouve à l'état fluide,
et selon lequel on solidifie ensuite ledit liant.
La bande d'enregistrement magnétique comprend ordinairement des particules magnétiquement susceptibles, dispersées dans un liant non magnétique souple, fourni sous la forme d'un ruban ou bande étroit et mince. Dans
<Desc/Clms Page number 2>
un exemple bien connu, un mélange de particules d'oxyde de fer magnétique dans une solution d'un liant résineux est placé ou étendu sur une pellicule d'acétate de cellulose et est séché. L'acétate de cellulose joue le rôle de support pour la couche magnétique et sert en outre de moyen d' espacement entre les couches voisines de la bande, lorsque celle-ci est enroulée, minimisant ainsi la diaphonieo Le liant résineux sert à immobiliser la couche de particules magnétiques et à lier celle-ci au support.
Les particules magnétiques acceptent et retiennent les signes imprimés magnétiquement. Dans d'autres réalisations, une âme mince de papier ou non remplace la pellicule d'acétate de cellulose ou autre ; encore le support séparé n'est pas employé et les particules magnétiques sont uniformément dispersées dans toute l'épaisseur de la pellicule de support, de liant résineux.
A l'usage, la bande d'enregistrement magnétique est tirée au-delà d'une tête d'enregistrement magnétique, où un "dessin" magnétique, correspondant aux vibrations sonores que l'on désire enregistrer, est imprimé sur la bande. Lorsque la bande est ensuite tirée à la même-vitesse au-delà d' une tête de reproduction, le dessin magnétique induit un courant électrique correspondant dans les enroulements de la tête de reproduction et permet la reproduction des signes initialement enregistrés. Le dessin magnétique de la bande peut être ensuite effacé magnétiquement et d'autres signes peuvent être enregistrés. L'ensemble du processus est connu sous le nom d'enregistrement magnétique" et la bande employée s'appelle "bande d'enregistrement magnétique".
Des formes variantes, telles que courroies, disques, fils, filaments et analogues, peuvent être assimilées à cette "bande" et être comprises dans la désignation générique précitée.
L'invention est relative à la mise en place proprement dite des particules susceptibles au point de vue magnétique dans le liant, de même qu'au produit amélioré pouvant être obtenu de ce fait.
L'invention a constaté que l'orientation des particules anisotropiques magnétiquement, suivant le procédé nouveau qui sera décrit ci-après, avait pour résultat une combinaison de propriétés qui, jusqu'ici, n'avait pu être obtenue dans quelque bande d'enregistrement magnétique connue que ce fût. L'amplitude du signal pouvant être obtenu à partir de la bande est indépendante de la direction de déplacement de celle-ci pendant l'enregistrement. L'induction résiduelle d'un spécimen de la bande'prise dans le sens longitudinal, c'est- à-dire dans le sens de déplacement de la bande au-delà des têtes magnétiques, est au moins 1,3 fois - et peut même aller jusqu'à presque 2 fois - celle d'un spécimen comparable prise dans le sens opposé. L'épaisseur du revêtement requis est fortement réduite.
Le niveau des perturbations de la bande est réduit de façon importante, c'est-à-dire que le rapport signal parasites est accru:
Au dessin, la figure 1 illustre, sous la forme de cycles d'hystérésis, l'amélioration importante de l'induction résiduelle utile obtenue dans une bande d'enregistrement magnétique type, au moyen du procédé nouveau.
Les valeurs de l'ordonnée sont exprimées en gauss et celles de l'abscisse en oersteds. a désigne le sens longitudinal, tandis que le sens opposé est désigné par b.
La figure 2, où l'ordonnée s'exprime en décibels et l'abscisse en cycles par seconde, illustre les aspects non directionnels de la bande nouvelle, comparée aux produits qui pourraient être obtenus antérieurement.
La figure 3 montre, sous forme schématique, un système dont un détail est représenté en élévation à la figure 4, pour la préparation et le traitement de bandes d'enregistrement magnétique conforme à l'inven- tion.
Comme il est indiqué à la figure 3, une âme de support 30, telle qu'une mince pellicule d'acétate de cellulose, est tirée d'une bobine de stock 31, à travers un dispositif de revêtement qui est représenté ici par une plaque de base 34 et un couteau à enduire ou lame de docteur 33,
<Desc/Clms Page number 3>
une dispersion magnétique 32, essentiellement constitué de particules anisotropiques magnétiquement uniformément dispersées dans une solution de liant flexible, étant appliquée, sous forme d'enduit uniforme et mince, à une surface de l'âme.
L'âme enduite ou revêtue 35 passe alors immédiatement, centralement, entre les pôles opposés, très proches l'un de l'autre de deux aimants permanents forts, en barres,36 et 37, tout en étant supportés et guidée par une table 38, dont la surface supérieure plane est perpendiculaire au plan axial des deux aimants. L'agencement des aimants 36 et 37, de la table 38 et de l'âme enduite 35 est montré en élévation à la figure 4, vu suivant la coupe faite par A-A à la figure 3, les pôles nord et sud des aimants en barres étant indiqués par N et S dans ces deux figures.
Après cela, le liant est durci,par exemple par élimination du solvant volatil dans un four 39, et la bande d'enregistrement magnétique terminée 40 est enroulée sur un tambour d'emmagasinage provisoire 41. La bande peut être produite en étroites largeurs ou peut, plus économiquement, être enduite, traitée et séchée en larges rubans, qui sont ensuite découpés aux largeurs voulues pour l'utilisation.
L'application du revêtement de matière magnétique sur l'âme de support peut se faire au moyen d'un système à rouleau, par pulvérisation ou de toute autre manière désirée, pourvu qu'un revêtement suffisamment mince et uniforme soit produit. Le composant de liant du revêtement doit être assez fluide et plastique, lorsque la feuille passe entre les aimants 36 et 37, pour permettre aux particules de prendre une position orientée. Après cela, les particules sont maintenues dans cette position orientée, comme le revêtement durcit, par les forces magnétiques induites résiduelles.
Des liants tels que des esters et des éthers de cellulose plastifiés, des résines polyvinyliques, certaines résines d'acrylates, des mélanges de résines polyvinyliques avec des polymères de butadiène - acrylonitrile caoutchouteux et de nombreuses autres matières organiques, formatrices de pellicules souples, résineuses ou polymères, solubles dans des solvants organiques convenables pour produire des solutions fluides, sont particulièrement convenables pour les buts de l'invention. Un degré de fluidité qui est propre à permettre l'application du mélange à l'âme de support s'est avéré également à permettre la réorientation désirée des particules magnétiques.
Les liants thermoplastiques sont moins facilement traités et nécessitent un appareil un peu plus compliqué pour le revêtement mais ils sont néanmoins applicables; dans de tels cas, le revêtement doit être chauffé et rendu fluide juste avant son passage par le champ magnétique ; après cela, on le laisse refroidir et durcir. Des liants à autodurcissement ou à auto-polymérisation lorsqu'ils sont chauffés ou autrement activés, sont également utiles.
Aucune restriction au point de vue température ne doit être imposée dans de tels cas, à condition seulement que les composants de la bande ne soient pas dégradés ou volatilisés et que le point de Curie des particules magnétiques ne soit pas atteint après le passage de la matière entre les aimants 36 et 37.
Le principe décrit est également applicable aux structures de bandes d'enregistrement magnétique, dans lesquelles les particules magnétiques sont réparties dans toute l'épaisseur de l'âme.
Dans de tels cas, il est nécessaire de supporter le mélange temporairement liquide de particules et de liant sur un support temporairement non magnéti- que ou entre deux tels supports, pour le passage entre les pôles et jusqu'à ce que le liant soit complètement solidifié, après quoi le support est enlevé. Le même principe est applicable à la formation de nombreuses structures orientées magnétiquement autres que les matières en feuilles souples, par exemple à celle de feuilles rigides ou de barres minces.
Suivant un exemple spécifique, deux parties en poids de particules d'oxyde de fer magnétique aciculaires furent uniformément dispersées dans une solution liquide d'une partie de liant polymère résineux insoluble dans l'eau dans un solvant organique volatil et furent appliquées, en une mince couche uniforme, sur une pellicule d'acétate de cellulose.
<Desc/Clms Page number 4>
Quelques secondes après le revêtement, on fit passer la feuille entre les pôles opposés ou semblables, proches l'un de l'autre, de deux aimants en barres, après quoi, on le fit passer dans un four, où le liant fut solidifié et durci par élimination du solvant. Dans cet exemple particulier, les deux pôles magnétiques opposés étaient des pôles nord, comme il est montré aux figures 3 et 4, mais des pôles opposés sud seraient également efficaces.
Les aimants en barres employés étaient des barres également aimantées d'un alliage à perméabilité élevée ("Alnico VI"), ayant une section transversale de 1/2 à 3 pouces et une longueur suffisante pour recouvrir chaque côté de la bande enduite d'une mesure de 3 pouces. Les surfaces des pôles opposées étaient espacées de 1/2 pouce et une table plate non magnétique, ayant une largeur de 3 pouces, fut placée centralement entre elles, la surface de la table étant placée de telle façon que la bande en glissant sur elle, fût maintenue dans un plan exactement médian entre les deux surfaces des pôles et perpendiculaire au plan axial des deux aimants en barres.
La force des aimants était telle qu'un instrument de mesure de flux (GE"Gaussmètre") enregistrait un flux magnétique de 600 gauss environ en un point P de la surface de la table à trois quarts de pouce du plan axial des deux aimants. Cette densité magnétique s'avéra plus que convenable avec le mélange fluide, à enduire, de liant résineux et de particules magnétiques décrit plus haut. Les aimants permanents fournissent un moyen économique de production de l'intensité élevée requise et d'un champ magnétique uniforme, et ils sont de loin préférés. Des électro-aimants convenables sont considérés comme tout à fait équivalents mais sont évidemment plus coûteux et introduisent des variables additionnelles, par exemple des variations de température.
La bande d'enregistrement magnétique obtenue fut soumise à essai pour des effets directionnels. Sous ce rapport, la bande est considérée comme avançant lorsqu'elle passe par l'enregistreur magnétique dans le sens où elle passe entre les aimants en barres pendant la fabrication et est considérée comme retournant lorsqu'elle se déplace dans le sens inverse.
Des ondes sinusoïdales et autres signaux à diverses fréquences comprises dans la gamme allant de 50 à 15. 000 cycles par seconde furent enre- gistrés et l'intensité de la sortie obtenue au retour fut déterminée. Les essais furent faits dans les deux sens d'avancement et de retour, avec un enregistreur magnétique du type professionnel "Ampex Model 300". Le même essai fut fait sur une bande d'enregistrement magnétique de composition équi- valente mais qui avait été tirée sur un aimant en fer à cheval, juste avant le durcissement, plutôt qu'entre les pôles magnétiques opposés décrits avec référence à la figure 3. Un seul aimant en barre, tel que l'aimant 37 visi- ble à la figure 3, produit le même genre de résultats qu'un tel aimant en fer à cheval.
Les résultats sont représentés par les courbes de la figure 2 du dessin, séparées sur l'axe Y pour plus de clarté, qui montre le débit en déci- bels obtenu avec des signaux d'entrée de fréquences variées. La courbe 20, qui est en réalité deux courbes identiques superposées, représente la sortie pour la bande faisant l'objet de cette invention,produite comme décrit plus haut, et enregistrée (et rejouée) à la fois dans le sens de l'avancement et dans le sens du retour. La courbe 21 illustre les résultats obtenus avec une bande traitée au moyen d'un aimant en fer à cheval, comme noté plus haut, et travaillant dans le sens de l'avancement ; la courbe 22 montre les résultats obtenus lorsque la même bande travaille dans le sens du retour.
On remarque- ra que, tandis que de légères différences seulement d'amplitude de sortie en- tre les courbes 21 et 22 sont obtenues aux fréquences inférieures, ces dif- férences deviennent de plus en plus distinctes comme la fréquence augmente.
A 15. 000 cycles par seconde, la différence d'amplitude de sortie pour les courbes 21 et 22 était approximativement de 6 décibels, ce qui peut être facilement remarqué par l'oreille dans la reproduction de musique et de
<Desc/Clms Page number 5>
sons vocaux.
Comme de nombreux enregistreurs à bande magnétique travaillent dans les deux sens, il est clair qu'un enregistrement et une reproduction d'une haute fidélité uniforme ne peuvent pas être obtenus sur de tels appareils avec une bande d'enregistrement magnétique ayant les propriétés illustrées par les courbes 21 et 22 de la figure 2.
D'autre part, la bande d'enregistrement magnétique nouvelle a un rapport sensiblement identique de l'amplitude d'entrée à l'amplitude de sortie dans les deux sens de déplacement de la bande, à toutes fréquences, comme il est indiqué par la courbe 20.
La bande fut également soumise à essai pour l'induction résiduelle. Dans cet essai, un échantillon étroit de la bande est introduit dans une bobine de teste qui, à son tour, est placée dans une bobine de champ relativement très grande. Un potentiel alternatif est imprimé aux bornes de la bobine de champ, fournissant une force d'aimantation à haute intensité alternative, et les modifications obtenues dans la densité du flux magnétique dans 1' échantillon, avec les modifications de la force d'aimantation appliquée, sont déterminées au moyen d'un oscilloscope connecté à la bobine de test.
Les dessins types de l'oscilloscope obtenus à partir d'échantillons de bande produite suivant la présente invention, comme décrit plus haut sont illustrés à la figure 1, où les courbes 10 et 11 furent obtenues avec des échantillons de la bande enduite pris dans le sens longitudinal et dans le sens opposé, respectivement, le sens longitudinal représentant le sens dans lequel la bande se meut au-delà des têtes magnétiques, pendant l'utilisation. Ces courbes sont corrigées pour l'épaisseur de la couche magnétique, les données étant représentées en termes d'unité d'épaisseur.
Les extrémités des courbes déterminées expérimentalement sont montrées reliées en pointillé, pour la facilité de la lecture.
On verra que la courbe 10,pour l'échantillon pris dans le sens longitudinal, coupe le B ou axe de densité de flux à 550 gauss, tandis que la courbe 11, représentant l'échantillon pris dans le sens opposé à angle droit par rapport au sens de déplacement de la bande pendant l'enregistrement magnétique, coupe l'axe B à 320 gauss seulement. Par conséquent, le rapport de l'indication résiduelle dans le sens longitudinal à l'induction résiduelle dans le sens opposé est, dans cet exemple, égal à 550 = 1,72. Des essais semblables faits sur d'autres bandes d'enregistre- 320 ment magnétique produites suivant les principes de l'invention, comme décrit, ont donné des rapports allant jusqu'à 2 environ et dans tous les cas, le rapport était au moins égal à 1,3.
Les bandes d'enregistrement magnétique fabriquées suivant les procédés courants montrent parfois une induction résiduelle légèrement plus grande dans le sens longitudinal que dans le sens opposé, ce qui semble dû à une orientation physique de particules magnétiques physiquement anisotropiques pendant l'opération de revêtement; mais le rapport ainsi obtenu est, dans tous les cas, de beaucoup inférieur à 1,3.
Comme la densité de flux par unité d'épaisseur est donc sensiblement accrue, on obtient, lorsqu'on rejoue, un rapport signal/parasites bien amélioré. Pour la même raison, une réduction sensible de l'épaisseur de la couche magnétique peut être faite sans que l'on réduise le signal de sortie, si la bande est traitée suivant les principes exposés plus haut.
REVENDICATIONS.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.