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La présente invention concerne une courroie en ma- tière plastique pour l'enregistrement du son et la re- production du son , et particulièrement pour l'emploi en enregistrement et reproduction magnétiquesdu son.
Dans les systèmes d'enregistrement magnétique il est possible d'utiliser une courroie flexible sans couture en matière plastique appropriée. Des rainures appropriées correspondant à la piste peuvent être estampées sur cette courroie. Cette courroie-rainurée elle-même peut porter la couche 1 enregistrer sur l'une ou l'autre de ses faces ou sur les deux faces, ou bien la surface magnétique à enregistrer peut être sur une courroie sans couture séparée et distincte de la surface rainurée de la courroie.
Ainsi, par exemple, une courroie en matière plsatique sur laquelle sontestampées des rainures appro- ,priées peut être utilisée corme piste pour guider une tête
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d'enregistrement ou de reproduction. Cette tête d'enregis- trement ou de reproduction peut coopérer avec une ou plusieurs parties appropriées de la surface rainurée ou avec l'autre face de la courroie rainurée, ou encore, elle peut coopérer avec une courroie unie physiquement séparée et composée de la même matière que la courroie rainurée.
L'emploi d'une courroie en matière plastique préalablement rainurée est hautement désirable, à cause des changements de dimensions (en ce qui concerne la piste) de toutes les matières plastiques avec la température et/o l'humidité. Avec le procédé habituel de tracé de la piste, les erreurs-provenant de ces variations de dimensions sont cumulatives. Même si l'on utilise une courroie physiquement séparée sur laquelle doit être faite la piste, il est désirable que la courroie d'enregistrement soit constituée par la même matière que celle où est faite la piste, afin que les deux puissent varier également avec la température et l'humidité. Pour que le tracé de la piste soit plus précis, la même courroie en matière plastique doit porter à la fois les rainures de guidage de la piste et la piste sonore.
Comme une matière destinée à l'enregistrement et à la reproduction magnétiques ne. modifie-pas son aspect après usage, le terme "piste sonore" sera utilisé pour définir le cheminement physique le long duquel s'effectuent l'enregistrement et la reproduction, et le terme '-piste de guidage" sera utilisé pour définir la rainure servant à déterminer ou à suivre une piste sonore.
Quand on utilise une courroie d'enregistrement, les conditions mécaniques de simplicité et d'encombrement suggèrent l'emploi de mandrins espacés l'un de l'autre, sur lesquels une courroie est disposée, et entre lesquels cette courroie est tendue. Ceci entrain une flexion continuelle de la courroie pendant l'emploi. Une courroie peut être
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aplatie pendant son magasinage. Il est donc essentiel qu'an courroie en matière plastique soit flexible et élastique.
Par élastique, on entend une matière "vive" ou douée de ressort, et se rétablissant bien dans sa forme initiale sans sacrifier à la flexibilité. Un exemple de matière "vive" est le caoutchouc d'une chambre à air d'automobile.
La "vivacité" n'est pas nécessairement la possibilité d'extension de ce caoutchouc, car cette extension n'est généralement pas désirée dans la courroie. Un revêtement magnétique approprié doit être appliqué sur une telle courroie pour permettre l'enregistrement et la reproduction magnétique. Il est essentiel qu'une courroie en matière plastique puisse prendre et retenir ce revêtement magnéti- que en dépit de la flexion. Une courroie d'enregistrement de ce type doit avoir une flexibilité et une élasticité pratiquement uniforme sur une gamme sensible de tempéra- tures, cette gamme de températures s'étendant au-dessous et au-dessus de ce qu'on peut considérer comme températures ambiantes possibles.
Pour éviter qu'un enregistrement ne s'endommage d'une manière permanente, il est également essentiel que la courroie d'enregistrement puisse résister aux pliages et aux déchirures. Un courant d'air froid est indésirable pour la raison que les rainures de guidage préalablement formées doivent rester intactes.
De plus, une courroie d'enregistrement doit pouvoir être conservée longtemps en magasin et doit'avoir une bonne résistance à la fatigue pour pouvoir supporter des courbures, des pliages et des flexions répétée. La courroie doit avoir la stabilité chimique désirable pour qu'elle ne puisse jamais affecter ni être affectée par contact avec l'usager, ou avec beaucoup d'objets tels que les meubles, les tissus, etc... qui sont au voisinage, dans la vie journalière. La courroie ne doit pas être inflammable
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et doit être dense, et susceptible de prendre et de conser- ver un fini uni et poli.
Une courroie en matière plastique qui est portée par des mandrins espacés, particulièrement par des mandrins ayant des surfaces dures de codact avec la courro'ie doit avoir aussi la propriété de dissiper les vibrations. Ceci est désirable pour avoir un isolement contre les vibrations entre la tête d'enregistrement et de lecture et l'un des mandrins ou les deux mandrins. Les vibrations sont fréquem- ment produites par "l'angle d'attaque" des tôles feuilletées de la tête sur le milieu d'enregistrement. Dans ces cas-là, la couche magnétisable dure fait vibrer ou chanter les lame3 ce qui est dû à un accrochage et à un glissement alternatife des tôles sur la surface.
On rencontre fréquemment cette difficulté en utilisant des tampons de feutre et des res- sorts sous la surface d'enregistrement ainsi qu'en mélan- geant un lubrifiant dans la couche, dont il sera parlé plus loin d'une manière plus étendue.
Conformément à la présente invention, il est prévu une courroie sur laquelle on peut facilement estamper des rainures de piste permanentes, et quirépond à toutes les conditions exposées ci-dessus à un degré remarquable.
De plus, la nouvelle courroie d'enregistrement a des propriétés qui sont tout-à-fait supérieures à d'autres matières d'enregistrement, en ce qui concerne l'application de revêtements magnétisables et les propriétés de ces revêtements. A ce point de vue, les propriétés des matières utilisées pour faire la courroie permettent d'utiliser avantageusement ces matières pour toutes les surfaces d'enregistrement en général, que ces surfaces soient sous la forme de courroie, ou de ruban, ou de disque flexible,ou toute autre analogue. Ces propriétés supplémentaires seront décrites plus loin.
Il a été trouvé que les divers types de NYLON flexibles ont des propriétés et caractéristiques excep-
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tionnelles qui sont très désirables pour la fabrication et l'emploi de milieux d'enregistrement magnétisables, particulièrement pour les courroies. Il a été trouvé, également, que les divers types de NYLON, en général, qu'ils soient flexibles ou non, ont des propriétés et des caractéristiques exceptionnelles pour la fabrication et l'usage des revêtements magnétisables pour enregistrement appliqués sur des matières de base en général, et sur des matières de base en "NYLON" flexible spécialement. Pour l'emploi sous forme de revêtement, les divers types de NYLON en général peuvent être utilisés à cause de la très petite épaisseur des couches qu'ils permettent.
Pour la matière de base, qui doit avoir les différentes caractéristiques discutées ci-dessus, les diverses variétés de NYLON flexibles ayant une dureté et une raideur convenables, donnent à l'enregistrement des caractéristiques remar- quables.
Comme il est bien connu, les diverses variétés de NYLON peuvent être faites rigides ou flexibles.
Voire par exemple une notice intitulée "Du Pont Nylon Molding Powder" (Poudre à mouler en Nylon de Du Pont), publiée par E.I. du Pont de Nemours & C (Inc.) de Wilmington, Delaware, en 1952. Elle.indique qu'il est fabriqué une variété de NYLON flexible, connu dans le commerce comme type 8 Du Pont, ou vendu par ce fabricant sous sa désignation de code FM-8001. La variété de-NYLON type 8 de Du Pont, mesurée d'après les standards A.S.T.M.
(de la Société Américaine d'Essais de Matériaux), a une dureté d'environ 35 (Rockwell ) et une raideur d'environ 980 Kg/cm2 à environ 23 C. Les caractéristiques du type 8 ne sont pas répertoriées sur la page 12 de la notice mentionnée ci-dessus, mais celles d'autres variétés de NYLON le sont. Les chiffres donnés ci-dessus sont des valeurs moyennes et varient comme il est établi dans la
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no tice. La variété de NYLON FM-8001 constitue une matière - de base d'enregistrement très satisfaisante.
Tout en n'étant pas aussi désirable que le type 8 pour constituer une matière de base, la variété de NYLON qui peut être fournie sous la désignation FM-6901 est aussi excellente comme matière d'enregistrement. Sa dureté et sa raideur moyenne sont environ 45 Rockwell et environ 1400 Kg/cm2 respectivement. Une grande quantité de variétés de NYLON peuvent être faites simplement en mélangeant différentes espèces de poudres de variétés de NYLON, comme par exemple en mélangeant les sortes 6901 et 8001. Une personne expérimentée dans la technique du NYLON peut facilement obtenir différentes espèces de NYLON flexible.
En général, pour la matière de base d'enregistrement des courroies réalisant la présente invention, on peut obtenir des résultats satisfaisants en utilisant une variété de NYLON flexible ayant une dureté moyenne située dans la gamme d'environ 30 à environ 50 (Rock- well ) et une raideur moyenne située dans la gamme d'envi ron 700 à 1760 Kg/cm2, ces valeurs étant déterminées dans les conditions d'essais exposées à la page 12 de la notice; c'est-à-dire, la raideur étant mesurée à environ 23 C, et tous les essais étant faits suivant les méthodes et les standards de la Société Américaine d'Essais de Matériaux (A.S.T.M.). La gamme de moyenne préférée va d'environ 35 à environ 45 pour la dureté, et d'environ 980 Kg/cm2 à 1400 Kg/cm2 pour la raideur.
Pour le revêtement sensible, le NYLON est de préférence de la variété flexible et peut très bien être le même que celui qui est utilisé pour la matière de base.
Cependant, le NYLON destiné au revêtement magnétisable peut comprendre d'autres formes de NYLON moins flexible ou toute espèce de NYLON, puisque l'épaisseur du revête- ment peut être sensiblement plus petite que l'apaisseur de
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la matière support d'enregistrement, particulièrement quan cette matière du support est sous la forme d'une courroie ou d'un disque. La nécessité d'obtenir un revêtement adhérent entraîne, dans le cas de matières plastiques de base, y compris les variétés de NYLON , l'emploi d'un solvant qui sera commun au NYLON de la couche et à la matière de base. Certaines matières de base, comme par exemple le verre, prennent et retiennent les couches de NYLON obtenues en dissolvant le NYLON dans un solvant.
Comme on peut se procurer tellement de solvants pour les diverses variétés de NYLON et pour les matières plastiques en général,il est possible d'obtenir un revête- ment adhérent de NYLON pratiquement sur toutes les matières plastiques,y compris les diverses variétés de NYLON, qui peuvent être dissous sur beaucoup de matières telles que le verre, le métal, etc... Comme il est bien connu, quel- ques solvants dissolvent certaines variétés de NYLON et ne dissolvent pas d'autres variétés de NYLON.
Maintenant, les matières plastiques à base de polyéthylène fluoré que l'on trouve dans le commerce sous les noms de Teflon et de Kel-F, respectivement, ne peuvent' prendre un revêtement adhérent de NYLON ou de touteautre matière plastique. Cependant, en général, ceux qui sont expérimentés en matières plastiques peuvent facilement réaliser une solution de NYLON qui adhère sur des matières de base en NYLON, en matières plastiques en général.-(sauf les deux mentionnées ci-dessus) et sur de nombreuses matiè- res de base désirables telles que le verre, le métal, le bois, etc.. Il sera donc entendu que par les termes "sol- vant compatible de NYLON", "solvant pour produire un revê- tement de NYLON adhérent" et autres expressions analogues, on indique qu'un solvant est choisi pour produire, en fait, un revêtement de NYLON adhérent.
En ce qui concerne l'adhérence, le NYLON est
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très désirable pour faire un revêtement destiné à constituer une surface magnétisable pour enregistrements magnétiques.
Les liants habituels, comme l'acétate de cellulose, par exemple, ne peuvent adhérer à de nombreuses matières de base. Cette propriété indésirable est aggravée par la nécessité d'introduire une matière lubrifiante dans la matière à étendre, parce que la couche d'oxyde de fer utilisée est abrasive. L'huile de ricin ou le bisulfure de molybdène sont fréquemment utilisés pour donner des propriétés lubrifiantes au revêtement afin de réduire au minimum l'usure de la tête d'enregistrement et de lecture, mais ces matières, particulièrement l'huile de ricin sont d'autre part indésirables pour des considérations d'appli- cation de revêtement et d'adhérence.
Considéré comme un liant et comme un revêtement pour une surface magnétisable, quelle que soit généralement la nature de la matière de ba- se, le NYLON est auto-lubrifiant, et a une telle affinité pour les particules d'oxyde de fer qu'il est possible d'en- rober ces particules dans un film de NYLON extraordinaire- ment fin. La résistance supérieure du NYLON rend le film très dur.
A cause de la résistance du NYLON, de sa grande affinité pour les particules d'oxyde de fer magnétisable, sa dureté et son grand pouvoir d'adhérence, un liant en NYLON permet d'avoir pratiquement une plus grande densité d'oxyde de fer. Cela donne à la surface magnétisable 'une sensibilité et un débit nettement plus grands. Le NYLON présente un avantage supplémentaire sur d'autres liants : c'st qu'il peut être facilement calandré, pour lui donner une surface lustrée ayant le maximum de poli de surface et la quantité minimum de liant. Il en résulte encore une plus grande sensibilité d'enregistrement et de débit puis- que la séparation entre le circuit magnétique de la tête d'enregistrement et de lecture et les particules d'oxyde est réduite.
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En plus des propriétés précédentes de la matière plastique , le NYLON a une gamme suffisamment grande de température d'amolissement pour pouvoir être préparé pour l'estampage, ou pour être soudé et estampé. Au-des- sous de la gamme de températures pour laquelle le NYLON fond ou se ramollit sensiblement, le NYLON a la propriété désirable de conserver sa flexibilité et son élasticité à un degré beaucoup plus grand sur des gammes de températures étendues que cela n'a lieu pour la plupart des matières plastiques non rigides.
Pour comprendre plus complètement la présente invention, on va maintenant se référer aux dessins dans lesquels la figure 1 représente une courroie d'enregistre- ment réalisée suivant la présente invention.
La figure 2 est une vue en perspective isométrique d'une machine destinée à appliquer un revêtement magnétique sur la courroie d'enregistrement représentée à la figure 1.
La figure 3 est une vue en plan d'une partie de la machine représentée à .la figure 2.
La figure 4 est un plan partiel d'une machine à calandrer simple, pour donner une finition à un revête- ment magnétique sur une courroie d'enregistrement selon la présente invention.
En se référant à la figure 3, la courroie d'enre- gistrement 10 a des bords 11 et 12 et est en NYLON flexible, la courroie 10 peut avoir toutes dimensions voulues, et pratiquement, peut avoir une largeur de* l'ordre d'environ 10 cm et une longueur circonférentielle de l'ordre d'environ 30 cm. Ces dimensions sont données à titre d'exemple et varient avec le type de machine d'enregistrement et de reproduction utilisée, et les usages pour lesquels la courroie doit être employée. La matière de la courroie elle-même est une variété de NYLON en feuille ayant une épaisseur située entre environ 0,3 mm
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et environ 0.6 mm, de préférence environ 0, 4 mm.
Le NYLON flexible peut être des types mentionnés précédemment, c'est-à-dire les numéros ni-8001 ou FM-6901, ou un mélange de ces deux variétés de NYLON ou d'autres variétés de NYLON ayant la flexibilité, la dureté, et la raideur voulus dans les gammes indiquées précédemment.
En se référant à la figure 1, une piste de guidage indiquée en général par 15 est estampée sur la courroie 10, et peut être hélicoïdale et s'étendre pratique ment sur toute la largeur de la courroie. Il est également possible d'avoir un certain nombre de pistes de guidage san fin parallèles, ou d'avoir un certain nombre, de pistes hélicoïdales séparées et disposées entre elles comme des filets de vis doubles ou triples. La piste de guidage 15 peut également s'étendre sur une partie seulement de la largeur de la courroie.
La piste de guidage 15 est suffisamment profonde et large pour qu'un guidage mécanique soit possible, par exemple, la piste de guidage 15 peut avoir une profondeur de'l'ordre d'environ 0,2 mm. Comme il est représenté à la figure 1, les côtés de la rainure de guidage sont géné- ralement perpendiculaires au plan de la feuille de matière constituante, mais cela peut être modifié pour remplir ., les conditions posées. Le pas de la rainure de guidage 15 peut être choisi pour répondre aux conditions. Pour l'en- registrement et la reproduction magnétiques, ,une piste sonore doit avoir une largeur transversale à la surface d'enregistrement, au moins de l'ordre d'environ 0,4.mm.
Des largeurs plus petites sont possibles, mais elles imposent des conditions difficiles aux amplificateurs et aux têtes d'enregistrement et de lecture. Avec une largeur de rainure de guidage de piste, à la surface d'enregistre- ment, d'environ 0,15 mm et un pas d'environ 0,53 mm 190 fi- lets pour 10 cm., on aura une largeur de piste sonore d'en-
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viron 0,4 mm. Si les surfaces situées entre des rainures adjacentes sont utilisées cornue pistes sonores, la largeur- de la piste sonore sera alors égale à l'espace compris en- tre les parois des rainures.
D'autre part, si la rainure de guidage n'est utilisée uniquement que pour guider, une autre partie de la surface d'enregistrement étant utilisée pour la piste sonore, la largeur. maximum possible de la piste sono- re sera alors égale au pas de la rainure. Les différentes dimensions sont mesurées dans le plan défini par les espaces utilisables entre rainures.
Des parties de largeur convenable peuvent être lais- sées intactes au long des bords 11 et 12 de la courroie.
Comme il a été indiqué précédemment, une courroie es- tampée peut être utilisée uniquement comme guide en liaison avec une courroie d'enregistrement séparée de matière simi- laire, ayant une surface d'enregistrement magnétisable appro- priée. Pour de nombreux usages, il sera désirable que le cô- té rainuré de la courroie 10 soit recouvert d'une couche magnétisable en 16, ou que le côté opposé non rainuré de la courroie soit revêtu de la couche magnétisable comme indiqué en 17, ou bien que les deux côtés reçoivent un tel revête- ment. Dans tous les cas, que la surface de la courroie qui doit recevoir le revêtement contenant l'oxyde magnétique soi- unie ou rainurée, en peut appliquer la même technique d'ap- plication du revêtement.
Pour appliquer un revêtement magnétique sur une ma- tière support d'enregistrement, on prépare une suspension ou émulsion d'oxyde ou d'oxydes magnétiques dans du NYLON dissous. L'oxyde ou les oxydes de fer peuvent être de la variété rouge ou de la variété noire, ou un mélange comrne on le fait habituellement dans l'enregistrement magnétique.
D'après la pratique habituelle, on emploie un oxyde ou des oxydes de fer magnétiques finement divisé, dont les particu- les ne dépassent pas un micron environ.
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La solution de NYLON et l'oxyde (ou les oxydes) magné- ,,que sec sont broyés au moulin à boulets jusqu'à ce que les essais montrent que le broyage est suffisant. Ceci est en accord avec la pratique courante. En pratique, la solu- tion de NYLON peut être placée dans le moulin à boulets, et la poudre d'oxyde sec y est ensuite versée. L'ordre des opérations n'a pas d'importance, et l'on peut mélanger la poudre et la solution avant de les introduire dans le moulin à boulets. L'action du moulin à boulets tend à réduire l'ag- glomération des oxydes, et à enrober les particules indi- viduelles d'oxyde avec un revêtement de solution de NYLON.
La proportion en poids de l'oxyde de fer par rapport au NYLON plus oxyde de fer peut se situer entre 70% d'oxyde de fer jusqu'à un maximum d'environ 90% d'oxyde de fer, mais un maximum d'environ 85% est préférable. La proportion est déterminée d'après le poids du mélange résultant oxyde de fer-NYLON, après que le liant est sec. Les proportions maxima d'oxyde de fer données ici sont plus élevées qu'elles ne sont pratiquées commercialement avec d'autres liants.
Les quantités de solvant et de diluantpeuvent varier suivant les conditions d'application du revêtement. En général, l'ox de suspendu dans une solution de NYLON aura l'aspect d'une boue épaisse ressemblant à un mélange consistant d'eau et de plâtre de Taris.
Il est bien entendu que plus le revêtement contient d'oxyde de fer, plus la perméabilité effective du revêtement est grande. Toutes choses égales par ailleurs, le nouveau revêtement résultant du mélange de NYLON dissous et d'oxyde de fer peut avoir une perméabilité sensiblement plus grande que les revêtements appliqués antérieurement tout en conser- vant une bonne solidité de film ainsi qu'une flexibilité et une adhérence satisfaisantes.
La nature du solvant du NYLON (ou du mélange compo- sant un solvant) dépend de facteurs tels que la nature de
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la matière de la courroie, la rapidité de séchage voulue et le prix de revient. Des solvants composés contenant des'' retardeurs pour contrôler le temps de séchage, sont bien connus.
Ainsi qu'on l'a fait remarquer précédemment, le solvant du NYLON doit généralement"mordre" dans la matière de la courroie pour donner un film adhérent. Quand le solvant du NYLON dissout aussi la matière de base, la courroie dans le cas présent, il n'y a généralement pas de question d'adhérence. Dans le cas du verre, du bois, du métal ou d'autres matières, l'adhérence du film a peu à faire avec l'action dissolvante sur la matière de base.
Nais pour les matières plastiques en général, l'adhérence du revêtement est due généralement à une véritable action de soudure provenant d'un solvant commun agissant sur le liant du revêtement et sur la matière de la base. Dans le cas du NYLON, certains liquides sont solvants de certaines variétés de NYLON seulement. Cependant il y a des solvants qui agissent sur toutes les variétés de NYLON. Des exemples de ces solvants sont le phénol fondu et l'acide formique chaud (pages 16 et 47 de "Poudre à mouler en NYLON Du Pont").
On connaît aussi d'autres solvants. Certaines variétés de NYLON flexibles particulièrement le type 8, sont dis- soutes par les alcools méthylique, éthylique, butylique, furfurylique, propylique et iso-propylique, ou par des mé- langes de ces alccols, ce groupe étant indiqué à titre d'exemple. C'est une règle qu'une petite quantité d'eau peut être employée avec le solvant pour contrôler la solu- bilité du NYLON. La quantité d'eau peut s'élever jusqu'à 20 ou 30% du volume du solvant, quoiqu'une moins grande quantité d'eau puisse être désirable dans certaines condi- tions quand le revêtement ne doit pas être utilisé immédia- tement.
Des revêtements de NYLON sont utilisés pour les tex- tiles et pour le papier, et les solutions convenant à ces
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revêtements sont décrites dans le Bulletin d'Information n X 21 publié par E.I. Du Pont de Nemours et C (Inc.) et mentionnées à la page 47 de la notice sur "les poudres de moulage en Nylon" nommée précédemment.
Différents mélanges des solvants mentionnés précé- demment peuvent être faits pour composer un solvant de NYLON ayant la rapidité de séchage voulue. Par exemple, l'alcool méthylique tend à rendre le séchage du revêtement plus rapide tandis que l'alcool furfurylique tend à augmen- ter le temps de séchage.
Voici un exemple de composition de revêtement :
EMI14.1
<tb> Oxyde <SEP> de <SEP> fer <SEP> (IRN-110) <SEP> 126 <SEP> (parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb> Boulettes <SEP> de <SEP> NYLON <SEP> FM-8001 <SEP> 14
<tb>
<tb> Alcool <SEP> méthylique <SEP> (sensiblement <SEP> pur) <SEP> 95
<tb>
<tb> Alcool <SEP> butylique <SEP> (sensiblement <SEP> pur) <SEP> 100
<tb>
<tb> Eau <SEP> 30
<tb>
<tb> Acétate <SEP> de <SEP> méthyle <SEP> cellosolve <SEP> 35
<tb>
<tb> Total <SEP> : <SEP> 400 <SEP> (tout <SEP> en <SEP> poids)
<tb>
Le numéro d'oxyde de fer est la désignation de code d'une qualité particulière de l'oxyde de fer rouge magnétique gamma vendu par C.K. Williams et C de St-Louis Est, Illinois, pour être employé dans les revêtements d'en- registrement magnétique et pour d'autres usages.
Les quatre derniers éléments composent un solvant pour le NYLON. Cette solution et l'oxyde de fer sont broyés au moulin à boulets dans les conditions voulues pour empê- cher la perte de solvant. ''
L'exemple précédent contient environ 90% d'oxyde de fer et fait un revêtement à séchage rapide. Dans cet exemple, l'oxyde de fer peut être réduit par rapport au chiffre donné pour donner une plus faible proportion entre l'oxyde de fer, et l'oxyde de fer plus solvant. En général, une proportion d'environ 85% d'oxyde de fer par rapport à l'oxyde de fer plus solvant donnera un revêtement ayant de bonnes caractéristiques d'adhérence et de prévention
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des craquelures.
En calculant les proportions précedentes, on trouve qu'une petite quantité d'eau et d'acétate de méthyle cellosolve reste en permanence dans le liant. Pour cette raison, la proportion d'oxyde de fer par rapport à l'oxyde de fer plus solvant comprend une petite quantité d'une partie des solvants. Cette addition dans la propor- tion due aux solvants est faible. Les proportions d'alcool et d'acétate cellosolve peuvent être modifiées pour contrô- ler le temps de séchage. Il en est de même pour l'eau dont la quantité peut aussi être modifiée.
Voici un second exemple d'une composition pour un revêtement selon la présente invention:
EMI15.1
<tb> Oxyde <SEP> de <SEP> fer <SEP> (IRN-110) <SEP> 119 <SEP> (parties <SEP> en <SEP> poids)
<tb>
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<tb>
<tb> NYLON <SEP> FM-8001 <SEP> 21
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<tb> CH3OH <SEP> 75
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<tb> BuOH <SEP> 100
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<tb> Alcool <SEP> isopropylique <SEP> 20 <SEP> Solvants.
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Acétate <SEP> de <SEP> méthyle <SEP> cellosolve <SEP> 35
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<tb> Eau <SEP> 30
<tb>
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<tb>
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<tb> Total <SEP> 400
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L'exemple ci-dessus contient environ 85% d'oxyde de fer par rapport à l'oxyde de fer-plus-liant. Par-suite de la quantité réduite d'alcool méthylique dans ce second exemple ainsi que de l'addition d'alcools plus élevés, le temps de séchage est plus long dans cet exemple que dans le premier exemple.
La teneur en oxyde de fer peut, naturllement, être réduite comme ci-dessus. L'acétate de méthyle cello- solve et l'alcool butylique donnés comme exemples peuvent être remplacés. Si l'on veut un séchage plus lent, on peut utiliser 1''alcool furfurylique comme contrôle. Plus la quan- tité de .cet 'alcool sera grande, plus le séchage sera lent.
Dans les deux exemples, d'autres variétés de NYLON telles que le FM-6901, ou des mélanges de variétés de NYLON
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peuvent être employés et des mélanges appropriés de solvants peuvent être faits. La résistance du film et son pouvoir de s'opposer aux craquelures sont déterminés d'une certaine manière par l'épaisseur du film et la nature de la matière de base. De plus, la quantité de pliage qui doit être sup- portée par le revêtement est aussi un facteur. Ainsi, la réduction de la teneur en oxyde de fer tend à augmenter la solidité du film et à réduire sa tendance à se craqueler dans les courbures brusques.
En général, les facteurs précédents sont bien compris dans la technique des revêtements et particulière- ment dans la technique de la fabrication des matières pour enregistrement magnétique.
En supposant qu'on ait obtenu la suspension voulue d'oxyde de fer dans la solution de NYLON, une machine appropriée appliquera une couche magnétisable sur la cour- roie 10. Ainsi, en se référant aux figures 2 et 3, une machine à appliquer cette couche magnétisable indiquée en général par 25, comporte une cuve 26 contenant la sus- pension ou émulsion mentionnée précédemment. Un dispositif approprié peut être prévu pour empêcher la sédimentation de la suspension et l'évaporation du solvant. Un rouleau d'alimentation 27 convenablement supporté, plonge dans l'émulsion,'et est entraîné par une poulie 28 et une courroie 29. Le rouleau 27 est en caoutchouc ou en une autre matière flexible. Comme il est bien connu, dans les machines à appliquer ces revêtements, il peut y avoir au- tant de rouleaux qu'on peut le juger nécessaire.
Ces rou- leaux peuvent être munis de mécanismes permettant de leur donner une oscillation longitudinale pendant leur rotation aussi et peuvent être/munis de lames de raclage. Pour simplifier, un rouleau supplémentaire 30 est représenté pour recevoir la matière à appliquer du rouleau d'alimentation 27. Le rouleau d'application du revêtement 30 comporte une roue d'engrenage 31 enprise avec un engrenage 32 monté sur
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l'arbre du rouleau 27. Le rouleau d'application 30 est con- venablement tourilloné, les paliers étant, de préférence, - prévus pour régler le contact entre les surfaces des rou- leaux 27 et 30.
La courroie 10 est tendue entre les mandrins 41 et 42, ces mandrins étant supportés à une extrémité seule- ment, leur autre extrémité étant libre pour permettre d'en- trer la courroie et de la retirer. Le mandrin 41 est suppor- té par un bras 44 monté à pivot en 45 sur la machine 25. Le mouvement du bras 44 et du mandrin 41 vers le rouleau 30 est contrôlé par une butée réglable 47 portée par la machine
25. Cette butée est utile pour que la séparation entre les surfaces du rouleau 30 et de la courroie 10 puisse être con- trôlée avec précision. En pratique, la courroie 10 touche à peine le revêtement couvrant la surface du rouleau 30. Il vaut mieux que les vitesses superficielles des différents rouleaux 29 et 30 et de la courroie 10 soient sensiblement égales pour qu'il y ait peu ou pas de glissement.
La position du bras 44 peut être contrôlée de dif- férentes manières. Ainsi, on peut utiliser un cylindre à ' air comprimé 50 ayant des tuyaux d'alimentation d'air 51 et 52 de chaque côté d'un piston. Le piston 53 est convena- blement couplé au bras 44, de sorte que le cylindre à air comprimé peut maintenir fermement le mandrin 41 dans sa position limite d'application du revêtement, ou bien, il peut retirer le mandrin du rouleau 30.
Le mandrin 42 est porté par n bras 60 monté à pivot en 61 sur le bras 44. Un ressort approprié peut être prévu pour écarter le mandrin 42 du mandrin 41 pour que la cour- roie 10 soit tendue sur les deux mandrins.
Le mandrin 41 a une poulie 65 entraînée par une courroie 66 commandée par une poulie 67. Cette poulie 67 est fixée rigidement à une poulie 68 entraînée par une courroie 69 commandée par une poulie montée sur l'arbre du rouleau 30. Le centre des poulies 67 et 68 est le centre
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autour duquel-le mandrin 41 peut tourner par-l'action du cylindre à air comprimé. Ainsi, la transmission de la force motrice par poulies entre le mandrin 41 et le rouleau 30 ne sera pas affectée par le réglage du mandrin.
Cette disposition du mandrin est désirable pour que la courroie puisse être entraînée indépendamment de sa position par rapport au rouleau 30. On doit amener la cour- roie auprès du rouleau étendeur 30 pour recevoir l'émulsion, ou bien l'éloigner du rouleau pour le séchage du revêtement dé posé. En général, un revêtement magnétisable ,qu'il soit sur une courroie ou qu'il soit sur une autre matière devant porter l'enregistrement, comme 'un ruban, . généralement une épaisseur qui va d'environ 0,08 mm jusqu'à 0,25 mm., avec une gamme préférée de 0,1 mm environ, à 0,18 mm environ.
Quand on dépose un revêtement sur un ruban, le départ et l'arrêt du dépôt du revêtement ne présentent aucun prodlème.
Les parties du ruban correspondant au commencement et à la fin de l'application du revêtement peuvent être séparées et écartées de sorte qu'on peut n'utiliser que le ruban ayant reçu un revêtement continu et uni. On ne peut faire évidem- .ment la même chose dans le cas d'une courroie sans fin.
Dans le cas d'une courroie sans fin où le revêtement est appliqué simultanément sur toute la,largeur de la courroie, il est nécessaire d'avoir un dépôt satisfaisant sur toute la longueur de la courroie. Il est donc essentiel d'éviter tout défaut d'application du revêtement au moment de sa mise en marche ou de son arrêt. On arrive à ce résultat en subdi- visant l'application du revêtement en un certain nombre d'o- pérations séparées, chaque opération déposant une couche très mince d'émulsion magnétisable, et le revêtement magné- tisable final consistant en un certain-nombre de ces couches séparées superposées.
Comme règle, le nombre de ces couches séparées peut être entre un minimum de deux ou trois cou- ches superposées jusqu'à cinq couches superposées ou davan- tage suivant les spécifications établies pour le fini du ,
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revêtement déposé et l'uni de sa surface. Pour la facilité de la description, chacune des couches superposées d'émul- sion magnétisable sera appelée"couche constituante", et le revêtement terminé sera simplement appelé "revétement com- plet".
Chaque couche constituante est obtenue en disposant la courroie en relation prédéterminée avec le rouleau éten- deur pour en recevoir la matière de revêtement. Comme règle, chaque couche constituante sera obtenue en faisant faire à la courroie'entre environ deux tours et cinq tours ou davan- tage. Il n'est donc pas nécessaire de regarder tourner la courroie pour s'assurer qu'un nombre exact de tours est effectué. En fait, il serait pratiquement impossible de con- trôler la course de la courroie pour que la fin d'une cou- che constituante soit auprès de son commencement.
Comme exemple, si la courroie fait environ cinq passes au-dessus du rouleau étendeur pour chaque couche constituante, et si cinq couches constituantes sont prévues pour faire une cour- che complète, il s'ensuit qu'une passe de la courroie au- dessus du rouleau étendeur sera responsable d'un dépôt de matière magnétisable ayant une épaisseur d'environ 1/25 de l'épaisseur finale. Cette variation ne peut être détectée par aucune tête d'enregistrement et de lecture. Des résul- satisfaisants tats/sont obtenus en prévoyant un moyen pour s'assurer que la courroie fait, par exemple, cinq tours par couche cons- tituante, ces cinq tours revenant pratiquement à une.lon- gueur comprise entre quelque fraction au-dessous de cinq tours et quelque fraction au-dessus de cinq tours.
La couche humide de matière magnétisable a comme règle, une épaisseur sensiblement plus grande que la même couche après qu'elle a été séchée, le rapport étant généralement d'environ 5 à 1. Il n'est donc pas difficile de régler les mandrins pour que la courroie puisse prendre l'épaisseur voulue de matière humide du rouleau étendeur
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Si -'L'or fait faire à la courroie un certain nombre de passes par rapport au rouleau étendeur pour chaque couch constituante, on obtient généralement l'uniformité d'épais- seur de cette couche constituante. Quand l'émulsion a été appliquée sur la courroie pour former une couche consti- tuante, les mandrins sont écartés du rouleau 30 pour faire sécher cette couche constituante.
Il convient de sécher une couche constituante avant de lui superposer une couche fraîche pour faire la couche constituante suivante. Le sé- chage de la couche constituante d'oxyde précédente ou sous- jacente, doit être suffisant pour que la couche fraîche ne puisse pas redissoudre la couche précédente.
Pour accélérer le séchage, un dispositif de séchage tel qu'une lampe chauffante 75 peut être prévu, cette lampe étant placée dans une position telle que la courroie soit sensiblement affectée par la lampe quand la courroie a été écartée du rouleau étendeur. Comme il est représenté ici, la lampe chauffante 75 est disposée pour agir sur la partie de la courroie qui recouvre le mandrin 42. Ainsi, quand les deux mandrins seront éloignés du rouleau distributeur 30, le mandrin 42 sera amené suffisam- ment près de la lampe pour que la'chaleur de cette lampe affecte la couche et la fasse sécher. La chaleur de la lam- pe doit être suffisante pour répandre une douce chaleur sur la couche. En général, il ne convient pas de sécher trop rapidement, parce que la texture superficielle serait af- fectée défavorablement.
La très faible épaisseur du revêtement magnétique est d'un ordre beaucoup plus petit que les dimensions de le rain.ure dans la courroie d'enregistrement. Il n'y aura sensiblement aucun oxyde magnétique dans la rainure, et il n'y aura donc aucune tendance à ce que la rainure de guidage puisse s'engorger avec de l'oxyde.
Pendant qu'une couche constituante est encore humide
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,et molle, ce qui est le cas nuand la courroie est en con- tact avec le rouleau étendeur 30, il peut être désirable d'orienter les particules d'oxyde. Les particules d'oxyde de fer sont généralement plus longues dans une direction, le rapport entre leur longueur et leur dimension transver- sale étant habituellement d'environ 4 ou 5 à 1. Ainsi, par exemple, une particule d'oxyde de fer d'un micron aura sa dimension de un micron dans le sens de sa longueur, et sa dimension transversale sera de 1/4 ou 1/5 de un micron.
On comprend que ces particules d'oxyde ont des orientations distribuées au hasard dans le revêtement et sur la courroie. Les particules sent habituellement étroi- tement serrées, et le liant présente de grandes forces de tension superficielles et pour ces raisons, les particules peuvent n'avoir qu'une liberté limitée pour tourner ou s'o- rienter. Néanmoins, l'orientation magnétique agit générale- ment sur un nombre suffisant de particules d'oxyde pour augmenter sensiblement l'efficacité de la matière pour l'en- registrement et la reproduction sonores. "Pour effectuer l'orientation magnétique, il est prévu un aimant 77 repré- senté ici comme un aimant permanent en forme d'U en matière telle que l'Alnico V.
L'aimant comporte des pièces polaires 78 et 79 disposées très prés de la surface du revêtement, l'entrefer entre les pièces polaires opposées de l'aimant s'étendant en travers de la courroie...L'entrefer peut avoir toute dimension appropriée comme 1,6 mm ou davantage.
Si l'aimant est disposé de manière que ces pièces polaires soient très près du revêtement magnétisable, les lignes du flux magnétique seront attirées vers le bas et passeront dans le revêtement à travers les particules d'oxyde de fer.
La densité du flux peut être suffisante pour saturer les particules d'oxyde. Au-delà de cette densité, l'excès de flux a un effet négligeable.
Les lignes de force sont généralement dirigées
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suivant la longueur du parcours de la courroie, de sorce que les particules d'oxyde de fer tendent à s'aliguer dans le sens de la longueur de la courroie. Cette tendance à l'alignement des particules d'oxyde de fer a principalement pour effet de créer dans chaque particule magnétique affec- tée, une force tendant à aligner la particule dans une direction telle que la projection de la longueur de la particule sur la courroie soit dans le sens de la longueur de la courroie.
Vues du bord de la courroie en regardant le long de la surface de la courroie dans une direction per- pendiculaire à son parcours, plus précisément le long du rayon visuel en travers de la courroie, les particules, si elles pouvaient être vues, auraient encore une orientation au hasard depuis la position horizontale jusqu'à une posi- tion verticale'extrême. Il convient d'orienter les particu- les d'oxyde métallique de telle manière que leurs projec- tions sur des lignes parallèles à la surface de la courroi-. mais suivant la largeur plutôt que suivant la longueur de la courroie soient aussi horizontales.' La première orien- tation obtenue par le champ magnétique peut être considérée comme orientation suivant la longueur de la courroie.
Cette seconde orientation des particules peut être considérée comme une orientation dans des plans,parallèles à la surface de la courroie.
Pour obtenir le second type d'orientation des particules d'oxyde magnétisable, la courroie peut être calandrée de préférence avec un rouleau poli chaud. Si le calandrage est effectué avant que les différentes couches constituantes du revêtement soient complètement sèches et dures, on peut obtenir une certaine orientation par lami- nage à froid. Cependant, comme le NYLON fond facilement avec un fer ou un rouleau chaud, on préfère calandrer le revêtement avec un rouleau poli chaud. Non seulement le calandrage tend à améliorer l'orientation des particules
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d'oxyde magnétique, qui se trouvent suivant des lignes per- pendiculaires à la courroie, mais il donne au NYLON une sur- face unie et polie comme un miroir. Le revêtement de NYLON sèche en formant un fini mat parfaitement uni.
Cependant, le calandrage améliore cette surface en la rendant pres- qu'aussi polie qu'un miroir. Ce poli du NYLON ainsi que les propriétés lubrifiantes naturelles du NYLON donnent un revêtement dont la surface impose un minimum de fatigue et d'usure aux têtes d'enregistrement et de lecture. Quand le NYLON est fondu sa tension de surface tend à former un mince film cohérent de surface sur le revêtement et élimine à un degré sensible la possibilité que des particules d'oxy- de de fer restent réellement sur la surface où elles pour- raient entrer en contact avec les tales de la tête d'enre- gistrement et dé lecture.
Avant le calandrage, le revêtement de NYLON tend à former des surfaces légèrement convexes dans les espaces, compris entre des rainures adjacentes. La légère convexité est de l'ordre de 0,0025 mm., et peut être due à la tension superficielle ; cependant, un calandrage correct aplatit les surfaces du NYLON. La température, la vitesse et la pres- sion du calandrage doivent être réglées pour obtenir la surface voulue. Il n'y a pas de valeurs critiques, et .tout le processus du calandrage peut varier dans des limites sensibles. Ainsi, des rouleaux plus chauds peuvent être u- tilisés avec une plus grande vitesse superficielle. Comme pour le repassage en général, il est nécessaire de conserver la courroie et/ou le fer, continuellement en mouvement, pour empêcher que le fer ne colle.
La pression doit être suffi- sante pour aplatir la légère convexité du NYLON. Une pres- sion ou un échauffement excessifs fera gondoler la courroie et endommagera son revêtement. En général, on fait un tour d'essai pour qu'un rouleau de calandrage chauffé par exemple à 200 C puisse juste fondre une couche superficielle du
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revêtement. La pression de calandrage peut être graduelle- ment élevée en partant d'une faible valeur jusqu'à ce que la surface désirée soit obtenue. Aucune température, vites- se ou pression particulière ne sont nécessaires, et le calandrage peut être facilement effectué par un opérateur ayant acquis une certaine expérience.
La figure 4 représente une vue fragmentaire d'un système simple de calandrage. La courroie recouverte de son revêtement est entraînée sur deux mandrins espacés comme dans les figures 2 et 3. Un rouleau poli chaud 80 tourne à la même vitesse superficielle que la courroie. La pres- sion du rouleau peut être contrôlée par un cylindre à air comprimé comme dans la figure 2.
Il est bien compris que la technique de revêtement utilisant la nouvelle composition de revêtement comportant une solution de NYLON peut être utilisée sur une matière de base autre que le NYLON et ayant une forme autre que celle de la courroie. Ainsi, la nouvelle composition de revêtement avec NYLON dissous peut être utilisée sur bande, disques' ou cylindres de NYLON ou d'autre matière. Dans le cas du ruban, le revêtement magnétisable peut être appliqué en une fois, la bande enduite passant sous l'influence d'un aiamant, soit aimant permanent, soit électro-aimant, et passant ensuite sous des appareils sécheurs appropriés tels que des lampes de chauffage, si ces appareils sont néces- saires ou désirables.
Une base d'enregistrement en NYLON flexible munie d'un revêtement magnétisable comportant du NYLON dissous comme liant, a été reconnue comme ayant des caractéristiques désirables exceptionnelles et une durée utile exceptionnel- lement longue. Le NYLON ayant les caractéristiques de dure- té-et de raideur indiquées précédemment, est particulière- ment désirable. D'autres variétés de NYLON peuvent être uti- lisées dans des cas où les conditions sont moins rigoureu- ses ou pour lesquelles la durée n'est pas importante. La
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dureté du NYLON, ainsi que sa propriété de résister aux pliages, et cependant de maintenir sa "vitalité", permet de réaliser une courroie qui peut supporter un dur service et un mauvais traitement pendant de longues durées, dans de conditions très différentes.
La nouvelle courroie peut également avoir une longue durée de magasinage sans aucune tendance sensible à se craqueler sur les bords. Le revête- ment de NYLON séparé de la matière de la courroie a permis une amélioration des résultats obtenus avec une tête d'en- registrement et de lecture, et a rendu possible de faire fonctionner ces têtes pendant de longues durées, sans que le métal montre une usure appréciable.