Brevet FR2134053A1 — publié le 19721201

L'invention concerne un procédé pour fabriquer des supports magnétiques d'enregistrement en appliquant sur un support non magnétique une dispersion visqueuse liquide d'un pigment magnétique dans une solution de liant, cette opération étant suivie 5 d'un alignement magnétique des particules magnétisables appliquées et ensuite du séchage de la dispersion de pigment magnétique déposée. la fabrication de supports d'enregistrement magnétiques s'effectue,en général, en appliquant sur un matériau support 10• rigide ou flexible une dispersion de pigment magnétique. Après séchage ou durcissement, la dispersion qui a été déposée liquide devient une eouche magnétique adhérente sèche. Ces supports magnétiques d'informations sont très souvent utilisés sous forme de bandes. 15 En règle générale, après le dispositif d'application du re vêtement et avant le séchage, se trouve encore un dispositif d'orientation qui aligne les particules magnétisables en forme d'aiguilles dans le sens d'enregistrement souhaité. Pour ce faire, on fait passer la dispersion magnétique dans le champ magné-20 tique d'un aimant permanent ou d'un électro-aimant immédiatement . après son application sur le matériau-support en napper Les particules de poudre magnétique, la plupart du temps sous forme d'aiguilles ou de bâtonnets, sont ainsi alignées de préférence dans le sens des lignes du champ magnétique. Lu fait de l'aligne-25 ment magnétique, on mesure sur la feuille magnétique terminée un flux magnétique rémament plus important dans le sens de'l'alignement magnétique que dans le sens perpendiculaire à celui-ci. Le rapport de ces deux valeurs sert de mesure de l'effet directif pour l'alignement magnétique. 30 L'alignement magnétique permet d'améliorer les propriétés de magnétisation de la bande. L'aptitude à l'alignement magnétique dépend entre autres du pigment magnétique utilisé ainsi que de la composition de la dispersion visqueuse liquide de pigment magnétique, notamment du liant utilisé ainsi que du solvant et de 35 l'adjuvant de la dispersion, des propriétés physiques de la dispersion de pigment telles que viscosité, limite de fluidité ou d'écoulement, etc. Les essais et les solutions proposées pour améliorer l'effet directif sont nombreux. Par exemple, on a constaté qu'on obtient 72 14453 2134053 des effets directifs améliorés pour le mélange magnétique si l'on utilise des mélanges magnétiques ayant une viscosité et une limite de fluidité aussi élevées que possible. Toutefois, cette mesure ne peut être appliquée que jusqu'à un certain point car, 5 lorsque la viscosité ou la limite de fluidité sont trop .élevées, la dispersion des particules magnétiques ne peut plus être suffisamment fine. Si l'on augmente encore la limite d'écoulement, . il y a des défauts de régularité de la surface inhérents à la technique du revêtement. Les couches magnétiques présentent des 10 rayures ou autres inégalités de surface. L'expérience a enseigné que, pour une dispersion de pigment magnétique donnée et pour un aimant directeur donné, on obtient les meilleurs effets directifs en choisissant le degré de viscosité le plus élevé qui soit techniquement acceptable, en utili-15 sant aussi peu de solvant que possible. Si l'on réalise par exemple une dispersion magnétique liquide avec '55 # en poids de solvant et que l'on donne à ce mélange dans une installation de revêtement déterminé un facteur de directivité de 1,5» ce facteur peut être porté à 1,65 dans les mêmes .conditions, si la charge 20 n'est dispersée-qu'avec 50 # en poids de. solvant. On a trouvé que l'on peut améliorer sensiblement l'effet directif des supports magnétiques d'informations si, lors de la fabrication de supports magnétiques d'enregistrement constitués par un support non magnétique revêtu d'une couche de dispersion 25 de pigment magnétique visqueuse liquide dont les particules magnétisables subissent ensuite un alignement magnétique, l'on soumet la dispersion magnétique liquide, immédiatement avant son application, à une contrainte de cisaillement sous forme d'une vitesse de cisaillement d'au moins 480 cm/s avec un gradient de 30 vitesse de cisaillement (pente de la courbe de variation de cette viscosité) d'au moins 680 cm/s par cm ou s~^. Le procédé selon l'invention a montré de façon surprenante que l'on peut obtenir des effets directifs améliorés en exposant la dispersion de pigment magnétique visqueuse liquide, immédia-35 tement avant son application et l'alignement magnétique suivant, à un effort de cisaillement élevé à une vitesse de cisaillement t d'au moins 480 cm/s et gradient de vitesse de cisaillement v/1 _ -j d'au moins 680 s , la vitesse de cisaillement v et le gradient de la vitesse de cisaillement étant définis de façon plus préci 72 14453 3 2134053 se en tant que v/1 sur la fig. 3. Sur la fig. 3» le cercle extérieur G- désigne un récipient mélangeur cylindrique comportant un disque rotatif ou un cylindre rotatif S. A partir de la vitesse de cisaillement v (cm/s) 5 ou de la vitesse périphérique du point de surface P sur le disque en rotation S, on obtient jusqu'à la paroi intérieure du récipient malaxeur sur le parcours 1 (cm) un gradient de vitesse de cisaillement v/1 (cm/s par cm ou s"1). De préférence, la dispersion de pigment magnétique est sou- 10 mise à une vitesse de cisaillement de plus de 750 cm/s et à un — 1 gradient de vitesse de cisaillement de plus de 1100 s . Il s'agit dans ee cas de dispersions de pigment magnétique liquide à viscosité élevée fabriquées de façon connue, à base de pigment magnétique en particules fines, sous forme de bâtonnets 15 ou d'aiguilles, de liant et éventuellement d'additifs ayant des viscosités d'environ 100 à 500 centipoises. le. gradient de force de cisaillement efficace ( % ) calculé p en dynes/cm est le produit de la viscosité ( V) en dynes : 1/ea ) et de la vitesse de cisaillement (v en em/s) selon la formule 20 f * p • v (dynes/cm). Comme supports non magnétiques et non magnétisables, on utilise les matériaux-supports usuels, rigides et flexibles, notamment les feuilles de polyesters linéaires, tels que le téréph-talate de polyéthylène. 25 Pour recouvrir le support, on utilise des machines d'enduc- tion dans lesquelles, par exemple, la dispersion est coulée régulièrement sur la base par l'intermédiaire d'un système verseur, d'un verseur dit à racle ou d'un guide-verseur„ Ensuite, pour .obtenir l'alignement magnétique, le support 30 d'enregistrement magnétique passe dans un champ magnétique aussi homogène que possible, alors qu'il se trouve encore dans un état dans lequel les différentes particules magnétisables sont encore mobiles, les particules en forme d'aiguilles se placent alors dans le sens du champ magnétique actif, l'alignement magnétique 35 préféré s'effectuant dans le sens de déroulement de la bande. l'alignement magnétique s'effectue toujours de la même façon dans les exemples qui suivent. Dans une forme de réalisation préférée donnée à titre d'exemple, le traitement préalable conforme à l'invention du mélange *• ■ ■ ■ ■ —- 72 14453 4 2134053 magnétique formant la couche de revêtement est obtenu par le fait que l'on fait passer une dispersion visqueuse liquide, constituée par une poudre magnétique, un liant organique et des solvants, dans un tube dans lequel tourne très rapidement un ou 5 plusieurs agitateurs muni de disques à dents appelés disques "Dissolver". Dans un tube de 65 mm de diamètre intérieur, dans lequel tourne un disque agitateur de 50 mm de diamètre, l'effort . de cisaillement selon l'invention est atteint à des vitesses de rotation de plus de 1800 tours/min. et de préférence de plus de 10 2900 tours/min. Dans une autre forme de réalisation préférée donnée à titre d'exemple, l'effort de cisaillement dans la dispersion magnétique visqueuse liquide est obtenu au moyen d'un agitateur-broyeur à boulets. Ces agitateurs-broyeurs à boulets sont connus sous le 15 nom d1"Attritor" ou "Perlmill" et sont décrits plus en détail dans les brevets américains 2 581 414-, 2 212 641 et 1 837 772. Dans ce cas, il est souhaitable pour le procédé que la dispersion magnétique passe dans le broyeur sans notable entrée de gaz, ce qui est techniquement facile à réaliser. Pour obtenir l'effort 20 de cisaillement conforme à l'invention, l'agitateur-broyeur à . boulets est muni de billes d'acier, ou d'un autre matériau, par exemple de billes d'acier de 0,8 à 5 mm, ou d'un matériau en grains analogue au sable de 0,5 à 2 mm. l'agitateur à hélice d'un broyeur tourne à une vitesse d'au moins 1000 tours/min. 25 le procédé conforme à l'invention peut être utilisé en prin cipe pour tous les types de dispersions magnétiques, dans la mesure où elles sont constituées par un pigment magnétique dispersé dans un liant avec addition d'un solvant. Comme liants, on peut utiliser, dans les quantités usuelles, les liants connus 30 pour ce but. On préfère les dispersions magnétiques comportant, comme liants, des polyamides, polyuréthanes, tels que les polyurétha-nes-polyesters et polyuréthanes-polyéthers du commerce solubles dans des solvants organiques, ou des polyvinylesters tels que 35 les polymères d'acétate de vinyle ou des mélanges de ces substances ainsi que des poudres magnétiques comportant des particules en forme de bâtonnets. On améliore toujours l'effet directif obtenu par l'alignement magnétique même si l'importance de l'amélioration varie se- 72 14453 5 2134053 Ion la composition de la dispersion de pigment magnétique. Parallèlement à ceci, on obtient toujours un accroissement du flux magnétique dans le sens longitudinal de la bande, lequel de son côté provoque un accroissement de la magnétisation rémanente et 5 de la magnétisation de saturation. Il s'ensuit une amélioration des propriétés d'enregistrement du support d'information magnétique ainsi fabriqué, notamment des bandes magnétiques audio, video et des bandes pour ordinateurs. Il faut remarquer que le procédé conforme à l'invention n'a aucune action négative sur 10 les autres propriétés du support magnétique d'enregistrement. Un autre avantage réside dans l'amélioration du fini de surface des couches magnétiques. EXEMPIiE 1 On prépare une dispersion magnétique de la composition sui-15 vante : 700 g d'oxyde de fer y (III) sous forme de bâtonnets à surface faiblement alcaline ; 35 g âe noir de fumée ; 24,5 g d'acide stéarique ; 20 560 g d'une solution à 25 $ d'un polyamide constitué par 80 parties en poids de caprolaetame et 20 parties en poids d'acide heptadéeanedicarboxylique^H-'-diamino-dicyclohexyl-méthane dans un mélange à parties égales de toluène et de propanol j 25 58 g d'une solution à 60 $ d'un produit de la réaction de 1 mole de phénol et de 1,65 mole de formaldéhyde dans du n-butanol et 770 g d'un mélange à parties égales de toluène et de propanol en dispersant ses composants pendant 72 heures dans un broyeur à 30 cuve cylindrique d'un volume de 6 litres et comportant 8 000 g de billes d'acisr de 6 mm. la dispersion est filtrée sous pression à travers un papier filtre à 5 microns, l'application de la couche sur la feuille—support en polyester s'effectue avec un guide-verseur, l'alignement magnétique est obtenu en faisant pas-35- ser la feuille enduite le long des joues d'un fort aimant permanent. Ivant que la dispersion ne soit introduite dans l'appareil verseur, elle traverse un malaxeur cylindrique 1 (voir fig. 1a et 1b) de 6,5 cm de diamètre intérieur et de 7 cm de longueur, dans lequel tourne un arbre 2 à l'abri de l'air. Sur l'arbre est monté 72 T4453 6 2134053 un disque malaxeur 3 qui porte des dents de scie sur son bord, le disque a un diamètre de 5 cm. la dispersion magnétique arrive par l'embout 4 et sort en 5. le réeipient malaxeur est rendu étanclxe à l'aide d'un couvercle sur lequel est placé un joint 5 d'étanchéité 6. le débit est compris entre 100 et 400 ml/min. Ce système d'agitateur peut être entraîné à différentes vitesses. Sur la fig. 2 sont portés les facteurs de directivité (RF) obtenus à différentes vitesses d'agitation. 10 I»e séchage de la eouche magnétique s'effectue de façon usu elle et toujours de la même façon sous l'action de la chaleur (60 à 85°C). EXEMPLE 2 l'essai de l'exemple 1 est répété à 4800 tours/min. avec 15 cette différence toutefois que le tube cylindrique dans lequel tourne le mélangeur est fermé à l'entrée et à la sortie par un treillis métallique et que l'intérieur du tube est rempli de 0,75 kg de billes d'acier de 1 mm. On obtient un facteur de directivité de 1,78. Sans effort de cisaillement, et selon le mê-20 me procédé, le facteur de directivité n'est que 1,51. Il en résulte une amélioration sensible du niveau de signal et du rapport signal/bruit obtenu. EXEMPLE 5 On prépare une dispersion magnétique de la composition sui-25 vante : 700 g d'oxyde de fer / (III) sous forme de bâtonnets à surface légèrement acide, 42 g de noir de fumée, 7 g de lécithine de soja, 50 1000 g d'une solution à 20 $ d'une résine polyester-polyuréthane qui a été obtenue par la réaction de p,p'-diphénylméthane-diisocyanate d'acide adipique et de butanediol-1,4 dans du tétrahydrofuranne, et 700 g de tétrahydrofuranne, 35 en dispersant ses constituants pendant 96 heures dans un broyeur à cuve cylindrique d'un volume de 6 litres comportant 8 000 g de billes d'aciér de 8 mm. Comme décrit dans l'exemple 1, on applique après filtrage le mélange au moyen du guide—verseur sur une feuille de polyester de 25 microns pour obtenir une épaisseur de 72 14453 2134053 film sec de 12 microns. On utilise le mélangeur comportant un disque mélangeur décrit dans l'exemple 1. Lorsque le disque mélangeur ne tourne pas, on obtient un facteur de directivité de 1,6 qui s'élève à 1,84 à 4 800 tours/min. Simultanément, la rugosité moyenne de surface de la couehe magnétique ainsi obtenue passe de 0,32 micron, sans agitation, à 0,21 micron avec l'effort de cisaillement. 72 14453 8 2134053 REVENDICATIONS 1. - Procédé pour fabriquer des supports magnétiques d'enregistrement en appliquant sur un support non magnétique une dispersion visqueuse liquide d'un pigment magnétique dans une solution de liant, cette opération étant suivie d'un alignement magnétique des particules magnétisables appliquées et ensuite du séchage de la dispersion de pigment magnétique déposée, caractérisé par le fait que l'on soumet la dispersion magnétique liquide, immédiatement avant son application, à une contrainte de cisaillement sous forme d'une vitesse de cisaillement d'au moins 480 cm/s avec un gradient de vitesse de cisaillement (pente de la courbe de variation de cette vitesse) d'au moins — 1 680 cm/s par cm ou s" , et que l'on sèche "ensuite la dispersion de pigment magnétique qui a été déposée. 2. - Procédé selon la revendication 1, dans lequel, immédiatement avant l'application de la couche, on soumet la dispersion liquide de pigment magnétique à un effort de cisaillement sous forme d'une vitesse de cisaillement de plus de 750 cm/s at à un — 1 gradient de vitesse de cisaillement de plus de 1100 s .