Brevet FR2510291A1 — publié le 19830128

Support d'enregistrement magnétique ". L'invention concerne un support d'enregistrement magnétique et plus précisément un support d'enregistrement à deux couches magnétiques. Un support d'enregistrement magnétique classique tel qu'une bande magnétique réalisée par exemple en mélan- geant des poudres ferromagnétiques à un agent de collage pour en recouvrir ensuite un substrat non magnétique (la surface de couverture spécifique des poudres métalliques ferromagnétiques étant d'environ 30 m 2/g), présente une grande force coercitive et une grande densité de flux ma- gnétique résiduel, de sorte que le signal de sortie ob- tenu par lecture de cette bande est important dans toute la gamme de fréquences, mais que le niveau de bruit de polarisation de cette bande est également important. L'invention a pour but de pallier cet inconvé- nient de l'art antérieur en créant un nouveau support d'enregistrement magnétique permettant de conserver le fort niveau du signal de lecture tout en réduisant le bruit (bruit de polarisation). A cet effet, l'invention concerne un support d'enregistrement magnétique caractérisé en ce qu'il com- prend un substrat non magnétique, une première couche magnétique constituée essentiellement d'une poudre magné- tique et d'un agent de collage, cette couche étant for- mée sur le substrat non magnétique; et une seconde cou- che magnétique constituée essentiellement d'une poudre magnétique et d'un agent de collage, cette seconde cou- che étant formée sur la première couche; la poudre ma- gnétique de la première couche étant formée à partir d'une poudre métallique ferromagnétique présentant une couverture de surface spécifique de 20 à 40 m 2/g mesurée par le procédé d'absorption BET, une force coercitive de 800 à 1500 Oe, une densité de flux magnétique rési- duelle de 3000 à 5000 Gauss, et une épaisseur supérieure à 2 microns, la poudre magnétique de la seconde couche magnétique-étant formée à partir d'une poudre métallique présentant une couverture de surface spécifique de 40 à m 2/g mesurée par le procédé d'absorption BET, une force coercitive de 1000 à 2500 Oe, une densité de flux magnétique résiduelle de 2000 à 3000 Gauss, et une épais- seur de 0,1 à 2 microns; les forces coercitives étant choisies de façon que Hc 4 Hc 2 L'invention sera décrite en détail au moyen des dessins cijoints dans lesquels: la figure 1 est une vue en coupe d'un support d'enregistrement magnétique selon l'art antérieur; la figure 2 est une vue en coupe d'un exemple de support d'enregistrement magnétique selon l'invention; la figure 3 est un tableau représentatif des caractéristiques de divers exemples de supports d'enre- gistrement magnétique à couche unique; la figure 4 est un tableau représentatif des caractéristiques de divers exemples de supports d'enre- gistrement magnétique à deux couches selon l'invention; la figure 5 est un tableau représentant les relations existant entre l'épaisseur de la couche supé- rieure du support d'enregistrement magnétique à deux couches selon l'invention, et les caractéristiques de ce support; et la figure 6 est un tableau représentant les relations existant entre l'épaisseur de la couche infé- rieure du support d'enregistrement magnétique à deux cou- ches selon l'invention, et les caractéristiques de ce support. L'invention décrite ci-après est basée sur la cons- tatation suivante résultant de diverses expériences et études effectuées par les auteurs de l'invention Si l'on répartit des poudres métalliques ferroma- gnétiques (y compris des alliages) à grande couverture de surface spécifique, sur la couche magnétique de surface d'un support d'enregistrement magnétique, on abaisse le niveau de bruit de polarisation de ce support, et si l'on répartit des poudres métalliques ferromagnétiques (y compris des alliages) à faible couverture de surface spécifique, à l'intérieur de la couche magnétique (c'est- à-dire de façon que la couche inférieure se situe au- dessous de la partie médiane dans le sens de l'épaisseur), le signal de lecture obtenu devient important dans toute la plage de fréquences. A partir de ces résultats, l'invention consiste à réaliser le revêtement magnétique du support d'enregis- trement sous la forme d'une structure à deux couches, à choisir convenablement les couvertures de surface spéci- fiques respectives, les forces coercitives Hc les densités de flux magnétique résiduelles Br et les épaisseurs des couches magnétiques supérieure et inférieure, de manière à réduire le bruit de polarisation tout en conservant un signal de reproduction à fort niveau de sortie. Le support d'enregistrement magnétique sera décrit ci-après en se référant aux exemples suivants Exemple 1: Poudre aciculaire de fer ferromagnétique présen- tant une couverture de surface spécifique de 30 m 2/g et une force coercitive de 1300 Oe: 300 parties en poids, Résine thermoplastique de polyuréthane (Estane 5702 fabri- qué par B F Goodrich Co): 25 parties en poids Copolymère de chlorure de vinyle-acétate de vinyle - alcool de vinyle (VAGH fabriqué par U C C Co) 25 parties en poids, Acide oléique: 6 parties en poids, Ketone éthyle méthyle: 440 parties en poids, Cycrohexanone: 440 parties en poids, Le mélange de composition ci-dessus est placé dans un moulin à billes et soumis à un traitement de dispersion pendant 24 heures On lui ajoute ensuite 20 parties en poids de composé polyisocianate (Dismodur L-75 fabriqué par Bayer A G), puis le nouveau mélange est soumis à une très fine dispersion pendant 2 heures pour donner une peinture magnétique qu'on appelle pein- ture magnétique A. Exemple 2: La poudre de fer ferromagnétique de la peinture A ci-dessus est remplacée par une poudre métallique ferro- magnétique présentant une couverture de surface spécifique de 40 m 2/g et une force coercitive de 1300 Oe (les autres matériaux étant les mêmes que ceux de la peinture magné- tique A) Ce mélange est soumis au même traitement que la peinture magnétique A pour donner une peinture appelée peinture magnétique B. Exemple 3: La poudre de fer ferromagnétique de la peinture magnétique A est remplacée par des poudres métalliques ferromagnétiques présentant une couverture de surface spécifique de 60 m 2/g et des forces coercitives respecti- ves de 1300 Oe, 1600 Oe et 2100 Oe (les autres matériaux étant les mêmes que ceux de la peinture magnétique A), les mélanges ainsi obtenus étant soumis au m 8 me traite- ment que la peinture magnétique A pour donner des pein- tures magnétiques appelées respectivement peintures C, D et. Exemple 4 La poudre de fer ferromagnétique de la peinture A est remplacée par des poudres métalliques présentant une couverture de surface spécifique de 90 m 2/g et des forces coercitives respectives de 1300 Oe, 1600 Oe et 2100 Oe ( les autres matériaux étant les mêmes que ceux de la peinture magnétique A), les mélanges ainsi obtenus étant soumis au même traitement que la peinture magnéti- que A pour donner respectivement les peintures magnéti- ques appelées F, G et H. Exemple 5: Poudre aciculaire de fer ferromagnétique présen- tant une couverture de surface spécifique de 30 m 2/g et une surface coercitive de 1300 Oe: 300 parties en poids, Résine thermoplastique de poly- uréthane: 15 parties en poids, Copolymère de chlorure de vinyle- acétate de vinyle-alcool de vinyle 15 parties en poids, Acide oléique 6 parties en poids, Ketone éthyle méthyle: 250 parties en poids, Cycrohexanone: 250 parties en poids, Les produits ci-dessus sont ajoutés les uns aux autres, puis soumis au même traitement que celui de la peinture A pour obtenir une peinture magnétique appelée peinture I. Exemple 6; Poudre aciculaire de fer ferromagnétique pré- sentant une couverture de surface de 30 m 2/g et une force coercitive de 1300 Oe: 300 parties en poids, Résine thermoplastique de polyuréthane: 10 parties en poids, Copolymère de chlorure de vinyle- acétat E Acide c Ketone Cycroh E tres, ture A ture J. de vinyle-alcool de vinyle: 10 parties en poids, >léique 6 parties en poids, éthyle méthyle 240 parties en poids, xanone 240 parties en poids, Les produits ci-dessus sont ajoutés les uns aux au- puis soumis au même traitement que celui de la pein- pour obtenir une peinture magnétique appelée pein- La poudre ferromagnétique ci-dessus peut se pré- parer par exemple à partir de poudres de-tk-Fe OOH (goe- thite) présentant différents rapports aciculaires et dif- férentes tailles de particules, en soumettant ces pou- dres à un traitement de déshydratation, puis de réduction sous atmosphère d'oxygène pour obtenir les caractéristi- ques voulues de la poudre métallique ferromagnétique. Dans ce cas, comme chacune des poudres métalliques ferro- magnétiques prend la forme et la taille des matériaux de départ qui la constituent, les caractéristiques de ces poudres peuvent se déterminer en choisissant convenable- ment la forme et la taille de ces matériaux Il va sans dire qu'on peut, si cela est nécessaire, ajouter d'au- tres matériaux tels que Co, Ni etc Dans les exemples ci-dessus, la couverture de surface spécifique des poudres métalliques ferromagnéti- ques est celle mesurée par le procédé d'absorption BET. Les caractéristiques des peintures magnétiques A à J ci-dessus, sont indiquées dans le tableau ci- après dans lequel P/R reprêsente le rapport de poids entre la poudre magntique P 7 et l'agent de collage B. entre la poudre magnétique P et l' agent de collage B. Force coerci- tive Hc de la poudre magné- tique 1 300 Oe 1 300 Oe 1 300 Oe 1 600 Oe 2 100 Oe 1 300 Oe 1 600 Oe 2 100 Oe 1 300 Oe 1 300 Oe Couverture de surface spécifique _____ 2/g m 2/g m 2/g m 2/g m 2/g m 2/g m 2/g m 2/g m 2/g m 2/g m 2/g P/B _ 6 __ Densité de flux magné- tique rési- duel B r 3 400 Gauss 2 700 " 2 400 " 2 400 " 2 400 2 000 2 000 " 4 000 " Chacune des peintures magnétiques A à J ci- dessus est recouverte d'un substrat non magnétique 1 (constitué par exemple par un film de téléphtalate de polyéthylène de 12 microns d'épaisseur), soumise à un traitement d'orientation dans un champ magnétique, séchée puis soumise à un traitement de super-calandrage destiné à former une couche magnétique unique 2 sur le substrat non magnétique, 1 pour obtenir ainsi un support d'enre- gistrement magnétique 3 tel que celui de la figure 1, pouvant correspondre à un support magnétique selon l'art antérieur. De plus, comme indiqué sur la figure 2, en uti- lisant chacune des peintures magnétiques A à J et les mêmes traitements que ci-dessus, on obtient une première couche magnétique 4 sur le substrat non magnétique 1. Après avoir ainsi préparé la première couche magnétique 4, on recouvre cette couche 4 d'une peinture magnétique Peinture magnéti- que A B C D E F G H I J différente, par le même procédé que ci-dessus, pour former sur celle-ci une seconde couche magnétique 5 de manière à obtenir le support d'enregistrement magnétique à deux cou- ches 6 selon l'invention. Les tableaux des figures 3 à 6 représentent les résultats des mesures de caractéristiques magnétiques (densité de flux magnétique résiduel Br et force coerci- tive H), de niveau de sortie maximum (NSM), de bruit de c polarisation etc effectuées sur les supports d'enre- gistrement magnétiques 3 et 6. Le tableau de la figure 3 représente les caracté- ristiques magnétiques des supports d'enregistrement 3 à couche magnétique unique 2 (exemples ( 1) à ( 22))obtenus respectivement au moyen des peintures magnétiques A à J. Le tableau de la figure 4 représente les caracté- ristiques des supports d'enregistrement à deux couches magnétiques 6 (exemples ( 1) à ( 17))selon l'invention. Le tableau de la figure 5 représente les caracté- ristiques des supports d'enregistrement magnétiques à deux couches 6 (exemples ( 18) à ( 22)) lorsqu'on fait varier l'épaisseur t 2 de la couche magnétique supérieure 5. Le tableau de la figure 6 représente les caracté- ristiques des supports d'enregistrement magnétiques à deux couches 6 (exemples ( 23) à 28)) lorsqu'on fait va- rier l'épaisseur t 1 de la couche magnétique inférieure 4. Le support d'enregistrement magnétique (bande magnétique) utilisé pour effectuer les mesures ci-dessus est une bande de magnétophone de 3,175 mm de largeur. Les conditions de mesure des différentes caracté- ristiques sont les suivantes: La densité de flux magnétique résiduel Br est mesurée en Gauss, en présence d'un champ magnétique ex- térieur de 6 000 Oe. La force coercitive H est mesurée en Oersted c ( O e), en présence d'un champ magnétique extérieur de 6 000 Oe. Le niveau de sortie maximum (NSM) est mesuré à 315 Hz et à 10 K Hz La valeur obtenue à 315 Hz est un signal de sortie de lecture maximum à 3 % de distorsion harmonique, d'un signal enregistré à 315 Hz en faisant varier le niveau d'entrée pour un courant de polarisa- tion saturé, le résultat étant exprimé par la différence par rapport à la bande de référence La valeur à 10 K Hz correspond à un niveau de sortie de saturation maximum. Le bruit de polarisation est le niveau de bruit de sor- tie de lecture du mouvement d'enregistrement, l'enregis- trement étant effectué en l'absence de signal d'entrée, avec un courant de polarisation standard, la mesure étant effectuée à travers un filtre de bruit IEC A. Chaque mesure est effectuée pour une vitesse de bande de 4,8 cm/sec De plus, les niveaux de sortie maximum (NSM) (à 315 Hz et 10 K Hz) et le bruit de pola- risation, sont donnés en valeurs relatives et en déci- bels (d B), de façon que la couche unique (exemple ( 5)) du tableau de la figure 3 présente la référence (O d B). Les tableaux des figures 3 à 6 permettent de constater que le support d'enregistrement magnétique 6 à deux couches, dans lequel on choisit une couverture de surface spécifique de la poudre métallique ferromagnéti- que de la couche supérieure ou seconde couche magnétique , supérieure à celle de la couche inférieure ou pre- mière couche magnétique 4, permet d'obtenir un bruit de polarisation très faible comparativement à celui du sup- port d'enregistrement à couche unique 3, et donne un signal de lecture de sortie à fort niveau dans toute la plage de fréquences allant des basses fréquences aux hautes fréquences. La couverture de surface spécifique de la pou- dre métallique ferromagnétique de la première couche magnétique 4 est de préférence de l'ordre de 20 à 40 m 2/g, car cette plage correspond à la valeur maximum du signal de sortie de lecture aux basses fréquences D'autre part, la couverture de surface spécifique de la poudre métalli- que ferromagnétique de la seconde couche magnétique 5 est de préférence comprise dans la plage allant de 40 à m 2/g hors de laquelle on ne peut plus réduire le bruit de polarisation. L'épaisseur t 1 de la première couche magnétique 4 est de préférence supérieure à 2 microns et inférieure à 6 microns En effet, si cette épaisseur est inférieure à 2 microns, le signal de sortie se trouve réduit aux bas- ses fréquences, et au contraire si cette épaisseur est supérieure à 6 microns, le signal de sortie devient trop élevé aux basses fréquences, ce qui nuit au bon équilibre de la réponse dans la bande basse fréquence. L'épaisseur t 2 de la seconde couche magnétique 5 est de préférence comprise entre 0,1 à 2 microns, car si cette épaisseur est inférieure à 0, 1 micron, le bruit de polarisation ne peut plus être réduit et si cette épais- seur est supérieure à 2 microns, le signal reproduit aux basses fréquences se trouve réduit. D'autre part, la force coercitive Hci et la den- sité de flux magnétique résiduelle Br 1 de la première couche magnétique se situent de préférence dans les pla- ges allant de 800 à 1 500 Oe et de 3 000 à 5 000 Gauss (de préférence 3 500 à 5 000 Gauss) En effet, lorsque Br 1 se trouve hors de la plage allant de 3 000 à 5 000 Gauss, le signal de sortie se trouve réduit aux basses fréquences. La force coercitive Hc 2 et la densité de flux magnétique résiduelle Br 2 de la seconde couche magnéti- que 5 sont-de préférence comprises respectivement entre 1 000 et 2 500 Oe et entre 2 000 et 3 000 Gauss En effet, si Hc 2 sort de la plage allant de 1 000 à 2 500 Oe il la plage haute fréquence n'est plus maximum D'autre part il est préférable que la force coercitive Hc 2 de la se- conde couche magnétique 5 soit égale ou supérieure à la force coercitive Hcl de la première couche magnétique 4. Dans le support d'enregistrement magnétique 6 selon l'invention, pour lequel la première couche magné- tique 4 et la seconde couche magnétique 5 sont formées successivement, dans cet ordre, sur le substrat non ma- gnétique 1, comme indiqué sur la figure 2, et compte tenu des résultats de mesure des tableaux des figures 4 à 6, la première couche magnétique 4 est obtenue en ap- pliquant une couche de poudre métallique ferromagnétique dont la couverture de surface spécifique, mesurée par le procédé d'absorption BET, est comprise entre 20 et 40 m 2/g, dont la force coercitive Hcl est comprise entre 800 et 1 500 Oe, dont le densité de flux magnétique Br 1 est comprise entre 3 000 et 5 000 Gauss, et dont l'épaisseur t 1 est supérieure à 2 microns, tandis que la seconde couche magnétique 5 est formée sur la première couche magnétique 4 en appliquant sur celle-ci une couche de poudre métallique ferromagnétique dont la couverture de surface spécifique, mesurée par le procédé d'absorption BET, est comprise entre 40 et 150 m 2/g, dont la force coercitive Hc 2 est comprise entre 1 000 et 2 500 Oe, dont la densité de flux magnétique résiduelle Br 2 est comprise entre 2 000 et 3 000 Gauss, et dont l'épaisseur t 2 est comprise entre 0,1 et 2 microns De plus, la condition Hcî 4 Hc 2 doit 9 tre satisfaite. Le support d'enregistrement magnétique selon l'invention, décrit cidessus, permet ainsi de réduire le bruit de polarisation tout en maintenant le signal de sortie de lecture à une valeur élevée dans toute la plage de fréquences Par suite, le support d'enregistrement magnétique selon l'invention présente de bien meilleures performances que ceux de l'art antérieur à couche magné- que unique (bandes métalliques et autres). R E V E N D I C A T I O N Support d'enregistrement magnétique caractérisé en ce qu'il comprend un substrat non magnétique ( 1), une première couche magnétique ( 4) constituée essentielle- ment d'une poudre magnétique et d'un agent de collage, cette couche ( 4) étant formée sur le substrat non magné- tique ( 1); et une seconde couche magnétique ( 5) consti- tuée essentiellement d'une poudre magnétique et d'un agent de collage, cette seconde couche ( 5) étant formée sur la première couche ( 4); la poudre magnétique de la première couche ( 4) étant formée à partir d'une poudre métallique ferromagnétique présentant une couverture de surface spécifique de 20 à 40 m 2/g mesurée par le procédé d'absorption BET, une force coercitive (Hcl) de 800 à 1 500 Oe, une densité de flux magnétique résiduelle de 3 000 à 5 000 Gauss, et une épaisseur (t 1) supérieure à 2 microns, la poudre magnétique de la seconde couche ma- gnétique ( 5) étant formée à partir d'une poudre métalli- que présentant une couverture de surface spécifique de 40 à 150 m 2/g mesurée par le procédé d'absorption BET, une force coercitive (Hc 2) de 1 000 A 2 500 Oe, une den- sité de flux magnétique résiduelle de 2 000 à 3 000 Gauss, et une épaisseur (t 2) de O,1 à 2 microns; les forces coercitives (Hcl) et (Hc 2) étant choisies de façon que Hcl 4 H 2.