книги из ГПНТБ / Авилов Г.В. Изготовление магнитных лент для кинематографии

друг к другу (рис. 31). Канавки имеют определенную форму и заполнены ферромагнитной суспензией. Изли­ шек суспензии снимается с поверхности ролика, суспен­ зия остается только в канавках. Таким образом, дозиров­ ка осуществляется при помощи глубины формы и шага канавок, а не расстоянием между двумя движущимися деталями. Затем суспензия переносится на материал ос­

новы, которая движется в том же направлении и с той же скоростью, что и гравер­ ный ролик. Если суспензия имеет большее сродство с материалом основы, чем с роликом, то она полностью переносится на основу.

должна сама растекаться и устанавливаться на опреде­ ленном уровне. Могут быть использованы и различные устройства для выравнивания уровней. Например, не­ подвижные или вращающиеся стержни, которые вызыва­ ют либо растекание, либо срезание суспензии. Однако вы­ равнивающие устройства могут нарушать точность дози­ ровки, создаваемую граверным роликом, что приводит к изменениям толщины слоя.

Иногда для контроля толщины наносимой суспензии используют гребенку (рис. 32). Суспензия проходит меж­ ду зубьев и распространяется на поверхности основы так, что образует равномерный уровень покрытия.

Впатентной заявке США компании «Истмеи—Кодак»

[22]для получения равномерного магнитного слоя на ши­ рокой основе предлагается экструзионная фильера.

На рис. 33 представлена схема машины для изготов­ ления магнитных лент с использованием экструзионной фильеры. Суспензия 1 находится в бункере, снабженном мешалкой 3, Наполнение его производится при помощи

100

насоса 4, подающего суспензию через фильтр 5 и трубо­ провод 6 в бункер 2. Диаметр трубопроводов и скорость продвижения суспензии насосом 4 при циркуляции в си­ стеме поддерживаются в условиях повышенного сдвига и составляют около 200 см/сек. Количество суспензии, не­ обходимое для экструзии, рассчитано для потока мате­ риала в трубе 7 для равномерного поступления в услови­

двух частей: 14 и 15, скреплен­ ных винтами 16 (рис. 34). Эти части образуют цилиндри­

ческую камеру 17, соединенную с экструзионным отвер­

Рис. 33. Схема машины для изготовления магнитной лен­ ты с использованием экструзионной фильеры

гулирующей температуру. Цилиндрический ротор 21 смонтирован для вращения в камере 17 на небольшом расстоянии от внутренних стенок. Поверхность ротора отшлифована, он приводится в движение мотором 19.

101

ö.Ориентация ферропорошка в магнитном слое

Ориентация частиц ферромагнитного порошка в про­ дольном направлении ленты может быть осуществлена в процессе изготовления ленты или с помощью особой кон­ струкции льющей фильеры, или путем воздействия на еще недостаточно высушенную магнитную ленту продоль­ ным магнитным полем.

Рис. 35. Гистерезисные петли ориентированной и неориен­ тированной магнитной ленты

При сушке политой суспензии с ориентацией частиц ферропорошка в слое параллельно силовым линиям маг­ нитного поля растворитель испаряется и слой становится вязким, поэтому частицы ферропорошка остаются в поло­ жении ориентации. С помощью ориентации можно увели­ чить остаточную индукцию ленты в продольном направ­ лении по сравнению с остаточной индукцией ленты, из­ меренной в поперечном направлении по отношению к ее длине (рис. 35).

Степень ориентации зависит от напряженности и про­ должительности воздействия магнитного поля, вязкости и скорости высыхания ферромагнитной суспензии, фор­ мы и размеров частиц порошка. Ориентация частиц по­ рошка позволяет также несколько повысить его объем­ ную концентрацию в рабочем слое благодаря упорядоче­ нию расположения частиц.

103

Таким образом, чувствительность магнитной ленты в процессе ориентации увеличивается, уровень шума при этом значительно уменьшается, тем самым достигается, увеличение отношения сигнал/шум.

Для продольной ориентации ферромагнитного порош­ ка в слое ленты Роберт А. фон Верен [27] предлагает способ, схема которого представлена на рис. 36.

Основа 1 из рулона 2 поступает на плиту 3 узла поли­ ва. Суспензия на основу наносится с помощью ракли 4. Затем основа с магнитным слоем 5 поступает на плиту 6,

Рис. 36. Схема изготовления магнитной ленты с применением устройства для ориентации

где установлены два стержневых магнита: 7 и <3»—для ориентации ферропорошка в слое. После ориентации фер­

моменту прохождения пленки между магнитами магнит­ ный слой не был сухим; это нужно для свободного пере­ мещения частиц ферропорошка в слое. Кроме того, шири­ на полюсов магнита всегда делается шире поливаемой пленки, так как любое искажение магнитного поля на концах полюсов будет оказывать неблагоприятное влия­ ние на процесс ориентации. Это положение полностью относится и к другим способам ориентации.

В. Спид [149] для ориентации магнитного порошка в слое предлагает использовать подковообразный электро­ магнит. Полюсы его устанавливают под прямым углом к движению основы. Естественно, что в зоне ориентации можно разместить несколько электромагнитов, поставив

104

их через определенные интервалы. Силовое поле электро­ магнита и его действие на магнитные частицы показано на рис. 38. В момент приближения основы с магнитным слоем к ориентирующему устройству магнитные частицы в слое находятся в беспорядочном состоянии, как пока­ зано в зоне F. Над полюсом в зоне G они переворачива­ ются и занимают вертикальное положение. На пути ко второму полюсу, в зоне Н, частицы лежат параллельно друг другу по длине основы. Этот цикл повторяется при приближении ленты ко второму полюсу. Повторение цик­

прогиб / между полюсами магнита, который приводит к разрыву магнитного слоя у края ленты. Найдено, что установка вращающих роликов между полюсами способ­ ствует выравниванию указанного прогиба. Прогиб может образовываться между любыми двумя полюсами и за­ висит от напряженности поля, которое с этой целью де­ лается управляемым.

105

Для ориентации может быть использован также стержневой электромагнит. В этом случае ориентация

ток в пределах этой щели оказывается очень сконцентри­ рованным.

роваться с полюсом магнита. В невысушенном магнитном слое наблюдается возмуще­ ние ферромагнитных частиц. При приближении дезориен­ тированных частиц к магнитному полюсу они приходят в некоторое соответствие с направлением движения осно­ вы; цр*і перемещении этих частиц через вершину полюса

106

магнитное поле заставляет их преодолевать угловое дви­ жение в плоскости точно перпендикулярно основе.

Наконец, в тот момент, когда частицы отходят от маг­ нитного полюса, они ориентируются параллельно движе­ нию основы.

Таким образом, считается, что каждая ферромагнит-' ная частица совершает угловое перемещение приблизи­ тельно на 180°. Вершина магнита делается закругленной, чтобы не повредить основы, угол при вершине полюса может колебаться от 20 до 90°.

7.Ориентация ферропорошка в готовой магнитной ленте

Д л я придания магнитной ленте направленной чувстви­ тельности Факудо Камир [58] предлагает изготовлять магнитный слой ленты из мелкодисперсного порошка, в котором на 100 частей всех атомов металлов приходится до 35 частей кобальта. Когда порошок закреплен на ос­ нове, носитель магнитной записи нагревается в магнитном поле (при температуре от 50 до 300° С, причем качество основы и связующего вещества магнитного слоя не ухуд­ шается), а затем охлаждается. Благодаря этому остаточ­ ная намагниченность насыщения в направлении воздей­ ствия магнитного поля становится в 1,5 раза выше, чем та же величина в поперечном направлении. Автор утверж­ дает, что этот способ позволяет использовать одну и ту же ленту для звукозаписи (продольная ориентация) и видео­ записи (поперечная ориентация). Причем это же можно делать с магнитными дисками и с кинопленкой с магнит­ ными дорожками. Автор приводит результаты экспери­ ментов по изменению анизотропии магнитных носителей звука, изготовленных из различных порошков.

магнитную ленту последняя перемещается с постоянной скоростью над записывающей головкой, проходя в контак­ те с ней. Качество записи на магнитную ленту в значи-

107

тельной степени зависит от качества поверхности рабоче­ го слоя ленты.

Как же улучшить структуру ленты? Некоторые авто­ ры [44] рекомендуют:

во-первых, найти способ повышения гладкости физи­ ческой поверхности ленты (но даже при самой совершен­ ной поверхности структура рабочего слоя под ней все же может оставаться неравномерной);

во-вторых, достичь более совершенного диспергирова­ ния магнитных частиц. Необходимо стремиться к тому, чтобы равные объемы рабочего слоя содержали по воз­ можности равные количества магнитного материала;

в-третьих, при условии, что выполнено второе требова­ ние, можно было бы использовать преимущества более мелк-их частиц. В конечном итоге, возможность работы на коротких волнах ограничивается, вероятно, раз­ мером частиц. Однако неизбежный разброс размера ча­ стиц, неравномерность их диспергирования и интегрирую­ щее действие ширины дорожки записи затрудняют опре­ деление этого предела. Желательно повысить остаточную намагниченность рабочего слоя за счет увеличения кон­ центрации магнитного порошка, используя ориентацию в случае игольчатых частиц, а также заменив окись железа материалов с большей намагниченностью насыщения, ес­ ли только при этом можно ограничить потери на размаг­ ничивание.

Решающее значение в этом отношении имеет коэффи­ циент трения между головками записи или воспроизведе­ ния и рабочей поверхностью ленты. Так как давление ленты на рабочую поверхность (зеркало) головок опреде­ ляется электрическими требованиями (оно составляет примерно 0,78 н), то, очевидно, прежде всего нужно уменьшить трение между лентой и головками. В случае повышенного коэффициента трения увеличивается износ трущихся поверхностей. При плохом скольжении могут возникнуть продольные колебания ленты, вызывающие частотную модуляцию записанного сигнала в виде спек­ тра шума.

Любой незначительный дефект магнитного слоя ленты, вследствие которого магнитный слой удаляется от зазора магнитной головки, вызывает мгновенное снижение в от­ даче. Если слой ленты гладкий, без бугорков, то достига­ ется хороший контакт с головкой.

Большей частью причиной ухудшения качества маг­ нитной ленты является постоянное осаждение продуктов

108

истирания на поверхности ленты. Эти продукты представ­ ляют собой мельчайшие частицы рабочего слоя и основы, отделяющиеся в процессе истирания. Они могут собирать­ ся на любой неподвижной поверхности, например на магнитных головках, в виде комочков. В определенный момент комочек может прилипнуть к поверхности ленты. Комочки образуют промежуточный слой между лентой и головкой, в этом случае от головки отделяется записанный участок в виде кольца — ореола, окружающего комочек. Вот почему небольшой дефект, который трудно увидеть, образует дефектную площадь, во много раз большую, чем само повреждение. Образование ореола, окружающего комочек, зависит от толщины и натяжения ленты. Если магнитная лента пластичная и тонкая, то нарушается кон­ такт только вблизи неровности. Если лента толстая (в случае использования магнитной ленты в кинематогра­ фии) и неэластичная, то она отходит от головки по всей ширине.

Если натянуть ленту сильнее, ореол вытянется в раз­ мере, если уменьшить натяжение, ореол расширится. Сле­ дует заметить, что маленький комочек хуже, чем малень­ кое отверстие в слое ленты.

Неровность поверхности магнитного слоя ленты при­ водит к повышенному износу магнитных головок и резко ухудшает частотную характеристику.

Поскольку сокращение зазора между лентой и маг­ нитной головкой необходимо при записи с высокой плот­ ностью, физическая неоднородность поверхности магнит­ ной ленты представляет собой весьма важный параметр.

Р. Н. Хаг указывает [169], что при плохом контактиро­ вании оксидного слоя ленты с магнитной головкой возни­ кает снижение отдачи, которую можно подсчитать по фор­ муле:

вследствие грязи, повреждения ленты, неправильного на­ правления, вкрапливания инородных частиц в магнитную головку или ленту, плохого качества.ленты.

Необходимость в хорошем, непрерывном контакте магнитного слоя ленты с головками записи ивоспроизве-

109