-
Diese
Erfindung bezieht sich auf einen Magnetaufzeichnungsträger, umfassend
eine Schicht eines Materials, beinhaltend permanent ausgerichtete nadelförmige Magnetpartikel
mit einer vorgegebenen Koerzitivkraft. Diese Erfindung betrifft
ebenfalls Verfahren zur Herstellung eines derartigen Magnetaufzeichnungsträgers.
-
Ein
bekannter Magnetaufzeichnungsträger dieses
Typs wird in der GB-B-1 331 604 beschrieben, worin nadelförmige Partikel
von γ-Fe2O3 (mit einer Koerzitivkraft
von etwa 27 kA/m) in vorbestimmten Richtungen in ausgewählten örtlich getrennten
bzw. beabstandeten Regionen der Schicht fest ausgerichtet sind,
wobei die Regionen dazwischen entweder statistisch ausgerichtet
sind oder in verschiedener Richtung ausgerichtet sind. Dieser Typ
an Magnetaufzeichnungsträger
wird in Form eines Streifens durch Thorn Secure Science International
Limited unter der Handelsmarke "WATERMARK"-Streifen hergestellt.
-
Ein "WATERMARK"-Streifen liefert
hohe Sicherheit, weil die permanenten Aufzeichnungsdaten schwierig
zu fälschen
sind, und gibt die Option, herkömmliche
Daten auf Magnetstreifen, die mit ISO-Standard-Bankkarten niedriger
Koerzitivkraft (LoCo) kompatibel sind, zu schreiben.
-
In
den jüngsten
Jahren gab es ein Wachstum bei der Verwendung von Magnetaufzeichnungen
mit hoher Koerzitivkraft (HiCo), beispielsweise als Streifen auf
Kredit- oder Bankkarten oder anderen Wertdokumenten. Ein derartiges
Material hat typischerweise eine Koerzitivkraft von oberhalb etwa
1200 Oe (d.h. 100 kA/m) und wird vollständiger im Standarddokument
ISO 7811/6 beschrieben. Derartige HiCo-Magnetaufzeichnungen bieten
bessere Beständigkeit
gegenüber
Löschen
als LoCo-Materialien, aber bieten nicht die Hochsicherheit, die
mit "WATERMARK"-Streifen möglich ist.
-
Eine
Kombination der zwei Technologien würde sowohl Sicherheit als auch
Beständigkeit
gegenüber
zufälligem
Löschen
bieten, aber Versuche, die zwei Materialien zu kombinieren, waren
bislang nicht erfolgreich. Derartige Versuche haben Spuren beinhaltet,
die Seite an Seite hergestellt oder eine auf der anderen laminiert
wurden.
-
Erfindungsgemäß wird ein
Magnetaufzeichnungsträger,
wie in den Ansprüchen
1 bis 5 spezifiziert, bereitgestellt.
-
Dieser
Magnetaufzeichnungsträger
kombiniert LoCo- und HiCo-Technologien ohne die mit der Seite-an-Seite-Ausrichtung
verschiedener Materialien verbundenen Probleme, oder die Schwierigkeit des
Lesens einer Schicht durch die andere. Der Träger kann gleichzeitig verwendet
werden, um Daten permanent mittels der nadelförmigen Partikel aufzuzeichnen und
die mittels der Partikel mit der weiteren Koerzitivkraft löschbar sind.
Der Träger
ermöglicht, dass
die permanenten Daten in Gegenwart von softkodierten HiCo-Daten
unter Verwendung existierender Geräte gelesen werden.
-
Die
vorliegende Erfindung ermöglicht
ebenfalls Handlesegeräte
ohne Probleme, verursacht durch den aktiven Kopf des "Watermark"-Datenlesers, zu
verwenden und softkodierte Daten auf benachbarten Spuren des Streifens,
nur mit LoCo-Partikeln, zu löschen.
Dies ist ein Problem aufgrund der Unfähigkeit, präzise Handleser im Gebrauch
mit der korrekten Streifenspur verlässlich auszurichten.
-
Bevorzugt
betragen die Volumenprozent der Partikel mit der ersten Koerzitivkraft
weniger als die Volumenprozent der Partikel mit der weiteren Koerzitivkraft.
Dies ermöglicht
dem Träger,
mit dem Standarddokument ISO 7811/6 übereinzustimmen, indem die
Verzerrung, erzeugt durch Nebensignaleffekte zwischen den zwei Aufzeichnungstypen,
reduziert wird.
-
Gemäß einem
zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Wertdokument, wie in Anspruch
6 spezifiziert, bereitgestellt.
-
Gemäß einem
dritten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung
eines Magnetaufzeichnungsträgers,
wie in Anspruch 7 bis 9 spezifiziert, bereitgestellt.
-
Die
Erfindung bezieht sich insbesondere, aber nicht ausschließlich, auf
Magnetaufzeichnungen für
Kredit- oder Bankkarten oder andere Wertdokumente.
-
Ausführungsformen
der Erfindung werden nun mittels eines Beispiels anhand der beigefügten schematischen
Zeichnungen beschrieben, in denen:
-
1 ein
Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt,
-
2 ein
Flussdiagramm eines zweiten erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt,
-
3 eine
Draufsicht auf eine Schicht eines Magnetaufzeichnungsträgers mit
HiCo-Partikeln zeigt,
-
4 eine
schräge
Ansicht des Trägers
von 3 zeigt,
-
5 eine
Draufsicht auf eine Schicht eines erfindungsgemäßen Magnetaufzeichnungsträgers zeigt,
-
6 die
Schicht der 5 mit einer permanent ausgerichteten
Struktur zeigt,
-
7 eine
theoretische Hysteresekurve für einen
erfindungsgemäßen Magnetaufzeichnungsträger zeigt,
und
-
8 eine
gemessene Hysteresekurve für einen
erfindungsgemäßen Magnetaufzeichnungsträger zeigt.
-
Ein
Magnetaufzeichnungsträger
mit einer Mischung von hexagonalen Plättchen und nadelförmigen Partikeln
ist in der
US 4 657 813 offenbart.
Jedoch wird in diesem Dokument aus dem Stand der Technik die Ausrichtung
durchgeführt,
nachdem der Schlamm bzw. die die Schlämme verfestigt wurde, so dass
die nadelförmigen
Partikel keine permanent orientierte Struktur aufweisen.
-
1 zeigt
ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung eines Magnetaufzeichnungsträgers. Die
nummerierten Blöcke
im Diagramm haben die folgende Bedeutung.
-
Block 1 von 1 bezeichnet
die Herstellung eines Schlamms bzw. einer Schlämme, beinhaltend nadelförmige Magnetpartikel
mit einer ersten Koerzitivkraft und nicht-nadelförmige Magnetpartikel mit einer
weiteren Koerzitivkraft, die größer ist
als die erste Koerzitivkraft. Eine Anzahl von Beispielen, wie eine
Schlämme
erfindungsgemäß hergestellt
wird, wird nachfolgend beschrieben.
-
BEISPIEL 1
-
Im
vorliegenden Beispiel wird der Schlamm bzw. die Schlämme in der
folgenden Art und Weise hergestellt.
-
Pulverisiertes γ-Fe2O3 in Form von Agglomeraten
von nadelförmigen
individuellen Körnern
wird in einer flüssigen
Mischung eines Bindemittels und eines Lösungsmittels unter Verwendung
eines Rührapparats,
der beträchtliche
Scherkräfte
bereitstellt, dispergiert. Diese Mischung wird dann in eine Kugelmühle gegeben
und gemahlen, um die individuellen Körner zu trennen, um einen Schlamm
bzw. eine Schlämme
zu bilden. In diesem ersten Beispiel weist die exakte Schlämmezusammensetzung,
die verwendet wird, einen Feststoff gehalt von 56% auf, und das
verwendete Lösungsmittel
ist eine Mischung von Toluol und Methylethylketon. Die Zusammensetzung der
Feststoffe ist wie folgt (in Gew.-%): Polyesterharz 7,1%, Polyurethanharz
6,2%, Phosphattensid 0,6%, entöltes
Lecithin 0,6%, Carbon-Black
bzw. Ruß 1,3%, γ-Fe2O3 31,1%, Bariumferrit
50,2%, Schmiermittel 1,5% und Melamin-Härtungsmittel 1,3%.
-
Es
ist dafür
Sorge zu tragen, dass während der
Herstellung des Schlamms/der Schlämme die LoCo-Partikel (γ-Fe2O3) und die HiCo-Partikel
(Bariumferrit) verschiedene Eigenschaften aufweisen. Die in Pulverform
erhaltenen Bariumferritpartikel sind kleiner als die LoCo-Partikel
und haben geringere Ölabsorption,
was diese viel leichter dispergierbar macht als die LoCo-Partikel.
Wenn beide magnetischen Pigmente gleichzeitig in die Kugelmühle beaufschlagt
werden, würde
das Bariumferrit zu stark gemahlen werden, und die Dispersion würde instabil werden.
Insbesondere neigen die HiCo-Partikel dazu, aus der Suspension herauszufallen,
was zu Änderungen
in der Viskosität
des Schlamms/der Schlämme
führt und
daher die Qualität
der Beschichtung und die Qualität
des darauffolgenden Wassermarkierens ändert.
-
Drei
mögliche
Verfahren des Überwindens dieses
Problems sind
- a) zwei getrennte Dispersionen
herzustellen, und diese danach zu mischen,
- b) Zugeben der HiCo-Partikel sehr spät im Mahlverfahren oder
- c) die HiCo-Partikel direkt in den Sclamm/die Schlämme zu rühren.
-
Die
letztere Technik ist insbesondere vorteilhaft, wenn Strontiumferrit
das HiCo-Material
darstellt. Andere HiCo-Materialien, wie Platin-Kobalt oder Silmanol,
können
alternativ oder zusätzlich
verwendet werden.
-
Die
bevorzugten Bereiche, die für
die oben aufgelisteten Bestandteile in der vorliegenden Ausführungsform
eingesetzt werden, sind wie folgt:
Polyesterharz 4 bis 20%,
Polyurethanharz
4 bis 20%,
Phosphattensid 0 bis 2%,
entöltes Lecithin
0 bis 2%,
Kohlenstoff 0,5 bis 6%,
Aluminiumoxid 0 bis
5%,
Siliciumoxid 0 bis 5%,
γ-Fe2O3 20 bis 80%,
Bariumferrit 20 bis 80%,
Isocyanat-
oder Melamin-Härtungsmittel
0 bis 5%,
Schmiermittel (z.B. Silicon- oder PTFE-Öl) 0 bis
3%.
-
Geeignete
Lösungsmittel
beinhalten ein oder mehrere aus der Gruppe, enthaltend Toluol, Methylethylketon
und Methylisobutylketon.
-
Das
Volumenverhältnis
von LoCo-Partikeln zu HiCo-Partikeln liegt bevorzugt zwischen 3,4:6,6 und
5,5:4,5. Der Pigmentvolumengehalt liegt typischerweise zwischen
50 und 55% und der bevorzugte Feststoffgehalt liegt zwischen 40
und 60%.
-
Es
sollte festgehalten werden, dass in diesem Beispiel die Pigmentbeladung
viel höher
ist als die normalerweise für
Standardstreifen verwendete. Die Pigmentbeladungsniveaus werden
derart ausgewählt,
dass der LoCo-Watermark des darauffolgenden Streifens lesbar ist,
und die HiCo-Aufzeichnung den "Fenster"-Test des Standarddokuments
ISO/IEC 7811-6 bestehen
kann. Der Standard spezifiziert keine minimale Koerzitivkraft für den Streifen,
aber er ist schwierig zu bestehen, wenn nicht der Endstreifen eine
Koerzitivkraft von über
etwa 1200 Oe (d.h. 100 kA/m) aufweist. Der Streifen, der unter Verwendung des/der
oben beschriebenen Schlamms/Schlämme hergestellt
wird, weist typischerweise eine Koerzitivkraft von etwa gleich oder
größer als
1500 Oe (125 kA/m) auf.
-
BEISPIEL 2
-
Als
ein weiteres Beispiel für
eine Art und Weise der Herstellung eines Schlamms/einer Schlämme wie
oben beschrieben, wird die nachfolgende Formulierung verwendet,
um zwei verschiedene Schlämmen
(bezeichnet als Teil A und Teil B) herzustellen, die daraufhin in gleichen
Anteilen, bezogen auf das Gewicht, gemischt werden, um die Endmischung
zu erzeugen.
-
TEIL A
-
- Stromtiumferrit 92,6 Gew.-%,
- funktionalisiertes Vinylharz 7,4 Gew.-%,
- hergestellt als Schlämme
mit einem Feststoffgehalt von 40% in einem Lösungsmittel wie oben.
-
TEIL B
-
- Modifiziertes PVC-Harz 5,7 Gew.-%,
- Polyurethanharz 14,4 Gew.-%,
- Phosphattensid 1,4 Gew.-%,
- enöltes
Lecithin 1,4 Gew.-%,
- Carbon-Black bzw. Ruß 3,0
Gew.-%,
- γ-Fe2O3 71,8 Gew.-%,
- Schmiermittel (z.B. Silicon- oder PTFE-Öl) 2,3 Gew.-%,
- hergestellt als Schlämme
mit einem Feststoffgehalt von 40% in einem Lösungsmittel wie oben.
-
BEISPIEL 3
-
Formulierungen
in den nachfolgenden Bereichen können
ebenfalls eingesetzt werden, um eine Schlämme zur Verwendung in der vorliegenden
Erfindung herzustellen:
funktionalisiertes Vinyl-Copolymer
0,6 bis 20 Gew.-%,
γ-Eisen(III)-oxid
20 bis 80 Gew.-%,
Kohlenstoff 0,5 bis 6%,
Aluminiumoxid
0 bis 5%,
Siliciumoxid 0 bis 5%,
Polyesterharz 5 bis 20%,
Polyurethanharz
5 bis 20%,
Strontium- oder Bariumferrit 20 bis 80%,
Isocyanat-
oder anderes Härtungsmittel
0 bis 5%,
Schmiermittel (z.B. Silicon- oder PTFE-Öl) 0 bis
3%.
-
Das
Volumenverhältnis
von LoCo-Partikeln zu HiCo-Partikeln liegt bevorzugt zwischen 34:66 und
55:45. Der Pigmentvolumengehalt liegt typischerweise zwischen 50
und 55%, und der bevorzugte Feststoffgehalt liegt zwischen 40 und
60%. Geeignete Lösungsmittel enthalten
ein oder mehrere aus der Gruppe, umfassend Toluol, Methylethylketon
und Methylisobutylketon.
-
Wenn
die Schlämme
gemäß einem
der obigen Rezepte hergestellt wurde, wird diese auf ein flexibles
Substrat beschichtet, um eine Schicht zu bilden. Dieser Schritt
wird in 1 durch Block 2 bezeichnet.
Das flexible Substrat kann beispielsweise einen Polyesterfilm, wie
in der Magnetstreifenherstellung verwendet, ein Blatt Papier oder
Karton oder eine Lage aus Kunststoffmaterial umfassen. Im vorliegenden
Beispiel wird ein Polyesterfilm als Substrat verwendet, und der
Rest des Herstellungsverfahrens ist ähnlich zur Herstellung eines "WATERMARK"-Streifens, wie in
beispielsweise der GB-B-1 331 604 beschrieben. Jedoch wird im vorliegenden Beispiel
die Dicke der Schicht bevorzugt kontrolliert, um einen konstanten
Wert im Bereich zwischen 15 und 30 μm zu haben. Dies ermöglicht dem
Endstreifen oder der Karte die Kriterien, aufgestellt im Standarddokument
ISO/IEC 7811-6, zu bestehen.
-
Wenn
die Schicht auf dem Substrat einmal gebildet wurde, werden die nadelförmigen LoCo-Partikel
(γ-Eisen(III)-oxid-Partikel
im vorliegenden Beispiel) in der üblichen Art und Weise ausgerichtet
(wie beschrieben in der GB-B-1 331 604), um ausgewählte örtlich getrennte
bzw. beabstandete Regionen zu bilden, in denen die LoCo-Partikel
entlang einer vorbestimmten Richtung ausgerichtet werden, und die LoCo-Partikel
im Rest der Schicht werden entweder nicht so ausgerichtet oder entlang
einer im wesentlichen anderen Richtung ausgerichtet. Dies wird in 1 mit
Block 3 bezeichnet.
-
Die
Flüssigkeitsschicht
wird dann in üblicher Art
und Weise (wie in der GB-B-1 331 604 beschrieben) verfestigt, so
dass die Ausrichtung sämtlicher Magnetpartikel
fixiert wird. Dies wird in 1 mit Block 4 bezeichnet.
-
2 zeigt
ebenfalls ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung eines
Magnetaufzeichnungsträgers
gemäß der vorliegenden
Erfindung. Die Blöcke 2 bis 4 haben
dieselbe Bedeutung wie in 1, aber
die Zusatzblöcke 5 und 6 haben Block 1 ersetzt.
In diesem Diagramm bezeichnet Block 5 die Herstellung einer
Schlämme,
enthaltend nadelförmige
Magnetpartikel mit einer ersten Koerzitivkraft, während Block 6 die
Zugabe nicht-nadelförmiger Magnetpartikel
mit einer weiteren Koerzitivkraft, die höher ist als die erste Koerzitivkraft,
zur Schlämme
bezeichnet.
-
4 zeigt
einen Querschnitt, wie die Schicht im Querschnitt nach anfänglicher
Ausrichtung aussieht. Die Bariumferritpartikel (10) liegen normalerweise
in Form von hexagonalen Plättchen mit
einer einfachen Orientierungsachse 15, senkrecht zur Ebene
der Plättchen
vor. Die nadelförmigen Partikel
sind in dieser Figur nicht gezeigt, um die Klarheit zu verbessern.
Sie sind jedoch in den 5 und 6 gezeigt.
Die Bariumferritpartikel in der Schicht bilden Säulen (14), wie in
Draufsicht in 3 gezeigt, wobei die Säulen parallel
zueinander orientiert sind, die Achsen der im Allgemeinen zylindrischen
Säulen
entsprechen einer einfachen Orientierungsachse (15), senkrecht
zur Achse des orientierenden Magnetfelds (16). Jede Säule ähnelt einem Stapel
von Münzen,
wobei die Oberflächen
der Münzen
im Wesentlichen senkrecht zur Oberfläche des Substrats angeordnet
sind.
-
Die
Eisenoxidpartikel (11) sind im Allgemeinen länglich oder
nadelförmig
mit Magneteigenschaften, die eine einfache Symmetrieachse entlang
der langen Achse des Partikels aufweisen. Die Dicke der Schicht
in diesem Beispiel beträgt
22 μm, und
in diesem Beispiel wird diese von einem flexiblen Polyestersubstrat
(12) getragen. 5 zeigt eine Draufsicht auf
die Schicht nach dem anfänglichen
Orientierungsschritt, der sämtliche
Partikel in der gezeigten Art und Weise ausrichtet, wobei die Achsen
der nadelförmigen
Partikel im Wesentlichen orthogonal zu den Achsen der Säulen der
Plättchen
sind. Diese Anfangsorientierung wird unter Verwendung eines Magnetfelds
in der Größenordnung
von 100 bis 350 MilliTesla durchgeführt, um sicherzustellen, dass
sowohl die HiCo- als auch LoCo-Partikel ausgerichtet werden.
-
6 zeigt
dieselbe Schicht, mit der eine weitere Ausrichtung durchgeführt wurde,
um die Regionen 20 und 21 mit verschiedenen magnetischen Eigenschaften
voneinander zu bilden, wodurch eine permanent ausgerichtete Struktur
nach Verfestigung gebildet wurde, die verwendet werden kann, um
Daten zu speichern, die darauffolgend nicht gelöscht werden können. In
dieser weiteren Ausrichtung (in der die Ausrichtung der nadelförmigen Magnetpartikel
nur in örtlich
getrennten Regionen 21 geändert wird) wird ein Magnetfeld
von nur 8 bis 20 MilliTesla verwendet, so dass die HiCo-Partikel
nicht erneut in demselben Maße
wie die LoCo-Partikel ausgerichtet werden.
-
8 zeigt
eine typische Hysteresekurve für einen
Magnetaufzeichnungsträger,
hergestellt gemäß Beispiel
1 oben. Typische Werte der Koerzitivkraft sind zwischen 1200 und
4000 Oe (125 bis 340 kA/m), bevorzugt zwischen 1500 und 2500 Oe,
die Sättigungsmagnetisierung
ist typischerweise 0,5 bis 0,9 emu, und die Remanenz ist in der
Größenordnung
von 0,3 bis 0,7 emu. Eine theoretische Vorhersage, wie die Hysteresekurve
aussehen sollte, ist in 7 gezeigt.
-
Der
Streifen, hergestellt gemäß den vorangehenden
Anweisungen, kann gegebenenfalls eine Lacküberschicht, aufgebracht, um
Schutz der Oberfläche
während
der Verwendung bereitzustellen, aufweisen.
-
Eine
Schicht ohne Träger
kann hergestellt werden durch Abziehen des flexiblen Substrats.
Dieses Verfahren ist einfacher, wenn eine Ablöseschicht zwischen der Schicht
und dem Substrat während
der Herstellung bereitgestellt wurde.