DE3827015A1

DE3827015A1 - Magnetische, visuell wirkende darstellungsvorrichtung

Info

Publication number: DE3827015A1
Application number: DE3827015A
Authority: DE
Inventors: Masaaki Sakurai; Mitsuru Yoda
Original assignee: Nippon Signal Co Ltd
Current assignee: Nippon Signal Co Ltd
Priority date: 1987-08-06
Filing date: 1988-08-05
Publication date: 1989-02-16
Also published as: GB8818697D0; KR970005352B1; GB2208493A; US5006422A; KR890004276A; HK121796A; GB2208493B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine magnetische, visuell wirkende Darstellungsvorrichtung.

Es gibt drei Arten von solchen Vorrichtungen:

Die erste Art besteht aus einer magnetischen Aufzeichnungs karte, s. das japanische Patent JP-B 56-852. Die Karte ist mit einer magnetischen Aufzeichnungsschicht beschichtet. Sie besteht aus einem Basisblatt mit einer Öffnung und einem transparenten Blatt darüber, das die Öffnung abdeckt, wobei sich in der Öffnung feine magnetische Partikel schwimmend be finden. Die magnetischen Partikel wirken auf ein magnetisches Feld, das auf ausgewählte Bereiche wirkt, so daß ein Bild in der Öffnung erscheint.

Die zweite Art ist in dem japanischen Patent JP-B 60-27003 offenbart. Bei dieser befinden sich zahlreiche Mikrokapseln, die eine Flüssigkeit und magnetische Teilchen (Flocken) ent halten und aus eingefärbtem Material bestehen auf der Vorderseite eines Basisorgans, wobei die Kapseln mittels eines transparenten Bindemittels gehalten werden und das Basisorgan eine bestimmte Einfärbung aufweist. Die magnetischen Flocken ändern ihre Lage unter der Wirkung eines magnetischen Feldes dergestalt, daß, wenn die Flocken im wesentlichen parallel zu der Oberfläche der Vorrichtung liegen, die Farbe des einge färbten Materials bevorzugt gegenüber der Farbe des Grund organs gesehen werden kann, während, wenn die Flocken im wesentlichen senkrecht zu der Oberfläche orientiert sind, die Farbe des Basisorgans bevorzugt gegenüber der Farbe des eingefärbten Materials gesehen werden kann.

Die dritte Art ist in dem japanischen Patent JP-B 48-41221 offenbart. Bei dieser Vorrichtung ist eine Schicht aus Mikro kapseln über einer Oberfläche eines Basisorgans angeordnet. Die Mikrokapseln enthalten kleine Flüssigkeitsmengen und stark refelktierende magnetische, flockenartige Partikel, die in der Flüssigkeit suspendiert sind. Die magnetischen Par tikel orientieren sich zwischen einer ersten Stellung, in der einfallendes Licht reflektiert wird durch die Partikel, und einer zweiten Position, bei der einfallendes Licht von den reflektierenden Partikeln zerstreut werden in die Mikrokapseln und dann dort absorbiert werden. Die Folge davon ist, daß ein visueller Kontrast zwischen einem Bereich er zeugt wird, in dem die magnetischen Partikel die erste Posi tion einnehmen, und einem Bereich, in dem die magnetischen Partikel in der zweiten Position sind.

Die erste Vorrichtung ist insofern vorteilhaft, als sie in der Lage ist, aufgezeichnete Informationen gut zu halten. Diese Vorrichtung hat jedoch den Nachteil, daß wegen des Vorhandenseins des Fensters, in dem die feinen magnetischen Teilchen enthalten sind, die Vorrichtung in diesem Bereich mechanisch schwächer ist als in den übrigen Bereichen. Die Karte hat somit die Tendenz, im Fensterbereich sich zu verbiegen. Bei einer Drei-Schicht-Konstruktion besteht leicht die Gefahr, daß sich die Schichten dann voneinander trennen bzw. daß eine permanente Deformation entsteht. Die Karte ist dann unbrauchbar.

Die zweiten und dritten bekannten Vorrichtungen die keine Fenster aufweisen, sind gegenüber Biegekräften oder sonstigen Be lastungen weitgehend unempfindlich. Diese Vorrichtungen haben sich jedoch nicht im Markt durchgesetzt, weil ihre Informationsfähigkeit wesentlich kleiner ist als erforder lich. Die Gründe hierfür sind folgende:

Die magnetischen, flockenartigen Partikel sind parallel zur Ebene der Vorrichtung vor-orientiert. Wenn eine In formation aufgezeichnet werden soll, wird die Vorrichtung einem Magnetfeld unterworfen, das senkrecht zur Ebene der Vorrichtung verläuft. Die Partikel, die diesem Magnet feld ausgesetzt sind, orientieren sich dann im wesentlichen senkrecht zur Ebene der Vorrichtung, während Partikel, die dem magnetischen Feld nicht ausgesetzt sind, in der alten Orientierung parallel zur Ebene der Vorrichtung verbleiben. Die Folge davon ist, daß ein Kontrast entsteht, der auf die Differenz in dem Reflexionsvermögen bezogen auf die Partikel, die dem Feld ausgesetzt sind, und die Partikel, die dem Feld nicht ausgesetzt sind, zurückzuführen ist. Die dem Feld ausgesetzten Partikel zerstreuen das einfallende Licht, während die dem Feld nicht ausgesetzten Partikel das Licht reflektieren.

Die aufgezeichnete Information wird eine längere Zeit ge halten, selbst nachdem das Aufzeichnungsfeld abgeschaltet ist. Die Zeit ergibt sich aus der Zeit, innerhalb welcher eine remanente magnetische Kraft in der Vorrichtung groß genug ist, um ein lokales Magnetfeld zu erzeugen, das auf die Partikel wirkt. Wie erwähnt, sind die magnetischen Partikel vor-orientiert dergestalt, daß sie parallel zur Ebene der Vorrichtung orientiert sind und dann das einfallende Licht reflektieren. Ein magnetisches Feld, das zum Zwecke der Vor-Orientierung der Partikel angelegt wird, muß also eine gewisse Stärke haben. Die Partikel, die vor-orientiert sind, bewegen sich dann aus ihrer horizontalen Lage in eine geneigte bzw. senkrechte Lage, in der sie das einfallende Licht zerstreuen, dies dann, wenn ein Aufzeichnungsfeld angelegt wird. Wenn das Aufzeichnungsfeld abgeschaltet wird, bilden die einzelnen Partikel Permanentmagnete mit Nord- und Südpolen. Die ziehen sich gegenseitig an so lange, bis das magnetische Potential zwischen diesen Partikeln entsprechend klein geworden ist. Die Partikel sind also auf Linien, die den magnetischen Fluß darstellen, ausge richtet. Sie verbleiben in dieser ausgerichteten Position und halten auf diese Weise die eingegebene Information. Eine relative Verschiebung oder Verrückung der Partikel wird hauptsächlich unter der Wirkung des Aufzeichnungsfeldes be wirkt. Die Partikel, die nebeneinander liegen, üben jedoch einen wesentlichen Einfluß auf ein remanentes magnetisches Feld aus, das von dem magnetischen Feld für die Vor-Orien tierung erzeugt wird. Die remanente magnetische Kraft des vor-orientierenden magnetischen Feldes überlagert sich somit einer magnetischen Kraft, die durch das Aufzeichnungsfeld erzeugt wird. Durch diese Überlagerung wird der Magnetismus der Partikel, die als Permanentmagnete wirken, innerhalb einer relativ kurzen Zeit zerstört, so daß die Informations fähigkeit entsprechend reduziert wird.

Hinzu kommt, daß eine Vorrichtung der erwähnten Art im allgemeinen mit anderen Vorrichtungen dieser Art zu einem Stapel zusammengeschaltet ist. Das hat zur Folge, daß die remanente magnetische Kraft einer Vorrichtung einen Ein fluß auf die Partikel in einer benachbarten Vorrichtung ausübt. Auch das verringert die Informationsfähigkeit des Systems.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine magnetische, visuell wirkende Darstellungsvorrichtung zu schaffen, die gegenüber Biegekräften oder sonstigen Belastungen widerstands fähig ist und eine hohe Informationsfähigkeit besitzt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, wie im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegeben ist.

Auf diese Weise wird erreicht, daß die Darstellungsvorrich tung einerseits sehr widerstandsfähig ist, andererseits eine hohe Informationsfähigkeit besitzt und schließlich in ein facher und kostensparender Art und Weise herstellbar ist. Hinzu kommt, daß ein größerer Kontrast zwischen dem Hinter grund und dem Teil besteht, in dem sich eine Information be findet.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung. Darin zeigt:

Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch eine Vorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 einen Teil der Fig. 1 in vergrößertem Maßstab;

Fig. 3 eine zweite Ausführungsform der Erfindung, und zwar entsprechend der Darstellung gemäß Fig. 1;

Fig. 4 eine Mikrokapsel der zweiten Ausführungsform in ver größertem Maßstab;

Fig. 5 das Innere einer Mikrokapsel, die nicht einem magne tischen Feld ausgesetzt ist;

Fig. 6 das Innere der Kapsel gemäß Fig. 5, das einem magne tischen Feld ausgesetzt ist;

Fig. 7 einen Vertikalschnitt durch die Vorrichtung, die die Lage der Partikel in den einzelnen Mikrokapseln in den Bereichen ohne Magnetfeld und den Bereichen mit Magnetfeld zeigt;

Fig. 8 ein Blockdiagramm, das die Herstellung der erfindungs gemäßen Vorrichtung gemäß Fig. 3 veranschaulicht und

Fig. 9 und 10 einen Schnitt jeweils durch die Vorrichtung, die die Art und Weise zeigen, wie die Mikrokapseln stabi lisiert werden.

In Fig. 1 ist mit 10 eine visuell wirkende, magnetische Dar stellungsvorrichtung gemäß der Erfindung bezeichnet. Diese besteht aus einer Platte 11, einer Schicht 12, die auf der Platte 11 aufgetragen ist, und einer magnetischen Schicht 13, die aufgetragen ist auf der Schicht 12 bzw. mit dieser ge bondet ist. Die Platte 11 stellt die Frontseite der Vorrichtung 10 dar. Die magnetische Schicht 13 bildet die Rückseite. Die Schicht 12 besitzt Mikrokapseln gleicher Dicke, die auf ein magnetisches Feld ansprechen. Die Mikrokapseln 14 werden von einem Bindemittel 15 gehalten.

Jede Mikrokapsel 14 enthält eine kleine Flüssigkeitsmenge 16 und merere kleine flockenartige Partikel 17, die in der Flüssigkeit 16 suspendiert sind. Die Flüssigkeit 16 ermög licht eine leichte Bewegung der Partikel 17 in den Mikro kapseln 14. Die Partikel 17 haben im wesentlichen gleiche Form. Die Platte 11, die Mikrokapseln 14 und das Bindemittel 15 sind transparent, so daß ein Kontrast, der in der Schicht 12 entsteht, der seinerseits die Folge einer Differenz in der Reflexion oder des Reflexionskoeffizienten zwischen einzelnen Partikeln 17 ist, von vorne beim Betrachten der Vorrichtung gesehen werden kann.

Die Partikel 17 in den Mikrokapseln 14 bestehen aus para magnetischem oder ferromagnetischem Material, das hoch re flektiv ist oder mit einem hoch reflektiven Material be schichtet ist.

Die eingekapselte Flüssigkeit 16 ist vorzugsweise Öl oder eine Mischung mehrerer Öle, das (die) chemisch inaktiv ist (sind) gegenüber den Partikeln 17 und eine Viskosität be ziehungsweise Gleitfähigkeit hat (haben), die eine leichte Bewegung der Partikel 17 gestattet.

Die Schicht 12 ist so dünn wie möglich, so daß die Partikel 17 einer magnetischen Kraft, die auf die magnetische Schicht 13 wirkt, unterliegen, wenn eine magnetische In formation auf die Vorrichtung aufgegeben wird. Außerdem ist die Schicht 12 direkt mit der magnetischen Schicht 13 ohne Zwischenschaltung eines Films verbunden, so daß der Abstand zwischen den Partikeln 17 und der magnetischen Schicht 13 so klein wie möglich ist.

Die Platte 11 hat eine Dicke, die groß genug ist, um der gesamten Vorrichtung Halt zu verleihen. Die Mikrokapseln 14 werden so gehalten, daß sie die Platte 11 berühren oder einen gewissen Abstand von dieser haben. Der Berührungsbe reich des Binders gegenüber der Platte 11 ist größer als derjenige der Mikrokapseln 14.

Die Partikel 17 sind so orientierbar, daß sie einfallendes Licht zu der Platte 11 reflektieren und das einfallende Licht in die Kapsel 14 auf Grund der Wirkung eines magne tischen Feldes einstreuen. Eine Orientierung der Partikel wird durch ein magnetisches Feld bewirkt, das auf die Schicht 13 wirkt und ferner durch ein remanentes magnetisches Feld der Schicht 13.

Im folgenden werden Dimensionen zweier Beispiele gebracht:

Beispiel 1
Dicke der Platte\|20 µm
Durchmesser der Kapseln	20-40 µm
Länge der großen Achse der Partikel	3-10 µm
Dicke der magnetischen Schicht	15 µm

Beispiel 2
Dicke der Platte\|30-50 µm
Durchmesser der Kapseln	30-50 µm
Länge der großen Achse der Partikel	3-10 µm
Dicke der magnetischen Schicht	20-30 µm

Die Vorrichtung gemäß Beispiel 1 wird vorzugsweise in Form einer einzelnen Platte oder einer fest eingebauten Platte ver wendet, während die Vorrichtung gemäß Beispiel 2 vorzugs weise in Form einer tragbaren magnetischen Karte verwendet wird.

Die Partikel 17 müssen eine Vor-Orientierung besitzen, die so geartet ist, daß sie parallel zu der Hauptebene der Platte 11 liegen. Demgemäß wird zunächst ein magnetisches Feld auf die Vorrichtung von der Oberfläche her aufgegeben bzw. es wird eine magnetische Schicht aufgelagert, so daß das erwähnte Ziel erreicht wird. Da in diesem Falle die re flektierende Oberfläche der Partikel 17 parallel zu der Ebene der Platte 11 liegt, werden die einfallenden Lichtstrahlen, die durch die transparente Platte 11 gelangen, an den Par tikeln 17 reflektiert und durch die transparente Platte 11 wieder nach außen gerichtet. Die Vor-Orientierung der Par tikel 17 erfolgt auch, wenn die eingegebene Information ge löscht wird.

Wenn eine gewisse Information auf der Vorrichtung sichtbar werden soll, wird ein entsprechendes Magnetfeld gegenüber der magnetischen Schicht 13 erzeugt, wobei ein Magnetkopf 18 in Kontakt mit der äußeren Fläche der Schicht 13 tritt, siehe Fig. 2. Der magnetische Kopf 18 besteht aus mehreren zueinander ausgerichteten Elementen, die so angeordnet sind, daß sie eine Figur, einen Buchstaben oder eine Marke in Form einer Gruppe von Punkten hervorrufen können.

Aus Fig. 2 ergibt sich, daß wenn der Magnetkopf 18 mit einem Eingangssignal beaufschlagt wird, sich ein magnetisches Feld bildet, das durch einen Teil der magnetischen Schicht 13 hindurchgeht und dabei diesen magnetisiert. Das auf diese Weise magnetisierte Stück der Schicht 13 bildet einen Per manentmagneten mit Nord- und Südpolen an gegenüberliegenden Enden und erzeugt eine remanente magnetische Kraft auch dann, wenn der Magnetkopf 18 entfernt wird. Die eingegebene Information wird also in der Schicht 13 gespeichert. Das magnetische Feld wirkt ferner auf die Mikrokapseln 14. Die vor-orientierten Partikel 17 werden durch das Magnetfeld umorientiert, derart daß sie eine geneigte oder aufge richtete Position, nämlich parallel zu dem magnetischen Fluß einnehmen (s. Fig. 2). Diese Um-Orientierung der Par tikel 17 ist permanent (aber löschbar) auf Grund der Feld linien des magnetischen Flusses, der durch die remanente magnetische Kraft der Schicht 13 erzeugt wird und auf die remanente magnetische Kraft der Partikel 17 wirkt. Da die auf diese Weise produzierten Linien des magnetischen Flusses im wesentlichen identisch sind zu denjenigen, die bei der Aufnahme produziert werden, kann eine Verschlechterung der magnetischen Wirkung der Partikel 17 nicht eintreten, die anderenfalls die Information mindern würde.

In den Bereichen der Vorrichtung 10, die nicht dem magnetischen Feld des Magneten 18 bzw. der Schicht ausgesetzt sind, sind die Partikel 17 nicht umorientiert. Sie haben demgemäß weiterhin ihre im wesentlichen horizontale Orientierung. In diesen Bereichen werden also die Lichtstrahlen, die auf die Vor derseite der Vorrichtung 10 einfallen, durch die Partikel 17 reflektiert. In den Bereichen jedoch, die den magnetischen Feldern ausgesetzt sind, werden die einfallenden Lichtstrahlen durch vielfache reflektierende Flächen der Partikel 17 zer streut und schließlich absorbiert. Auf diese Weise wird das Licht daran gehindert, von der Schicht 12 reflektiert zu werden. Sie erzeugen insofern einen Kontrast. Das Bild, das auf dem umorientierten Bereich entsteht, erscheint somit als dunkles Bild auf einem hellen Hintergrund. Auf diese Art und Weise sind verschiedene Arten von Informationen, die in die Schicht 13 eingegeben werden, in die Schicht 12 produzierbar, und man kann auf diese Weise Buchstaben, Figuren, Symbole usw. schaffen.

Die Vorrichtung 10 kann wiederholt verwendet werden, indem sie sukzessive durch eine Vorrichtung zum Umorientieren (nicht dargestellt) und die Vorrichtung, die den Magnetkopf 18 hat, (Fig. 2) bewegt wird. Die eingegebene Information wird ge löscht, wenn die Vorrichtung 10 durch die Umorientierungsvor richtung bewegt wird. Auch ist es denkbar, daß die Vorrichtung 10 dadurch umorientiert wird, daß sie durch eine Vorrichtung, die einen Löschkopf hat, bewegt wird, der ein intensives mag netisches Feld erzeugt, um die eingegebene Information zu löschen. Anschließend kann dann mittels eines Informationskopfes eine neue Information eingegeben werden.

Die Vorrichtung 10 kann vielfach verwendet werden. So kann sie beispielsweise zur kontinuierlichen Aufzeichnung für die Beobachtung, Messung oder dergleichen verwendet werden. Auch kann sie als einzelne Tafel in standardisierter Größe oder als Karte irgendeiner Größe verwendet werden. Vorzugsweise kann die Vorrichtung 10 gemäß der Erfindung zur Anzeige und Darstellung einer weitaus größeren Menge von Informationen dienen als das mit den bisherigen Mitteln möglich war, die ein Fenster besitzen. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann nämlich die gesamte vordere Fläche als Anzeigefläche ver wendet werden.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung kann eine Schicht aus gefärbtem Material, z. B. eine Farb- oder Pigmentschicht auf einer äußeren Fläche der magnetischen Schicht 13 aufweisen, was dem ganzen eine ebene papierähnliche Erscheinung gibt.

Die Platte 11 kann eine Deckschicht aufweisen, um Teile der Schicht 12 abzudecken derart, daß der abgedeckte Teil der Schicht 12 als Bereich zum Darstellen von Daten dient, die mittels eines Magnetkopfes einer Lesevorrichtung abgetastet werden.

Fig. 3 zeigt eine abgewandelte Darstellungsvorrichtung 20 gemäß der Erfindung. Diese besteht aus einer Grundplatte 21, die transparent ist und die Vorderseite in der Vorrichtung 20 bildet, einer Schicht 22, die magnetisch sensitiv ist und auf einer Seite der Platte 21 angeordnet ist, und aus einer Magnetschicht 23, die auf der Schicht 22 sitzt, z. B. mit dieser gebondet oder verklebt ist. Die Schicht 22 be sitzt zahlreiche transparente Mikrokapseln 24, die mittels eines transparenten Bindemittels 25 zusammengehalten werden.

Die Platte 21 hat vorzugsweise eine Dicke von 20 bis 100 µm, wenn die Vorrichtung 20 als magnetische Wiedergabetafel ver wendet wird. Wenn die Vorrichtung 20 in Form einer magnetischen Karte verwendet wird, dann sollte die Dicke der Platte 21 vorzugsweise zwischen 100 und 1000 µm liegen.

Jede Mikrokapsel 24 besitzt eine Kammer, in der magne tische und nicht magnetische Partikel 26, 27 in einem Fluid 28 dispergiert sind. Die Partikel sind mit einer oberflächenaktiven Schicht 29 ummantelt. Die Mikrokapseln 24 haben einen mittleren Durchmesser von ungefähr 30 bis 50 µm.

Die nicht magnetischen Partikel 27 haben ein spezifisches Gewicht, das größer ist als das spezifische Gewicht der magnetischen Partikel 26. Außerdem haben sie eine andere Farbe oder Reflexion als die magnetischen Partikel 26. Die magnetischen Partikel 26 können aus ferromagnetischem Eisenoxyd, z. B. Fe₃O₄, bestehen. Die nicht magnetischen Partikel 27 können aus weißem Barium (Ba) bestehen, wenn sie mit den magnetischen Partikeln 26 verwendet werden, die aus schwarzem Eisenoxyd bestehen. Auf diese Weise wird ein ausreichender Kontrast zwischen den magnetischen Partikel 26 und den nicht magnetischen Partikeln 27 geschaffen. Es kann jedoch auch ein anderes Material für die nicht magne tischen Partikel 27 verwendet werden, wenn nur dieses Ma terial sich von den magnetischen Partikeln 26 unterscheidet hinsichtlich des spezifischen Gewichtes und der Farbe bzw. des Reflexionsvermögens. Das volumetrische Verhältnis der magnetischen Partikel 26 zu den nicht magnetischen Partikeln 27 ist nicht kleiner als 1 : 1, und vorzugsweise sind die magne tischen Partikel 26 etwa größer hinsichtlich des Volumens als die nicht magnetischen Partikel 27, um auf diese Weise ein Bild von starkem Kontrast zu schaffen, siehe weiter unten.

Die Schicht 29 und das Fluid 28 sind solcher Art, daß sich die Partikel 26 und 27 in dispergiertem Zustand derart befinden, daß die Partikel 26, 27 hoch beweglich in den Mikrokapseln 24 sind. Da die oberflächenaktive Schicht 29 ionisiert oder ge laden ist, werden die Partikel 26, 27 daran gehindert zu agglomerieren, dies auf Grund der abstoßenden Wirkung des Eisens gleicher Polarität und der auf diese Weise geladenen Oberfläche 29. Die Folge davon ist, daß die Dispersion in den Mikrokapseln 24 die Partikel 26, 27 stabil in kolloidalem Zustand hält. Die Beweglichkeit der Partikel 26, 27 wird verbessert, wenn das Verhältnis der Durchmesser der nicht magnetischen Partikel 27 zu den Durchmessern der magnetischen Partikel 26 vergrößert wird. In einer bevorzugten Ausführungs form bestehen die magnetischen Partikel 26 aus Eisenoxyd in kugelförmiger Gestalt oder ovaler Gestalt mit einem mittleren Durchmesser von etwa 100 bis 130 Å und die nicht magnetischen Partikel 27 aus kugelförmiger Gestalt oder ovaler Gestalt mit einem durchschnittlichen Durchmesser von ungefähr 3 µm.

Der Durchmesser der Mikrokapseln 24 und die Dicke des Binders 25 sind vorzugsweise so dünn wie möglich, so daß die magnetischen Partikel 26 in den Mikrokapseln 24 den magne tischen Feldlinien ausgesetzt sind, die auf die Schicht 23 einwirken, wenn eine wie auch immer geartete Information auf gegeben wird. Die magnetische Schicht 23 sitzt also direkt an der Schicht 22, ohne daß ein Dicht- oder Klebefilm zwischen beiden Schichten ist. Auf diese Weise wird der Abstand zwischen der magnetischen Schicht 23 und den Mikrokapseln 24 so klein wie möglich gehalten. Die äußere Fläche der Schicht 23 ist mit einem Schutzfilm 30 aus Kunstharz versehen. Die magnetische Schicht 23 hat vorzugsweise eine Dicke von ungefähr 15 bis 30 µm und der Schutzfilm 30 vorzugsweise eine Dicke von unge fähr 2 bis 3 µm.

Die Mikrokapseln 24 und das Bindemittel 25 werden miteinander vermischt in einem Verhältnis solcher Art, daß das Binde mittel 25 einheitlich verbunden sein kann mit der Platte 21, derart daß die Mikrokapseln 24 an der Platte 21 ge halten werden, dies in einem Verteilungsverhältnis, daß wenigstens eine Mikrokapsel 24 in einer Darstellungseinheit angeordnet ist.

Die Vorrichtung 20 arbeitet folgendermaßen: Wenn die magnetische Schicht 23 nicht einem magnetischen Feld aus gesetzt ist, befinden sich die nicht magnetischen Partikel 27 auf dem Boden der Mikrokapseln 24, da sie ein größeres spezifisches Gewicht als die magnetischen Partikel 26 haben, s. Fig. 3 bis 5. Die magnetischen Partikel 26 befinden sich demgemäß auf der Oberseite der Mikrokapseln 24. In diesem Falle ist nur ein dunkler Hintergrund auf der Ansichtsseite der Vorrichtung 20 zu sehen, da die Farbe der magnetischen Partikel 26 und die Farbe der magnetischen Schicht 23 durch die Schicht 21 und das Bindemittel 25 sichtbar sind.

Wenn ein nicht dargestellter magnetischer Kopf energie beaufschlagt wird und demgemäß ein Magnetfeld über ein Teil der magnetischen Schicht 23 erzeugt, dann wird dieser Bereich magnetisiert. Nunmehr werden die magnetischen Par tikel 26 in eine Lage gebracht, die dem magnetischen Feld entspricht, dergestalt daß die magnetischen Partikel 26 von oben nach unten in den Mikrokapseln 24 wandern, und zwar durch Räume zwischen den nicht magnetischen Partikeln 27 hindurch, siehe Fig. 6. Die Folge davon ist, daß die nicht magnetischen Partikel 27 vom Boden nach oben ge drückt werden. Dieser Positionsaustausch erfolgt weich und schnell, da der durchschnittliche Durchmesser (ungefähr 100 bis 150 Å) der magnetischen Partikel 26 wesentlich kleiner ist als der durchschnittliche Durchmesser (ungefähr 3 µm) der nicht magnetischen Partikel 27. Die magnetischen Partikel 26 sind also leicht zwischen den nicht magnetischen Partikeln 27 hindurch bewegbar. Diese weiche und prompte Positions verlagerung wird durch die oberflächenaktive Schicht 29 (Fig. 4) verbessert. Da weiterhin die Partikel 26 und 27 sphärisch oder oval sind, reagieren sie auf die Wirkung des Magnetfeldes schneller als flockenartige Partikel. Außerdem können sie billiger als flockenartige Partikel hergestellt werden. Die visuell wirkende, magnetische Darstellunsvorrichtung 20 ist also billig herstellbar.

Wie oben beschrieben, sind in den Bereichen der magnetischen Schicht 23, die den magnetischen Feldern zwecks Eingabe von Informationen ausgesetzt sind, die nicht magnetischen Partikel 27 oben oder auf der Frontseite der Kapseln, während in den Bereichen der magnetischen Schicht 23, die nicht magnetischen Feldern ausgesetzt sind, die magnetischen Partikel 26 auf der Frontseite der Mikrokapseln sind, siehe Fig. 7. Die Folge davon ist, daß ein Kontrast zwischen den Bereichen, die Feldern ausgesetzt sind, und den Bereichen, die solchen Feldern nicht ausgesetzt sind, besteht. Das Bild, das durch das magnetische Feld erzeugt wird, erscheint als helles Bild auf dunklem Grund, mit der Folge, daß die eingegebene In formation in der Farbe der nicht magnetischen Partikel 27 erscheint.

Da die magnetischen Partikel 26 mehr Volumen einnehmen als die nicht magnetischen Partikel 27 innerhalb einer Mikro kapsel 24, werden die nicht magnetischen Partikel 27 voll ständig abgedeckt durch die magnetischen Partikel 26, was den Kontrast bei dem dargestellten Bild gegenüber dem Hinter grund verstärkt.

Die Vorrichtung 20 wird in einer Art und Weise hergestellt, wie es im folgenden an Hand der Fig. 8 bis 10 beschrieben ist.

Zunächst wird eine transparente Platte 21 geschaffen. Diese Platte ist vorzugsweise aus Kunstharz und hat eine Dicke von 20 bis 100 µm, wenn die Vorrichtung 20 als Darstellungsein heit verwendet wird. Wenn die Vorrichtung 20 als magnetische Karte verwendet wird, hat die Platte 21 vorzugsweise eine Dicke von 100 bis 1000 µm. Die eine Oberfläche der Platte 21 wird mit einer Mischung aus vielen Mikrokapseln 24 und einem transparenten Lösungs-Bindemittel 25 beschichtet, dies z. B. mittels einer Beschichtungsrolle, eines Pinsels, Besprühen od. dgl. Die Mikrokapseln 24 haben einen durchschnittlichen Durchmesser von 30 bis 50 µm und enthalten schwarze, kugel förmige, magnetische Partikel aus Fe₃O₄ mit einem durchschnitt lichen Durchmesser von 100 bis 150 Å. Außerdem enthalten sie weiße, kugelförmige, nicht magnetische Partikel aus Ba mit einem durchschnittlichen Durchmesser von ungefähr 3 µm. Die Mischung, die auf diese Weise aufgetragen wird, hat eine Dicke von ungefähr 40 bis 60 µm.

Die Mikrokapseln 24 sind vorzugsweise gleichförmig über die gesamte Fläche der Platte 21 verteilt, wobei schmale Spalten zwischen ihnen vorhanden sind. Diese gleichförmige Verteilung wird erreicht, indem man das Mischungsverhältnis zwischen den Kapseln und dem Bindemittel genau einstellt.

Dann wird die aufgetragene Mischung getrocknet, und zwar entweder auf natürlichem Wege oder durch Beeinflussung in irgendeiner Art und Weise, so daß sich eine Schicht 22 bildet, die die Mikrokapseln enthält. Während dieser Zeit wird die Platte 21 in horizontaler Lage gehalten, wobei die aufgetragene Schicht nach oben weist. Die Mikrokapseln 24 können sich also auf Grund der Schwerkraft nach unten durch das Bindemittel 25 hindurch auf die innere Oberfläche der Platte 21 legen. Diese Ablagerung auf Grund der Schwerkraft kann durch Anlegung einer Vibration beschleunigt werden. Die Mikrokapseln 24 bilden eine einzelne Schicht über die innere Oberfläche der Platte 21 mit der Folge, daß der Abstand zwischen den Mikrokapseln 24 und einer magnetischen Schicht (die weiter unter beschrieben wird) auf ein Minimum reduziert werden kann. Wenn die gleichförmige Verteilung der Mikrokapseln 24 durch die Schwerkraftsablagerung oder eine Ablagerung mit zusätzlicher Vibration nicht erreicht wird, wird die Mischung unmittelbar nach ihrem Auftrag auf die Platte 21 einem in tensiven Magnetfeld unterworfen, das über die Platte 21 erzeugt wird, dies mittels einer geeigneten Magnetisierungs vorrichtung, z. B. eines Permanentmagneten oder eines Elektro magneten 31, der über die äußere Fläche der Platte 21 bewegt wird (s. Fig. 9). Wenn die Platte 21 in Richtung des Pfeils über den Elektromagneten bewegt wird, bewegen sich die Mikrokapseln 24 in Richtung auf die innere Fläche der Platte 21, da die magnetischen Partikel 26 in den Mikrokapseln 24 zum Elektromagneten 31 hingezogen werden (s. Fig. 10). Die Zahl der magnetischen Vorrichtungen 31 ist nicht begrenzt; es können ein, zwei oder mehr Vorrichtungen vorgesehen sein.

Die auf diese Weise gebildete Schicht 22 wird dann mit einer Mischung aus feinen magnetischen Partikeln und einem Lösungs mittel-Binder in üblicher Weise beschichtet. Die auf diese Weise aufgetragene Mischung wird getrocknet, und zwar auf natürlichem Wege oder indem man irgenwelche Energie aufgibt, so daß eine magnetische Schicht 23 mit einer Dicke von 10 bis 20 µm entsteht. Da die Schicht 22 eine weiche äußere Oberfläche hat, können die magnetischen Partikel direkt auf die Schicht 22 ohne Dicht-Zwischenschicht aufgetragen werden. Mit dieser Direktbeschichtung sind die magnetischen Partikel 26 in den Mikrokapseln 24 sehr reaktionsfähig, selbst wenn ein magnetisches Feld, das durch die magnetische Schicht 23 wirkt, etwas schwächer sein sollte.

Schließlich wird die äußere Oberfläche der magnetischen Schicht 23 mit einem Schutzfilm 30 (Fig. 3) aus Kunstharz überdeckt, die eine Dicke von 2 bis 3 µm hat. Dieser Schutz film 30 dient als Schutz der magnetischen Schicht 23 gegen über Abnutzung, die auftreten könnte, wenn die Vorrichtung 20 benutzt wird. Der Schutzfilm 30 kann die verschiedensten auf gedruckten Informationen aufnehmen.

Claims

1. Magnetische, visuelle wirkende Darstellungsvorrichtung, gekennzeichnet durch ein transparentes Subs trat, insbesondere eine Platte (11; 21), eine magnet- empfindliche Schicht (12; 22) auf der einen Seite des Subs trates (11; 21) mit vielen Mikrokapseln (14; 24), die viele kleine Partikel (17; 26, 27) enthalten, eine magnetische Auf zeichnungsschicht (13; 23) auf der magnet-empfindlichen Schicht (12; 22), wobei die Partikel (17; 26, 27) auf ein Magnetfeld ansprechen, das durch die Aufzeichnungsschicht (13; 23) wirkt, dergestalt, daß in der magnet-empfindlichen Schicht (12; 22) ein Bild erzeugbar ist, das durch das Substrat (11; 21) sichtbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Mikrokapseln (14; 24) von einem transparenten Bindemittel (15; 25) gehalten werden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß jede Mikrokapsel (14; 24) eine Suspen sion aus den Partikeln (17; 26, 27) in einer Flüssigkeit ent hält, daß die Partikel (17) magnetisch, lichtreflektierend und flächenartig sind und in einer Stellung einfallendes Licht nach vorn reflektieren und in einer anderen Stellung zerstreuen.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel teils mag netisch (26) teils nicht magnetisch (27) sind und daß die nicht magnetischen Partikel (27) schwerer als die magnetischen (26) sind und eine Farbe haben, die sich von derjenigen der magnetischen unterscheidet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich net, daß die nicht magnetischen Partikel (27) ein Reflexions vermögen haben, das sich von demjenigen der magnetischen Parti kel (26) unterscheidet.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrokapseln (14; 24) eine oberflächenaktive Substanz enthalten.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die magnetischen Partikel (26) im Durchschnitt kleiner sind als die nicht magnetischen (27).

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, daß die Partikel (26, 27) kugelartig sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, daß die Partikel (26, 27) oval sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die magnetischen Partikel (26) nicht kleiner sind als die nicht magnetischen (27).

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn zeichnet, daß die magnetischen Partikel (26) etwas größer als die nicht magnetischen (27) sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die Mikrokapseln (24) einen mittleren Durchmesser von ca. 30-50 µm, die magnetischen Partikel (26) einen mittleren Durchmesser von ca. 100-150 Å, die nicht magnetischen Partikel (27) einen mittleren Durchmesser von ca. 3 µm und die Aufzeichnungsschicht (23) eine Dicke von ca. 15-30 µm haben.

13. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die magnetischen Partikel (26) aus schwarzem Fe₃O₄ und die nicht magnetischen Partikel (27) aus weißem Ba bestehen.

14. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Aufzeichnungsschicht (23) außen mit einem Schutzfilm (30) überzogen ist.

15. Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekenn zeichnet, daß ein transparentes Substrat (21) her gestellt wird, daß dieses (21) mit einer Mischung aus vielen Mikrokapseln (24) enthaltend viele Partikel (26), die mag netisch reagieren, und einem transparenten Bindemittel (25) beschichtet wird, daß die Mischung trocknet, daß diese so hergestellte Schicht (22) mit einer Mischung (23) aus feinen magnetischen Partikeln und einem Bindemittel beschichtet wird, daß diese Schicht (23) trocknet und daß auf diese Schicht (23) ein Schutzfilm (30) kommt.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß während des Trocknens der die Mikrokapseln (24) enthaltenden Schicht (22) das Substrat (21) horizontal ge halten wird, wobei die Schicht (22) mit den Mikrokapseln (24) oben ist dergestalt, daß sich vorzugsweise die Mikrokapseln (24) dem Substrat (21) anlegen.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (21) einer Vibration unterworfen wird.

18. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar nach dem Auftrag der die Mikrokapseln (24) enthaltenden Schicht (22) die Mikrokapseln (24) einem magnetischen Feld ausgesetzt werden, das durch das Substrat (21) verläuft, derart daß die Mikrokapseln (24) gegen das Substrat (21) bewegt werden.