Магнитный носитель информации

Обьектом настоящего изобретения является Магнитный носитель информации с повЬ 1 шенной стабильностью, достигнутой за счет применения опорного пигмента.В последнее время основными требоваНИЯМИ К МЗГНИГНЫМ НОСИТСЛЯМ информации ЯВЛШОТСЯ УВСПИЧСНИС ИХ СМКОСТИ И СНИЖСНИС времени доступа к хранимым данным. ПршиеНИТСЛЬНО К ЛСНТОЧНЪ 1 М НОСИГСЛЯМ информации первое требование означает с одной стороны НСОбХОДИМОСГЬ ПОСТОЯННОГО УМСНЬШСНИЯ ТОЛщины ленты, а с другой стороны - по крайней мере, для наиболее распространенного способа записи на ленту в продольном направлении НСОбХОДИМОСГЬ ПОСТОЯННОГО УМСНЬШСНИЯ ТОЛщины магнитного слоя ленты. Второе требование означает необходимость непрерывного повышения скорости протяжки ленты. К примеру,в настоящее время ленточные носители информации, обладающие высокой емкостью, имеют толщину всего лишь 10 мкм при том, что толщина магнитного слоя, используемого для считывания И ЗЗПИСИ ДЗННЬТХ, СОСТЗВЛЯСТ ПрИМСрНО 1 МКМ, а СОВрСМСННЬЮ МОЩНЫС ЛСНГОПРОТЯЯСНЬТС МСХЗНИЗМЫ МОГУТ протягивать ЛСНТУ СО СКОрОстью несколько метров в секунду.Особенно в так называемом реяшме прерывистой протяжки ленты, когда требуется обеспечить считывание заранее определенных ПЗКСТОВ ДЗННЬТХ, на МЗГНИТНЬТС НОСИТСЛИ ИНформации иногда могут воздействовать большие продольные ускорения. Эти ускорения вызываются большими тяговыми нагрузками, обуСЛЗВЛИВЗЮЩИМИ ВЬТСОКИС КРЗТКОВрСМСННЬТС ДИНЗМИЧССКИС напряжения В материале ЛСНГЬТ ПрИ ее протяжке. При таких нагрузках ленточный носитель информации претерпевает уже пластическую деформацию, что при длительном знакопеременном нагружентш может привести к разрыву ленты.В качестве материала подложки магнитного слоя для ленточного носителя информации обычно используют пленки из полиэфиров, например, полиэтилентерефталата. Известно, что модуль упругости этого материала составляет,при точном соблюдении условий его производства, 4-8 ГПа, а напряжения в материале возрастают до предела упругости при относительном удлинении материала максимум 0,5%. Эти знаЧСНИЯ ПОЛУЧСНЬТ ПрИ СГЗТИЧССКИХ ИСПЪТТЗНИЯХ на растяжение образцов плеши, нарезанных в направлении, совпадающем с направлением движения пленки из устройства для ее изготовления, и зажатых в соответствующем устройстве для испытаний на растяжение. Таким образом,максимальное напряжение, которое, не теряя упругости, может выдерживать материал подЛОЭККИ магнитного СЛОЯ ПрИ СГО растяжении,ПОЛУЧЗСТСЯ ПУТСМ ПСрСМНОЖСНИЯ указанных выше значений, а именно - составляет 40 МПа.В ЕР-А 0 520 155 было отмечено, что предел упругого состояния для современных маг 000248нитных слоев толщиной не более 1 мкм харакТСрИЗУСТСЯ МИНШИЗЛЬНЬТМ напряжением ПрИ ВЫтяжке, равным 30 МПа, и миъшмальным относительным удлинением, составляющим 0,2%. На основе приведенных предельных значеъшй для подложки и магнитного слоя определен предел упругости при растяжении изготовленного из НИХ ленточного носителя информации, равный 30 - 40 МПа при его относительном упругом удлинении, равном 0,2 - 0,5%.В ]Р-А-57-078 630, ]Р-А-57-078 629 и ]Р-А 02-260 229 также рассматривается упругость ленточных носителей информации. Изобретательский замысел первых двух публикаций заключается в том, что с целью исключения влияния деформации носителя информации на его магнитные качества отношение модуля упругости носителя информацтш в продольном направлении к модулю упругости в поперечном направлении должно быть равно 2,5. В ]Р-А-02260 229 рассматриваются вопросы повышения ДОЛГОВСЧНОСТИ И УЛУЧШСНИЯ МСХЗНИЧССКИХ качеств магнитного слоя. С этой целью между НСМЗГНИТНЪ 1 М материалом ПОДЛОЖКИ И магнитНЪ 1 М СЛОСМ, ПРСДНЗЗНЗЧСННЬТМ ДЛЯ хранения ИНформации, предложено помещать еще один магнитный слой, играющий роль подслоя, при том, что этот подслой имеет более высокий модуль упругости - по сравнению с магнитным слоем, предназначенным для хранения информации.Решения, описываемые во всех этих пубЛИКЗЦИЯХ, НС ПОЗВОЛШОТ ИЗГОТОВИТЬ ЛСНТОЧНЬТС магнитные носители информации, обладающие достаточно высокими значениями предела упругости и модуля упругости.Исходя из этого, в основу настоящего изобретения была положена задача преодоления НЗЗВЗЪШЬТХ НСДОСТЗТКОВ И СОЗДЗНИЯ ЛСНТОЧНОГО магнитного носителя информации, сохраняющего упругость при длительном применеъши,способного выдерживать высокие знакопеременные напряжения при работе с вЬ 1 сокоскороСГНЫМИ ЛСНТОПрОТЯЯСНЬТМИ МСХЗНИЗМЗМИ.В рамках решения этой задачи были созданы магнитные носители информации 1, содержащие немагнитную подложку Ш, по крайней мере, один нанесенный на эту подложку слой, а также находящийся в этом, по крайней мере,одном слое в качестве опорного пигмента неорганический пигмент П игольчатой формы, для которого отношение среднестатистической длины к среднестатистическому срединному диаметру равно, по крайней мере, 3, при этом средний модуль упругости упомянутого слоя в случае его растяжения по продольной оси ленточного носителя информации 1 составляет не менее 15 ГПа.Кроме того, были созданы новые, предназначенные для использования в качестве опорных пигментов хромсодержащие неорганические пигменты /1 и ЧП игольчатой формы, спо соб получения И применения этих пигментов для усиления, в особенности, анизотропного усиления, полимерных масс.В соответствии с изобретением под модулем упругости понимают модуль упругости Е при растяжении, который представляет собой отношение напряжения при растяжентш К отноСИТСЛЬНОМУ УДЛИНСНИЮ И МОЖСТ ЛСГКО бЫТЬ ОПределен общеизвестным методом.В качестве опорного пигмента могут использоваться ферромагнитные и неферроматнитные неорганические пигменты П игольчатой формы.Подходящими ферромагнитными гШгментами 11 являются металлические пигменты, такие как железо, кобальт, никель и сплавы этих ЗЛСМСНТОВ, а ТЗКЭКС ОКСИДНЫС ПИГМСНТЫ, ТЗКИС как полутораокись железа у-Ре 2 О 3, кобальтсодержащая полутораокись железа, закись-окись железа Ре 3 О 4, при этом предпочтительными явЛШОТСЯ ХРОМСОДСрЖЗЩИС ОКСИДНЫС ПИГМСНГЫ,такие как окись хрома СгО 2 и, в частности,окись хрома по формуле /1:При этом пигменты /1 могут состоять на 50% по массе из ядра и на 50% по массе из обоДОЧКИ, ПрИЧСМ ЗНЗЧСНИЯ атомарного ОТНОШСНИЯ хрома (Ш) к хрому Сг(1 П) в ядре и оболочке могут быть как равными, так и различными.Подходящими неферромагьштными пигментами П являются предпочтительно оксидные ПИГМСНТЫ, ТЗКИС как ЖСЛТЗЯ ОКИСЬ ЖСЛСЗЗ РеООН, (х-полутораокись железа (х-Ре 2 О 3 и, в частности, хромсодержащие пигменты по формуле ЧП:Пигменты У 1 и /П можно получить путем длительной термообработки пигментов, описываемых формулой УШ:СгОХ, где 1,8 З х 5 2,2, при температурах от 400 С до 500 С, предпочтительно - от 440 С до 480 С, а наиболее предпочтительно - от 450 С до 470 С, в содержащем молекулярный кислород газе, таком как воздух,в результате чего время протекания реакции составляет от 0,5 до 10 ч, предпочтительно от 0,5 до 2 ч, при этом пигменты УШ перед длительной термообработкой могут быть очищены известным способом, например, путем промывания водой.Для достижения большего положительного эффекта пигменты УШ перед длительной термообработкой можно подвергать обработке орГЗНИЧССКШИИ, а ПРСДПОЧТИТСЛЬНО - неорганичеСКИМИ СОСДИНСНИЯМИ, ТЗКИМИ как минеральные основания, в особенности - гидроокиси щелочных металлов, гидроокиси Щелочноземельных металлов, например, гидроокись калия, гидроокись кальция и особенно гидроокись натрия,или их основных солей, например, карбонатов или сульфитов. При этом рекомендуется проводить химическую реакцию в неорганическом, в частности - водном, растворе при значениях водородного показателя рН от 7 до 14, особенно от 11 до 13, за исключением сульфитов, для которых рекомендуемое значение водородного показателя лежит в пределах 7 - 9, при температурах от 10 С до 90 С и времени реакции от 0,5 до 10 ч, в особенности от 0,5 до 5 ч.Также пигменты 71 и ЧП можно получать способом, согласно которому пигмент /Ш сначала подвергается химической обработке в гидротермальных условиях с ИСПОЛЬЗОВЗШПСМ восстановителя при температурах от 110 С до 250 С, предпочтительно от 16 ОС до 230 С,особенно от 190 С до 210 С, при давлении от 2 до 500 МПа, предпочтительно от 100 до 300 МПа, особенно от 150 до 250 МПа, в течение 50-250 ч, в частности 80 - 120 ч. Используемыми восстановителями могут быть неорганические, а предпочтительно органические соединения, такие как карбоновые кислоты, а особенно щавелевая кислота.Продукты реакции в смешанном состоянии могут быть подвергнуты дальнейшей обработке или, для получения большего эффекта, выделены из суспензии известным способом, например фильтрацией, причем в предпочтительном варианте с последующей очисткой, например промывкой.Затем, согласно изобретению, продукты реакции подвергают длительной термообработке в газе, содержащем, в частности, молекулярный кислород, таком как воздух, при температурах от 100 С до 500 С, предпочтительно от 200 С до 400 С, при этом длительность реакции при такой обработке составляет от 0,5 до 10 ч,предпочтительно от 0,5 до 2 ч.В предпочтительном варианте продукты реакции перед длительной термообработкой можно обрабатывать органическими, а предпочТИТСЛЬНО НСОРГЗНИЧССКШИИ СОСДИНСНИЯМИ, таКИМИ как минеральные ОСНОВЗНИЯ, В ОСОбСННОсти гидроокиси щелочных металлов, гидроокиси щелочноземельных металлов, например, гидроокись калия, гидроокись кальция и особенно гидроокись натрия, или их основных солей, например, карбонатов или сульфитов. При этом рекомендуется проводить химическую реакцию в неорганическом, в особенности водном, растворе при значениях водородного показателя рН от 7 до 14, особенно от 11 до 13, за исключением сульфитов, для которых рекомендуемое значение водородного показателя лежит в пределах 7-9, при температурах от 10 С до 90 С и време ни реакции от 0,5 до 10 ч, в особенности от 0,5 до 5 ч.Пигменты /1 и ЧП можно подвергать обработке органическими, а предпочтительно неорганическими соединениями, такими как минеральные основания, в особенности - гидроокиси щелочных металлов, гидроокиси щелочноземельных металлов, например, гидроокись калия, гидроокись кальция и особенно гидроокись натрия, или их основных солей, например,карбонатов или сульфитов. При этом рекомендуется проводить химическую реакцию в неорганическом, в частности водном, растворе при значениях водородного показателя от 7 до 14,особенно от 11 до 13, за исключением сульфитов, для которых рекомендуемое значение водородного показателя лежит в пределах 7 - 9, при температурах от 10 С до 90 С и времени реакции от 0,5 до 10 ч, в особенности от 0,5 до 5 ч.Общеизвестно, что опорные пигменты 11,71 и УП могут содержать и другие химические элементы или соединения. Пигменты П, /1 и ЧП игольчатой формы в соответствии с изобретением характеризуются значениями отношения среднестатистической длины к среднестатистическому срединному диаметру иголок от 3:1 до 1521, предпочтительно от 5:1 до 1021, длиной иголок от 50 до 400 нм, предпочтительно от 90 до 300 нм, в особенности от 100 до 200 щи. Удельная поверхность пигментов /1 и ЧП должна составлять от 30 до 150 м 2/г, предпочтительно от 50 до 100 м 2/г. Намагниченность насыщения пигментов /1 согласно изобретению составляет от 0,1 до 65 нТмз/г, предпочтительно от 0,1 до 40 нТмз/г, в особенности от 0,1 до 22 нТмз/г, а остаточная намагниченность составляет от 0,05 до 24 нТмз/г, предпочтительно от 0,05 до 12 нТмз/г, в особенности от 0,05 до 5 нТмз/г.Пигменты П, а предпочтительно пигменты 71 и ЧП, в особенной степени подходят для анизотропного усиления полимерных масс. Такие полимерные массы целесообразно использовать в качестве материала для покрытия плоских изделий, например, пленок, или трехмерных тел,например тел цилиндрической формы, таких как проволока.Для приготовления усиленных тактам образом полимерных масс или слоев в расплавы или растворы полимерных масс или соединений, из которых те изготавливаются, вводят пигменты П, а предпочтительно - пигменты /1 или УП,после чего эти смеси отверждают или доводят их до кристаллизации.Для анизотропного усиления полимерных масс, которое с точки зрения настоящего изобретения может быть особенно целесообразным при производстве магнитных носителей информации 1, опорные пигменты П, в особенности пигменты /1 или ЧП, перед отверждением или кристаллизацией полимерных масс могут быть ориентированы в заданном направлении.В случае неферромагнитных опорных пигментов эта ориентация может быть осуществлена реологическими способами, например, пропусканием смеси через узкую щель. В случае ферромагнитных опорных пигментов П, в особенности пигментов И, эту ориентацию целесообразно проводить с использованием внешнеГО МЗГНИТНОГО ПОЛЯ.В особо предпочтительном варианте магнитных носителей информации, где слой У, содержащий ферромагнитный опорный пигмент 11, расположен между слоем Ш и магнитным слоем П, предназначенным для хранения информации, коэффициент направленности в слое У должен быть, по крайней мере, равен 2,5, а в слое Ш, по крайней мере, равен 4,0. Под коэффт/Щиентом направленности здесь понимается отношение остаточной намагниченности ленТОЧНОГО МЗГНИТНОГО НОСИТСЛЯ информации В направлении его протяжки к остаточной намагНИЧСННОСТИ ЛСНТОЧНОГО МЗГНИТНОГО НОСИТСЛЯ информации в перпендикулярном направлении. При этом ориентация пигментов П, предпочтительно - пигментов /1 или ЧП, может быть установлена исследованием сверхтонких срезов. Для этого сверхтонкие срезы толщиной от 0,1 до 0,2 мкм исследуют с помощью просвечивающего электронного микроскопа с, как минимум, 20.000-кратным увеличением. В некоторой исследуемой области шириной около 20 мкм для каждого сверхтонкого среза выбирают от 50 до 100 пигментов игольчатой формы и определяют среднестатистический срединный диаметр(ад) пигмента по продольной оси ленты и среднестатистический срединный диаметр (до) в поперечном направлении. Если действительно неравенство:а, 2 2 . до,ТО ПИГМСНТЫ МОЖНО СЧИТЗТЬ ориентированными преимущественно в продольном направлении.Как ИЗВССТНО, ЛСНТОЧНЫС МЗГНИТНЫС НОСИтели информации 1 содержат НСМЗГНИТНУЮ подложку Ш и, по крайней мере, один слой 1/,предназначенный для магнитного хранения информации (магнитный слой).В предложенных в изобретении магнитных носителях информации 1 немагнитная подложка 111, по крайней мере, один из магнитных слоев 1/, предназначенных для хранения информации, или слой / могут содержать описанные выше опорные пигменты П. При этом слой / может быть расположен между подложкой 111 и магнитным слоем Ш или на стороне подложки 111, не покрытой магнитным слоем 1/.Для изготовления подложки 111 могут использоваться обычные жесткие или гибкие материалы, в частности, пленки из линейных полиэфиров, таких как полиэтилентерефталат,имеющие в общем случае толщину от 4 до 200 мкм, в особенности от 6 до 36 мкм.Основу магнитного слоя 1/ в предложенном магнитном носителе информации 1 могутсоставлять как осажденные из паровой фазы или напЬ 1 леннЬ 1 е ТОНКИе металлические пленки, СОдержащие, в основном, ферромагнитные элементы, такие как Железо, кобальт, никель или их сплавы, так И ферромагнитные пигменты.Для получения таких слоев пигменты, в некоторых СЛУЧЗЯХ - вместе С наполнителями,известным способом диспергируют в растворе,содержащем растворитель, связующее, добавки,такие как технологическая добавка для улучшения переработки пластмасс, а также диспергатор, и наносят на немагнитную подложку. После ориентацтш ферромагъштных гШгментов сильным магнитным полем дальнейшая обработка представляет собой обычные операции, например удаление растворителя и, при необходимости, отверждение связующего с последующим каландрированием.В качестве МЗГНИТНЬТХ пигментов МОГУТ найти применение обычные оксидные пигменты, такие как у-полутораокись железа у-Ре 2 О 3,закись-окись железа Ре 3 О 4 и окись хрома СгО 2,или металлические пигменты, такие как железо,кобальт и никель. Общеизвестно также, что эти пигменты МОГУТ содержать И другие химические элементы или соедииеъшя.В качестве растворителей могут использоваться обычные растворители, такие как вода,простые эфиры, такие как тетрагидрофуран или диоксан, кетоны, такие как метилэтилкетон или циклотексанон, сложные эфиры, такие как этилацетат или углеводороды, например, алканы или ароматические углеводороды. Кроме того, можно использовать смеси этих растворителей.В качестве связующих могут использоваться такие известные вещества, как полиакриЛЗТЬТ, полиметакрилаты, ПОЛИЗКРИЛЗМИД, ВИНИловЬ 1 е полимеры, такие как полистирол, полиВИНИЛХЛОРИД, поливинилацетат, ПОЛИВИНИЛПРОпионат или полиакрилнитрил, целлюлозосодержащие связующие, такие как сложные эфиры целлюлозы, в особенности нитраты целлюлозы,ацетат целлюлозы, триацетат целлюлозы, ацетопропионат целлюлозы или ацетобутират целлюлозы, феноксидные смолы, эпоксидные смоЛЫ ИЛИ, предпочтительно, полиуретаны, а также блок-сополимеры или сополимеры этих соединений. Подходящие для этого Полиуретаны отшсанЬ 1, например, в ВЕ-В 11 06 959, ВЕ-В 27 53 694, ВЕ-А 32 26 995, ВЕ-А 32 27 163 и ВЕ-А 32 27 164. Полиуретаны можно использовать в качестве единственного связующего ИЛИ, ЧТО ЯВляется предпочтительным, С ДРУГИМИ полимерами, такими как поливинилформали, фенокСИДНЫе СМОЛЫ, ПОЛИВИНИЛХЛОРИДЬТ ИЛИ СОПОЛИмерЬ 1 поливиъшлхлоридов.Более высокие устойчивость к истиранию и модуль упругости полиуретанов и полиуретановых смесей могут быть достигнуты путем сшивания ЭТИХ компонентов С МНОГОЗТОМНЬТМИ изоцианатами, в особенности такими, которые имеют более двух изоцианатных трупп. Целесо 000248образным способом получения такой полимерНОЙ СеТКИ может бЫТЬ присоединение К МНОГОвалентным спиртам двухвалентных изоцианатов, таких как толуилендиизоцианат, гексаметилендиизоцианат или изофорондиизоцианат со следующей формулой:335 СВ; ЧЛСО ндс Нас НСОили образование биурета или изопианурата. При этом в качестве средства, образующего поперечные связи, особеъшо подходит продукт присоединения толуилендиизоцианата к триметилолпропану и диэтиленгликолю. В этом случае потребное количество образующего поперечные связи средства, обеспечивающее достижение ОПГИМЗЛЬНЬТХ ТеХНИЧеСКИХ качеств полимеров И отнесенное к используемому количеству полиуретана, можно заранее определить опытным путем, проведя несколько несложных экспериментов.В качестве технологической добавки для улучшения переработки пластмасс обычно находят применение карбоновые кислоты с 10 - 20 атомами углерода, в частности стеариновая кислота и пальмитиновая кислота, производные карбоновых кислот, например, их соли, сложные эфиры и амиды, или фторированные углеводороды.В качестве диспергаторов, как правило,МОГУТ применяться катионоактивные, НеИОННЫе ИЛИ, предпочтительно, анионоактивные поверхностно-активнъте вещества, такие как карбоксилатЬ 1, сульфонаты, фосфонаты или фосфаты углеводородов, в особенности алкильные или арильные соединения.В качестве наполнителей обычно применяют такие известные неорганические и органические пигменты, как ОКИСЬ ЗЛТОМИНИЯ, ДВУокись кремния, сажа, полиэтилен и полипропилен.ПРИ изготовлении магнитного носителя информации 1 на подложку Ш можно наносить несколько магнитных слоев 1/, по крайней мере, ОДИН ИЗ КОТОРЫХ содержит ОПОРНЬТЙ ПИГмент П, или несколько слоев У, по крайней мере, ОДИН ИЗ КОТОРЫХ содержит ОПОРНЬТЙ ПИГмент П.Примеры, поясняющие сущность изобретения Производство пигмента СгО 2Пример 1. Трехокись хрома СгОз в количестве 554 г диспергировали в 159 г воды в течение 10 мин. К полученной смеси при температуре 40 - 6 ОС медленно добавляли 70 г антимонилтартрата калия с последующим перемешиванием в течение 5 мин при температуре 60 С. После этого в смесь в течение 3 мин при температуре 20 - 30 С и при помешивании добавляли 170 г полутораокиси хрома Сг 2 О 3.