Файл: Брагинский, Г. И. Технология магнитных лент.pdf

временной модуляции, а именно: частотную модуляцию гармони­ ческой или импульсной несущей и широтно-импульсную модуляцию. Принцип частотной модуляции мы рассматривали выше в видео­ записи. В отличие от видеозаписи в точной магнитной записи ча­ стота несущей, как правило, в 5—6 раз больше максимальной частоты модулирующего сигнала. При этом спектр записываемого сигнала смещается в область более высоких частот. Диапазон частот, в кото­ ром сосредоточен спектр частотно-модулированного сигнала, доста­ точно широк. Это определяет требования к тракту записи и воспроиз­ ведения, который для неискаженной передачи модулирующего сиг­ нала должен иметь равномерную частотную характеристику и идеальную фазовую характеристику в необходимом диапазоне частот. Практически максимальная ширина полосы частот, передачу которой должен обеспечивать тракт записи — воспроизведения, при­ близительно равна 1,5/н, где /н — частота несущей [38].

Удобна для точной записи на магнитной ленте форма временной модуляции, называемая широтно-импульсной. В этом случае в каче­ стве несущей используются короткие прямоугольные импульсы, частота следования которых в 5—6 раз выше верхней граничной частоты сигнала, подлежащего записи. Длительность импульсов (или ширина) изменяется в определенных пределах пропорционально величине записываемого сигнала. Способ записи с широтно-импульс­

записи максимальная частота передачи ограничена (при данной скорости ленты), следовательно, ограничена и полоса частот пере­ даваемой информации. По сравнению со способом записи с частотной модуляцией верхняя граничная частота передаваемого сигнала при использовании широтно-импульсной модуляции снижается примерно в 6—7 раз (при одной скорости движения ленты).

Требования к магнитной ленте. Магнитная лента для точной записи должна обеспечивать высокую поверхностную и продольную плотность записи. Это требование определяет выбор ее геометри­ ческих и магнитных параметров. Выше, рассматривая характе­ ристики лент для звукозаписи, мы говорили, что для повышения продольной плотности записи нужно уменьшать толщину рабочего слоя лент, обеспечивать большую прямоугольность петли гистерезиса и большую Нс. Для этого частицы порошка должны быть однородны по форме и размерам, соответствующим однодоменной структуре, анизотропия их формы должна быть возможно больше, а в процессе нанесения магнитной суспензии на основу должна осуществляться ориентация частиц. Все эти требования относятся также к лентам, предназначенным для точной записи. Рабочий слой лент для записи импульсов без подмагничивания должен иметь возможно малую крутизну начального участка кривой остаточной намагниченности.

Для повышения поверхностной плотности записи лента должна иметь большую чувствительность, чтобы при малой ширине сигнало­ граммы величина воспроизводимого сигнала не была чрезмерно малой. Рабочие свойства лент для точной записи, так же как и лент

79

3.ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПОЛИМЕРНОЙ ОСНОВЫ МАГНИТНЫХ ЛЕНТ

3.1. ЭФИРОЦЕЛЛЮЛОЗНАЯ ОСНОВА

Изготовление пленок из растворов полимеров основано на способе, предложенном Гудвином еще в 1887 г. [41]. Способ заключается в нанесении раствора пленкообразующего полимера на твердую зеркальную поверхность с последующим удалением рас­ творителя и переходом пленкообразующего вещества из раствора в стеклообразное состояние. В период такого перехода формируется определенная структура пленки, обусловливающая ее физико-ме­ ханические свойства.

Рис. 39. Схема перехода периодических операций изготовления основы (/) в непрерывный процесс (II):

1 — смесители; 2 — промежуточные емкости; 3 — фильтр-пресс; 4 — термостатыотстойники; 5 — ленточные машины.

Таким образом, технологический процесс состоит из двух ос новных стадий: приготовления пленкообразующего раствора и на­ несения этого раствора на зеркальную поверхность движущейся бесконечной ленты. Первая стадия включает ряд периодических операций, вторая же является непрерывной. Связующим звеном между первой и второй стадиями служат термостаты-отстойники

(рис. 39).

На рис. 40 приведена наиболее распространенная схема про­ изводства пленок из ацетатов целлюлозы. В смеситель 3 из мерни­ ков 1 через фильтр 2 подают растворители. Ацетат целлюлозы и раз­ личные добавки вводят через люк в крышке смесителя. После

растворения всех компонентов содержимое смесителя выгружают че­ рез ловушку 4 при помощи плунжерного насоса 5 в промежуточный бак 6. Отсюда раствор подают насосом 7 через теплообменник 8 на фильтрование. Фильтрование осуществляют на многокамерных фильтр-прессах 9. Затем раствор через теплообменник 10 и одно­ камерный фильтр-пресс 11 поступает для дезаэрации в термостатыотстойники 12. После дезаэрации и охлаждения до температуры производственных помещений раствор поступает на ленточные машины. Короб ленточной машины образует два сушильных канала для верхней и нижней ветви бесконечной ленты, куда подают теплоноситель для высушивания образующейся пленки. Теплоно­ ситель представляет собой смесь паров растворителей с азотом, циркулирующую по замкнутому циклу: каналы машины — кон­ денсатор — калорифер — каналы машины. В конденсаторе часть паров растворителей конденсируется и после соответствующей подготовки вновь возвращается в производство. Непосредственно за ленточной машиной установлены камеры досушки для оконча­ тельного высушивания пленки. После обрезки краев дисковыми ножами основу сматывают в рулоны.

3.1.1.Состав и свойства пленкообразующих растворов

Всостав пленкообразующего раствора входит частично омыленный триацетат целлюлозы, содержащий 60,5—61,5% свя­ занной уксусной кислоты, если пленка предназначена для нанесения на нее суспензии магнитного порошка на специальных машинах. Вторичный ацетат целлюлозы используют в том случае, когда магнит­ ную ленту изготовляют на двухфильерной машине: с помощью одной из фильер наносят пленкообразующий раствор основы, а второй —

суспензию магнитного порошка в растворе связующего полимера. В качестве растворителя частично омыленного триацетата цел­ люлозы используют смеси метиленхлорида со спиртами. Наиболее выгодно применять смеси метиленхлорида и бутилового спирта в соотношениях от 9 : 1 до 9,25 : 0,75 из-за простоты рекуперации растворителей; кроме того, при этом получаются пленки с хоро­

шими физико-механическими свойствами и высоким выходом [1]. Образование раствора в такой смеси возможно, однако, только

при использовании триацетата целлюлозы, полученного гомогенным ацетилированием и содержащего до 61,2% связанной уксусной кислоты. Триацетат целлюлозы гетерогенного ацетилирования, а также все продукты, содержащие более 61,2% связанной уксусной кислоты, растворимы лишь в смесях метиленхлорида с метиловым спиртом в соотношении 9 :1 .

Наиболее часто используют тройную смесь растворителей, со­ держащую кроме метиленхлорида и метилового спирта бутиловый спирт. Такая смесь, при определенном соотношении компонентов, растворяет как гомогенный, так и гетерогенный триацетат целлю­ лозы, а также их смеси. Кроме того, наличие в составе раствора бутилового спирта, обладающего низким давлением паров при

температуре теплоносителя, циркулирующего в сушильных каналах ленточной машины, способствует более равномерному испарению основных растворителей. Оптимальным соотношением компонентов такой растворяющей смеси считают 9,2 : 0,6 : 0,2.

Концентрация раствора частично омыленного триацетата целлю­ лозы определяется необходимой толщиной основы, но не превышает 15 вес. %, так как повышенная жесткость макромолекул триацетата обусловливает повышенную вязкость его растворов. Рабочие рас­ творы, предназначенные для изготовления магнитных лент путем нанесения суспензии магнитного порошка на формующуюся основу, готовят из вторичного ацетата целлюлозы, содержащего 54—56% связанной уксусной кислоты. Растворителем в этом случае служат смеси ацетона с этиловым спиртом в соотношении от 7,5 : 2,5 до 8,6 : 1,4. Так как толщина основы из вторичного ацетата целлюлозы обычно не превышает 40 мкм, концентрация рабочего раствора составляет 14%, хотя могла бы быть увеличена до 18—20%. Процесс испарения ацетоно-этанольных смесей протекает достаточно равно­ мерно, поэтому нет необходимости в применении растворителей, обладающих низким давлением пара.

Для улучшения физико-механических свойств ацетатцеллюлозных пленок в их состав вводят пластификаторы — вещества химически инертные по отношению к полимеру. В результате пластификации повышается подвижность структурных элементов полимера как самих макромолекул, так и любых надмолекулярных образований [42].

После испарения растворителей из слоя пленксобразующего раствора пластификатор остается в пленке, придавая ей соответ­ ствующие физико-механические свойства.

Когда речь идет о физико-механических свойствах пленок, следует иметь в виду характер образования этих пленок и условия их эксплуатации. Так, основа после того, как она сформована и вы­ сушена, и до того, как на нее нанесена суспензия магнитного порошка, представляет собой индивидуальную, самостоятельную плевку. По­ лимерная же пленка, образующая рабочий слой магнитной ленты, формуется непосредственно на основе, связана с ней силами адгезии

икак самостоятельное образование не существует. Назначение этих пленок различно, и, естественно, каждая из них должна обладать определенными физико-механическими свойствами. Если для ос­ новы — главного конструктивного элемента магнитной ленты — определяющими являются прочность при растяжении, эластичность

иразмероустойчивость, то для пленки, образующей рабочий слой,

кроме этих свойств большую роль играет твердость наряду с опти­ мальной эластичностью. Вместе с тем не следует забывать, что обе эти пленки образуют единую систему, физико-механические свойства которой определяются свойствами каждой из них. Несмотря на то, что сущность процесса пластификации обеих пленок остается одной и той же, в каждом случае имеются свои специфические особенности. Многочисленные экспериментальные работы по исследованию меха­ низма пластификации привели к тому, что в Советском Союзе сложи­ лись определенные теоретические взгляды на этот процесс [43—58]

84