PT85803B - Processo para a preparacao de substratos polimericos rigidos utilizaveis como suporte de registo magnetico e de discos magneticos obtidos a partir desses substratos - Google Patents

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Description

EPÍGRAFE: PROCESSO PARA A PREPARAÇÃO DE SUBSTRATOS POLIMÉRICOS RÍGIDOS UTILIZÁVEIS COMO SUPORTE DE REGISTO MAGNÉTICO E DE DISCOS MAGNÉTICOS OBTIDOS A PARTIR DESSES SUBSTRATOS
INVENTORES: Claude Bonnebat, Jean-Pierre Quentin e Alain Morin.
Reivindicação do direito de prioridade ao abrigo do artigo 4.° da Convenção de Paris de 20 de Março de 1883. França, em 29 de Setembro de 1986,sob o ne 86/13 714.
INPI. MOD. 113 RF 18732
RH0NE-POULENC CHIMIE
PROCESSO PARA A PREPARAÇÃO DE SUBSTRATOS POLIMERICOS
RÍGIDOS UTILIZÁVEIS como suporte de registo magnético
E DE DISCOS MAGNÉTICOS OBTIDOS A PARTIR
DESSES SUBSTRATOS
A presente invenção diz respeito a um substrato polimérico rígido a base de polímero termotrõpi co, utilizável como sji porte de registo magnético. A invenção também diz respeito aos discos de registo magnético obtidos a partir do referido substra to.
E bem conhecido na técnica que os discos de registo magnético consistem em um substrato rígido, circular, liso e fino (espessura compreendida entre cerca de 1 e 2 mm), apresentando em geral, no centro, uma parte vazia coaxial, destinada a receber meios de manutenção ou de moyimentação adequados, e comportando, sobre pelo menos uma das suas faces, um revestimento magnético apropriado de espessura muito pequena (por exemplo, de 0,3 a 0,5 jim, no caso das camadas magnéticas ã base de pigmentos magnéticos ou de 0,05 a 0,2 jjm, no caso de discos de camada fina metalica).
Por cima do revestimento magnético, dispõe-se, de maneira já conhecida, uma ou várias cabeças magnéticas de registo-lei_ tura que, no momento em que se coloca o disco a rodar (velocidade de rotação de cerca de 3 600 rotações/minuto), voam a uma altura compreendida entre cerca de 0,2 e 0,6 um, acima da super-
-2ficie do disco.
Para assegurar a estabilidade perfeita da posição da cabeça, em relação ao disco, o substrato que faz parte da constituição do disco deve satisfazer a um certo número de requisitos, em que os principais são os seguintes:
- uma rigidez elevada (assinalada, nomeadamente, por um módulo de elasticidade elevado) para evitar um fenómeno de opalescencia (voilage) sob a acção de solicitações,
- um excelente estado de superfície (revelado, nomeadamente por uma fraca rugosidade),
- uma elevada estabilidade dimensional, em relação ã tem peratura ou a humidade (assinalada, nomeadamente, por um fraco coeficiente de dilatação térmica no sentido radial),
- um baixo momento de inércia (revelado, nomeadamente , por uma baixa densidade),
- um bom comportamento químico e térmico (assinalado, nomeadamente, por um valor elevado da temperatura de flexão sob carga, que se designa pela sigla: TFSC), permitindo suportar sem inconveniente, quando das operações de deposição do revestimento magnético, por um lado, o contacto com os dissolventes ou misturas de dissolventes utilizados quando se trata de depositar uma dispersão de partículas magnéticas (caso das camadas magnéticas ã base de pigmentos magnéticos) e, por outro lado, as temperaturas elevadas que se atingem, quer no momento da deposição (caso das camadas finas metálicas), quer na altura da reticulação dos ligantes (caso das camadas a base de pigmentos magnéticos).
As ligas de alumínio, como, por exemplo, as ligas a base
-3- / de alumínio (96% em peso) e de magnésio (4% em peso) do tipo AA 5086, satisfazem relativamente bem a estes diferentes requisitos. Mas trata-se de materiais cujo acabamento e polimento são caros. Alem disso, permanecem, em geral, no seio destes materiais compostos intermetálicos oxidáveis, ricos em ferro e que originam a formação de zonas segregadas com dimensões compreendidas entre 2 e 10 jim, que se comportam de maneira diferente , quer no acabamento e no polimento, quer no envelhecimento.
vidro pode constituir também um material relativamente bem adaptado como substrato do revestimento magnético, para disco de registo. No entanto, deve referir-se os inconvenientes que apresenta na maior parte das vezes: o vidro é, antes de mais, frágil; no sentido habitual da ciência dos materiais, fragilidade significa ausência de plasticidade e ruptura brutal sob a acção de choques; além disso, o vidro é de trabalho e polimento ca ros; finalmente, podem surgir também problemas no que respeita a aderência do revestimento magnético que receberá.
Devido a importância do custo elevado do substrato de alumínio no custo global de fabrico de um disco magnético rígido (cerca de 30%), bem como ao custo adicional resultante da necessidade de proteger a superfície do substrato por uma camada anti corrosão (por exemplo, deposição electrolítica de níquel) no caso de um disco de camada magnética fina e devido ainda aos numerosos inconvenientes apresentados pelo vidro, a pesquisa orientou-se para outros materiais com maior interesse para a obtenção de substratos de discos magnéticos rígidos. 0 aparecimento de novos polímeros termoplásticos com propriedaddes com interesse e a ut/ lização da moldagem por injecção no domínio audiovisual levaram
a considerar a substituição do alumínio e do vidro por um polímero apropriado. Trata-se de materiais geralmente baratos que são muito leves e apresentam, portanto, um baixo momento de inércia. No entanto, é bastante difícil a obtenção para os subs^ tratos circulares resultantes destes materiais poliméricos, do seguinte conjunto de propriedades pretendidas:
- um módulo de elasticidade no sentido radial elevado , de preferência muito maior do que 5 000 MPa (medido a EH50 e ã temperatura de 25°C, segundo a norma NF T 51034);
- um pequeno coeficiente de dilatação térmica no sentido radial, comparável ou mesmo inferior ao correspondente ao alumínio, que é de cerca de 30 jim/m/°C;
- uma TFSC elevada, pelo menos igual a 150°C, para, por exemplo, fazer passar sem inconveniente o disco revestido, por uma estufa aquecida, com o objectivo de efectuar uma reticulaçao do ligante presente na matéria magnetisãvel que é depositada;
- um desalinhamento, durante a saTda do molde, muito pequeno, de preferência inexistente;
- uma boa resistência, em relação aos produtos químicos, para que o substrato polimérico não sofra a agressão, por exemplo, dos dissolventes que podem ser utilizados na preparação da dispersão líquida contendo a matéria magnetisãvel que ê depositada sobre o suporte:
- uma inalterabilidade em relação aos agentes atmosferi_ cos, tal como a humidade, nas condições de serviço que, caso coji trãrio, pode originar variações dimensionais maiores ou iguais ãs induzidas por uma diferença de temperatura.
Deve notar-se que se pode ainda deparar com dificuldades quando da injecção do polímero, no caso de não se tomar a preca^ ção de partir de um material muito fluido no estado de fusão: as dificuldades que se encontram no caso de produtos viscosos podem induzir tensões internas que se traduzirão, no substrato acabado por defeitos de superfície e darão origem ao fenômeno de opalescencia (voile), inerente aos produtos viscosos moldados em paredes finas.
Actualmente, os substratos polimericos aceitáveis parecem ser obtidos (cf. a revista Plastics Technology, Abril, 1985 , página 73 e seguintes), com:
- pol i eterimi das como, por exemplo, o produto comercialj_ zado com a marca registada ULTEM 1000; este polímero apresenta , no entanto, uma pequena rigidez, assinalada por um modulo de ela£ ticidade de cerca de 3 000 MPa, e um coeficiente de dilatação térmica no sentido radial elevada, da ordem de 56 jjm/m/°C, que o torna incompatível com todos os sistemas de seguimento de pista existentes para os discos rígidos que compreendem um substrato de alumíni o;
- policarbonatos ou polímeros acrílicos (cf. também o pe dido de patente de invenção japonesa n<? 59/231.750), mas estes materiais tem ambos um comportamento em relação ã temperatura demasiado limitado.
Um dos objectos principais da presente invenção consiste em proporcionar um substrato rígido de registo magnético, ã base de um polímero:
- podendo ser facilmente preparado mediante moldagem por i njecção;
/ '_____ f
- permitindo beneficiar, no substrato acabado, das vanta^ gens dos materiais plásticos, nomeadamente, um excelente estado da superfície, leveza e um baixo custo de produção;
- e permitindo evitar pelo menos dois dos inconvenientes resultantes de uma pequena rigidez e de um coeficiente de dilata, ção térmica demasiado elevado.
E conhecida a maneira de corrigir os valores naturais dos materiais plásticos, no que se refere a rigidez (quando e muito pequena) e ao coeficiente de dilatação térmica (quando é demasi^a do elevado), mediante a adição de cargas. Mas, para moldar sub£ tratos rígidos de material plástico, deve evitar-se a utilização de cargas cuja presença poderá ter efeitos nocivos nas propriedia des do estado da superfície.
Por outro lado, pode aumentar-se o modulo de elasticidade dos materiais termo plásticos mediante mono ou biestiramento, mas estes processos são inaplicáveis ao caso de um substrato cir cular, rígido, que deve satisfazer a critérios de planiformidade e de regularidade de espessura.
Na presente invenção, utiliza-se um material polimérico, conhecido, cujo interesse não foi até agora estudado, no que se refere a preparação de substratos de discos rígidos para registo magnético, tendo o referido material polimérico caracterTsticas intrínsecas particulares que se associam vantajosamente e de maneira inesperada à influência das condições de transformação, pa_ ra se conseguir as propriedades pretendidas referidas antes,
Mais precisamente, a presente invenção, no seu primeiro
objecto, diz respeito a um substrato de material polimerico, rí gido, circular, liso e fino, para disco de registo magnético, ca racterizado pelo facto:
. de se utilizar polímeros da classe dos polímeros termo trópicos, com uma temperatura de fluxão compreendida entre 200° e 350°C e uma viscosidade inerente pelo menos igual a 1 dlg . de se proceder a uma fase de moldagem do polímero term£ trópico mediante injecção do material polimerico num molde apropriado equipado com um sistema de injecção central, em que a tem peratura das paredes do referido molde está compreendida entre 100° e 200°C e a temperatura do polímero fundido injectado esta compreendida entre 280° e 350°C, a duração da injecção estã compreendida entre 2 e 10 segundos, a pressão de injecção estã compreendida entre 80 e 160 MPa e a pressão mantida após a injecção esta compreendida entre 40 e 120 MPa, de modo a que o substrato obtido seja submetido a uma orientação molecular muito elevada.
. de se obter um substrato moldado com uma densidade inferior a 1,8, com um módulo de elasticidade no sentido radial compreendido entre 9 000 MPa e 18 000 MPa, com um coeficiente de dilatação térmica no sentido radial compreendido entre 10 e 20 jjm/m/°C e uma temperatura de flexão sem carga pelo menos igual a 150°C.
Nas condições da transformação, verifica-se uma orientação natural que, devido ao facto de a alimentação se fazer numa posição central da peça, se processa de maneira favorável e isotropica no plano, no caso de uma simetria circular, de modo a criar uma estrutura que apresenta as propriedades pretendidas.
Os substratos circulares, moldados obtidos possuem, geralmente as seguintes dimensões principais: diâmetro externo : compreendido entre 70 mm e 360 mm; espessura: compreendida entre 1 mm e 2 mm. Tipicamente, os formatos que apresentam maior interesse, dado que são os mais difundidos, são os seguintes: os substratos de diâmetro de 90 mm (3 polegadas e 1/2) e 130 mm (5 polegadas e 1/4) que permitem a obtenção de discos de capacidade compreendida entre 5 e 16 megaoctetos; os substratos de diã metro de 200 mm (8 polegadas) para a obtenção de discos utilizados nos micro computadores que permitem atingir, com pilhas de vários discos fixos, capacidades compreendidas entre 10 e 50 megaoctetos; os substratos de diâmetro de 355 mm (14 polegadas) des tinados a unidades de discos fixos de capacidade muito elevada.
Os polímeros termotropicos apropriados para a realização da presente invenção compreendem os poliésteres totalmente aromá ticos, poliésteres al qui 1 aromãti ocs , pol i (ester-ami das) totalmeji te aromáticos, poli(ester-amidas) alqui1aromãticas, poliazometinas aromáticas, poliéster-carbonatos aromáticos e as misturas de£ tes polímeros.
De acordo com uma maneira preferida de realizar a preseji te invenção, os polímeros termotropicos utilizados são os poliés^ teres totalmente aromáticos, poliésteres alqui1aromãticos, poliéster-carbonatos aromáticos e as misturas destes polímeros.
Os polímeros totalmente aromáticos que são termotropicos, quer dizer, que são capazes de formar massas fundidas anisotrõpi_ cas são descritos, por exemplo, nas patentes de invenção norte-americanas n9s. 3 991 013, 3 991 014, 4 066 620, 4 075 262 ,
1 18 372, 4 1 30 545 , 4 1 81 792 , 4 188 476, 4 219 461, 4 224 433, 4 230 817, 4 346 208 ; e no pedido de patente de invenção europeia n9 86420013.4 publicado com o n9 0191.705.
Os poliesteres alqui1aromáticos que são termotropicos são descritos, por exemplo, nas patentes de invenção norte-americanas n9s 3 778 410, 3 804 805, 4 248 995, 4 311 824 e 355 133.
Os poliéster-carbonatos que são termotropicos são descritos, por exemplo, nas patentes de invenção norte-americanas n? 4 107 143, 4 284 757 e 4 371 660.
Os polímeros termotropicos que são escolhidos para a realização da presente invenção são os que, pertencendo as famílias gerais referidas antes, tem um ponto de fluxão compreendido entre 200°C e 350°C e que apresentam uma viscosidade inerente pelo menos igual a 1 dlg e, mais precisamente, compreendida entre 1,1 e 4,0 dlg~L Entende-se por ponto de fluxão, a temperatura ã qual os bordos de uma amostra com a forma de apara começam a arredondar-se; esta temperatura ê determinada por observação visual da amostra, sobre umá lamela couvre-objet, para uma velocidade de subida de temperatura apropriada, geralmente compreendida entre cerca de 10° e 20°C por minuto, sendo a observação feita com o auxílio de um microscópio equipado de uma platina de aquecimento, com a marca comercial de THERMOPAN, Em relação ã viscosidade inerente, refere-se que se trata de uma grandeza medida a temperatura de 25°C numa solução contendo 0,5 g de polímero em 100 ml de uma mistura dissolvente na proporção volumétrica de 50:50 de j)-cl orofenol e 1,2-dicloroetano.
Os poliesteres totalmente aromáticos termotrÓpicos, a que
-10se da uma preferencia especial para a realização da presente in venção, são os descritos no pedido de patente de invenção euro peia ηθ 86420013.4 publicada com o n? 0191.705. Estes polieste res apresentam as seguintes particularidades:
- compreendem unidades de recorrência de fórmula geral
(I) na qual
representa um átomo de cloro ou de bromo um radical metilo ou etilo, podendo as unidades de formula geral (I) ser iguais ou difereq tes; e, eventualmente, unidades de formulas
(IV)
- a relação molar entre as unidades de formula geral (I) e a soma das unidades (II) + (III) esta compreendida entre 0,95 e 1,05;
- a quantidade de unidades (II) na mistura de (II) + (III) esta compreendida entre 0 e 70% molar e a das unidades (III), em relação a mesma referência, estã compreendida entre 100 e 30% molar;
- a quantidade de unidades (IV) expressa em relação quantidade de unidades de formula geral (I) esta compreendida erq tre 10 e 300% molar.
Estes poliesteres total mente aromáticos especialmente preferidos compre endem também unidades aromáticas geradoras de funções éster (unidades dioxi: e/ou unidades mistas oxi/carbonilo), tendo uma estrutura diferente das das unidades de formula geral (I) e de formulas (II), (III) e (IV), sendo a quantidade total destas unidades suplementares pelo menos igual a 10% molar, em relação a quantidade de unidades de formula geral (I). A uma lista não limitativa destas unidades suplementa res corresponde a formula (I ’) ou —
na qual Rg e Rg, iguais ou diferentes, tem, cada um, o significado definido antes para R-j , em que as ferentes, ou
unidades de formula geral (I) podem ser iguais ou dj[
(Π1)
(IV)
Os poliesteres alquilaromaticos termotropicos, especialmente preferidos, são os descritos nas patentes de invenção norte-americanas n9s 4 248 995 e 4 311 824. Estes poliesteres são constituídos por unidades de fórmulas gerais (- 0-xr0- )a (- 0-X2-0- )b (- 0- X3- o -)c (V)
-CO- Y-CO -co- z-co (VI) (VII)
nas quais . X.| representa um radical 1,4-feni leno monossubstituido por um atomo de cloro ou bromo ou um grupo metilo ou etilo, . representa um radical 1,4-fenileno insubstituido , . X3 representa um radical 1,4-fenileno dissubstiduido por dois átomos de cloro ou bromo ou dois grupos metilo ou etilo ou um radical 4,41-difeni1eno ou éter p.,pj_-di fenilenico, no qual cada núcleo aromático pode estar substituído por um átomo de cloro ou bromo ou um grupo metilo ou etilo, . com 0,4 a 1 < b £ 0,6
0^c(0,1 e a + b + c = 1 , . Y representa:
- um radical 1,4-fenileno ou 1 ,4-ciclo-hexi1eno ou um rji dical que comporta dois grupos fenileno que podem estar ligados um ao outro por uma ligação simples ou uma cadeia aciclica com ate 8 átomos de carbono e, eventualmente, 1 ou 2 heteroãtomos,
- ou um radical aromático bivalente, comportando pelo nos dois núcleos fenilicos condensados, no qual as ligações com os grupos carbonilo são opostas e paralelas e . Z representa um radical de formula geral (CH2^n~
-14com n^flO, . a relação molar Z/(Y+Z) esta compreendida entre 20 e
50%.
Os poliester-carbonatos termotrÕpicos a que se da maior preferência são os descritos na patente de invenção norte-americana ηθ 4 284 757. Estes poliesteres são constituídos por unida_ des de formulas gerais (- 0 - R4 - 0-)a, (- 0 - R5 - 0 -)b, (VIII)
1/
- C - (IX)
- C0 - Rg - C0 - (X) nas quais . os símbolos R^, iguais ou diferentes, representam, cada um, um radical 1,4-fenileno monossubstituído por um atomo de cloro ou bromo ou por um grupo metilo ou etilo;
. os símbolos Rg, iguais ou diferentes, representam, cada um, um radical 1,4-fenileno insubstituído ;
. com 0,3 a' 1 ; 0/ b'\( 0’7 e a' + b'=l;
. os símbolos Rg, iguais ou diferentes, representam, cada um, um radical escolhido entre grupos 1,4-fenileno, ,4-ciclo-hexi1eno, 4,4'-difenileno, 2,6-naftileno, 4,4-etilenodioxi-l,11-di fenileno , 4,4'-butilenodioxi-1,11-di feni1eno, 4,4'-hexilenodioxi-1,1'-difeni1eno* /
estando a quantidade de unidades de fórmula (IX), na mistura de unidades de formula (IX) e formula geral (X), compreendida entre 30 e 90 % molar; e estando a relação molar entre as unidades de formula geral (VIII) e a soma das unidades de fórmulas (IX) + + (X), compreendida entre 0,95 e 1,05.
Os substratos rígidos, circulares e finos, de acordo com a presente invenção, são obtidos por um processo de moldagem mediante injecção, trabalhando na zona de anisotropia do polímero termotropico utilizado. Deve notar-se que a termotropia e facilmente identificada, quando se observa o polímero no estado de fusão, com um sistema óptico equipado com dois polarizadores cru_ zados (fazendo um ângulo de 90o): no caso das amostras anisotrópicas, produz-se uma birrefringencia e uma transmissão da luz p£ larizada através dos polarizadores cruzados. A verificação da anisotropia dos poliésteres, de acordo com a presente invenção , foi efectuada pelo método termo-óptico TOT descrito na natente de ção francesa nÇ 2 270 282. Entende-se por zona de anisotropia, o intervalo de temperatura que começa na temperatura a qual aparece a birrefringencia e a transmissão da luz através dos dois polarizadores cruzados e que se prolonga para além dessa tempera tura ate um limite superior variável, sendo o referi do i nterval o tal que, nele, a massa fundida é anisotrÕpica, sem qualquer risco de decomposição do polímero. Em geral, as massas fundidas anisotrópicas que são injectadas, de acordo com a presente inveji ção, tem uma zona de anisotropia com uma amplitude de pelo menos 30°C.
i nven
Mais precisamente, os substratos, de acordo com a preseji
te invenção, são preparados injectando, com o auxílio de um mate rial jã conhecido, a massa fundida anisotropica, em um molde cir. cular cujas características geométricas são adaptadas ãs dimensões pretendidas para os substratos e que esta equipado com um sistema que permite uma injecção central do material polimerico. Como exemplos de dimensões do molde, refere-se as seguintes caraç terísticas principais: diâmetro externo compreendido entre 70 mm 360 mm; espessura compreendida entre 1 e 2 mm . As condições de trabalho que permitem obter os substratos, de acordo com a presente invenção, são as indicadas antes, isto é: temperatura das paredes do molde compreendida entre 100°C e 200°C; temperatura do polímero fundido compreendida entre 280°C e 350°C; duração da injecção compreendida entre 2 e 10 segundos; pressão de injecção compreendida entre 80 MPa e 160 MPa; pressão mantida apos a iínjec ção compreendida entre 40 MPa e 120 MPa.
Os substratos circulares moldados obtidos tem uma baixa densidade, inferior a 1,8, e apresentam o conjunto das proprieda_ des pretendidas. Mais precisamen-e, têm um modulo de elasticida_ de no sentido radial compreendido entre 9 000 MPa e 18 000 MPa e um coeficiente de dilatação térmica no sentido radial que e inferior a 30 jLim/m/°C e esta compreendido, como se referiu antes, entre 10 e 20 ^m/m/°C. 0 interesse dos substratos moldados obtidos não se limita a estas duas propriedades: deve notar-se, nomeadamente , que estes materiais apresentam também uma TFSC elevada, pelo menos igual a 150°C, que pode atingir 240°C e mesmo mais e uma boa estabilidade dimensional com pequenos valores do desalinhamento durante a remoção do molde e que, no que respeita as propriedades físico-químicas, são por natureza insensíveis em relação aos di£
-17-/ dissolventes e muito pouco sensíveis ã humidade. Por outro lado, as massas fundidas anisotropicas utilizadas nas fases de moldagem mediante injecção tem uma fluidez muito elevada a quente, o que permite a obtenção de artigos que apresentam um excelente perfil de superfície; mais precisamente, os substratos moldados obtidos são perfeitamente lisos (a rugosidade superficial e inferior a 0,05jum) e apresentam uma espessura perfeítamente regular. .
ApÓs a fase de moldagem, os substratos obtidos podem ser submetidos, antes ou depois da remoção do molde, a um tratamento térmico a uma temperatura elevada, mas inferior a temperatura de fusão do polímero. ApÓs a remoção do molde e arrefecimento, os substratos obtidos são submetidos ao tratamento clássico, que vi_ sa fazer (ou acabar de fazer) o desbaste da zona central, depois do que recebem, pelo menos sobre uma das suas faces, um revestimento magnético, depois de uma limpeza prévia da (ou das) superfjí cie(s) em questão.
A presente invenção, num segundo objecto, diz portanto também respeito aos discos de registo magnético que resultam do revestimento dos substratos moldados que foram descritos antes.
Mais precisamente, a presente invenção diz ainda respeito aos discos de registo magnético compreendendo um substrato de material polimérico, rígido, circular, liso e fino e um revestimento magnético formado por partículas ou por uma camada fina d£ positado sobre pelo menos uma das suas faces, caracterizado pelo facto de o referido substrato satisfazer as definições apresentai das antes, na presente memória descritiva.
Devido a elevada resistência apresentada pelos substratos,
-ιρde acordo com a presente invenção, em relação aos agentes químicos e ã temperatura, é possível utilizar todos os métodos de deposição de uma camada magnética.
Nomeadamente, tratando-se de um revestimento magnético do tipo formado por partículas ã base de pigmentos magnéticos , pode utilizar-se o método de untura unitária designado à dobado/ ra ou centrífuga por meio de um bico que deposita por escoamento o revestimento magnético, sobre o substrato, fixo ou sobre um pra to animado de um movimento de rotação, disposto horizontalmente ou verticalmente. A camada de registo magnético compreende, geralmente, partículas magnéticas, que podem ser, por exemplo, de Óxido de ferro (cf'-Fe202 mais, eventual mente, Fe.^) eventualme/ te estimulado por cobalto, ferro passivado, nitreto de ferro, h/ xaferrite de bário, dispersas no seio de um dissolvente ou de uma mistura de dissolventes e um ligante apropriados. A camada magné tica pode conter ainda um lubrificante, como na técnica de tipo WINCHESTER clássica. Apos a untura e a secagem, o substrato revestido e submetido a um tratamento térmico, com vista a efectuar a reticulação do ligante, sendo este tratamento realizado, por exemplo, a temperatura de 200°e, quando o ligante utilizado e uma resina epoxi. Contudo, pode utilizar-se outros meios de reticulação, conforme a natureza do ligante: por exemplo, um tratamento por radiação ou com um feixe de electrões. Após esta fase de reticulação, o disco magnético obtido é submetido a operações clássicas de polimento e limpeza. A espessura da camada ã base de pigmentos magnéticos depositada esta, geralmente, compreendida entre 0,3 e 5 jum, em função do tipo de aplicação pretendida para o disco. Deve notar-se que o disco pode, antes da deposição do
-19revestimento, ser recoberto por uma fina camada de um agente lubri fi cante.
Uma outra técnica de deposição utilizável, neste caso , para obter um revestimento magnético do tipo em camada fina, coji siste em evaporar sob vazio, por via térmica ou por pulverização catódica, uma composição metálica a base de cobalto, crómio, níquel ou das suas ligas, podendo eventualmente efectuar-se, a seguir, a deposição de uma camada anticorrosão e/ou de uma camada protectora (por exemplo, a base de alumina) ou lubrificante (por exemplo, a base de carbono). A espessura da camada metálica depositada está, geralmente, compreendida entre 0,05 e 0,2 ^m, coq forme o tipo de aplicação prentendida para o disco.
Uma variante técnica pode consistir ainda em realizar a deposição da camada magnética por um método electrolTtico, com a condição de se efectuar uma metalização previa do substrato.
Deye notar-se que se obtêm, nos discos magnéticos produ} zidos, o conjunto das boas propriedades referidas antes, para o caso do substrato, nomeadamente, e que dizem respeito ao estado da superfície (rugosidade, planiformidade), à rigidez (módulo de elasticidade), ã estabilidade dimensional (coeficiente de dilata_ ção térmica) e ao comportamento térmico (TFSC).
Os exemplos que se seguem são apresentadgs a título indj_ cativo, mas não limitativo, para ilustrar a invenção.
EXEMPLO 1
Exemplo de preparação de um substrato rígido, circular e fino de acordo com a presente invenção.
/
‘...
/
1. Descrição do polímero termotropico utilizado:
Prepara-se um poliéster totalmente aromático do tipo do descrito no pedido de patente de invenção europeia n9 86420013.4 publicado com ο ηθ 0191.705.
Num reactor de pol i condensação de 7,5 litros de capacida^ de, agitado e aquecido, por um fluido de aquecimento circulando no interior da parede dupla do reactor, munido de um dispositivo de destilação e de lavagem por meio de um gas inerte, introduz-se os reagentes e catalisadores seguintes:
(1) - diacetato de cloro-hidroquinona: 1028 g ^relação molar (1)// (2)+(3)J = lj (2) - ácido tereftãlico: 373 g [50% molar na mistura (2) + (3)] (3) - eter 4,41-dicarboxidifenTlico : 581 g [50% molar na mistura (2) + (3)] (4) - ácido p-acetoxibenzoico: 275,5 g [34% molar em relação a (1)] (5) - acetato de magnésio: 1,13 g |j500 ppm]
Purga-se 0 reactor com azoto, depois aquece-se por meio
do fluido de aquecimento, regulando a temperatura para 260°C, du rante 2 horas e 20 minutos. 0 volume de acido acético destilado é de 506 ml (ou seja 83% do valor teórico). Em seguida, eleva-se gradualmente a temperatura do banho metálico ate 330°C, durante 40 minutos, ao mesmo tempo que se reduz a pressão de
2
1010.10 Pa para 0,39.10 Pa. Depois de cessar a destilação de acido acético, roantem-se ainda a temperatura em 330°C e a pressão igual a 0,39.10 Pa, durante 12 minutos e 30 segundos. 0 volume total de ácido acético recolhido e de 602 ml (ou seja 100% do v_a lor teõrico).
polímero obtido ê acinzentado e tem aspecto fibroso .
Tem uma yiscosidade de 1,4 dlg'1. 0 ponto de fluxão e de 290°C.
A zona de anisotropia está compreendida entre 290°C e mais de 350°C.
2. Moldagem do substrato por injecção:
polímero e utilizado com o auxílio de uma prensa de ini jecção BATTENFELD BSKM 100/70 S DS 2 000. 0 molde circular utilizado, de faces polidas, apresenta as seguintes características: diâmetro: 95 mm+ 0,10 mm ; espessura: 2 mm + 0,025 mm; injecção central com um bico de diâmetro: 4 mm.
As condições de moldagem são as seguintes:
- temperatura das faces do molde: 130°C,
- temperatura do polímero fundido: 320°C,
- duração da injecção: 2,5 segundos,
- pressão da injecção: 120 MPa,
- pressão mantida apos a injecção: 90 MPa
3· Acabamento do substrato:
ApÕs a remoção do molde e o arrefecimento, procede-se ao recorte de uma parte vazia central, coaxial, do substrato, apresentando um diâmetro de 25 mm.
4. Propriedades do substrato moldado:
a) Estado da superfície
Rugosidade superficial: 0,02 jjm;
Defeito de forma plana pseudosinusoidal: período 50 jum; am plitude : 2 a 4 jim.
(Estas caracterTsticas são determinadas com o auxílio do aparelho denominado TALYSTEP de Taylor-Hobson, nas seguintes coji dições: captor táctil estático: raio da ponta: 0,013 mm, sendo o movimento vertical do captor amplificado electronicamente; carga de contacto: regulada para 50 mg; frequência de corte do sinal: 0,76 mm; sensibilidade: 20 angstrb'ms.)
I . Desalinhamento durante a remoção do molde: nulo
b) Propriedades mecânicas:
A determinação das propriedades mecânicas é efectuada em eprovetas recolhidas radialmente (na direcção do escoamento) e transversalmente (na direcção transversal) no substrato moldado obti do:
Propriedades sob tracção:
Os módulos e a resistência sao medidos â temperatura de 23°C de acordo com as indicações da norma NF T 51034, em eprove*
tas do tipo hãlter, tendo uma largura de 4 mm e uma espessura de 2 mm, acondicionadas a EH50:
- modulo de elasticidade radial (Mr): 12 700 MPa,
- modulo de elasticidade transversal (Mt): 6 600 MPa,
- resistência a ruptura radial: 100 MPa,
- alongamento ã ruptura: 3%.
. Coeficiente de dilatação térmica:
A estabilidade dimensional do substrato avalia-se roediaji te as determinações do coeficiente de dilatação térmica linear, em amostras paraielepiédicas de dimensões 5 x 5 x 2 mm recolhidas radialmente (c(R) e transversalmente (e<t), procedendo de aco£ do com a norma ASTM D 696-70, num intervalo de temperaturas de -30°C a +30°C e sob atmosfera de azoto seco:
-Cl R: 14 jjro/m/°C,
-d t: 180 jim/m/°C.
. TFSC:
I
A temperatura de flexão sob carga determina-se segundo as indicações da norma NF T 51005: é igual a 250°C (sob 1,82 MPa).
c) Propriedades físico-quTmicas:
Densidade: d = 1,45.
. Cristalinidade: a estrutura é semi-cristalina.
Resistência aos dissolventes : excelente; para avaliar es_ ta resistência mergulha-se 7 eprovetas, de acordo com a norma NF T 51034, em um dissolvente, que estã a uma dada temperatura ,
-24durante um dado periodo, ao fim do qual se mede a resistência a ruptura radial media das 7 eprovetas. Considera-se que a resistência ao dissolvente é excelente quando a resistência a ruptura diminui até um valor que ainda corresponde a pelo menos 90% do valor inicial.
Dissolvente e condições de ensaio
Resistência a ruptura:
% em relação ao valor inicial
Tricloroeti1eno; 7 dias a 50°C 100%
H2S04 a 37%; 7 dias a 50°C 90%
H2S04 a 20% ; 30 dias a 50°C 100%
HC1 a 20% ; 30 dias a 50°C 97%
Retoma de agua: inferior a 100 ppm; para a determinar, procede-se do seguinte modo: seca-se durante 3 horas, à temperatura de 150°C, uma eproveta de acordo com a norma NF T 51034, p£ se-se (pO) e depois mergu]ha-se em ãgua ã temperatura de 23°C, durante 48 horas; ao fim deste tempo, retira-se a eproveta da agua, enxuga-se superficialmente e volta a pesar-se (p); a retoma de agua é igual a (p-pO)/p x 10 .
5· Ani sotropi a . Anisotropia das propriedades mecânicas no plano: correspoji de ao quociente Mf/Mt que é igual a 12 700/6 600 = 1,92.
. Anisotropia segundo a espessura: corresponde ao quociente
R /dft que e igual a 14/1 80 = 0,77.
EXEMPLO 2
Exemplo de preparação de um disco magnético, de acordo com a presente invenção, compreendendo um revestimento magnético ã base de pigmentos magnéticos.
1. Preparação da mistura de revestimento magnético
É preparada mediante dispersão de um óxido de ferro acicular, estimulado por cobalto, comercializado sob a marca MO 2228 pela Firma PFIZER (coercividade: 320 oersted), em uma mistura com preendendo um dissolvente a base de eter dimetilico ou dietilenoglicol (diglima) e eti1enoglicol e um sistema ligante ã base de resina epoxi, comercializada com a marca (EPIKOTE 1001 pela Firma
SHELL, acetal polivinilico comereializado com a marca BUTVAR P 74 pela Firma MONSANTO, e N-aminopiperazina como agente endurecedor. 0 extracto seco da dispersão (pigmentos + sistema ligante) e de 30% em peso. Os pigmentos magnéticos correspondem a 55% em peso
I do revestimento magnético depositado seco.
2. Deposição do revestimento
Em seguida coloca-se a mistura do revestimento descrito antes sobre o substrato de diâmetro igual a 95 mm, obtido no exem pio 1, utilizando a técnica clãssica de untura por centrifugação, na qual o substrato roda a cerca de 300 rotações/minuto, efectuaji do-se a centrifugação a 1200 rotações/minuto.
substrato revestido é tratado para evaporar o dissolver^ te e em seguida mantido, durante 4 horas, a temperatura de 190°C,
para efectuar a retieulação das resinas do ligante. A camada majg nética depositada tem uma espessura de 0,60 jim.
disco acabado obtido apenas necessita de um ligeiro p£ limento sobre um prato de feltro, com dispersão de alumina, antes de ser utilizado num aparelho leitor-registador. De notar que o disco, antes de ser utilizado, e ainda pulverizado com um lubrifi_ cante, consistindo em uma solução a 1% em peso em FREON 113 de eter poliperf1uorico, comercializado com a marca FOMBLIN Z pela
Firma MONTEFLUOS.
disco assim preparado apresenta as seguintes caracteris ticas principais: rugosidade superficial: e inferior a 0,25 jim; pode ser submetido sem inconveniente, a um número de paragens/arranque do leitor-registador superior a 10 000; as propriedades electricas estão de acordo com os valores pretendidos.
/ -27-

Claims (6)

1. - Processo para a prenaracão de substratos de material polimerico, rígidos, circulares, lisos e finos utilizáveis em discos de registo magnético, caracterizado pelo facto:
. de se utilizar polímeros da classe dos polímeros termotrópicos, com uma temperatura de fluxão compreendida entre 200° e 350°C e uma viscosidade inerente pelo menos igual a 1 dlg 1;
. de se proceder a uma fase de moldagem do polímero ternotrõpico mediante injecção do material polimerico num molde apropriado, equipado com um sistema de injeccão central, em ciue a temperatura das paredes do referido molde está compreendida entre 100° e 200°C e a temperatura do polímero fundido injectado está compreendida entre 280° e 350°C, a duração da injeccão está compreendida entre 2 e 10 segundos, a pressão de injeccão está compreendida entre 80 e 160 MPa e a pressão mantida apôs a injeccão estã compreendida entre 40 e 120 MPa, de modo a aue o substrato obtido seia submetido a uma orientação molecular muito elevada* . de se obter um substrato moldado com uma densidade inferior a 1,8, com um módulo de elasticidade no sentido radial comnreendido entre 9 000 MPa e 18 000 MPa, com um coeficiente de expansão térmica no sentido radial compreendido entre 10 e 20yim/m/°C e uma temperatura de flexão sob carga pelo menos igual a 150°C.
2. - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de se obter substratos com um diâmetro externo compreendido entre 70mm e 360mm e uma espessura compreendida entre lmm e 2mm.
3. - Processo de acordo com uma qualquer das reivindica ções 1 e 2, caracterizado pelo facto de se utilizar polímeros termotrõpicos escolhidos entre os poliesteres totalmente aromáticos, poliesteres alquilaromáticos, poli(éster-amidas) totalmente aromáticas, poli(éster-amidas) alquilaromãticas, poliazometinas aromáticas, poliéster-carbonatos aromáticos e as misturas destes polímeros.
4. - Processo de acordo com. a reivindicação 3, caracterizado pelo facto de se utilizar polímeros termotrõpicos escolhidos entre os poliesteres totalmente aromáticos, poliesteres alquilaromãticos, poliéster-carbonatos aromáticos e as misturas destes polímeros.
5. - Processo de acordo com uma qualquer das reivindica ções 1 a 4, caracterizado pelo facto de se utilizar polímeros termotrópicos com uma viscosidade inerente compreendida entre 1,1 e 4,0 dlg1.
6. - Processo para a preparação de discos de registo magnético, caracterizado pelo facto de se depositar em pelo menos uma das faces de um substrato de material polimêrico, rígido, circular, liso e fino, obtido por um processo de acordo com uma qualquer das reivindicações 1 a 5, um revestimento magnético formado por partículas ou por uma camada fina.
Lisboa, 28 de Setembro de 1987
O.^ae^n.e rir·.
-29f
RESUMO
Processo para a preparação de substratos poliméricos rígidos utilizáveis como suporte de registo magnético e de discos magnéticos obtidos a partir desses substra tos
Descreve-se um processo para a preparação de substratos poliméricos, rígidos, circulares, lisos e finos, e de discos de registo magnético que consiste:
. na moldagem de polímeros da classe dos polímeros termotrópicos, com uma temperatura de fluxão compreendida entre 200° e 35O°C e uma viscosidade inerente pelo menos igual a 1 dlg \ mediante injecção do material polimêrico, num molde apropriado provido de um sistema de injecção central, em que a temperatura das paredes do referido molde esta compreendida entre 100° e 200°C e a temperatura do polímero fundido injectado esta compreendida entre 280° e 35O°C, a duração da injecção estã compreendida entre 2 e 10 segundos, a.pressão de injecção estã compreendida entre 80 e 160 MPa e a pressão mantida após a injecção estã compreendida entre 40 e 120 MPa, de modo a que os substratos obtidos sejam submetidos a uma orientação molecular muito elevada e tenham densidades inferiores a 1,8, módulos de elasticidade no sentido radial compreendido entre 9 000 e 18 000 MPa, coeficientes de expansão térmica no sentido radial compreendidos entre 10 e 20 yim/m/°C e temperaturas de flexão sem carga pelo menos iguais a 150°C;
. na deposição em pelo menos uma das faces dos substratos obti dos, de um revestimento magnético formado por partículas ou por uma camada fina, para se obter discos de registo magnético.
Tanto os substratos como os discos magnéticos obtidos pelo processo da presente invenção apresentam, nomeadamente, um excelente estado da superfície, uma grande estabilidade dimensional e um baixo momento de inércia.
PT85803A 1986-09-29 1987-09-28 Processo para a preparacao de substratos polimericos rigidos utilizaveis como suporte de registo magnetico e de discos magneticos obtidos a partir desses substratos PT85803B (pt)

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