KR0139759B1 - 도포형 자기기록 매체의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도포형 자기기록 매체의 제조방법에 관한 것이다. 자성체, 결합체, 카본블랙, 연마제 및 유기용제를 함유하는 자성도료를 비자성 지지체 위에 도포, 건조, 캘린더링, 슬리팅하는 것을 포함하는 자기기록 매체를 제조하는 방법에 있어서, 상기 자성도료가, 상기 유기용제의 일부에 결합제를 첨가하여 혼합 유기용제를 준비하는 단계, 배치식 혼련 혼합기에서 상기 혼합 유기용제의 일부를 상기 카본블랙 고형분에 미량씩 투입하여 혼련하는 단계 및 상기 혼합 유기용제의 나머지를 상기 혼련물에 미랑씩 투입, 희석하여 카본블랙 혼련 희석물을 제조하는 단계, 상기 자성체에 상기 유기용제를 투입하여 혼련, 희석하는 단계 및 상기 자성체의 혼련 희석물에 상기 카본블랙 희석물, 상기 결합제, 상기 연마제 및 상기 유기용제를 첨가하는 단계를 통하여 얻어지는 것을 특징으로 하는 도포형 자기기록 매체는 카본블랙을 첨가 및 첨가하지 않은 경우의 장점을 모두 가짐으로써 자기특성, 주행성, 표면평활성 등의 각 특성이 우수하다.

Description

도포형 자기기록 매체의 제조방법

본 발명은 도포형 자기기록 매체의 제조방법에 관한 것으로서, 상세하게는 자성층에 함유되는 첨가제인 카본블랙의 분산성을 개선하여 자기특성, 전자변환특성 등을 향상시킨 도포형 자기기록 매체의 제조방법에 관한 것이다.

비디오, 오디오, 컴퓨터 분야 등에서 자기 테이프, 자기 디스크 등 자기기록 매체는 넓게 사용되어지고 있다. 이와 같은 자기기록 매체는 자성 분말, 결합제, 용제, 연마제, 분산제, 첨가제 등을 혼합, 분산한 자성도료를 비자성 지지체 위에 도포, 건조, 캘린더링(calendering) 슬리팅하여 자성도막을 형성한 도포형 자기기록 매체로서 사용되고 있다.

자기기록 매체는 사용시 자기 헤드에 접촉되기 때문에 자기특성외에도 양호한 주행성을 위해 표면마찰이 작아야 한다. 즉, 표면저항이 높게 되면 정전에너지의 발생에 의해 자성층의 분락 및 먼지의 유입으로 헤드 오염이 유발되므로 반복적인 기록 및 재생을 위한 주행내구성도 요구된다.

상기 요구를 만족시키기 위해서 종래의 도포형 자기기록 매체에서는 자성분말을 미립자화 하는 한편 카본블랙 및 윤활제 등의 첨가제를 함유시킴으로써 표면의 조도를 조절하고 표면저항을 낮추어 주행성을 확보하는 방법이 이용되었다.

그런데, 카본블랙은 자성층에 있어서 자성분말의 충진성 및 배향성을 저하시키기 때문에 자기특성을 저하시킬 뿐만 아니라 표면평활성 및 전자변환특성도 저하시키는 문제가 있다. 이는 카본블랙을 분말상태로 투입하게 되면 카본블랙이 결합제에 대하여 1차 입자로 분산되지 않고 미분산된 2차 입자상태로 자성층에 존재하기 때문이다.

이와 같은 문제점으로 인해 첨가제인 카본블랙의 사용을 줄이고 윤활제 및 연마제의 양을 중량함으로써 상기의 주행성을 확보하는 방법이 이용되고 있다.

그러나, 카본블랙의 첨가량이 너무 줄이면 표면저항이 높아지고 헤드와 자성층간의 마찰에 의한 정전기의 발생이 용이하게 됨으로써 자성층의 분락 및 먼지 등의 이물로 인한 헤드 오염의 발생이 쉽게 일어난다. 또한, 연마제나 윤활제의 양을 증량하게 되면 자성층 내의 자성분말의 충진성 및 배향성을 저하시킴으로써 자기특성 및 전자변환 특성을 저하시키게 된다.

본 발명의 목적은 첨가제인 카본블랙의 결합제에 대한 분산성을 높여 표면특성, 자기특성 및 전자변환특성이 향상된 도포형 자기기록 매체의 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 자성체, 결합체, 카본블랙, 연마제 및 유기용제를 포함하는 자성도료를 비자성 지지체 위에 도포, 건조, 캘린더링, 슬리팅하여 자기기록 매체를 제조하는 방법에 있어서, 상기 자성도료가, 상기 유기용제의 일부에 결합제를 첨가하여 혼합 유기용제를 준비하는 단계, 배치식 혼련 혼합기에서 상기 혼합 유기용제의 일부를 상기 카본블랙 고형분에 미량씩 투입하여 혼련하는 단계 및 상기 혼합 유기용제의 나머지를 상기 혼련물에 미랑씩 투입, 희석하여 카본블랙 혼련 희석물을 제조하는 단계, 상기 자성체에 상기 유기용제를 투입하여 혼련, 희석하는 단계 및 상기 자성체의 혼련 희석물에 상기 카본블랙 희석물, 상기 결합제, 상기 연마제 및 상기 유기용제를 첨가하는 단계를 통하여 얻어지는 것을 특징으로 하는 도포형 자기기록 매체의 제조방법을 제공한다.

본 발명에서는 첨가제인 카본블랙을 분말상태로 투입하지 않고 결합제를 함유한 유기용제를 이용하여 혼련 및 희석하여 투입한다. 이는 분말상태로 투입시 카본블랙의 분산이 잘 이루어지지 않아 미분산된 2차 입자상태로 자성층에 존재하는 종래의 단점을 극복하기 위한 것이다. 즉, 고농도에서 고전단력을 부여하면서 서서히 카본블랙을 혼련 및 희석하면 카본블랙이 결합제에 대하여 1차 입자로의 분산이 용이하게 이루어진다. 이는 드롭아웃, 표면평활성, 주행내구성 및 헤드 오염 등의 내구성을 향상시키는 결과를 낳는다.

또한, 상기에서 알 수 있는 바와 같이, 카본블랙을 분말상태로 직접 첨가하는 종래의 방법에 비하여 미리 혼련 및 희석하여 첨가하면, 자기기록 매체의 표면저항을 감소시키는데 필요한 카본블랙의 양을 증가하여 사용할 수 있고, 연마제나 윤활제와 같은 첨가물의 양을 줄임으로써 자성체의 충진성을 높일 수 있다. 따라서 자기기록 매체의 자기특성 및 전자변환특성을 향상시킬 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 자기기록 매체의 제조방법을 구체적으로 설명하기고 한다.

먼저, 배치식 혼련 혼합기에서 결합제를 함유한 유기용제를 카본블랙 고형분에 미량씩 서서히 투입하여 혼련한다. 이 때 결합제와 카본블랙 전체 고형본의 농도가 혼련물에 대하여 70 내지 80 중량%가 되도록 하는 것이 바람직한데, 이는 고형분의 농도가 80 중량%를 초과할 경우에는 충분한 혼련이 이루어지지 않을 수 있으며, 70 중량% 미만시에는 너무 장시간의 혼련을 해야 하기 때문이다.

이어 상기 혼련물에 결합제를 함유한 유기용제를 미량씩 서서히 투입하여 희석하는데, 이후 자성체의 분산시 첨가하기 편리하도록 카본블랙과 결합제의 고형분의 희석물에 대하여 40 중량% 정도가 되도록 하는 것이 바람직하다.

혼련 희석물 내의 결합제 및 카본블랙의 비율은 카본블랙에 대하여 결합제의 함유량이 2 내지 50 중량부가 되도록 하는 것이 바람직하다. 이는 카본블랙에 대한 결합제의 함유량이 2중량부 미만일 경우에는 카본간의 결합역할을 하지 못할 뿐만 아니라 카본블랙의 흡유량 증대로 인한 유기용제의 흡수가 많아 고형분이 40 중량%가 되도록 희석을 해도 희석물이 흐름성을 갖지 못하고 덩어리로 존재하기 때문이다.

또한 카본블랙의 함유량이 50중량부를 초과할 경우에는 결합제의 과량으로 인하여 점도가 높게 되며, 이후 일정량의 결합제를 함유한 자성도료를 얻기 위하여, 자성체의 초기분산시 사용되는 결합제의 양을 줄여야 하므로 자성체의 분산성이 나빠지기 때문이다.

이후 카본블랙으로서 상기 희석물을 사용하여 통상의 방법으로 자성도료를 제조하여 이를 비자성 지지체 위에 도포 후 건조, 캘린더링, 슬리팅하여 자기기록 매체를 제조한다.

이하 본 발명의 실시예 및 비교예를 구체적으로 설명하되, 본 발명이 반드시 이로만 한정된 것은 아니다.

실시예

메틸에틸케톤, 톨루엔, 사이클로헥산을 혼합한 유기용제 1650g에 결합제인 염화비닐 초산비닐 공중합체 수지 100g을 넣고 혼합했다.

배치식 혼련 혼합기에서 상기 1750g의 혼합용제중 350g을 카본블랙 1000g에 미량씩 투입하면서 혼련하였다. 이 혼련물에 상기 준비된 혼합용제 나머지인 1400g을 미량씩 넣어면서 희석하여 카본블랙과 결합제를 40 중량% 함유한 희석물을 얻었다. 얻어진 희석물의 조성은 아래와 같다.

카본블객: 100중량부

염화비닐 초산비닐 공중합체 수지: 10중량부

메틸에틸케톤: 55중량부

톨루엔: 55중량부

사이클로헥산: 55중량부

이후 첨가제인 카본블랙으로서 상기와 같이 얻어진 카본블랙의 희석물을 넣는 것을 제외하고는 통상적인 방법을 이용하여 아래와 같은 조성의 자성도료를 제조하였다.

α-Fe 자성체: 100중량부

(BET:60㎡/g, 보자력 : 1450 0e)

염화비닐 초산비닐 공중합체 수지: 12.5중량부

폴리우레탄 수지: 12.5중량부

연마제: 8중량부

카본블랙 혼련 희석물(40%): 8.25중량부

메틸에틸케톤: 100중량부

톨루엔: 100중량부

사이클로헥산: 100중량부

상기 조성의 혼합물을 10시간 교반 후 그레인 밀(grain mill)에서 15시간 동안 분산시켜 자성도료를 얻었다. 이 자성도료를 비자성 지지체 위에 도포 후 건조, 캘린더링, 슬리팅하여 자기 테이프를 제작하였다. VSM(Vibrating Sample Magnetometer)을 이용하여 자기 테이프의 각형비 및 잔류자속 밀도를 측정하고, 표면조도, 드롭아웃, 주행성 및 테이프의 표면저항을 측정하였다. 또한 제조된 자기 테이프를 120분씩 40pcs로서 녹화, 재생을 20회 반복 후 헤드의 오염도를 평가하였다. 측정된 각 특성를 표1에 나타냈다.

실시예 2

메틸에틸케톤, 톨루엔 및 사이클로헥산의 혼합 유기용제 1950g에 염화비닐 초산비닐 공중합체 수지 300g을 넣어 혼합했다. 배치식 혼련 혼합기에서 상기 2250g의 혼합용제중 450g을 카본블랙 1000g에 미량씩 투입하면서 혼련하였다. 이 혼련물에 상기 준비된 혼합용제의 나머지인 1800g을 미량씩 넣으면서 희석하여 카본블랙과 결합제를 40 중량% 함유한 희석물을 얻었다. 얻어진 희석물의 조성은 아래와 같다.

카본블랙: 100중량부

염화비닐 초산비닐 공중합체 수지: 30중량부

메틸에틸케톤: 65중량부

톨루엔: 65중량부

사이클로헥산: 65중량부

이후 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 아래와 같은 조성의 자성도료를 제조하였다.

α-Fe 자성체: 100중량부

(BET:60㎡/g, 보자력 : 1450 0e)

염화비닐 초산비닐 공중합체 수지: 11.6중량부

폴리우레탄 수지: 12.5중량부

연마제: 8중량부

카본블랙 혼련 희석물(40%): 9.75중량부

메틸에틸케톤: 99.7중량부

톨루엔: 99.7중량부

사이클로헥산: 99.7중량부

실시예 1과 같이 상기 조성의 혼합물을 10시간 교반 후 그레인 밀(grain mill)에서 15시간 동안 분산시켜 자성도료를 얻었다. 이 자성도료를 비자성 지지체 위에 도포 후 건조, 캘린더링, 슬리팅하여 자기 테이프를 제작하였다. 제조된 자기 테이프의 각 특성를 실시예 1과 동일한 방법으로 측정하여 그 결과를 표 1에 나타냈다.

비교예 1

메틸에틸케톤, 톨루엔 및 사이클로헥산의 혼합 유기용제 2400g에 염화비닐 초산비닐 공중합체 수지 600g을 넣어 혼합했다. 배치식 혼련 혼합기에서 상기 2000g의 혼합용제중 600g을 카본블랙 1000g에 미량씩 투입하면서 혼련하였다. 이 혼련물에 상기 준비된 혼합용제의 나머지인 2400g을 미량씩 넣으면서 희석하여 카본블랙과 결합제를 40 중량% 함유한 희석물을 얻었다. 얻어진 희석물의 조성은 아래와 같은데, 카본블랙에 대한 결합제의 비율이 본 발명의 바람직한 범위인 2 내지 50 중량부를 초과하였다.

카본블랙: 100중량부

염화비닐 초산비닐 공중합체 수지: 60중량부

메틸에틸케톤: 80중량부

톨루엔: 80중량부

사이클로헥산: 80중량부

이후 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 아래와 같은 조성의 자성도료를 제조하였다.

α-Fe 자성체: 100중량부

(BET:60㎡/g, 보자력 : 1450 0e)

염화비닐 초산비닐 공중합체 수지: 10.7중량부

폴리우레탄 수지: 12.5중량부

연마제 분산도료: 8중량부

카본블랙 혼련 희석물(40%): 12중량부

메틸에틸케톤: 99중량부

톨루엔: 99중량부

사이클로헥산: 99중량부

실시예 1과 같은 방법으로 상기 조성의 혼합물을 이용하여 자기 테이프를 제작하였다. 제조된 자기 테이프의 각 특성를 실시예 1과 동일한 방법으로 측정하여 그 결과를 표 1에 나타냈다.

비교예 2

아래와 같이 실시예 1과 동일한 조성 및 동일한 방법으로 실시하되 첨가제인 카본블랙을 결합제로 배치식 혼련 혼합기에서 혼련, 혼합하지 않고 분말자체로 사용하여 자성도료를 제조하였다.

α-Fe 자성체: 100중량부

(BET:60㎡/g, 보자력 : 1450 0e)

염화비닐 초산비닐 공중합체 수지: 12.5중량부

폴리우레탄 수지: 12.5중량부

연마제 : 8중량부

카본블랙 : 3중량부

메틸에틸케톤: 100중량부

톨루엔: 100중량부

사이클로헥산: 100중량부

이후 실시예 1과 같은 방법으로 상기 조성의 혼합물을 이용하여 자기 테이프를 제작하였다. 제조된 자기 테이프의 각 특성를 실시예 1과 동일한 방법으로 측정하여 그 결과를 표 1에 나타냈다.

비교예 3

카본블랙에 첨가하지 않고 기타 방법은 실시예 1과 동일한 방법에 의해 하기 조성의 자성도료를 제조하였다.

α-Fe 자성체: 100중량부

(BET:60㎡/g, 보자력 : 1450 0e)

염화비닐 초산비닐 공중합체 수지: 12.5중량부

폴리우레탄 수지: 12.5중량부

연마제 : 8중량부

메틸에틸케톤: 98중량부

톨루엔: 98중량부

사이클로헥산: 98중량부

이후 실시예 1과 같은 방법으로 상기 조성의 혼합물을 이용하여 자기 테이프를 제작하였다. 제조된 자기 테이프의 각 특성을 실시예 1과 동일한 방법으로 측정하여 그 결과를 표 1에 나타냈다.

비교예 4

첨가제인 카본블랙을 분말 자체로 10중량부 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동등한 방법으로 아래 조성의 자성도료를 제조하였다.

α-Fe 자성체: 100중량부

(BET:60㎡/g, 보자력 : 1450 0e)

염화비닐 초산비닐 공중합체 수지: 12.5중량부

폴리우레탄 수지: 12.5중량부

연마제 : 8중량부

카본블랙 : 10중량부

메틸에틸케톤: 105중량부

톨루엔: 105중량부

사이클로헥산: 105중량부

이후 실시예 1과 같은 방법으로 상기 조성의 혼합물을 이용하여 자기 테이프를 제작하였다. 제조된 자기 테이프의 각 특성을 실시예 1과 동일한 방법으로 측정하여 그 결과를 표 1에 나타냈다.

표 1에 나타난 바와 같이, 카본블랙을 본 발명의 바람직한 범위 내로 하되 분말자체로 첨가한 비교예 2 에 대하여 실시예 1, 2의 각 특성을 살펴보면, 모든 특성이 우수했다.

카본블랙을 첨가하지 않은 비교예 2와 비교하면, 자기특성 및 표면평활성면에서 유사한 수준으로 양호하고 기타 다른 특성이 우수했다.

카본블랙을 훈련시 결합제를 너무 많이 첨가한 비교예 3과 비교하면, 헤드오염도면에서는 유사하게 양호했고, 기타 다른 특성이 우수했다.

자성체에 대한 비율이 본 발명의 바람직한 범위에서 벗어난 양의 카본블랙을 분말상태로 첨가한 비교예 4와 각 특성을 비교하면, 표면마찰 및 주행성면에서는 다소 부족하지만, 자기특성 등의 기타 다른 특성은 우수했다.

이상을 종합하면, 첨가제인 카본블랙을 배치식 혼련혼합기로 혼련, 희석하여 사용하는 경우 분말상태로 투입하는 경우보다 동일한 조성의 조건에서는 모든 측정항목에서 우수한 결과를 나타냈고, 카본블랙을 첨가하지 않은 경우와는 자기특성면에서 유사했다. 그러나, 카본블랙을 첨가하지 않는 경우는 표면저항, 주행성 및 헤드오염 발생율이 매우 나쁘게 나타난다. 카본블랙의 첨가량을 증가하면 표면저항은 낮지만 과다할 경우 드롭아웃이 크게 증가하며 전자변환 특성 등의 모든 특성이 저하된다.

즉, 본 발명의 방법에 의해 제조된 자기기록 매체는 카본블랙을 첨가한 및 첨가하지 않은 경우의 장점을 모두 가짐으로써 자기특성, 주행성, 표면평활성 등의 각 특성이 우수하다.

표 1

Claims (3)

1. 자성체, 결합체, 카본블랙, 연마제 및 유기용제를 함유하는 자성도료를 비자성 지지체 위에 도포, 건조, 캘린더링, 슬리팅하는 것을 포함하는 자기기록 매체의 제조방법에 있어서,

   상기 자성도료가,

   상기 유기용제의 일부에 결합제를 첨가하여 혼합 유기용제를 준비하는 단계;

   배치식 혼련 혼합기에서 상기 혼합 유기용제의 일부를 상기 카본블랙 고형분에 미량씩 투입하여 혼련하는 단계; 및

   상기 혼합 유기용제의 나머지를 상기 혼련물에 미랑씩 투입, 희석하여 카본블랙 혼련 희석물을 제조하는 단계;

   상기 자성체에 상기 유기용제를 투입하여 혼련, 희석하는 단계; 및

   상기 자성체의 혼련 희석물에 상기 카본블랙 희석물, 상기 결합제, 상기 연마제 및 상기 유기용제를 첨가하는 단계를 통하여 얻어지는 것을 특징으로 하는 도포형 자기기록 매체의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 카본블랙의 혼련은 상기 유기용제 내의 결합제가 카본블랙에 대하여 2 내지 50중량부가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 도포형 자기기록 매체의 제조방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 자성도료는 자성체에 대하여 0.5 내지 8.0중량부의 카본블랙을 포함하는 것을 특징으로 하는 도포형 자기기록 매체의 제조방법.