KR0148772B1 - 자기 헤드 클리닝용 플로피 디스크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자기 헤드 클리닝용 플로피 디시크에 관한 것으로서, 베이스 필름의 상부에 자기 헤드를 클리닝하기 위한 도포층이 형성된 자기 헤드 클리닝용 플로피 디스크에 있어서, 상기 도포층이 γ-Fe₂O₃자성체, 상기 자성체를 기준으로 100~300 중량%의 고경도 연마제 및 9~15 중량%의 비자성카본을 포함하며, 중심선 평균 표면 조도가 15~30㎚인 자기 헤드 클리닝을 플로피 디스크가 개시되어 있다.

본 발명의 클리닝용 플로피 디스크는 자기 헤드 클리닝 성능이 우수할 뿐만 아니라 자기 기록, 재생매체로도 이용될 수 있다.

Description

자기 헤드 클리닝용 플로피 디스크

본 발명은 자기 헤드 클리닝용 플로피 디스크에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자기 헤드의 오염을 제거할 수 있고 자기기록 재생용 플로피 디스크와 동등한 자기기록 매체로서의 기능을 갖는 자기 헤드 클리닝용 플로피 디스크에 관한 것이다.

플로피 디스크 장치(FDD)에 사용되는 플로피 디스크는 자기 기록 기술을 응용한 것으로서, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)와 같은 비자성 지지체위에 γ-Fe₂O₃등의 강자성 분말과 염화비닐 등의 수지 결합제의 혼합물이 도포되어 형성된 자성막을 가지고 있다.

플로피 디스크는 동심원인 일정한 면적의 트랙을 자기 헤드가 고속으로 회전하며 기록, 재생하는 구조를 가지고 있으며, 이에 따라 마찰과 마모에 대한 주행성, 내구성같은 물리적 특성이 양호해야 한다. 따라서 자기 헤드와 플로피 디스크의 계면에서의 마모 또는 마찰을 감소시키기 위해 플로피 디스크에 도전성 카본, 고강도 연마제와 같은 비자성 미립자 및 지방산 에스테르와 같은 윤활제를 첨가하는 것이 일반적이다.

그러나, 플로피 디스크를 장시간 사용하게 되면 자기 헤드와의 접촉, 마찰 등에 의해서 도포층의 일부가 점진적으로 탈락하여 헤드의 표면에 부착되는데, 이렇게 부착된 이물들은 자기 헤드의 출력 손실을 야기하여 에러를 발생시키고 결국 기록, 재생을 불가능하게 하는 심각한 헤드 오염 현상을 일으킨다. 따라서 헤드에 부착된 이물을 제거하기 위해서 정기적으로 클리닝을 실시하여야 한다.

FDD에 사용되는 자기 헤드는 헤드 지지 장치에 정교하게 내장되어 있고 기억 용량의 증대를 위해 지지체의 양면에 자성층을 형성시킨 플로피 디스크에 대응하여 동시에 양면 헤드가 사용되고 있기 때문에 자기 헤드의 소제를 위해서는 별도의 클리닝용 플로피 디스크가 필요하다.

자기 헤드 클리닝 방식에는 두가지 방식 즉, 알콜 등의 클리닝 용액을 함유한 섬유성 다공질 쉬트를 이용하여 알콜 등의 용해력으로 자기헤드의 오염을 제거하는 습식 방식과 클리닝 디스크상의 연마력에 의해 헤드 오염을 제거하는 건식 방식이 사용되고 있다.

이중에서 종래의 건식 클리닝용 플로피 디스크를 제조하는 방법으로서 주재료인 비자성 지지체위에 α-Al₂O₃, Cr₂O₃및 α-Fe₂O₃와 같은 고경도 연마제, 비자성카본, 윤활제, 염화 비닐 및 우레탄 수지 등의 혼합물을 도포하고 중심선 표면 조도로 수백돌기를 갖도록 제조하는 방법이 있다. 일반적으로 이러한 방법으로 제조된 자기 헤드 클리닝용 플로피 디스크는 클리닝 효과를 향상시키기 위해서 연마제 코팅층의 연마성과 표면조도가 강화되어 있다. 따라서 이러한 클리닝용 플로피 디스크를 사용하면 자기 헤드가 손상되기 쉽다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해서 연마제와 자성체를 혼합하여 제조함으로써 연마제만의 과도한 연마력을 줄이기 위한 기술들이 일본 특허 공부소63-279414호에 개시되어 있다.

상기에서 알 수 있는 바와 같이 종래의 클리닝용 플로피 디스크는 단순히 자기 헤드의 오염을 제거하는 역할만을 수행하는 것이다.

자기 헤드 클리닝용 플로피 디스크를 이용하여 데이타를 기록, 재생하기 위해서는 우선 FDD에서 포맷이 가능해야 한다. 이를 위해서는 자기 헤드 클리닝용 플로피 디스크가 자기 헤드로부터의 입력 전류에 대해서 최소 45% 이상의 출력이 유지될 수 있어야 하고 제반 특성이 자기기록 재생용 플로피 디스크로서의 요구 범위에 근접해야 한다.

본 발명의 목적은 자기 헤드의 오염을 제거할 수 있는 동시에 데이터의 기록, 재생이 가능한 클리닝용 플로피 디스크를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 베이스 필름의 상부에 자기 헤드를 클리닝하기 위한 도포층이 형성된 자기 헤드 클리닝용 플로피 디스크에 있어서, 상기 도포층이 γ-Fe₂O₃자성체, 상기 자성체를 기준으로 100~300 중량%의 고경도 연마제 및 9~15 중량%의 비자성 카본을 포함하며, 중심선 평균 표면 조도가 15~30㎚인 자기 헤드 클리닝용 플로피 디스크가 제공된다.

본 발명에 따른 자기 헤드 클리닝용 플로피 디스크에 있어서, 상기 베이스 필름에 사용될 수 있는 것으로는 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르류, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀류, 셀룰로오스트리아세테이트 및 셀룰로오스디아세테이트 등의 셀룰로오스 유도체류, 폴리염화비닐 및 폴리염화비닐리덴 등의 비닐류 수지 등이 있으며, 특히 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)가 바람직하다.

Υ-Fe₂O₃자성체는 모오스 경도가 5이상, 항자력이 600 Oe 이상, 비표면적이 20㎡/g 이상이고 침상 구조를 가지는 것이 자체의 연마력이나 기록, 재생에 필요한 자기 특성을 가질 수 있기 때문에 바람직하다.

또한 고경도 연마제로는 α-Al₂O₃, Cr₂O₃및 α-Fe₂O₃등이 사용될 수 있으며 이중에서도 특히 모오스 경도가 9이상, 비표면적이 9~16㎡/g 범위이고, 평균입자 크기가 0.3~0.4㎛인 Cr₂O₃연마제가 바람직하다.

비자성 카본으로는 평균입자 크기 16내지 40㎛, 비표면적 50 내지 950㎡/g인 것이 바람직하다.

또한 본 발명의 클리닝용 플로피 디스크에는 자성체 및 연마제 이외에 윤활제, 수지결합제, 경화제, 분산제 등이 필요에 따라 첨가될 수 있다.

이러한 상기의 조건이 만족되면 자기 헤드의 손상을 방지하기 위한 일정시간동안의 프로그램이 실행되는 동안 적절한 클리닝이 실시되는 것이다.

상기 도포층의 표면조도는 자기 헤드에서 재생되는 출력전압, 출력 안정성 및 클리닝 안정성에 영향을 미치며 연마제의 함량과 온도, 선압 및 공정속도같은 캘린더링 공정조건에 따라 달라지게 된다. 일반적으로 표면조도를 일정하게 유지시키면서 연마제의 양을 점진적으로 증가시키면 도포층의 자속 밀도가 작아지고 재생 특성이 떨어지며 헤드의 손상 비율은 커지지만 클리닝 효과가 증가한다. 한편 연마제의 함량을 일정하게 유지시키면서 표면조도를 점진적으로 증가시키면 재생 출력이 불안해지고 에러가 빈번하게 발생하지만, 클리닝 효과는 크게 증가한다. 그러므로 클리닝 성능을 개선하고, 최소 출력 45% 이상을 유지시키고 포맷이 가능하게 함으로써 일정량의 데이타를 기록, 재생할 수 있기 위해서는 자성체를 기준으로 하여 연마제를 100~300 중량%, 비자성 카본을 9~15 중량%으로 첨가하고 이 조건에서 15~30㎚ 범위의 표면 조도를 갖도록 해야 한다.

본 발명의 클리닝용 플로피 디스크 제조방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

강자성 분말인 γ-Fe₂O₃자성체, 상기의 자성체 대해서 100내지 300 중량%의 고경도 녹색 연마제인 Cr₂O₃, 염화 비닐, 폴리우레탄같은 수지결합제, 고급지방산같은 윤활제 및 카본블랙같은 대전방지제를 메틸에틸케톤, 톨루엔 및 사이클로헥사논 등의 용매에 분산시켜 분산액을 제조한다. 이 분산액을 두께 75㎛정도, 표면조도 15㎚인 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 상부에 2~5㎛로 도포한다. 무자장 배향 처리, 건조후 상기 도포층의 반대쪽면에도 동일한 처리를 하고 50~100℃의 온도와 50~200㎏/㎝의 선압 조건의 캘린더링 공정을 거쳐 15~30㎚ 범위의 적절한 표면 조도를 갖도록 도포층을 형성한다.

이하, 실시예 및 비교예에 의해서 본 발명을 상세히 설명하기로 하는데, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 실시예 및 비교예에 의해 제조된 자기 헤드 클리닝 플로피 디스크의 성능 평가는 다음과 같은 방법으로 실시하였다.

(1) 중심선 평균 표면 조도(Ra)

WYKD사의 광학적인 비접촉식 3차원 표면 조도계를 이용하여 측정하였다.

(2) 트랙 평균 재생 전압(TAA) 및 기타 제반 특성

플로피 디스크 평가 장치인 ML-5000(미국 미디아 로직사제, 소니 SOF52W 3.5 2DD용 FDD 내장)을 이용하여 측정하였고, 자기 헤드의 입력 전류를 최외주트랙인 00트랙에 IF(125㎑)로, 최내주트랙인 79트랙에 2F(250㎐)의 주파수로 기록, 재생한 후에 평가기에 내장되어 있는 PTB 참고값을 대비하여 %로 나타내었다.

(3) 클리닝 성능

오염 자기 헤드는 전력 공급에 의해 연속 주행할 수 있도록 개조된 삼성 3.5 2HD SFD32ID/T 타입의 FDD에 오염 디스크를 넣고 300만회 이상 주행시킨 다음 PC에 접속한 뒤 데이타가 기록된 정상적인 플로피 디스크를 재생하지 못하는 자기 헤드이다.

상기 FDD는 FDD 엑서사이즈(SK-472, 도오쿄 엔지니어링사제)와 오실로스코프(VP-5739A, 내셔날사제)를 사용하여 오염된 자기 헤드의 앰플리튜드 엔빌로프가 헤드 오염전 측정치 기준의 40~80% 범위로 파형이 변조되었다.

클리닝 성능은 클리닝용 디스크를 상기 오염 헤드가 내장된 FDD에 넣고 포맷 명령을 반복 실시하여 불량한 구획없이 정상적으로 포맷될 때까지의 명령 횟수를 비교하여 측정하였다. FDD에서 포맷 확인 시간은 1회가 25초 정도이고 1~3회 이내이면 G, 4~7회 이내이면 M, 7회 이상면 B로 나타내었다. 이는 각각 Good, Middle, Bad의 약자를 표기한 것이다.

클리닝된 헤드는 FDD 엑서사이즈와 오실로스코프를 사용하여 앰플리튜드 엔빌로프(Amplitude Envelope)가 헤드 오염전 측정 기준의 80% 이상으로 회복되었다.

(4) 헤드 손상도

FDD에 클리닝 디스크를 넣고 100만회 주행후 헤드의 스크래치 손상도를 광학 현미경으로 관찰하여 그 상태가 양호하면 G, 불량하면 B로 나타내었다.

[실시예 1]

상기 각 화합물을 상기 조성 비율로 혼합분산시켜 자성 도료를 비자성지지체 양면에 도포하고 건조후 2.5㎛ 두께의 도포층을 형성하였다. 65℃의 온도, 100㎏/㎝의 조건하에서 캘린더링 공정을 거쳐 3.5 2DD(포맷후 용량 720KByte) 클리닝용 플로피 디스크를 제조하였다.

[실시예 2]

실시예 1과 동일한 방법으로 수행하되, 75℃, 150㎏/㎝의 조건하에서 캘린더링하여 클리닝용 플로피 디스크를 제조하였다.

[비교예 1]

실시예 1과 동일한 방법으로 수행하되, 상기 Cr₂O₃연마제의 혼합량을 250g 대신 400g으로 하여 클리닝용 플로피 디스크를 제조하였다.

[비교예 2]

실시예 1과 동일한 방법으로 수행하되, 상기 Cr₂O₃연마제의 혼합량을 250g 대신 70g으로 하여 클리닝용 플로피 디스크를 제조하였다.

[비교예 3]

실시예 1과 동일한 방법으로 수행하되, 상기 Cr₂O₃연마제를 사용하지 않고 클리닝용 플로피 디스크를 제조하였다.

상기의 표 1에서 알 수 있는 바와 같이 강자성체를 기준으로 연마제를 100~300 중량%로 첨가하고 표면조도를 15~30㎚ 범위내로 조정한 실시예 1-2의 경우는 클리닝 성능이 우수하고 헤드의 손상을 주지 않으면서 트랙평균재생전압(TAA)을 45~55%로 유지하여 데이타를 기록, 재생할 수 있음을 알 수 있다.

안마제의 함량을 400%로 한 비교예 1의 경우는 클리닝 성능은 우수하나 과도한 표면 요철로 헤드가 손상되었고, 연마제의 함량을 100% 미만으로 한 비교예 2의 경우는 클리닝 성능이 불량하였다. 또한, 연마제를 전혀 사용하지 않은 비교예 3의 경우는 표면조도가 14㎚ 정도로 평탄하여 클리닝 성능이 나쁘다.

표 2는 실시예 1에 따라 제조된 클리닝용 플로피 디스크의 제반 특성을 보여주는 표이다. 이 표로부터 출력을 제외한 제반 특성은 기록, 재새용 플로피 디스크로서 요구되는 범위에 근접함을 알 수 있다.

상기에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명의 클리닝용 플로피 디스크는 자기 헤드 클리닝 성능이 우수할 뿐만 아니라 자기 기록, 재생매체로도 이용될 수 있다.

Claims (8)

1. 베이스 필름의 상부에, 자기 헤드를 클리닝하기 위한 도포층이 형성된 자기 헤드 클리닝용 플로피 디스크에 있어서, 상기 도포층이 γ-Fe₂O₃자성체, 상기 자성체를 기준으로 100~300 중량%의 고경도 연마제 및 9~15 중량%의 비자성 카본을 포함하며, 중심선 평균 표면 조도가 15~30㎚인 자기 헤드 클리닝용 플로피 디스크.
2. 제1항에 있어서, 상기 베이스 필름이 폴리에스테르류, 폴리오레핀류, 셀룰로오스 유도체류 및 비닐류 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 하나인 것을 특징으로 하는 자기 헤드 클리닝용 플로피 디스크.
3. 제1항에 있어서, 상기 도포층의 두께가 2내지 5㎛인 것을 특징으로 하는 자기 헤드 클리닝용 플로피 디스크.
4. 제1항에 있어서, 상기 γ-Fe₂O₃자성체는 비표면적이 20㎡/g 이상, 모오스 경도가 5 이상, 항자력이 600 Oe 이상이고 침상 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 자기 헤드 클리닝용 플로피 디스크.
5. 제1항에 있어서, 상기 고경도의 연마제가 α-Al₂O₃, Cr₂O₃및 α-Fe₂O₃로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 클리닝용 플로피 디스크.
6. 제5항에 있어서, 상기 고경도의 연마제가 Cr₂O₃인 것을 특징으로 하는 자기 헤드 클리닝용 헤드 플로피 디스크.
7. 제6항에 있어서, 상기 Cr₂O₃연마제가 모오스 경도가 9 이상, 비표면적이 9~16㎡/g 범위이고, 평균입자 크기가 0.3~0.4㎛인 것을 특징으로 하는 자기 헤드 클리닝용 플로피 디스크.
8. 제1항에 있어서, 상기 비자성 카본은 평균입자 크기가 16내지 40㎛, 비표면적이 50 내지 950㎡/g인 것을 특징으로 하는 자기 헤드 클리닝용 플로피 디스크.