KR20000000563A - 정보기록매체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지지층 및 기록층을 포함하는 정보기록매체에 관한 것으로서, 상기 기록층이 무정형 상태에서의 빛투과율이 90% 이상이고, 결정 상태에서의 빛투과율이 90% 이하인 서로 다른 결정성 폴리머를 포함하는 제1기록층과 제2기록층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 정보기록매체를 제공한다. 본 발명의 정보기록매체는 내열성, 결정화특성, 내충격성, 내구성 및 내마모성이 비교적 우수하다.

Description

정보기록매체

본 발명은 정보기록매체에 관한 것으로서, 보다 상세하기로는 내충격성, 결정화 특성, 내열성, 가공성 및 내마모성이 개선된 정보기록매체에 관한 것이다.

현재 통신기술, 콤퓨터 및 자동제어기술이 점차 발달됨에 따라, 정보전달매체의 정보처리속도가 점차 빨라지고 있고, 기억용량도 점차 증가되고 있는 추세이다.

문자, 영상, 음성신호 등과 같은 정보를 기록하는 정보기록매체로는, 지지층 상부에 자성층을 형성하고, 자성층위에 정보를 기록하는 자기기록매체와, 광자기 재료 또는 상변화 재료로 된 기록층 표면에 레이저 빔을 조사하여 기록하고, 조사된 레이저 빔의 반사에 의하여 기록된 정보를 재생하는 광기록매체와, 전류나 열에 의하여 배열 특성이 변화되는 액정 폴리머를 이용한 기록매체 등이 있다. 이밖에, 고충실도의 정보를 재생할 수 있어서 최근 들어 매우 큰 각광을 받고 있는 정보기록매체로서, 신호를 2진숫자 즉, 0과 1의 패턴에 해당하는 일련의 펄스로 변환한 다음, 자기테이프나 광디스크의 표면에 기록해서 재생하는 DAT, DVC, CD-ROM, DVD-ROM 등의 디지털 기록매체가 있다.

상술한 기록매체중 자기기록매체와 광기록매체는 다음과 같은 문제점을 가지고 있다.

첫째, 제조공정이 복잡하고 인체에 유해한 유기용매를 사용하기 때문에 작업성이 불량할 뿐만 아니라 환경보호측면에서도 바람직하지 않다.

둘째, 사용수명이 짧고 조그마한 흠집이나 오염에도 기록이 쉽게 지워진다.

셋째, 자성체, 상변화재료, 광자기재료 등의 원료물질이 비싸서 제품의 단가가 높은 편이다.

한편, 액정 폴리머를 이용한 정보기록매체는 기록속도 특성이 우수하고 박막화가 가능하다는 장점을 가지고 있다. 그러나, 액정 폴리머의 배향성을 유지하기 위하여 에너지 공급이 항상 수반되어야 하며, 충격에 매우 약하다는 단점을 가지고 있다.

종래의 정보기록매체가 갖고 있는 문제점을 해결하기 위하여 결정성 폴리머로 된 기록층을 포함하는 정보기록매체가 제안되었다. 이 기록매체는 결정성 폴리머의 결정화에 따른 빛투과율을 제어함으로써 정보의 기록 및 재생이 이루어지는데, 상기 자기기록매체 및 광기록매체에 비하여 수명이 길고, 제조단가가 저렴하고 환경보호측면에서도 바람직하다.

상기 결정성 폴리머로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등과 같은 폴리올레핀, 폴리아세탈, 폴리이미드. 폴리아미드, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 등과 같은 폴리에스테르 등을 사용한다. 그 중에서 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등과 같은 폴리올레핀들은 가공성이 우수하고 제조단가가 저렴하다는 장점을 가지고 있지만, 내열성과 내마모성이 불량하다는 단점을 가지고 있다.

반면, 상기 결정성 폴리머중에 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리아세탈, 폴리에틸렌옥사이드 등은 내열성은 우수하지만 가공성이 나쁘다는 단점을 가지고 있다.

본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 상기 문제점을 해결하기 위하여 내충격성, 결정화 특성, 내열성, 가공성 및 내마모성 특성이 모두 양호한 정보기록매체를 제공하는 것이다.

상기 과제를 이루기 위하여 본 발명에서는, 지지층 및 기록층을 포함하는 정보기록매체에 있어서, 상기 기록층이 무정형 상태에서의 빛투과율이 90% 이상이고, 결정 상태에서의 빛투과율이 90% 이하인 서로 다른 결정성 폴리머를 포함하는 제1기록층과 제2기록층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 정보기록매체를 제공한다.

본 발명은 상기 제2기록층 상부에 1개 이상의 기록층을 더 포함하는 정보기록매체를 제공하기도 한다.

또한, 본 발명의 정보기록매체는 상기 제1기록층과 제2기록층 사이에 1개 이상의 내부층을 더 포함하기도 한다. 이 때 상기 내부층 형성물질은 특별히 제한되지 않으며, 정보기록매체의 전체적인 특성을 개선시키는 역할을 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 종래의 단층 결정성 폴리머 기록층 대신 2층 이상의 적층 결정성 폴리머 기록층을 이용함으로써 내충격성, 결정화 특성, 내열성, 가공성 및 내마모성이 동시에 우수한 정보기록매체를 얻고자 한 것이다.

상기 결정성 폴리머는 저온에서는 비결정성 폴리머 형태로 딱딱하고 깨지기 쉬운 유리와 같은 성질을 갖고 있다가, 유리전이온도에 이르면 유리고무전이가 일어나서 분자들간의 활발한 운동이 시작된다. 이후, 유리전이온도보다 보다 높은 온도에서는 폴리머 사슬들이 가장 안정된 상태로 배열되는 현상, 즉 결정화가 일어난다. 이보다 더욱 더 높은 온도에서는 분자간의 자유에너지가 증가하여 분자간의 결합이 끊어짐에 따라 결정상태에서 액체 상태로 전이된다. 그리고, 액체 상태로 전이된 결과물을 급냉시키면 다시 비결정성 고분자로 변화된다. 이러한 결정성 폴리머의 성질을 이용하여 정보의 기록, 재생 및 소거가 이루어지게 된다.

본 발명에서 사용하는 결정성 폴리머로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등과 같은 폴리올레핀, 폴리아세탈 등과 같은 폴리에테르, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 등과 같은 폴리에스테르, 폴리아미드 및 폴리이미드로 이루어진 군으로부터 선택된 1종을 사용한다. 그 중에서도 고온에서의 치수안정성 및 기계적 특성이 우수한 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 결정성 폴리머는 결정화도가 50% 이상인 것이 바람직하다. 여기에서 결정성 폴리머의 결정화도가 50% 미만이면, 광 또는 열에 의한 결정화가 충분치 않아서 빛투과율을 제어하기가 어려워지므로 바람직하지 못하다.

본 발명의 정보기록매체에 있어서 정보의 기록, 재생 및 소거 방식에 대하여 설명하기로 한다.

먼저, 결정성 폴리머를 용융시켜 투명하면서 비정질 상태의 시트 또는 필름 형태로 제조한다. 여기에서 시트 및 필름을 제조하는 방법으로는 압출성형, 사출성형, 용액캐스팅, 압축성형 등의 방법이 있다.

상기 시트 또는 필름 표면의 소정영역에 광 또는 열을 가해주면, 폴리머의 결정화가 진행되어 백탁현상이 관찰된다. 여기에서 백탁현상은 비등방성 형태의 결정질 부분과 비정질 부분의 굴절율 차이에 의하여 시트나 필름이 뿌옇게 되는 것을 말한다. 이와 같은 백탁현상에 의하여 원하는 부위를 투명하게 또는 불투명하게 하는 방법으로 정보를 기록하는 것이다.

정보의 재생시에는, 광센서가 장착된 헤드를 결정성 폴리머로 된 기록층 상부로 주행하면서 빛을 투과시킨다. 빛의 투과 여부에 따라서 디지털 방식의 2진수(0과 1) 패턴으로 기록된 정보를 재생시킨다. 즉, 광센서가 부착된 헤드를 주행시켜 빛이 투과하면 1, 투과되지 않으면 0을 인식하게 하여 기록된 정보를 재생한다.

또한, 기록된 정보를 소거하고자 하는 경우에는, 기록시 사용된 온도보다 높은 온도로 가열하여 결정구조를 해체한 후 급냉시키면 된다. 이와 같이 기록된 정보를 소거하고 다시 기록할 수 있으므로 본원 발명에 따른 정보기록매체는 반영구적으로 사용가능하다.

이하, 본 발명을 실시예를 들어 상세히 설명하기로 하되, 본 발명이 하기 실시예로만 한정되는 것은 아니다.

<실시예>

폴리에틸렌 테레프탈레이트와 폴리에틸렌을 각각 용융압출하여 폴리에틸렌 테레프탈레이트 시트에 폴리에틸렌 시트를 적층하여 폴리에틸렌 테레프탈레이트/폴리에틸렌 복합 시트를 제조하였다.

얻어진 폴리에틸렌 테레프탈레이트/폴리에틸렌 복합 시트에서의 폴리에틸렌 테레프탈레이트면의 소정영역을 200℃로 가열하여 결정화를 진행시켜서 불투명해진 가열영역에 정보를 기록하였다.

광센서가 부착된 헤드를 주행시켜 빛이 투과되면 1, 빛이 투과되지 않으면 0을 인식하게 하여 기록된 정보를 재생하였다.

<비교예>

폴리에틸렌을 용융압출하여 폴리에틸렌 시트를 제조한 다음, 였다. 얻어진 폴리에틸렌 시트의 소정영역을 200℃로 가열하여 결정화를 진행시켜서 불투명해진 가열영역에 정보를 기록하였다.

광센서가 부착된 헤드를 주행시켜 빛이 투과되면 1, 빛이 투과되지 않으면 0을 인식하게 하여 기록된 정보를 재생하였다.

상기 실시예 및 비교예에 따라 제조된 정보기록매체의 기록성능을 다음과 같이 평가하였다.

1) 빛의 투과율

무라카미 갈라(주) 클라러리메테 티.엠-1디로 측정한다.

기록매체의 빛투과율은 무정형 상태에서는 90% 이상이고, 열을 가하여 결정화가 일어난 상태에서는 90% 이하인 것이 바람직하다.

2) 결정화도 및 결정화속도

측정용기에 시편 10㎎을 넣은 다음, 시차주사열량계(DSC)에 장착하였다. 용융온도±20℃까지 승온시킨 다음, 급냉시켜 시편을 무정형 상태로 만든다. 이어서, 결정화온도(T_cc)에서 등온결정화시킨 다음, 어브라미(Avrami)식 [ln(1-X)=-kn]을 사용하여, 결정화속도 k를 계산한다. 상기식에서, X는 결정화도이고, k는 결정화속도이고, n은 결정화지수로서 양의 정수이다.

3) 내충격성

아이죠드 충격 시험기를 이용하여 시편의 일단을 노치부로 고정하고, 시편의 다른 단을 노치부로부터 22nm 떨어져 있는 위치에서 노치부와 같은 측면을 햄머로 쳐서 1회의 타격으로 파손된 정도를 측정하여 다음과 평가한다.

◎: 파손된 정도가 전체의 30% 이하임

△: 파손된 정도가 저네의 30∼60%임

×: 파손된 정도가 전체의 60% 이상임

4) 내마모성

시편위에 금속을 면압 1.5kg/㎠, 마찰선속도 60㎝/sec로 주행시키면서 마모향을 측정한다.

5) 내열성

시편을 절단하여 고정시킨 후 열을 가하면서 변형이 일어나는 온도 및 변형정도를 관찰한다.

상기 실시예 및 비교예에 따라 제조된 정보기록매체의 빛투과율, 결정화도, 결정화속도, 내충격성, 내열성 및 내마모성을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.

구분	빛투과율(%)	결정화도(X)(%)	결정화속도(k)	내충격성	내마모성	내열성
	열처리전						열처리후
실시예	91	37	0.58	0.23	◎	◎	◎◎
비교예	95	60	0.60	0.15	×	×	××

상기 표 1로부터, 실시예와 비교예에 따라 제조된 정보기록매체는 빛투과율, 결정화도 및 결정화속도 특성이 모두 양호하지만, 폴리에틸렌 테레프탈레이트/폴리에틸렌 복합 시트를 사용하여 정보기록매체를 제조한 경우(실시예)와 폴리에틸렌 시트를 단독으로 사용한 경우(비교예)에 비하여 내충격성, 내마모성 및 내열성이 개선됨을 알 수 있었다.

본 발명의 정보기록매체는 종래의 정보기록매체에 비하여 내열성, 결정화특성, 내충격성, 내구성 및 내마모성이 개선된다.

Claims (5)

1. 지지층 및 기록층을 포함하는 정보기록매체에 있어서,

   상기 기록층이, 무정형 상태에서의 빛투과율이 90% 이상이고, 결정 상태에서의 빛투과율이 90% 이하인 서로 다른 결정성 폴리머를 포함하는 제1기록층과 제2기록층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 정보기록매체.
2. 제1항에 있어서, 상기 제2기록층 상부에 1개 이상의 기록층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정보기록매체.
3. 제1항에 있어서, 상기 제1기록층과 제2기록층 사이에 1개 이상의 내부층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정보기록매체.
4. 제1항에 있어서, 상기 결정성 폴리머가 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아세탈, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리아미드, 폴리이미드 및 폴리에틸렌 옥사이드로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 정보기록매체.
5. 제1항에 있어서, 상기 결정성 폴리머의 결정화도는 50% 이상인 것을 특징으로 하는 정보기록매체.