KR20080114117A - 자기기록매체용 연마포 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자기기록매체용 연마포 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 10% 신장시 탄성회복율이 80% 이상인 탄성극세섬유들이 서로 교락된 부직포와 상기 부직포 내에 함침되어 있는 고분자 탄성체로 구성되며, 표면경도가 70 이하이고, 표면에는 상기 탄성극세섬유가 입모(立毛)되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 탄성극세섬유가 쿠션 역할을 수행하여 연마공정중 연마 슬러리액의 응집 현상이 일어나도 그 응집강도를 최소화 함으로서 스크래치 발생율을 감소시킬 수 있다.

연마포, 자기디스크, 자기기록매체, 극세섬유, 탄성섬유, 연마성능.

Description

자기기록매체용 연마포 및 그의 제조방법{Abradant pad for magnetic recording media and method of manufacturing the same}

도 1 내지 도 2는 본 발명의 연마포 제조에 사용되는 용출형 복합섬유의 단면 개략도.

* 도면중 주요부분에 대한 부호 설명

A : 용출성분

B : 섬유성분

본 발명은 고정밀도의 표면 마무리가 요구되는 자기기록매체 상에 텍스쳐 가공을 실시하는데 사용되는 자기기록매체용 연마포 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

자기디스크 등의 자기기록매체는 최근, 놀라운 기술혁신에 의해 고용량화, 고기억 밀도화의 요구가 높아지고, 이 때문에 각종 기판 표면 가공의 고밀도화가 요구되고 있다.

최근, 고용량화, 고기억 밀도화에 따라, 기록디스크와 자기헤드의 간격, 즉, 자기헤드의 부상 높이는 작아져 오고 있고, 자기헤드의 부상 높이가 현저하게 작아짐으로써, 자기디스크의 표면에 돌기가 있으면 그 돌기와 자기헤드가 접촉해서 헤드 크래쉬를 일으켜, 디스크 표면에 상처가 발생한다. 또한, 헤드 크래쉬에는 이르지 않는 정도의 미소한 돌기로도, 자기헤드와의 접촉에 의해 정보를 읽고 쓸 때에 발생하는 에러의 원인이 된다. 또한 자기헤드가 기록디스크 표면과 밀착되어, 부상하지 않게 된다는 트러블을 일으킨다.

이 기록디스크와 자기헤드의 밀착을 방지하는 수단으로서, 기록디스크의 기판 표면에 미세한 조흔을 형성하는 텍스쳐 가공이라는 표면처리가 행해져 있다. 이 텍스쳐 가공을 행함으로써, 디스크 기판상에 금속자성층을 형성할 때의 결정성장의 방향성을 제어함으로써 기록방향의 항자력을 향상시키는 것, 즉, 디스크의 기록 밀도를 향상시키는 것이 가능해진다.

텍스쳐 가공의 방법으로서는, 유리 숫돌입자의 슬러리를 연마포 표면에 부착시켜 연마를 행하는 슬러리 연마 등이 이용되고 있다.

예컨대 자기기록매체로서 하드디스크 등의 자기기록기판을 제조하는 경우, 알루미늄, 유리 등의 표면을 평활화시키는 가공을 실시하고, 이어서 니켈-P 도금 등의 비자성 도금처리를 실시한 후에 코발트계 합금 등으로 이루어지는 자성 박막층을 형성, 그리고 탄소질 등의 표면보호층으로 피복한 것이 사용되고 있지만, 상기 평활화가공을 위한 연마포에 대한 요구도 점점 높아지고 있다. 특히, 이 자기기록기판을 평활화시키는 가공의 최후 단계에서는 디스크표면에 미세한 홈을 형성시키기 위해 지립을 분산시킨 슬러리와 연마포를 사용한 텍스쳐 가공으로 칭해지는 표면가공처리가 실시되고 있고, 고용량화, 고밀도화를 위한 최적인 연마포의 개발이 시장에서 요망되고 있다.

텍스쳐 가공에 사용되는 종래의 자기기록매체용 연마포로서 일본공개특허 제2000-079472호에서는 (ⅰ) 폴리아미드 또는 폴리에스테르 극세섬유로 이루어진 부직포와 (ⅱ) 0.5~0.95 kg/㎟의 습윤탄성율을 갖고 상기 부직포에 함침된 다공질 고분자 탄성체로 구성된 자기기록매체용 연마포를 제안하고 있다.

그러나, 상기 연마포는 부직포에 함침된 다공질 고분자 탄성체의 탄성회복율은 우수하나 폴리아미드 또는 폴리에스테르로 이루어진 극세섬유의 탄성이 부족하여 텍스쳐 가공시 연마 슬러리 입자들의 응집현상이 발생되면 쿠션 역할을 효과적으로 수행하지 못해서 텍스쳐 가공 표면에 스크래치가 쉽게 발생되는 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결할 수 있도록 극세섬유를 포함하는 부직포와 상기 부직포에 함침된 고분자 탄성체로 구성된 자기기록매체용 연마포를 제조함에 있어서, 상기 극세섬유를 10% 신장시 탄성회복율이 80% 이상인 탄성수지로 제조하여 연마공정시 연마액의 응집현상이 발생하여도 상기 극세섬유가 쿠션 역할을 효과적으로 수행하여 스크래치 발생을 최소화하는 자기기록매체용 연마포 및 그의 제조방법을 제공하고자 한다.

이하 첨부된 도면 등을 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

먼저, 본 발명에 따른 자기기록매체용 연마포는 10% 신장시 탄성회복율이 80% 이상인 탄성극세섬유들이 서로 교락된 부직포와 상기 부직포 내에 함침되어 있는 고분자 탄성체로 구성되며, 표면경도가 70 이하이고, 표면에는 상기 탄성극세섬유가 입모(立毛)되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 극세섬유의 단사섬도는 0.001~0.3 데니어인 것이 바람직하다. 단사섬도가 0.001 데니어 미만인 경우에는 극세섬유의 강도와 연마포의 강도가 저하되며, 0.3 데니어를 초과하는 경우에는 연마성능이 저하될 우려가 있다.

상기 탄성극세섬유는 응력-변형율 곡선상의 10% 신장시 접선기울기가 20% 신장시 접선기울기 보다 작은 값을 갖는 것이 좋다. 이것의 의미는 10% 부근의 신장까지는 적은 하중으로도 쉽게 신장하게 되고 20% 부근의 신장부터는 상당한 하중이 가해져야 신장됨을 의미한다. 탄성회복율이 좋다는 것의 의미는 쉽게 신장되고 회복도 잘됨을 의미하는데, 일단 쉽게 신장될 수 있는 것이 중요하다. 이는 재료에 쿠션성을 지니게 되어 연마포가 성능을 효과적으로 발휘하는데 기여하게 된다.

상기 탄성극세섬유는 폴리테트라메틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리우레탄, 폴리에스테르에테르 공중합체 또는 이들의 혼합물 등으로 이루어진다.

본 발명에 따른 자기기록매체용 연마포를 제조하는 방법 중 일례를 살펴본다.

먼저, 10% 신장시 탄성회복율이 80% 이상인 수지인 섬유성분(B)과 용출성분(A)으로 구성되는 용출형 복합섬유로 부직포를 제조한 다음, 상기 부직포 내에 고분자 탄성체를 함침한 후 이를 알칼리 수용액 등의 용출용액으로 처리하여 상기 용출성분(A)을 용출한 다음, 이를 기모하여 표면에 탄성극세섬유들을 입모(立毛)시켜 본 발명에 따른 자기기록매체용 연마포를 제조한다.

상기 부직포에 고분자 탄성체를 함침하기 전에 이를 알칼리 수용액으로 처리하여 용출성분(A)을 용출한 후, 여기에 고분자 탄성체를 함침하는 공정을 실시할 수도 있다.

상기 용출성분(A)인 알칼리 이용해성 공중합 폴리에스테르는 폴리에틸렌테레프탈레이트를 주성분으로 하고, 부가성분으로 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 1,4-사이클로헥산디카르복실산, 1,4-사이클로헥산디메탄올, 1,4-사이클로헥산디카르복실레이트, 2,2-디메틸-1, 3-프로판디올, 2,2-디메틸-1, 4-부탄디올, 2,2,4-트리메틸-1, 3-프로판디올, 아디프산 중 선택된 하나 또는 둘 이상을 25중량% 이하 공중합시킨 공중합폴리에스테르 등이다.

상기 고분자 탄성체로는 폴리우레탄 수지, 폴리우레아 수지, 폴리아크릴산 수지 등을 사용할 수 있지만, 가공성, 내마모성, 내가수분해성 등의 점에서 폴리우레탄 수지가 바람직하다.

고분자 탄성체 / 극세섬유로 구성된 부직포의 중량비율이 10/90 ~ 90/10이 바람직하다.

고분자 탄성체의 중량 비율이 10중량% 미만인 경우에는 보강효과가 없고 가공시 치수안정성이 부족하게 되고, 90중량%를 초과하는 경우에는 연마지립의 부착상태와 연마부스러기의 제거성이 불량해지는 경향이 있다.

고분자 탄성체를 충전처리하는 방법은 섬유기재에 고분자 탄성체의 유기용제 용액 또는 수성 분산액을 함침 및/또는 도포한 후 습식응고, 또는 건식응고법에 의해 부착시킬 수 있지만, 고분자 탄성체는 섬유기재 중의 섬유다발간의 공극을 실질적으로 충전하는 형태로 균일하게 부착시키는 것이 필요하며, 또 고분자 탄성체를 다공질형상으로 응고시키는 것이 슬러리 응집이나 연마 찌꺼기 등에 의한 스크래치 등의 결점을 발생시키지 않고 연마하는 데에 바람직하고, 이를 위해 습식응고법이 가장 적합하다.

고분자 탄성체의 유기용제로서는 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, 디메틸술폭시드 등의 극성용매 외 톨루엔, 아세톤, 메틸에틸케톤 등을 사용할 수 있다.

본 발명의 연마포는 연마면의 표면이 입모처리되어 있다. 입모처리된 표면에서 연마함으로써 균일하고 동심원상의 홈을 피연마기재에 형성시키는 효과가 한층 용이하게 발휘되어 이상흠의 발생도 적어진다. 연마면의 표면의 입모는 그 자체 알려진 방법으로 실시할 수 있다.

표면이 입모된 연마포를 얻기 위해서는, 예컨대 부직포에 고분자 탄성체를 충전하여 얻어진 복합체 기포에 기모처리하면 된다. 그때 복합체 기포를 유기실리콘 화합물 등을 처리하여 섬유의 기모효과를 높이는 것이 바람직하다. 이 유기실리콘 화합물은 통상 섬유기포의 입모처리에 있어서 섬유의 활성을 좋게 하기 위해 일반적으로 사용되는 것이면 된다.

본 발명에 따른 자기기록매체용 연마포는 탄성극세섬유가 쿠션 역할을 수행 하여 연마공정중 연마 슬러리액의 응집 현상이 일어나도 그 응집강도를 최소화 함으로서 스크래치 발생율을 감소시킬 수 있다.

본 발명에 있어서 연마성능은 연마처리한 디스크 기판의 거칠기와 텍스쳐 가공시 불량 디스크 발생율로 평가하였고, 이들의 측정방법은 아래와 같다.

디스크 기판의 표면 거칠기

텍스쳐 가공된 디스크 기판 표면의 10곳을 임의로 선정하고 선정된 각 지점의 표면 거칠기를 JIS B0601 방법에 따라 측정한 다음 이들의 평균값을 산출하였다.

스크래치 발생율(%)

디스크 기판 100 평방인치를 연마포 텍스쳐 가공하면서 스크래치 건수를 파악하여 이를 다음식에 대입하여 스크래치 발생율(%)을 계산한다.

스크래치 발생율(%) = (스크래치 건수 / 100 평방인치) × 100

단, 스크래치 건수가 100을 초과하는 경우에는 100으로 둔다.

또한 본 발명에 따른 연마포의 표면경도와 탄성극세섬유의 탄성회복율은 아래와 같은 방법으로 평가하였다.

·표면경도

에스커(Asker) 회사의 타입 C 듀로메터(type C durometer : ASKER-C)를 사용하여 측정한다.

· 탄성회복율 (%)

연마포에서 고분자 탄성체를 제어하고 남은 탄성극세섬유를 최저용융온도로 용융하여 두께 0.1㎜ × 폭 2㎜의 필름으로 제조하고 이를 시료로 사용한다.

상기 시료를 100㎜의 파지거리로 표선을 긋고 인장시험기에 파지한 후 200㎜/분의 인장속도로 신장거리가 10㎜(신장율 : 10%)가 될때까지 인장하고, 신장율이 10%가 되면 그 상태로 10분간 유지한 다음 하중을 제거하고, 10분간 방치 후 당기는 힘이 없이 일직선으로 펴진 상태로의 시료길이(표선간 거리)를 측정한다.

상기 측정값을 아래식에 대입하여 탄성회복율을 구한다.

이하, 실시예 및 비교실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 살펴본다.

그러나, 본 발명은 하기 실시예에 의해 그의 권리범위가 특별하게 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

공중합 폴리에스테르의 용출성분(A)과 상기 용출성분에 의해 구분되며 10% 신장시 탄성회복율이 85%인 폴리테트라메틸렌테레프탈레이트 수지인 섬유성분(B)으로 구성된 용출형 복합섬유(섬유성분의 단사섬도 : 0.05데니어)를 50㎜의 길이로 절단하여 단섬유화하고, 카딩 및 크로스래핑 공정을 거쳐 상기 용출형 복합 단섬유의 적층 웹을 제조한 후, 이를 니들펀칭하여 용출형 복합섬유의 부직포를 제조하였다.

다음으로는 제조된 상기 부직포에 폴리우레탄 수지를 부직포 중량대비 40중량% 함침한 후 습식응고하고, 이를 알칼리 수용액(가성소오다 수용액)으로 처리하 여 용출형 복합섬유내 용출성분(A)을 용출하고, 이를 기모기로 기모처리하여 연마포를 제조하였다.

제조된 연마포를 40㎜ 폭의 테이프(tape)로 하고, 이하의 조건으로 텍스쳐 가공을 행했다.

알루미늄(aluminium) 기판에 Ni-P 도금 처리한 뒤, 폴리싱(polishing) 가공한 디스크(disk)를 이용하고, 연마포 표면에 평균 입경 0.1㎛의 다이아몬드(diamond) 결정으로 되는 유리 연마 입자 슬러리(slurry)를 적하하고, 테이프(tape) 주행 속도를 5㎝/분의 조건으로 연마를 실시했다. 텍스쳐 가공 후의 디스크(disk)로부터 임의로 5장을 추출하여 표면 거칠기를 측정한 결과 각각 0.23㎚, 0.24㎚, 0.23㎚, 0.25㎚, 0.25㎚로서, 0.3㎚ 이하를 안정되게 달성하고 있는 것을 확인할 수 있었다. 스크래치(scratch) 발생률은 0.05%로서 가공성이 양호하였다.

실시예 2

섬유성분(B)을 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 공정 및 조건으로 자기기록매체용 연마포를 제조하였다.

제조된 연마포를 40㎜ 폭의 테이프(tape)로 하고, 이하의 조건으로 텍스쳐 가공을 행했다.

알루미늄(aluminium) 기판에 Ni-P 도금 처리한 뒤, 폴리싱(polishing) 가공한 디스크(disk)를 이용하고, 연마포 표면에 평균 입경 0.1㎛의 다이아몬드(diamond) 결정으로 되는 유리 연마 입자 슬러리(slurry)를 적하하고, 테이프(tape) 주행 속도를 5㎝/분의 조건으로 연마를 실시했다. 텍스쳐 가공 후의 디스 크(disk)로부터 임의로 5장을 추출하여 표면 거칠기를 측정한 결과 각각 0.22㎚, 0.24㎚, 0.23㎚, 0.24㎚, 0.24㎚로서, 0.3㎚ 이하를 안정되게 달성하고 있는 것을 확인할 수 있었다. 스크래치(scratch) 발생률은 0.04%로서 가공성이 양호하였다.

비교실시예 1

섬유성분(B)을 폴리아미드 수지로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 공정 및 조건으로 자기기록매체용 연마포를 제조하였다.

제조된 연마포를 40㎜ 폭의 테이프(tape)로 하고, 이하의 조건으로 텍스쳐 가공을 행했다.

알루미늄(aluminium) 기판에 Ni-P 도금 처리한 뒤, 폴리싱(polishing) 가공한 디스크(disk)를 이용하고, 연마포 표면에 평균 입경 0.1㎛의 다이아몬드(diamond) 결정으로 되는 유리 연마 입자 슬러리(slurry)를 적하하고, 테이프(tape) 주행 속도를 5㎝/분의 조건으로 연마를 실시했다. 텍스쳐 가공후의 디스크(disk)로부터 임의로 5장을 추출하여 표면 거칠기를 측정한 결과 각각 0.3㎚, 0.29㎚, 0.29㎚, 0.3㎚로서 표면 거칠기가 실시예 1 내지 실시예 2 보다 크고, 스크래치 발생률도 1.7%로 실시예 1 내지 실시예 2 보다 높았다.

비교실시예 2

섬유성분(B)는 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 공정 및 조건으로 자기기록매체용 연마포를 제조하였다.

제조된 연마포를 40㎜ 폭의 테이프(tape)로 하고, 이하의 조건으로 텍스쳐 가공을 행했다.

알루미늄(aluminium) 기판에 Ni-P 도금 처리한 뒤, 폴리싱(polishing) 가공한 디스크(disk)를 이용하고, 연마포 표면에 평균 입경 0.1㎛의 다이아몬드(diamond) 결정으로 되는 유리 연마 입자 슬러리(slurry)를 적하하고, 테이프(tape) 주행 속도를 5㎝/분의 조건으로 연마를 실시했다. 텍스쳐 가공후의 디스크(disk)로부터 임의로 5장을 추출하여 표면 거칠기를 측정한 결과 각각 0.3㎚, 0.3㎚, 0.29㎚, 0.29㎚로서 표면 거칠기가 실시예 1 내지 실시예 2 보다 크고, 스크래치 발생률도 1.8%로 실시예 1 내지 실시예 2 보다 높았다.

본 발명은 연마포 내 탄성극세섬유가 쿠션 역할을 수행하여 연마공정중 연마 슬러리액의 응집 현상이 일어나도 그 응집강도를 최소화 함으로서 스크래치 발생율을 감소시킬 수 있다.

Claims (6)

10% 신장시 탄성회복율이 80% 이상인 탄성극세섬유들이 서로 교락된 부직포와 상기 부직포 내에 함침되어 있는 고분자 탄성체로 구성되며, 표면경도가 70 이하이고, 표면에는 상기 탄성극세섬유가 입모(立毛)되어 있는 것을 특징으로 하는 자기기록매체용 연마포.

제1항에 있어서, 탄성극세섬유는 응력-변형율 곡선상의 10% 신장시 접선기울기가 20% 신장시 접선기울기 보다 작은 값인 것을 특징으로 하는 자기기록매체용 연마포.

제1항에 있어서, 탄성극세섬유는 폴리테트라메탈렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리우레탄, 폴리에스테르에테르 공중합체 및 이들의 혼합물 중에서 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 자기기록매체용 연마포.

제1항에 있어서, 탄성극세섬유의 단사섬도가 0.001~0.3 데니어인 것을 특징으로 하는 자기기록매체용 연마포.

알칼리 이용해성 공중합 폴리에스테르의 용출성분(A)과 상기 용출성분에 의해 서로 구분되며 10% 신장시 탄성회복율이 80% 이상인 섬유성분(B)으로 구성된 용 출형 복합섬유로 부직포를 제조한 다음, 상기 부직포에 고분자 탄성체를 함침한 후 이를 알칼리 수용액으로 처리하여 상기 용출성분(A)을 용출한 다음, 표면에 탄성극세섬유의 입모를 형성시키는 것을 특징으로 하는 자기기록매체용 연마포의 제조방법.

제5항에 있어서, 제조된 부직포를 알칼리 수용액으로 처리하여 용출성분(A)을 용출한 후 여기에 폴리우레탄 수지를 함침하는 것을 특징으로 하는 자기기록매체용 연마포의 제조방법.

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