KR890004229B1 - 자성기록 매체의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

자성기록 매체의 제조방법

제1a도에서 제1f도는 본 발명의 제조방법에 따른 각 공정을 도시한 개략도

제2a도에서 제2b도는 본 발명의 실시예에 따라 처리하여 얻어진 알루미늄 엔빌로프(envelope)와 종래의 방법에 의해 얻어진 것을 비교 도시한 비교도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

3 : 배리어 5 : 미세기공 층

본 발명은 알루미늄 또는 알루미늄 합금(이하 알루미늄이라고만한다)을 양극산화(anodic oxidation)하고, 양극산화 필름에 수직방향의 미세한 기공층을 자늄 또는 알루미늄 합금(이하 알루미늄이라고만한다)을 양극산화(anodic oxidation)하고, 양극산화 필름에 수직방향의 미세한 기공층을 자성체로 패킹하고, 양극산화 필름의 물리적으로 연마함으로써 자성기록매체를 제조하는 방법에 관한 것이다.

카와이의 몇인에게 허여된 미합중국 특허번호 4,109,287는 알루미늄 표면을 양극산화처리하여 다수의 미세한 기공들을 갖는 양극산화 필름을 형성하고 여러가지 자성층형성 방법으로 상기 기공들을 자성체로 패킹하므로써 자성기록 매체를 제조하는 것이다.

상기 인용한 자성기록 매체 제조방법의 특징은 자성물질 또는 자성체가 양극산화 필름에 미세기공이 수직으로 존재하게되므로 "수직자기적성질"이라 부르는 것이다. 기록밀도는 기질의 표면상에 일반적인 자기물질을 코팅하므로써 수평적 자기시스템의 통상적인 자성기록 매체 비교하여 대폭증가될 수 있다.

양극산화필름의 미세기공을 자성물질로 패킹하는 자성필름 또는 층을 사용하는 경우, 양극산화필름의 표면을 물리적으로 연마하여 표현을 충분히 매끄럽게 하는 것이 바람직하다. 연마한 후 양극산화필름의 두께가 2㎛이상으로 하여 양극산화필름이 자기헤드로 인해 파손되는 것을 방지하고, 헤드가 접촉형 자기 헤드이거나 대해서는 자기헤드인 경우 충분한 자기적성질을 얻을 수 있게한다. 자성기록 매체는 상기한 종류의 자기헤드에 대해서는 적당한 자기적 성질을 나타내는데 이러한 자기적 성질은 자성기록 메체

진표면에 대해 균일하다.

하지만, 통상적으로 사용되는 양극산화 처리 조건하에서 얻어진 양극산화 필름에는 자성기록 매체로서의 자기적성질이, 미세기공들의 직경이 매우 작음으로 인하여 매우 부적당한 문제가 있어, 양극산화 필름의 표면을 점유하는 미세기공들의 표면밀도는 상당히 저하되고 보자력(Hc)은 기록하기에 너무 높아지며, 재현 또는 출력이 미세한 기공의 직경에 따라 매우 낮아진다.

양극산화 필름의 미세한 기공의 직경은 알루미늄 양극산화처리에 사용되는 전해욕의 종류에 따라 크게 달라진다는 것은 이미 잘 알려진 사실이다. 한예로, 설파산을 사용하는 경우 미세한 기공의 직경은 100내지 200°A이고 반면에 인산욕을 사용할 경우는 500내지 1000°A정도가 된다. 따라서 미세기공의 직경에 관한한 인산욕을 사용하면 직경이 가장 커져서, (미세기공의)높은 표면밀도를 얻을 수 있다. 그러나 단순히 인산욕으로는 양극산화필름에 취성이 생기게되어 필름의 두께를 2㎛로 밖에 할 수 없다.

이와는 반대로, 전해욕을 설파산 옥살산, 또는 설포살리실산 또는 주로 상술한 어느한 산으로된 욕으로 알루미늄 양극산화 처리의 경우는, 양극산화 필름의 질이 강해지고 두께도 충분히 두껍게한 수 있으나 미세기공의 직경이 작아져 미세기공의 직경을 크게하는 제2차 처리가 필요하게 되는 것이다.

양극산화필름의 미세기공의 직경을 크게하기 위한 방법으로 인산욕을 사용한 제2차 전해처리 방법이 이미 제안된 바 있다. 하지만, 인산욕을 사용하는 경우 미세기공의 저부만이 극히 확대되고, 부분적으로 더욱 확대되는 확장율은 일정하지 않은 것과 같이 예측할 수 없다. 따라서, 다음 공정에서 자성체로 미세기공을 패킹하는 경우 요구되어지는 수직형 자기적 성질은 얻을 수 없고, 여러가지의 자기헤드에 적당한 자기적성질을 얻기 위한 추가조정은 불가능하다.

양극산화필름의 미세직경을 확대하는 실험에서 발명자들은 다음과같은 사실을 발견하게 되었다. 즉, 통상적인 전해처리욕을 사용하는 양극산화 처리된 알루미늄재를 양극산화필름 즉, 미세기공들의 벽을 화학적 분해하기 위해 산 또는 알칼리욕에 담그면 미세기공들은 전체적으로 분균일하게 확장되고, 이때 화학처리조건을 조정하면 비교적 용이하게 조절할 수 있다.

하지만, 미세기공에 자성물질을 퇴적시킴으로서 자성기록 매체를 만들어 상술한 방법으로 미세기공의 직경를 확대할때 자성물질의 퇴적량은 미시적으로볼때 거의 불균일하게되고 또한 이러한 자성기록 매체가 고밀도 자겅기록매체로 사용될 경우 출력에 에러가 날 정도록 불균일하게 되는 것이다. 그러므로 미세기공들은 미시적으로 균일상태로 자성물질을 패킹하는 것이 요구되어진다.

그러므로 본 발명의 목적은 자성기록 매체를 제조하는 방법을 제공하는 것이다. 상술한 바와같이 통상적인 방법으로는 여러가지 문제점이 있었다. 이러한 문제점들은 양극산화필름의 미세기공들을 패킹하기전에 화학적으로 분해하고 물리적으로 연마하여 패킹된 자성물질을 양극산화필름의 표면상으로 노출시킴으로써 해결할 수 있다.

본 발명의 다른목적은 자성물질을 미시적으로 패킹하거나 알루미늄상에 형성된 양극산화필름 또는 층의 미세기공에 퇴적시키는 자성기록매체 제조방법을 제공하는 것이다.

다시말해서, 본 발명에 따르는 방법은 알루미늄 표면에 양극산화처리를 행하여 양극산화필름 두께가 적어도 4㎛ 이상 되게하고, 알루미늄은 산 또는 알루미늄욕에 담가 양극산화필름에 형성된 미세기공들의 직경을 300내지 400°A 정도로 확장하고, 자성체이온을 함유한 욕에서 전해처리하여 상기 미세기공들에 자성체가 퇴적되게하고, 양극산화 필름의 표면을 물리적으로 연마하여 상기 양극산화 필름표면 위로 상기 패킹된 자성체가 노출되도록 하는 것이다.

제 1a도에서 1f도는 본 발명의 방법에 따르는 각 공정을 도시한 개략도이다.

본 발명에 사용되는 알루미늄(1)에 특별한 제한사항은 없고 다만 5ＸＸＸ 알루미늄, 6ＸＸＸ 알루미늄등과 같이 사전에 양극산화필름을 표면에 형성시킬 수 있는 재료이면 족하다. 알루미늄등과 같이 사전에 양극산화필름을 표면에 형성시킬 수 있는 재료이면 족하다. 알루미늄을 양극산화처리 하기위한 전해욕은 황산과 술폰산과 크롬산 또는 술포살리실산과 옥살산과 말론산에 무기산을 첨가한 것등을 사용할 수 있다. 소듐포스페이트, 소듐히도록사이드 등 주로 알칼리로 된 욕도 사용할 수 있다.

알루미늄을 전류밀도 0.1-3.0 A/dm^2,, 전압 5-80볼트(직류 또는 교류), 온도 0-40℃에서 전해욕을 적당히 선택하여 양극산화처리하면 미세기공층(2)와 베리어층(barrier)(3)으로된 양극산화필름(4)의 두께가 4㎛이상으로되어 다음단계에서 자성체의 패킹이 용이해지고, 양극산화 필름의 두께는 연마후에도 2㎛ 이상을 유지할 수있다. 제 1a도에는 양극산화필름의 표면을 화학적으로 용해하기전 상태를 도시하였다.

추가로, 만일 양극화산화필름의 두께가 4㎛ 이하로 되면 자성체를 부분적으ㅗ만 균일하게 하기도 어려워진다. 만일 자성체의 일부가 양극산화필름(4)상에 나타나면 전류는 다른부분으로 자성체가 퇴적되는 것을 방해하기 위한 곳으로 집중되어 미세기공(5)들이 완전히 패킹되지 못한는 큰 문제점이 발생하는 것이다.

제1b도에서 도시한 바와 같이, 양극산화처리후 형성된 미세기공들(5)의 벽면은 기공의 직경을 확대시키기 위해 화학적으로 분해된다. 보자력(coercive forec)은 기공의 직경에 따라 달리지므로 자성기록 매체의 보자력은 상기한 처리를 확실히 수행하므로써 정량적으로 조절할 수 있다.

이와같은 화학분해에 사용된 욕은 인산, 크롬산, 황산, 설파민산, 올살산으로된 욕이나 이들중 2개이상의 산을 혼합하거나 수산화나트륨, 포타슘히드록사이드 등을 희석한 용액과 같은 알킨계 욕을 쓰거나 제3의 인산나트륨을 쓴다. 이때 욕의 온도는 상온에서 50℃ 정도로한다. 만일 욕의 온도나 산 또는 알카리욕의 온도가 너무 높으면 분해가 빨리 일어나 미세한 기공들의 직경이 균일하지 못하게 되기 쉽고, 양극산화필름이 필요이상으로 분해될 가능성이 있다. 또한 분해시간은 양극산화처리에 의해 형성된 미세한 기공들을 화학적으로 분해함으로써 얻어지는 미세기공들의 요구된 직경에 따라 달라지게된다. 그러나 분해시간의 5분에서 30분일 경우, 기공의 직경을 용이하게 조절하려면 분해시간을 10-20분으로 하는 것이 바람직하다. 따라서 확대된 미세기공들의 직경이 300-1400°A인경우 400-1000°A이 바람직한 것이다.

추가로, 산 또는 알칼리욕으로 미세기공(5)을 확장한경우 미세기공부의 저면의 베리어층(3)의 두께는 짝수가 되는 것이 바람직한데, 그 이유는 화학분해 처리때문에 자성체를 균일하게 퇴적시키기 어렵기 때문이다. 그러므로, 베리어층을 조절하기 위한 추가의 처리단계를 수행하는 것이 바람직하다 그 한가지 방법으로서 전기적 처리방법은 상술한 화학분해 처리에 사용된 욕에서 수핼할 수 있는데 이 경우 전압이 너무 낮아도 베리어층(3)의 두께를 얇아져서 양극산화필름이 자성체 퇴적단계에서 부분적으로 파손될 위험이 있게 되는 것이다. 그리하여 전얍은 직류의 경우 5내지 25볼트 사이에서 10내지 20볼트로하고, 교류의 경우 6내지 20볼트사이에서 10내지 17볼트로하는 것이 최적하다. 전류를 가하는 시간에 대해서, 전류가 안정상태에 도달하기까지 3분내지 10분이 소요되므로 배리어층의 두께가 100내지 400°A인 균일한 상태를 얻을 수 있다.

이때 상술한 바와 같이 배리처층(3)의 두께가 잘 조절되면 알루미늄판은 수용성염 즉, Fe, CO, Ni등과같은 자성체 이온의 수용성염 즉 설페이트, 설메이트 성분은 마그네슘설페이트와 같은 지지전해질과 함께 침전하여 전해퇴적이 촉진된다. 알루미늄판과 흑연, 스테인레스 스티일 등과같은 비용해성 계수 전극사이엔 직류, 교류, 또는 직류 및 교류의 양방향성 전류를 가한다. 직류를 가하는 경우 양극을 알루미늄으로 하면 자성체(6)가 퇴적되어 양극산화필름의 미세기공들(5)을 패킹한다.

하지만 제1°도에 도시한 바와같이, 각 미세기공(5)에 퇴적된 자성체(6)의 높이(I)들이 인접한 기공(5)들간에 서로 다르게한다. 따라서 각 미세기공들마다 패킹된 자성체(6)의 양이 달라지게되어 자기적성질이 달리지게되는 것이다.

그리하여 본 발명에서는 상기한 결점들을 제거하기 위해 제1d도에 도시한 바와같이 양극산화필름(4)의 표면을 물리적으로 연마한다. 연마로 제거된호의 양(1₂)은 패킹된 자성체의 최대높이(I)에서 최소높이(Imin)의 약 10%미만을 제거한 나머지 양이다. 따라서 1₂는 기공층(2)의 두께의 50-80%전도인데 자성체 표면으로부터 기공층(20)의 두께의 40-60%를 (연마작업으로)제거하는 것이 바람직하다. 그리하여 패킹된 자성체의 최상면은 양극산화 필름의 표면에 노출되어진다. 결과적으로 패킹된 자성체 기동들의 높이는 일정하게되어 자기적 성질도 균일하여 엔빌로프 자성기록 매체상에 기록된 양방향성신호의 재생된 출력을 기록함으로서 얻어지는 밴드형상의 재생된 출력그래프가 매우 양호해진다. 그리하여 고밀도 재생을 얻을 수 있는 것이다.

제2도는 엔빌로프를 도시한 것이다. 제2b도에 도시한 바와같이, 자성체로 미세기공들을 패킹한후 그 표면부를 화학분해 처리하여 미세기공들의 직경을 확대하고 양극산화필름의 표면을 연마하면 에빌로프 자성기록 매체가 상당히 양호해진다. 그러나 상기와같은 공정을 거치고도 양극산화필름의 표면을 연마하지 않는 경우 자성기록 매체의 자기적성질이 불균일해지고 자성기록 매체의 표면과 헤드와의 사이거리가 일정치 못하게 되어 엔빌로프 자성기록 매체가 제2a도에 도시한 바와같이 불량해진다.

상술한 바와같이 본 발명에 따르는 자성기록 매체는 알루미늄 표면에 형성된 균일두께의 양극산화 필름의 미세기공들의 미세기공층의 깊이와 동일한 깊이로 자성체로 패킹하여 자성체의 각 미세기공의 높이와 동일하게 하는 연마공정으로 제조하는 것이다.

여기서, 자성체로서 알루미늄대신에 철을 쓰는 경우, 1₂/D＞10(D:미세기공의 직경, 1_2:패킹된 원기둥형 자성체의 높이, 여기서 패킹된 자성체가 원기둥형이라 가정하다)로하면, 자성기록 매체의 자기적성질이 수직형으로 된다. 만일 자성기록매체로 코발트를 사용하는 경우, 1₂/D＞20으로 하면 자성체의 자기적성질이 수직형으로 된다. 하지만 자성체의 자기적성질을 보다 수직형으로 하기위해 미세기공의 직경(D)을 감소시키면 보자력이 너무 세어져 보다 강력한 헤드가 필요하게되는 어려움이 생긴다.

또한 미세기공을 패킹하는 자성체(6)의 기둥높이가 일정치못하게되는 문제를 해소하기 위한 방법으로서 제1e도에 도시한 본 발명의 다른 실시예를 적용할 수도 있다. 즉 자성체(6)으로서 양극산화필름(4)의 표면을 퇴적시킬때 상당히 많은 양을 가하여 오버플로우되도록 하는 것이다.

이경우, 자성체의 전해 퇴적처리시간이 앞서 기술한 방법보다 더 길어지게된다. 퇴적처리조건도 다른모든 사항들은 동일하고 다만 퇴적처리시간이 5내지 30분 정도 소요하여 충분하 양의 자성체가 미세기공을 덮게하여 양극산화필름표면이 충분히 피복되게 한다. 그후 제1f도와같이 양극산화필름(4)상에 퇴적된자성체(6)을 양극산화필름(4)의 표면부와 함께 물리적 작업으로 도면에서의 7수준까지 갈아내게되면 상술한 방법과 동일한 결과를 얻을 수 있는 것이다.

그리하여 얻어진 자성체층은 물에 넣었다가 건조시키고, 양극산화필름의 미세기공들은 통상적인 부식방지처리로서 밀봉할수도 있고 양극산화필름의 표면은 실리콘옥사이드 등과같은 건표면처리로서 윤활 및 보호를 위한 코팅을 할 수도 있다.

이하 본 발명의 실시예로서 설명한다.

[실시예]

JISA 1100인 5장의 알루미늄판을 이하 기술한 조건하에서 처리하고, 보자력, 포화자상태, 잔류자화 및 잔류자화 상태와 보자력간의 비율은 진동형 자화측정수단으로 측정하고 그 평균치를 표1에 기재하였다. 이경우, 샘플번호 1,2,4의 배리어층 조절처리는 화학분해처리, 자성체 퇴적처리에 사용된 동일한 욕에서 처리한다. 자성체의 패킹처리는 페로우스 설페이드 120g/1, 마그네슘 설페이드 70g/1, 보르산 30g/1, 시트릴산 20g/1로 혼합된 욕에서 수행하되 욕온도 30℃, 교류전류 60c/sec 전압 15볼트, 10내지 18분 유지하고 계수 전극은 흑연을 사용하였다.

자성체 패킹후 양극산화 필름은 평균표면 거칠기(Rmax)가 0.04㎛되도록 고순도(99.99%)알루미나 광택입자(입자사이즈 1㎛)를 사용하는 버트타입 광택기(연마기)(beff-type polisher)로 15분간 처리한다.

추가로, 비교를 위하여 샘플번호 4는 동일한 공정을 거치된 연마공정을 하지 않은 상태에서 측정한 각 수치들을 기재하였고, 샘플번호 5는 화학적분해 처리와 배리어층 조절처리를 수행하지 않은 상태를 기재하였다.

Claims (13)

1. 알루미늄에 양극산화처리를 하여 형성된 양극산화 필름의 미세기포층에 자성체를 패킹하여 자성기록 메체를 제조하는 방법에 있어서, 알루미늄 표면에 양극화처리를 행하여 양극산화 필름 두께가 적어도 4㎛이상되게하고, 알루미늄을 산 또는 알루미늄욕에 담가 양극산화 필름에 형성된 미세기공들의 직겨을 300내지 400°A정도로 확장하고, 자성체 이온을 함유한 욕에서 전해처리하여 상기 미세기공들에 자성체가 퇴적되게하고, 양극산화 필름의 표면을 물리적으로 연마하여 상기 양극산화필름 표면 위로 상기 패킹된 자성체가 노출되도록 하는 공정을 거치는 것을 특징으로 하는 자성기록 매체 제조방법
2. 제1항에 있어서, 양극산화 필름의 미세기공층에 자성체를 퇴적시켜 덮고 자성체와 양극산화 필름의 표면을 물리적으로 연마하는 것을 특징으로 하는 자성기록매체 제조방법
3. 제1항에서 있어서, 산 또는 알칼리 욕에서 미세기공의 직경을 확장시킨후 동일욕에서 알루미늄에 전류를 통하여 양극산화 필름상의 베리어층을 조절하는 것을 특징으로하는 자성기록 매체 제조방법
4. 제1항에 있어서, 양극산화 처리공정에서 전해욕을 설파민산, 설파산크롬산으로 하거나 주로 무기산으로 하거나 유기산과 무기산을 혼합한 용액으로 하는 것을 특징으로 하는 자성기록 매체 제조방법
5. 제1항에 있어서, 양극산화처리 공정에서 알칼리 전해욕을 소듐포스페이트 또는 소듐히드록사이드로 된 알칼리욕으로 하느 것을 특징으로하는 자성기록 매체 제조방법.
6. 제1항에 있어서, 양극산화처리 조건을 전류밀도, 0.1내지 3.0A/dm²전압 5내지 80볼트로 하는 것을 알칼리욕으로 하는 것을 특징으로하는 자성기록 매체 제조방법
7. 제1항에 있어서, 미세기공들의 직경을 확장하는 공정에서 전해욕을 인산, 크롬산, 설파민산, 설파산, 옥살산 용액으로 하거나 상기한 산들 중 2개이상 혼합한 용액으로 하는 것을 특징으로 하는 자성기록 매체 제조방법
8. 제1항에 있어서, 미세기공들의 직경을 확장하는 공정에서 사용되는 욕을 소듐히드록사이드 용액으로 희석하거나 포타슘히드록사이드 또는 제3의 소듐포스페이트 용액과 같은 알칼리욕으로 하는 것을 특징으로 하는 자성기록 매체 제조방법
9. 제1항에 있어서, 미세기공들의 직경을 확장하는 공정에서 사용되는 욕의 온도를 5℃로 하는 것을 특징으로하는 자성기록 매체 제조방법
10. 제1항에 있어서, 금속이온 퇴적공정에서 사용되는 욕이 설페이트, 설메이트 및 마그네슘설페이트가 함유된 용액인 것을 특징으로 하는 자성기록 매체 제조방법
11. 제1항에 있어서, 배리어층 조절공정에서 전해전류를 직류5-20볼트 또는 교류 6-20볼트로 3내지 10분간 가하는 것을 특징으로 하는 자성기록 매체 제조방법
12. 자성기록 매체 제조 방법에 있어서, 알루미늄에 양극 산화처리를 하므로써 형성된 4㎛이상의 양극산화 필름의 미세기공층에 자성체를 패킹하고, 산 또는 알칼리욕에 상기한 알루미늄을 넣어 양극산화 필름을 화학처리하여 미세기공의 직경을 300°A내지 1400°A정도로 확장하고, 알루미늄을 가라앉힌 욕에 당분간 전류를 흘려 양극산화필름의 배리어층의 두께를 조절하고, 상기 미세기공에 자성체가 퇴적되도록 상기 욕에 자성체 이온을 포함하는 전해처리하고 양극산화 필름의 표면을 연마작업하여 패킹된 자성체가 상기 양극산화 필름의 표면상에 노출되도록 하는 것을 특징으로 하는 자성기록 매체 제조방법
13. 자성기록 메채 제조방법에 있어서, 알루미늄에 4㎛ 이상의 두께를 갖는 양극산화필름의 미세기공층에 자성체를 패킹하고, 산 또는 알칼리 욕에 알루미늄을 가라앉혀 양극산화 필름의 일부를 화학적으로 분해하여 미세기공들의 직경을 300내지 1400°A정도를 확장시키고, 자성체 이온을 포함하는 욕을 전해처리하여 상기 미세기공에 자성체를 퇴적시켜 양극산화 필름의 표면을 자성체로 덮고 자성체표면과 자정산화 필름의 표면을 물리적으로 연마하는 것을 특징으로 하는 자성기록 매체 제조방법

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