KR920008415B1 - 자기 기록 매체 - Google Patents

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내용 없음.

Description

자기 기록 매체

본 발명은 단파장대역에서 장파장대역에 이르는 광역에서 고출력이 얻어지는 자기테이프드의 고밀도 기록용 자기기록매체에 관한 것이다.

종래, 단파장 기록에 있어서 고출력을 얻는 수단으로서, 자기기록매체의 수직자화성분을 이용하는 방법이 제안되어 있다.

그 1예로서 침형상 자성분을 자성층 면에 대하여 수직방향으로 배향시키는 방법이 있으나, 자성도료를 테이프등의 기판상에 도포 건조하여 자성층을 형성할 때의 두께방향의 수축에 의하여 수직배항시킨 자성분이 면내에 쓰러지기 쉬운 것으로, 충분한 수직방향 상태로 되기 어렵고, 또 이 방법으로는 자성층의 표면 평활성의 악화를 피할 수가 없다는 결점이 있다.

또, 다른 예로서 육방정 바륨 페라이트등의 자화가 용이한 축이 입자판형 상면에 수직인 판형상 육방정 페라이트분말을, 해당 판형상면이 자성층면에 평행으로 되도록 배향시킴으로써, 자화가 용이한 방향을 자성층면에 대하여 수직으로 하는 방법도 제안되어 있다.

그러나, 본 발명자의 연구에 의하면, 이 방법으로 제작된 자기테이프는 침형상 자성분을 테이프의 긴쪽방향에 따라서 배향시킨 종래 범용의 자기테이프와 비교하여 기록 파장이 1㎛이하 정도의 단파장대역에서는 고출력이 얻어지나, 장파장대역에서는 고출력이 얻어지지 않는 다는 것을 알았다.

본 발명의 목적은 단파장대역에서 장파장대역의 광역에 걸쳐서 고출력이 얻어지는 자기기록매체를 제공하는 것이다.

본 발명자는 자화가 용이한 축이 입자판형 상면에 수직인 판형상 육방정 페라이트분말을 사용하는 상기후자의 제안방법에 의한 자기테이프의 장파장대역에서의 출력이 불충분하게 되는 원인을 해명하기 위하여, 각종 자기테이프를 제작하여 기록재생 특성을 조사했다.

그 결과, 수직자화성분은 1㎛ 정도 이하의 단파장대역에서는 출력에 유효하게 작용하지만, 보다 장파장 대역이 되면 수직자화성분 보다도 오히려 면내자화성분이 유효하게 작용한다. 따라서, 단파장대역에서 장파장대역에 이르는 광역에서 고출력을 얻기 위해서는 자기기록매체에 수직화성분과 같이 어느 정도의 면내자화성분을 부여할 필요가 있고, 단파장대역에서는 특히 자성층의 표면측이 출력에 관여하는 것이므로 표면측의 수직자화성분을 크게하면 좋은 것을 발견했다.

그리고, 상기 발견을 근원으로 하여 더욱 검토한 결과, 자성층을 상하 2층 구조로 하고, 상층의 자성분으로써 특정의 입자직경 범위의 상기 판형상육방정 페라이트분말을 사용하여 자화가 용이한 방향이 자성층면에 수직으로 되도록 배향시키는 것과 동시에 하층의 자성분말로 금속 자성분말을 사용하고, 또한 상층의 수직방향의 보자력을 하층보다 크게 설정하였을 때에는 단파장대역에서 장파장대역에 이르는 광역에서 고출력이 얻어지는 것을 발견하고, 이 발명을 완성하는데 이르렀다.

즉, 본 발명의 상기 목적은 자화가 용이한 축이 입자판형 상면에 수직인 평균 입자직경 0.03∼0.2㎛의 판형상육방정 페라이트분말을 포함시켜 자화가 용이한 방향이 자성층면에 수직으로 되도록 배향한 상층과 금속 자성분말을 포함하는 하층으로 되고, 또한 자성층면에 수직방향의 상층/하층의 보자력비가 1.1∼1.5인 상하 2층 구조의 자성층을 구비해서 되는 자기기록매체에 의해 달성된다.

본 발명에 있어서 자성층의 상층에 사용하는 자화가 용이한 축이 입자판형 상면에 수직인 판형상육방정페라이트분말을 그 단일 입자의 평균 입자직경이 0.03∼0.02㎛인 것이 필요하고, 특히 0.05∼0.15㎛인 것이 가장 적절하다.

즉, 상기 입자직경이 0.2㎛ 보다 크게되면 자성층의 표면 평활성이 손상되고, 반대로 0.03㎛ 보다 작아지면 상층의 자화용이방향을 자성층면에 수직으로 할 때의 배향성이 저하된다.

또, 이 분말의 보자력은 자기기록매체의 용도에 의해서, 다르지만, 통상은 400∼2,000Oe(Oersted)의 겻이 좋다.

이와 같은 판형상육방정 페라이트분말의 대표적인 것으로는 여러 가지 이미 알려진 제법에 의하여 얻어지는 바륨 페라이트분말을 들 수 있다.

이 대표적 제조법의 한 예를 들면 다음과 같다.

즉, 염화 제2철 1mol에 대하여 염화 바륨 1/6∼1/12mol 및 염화 코발트 1/8∼1/50mol을 용해한 혼합 수용액과 4∼10mol정도의 수산화 알카리를 용해한 수용액을 혼합하여 섞고, 얻어진 현탁액을 소정시간 방치한 후, 오토클레이브 내에서 가열 반응시켜, 생성 입자를 수세, 탈수, 건조하고, 또다시 공기중에서 고온하에서 가열처리하는 것으로써, 판형상육방정의 바륨 페라이트분말이 얻어진다.

또한, 이 제조법에 있어서는 특히 염화 코발트의 mol비를 변환시키는 것으로써, 생성하는 바륨 페라이트 입자의 보자력, 포화자화량, 각형비등의 자기특성을 조정할 수가 있다.

한편, 본 발명에 있어서 자성층의 하층에 사용되는 금속 자성분말로써는 Fe,Co,Ni,Fe-Co합금, Fe-Ni합금, Fe-Ni-Co합금, Fe-Co-P합금등의 각종 금속 자성분말이 연결되고, 단일입자의 평균 입자직경(긴 지름)이 0.05∼0.5㎛, 바람직하게는 0.1∼0.3㎛, 침형상비(긴 지름/짧은 지름)가 3∼15의 것이 가장 적절하게 사용된다.

또, 상기 금속 자성분은 자성층의 상층/하층의 수직방향의 보자력비를 1.1∼1.5로 하기가 용이하게 되도록, 상기 판형상육방정의 바륨 페라이트분말의 보자력과 동등하거나 약간 작게, 가장 적절하게는 상기 페라이트분말/금속 자성분말의 보자력비가 1.1∼1.5로 되도록 하는 것이 좋다.

자성층의 형성은 통상의 자기테이프의 자기기록매체와 마찬가지로 적당한 바이언더성분과 자성분을 포함하는 자성도료를 상층용과 하층용에 대하여 조제하고, 필름등의 기판상에 우선 하층용의 자성도료를 도포 건조하고, 이어서 그위에 상층용의 자성도료를 도포하고, 미건조 상태하에서 도포면에 대하여 수직방향으로 자계를 인가하는 자장 배향을 실행한다.

즉, 이 자장 배향에 의하여 상층에 포함되는 판형상육방정 페라이트분말은 그 자화용이방향이 자성층면에 수직으로 되도록 배향한다.

또한, 하층측에 있어서는 필요에 따라서 종래의 일반적인 자기테이프의 경우와 마찬가지의 면내방향의 자장 배향을 행하여도 좋다.

또, 상층과 하층을 합한 두께는 통상 1∼6㎛, 상층/하층의 두께 비율을 통상 0.1∼1, 특히 바람직하게는 0.2∼0.8로 하는 것이 좋다.

상층용 및 하층용의 자성도료의 상기 바인더 성분으로서는 종래로부터 자기기록매체용으로 알려지는 여러 가지의 것을 사용할 수 있고, 예를들면 염화비닐-초산비닐계 공중합체, 폴리에스테르, 섬유소계 수지, 폴리비닐부티랄, 폴리아세탈, 폴리이소시안네이드등을 사용할 수 있다.

본 발명에 있어서는 상기와 같이 하여 형성된 2층 구조의 자성층의 상층/하층의 수직방향의 보자력비가 1.1∼1.5, 가장 적절하게는 1.2∼1.4 정도로 되는 것이 필요하다.

이렇게 하므로서 단파장대역에서의 출력에 특히 관영하는 자성층의 표면측에 대하여, 이 단파장대역에서의 출력에 유효한 수직자화성분을 크게하고, 보다 장파장측의 출력에 대해서는 이것에 유효한 면내자화성분을 하층측이 주로 담당하게 하여 전체적으로 단파장대역에서 장파장대역에 이르는 광역으로 고출력이 얻어지도록 할 수가 있다.

또한, 상기 보자력비가 1.1 보다 작으면 상기한 효과가 충분히 발휘되지 않고, 또, 1.5 보다도 크게 하는데는 하층측의 금속 자성분으로서 그 자체의 보자력이 대단히 작은 것을 사용하지 않으면 안되고, 하층측의 자기 특성이 저하하므로 바람직하지 않다.

이와 같은 상하층간의 보자력비의 값은 각 층에 사용하는 자성분 자체의 고유보자력의 대소가 가장 크게 작용하지만, 이것과 같이 자성분 함유량, 상층의 면내방향의 배향정도, 즉 인가자계 강도도 영향을 준다.

본 발명에 관한 자기기록매체는 수직방향의 보자력비가 특정 범위에 있는 상하 2층 구조의 자성층을 구비하고, 주로 상층측에 포함되는 특정의 판형상육방정 페라이트분말에 의한 수직자화성분에서 단파장대역에서 출력이 담당되고, 또 주로 하층측에 포함되는 금속 자성분의 면내자화성분에서 장파장대역에서의 출력이 담당되는 것이므로, 단파장대역에서 장파장대역에 이르는 광역에서 높은 출력이 얻어진다.

다음에 본 발명의 실시예 및 비교예를 표시한다.

또한, 다음에 있어서 사용한 자성분 Ba-1, Ba-2, Ba-3, Fe-1은 다음의 방법에 의하여 제조한 것이다.

[자성분 Ba-1]

염화 제2철 1mol, 염화바륨 1/8mol, 염화 코발트 1/40mol을 1ι의 물에 용해하고, 이것을 5mol의 수산화나트륨을 용해한 1ι의 수산화나트륨 수용액중에 가하여 휘저어 섞고, 얻어진 현탁액을 1일 동안 방치한 후, 오토클레이브내에 넣어 300℃에서 2시간 가열 반응하고, 계속하여 생성한 입자를 수세, 탈수, 건조한 후, 공기중에서 800℃로 2시간 가열처리하는 것으로서 판형상육방정의 바륨 페라이트분말을 얻었다.

이 분말은 단일 입자의 평균 입자직경 0.15㎛, 보자력 1,320Oe, 포화자화량 58.6emu/g, 각형비 0.49였다.

[자성분 Ba-2]

상기 자성분 Ba-1의 제조법에 있어서의 염화 코발트의 첨가량을 1/35mol로 하고, 다른 조건은 동일하게 하여 판형상육방정의 바륨 페라이트분말을 얻었다.

이 분말은 평균 단일 입자직경 0.12㎛, 보자력 1,220Oe, 포화자화량 58.4emu/g, 각형비 0.49였다.

[자성분 Ba-3]

상기 자성분 Ba-1의 제조법에 있어서의 염화 코발트의 첨가량을 1/20mol로 하고, 다른 조건은 동일하게 하여 판형상육방정식의 바륨 페라이트분말을 얻었다.

이 분말은 평균 단일 입자직경 0.12㎛, 보자력 920Oe, 포화자화량 58.2e,u/g, 각형비 0.47이였다.

[자성분 F3-1]

농도 5mol/ι의 수산화나트륨 수용액 20ι중에 실내온도로 휘저어 섞으면서 농도 0.719mol/ι의 황산 제1철(FeSO₄·7H₂O)수용액 20ι를 첨기하여 반응시키고, 수산화 제1철의 녹색을 띤 유백색 침전물을 얻었다. 이 현탁액의 PH는 12이상이었다. 이어서 이 현탁액을 40℃로 유지하면서 30ι/분의 속도로 공기를 흡입하여 8시간 휘저어 섞어서 α-FeOOH분말의 현탁액을 얻었다. 이 분말의 입자직경(긴 지름)은 0.2㎛이고, 침형상비는 8이었다. 또, 반응 종료후의 현탁액의 PH는 13.6이였다. 다음에 이 강 알카리성 α-FeOOH분말의 현탁액중에 1mol/ι의 오르토규산소다의 수용액 1ι를 첨가하고, 여기에 탄산가스를 흡입 PH10이하로 중화하여 규산수화물을 피착한 α-FeOOH분말을 얻었다.

이어서, 이것을 100℃로 건조 후 800℃로 2시간 소결하고, α-Fe₂O₃분말을 얻었다.

이 분말을 전기로를 사용하여 10㎡/H의 수소기류중에서 500℃로 6시간 환원하고, 환원 후 톨루엔중에 침지한 후 꺼내서 약 0.86㎏의 금속철분말을 얻었다.

이 금속철분말의 평균 입자직경(긴 지름)은 0.18㎛, 침형상비는 6, 보자력은 1,180Oe, 포화자화량은 158emu/g, 각형비는 0.50이였다.

[실시예 1]

자성분 Ba-1 ………750중량부

염화비닐-초산비닐-비닐 알콜공중합체 ………125중량부

폴리우레탄 ………100중량부

폴리이소시안네이트 ……… 25중량부

스테어린산-n-부틸 ……… 15중량부

메틸이소부틸케톤 ………600중량부

톨루엔 ………600중량부

상기 성분을 볼밀중에서 3일간 혼합 분산하여 상층용의 자성도료를 조제하고, 또 상기 성분중의 자성분 Ba-1 대신에 자성분 Fe-1을 사용하여 타성분은 완전히 마찬가지로 하여 하층용의 자성도료를 조제하였다.

다음에 두께 12㎛의 폴리에스테르 베이스 필름상에 하층용의 자성도료를 건조 후의 두께가 3㎛가 되도록 도포한 후, 미건조 상태하에서 통상의 방법에 의하여 면내 자장 배향처리를 실시하고, 건조하였다.

이어서, 이 위에 상층용의 자성도료를 건조 후의 두께가 1㎛가 되도록, 즉 자성층의 전체 두께가 4㎛가 되도록 도포한 후, 미건조 상태하에서 N-S 자석을 사용하여 도포면에 수직방향의 자장(4,000Oe)을 인가하여 자장 배향처리를 실시하고, 건조 후, 표면 평활처리를 행하고, 소정의 폭으로 재단하여 자기테이프를 제작하였다.

[실시예 2]

실시예 1에 있어서의 상층용의 자성분 Ba-1의 대신에 자성분 Ba-2를 750중량부를 사용한 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하여 자기테이프를 제작하였다.

[비교예 1]

실시예 1에 있어서의 상층용의 자성도료만을 사용하여 건조 후의 두께가 4㎛가 되도록 폴리에스테르 베이스 필름상에 도포한 후, 실시예 1에 준하여 수직방향의 자장 배향처리, 표면 평활처리를 행하고, 자기테이프를 제작하였다.

[비교예 2]

실시예 2에 있어서의 상층용의 자성도료만을 사용하여 건조 후의 두께 4㎛가 되도록 폴리에스테르 베이스 필름상에 도포한 후, 실시예 2에 준한 수직방향의 자장 배향처리, 표면 평활처리를 행하고, 자기테이프를 제작하였다.

[비교예 3]

실시예 1에 있어서의 하층용의 자성도료만을 사용하여 건조 후의 두께가 4㎛가 되도록 폴리에스테르 베이스 필름상에 도포한 후, 면내방향의 자장 배향처리, 표면 평활처리를 행하고, 자기테이프를 제작하였다.

[비교예 4]

실시예 1에 있어서의 상층용의 자성분 Ba-1의 대신에 자성분 Ba-3을 750중량부를 사용한 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 자기테이프를 제조하였다.

[비교예 5]

비교예 4에 있어서의 상층용의 자성도료만을 사용하여 건조 후의 두께가 4㎛로 되도록 폴리에스테르 베이스 필름상에 도포한 후, 비교예 4에 준하여 수직방향의 자장 배향처리, 표면 평활처리를 행하고, 자기테이프를 제작하였다.

이상의 실시예 및 비교예에서 얻어진 자기테이프에 대하여, 자성층면에 대하여 수직방향 및 면내방향의 보자력, 잔류자속밀도, 각형비, 동 수직방향 포화자속밀도를 측정하였다.

또, 여러사지 기록파장에 있어서의 최대 출력레벨(M.O.L)을 측정하였다.

이것들의 결과를 다음 표에 표시한다.

또한 수직방향의 각형비는 반자계계수를 4π로 생각하여 히스테리시스 곡선상에 작동하고, 반자계의 영향을 보정한 후의 수치이다.

또, 최대 출력레벨은 각 기록파장에 있어서의 비교예 3의 자기테이프의 값을 기준(0)으로 하고, 이것에 대한 차, 즉 상대치를 표시하였다.

위 표의 결과에서 자성층이 판형상육방정 페라이트분말을 자성분으로서 포함하는 단층인 자기테이프(비교예 1,2,5)는 마찬가지의 금속 자성분말을 자성분으로서 포함하는 단층인 자기테이프(비교예 3)에 비하여, 단파장대역에 있어서의 출력이 높으나, 장파장대역에서는 출력이 대단히 저하하는 것을 알 수 있다.

또, 자성층이 판형상육방정 페라이트분말을 포함하는 상층과 금속성분말을 포함하는 하층과의 상하 2층 구조이라도 하층보다, 상층의 수직방향의 보자력이 낮은 자기테이프(비교예 4)에서는 단파장대역의 출력이 불충분하게 되는 것을 알 수 있다.

이것에 대하여, 본 발명에 관한 자기테이프(실시예 1,2)는 단파장대역에서 장파장대역에 이르는 광역에서 고출력이 얻어지는 것이 명백하다.

Claims (12)

1. 자화가 용이한 축이 입자판형 상면에 수직인 판형상육방정 페라이트분말을 포함시켜서 자화가 용이한 방향이 자성층면에 수직으로 되도록 배향한 상층과 금속 자성분을 포함하는 하층으로 또는 상하 2층 구조의 자성층을 구비해서 되는 자기기록매체.
2. 특허청구의 범위 제1항에 있어서, 상기 판형상육방정 페라이트분말은 평균 입자직경이 0.03∼0.02㎛인 것을 특징으로 하는 자기기록매체.
3. 특허청구의 범위 제1항에 있어서, 상기 판형상육방정 페라이트분말을 바륨 페라이트분말인 것을 특징으로 하는 자기기록매체.
4. 특허청구의 범위 제1항에 있어서, 상기 판형상육방정 페라이트분말은 보자력이 400∼2000Oe인 것을 특징으로 하는 자기기록매체.
5. 특허청구의 범위 제1항에 있어서, 상기 금속 자성분말은 철을 주체로 한 것을 특징으로 하는 자기기록매체.
6. 특허청구의 범위 제1항에 있어서, 상기 금속 자성분말은 침형상 비가 3-15인 것을 특징으로 하는 자기기록매체.
7. 특허청구의 범위 제1항에 있어서, 상기 금속 자성분말이 상기 하층의 면내방향에 평행으로 자화가 용이한 방향을 갖도록 배향된 것을 특징으로 하는 자기기록매체.
8. 특허청구의 범위 제1항에 있어서, 상기 상층과 하층을 합친 두께가 1∼6㎛인 것을 특징으로 하는 자기기록매체.
9. 특허청구의 범위 제1항에 있어서, 상기 상층과 하층의 두께의 비(상층/하층)가 0.1∼1인 것을 특징으로 하는 자기기록매체.
10. 특허청구의 범위 제1항에 있어서, 상기 상층과 하층의 보자력이 비(상층/하층)가 1.1∼1.5인 것을 특징으로 하는 자기기록매체.
11. 특허청구의 범위 제1항에 있어서, 상기 금속 자성분말의 보자력은 상기 판형상육방정 페라이트분말의 보자력과 같던가 작은 것을 특징으로 하는 자기기록매체.
12. 특허청구의 범위 제1항에 있어서, 상기 판형상육방정 페라이트분말/금속 자성분의 보자력비가 1.1∼1.5인 것을 특징으로 하는 자기기록매체.