KR930007055B1 - 자기 녹음디스크로 구성된 디스케트 - Google Patents

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KR930007055B1 KR1019850007035A KR850007035A KR930007055B1 KR 930007055 B1 KR930007055 B1 KR 930007055B1 KR 1019850007035 A KR1019850007035 A KR 1019850007035A KR 850007035 A KR850007035 A KR 850007035A KR 930007055 B1 KR930007055 B1 KR 930007055B1
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도날드 밀러 셀
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Abstract

내용 없음.

Description

자기 녹음디스크로 구성된 디스케트
본 발명은 디스케트(diskette)라 불리는 형태의 자기(磁氣)녹음매체(magnetic recording medium)에 관한 것으로 이 디스케트는 엔벨로브(envelope)에 포함되어 있는 유연성 자기 녹음디스크를 지니고 있다. 디스케트는 미합중국 특허 제 4,223,361호(Zaitsu등)에 기술되어 있는데 이 특허는 본 발명과 같이 디스크의 자기층이 좀더 개선된 내구성을 요구하고 있다는 것에 대하여 언급하고 있다.
미합중국 특허 제4,223,361호는 종래기술의 두가지의 방법을 사용하여 죽, 그래뉼(비침상형)형태의 α-산화철 입자와 액체탄화수소 윤활제를 자기층에 혼합시킴으로서 개선된 마모 저항성 또는 내구성을 얻을 수 있음을 교시하고 있다. 상기 특허에서 각 실시예의 자기층은 총중량 100부를 기준으로 했을때 침상(針狀)의 γ-Fe2O3입자 약 62부, 그래뉼형태의 α-Fe2O3입자 1.5부, 카본블랙 6.5부, 결합제 30부로 구성되어 있다. 실시예에서 사용된 γ-Fe2O3는 약 0.3마이크로미터의 입자크기를 지니고 있으며, 축의 비가 약 8인 반면, 그래뉼형태의 α-Fe2O3는 약1마이크로미터의 입자크기를 지니고 있다. 미합중국 특허 제4,222,361호에서 자기층(γ-Fe2O3)입자의 비율은 바람직하게는 50 : 50-90 : 10의 중량비이며(칼럼 4, 라인 4-7), 그래뉼형태의 α-Fe2O3입자의 양은 자기입자의 약 0.5-5중량%인 것으로 교시되어 있다(칼럼 2, 라인 28-30). 액체윤활제는 바람직하게는 α-Fe2O3입자의 약 0.5중량부 또는 1중량부이상의 양으로 사용된다. 액체윤활제는 국소용 윤활제(topical lubricant)로서 용액의 형태로 자기녹음층에 피복되어 세공에 흡수되기 때문에 과량이 사용될 경우 표면위로 배출되어 자기녹음 헤드를 오염시킬 수 있음을 상기 특허는 경고하고 있다.
α-Fe2O3입자를 자기층에 사용하는 것을 교시하고 있는 또다른 특허로는 미합중국 특허 제 4,425,400호(Yamaguchi등)가 있기는 하지만 이것은 비디오카셋트 녹음테이프에 관해서는 언급하고 있을뿐 디스케트에 관해서는 아무런 언급도 하고 있지 않다. 디스케트에서 일어나는 문제들이 자기성 녹음테이프의 문제와는 매우 다르다하더라도, 미합중국 특허 제 4,425,400호가 본 발명과 관계된 내용을 기술하고 있는 것으로 생각할 수 있는 것으로는 침상의 α-Fe2O3입자가 자기층에 사용되고 있기 때문이다. 또한, 자기층은 상기 특허의 도면에서 그래뉼 또는 비침상 형태로 도시된 융합 알루미나 같은 연마제(헤드-클리닝제)를 포함하고 있다. 미합중국 특허 제 4,425,400호는 침상의 α-Fe2O3를 비침상의 α-Fe2O3로 대체시킨 것만이 종래의 기술과 다른데, 이러한 대체 효과는 사용시에 일어나느 헤드의 마모 및 순간이상을 감소시키고, 테이프의 내구성을 증가시키며, 접촉소음 및 오염을 감소시키는데 있다. 총 100중량부를 기준으로 할때, 미합중국 특허 제 4,425,400호의 자기성 녹음층은 침상의 γ-Fe2O3입자 65부(장축이 0.9마이크로미터, 단축이 0.15마이크로미터임), 침상의 α-Fe2O3입자 10부(γ입자보다 작은 두께를 지니는 것이 바람직하다), 연마제 입자 3부, 카본블랙 3부, 결합제 19부로 구성되어 있다. 미합중국 특허 제 4,425,400호의 비데오테이프는 실시예에서 사용된 올레인산 및 실리콘 오일 같은 윤활제를 함유하고 있다. 이 특허의 윤활제는 자기녹음층을 제공하기 위해 외부를 피복하는 분산액과 혼합되어 윤활제를 분산시키는데 이것은 미합중국 특허 제 4,223,361호의 국소용 윤활제와는 반대의 역할이다. 미합중국 특허 제 4,425,400호는 상기의 분산된 윤활제는 결합제 중량 100부에 대해 약 0.2-20중량부의 비율로 사용됨을 교시하고 있다(칼럼 4, 라인 38-40).
Hitachi Maxell K.K에 의해 1981년 3월 11일 출원된 일본 특허 공고 소화 제 56-54993호는 개선된 마모 저항성을 지닌 자기녹음테이프에 관해 기술하고 있다. 이 특허는 디스케트에 대해서는 언급이 없다. 상기 출원은 테이프에 관한 것으로서 이 테이프의 자기층은 침상의 γ-Fe2O3입자, α-Fe2O3입자, 카본블랙, 분산된 윤활제로 구성되어 있다.
디스케트와 자기녹음테이프가 서로 다른 문제를 일으키는 이유중 하나는 테이프녹음기는 언제나 재녹음하기 전에 녹음이 지워지는 반면 디스케트 녹음기는 단속적으로 녹음을 지우지 안고 데이터를 중복하기 때문이다. 예전의 각 시그날을 완전히 제거하기 위해서 디스케트 녹음층의 보자력(HC)은 완전히 통제되어야만한다. 이것은 녹음층에서의 개개의 자기입자의 HC및 입자의 양, 두가지 모두가 완전히 조절되어야함을 뜻한다. 현재 시판되고 있는 표준디스케트 녹음기에서 확실한 데이터 중복을 얻기 위해서는 자기입자가 280-340 에르스렛의를 지닌 녹음층을 제공해야 한다. 시중에 유통되는 대부분의 디스케트의 경우, 상기 범위내에 있는 HC는 자기층의 60-65중량%를 함유하는 침상의 γ-Fe2O3입자로 제공되어 있다.
디스케트에 있어 또다른 문제는 녹음헤드가 녹음디스크에 대하여 눌려있는 동안 디스케트가 고속도로 회전한다는데 있다. 헤드는 오랜시간 동안 녹음디스크의 단일트랙과 접촉하는 유동 상태로 존재할 수 있기 때문에, 자기층은 강력한 마모저항성을 가져야 한다. 이것은 윤활제 성분을 필요로 하는데, 이때 윤활제는 자기층이 형성되는 분산액중에서 견딜 수 있는 것보다 더 큰 양으로 존재할 것을 필요로 한다. 왜냐하면 상기의 분산된 윤활제 다량이 결합제의 특성을 손상시키기 때문이다. 이러한 이유 때문에, 디스케트는 통상 국소용 윤활제(미합중국 특허 제 4,223,361호)를 사용하는데 이 윤활제를 분산된 윤활제 소량과 함께 사용하기도 하지만 오디오테이프와 비디오테이프는 분산된 윤활제(미합중국 특허 제 4,425,400호)만 사용한다.
디스케트는 매우 평활(平滑)한 녹음층을 필요로 한다. 다시말하면, 피크 투 벨리가(peak-to-valley) 0.1마이크로미터 이상인 평활도를 지니고 있다. 평활한 피복층을 생성하는 기술을 사용하여 침상의 γ-Fe2O3입자 분산액을 결합형성 물질에 적용시키면 산출된 층은 다량의 국속용 윤활제를 흡수할 수 있는 불충분한 세공을 지닐 수 있다. 미합중국 특허 제 4,223,361호에서 기술한 것처럼, 자기층에 흡착되지 않은 국소용 윤활제는 자기헤드를 오염시킬 수 있다.
본 발명은 만족할만한 데이터 중복역량과 우수한 표면 평활성, 즉 평균 피크-투-벨리가 0.1마이크로미터 이상인 평활성등의 특성들을 손상시킴없이 마모저항성이 매우 우수한 유연성 지지대와 자기층을 가지고 있는 자기녹음디스크가 들어 있는 디스케트에 관한 것이다. 신규 디스케트(미합중국 특허 제 4,223,361호와 비슷)의 자기층은 비자기층 결합제에 일정하게 분산된 무기입자로 구성되는데 이 입자는 침상의 자기입자, α-Fe2O3입자, 모오스경로가 최소한 7인 헤드-클리닝제로 구성되어 있다. 바람직한 침상의 자기입자는 자기층의 60-65중량%로 구성된다. 미합중국 특허 제 4,223,361호에서 처럼, 자기층은 액체 국소용 윤활제를 지니고 있으며, 전기를 전도하는 카본블랙 입자로 구성되어 있다.
신규의 디스케트는 미합중국 특허 제 4,223,361호의 디스케트와는 다르다. 다른점은 다음과 같다 : (a)헤드-클리닝제 입자는 자기층의 1-4중량%를 차지하고 있으며, (b) α-Fe2O3입자는 침상으로서 이 입자는 자기입자와 같을 길이 및 두께를 지니고 있고, 층의 2-7중량%를 차지하고 있으며, (c) 국소용 윤활제는 층의 최소한 2중량% 양으로 층의 세공속에 포함되어 있다.
침상의 자기입자, 헤드-클리닝제 입자, 침상의 α-Fe2O3입자는 자기층의 69-73중량%를 차지하고 있다. 미합중국 특허 제 4,223,361호에서 처럼, 침상의 자기입자는 γ-Fe2O3이다. 이 입자를 자기층의 60-65중량% 되는 양으로 사용하여 신규의 디스케트가 280-340 에르스텟의 HC를 제공하여야 함으로 오늘날의 표준디스케트 녹음기보다 우수한 중복역량을 지니도록 해야 한다. 오늘날 사용되는 고도의 밀도를 지닌 디스케트 녹음기 경우 침상의 자기입자는 코발트가 첨가된 γ-Fe2O3이다.
신규의 디스케트에 있어서, 침상의 α-Fe2O3입자는 국소용 윤활제가 자기층의 2중량%를 포함할 수 있도록 충분한 세공력을 생성할 수 있는 역할을 지니고 있다. 반대로, 윤활제는 가능한한 점착되는 문제를 피하기 위해 자기층의 5중량% 이하를 차지하고 있다. 2-5중량%의 국소용 윤활제를 흡수할 수 있는 세공력과 중복역량이 가해진 평활한 표면을 얻기 위해서, 침상의 α-Fe2O3입자 헤드-클리닝제 및 침상의 자기 입자는 모두 합하여 자기층의 69-73중량%를 차지하고 있다. 이것은 자기층이 최소한 2중량%의 국소용 윤활제를 흡수할 수 있도록 충분한 세공력을 제공할뿐 아니라 이렇게함으로써 자기층에 있는 헤드-클리닝제의 비율이 종래 테이프에서는 지나친 헤드마모를 산출했을지도 모를 높은 레벨로 존재하는 것이 가능하다. 헤드-클리닝제의 비율이 높을수록 자기층의 내구성은 높아진다. 예를들면, 헤드-클리닝제는 종래 디스케트 경우에는 자기층의 2중량% 만큼은 차지하지 않지만 신규의 디스케트는 부적당한 헤드마모를 일으키지 않으면서 2.5중량% 이상의 양을 함유할 수 있다.
자기층이 전기를 전도하는 카본블랙 입자를 함유할 수 있다하더라도 통상 비율의 카본블랙 입자는 자기층의 세공력과 국소의 액성 윤활유를 흡수할 수 있는 세공역량에 대해 어떠한 실질적인 영향을 끼치지 않고 있다.
[실시예 I]
Figure kpo00001
침상의 γ-Fe2O3와 α-Fe2O3는 각각 평균길이가 0.6과 0.8마이크로미터이고, 평균 가로세로비는 7 : 1과 10 : 1이다. Al2O3입자는 평균직경이 약 0.5마이크로미터인 쿠빅형이거나 또는 구형의 형태를 가지고 있다. 폴리우레탄 탄성체는 폴리(테트라메틸렌아디페이트)글리콜, 1,4-부탄디올, 메틸렌디이소시아네이트와의 반응생성물이다. 페녹시수지는 비스페놀(A)와 에피클로하이드린이 동량으로 들어있는 열가소성 공중 합체이다. 활성제는 트리메틸올프로판의 톨루엔 디이소시아네이트 부가반응 생성물이다.
산화철, 헤드-클리닝제, 습윤제 소량, 용매소량으로 이루어진 분산액을 보올-밀(ball mill)에서 제조한다. 카본블랙, 습윤제, 결합제소량, 용매를 평활성 분산액이 얻어질 때까지 계속 가하면서 분쇄한다. 여기서 기타 성분(올레산과 활성제 제외)을 가한뒤 다시 분산액이 부드러워질 때까지 분쇄를 계속한다. 분산액을 고전단 혼합기로 옮긴다. 피복하기 직전에 올레인산과 활성제를 교반과 함께 혼합한 다음 성분을 제피기에 넣어 두께가 75마이크로미터를 지니도록 양축으로 배향하는 폴리(에틸렌테레프탈레이트)폴리에스테르 필름에 균일한 피복을 적용한다. 오븐에서 피복물을 건조하여 약 2.5마이크로미터의 두께로 만든다. 동일한 피복물을 폴리에스테르 필름의 반대면에 적용시켜, 두개의 건조피복물을 표면처리하면 각 표면상에 자기층이 형성된 자기성 녹음매체가 제공된다. 여기서 각층은 평균 0.04마이크로미터의 평활한 표면을 지니고 있다. 개개의 자기층에 국소윤활제 2% 용액을 가한뒤 가열하여 용매를 증발시킨다. 자기층면을 조사해서 비흡착된 국소윤활제가 남아있다면 매체를 폐기해 버리고 저농도의 국소윤활제를 사용항 대체 녹음매체를 제조한다. 각각의 자기층에 흡착된 윤활제의 양을 측정한 후 각각의 매체를 디스크형태로 자르고 각각의 디스크를 "실시예(1)의 디스케트"라 불리는 디스케트로 바꾸어 테스트한다.
테스트
실시예(1)의 디스케트를 테스트하기 위해 사용한 국소윤활제는 다음과 같다.
A. 퍼플루오로네이트 폴리에테르("Krytox"AZ)
B. 부톡시에틸 이소-스테아레이트
C. 3부의 헥사데실스테아레이트와 1중량부의 올레인산과의 혼합물.
실시예(1)의 디스케트(각각의 직경이 20.3cm)의 자기층에서의 내구성을 4℃에서 측정한다. 이때 측정기로는 8.75cm의 반경으로 싱글트랙을 따라 연속 접촉하는 헤드가 부착된 가속-마모 디스케트 테스트기(Toshiba ND 10S)를 사용한다. 실시예(1) 디스케트면을 주기적으로 조사하여 피복물이 분열되었는지 여부를 살핀다. 4시간 이내에 분열이 체크되면 테스트를 중단한다.
Figure kpo00002
종래기술의 디스케트를 사용한 비교 테스트가 행해졌는데, 이 디스케트는 침상의 α-Fe2O3입자를 지니고있지 않고, 1.8중량부의 Al2O3입자만 지니는 것을 제외하고는 실시예(1)의 디스케트와 동일하다.
종래기술의 디스케트는 0.7중량%의 국소윤활유(A)를 함유했을 뿐이며, 윤활유(A)를 함유하는 5개의 종래기술 디스케트는 도시바의 드라이브를 사용하여 측정하였는데 이것의 평균 분열은 1시간이었다.
실시예(1)의 디스케토의 자기층을 상업적 디스케트 드라이브(YE Data Corporation의 YD-180)를 사용하여 실온에서 테스트한다. 이 드라이브는 8.75cm의 반경으로 싱글트랙과 연속적으로 접촉하는 헤드를 지니고 있다. 각 디스케트를 주기적으로 측정한 결과 피복물의 분열이 나타났다. 25×106통과 희수를 거친 후 피복물이 분열되지 않았다면 테스트를 중단한다.
Figure kpo00003
국소윤활제(A)가 자기층의 0.7중량%인 종래기술의 10개의 디스케트는 평균 3.5×106통과후에 분열되었다. 윤활제(C)를 함유하는 실시예(1)의 디스케트를 53℃에서 테스트하였다. 25×106통과후의 분열은 없었다. 국소윤활제(C)(직쇄지방산과 직쇄지방산의 에스테르혼합물)가 상기와 같이 커다란 값의 내구력을 가진다는 놀라운 일이다.
동일한 디스케트(직경이 13.3cm인 것만 예외)의 또다른 그룹을 4℃에서 테스트하는데 이때 상업용 디스케트 드라이브(TEAC No. 55F)를 사용한다. 이 드라이브는 5.3cm의 반경으로 싱글트랙과 연속적으로 접촉하는 헤드를 지니고 있다. 7.2×10 통과후에 피복물의 분열이 없다면 테스트를 중단한다.
Figure kpo00004
국소윤활제(A)가 자기층의 0.7중량%으로 이루어진 종래기술에 의한 5개의 디스케트는 평균 0.5×106통과후에 분열되었다.

Claims (10)

  1. 우수한 데이터 중복역량을 지니며, 유연성 있는 지지대와 비자기성 결합제에 균일하게 분산된 무기입자로 이루어진 자기층을 지니고 있고, 각 입자가 침상의 자기입자와 α-Fe2O3입자로 이루어져 있고, 각층이 0.1마이크로미터 이상의 표면 평활도의 액체 국소윤활제등으로 이루어진 자기녹음디스크가 들어 있는 디스케트에 있어서, (a) 헤드-클리닝제 입자는 층의 1-4중량%를 차지하고 있으며, (b) α-Fe2O3입자는 침상으로서 자기입자와 거의 근사한 길이와 두께를 지니고 있으며, (c) 국소윤활제는 최소한 층의 2중량%의 양으로 층의 세공내에 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 자기녹음디스크로 구성된 디스케트.
  2. 제1항에 있어서, 침상의 자기입자, 헤드-클리닝제 입자 및 α-Fe2O3입자는 층의 69-73중량%를 차지하는 것을 특징으로 하는 자기녹음디스크로 구성된 디스케트.
  3. 제1항 또는 2항에 있어서, 침상의 자기입자는 γ-Fe2O3인 것을 특징으로 하는 자기녹음디스크로 구성된 디스케트 .
  4. 제1항에 있어서, 자기층의 세공에 함유된 국소윤활제는 층의 2-5중량%를 차지하는 것을 특징으로 하는 자기녹음디스크로 구성된 디스케트.
  5. 제1항에 있어서, 국소윤활제는 장쇄의 지방산과 장쇄의 지방산 에스테르와의 혼합물인 것을 특징으로 하는 자기녹음디스크로 구성된 디스케트.
  6. 제1항에 있어서, 국소윤활제는 3부의 헥사데실스테아레이트와 1중량부의 올레인산과의 혼합물로 이루어진 것을 특징으로 하는 자기녹음디스크로 구성된 디스케트.
  7. (1) 결합제를 형성하는 물질에 침상 자기입자, α-Fe2O3입자 및 모오스경도가 최소한 7인 헤드-클리닝제 입자를 분산시키고, (2) 분산액을 유연성 지지대에 피복시켜 자기층을 지닌 시이트를 제공하고, (3) 자기층을 액체 국소윤활제로 침지시키고, (4) 시이트를 자기녹음디스크로 커팅하여 자기녹음디스크로 구성된 디스케트를 제조하는데 있어서, (a) 헤드-클리닝제 입자는 층의 1-4중량%를 차지하고 있으며, (b) α-Fe2O3입자는 침상으로서 자기입자와 거의 근사한 길이와 두께를 지니고 층의 2-7중량%를 차지하며, (c) 액체 국소윤활제는 층의 최소한 2%의 양으로 층의 세공속에 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 자기녹음디스크로 구성된 디스케트의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서, 침상의 자기입자, 헤드-클리닝제 입자 및 α-Fe2O3입자는 모두 층의 69-73중량%를 차지하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 국소윤활제는 장쇄의 지방산과 장쇄 지방산 에스테르와의 혼합물인 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 국소윤활제는 3부의 헥사데실스테아레이트와 1중량부의 올레 인산과의 혼합물인 것을 특징으로 하는 방법.
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