KR950014825B1 - 자기기록매체의 제조방법 - Google Patents

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내용 없음.

Description

자기기록매체의 제조방법

본 발명은 자기기록매체의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 내구성, 주행성, 내마모성 및 전자변환 특성이 우수한 자기기록매체의 제조방법에 관한 기술이다.

일반적으로 자기기록매체는 대량의 정보를 기록하는 매체로서, 비데오테이프, 오디오테이프, 컴퓨터테이프 등이 자기기록매체의 대표적인 예이다.

이들 자기기록매체 중에서, 도포형 자기기록매체는 유기 용매에 결합제를 용해시킨 결합제 용액에 강자성자성체 분말과 연마제, 대전방지제, 분산제 및 윤활제 등의 첨가제를 혼합 및 분산시켜 자성 도료를 만든후, 이들 자성 도료를 폴리에스테르 필름과 같은 베이스 필름 위에 균일하게 도포한 다음 건조, 카렌다링, 경화 및 슬릿팅 등의 공정을 거쳐 제조된다.

이와 같은 자기기록매체의 제조방법은 예를들어 일본국 특공소 35-15호, 동 39-26794호, 동 43-186호, 동 47-28043호 및 동 48-21331호 등에 설명되어 있다.

그러나 이들 자기기록매체를 사용하여 대량의 정보를 기록함에 있어서, 이들 자기기록매체는 고속으로 회전하고 있는 자기헤드 등과 접촉된 상태로 주행하기 때문에, 자기기록매체의 자성층과 자기 헤드 사이에는 우수한 주행성 및 마찰에 대한 내구성이 요구되며, 더욱이 이들 자기기록매체를 고온 다습한 열악한 환경하에서 반복 사용할 경우에는 더욱 우수한 주행성과 내구성이 요구된다.

특히 단파장 고밀도 기록용 비데오 테이프의 경우에는 스페이싱로스로 인한 전자 변환 특성이 저하될 염려가 있으므로, 이를 방지하기 위하여 더욱 미세한 자성체 분말을 사용하여 표면을 더욱 평활하게 하어야 하는데, 이 경우 주행성 및 내구성 문제는 더욱 커지게 된다.

즉, 표면이 매우 평활해짐에 따라 자기기록매체가 헤드와 접촉된 상태로 주행계 내에서 주행하게 될때 실제 접촉면적이 증가하게 되어 자기기록매체의 표층부가 매우 큰 전단 응력을 받게 될 뿐만 아니라, 마찰열이 증가함으로써 자성층이 변형을 일으키거나 헤드를 오염시켜 제품으로서의 성능을 잃어버리게 되는 문제가 있다.

종래에는 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 윤활제, 연마제, 카본블랙 또는 그라파이트 등을 자성층에 함유시키는 방법들이 채용되어 왔다. 그예로서 특히 주행성 및 내구성을 향상시키기 위해서는 실리콘 오일을 윤활제로 사용하는 방법이 제안되어 있다. 그러나 이러한 방법으로는 고밀도 자기기록매체의 주행성, 내구성, 내마모성, 내후성 등을 안정한 수준으로 유지하기에는 충분하지 못하였다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 우수한 표면 평활성 및 우수한 전자변환 특성을 가지면서 주행성, 내구성, 내마모성 및 내후성이 매우 우수한 자기기록매체를 제공하는데 있다.

특히 상온 상습의 보통 조건하에서는 물론 온도 및 습도가 높은 열악한 환경하에서도 반복 사용할때 자성층의 변형이나 헤드오염을 전혀 일으키지 않는 우수한 자기기록매체를 제공함을 목적으로 한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 비자성 지지체 상에 강자성체 분말, 결합제, 연마제, 분산제, 대전방지제 및 유기용매 등으로 구성된 자성도료를 도포한 다음, 건조, 카렌다링, 경화 및 슬릿팅 등의 공정을 실시하는 것으로 이루어지는 자기기록매체의 제조방법에 있어서, 상기한 자성도료의 제조공정에서 분산공정을 1차 분산과 2차 분산으로 나누어 실시하되, 1차분산 직전의 혼합물을 60도 표면광택도가 30% 이상이 되도록 습윤시킨 다음 1차 분산을 실시하는 것을 특징으로 하는 자기기록 매체의 제조방법을 제공한다.

본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 자기기록매체의 제조방법에 있어서 자성도료를 분산시키기 전에 습윤공정을 두고 이 습윤공정에서의 표면 광택도가 60도로 측정하였을때 적어도 30% 이상인 것을 특징으로 한다. 습윤공정후의 표면광택도가 30% 보다 낮아면, 강자성체 분말의 표면이 결합제 용액에 충분히 습윤되지 못하여 다음의 분산공정에서 발생하는 자 성체의 새로운 계면에 결합제 용액이 피복할 수 있는 가능성이 저하되어 이상적인 분산성을 확보할 수 없게 될 뿐만 아니라 분산 안정성을 확보할 수 없게 된다. 그 결과 제조된 자기기록매체는 표면의 불균일성을 초래하여 전자 변환 특성이 악화됨을 물론 제품의 마찰계수가 높아져 주행성 및 주행 내구성이 크게 저하되는 문제점이 있다.

본 발명에서 말하는 표면 광택도는 도료를 비자성 지지체 위에 도포한 다음 도포면의 평활한 정도를 평가하는 기준으로서, 도포면이 평활하면 평활할 수록 표면광택도가 높게 나타나는 것이다. 따라서 본 발명에서 자성체가 결합제 용액 내에서 습윤되는 정도가 양호할 수록 표면 광택도가 높게 나타나는 것이다. 표면광택도에 대한 측정 방법에 관해서는 미국 표준 시험 방법(ASTM)D-523에 자세히 기술되어 있다.

본 발명에서는 자성도료를 분산시키기 전에 습윤단계를 두고 이 습윤단계에서 표면 광택도가 60도로 측정했을때 적어도 30% 이상이 되게 습윤시킨 다음 1차분산과 2차분산을 행하므로써 1차 분산 공정에서 발생하는 자성체의 새로운 계면에도 결합제 용액이 용이하게 피복할 수 있어서 우수한 분산성을 확보할 수 있게 된 것이다.

본 발명에서 말하는 습윤단계라 함은 강자성체 분말 표면이 공기로 덮여 있는 것을 결합제 용액으로 치환시켜 주는 단계로서, 니이더(Kneader) 또는 프리믹서(Premixer) 등의 설비를 단독, 또는 병용하여 행할 수 있으며 이들 설비는 공지의 것을 그대로 사용하거나 필요에 따라 개조하여 사용할 수 있다.

본 발명에서 사용할 수 있는 강자성체 분말로는 γ-Fe₂O₃, 코발트를 함유한 γ-Fe₂O₃, Fe₃O₄, 코발트를 함유하는 Fe₃O₄, CrO₂그 밖에 Fe 분말, Fe-Ni합금분말 등 공지의 각종 강자성체 분말이 적합하고, 자성체의 비표면적은 25 내지 50㎡/g인 것을 사용할 수 있다.

본 발명에서 사용할 수 있는 결합제수지로서는 염화비닐-초산비닐계 공중합체 수지, 염화비닐리덴계 수지, 아크릴로니트릴-부타디엔계 수지, 비닐부티랄계 수지, 폴리우레탄계 수지, 섬유소계 수지 등을 단독 혹은 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있으며, 2종 이상을 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.

이러한 결합제의 첨가량은 강자성 분말 100중량부에 대하여 보통 5~100중량부, 바람직하게는 10~40중량부를 사용한다.

상기한 분산제로서는 레시틴, 지방산아미드, 폴리알킬렌 옥사이드 알킬인산 에스테르 등이 사용되며, 연마제로는 α-Al₂O₃, α-Fe₂O₃, Cr₂O₃등이 사용되고, 대전방지제로는 카본블랙, 그라파이트 등이 사용된다.

자성도료 제조에 사용되는 유기용매로는 시클로 헥사논, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤 등의 케톤계 용매, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올 등의 알코올계 용매, 에테르, 글리콜-디메틸 에테르, 글리콜-모노에테르 디옥산 등의 글리콜에스테르계 용매, 벤젠, 톨루엔, 크실렌 등과 같은 방향족 탄화수소계용매, 메틸렌 클로라이드, 에틸렌글리콜라이드, 사염화탄소, 클로로포름, 에틸렌클로로히드린, 디클로로벤젠 등의 염소화 탄화수소계 용매등을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.

또한 필요에 따라 윤활제, 경화제 등의 공지의 첨가제를 사용할 수 있다.

즉, 본 발명에 의하면 강자성체분말, 결합제 수지 용액, 분산제, 대전방지제, 연마제 등을 사용하여 1차 분산 공정 직전에 습윤공정을 두어, 습윤처리 후의 혼합물에 대한 60도 표면광택도가 30% 이상이 되도록 습윤공정을 실시한 후에 1차분산 및 2차분산을 거쳐 자성도료를 제조한 뒤, 이것에 경화제를 첨가한 다음 폴리에스테르 필름 등과 같은 비자성 지지체 위에 도포하여 자성층을 형성하고, 건조, 카렌다링, 경화 및 슬릿팅 등의 공지공정을 거쳐 제조할 수 있다.

다음에 본 발명의 바람직한 실시예와 본 발명의 효과를 입증할 수 있는 비교예를 기재한다. 그러나, 하기 한 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일실시예일 뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

니이더 및 프리믹서를 조합한 설비를 사용하여 하기 성분들로 이루어진 조성물을 60도 표면광택도가 40%가 되도록 습윤시킨 다음, 1차분산시키고 이어서 폴리에스테르계 폴리우레탄 수지 10중량부와 사이클로헥사논/메틸에틸케톤/톨루엔의 혼합용액 120중량부를 첨가하여 2차분산시켜 자성도료를 제조하였다. 이 자성도료에 경화제(콜로네이트 L)를 자성체에 대하여 5중량부를 첨가, 혼합하여 두께 14.0㎛인 폴리에스테르 필름위에 4.0㎛ 두께로 자성층을 형성시키고, 건조, 카렌다링, 경화등의 공정을 거쳐 1/2인치로 슬릿팅하여 VHS형 비데오테이프를 제조하였다.

[자성층용 도료의 조성]

상기 실시예에서 표면광택도의 측정은 하기방법으로 실시하였다.

[60도 표면 광택도의 측정]

습윤공정이 끝난 직후의 도료를 폴리에스테르 필름위에 도포한 다음 건조시켜서 일본 도요세이키사의 표면광택도 측정계를 사용하여 입사각이 60도가 되도록 표면광택도를 측정하였다.

[비교예 1]

60도 표면광택도가 15%가 되도록 습윤시킨 것을 제외하고는 상기한 실시예 1과 실질적으로 동일한 방버으로 실시하여 1/2인치 VHS형 비데오테이프를 제조하였다.

상기한 본 발명의 실시예와 비교예에 의하여 제조된 비데오테이프의 동마찰계수, 내구성, 드롭아웃트, RF출력, 헤드오염 등의 특성을 다음의 방법으로 평가하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.

가) 동마찰계수 측정

직경 4인치의 스테인레스 스틸로 된 드럼에 비데오테이프를 180˚(π)가 되도록 접촉시키고, 100g의 장력(T₁)을 걸어 1.8m/분의 속도로 드럼을 회전시켰을때의 장력(T₂)을 측정하여, 다음식으로 동마찰계수를 구하였다.

나) 내구성측정

스타인버그사에서 제조한 내구성 측정기를 사용하여 비데오테이프의 자성층의 헤드와 접촉시켜 주행시키고, 자성층이 손상될때까지의 시간을 측정하여 다음과 같이 4단계로 평가했다. 이때 헤드의 주행속도는 13m/초, 헤드의 팁 돌출높이는 3.0mil, 장력은 200g으로 하여 측정하였다.

A : 31분 이상

B : 21분 이상 30분 이하

C : 11분 이상 20분 이하

D : 10분 이하

다) 드롭아웃트 측정

주행전의 비데오테이프에 5단계 단차신호를 최적전류로 기록한 뒤, 재생시의 비데오 앰프의 감쇄량이 16dB, 지속시간이 15μsec 이상인 것을 드롭아웃트로 간주하여, 30분 동안 계속 측정한 후 1분당 갯수로 평가하여 주행전의 드롭아웃트로 나타내었다. 또한, 이 비데오테이프를 상온, 상습의 조건하에서 100회 주행시킨 후에 같은 방법으로 드롭아웃을 측정하여 주행후의 드롭아웃트로 나타내었다.

라) RF출력 측정

비데오테이프를 일본 빅터사의 비데오테크(BR-7000)에 장착하여 100% 백색신호를 기록한 뒤, 재생시의 출력을 측정하고 비교예 1에서 얻어진 비데오테이프의 RF출력을 0dB로 가정하고 이를 기준으로 하여 그 차이로 나타내었다.

마) 헤드오염의 측정

제조된 비데오테이프를 VHS형으로 T-120분용으로 감은 후, 비데오테이프 레코더를 이용해 비데오테이프 100개를 기록 재생하면서 헤드가 오염된 상태를 관찰하고 다음과 같이 4단계로 평가하였다.

A : 비데오테이프 100개중 전혀 헤드오염이 발생하지 않은 경우

B : 100개중 5개 이하의 테이프가 헤드오염을 보인 경우

C : 100개중 6개 내지 10개의 테이프가 헤드오염을 보인 경우

D : 100개중 11개 이상의 테이프가 헤드오염을 보인 경우

[표 1]

상기의 표 1에서도 확인되는 바와 같이, 본 발명에 의해 제조된 자기기록매체는 비교예와 비교해 볼때, 분산 공정에서 이상적인 분산을 달성할 수 있도록 습윤단계에서 충분히 습윤시킨 결과 내구성 및 주행성이 월등히 향상되고, 헤드오염도 전혀 발생하지 않을 뿐만 아니라 전자변환 특성도 우수한 것을 알 수 있다. 특히 강자성체 분말과 결합제 수지가 이성적인 분산을 형성함에 따라 자성층 표면일 균일계를 형성하여 주행특성 및 주행 내구성이 우수하고 반복 사용후에도 드롭아웃트가 증가하지 않는 뛰어난 성능의 자기기록매체가 제공됨을 알 수 있다.

Claims (1)

1. 유기 용매에 결합제를 용해시켜 결합제 용액을 제조하는 공정과, 상기한 결합제 용액에 강자성 분말과 연마제, 대전방지제, 분산제, 윤활제등의 첨가제를 혼합 및 분산시켜 자성 도료를 제조하는 공정과, 상기한 자성 도료를 비자성 지지체상에 도포한 뒤, 건조, 카렌다링, 경화 및 슬릿팅을 행하는 공정으로, 이루어지는 자기기록매체의 제조방법에 있어서, 상기한 자성 도료를 제조하는 공정을 염화비닐-초산비닐계 공중합체 수지를 제1결합제로 하여 염화비닐-초산비닐계 공중합체 수지를 유기 용매에 용해시킨 제1결합제 용액에, 강자성 분말, 연마제, 대전 방지제, 윤활제등의 첨가제를 투입하고 니이더 또는 프라믹서를 사용하여 교반하여, 강자성분말의 제1결합체 분산액을 비자성 지지체위에 도포하고 건조시킨 후 입사각을 60도로 하여 측정한 도포면의 표면 광택도가 30% 이상 되도록, 습윤시키고, 습윤된 강자성분말의 제1결합제 분산액을 폴리에스테르계 폴리 우레탄 수지를 제2결합제로한 제2결합제 용액에 첨가하여 2차 분산시키는 것으로 행함을 특징으로 하는, 자기기록매체의 제조방법.