KR960003418B1 - 자기기록 매체의 제조방법 및 자기기록 매체 - Google Patents

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내용 없음.

Description

자기기록 매체의 제조방법 및 자기기록 매체

제1도는 종래의 자기기록 매체 제조공정에 따른 장치의 개략도.

제2도는 종래의 다른 실시예를 나타낸 자기기록 매체 제조공정에 따른 장치의 계략도.

제3도는 본 발명의 자기기록 매체 제조공정에 따른 장치의 개략도.

제4도는 상층의 자성분 충진률(지성체와 결합제의 비)에 따른 마모량과 표면조도의 변화를 나타낸 그래프.

제5도는 연마제 함량에 따른 자기테이프 표면조도변화 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 혼합탱크 2,5 : 공급펌프

4 : 저장탱크 6 : 필터

12 : 원심분리기

본 발명은 자기기록 매체에 관한 것으로, 특히 서로 특성이 다른 중층(상, 하층)의 자성도료를 하나의 일관된 장치의 연속 원심분리기를 이용하여 중층 함으로서 설비의 간단화로 생산성 향상을 기하고, 중층의 자성도료 조성비를 달리하여 마찰계수가 적고 윤활성이 우수하는 등 자속밀도의 향상과 비결합 지지체와의 결합력을 증대시키는 자기기록 매체의 제조방법과 그 조성물로 구성된 자기기록 매체에 관한 것이다.

일반적으로 오디오용, 비디오용 또는 컴퓨터용등의 자기기록 매체(이하 “자기테이프”라 함)로서는 γ-Fe₂O₃, Co함유 자성산화철, CrO₂등의 참상결정으로 이루어진 강자성 분말을 윤활제, 연마제, 결합제등의 물질중에 분산시켜 만들어지는 자성층을 비자성 지지체인 폴리에스터(PET : Poly Ethylene Terephthalate)필름위에 코팅하여서된 자기테이프가 사용 되고 있다.

그러나 최근의 자기 테이프는 고밀도 기록의 요구가 보다 높아져 종래 사용되던 강자성분말 대신에 철, 니켈 및 코발트 등의 금속을 주성분으로 하는 강자성 합금 분말의 사용이 일반화되는 한편, 자기테이프를 상, 하로 중층의 도막(double coating)층을 형성하여 고밀도 기록의 요구에 대응하고 있다.

이와 같은 지성도료의 중층 코팅방식은 축차코팅방식(Wet on dry 또는 Dry on dry)을 이용하는데, 중층 코팅시 상층의 자성도막과 하층의 자성도막을 설계하는 기준은, 상층은 고주파 영역의 신호기록에 적합하고 하층은 저주파 영역의 신호기록에 적합한 조성물로 자성도료를 코팅한다.

제1도 및 제2도는 PET필름상의 상, 하층에 자성도료를 코팅하는 종래 장치의 개략도로서, 상, 하층에 코팅될 자성도료를 각각 조성비가 다르게 혼합하여 A스템과 B스템의 독립된 설비를 이용하여 제조된다.

즉, A스템과 B스템 설비를 각각 별도로 가동하여 상, 하층에 코팅하는데, 각 혼합비를 다르게하는 자성도료(자성합금분말, 결합제, 연마제, 윤활제, 용제 등)는 도료혼합탱크(1)(1′)에서 도료공급펌프(2)(2′)를 경유하여 그레인밀(Grain mill)(3)(3′)에서 균일 분산되게 한 후 저장탱크(4)(4′) 및 공급펌프(5)(5′)를 거쳐 필터(filter)(6)(6′)에서 필터링 한 후 압출(Extrusion)형 코팅헤드(7)(7′)를 통해 먼저 하층코팅에 이어서 상층코팅을 연속적으로 하게 된다.

여기서 도면 부호(8)과 (9)는 각각 풀림드럼과 감김드럼이고, (10)과 (11)은 각각 건조기와 배향자석을 나타낸 것이다.

이와 같이 제조하여서 된 자기테이프의 자성도료는 일반적으로 자기기록 재생장치와 접촉되는 자기 테이프의 표면 윤활성을 개선하기 위해 여러 종류의 윤활제(고체, 액체 또는 이들의 조합)가 사용되고 있다.

이런 윤활제의 예를들면 무기 또는 유기질 미분말(α-Fe₂O₃, Graphite, Silica, Cr₂O₃, ZnO, Carbon Black 등)등과 유기계면 활성제(고급탄화수소 화합물, 지방족 알코올, 지방산, 지방산에스터, 지방산이미이드, 지방산염 등)가 사용되고 있으며, 지성체 100중량%에 대해 연마제는 상, 하층 구분없이 2.5-5.0중량%이 사용되나, 결합제는 16-25중량% 사용된다.

그러나, 상기에서 언급한 바와 같이 상, 하층에는 자성도료의 혼합조성비가 상이한 층으로 형성시켜야 되므로 제1도 및 제2도와 같이 A스템과 B스템과 같은 동일의 설비를 2층으로 배치하여야 함으로서 부대면적을 많이 차지함과 함께 설비의 확대 및 제조공정의 복잡화로 제조원가의 상승요인에 되고 있다.

그리고 자기기록 재생장치와 접촉시 자기테이프 표면의 윤활성을 개선하기 위해 상기와 같은 각종 윤활제를 사용하기도 하나 원하는 자기 특성을 지닌 자성층을 얻기가 곤란하다.

즉, 이들 첨가제를 다량 사용하면 자성층의 기계적 강도가 저하되며, 자성층이 된 후에도 서서히 윤활제가 자성층 표면으로 이동(bolooming)하여 표면에 묻어나와 주행계 및 자기헤드를 오염시키는 문제를 발생시키기도 한다.

예를들면, 윤활제로서 미리스틱산(myristicacid)이나 부틸스테아레이트(butyl-n-stearate)를 자기테이프 스퀼(tape squeal)이 없도록 유효량을 자성체에 첨가하면 전자변환 특성에 나쁜 영향을 미쳐 신호대 잡음비(S/N : Signal to Noise ratio)가 저하되며, 또한 윤활제에 따라서는 플레이어 주행계의 오염원인이 되기도 한다.

또한 윤활성이 충분하지 않은 자기기록 매체는 기록 재생장치와의 접촉에 의해 자성층 표면이 마모되고 자성층의 마찰계수가 증가한 자기테이프, 특히 고습(상대습도 60%) 이상의 조건하에서는 기록 재생 장치에서의 자기테이프 주행 접촉부분 고습조건에 따른 미소물방울의 영향으로 응착 현상이 생기므로서 스틱스립(Stioky-Slip)주행이 일어나 주행노이즈가 발생하게 된다.

또한, 스틱스립 주행이 생긴 자기기록 매체의 기록신호는 주행 방향으로 주파수 변조를 일으켜 기록신호의 정상 재생이 곤란하고, 응착력이 주행장력보다 큰 경우 주행이 정지되어 기록 재생이 불가능해진다.

테이프스퀼(Tape Squeal)이라 불리우는 이 현상의 원인은 자기기록 재생장치의 자기기록 매체 주행계의 재질, 주행장력, 주행속도 등이며, 자기기록 매체로서는 표면의 평활화와 마찰계수의 상승등이 그 원인으로 작용한다.

또한 상층의 연마제량 부족시 자기테이프의 내구성이 떨어져 주행시 스크래치(Scratch)발생 및 반복 주행시 화질이 떨어지는 문제점이 있고, 그 첨가량이 많으면 자성체 함유비율이 낮아 전자변환 특성의 저하가 일어난다.

이에 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 일관되는 단일설비로 구성된 연속 원심분리기를 이용하여 상, 하층에 도료를 연속적으로 입힘과 함께, 연마제 또는 결합제의 혼합비율을 상, 하층에 일정비율 조정하여 분포시킴으로서, 설비의 간단화 및 공정의 간단화로 제조원가가 절감되고, 윤활제의 지성층 표면으로의 이행에 의한 오염을 방지함과 함께 윤활성을 좋게하고, 스퀼현상 억제, 저마찰계수 등의 자속밀도 향상을 갖는 자기테이프를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.

이하 본 발명을 설명한다.

제3도는 PET필름상에 중층(상, 하층)의 자성도료를 코팅하는 본 발명의 장치의 계략도로서, 자성도료(자성 또는 강자성 합금분말, 연마제, 결합제 등)를 혼합탱크(1)에서 혼합한 후 공급펌프(2)를 경유하여 그레인밀(gran mill)기(3)에서 분산되게 밀령한 후 저장탱크(4) 및 공급펌프(5)를 경유하여 필터(6)에서 필터링 한다.

그리고 원심분리기(12)에서 원심분리하여 상, 하로 구분된 압출형 코팅헤드(7)(7′)를 통해 PET필름에 자성도료가 하층에 이어서 상층에 순차적으로 연속 코팅된다.

이와 같이 종래에는 상, 하층에 코팅될 조성물이 서로 다른 도료를 2중의 설비에서 실시한데 반해, 본 발명은 일관된 하나의 설비에서 원심분리하여 상, 하층에 조성비가 다른 코팅층을 연속적으로 형성시킬 수 있어 설비 및 공정의 간단화로 생산성 향상을 기할 수 있다.

이와 같은 원심분리기를 이용한 상, 하층의 조성물 구분은 조성물의 밀도차이를 이용한 것이다.

예로서 밀도가 자성체 및 연마제(α-Al₂O₃)는 4.8-5.0g/cm³이고, 기타 원료류(수지계결합제, C/B, 윤활제등)는 1.0-1.3g/cm³인 상태이므로 원심분리기의 회전속도(rpm) 및 동작시간(20-30분)을 조절하므로서 상, 하층에 원하는 조성물에 대한 조성비를 구분시켜 코팅할 수 있다.

따라서 원심분리기의 중심부와 외측부에 각각 설치된 코팅헤드(7)(7′)를 이용 연속적으로 하층에 먼저 코팅한 후 이어서 상층에 코팅하게 된다.

본 발명은 이와 같은 설비를 이용한데 특징이 있음과 함께 다른 하나는 상층과 하층에 자성체를 비롯한 연마제 또는 결합제의 조성비율을 달리 함으로서, 윤활제의 자성층 표면으로의 이행에 의한 헤드 및 주행계의 오염을 없애고, 마찰에 의한 헤드부에서의 테이프스퀼을 없앨 수 있으며, 또한 지지체인 PET와의 접착력을 향상시킬 있는 등, 상, 하층간의 조성비를 달리하는데 또 다른 특징이 있다.

이하 구체적으로 설명한다.

상층 자성도료는 하층 자성도료에 비하여 자성체 및 연마제의 함유량을 높여 표면조도가 증가되고 증가된 표면조도의 영향으로 마찰에 의한 플레이어 내 헤드부에서의 스퀼이 없는 자기테이프 특성을 갖게하고, 하층 자성도료는 상층 도료에 비해 자성체나 연마제보다 결합제 함량을 높여 PET필름과의 결합력을 향상시킬 수 있다.

이때 연마제와 관련한 자성도료의 조성은, 상층의 경우는 상층자성체 100중량%에 대하여 연마제인 α-Al₂O₃가 2.0-6.0중량%이고, 하층의 경우는 하층 자성체 100중량%에 대하여 연마제인 α-Al₂O₃를 0.1-2.0중량%로 한다.

이때 상층에서 연마제량이 부족하면 자기테이프의 내구성이 떨어져 주행시 스크래치(Scratch)발생 및 반복 주행시 화질이 떨어지고, 6.0중량%이상 첨가시는 자성층 내에서 자성체 내에서 자성체 함유 비율이 낮아 전자변환 특성의 저하가 일어난다.

이와 같은 상, 하층의 경우 상층의 두께를 0.1-2.0㎛으로 하고, 하층의 두께를 0.1-5㎛으로 함이 바람직하다.

이와 같이 자성체 및 연마제의 충진 밀도가 높은 상층 자성에서는 하층 자성에서의 윤활제의 이행성이 감소되어 헤드 및 주행계의 오염이 없고 스퀼현상도 없게되어 자속밀도를 향상시킬 수 있다.

또한 결합제와 관련한 자성도료의 조성에 있어서는 상층의 경우는 자성체와 결합제의 비율이 5 : 1-10 : 1이고, 이때 도막두께는 0.1-2.0㎛으로 하여, 고주파 영역의 주파수 영역에서 출력 및 S/N특성이 좋아지고, 하층의 경우는 자성체와 결합제의 비율이 3 : 1-8 : 1이고, 이때 도막두께는 0.1-5㎛하여 비자성 지지체인 PET필름과의 결합력을 높여 내구성을 향상시킨다.

이상과 같이 각 상, 하층 내에서의 자성도료를 차이나게 함에 있어서는 본 발명의 장치를 이용하여 제조함이 생산성 향상에서 바람직하나 기존의 제1도 및 제2도를 통하여도 생산가능함으로 본 발명의 장치를 이용한 공정에 한정하지 않는다.

또한 상기에서 언급한 자성체와의 연마제 또는 결합제의 조성비율은 상, 하 각층에서의 조성비율이지 상, 하층을 합한 전체 조성물의 조성비를 대상으로 한 것이 아니다.

즉, 본 발명의 실시예를 나타낸 표 1과 같은 상, 하층 전체의 각 원료비로 배합된 혼합 자성도료를 하나의 원심분리기에서 원심분리하면 조성의 밀도, 원심 분리기의 회전수 및 가동시간의 조정에 따라 상, 하의 압출헤드를 통해 실시예와 같은 상, 하층간의 조성비 구분이 이루어지는 것이다.

따라서 상층 : 하층의 조성물 구성비를 필요로 하는 경우는 자기테이프 특성상 원료배합을 설정하면 되므로 본 발명은 상층 : 하층을 비교하는 전체 조성물 구성비율을 전제로하여 한정하지 않는다.

표 1은 본 발명의 실시예를 나타낸 것으로, 자성도료를 배합비율과 관련한 각 상, 하층의 자성체 : 연마제와 자성체 : 결합제의 구성비를 나타낸 것이다.

표 2는 종래의 비교예를 나타낸 것이다.

표 3은 본 발명과 종래의 비교예에 대한 특성 결과를 나타낸 것이다.

제4도는 자성분 충진률(자성체와 결합제의 비)에 따른 마모량과 표면조도의 변화를 나타낸 것이고, 제5도는 연마제 함유량에 따른 자기테이프 표면조도 변화를 나타낸 것이다.

[표 1]

[표 2]

[표 3]

* 자성층 전체 두께는 5㎛으로하되, 상층도막은 1㎛, 하층도막은 4㎛으로 코팅하였으며 자성층 도막내의 연마제 비율은 2중량%로 하였다.

Claims (7)

1. 폴리에스터(Polyethylene Terephthalate)필름상의 상, 하층에 조성비가 다른 혼합자성 도료를 코팅하는 것에 있어서, 혼합 자성도료를 단일의 혼합탱크에 넣어 혼합하고, 이어서 밀링한 후 이를 원심분리기에 의해 분리하여 하층에 이어서 상층에 자성도료를 연속적으로 코팅함을 특징으로 하는 자기기록 매체의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 원심분리기에 의하여 분리되어 상하층에 각각 코팅되는 도막재료는 자성체에 대한 연마제의 중량비가 다르도록 분리시킴을 특징으로 하는 자기기록 매체의 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 원심분리기에 의하여 분리되어 상하층에 각각 코팅되는 도막재료는 자성체에 대한 결합제의 함유비가 다르도록 분리시킴을 특징으로 하는 자기기록 매체의 제조방법.
4. 폴리에스터 필름상의 상, 하층에 조성비가 다른 자성도료가 도막된 것에 있어서, 상층도막층은 상층 자성체 100wt%에 대해 연마제가 2.0-6.0wt%이고, 하층 도막층은 하층 자성체 100중량%에 대해 연마제가 0.1-2.0wt% 포함되어 이루어짐을 특징으로 하는 자기기록 매체.
5. 제4항에 있어서, 상기 상층도막층의 두께는 0.1-2.0㎛이며, 하층도막층의 두께는 0.1-5㎛로 형성된 것을 특징으로 하는 자기기록 매체
6. 폴리에스터 필름상의 상, 하층에 조성비가 다른 자성도료가 도막된 것에 있어서, 상층도막층은 상층자성체와 결합제의 비율이 5 : 1 내지 10 : 1이고, 하층도막층은 하층자성체와 결합제의 비율이 3 : 1 내지 8 : 1로 이루어짐을 특징으로 하는 자기기록 매체.
7. 제6항에 있어서, 상기 상층도막층의 두께는 0.1-2.0㎛이며, 하층도막층의 두께는 0.1-5.0㎛인 것을 특징으로 하는 자기기록 매체.