KR900000010B1 - 자기 기록 테이프의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

자기 기록 테이프의 제조방법

제1도는 본 발명에 의한 불화 흑연의 열처리 장치를 보인 개략도.

제2도는 본 발명에 의한 불화 흑연으로 표면 보호층을 형성하는 스퍼터 장치의 개략도.

제3도는 본 발명에 의해 테이프에 표면 보호층을 형성한 상태를 보인 설명도.

제4도는 본 발명에 의한 자기 기록 테이프의 동 마찰 계수 측정 결과를 보인 그래프.

제5도는 본 발명에 의한 자기 기록 테이프와 무처리 테이프의 내식성 측정결과를 보인 그래프.

본 발명은 강자성 금속 증착형 테이프 및 도포형 자기테이프 등과 같은 자기 기록 테이프에 관한 것으로, 특히 윤활성이 우수한 고체 윤활제(lubricant)를 형성하고, 그 고체 윤활제를 자기 기록 테이프의 표면 보호층을 사용하여 테이프의 내식성 및 내마모성을 향상시키게한 자기 기록 테이프의 제조 방법에 관한 것이다.

종래의 자기 기록 테이프는 습식 코팅(wet coating)법 또는 담금(dipping)법 등으로 액체 윤활제인 실리콘, 플루오르 계통의 오일을 도포하여 표면 보호층을 형성하거나, 금속 등을 증착하여 표면 보호층을 형성하였다.

그러나, 오일을 도포하여 표면 보호층을 형성하는 것은 그 도포된 오일이 자기 헤드에 묻게 되는 결함이 있었고, 금속을 증착시키는 것은 테이프의 내구성 및 내산화성이 약한 결함이 있었다.

따라서, 본 발명은 윤활성이 매우 우수한 고체 윤활제인 불화 흑연(graphite fluoride)을 만들고, 그 불화 흑연을 테이프의 표면 보호층으로 사용하여 자기 헤드가 테이프에 들어붙는 등의 스틱션(stiction)현상을 방지함은 물론 테이프의 내식성 및 내마모성을 향상시키고, 스퍼터링 등의 건식법으로 테이프에 불화 흑연을 도포하여 표면 보호층의 두께 조절도 원활히 수행할 수 있게 한 것이다.

먼저, 본 발명을 설명하기 전에 고체 윤활제에 관하여 설명하면, 고체 윤활제로 사용되는 물질은 결정학적으로 판상 적층 구조(lamella structure)를 가지며, 동일 판상의 원자들은 공유결합(covalent binding)으로 강하게 결합되어 있고, 다른 판상의 원자들은 반 데르 바알스 결합(Van der Waals' binding)되어 있으므로 동일 판상의 원자들은 치밀하게 결합되고, 판과 판사이는 외부의 전단 응력에 의해 쉽게 미끄럼(sliding)이 발생되어 윤활성을 가지게 되며, 이러한 성질을 가지고 있는 고체 윤활제로 주로 사용되고 있는 물질로는 흑연 및 MoS₂, WS₂등이 있다.

그리고, 고체 카아본(carbon)은 결정구조에 따라 결정질 카아본과 비정질 카아본으로 분류되고, 공업적으로 카아본 또는 카아본 블랙(carbon black)으로 불리우는 물질은 비정질 카아본이다. 결정질 카아본에는 결정질에 따라 다이아몬드와 흑연으로 분류되고, 다이아몬드는 탄소 원자들이 다이아몬드 큐빅(diamond cubic)를 가지며, 흑연은 HCP(Hexagonal Close Packed)구조인 판상적층 구조(lamella structure)를 가져 고체 윤활제로 주요 사용된다.

또한, 흑연은 밑면(basal plane)내의 탄소 원자들이 공유 결합에 의해 강하게 결합되어 있으므로 산소 등과 같은 반응성 기체의 침투를 방지하여 내부식성도 매우 우수하다.

이와 같은 흑연에 불소 등과 같이 원소의 반경이 큰 기체를 질소 등의 캐리어 가스(carrier gas)와 함께 반응시키면, 불소 원자가 흑연의 결정 구조 안으로 침투하여 판과 판 사이의 간격을 확장시키므로 인접 층(layer)간의 결합력이 더욱 약해지고, 외부 응력에 의해 인접 층들의 미끄러짐이 더욱 쉽게 발생되어 윤활성이 매우 향상된다.

본 발명은 상기와 같은 성질을 이용하여, 흑연에 불화 가스를 반응시켜 불화 흑연을 만들고, 그 불화 흑연을 자기 테이프의 표면 보호층 물질로 사용하여 윤활성이 우수함은 물론 내구성 및 내마모성이 좋은 자기 기록 테이프를 제조하는 방법에 관한 것이다.

이하, 첨부된 도면에 의하여 본 발명은 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 스퍼터링 타킷트로 성형된 불화 흑연이 열처리 장치를 보이 것으로, 부호 1은 진공조이고, 진공조(1)내에는 가열실(2)를 설치하여 그 가열실(2)에 히이터(3)를 설치하고, 진공조(1)의 일측에는 진공펌프(4)를 설치하여, 가열실(2)에는 F₂+N₂혼합 가스가 유입되게 한다.

이와 같이 된 본 발명의 열처리 장치는 가열실(2)내에 카아본 블랙(5)을 내장하고, 진공 펌프(4)로 배기시켜 진공조(1)내의 진공도가 10^-3-10^-22Torr로 되게 한후 진공조(1)내에 F₂+N₂혼합 가스를 일정 압력으로 주입 하면서 히이터(3)로 가열하여 200-400℃정도의 열처리를 하고, 서서히 냉각시켜 불화 흑연을 만든다.

이때, 흑연의 불화 반응정도(fluorination degree)는 반응 시간과 온도를 조절한다.

제2도는 이와같이 제조된 불화 흑연으로 테이프에 표면 보호층을 형성하는 스퍼터(sputter)장치를 보인 것으로, 자성층(6)이 형성된 두께가 대략 i2㎛의 PET 필름(7)에 Co-20 wt/Ni을 약 1500Å정도 도포하여 본체(8)내에 설치된 공급롤(9)에 감고, 진공펌프(11)로 진공시킨 후 아르곤 가스를 주입하면서 공급롤(9)에 감긴 필름(7)을 회수롤(10)로 주행시키고, 불화 흑연(12)을 타킷트로 사용하여 제3도에 도시한 바와같이 자성층(6)의 상부에 불화 흑연층(13)을 형성한다.

이와같이 제조된 본 발명의 테이프를 실시예로 설명하면 다음과 같다.

[실시예 1]

300℃, 30mol% F₂-N₂혼합 가스의 분위기 하에서 1 및 2, 3시간 열처리하여 얻은 불화 흑연을 타킷트로 사용하여 스퍼터 장치에서 4.17W/㎠의 출력으로 PET 필름의 자성층상에 300Å정도 스퍼터링한 후 8mm로 슬리팅(slitting)하고, 스테인레스 봉(stainless steel rod)과의 동마찰계수를 측정하여 제4도의 결과를 얻었다.

제4도에서 보면, 열처리 시간이 길수록 불소 원자와 흑연과의 반응도가 커져 윤활 작용이 현저히 증가하고, 동마찰계수가 0.4에서 0.1까지 감소됨을 알 수 있다.

[실시예 2]

본 발명에 의한 불화 흑연과 천연 흑연, MoS₂를 300Å+정도 도포하여, 표면 보호층을 형성한 테이프의 스틸 라이프(still life)를 각기 측정하여 다음의 표와 같은 결과를 얻었다.

[표 1]

여기서, 스틸 라이프는 출력이 초기 값에서 6dB까지 저하되는 시간을 측정하였다.

상기의 표에서 알 수 있는 바와같이 본 발명의 불화 흑연을 스퍼터링하여 표면 보호층을 형성한 테이프가 다른 물질로 표면 보호층을 형성한 테이프보다 스틸 라이프가 매우 길어지게 됨을 알 수 있다.

[실시예 3]

본 발명에 의한 테이프와 무처리 테이프를 상대 습도 80%에서 온도를 20-60℃로 가변시키면서 내식성을 측정하여 제5도와 같은 결과를 얻었다.

제5도에서 보인, 본 발명의 테이프는 온도의 변화에 따라 스틸 라이프의 변화가 거의 없으나, 무처리 테이프는 온도에 따라 스틸 라이프의 변화가 심하고, 60℃에서는 스틸 라이프가 급격히 변화하여 자성층이 거의 산화되었음을 알 수 있다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 테이프에 불화 흑연으로 표면 보호층을 형성함으로써 테이프의 내구성 및 내마모성을 향상시키게 되는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 자기 기록 테이프에 표면 보호층을 형성함에 있어서, 카아본 블랙을 10^-3-10^-2Torr의 진공조에 내장하고, F₂+N₂혼합 가스를 일정 압력으로 주입시키면서 200-400℃로 열처리한 후 서냉시켜 스퍼터링용 불화 흑연을 만들고, 그 불화 흑연을 Co-20 wt%Ni을 약 1500Å정도 도포한 테이프에 스퍼터링하여 표면 보호층을 형성함을 특징으로 하는 자기 기록 테이프의 제조방법.

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