KR100637786B1 - 이중-표면의 연성 자기 테이프 - Google Patents

Abstract

연성 자기-테이프 기재의 양면에 보자력이 비교적 작은 자기 매체의 기층이 피복되고, 이 기층에 큰 보자력의 초미세 입자의 형태로 서브마이크론 두께의 철-도핑된 이산화크롬의 층이 피복된다. 종방향 자기 기록 시스템에 있어서는, 보자력이 적어도 1,500 Oe인 자성 층이 보자력이 25 내지 500 Oe 사이인 기층과 함께 사용된다. 수직 자기 기록 시스템의 경우에, 보자력이 적어도 2,000 Oe인 자성 층이 보자력이 25 내지 800 Oe인 기층과 함께 사용된다.

Description

이중-표면의 연성 자기 테이프{DUAL-SURFACE FLEXIBLE MAGNETIC TAPE}

본 발명은 기록용 자기 매체에 관한 것으로, 구체적으로 말하면 이중 자성 표면을 갖는 연성 테이프에 관한 것이다.

소형화, 보다 빠른 기록 속도 및 큰 기억 용량에 대한 요구가 증가함에 따라, 해당 자기 매체의 양면에 자기 정보를 기록할 수 있도록 하는 것이 자기 기록 산업에 있어서의 장기간에 걸친 목적이 되었다. 그러한 목적은 디스크에 의해 만족스럽게 달성되었지만, 연성-테이프(flexible-tape) 자기 매체에 의해 구현하기는 곤란하였다. 디스크와 비교할 때, 자성 층을 분리하는 데 매우 얇은 기재가 사용되기 때문에 테이프의 권취된 스풀과 관련한 문제가 발생하는데, 이로 인하여 테이프의 한 면으로부터 반대 면으로의 데이터 패턴의 "프린트-스루(print-through)" 또는 "고스트(ghost)" 이미징(당업계에 사용하고 있는 표현임)이 초래된다. 이러한 상황은 기록 공정 중에 충분한 강도로 기록층과 기재를 통과하는 자속선으로 인하여 발생되어, 테이프의 반대측에 있는 자성 코팅 상에 저조하게 해독되는 신호를 또한 기록한다. 보다 두꺼운 테이프 기재를 사용하면 프린트-스루가 감소하지만, 테이프의 용적 기억 용량도 역시 감소한다. 따라서, 당업계는 훨씬 얇은 테이프와 보다 얇은 (통상적으로 0.4 ㎛ 미만의) 기록층을 추구하는 방향으로 발전하고 있 다.

기록 공정에 있어서는, 기재와, 테이프의 반대측에 있는 코팅(있는 경우)을 통과하는 자속을 최소화하기 위하여 강자기장이 매우 얕은 깊이로 인가되는 것이 바람직하다. 기록층을 지난 강자기장의 영향을 개선시키기에 유용한 수단으로는, 그 자기장에 대하여 "키퍼(keeper)" 또는 션트(shunt)로서 약자성 기층을 사용하여, 신호 통과(signal penetration)를 방지하는 것이 포함된다. 기재가 얇은 테이프의 자성 층에서의 신호 성능을 개선하는 이러한 방법은 여러 특허에 개시되어 있다. 예컨대, 미국 특허 제4,109,046호, 제4,423,454호, 제4,200,678호, 제4,075,384호를 참조한다. 이들 특허 중 어느 것도, 약자성 기층을 사용하여 이중-표면 기록을 가능하게 하는 것에 대해 개시하고 있지 않다.

이중-표면 테이프의 스풀(spool)과 관련한 다른 문제는 테이프의 두 표면이 권취된 테이프의 팩(pack)으로 감길 때에 2개의 자화 층이 서로 매우 근접하게 위치된다는 사실에 기인한다. 권취 공정의 결과로서, 테이프의 일측에 있는 자기 매체는 필연적으로, 릴 상에 이전에 감긴 테이프에 존재하는 타측 상의 자기 매체에 물리적으로 맞닿게 위치된다. 이 상황은 당업계에서 "접촉-기록(contact-recording)"이라 불리는 것을 발생시키는데, 즉 테이프의 한 표면 상에 있는 데이터 패턴이 대향 표면 상으로 이미징되는 것을 초래하게 한다. 또한, 2개의 기록 면이 서로 직접 접촉하게 위치되는 경우에, 테이프의 각 측부에서 오류 자화(errant magnetization)가 또한 발생할 수 있다.

이중-표면 자기 테이프의 각종 실시예가 JP 54050304, JP 4163715, JP 5041844와 같은 종래 기술에 개시되어 있지만, 이들 기술 중 어느 것도 전술한 프린트-스루 및 접촉-기록의 문제를 해결하지 못한다. 다른 종래 기술의 개시물은 양면 자기 테이프의 성능을 개선시키는 것을 목적으로 하는 기술을 설명하고 있다. 예컨대 미국 특허 제3,725,611호는, 테이프의 양면에 있는 2개의 강자성 층이 마스터 테이프로부터의 단파장 및 장파장 신호의 기록 효율을 개선하도록 설계되는 상이한 두께를 갖는 양면 코팅된 자기 테이프를 개시하고 있다. 테이프의 양면이 단일의 기록 동작에 활용되기 때문에, 매체의 기억 용량을 개선시키지 못한다.

마찬가지로, 미국 특허 제5,850,328호는 자성 입자가 제조 공정 중에 상이한 자기 배향으로 정렬되어 있는 양면 자기 기록 테이프를 개시하고 있다. 각 측면의 자기 배향은 타측에 대하여 충분하게 각 변위되어, 접촉-기록 및 프린트-스루의 영향을 최소화한다. 전술한 기술은 테이프와 방위 정렬되는 특정의 판독/기록 헤드를 사용할 것을 필요로 한다.

전술한 특정의 요건 및 결점 때문에, 이상의 종래 기술에 설명된 해결책 중 어떤 것도 상업적으로 지지를 얻지 못하였다. 그럼에도 불구하고, 보다 큰 기억 용량을 제공하기 위하여 테이프 두께가 점차 얇아짐에 따라, 양면 테이프의 사용은 훨씬 매력적인 목적이 되고 있으며, 이중-표면 자기-테이프 개념의 실질적인 구현에 대한 요구가 여전히 존재한다.

본 발명은 비교적 보자력이 큰 자기 기록층이 중간 기재의 각 측면에서 비교적 보자력이 작은 기층 위에 마련되는 자기 기록 매체를 제공한다. 해당 기록 시 스템의 유형에 따라, 층의 비보자력(specific coercivity) 값은 프린트-스루 및 접촉-기록을 최소화하는 제약과 모순이 없게 적절하게 선택된다. (당업계에 선형 시스템으로도 알려져 있는) 종방향 자기 기록 시스템의 경우에, 이들 원하는 결과는 보자력이 25 내지 500 Oe인 기층과 함께 보자력이 적어도 1,500 Oe인 자성 층을 조합함으로서 얻을 수 있다. (나선형 시스템으로도 알려져 있는) 수직 자기 기록 시스템의 경우에, 이들 원하는 결과는 보자력이 25 내지 800 Oe인 기층과 함께 보자력이 적어도 2,000 Oe인 자성 층을 조합함으로서 얻을 수 있다.

결정적인 것은 아니지만, 전술한 바와 같은 보자력 범위와 함께 조합될 때에는 입자 배향도 유용한 파라미터인 것으로 또한 판명되었다. 예컨대, 선형 시스템에 있어서는, 기록층에서의 입자 배향이 항상 기층에서의 입자 배향보다 커야 하는데, 바람직하게는 기록층에서는 약 1.5:1 이상의 OR(배향율) 값을, 기층에서는 약 2.0:1 미만의 OR 값을 갖는다. 나선형 시스템에 있어서는, 양 타입의 층에 있어서의 입자 배향이 가능한 한 작아야 하는데, 바람직하게는 약 1.5:1 OR보다 작아야 한다. 입자 배향과 보자력 파라미터의 이들 조합은, 약 2배 두꺼운 기층의 위에 0.25 ㎛ 미만의 두께를 갖는 기록층을 포함하는 이중-표면의 연성 자기 테이프를 성공적으로 구현할 수 있게 하였다.

이제, 이하의 도면을 참고로 하여 단지 예로서만 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이중-표면 자기-테이프 카트리지 의 사시도이고,

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 양면 테이프를 보여주도록 도 1의 카트리지를 부분적으로 절결하여 도시한 도면이고,

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 양면 테이프를 형성하는 기층과 여러 층의 개략도이다.

본원의 발명자는, 통상의 테이프 기재 위에 코팅되는 기층과 자기 기록층에서의 보자력을 적절하게 선택하여 조합하면, 본질적으로 프린트-스루 및 접촉-기록(contact-recording) 영향이 없는 얇은 이중-표면의 연성 테이프를 제조할 수 있다는 것을 알아내었다. 철-도핑된 이산화크롬은 상기 용례에 적합한 특성을 갖고 있다. 개시하고 있는 보자력 파라미터의 신규한 조합을 제외하고는, 이중-표면 자기 테이프의 물리적 구조 및 다른 특징은 종래의 테이프 요소와 동일할 수 있다. 따라서, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)(PET) 또는 폴리(에틸렌 나프탈레이트)(PEN)와 같이 자기 테이프 카트리지에 사용하기에 적합한 통상의 테이프 기재의 각 측부에 통상의 방식으로 자기 재료를 도포하는 것을 생각할 수 있다.

동일 부품을 동일 도면 부호 및 기호로 지시하고 있는 도면을 참조하면, 도 1은 양면 자기-테이프 카트리지(10)를 도시하고 있다. 도 2의 부분 절결도에 도시된 바와 같이, 카트리지(10)는 2개의 릴(14, 16) 사이에 권취된 양면 테이프(12)를 포함하며, 입력-출력 작업을 실행하는 적절한 판독/기록 헤드가 테이프의 각 측부에 접근할 수 있게 2개의 입력/출력 도어, 즉 셔터(18, 20)를 갖추고 있다. 테이프(12)의 각 대향 측면은, 실질적으로 긴 형상이고 층 내에 고도로 배향되어 있는 철-도핑된 이산화크롬과 같은 고보자력 입자의 박층 코팅(22, 24)으로 이루어진다. 높은 수준의 패킹(packing)을 허용하도록 하기 위하여, 입자는 0.05 내지 2.0 ㎛의 길이와 0.005 내지 0.10 ㎛의 공칭 직경(즉, 입자 길이에 수직한 치수의 최대 폭)을 갖는 것이 바람직하고, 약 0.05 ㎛의 길이와 0.005 ㎛의 폭을 갖는 것이 가장 바람직하며, 고도로 배향되고 극히 협소한 사이즈 분포를 갖는 것이 바람직하다. 특정의 사이즈 분포가 결정적인 것으로 판명되지는 않았지만, 시험 결과로부터 협소한 분포에 의해 보다 양호한 경과를 얻을 수 있는 것을 알았다. 이들 조건하에서는, 당업계에 일반적으로 사용되는 알루미나 또는 기타 마모 입자를 자성 층의 조성에 첨가할 필요가 없다.

각 자성 층(22, 24)은 선형-시스템 용례에서는 보자력이 적어도 1,500 Oe인 입자로 이루어지고, 나선형 시스템 용례에서는 보자력이 적어도 2,000 Oe인 입자로 이루어진다. 자성 층(22, 24)이 자성 기층(26, 28) 위에 피복되고, 이 자성 기층은 통상의 기재(30; 도 3 참조) 위에 피복된다. 기층(26, 28)은 선형-시스템 용례에 대해서는 500 Oe보다 작은 보자력을, 나선형-시스템 용례에 대해서는 800 Oe보다 작은 보자력을 갖도록 선택된다. 이상적으로, 각 자성 층(22, 24)의 보자력은 작동 파라미터 및 소요 비용을 기초로 할 때 실용적일 정도로 높아야 하며, 기층(26, 28)의 보자력은 약 25 Oe와 용례의 각 유형에 대하여 정해진 상한의 사이로, 바람직하게는 200-250 Oe 범위로 있어야 한다.

초미세 입자 형태의 철-도핑된 이산화크롬이 바람직한 실시예의 이중-표면 기록 목적에 특히 적합한 보자력 및 기타 특성을 갖는 우수한 자성 재료인 것으로 판명되었다. 선형 시스템에 바람직한 실시예에 따르면, 보자력이 2,000-2,600 Oe인 철-도핑된 이산화크롬 입자가 사용되고, 각 입자는 길이가 약 0.05 ㎛이고, 폭이 0.005 ㎛이다. 나선형 시스템에 바람직한 실시예에 따르면, 보자력이 2,200-2,600 Oe인 철-도핑된 이산화크롬 입자가 사용된다. 결정적인 것은 아니지만, 입자 배향을 또한 이용하여 바람직한 실시예의 목적을 구현할 수 있다. 선형-기록 시스템의 경우에는, 기록층에서의 입자 배향이 항상 기층에서의 입자 배향보다 커야 하고, 바람직하게는 기록층에서는 약 1.5:1 이상의 OR 값을 갖고(3:1 이상의 배향비를 갖는 것이 가장 바람직하고, 가능하게는 심지어 4:1의 배향비를 가짐), 기층에서는 약 2.0:1 미만의 OR 값을 갖는다. 나선형-기록 시스템의 경우에, 입자 배향은 양 타입의 층에서 가능한 한 작아야 하며, 바람직하게는 약 1.5:1 보다 작은 OR을 갖는다.

또한, 이 재료는 전기 및 열 전도율, 마모도, 탄성 계수, 입자 패킹, 그리고 높은 기록 밀도에서의 자기 모멘트가 큰 값을 나타낸다. 따라서, 이웃하는 약자기장이 기록된 신호에 미치는 영향은 크게 제한되므로, 신호 유지가 향상되고 자기 테이프(12)의 양면에서의 코팅이 허용된다. 재료의 열 및 전기 전도율이 높으면, 전도성 필러의 첨가 필요성, 또는 연성 테이프 기재와 자성 층 사이의 종래의 기층 또는 전도성 백코트(backcoat)의 배치 필요성이 또한 제거된다.

마모 입자(즉, 알루미나 실리카와 같은 헤드 청소제)가 필요 없기 때문에, 코팅 내의 비자성 재료에 의해 야기되는 결점이 일어날 가능성은 크게 감소한다. 이는 협소한 트랙을 구현하는 경우에는 특히 중요한 것이다. 마지막으로, 자성 층의 균일한 입자 분포에 의해 제공되는 균형 코팅 구조로 인하여, 이제까지는 미립자 구조의 연성 매체에 의해서 얻을 수 없었던 수준의 안정적인 응력 경감, 크리프 및 가이딩을 허용한다.

바람직한 실시예에 따르면, 테이프(12)는 도 3에 도시된 바와 같이 각 자성 층(22, 24)보다 약 2배 두꺼운 기층(26, 28)으로 피복된 PET 또는 PEN의 연성 지지 기재(30)로 이루어진다. 기재(30)의 양면은 실질적으로 동일한 층(26, 28; 22, 24)으로 균일하게 피복되어 있으며, 이론적 고려를 기초로 하면, 층(22, 24)은 두께가 0.02 ㎛ 내지 0.25 ㎛, 바람직하게는 0.10 ㎛ 내지 0.20 ㎛인 철-도핑된 이산화크롬으로 이루어진다. 이산화크롬 재료는 동시 압출, 슬롯 다이 및 복수-패스(multiple-pass) 그라비어 코팅과 같은 통상의 방법에 의해 적층될 수 있다.

입자 특성 및 보자력 파라미터의 이들 조합으로 인하여, 매우 얇은 기재와 자기-코팅 층으로 이루어지는 자기 테이프를 얻는 것이 가능하게 되었다. 2번 연속 테스트한 선형-시스템의 실시예는 두께가 약 0.25 ㎛이고 보자력이 약 1580 Oe 내지 1800 Oe인 철-도핑된 이산화크롬 기록층을 각각 포함하고, 이 기록층보다 2배 두껍고 보자력이 약 200 Oe인 기층을 약 5 ㎛ 두께의 PET 기재의 양면에 피복하여, 전체 두께를 약 6.5-7.0 ㎛로 되게 하였다. 이들 결과와, 얇은 기재 및 자성 층의 제조에 관련한 공지의 기술을 기초로 하면, 이중-표면의 자기 테이프를 0.02 ㎛ 정도로 얇게 피복할 수 있고, 이로써 전체 두께가 몇 ㎛ 정도인 연성 테이프를 제조할 수 있다.

이제까지, 프린트-스루와, 접촉 기록에 의해 야기되는 오류 자화가 없는 양면용의 이중-표면의 연성 자기 테이프를 설명하였다. 또한, 프린트-스루 및 접촉 기록의 문제점이 특정의 판독/기록 장비를 사용하지 않고 해결된다. 상기 비교적 간단한 실시예는 모든 타입의 연성 자기-기록 매체에 적합하다.

당업자는 본 명세서에 설명되고 첨부된 청구범위에 한정되어 있는 본 발명의 원리 및 범위 내에서 상세 구성, 단계 및 구성 요소에 대한 다양한 변화가 있을 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예컨대, 본 발명의 재료는 균등한 방식으로 도포되고, 임의의 양면 기록 매체에 대하여 균등한 결과를 갖는다. 따라서, 본 발명을 가장 실질적이고 바람직한 것으로 고려되는 실시예를 참고로 하여 도시 및 설명하였지만, 본 발명의 범위 내에서 본 발명에 대한 변경이 있을 수 있으며, 이는 본 명세서에 설명된 상세 구성으로 한정되지 않고, 임의의 모든 등가의 공정 및 물품을 포괄하도록 청구범위의 전체 사상에 따르는 것을 이해할 것이다.

Claims (11)

1. 지지 기재;

   상기 지지 기재의 제1 측면 상에 피복된 자성 재료의 제1 기층;

   상기 지지 기재의 제2 측면 상에 피복된 자성 재료의 제2 기층;

   상기 제1 기층 상에 피복된 자성 재료의 제1 층;

   상기 제2 기층 상에 피복된 자성 재료의 제2 층

   을 포함하는 자기 기록 매체로서,

   상기 제1 기층 및 제2 기층의 보자력은 약 800 Oe보다 작고, 상기 자성 재료의 제1 층 및 제2 층의 보자력은 약 1,500 Oe보다 큰 것인 자기 기록 매체.
2. 제1항에 있어서, 상기 기록 매체는 선형 기록 시스템에 사용하도록 의도되고, 상기 각 기층의 보자력은 약 25 Oe 내지 500 Oe인 것인 자기 기록 매체.
3. 제2항에 있어서, 상기 각 기층의 보자력은 약 200 Oe 내지 300 Oe이고, 상기 자성 재료의 제1 층 및 제2 층의 보자력은 약 2,000 Oe 내지 2,600 Oe인 것인 자기 기록 매체.
4. 제1항에 있어서, 상기 기록 매체는 나선형 기록 시스템에 사용하도록 의도되고, 상기 자성 재료의 제1 층 및 제2 층의 보자력은 약 2,000 Oe 보다 큰 것인 자 기 기록 매체.
5. 제4항에 있어서, 상기 각 기층의 보자력은 약 200 Oe 내지 300 Oe이고, 상기 자성 재료의 제1 층 및 제2 층의 보자력은 약 2,200 Oe 내지 2,600 Oe인 것인 자기 기록 매체.
6. 제1항, 제2항 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자성 재료의 제1 층 및 제2 층은, 길이가 약 0.05 내지 2.0 ㎛이고 공칭 직경이 약 0.005 내지 0.10 ㎛인 긴 입자 형태의 철-도핑된 이산화크롬인 것인 자기 기록 매체.
7. 제6항에 있어서, 상기 자성 재료의 제1 층 및 제2 층에 있어서 상기 철-도핑된 이산화크롬은 약 1.5 : 1 이상의 배향율을 갖고, 상기 기층의 배향율은 약 2.0 : 1 미만이고, 상기 자성 재료층의 배향율은 상기 기층의 배향율보다 큰 것인 자기 기록 매체.
8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자성 재료의 제1 층 및 제2 층의 두께는 0.02 ㎛ 내지 0.25 ㎛인 것인 자기 기록 매체.
9. 제8항에 있어서, 상기 자성 재료의 제1 층 및 제2 층의 두께는 0.10 내지 0.20 ㎛인 것인 자기 기록 매체.
10. 제8항에 있어서, 상기 제1 기층 및 제2 기층의 두께는 상기 자성 재료의 제1 층 및 제2 층의 두께보다 약 2배 큰 것인 자기 기록 매체.
11. (a) 하우징;

    (b) 상기 하우징 내에 수용되는 이중-표면 연성 자기 테이프로서,

    지지 기재;

    상기 지지 기재의 제1 측면 상에 피복된 자성 재료의 제1 기층;

    상기 지지 기재의 제2 측면 상에 피복된 자성 재료의 제2 기층;

    상기 제1 기층 상에 피복된 자성 재료의 제1 층;

    상기 제2 기층 상에 피복된 자성 재료의 제2 층

    을 포함하는 상기 이중-표면 연성 자기 테이프; 및

    (c) 상기 테이프 상에서의 판독/기록 작업을 가능하게 하는 수단

    을 구비하고, 상기 제1 기층 및 제2 기층의 보자력은 약 800 Oe보다 작고, 상기 제1 층 및 제2 층의 보자력은 약 1,500 Oe보다 큰 것인 자기 기록 카트리지.

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