JP2674121B2

JP2674121B2 - 磁性粉含有水系塗料を用いた磁気記録媒体及びその製造法

Info

Publication number: JP2674121B2
Application number: JP20410788A
Authority: JP
Inventors: 祐二稲田; 裕玉浦; 勝宣高橋
Original assignee: 日本油脂株式会社
Priority date: 1988-08-17
Filing date: 1988-08-17
Publication date: 1997-11-12
Anticipated expiration: 2012-11-12
Also published as: JPH0253221A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は磁気記録媒体に関するものであり、詳しく
は、簡便でかつ良好な環境下での塗布作業により作製で
き、しかも優れた磁気特性を示す、磁性粉含有水系塗料
を用いて作製された磁気記録媒体に関するものである。

（従来の技術）磁性粉を含有する塗料を塗布して作製した磁気記録媒
体は、例えば周知の音楽用テープ等として広く知られて
おり、その構成は基本的には、ポリエステル等のベース
フィルムの上に、無機成分および有機成分からなる塗料
を塗布し、磁性層を形成させている。

上記磁性層を構成する無機成分のうち主な材料は磁性
粉であるが、その種類は用途により異なる。例えば音楽
用ローノイズテープや統一Ｉ型VTRテープ等では微粒子
γ−Fe₂O₃、音楽用高級カセットテープやVHS,β用VTRテ
ープ等ではFeの一部をCoなどで置換したCo−γ−Fe₂O₃
やCrO₂、高級カセットテープ，音楽用マイクロテープ、
８ミリVTRテープ等ではFeメタル粉などが用いられてい
る。その他の無機成分としては界面活性剤、グラファイ
ト，カーボンブラック等の帯電防止剤、酸化クロム（Cr
₂O₃），アルミナ（Al₂O₃），チタニア（TiO₂），シリコ
ンカーバイド（SiO），α−ヘマタイト（α−Fe₂O₃）な
どの研磨剤が適宜用いられる。

磁性層に含まれる有機成分としては、バインダーレジ
ン，硬化剤，分散剤，潤滑剤，可塑剤等であり、バイン
ダーレジンとしては、ビニル−酢酸ビニル共重合体，塩
化ビニル−酢酸ビニルアルコール共重合体，ポリウレタ
ン，ニトロセルロース系などのものが実際に多用されて
いる。また分散剤にはレシチンや界面活性剤などが用い
られ、潤滑剤には高級脂肪酸，高級脂肪酸エステル，シ
リコンオイル，フッ化オイルなどが用いられ、更に可塑
剤にはフタール酸や高級脂肪酸のエステル化合物などが
それぞれ用いられている。

磁性層をベースフィルムの上に形成させる磁気テープ
製造の工程は、上記した種々の材料から選択調製された
混合物を有機溶媒（通常トルエン）に分散させて塗料を
作る塗料化工程と、塗料化工程で作られた塗料を所定の
基板表面に塗布する塗布工程とに大きく大別され、後者
の塗布工程には，磁性粉を配向させるために磁場中に通
す工程，塗布塗料を乾燥させる乾燥工程等が含まれる。
また前者の塗料化工程においては、トルエン等の有機溶
媒に対する磁性粉の分散性が、作製された磁性テープの
特性決定に大きく影響するため、その改善が課題の一つ
とされている。

また従来の上述した磁気テープ等の製造においては、
上記の如く磁性粉含有塗料にトルエン等の有機溶媒を使
用しているために、塗料化工程あるいは塗布工程におい
ての作業環境あるいは廃液処理設備等について考慮する
ことが必要で、これらの点が製品のコストにはねかえる
という難があり、あるいは環境への悪影響も問題となる
ことがあった。

（発明が解決しようとする課題）一般に、高分散した磁性粉を含有する塗料は、フィル
ムテープの単位面積当り磁性粉密度を高め、高配向させ
ることが可能となることから、記録の高密度化につなが
ることはよく知られている。しかし、一般に数十μｍ以
下の粒子として用いられることが多い磁性粉では、粒子
の凝集等の問題がおこり、溶液中で均一な高分散の状態
を得ることは容易ではない。磁性粉含有塗料を構成する
有機溶媒中での磁性粉の分散性を向上させるために、従
来より様々な分散剤が試験され、使用されてきている。
ところでこのような分散剤の使用は、一方においては磁
性層中に分散剤が存在することになるので、その分磁性
粉の密度が低下し、結果的に記録密度の低下要因になる
こともよく知られているところである。

そこで本発明者等は、磁性粉含有水系塗料中で、磁性
粉含有塗料中に分散剤を外添することなく高分散させる
ことを可能とし、磁気記録密度の優れた高機能性の磁気
記録媒体を提供するため、鋭意研究を重ね本発明をなす
に至ったものである。

すなわち本発明の目的の一つは、磁性粉を含有する水
系塗料で、分散剤を用いることなく該磁性粉の高分散を
可能とした磁性粉含有水系塗料を提供し、これを用いて
磁気記録密度の高い磁気記録媒体を作製することにあ
る。

また本発明の他の目的は、磁性粉含有塗料を従来の有
機溶媒系のものに代えて水系のものとすることによっ
て、特に塗布工程における作業環境の改善、廃液処理設
備等の軽減化を可能とした新規な磁気記録媒体の製造法
を提供することにある。

また更に本発明の他の目的は、従来の磁気記録媒体に
比べて0.9以上の高い角形比を示すことができる塗布型
磁性層を形成することができる磁気記録媒体を提供する
ことにある。

（課題を解決するための手段）本発明による磁気記録媒体は、アクリル樹脂および水
を主成分とし、かつ下記式（１）で示されるポリオキシ
エチレンアリルメチルジエーテルと無水マレイン酸の交
互共重合体で表面コーティングした磁性粉を分散含有し
た磁性粉含有水系塗料を、基板表面に塗布・乾燥して形
成された塗布型磁性層を有することを特徴とする。

（ただし、ｍ＝３〜10000、ｎはポリオキシエチレンア
リルメチルジエーテルの分子量が100〜30万を満たす正
の数）本発明の特徴の一つは、磁性粉をポリオキシエチレン
アリルメチルジエーテルと無水マレイン酸の交互共重合
体で表面コーティングしたものを用いることで、磁性粉
の水系溶液中での高分散性を確保した磁性粉含有水系塗
料を作り、分散剤の使用を不要として、塗布後の基板表
面上に分散剤の存在しない磁性層を形成させたことにあ
る。

このような磁性粉の表面コーティングに用いられるポ
リオキシエチレンアリルメチルジエーテルと無水マレイ
ン酸の交互共重合体は、本発明者等により既に特願昭62
−108458号において提案しているものである。上記ポリ
オキシエチレンアリルメチルジエーテルの分子量は100
〜30万、特に1000〜２万程度のものが好ましく使用でき
る。ポリオキシエチレンアリルメチルジエーテルと無水
マレイン酸の交互共重合は、例えばこれらのモノマーを
混合し、溶液重合法、懸濁重合法、乳化重合法により交
互共重合させることができる。ポリオキシエチレンアリ
ルメチルジエーテルと無水マレイン酸の交互共重合体は
繰返し単位３〜10000、好ましくは６〜100程度のものが
望ましい。この交互共重合体で磁性粉を表面コーティン
グするには、例えばボールミル法、ホモミキサー法、サ
ンドミル法、ソニケーション法等の適宜の方法により行
なうことができるが、特にダンドミル法は、コーティン
グ効率等の点で好ましい方法である。

本発明において、磁性粉は特に限定されることなく、
従来周知の種々の磁性粉を対象とすることができ、これ
を例示すれば、Fe₂O₃,γ−Fe₂O₃,高Hc型γ−Fe₂O₃（Fe₃
O₄）,Co含有γ−Fe₂O₃,Co被着γ−Fe₂O₃,フェライト（M
xFe₂ −xO₄:MはZn,Ni,Mn,Cr,Cd等の第一遷移金属、ｘは
０〜１）、バリウムフェライト等を挙げることができ
る。磁性粉の粒径はおおよそ0.1μｍ〜0.5μｍの範囲
で、上記記録媒体に従来使用されている範囲のものがそ
のまま使用できる。

これらの磁性粉と上記表面コーティング剤の混合比
は、重量比で磁性粉10に対してコーティング材１〜2wt
％の範囲とすることがよい場合が多い。

本発明において用いられる上記表面コーティングした
磁性粉は親水性を示し、したがって上述のように水に分
散させて水系塗料とすることができる。この磁性粉含有
水系塗料には用途に応じて適当なバインダー，硬化剤，
潤滑剤，可塑剤，界面活性剤，帯電防止剤，研磨剤等の
ものを適宜添加混合することができるが、本発明におい
てはアクリル樹脂と水をバインダー溶液として用いるこ
とをその特徴の一つとする。

本発明で使用する磁性粉含有水系塗料では、アクリル
樹脂と水を30:70〜50:50の範囲とすることがよい。30:7
0以下では水が蒸発しにくく乾燥が困難になるという問
題があり、また50:50以上ではアクリル樹脂が過剰のた
めに、磁性層中の磁性粉が減少し高密度化しにくいとい
う問題がある。

上記塗料は、次のような方法で約３μｍの厚さに基材
に塗布し、乾燥後、カレンダー処理を施して表面を平滑
にする。

ナイフとベースとの隙間を利用して塗布するナイフコ
ーター式数コのロールの回転方向を利用したリバースロールコ
ーター式表面に刻印の入ったグラビアコーターを利用したグラ
ビアロールコーター式等の公知の方法で行なうことができる。

本発明において基材としては、例えばポリエステルフ
ィルム等のテープ状基板が使用され、磁気記録テープと
してあるいはフロッピーディスクとして磁気記録媒体が
製造される。

（発明の効果）本発明は、前記の構成とすることによって、基板上に
塗布された磁性層の厚みを極めて薄くすることができ、
かつ磁性粉を高充填，高配向とすることができる、高密
度磁気記録ができる効果がある。

また水系塗料として磁性粉の高分散性を確保できるの
で、作業環境の改善、廃液処理設備等の軽減化を可能と
し、磁気記録媒体の製品コストの低減化、環境の改善に
効果がある。

また本発明の水系塗料を用いた磁気記録媒体によれ
ば、角形比0.9以上の優れた磁気記録特性を示す記録媒
体が実現できるという効果がある。

（実施例）以下本発明を試験例および実施例に基づいて説明す
る。

分散性試験例１磁性粉と表面コーティング剤の混合比について次によ
り試験した。

磁性粉（Fe₃O₃:粒子径0.2〜0.4μｍ）を、ポリオキシ
エチレンアリルメチルジエーテルと無水マレイン酸の交
互共重合体（ポリオキシエチレンアリルメチルジエーテ
ルの分子量1524、繰返し単位８）で表面コーティング
し、磁性粉（Ｍ）対表面コーティング剤（Ｑ）の比を1:
2、1:0.2、1:0（つまり表面コーティングなし）とした
３種のサンプルを作製した。

表面コーティングはサンドグラインダー（1/8G単筒式
サンドグラインダ,BSG1/8（五十嵐機械（株）社製）を
用い、グラインディング条件を2000rpmで15分行なっ
た。

分散性の測定は、上記各サンプルを水溶液中に添加
し、レーザー式粒度分布測定機（島津製社製）による測
定値の50％を用いてその結果を第１図に示した。

この図の結果より表面コーティングを行なったサンプ
ルは、（M:Q＝1:0.2）は、表面コーティングを行なわな
いサンプルに比べて２倍以上の高い分散性を示した。

分散性試験２分散性試験１における磁性粉をCo含有γ−Fe₂O₃（粒
子径0.3〜0.4μｍ）に変更した以外は同様にして表面コ
ーティングした磁性粉を作製し、その水溶液中での分散
性を試験したところ、同様に表面コーティングを行なわ
なかったサンプルに比べて２倍以上の分散性を示した。

実施例１磁性粉（Co含有γ−Fe₂O₃:粒子径0.3〜0.4μm,抗磁力
Hc;659 Oe,BET（m²/g）;31.9,カサ密度（g/ml）;0.70,F
e（％）;3.5）12.5g、コーティング剤のポリオキシエチ
レンアリルメチルジエーテル（分子量1524）と無水マレ
イン酸の交互共重合体（繰返し単位８）1.25g、及び水
系バインダー液（アクリル樹脂＋水；配合比は40:60mt
％）100gを、サンドグラインダー（上述）用セル（約40
0cc）に、コーティング剤、バインダー液、撹拌用のガ
ラスビーズ（粒径約1.5mm）20g、磁性粉の順に充填し、
その中にグラインディング用の羽根を挿入し、さらにそ
の上から155gのガラスビースを加え、2000rpmで15分撹
拌した。撹拌後、ガラスビーズを除去し、約10gの磁性
粉含有水系塗料を得た。

この磁性粉含有水系塗料を、磁気テープ用のポリエス
テルフィルム（厚さ12μｍ）の片面にナイフコーター式
コーティングマシン（康井精機（株）社製）を用い、ナ
イフとベース間の幅が15μｍで塗布し、約3200Gの磁場
中を通過させて粒子を配向させ、熱風乾燥（約50℃）し
て磁性層を形成させ、水系塗料を用いた磁気記録媒体を
得た。得られた磁性層の厚みは塗布時ウエットで約10μ
ｍ、乾燥時で約３〜５μｍであった。

得られた磁気記録媒体の表面は光沢があり、爪による
ひっかき試験によるはがれもなく、高い密着性を示し
た。

また振動試料型磁力計BHV−55型（理研電子（株）社
製）による磁気測定の結果、第２図に示したように角形
比0.906（角形比が１に近いほど磁性粒子がフィルム表
面に均一に、また高密度に配列していることを示す）、
抗磁力820 Oe、という極めて高い値であることが確認さ
れ、非常に工業化に適したものであることが分った。

実施例２実施例１の表面コーティング剤2.5g、水50ml及びガラ
スビーズ20gをサンドグラインダー用セルに充填し、次
に羽根を挿入し、さらに磁性粉25g及びガラスビーズ155
gを加えて、2000rpmで15分間撹拌した後、バッドに広く
ひきつめて約40〜45℃で一昼夜乾燥し、表面コーティン
グした磁性粉を得た。

次にこの表面コーティングした磁性粉13.75gと、水系
バインダー液（アクリル樹脂＋水；配合比は40:60wt
％）100gをセルに充填し、羽根を挿入し、ガラスビーズ
175gを加え、2000rpmで15分間撹拌して磁性粉含有水系
塗料を調製した。

この磁性粉含有水系塗料を実施例１と同様に塗布して
その特性を測定したところ、実施例１と略同様の結果を
得た。

実施例３実施例２における水50mlの代りにエチルアルコール50
mlを使用した以外は、実施例２と同様にして磁気記録媒
体を作製したところ、実施例１と略同様の結果を得た。

またこの例では、実施例２と比較して乾燥が容易で、
磁気記録媒体を得るための乾燥時間が短縮されるという
効果がある。

実施例４実施例１における水系バインダー液の代りに、水系バ
インダー（アクリル樹脂＋水＋エチルアルコール；アク
リル樹脂：水：エチルアルコール＝40:30:30wt％）を使
用した以外は、実施例１と同様にして磁気記録媒体を作
製したところ、実施例１と略同様の結果を得た。

この例においては、実施例１と比較して磁性粉を塗布
・配向後の乾燥が容易であった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明よりなる表面コーティング磁性粉の粒度
分布を測定した結果を示した図、第２図は実施例１で作
製した磁気記録媒体の角形比を測定した結果を示した図
である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ１１Ｂ 5/842 Ｇ１１Ｂ 5/842 Ａ (56)参考文献特開昭63−275028（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−57706（ＪＰ，Ａ) 特開昭56−10903（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】アクリル樹脂および水を主成分とし、かつ
下記式（１）で示されるポリオキシエチレンアリルメチ
ルジエーテルと無水マレイン酸の交互共重合体で表面コ
ーティングした磁性粉を分散含有した磁性粉含有水系塗
料を、基板表面に塗布・乾燥して形成された塗布型磁性
層を有することを特徴とする磁気記録媒体（ただし、ｍ＝３〜10000、ｎはポリオキシエチレンア
リルメチルジエーテルの分子量が100〜30万を満たす正
の数）。
【請求項２】エタノール，アクリル樹脂および水を主成
分としたバインダー液に、下記式（２）で示されるポリ
オキシエチレンアリルメチルジエーテルと無水マレイン
酸の交互共重合体で表面コーティングした磁性粉を添加
して磁性粉含有水系塗料を調製し、この水系塗料を基板
表面に塗布し、次いで乾燥することを特徴とする磁気記
録媒体の製造法（ただし、ｍ＝３〜10000、ｎはポリオキシエチレンア
リルメチルジエーテルの分子量が100〜30万を満たす正
の数）。