JP3146977B2 - 磁気記録媒体の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は磁気記録媒体の製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の磁気記録媒体の高密度化に伴い、
支持体に塗布される磁性塗膜の薄層化、多層化が進んで
いる。薄層化の利点としては、自己減磁を抑え、高出力
を図れることが挙げられる。また、多層化の利点として
は、高配向化が進むこと、広範囲の記録周波数に対し安
定した出力が得られることが挙げられる。

【０００３】然るに従来技術では、薄層化、多層化せし
められる磁性塗膜の品質向上を図るべく、特公平8-3901
に見られるような磁性塗料の表面張力の規定、或いは特
開平5-329433に見られるような磁性塗料の粘度の規定が
提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】然しながら、従来技術
では、支持体の幅方向における塗膜厚みむらを十分に小
さくできず、良好な塗工性を確保することに困難があ
る。

【０００５】本発明の課題は、エクストルージョン型ダ
イを用いる磁気記録媒体の製造方法において、支持体の
幅方向における塗膜厚みむらを十分に小さくし、良好な
塗工性を確保することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
は、エクストルージョン型ダイのスロットから塗料を連
続的に押出し、該ダイ前面を走行する支持体に該塗料を
塗布し、該塗料の湿潤状態の塗膜厚みを18μm 以下とす
る磁気記録媒体の製造方法において、前記ダイのスロッ
トギャップを 0.3mm以下とするとともに、前記塗料の流
れ状態下での第１法線応力差を2200dyne/cm²以下とする
ようにしたものである。

【０００７】請求項２に記載の本発明は、請求項１に記
載の本発明において更に、前記塗料の流れ状態下での第
１法線応力差が1800dyne/cm²以下であるようにしたもの
である。

【０００８】請求項１、２に記載の本発明によれば下記
、の作用がある。 エクストルージョン型ダイによる薄膜塗布時（塗料の
湿潤状態の塗膜厚みを18μm 以下とするもの）のダイ内
部の塗料の流動において、液チャンバからスロットに塗
料が流れ込む際の塗布幅方向における塗料分配の差がス
ロットギャップが大きい程大きくなる。スロットギャッ
プが 0.3mm以下では、塗布幅方向における塗膜厚みむら
を防止できる。

【０００９】エクストルージョン型ダイによる薄膜塗
布時（塗料の湿潤状態の塗膜厚みを18μm 以下とするも
の）のダイ内部の塗料の流動において、液チャンバから
スロットに塗料が流れ込む際の塗布幅方向における塗料
分配の差が塗料の第１法線応力差が大きい程大きくな
る。第１法線応力差が2200dyne/cm²以下、好ましくは18
00dyne/cm²以下で、塗料の分散が良く、最終製品の品質
（電磁変換出力特性）を向上できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は磁気記録媒体製造ラインを
示す模式図、図２はエクストルージョン型ダイを示す模
式図、図３は磁気記録媒体製造ラインの分散工程を示す
模式図、図４は応力差測定装置を示す模式図、図５は応
力差測定装置の変形例を示す模式図、図６は第１法線応
力差と分散度との相関を示す図表である。

【００１１】磁気記録媒体製造ラインでは、図１に示す
如く、磁性塗料タンク１１内の塗料をポンプ１２によっ
て圧送し、フィルタ１３、分散機１４を通し、塗布機１
５に供給する。塗布機１５は、非磁性支持体上に第１の
磁性塗料と第２の磁性塗料とを第１の磁性層及び第２の
磁性層の乾燥厚みがそれぞれ所定の厚みとなるようにウ
エット・オン・ウエット方式により同時重層塗布を行
い、第１及び第２の磁性層の塗膜を形成する。これによ
り、第１の磁性層を第２の磁性層の湿潤時に塗設・形成
することができる。次いで、該塗膜に対して、配向機１
６で磁場配向処理を行った後、乾燥機１７で乾燥処理を
行い巻き取る。この後、必要に応じてカレンダー処理を
行った後、更に必要に応じてバックコート層を形成す
る。次いで、必要に応じて、例えば、磁気テープを得る
場合には、40〜70℃下にて、 6〜72時間エージング処理
し、所望の幅にスリットする。

【００１２】上記塗布機１５による同時重層塗布方法
は、特開平5-73883 号公報の第42欄31行〜第43欄31行等
に記載されており、上記第２の磁性層を形成する上記第
２の磁性塗料が乾燥する前に上記の第１の磁性層を形成
する上記の第１の磁性塗料を塗布する方法であって、上
記の第１の磁性層と上記の第２の磁性層との境界面が滑
らかになるとともに上記の第１の磁性層の表面性も良好
になるため、ドロップアウトが少なく、高密度記録に対
応でき且つ塗膜（第１の磁性層及び第２の磁性層）の耐
久性にも優れた磁気記録媒体が得られる。

【００１３】また、上記配向機１６による磁場配向処理
は、上記第１及び第２の磁性塗料が乾燥する前に行わ
れ、例えば、本発明の磁気記録媒体が磁気テープの場合
には、上記第１の磁性塗料の塗布面に対して平行方向に
約500 Ｏｅ以上、好ましくは約1000〜10000 Ｏｅの磁界
を印加する方法や、上記の第１及び第２の磁性塗料が湿
潤状態のうちに1000〜10000 Ｏｅのソレノイド等の中を
通過させる方法等により行うことができる。

【００１４】上記乾燥機１７による乾燥処理は、例え
ば、30〜120 ℃に加熱された気体の供給により行うこと
ができ、この際、気体の温度とその供給量を制御するこ
とにより塗膜の乾燥程度を制御することができる。

【００１５】また、上記カレンダー処理は、メタルロー
ル及びコットンロールもしくは合成樹脂ロール、メタル
ロール及びメタルロール等の 2本のロールの間を通すス
ーパーカレンダー法等により行うことができる。また、
上記カレンダー処理の条件は、60〜140 ℃、 100〜500k
g/cmとすることができる。

【００１６】また、必要に応じて設けられる上記バック
コート層は、上記非磁性支持体の裏面（上記第１及び第
２の磁性層を設けていない側の面）に設けられるもので
あり、通常バックコート層の形成に用いられているバッ
クコート塗料を上記非磁性支持体上に塗布することによ
り得られるものである。

【００１７】尚、本発明の磁気記録媒体の製造に際して
は、必要に応じ、磁性層表面の研磨やクリーニング工程
等の仕上げ工程を施すこともできる。

【００１８】尚、塗布機１５は図２（Ａ）に示す如くの
２層同時塗布用エクストルージョン型ダイ２０を用いて
構成される。２層同時塗布用エクストルージョン型ダイ
２０は、図２（Ａ）に示す如く、ダイヘッド２１に上流
側リップ２２と第１下流側リップ２３と第２下流側リッ
プ２４とを備え、上流側リップ２２と第１下流側リップ
２３の間に第１スロット２５を形成し、第１スロット２
５を液バッファ２６に連通するとともに、第１下流側リ
ップ２３と第２下流側リップ２４の間に第２スロット２
７を形成し、第２スロット２７を液バッファ２８に連通
している。下層塗料供給系２９は、下層塗料を液バッフ
ァ２６を経て第１スロット２５へ供給する。上層塗料供
給系３０は、上層塗料を液バッファ２８を経て第２スロ
ット２７へ供給する。これにより、非磁性支持体１の表
面に、第１スロット２５から押し出される下層塗料、第
２スロット２７から押し出される上層塗料がウエット・
オン・ウエット方式により同時塗布され、これにより、
上層塗料が下層塗料のウエット（湿潤）時に塗布される
ものとなる。

【００１９】ここで、塗布機１５は同時重層塗布のため
の上記エクストルージョン型ダイ２０に限らず、図２
（Ｂ）に示す如くの単層塗布用エクストルージョン型ダ
イ４０を用いることもできる。単層塗布用エクストルー
ジョン型ダイ４０は、図２（Ｂ）に示す如く、ダイヘッ
ド４１に上流側リップ４２と下流側リップ４３とを備
え、上流側リップ４２と下流側リップ４３の間にスロッ
ト４４を形成し、スロット４４を液バッファ４５に連通
している。塗料供給系４６は、塗料を液バッファ４５を
経てスロット４４へ供給する。これにより、非磁性支持
体１の表面に、スロット４４から押し出される塗料が塗
布される。

【００２０】また、図３は分散機１４の分散工程を詳細
に示すものであり、５１は第１スタンドミル、５２は第
２スタンドミルである。

【００２１】磁性塗料タンク１１内の磁性塗料（磁性
粉、バインダー、有機溶媒を主成分とする）は、磁性塗
料供給管５３をポンプ１２により圧送され、第１スタン
ドミル５１、第２スタンドミル５２で磁性粒子の塊（凝
集体）を機械的に１次粒子の状態まで解きほぐし、下工
程へと供給される。尚、スタンドミル５１、５２は、ビ
ーズの詰まった円筒容器中にディスク付きシャフトを備
え、ポンプ１２により圧送されてくる磁性塗料をディス
ク付きシャフトで強力に攪拌し、磁性塗料がビーズ間を
通過する間に強力な剪断力を及ぼし分散せしめる。

【００２２】然るに、第１スタンドミル５１の入側（ミ
リングのパス回数"0" ）の磁性塗料供給管５３、第１ス
タンドミル５１の出側（ミリングのパス回数"1" ）の磁
性塗料供給管５３、第２スタンドミル５２の出側（ミリ
ングのパス回数"2" ）の磁性塗料供給管５３の３位置の
それぞれには、第１測定装置６０Ａ、第２測定装置６０
Ｂ、第３測定装置６０Ｃが設置されている。第１〜第３
測定装置６０Ａ〜６０Ｃは、応力差測定装置６０を構成
する。

【００２３】以下、応力差測定装置６０（６０Ａ〜６０
Ｃ）が測定する磁性塗料の第１法線応力差について説明
する。磁性塗料は、磁性粉がバインダー中に分散してい
る濃厚分散系であり、磁性粒子が相互に凝集する凝集性
が強く、低剪断下でネットワーク状構造を形成すること
が知られている。磁性塗料が流動しているとき、上述の
ネットワーク状構造は流れの流線に沿って伸ばされた状
態になっており、このため、磁性塗料の流線には張力Ｔ
を生じている。このとき、応力差測定装置６０（６０Ａ
〜６０Ｃ）では、磁性塗料供給管５３の流路の流れに直
交する一方側に凹部６１を設けることにより、磁性塗料
の流れの流線が曲率をもつような流路６２を形成し、流
路６２の両側のそれぞれに圧力計６３Ａ、６３Ｂを設置
し、両圧力計６３Ａ、６３Ｂの圧力差（Ｐ2 −Ｐ1 ）か
ら磁性塗料の流れ状態下での第１法線応力差Ｎ1 を測定
可能とした。即ち、磁性塗料の流線が曲率をもつと、前
述の張力Ｔに起因する上向きの分力ｑが生じるため、Ｐ
2 はＰ1 よりも小さくなる。ここで、

【００２４】

【数１】 であることから、流動状態にある磁性塗料の第１法線応
力差Ｎ1 を測定することができるのである。

【００２５】本発明者等は、磁性塗料の流れ状態下での
第１法線応力差Ｎ1 と、磁性塗料の分散度とが一定の相
関をもつことを発見した（図６）。そこで、演算装置
（コンピュータ）７０は、磁性塗料の第１法線応力差Ｎ
1 と、磁性塗料の分散度との関係を予め相関表の如くに
求めておき、前記応力差測定装置６０（６０Ａ〜６０
Ｃ）が測定した第１法線応力差Ｎ1 に基づき、磁性塗料
の分散度を評価可能とした。

【００２６】更に、演算装置７０は、上記(B) の評価結
果を用いて、ミリング工程の磁性塗料の分散度をオンラ
インで制御可能とした。即ち、演算装置７０は、ミリン
グ工程出口（第２スタンドミル５２の出側）の第３測定
装置６０Ｃが測定した第１法線応力差Ｎ1 からミリング
工程出口の磁性塗料の分散度をオンラインで評価し、そ
の分散度に基づいてミリング工程における処理流量を制
御する（ポンプ１２の流量を低減すると分散度良とな
る）ことにより、分散度の最適化（磁性塗料の品質の向
上、安定化）を図ることができる。

【００２７】然るに、本発明では、磁気記録媒体の品質
向上を図るため、磁気記録媒体製造ラインの操業条件に
以下の限定を加えることとした。 (1) 塗布機１５において、エクストルージョン型ダイ２
０（もしくは４０）が支持体１の表面に塗布する塗料の
湿潤状態の塗膜厚みを18μm 以下とすること。

【００２８】(2) エクストルージョン型ダイ２０（もし
くは４０）のスロット２５、２７（もしくは４４）のス
ロットギャップｇ₁ 、ｇ₂ （もしくはｇ₃ ）を 0.3mm以
下とすること。

【００２９】(3) 分散機１４から塗布機１５に供給され
る塗料の流れ状態下での第１法線応力差を2200dyne/cm²
以下、好ましくは1800dyne/cm²以下とすること。

【００３０】本発明の磁気記録媒体の製造方法は、上記
の工程を含む以外は、従来の磁気記録媒体の製造方法と
同様に実施されるもので、用いられる磁性塗料及び非磁
性支持体としては、従来法で通常用いられているものを
用いることができる。

【００３１】例えば、上記磁性塗料の構成成分である磁
性粉としては、針状形の微細なγ−Ｆｅ₂ Ｏ₃ 、Ｆｅ₃
Ｏ₄ 、ＣｒＯ₂ のような金属酸化物、またＣｏ被着γ−
Ｆｅ₂ Ｏ₃ 、Ｃｏドープγ−Ｆｅ₂ Ｏ₃ のような加工処
理を施したγ−Ｆｅ₂ Ｏ₃ 、金属鉄粉末、微小板状のバ
リウムフェライト及びそのＦｅ原子の一部がＴｉ、Ｃ
ｏ、Ｚｎ、Ｖ、Ｎｂ等の１種又は２種以上で置換された
磁性粉、Ｃｏ、Ｆｅ−Ｃｏ、Ｆｅ−Ｎｉ等の金属又は合
金の超微粉等が挙げられる。これらのうち金属鉄粉末は
特に化学的に安定性が悪く、この改良のため、ニッケ
ル、コバルト、チタン、ケイ素、アルミニウム等を金属
原子、塩及び酸化物の形で少量加えたり表面処理される
ことがあるが、これらを用いることもできる。また、金
属鉄粉末はその安定化のため弱い酸化性雰囲気の中で表
面に薄い酸化被膜を作らせることがあるが、このように
処理された金属粉を用いることもできる。また、前述の
磁性粉を２種以上混合して用いても良い。

【００３２】また、上記磁性塗料の構成成分であるバイ
ンダーの例としては、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、
塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体、ポリアクリルニトリ
ル、ニトリルゴム、エポキシ樹脂、アルキッド樹脂、ポ
リアミド、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸
エステル、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルプチラール、塩
化ビニリデン、硝化綿、マレイン酸変性塩化ビニル・酢
酸ビニル共重合体、エチルセルロース等が挙げられる。
これらは単独で用いても、２種以上混合して用いても良
い。また、樹脂の硬さを調節するため可塑剤や硬化剤を
加えて使用することもできる。

【００３３】また、上記磁性塗料の構成成分である有機
溶媒としては、上記塗料の各成分に対して不活性なもの
が使用され、例えば、トルエン、キシレン、メチルエチ
ルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン
等が挙げられる。更に、上記磁性塗料には、以上の成分
の他、この分野で通常使用される研磨剤、潤滑剤、帯電
防止剤等の添化剤を加えても良い。

【００３４】

【実施例】表１に示す組成成分の磁性塗料を調整し、塗
工液を作製した。

【００３５】

【表１】

【００３６】厚さ 7μm のポリエチレンテレフタレート
フィルムの表面上に上記の塗工液を乾燥厚みを変え塗布
を行い、磁性塗膜を形成した。次いで、塗膜が湿潤状態
のうちに5000Ｏｅのソレノイド中を通過させて磁場配向
処理を行い、80度の乾燥処理を行った後巻き取った。次
いで、85度、350kg/cmの条件でカレンダー処理を行い磁
性層を形成した後、上記非磁性支持体の裏面にバックコ
ート塗料を厚さ 0.5μm になるよう塗布し、90度にて乾
燥処理を行った後、巻き取った。その後、50度以下に
て、16時間エージング処理した後、 8mm幅のテープ状に
裁断し、磁気テープを得、得られた磁気テープを 8mmカ
セットケースに装填して録画時間 120分の8mmビデオカ
セットを作製した。

【００３７】実施例１（法線応力差の決定） 塗料の分散条件を４種類変え、電磁変換特性評価を行っ
た。その結果を表２に示す。その結果法線応力差2200dy
ne/cm²以下の塗料条件が、実用的に良い値であった。
尚、装置条件は、スロットギャップ 300μm 、湿潤状態
塗布厚みは18μmである。

【００３８】

【表２】

【００３９】実施例２（塗工条件の決定） 塗工条件の影響を調べた。塗料は、実施例１で調査した
値を用い、法線応力差2200dyne/cm²とした。その結果を
表３に示す。表３によれば、実験条件１〜３の結果よ
り、法線応力2200dyne/cm²以下、湿潤膜厚18μm の条件
ではスロットギャップ 0.3mm以下で塗膜厚みむらが発生
しないことが分かった。

【００４０】

【表３】

【００４１】実験条件４、５の結果より、法線応力が25
00dyne/cm²では、幅方向塗膜厚みむらが若干大きくなる
傾向が見られ、また分散条件が低いために、出力の低下
が確認できた。

【００４２】幅方向の塗りむらの原因として、エクスト
ルージョン型ダイ内部の塗料の流動において、法線応力
が大きい塗料は、チャンバからスロットに塗料が流れ込
む際、応力変化が大きく幅方向に液分配の差が生じるも
のと推測される。また、分配はスロットギャップが大き
いほど影響を受けやすいものと考えられる。

【００４３】尚、塗膜厚みむらは、（塗布幅方向での最
大塗膜厚みと目標塗膜厚みとの差）／（目標塗膜厚み）
で定義される。そして、塗膜厚みむらの許容値（規格）
は 3％以下である。

【００４４】以上、本発明の実施の形態を図面により詳
述したが、本発明の具体的な構成はこの実施の形態に限
られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の
設計の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、応
力差測定装置は、図５（Ａ）、（Ｂ）に示す如くの流路
６２（磁性塗料の流れの流線が曲率をもつような流路）
の両側のそれぞれに圧力計６３Ａ、６３Ｂを設置するも
のであってもよい。

【００４５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、エクスト
ルージョン型ダイを用いる磁気記録媒体の製造方法にお
いて、支持体の幅方向における塗膜厚みむらを十分に小
さくし、良好な塗工性を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は磁気記録媒体製造ラインを示す模式図で
ある。

【図２】図２はエクストルージョン型ダイを示す模式図
である。

【図３】図３は磁気記録媒体製造ラインの分散工程を示
す模式図である。

【図４】図４は応力差測定装置を示す模式図である。

【図５】図５は応力差測定装置の変形例を示す模式図で
ある。

【図６】図６は第１法線応力差と分散度との相関を示す
図表である。

【符号の説明】

１５ 塗布機 ２０、４０ エクストルージョン型ダイ ２５、２７、４４ スロット ｇ₁ 、ｇ₂ 、ｇ₃ スロットギャップ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−276517（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−83813（ＪＰ，Ａ) 特公 昭63−51504（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平６−46454（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 5/848 B05D 1/26

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エクストルージョン型ダイのスロットか
   ら塗料を連続的に押出し、該ダイ前面を走行する支持体
   に該塗料を塗布し、該塗料の湿潤状態の塗膜厚みを18μ
   m 以下とする磁気記録媒体の製造方法において、 前記ダイのスロットギャップを 0.3mm以下とするととも
   に、 前記塗料の流れ状態下での第１法線応力差を2200dyne/c
   m²以下とすることを特徴とする磁気記録媒体の製造方
   法。
2. 【請求項２】 前記塗料の流れ状態下での第１法線応力
   差が1800dyne/cm²以下である請求項１記載の磁気記録媒
   体の製造方法。