JP3463174B2 - 磁気記録媒体の製造方法 - Google Patents
磁気記録媒体の製造方法Info
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- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/84—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing record carriers
- G11B5/842—Coating a support with a liquid magnetic dispersion
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Manufacturing Of Magnetic Record Carriers (AREA)
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Description
に関し、特に磁性塗料の混練に関する。 【0002】 【従来技術】特開昭58-200423号には、金属磁性粉末を
用いた磁性塗料組成物を混練する際の混練雰囲気の酸素
濃度を11%以下、より好ましくは7%以下に維持するこ
とにより金属粉末の発熱を抑えることが開示されてお
り、N2ガスパージにより酸素濃度2%での混練が実施
されている。 【0003】又特開平3-214425号にも強磁性金属粉末の
酸化を防止するため酸素濃度を5%以下とすることが開
示されている。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】酸素濃度を5%以下に
することで、金属粉末の発火による危険性や酸化による
電磁変換特性の劣化を防ぐことは可能であるが、季節に
より混練結果のばらつき、ひいては電磁変換特性のばら
つきが生じ、混練状態を恒常化する方策が必要であっ
た。 【0005】本発明の目的は、磁性塗料の混練状態向上
及び恒常化並びに、電磁変換特性を向上させることにあ
る。 【0006】 【課題を解決するための手段】本発明の目的は、強磁性
粉末とバインダを含有する磁性層を有する磁気記録媒体
の製造方法において、磁性層に用いる磁性塗料を実質、
電力0.05〜0.5KW(強磁性粉末1Kg当たり)を負荷し加
圧ニーダで混練する際、混練槽内を減圧することなく酸
素を窒素で置換して、雰囲気中の水分量を0.906g
/m3以下で混練することを特徴とする磁気記録媒体の製
造方法によって解決された。 【0007】本発明において、混練雰囲気中の水分量を
1g/m3以下にするための方法は種々考えられ、どの方
法を用いてもよいが、工業的に容易で安価な方法はN2
ガスによるパージである。 【0008】例えば露点温度−72℃のN2ガス(水分量
2mg/m3)を用いれば、図1に示すように雰囲気中のN
2置換率が増加すると、雰囲気中のO2濃度が減少すると
ともに、雰囲気中の水分量が低下するので1g/m3以下
にすることが可能となる。 【0009】本発明において使用される磁性塗料は、強
磁性粉末、バインダ、分散剤、潤滑剤、研磨剤、帯電防
止剤等の混合組成物を溶媒中で混練及び分散する混練工
程にかけられる。0.05〜0.5KW(磁性粉1Kg当たり)の
電力負荷できる混練機は、加圧ニーダ、オープンニー
ダ、連続ニーダ、二本ロールミル、三本ロールミル等が
挙げられる。 【0010】前記混合組成物の混練を0.05〜0.5KW(磁
性粉1Kg当たり)で行うことによって十分な混練が可能
となる。この電力は上述した混練機に供給される駆動電
力であり、0.05KW未満では小さすぎて混練が不十分とな
り、又0.5KWを超えると却って混練が不均一となり、電
力消費も増える傾向がある。この電力は更に0.1〜0.5KW
がよく、0.2〜0.5KWが一層よい。 【0011】逆に言えば、バインダ中での磁性粉をはじ
めとする各種フィラーの均一分散度が高いときには、フ
ィラー粒子の各粒子が夫々にバインダと充分に結着して
いることであって、全体として混練変形に対し抵抗力を
備え、必然的に混練消費電力は高レベルとなる。 【0012】図2(a)に混練槽雰囲気中の水分量(g/m
3)と、混練開始後20分後のほぼ平衡に達した実質電力
(KW)の代表値との関係を示した。 【0013】図2(a)から明らかなように水分量1.0g/
m3を境にして電力の高準位への移行がみられる。 【0014】又分散状態がよいと高い値を示すグロス
(図2(b))及びRF出力も上っており、水分量の規制
によって混練効果が上がることが示される。 【0015】尚混練時の実質電力負荷は図3に示すよう
に初期にピークがあり、混練が進むにつれて、低下して
ゆき、夫々の条件によって夫々の高さ(プラトー)に落
着く。 【0016】このプラトーの高さが混練状態の良否を示
す指標となる。 【0017】上記した混練工程においては、混練を複数
段階に分けて行ってもよい。 【0018】例えば、第1混練工程としては、強磁性粉
末100重量部と、ポリウレタン及び/又はポリエステル
3〜15重量部と、溶剤10〜60重量部とを好ましくは5〜
120分混練する。特に通常の方法では分散し難い強磁性
金属粉末とポリウレタン及び/又はポリエステルとを十
分に混練でき、バインダ中に磁性粉を良好に分散させる
ことができる。この場合、前記バインダが極性基を有し
ていれば、分散を一層良好に行える。 【0019】バインダの量は上記の3〜20重量部が好ま
しく、3重量部未満ではバインダとしての効果(磁性粉
への結着)がなく、又20重量部を超えると却って多すぎ
て磁性粉の均一な分散を妨げ、かつ磁性粉量が少なくな
りすぎる。このバインダの量は更に6〜18重量部がよ
く、9〜16重量部が一層好ましい。溶剤の量は10〜60重
量部が好ましい。10重量部未満では少なすぎて混練が困
難であり、又60重量部を超えると粘度が低下しすぎてや
はり混練が困難となる。この溶剤量は更に20〜55重量部
がよく、30〜50重量部が一層よい。 【0020】本発明では、混練工程の前或いは混練工程
中に分散(助)剤を添加して混練することもできる。 【0021】本発明における強磁性粉末としては、磁気
記録媒体の強磁性粉末として通常使用されているものを
用いることができる。強磁性粉末の例としては、γ−Fe
2O3、Co含有γ−Fe2O3、Co被着γ−Fe2O3、Fe3O4、Co含
有Fe3O4、Co被着Fe3O4、Co含有磁性FeOx(3/2>x>4/3)、C
rO2等の酸化物磁性体が挙げられる。又、バリウムフェ
ライト等の六方晶フェライト、窒化鉄も使用される。 【0022】強磁性金属粉末の例としてはFe、Ni、Co等
を主成分とするメタル磁性粉等の強磁性粉末が挙げられ
る。なかでも、Fe系金属粉末が電気特性的に優れ、耐蝕
性及び分散性の点で特にFe−Al系、Fe−Ni系のFe系金属
粉末が好ましい。 【0023】本発明においては、記録の高密度化に応じ
て、BET法による比表面積で45m2/g以上の強磁性粉
末が好ましく使用される。 【0024】本発明におけるバインダは、ポリウレタ
ン、ポリエステル、塩化ビニル系樹脂が好ましく、これ
らの樹脂が−SO3M′、−OSO3M′−COOM′及び−PO(O
M″)2からなる群より選ばれた少なくとも1種の極性基
を有する繰返し単位を含有する(但し、M″は水素原子
或いはNa、K、Li等のアルカリ金属原子を表し、又、
M′は水素原子、Na、K、Li等のアルカリ金属原子群
或いはアルキル基である。)ことが好ましい。 【0025】上記の極性基は磁性粉の分散を向上させる
作用があり、その含有率は0.1〜8.0モル%(より好まし
くは、0.5〜6.0モル%)である。含有率が0.1モル%よ
り少ないと分散性が低下し、8.0モル%より多いと磁性
塗料がゲル化し易くなる。又、重量平均分子量は好まし
くは15,000〜50,000である。 【0026】尚、バインダは上記の樹脂の他に全バイン
ダの20重量%以下で下記の樹脂を使用することができ
る。 【0027】その例としては、重量平均分子量が10,000
〜200,000のもので、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合
体、塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合体、塩化ビニル
−アクリロニトリル共重合体、ブタジエン−アクリロニ
トリル共重合体、ポリアミド樹脂、ポリビニルブチラー
ル、セルロース誘導体(ニトロセルロース等)、スチレ
ン−ブタジエン共重合体、各種の合成ゴム系樹脂、フェ
ノール樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、
フェノキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル系樹脂、尿
素ホルムアミド樹脂等が挙げられる。 【0028】本発明の磁性層の耐久性を向上させるため
に、ポリイソシアネートを含有させることが好ましい。
使用できる芳香族ポリイソシアネートとしては、例えば
トリレンジイソシアネート(TDI)等と活性水素化合
物との付加体等がある。又、脂肪族ポリイソシアネート
としては、ヘキサメチレンジイソシアネート(HMD
I)等と活性水素化合物との付加体等がある。ポリイソ
シアネートの重量平均分子量としては、100〜3,000の範
囲のものが好ましい。 【0029】上記磁性層を形成するのに、必要に応じて
分散剤、潤滑剤、研磨剤、帯電防止剤及びフィラー等の
添加剤を含有させてもよい。 【0030】分散剤としてはカプリル酸、カプリン酸、
ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン
酸、オレイン酸等の炭素数12〜18個の脂肪酸、及びこれ
らのアルカリ金属の塩又はアルカリ土類金属の塩或いは
これらのアミド;ポリアルキレンオキサイドアルキルリ
ン酸エステル;レシチン;トリアルキルポリオレフィン
オキシ第四アンモニウム塩;カルボキシル基及びスルホ
ン酸基を有するアゾ系化合物等が使用される。これらの
分散剤は強磁性粉末に対して0.5〜5重量%の範囲内で
添加されるのがよい。 【0031】潤滑剤としては、脂肪酸及び/又は脂肪酸
エステルを含有させることができる。 【0032】この場合、脂肪酸の添加量は、強磁性粉末
に対した0.2〜10重量%がよく、0.5〜5重量%が更に良
い。この範囲より脂肪酸が少なくなると走行性が低下し
易く、多くなると脂肪酸がしみだしたり、出力低下が生
じ易くなる。又、脂肪酸エステルの添加量は強磁性粉末
に対して0.2〜10重量%が良く、0.5〜5重量%が更に良
い。この範囲より脂肪酸エステルが少なくなると走行性
が低下し易く、多くなると脂肪酸エステルがしみだした
り、出力低下が生じ易くなる。又、上記の効果をより良
好にするために、脂肪酸と脂肪酸エステルは重量比で1
0:90〜90:10が好ましい。 【0033】研磨剤の例としては、α−アルミナ、熔融
アルミナ、酸化クロム、酸化チタン、α−酸化鉄、酸化
珪素、窒素珪素、炭化珪素、炭化モリブデン、炭化タン
グステン、炭化硼素、コランダム、酸化ジルコニウム、
酸化亜鉛、酸化セリウム、酸化マグネシウム、窒化硼素
等が挙げられる。研磨剤の平均粒子径は0.05〜0.6μm
が好ましく、0.1〜0.3μmが更に好ましい。 【0034】帯電防止剤としては、カーボンブラック、
グラファイト等の導電性粉末;第四級アミン等のカチオ
ン界面活性剤;スルホン酸、硫酸、リン酸、リン酸エス
テル、カルボン酸等の酸性基を含むアニオン界面活性
剤;アミノスルホン酸等の両性界面活性剤;サポニン等
の天然界面活性剤等が使用される。 【0035】上記の帯電防止剤はバインダに対して0.01
〜40重量%の範囲で添加されるのがよい。 【0036】上記磁性層を形成する塗料に配合される溶
媒の例としては、アセトン、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のケトン類;
ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素;メ
タノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等の
アルコール類;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等
のエステル類;テトラヒドロフラン等の環状エーテル
類;メチレンクロラド、エチレンクロラド、四塩化炭
素、クロロホルム、ジクロルベンゼン等のハロゲン化炭
化水素等が挙げられる。 【0037】本発明において使用される非磁性支持体の
例としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレ
ン−2,6−ナフタレート等のポリエステル類;ポリプロ
ピレン等のポリオレフィン類;セルロースダイアセテー
ト、セルローストリアセテート等のセルロース誘導体;
ポリカーボネート、ポリアミド等が挙げられる。 【0038】本発明の磁気記録媒体は、ポリエチレンテ
レフタレート等の非磁性支持体上に磁性層2を有し、必
要があればこの磁性層とは反対側の面にバックコート層
(BC層)が設けられている構成のものである。又、磁
性層上にオーバコート層(OC層)を設けてもよい。
又、磁性層と支持体との間に下引き層(UC層)を設け
たものであってもよい。又非磁性支持体1にコロナ放電
処理を施してもよい。 【0039】非磁性支持体上に上記磁性層を形成するた
めの塗布方式の例としては、エアードクターコート、エ
アーナイフコート、ブレードコート、スクイズコート、
含浸コート、トランスファーコート、リバースロールコ
ート、キスコート、グラビアコート、キャストコート、
スプレイコート等が挙げられる。 【0040】非磁性支持体上に塗布された磁性層は、磁
場配向処理しながら乾燥される。次に、カレンダリング
により表面平滑化処理が行われる。その後、必要に応じ
てバーニッシュ処理或いはブレード処理を行ってスリッ
ティングされる。 【0041】尚、本発明は磁気テープをはじめ、磁気デ
ィスク等にも適用可能である。 【0042】 【実施例】以下、本発明を具体的な実施例につき説明す
る。 【0043】以下に示す成分、割合、操作順序等は、本
発明の精神から逸脱しない範囲において種々変更しう
る。 【0044】<実施例−1> Fe-Al系強磁性金属粉末 100重量部 (平均粒子サイズ:140Å、Hc:1750Oe、BET値:57m2/g) スルホン酸ナトリウム含有ポリウレタン 5重量部 スルホン酸ナトリウム含有ポリ塩化ビニル 10重量部 シクロヘキサノン 10重量部 メチルエチルケトン 10重量部 トルエン 10重量部 上記組成物を表1に示した条件下で加圧ニーダで20分間
混練した。 【0045】次にこの混練物をボールミルに取り出し、
更に下記の素材を添加し24時間分散した。 【0046】 混練物 145重量部 α−アルミナ 5重量部 ステアリン酸 1重量部 ブチルステアレート 1重量部 シクロヘキサノン 80重量部 メチルエチルケトン 80重量部 トルエン 80重量部 こうして得られた磁性塗料を0.5μmフィルタで濾過
し、ポリイソシアネート化合物(コロネートし、日本ポ
リウレタン社製)5重量部を添加し、非磁性支持体上に
塗布、配向(4000ガウスの磁石使用)、乾燥し、スーパ
カレンダ処理を行い、乾燥膜厚2.5μm磁性層を形成し
た。この後、下記の組成のバックコート用塗料をボール
ミルに入れ、70時間混練分散した後に1μmフィルタで
濾過し、ポリイソシアネート化合物(日本ポリウレタン
社製のコロネートL)20重量部を添加して調製し、これ
を磁性層の反対側の面に0.5μmに塗布して、8mm幅に
スリットして8mmビデオテープを作製した。 【0047】 バックコート層用塗料: カーボンブラック(A) 70重量部 (平均粒子径 30nm) カーボンブラック(B) 30重量部 (平均粒子径 60nm) ニトロセルロース 30重量部 ポリウレタン系樹脂 30重量部 シクロヘキサノン 200重量部 メチルエチルケトン 200重量部 トルエン 200重量部 実施例各水準の特性を表1及び図2に示した。 【0048】混練開始20分後の実質消費電力値:混練特
性の代表値として20分後の値を示したが、この値が高い
ほど混練が良好なことを示す。 【0049】混練後グロス:混練終了時の磁性塗料のド
ローダウングロスを示したが、この値が高いほど混練が
良好なことを示す。 【0050】RFout:8mmデッキを用いて測定したR
Foutの値で水準13をOdBとしたときの相対値を示した。 【0051】表1及び図2から判るように、雰囲気中の
水分量が1g/m3以下で混練状態及び電磁変換特性が良
好となる。 【0052】即ち、どのような温湿度条件下でも露点−
72℃のN2ガスをパージさせることにより、O2濃度0.5%
以下にすることで雰囲気中の水分量を1g/m2以下にす
ることで安定に達成できることも判る。 【0053】 【表1】【0054】 【発明の効果】本発明の如く磁性塗料混練槽中の雰囲気
水分を1g/m3以下に抑えることにより、充分かつ安定
した混練状態を与えることができる。
の関係を示すグラフ 【図2】雰囲気水分量と混練消費電力、混練後グロス並
びにRF出力との関係を示す図 【図3】混練工程における実質消費電力の経緯を示す図
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 強磁性粉末とバインダを含有する磁性層
を有する磁気記録媒体の製造方法において、磁性層に用
いる磁性塗料を実質、電力0.05〜0.5KW(強磁性粉末1K
g当たり)を負荷し加圧ニーダで混練する際、混練槽内
を減圧することなく酸素を窒素で置換して、雰囲気中の
水分量を0.906g/m3以下で混練することを特徴と
する磁気記録媒体の製造方法。
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