JPH02178364A - 磁性塗料の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、磁気テープ、磁気ディスク等の磁気記録媒体
に用いられる磁性塗料の製造方法に関するものである。

（従来の技術） 磁気特性、電磁変換特性等に優れた磁気記録媒体を得る
ためには、支持体に塗布される磁性塗料内の磁性粉の充
填度を向上させることが肝要である。そして、このため
には、磁性塗料の製造工程において行われる結合剤を含
有する有機溶媒溶液と磁性粉との混練を、高濃度状態で
高剪断力を付与しながら行うことが好ましく、このため
従来、例えば特開昭８２−４１２７４号公報に開示され
ているように、２軸型連続混練混合機を用いて混練を行
うことにより上記要語を満たす工夫がなされている。

（発明が解決しようとする課題） 磁性塗料の製造工程においては、上記混純の後、この混
練物に有機溶媒を加えて希釈がなされるのが普通である
が、２軸型連続混練混合機で混練された混練物は高い粘
度を有しており、このような硬い混練物に対して上記公
報に開示されているような高速分散撹拌機（フロージェ
ットミキサ）等を用いて一気に希釈を行っても、希釈の
際混練物に高剪断力を付与することができず、このため
、混練物が小さい塊となって残ってしまい均一な希釈物
を得ることができない。そして、このような希釈物に分
散処理を施しても、分散処理時間が長（かかり、しかも
分散到達レベルも低いため、このようにして得られた磁
性塗料を支持体に塗布しても、磁気特性、電磁変換特性
等に優れた磁気記録媒体を得ることができない。

一方、上記２軸型連続混練混合機を２台使用し、第１の
２軸型連続混練混合機でｒｈｊ練を行い、第２の２軸型
連続混練混合機で希釈を行うようにすれば、希釈を一気
に行うのではなく「希釈混練」という形で混練物にある
程度の剪断力を付与しながら徐々に行うことが可能であ
る。しかしながら、希釈混練の際には、有機溶媒が追加
され、混練時よりも混練物の粘度が低下するため、混練
に用いた２軸型連続混練混合機と同一の２軸型連続混練
混合機をそのまま用いて希釈混練を行った場合には、次
のような不都合を生ずる。すなわち、２軸型連続混練混
合機においては、１対の羽根部材相互間ならびに羽根部
材およびバレル間の間隙で混練物に蝦断力を付与するよ
うになっているが、上記間隙を、混練が適正に行われる
ような寸法値に設定した場合には、粘度の低下した混練
物を扱う希釈混練においては上記間隙が広すぎて高剪断
力を混練物に付与することができず、また、混練終了時
の混練物とこれに加えられる有機溶媒との間には大きな
粘度差があるため、混練物が小さい塊となって遊離しや
すく、そしてこの小さい塊が上記間隙を通り抜けるショ
ートバス現象が発生し、したがって均一な希釈物を得る
ことができない。

これとは逆に、上記間隙を、希釈混練が適正に行われる
ように狭めるようにした場合には、混練時羽根部材に過
大な負荷がかかることとなり、円滑な混練を行うことが
できない。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであっ
て、２台の２軸型迎続混練混合機を用いた混練および希
釈混練により、均一な希釈物を得ることのできる磁性塗
料の製造方法を提供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明による磁性塗料の製造方法は、羽根部材を有する
１対のシャフトとこれらシャフトを回転可能に収容する
バレルとを備えた２台の２軸型連続混練混合機を使用し
、第１の２軸型連続混練混合機により結合剤を含有する
有機溶媒溶液と磁性粉とを混練し、その後、第２の２軸
型連続混練混合機により前記混練がなされた混練物に有
機溶媒を加えて該混練物を希釈混練する磁性塗料の製造
方法において、前記第１の２軸型迎続混練混合機による
混練は固型分濃度６５〜９５重量％で行い、前記第２の
２軸型連続混練混合機による希釈混練は固型分濃度３０
〜６０重量％で行い、かつ、前記第２の２軸型連続混練
混合機の羽根部材相互間ならびに羽根部材およびバレル
間の間隙を、前記第１の２軸型連続混練混合機の当該間
隙より小さくしたことを特徴とするものである。

前記「固型分」とは、磁性粉、結合剤、非磁性粉その他
面型のものをいう。

前記「第１の２軸型連続混練混合機による混練」は固型
分濃度６５〜９５重二％で重工れるが、これは、強く混
練された磁性塗料を得るために必要な濃度として規定さ
れるものである。すなわち、混練物の固型分濃度が６５
重瓜％未満になるような磁性粉や結合剤等の混合物では
、その混合物の粘度が低すぎるため混練時に充分な剪断
力が１）られず分散が不十分となる。一方、固型分濃度
が９５重重工を超える場合は粘度が高すぎて均一な混練
物が得られない。なお、この場合、固型分濃度を７５〜
９０重−％とするのが好ましい。

前記「第２の２軸型連続混練混合機による希釈混練」は
固型分濃度３０〜６０重量％で行われるが、これは、固
型分濃度が３０重量９６未満では粘度が低すぎるため充
分な分散ができず、一方、固型分濃度が６０重量％を超
えるような高粘度物を希釈混練させた場合には分散効率
が悪く均一な分散物が得にくいからである。なお、この
場合、固型分濃度を４０〜５５重量％とするのが好まし
い。

前記「第２の２軸型連続混練混合機の羽根部材相互間な
らびに羽根部材およびバレル間の間隙」は、前記第１の
２軸型連続混練混合機の当該間隙より小さいものであれ
ば、その大きさは特に限定されるものではないが、前記
第１の２軸型連続混練混合機の当該間隙の５０〜８０％
とするのが好ましい。

（作　　用） 上記構成に示すように、混練および希釈混練の際の固型
分濃度がそれぞれ所定範囲内の値に設定されており、か
つ、希釈混練を行う前記第２の２軸型連続混′ａ混合機
の羽根部材相互間ならびに羽根部材およびバレル間の間
隙が、混練を行う前記第１の２軸型連続混練混合機の当
該間隙より小さいので、混練時に比して粘度の低下した
混練物を扱う希釈混練においても、その粘度の相違に応
じて高剪断力を付与しながら希釈混練を行うことが可能
となり、また、混練物が小さい塊となってショートバス
現象を引き起こすのを防止することができ、これにより
、均一な希釈物を得ることができる。

（発明の効果） このように、本発明によれば、２台の２軸型連続混練混
合機を用いた混練および希釈混練により、均一な希釈物
を得ることができ、したがって、その後行われる分散処
理を短時間でかつ高い分散到達レベルで行うことができ
、このようにして得られた磁性空料を支持体に塗布する
ことにより、磁気特性、電磁変換特性等に優れた磁気記
録媒体を得ることができる。

（実施態様） 以下添付図面を参照しながら本発明の実施態様について
詳述する。

第１図は、本発明による磁性塗料の製造方法の一実施態
様を示す工程概要図である。

磁性塗料の製造工程は、結合剤を含有する有機溶媒溶液
と磁性粉との混練を行う混練工程と、この混練工程で得
られた混練物に有機溶媒を加えて該混練物の希釈を行う
希釈工程と、この希釈工程で得られた希釈物に分散処理
を施す分散工程等とからなり、こうして得られた磁性塗
料は支持体に塗布され、その後、カレンダおよびスリッ
ト工程を経ることにより磁気記録媒体が製造されるよう
になっている。

上記混練工程および希釈工程には直列に配された２台の
２軸型連続混練混合機が用いられ、第１の２軸型連続混
練混合機２により混練を行い、第２の２軸型連続混ｎ混
合機４により希釈を行うようになっている。

すなわち、第１の２軸型連続混練混合機２においては、
投入口６から磁性粉、結合剤およびカーボンブラックが
混合室８内に投入され、また上記投入口６近傍に設けら
れた図示しない添加口から結合剤を含有する有機溶媒溶
液が混合室８内に添加され、そして、これらは混合室８
内で混練された後、排出口１０から混練物として排出さ
れるようになっている。混合室８は横長の筒状に形成さ
れ、上記投入口６および排出口ＩＯは、混合室８の両端
部近傍に設けられている。混合室８の経路長は０゜５〜
５ｍであり、好ましくは、０．６〜４ｍである。

混合室８は、第２図にその断面を示すように、所定間隔
をおいて設けられた互いに平行に延びる１対のシャフト
１２と、これら各シャフト１２に該シャフト１２の軸線
方向に重ね合わされて固設された、羽根部材たる複数枚
のパドル１４と、これらパドル１４が固設されたシャフ
ト１２を収容するバレル１６とからなっている。上記各
パドル１４は同大のおむすび形に形成され、かつ、１枚
毎６０°の位相差をもって各シャフト１２に固設されて
いる。また、両シャフト１２に設けられた互いに対向す
る１対のパドル１４は同位相になるように配されている
。そして、バレル１６は、各パドル１４の先端部との間
に所定の微小間隙ｄ１が形成されるようにまゆ形に形成
され、各パドル１４は、互いに対向する１対のパドル１
４の間に所定の微小間隙ｄ２が形成されるように、その
おむすび形の外形形状が設定されている。上記微小間隙
ｄ１およびｄ２は、同一寸法であってもよいし異なる寸
法であってもよいが、それぞれ０．５＋ａｍ≦ｄ１　≦
４ｍｍ、　　０．５　ｍｍ≦ｄ２６４ｍｍに設定され、
また、各バドル１４のパドル径（すなわちパドル１４の
回転軌跡の最大径）Ｄは、５０＋ａ１１≦Ｄ≦４００　
ｍｍ に設定されている。

バドル１４の回転数は５〜２００ｒｐｆｆｌであり、好
ましくは２０〜１２０ｒｐＬ１である。周速は１〜５０
ｃｍ　／ｓｅｃであり、好ましくは２〜３０ｃｍ／ｓｅ
ｅである。

上記微小間隙ｄ１およびｄｌを、０，５關以上としたの
は、バドル１４およびシャフト１２に作用する負荷が過
大とならないようにするとともに機械精度上の実現可能
性を考慮したものであり（すなわち、０．５１未満ては
、混練の際機械的な芯ブレの問題があり、またシェアが
大きくかかるため、シャフト１２駆動用のモータの馬力
を極めて大きくしなければならない。）、４ＩＩＩ１１
以下としたのは、磁性塗料内における磁性粉の充填度を
高めるべく十分に高い剪断力を付与しながら混練するた
めである（すなわち、４１より大きい場合には、シェア
がかからなくなり強練りができないため、充填度をあげ
ることができず、出力も出ない。）。なお、上記微小間
隙ｄｉおよびｄｌは、好ましくは０．６〜３１■である
。

上記パドル１４のパドル径を５０〜４００　ｍｍとした
のは、混合物の粘度が極めて高く、強い力で混練する必
要があるためである。すなわち、５０ｍｍ未満の場合は
シャフト１２の太さが細くなり、装置の機械的強度が保
ちに＜＜、一方、４００　ｍｍより大きい場合は馬力の
大きなモータが必要となり、装置として実用的ではなく
なるからである。

なお、羽根部材として、上記パドル１４に代えて浅溝ス
クリュ等を用いるようにしてもよい。

第１図に示すように、第２の２軸型連続混練混合機４に
おいては、上記第１の２軸型連続混練混合機２の排出口
１０から排出された混練物が投入口１８から混合室２０
内に投入され、また、上記投入口１８近傍に設けられた
図示しない添加口から結合剤を含有する有機溶媒溶液お
よび有機溶媒が希釈用として混合室２０内に添加され、
そして、これらは混合室２０内で希釈混練（すなわち混
練しながら行う希釈）された後、排出口２２から希釈物
として排出されるようになっている。

第２の２軸型連続混練混合機４は、第１の２軸型連続混
練混合機２と同一構造であるが、次の点において異なる
。すなわち、第２図に示す第１の２軸型連続混練混合機
における微小間隙ｄ１およびｄｌに対し、第２の２軸型
連続混練混合機４における当該間隙ｄ１／およびｄ２′
が、それぞれ０．５ｄｌ　≦ｄ１′≦０．８　ｄｌ　、
　０．５　ｄ２≦ｄ２≦０．８　ｄｌ に設定されている。

上記微小間隙ｄ１’およびｄ２′を、微小間隙ｄｌおよ
びｊｚに対してそれぞれ５０〜８０％としたのは、希釈
混練の際には、有機溶媒等が加えられて混練物の粘度が
低下するが、この粘度の低下した混練物に対しても十分
に高い剪断力を付与するためであり、また、混練物と有
機溶媒等との間の大きな粘度差のために遊離した混練物
の小さい塊が上記間隙を通り抜けるショートバス現象の
発生を阻止するためであり、５０％および８０％の数値
は、混練工程における混練物の粘度および希釈工程にお
ける混練物の粘度の相違の程度等を考慮して設定したも
のである。例えば、５０％未満にすると、シェアがかか
りすぎるとともに磁性塗料中の針状磁性粉を折ってしま
い、転写特性や配向性が低下してしまう。そして、転写
特性が劣化すると磁気テープを重ねて巻いた時に転写が
起きやすくなり、また、配向性が低下すると残留磁束密
度（Ｂｒ　）が低下し、出力低下につながる。

第１図に示すように、分散工程には、直列に配されたデ
ィゾルバ２４およびサンドグラインダ２Ｇが用いられ、
ディゾルバ２４により上記希釈物を高速攪拌した後サン
ドグラインダ２６により微分散を行うようになっている
。

次に、本実施態様の作用について説明する。

第１図において、混練工程では第１の２軸型連続混練混
合機２により混練がなされるが、その混合室８内におけ
る互いに対向するバドル１４相互間の間隙ｄ２ならびに
各バドル１４およびバレル１６間の間隙ｄ１は０．５〜
４ＩＩＩ１１に設定されているので、磁性粉、結合剤、
カーボンブラックおよび結合剤を含有する有機溶媒溶液
は、上記間隙で高い剪断力を付与されて混練され、かつ
、パドル１４およびシャフト１２等に過大な負荷をかけ
ることなく円滑に混練されることとなる。したがって、
上記混練工程により、高い粘度の混練物を得ることがで
きる。

希釈工程では、第２の２軸型連続混練混合機４により希
釈混練がなされるが、その混合室８内における互いに対
向するパドル１４相互間の間隙ｄ２′ならびに各パドル
Ｉ４およびバレル１６間の間隙ｄ１′は、第１の２軸型
連続混練混合機２の当該間隙ｄ２およびｄＢに対してそ
れぞれ５０〜８０％に設定されているので、混練物は、
有機溶媒等が加えられてその粘度が低下しているにもか
かわらず高い剪断力が付与されて混練されながら希釈さ
れることとなる。また、このとき上記間隙を混練物の小
さい塊が通り抜けるショートパス現象の発生も有効に阻
止されることとなる。したがって、上記希釈工程により
、均一な希釈物を得ることができる。

分散工程には、上記均一な希釈物が供給されるので、分
散処理を短時間でかつ高い分散到達レベルで行うことが
できる。そして、このようにして得られた磁性塗料を支
持体に塗布し、その後、乾燥、配向、カレンダおよびス
リット等の各処理を施こすことにより、磁性体の充填度
および分散度の高い、磁気特性、電磁変換特性等に優れ
た磁気記録媒体を得ることができる。

（実　施　例） 以下、実施例によって本発明の実施態様を具体的に説明
する。

実施例（１） 結合剤樹脂溶液（Ｙｌ）として、 樹脂濃度２０％の溶液Ｙ１を調製した。

結合剤樹脂溶液（Ｙ２）として、 樹脂濃度１５％の溶液Ｙ２を調製した。

混練工程として、 Ｃｏ　−Ｆｅ　Ｏｘ　　　　　　　　　　　１００重量
部（Ｘ−１，４８，比表面ｆａ３５ｒｒｔ／ｇ長袖長０
．３　μ、　ＨＣ７０００ｅ　　）水酸基含有塩化ビニ
ル酢酸ビニル共重合体（電気化学■　電化ビニル１００
ＯＧ　＞　９．５重量部カーボンブラック　　　　　　
　　　１重量部活合剤樹脂溶液（Ｙｒ　）　　　　　　
３２．５重量部上記のものを連続して添加しつつ、互い
に対向する１対のパドル間ならびにパドルおよびバレル
間の間隙がｌｌ１ｍの混合室を有し、パドル径が１００
論諺、回転数が３０〜１２０ｒｐ１１．周速が５〜２０
ｃｍ　／ｓｅｃで、混合室の経路長が１ｍである２軸型
連続混練混合機で連続して混練処理を行い混練物を得た
。

次いで、希釈工程として、 上記混練物１４３重量部に対し、 結合剤樹脂溶液（Ｙｚ　）　　　　　　２８．７重量部
メチルエチルケトン　　　　　　　　２５重量部酢酸ブ
チル　　　　　　　　　　　２５．３重量部上記のもの
を連続して添加しつつ、混練工程で使用した２軸型連続
混練混合機に組み込まれているパドルより直径を０．２
ｍｍ大きくして互いに対向する１対のパドル間の間隙を
０．８朧ｌとするとともにバレル内壁径を０．１ｍｍ小
さくしてパドルおよびバレル間の間隙を０．８ｍｍとし
た２軸型連続混ｎ混合機で連続して希釈混練処理を行い
希釈物を得た。

次いで、分散工程として、 上記希釈物２２０重量部に対し、 ミリスチン酸 オレイン酸 ジメチルポリシロキサン α−Ａ免２０３　（平均粒径０，３ メチルエチルケトン 酢酸ブチル ２．０重量部 ０．５重量部 ０．２重量部 μ）１．０重量部 ３５．５重量部 ３６重量部 上記のものを混合し、ディゾルバで１時間高速攪拌した
後、サンドグラインダにて微分散処理した。その際、サ
ンドグラインダを６台連続して接続して分散液を順次流
して微分散を行った。

ディゾルバによる高速攪拌終了時点、および、サンドグ
ラインダの１台目から６台目まで各々のサンドグライン
ダより吐出される分散液を支持体上に塗布し、配向、乾
燥させて磁気記録媒体を作成した。

こうして得られた磁気記録媒体の表面光沢度を第３図に
、また分散度を評価する従来のΔｐ１定方法の一例とし
て、磁性粒子の配向性を示すＢｒ／Ｂｌ比を第４図に示
す。上記表面光沢度は、光入射角６０度で磁性層表面の
光沢度を測定した。なお、表記した値は、屈折率１．５
０７のガラス表面の鏡面光沢度を１００％としたときの
相対値である。また、このとき用いたｆｌＦＩ定機はデ
ジタル光沢度計（スガ試験機（株）製）である。

上記サンドグラインダでの微分散処理が終了した分散液
を平均孔径１．０μｍのフィルタを用いて濾過し、磁性
！！２！料を調製した。得られた磁性塗料を乾燥後の磁
性層の厚さが４．０μｍになるように、厚さ１４μｍの
ポリエチレンテレフタレート支持体の表面にリバースロ
ールを用いて塗布した。そして、塗膜が未乾のうちに配
向処理を行い、乾燥させた後、スーパーカレンダ処理し
、磁気テープ原反を得た。このようにして得られた磁気
テープ原反に対して、振動試料磁束計（東英工業（株）
）を用いてａ−１定磁場（Ｈｉ　）３ＫＯｅにおける抗
磁力（Ｈｅ・・・単位エルステッド）、最大磁束密度（
ＢＩＩ・・・単位ガウス）、残留磁束密度（Ｂｒ・・・
単位ガウス）の値を測定した。その結果を第１表に示す
。

実施例（２） 希釈工程で用いる２軸型連続混練混合機として、互いに
対向する１対のパドル間ならびにパドルおよびバレル間
の間隙が０．６　ｍｍの混合室を有する構造のものを用
いたことのほかは、組成および処理共にすべて実施例（
１）と同一の条件で行った。

比較例（１） 希釈工程で用いる２軸型連続混練混合機として、混練工
程で用いたものと同じ１龍の間隙の混合室を有する構造
のものを用いたことのほかは、組成および処理共にすべ
て実施例（１）と同一の条件で行った。

第１表 実施例（３） 混練工程および希釈工程で用いる２軸型連続混練混合機
として第２表に示す構造のもの、を用い、また、固型分
濃度は、結合剤濃度（Ｙｓ　）　、結合剤溶ｉ＆（Ｙｚ
）の樹脂濃度を変化させることにより第２表に示すよう
に変化させた。そのほかは、組成および処理共にすべて
実施例（１）と同一の条件で行った。その７１Ｐｊ定結
果を第２表右欄に示す。

本発明の実施例（１）、　　（２）によって得られる磁
性塗料は分散初期から光沢度、Ｂｒ７８ｍ比が高く好ま
しい。またサンドグラインダ４合口吐出品より特性は一
定となり分散効率のよいことも示している。一方、比較
例（１）では、希釈処理時、均一な希釈物が得られない
ため、分散初期の光沢、Ｂｒ／８ｍは低く、サンドグラ
インダで分散を重ねても実施例（１）、　　（２）のよ
うな特性を得ることができない。また、磁気テープ原反
の磁気特性を見ても、実施例（１）、　　（２）は比較
例（１）に比べＢｍ　、Ｂｒ　、Ｂｒ　／Ｂｉが高く好
ましい。これは、希釈工程時十分に高い剪断力が付与さ
れ１．ＢＩが上がるとともに分散度も高くなり、これに
よりＢｒ／Ｂａ　も高＜Ｂｒ　も高くなったものと考え
られる。また、実施例（３）より明らかなように、パド
ル径および間隙を変化させても同じように効果があるこ
とがわかる。さらに、固型分濃度については、６５〜９
５重量％で混練を行い、３０〜６０重二％で重工混練を
行った場合に良好な結果が得゛られることがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による磁性塗料の製造方法の一実施態様
を示す工程図、 第２図は混練工程において用いられる２軸型連続混練混
合機の断面を示す、第１図の■−■線断面図、 第３および４図は該製造方法の実施例を示すグラフであ
る。 ２．４・・・２軸型連続混練混合機 ８・・・混合室 １２・・・シャフト １４・・・パドル（羽根部材） １６・・・バ・レル 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 羽根部材を有する１対のシャフトとこれらシャフトを回
   転可能に収容するバレルとを備えた２台の２軸型連続混
   練混合機を使用し、第１の２軸型連続混練混合機により
   結合剤を含有する有機溶媒溶液と磁性粉とを混練し、そ
   の後、第２の２軸型連続混練混合機により前記混練がな
   された混練物に有機溶媒を加えて該混練物を希釈混練す
   る磁性塗料の製造方法において、 前記第１の２軸型連続混練混合機による混練は固型分濃
   度６５〜９５重量％で行い、前記第２の２軸型連続混練
   混合機による希釈混練は固型分濃度３０〜６０重量％で
   行い、かつ、前記第２の２軸型連続混練混合機の羽根部
   材相互間ならびに羽根部材およびバレル間の間隙を、前
   記第１の２軸型連続混練混合機の当該間隙より小さくし
   たことを特徴とする磁性塗料の製造方法。