JPH04182930A - 磁気記録媒体の製造方法 - 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】 イ、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
の製造方法に関するものである。

口、従来技術 磁気記録媒体は、通常、ポリエステルフィルム等の支持
体上に、磁性粉、帯電防止剤、研磨剤及び結合剤樹脂、
種々の添加剤等を含む磁性塗料を塗布、乾燥することに
より製造される。

この磁気記録媒体の製造に際しては、前記磁性塗料を迅
速にかつ分散性の良い塗料に仕上げるために、磁性粉を
ボールミル、サンドグラインダー等の分散機を用いて結
合剤樹脂の溶剤溶液中に分散させる前に、ニーダ−の如
き強力な混練機を用いて、磁性粉と少量の結合剤樹脂溶
液を混練する一連の工程が知られている。

また、磁性塗料の調製に際して混線分散を行う製造装置
やその操作条件に関しては、混練機を特定の剪断応力下
で操作する方法（混練機はニーダ−使用）あるいは分散
機を特定の条件で操作する方法で、分散性、ＲＦ比出力
高める技術が知られている。

最近の磁気記録媒体の記録密度の向上に伴って、磁性粉
はより粒子サイズが小さく、比表面積が大きいものが用
いられる。しかし、粒子の分散は、粒子径が小さくなる
につれて急激に難しくなる。

これを解決するために、磁性粉と結合剤とを高濃度状態
で、連続式２軸混練機を用いて高剪断力を付加して混練
することが知られている。連続式２軸混線機を用いた磁
気記録媒体の製造方法の従来技術としては、特開昭６２
−４１２７４号、同６４−７９２７４号、同６４−７９
２７５号、特開平２−１０７６７４号等がある。

ところで、連続混合機による混練において、高分散、高
剪断力を混練物に与えるために、固形分量の多い領域で
混練を行っているが、それにともない、希１号る際に固
形分量を低くしなければならない場合に有機溶媒を希釈
工程で多く加えるため、混練希釈の工程が不安定になる
。

混練希釈を安定させるためには、混練工程の混練物の粘
度（即ち、固形分量）を下げる方法が考えられるが、固
形分量を単純に下げると、高分散、高剪断力が得られな
い。

混練機を用いて磁性塗料を調製するに際し、混練及び混
練希釈工程において、高分散、高剪断力を実現しながら
安定した混練希釈を行い、かつ得られる磁性層に適度の
潤滑性を与えて電磁変換特性を向上させ得る方法を提供
することにある。

二０発明の構成 も磁性粉、結合剤及び有機溶媒を互いに混練するに際し
、前記連続式２軸混練機の出口での脂肪酸濃度が前記磁
性粉に対して５重量％以下となるように、脂肪酸を混練
工程及び／又は混練希釈工程において添加する、磁気記
録媒体の製造方法に係るものである。

本発明において、上記の「重量％」とは、磁性粉１００
重量部に対する重量部を意味する。

ホ、実施例 以下、本発明の詳細な説明する。

第１図〜第４図は、本実施例による方法の実施に使用す
る装置を示すものである。

まず、第１図〜第３図について、本実施例で用いる連続
式２軸混線機に−ダー）の構成を説明する。

この連続式２軸混練機１は栗本鉄工所製のＫＥＸＮ−３
０として構成されていて、粉体投入口２から装入されに
磁性粉等の粉体３がスクリュー式搬送手段４によって混
練部５に送られ、ここで液注入口６からの結合剤溶液７
と十分に剪断力の作用下で混練され、更に液注入口８か
らの結合剤溶液９と共にスクリュー式搬送手段１０によ
って、希釈混練部１１へと送られる。ここで、投入され
る粉体が数種類ある場合は、■型コーンミミサー、Ｗ型
コーンミキサー等の混合機により均一に混合され、粉体
定量供給装置（スクリューフィーダー、ロータリーフィ
ーダー、振動フィーダー、ベルトフィーダー等）により
一定量で投入される３第２図に示すように、２本の平行
な回転軸１２Ａ、１２Ｂに対して上記の搬送手段４．１
０が４Ａ及び４日、ＩＯＡ、及び１０Ｂとして夫々固定
されていると共に、特に混練部５及び混練希釈部１１で
は互いに同一方向に回転可能なパドル１３Ａ及び１３Ｂ
、１４Ａ及び１４Ｂの組合せからなる混練部材１３．１
４によって被混練物に十分な剪断力が作用するように構
成されている。第３図に示すように、一対のパドル１３
Ａと１３日（又は１４Ａと１４日）が互いに角度をずら
して設けられ、常に一方のパドル先端が他方のパドルを
こするように回転することによって、上記の剪断力が生
じる。パドルの配置については、共通の回転軸において
その軸方向で前後のパドルのなす角度を例えば４５度ず
つずらして配置し、左右のパドル間では常に９０度位相
をずらすことができる。その他、パドルは種々の配置が
可能である。

また、混練部５は（又は、場合によっては混線希釈部１
１も）、複数の単位バレル１５の組み合せたものからな
り、各バレルの外壁は、冷温水１６を通すために内壁１
７と外壁１８との間に冷温水路１９を有する二重構造か
らなっている。図中の２０は冷温水導入口、２１は冷温
水排出口であって、各バレル１５に夫々設けられている
が、各バレル間では冷温水路１９は隔壁（図示せず）に
より遮断されている。

なお、上記の連続式２軸混練機１で得られた混練物２４
は、第４図に示すように、攪拌羽根３０付きの希釈分散
機２５に導入され、有機溶媒２６の添加で希釈される。

しかる後、希釈分散液２７は攪拌板３１付きの分散機２
８に入り、ここで分散処理され、必要に応じて硬化剤、
潤滑剤、有機溶媒等を添加して磁性塗料２９として塗布
部（図示せず）へ送られる。希釈分散に用いられる装置
としては、デイシルバー、フロージェットミキサー、ラ
インフロー等がある。上記の分散機２８としては、ボー
ルミル、サンドミル等を用いることができる。サンドミ
ルを用いるときは分散媒体としてガラス、アルミナ、ジ
ルコニア等があるが、ジルコニアが分散性向上の点で望
ましい。分散機２８の後は、フィルタを通して塗布手段
へ導（のがよい。その後の工程（塗布、配向、乾燥、カ
レンダー）は通常の方法で行われるので、説明を省略す
る。塗布手段としては、グラビアロールコータ、リバー
スロールコータ、押し出しコータ等がある。

上記のように構成された連続式２軸混練機１において、
本発明に基いて次のように操作を行う。

即ち、少なくとも磁性粉、結合剤及び有機溶媒を互いに
混練するのに際し、連続式２軸混練機１の出口での脂肪
酸濃度が前記磁性粉に対して５重量％以下となるように
、脂肪酸を混練工程及び／又は混練希釈工程において添
加する。例えば、上記量に対応する脂肪酸を結合剤溶液
７及び９に添加溶解し、注入口６及び８から供給する。

このように、脂肪酸を添加して混練及び／又は混練希釈
を行うことにより、本来減粘作用のある脂肪酸の作用で
混練性が向上するため、高分散とともに安定した希釈が
得られる。即ち、混練物を高固形分濃度としても、脂肪
酸による混練性の向上によって十分かつ均一な混線が可
能となり、かつ、高固形分濃度による高剪断力、高分散
も可能となり、更にまた混練が十分となるために混練希
釈時の有機溶媒の添加によっても安定した希釈が可能と
なる。本発明によれば、混練物の固形分濃度は従来の７
５〜７９％から８０〜８５％に高めることができる。

また、磁性塗料中に脂肪酸がニーグーの力によって分散
されるので、磁性塗料の塗布で得られる磁性層の表面に
存在する過度の脂肪酸量をおさえることができる。

即ち、仮に従来のように脂肪酸を混練機の後で（デイシ
ルバー等において）添加した場合は、分散しきれないた
めに、磁性層の表面には必要な量よりも多くの脂肪酸が
存在してしまうことになる。

この結果、表面の摩擦係数が低下しすぎて例えば磁気テ
ープとしてのテープテンションが小となり、ヘッドを押
さえ付ける力が減少してヘッドタンチが悪くなり、これ
によって磁気テープと磁気ヘッドとの間のスペーシング
ロスが生じ易くなり、ＲＦエンベロープ（出力の出方）
が悪くなり、また電磁変換特性を劣化させることになる
。これに対し、本発明に基いて混練を行うと、磁性層表
面には適度な量で脂肪酸が存在し、かつ使用中も磁性層
内部から脂肪酸が表面へ供給されるため、上記した不利
な事態は生じない。

上記において、本発明の効果を一層確実に得るには、脂
肪酸の添加量を磁性粉の０．５〜５重量％、更には１．
５〜４．０重量％とするのがよい。但し、添加量の上限
は、過度の添加を避けるために５重量％とすべきであり
、また添加量があまり少ないと上記した減粘作用が不十
分となる。なお、脂肪酸は混練工程又は混練希釈工程（
好ましくは混練工程）のみに添加してもよい。

また、得られた磁性層の表面に存在する脂肪酸量をＦｓ
とし、磁性塗料に添加した全脂肪酸量をＦｔとしたとき
、上記した方法によって、０．００５　Ｆｖ≦Ｆｓ≦０
．３５ＦＴ又は ０．００５≦（Ｆｓ／ＦＴ）≦０．３５となるようにコ
ントロールすることができる。

この比は更に、Ｆ　ｓ　／　Ｆ　Ｔ　＝０．０１〜０．
３０がよく、０６０５〜０．２５が一層好ましい。

なお、上記混練機によれば、混練と希釈混練とを連続し
て（混練物を取出すことなしに）行っているので、工程
を１ラインで実施でき、制御が容易となって、工程のト
ラブル発生も少なく、コストも低減可能である。

上記した方法において、添加する磁性粉としては、例え
ば７−Ｆｅｚ　ｏ３、Ｃｏ含有７−Ｆｅ２Ｏ，、Ｃｏ被
着ｒ　　Ｆｅｚ　ｏ３、Ｆｅ３Ｏ４、Ｃｏ含有Ｆｅ、Ｏ
，、Ｃｏ被着Ｆｅ、０４、Ｃｒｙ、等の酸化物磁性粉が
ある。また、金属磁性粉も使用してよく、使用可能な金
属磁性粉としては、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、をはじめ、Ｆｅ
−Ａｌ系、Ｆｅ−Ａｌ−Ｎｉ系、Ｆｅ−Ａｌ−Ｃｏ系、
Ｆｅ−Ａｌ−Ｚｎ系、Ｆｅ−Ａｌ−Ｃａ系、Ｆｅ−Ｎｉ
−Ｃｏ系、Ｆｅ−Ｍｎ−Ｚｎ系、Ｆｅ−Ｎｉ系、Ｆｅ−
Ｎｉ−Ａｌ系、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｚｎ系、Ｆ　ｅ−Ｃｏ−Ｎ
　１−Ｃｒ系、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎ１−Ｐ系、Ｃｏ−Ｎｉ系
、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ等を主成分とするメタル磁性粉等の
強磁性粉が挙げられる。なかでも、Ｆｅが８０ａｔｍ％
以上のＦｅ系金属磁性粉が電気特性的に優れ、耐食性及
び分散性の点で特にＦｅ−Ａｌ、Ｆｅ−Ａｌ−Ｎｉ、Ｆ
ｅ−Ａｌ−ＺｎＸＦｅ−Ａｌ−Ｃｏ、Ｆｅ−ＮｉＸＦｅ
−Ｎｉ−Ａｌ、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｚｎの系まれていても良い
。また、バリウムフェライト等の六方晶系フェライト、
窒化鉄も使用される。

また、結合剤（バインダー樹脂）としては、例えばウレ
タン樹脂、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、ブタジェン−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ｍ１体（セルロースアセテートブチレート、セルロー
スダイアセテート、セルローストリアセテート、セルロ
ースプロピオネート、ニトロセルロース等）、スチレン
−ブタジェン共重合体、ポリエステル樹脂、各種の合成
ゴム系、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、シリコン樹脂、アクリル
系反応樹脂、高分子量ポリエステル樹脂とイソシアネー
トプレポリマーの混合物、ポリエステルポリオールとポ
リイソシアネートの混合物、尿素ホルムアルデヒド樹脂
、低分子量グリコール／高分子量ジオール／イソシアネ
ートの混合物、及びこれらの混合物等が例示される。

上記した樹脂の内掛なくとも一成分には、〜ＳＯｊＭ、
−ＣＯＯＭ、〜ＰＯ（ＯＭ’　）ｚ　（但しＭ、Ｍ’　
は水素、リチウム、カリウム、ナトリウム等のアルカリ
金属又は置換若しくは未置換の炭化水素残基）で表され
る親水性極性基（陰性官能基）を含有した樹脂とするの
がよい。スルホン酸、カルボン酸若しくはリン酸等の塩
の金属はアルカリ金属（特にナトリウム、カリウム、リ
チウム）である。上記変性基（極性基）の導入量は、０
．０１〜１．０　ｍｍｏｌ／ｇであることが好ましく、
より好ましくは０．１〜Ｑ、５　ｍｎ＋ｏｌ　／　ｇの
範囲である。

上記極性基導入量が１．Ｏｎ＋ｍｏｌ／ｇを越えると、
分子間、或いは分子内凝集が起こり易くなって、分散性
に悪影響を及ぼすばかりか、溶媒に対する選択性を生し
通常の汎用溶媒が使えなくなってしまうおそれもある。

上記極性基導入量がＱ、０１＋ｎｍｏｌ　／　ｇ未満で
あると、強磁性粉末の分散に十分な効果が認められなく
なる。

特に、少なくともウレタン樹脂を使用するのがよく、更
に塩化ビニル系共重合体、エポキシ樹脂（特にフェノキ
シ樹脂）、ポリエステル系樹脂又はニトロセルロース樹
脂（以下、他の樹脂と称する。）を併用するのが良い。

この場合、ウレタン樹脂と他の樹脂との配合比としては
、他の樹脂が９０〜１０重量部、より好ましくは８０〜
２０重量部であるのが望ましい。上記配合比が９０重置
部を越えると塗膜がもろくなりすぎ塗膜の耐久性が著し
く劣化し、また支持体との接着性も悪くなる。また上記
配合比が１０重量部未満であると、磁性粉の粉落ちが起
こり易くなる。

更に、本発明において、バインダー樹脂を含有する磁性
塗料には更にポリイソシアネート系硬化剤を添加するこ
とにより、耐久性を向上することができる。

本発明で使用する脂肪酸は一塩基性であっても二塩基性
であってもよい。炭素原子数６〜３ｏ、更には１２〜２
２の脂肪酸が好ましい。脂肪酸を例示すると以下の通り
である。

（１）カプロン酸 （２）カプリル酸 （３）カプリン酸 （４）ラウリン酸 （５）ミリスチン酸 （６）バルミチン酸 （７）ステアリン酸 （８）イソステアリン酸 （９）リルン酸 （１０）リノール酸 （１１）オレイン酸 （１２）エライジン酸 （１３）ベヘン酸 （１４）マロン酸 （１５）コハク酸 （１６）マレイン酸 （１７）グルタル酸 （１８）アジピン酸 （１９）ピメリン酸 （２０）アゼライン酸 （２１）セバシン酸 （２２）　　１．１２−ドデカンジカルボン酸（２３）
オクタンジカルボン酸 脂肪酸と共に脂肪酸エステル（例えば、ステアリン酸ブ
チル、ミリスチン酸ブチル、パルミチン酸オクチル）を
併用することが好ましい。これにより、両者の各特長を
発揮させながら、単独使用の場合に生ずる欠陥を相殺し
、潤滑効果を向上させ、静止画像耐久性、走行安定性、
Ｓ／Ｎ比等を高めることができる。脂肪酸、脂肪酸エス
テル以外にも、他の潤滑剤（例えばシリコーンオイル、
カルボン酸変性、エステル変性等）を添加してよい。ま
た、上記した潤滑剤をはじめ、公知の研磨剤（例えばア
ルミナ）、帯電防止剤（例えばカーボンブラック）等も
添加してよい。

上記した各添加物質を混練希釈もしくは希釈時に添加す
る場合は、別の工程で分散したものを用いた方が好まし
い。

使用可能な溶剤としては、ケトン類（例えばメチルエチ
ルケトン）、エーテル類（例えばジエチルエーテル）、
エステル類（例えば酢酸エチル）、芳香族系溶剤（例え
ばトルエン）等を挙げることができ、これらは単独、或
いは混合しても使用することできる。

次に、本実施例による方法を具体的な例によって更に詳
細に説明する。但し、「部」は重量部を意味する。

１隻±二上二■ 第１図〜第４図に示した装置を用い、以下の条件下で操
作した。

次に示す組成の各成分を第１図の工程にて十分混合分散
したのち、磁性塗料とした。ただし、原料Ｂ、Ｃ，Ｄの
脂肪酸は全て、それぞれＢ、Ｃ１Ｄの溶剤に溶解するも
のとする。

上記原料Ａを粉体混合し、粉体定量供給機で供給した。

上記原料日を２軸連続混合機に第１図の７として供給し
た。

上記原料Ｃを２軸連続混合機に第１図の９として供給し
、同時に希釈を行った。

上記のＡ、Ｂ、Ｃを２軸連続混合機で充分混練、希釈を
行った。

上記液に下記原料を加え、適性粘度に希釈後、デイシル
バー、サンドミル等で分散した。

トルエン　　　　　　　　　　通量］ 上記磁性塗料にポリイソシアネート化合物５．０部を加
え、ポリエチレンテレフタレート−・−ス上に塗布し、
配向、乾燥し、１７２インチ巾に切断し、磁気テープと
した。

工較Ｍ二上二ｉ 実施例において、脂肪酸を混練機には添加せず、従来の
ようにデイシルバー及びサンドミルへの原料Ｏとして添
加した。或いは、混練機の添加量を５３１量％より多く
した以外は、同様にして、磁気テープを得た。

上記に得られた各サンプル又はテープについて、次の測
定を行い、結果を下記表−２に示した。

電流値のふれ幅：ニーダ−運転時の消費電流を記録計に
ブロンドし、そのチ ヤードのふれ幅が最大電流値 （１５Ａ）に対して５％以下の ときを小、６％〜１０％のとき を中、１０％以上のときを大と した。

分散後の光沢度：サンドミルの出口の下流側で塗料を採
取し、これをヘース 上に塗布、乾燥した後、塗布 層表面の光沢度を塗布方向と 「５ｈｉｂａｓｏｋｕ　９２５　Ｄ／　１　」により測
定した。バイパスフィルターは １０　Ｋ　Ｈｚ、ローパスフィルターは４．２　ＭＨｚ
で行った。

Ｂｍ：公知の測定機（東英工業　社製のＶＳＭ−Ｉｎ）
で測定した。

動摩擦係数：ヘッドシリンダーの入口、出口に於けるテ
ープテンションを測定し て （以下余白） 表−２ この結果から、本発明に基いて、５重量％以下の脂肪酸
の添加下に混線、希釈混練を行うことにより、分散、剪
断が安定して行われ、各測定値がいずれも良好となるこ
とが分かる。

以上に述べた実施例は、本発明の技術的思想に基いて様
々に変形可能である。

例えば、混練機の構成も種々変化させてよく、例えばパ
ドルの形状や配置等は上述したものに限定されない。

へ０発明の作用効果 本発明は上述した如く、連続式２軸混練機において、５
重量％以下の脂肪酸の添加下に混練、混練希釈を行って
いるので、減粘作用のある脂肪酸の作用で混線性が向上
するため、高分散、高剪断力とともに安定した希釈が得
られる。

また、磁性塗料中に脂肪酸が混練機の力によって分散さ
れるので、磁性塗料の塗布で得られる磁性層の表面に存
在する過度の脂肪酸量をおさえることができ、適度の潤
滑性を付与できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明を例示するものであって、第１図は磁気記
録媒体の製造に用いる連続式２軸混練機（ニーダ−）の
概略縦断面図、第２図は同混線機の概略横断面図、 第３図は同混線機の一部分の断面斜視図、第４図は磁性
塗料の調製のための主要段階を示す概略フロー図 である。 なお、図面に示す符号において、 １・・・・・・・・・連続式２軸混練機に−ダー）２・
・・・・・・・・粉体投入口 ３・・・・・・・・・粉体 ４．１０・・・・・・・・・スクリュー式搬送手段５・
・・・・・・・・混練部 ６．８・・・・・・・・・注入口 ア・・・・・・・・・結合剤溶液 ９・・・・・・・・・結合剤溶液 １１・・・・・・・・・混練希釈部 １２．１２Ａ、１２日・・・・・・・・・回転軸１３．
１３Ａ、１３日、１４．１４Ａ、１４Ｂ・・・・・・・
・・パドル １５・・・・・・・・・バレル ２４・・・・・・・・・混練物 ２５・・・・・・・・・希釈分散機 ２８・・・・・・・・・分散機 である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、混練部とこれに後続の混練希釈部とを有する連続式
   ２軸混練機を用い、少なくとも磁性粉、結合剤及び有機
   溶媒を互いに混練するに際し、前記連続式２軸混練機の
   出口での脂肪酸濃度が前記磁性粉に対して５重量％以下
   となるように、脂肪酸を混練工程及び／又は混練希釈工
   程において添加する、磁気記録媒体の製造方法。