JPH07220271A

JPH07220271A - 磁性塗料の製造方法

Info

Publication number: JPH07220271A
Application number: JP1295094A
Authority: JP
Inventors: Tetsuro Yamaguchi; 哲朗山口; Shizuo Takada; 志都雄高田
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 1994-02-04
Filing date: 1994-02-04
Publication date: 1995-08-18

Abstract

(57)【要約】【目的】磁性層の塗膜強度及び磁性粉の分散性を改善
し、耐久性と電磁変換特性の双方を向上させた磁気記録
媒体に適する磁性塗料の製造方法を提供する。【構成】磁性粉とカーボンブラックとを含む予備混合
物と結合剤とを混練工程に供することからなる磁性塗料
の製造方法において、前記予備混合物として、磁性粉と
カーボンブラックとを、主軸回転数が３００〜４０００
ｒｐｍであり且つ有効容量１リットル当たりの動力が
０．０３〜０．６ｋＷである高速混練機中で混合して得
られたものを用いる磁性塗料の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁性塗料の製造方法に
関し、特に、磁気ディスク、磁気テープ、磁気シート等
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。

【０００２】

【従来の技術】近年、コンピュータやワードプロセッサ
などの情報記録用に、フロッピーディスクや磁気テープ
等の磁気記録媒体が大量に使用されている。磁気記録媒
体は、通常、磁性粉、結合剤、帯電防止剤、研磨剤、潤
滑剤等を含む磁性塗料をポリエステル等の非磁性支持体
上に塗布し、これを乾燥して磁性層を形成することによ
って製造される。

【０００３】磁性塗料は、通常、非磁性支持体上に塗布
される前に分散処理が施されるが、分散処理に先立っ
て、磁性塗料を迅速にかつ分散性の良い塗料とするため
に、ニーダー等の混練機を用いて磁性粉と少量の結合剤
とを混練する混練処理も行なわれる。磁性塗料の分散状
態が不十分な場合、形成された磁性層の表面の欠陥が生
じ、電磁変換特性等に大きな障害をもたらす。

【０００４】磁性塗料の調製に際して混練・分散を行う
製造装置や製造条件に関しては、混練機を特定の剪断応
力下で操作する方法（混練機はニーダー使用）や分散機
を特定の条件で操作する方法等で、分散性やＲＦ出力を
高めることがある。一方、最近の磁気記録媒体は高密度
化が進み、磁性粉としてより粒径の小さく、比表面積の
大きいものが用いられるようになった。しかし、粒子の
分散は、粒子径が小さくなるにつれ急激に困難になる。
そのため、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応力下で混練することも提案さ
れている。また、磁性塗料の結合剤として比較的高分子
量のポリウレタン樹脂を用いて、塗膜強度を改善するこ
とも知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】混練工程で用いる混練
機は、通常、粉体を供給する粉体供給部（フィーダ）と
液供給部とを有する。フィーダには磁性粉やカーボンブ
ラック等が供給されるが、通常の混練機ではこれらの混
合物をフィーダに供給する。ところが、これらの混合物
が均一でない場合、混練の結果得られる混練物の組成は
一定でなくなってしまい、磁気記録媒体としての品質が
安定しない。また、各粉体成分をそれぞれ別のフィーダ
から供給することも考えられるが、この場合は混練機に
複数のフィーダが必要になるため装置が大型化し、製造
コストに負担がかかる。従って、フィーダには各粉体の
均一な混合物を供給する必要がある。

【０００６】しかし、いくら均一に混合された粉体混合
物であっても、攪拌後フィーダに投入するまでの間に各
成分に分離してしまうことが多く、均一な混合物のまま
フィーダに投入するのは極めて難しい。均一な混合物の
ままフィーダに投入できない場合、混練物の組成は安定
せず、最終的に得られる磁気記録媒体としての品質は安
定しない。即ち、通常の条件で混合された粉体混合物を
混練機に供する方法は実用には適しない。

【０００７】上記の問題点を解決するために、本発明者
らは、フィーダには磁性粉のみを供給し、液供給部には
カーボンブラック等を分散した結合剤溶液を供給する方
法を検討した。この方法によれば、上記のような粉体混
合物を用いる方法に対し、粉体を別々に定量供給できる
ため混練物はより均一なものとなる。しかし、この方法
でも、混練安定性は決して十分ではない。また、この方
法では、カーボンブラック等を結合剤溶液に予め分散し
スラリー化する必要があるとともに、液供給部における
ポンプの能力に応じてカーボンブラック等と結合剤溶液
との組成比に制限が加わる。

【０００８】即ち、従来のような技術では混練機への投
入方法や投入状態について全く考慮されておらず、混練
成分の物性等を十分考慮した制御が行なわれていない。
その結果、混練に安定性がなく混練が不均一になり、た
とえ製作される磁気記録媒体の耐久性が改善されたとし
ても、分散性が悪いため、塗膜強度や電磁変換特性が不
十分となることがあった。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点に鑑
みなされたもので、その目的は、磁性層の塗膜強度及び
磁性粉の分散性を改善し、耐久性と電磁変換特性の双方
を向上させた磁気記録媒体に適する磁性塗料の製造方法
を提供することにある。即ち、本発明の要旨は、磁性粉
とカーボンブラックとを含む予備混合物と結合剤とを混
練工程に供することからなる磁性塗料の製造方法におい
て、前記予備混合物として、磁性粉とカーボンブラック
とを、主軸回転数が３００〜４０００ｒｐｍであり且つ
有効容量１リットル当たりの動力が０．０３〜０．６ｋ
Ｗである高速混練機中で混合して得られたものを用いる
ことを特徴とする磁性塗料の製造方法に存する。

【００１０】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
骨子は、磁性粉とカーボンブラックとを特定の高速混練
機を用いて予め激しく混合し、これを混練工程に供する
ことにある。用いる磁性粉に特に制限はなく、例えば、
Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ−Ｃｏ合金、Ｆｅ−Ｎｉ合金、
Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｚｎ合金、Ｆｅ−
Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｒ合金、Ｃｏ−Ｎｉ合金等のＦｅ、Ｎ
ｉ、Ｃｏ等の強磁性金属或いはこれらを主成分とする磁
性合金の粉末、γ−Ｆｅ₂Ｏ₃、Ｆｅ₃Ｏ₄、Ｃｏ含有γ−
Ｆｅ₂Ｏ₃、Ｃｏ含有Ｆｅ₃Ｏ₄等の酸化鉄磁性粉、ＣｒＯ
₂、バリウムフェライト、ストロンチウムフェライト等
の金属酸化物系磁性粉等の各種の強磁性粉末が挙げられ
る。

【００１１】本発明において、磁性粉と混合するカーボ
ンブラックには、特に大きな制限はないが、粒径の小さ
いものほど本発明の効果は大きく、通常０．５μｍ以
下、好ましくは０．２μｍ以下であり、また、通常０．
０１μｍ以上である。具体的なカーボンブラックの種類
としては、例えば、ダイヤブラック♯３７５０，♯３２
５０，♯３０５０、ＶｕｌｃａｎＸＣ−７２、Ｒａｖｅ
ｎ３２００、ＣＯＮＤＵＣＴＥＸ９７５などが挙げられ
る。混合する磁性粉とカーボンブラックとの割合は、磁
性粉１００重量部に対して、カーボンブラックを、通常
２０重量部以下好ましくは１４重量部以下であり、ま
た、通常２重量部以上好ましくは４重量部以上である。
カーボンブラックは上記混合時に磁気記録媒体の製造に
要する全量を加えるのが、分散性や耐磨耗性の点から好
ましい。

【００１２】この混合物は、通常粉体混合物として得ら
れるが、少量の液状物（結合剤、界面活性剤等）が含ま
れていてもよい。また、上記混合物はアルミナ、シリコ
ンカーバイド等の研磨剤等の固体成分を含有していても
よい。ただし、通常、研磨剤等の粒径の大きな固体成分
は混練後の分散時に投入しても十分に分散しうる。本発
明においては、磁性粉とカーボンブラックとの混合に
は、有効容量１リットル当たりの動力が０．０３〜０．
６ｋＷであり且つ主軸回転数が３００〜４０００ｒｐｍ
である高速混練機を用いる。有効容量１リットル当たり
の動力は好ましくは０．３ｋＷ以下である。主軸回転数
は、６００ｒｐｍ以上が好ましく、また、２０００ｒｐ
ｍ以下が好ましい。有効容量１リットル当たりの動力や
主軸回転数が小さすぎると、磁性粉とカーボンブラック
との混合が十分ではなくその後分離してしまったり、混
合に極端に時間がかかったりしてしまう。また、大きす
ぎると、激しい混練によって磁性粉が壊れてしまった
り、系内の温度上昇により磁性粉の性質が変化してしま
う。この工程で用いられる高速混練機としては、例え
ば、ヘンシェルミキサー、スピードミキサー、カッター
ミキサー、ボールカッター、ハイブリッドミキサー、コ
ンビミックス等が挙げられる。

【００１３】混合された混合物は結合剤と共に混練工程
に供される。即ち、上記混合物はフィーダより、結合剤
は通常溶剤と共に液供給部より、それぞれ混練機に投入
される。混練工程には上記混合物や結合剤のほか、必要
に応じて溶剤や潤滑剤、研磨剤、帯電防止剤、分散剤等
の各種添加剤を供することができる。各種添加剤は、そ
れぞれ、混練時に全量加えてもよいが、混練時にその一
部を加え残りをその後の分散工程時や希釈時等に加えて
もよく、また、混練時には加えずにその後の製造工程時
に加えてもよい。また、結合剤は、混練時にその一部を
加え残りをその後の分散工程時や希釈時等に加えてもよ
い。

【００１４】結合剤としては、支持体との密着性や耐摩
耗性に優れるものが適宜使用される。例えば、ポリウレ
タン樹脂、ポリエステル樹脂、セルロースアセテートブ
チレート、セルロースジアセテート、ニトロセルロース
等のセルロース誘導体、塩化ビニル−酢酸ビニル系共重
合体、塩化ビニル−塩化ビニリデン系共重合体、塩化ビ
ニル−アクリル系共重合体等の塩化ビニル系樹脂、スチ
レン−ブタジエン共重合体等の各種合成ゴム、エポキシ
樹脂、フェノキシ樹脂等が挙げられ、これらの１種又は
２種以上を使用することができる。

【００１５】結合剤は、最終的に塗布乾燥後に形成され
る磁性層中の含有量が２重量％以上、特に５重量％以
上、また、５０重量％以下、特に３５重量％以下となる
ように使用するのが好ましい。混練には、各種混練機を
用いることができるが、例えば、ニーダ、加圧ニーダ、
バンバリーミキサー等を用いた場合、混練時間が短縮で
きて好ましい。また、連続ニーダ、エクストルーダ等の
連続混練機を用いた場合、本発明の効果が特に顕著であ
り好ましい。

【００１６】混練によって得られた混練物は、通常さら
に分散工程、希釈工程等に供され、最終的な磁性塗料が
得られる。得られた磁性塗料は、通常、非磁性支持体上
に塗布され、これに乾燥、カレンダー処理等を施すこと
によって磁気記録媒体が得られる。分散工程では、通
常、ボールミル、振動ミル、２本ロール、サンドグライ
ンダ、高速インペラ、高速衝撃ミル、ホモジナイザ、ア
トライタ、ペブルミル等を用いた機械的手段や各種分散
剤を用いた化学的手段を使用した分散処理が施される。

【００１７】支持体上への磁性塗料の塗布の方法として
は、エアードクターコーティング、ブレードコーティン
グ、リバースロールコーティング、グラビアコーティン
グ等、通常適用される各種の方法が採用される。磁性塗
料を複数層塗布する場合には、下層塗布液と上層塗布液
を湿潤状態で同時に塗布してもよいし、各層を逐次塗布
しても良い。

【００１８】上記各成分を含む磁性塗料の混練、分散、
塗布の際に使用する溶剤としては、例えばメチルエチル
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、メタノール、エタノール、プロパノール、
イソプロピルアルコ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、ジエチル
エーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル類、ベンゼ
ン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、ヘキサ
ン等の脂肪族炭化水素類等が挙げられる。

【００１９】また、磁性塗料が塗布される非磁性支持体
としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン
ナフタレート等のポリエステル類、ポリプロピレン、ポ
リエチレン等のポリオレフィン類、セルロースアセテー
ト等のセルロース誘導体、ポリカーボネート、ポリアミ
ド、ポリイミド等の種々のプラスチック、その他ガラス
等も使用することができる。

【００２０】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に
説明する。実施例１磁性粉（Ｃｏ−γ−Ｆｅ₂Ｏ₃，ＢＥＴ値１５ｍ²／ｇ，
保持力７１０Ｏｅ）とカーボンブラック（平均一次粒径
３０ｎｍ）とを重量比１００：１１で、ヘンシェルミキ
サー（有効容量１リットル当たりの動力０．１９ｋＷ，
主軸回転数８００ｒｐｍ）を用いて混合した。その際の
カサ密度及び保磁力の混合時間に対する変化を測定した
結果を図１に示す。図１より、カサ密度は混合時間３分
で約０．３４ｇ／ｃｃとなりその後ほぼ一定となり、保
磁力は混合時間１０分で７３０Ｏｅとなりその後ほぼ一
定となり、極めて短時間で均一な混合物が得られたこと
が分かる。

【００２１】得られた混合物を混練機のフィーダから、
結合剤その他を液供給部からそれぞれ投入し、混練処理
を行なった。混練機としては連続式二軸混練機（ＫＲＣ
ニーダ：栗本鉄工所製）を用いた。混練機内における各
成分の重量比は次のようである。

【００２２】

【表１】磁性粉１００カーボンブラック１１ポリウレタン樹脂６メチルエチルケトン４０

【００２３】混練機からの混練物の吐出量を測定し、理
論値からのずれを求めた。結果を表−１に示す。得られ
た混練物は、混練物中の磁性粉１００重量部に対してそ
れぞれ８重量部のアルミナ、１６重量部の塩化ビニル−
酢酸ビニル系共重合体、１００重量部のメチルエチルケ
トンとともにペイントシェイカーで５時間分散した。分
散工程で得られた分散液の一部をポリエチレンテレフタ
レートのフィルム上にドクターブレード塗布し、その乾
燥によって形成された磁性層の表面光沢を測定した。測
定にはスガ試験機（株）製光沢計（入射角、反射角とも
６０°）を用いた。結果を表−２に示す。分散液は、そ
の後希釈し、最終的に次のような組成の磁性塗料を得
た。

【００２４】

【表２】磁性粉１００重量部カーボンブラック１１重量部ポリウレタン樹脂６重量部塩化ビニル−酢酸ビニル系共重合体１６重量部ポリイソシアネート６重量部アルミナ８重量部脂肪酸エステル系潤滑剤９重量部メチルエチルケトン１５０重量部シクロヘキサノン１５０重量部

【００２５】上記磁性塗料をポリエチレンテレフタレー
トからなる非磁性支持体上に塗布し、乾燥・カレンダー
処理後、円盤状に打ち抜き、磁気ディスクを製造した。
得られた磁気記録媒体の耐磨耗性、硬度を測定した。結
果を表−２に示す。なお、硬度の測定には（株）島津製
作所製マイクロビッカース硬度計を用いた。また、耐磨
耗性は表面研磨用テープによる磨耗の程度を○（良
好）、×（不良）で評価した。

【００２６】参考例１カーボンブラックとポリウレタン樹脂とを分散して得ら
れたスラリーを混練機の液供給部から、磁性粉をフィー
ダから各々投入し、混練処理を行なった。スラリー中の
カーボンブラック／ポリウレタン樹脂重量比は２とし
た。混練機内における各成分の重量比は次のようであ
る。また、各成分の種類、混練機の種類等はすべて実施
例１と同様にした。

【００２７】

【表３】磁性粉１００カーボンブラック８ポリウレタン樹脂４メチルエチルケトン３７

【００２８】混練機からの混練物の吐出量を測定し、理
論値からのずれを求めた。結果を表−１に示す。得られ
た混練物と、磁性粉その他とをペイントシェイカーで５
時間分散処理に供し、希釈し、最終的に実施例１と同様
の組成の磁性塗料を得た。以下、実施例１と同様にして
磁気記録媒体を製造し、その評価を行なった。結果を表
−２に示す。

【００２９】

【表４】

【００３０】

【表５】

【００３１】比較例１実施例１で用いた磁性粉とカーボンブラックとをプラネ
タリーミキサー（有効容量１リットル当たりの動力０．
１ｋＷ，主軸回転数９０ｒｐｍ）を用いて混合し、その
混合状態を目視で確認したところ、均一に混合されるま
で３時間を要した。実施例１及び比較例１から明らかな
ように、有効容量１リットル当たりの動力が０．０３〜
０．６ｋＷであり且つ主軸回転数が３００〜４０００ｒ
ｐｍである高速混練機で磁性粉とカーボンブラックとを
混合すれば、極めて短時間で均一な混合物が得られるこ
とが分かる。

【００３２】また、表−１から明らかなように、本発明
方法では非常に混練安定性が高く、粗粒のない、均一な
混練物が得られていることが分かる。さらに、表−２か
ら明らかなように、本発明方法では表面光沢、耐磨耗
性、硬度に優れた磁気記録媒体が得られることが分か
る。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、耐久性、磁気変換特
性、塗膜強度に優れた磁気記録媒体を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１における、磁性粉とカーボンブラック
との混合（混練）の際の、カサ密度及び保磁力の混合時
間に対するグラフ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁性粉とカーボンブラックとを含む予備
混合物と結合剤とを混練工程に供することからなる磁性
塗料の製造方法において、前記予備混合物として、磁性
粉とカーボンブラックとを、主軸回転数が３００〜４０
００ｒｐｍであり且つ有効容量１リットル当たりの動力
が０．０３〜０．６ｋＷである高速混練機中で混合して
得られたものを用いることを特徴とする磁性塗料の製造
方法。