JPH0896356A

JPH0896356A - 磁性塗料の製造方法

Info

Publication number: JPH0896356A
Application number: JP22966994A
Authority: JP
Inventors: Tetsuro Yamaguchi; 哲朗山口
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 1994-09-26
Filing date: 1994-09-26
Publication date: 1996-04-12

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、耐久性と磁気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。また、磁
性粉とカーボンブラックとの両方の分散性に優れる磁性
塗料の製造方法を提供する。また、バッチニーダを用い
た際に、カーボンブラックの嵩を小さくできる磁性塗料
の製造方法を提供する。さらに、混練工程への定量フィ
ードが可能な磁性塗料の製造方法を提供する。【構成】結合剤中にカーボンブラックを分散して得ら
れたペイントと磁性粉とを混練工程に供給する磁性塗料
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】しかしながら、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のが実情である。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と結
合剤を供給する結合剤供給部とを有しており、磁性粉や
カーボンブラック等の粉体成分は通常フィーダを用いて
粉体供給部に混合物として供給される。しかしながら、
本発明者らは、このような混練工程への供給方法には次
のような欠点を有することを見出した。

【０００６】即ち、一般的にカーボンブラック等の粉体
を定量的に混練機にフィードするのは困難であるという
問題点に加え、上記のような粉体の混合物は極めて分離
を起こしやすく、一度混合しても、その後混練機に投入
するまでの間あるいは混練機への供給中に各成分に分離
してしまい、均一な状態のまま混練機内で混練に供する
のは極めて難しい。このような、不均一な混合物を混練
に供した場合、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のである。

【０００７】このような問題点を克服するために、各粉
体成分をそれぞれ別の粉体供給部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粉体供給部が必
要になるばかりではなく、粉体供給部に粉体を供給する
ためのフィーダも複数必要になるため、装置が大型化
し、製造コストに負担がかかるという新たな問題点が生
じる。

【０００８】即ち、従来の方法では、磁性粉、カーボン
ブラック等の粉体成分は一度に同一のフィーダから供給
せざるを得ず、その結果、混練安定性が悪く混練物が不
均一になり、たとえ製造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であった。また、上記従来の方法で
は、磁性粉とカーボンブラックとが同一の分散工程に供
給されるが、本発明者は、磁性粉に対する最適な分散条
件とカーボンブラックに対する最適な分散条件とは必ず
しも一致しないことを見出した。従って、従来の方法で
は、磁性粉に対する最適な分散条件で分散を行なって
も、カーボンブラックに対する分散は必ずしも十分では
なかった。

【０００９】さらに、一般に、カーボンブラックは嵩が
大きいため、混練機としてバッチニーダを使用した場合
には、カーボンブラックを一度に混練機に投入できずに
数回に分けて供給することがあり、磁性塗料の製造工程
上大きな制約となっていた。

【００１０】

【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、耐久性と磁気変換特性の双方
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。また、別の目的は、磁性粉とカ
ーボンブラックとの両方の分散性に優れる磁性塗料の製
造方法を提供することにある。また、さらに別の目的
は、バッチニーダを用いた際に、カーボンブラックの嵩
を小さくできる磁性塗料の製造方法を提供することにあ
る。さらに別の目的は、混練工程への定量フィードが可
能な磁性塗料の製造方法を提供することにある。

【００１１】即ち、本発明の要旨は、結合剤中にカーボ
ンブラックを分散して得られたペイントと磁性粉とを混
練工程に供給することを特徴とする磁性塗料の製造方法
に存する。以下、本発明を詳細に説明する。本発明の骨
子は、結合剤にカーボンブラックを予め分散してペイン
トとした後、これを混練工程に供給することにある。

【００１２】結合剤としては、磁気記録媒体を構成する
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。

【００１３】本発明で使用するカーボンブラックとして
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、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、♯３２５０，♯３０５０、バ
ルカンＸＣ−７２、ラーベン３２００、ＣＯＮＤＵＣＴ
ＥＸ９７５などが挙げられる。分散する結合剤とカーボ
ンブラックとの量比は、必要とするカーボンブラックや
結合剤、磁性粉の種類や量等に応じて適宜定めればよい
が、通常、結合剤に対してカーボンブラックを０．１〜
３００重量％使用する。また、ここで使用するカーボン
ブラックは、必ずしも製造する磁性塗料中のカーボンブ
ラックの全量である必要はないが、後から加えるカーボ
ンブラックが少ないほうが本発明の効果が大きく好まし
いので、この分散工程において、使用するカーボンブラ
ックを全量用いるのが好ましい。。

【００１４】結合剤中にカーボンブラックを分散してペ
イントとするためには、通常分散機が用いられるが、分
散機としては、従来使用されている各種のものを使用す
ることができる。例えば、ボールミル、２本ロールや３
本ロールのようなロールミル、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、ペイントシェイカー等が挙げられる。

【００１５】ペイント中には、結合剤及びカーボンブラ
ック以外の第３成分が含有されていてもよい。第３成分
としては、磁性塗料の分散剤、界面活性剤、潤滑剤、ア
ルミナ、シリコンカーバイド等の研磨剤等が挙げられ
る。得られたペイントは、混練工程に供され、磁性粉と
混練される。混練には通常結合剤供給部と粉体供給部と
を有する混練機が使用され、この場合、ペイントは結合
剤供給部から、磁性粉は粉体供給部から、それぞれ供給
される。

【００１６】本発明で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−Ｎ
ｉ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、Ｎｉ、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、Ｃ
ｏ含有γ−Ｆｅ₂Ｏ₃、Ｃｏ含有Ｆｅ₃Ｏ₄等の酸化鉄磁
性粉、ＣｒＯ₂、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。なお、混練工程に供給される磁性粉に
は、少量の他の成分（結合剤、界面活性剤等）が含まれ
ていてもよい。混練工程に供される磁性粉とペイントと
の比は、重量比として、通常、磁性粉／ペイント＝０．
５〜１０程度である。

【００１７】磁性粉の使用量は、強磁性粉末の量とし
て、磁性層中の含有量が５０〜９０重量％、特に５５〜
８５重量％となるようにするのが好ましい。混練工程に
は、磁性粉、カーボンブラックや結合剤の外、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。溶剤や各種添加剤は、
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、各種添加剤を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。

【００１８】混練には、各種の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。混
練によって得られた混練物は、通常さらに分散工程、希
釈工程等に供給され、最終的な磁性塗料が得られる。得
られた磁性塗料は非磁性支持体上に塗布され、これを乾
燥、カレンダー処理して磁気記録媒体が得られる。

【００１９】分散工程では、通常、ボールミル、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、ペイント
シェイカー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。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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】

【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カーボンブラックとポリウレタン樹脂とを高速インペラ
（(株）井上製作所製，Dissolver MDH-V-1）を用いて分
散処理を施しペイントを製造した。ペイント中のカーボ
ンブラック／ポリウレタン樹脂重量比は２とした。液供
給部とフィーダとを有する連続式二軸混練機（栗本鉄工
所製，ＫＲＣニーダ）を用いて、上記ペイントを混練機
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。混練機内における各成分の重量比は
次のようである。

【００２３】

【表１】磁性粉１００重量部（Ｃｏ−γ−Ｆｅ₂Ｏ₃，ＢＥＴ値１５ｍ²／ｇ，保持力７１０Ｏｅ）カーボンブラック（平均一次粒径３０ｎｍ）８重量部ポリウレタン樹脂４重量部メチルエチルケトン３７重量部得られた混練物を残りのカーボンブラック、結合剤、研
磨剤、溶剤とともにペイントシェイカーで５時間分散処
理に供し、希釈し、最終的に次の組成の磁性塗料を得
た。なお、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
測定したところ、９４％と良好な結果が得られた。測定
にはスガ試験機（株）製光沢計（入射角、反射角とも６
０°）を用いた。

【００２４】

【表２】磁性粉１００重量部カーボンブラック８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及び硬度を測定したとこ
ろ、耐磨耗性については、表面研磨用テープによる磨耗
の程度はわずかであり、また、硬度については、（株）
島津製作所製マイクロビッカース硬度計による硬度は３
２ｇ／μｍ²であり、いずれも良好な結果を示した。

【００２６】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富士産
業製回分式リボンブレンダ（有効容量１００Ｌ、モータ
の最大出力２．２ｋＷ）を用いて１時間混合した。得ら
れた混合物をスクリューフィーダのホッパーに供給し、
該フィーダから実施例１で用いた混練機に少量ずつ投入
し、結合剤との混練を行なった。混練開始から１０〜２
０分経過後、ホッパー内にある多量の未投入の混合物を
調べたところ、ホッパー内の混合物はカーボンブラック
が上層に磁性粉が下層に分離していた。実施例１及び比
較例１から明らかなように、カーボンブラックを結合剤
中に分散して得られたペイントを混練工程に供給すれ
ば、均一な混合物を混練工程に供することができること
が分かる。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、予め結合剤中に分散し
たカーボンブラックを混練工程に供給するので、得られ
る混練物は均一であり、最終的に得られる磁性塗料を用
いて製造された磁気記録媒体は、耐久性だけでなく、塗
膜強度や電磁変換特性に優れたものとなる。

【００２８】また、従来の方法では、磁性粉とカーボン
ブラックとが同一の分散工程に供給されていたので、磁
性粉に対して最適な分散条件で分散させても、それがカ
ーボンブラックに対しても最適であるとはいえず、カー
ボンブラックに対する分散は必ずしも十分ではなかった
が、本発明では、カーボンブラックの結合剤中への分散
は磁性粉の分散とは別の工程として先立って行なわれる
ので、カーボンブラックの最適な分散を行なえるという
利点を有する。

【００２９】さらに、一般に、カーボンブラックは嵩が
大きいため、混練機としてバッチニーダを使用した場合
には、カーボンブラックを一度に混練機に投入できずに
数回に分けて供給することがあったが、本発明では、カ
ーボンブラックは結合剤中に分散されたペイントとして
混練機に投入されるので、混練機に投入される際の嵩は
小さく、数度に分けて供給する必要は殆どない。さら
に、一般に、カーボンブラック等の粉体を定量的に混練
機にフィードするのは困難であるが、本発明では、混練
機に投入されるカーボンブラックはペイントとして存在
するので、混練機への定量的なフィードが可能である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】結合剤中にカーボンブラックを分散して
得られたペイントと磁性粉とを混練工程に供給すること
を特徴とする磁性塗料の製造方法。