JPH11339262A - 磁気記録媒体の製造装置および製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁性層表面の平滑性や磁気記録媒体としての
電磁変換特性を損なうことなく、磁性塗料を作成するた
めの溶解の所要時間を短縮し、生産効率を向上させるこ
との可能な磁気記録媒体の製造装置および製造方法を提
供すること。 【解決手段】 強磁性体粉末、結合剤等からなる原材料
を少量の有機溶剤と共に混練する押出型混練機のバレル
の後半部に有機溶剤の投入口を設け、バレル内に混練ゾ
ーンで混練されるペーストに有機溶剤を投入添加して、
希釈混練ゾーンで混練し形成される希釈混練ペーストを
溶解槽において溶解して磁性塗料とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は磁気記録媒体の製造
装置および製造方法に関するものであり、更に詳しく
は、磁性層表面の平滑性や電磁変換特性を損なうことな
く、磁性塗料を作成するための溶解の所要時間を短縮
し、生産効率を向上させることの可能な磁気記録媒体の
製造装置および製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、磁気記録媒体はオーディオ機器、
ビデオ機器、コンピュータ等に多用されており、その需
要は著しく伸びている。一方、特に磁気テープ等は市場
価格が下落しているのでその低コスト化は至上の命題と
なっており、例えば磁性塗料を作成するための設備能力
の増大や、磁性塗料のベースフィルムへの塗布速度の高
速化などによる生産性の向上が図られている。

【０００３】しかしながら、現状、磁気記録媒体の製造
プロセスにおいては、磁性体粉末および結合剤を少量の
有機溶剤と共に混練してペーストとし、そのペーストを
多量の有機溶剤に溶解させることによって磁性塗料が作
成されているが、特にその溶解工程が律速工程になって
磁気記録媒体の生産能力が決定されており、後工程にお
ける塗布速度の高速化等は全体的な生産性の向上に活か
されていない。

【０００４】例えば、図５は磁性塗料の製造装置とし
て、磁性体粉末および結合剤としての合成樹脂等からな
る原材料を混練するための二軸押出型混練機３１と、同
混練機から排出されるペーストを受けて有機溶剤に均一
に溶解させる溶解槽４１を示す概略的な縦断面図であ
る。なお、図５において、二軸押出型混練機３１はモー
タＭで駆動される一方の回転軸３４のみが示されてい
る。原材料は固形分濃度が例えば８０％程度となるよう
に少量の有機溶剤と共に二軸押出型混練機３１の原材料
投入口３２から供給され、バレル３３内で同方向に回転
する二本の回転軸３４にそれぞれ一体的に取り付けられ
たスクリュー・エレメント３５が噛み合い回転されるこ
とにより下流側へ送り込まれ、ニーディング・ディスク
３６の先端とバレル３３の内壁との狭いギャップを通過
する間に混練されて、排出口４０からペーストとして排
出される。そしてこのペーストを受ける溶解槽４１で固
形分濃度が例えば３０％程度となるように有機溶剤４３
中に投入され、ディスパー等のモータＭ付きの攪拌溶解
機４２によって攪拌されてペーストが均一に溶解され、
すなわち、ペースト中の結合剤が溶解され、磁性体粉末
が均一に分散されて磁性塗料が作成されている。

【０００５】磁性体粉末として酸化鉄の粉末が使用され
る場合はこの様な混練ないしは溶解工程によっても対応
し得たが、記録密度や高周波特性を向上させるために、
近年、鉄−コバルト等のメタル系の強磁性体粉末が使用
されるようになっている。しかし、そのメタル系の強磁
性体粉末は酸化鉄系の磁性体粉末と比較して、その混
練、溶解に時間を要しており、磁気記録媒体の製造プロ
セスの律速工程になっている。そして、この問題の解決
を目的とした混練、溶解工程における単なる時間短縮や
処理量の増大はむしろ磁気記録媒体の特性の低下を招く
のみで何らの解決は得られておらず、新たな解決策が求
められている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の問題に
鑑みてなされ、磁性層表面の平滑性や磁気記録媒体とし
ての電磁変換特性を損なうことなく、磁性塗料を作成す
るための溶解の所要時間を短縮し、生産性を向上させる
ことの可能な磁気記録媒体の製造装置および製造方法を
提供することを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題は請求項１お
よび請求項４の構成によって解決されるが、その解決手
段を説明すれば、請求項１の発明による磁気記録媒体の
製造装置は磁性体粉末および結合剤等からなる原材料を
少量の有機溶剤と共に混練して磁性塗料とする押出型混
練機のバレルの後半部に希釈用の有機溶剤の投入口を設
け、バレル内に混練ゾーンに続く希釈混練ゾーンを設け
るか、または、押出型混練機の排出口に、有機溶剤投入
口を備え混練機能を有する連続式ニーダを接続した装置
である。また、請求項４の発明による磁気記録媒体の製
造方法は、磁性塗料を混練するに際し、磁性体粉末およ
び結合剤等からなる原材料を少量の有機溶剤と共に押出
型混練機のバレル内で混練し、形成されるペーストへ有
機溶剤を添加して所定濃度に希釈し、更に前記バレル内
で希釈混練するか、または押出型混練機で混練されて排
出されるペーストを、押出型混練機の排出口に接続され
た混練機能を有する連続式ニーダにおいて有機溶剤を添
加して所定濃度に希釈して混練する方法である。

【０００８】上記のような製造装置および製造方法によ
って磁気記録媒体を製造することにより、磁性塗料の作
成に要する時間が大幅に短縮され、かつその磁性塗料を
塗布して得られる磁気記録媒体は従来品以上に磁性層の
表面が平滑であり、電磁変換特性に優れたものとなる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態による
磁気記録媒体の製造装置および製造方法について、図面
を参照して、具体的に説明する。

【００１０】図１は実施の形態による磁気記録媒体の製
造装置としての二軸押出型混練機１１と、同混練機から
排出されるペーストを受けて有機溶剤に均一に溶解させ
る溶解槽２１を示す概略的な縦断面図であり、従来の技
術として示した図５に対応する図である。その大きい特
徴は、実施の形態の二軸押出型混練機１１はバレル１３
の後半部に有機溶剤投入口１７が設けられ、同時に有機
溶剤投入口１７より下流側の回転軸１４にはスクリュー
・エレメント１８、続いてニーディング・ディスク１９
が設けられており、有機溶剤を投入添加して希釈混練す
ることが可能になっていることにある。すなわち、バレ
ル１３内は有機溶剤投入口１７を境にして、上流側が混
練ゾーン、下流側が希釈混練ゾーンとなっている。

【００１１】この二軸押出型混練機１１においては磁性
体粉末および結合剤等からなる原材料が少量の有機溶剤
と共に原材料投入口１２から供給され、バレル１３内で
同方向に回転する二本の回転軸１４に一体的に取り付け
られたスクリュー・エレメント１５が噛み合い回転され
ることによって下流側へ送り込まれ、ニーディング・デ
ィスク１６の先端とバレル１３の内壁との狭いギャップ
を通過する間に混練されてペースト化される。次いで、
有機溶剤投入口１７から所定量の有機溶剤が投入添加さ
れてペーストは希釈状態で混練されてバレル１３の排出
口２０から希釈混練ペーストとして排出され、これを受
ける溶解槽２１で所定量の有機溶剤中に投入され、ディ
スパー等のモータＭ付きの攪拌溶解機２２によって希釈
混練ペーストが均一に溶解されて磁性塗料が作成され
る。

【００１２】実施の形態の二軸押出型混練機の希釈混練
ゾーンにおいては、有機溶剤が添加され粘性の低下した
希釈ペーストを混練するので混練ゾーンよりは剪断応力
が小さくなり、混練度が低下して磁性体粉末の結合剤中
への分散が不十分になることが予想される。しかし、従
来の二軸押出型混練機３１を使用する製造方法では、高
い固形分濃度で混練された硬いペーストを溶解槽４１内
で有機溶剤中に均一の溶解させており、使用されている
ディスパーによる攪拌溶解程度では硬いペーストはミク
ロ的に十分な均一な溶解が困難で粗大粒子が残存し、更
にサンドミルを使用しても磁性体粉末が十分に分散され
ない状態となり易い。そのため、ベースフィルムに塗布
した時に、磁性層表面における粗大な突起が形成された
り、電磁変換特性の劣化を招く場合がある。

【００１３】これに対して、実施の形態の二軸押出型混
練機１１を使用し、混練された高い固形分濃度の硬いペ
ーストに有機溶剤を添加し希釈混練ペーストとした場合
には、ペーストの粘性の低下に応じて希釈混練ゾーンに
おける剪断応力は低下するものの混練ゾーンと同一の剪
断速度で混練されるので、高い固形分濃度の硬いペース
トが希釈した有機溶剤へミクロ的に速やかに溶解され、
混練ゾーンは短くなっているものの、かえって粗大粒子
量は減少し、得られる希釈混練ペーストを溶解槽２１内
で所定濃度となるように有機溶剤に溶解させる場合に
も、希釈混練ペーストの溶解が速やかに進行して、磁性
体粉末が均一に分散された磁性塗料が得られ、結果的に
溶解の所要時間は加速度的に短縮される。そして、その
磁性塗料を可撓性支持体に塗布して得られる磁気記録媒
体は磁性層表面が平滑であり、その電磁変換特性は良好
なものとなるのである。

【００１４】それは次のような理由によるものと考えら
れる。図２は溶解槽におけるペーストの溶解状態の時間
経過を模式的に示す図である。従来の二軸押出型混練機
３１による固形分濃度が高く硬いペースト、すなわち、
希釈を施さないペーストは有機溶剤４３中に投じても、
ペーストと溶液とにおける固形分濃度の差、粘度の差が
大きくペースト中の結合剤の溶解が急速には進行ないた
めにペースト粒子Ｐが大きい塊を形成して存在する不均
一な溶解状態Ａとなる。そして、通常、溶解に使用され
るディスパー等の攪拌機で攪拌されることにより、時間
の経過と共に溶解が進行してペースト粒子Ｐの塊が小さ
くなった溶解状態Ｂとなり、更に溶解が進行した溶解状
態Ｃを経て、ペーストが完全に溶解し磁性体粉末が溶液
中に均一に分散して磁性塗料が得られる。

【００１５】そして、図２における溶解状態Ｂ、溶解状
態Ｃはそれぞれ実施の形態の二軸押出型混練機１１にお
いて希釈に添加された有機溶媒量が比較的少ない場合と
比較的多い場合との希釈混練ペーストに相当し、希釈混
練時における固形分濃度が低い程、溶解に要する時間も
大幅に短縮されると考えられる。

【００１６】押出型混練機としては二本の回転軸が同方
向に回転する二軸押出型混練機を使用したが、二本の回
転軸が逆方向に回転するものであってもよい。また、混
練能力はやや劣るものの、時間を多少延長する等によっ
て十分な混練を行い得るものであれば、一軸押出型混練
機であってもよい。また、押出型混練機のバレルに設け
る有機溶剤投入口の位置は従来から行われている８０〜
８５％程度の高い固形分濃度での混練がほぼ完了する位
置、またはそれより下流側であればよく特に限定されな
いが、有機溶剤投入口より下流側となる希釈混練ゾーン
は可及的に長く設けることが好ましく、一般的には、従
来から使用されている二軸押出型混練機のバレルの後半
部に設けるのがよい。

【００１７】また、投入添加する有機溶剤量は希釈混練
ゾーンにおける固形分濃度が３０〜６５％の範囲内とな
るようにする。希釈混練ゾーンにおける固形分濃度を３
０％以下にすると粘性が低下し剪断応力が低下するので
希釈混練の効果が得らないほか磁性塗料としての固形分
濃度が低下する。また、希釈混練ゾーンにおける固形分
濃度を６５％以上にすると、希釈のための有機溶剤量が
少なく、混練ゾーンから送られて来るペーストの希釈混
練が期待する程には進行しない。

【００１８】使用する有機溶剤は結合剤の溶媒としての
メチルエチルケトン等のケトン類、酢酸エチル等のエス
テル類のほか、これら溶媒にトルエン、その他の希釈剤
を混合したものであってもよく、結合剤を溶解しうるも
のであれば、その種類、混合割合は問わない。そして、
一般的に磁性塗料に使用される結合剤としてはポリエス
テルポリウレタン、塩化ビニル共重合樹脂、ポリビニル
ブチラール、フェノキシ樹脂、その他の合成樹脂である
が、その種類、混合割合等に制限はない。更には、磁性
塗料に使用される磁性体粉末としては、鉄−コバルト系
に代表されるメタル磁性粉末が使用されるが、勿論、メ
タル磁性粉末以外の磁性体粉末、例えばフェライトに代
表される酸化鉄系の磁性体粉末であってもよい。

【００１９】また、押出型混練機における混練の剪断速
度は一般的には２００ｓｅｃ^-1から２５００ｓｅｃ^-1の
範囲に設定されるが、混練が十分に行われる限りにおい
て、その剪断速度に制限はない。また、混練の温度も一
般的には４０〜１１０℃の温度範囲内で行われるが、混
練が十分に行われる限りにおいて、混練温度に制限はな
い。

【００２０】

【実施例】次に本発明の磁気記録媒体の製造装置および
製造方法について具体的に説明する。すなわち、本発明
の磁気記録媒体の製造装置および製造方法によって調整
した磁性塗料、および別に調整したバック塗料を可撓性
支持体としてのポリエチレンテレフタレートのベースフ
ィルムに塗布し、得られる磁気記録媒体の特性を評価し
たが、その内容について説明する。

【００２１】（１）磁性塗料の調整 図１に示した二軸押出型混練機１１を使用して原材料を
混練し溶解槽２１で溶解して磁性塗料を作成した。二軸
押出型混練機１１は、バレル１３の上流端からその全長
のほぼ２／３に相当する箇所に有機溶剤投入口１７を設
けて、有機溶剤投入口１７より下流側部分を希釈混練ゾ
ーンとしたものである。

【００２２】この二軸押出型混練機１１の原材料投入口
１２に表１の混練組成に示す磁性体粉末、結合剤、添加
剤の固形分を固形分濃度８０．６％となるように少量の
有機溶剤と共に投入して混練温度５０℃、剪断速度１３
６０ｓｅｃ^-1の条件下に混練し、続いて、有機溶剤投入
口１７から添加する有機溶剤の量を変量とし、二軸押出
型混練機１１の排出口２０から排出される希釈混練ペー
ストの固形分濃度が３０〜７５％となるようにして希釈
混練した。そして、得られた希釈混練ペーストを溶解槽
２１に受けて、表１の溶解組成で示すように、固形分濃
度が３０％となる量の有機溶剤２３中に投入してディス
パーで攪拌して溶解し、更に、サンドミルを使用して磁
性体粉末を分散させた後、平均口径３．５μｍのフィル
ターで濾過して表３に示す実施例１〜８、比較例１〜
３、および従来の製造方法による基準品としての磁性塗
料を調整した。

【００２３】

【表１】

【００２４】（２）バック塗料の調整 表２に示す組成の原材料をボールミルによって４８時間
混練した後、平均口径１．５μｍのフィルターで濾過し
てバック層用塗料を調整した。

【００２５】

【表２】

【００２６】（３）塗布 上記のように調整されたバック層用塗料に対して硬化剤
ポリイソシアネート（日本ポリウレタン社製、商品名コ
ロネート）１０重量部を添加したものを、厚さ９μｍの
ポリエチレンテレフタレート・フィルムの一面に塗膜厚
さ０．７μｍとなるように塗布し、次いで上記の磁性塗
料に滑剤としてミリスチン酸１重量部、硬化剤ポリイソ
シアネート（日本ポリウレタン社製、商品名コロネー
ト）１０重量部を添加したものを、フィルムの反対面に
塗膜厚さ３．５μｍとなるように塗布してカレンダー処
理、硬化処理を行い、１／２インチ幅の磁気テープに裁
断した。

【００２７】（４）評価 ・表面粗さ（中心線平均粗さＲａ） 表面粗度計（小坂研究所製、ＳＥ−３０Ｈ）によって測
定した。測定条件は倍率５０，０００倍、測定長２ｍ
ｍ、カットオフ値０．０８ｍｍとした。表面粗さ（Ｒ
ａ）が大きいと電磁変換特性が悪化するため６．０ｎｍ
以下であることが望ましい。従って、表面粗さ（Ｒａ）
が６．０ｎｍ以下のものを○、それより大きいものを×
とした。 ・電磁変換特性（Ｙ−Ｓ／Ｎ） １／２インチ・ビデオデッキ（松下電器産業社製、ＮＶ
−８２００）によって４ＭＨｚの輝度信号を記録し、従
来の製造方法による基準品のＳ／Ｎ比を０ｄＢとして、
輝度信号のＳ／Ｎ比が０ｄＢ以上であれば○とし、それ
以下のものを×とした。なお、０．５ｄＢ以上の向上が
望ましい。

【００２８】磁性塗料の混練条件を変えた実施例１〜
８、比較例１〜３、および基準品に付いての混練条件、
およびそれらの評価結果を表３に示した。

【００２９】

【表３】

【００３０】また、表３に示した実施例１〜８、比較例
１〜３、および基準品に付いての表面粗さ（Ｒａ）を図
３に、電磁変換特性（Ｙ−Ｓ／Ｎ）を図４に示した。

【００３１】表３および図３、図４から明らかなよう
に、本発明の実施の形態の磁気記録媒体の製造装置およ
び製造方法によって製造された実施例１〜８の磁気テー
プは溶解時間６０分で、何れも表面粗さ（Ｒａ）が６．
０ｎｍ以下であり、また、電磁変換特性（Ｙ−Ｓ／Ｎ）
は何れも０ｄＢ以上であり、全て好ましい結果を示した
が、中でも、実施例３〜６のように希釈混練時における
固形分濃度を４０〜５５％としたものは更に好ましい表
面粗さ（Ｒａ）と電磁変換特性（Ｙ−Ｓ／Ｎ）を示し
た。

【００３２】本実施の形態は以上のように構成され作用
するが、勿論、本発明はこれに限られることなく、本発
明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。

【００３３】例えば本実施の形態においては、磁性塗料
の混練に二軸押出型混練機を使用し、そのバレル内に混
練ゾーンとそれに続く希釈混練ゾーンを設けるようにし
たが、従来の混練ゾーンのみからなる二軸押出型混練機
３１の排出口４０に例えば混練能力を有する連続式ニー
ダを設け、この連続式ニーダに有機溶剤投入口を設けて
希釈混練を行い得るようにしてもよい。

【００３４】また本実施の形態においては、磁性塗料を
塗布する可撓性支持体としてのポリエチレンテレフタレ
ート・フィルムに塗布して、１／２インチ幅にスリット
して磁気テープとしたが、フレキシブルな磁気シートに
カットしてもよい。また非磁性支持体としては、ポリエ
チレンテレフタレート・フィルム以外に、ポリエチレン
ナフタレート等のポリエステル類、ポリプロピレンに代
表されるポリオレフィン類、セルローズ誘導体が使用さ
れる。

【００３５】

【発明の効果】本発明は以上に説明したような形態で実
施され、次ぎに記載するような効果を奏する。

【００３６】押出型混練機のバレルの後半部、または押
出型混練機の排出口に接続した連続式ニーダに有機溶剤
の投入して希釈混練することにより磁性塗料の溶解に要
する時間が大幅に短縮されて生産性が大幅に向上するの
みならず、かつその磁性塗料を塗布して得られる磁気記
録媒体は従来品以上に磁性層の表面が平滑となり、電磁
変換特性に優れたものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態の製造装置としての二軸押出型混練
機および溶解槽の概略的な縦断面図である。

【図２】ペーストの溶解状態の時間経過を概念的に示す
図である。

【図３】希釈混練時の固形分濃度と磁性層の表面粗さと
の関係を示す図である。

【図４】希釈混練時の固形分濃度と電磁変換特性との関
係を示す図である。

【図５】従来例の製造装置としての二軸押出型混練機お
よび溶解槽の概略的な縦断面図である。

【符号の説明】

１１……二軸押出型混練機、１２……原材料投入口、１
３……バレル、１４……回転軸、１５……スクリュー・
エレメント、１６……ニーディング・ディスク、１７…
…有機溶剤投入口、１８……スクリュー・エレメント、
１９……ニーディング・ディスク、２０……排出口、２
１……溶解槽。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁性体粉末および結合剤等からなる原材
   料を少量の有機溶剤と共に混練して磁性塗料とするため
   の押出型混練機からなる磁気記録媒体の製造装置におい
   て、 前記押出型混練機のバレルの後半部に希釈用の有機溶剤
   投入口が設けられており、前記バレル内での混練に続き
   前記有機溶剤投入口より下流側の前記バレル内で希釈混
   練を行い得るか、 または、前記押出型混練機の排出口に、前記有機溶剤投
   入口を備え混練機能を有する連続式ニーダが接続されて
   おり、 前記押出型混練機内での混練に続き、前記連続式ニーダ
   内で希釈混練を行い得るように構成されていることを特
   徴とする磁気記録媒体の製造装置。
2. 【請求項２】 前記押出型混練機の前記バレル内に設け
   られる回転軸の前記有機溶剤投入口の直下となる部分に
   スクリュー・エレメントが取り付けられており、前記有
   機溶剤投入口より下流側の前記回転軸部分にはニーディ
   ング・ディスクが取り付けられていることを特徴とする
   請求項１に記載の磁気記録媒体の製造装置。
3. 【請求項３】 前記押出型混練機が二軸押出型混練機で
   あることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体の
   製造装置。
4. 【請求項４】 磁性体粉末および結合剤等からなる原材
   料を少量の有機溶剤と共に押出型混練機によって混練し
   た後、多量の前記有機溶剤に溶解させて磁性塗料とし、
   前記磁性塗料を可撓性支持体に塗布する磁気記録媒体の
   製造方法において、 前記押出型混練機のバレル内で前記原材料を混練して形
   成されるペーストに対し、前記バレルの後半部において
   前記有機溶剤を添加し所定濃度に希釈して希釈混練する
   か、 または、前記押出型混練機内で混練されて排出される前
   記ペーストを、前記押出型混練機の排出口に接続された
   混練機能を有する連続式ニーダにおいて前記有機溶剤を
   添加し所定濃度に希釈して希釈混練することを特徴とす
   る磁気記録媒体の製造方法。
5. 【請求項５】 前記希釈混練時における前記磁性体粉末
   および前記結合剤等および前記有機溶剤からなる混合物
   の固形分濃度を３０〜６５重量％、好ましくは４０〜５
   ５重量％の範囲内とすることを特徴とする請求項４に記
   載の磁気記録媒体の製造方法。
6. 【請求項６】 前記磁性体粉末がメタル磁性粉であるこ
   とを特徴とする請求項４に記載の磁気記録媒体の製造方
   法。