JPS61265727A - 磁気記録媒体の硬化方法 - 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】 本発明は磁気記録媒体の製造方法に関し、より詳細には
揮発性硬化触媒に露すことによって磁気記録媒体のウェ
ブを硬化する上での改良に関する。

特定の磁気記録媒体は、特に、非磁性基体によシ支持さ
れた薄い磁性層を含み、これは有機高分子バインダのマ
トリクスに分散されかつ保持された好ましい特定の磁性
ピグメントを含有している。上記磁性層は溶媒中での分
散体の形で非磁性基体に与えられ、その分散体は、特定
の磁性ピグメント、バインダ、硬化剤及び一種あるいは
それ以上の公知の添加物（少量）１含んでいる。このよ
うな添加物の例は、磁性粒子の非凝集及び分散の助けと
なる分散剤、媒体の電気抵抗を減少する導電性ピグメン
ト、ヘッド対媒体摩擦を最少にする減摩剤、媒体の使用
時に得られる異物が記録／再生ヘッドに蓄積してそれら
ヘッドに詰まらないようにする研摩剤である。

磁気記録媒体を製造する典型的な方法に於て、溶媒ベー
スの磁性分散体が混合された状態を維持して用意され、
長いウェブの形の非磁性基体に被膜されるべく準備され
る。この溶媒ペースの磁性分散体は所望の厚味の磁性層
を形成するように好ましい被膜形成装置によシラニブに
与えられる。被膜の後に、溶媒は可撓性ではめるが固体
の磁性層を残して乾燥炉で揮発化して除去される。被膜
化ウェブは、次いで、カレンダ処理される。即ち、表面
が、典型的にはスクイーズ・ロー２によシ平滑化される
。カレンダ処理の後に、被膜化ウェブはその仕上げ形（
テープにされるべきならば、適当な巾に切断され、浄化
されかつスプールに巻付けられる）に従って更に処理さ
れる。ディスクあるいは磁気カードの場合には、適当な
寸法及び形に打ち抜かれあるいは切断され、浄化される
。次いで、仕上けられた媒体は品質保障試験され、包装
され、貯蔵される。

この製造処理の間に、バインダは、特定の磁性ピグメン
ト’ｔ−可撓性の磁性層内で結合するように硬化せしめ
られて、それが機械的摩耗に対し耐久性を有するように
せしめられる０多くの今日の磁気媒体は高分子バインダ
全組込んでお　　　　□シ、これは硬化剤と化学的に反
応するので、バインダは磁性層内の磁性粒子と結合する
マトリクスを形成するようにクロスリンクせしめられる
。バインダ及び硬化剤を含む磁性分散体が準備されかつ
混合されるや否や上記の化学的硬化プロセスが始ｔｂ、
濃度依存比率で進行する０即ち、非反応硬化剤が減損す
るにつれ、反応速度は小さくなシ、これは硬化剤が消費
されるまで続く。プロセスのこの濃度依存比率は本質的
に指数関数的で、硬化の完了に対する引き伸ばされた時
間枠となる。゛ 化学的硬化を必要とするほとんどの媒体製造プロセスに
於て、硬化プロセスを加速するステップが取られなけれ
ば、数週間の期間を必要とする。しかしながら、硬化プ
ロセスは被膜化ウェブがカレンダ処理される前に完了方
向に余りにも離れて進行せしめられるようにされてはな
らず、あるいは所望の滑らかな表面がカレンダ処理に渡
っては達成されない。典型的に、硬化の最終段階はカレ
ンダ処理に続き媒体が貯蔵されている間に生じる。硬化
剤は水と反応しかつ硬化のプロセスがプロセス環境の条
件によって影響されるために、湿度及び他の貯蔵環境条
件の制御が再現可能な硬化に対して必要とされる。

従って、湿度の制御、一定温度の維持を確保しかつ一般
的に再現可能な硬化条件を確保するために特別な予防手
段が硬化の最終段階に渡り貯蔵時に取られなければ、製
造された磁気記録媒体の組成に於ける不一致となる。媒
体が貯蔵される前に硬化が媒体製造プロセスの終了で完
了するように硬化の最終段階を早めることが好適である
。

化学的硬化のこのような欠点は長く認められて来た。１
つの提案された解決法は化学的硬化を回避し、クロスリ
ンク反応を形成する磁性粒子結合材料を触媒作用させる
ために電子ビーム又は他の放射形の使用と置換すること
である。

しかしながら、放射硬化は種々の欠点を呈する。

即ち、必要な装備は極端にコスト高であり、更に放射硬
化プロセスの導入はシールド化ｔ−必要としかつよシ複
雑な物理的プラントを必要とするために一層コスト高に
なる。比較的に手が込んでおりかつ高価な装備の九めの
必要性は、この提案が前カレンダ処理部分硬化及び後カ
レンダ処理最終硬化を可能とする多段階硬、化プロセス
にとって便宜的には適用不可能であるようＫする。更に
、電子ビーム又は他の放射相互作用に影響され易い種々
の特別なバインダを使用しなければならない。要するに
、制御された条件下で硬化を急速な完了にもたらすよう
に現在使用されている化学的硬化プロセスに重畳される
ことができるような解決法が好適である。

化学的硬化プロセスを加速しかつそのプロセスを特徴づ
ける上述した欠点を解消する種々の解決法が提案されて
いる。１つのこのような解決法は被膜化されかつカレン
ダ処理されたウェブに熱を与えることによシ、カレンダ
処理に引き続いて化学的硬化の完了を早めることである
。

公知のバインダの使用を可能とするものではあるが、こ
のプロセスもコスト高である。このコストの問題は次の
理由のため重要でおる。硬化されている媒体を加熱しか
つ冷却するために必要な時間と同様、必要なスペース及
び装備は高価なものとなる。熱の使用に於けるよシ大き
な欠点は生成物に寸法的な歪を生じさせてしまう傾向が
あるということであり、これは熱が矯正するために配慮
される問題よシも一層有害となってしまう。

「キス被膜化」と呼ばれるプロセスは、今日の化学的硬
化剤ベースの磁気記録媒体製剤の硬化を改良するために
提案された他の解決法である。例えば、米国特許第３．
３６へ５０５号は磁気媒体の触媒硬化完成のためのキス
被膜化方式を開示する。この解決法に於て、非磁性基体
に最初に被膜された磁気分散体内のクロスリンク剤は第
２の液体ベースの被膜化ステップに於て１種あるいはそ
れ以上の触媒に露される。典型的なポリイソシアン酸塩
硬化剤ベースの方式が使用されかつ硬化はキス被膜化ス
テップに於て与えられる触媒によシ完成までもたらされ
る。このプロセスは完全な硬化を達成できるが、不便さ
の点、高価な点及びエラーの可能性の点を供ない、第２
の処理ステップ、実際には第２の被膜化ラインを必要と
する。

公知の硬化プロセス、を特徴づける問題を解消するため
の他の解決法はブロック化した触媒を使用することであ
シ、これは硬化反応を触媒化するためにブロック解除さ
れて活性化するようになるべく熱の附与を必要とする。

しかしながら、ブロック化した触媒は不満足であること
が発見された。おる種のブロック化した触媒は過度に長
い加熱時間、例えば所望の硬化を達成するために必要な
程度までブロック解除されるようにするために磁性層を
乾燥させてしまう時間を必要とする。他の触媒は周囲温
度で部分的にブロック解除し易く、従って磁性分配体混
合物のるつぼ寿命を減少する硬化プロセスの早期開始を
減じてしまう。

磁気記録媒体の完全で矛盾しない硬化全確保する上で好
適であり、共通の化学的硬化磁気記録媒体製造手法と融
合しかつ現在の化学的硬化剤ベースの磁気媒体製剤を使
用できるようにする既知のプロセスあるいは触媒は存在
しない。

磁気記録媒体の完全な硬化を早めるための好ましい触媒
化プロセスは、基体に被覆される前に硬化加速触媒を磁
性分散体に導入しなければならないことを回避し、かつ
加速された硬化反応の触媒作用を活性化するために熱の
附与を必要としないものである。本発明は、ポリマー及
びポリインシアン酸塩硬化剤の混合物を含む気相触媒を
バインダ系の完全な硬化を行なわせるように使用するこ
とにより上記のことを達成する。

イソシアン酸塩と被膜混合物の他の有機バインダ前行物
質との反応を加速するために触媒蒸気を使用することは
米国特許第４９６２１１７号、４．３６へ１９３号、４
，３９へ６４７号、「塗装技術Ｊ（１９８４）２２：８
７〜９９及び「ケミカル・ウィーク」１２巻１９８３年
１月号ｐ５２に記載されている。器具・装置、自動車及
び一般的な塗装の応用に於て開発された上記文献の蒸気
硬化処理で、ポリハイドロキシ組成物がポリイソシアン
酸塩との共反応体として記載される。これらのポリハイ
ドロキシ物質は低分子重量の脂肪族誘導体、即ちモノマ
ー、オリゴマー、プリポリマー又は不完全に重合化され
かつワックス及び油の濃度を有する生産物を含んでいる
。しかしながら、どのようにして蒸気硬化プロセス及び
組成物が磁気記録媒体に必要な可撓性で滑らかな磁性層
の形成に適合せしめられうるかについては上記文献は何
も記載していない。更に、前カレンダ部分硬化及び後カ
レンダ最終硬化を可能とする多段階硬化プロセスをいず
れの文献も記載していない。更に、上記文献に詳細に記
載されておシかつ往々種々の表面被膜化の応用に使用さ
れるような七ツマ−、オリゴマー及びプリポリｉ−のポ
リハイドロキシ組成物は、それらが被膜後に磁気記録媒
体のウェブの巻付けを可能にするには余シにもねば９気
があ４するいはそれらの機械的な特性が被膜されたウェ
ブをカレンダ処理し又は他に硬化の完了前に適切に処理
するには不充分でという理由で、可撓性磁気媒体被膜の
ために好ましいバインダ組成物ではない。蒸気硬化プロ
セスに放て使用されている他のポリハイドロキシ誘導体
は芳香族ハイドロキシル機能性のみを含み、即ちそれら
は本質的に７エノール性でろってそれらとポリイソシア
ン酸塩との反応から生ぜしめられるポリウレタンは磁気
記録媒体のバインダとしては好ましくない。

ポリイソシアン酸塩硬化剤を使用する磁気記録媒体のた
めの公知の化学的硬化プロセスは、本発明の方法によシ
、製造された磁気記録媒体の均一な成果を確保し、周囲
温度及び制御され九条件下で迅速に完成にも九らされる
ことかできる。更に、これは現存する製剤及び製造プロ
トコルの経済的に許されない変更なしに達成されること
かでき、かつ磁性層がカレンダ処理のために好ましい可
鍛状態まで部分的に硬化され次いで磁性層を所望の丈夫
さまでもたらすために硬化が迅速に完了せしめられるよ
うに制御されうる。製造プロセスとこのように作られた
磁　　　　□気記録媒体とのこの改良は、硬化プロセス
に寄与する反応の最終段階を完成する（ポリイソシアン
酸塩がこの時に完全に変換され、全ての重要なポリイソ
シアン酸塩の反応が終了する）ための気相触媒の使用の
結果である。気相触媒の使用によシこのプロセスを完成
する便宜的な手段全可能とし、規定された条件下で磁気
記録媒体のウェブをカレンダ処理する直後に最も有利に
行なわれ、このようにして信頼性の高い高品位の媒体が
得られる。

本発明は磁気記録媒体を製造する上で有用なプロセスを
与える。このプロセスを適用する製造法は溶媒ベースの
磁性分散体の層で基体を被膜することを含んでいる。分
散体は高分子バインダ及びポリイソシアン酸塩の硬化剤
との混和物内で磁性ピグメントを含んでいる。必要に応
じて、上述した種類の他の添加物が分散体に含まれても
よい。被膜された支持体はカレンダ処理され、次いで本
発明方法に従って、硬化プロセス金完成までもたらす揮
発性、好ましくは塩基性の触媒に露されるｃ本発明は、
また、上述し九プロセスによって作られる磁気記録媒体
に関している。

以下、本明細書で使用する種々の用語につき定義及び解
説を行なう。

「硬化」とは、通常Ｓ次元即ちクロスリンクされた綱状
組織の形成を含む、連鎖拡張によるより大きな分子へ小
分子が変換せしめられるプロセスでおる。本発明による
磁気媒体被膜製剤は、磁性ピグメントのためのバインダ
として使用されかつ所望の機械的特性を有する高分子鎖
の３次元綱状組織へ硬化プロセスを介して最適に変換さ
れるポリマーを最初に含む。この硬化の終了物は、磁性
層が機械的摩、減に耐えかつ抵抗性がある磁気記録媒体
である。

本発明の磁性分散体に於て使用される「バインダ」とは
予め形成された高分子材料である。

種々の好ましいバインダとして、例えば、ポリウレタン
、フェノキシ樹脂、ポリエステル、ポリ（ビニール・ア
セテート／ビニール・クロライド／ビニール・アルコー
ル）、Ｍ酸セルロース、ポリビニール・ブチラール、ポ
リ（ビニリデン・クロライド／アクリロニトリル）及び
ポリ（ブタジェン／アクリロニトリル）を含んでいる。

「磁気媒体」及び「磁気記録媒体」は仕上げられた媒体
と、磁性被膜が下層の基体に与えられたら製造の種々の
段階での媒体との両者を含む。従って、これら用語は、
粒子が配向されているかどうか、あるいは溶媒が蒸発し
たかどうか、及び被膜された基体がカレンダ処理され、
細長く切られあるいは他に形状づけられかつ包装される
かどうかで、被膜された基体に及ぶ。

「ウェブ」とは、テープ、ディスク、カード等のような
定められた形への最終処理に先立つ製造時の段階に於て
磁性層を被覆して有したあるいはそれを有していない基
体を言う。

「ポリイソシアン酸塩硬化剤」は少なくとも２つのイン
シアン酸塩群を含む比較的小さな（バインダの主たる高
分子構成物質と比較して）分子を意味する。硬化に於て
有利であるために使用されるイソシアン酸塩の主要な特
性は活性水素原子との反応性である。イノシアン酸塩は
水、１次及び２次アミン及び１次アル；−ルと極めて高
速に反応する０２次及び３次アルコールとはよシゆつく
シと反応する。他の反応度の小さな材料はＮ−Ｈ群を含
むウレタン及びウレアを−含んでいる。イソシアン酸塩
は、また、ダイマー及びトリマーを形成するようにそれ
ら自体とも反応しうる。これら反応の１つ以上が、使用
されるバインダの性質に依る被膜に於て与えられ九硬化
プロセスで生じうる。典型的な硬化剤は、モンデュ（Ｍ
ｏｎｄｕｒ　）　ＣＢ　（）シアン・ジイソシアン酸塩
（ＴＤＩ）とトリメチロールプロパンとの反応産物）、
モンデュＨＣ（ＴＣＩとへキサメチレン・ジイソシアン
酸塩との反応産物）、デエスモジュ（Ｄｅｓｍｏｄｕｒ
　）　Ｎ　（ヘキサメチレン・ジイソシアン酸塩の自己
縮合産物）、デエスモジュＩＬ　（ＴＤＩの自己縮合産
物）並びにＰＡＰＩ（メチレン・ブリッジ化イソシアン
酸フェニル残留物のトリマー）ｔ−含む。

「バインダ系」はバインダ（ポリマー）及び硬化剤（ポ
リイソシアン酸塩クロスリンカ）の組合せを意味する。

好適実施例に於て、本発明を特徴づける揮発硬化プロセ
スはカレンダ処理の直後に磁性被膜を有するウェブに与
えられる。ウェブ上の磁性被膜はカレンダ処理に対して
比較的に可鍛性にされなければならないために、バイン
ダ系の硬化の完了はカレンダ処理の前に行なうようには
され得ない。しかしながら、バインダ系の部分的な硬化
は磁性被膜の反応体の濃度を低下する、カレンダ処理の
前になされる。

磁気記録媒体のための製造プロセスは、一般的に次のよ
うにして行なわれる。固体重量で約７５％の磁性粒子、
重量で約２０％の高分子バインダ、重量で約２％の硬化
剤（例えば、ポリインシアン酸塩）が分酸体を形成する
ように好ましい溶媒中で使用のわずか前に混合される。

分散原料に対して特定される量及びパーセンテージは単
に例示的なものでアシ、本発明のプロセスの有効性は好
ましい量の硬化剤の存在にのみ依存する。分散体は、必
要に応じて、当業技術で周知のように分散剤、減摩剤、
導電ピグメント、研摩剤のような他の添加物を更に含ん
でもよい。

硬化剤及びバインダが被膜混合物に加えられるや否や硬
化プロセスが開始し、これは一層の処理の間で連続する
。適切なカレンダ処理のため、それが磁性層の所望のコ
ンパクトさ及び滑らかさを与えるようにカレンダ処理に
先立って磁性層を部分的に硬化することが所望される。

従って、本発明によれば、磁気記録媒体製造プロセスの
最初のステップの間の硬化が許され、有利に使用される
。しかしながら、このような部分的な硬化は適切なカレ
ンダ処理を阻止する程を越えて進行することは許され、
本発明によれば、硬化プロセスは磁性被膜ウェブを気相
触媒に向けることによシカレンダ処理の後に完了まで早
められる。

分散体が用意され、完全に混合されかつ被膜化のために
準備された後に、分散体は磁気被膜化ウェブを形成する
ために基体、典型的には非磁性の可撓性基体フィルムへ
の被膜化ラインに与えられる。おる種の磁気記録媒体に
対して、被膜化ウェブは、硬化プロセスが続いている間
に磁性粒子を配向するために磁界を通過せしめられても
よい。その後、溶媒が被膜混合物から蒸発せしめられ、
カレンダ処理によって滑らかにされるねばつかない、部
分的に硬化されたウェブが得られる。

カレンダ処理されたウェブは不反応硬化剤の残留物を含
んでいる。室温程度の通常の処理温度で、残った不反応
硬化剤を使い切る硬化プロセスの完了は数日あるいは数
週間に及ぶ。硬化の正確な姿は被膜化ウェブが経験する
条件に依存する。硬化に関連する一層の処理ステップな
しに、クエプは通常スプールに巻かれ、数日の間貯蔵さ
れる。次いで、ウェブは細長く切られるかめるいは所望
の記録媒体形に切断され、浄化され、適当に包装され、
使用の前に再度貯蔵される。貯蔵、切断、浄化及び包装
の条件は、注意深く制御されなければ、硬化完成の速度
の変動のため及び環境混入物（最も普通には水蒸気）の
量の変化の影響のため非均−な磁気記録媒体としてしま
う。

本発明のプロセスに於て、カレンダ処理の後及び貯蔵あ
るいは任意の一層の処理の前に、ウェブは室温（より高
温でも許されるがその必要はない）で数分の間挿発性触
媒の蒸気に露出される。この露出は制限された時間で硬
化プロセスを完了させ、ウェブはその環境による一層の
変更に耐えるようにされる。

露出はウェブをその蒸気を含む室を通すことによって行
なわれることができるか、あるいはウェブのスプールが
貯蔵前にその室に単純に置かれる。蒸発触媒を含む室は
最適にはほぼ室温に保持され、蒸気はほぼ１〜１５％、
好ましくは室の全雰囲気の約５％からなる。室の雰囲気
は、例えばフィルタ処理によ）混入物を除失した空気あ
るいは他の不活性雰囲気を含む硬化プロセスにとって不
活性である他のガスを含んでもよく、この場合空気は最
も便利でおる。

例えば、触媒の加圧化及び高濃度化といったよシ複雑な
手法が勿論取られても良いが、特別な利点を与えるもの
ではない。

室の１つの形態に於て、揮発性触媒の液源を有するエン
クロージャが設けられる。好ましくは、大形で露出した
表面域の触媒コンテナが室の底部に配置され、ウェブは
そのコンテナの上方で室を通る。室は外部雰囲気への圧
力等化導管により雰囲気圧力に保持され、触媒の一致し
たレベルが液体の蒸気圧により室の雰囲気で自動的に維
持される。

好ましい揮発性触媒は室温で蒸気を形成しかつイソシア
ン酸塩の硬化反応を触媒化することができる任意の材料
を含んでいる。この分野に於て、金属陽イオン及びその
キレート、カルボン酸、第三アミンのペースのような種
々の触媒が公知である。しかしながら、これらのほとん
どは室温では揮発性ではなく、従って上昇した温度で本
発明の硬化処理を行なう必要がある。

室温で働く揮発性触媒は一般的にはアミンである０従っ
て、一般的に、好ましい触媒は低分子重量の第三アミン
、なるべくはトルメチルアミン、トリエチルアミン、ジ
エチル・メチルアミン、エチル・ジメチルアミンである
。

以下の実例は本発明の硬化プロセスを例示するために意
図されたもので、その範囲を制限するためのものではな
い。

ポリウレタン・バインダ・ポリマー及びモンデュＣＢポ
リイソシアン醗塩硬化剤を含むバインダ系と共に磁性層
を備えたウェブの同一のサンプルが次のように準備され
た。

ポリイソシアン硬化剤が、所望の程度の分散に達するま
でサンド・ミルの他の成分を微粉化した後に加えられる
。次いで、この混合物は逆ロール被膜化器を用いてテレ
フタル酸ポリエチレンの薄いフィルムに被膜され、溶媒
は９０〜１００℃で４５秒の間乾燥炉で除去された。

これらサンプルは被膜の後及び有機溶媒を除去するため
に乾燥した後に２５℃及び４０％の相対湿度の大気中に
放置せしめられた。これら雰囲気の１つに於けるサンプ
ルがトリエチルアミンを含む容器に近接した閉じたコン
テナに該サンプルを配置することによりトリエチルアミ
ンの蒸気で処理された。他の雰囲気中のサンプルは制御
として働き、蒸気硬化処理を受けなかった。硬化は２つ
の態様、（ａ）ウェブから磁性層を除去するために必要
とされるメチル・エチル・ケトン（ＭＥＫ）でぬらされ
た「Ｑデツプ」アプリケータを使用してワイプの数をカ
ウントすることによ５、（ｂ）ＩＲ）ランスミッション
・スペクトロ計測法（Ｎｉｃｏｌｅｔ　ＦＴ−ＩＲ）を
用いて変換されたインシアン醸塩のパーセンテージ（％
ＮＣ０）の決定によって、モニタされた。その結果は次
表に示される。

時間（ｈｒ）　　　ＭＥＫ？フイブ数　　変換％ＮＣＯ
制御　　　　０　　　　　１−２　　　　０４．５　　
　　　　　　　２　　　　　　　　　３７２五０　　　
　　　　　　２　　　　　　　　６０処理　　　　０．
２５　　　４−５　　　１００この表は、蒸気処理によ
るインシアン酸塩変換の触媒反応を明確に示す。

特許量ｆｆｉ人　　　アンペックス　コーポレーション
手続補正書（自発） 昭和６１年　６月１３日 ２、発明の名称 磁気記録媒体の硬化方法 ３　補正をする者 事件との関係　　　　　特許出願人 名称　　アンペックス　コーポレーション４代理人 住所　〒１００東京都千代田区丸の内２丁目４番１号丸
ノ内ビルヂング　７５２区 ５　補正の対象

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）ウェブの磁気被膜を完全に硬化する方法に於て、
   上記ウェブの上記被膜を揮発性気相触媒で処理すること
   を特徴とする上記方法。
2. （２）特許請求の範囲第１項記載の方法に於て、上記ウ
   ェブは磁性粒子、高分子バインダ及びポリイソシアン酸
   塩硬化剤を含む分散物で被覆されることを特徴とする上
   記方法。
3. （３）特許請求の範囲第２項記載の方法に於て、上記揮
   発性気相触媒はアミンであることを特徴とする上記方法
   。
4. （４）特許請求の範囲第３項記載の方法に於て、上記揮
   発性気相触媒は第三アミンであることを特徴とする上記
   方法。
5. （５）特許請求の範囲第４項記載の方法に於て、上記揮
   発性気相触媒はトリエチルアミン、エチル・ジメチルア
   ミン、ジエチル・メチルアミン又はトリメチルアミンで
   あることを特徴とする上記方法。
6. （６）上記揮発性気相触媒で上記磁気被膜を処理する前
   に、上記磁気被膜は部分的に硬化されかつこの部分的に
   硬化された磁気被膜はカレンダ仕上げされることを特徴
   とする上記方法。
7. （７）特許請求の範囲第１項記載の方法に従つて用意さ
   れる磁気媒体。