KR950009545B1

KR950009545B1 - 자성도료의 제조방법

Info

Publication number: KR950009545B1
Application number: KR1019920001396A
Authority: KR
Inventors: 다다시 이노; 노부히로 신까; 시게오 다이몬
Original assignee: 다이낀 고오교오 가부시끼가이샤; 야마다 미노루
Priority date: 1991-01-31
Filing date: 1992-01-30
Publication date: 1995-08-24
Also published as: DE69210429T2; EP0497357B1; KR920014897A; CA2060364A1; JPH04246475A; TW209302B; DE69210429D1; US5271857A; EP0497357A1

Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]

자성도료의 제조방법

[발명의 상세한 설명]

[산업상의 이용분야]

본 발명은 자성입자의 분산성이 뛰어난 자성도로의 제조방법에 관한 것이다.

[종래의 기술]

종래, 자기 기록매체용의 자성재료로서는 γ-산화철, 코발트 함유 γ-산화철, 2산화크롬, 강자성 금속블말등이 사용되어 왔으나, 최근 탄화철을 함유하는 입자가 그 적당한 보자력, 도전성 및 기록재생시의 잡음저하성으로 주목되고 있다.

탄화철을 함유하는 자기기록매체는 비자성의 기재상에 탄화철을 함유하는 입자 및 바인더를 함유하는 자성층을 형성하여 얻어지나, 탄화철을 함유하는 입자는 종래의 자성분과는 표면의 성질이 달라서, 바인더와의 조화가 나쁘고, 바인더중에 고도로 분산되지 않으므로 분말체 상태에서의 자기 특성에서 예측할 수 있는 뛰어난 특성을 가진 자기 기록메체를 얻는 것은 곤란하였다.

즉, 일본국 특개소 60-124023호에 있어서는 탄화철을 주성분으로 하는 입자 및 염화비닐-아세트산비닐 공중합체의 바인더를 사용하여 자기 테이프를 제작하고 있으나, 이 바인더에서는 분산성이 좋지 않으므로 자기 테이프의 광택도가 극단으로 낮아서, 자기 특성은 만족할 만한 것이 아님이 판명되었다.

또, 탄소를 함유하는 자성입자에 대해서도 상기 탄화철을 함유하는 자성입자와 마찬가지로 바인더와의 조화가 좋지않아 바인더중에 고도로 분산시키는 것은 곤란하다.

[발명이 해결하려고 하는 과제]

본 발명은 탄소를 함유하는 자성입자 또는 탄화철을 주성분으로 하는 자성입자를 사용하여 자성도료를 제조하는 방법으로서 바인더 속으로의 자성입자의 분산을 용이하게 하여 광택도 및 자기 특성이 뛰어난 자기 기록매체를 부여할 수 있는 자성도로를 제공하는 것을 목적으로 한다.

[과제를 해결하기 위한 수단]

본 발명은 탄소를 함유하는 자성입자 또는 탄화철을 주성분으로 하는 자성입자를 사용하여 자성도료를 제조하는 방법에 있어서, 자성입자를 유기용제와 함께 미리 혼련하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 자성도료의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에 있어서, 탄소를 함유하는 자성입자란, 탄소 및 금속철로 된 자성입자이다. 또, 본 발명에 있어서 탄화철을 주성분으로 하는 자성입자로서는 예컨대 일본국 특개소 60-71509호, 동 61-111921호등에 기재된 침상 탄화철 미립자를 들 수 있다. 이러한 미립자의 주성분인 탄화철에는 Fe₅C₂, Fe₇C₃, Fe₂₀C₇, Fe₃C가 있다. 본 발명의 방법은 탄소 또는 탄화철을 함유하지 않은 다른 자성입자와의 혼합물에도 적용할 수 있다. 침상 탄화철 미집자를 제조하려면, 예컨대 하기 공정; (a) 침상 옥시 수산화철 또는 침상산화철에 탄소원자를 함유하지 않은 환원제를 접촉시킨 후 또는 접촉시키지 않고, (b) 탄소원자를 함유하는 환원제 또는 이것과 탄소원자를 함유하지 않은 환원제와의 혼합물을 접촉시키는 방법에 의한다.

그 방법에 있어서, 침상 옥시 수산화철은 침상 α-FeOOH(게이사이트), β-FeOOH(아까가네사이트) 또는 침상 γ-FeOOH(레피드크로사이트)가 바람직하고, 침상산화철은 침상 α-Fe₂C₃(헤마타이트), 침상 γ-Fe₂O₃(마그헤마이트) 또는 침상 Fe₃O₄(마그네라이트)가 바람직하다. 침상 β-FeOOH는 알칼리수용액으로 처리한 것이 바람직하다.

상기의 침상 α-Fe₂O₃또는 침상 γ-Fe₂O₃로서는 예컨데 침상 α-FeOOOH, 침상 β-FeOOH 또는 침상 γ-FeOOH를 각각 약 200∼350℃로 가열 및 탈수하여 얻은 것, 또는 이들을 다시 350∼900℃로 가열하여 결정의 치밀화를 꾀한 침상 α-Fe₂O₃, γ-Fe₂O₃등 여러가지 포함된다.

상기의 Fe₃O₄는 침상 Fe₃O₄이외의 침상산화철 또는 침상 옥시 수산화철을 탄소원자를 함유한 환원제 또는 탄소원자를 함유하지 않은 환원제 혹은 이물의 혼합물과 접촉시킴으로써 제조할 수 있다. 물론, 상기의 침상 Fe₃O₄는 이러한 제법에 의하여 제조된 것에 한정되는 것은 아니다. 특별한 경우로서 탄소원자를 함유하는 환원제 또는 이것과 탄소원자를 함유하지 않은 환원제와의 혼합물을 침상 옥시 수산화철 또는 침상 Fe₃O₄이외의 침상산화철과 접촉시켜 침상 Fe₃O₄를 제조하는 경우 후술의 제법에 있어서의 접촉조건과 비교하여 시간에 관한 것 이외에 동일한 접촉조건으로 할 수 있다. 그 경우, 침상 Fe₃O₄의 제조에 이어서 동일조건으로 접촉을 계속하여 목적으로 하는 침상입자를 제조할 수 있다.

침상 옥시 수산화철 또는 침상 산화철은 평균축비가 3이상의 것이 통상이고, 5∼15의 것이 알맞으며, 평균 입경(장축)은 통상 1.0㎛ 이하, 알맞기는 0.1∼1.0㎛이다. 또, 침상 탄화철 미립자의 제법에 있어서의 침상 옥시 수산화철 또는 침상 산화철은 형상이 침상이고, 주성분이 옥시 수산화철 또는 산화철인 한, 소량의 동, 마그네슘, 망간, 니켈의 산화물, 탄산염, 규소의 산화물, 칼륨염, 나트륨염등을 첨가한 것이라도 좋다.

상기 침상 옥시 수산화철은 일본국 특개소 60-108309호에 기재된 바와같이 그 표면의 pH가 5이상인 경우에는 보다 고 보자력을 가진 자성입자를 얻을 수 있어서 좋다. pH가 5미만인 경우에는 알칼리(예컨대 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화암모늄) 수용액과 접촉시켜 pH를 5이상으로 하는 것이 좋다. 또, 알칼리처리한 침상 산화철을 사용할 수도 있다. 알칼리처리는 예컨대 피처리물을 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화암모늄과 같은 알칼리의 수용액(예컨대 pH 8 이상, 바람직하기는 10이상의 수용액)과 접촉시켜 필요하면 30분∼1시간 교반하여 여과 건조시킴으로써 행할 수 있다. 또한, Co를 피착한 침상 옥시 수산화철 또는 산화철을 사용할 수도 있다. Co를 피막하는데에는 Co염의 수용액(예를들면, 0.∼10중량%의 희박용액)에 침상 옥시 수산화철 또는 산화철을 투입하고 실온 내지 가온하에 교반하고 알칼리 수용액으로 알칼리성으로하고, 필요하면 30∼1시간 교반하고 여과건조하는 것이 바람직하다.

그리고, 원료는 일본국 특개소 60-141611호에 기재된 비와같이 규소화합물, 붕소화합물, 알루미늄화합물, 지방족카르본산 또는 그 염, 산화합물 또는 티탄 화합물등의 소결방지제로 피복하여 사용할 수도 있다.

본 발명에 있어서 탄소원자를 함유하지 않은 환원제의 대표예로서는 H₂, NH₂, NH₂등을 들 수 있다.

또, 탄소원자를 함유하는 환원제로서는 하기 화합물의 적어도 1종 이상을 사용할 수 있다.

① CO

② 지방족, 쇄상 또는 환상의 포화 또는 불포화탄화수소, 예컨대 메탄, 프로판, 부탄, 시클로헥산, 메틸시클로헥산, 아세틸렌, 에틸렌, 프로필렌, 부타디엔, 이소플렌, 타운가스등

③ 방향족 탄화수소, 예컨대 벤젠, 톨루엔, 키실렌, 비점 150℃ 이하인 이들의 알킬, 알케닐 유도체

④ 지방족알콜, 예컨대 메탄올, 에탄올, 프로판올, 시클로 헥산올

⑤ 에스테로, 예컨대 개미산 메틸, 아세트산에틸등의 비점 150℃ 이하의 에스테르

⑥ 에테르, 예컨대 저급알킬에테르, 비닐에테르등의 비점 150℃ 이하인 에테르

⑦ 알데히드, 예컨대, 포름알데히드, 아세트 알데히드등의 비점 150℃ 이하인 알데히드

⑧ 케톤, 예컨대 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤등의 비점 150℃ 이하인 케톤

특히 바람직한 탄소원자를 함유하는 환원제는 CO, CH₃OH, HCOO₃, 탄소수 1∼5의 포화 또는 불포화의 지방족 탄화수소이다.

상기(a) 공정에 있어서, 탄소원자를 함유하지 않은 환원제는 희석하여 또는 희석하지 않고 사용할 수 있고, 희석제로서는 예컨대 N₂, 아로곤, 헬륨등을 들 수 있다. 또 희석물은 임의로 선택할 수 있고, 예컨대 약 1.1∼10배(용량비)로 희석하는 것이 좋다. 접촉온도, 접촉시간, 유속등과 접촉조건은 예컨대 침상 옥시 수산화철 또는 침상 산화철의 제조이력, 평균축비, 평균입경, 비표면적등에 따라 변동하므로 적절히 선택하는 것이 좋다. 바람직한 접촉온도는 약 200∼700℃, 더욱 바람직하기는 약 300∼400℃, 바람직한 접촉시간은 약 0.5∼6시간이다. 바람직한 유속은 원료인 철화합물 1g당 희석제를 제외하고 약 1∼1000㎖ S.T.P./분, 바람직하기는 약 5∼500㎖ S.T.P/분이다. 그리고 접촉압력은 희석제를 포함하여 1∼2 기압이 상용되나, 특별한 제한은 없다.

상기 (b) 공정에 있어서도 탄소원자를 함유하는 환원제 또는 이것과 탄소원자를 함유하지 않은 환원제와의 혼합물을 희석하여 또는 희석하지 않고 사용할 수 있다. 혼합물을 사용하는 경우, 그 혼합비는 적절히 선택할 수 있으나, 통상은 탄소원자를 함유하는 환원제와 탄소원자를 함유하지 않은 환원제의 용량비가 1/0.5∼1/5로 하는 것이 바람직하다. 접촉조건도 똑같이 적절히 선택할 수 있으나, 바람직한 접촉온도는 약 300∼400℃ 더욱 바람직하기는 약 300∼400℃, 바람직한 접촉시간은 (a) 공정을 행한 경우는 약 0.5∼6시간, (a) 공정이 없는 경우는 약 1∼12시간이다. 바람직한 유속은 원료인 철화합물 1g당 희석제를 제외하고 약 1∼1000㎖ S.T.P/분, 바람직하기는 약 5∼500㎖ S.T.P/분이다. 그리고 접촉압력은 희석제를 포함하여 1∼2기압이 상용되나, 특별한 제한은 없다.

상기에서 얻어진 탄화철은 식 FexC(x≥2)로 표시되며, 그 주성분은 Fe₅C₂이고, Fe₂₀C₇, Fe₇C₃, Fe₃C가포함될 수 있다.

본 발명에 있어서, 탄소를 함유하는 자성입자는 탄화철을 주성분으로 하는 자성입자에 탄소원자를 함유하지 않은 환원제를 접촉시킴으로써 얻을 수 있다. 탄소원자를 함유하지 않는 환원제로서는 전술한 바와같이 H₂, NH₂NH₂등을 예시할 수 있다. 바람직한 접촉온도는 약 300∼500℃, 바람직한 접촉시낙은 약 0.5∼6시간이다. 필요에 따라 전술과 똑같은 희석제를 사용할 수 있으나, 바람직한 유속은 침상 탄화철 미립자 1g당 희석제를 제외하고 약 1∼1000㎖ S T.P/분이다. 그리고 접촉압력은 희석제도 포함하여 1∼2기압이 상용되나, 특별한 제한은 없다. 이 방법으로 얻어지는 자성입자는 X선으로는 α-철만이 검출되며, 원소분석으로 탄소가 검출된다.

상기에서 얻어지는 탄소를 함유하는 자성입자는 금속철 및 탄소를 함유하며, 탄소를 금속철에 대하여 통상 2∼20중량%, 바람직하기는 5∼15중량% 함유하고, 금속철 미립자는 평균축비가 5∼15, 평균입경(장축)은 통상 1.0㎛ 이하, 알맞기는 0.1∼1.㎛이다.

본 발명의 자성도로는 바인더를 포함한 본격적인 분산을 행하기 전에 미리 자성입자를 유기용제와 함께 혼련하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 있어서 사용하는 전단응력(s)은 고형분 농도가 높은 혼련물을 대상으로 하므로, 혼련기의 경우에는 소요동력으로부터 또 매체분산기의 경우에는 미디어의 크기와 운동량으로부터 산출하는 것이 간편하고 실제적이다.

[혼련기의 경우는]

T = rR²Ls ∼ ①

HP₁= T (2πN)/750000∼②

①②로부터

s=750000HP₁/(2πN) r·R₂L∼③

여기서, T : 토오크

HP₁: 소요동력[HP]

N[rps] : 아암의 회전수

r[rad] : 혼련물에 전단응력이 주어지는 각도 범위

R[cm] : 용기의 반경

L[cm] : 용기의 길이

③식에서 최대치는 사용기기외 스케밀에 좌우되나, 바람직한 전단응력은 0.1∼∼10㎏·㎝^-2이다.

고전단 응력의 실현에 대해서는 매체를 사용하지 않는 혼련기를 사용하는 경우에는 용제량을 자성입자 100중량부에 대하여 25∼50중량부정도의 고정도로 혼련함으로써, 또 매체를 사용하는 혼련기의 경우에는 매체에 따라 주어지는 높은 전단응력에 의하여 자성입자 100중량부에 대하여 유기용제를 200중량부 이하의 넓은 범위로 사용할 수 있다. 혼련에 있어서 자성입자는 한거번에 첨가하여도 좋으나, 축차 또는 연속하여 첨가할 수도 있다. 또 그때 연마제·대전 방지제등의 무기질이 공존하여도 상관없다. 또 분산제·윤활제도 적당히 첨가할 수 있다.

본 발명의 혼련공정에서 사용하는 유기용제로서는 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논등의 케톤계; 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올등의 알콜계; 아세트산메틸, 아세트산에틸, 아세토산부틸, 젖산에틸, 아세트산 글리코올, 모노에틸에테르등의 에스테르계; 에테르, 글리코올디메틸에테르, 글리코올모노에틸에테르, 디옥산동의 글리코올에테르계; 벤젠, 톨루엔, 키실렌등의 타르계(방향족 탄화수소); 메틸렌클로라이드, 에틸렌클로라이드, 4염화탄소, 클로로포름, 에틸렌클로르히드린, 디클로르벤젠등의 염소화 탄화수소등이 사용될 수 있다. 본 발명의 상기 혼련 공정에 있어서, 자성입자와 유기용제의 비율은 중량비로 100대 25∼100대 200의 범위가 바람직하다.

본 발명의 방법중 혼련공정후의 일반적 공정에 사용되는 다른 첨가제, 바인더, 장치 및 방법등을 이하에 예시한다.

혼련에 사용되는 기기로서는 특별한 제한은 없고 예컨대 2개로울, 3개로울, 니더, 플라네터리믹서, 코니더, 인덴시브믹서, 단축스크류압출기, 2축 스크류압출기, 볼밀, 진동볼밀, 샌드 글라인더, 애트라이터등으로부터 1종 또는 2종이상을 선택하여 사용할 수 있다. 또, 도료조제에 사용되는 기기로서도 특별한 제한은 없고, 예컨대 상기 기기 및 고속임펠러분산기, 디스퍼저, 호모디나이저, 디졸버등에서 1종 또는 2종 이상을 선택하여 사용할 수 있다.

본 발명에 사용되는 바인더(결합제)로서는 종래 공지의 열가소성수지, 열경화성수지 또는 반응형수지나이를의 혼합물이 사용된다.

열가소성수지로서 연화온도가 150℃ 이하, 평균분자량이 10000∼200000, 중합도가 약 200∼2000정도의 것이고, 예컨대 염화비닐아세트산비닐공중합체, 염화비닐염회비닐리덴공중합체, 염화비닐아크릴로니트릴공중합체, 아크릴산 에스테르아크릴로 니트릴공중합체, 아크릴산에스테르 염화비닐리덴 공중합체, 아크릴산에스테르 스틸렌공중합체, 메타크릴산에스테르 아크릴로니트릴공중합체, 메타크릴산 에스테르 염화비닐리덴 공중합체, 메타크릴산에스테르스틸렌 공중합체, 우레탄에라스토머, 폴리불화비닐, 염화비닐리덴아크릴로니트릴공중합체, 부타디엔아크릴로니트릴공중합체, 폴리아미드수지, 폴리비닐부티랄, 셀룰로오스유도체(셀룰로오스아세테이트부틸레이트, 셀룰로오스 다이아세테이트, 셀룰로오스트리아세테이트, 셀룰로오스프로피오네이트, 니트로셀룰로오스등), 스틸렌부타디엔공중합체, 폴리에스테르수지, 클로로비닐에테르 아크릴산에스테르공중합체, 아미노수지, 각종의 합성고무계의 열가소성수지 및 이들의 혼합물등이 사용된다.

열경화성수지 또는 반응형수지로서는 도포액의 상태로는 200000 이하의 분자량이고, 도포, 건조후에 가열함으로서, 축합, 부가등의 반응에 의하여 분자량은 무한대의 것이 된다. 또, 이들 수지중에서 수지가 열분해할때까지의 사이에 연화 또는 용융하지 않는 것이 바람직하다. 구체적으로는 예컨대 폐놀수지, 에폭시수지, 폴리우레탄 경화형수지, 요소수지, 멜라민수지, 알키드수지, 실리콘수지, 아크릴계반응수지, 에폭시 폴리아미드수지, 고분자량 폴리에스테르수지와 이소시아네이트 프레폴리머의 혼합물, 메타크릴산염 공중합체와 디이소시아네이트 프레폴리머의 혼합물, 폴리에스테르 폴리올과 폴리이소시아네이트의 혼합물, 요소포름알데히드수지, 저분자량글리코을/고분자량디올/트리페닐메탄트리이소시아네이트의 혼합물, 폴리아민수지 및 그들의 혼합물등이다.

분산제로서는 카프릴산, 카프린산, 라우린산, 미리스틴산, 팔미틴산, 스테아린산, 올레인산, 에라이민산, 리놀산, 리놀렌산, 스테아롤산등의 탄소슈 12∼18개의 지방산(R¹COOH, R¹은 탄소수 11∼17의 알킬기); 상기의 지방산의 알칼리금속(Li, Na, K등); 알킬황산염, 폴리옥시에틸렌알킬에테르황산염, 폴리옥시에탈랜알킬에테르아세트산염등의 아니온계면활성제; 소르비탄 지방산에스테르, 폴리에틸렌글리콜지방산에스테르, 글리세린지방산에스테르, 폴리글리세린지방산에스테르등의 다가 알코올 지방산에스테르; 및 상기 화합물중에 폴리옥시에틸렌, 폴리옥시프로필렌등의 측쇄를 포함하는 것; 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 폴리옥시프로필렌 알킬에테르, 폴리옥시에틸렌옥시프로필렌알킬에테르, 폴리옥시에틸렌알킬페닐에테르, 폴리옥시에틸렌알킬페닐포름알데히드축함물, 폴리옥시에틸렌알킬아민, 지방산 아미드등의 비이온 계면활성제; 알킬암모늄염등의 카티온계면활성제; 또는 알칼리토류금속(Mg, Ca, Ba등)으로된 금속비누; 레시틴등이 사용된다. 이밖에 탄소수 12이상의 고급알코올 및 이들외에 황산에스테르등도 사용가능하다. 이들중 특히 비이온 계면활성제가 바람직하다. 이물의 분산제는 바인더 100중량부에 대하여 1∼20중량부의 범위에서 첨가된다.

윤활제로서는 실리콘오일, 그래파이트, 2황화몰리브덴, 2황화텅그스텐, 탄소수 12∼16의 1염기성 지방산과 탄소수 3∼12의 1가 알코올로된 지방산에스테르류, 탄소수 17이상의 1염기성 지방산과 그 지방산의 탄소수와 합계하여 탄소수가 21∼23이 되는 1가의 알코올로된 지방산에스테로등이 사용된다. 이들의 윤활제는 바인더 100중량부에 대하여 0.2∼20중량부의 범위에서 첨가된다.

연마제로서는 일반적으로 사용되는 재료로 용융알루미나, 탄화규소, 산화크롬, 코런덤, 인조코런덤, 다이아몬드, 인조다이아몬드, 석류석, 에메리(주성분 : 코런덤과 자철광)등이 사용된다. 이들 연마제는 평균입자경이 0.05∼5㎛ 크기의 것이 사용되고, 특히 바람직한 것은 0.1∼2㎛이다. 이들 연마제는 바인더 100중량부에 대하여 7-20중량부의 범위에서 첨가된다. 대전방지제로서는 서폰등의 천연계면활제; 알킬렌옥사이드계, 글리세린계, 글리시도올계등의 노니온계면활성제; 고급알킬아민류, 제4급 암모늄염류, 피리딘 기타의 복소환류, 포스포늄 또는 설포늄류등의 카티온계면활성제; 카르본산, 설폰산, 인산 황산에스테르가, 인산에스테르기등의 산성기를 포함한 아니온계면활성제; 아미노산류, 아미노술폰산류, 아미노알킬의 황산 또는 인산에스테르류등의 양성 활성제등이 사용된다. 이들 대전 방지제는 단독 또는 혼합하여 첨가하여도 좋다. 이들은 대전방지제로서 사용되는 것이나, 때로는 기타의 목적, 예컨대 분산, 자기특성의 개량, 윤활성의 개량, 도포계로서 적용되는 경우도 있다.

자기기록층의 형성은 상기의 조성으로 유기용매에 용해하여 도포용액으로 기재(지지체)상에 도포함으로서 행하여진다.

기재의 두께는5∼50㎛정도, 바람직하기는10∼40㎛정도가 좋고, 소재로서는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌-2,6-나프탈레이트등의 폴리에스테르류, 폴리프로필렌등의 폴리올레핀류, 셀룰로오스트리아세테이트, 셀룰로오스다이아세테이트 등의 셀룰로오스유도체, 폴리카보네이트등이 사용된다.

상기의 기재는 대전방지 전사방지등의 목적으로 기록층을 설치한 측의 반대면이 이른바 백코오드(backcoat)되어도 좋다.

또, 기재의 형태는 테이프, 시이트, 카드, 디스크, 드럼등의 어느것이라도 좋고, 형태에 따라 여러가지 재료가 필요에 따라 선택된다.

기재상에 상기의 기록층을 도포하는 방법으로서는 에어덕터코오트, 브레이드코오트, 에어나이프코오트, 스퀴즈코오트, 함침코오트, 리바이스롤코오트, 트랜스퍼로울로오토, 그라비아코오트, 키스코오트, 캐스트코오트, 스프레이코오트등을 이용할 수 있고, 그밖의 방법도 가능하다.

이러한 방법에 의하여 기재상에 도포된 기록층은 필요에 따라 층중의 자성분말을 배향시키는 처리를 한후, 형성된 기록층을 건조시킨다. 또, 필요에 따라 표면 평활화가공을 하거나, 바라는 형상으로 재단하거나하여 자기 기록체를 제조한다. 이경우, 배향장은 교류 또는 직류로 약 500∼5000 가우스 정도이고, 건조온도는 약 50∼100℃정도, 건조시간은 약 3∼10분간 정도이다.

[실시예]

이하에 실시예등을 들어 본 발명에 대하여 설명한다. 간단히 부 또는 %로 되어 있는 것은 중량부 또는 중량%를 표시한다.

[참고예 1]

평균입경 0.7㎛(장축), 평균축비 10의 게사이트 입자 5㎏을 리토오트 반응용기에 넣고, 330℃로 1시간, 공기를 흐르게하여 탈수처리후, 공기를 그치게 하고, 질소를 흘러 공기를 치환한 후, 그 온도로 CO를 흐르게 하면서 5시간 처리하고, 그후 실온까지 빙냉하여 흑백의 침상분말(자성 분말(C)라고 한다)을 얻었다. X선 회절측정에 의하여 생성물은 Fe₅C₂를 주성분으로 하는 것을 확인하였다.

[참고예 2]

반응온도를 350℃로 한 것이외는 참고예 1과 똑같이하여 Fe₅C₂를 주성분으로 하는 침성 자성분말(자성분말(D)라고 한다)을 얻었다.

[참고예 3]

반응온도를 370℃로 한 것이외는 참고예 1과 똑같이하여 Fe₅C₂를 주성분으로 하는 침상 자성분말(자성분말(E)라고 한다)을 얻었다.

[참고예 4]

참고예 1과 똑같은 공정에 의하여 CO에 의한 반응을 행한후, H₂를 흐르게 하면 1시간 처리하고, 그후 실온까지 빙냉하여 흑색의 탄소를 함유하는 침상분말(자성분말(B)라고 한다)을 얻었다. X선 회철 측정에 의하여 α-Fe만이 검출되고, 원소분석에 의하여 탄소를 5% 함유하는 것을 확인하였다.

[참고예 5]

출발물질로서 평균입경 0.4㎛(장축), 평균축비 10의 게사이트입자를 사용한 이외는 참고예 4와 똑같이하여 탄소를 함유하는 침상분말(자성분말(A)라고 한다)을 얻었다. X선 회절 측정에 의하여 α-Fe만이 검출되고 원소분석에 의하여 탄소를 6% 함유하는 것을 확인하였다.

사용한 자성분말의 자기특성을 표 1에 표시하였다.

[표 1]

사용한 유기용제의 조성을 표2에 표시하였다.

[표 2]

혼련기기 : 오픈니더[모리야마 세이사꾸쇼(주)(제]

가압니더[모리야마 세이사꾸쇼(주) 제]

플라네터리믹서[도꾸슈기까 고오교오(주) 제]

애트라이터[미쓰이미이께 고오교오(주) 제]

분산기기 : 디졸버[FFBH 3형, WAB(주)제]

샌드 그라인더[WAB(주) 제]

[실시예 1]

(1) 혼련공정

오프닝니더중에 자성분말(A)을 80중량부, 용제(b)를 70중량부 첨가하여, 10분간 혼련하였다. 그후, 혼련을 계속하면서 10분마다 자성분말(A)을 30중량부씩 4회 첨가하였다. 그후, 자성분말 200중량부에 대하여 용제 70중량부의 조성으로 3시간 혼련하여 혼련처리 자성분말을 얻었다.

혼련에 사용한 오프닝너더는 모리야마 세이사꾸쇼의 S5-2 니더(정격 3.5HP)로 HP₁=0.9[HP], N-1[rps], r=2/3π, R=6[㎝], L=22[㎝]이고, 전단응력 (s)=0.65㎏·㎝^-1었다.

(2) 분산, 도료조제공정

동처리자성분 135중량부를 Al₂O₃5중량부 함께 염비바엔더[MR-110, 니혼제온(주)제] 10중량부 및 폴리우레탄바인더[팬덱스 T-5201II, 다이닛뽄 잉크(주)제]의 30% 용액 33중량부를 용제(b) 60중량부에 용해한 용액과 혼합하고, 또한 전용제량이 220중량부가 되도록 용제(b)를 추가하여 디졸버로 30분간 혼합하였다. 그후, 연속식 샌드그라인더로 2시간 혼합하였다.

또한, 윤활제로서 스테아린산 2중량부와 스테아린산부틸 1중량부, 경화제로서 코로네이트 L[니혼 폴리우레탄(주)제] 4중량부를 용제 25중량부에 용해한 용액을 첨가, 디졸버로 30분간 혼합한후, 3㎛ 필터로 여과하여 자성도료를 얻었다.

(3) 도료, 배향공정

얻어진 도액을 폴리에틸렌테레탈레이트(PET) 필름상에 건조후의 두께가 5㎛가 되도록 도포하고, 미건조시에 반발반항 자석방식으로 배향처리하여 자기테이프를 얻었다.

[실시예 2∼11]

혼련공정에 있어서, 혼련기기, 첨가방법, 사용자성분말, 용제조성, 자성분말/용제비율을 표 3, 4에 표시한 바와같이 실시하고, 그 이외의 분산·도료 조제공정은 실시예 1과 똑같이 하여 자기 테이프를 얻었다.

[비교예 1∼2]

상기 자성분말과 유기용제와의 혼련공정(1)을 행하지 않고, 직접 분산, 도료 조제를 실시예 1의 공정(2)과 똑같이 하여 자기 테이프를 얻었다.

얻어진 도막에 대하여 자기특성 및 광택도를 평가하였다. 탄소를 함유한 자성입자에 대한 결과를 표 6에 표시하였다.

[비교예 3]

자성분말(A) 100중량부를 용제(b) 150중량부와 함께 디졸버중에서 교전단 응력을 걸지않고 3시간 교반한후, 실시예 1과 똑같이 하여 자기 테이프를 얻었다.

[표 3]

[표 4]

[표 5]

[표 6]

표에서 혼련공정을 하지 않은 비교예 1,2 및 혼련공정을 고전단 응력하에서 행하지 않은 비교예 3은 실시에에 비하여 그 성능이 현저하게 떨어지고 있어서, 본 발명의 효과는 명백하다.

Claims

탄소를 함유하는 자성입자 또는 탄화철을 주성분으로 하는 자성입자를 사용해어 자성도료를 제조하는 방법에 있어서, 자성입자를 유기용제와 함께 미리 혼련하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 자성도료의 제조방법.
제1항에 있어서, 성기 자성입자와 유기용제와의 혼련공정이 고전단 응력하에서 실시되는 것을 특징으로 하는 자성도료의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 탄소를 함유하는 자성입자가, 금속결과 금속철에 대하여 2-20중량%의 탄소로 이루어지는 자성입자인 것을 특징으로 하는 자성도로의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 탄화철이 식 FexC(x≥2)로 표시되는 것을 특징으로 하는 자성도료의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 혼련공정에 있어서, 자성입자와 유기용제의 비율이 중량비로 100대 25∼100대 200인 것을 특징으로 하는 자성도료의 제조방법.