JPH0726043B2 - 磁性塗料の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、磁気テープ、磁気ディスク等の磁気記録媒体
に用いられる磁性塗料の製造方法に関するものである。

（従来の技術） 磁気特性、電磁変換特性等に優れた磁気記録媒体を得る
ためには、支持体に塗布される磁性塗料内の磁性粉の充
填度を向上させることが肝要である。そして、このため
には、磁性塗料の製造工程において行われる結合剤を含
有する有機溶媒溶液と磁性粉との混練を、高濃度状態で
高剪断力を付与しながら行うことが好ましく、このため
従来、例えば特開昭62−41274号公報に開示されている
ように、２軸型連続混練混合機を用いて混練を行うこと
により上記要請を満たす工夫がなされている。

（発明が解決しようとする課題） 磁性塗料の製造工程においては、上記混練の後、この混
合物に有機溶媒を加えて希釈がなされるのが普通である
が、２軸型連続混練混合機で混練された混練物は高い粘
度を有しており、このような硬い混練物に対して上記公
報に開示されているような高速分散攪拌機（フロージェ
ットミキサ）等を用いて一気に希釈を行っても、希釈の
際混練物に高剪断力を付与することができず、このた
め、混練物が小さい塊となって残ってしまい均一な希釈
物を得ることができない。そして、このような希釈物に
分散処理を施しても、分散処理時間が長くかかり、しか
も分散到達レベルも低いため、このようにして得られた
磁性塗料を支持体に塗布しても、磁気特性、電磁変換特
性等に優れた磁気記録媒体を得ることができない。

一方、上記２軸型連続混練混合機を２台使用し、第１の
２軸型連続混練混合機で混練を行い、第２の２軸型連続
混練混合機で希釈を行うようにすれば、希釈を一気に行
うのではなく「希釈混練」という形で混練物にある程度
の剪断力を付与しながら徐々に行うことが可能である。
しかしながら、希釈混練の際には、有機溶媒が追加さ
れ、混練時よりも混練物の粘度が低下するため、混練に
用いた２軸型連続混練混合機と同一の２軸型連続混練混
合機をそのまま用いて希釈混練を行った場合には、次の
ような不都合を生ずる。すなわち、２軸型連続混練混合
機においては、１対の羽根部材相互間ならびに羽根部材
およびバレル間の間隙で混練物に剪断力を付与するよう
になっているが、上記間隙を、混練が適正に行われるよ
うな寸法値に設定した場合には、粘度の低下した混練物
を扱う希釈混練においては上記間隙が広すぎて高剪断力
を混練物に付与することができず、また、混練終了時の
混練物とこれに加えられる有機溶媒との間には大きな粘
度差があるため、混練物が小さい塊となって遊離しやす
く、そしてこの小さい塊が上記間隙を通り抜けるショー
トパス現象が発生し、したがって均一な希釈物を得るこ
とができない。これとは逆に、上記間隙を、希釈混練が
適正に行われるように狭めるようにした場合には、混練
時羽根部材に過大な負荷がかかることとなり、円滑な混
練を行うことができない。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであっ
て、２台の２軸型連続混練混合機を用いた混練および希
釈混練により、均一な希釈物を得ることのできる磁性塗
料の製造方法を提供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明による磁性塗料の製造方法は、羽根部材を有する
１対のシャフトとこれらシャフトを回転可能に収容する
バレルとを備えた２台の２軸型連続混練混合機を使用
し、第１の２軸型連続混練混合機により結合剤を含有す
る有機溶媒溶液と磁性粉とを混練し、その後、第２の２
軸型連続混練混合機により前記混練がなされた混練物に
有機溶媒を加えて該混練物を希釈混練する磁性塗料の製
造方法において、前記第１の２軸型連続混練混合機によ
る混練は固型分濃度65〜95重量％で行い、前記第２の２
軸型連続混練混合機による希釈混練は固型分濃度30〜60
重量％で行い、かつ、前記第２の２軸型連続混練混合機
の羽根部材相互間ならびに羽根部材およびバレル間の間
隙を、前記第１の２軸型連続混練混合機の当該間隙より
小さくしたことを特徴とするものである。

前記「固型分」とは、磁性粉、結合剤、非磁性粉その他
固型のものをいう。

前記「第１の２軸型連続混練混合機による混練」は固型
分濃度65〜95重量％で行われるが、これは、強く混練さ
れた磁性塗料を得るために必要な濃度として規定される
ものである。すなわち、混練物の固型分濃度が65重量％
未満になるような磁性粉や結合剤等の混合物では、その
混合物の粘度が低すぎるため混練時に充分な剪断力が得
られず分散が不十分となる。一方、固型分濃度が95重量
％を超える場合は粘度が高すぎて均一な混練物が得られ
ない。なお、この場合、固型分濃度を75〜90重量とする
のが好ましい。

前記「第２の２軸型連続混練混合機による希釈混練」は
固型分濃度30〜60重量％で行われるが、これは、固型分
濃度が30重量％未満では粘度が低すぎるため充分な分散
ができず、一方、固型分濃度が60重量％を超えるような
高粘度物を希釈混練させた場合には分散効率が悪く均一
な分散物が得にくいからである。なお、この場合、固型
分濃度が40〜55重量％とするのが好ましい。

前記「第２の２軸型連続混練混合機の羽根部材相互間な
らびに羽根部材およびバレル間の間隙」は、前記第１の
２軸型連続混練混合機の当該間隙より小さいものであれ
ば、その大きさは特に限定されるものではないが、前記
第１の２軸型連続混練混合機の当該間隙の50〜80％とす
るのが好ましい。

（作用） 上記構成に示すように、混練および希釈混練の際の固型
分濃度がそれぞれ所定範囲内の値に設定されており、か
つ、希釈混練を行う前記第２の２軸型連続混練混合機の
羽根部材相互間ならびに羽根部材およびバレル間の間隙
が、混練を行う前記第１の２軸型連続混練混合機の当該
間隙より小さいので、混練時に比して粘度の低下した混
練物を扱う希釈混練においても、その粘度の相違に応じ
て高剪断力を付与しながら希釈混練を行うことが可能と
なり、また、混練物が小さい塊となってショートパス現
象を引き起こすのを防止することができ、これにより、
均一な希釈物を得ることができる。（発明の効果） このように、本発明によれば、２台の２軸型連続混練混
合機を用いた混練および希釈混練により、均一な希釈物
を得ることができ、したがって、その後行われる分散処
理を短時間でかつ高い分散到達レベルで行うことがで
き、このようにして得られた磁性塗料を支持体に塗布す
ることにより、磁気特性、電磁変換特性等に優れた磁気
記録媒体を得ることができる。

（実施態様） 以下添付図面を参照しながら本発明の実施態様について
詳述する。

第１図は、本発明による磁性塗料の製造方法の一実施態
様を示す工程概要図である。

磁性塗料の製造工程は、結合剤を含有する有機溶媒溶液
と磁性粉との混練を行う混練工程と、この混練工程で得
られた混練物に有機溶媒を加えて該混練物の希釈を行う
希釈工程と、この希釈工程で得られた希釈物に分散処理
を施す分散工程等とからなり、こうして得られた磁性塗
料は支持体に塗布され、その後、カレンダおよびスリッ
ト工程を経ることにより磁気記録媒体が製造されるよう
になっている。

上記混練工程および希釈工程には直列に配された２台の
２軸型連続混練混合機が用いられ、第１の２軸型連続混
練混合機２により混練を行い、第２の２軸型連続混練混
合機４により希釈を行うようになっている。

すなわち、第１の２軸型連続混練混合機２においては、
投入口６から磁性粉、結合剤およびカーボンブラックが
混合室８内に投入され、また上記投入口６近傍に設けら
れた図示しない添加口から結合剤を含有する有機溶媒溶
液が混合室８内に添加され、そして、これらは混合室８
内で混練された後、排出口10から混練物として排出され
るようになっている。混合室８は横長の筒状に形成さ
れ、上記投入口６および排出口10は、混合室８の両端部
近傍に設けられている。混合室８の径路長は0.5〜5mで
あり、好ましくは、0.6〜4mである。混合室８は、第２
図にその断面を示すように、所定間隔をおいて設けられ
た互いに平行に延びる１対のシャフト12と、これら各シ
ャフト12に該シャフト12の軸線方向に重ね合わされて固
設された、羽根部材たる複数枚のパドル14と、これらバ
ドル14が固設されたシャフト12を収容するバレル16とか
らなっている。上記各バドル14は同大のおむすび形に形
成され、かつ、１枚毎60゜の位相差をもって各シャフト
12に固設されている。また、両シャフト12に設けられた
互いに対向する１対のパドル14は同位相になるように配
されている。そして、バレル16は、各パドル14の先端部
との間に所定の微小間隙d₁が形成されるようにまゆ形に
形成され、各パドル14は、互いに対向する１対のパドル
14の間に所定の微小間隙d₂が形成されるように、そのお
むすび形の外形形状が設定されている。上記微小間隙d₁
およびd₂は、同一寸法であってもよいし異なる寸法であ
ってもよいが、それぞれ 0.5mm≦d₁4mm,≦0.5≦d₂≦4mm に設定され、また、各パドル14のパドル径（すなわちパ
ドル14の回転軌跡の最大径）Ｄは、 50mm≦Ｄ≦400mm に設定されている。

パドル14の回転数は５〜200rpmであり、好ましくは20〜
120rpmである。周速は１〜50cm/secであり、好ましくは
２〜30cm/secである。

上記微小間隙d₁およびd₂を、0.5mm以上としたのは、パ
ドル14およびシャフト12に作用する負荷が過大とならな
いようにするとともに機械精度上の実現可能性を考慮し
たものであり（すなわち、0.5mm未満では、混練の際機
械的な芯ブレの問題があり、またシエアが大きくかかる
ため、シャフト12駆動用のモータの馬力を極めて大きく
しなければならない。）、4mm以下としたのは、磁性塗
料内における磁性粉の充填度を高めるべく十分に高い剪
断力を付与しながら混練するためである（すなわち、4m
mより大きい場合には、シエアがかからなくなり強練り
ができないため、充填度をあげることができず、出力も
出ない。）。なお、上記微小間隙d₁およびd₂は、好まし
くは0.6〜3mmである。

上記パドル14のパドル径を50〜400mとしたのは、混合物
の粘度が極めて高く、強い力で混練する必要があるため
である。すなわち、50mm未満の場合はシャフト12の太さ
が細くなり、装置の機械的強度が保ちにくく、一方、40
0mmより大きい場合は馬力の大きなモータが必要とな
り、装置として実用的ではなくなるからである。

なお、羽根部材として、上記パドル14に代えて浅溝スク
リュ等を用いるようにしてもよい。

第１図に示すように、第２の２軸型連続混練混合機４に
おいては、上記第１の２軸型連続混練混合機２の排出口
10から排出された混練物が投入口18から混合室20内に投
入され、また、上記投入口18近傍に設けられた図示しな
い添加口から結合剤を含有する有機溶媒溶液および有機
溶媒が希釈用として混合室20内に添加され、そして、こ
れらは混合室20内で希釈混練（すなわち混練しながら行
う希釈）された後、排出口22から希釈物として排出され
るようになっている。

第２の２軸型連続混練混合機４は、第１の２軸型連続混
練混合機２と同一構造であるが、次の点において異な
る。すなわち、第２図に示す第１の２軸型連続混練混合
機における微小間隙d₁およびd₂に対し、第２の２軸型連
続混練混合機４における当該間隙d₁′およびd₂′が、そ
れぞれ0.5d₁≦d₁′≦0.8d₁,0.5d₂≦d₂′≦0.8d₂ に設定されている。

上記微小間隙d₁′およびd₂′を、微小間隙d₁およびd₂に
対してそれぞれ50〜80％としたのは、希釈混練の際に
は、有機溶媒等が加えられて混練物の粘度が低下する
が、この粘度の低下した混練物に対しても十分に高い剪
断力を付与するためであり、また、混練物と有機溶媒等
との間の大きな粘度差のために遊離した混練物の小さい
塊が上記間隙の通り抜けるショートパス現象の発生を阻
止するためであり、50％および80％の数値は、混練工程
における混練物の粘度および希釈工程における混練物の
粘度の相違の程度等を考慮して設定したものである。例
えば、50％未満にすると、シエアがかかりすぎるととも
に磁性塗料中の針状磁性粉を折ってしまい、転写特性や
配向性が低下してしまう。そして、転写特性が劣化する
と磁気テープを重ねて巻いた時に転写が起きやすくな
り、また配向性が低下すると残留磁束密度（Br）が低下
し、出力低下につながる。

第１図に示すように、分散工程には、直列に配されたデ
ィゾルバ24およびサンドグラインダ26が用いられ、ディ
ゾルバ24により上記希釈物を高速撹拌した後サンドグラ
インダ26により微分散を行うようになっている。

次に、本実施態様の作用について説明する。

第１図において、混練工程では第１の２軸型連続混練混
合機２により混練がなされるが、その混合室８内におけ
る互いに対向するパドル14相互間の間隙d₂ならびに各パ
ドル14およびバレル16間の間隙d₁は0.5〜4mmに設定され
ているので、磁性粉、結合剤、カーボンブラックおよび
結合剤を含有する有機溶媒溶液は、上記間隙で高い剪断
力を付与されて混練され、かつ、パドル14およびシャフ
ト12等に過大な負荷をかけることなく円滑に混練される
こととなる。したがって、上記混練工程により、高い粘
度の混練物を得ることができる。

希釈工程では、第２の２軸型連続混練混合機４により希
釈混練がなされるが、その混合室８内における互いに対
向するパドル14相互間の間隙2d₂′ならびに各パドル14
およびバレル16間の間隙d₁′は、第１の２軸型連続混練
混合機２の当該間隙d₂およびd₁に対してそれぞれ50〜80
％に設定されているので、混練物は、有機溶媒等が加え
られてその粘度が低下しているにもかかわらず高い剪断
力が付与されて混練されながら希釈されることとなる。
また、このとき上記間隙を混練物の小さい塊が通り抜け
るショートパス現象の発生も有効に阻止されることとな
る。したがって、上記希釈工程により、均一な希釈物を
得ることができる。

分散工程には、上記均一な希釈物が供給されるので、分
散処理を短時間でかつ高い分散到達レベルで行うことが
できる。そして、このようにして得られた磁性塗料を支
持体に塗布し、その後、乾燥、配向、カレンダおよびス
リット等の各処理を施こすことにより、磁性体の充填度
および分散度の高い、磁性特性、電磁変換特性等に優れ
た磁気記録媒体を得ることができる。

（実 施 例） 以下、実施例によって本発明の実施態様を具体的に説明
する。

実施例（１） 結合剤樹脂溶液（Y₁）として、 樹脂濃度20％の溶液Y₁を調製した。

結合剤樹脂溶液（Y₂）として、 樹脂濃度15％の溶液Y₂を調製した。

混練工程として、 Co−FeOx 100 重量部 （ｘ−1.48,比表面積35m²/g長軸長0.3μ,HC700 Oe） 水酸基含有塩化ビニル酢酸ビニル共重合体（電気化学
（株）電化ビニル1000G） 9.5重量部 カーボンブラック １ 重量部 結合剤樹脂溶液（Y₁） 32.5重量部 上記のものを連続して添加しつつ、互いに対向する１対
のバドル間ならびにパドルおよびバレル間の間隙が1mm
の混合室を有し、パドル径が100mm、回転数が30〜120rp
m、周速が５〜20cm/secで、混合室の径路長が1mである
２軸型連続混練混合機で連続して混練処理を行い混練物
を得た。

次いで、希釈工程として、 上記混練物143重量部に対し、 結合剤樹脂溶液（Y₂） 26.7重量部 メチルエチルケトン 25 重量部 酢酸ブチル 25.3重量部 上記のものを連続して添加しつつ、混練工程で使用した
２軸型連続混練混合機に組み込まれているパドルより直
径を0.2mm大きくして互いに対向する１対のパドル間の
間隙を0.8mmとするとともにバレル内壁径を0.1mm小さく
してパドルおよびパレル間の間隙を0.8mmとした２軸型
連続混練混合機で連続して希釈混練処理を行い希釈物を
得た。

次いで、分散工程として、 上記希釈物220重量部に対し、 ミリスチン酸 2.0重量部 オレイン酸 0.5重量部 ジメチルポリシロキサン 0.2重量部 α−Al₂O₃（平均粒径0.3μ） 1.0重量部 メチルエチルケトン 35.5重量部 酢酸ブチル 36 重量部 上記のものを混合し、ディゾルバで１時間高速撹拌した
後、サンドグラインダにて微分散処理した。その際、サ
ンドグラインダを６台連続して接続して分散液を順次流
して微分散を行った。

ディゾルバによる高速撹拌終了時点、および、サンドグ
ラインダの１台目から６台目まで各々のサンドグライン
ダより吐出される分散液を支持体上に塗布し、配向、乾
燥させて磁気記録媒体を作成した。

こうして得られた磁気記録媒体の表面光沢度を第３図
に、また分散度を評価する従来の測定方法の一例とし
て、磁気粒子の配向性を示すBr/Bm比を第４図に示す。
上記表面光沢度は、光入射角60度で磁性層表面の光沢度
を測定した。なお、表記した値は、屈折率1.567のガラ
ス表面の鏡面光沢度を100％としたときの相対値であ
る。また、このとき用いた測定機はデジタル光沢度計
（スガ試験機（株）製）である。

上記サンドグラインダでの微分散処理が終了した分散液
を平均孔径1.0μｍのフィルタを用いて過し、磁性塗
料を調製した。得られた磁性塗料を乾燥後の磁性層の厚
さが4.0μｍになるように、厚さ14μｍのポリエチレン
テレフタレート支持体の表面にリバースロールを用いて
塗布した。そして、塗膜が未乾のうちに配向処理を行
い、乾燥させた後、スーパーカレンダ処理し、磁気テー
プ原反を得た。このようにして得られた磁気テープ原反
に対して、振動試料磁束計（東英工業（株））を用いて
測定磁場（Hm）3KOeにおける抗磁力（Hc…単位エルステ
ッド）、最大磁束密度（Bm…単位ガウス）、残留磁束密
度（Br…単位ガウス）の値を測定した。その結果を第１
表に示す。

実施例（２） 希釈工程で用いる２軸型連続混練混合機として、互いに
対向する１対のパドル間ならびにパドルおよびバレル間
の間隙が0.6mmの混合室を有する構造のものを用いたこ
とのほかは、組成および処理共にすべて実施例（１）と
同一の条件で行った。

比較例（１） 希釈工程で用いる２軸型連続混練混合機として、混練工
程で用いたものと同じ1mmの間隙を混合室を有する構造
のものを用いたことのほかは、組成および処理共にすべ
て実施例（１）と同一の条件で行った。

実施例（３） 混練工程および希釈工程で用いる２軸型連続混練混合機
として第２表に示す構造のものを用い、また、固型分濃
度は、結合剤濃度（Y₁）、結合剤溶液（Y₂）の樹脂濃度
を変化させることにより第２表に示すように変化させ
た。そのほかは、組成および処理共にすべて実施例
（１）と同一の条件で行った。その測定結果を第２表右
欄に示す。

本発明の実施例（１），（２）によって得られる磁性塗
料は分散初期から光沢度、Br/Bm比が高く好ましい。ま
たサンドグラインダ４台目吐出品より特性は一定となり
分散効率のよいことも示している。一方、比較例（１）
では、希釈処理時、均一な希釈物が得られないため、分
散初期の光沢、Br/Bmは低く、サンドグラインダで分散
を重ねても実施例（１），（２）のような特性を得るこ
とができない。また、磁気テープ原反の磁気特性を見て
も、実施例（１），（２）は比較例（１）に比べBm,Br,
Br/Bmが高く好ましい。これは、希釈工程時十分に高い
剪断力が付与され、Bmが上がるとともに分散度も高くな
り、これによりBr/Bmも高くBrも高くなったものと考え
られる。また、実施例（３）より明らかなように、パド
ル径および間隙を変化させても同じように効果があるこ
とがわかる。さらに、固型分濃度については、65〜95重
量％で混練を行い、30〜60重量％で希釈混練を行った場
合に良好な結果が得られることがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による磁性塗料の製造方法の一実施態様
を示す工程図、 第２図は混練工程において用いられる２軸型連続混練混
合機の断面を示す、第１図のII−II線断面図、 第３および４図は該製造方法の実施例を示すグラフであ
る。 2,4……２軸型連続混練混合機 ８……混合室 12……シャフト 14……パドル（羽根部材） 16……バレル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】羽根部材を有する１対のシャフトとこれら
   シャフトを回転可能に収容するバレルとを備えた２台の
   ２軸型連続混練混合機を使用し、第１の２軸型連続混練
   混合機により結合剤を含有する有機溶媒溶液と磁性粉と
   を混練し、その後、第２の２軸型連続混練混合機により
   前記混練がなされた混練物に有機溶媒を加えて該混練物
   を希釈混練する磁性塗料の製造方法において、 前記第１の２軸型連続混練混合機による混練は固型分濃
   度65〜95重量％で行い、前記第２の２軸型連続混練混合
   機による希釈混練は固型分濃度30〜60重量％で行い、か
   つ、前記第２の２軸型連続混練混合機の羽根部材相互間
   ならびに羽根部材およびバレル間の間隙を、前記第１の
   ２軸型連続混練混合機の当該間隙より小さくしたことを
   特徴とする磁性塗料の製造方法。