JPH04292667A - 磁性塗料の製造方法および製造装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】磁気ディスク装置における情報の
記録媒体である磁気記録媒体には、非磁性の円板に磁性
塗料を塗布してなる塗膜型と、磁性金属を薄膜技術で成
膜してなる薄膜型とがある。本発明は、前者の塗膜型の
磁気記録媒体を製造する際に非磁性基板に塗布する磁性
塗料の製造方法および製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６は従来の塗膜型の磁気記録媒体を示
す断面図である。１は例えばアルミニウム等のような非
磁性体からなる基板（円板）であり、その上に磁性塗料
を塗布し、焼き付けることで、磁性塗膜２が形成される
。磁性塗膜２中の磁性粉としては酸化鉄（γ−Ｆｅ２Ｏ
３　）の針状粉が使用される。

【０００３】図７は、図６における磁性塗膜２を拡大し
て示した図である。磁性塗膜２は、結合用の合成樹脂３
の中に、針状の磁性粉４と耐摩耗性改善用のアルミナ粉
５を分散させたものであり、分散不良によりアルミナ粉
の団子状の固まり６が散見される。なお、表面に潤滑剤
７を塗布することで、磁気ヘッドが摺動する際の耐摩耗
性の向上を図っている。

【０００４】塗膜型の磁気記録媒体は、γ−Ｆｅ２Ｏ３
などの強磁性体粉末と高分子樹脂の結合剤およびアルミ
ナ粉末などの強化剤を、ボールミルやサンドミル等の分
散機で混練してなる磁性塗料を、アルミニウム基板に塗
布することで製造される。

【０００５】磁気記録媒体の高記録密度化により、磁気
ヘッドの浮上隙間が０．３　μｍ以下と微小化してきて
いる。ところが、塗膜型の磁気記録媒体では、前記の耐
摩耗改善用のアルミナ粉５が磁性塗膜面から突き出てい
るために、磁気ヘッドが衝突してヘッドクラッシュを引
起し、その際に飛散した破砕粉が次のヘッドクラッシュ
の誘因となる。

【０００６】また、アルミナ粉５が存在しない領域は、
磁気ヘッドが摺動した際に摩耗しやすく、破砕粉などの
異物による引っかき傷も発生しやすい。アルミナ粉５の
添加量を増やせば、アルミナ粉５が存在しないために耐
摩耗性の劣る領域は減少するが、アルミナ粉５の突起も
増加し、ヘッドクラッシュを引き起こしやすくなる。そ
こで、アルミナ粉を必要としない薄膜型の磁気記録媒体
も出現しているが、製造コストが高いのが欠点である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記のよう
なアルミナ粉５の突起は、アルミナ粉５の分散性が悪く
、アルミナ粉５が団子状に固まったために出来るもので
、アルミナ粉５の突起が多いということは、情報を記録
／再生できないような大きな非磁性領域が多数存在する
ということであり、記録／再生時のエラー（主としてミ
ッシングエラー）の原因となる。

【０００８】アルミナ粉５が団子状に固まらずに、１個
１個のアルミナ粉５が独立して均一に分散しておれば、
情報を記録／再生できないほどの大きな非磁性領域は発
生せず、また塗膜面からの突起も減少する。その結果、
アルミナ粉５の添加量を増やして、アルミナ粉５が少な
いために耐摩耗性が悪い領域を皆無にし、耐久性を改善
することも可能である。

【０００９】そのために、従来からサンドミルによって
先ず高粘度分散した後に、希釈調整するとか、ボールミ
ルにおけるボールの小径化などの手法が試みられている
。ところが、前者の手法は、希釈によって合成樹脂が磁
性粉やアルミナ粉から溶剤に引っ張られて、磁性粉やア
ルミナ粉の独立性が損なわれ、団子状に凝集しやすい。 また、ボールなどの分散メディアの小径化は、合成樹脂
の粘度を低下させなければならず、必ずしも有効な方法
とは言えない。

【００１０】磁性粉やアルミナ粉などの顔料の分散のメ
カニズムは、通常は凝集している顔料を一次粒子の近く
に砕きながら、溶剤に溶けて分子状態となっている結合
剤の高分子樹脂を、顔料表面に吸着させることで、再び
顔料同士の凝集が起こらないようにすることである。と
ころが、凝集の状態も異なり、また磁性粉は砕く際に過
度に衝撃を加えると、結晶形態が破壊してしまうなど、
粉体特性の異なる顔料を混ぜ合わせて均一に分散させる
ことは、かなり困難な課題が多かった。

【００１１】本発明の技術的課題は、このような問題に
着目し、強化剤の粉末や磁性粉の均一分散を可能とし、
かつ強化剤粉末の添加量を増加可能とすることにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】図１は本発明による磁性
塗料の製造方法の基本原理を説明する図である。この図
は、磁性粉、強化剤の粉末、樹脂および希釈剤などを混
練し分散させる際の分散ドラムの内部温度とエラー発生
数の関係であり、横軸は分散温度、縦軸はエラー発生数
である。

【００１３】請求項１は、非磁性基板に塗布する磁性塗
料を製造するために、磁性粉、強化剤の粉末、樹脂およ
び希釈剤などを混練し分散させる際に、分散ドラムの内
部を加温するものである。

【００１４】請求項２に記載のように、加温温度は３０
〜６０℃が適しており、３０〜６０℃の範囲内で任意の
温度に加温した状態で、磁性粉、強化剤の粉末、樹脂お
よび希釈剤などを混練し分散させるのが有効である。

【００１５】請求項３は、磁性粉、強化剤の粉末、樹脂
および希釈剤などを混練し分散させる分散装置であって
、分散ドラムを、分散ドラムを駆動する原動機とともに
断熱カバーで囲んで、原動機から発生した熱で分散ドラ
ムを加熱可能とし、かつ断熱カバーの内部に、温度制御
が可能なヒーターを配設した構成とする。

【００１６】

【作用】図１から明らかなように、常温で分散した場合
は、当該磁性塗料を塗布してなる磁気記録媒体のエラー
発生数が多く、本発明の方法で分散ドラムの内部を加温
して分散した場合の磁気記録媒体は、エラー発生数が少
ない。すなわち、磁性粉や強化剤などの粉体が団子状に
固まらずに、独立して均一に分散しているために、非磁
性の領域は、アルミナ粉の粒子１個分程度であり、磁気
記録／再生の際のエラーの原因となることはない。また
、アルミナ粉が均一に分散することで、アルミナ粉不足
の領域が無くなり、耐摩耗性が向上する。アルミナ粉の
団子状の固まりによる突起も無くなり、ヘッドクラッシ
ュも抑制される。このような効果は、加温温度が３０℃
以上になると顕著である。

【００１７】分散ドラムを加温することにより、高分子
樹脂分子内部から官能基の活動が活発化し、高分子樹脂
がアルミナ粉や磁性粉に吸着しやすくなる。その結果、
アルミナ粉同士が凝集するのが防止され、アルミナ粉が
独立して高分子樹脂中に均一分散される。なお、加温温
度が６０℃以上になると、高分子樹脂中の硬化成分が変
質する恐れがある。

【００１８】請求項３のように、分散ドラムを、分散ド
ラムを駆動する原動機とともに断熱カバーで囲んで、原
動機から発生した熱で分散ドラムを加熱可能な構造とす
ることにより、原動機の廃熱を利用して分散ドラム内部
を加温できるので、省エネに寄与できる。しかしながら
、原動機の廃熱のみでは、加温温度が限られるため、断
熱カバーの内部に、温度制御が可能なヒーターを配設し
、高温に加温するときは、このヒーターの発熱でバック
アップすることにより、分散ドラム内部の加温温度を容
易に制御できる。

【００１９】

【実施例】次に本発明による磁性塗料の製造方法および
製造装置が実際上どのように具体化されるかを実施例で
説明する。図２は磁性塗料の製造装置の実施例を示す断
面図である。８はボールミルドラムであり、両端中心の
支軸９、１０を介して、左右のフレーム１１、１２に回
転可能に支持されている。１３は駆動用の原動機であり
、その出力軸は、ベルトやチェーンを介して、ボールミ
ルドラム８の軸１０に連結されている。

【００２０】１４は断熱材からなるカバーであり、分散
機全体を覆っている。そして、原動機１３は、この断熱
カバー１４の内部に配置されており、また断熱カバー１
４の内部に、温度制御が可能なヒーター１５が配設され
ている。

【００２１】ボールミルドラム８やその回転駆動機構な
どは、従来の装置と同じであり、ボールミルドラム８中
には、３５〜５０％容積の分散メディア（ボール）が内
蔵されており、磁性粉、強化剤の粉末、樹脂および希釈
剤などの原料とともに回転することにより、分散が行わ
れる。

【００２２】本発明では、断熱カバー１４の内部に原動
機１３が配置されているため、原動機１３の発熱が断熱
カバー１４の内部にこもり、ボールミルドラム８が加温
される。 また、原動機１３の発熱だけでは加温不足の場合は、ヒ
ーター１５を作動させることにより、３０〜６０℃の範
囲内の任意の温度に加温できる。

【００２３】次にこの装置によって製造した各種の磁性
塗料を例示し、これらの磁性塗料を塗布してなる磁気記
録媒体のエラー特性を説明する。

【００２４】実施例においては、Ａ、Ｂ、Ｃの３つの工
程を経て磁性塗料を製造した。Ａ工程は、最初に１６ｒ
ｐｍ　で３時間混練分散する工程であり、Ｂ工程は、Ａ
工程の後に１６ｒｐｍ　で２６時間混練分散する工程、
Ｃ工程は、最後に１４ｒｐｍ　で１８時間混練分散する
工程である。分散ボールとしては、直径が３ｍｍのセラ
ミックボールを用い、各工程とも加温温度は４０℃であ
る。

【００２５】そして、Ａ工程においては、顔料として磁
性粉４，６００ｇ、アルミナ粉５００ｇ（　添加率１０
％　）　　、高分子樹脂としてアクリル２００ｇ、高分
子樹脂との非親和性の希釈剤としてトルエン９，０００
ｇ、キシレン２，５００ｇ、親和性の希釈剤としてセロ
ソルブ６６０ｇ、アルコール６６０ｇを、ボールミルド
ラム８中に入れて分散ボールで混練分散した。 こうして混練分散した磁性塗料に、Ｂ工程において、高
分子樹脂としてアクリル２，０００ｇ、フェノール１，
２００ｇを添加した。

【００２６】最後に、Ｃ工程において、高分子樹脂とし
てエポキシ９５０ｇ、メラミン７００ｇ、高分子樹脂と
の非親和性の希釈剤としてトルエン１，６５０ｇ、キシ
レン９，５００ｇ、親和性の希釈剤としてセロソルブ５
００ｇ、酢酸ブチルセロソルブ４，０００ｇ、アルコー
ル２，６００ｇを追加して、混練分散した。

【００２７】分散は、先ず溶剤で顔料表面を充分に濡ら
した後、速やかに樹脂分子を吸着させて、細分化された
顔料を再凝集させないことがポイントであり、砕かれた
瞬間に樹脂分子と出会うのが理想的である。

【００２８】樹脂分子は、溶剤との親和性が強すぎると
、溶剤に引かれて顔料に吸着しないため、非親和性の溶
剤を樹脂が析出する限界近くまで加えておく必要がある
。しかしこの状態では、繊維状の細長い構造の樹脂分子
はパーマネント状に縮れ、顔料との結合点となる−ＯＨ
や−ＳＯ３Ｈなどの官能基の活動が抑えられてしまう。

【００２９】ところが、本発明では、非親和性の溶剤比
率が高い状態の中でも、分散中に加温することで、樹脂
分子内部より官能基の活動を活発化させるため、樹脂分
子が顔料表面に吸着しやすくなる。

【００３０】図３は、前記実施例の方法によって製造し
た磁性塗料を塗布してなる磁気記録媒体のエラー特性を
示す図で、左半分がエキストラエラーの発生数、右半分
がミッシングエラーの発生数である。以下の実験結果は
すべて、インナー側、アウター側、計２個の磁気ヘッド
を用いて測定したもので、実線がインナー側ヘッドのエ
ラー数、破線がアウター側ヘッドのエラー数である。

【００３１】ミッシングエラーとは、磁気記録媒体表面
における大きな欠陥に起因するエラーで、読出し出力が
規定のスライスレベルより低下した場合をいう。主とし
て、磁気特性の悪い領域において発生する。エキストラ
エラーは、直流消去した後に読み出した場合に検出され
る突起状のパルスであり、磁気記録媒体上の傷などが原
因で発生する。

【００３２】通常、ミッシングエラー、エキストラエラ
ーともに、発生個数が２０個以下でないと良品として出
荷できない。本実施例の場合は、ミッシングエラーは、
スライスレベルが７５％の場合は、３０〜４０個程度で
あり、またエキストラエラーは、スライスレベルが２０
％の場合、４０個程度である。

【００３３】分散温度が２５℃の場合は、アルミナ粉の
添加量を８％にしても、分散性が悪く、ミッシングエラ
ーの発生個数は、スライスレベル７５％の場合に約５０
０　個、エキストラエラーはスライスレベル２０％の場
合に　５００個以上であるのに比べると、本実施例は、
ミッシングエラーもエキストラエラーも格段と改善され
ている。

【００３４】図４は、前記の混練分散方法において、ア
ルミナ粉の添加量を８％とした場合における分散温度と
エラー発生個数との関係を示した実験結果である。 （ａ）はミッシングエラーの発生個数であり、分散温度
が２５℃の場合は、　５００個以上であるのに対し、３
０℃に加温すると格段と減少し、３０〜４０個程度とな
っている。そして、分散温度が３０℃以上になると、温
度上昇とともに、ミッシングエラー数は次第に減少して
いる。

【００３５】また、（ｂ）に示すようにエキストラエラ
ーも、２５℃では７００個以上も発生しているのに対し
、３０℃に加温すると、　１００個程度まで減少し、４
０℃、５０℃、６０℃と加温すると、５０個以下に減少
している。

【００３６】このように、実験結果からも、磁性粉、強
化剤の粉末、樹脂および希釈剤などを混練し分散すると
きに、分散ドラム内を３０〜６０℃に加温すると、非磁
性体であるアルミナ粉が粒子レベルで分散し、団子状の
固まりが発生しないために、エラー発生数が大幅に減少
していることが裏付けられる。

【００３７】図５は、４０℃に加温した条件でアルミナ
粉の添加率とエラー発生数との関係を示す実験結果であ
る。（ａ）はミッシングエラーであり、アルミナ粉添加
率が５％の場合に比べると、８〜１３％の間では、アル
ミナ粉添加率が増えるにつれて、エラー発生個数が次第
に減少している。

【００３８】（ｂ）はエキストラエラーであり、この場
合も、アルミナ粉添加率が５％の場合に比べると、８〜
１３％の間では、アルミナ粉添加率が増えるにつれて、
エラー発生個数が次第に減少している。

【００３９】エキストラエラーが少ないということは、
磁気記録媒体表面の耐摩耗性が向上したことに起因する
。３，６００ｒｐｍの磁気記録媒体に磁気ヘッドを１２
ｇで圧接させて摺動テストしたところ、従来の２５℃で
分散させ、アルミナ粉を５％添加した磁気記録媒体は、
１４分間でヘッドクラッシュが起きたのに対し、本発明
方法で製造した磁性塗料を塗布した磁気記録媒体は、　
１７５分経過して初めてヘッドクラッシュが起きた。磁
気記録媒体の寿命が１２倍も延びたことになる。

【００４０】またビットエラーも、前記従来の磁気記録
媒体においては、１．２　個／ＭＢ（　メガバイト）　
生じたのに対し、本発明の前記磁気記録媒体においては
、０．１５個／（　メガバイト）　に減少した。

【００４１】なお、アルミナ粉添加率が１３％を越える
とエラー発生数が増加する傾向にあるのは、磁性粉に対
する非磁性粉の割合が増加するために、単位面積当たり
の磁性粉の量が不足して来たためである。

【００４２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、磁性粉、
強化剤の粉末、樹脂および希釈剤などを混練し分散させ
るときに、分散ドラムの内部を３０〜６０℃に加温して
、高分子樹脂がアルミナ粉に付着しやすくしているため
、非磁性のアルミナ粉が粒子単位で独立して分散でき、
アルミナ粉の団子状固まりによるミッシングエラー発生
が低減する。

【００４３】また、強化剤であるアルミナ粉の添加量が
、従来の５％から８〜１５％に増加でき、かつ均一に分
散できるため、磁気記録媒体の表面の耐摩耗性が向上し
、傷も発生しにくく、エキストラエラーが格段と減少す
る。

【００４４】請求項３のように、原動機の廃熱とヒータ
ーを併用し、分散機を断熱カバーで覆うことによって、
効率的に、かつ任意の温度に加温できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による磁性塗料の製造方法の基本原理を
説明する図である。

【図２】本発明による磁性塗料の製造装置の実施例を示
す断面図である。

【図３】本発明方法の実施例によって製造された磁性塗
料を塗布してなる磁気記録媒体のエラー特性を示す図で
ある。

【図４】本発明の方法における分散温度とエラー発生数
との関係を示す図である。

【図５】本発明の方法におけるアルミナ粉添加率とエラ
ー発生数との関係を示す図である。

【図６】従来の塗膜型の磁気記録媒体を示す断面図であ
る。

【図７】従来の磁性塗膜を拡大して示した断面図である
。

【符号の説明】

１　　非磁性体からなる基板 ２　　磁性塗膜 ３　　合成樹脂 ４　　針状の磁性粉 ５　　アルミナ粉 ６　　アルミナ粉の団子状固まり ７　　潤滑剤 ８　　ボールミルドラム ９，１０　　支軸 １１，１２　フレーム １３　　原動機 １４　　断熱カバー １５　　ヒーター

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　磁気記録媒体を製造する際に非磁性の
   基板に塗布する磁性塗料の製造方法であって、磁性粉、
   強化剤の粉末、樹脂および希釈剤などを分散ドラム中で
   混練し分散させる際に、分散ドラムの内部を加温するこ
   とを特徴とする磁性塗料の製造方法。
2. 【請求項２】　　磁気記録媒体を製造する際に非磁性の
   基板に塗布する磁性塗料の製造方法であって、磁性粉、
   強化剤の粉末、樹脂および希釈剤などを分散ドラム中で
   混練し分散させる際に、分散ドラムの内部を３０〜６０
   ℃の範囲で任意の温度に加温することを特徴とする磁性
   塗料の製造方法。
3. 【請求項３】　　磁気記録媒体を製造する際に非磁性の
   基板に塗布する磁性塗料の製造装置であって、磁性粉、
   強化剤の粉末、樹脂および希釈剤などを混練し分散させ
   る分散ドラムを、該分散ドラムを駆動する原動機ととも
   に断熱カバーで囲んで、原動機から発生した熱で分散ド
   ラムを加熱可能とし、かつ断熱カバーの内部に、温度制
   御が可能なヒーターを配設したことを特徴とする磁性塗
   料の製造装置。