DE4441545C2 - Magnetische Beschichtungszusammensetzungen für magnetische Aufzeichnungsmaterialien - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Beschichtungszusammen­ setzungen, die für die Herstellung einer magnetischen Schicht auf magnetischen Aufzeichnungsmaterialien verwendet werden, und insbesondere als Bindemittelkomponenten in den Beschich­ tungszusammensetzungen verwendete Harze, die in der Lage sind, Teilchen aus ferromagnetischen Materialien gleichmäßig zu dispergieren, und für das Binden dieser Teilchen geeignet sind.

Über die Jahre hinweg hat die magnetische Aufzeichnung in unzähligen Industrien einen wichtigen Platz eingenommen. Dementsprechend werden Magnetbänder für Audio-, Video-, Computer-, Instrumentations- und andere Aufzeichnungen verwendet. Magnetische Aufzeichnungsmaterialien werden in einer Vielfalt von Formen eingesetzt, wie beispielsweise Magnetkarten und -disketten, Spulen, Videobänder, Hochlei­ stungs-Audiobänder, Computerbänder, Floppy Discs und der­ gleichen.

Obwohl es verschiedene unterschiedliche Typen von magnetischen Aufzeichnungsmaterialien gibt, bestehen die meisten Typen aus einer Schicht von magnetischen Teilchen, die oft als "Pigment" bezeichnet werden, die auf einer Grundlage aus Kunststoff, Papier oder Metall aufgetragen ist. Aufzuzeichnende Informa­ tion wird in dem auf die Grundlage aufgetragenen magnetischen Pigment als Reihe von kleinen Domänen, die mit Hilfe eines Aufzeichnungskopfes magnetisiert, werden, gespeichert. Die Überzugsschicht des magnetischen Pigments schließt ein Bindemittelsystem ein, das eine kohäsive Matrix zwischen den Teilchen aus magnetischem Pigment liefert und diese Teilchen auf die Grundlage klebt.

Der magnetische Überzug wird auf die Grundlage mit Hilfe einer Beschichtungsvorrichtung, wie beispielsweise einer Tief­ druckwalzen-Beschichtungsvorrichtung, aufgetragen und die beschichtete Grundlage läuft dann typischerweise sofort zu einer magnetischen Orientierungsstufe weiter, in der die Orientierung der Pigmentteilchen auf der nicht getrockneten Schicht bewirkt wird. In dieser Stufe wird die Längsachse der Pigmentteilchen, typischerweise nadelförmiger Kristalle, ver­ anlaßt, mit der Magnetisierungsrichtung zusammenzufallen.

Um ein gutes Aufzeichnungsverhalten zu erzielen, muß der magnetische Überzug eine große Vielfalt von Eigenschaften aufweisen. Pigmentteilchen, wünschenswerterweise von relativ gleichmäßiger Teilchengröße, sollten einen Anteil der Über­ zugsschicht bilden, der so groß wie möglich ist. Weiter sollte der Dispergiergrad der Pigmentteilchen im Überzug, oft als Glanzgrad beurteilt, so hoch wie möglich sein. Weiter müssen die hochdispergierten Pigmentteilchen in der Lage sein, in angemessener Weise orientiert zu werden, wie oben beschrieben (der Orientierungsgrad wird oft als "Rechteckigkeit" gemes­ sen).

Weiterhin sollte auch die Haftung und Abnutzungsbeständigkeit des magnetischen Überzugs oder Films hoch sein. Der Reibungs­ koeffizient der magnetischen Oberfläche gegen das Kopfmaterial sollte ebenfalls niedrig sein und dennoch einen angemessenen Wert gegenüber dem Antriebsmaterial, wie beispielsweise Abstandswalzen und Andruckrollen, aufweisen.

Es hat sich gezeigt, daß es eines feinen Ausbalancierens dieser im wesentlichen reziproken oder einander entgegen­ gesetzten Eigenschaften bedarf, um diese und andere diverse Kriterien zu erfüllen. Ein großer Teil der Anstrengungen ist über die Jahre auf die Verbesserung der vielfältigen Eigen­ schaften von magnetischen Aufzeichnungsmaterialien gerichtet worden.

Die EP 0 463 432 A1 beschreibt ein Bindemittel für magnetische Aufzeichnungsmaterialien, welches umfaßt
59 bis 97 Gewichtsprozent Vinylchlorid;
1 bis 30 Gewichtsprozent Vinylmonomere mit Hydroxy- oder Epoxy-Gruppen;
1 bis 40 Gewichtsprozent N-substituierte Maleinimide; und
0,05 bis 5 Gewichtsprozent mindestens einer Art von copoly­ merisierbaren Monomeren mit einer Carboxylgruppe, einer Sul­ fonsäuregruppe, einer Sulfonatgruppe, einer Phosphorsäuregrup­ pe, einer quaternären Ammoniumsalzgruppe oder einer Aminogrup­ pe.

Die vorliegende Erfindung basiert auf der Entdeckung, daß ein Bindemittelsystem für teilchenförmiges Material, wie bei­ spielsweise in magnetischen Aufzeichnungsmaterialien, das in der Lage ist, wünschenswerte Dispergierungs- und magnetische Eigenschaften zu verleihen und auch ausgezeichnete rheologi­ sche Eigenschaften aufweist, durch Verwendung eines Copolyme­ ren von Vinylchlorid, eines monoethylenisch ungesättigten Monomeren wie Vinylacetat oder Ethylacrylat, eines mono­ ethylenisch ungesättigten Monomeren mit einer Phosphor enthaltenden Gruppe, die durch die Formel -(O)_mPO₃X₂ darge­ stellt wird, worin m ein Wert von 0 oder 1 ist und X gleich oder verschieden ist und ein Wasserstoffatom, ein Alkalime­ tallatom, ein protoniertes Amin oder einen substituierten oder unsubstituierten Kohlenwasserstoffrest darstellt, und gegebe­ nenfalls eines oder mehrerer monoethylenisch ungesättigter Monomere, die von den anderen Copolymer-Komponenten ver­ schieden sind, bereitgestellt werden kann.

Die Erfindung betrifft eine magnetische Beschichtungszusammen­ setzung für magnetische Aufzeichnungsmaterialien gemäß dem Patentanspruch 1.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

Die vorliegende Erfindung stellt wirtschaftliche Polymer- Harze bereit, die für die gleichmäßige Dispergierung und feste Bindung von feinen Teilchen aus einem ferromagnetischen Material in einer magnetischen Beschichtungszusammensetzung geeignet sind. Diese Erfindung stellt auch Beschichtungs­ zusammensetzungen zur Bildung magnetischer Schichten auf der Oberfläche von Basisfilmen durch Verwendung der oben erwähnten Harze als Bindemittel für die ferromagnetischen Teilchen bereit.

Das durch die vorliegende Erfindung als Bindemittel für ferromagnetische Teilchen in einer Beschichtungszusammen­ setzung für magnetische Aufzeichnungsmaterialien bereitge­ stellte Polymer-Harz ist ein Copolymer-Harz, das gebildet wird durch die Copolymerisation einer Monomer-Mischung, die umfaßt (1) Vinylchlorid, (2) ein monoethylenisch ungesättigtes Monomer wie zum Beispiel Vinylacetat oder Ethylacrylat, (3) ein monoethylenisch ungesättigtes Monomer mit einer phosphor­ haltigen Gruppe, die durch die Formel -(O)_mPO₃X₂ dargestellt wird, worin m einen Wert von 0 oder 1 hat und X gleich oder verschieden ist und für ein Wasserstoffatom, ein Alkalimetall­ atom, ein protoniertes Amin oder einen substituierten oder unsubstituierten Kohlenwasserstoffrest steht, und (4) gegebe­ nenfalls ein oder mehrere monoethylenisch ungesättigte Monomere, die von den anderen Copolymer-Komponenten ver­ schieden sind.

Die Copolymer-Harze sind aus Monomer-Einheiten zusammen­ gesetzt, die einschließen (a) eine erste Monomer-Einheit aus Vinylchlorid der Formel -CH₂-CHCl-, (b) eine zweite Monomer- Einheit aus einem monoethylenisch ungesättigten Monomeren, vorzugsweise aus Vinylacetat und mit der Formel -CH₂-CH(O-CO-CH₃)-, (3) eine dritte Monomer-Einheit aus einem monoethylenisch ungesättigten Monomer mit einer Phosphor- haltigen Gruppe, die durch die Formel -(O)_mPO₃X₂ dargestellt wird, worin m einen Wert von 0 oder 1 hat und X gleich oder verschieden ist und ein Wasserstoffatom, ein Alkalimetallatom, ein protoniertes Amin oder einen substituierten oder unsub­ stituierten Kohlenwasserstoffrest darstellt, und (d) gegebe­ nenfalls eine vierte Monomer-Einheit aus einem oder mehreren monoethylenisch ungesättigten Monomeren, die von den Kom­ ponenten (a), (b) und (c) verschieden sind. Die Gewichts­ verhältnisse dieser Monomer-Einheiten sind 65 bis 95% für (a), 3 bis 30% für (b), 0,1 bis 5% für (c) und 0 bis 20% für (d). Es wird auch bevorzugt, daß das Copolymer einen durchschnittlichen Polymerisationsgrad im Bereich von 200 bis 800 aufweist.

Das Polymer-Harz ist als Matrix für die magnetische Überzugs­ schicht hinsichtlich der guten Dispergierbarkeit der ferromag­ netischen Teilchen darin, ebenso wie der hohen Beladbarkeit mit ferromagnetischem Pulver von großem Vorteil. Zusätzlich ist das Polymer-Harz mit Polyurethan-Harzen und dergleichen, die herkömmlicherweise als Matrix-Harz für magnetische Überzugsschichten eingesetzt werden, voll kompatibel, so daß die Beschichtungszusammensetzung der vorliegenden Erfindung nicht nur unter Verwendung des oben definierten Polymer- Harzes allein, sondern auch durch kombinierte Verwendung desselben mit anderen herkömmlichen Harzen zwecks Verbesserung der Eigenschaften der letzteren hergestellt werden kann. Weiter kann die erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung eine magnetische Überzugsschicht mit ausgezeichneten Eigen­ schaften sowohl hinsichtlich der magnetischen Eigenschaften als auch der Brauchbarkeit bezüglich der Haltbarkeit im Betrieb und der thermischen Stabilität der Eigenschaften über die Zeit hinweg bereitstellen.

Das Polymer-Harz der vorliegenden Erfindung wird erhalten durch Copolymerisation der oben beschriebenen Monomeren in Mischung, um ein Copolymer mit einem durchschnittlichen Polymerisationsgrad von vorzugsweise 200 bis 800 zu liefern. Das Polymer-Harz ist aus Monomer-Einheiten zusammengesetzt, die umfassen:

• (a) 65 bis 95 Gewichtsprozent einer ersten Monomer-Einheit aus Vinylchlorid der Formel -CH₂-CHCl-;
• (b) 3 bis 30 Gewichtsprozent einer zweiten Monomer-Einheit aus einem monoethylenisch ungesättigten Monomer, das von den Komponenten (a), (c) und (d) verschieden ist, vorzugsweise aus Vinylacetat und mit der Formel -CH₂-CH(O-CO-CH₃)-;
• (c) 0,1 bis 5 Gewichtsprozent einer dritten Monomer-Einheit aus einem monoethylenisch ungesättigten Monomer mit einer Phosphor-haltigen Gruppe, die durch die Formel -(O)_mPO₃X₂ dargestellt wird, worin m den Wert 0 oder 1 hat und X gleich oder verschieden ist und für ein Wasserstoffatom, ein Alkalimetallatom, ein protoniertes Amin oder einen substituierten oder unsubstituierten Kohlenwasserstoff­ rest steht; und
• (d) 0 bis 20 Gewichtsprozent einer oder mehrerer anderer Monomer-Einheiten, d. h. eines oder mehrerer monoethyle­ nisch ungesättigter Monomerer, die von den Komponenten (a), (b) und (c) verschieden sind.

Die erste Monomer-Einheit, d. h. die von Vinylchlorid abgelei­ tete Einheit, ist die Hauptkomponente, die bestimmt, ob die mechanischen Eigenschaften, die erforderlich sind, um in geeigneter Weise als Bindemittelharz in magneti­ schen Aufzeichnungsmaterialien und dergleichen zu fungieren, angemessen sind oder nicht. Demgemäß ist es erforderlich, eine Vinylchlorid-Menge einzusetzen, die ausreicht, um die erfor­ derlichen Eigenschaften für das Harz bereitzustellen, wobei die Eigenschaften in angemessener Weise durch Bezugnahme auf die Glasübergangstemperatur (Tg) des Harzes bestimmt werden können.

Im allgemeinen ist es erwünscht, Vinylchlorid-Mengen ein­ zusetzen, die angemessen sind, um erfindungsgemäße Harze mit einer Tg von mindestens 40°C, vorzugsweise mindestens etwa 50°C und bevorzugter mindestens etwa 70°C bereitzustellen. Demgemäß wird es erforderlich sein, ein Harz mit mindestens etwa 70 Gewichtsprozent Vinylchlorid zu verwenden. Bevorzugter ist es wünschenswert, etwa 80 bis etwa 90 Gewichtsprozent Vinylchlorid zu verwenden. Mengen über etwa 90 Gewichtsprozent können zu einer ungenügenden Löslichkeit in herkömmlichen Lösungsmitteln führen. Wenn die Gewichtsfraktion dieser Monomer-Einheit zu gering ist, kann es sein, daß die aus der Beschichtungszusammensetzung gebildete Überzugsschicht etwas schlechtere mechanische Eigenschaften aufweist. Wenn die Gewichtsfraktion davon zu groß ist, trifft man aufgrund der verminderten Löslichkeit des Polymer-Harzes in organischen Lösungsmittel auf Schwierigkeiten bei der Herstellung der Beschichtungszusammensetzung.

Geeignete monoethylenisch ungesättigte Monomere für die, zweite Monomer-Einheit schließen beispielsweise ein Vinylester von Carbonsäuren wie Vinylacetat und Vinylpropionat; Vinylether wie Methylvinylether, Isobutylvinylether und Cetylvinylether; Vinylidenhalogenide wie Vinylidenchlorid und Vinylidenfluorid; ungesättigte Carbonsäuren wie Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure und Itaconsäure; ungesättigte Carbonsäureanhydride wie Maleinsäureanhydrid; Ester von ungesättigten Carbonsäuren wie Diethylmaleat, Butylbenzylmaleat, Dimethylitaconat, Methyl(meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat und Lauryl(meth)acry­ lat; ungesättigte Nitrile wie (Meth)acrylnitril; und aromati­ sche Vinylverbindungen wie Styrol, alpha-Methylstyrol und p-Methylstyrol. Die Gewichtsfraktion der zweiten Monomer- Einheit liegt im Bereich von 3 bis 30%. Wenn die Gewichtsfraktion des monoethylenisch ungesättigten Monomeren zu groß ist, führt dies zu einer Verminderung der mechanischen Festigkeit und der thermischen Stabilität der aus der Be­ schichtungszusammensetzung gebildeten Überzugsschicht, was die Haltbarkeit des damit hergestellten magnetischen Aufzeich­ nungsmaterials beeinträchtigt.

Die dritte Monomer-Einheit ist ein monoethylenisch ungesättig­ tes Monomer mit einer Phosphor-haltigen Gruppe, die durch die Formel -(O)_mPO₃X₂ dargestellt wird, worin m einen Wert von 0 oder 1 hat und X gleich oder verschieden ist und für ein Wasserstoffatom, ein Alkalimetallatom, ein protoniertes Amin oder einen substituierten oder unsubstituierten Kohlenwasser­ stoffrest steht. Geeignete monoethylenisch ungesättigte Monomere schließen beispielsweise ein Acrylate, Methacrylate, Vinylphosphonsäureester und dergleichen. Diese Monomer- Einheit liefert einen Beitrag zur Erhöhung der Dispergier­ barkeit der ferromagnetischen Teilchen in der Beschichtungs­ zusammensetzung. In dieser Beziehung muß die Gewichts­ fraktion davon mindestens 0,1 Gewichtsprozent betragen, während eine übermäßig große Gewichtsfraktion über 5% zu keinen besonders vorteilhaften Wirkungen führt. Die Monomer-Einheit dieses Typs wird durch Copolymerisation eines Monomeren mit einer ethylenisch ungesättigten polymerisierbaren Gruppe und einer Phosphor-haltigen Gruppe in das Polymer-Harz einge­ führt. Beispiele für geeignete Monomere schließen diejenigen ein, die durch die folgenden Strukturformeln dargestellt werden: CH₂=CH-CO-O-C₄H₈-(O)_mPO₃X₂;
CH₂=C(CH₃)-CO-O-C₂H₄-(O)_mPO₃X₂; CH₂=CH-P(O) (OX)₂;
und dergleichen.

Die vierte Monomer-Einheit aus einem oder mehreren mono­ ethylenisch ungesättigten Monomeren, die von den Komponenten (a), (b) und (c) verschieden sind, die gegebenenfalls in den erfindungsgemäßen Polymer-Harzen eingesetzt werden kann, umfaßt beispielsweise Vinylester von Carbonsäuren wie Vinyl­ propionat; Vinylether wie Methylvinylether, Isobutylvinylether und Cetylvinylether; Vinylidenhalogenide wie Vinylidenchlorid und Vinylidenfluorid; ungesättigte Carbonsäuren wie Acrylsäu­ re, Methacrylsäure, Maleinsäure und Itaconsäure; ungesättigte Carbonsäureanhydride wie Maleinsäureanhydrid; Ester von ungesättigen Carbonsäuren wie Diethylmaleat, Butylbenzylmale­ at, Dimethylitaconat, Methyl(meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat und Lauryl(meth)acrylat; ungesättigte Nitrile wie (Meth)acryl­ nitril; und aromatische Vinylverbindungen wie Styrol, alpha- Methylstyrol und p-Methylstyrol. Die Gewichtsfraktion dieser fakultativen Monomer-Einheiten kann im Bereich von 0 bis 20% liegen.

Das durch die Copolymerisation der oben beschriebenen Monome­ ren erhaltene Copolymer-Harz sollte vorzugsweise einen durchschnittlichen Polymerisationsgrad im Bereich von 200 bis 800 aufweisen. Wenn der durchschnittliche Polymerisationsgrad zu gering ist, können den magnetischen Aufzeichnungsmateria­ lien mit der magnetischen Überzugsschicht aus der mit dem Copolymeren formulierten Zusammensetzung keine ausreichend hohen mechanischen Festigkeiten und keine ausreichende Haltbarkeit verliehen werden. Wenn der durchschnittliche Polymerisationsgrad zu groß ist, kann es sein, daß die mit dem Copolymer in einer gewünschten Konzentration formulierte Beschichtungszusammensetzung eine erhöhte Viskosität aufweist, die die Verarbeitbarkeit der Beschichtungszusammensetzung beeinträchtigt.

Die Copolymerisationsreaktion der Comonomeren kann durch beliebige bekannte Verfahren, einschließlich der Suspensions­ polymerisations-, Emulsionspolymerisations-, Lösungspolymeri­ sations-, Massepolymerisations-Verfahren und dergleichen, durchgeführt werden. Die Vinylacetat-Einheit im Copolymer kann gewünschtenfalls durch Vinylpropionat oder andere Vinylester einer niederen Carbonsäure ersetzt werden.

Herkömmliche Lösungspolymerisations-Techniken können in wünschenswerter Weise eingesetzt werden, wie im folgenden diskutiert, um die Bindemittelharze der vorliegenden Erfindung herzustellen. Ähnlich können andere Polymerisationsverfahren, wie beispielsweise herkömmliche Suspensions- oder Emulsions­ polymerisationen, eingesetzt werden. Somit ist das Verfahren, das für die Herstellung der erfindungsgemäßen Harze eingesetzt wird, nicht kritisch, und eine derartige Technologie wird vom Fachmann gut verstanden. Geeignete Herstellungstechniken sind beispielsweise in US-PS 3755271 dargelegt.

Im allgemeinen, und als veranschaulichendes Beispiel, können die Harze der vorliegenden Erindung hergestellt werden durch Verwendung der Lösungspolymerisation, wobei man ein Lösungs­ mittel sowohl für das resultierende Harz als auch für die verschiedenen eingesetzten Komponenten verwendet. Geeignete Lösungsmittel umfassen beispielsweise die herkömmlichen Ester- Lösungsmittel wie Butylacetat, Ethylacetat, Isopropylacetat und dergleichen, ebenso wie die Keton-Lösungsmittel wie Aceton, Methylethylketon, Methyl-n-butylketon, Methyliso­ propylketon und dergleichen.

Die Polymerisation kann entweder absatzweise oder kontinuier­ lich durchgeführt werden. Typischerweise schwankt das Verhält­ nis Lösungsmittel/Monomer von etwa 0,3/1 bis etwa 4/1, abhängig von dem gewünschten Molekulargewicht. Die gewählte Temperatur kann von etwa 35°C bis etwa 80°C variieren, abhängig von der gewünschten Reaktionsgeschwindigkeit und dem gewünschten Molekulargewicht des Harzes. Jeder öllösliche freie Radikal-Katalysator kann in einer Menge im Bereich von etwa 0,01 bis etwa 3%, bezogen auf das Gewicht des Monomeren, eingesetzt werden. Geeignete Katalysatoren schließen als veranschaulichende Beispiele Dibenzoylperoxid, Dilauroylper­ oxid, Azobisisobutyronitril und Diisopropylperoxydicarbonat ein. Jeder Druck über dem Dampfdruck der Komponenten des Systems kann eingesetzt werden, wobei Drucke von etwa 0,21 bis 0,69 MPa typisch sind.

Jede Grundlage oder jedes Substrat kann eingesetzt werden und das spezielle Substrat der Wahl hängt größtenteils von der speziellen Anwendung ab. Polyethylenterephthalat und Polypro­ pylen-Filme sind als Basismaterialien für magnetische Auf­ zeichnungsmedien weit verbreitet. Wenn die Wärmebeständigkeit eine wichtige Überlegung darstellt, können ein Polyimid-Film, ein Polyamid-Film, ein Polyarylether-Film oder dergleichen verwendet werden. Im Falle eines Polyester-Films als dünner Grundlage wird dieser oft in monoaxialer oder biaxialer Form eingesetzt. Ebenso ist es wohlbekannt, daß eine Vorbehandlung des Films für die Förderung der Benetzung und Haftung günstig sein kann.

Die magnetischen Teilchen können irgendwelche derjenigen sein, die als für herkömmliche magnetische Aufzeichnungsmaterialien brauchbar bekannt sind. Repräsentative Beispiele schließen ein nadelförmiges oder kornförmiges γ-Fe₂O₃, Fe₃O₄, Co-dotiertes γ-Fe₂O₃, Co-dotierte γ-Fe₂O₃-Fe₃O₄-Feststofflösung, auf einer Co-Basisverbindung adsorbiertes γ-Fe₂O₃, auf einer Co-Basis­ verbindung adsorbiertes Fe₃O₄ (einschließlich derjenigen, die auf einen Zwischenzustand zwischen ihnen selbst und γ-Fe₂O₃ oxidiert wurden) und nadelförmiges CrO₂. (Der Ausdruck "Co- Basisverbindung", wie er hierin verwendet wird, steht für Kobaltoxid, Kobalthydroxid, Kobaltferrit, Kobaltion-Adsorba­ te und dergleichen, die es den magnetischen Teilchen ermögli­ chen, Nutzen aus der magnetischen Anisotropie von Kobalt bei der Verbesserung seiner Koerzitivkraft zu ziehen.) Die magnetischen Teilchen können auch aus hexagonalem oder nadelförmigem Strontium- oder Bariumferrit bestehen. Die magnetischen Teilchen können auch aus einem ferromagnetischen Metallelement oder aus einer ferromagnetischen Legierung, wie beispielsweise Co, Fe-Co, Fe-Co-Ni oder dergleichen, bestehen. Derartige magnetische Feinteilchen werden auf vielen Wegen hergestellt, einschließlich der Naßreduktion des Ausgangs­ materials mit einem Reduktionsmittel wie NaBH₄, der Behandlung der Eisenoxidoberfläche mit einer Si-Verbindung und der anschließenden Trockenreduktion mit Wasserstoffgas oder dergleichen und der Vakuum-Verdampfung in einem Argongasstrom von niedrigem Druck. Feinteilchen aus monokristallinem Bariumferrit können ebenfalls eingesetzt werden. Das feine magnetische Pulver wird in Form von nadelförmigen oder kornförmigen Teilchen eingesetzt, abhängig von der Anwendung des resultierenden magnetischen Aufzeichnungsmaterials.

Im allgemeinen wird es wünschenswert sein, eine relativ große Menge an magnetischen Teilchen in der Überzugsschicht ein­ zusetzen. Typische Zusammensetzungen für die Überzugsschicht umfassen demnach etwa 65 oder 70 bis etwa 85 oder 90 Prozent magnetische Teilchen, bezogen auf das Gesamtgewicht der Überzugsschicht. Wie bekannt ist, ist es wünschenswert, Pigmentteilchen von relativ gleichmäßiger Größe zu verwenden, wobei typischerweise eingesetzte Teilchen eine Längsachse von etwa 0,4 µm oder sogar weniger aufweisen.

Der Rest der Überzugsschicht umfaßt das Bindemittelsystem, einschließlich des härtenden Harzes, und typischerweise ein elastomeres Polymer, gegebenenfalls Dispergiermittel, gegebe­ nenfalls ein Vernetzungsmittel und irgendwelche fakultativen Hilfsstoffe. Abhängig von dem erfindungsgemäßen Harz, das eingesetzt wird, kann das Dispergiermittel als solches minimiert oder sogar eliminiert werden.

Konzeptionell ist jedoch neben den Pigmentteilchen die einzige zusätzliche wesentliche Komponente gemäß der vorliegenden Erfindung das-härtende Harz selbst. Typische Überzugsschichten werden jedoch oft die angegebenen zusätzlichen Komponenten in Abhängigkeit von der speziellen Endverwendung umfassen. Wie aus der Menge an in typischen Formulierungen verwendeten Pigmentteilchen ersichtlich ist, macht der Rest der Überzugs­ schicht im allgemeinen etwa 10 oder 15 bis 30 oder 35 Ge­ wichtsprozent der Überzugsschicht aus.

Bei der Herstellung einer magnetischen Beschichtungszusammen­ setzung mit Hilfe der Verwendung des oben beschriebenen speziellen Copolymeren als Träger für die ferromagnetischen Teilchen kann das Copolymer-Harz in Kombination mit anderen Polymer-Harzen, die herkömmlicherweise bei der Herstellung von magnetischen Aufzeichnungsmaterialien verwendet werden, in einer kleineren Menge, z. B. 50 Gewichtsprozent oder weniger, eingesetzt werden. Beispiele für polymere Harze, die für eine derartige kombinierte Verwendung geeignet sind, schließen Polyurethan-Harze, Nitrocellulosen, Epoxy-Harze, Polyamid- Harze und Phenol-Harze ebenso wie Polymere und Copolymere von Acrylsäure- und Methacrylsäureestern, Styrol, Acrylnitril, Butadien, Ethylen, Propylen, Vinylidenchlorid, Acrylamid, Vinylethern und dergleichen ein, von denen Polyurethan-Harze und Nitrocellulosen besonders bevorzugt sind.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Bindemittel­ system wünschenswerterweise im allgemeinen ein elastomeres Polymer in einer Menge enthalten, die ausreicht, um die Überzugsschicht mit der gewünschten Zähigkeit und dergleichen zu versehen. Viele elastomere Polymere, die für diesen Zweck geeignet sind, sind bekannt und können eingesetzt werden. Polyesterurethane werden für Hochleistungsanwendungen oft bevorzugt. Geeignete Materialien sind im Handel erhältlich. Diese Materialien können allgemein als Reaktionsprodukte von Polyesterpolyolen, kurzkettigen Diolen und Isocyanaten beschrieben werden. Diese Harze weisen eine ausgezeichnete Zähigkeit und Abriebbeständigkeit auf.

Eine große Vielfalt von Polyisocyanat-Vernetzern ist bekannt und kann eingesetzt werden. Typischerweise werden polymere Polyisocyanate verwendet. Als ein Beispiel ist es geeignet, polymere Toluoldiisocyanat (TDI)-Addukte einzusetzen. Die Menge an eingesetztem Vernetzungsmittel ist typischerweise etwa 1 bis etwa 25 Gewichtsprozent der Menge an Vinylchlorid- Copolymer und Polyurethan in der Formulierung.

In den Formulierungen für magnetische Materialien wird ein Polyisocyanat-Vernetzer typischerweise eingesetzt, um Eigen­ schaften wie Härte, Zugfestigkeit, Glasübergangstemperatur usw. zu verbessern. Es ist überraschend, daß ähnliche Verbes­ serungen in Formulierungen gefunden werden, die die in der vorliegenden Erfindung beschriebenen Polymeren enthalten, da diese Polymeren keine Gruppen enthalten, die als gegenüber Isocyanaten reaktiv angesehen werden. Ohne an eine spezielle Theorie oder einen speziellen Mechanismus gebunden werden zu wollen, wird angenommen, daß wenigstens ein Teil der Isocyana­ te möglicherweise mit Wasser unter Bildung von Aminen rea­ giert, die dann mit anderen Isocyanaten unter Bildung eines interpenetrierenden Netzwerkes reagieren. Ein derartiges interpenetrierendes Netzwerk kann teilweise zu den verbes­ serten Eigenschaften beitragen, die von den Formulierungen für magnetische Aufzeichnungsmaterialien der vorliegenden Erfin­ dung gezeigt werden.

Wie bekannt ist, wird eine Vielfalt von Hilfsstoffen gelegent­ lich in magnetischen Überzugsschichten eingesetzt. Derartige Additive sind bekannt und können, falls für die spezielle Anwendung gewünscht, eingesetzt werden. Beispielsweise kann die erfindungsgemäße magnetische Beschichtungszusammensetzung, die im wesentlichen eine gleichmäßige Dispersion der ferroma­ gnetischen Teilchen in dem Polymer-Harz als Träger ist, weiter mit vielfältigen Arten von bekannten Additiven, die herkömm­ licherweise in magnetischen Beschichtungszusammensetzungen verwendet werden, gemischt werden, einschließlich der Gleitfä­ higkeit verleihenden Mittel, Dispergierhilfen, Rostinhibito­ ren, Antistatika, Egalisiermittel, Abnutzungsbeständigkeit verleihenden Mittel, filmverstärkenden Mittel und dergleichen, jeweils in einer begrenzten Menge. Die magnetische Beschich­ tungszusammensetzung kann mit einem organischen Lösungsmittel verdünnt werden, um eine für das Beschichtungsverfahren geeignete adäquate Viskosität oder Konsistenz zu verleihen. Beispiele für geeignete organische Lösungsmittel umfassen Methylethylketon, Methylisobutylketon, Toluol und dergleichen.

Erfindungsgemäß bedient sich die magnetische Überzugsschicht der Harze der vorliegenden Erfindung, um die erforderlichen Dispergierungs- und Orientierungseigenschaften des Überzuges bereitzustellen und ebenso, um als härtendes Harz zu fungie­ ren. Es muß kein weiteres härtendes Harz eingesetzt werden; gewünschtenfalls können die erfindungsgemäßen Harze zusammen mit kompatiblen härtenden Harzen verwendet werden, um die gewünschte magnetische Überzugsschicht bereitzustellen.

Erfindungsgemäß sollte die Verwendung der erfindungsgemäßen Harze verbesserte Dispergierungs- und Orientierungseigen­ schaften liefern. Gewünschtenfalls können jedoch andere herkömmliche Dispiergiermittel eingesetzt werden.

Das Aufzeichnungsmaterial kann allgemein hergestellt werden durch Lösen des Bindemittelsystems in einem ausreichend flüchtigen Träger, um eine auftragbare Dispersion von feinen magnetisierbaren Teilchen bereitzustellen. Die Dispersion kann dann auf das Substrat aufgetragen werden, um darauf einen Überzug zu liefern. Das magnetische Aufzeichnungsmaterial kann hergestellt werden durch Verfahren, die im Stand der Technik beschrieben sind, beispielsweise in S. Tochihara, "Magnetic Coatings and Their Applications in Japan", Progress in Organic Coatings, 10 (1982), Seiten 195 bis 204.

Die auf die obige Weise hergestellte erfindungsgemäße magneti­ sche Beschichtungszusammensetzung kann auf die Oberfläche eines Substrats in Form von Filmen, Bändern, Bögen, Folien, Platten und dergleichen aus verschiedenen Arten von Materia­ lien ohne spezielle Beschränkung, einschließlich synthetischer Harze wie Polyester, Polyolefinen, Celluloseacetaten, Polycar­ bonaten und dergleichen, nicht-magnetischen Metallen wie Aluminium und Keramik, aufgetragen werden. Das Beschichtungs­ verfahren mit der erfindungsgemäßen magnetischen Beschich­ tungszusammensetzung kann durch irgendein bekanntes Verfahren, das herkömmlicherweise bei der Herstellung von magnetischen Aufzeichnungsmaterialien verwendet wird, gefolgt von einer Oberflächenbehandlung, zum Beispiel einer Kalandrierung zwecks Verbesserung der Glattheit der beschichteten Oberfläche, die für ein magnetisches Hochleistungs-Aufzeichnungsmaterial erforderlich ist, durchgeführt werden.

Obwohl die Verwendung der Harze der vorliegenden Erfindung sehr vorteilhafte Eigenschaften in magnetischen Aufzeichnungs­ materialien bereitstellt und diese Erfindung in Verbindung mit dieser Anwendung beschrieben wurde, sollte man sich vor Augen halten, daß derartige Materialien ähnlich als Dispergiermittel und/oder härtende Harze in irgendeiner anderen Anwendung, in die die Eigenschaften derartiger Harze wünschenswerterweise einverleibt werden könnten, eingesetzt werden können. Bei­ spielsweise sind herkömmliche Zink-reiche Überzüge bei vielen Anwendungen nützlich, die Korrosionsbeständigkeit und der­ gleichen erfordern. Derartige Zusammensetzungen umfassen typischerweise einen hohen Prozentsatz an Zink-Teilchen (bis zu 85 bis 90 Gewichtsprozent der Zusammensetzung) und ein Harz zusammen mit fakultativen Komponenten wie Antiabsetzmitteln, Verdickungsmitteln und Wasserabfängern, wie bekannt ist. Für Zink-reiche Konservierungsüberzüge und andere klare und pigmentierte Überzüge sollte jedes der erfindungsgemäßen Harze verbesserte Dispergierbarkeit und somit verbesserte Haftung an Substraten liefern. Die erfindungsgemäßen Harze können demgemäß ohne, weiteres in Verbindung mit derartigen Überzügen eingesetzt werden.

Für Zwecke der vorliegenden Erfindung soll der Ausdruck "Kohlenwasserstoff" alle erlaubten Verbindungen mit mindestens einem Wasserstoff und einem Kohlenstoffatom einschließen. In einem breiten Aspekt schließen die erlaubten Kohlenwasser­ stoffe acyclische und cyclische, verzweigte und unverzweigte, carbocyclische und heterocyclische, aromatische und nicht aromatische organische Verbindungen, die substituiert oder unsubstituiert sein können, ein.

Wie hierin verwendet soll der Ausdruck "substituiert" alle erlaubten Substituenten für organische Verbindungen ein­ schließen, soweit nichts anderes angegeben ist. In einem breiten Aspekt schließen die erlaubten Substituenten acyclische und cyclische, verzweigte und unverzweigte, carbocyclische und heterocyclische, aromatische und nicht aromatische Substituenten von organischen Verbindungen ein. Veranschaulichende Substituenten umfassen beispielsweise Alkyl, Alkyloxy, Aryl, Aryloxy, Hydroxy, Hydroxyalkyl, Amino, Aminoalkyl, Halogen und dergleichen, worin die Anzahl von Kohlenstoffen im Bereich von 1 bis etwa 20 oder mehr, vorzugs­ weise 1 bis etwa 12, liegt. Die erlaubten Substituenten können für geeignete organische Verbindungen einzeln oder in Form von mehreren vorliegen und gleich oder verschieden sein. Diese Erfindung soll nicht in irgendeiner Weise durch die erlaubten Substituenten für organische Verbindungen beschränkt sein.

Claims (6)

1. Magnetische Beschichtungszusammensetzung für magnetische Aufzeichnungsmaterialien, welche, gelöst oder dispergiert in einem organischen Lösungsmittel, umfaßt:

• (A) ein Copolymer-Harz, welches umfaßt:
  • (a) 65 bis 95 Gewichtsprozent einer ersten Mono­ mer-Einheit aus Vinylchlorid der Formel -CH₂-CHCl-;
  • (b) 3 bis 30 Gewichtsprozent einer zweiten Mono­ mer-Einheit aus einem monoethylenisch ungesät­ tigten Monomer, das von den Komponenten (a) und (c) verschieden ist; und
  • (c) 0,1 bis 5 Gewichtsprozent einer dritten Mono­ mer-Einheit aus einem monoethylenisch ungesät­ tigten Monomer mit einer Phosphor-haltigen Gruppe, die durch die Formel -(O)_mPO₃X₂ darge­ stellt wird, worin m den Wert 0 oder 1 auf­ weist und X gleich oder verschieden ist und für ein Wasserstoffatom, ein Alkalimetallatom, ein protoniertes Amin oder einen substituier­ ten oder unsubstituierten Kohlenwasserstoff­ rest steht; und
• (B) Teilchen eines ferromagnetischen Materials, die in dem Copolymer-Harz als Träger dispergiert sind.

2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, in der das Copolymer- Harz (A) weiter

• (d) bis zu 20 Gewichtsprozent einer vierten Monomer- Einheit aus einem oder mehreren monoethylenisch ungesättigen Monomeren, die von den Komponenten (a), (b) und (c) verschieden sind, umfaßt.

3. Zusammensetzung nach irgendeinem der Ansprüche 1 und 2, in der die Menge an Copolymer-Harz als Komponente (A) im Bereich von 8 bis 30 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile der Teilchen des ferromagnetischen Materials als Kompo­ nente (B) liegt.

4. Zusammensetzung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, in der das monoethylenisch ungesättigte Monomer von Kom­ ponente (b) Vinylacetat und/oder Ethylacrylat ist.

5. Zusammensetzung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, in der das monoethylenisch ungesättigte Monomer (c) ein Acrylat oder Methacrylat ist, das durch die Formel CH₂=C(CH₃)-CO-O-C₂H₄-(O)_mPO₃X₂ dargestellt wird.

6. Magnetisches Aufzeichnungsmaterial, umfassend ein Sub­ strat und eine darauf befindliche magnetische Aufzeich­ nungsschicht, die ein gehärtetes Bindemittelsystem und magnetische Teilchen umfaßt, wobei das Bindemittelsystem darin eingeschlossen ein Copolymer-Harz gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5 umfaßt.