DE69003708T2

DE69003708T2 - Zusammensetzung des Bindemittels bei magnetischen Aufzeichnungsträgern.

Info

Publication number: DE69003708T2
Application number: DE90301854T
Authority: DE
Inventors: Takatoshi Ohkubo
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1989-03-01
Filing date: 1990-02-21
Publication date: 1994-04-14
Anticipated expiration: 2010-02-22
Also published as: EP0385646A1; KR900014517A; JPH02283775A; KR0163434B1; EP0385646B1; DE69003708D1; JP2825594B2

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sieh auf magnetische Aufzeichnungsträger, die feines, magnetisierbares Pigment aufweisen das in einem Bindemittel dispergiert ist und auf einem Substrat getragen wird. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf die Beschaffenheit des Bindemittels und dessen Herstellung.

Hintergrund der Erfindung

Magnetische Aufzeichnungsträger umfassen allgemein eine Bindemittel-Dispersionsschicht, die ein Substrat überlagert. Die Bindemittel-Dispersionsschicht kann eine Bindemittelzusammensetzung und ein Pigment aufweisen, wobei das Pigment in der Bindemittelzusammensetzung dispergiert ist. Kennzeichnenderweise handelt es sich bei dem Pigment um ein magnetisierbares Pigment, das kleine, magnetisierbare Teilchen aufweist. In einigen Fällen kann der Aufzeichnungsträger in der Art einer Zusammensetzung gegeben sein, die sowohl Bindemittel- Dispersionsschichten der Rückseitenbeschichtung als auch der Vorderseitenbeschichtung aufweist, obwohl es sich bei dem Pigment in der Rückseitenbeschichtung nicht unbedingt um ein magnetisierbares Pigment handeln muß.
Es ist wünschenswert in dem magnetischen Aufzeichnungsträger eine so hohe Füllung mit magnetisierbarem Pigment zu haben, wie dies in angemessener Weise möglich ist. Es wird häufig bevorzugt, eine Bindemitteldispersion mit etwa 70-80 Gewichtsprozent an magnet isierbarem Pigment relativ zu dem Bindemittel zu haben, mit so vielen magnetisierbaren Teilchen je Flächeneinheit oder je Volumeneinheit wie möglich. Ferner wird eine Bindemitteldispersion bevorzugt in der das magnetisierbare Pigment eine Mehrzahl kleiner Teilchen mit einem verhältnismäßig hohem spezifischen Oberflächenbereich aufweist. Eine höhere Pigmentfüllung hat das Potential einen magnetischen Aufzeichnungsträger mit hoher Dichte bereitzustellen, der mehr Information speichern kann.
Im Fach verbleiben jedoch Probleme bezüglich magnetischen Aufzeichnungsträgern mit einer verhältnismäßig hohen Füllung an magnetisierbarem Pigment. Erstens neigen magnetisierbare Pigmente dazu, zu agglomerieren und sie dispergieren nur schwer in geeigneter Weise und vollständig in dem Bindemittel. Zur Erleichterung dieser Dispersion werden häufig Benetzungsmittel oder Dispersionsmittel verwendet. Für eine höhere Pigmentfüllung, d.h., für die Verwendung höherer Gewichtsmengen und einer größeren Anzahl von magnetisierbaren Teilchen, sind größere Mengen dieser Dispersionsmittel notwendig, was nicht immer wünschenswert ist.
Es gibt eine ganze Anzahl von Gründen, die dafür sprechen so wenig Dispersionsmittel wie möglich zu verwenden. Bei der Verwendung in großen Mengen, können Dispersionsmittel die Haltbarkeit des resultierenden magnetischen Aufzeichnungsträgers verringern. Überschüssiges Dispersionsmittel kann auch dazu neigen, im Lauf der Zeit aus einer gehärteten Bindemitteldispersion auszublühen, was zu einer Verunreinigung des Schreibkopfs oder dergleichen führt oder eine Veränderung der physikalischen oder chemischen Eigenschaften des Aufzeichnungsträgers bewirkt. Größere Mengen von Dispersionsmitteln können zu einer geringeren Elastizität der magnetischen Beschichtung führen. Wenn die Elastizität zu gering ist und wenn eine Rückseitenbeschichtung mit einer verhältnismäßig rauhen Oberfläche notwendig ist, um zum Beispiel eine bessere Förderleistung eines Bands bei hohen Geschwindigkeiten zu erreichen, so kann die rauhe Rückseitenbeschichtung die verhältnismäßig glatte magnetische Vorderseitenbeschichtung prägen, wenn das Band selbst aufgerollt wird. Eine solche Prägung verschlechtert die Leistung des Bands aufgrund eines Abstandsverlusts zwischen der Vorderseitenbeschichtung und einem Schreibkopf. Ferner können durch die Verwendung von weniger Dispersionsmittel die Kosten gesenkt werden. Desweiteren können bei der Verwendung von weniger Dispersionsmittel die Bindemitteldispersionen leichter und reproduzierbar hergestellt werden.
Ein weiteres Problem auf dem Gebiet ist es, daß die Viskosität einer Bindemitteldispersion mit einer höheren Füllung mit magnetisierbarem Pigment allgemein zunimmt. Wenn die Dispersion zu viskos ist, so kann es schwierig sein sie auf dem Substrat auf zutragen und es kann ferner schwierig sein eine geeignete magnetische Ausrichtung des Pigments zu erreichen, d.h. ein Rechteckigkeitsverhältnis von 0,75 oder mehr. Das Rechteckigkeitsverhältnis (Br/Bm), also das Verhältnis der Restsättigungsinduktion bzw. der Restmagnetisierung (Br) zu der Sättigungsinduktion bzw. der Sättigungsmagnetisierung (Bm), bezieht sich auf die Wirksamkeit der Ausrichtung der Magnetteilchen. Für zufallsorientierte Teilche beträgt das Rechteckigkeitsverhältnis 0,5 und für ideal und vollkommen ausgerichtete Teilchen ist das Verhältnis gleich 1,0. Die Werte des Rechteckigkeitsverhältnisses von Aufzeichnungsträgern mit guter Leistung liegen in der Regel im Bereich von 0,75 bis 0,85, wobei höhere Werte wesentlich günstiger sind. Der Unterschied zwischen einem Rechteckigkeitsverhältnis von 0,75 und 0,85, stellt etwa eine Verbesserung von 1 Dezibel bezüglich der elektromagnetischen Eigenschaften dar, was durch eine etwa 10- prozentige Verbesserung der elektromagnetischen Eigenschaften, wie etwa der Signalleistung und/oder des Rauschverhältnisses, offenbart wird. Allgemein wird eine Zunahme des Rechteckigkeitsverhältnisses durch eine Verbesserung der Ausrichtungsmerkmale und der elektromagnetischen Eigenschaften wiedergegeben und eine Zunahme von 0,75 auf 0,80 (d.h., eine Zunahme von 0,05) hat einen wesentlichen Vorteil zur Folge.
Um diese Probleme bei einer hohen Pigmentfüllung zu verringern, wurden Bindemittelzusammensetzungen mit inneren Dispersionsmitteln entwickelt. Diese Zusammensetzungen umfassen Polymere mit funktionalen Anteilen, die an der Polymer-Hauptkette hängen und die bei der Dispersion des magnetisierbaren Pigments unterstützend wirken. Als Folge auf die Verwendung dieser Zusammensetzungen wird weniger Dispersionsmittel zur Dispersion des magnetisierbaren Pigments in dem Bindemittel benötigt. Leider sind die bekannten Zusammensetzungen mit inneren Dispersionsmitteln dabei unwirksam oder uneffizient gewesen, einen magnetischen Aufzeichnungsträger zu erhalten, der eine verhältnismäßig hohe Pigmentfüllung aufweist und/oder eine verhältnismäßig hohe magnetische Ausrichtung, d.h. Rechteckigkeitsverhältnis.
Eine Gruppe dieser Zusammensetzungen umfaßt sulfonierte Polyurethane. Siehe zum Beispiel das U.S. Patent mit der Nummer 4.152.485, das hierin durch Verweis eingefügt wird Obwohl die sulfonierten Polyurethane eine geringe Viskosität aufweisen, um für eine geeignete, magnetische Anfangsausrichtung zu sorgen, können sie nicht ausreichend aushärten, um so diese Ausrichtung über längere Zeiträume zu erhalten und sie können eine geringe Haltbarkeit aufweisen. Allgemein gilt, daß die Aushärtung des Bindemittels das magnetisierbare Pigment in einer ausgerichteten Weise beibehält.
Eine andere Gruppe von Bindemittelzusammensetzungen mit inneren Dispersionsmitteln umfaßt hydroxy-funktionale, sulfonierte Polyurethane. Siehe zum Beispiel das japanische Kokai 61-198417. Diese hydroxy-funktionalen, sulfonierten Polyurethane weisen als Folge auf die durch die Hydroxy-Funktionalität bereitgestellte Vernetzbarkeit ausgezeichnete Härtungseigenschaften auf. Leider jedoch, weisen die bekannten hydroxy-funktionalen, sulfonierten Polyurethane eine derart hohe Dispersionsviskosität auf, daß eine geeignete magnetische Anfangsausrichtung nur schwer oder gar nicht erreicht werden kann.
Ferner ist es wünschenswert, die Haltbarkeit, die Laufeigenschaften und die Zuverlässigkeit der magnetischen Aufzeichnungsträger zu verbessern. Um dies zu erreichen, wurden Versuche unternommen, dem pigmenthaltigen Bindemittel einen Feststoff zuzuführen. Ein solcher Feststoff ist ein Vinylchloridcopolymer, das innere Dispersionsmittel aufweist, wie Vinylchloridcopolymer mit Carboxylseitengruppen oder Sulfonatseitengruppen. Solche Stoffe werden zum Beispiel im japanischen Kokai 61-026932 und in dem U.S. Patent mit der Nummer 4.731.292 offenbart. Wenn jedoch Bindemittelzusammensetzungen unter Verwendung dieser Vinylchloridcopolymere zusammen mit herkömmlichen sulfonierten Polyurethanen oder sulfonierten, hydroxy-funktionalen Polyurethanen hergestellt werden, so weisen diese Bindemittelzusammensetzungen eine verhältnismäßig hohe Dispersionsviskosität auf und die resultierenden magnetischen Aufzeichnungsträger würden ein geringes Rechteckigkeitsverhältnis aufweisen. Somit sorgte die Verwendung von Vinylchloridcopolymeren mit Carboxylseitengruppen oder Sulfonatseitengruppen für keine qualitativ hochwertigen magnetischen Aufzeichnungsträger.
Ferner ist es wünschenswert geworden, magnetische Aufzeichnungsträger mit hoher "Grünfestigkeit", d.h., hoher Glasumwandlungstemperatur (Tg), und mit zähem Abriebswiderstand im ungehärteten Zustand und mit hoher finaler Beschichtungselastizität bereit zustellen. Die hohe Grünfestigkeit und die hohe finale Beschichtungselastizität sind wünschenswert und notwendig, wenn steifere Bänder für einen besseren Transport in dem Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät notwendig sind, oder für einen verbesserten Widerstand gegen Beschädigungen bei der Herstellung oder der Verarbeitung. Diese Eigenschaften werden zum Beispiel für ein magnetisches Aufzeichnungsband benötigt, bei dem eine rauhe Rückseitenbeschichtung für die geeigneten Bandfördereigenschaften verwendet werden muß.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Bindemittelzusammensetzung, die durch eine geringe Dispersionsviskosität gekennzeichnet ist, zur Verwendung bei magnetischen Aufzeichnungsträgern und dergleichen, wobei die Bindemittelzusammensetzung einen inneren Dispersionsmittelanteil und eine Vernetzungsfunktionalität aufweist. Die vorliegende Erfindung hat den Vorteil, daß sie für eine ausgezeichnete Dispersion des magnetischen Pigments sorgt, während sie gleichzeitig einen magnetischen Aufzeichnungsträger mit einer verhältnismäßig hohen magnetischen Ausrichtung aufweist (d.h., einem Rechteckigkeitsverhältnis von mindestens 0,75), selbst unter dem Zustand einer verhältnismäßig hohen Pigmentfüllung. Ein weiterer Vorteil, welcher der geringen Dispersionsviskosität zugeordnet ist, ist es, daß die Bindemittelzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung leichter auf das Substrat eines Aufzeichnungsträgers aufgetragen werden können als die im Fach bekannten Bindemittelzusammensetzungen mit höherer Viskosität Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung von magnetischen Aufzeichnungsträgern mit hoher Grünstärke, hoher finaler Beschichtungselastizität und verbesserter Haltbarkeit.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf eine härtbare Bindemittelzusammensetzung, die etwa 10 bis 90 Gewichtsanteile eines sulfonierten, hydroxy-funktionalen Polyurethanpolymers umfaßt. Eine Mehrzahl von SO&sub3;M Gruppen stellt Seitengruppen der Polyurethanpolymer-Hauptkette dar. Das Polyurethanpolymer weist eine SO&sub3;M Äquivalentmasse von etwa 2.000 bis 100.000 auf und vorzugsweise von etwa 5.000 bis 30.000. Das Kation M wird aus der Gruppe ausgewählt, die H&spplus;, Li&spplus;, Na&spplus;, K&spplus; und NR&sub4;&spplus; umfaßt, wobei R H&spplus; darstellen kann oder eine Alkylgruppe sowie Mischungen daraus.
Eine Mehrzahl von vernetzbaren Hydroxylgruppen stellt Seitengruppen der Polyurethanpolymer-Hauptkette dar. Das Polyurethanpolymer weist eine Hydroxyl-Äquivalentmasse von etwa 500 bis etwa 10.000 auf und vorzugsweise von etwa 1000 bis 5000. Vorzugsweise stellen eine Mehrheit und vorzugsweise mindestens 90% und am besten alle Hydroxylgruppen, Seitengruppen der Polyurethanpolymer-Hauptkette an lokal hydrophoben Stellen dar.
Die Bindemittelzusammensetzung umtaßt ferner etwa 10 bis 90 Gewichtsanteile eines sulfonierten, hydroxy-funktionalen Vinyichloridcopolymers. Eine Mehrzahl von SO&sub3;M Gruppen stellt Seitengruppen der Vinylchloridcopolymer-Hauptkette dar. Das Vinylchloridcopolymer weist eine Äquivalentmasse von etwa 2.000 bis etwa 100.000 auf und vorzugsweise von 5.000 bis etwa 30.000. Das Kation M wird aus der Gruppe ausgewählt, die H&spplus;, Li&spplus;, Na&spplus;, K&spplus;, NR&sub4;&spplus; umfaßt, wobei R H&spplus;, eine Alkylgruppe oder Mischungen daraus darstellen kann.
Eine Mehrzahl vernetzbarer Hydroxylgruppen stellt Seitengruppen der Vinylchloridcopolymer-Hauptkette dar. Das Vinylchloridcopolymer weist eine Äquivalentmasse von etwa 500 bis etwa 10.000 auf.
In einem anderen Aspekt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Dispersion zur Verwendung bei magnetischen Aufzeichnungsträgern. Die Dispersion umfaßt die vorstehend beschriebene Bindemittelzusammensetzung. Ein magnetisierbares Pigment wird in der Zusammensetzung dispergiert.
In einem anderen Aspekt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Zusammensetzung für eine magnetische Aufzeichnung. Die Zusammensetzung umfaßt ein Substrat mit einer Vorderseite und einer Rückseite. Die vorstehend beschriebene Dispersion wird auf mindestens eine Seite des Substrats aufgetragen. Die Dispersion wird gehärtet.
Der Begriff "Äquivalentmasse", der hier in bezug auf eine Funktionalität oder einen Anteil verwendet wird, bezieht sich auf die Polymermasse je Mol oder gleichbedeutend der Funktionalität.
Die erfindungsgemäßen Bindemittelzusammensetzungen können bei magnetischen Aufzeichnungsträgern als Rückseitenbeschichtungen, als Vorderseitenbeschichtungen oder für beide Zwecke verwendet werden. Das Bindemittel kann zur Dispersion eines Pigments verwendet werden, das entweder magnetische Teilchen oder nicht- magnetische Teilchen umfaßt. Optional können die Bindemittelzusammensetzungen auch ohne Teilchen verwendet werden. Das Eindemittel kann zur Bereitstellung von magnetischen Aufzeichnungsträgern verwendet werden, wie etwa für Bänder, zum Beispiel Videobänder, Rechnerbänder und Datenkassettenbänder und für Disketten, zum Beispiel einseitige und doppelseitige Disketten.
Die Bindemittelzusammensetzungen gemäß der vorliegenden Erfindung benötigen zur Erleichterung der Dispersion des magnetischen Pigments keine Benetzungsmittel. Das heißt, daß eine ausgezeichnete Dispersion von 70% bis 80% oder darüber je Gewicht des Pigments kann in dem Bindemittel erreicht werden kann, selbst ohne dem Vorhandensein von zugeführten Dispersionsmitteln. Es wird hiermit jedoch festgestellt, daß Zusatzmittel, wie etwa Kopfreinigungsmittel, Benetzungsmittel und Schmiermittel trotzdem optional bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden können. Die magnetischen Dispersionen haben bei der Verwendung mit organischen Polyisocyanat-Vernetzern ein lange Gebrauchsdauer und sorgen nach der Aushärtung für eine ausgezeichnete dreidimensionale Vernetzung. Als Folge dieser ausgezeichneten Dispersion und den Härtungseigenschaften, stellt die vorliegende Erfindung einen magnetischen Aufzeichnungsträger mit hoher Dichte bereit, der ein hohes Rechteckigkeitsverhältnis aufweist, d.h., ein Rechteckigkeitsverhältnis von mindestens 0,75 bis 0,80 oder darüber.
Die erfindungsgemäßen Bindemittelzusammensetzungen sorgen ferner für magnetische Aufzeichnungsträger mit hoher Grünfestigkeit und hoher finaler Beschichtungselastizität. Als Folge dieser Eigenschatten sind die erfindungsgemäßen magnetischen Aufzeichnungsträger dadurch gekennzeichnet, daß sie Verbesserungen der Haltbarkeit aufweisen, eine Oberflächenglätte, elektromagnetische Eigenschaften, Abriebswiderstand und eine Laufstabilität bei hoher Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit. In den Fällen, wo eine verhältnismäßig rauhe Rückseitenbeschichtung verwendet werden muß, um die geeigneten Bandfördereigenschaften für ein Band mit einer glatten magnetischen Vorderseitenbeschichtung zu erreichen, zeichnen sich die erfindung gemäßen magnetischen Aufzeichnungsträger dadurch aus, daß die Vorderseitenbeschichtung durch die Rückseitenbeschichtung weniger geprägt wird.

Genaue Beschreibung der Erfindung

Die härtbare Bindemittelzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt etwa 10 bis 90 Gewichtsanteile eines härtbaren, sulfonierten, hydroxy-funktionalen Polyurethanpolymers. Das Polyurethanpolymer kann eine Mehrzahl von Segmente umfassend betrachtet werden, wobei jedes Segment ein strukturelles Teil darstellt, das sich aus der Reaktion eines Polyols mit einem Polyisocyanat ergibt. Die einzelnen Segmente können in ihrer Eigenschaft als löslich (hydrophob) oder unlöslich (hydrophil) betrachtet werden. Der Begriff "unlöslich" bezieht sich hier in der Bedeutung auf ein Polyurethan-Segment mit einer solchen Eigenschaft, daß wenn ein Polyurethan mit einer mittleren oder hohen Molekülmasse (zum Beispiel ein Gewichtsmittel von 50.000) ausschließlich aus dem Segment erzeugt worden wäre, das Polymer in organischen Lösungsmitteln wie etwa Ethylmethylketon, Cyclohexanon, Toluol oder Tetrahydrofuran nicht löslich sein würde. Andererseits handelt es sich bei einem "löslichen" Segment um ein Segment mit der Eigenschaft, daß wenn ein Polyurethan mit einer mittleren bis hohen Molekülmasse (zum Beispiel ein Gewichtsmittel von 50.000) ausschließlich aus dem Segment erzeugt worden wäre, das Polymer in den vorstehend genannten Lösungsmitteln löslich sein würde. Bevorzugte Polyurethanpolymere gemäß der vorliegenden Erfindung umfassen sowohl lösliche als auch unlösliche Segmente.
In diesem Dokument werden lösliche (hydrophobe) und unlösliche (hydrophile) Segmente allgemein durch die relative Molekülmasse, die Kettenlänge und/oder die Menge der polaren Funktionalität oder der Eigenschaft identifiziert. Das heißt, eine Möglichkeit zur Identifikation oder zur Bestimmung dieser Segmente umfaßt einen Verjleich der Verhältnisse der Anzahl der Kohlenstoffatome zu den polaren Gruppen in dem Segmentvorläufer. Der Begriff "polare Gruppe" bezieht sich in der Bedeutung in diesem Zusammenhang auf solche hohen polaren Gruppen wie etwa Hydroxyl-, Sulfonat-, Amino-, Urethan- und Harnstoff-Gruppen, jedoch nicht auf Ester-, Karbonat- oder Ether-Funktionalität. Allgemein identifiziert ein Verhältnis von weniger als etwa 31 einen Vorläufer eines unlöslichen Segments; wohingegen ein Verhältnis von mehr als etwa 31 einen Vorläufer eines löslichen Segments identifiziert. Gemäß dieses Modells ist zum Beispiel Neopentyl- Ethylenglycol (5 Kohlenstoff/2 Polargruppen) ein Vorläufer eines unlöslichen Segments und ein Polycaprolacton-Triol wie etwa Union Carbide Tone 0305 (etwa 28 Kohlenstoff/3 Polargruppen) ein Vorläufer eines löslichen Segments Allgemein weisen hydrophobe, d.h. lösliche Polymerkettensegkmente einen Rest von Polyol auf. Das Polyol hat eine Hydroxyl-Äquivalentmasse von mindestens 60 und vorzugsweise von etwa 100 bis etwa 500. Das Polyol weist ferner eine mittlere relative Molekülmasse von mindestens 180 auf und vorzugsweise zwischen etwa 200 bis etwas 1000. Bevorzugt wird, wenn das Polyol ein Triol darstellt.
Eine Mehrzahl von SO&sub3;M Gruppen stellt Seitengruppen der Polyurethanpolymer-Hauptkette dar. Das Polyurethanpolymer weist eine SO&sub3;M-Äquivalentmasse von etwa 2.000 bis etwa 100.000 auf. Eine SO&sub3;M-Aquivalentmasse des Polyurethanpolymers von etwa 5.000 bis 30.000 wird bevorzugt. Das Kation M bezeichnet ein Kation, das aus der Gruppe ausgewählt wird, die H&spplus; umfaßt, die Alkalimetallkatione, d.h., Na&spplus;, Li&spplus; und K&spplus; und NR&sub4;&spplus;, wobei R Wasserstoff oder eine Alkylgruppe darstellen kann. M wird vorzugsweise aus der Gruppe ausgewählt, die H&spplus;, Li&spplus;, Na&spplus;, K&spplus; und Mischungen daraus umfaßt. Bevorzugt wird, das M aus der Gruppe ausgewählt wird, die Li&spplus;, Na&spplus;, K&spplus; und Mischungen daraus umfaßt da die übereinstimmenden Säuren, wenn sie in dem Endpolymer vorhanden sind, dazu neigen ein Gesamtpolymer zu erzeugen, das dei Zersetzung ausgesetzt ist. Andererseits wurde festgestellt, daß die SO&sub3;M Gruppen, bei denen M unter Li&spplus;, Na&spplus; und K&spplus; und Mischungen daraus ausgewählt wird, ausgezeichnete Dispersionskomponenten darstellen.
Die SO&sub3;M Gruppen können Seitengruppen von aromatischen oder aliphatischen organischen Komponenten sein, die in der Polyurethan-Hauptkette enthalten sind. Wenn eine SO&sub3;M Gruppe eine Seitengruppe von einer aliphatischen Komponente darstellt, so wird diese Gruppe als eine aliphatische SO&sub3;M Gruppe bezeichnet. Wenn eine SO&sub3;M Gruppe eine Seitengruppe einer aromatischen Komponente darstellt, so wird diese Gruppe als eine aromatische SO&sub3;M Gruppe bezeichnet.
Vorzugsweise stellt die SO&sub3;M Gruppe eine aromatische SO&sub3;M Gruppe dar, in der M Na&spplus; ist, und da mindestens ein Beispiel für diese Art der Zusammensetzung bereits kommerziell erhältlich ist, kann sie leicht in die Polyurethan-Hauptkette eingefügt werden und ihre Eigenschaften sind gut bekannt. Diese bevorzugte aromatische Natriumsulfonatverbindung ist Dimethylnatriumsulfoisophthalat (DMSSIP).
Es wird davon ausgegangen, daß die Sulfonatgruppen entweder in hydrophoben oder in hydrophilen Umgebungen bestehen können. Wenn sich die Sulfonatgruppen jedoch in den hydrophilen Umgebungen befinden, so können die zur Herstellung des Polyurethanharzes verwendeten Monomere bzw. das Harz selbst, in bestimmten organischen Lösungsmitteln wie etwa Ethylmethylketon, Cyclohexanon, Toluol oder Tetrahydrofuran nicht ausreichend löslich sein.
Ein Mehrzahl von vernetzbaren Hydroxylgruppen stellt Seitengruppen der Polyurethanpolymer-Hauptkette dar. Das Polyurethanpolymer hat eine Hydroxyläquivalentmasse von etwa 500 bis 10.000. Bevorzugt wird jedoch, daß das Polyurethanpolymer eine Hydroxyläquivalentmasse von etwa 1.000 bis 5.000 aufweist. Eine Mekrzahl, vorzugsweise 90% oder darüber und am besten alle der vernetzbaren Hydroxylgruppen stellen an lokal hydrophoben Stellen Seitengruppen der Polyurethanpolymer-Hauptkette dar.
Der Begriff "lokal hydrophob" bedeutet, daß die vernetzbaren Hydroxylgruppen Seitengruppen von Teilen des Polymers darstellen, die in der direkten Umgebung einer Hydroxylgruppe keinerlei Anteile aufweisen, die im wesentlichen polar oder hydrophil sind, Das heißt, die vernetzbaren Hydroxylgruppen stellen Seitengruppen von löslichen (hydrophoben) Kettensegmenten dar, wobei das Verhältnis der Anzahl der Kohlenstoffatome zu den Polargruppen größer ist als 31. Vorzugsweise ist jede der Hydroxylgruppen in Polymerkettensegmenten positioniert, die Längen von mindestens 5 Atomen aufweisen, die die Hydroxylgruppe von der naheliegendsten Polargruppe trennt. Bevorzugt wird, daß die Hydroxy- Funktionalität im wesentlichen zentral innerhalb dieses Teils oder Segments positioniert ist. Der Begriff "vernetzbar" und Abweichungen davon, beziehen sich in der Bedeutung bei der Verwendung in bezug auf Anteile in einem Polymer, auf Anteile, die bei der Schlußhärtung vernetzbar sind. Der Begriff bedeutet nicht, daß alle vernetzbaren Anteile unbedingt bei der Schlußhärtung venetzt werden.
Die Polyurethanpolymere gemäß der vorliegenden Erfindung sind eindeutig durch die hydrophobe Umgebung gekennzeichnet, in der die meisten der vernetzbaren Hydroxylgruppen relativ zu der Umgebung des Sulfonat-Dispersionsanteils dargestellt werden. Wenn dies der Fall ist, so weist das resultierende Polyurethan bei der Füllung mit Pigment allgemein eine verhältnismäßig geringe Dispersionsviskosität auf. Zum Beispiel weist ein erfindungsgemäßes Polyurethanpolymer bei der Füllung mit Pigment, wie etwa einem magnetischen Pigment, allgemein eine Dispersionsviskosität von weniger als etwa 20.000 Zentipoise auf und vorzugsweise von weniger als etwa 5.000 Zentipoise. Als Folge dieser Eigenschaft der geringen Dispersionsviskosität sorgt das erfindungsgemäße Polyurethanpolymer für einen magnetischen Aufzeichnungsträger mit hoher Rechteckigkeit.
Zwar ist der Grund dafür, daß die vorliegende Erfindung durch eine geringe Dispersionsviskosität gekennzeichnet ist gegenwärtig nicht bekannt und die Erfinder wollen auch auf keine bestimmte Theorie festgelegt werden, doch kann ein Grundprinzip vorgeschlagen werden, Praxisversuche haben gezeigt, daß jede Art der Wechselwirkung zwischen den Hydroxytgruppen und den Oxidoberflächen des Pigments den Anschein hat, daß dadurch die Viskosität allgemein erhöht wird. In einer hydrophoben Umgebung ist die Wahrscheinlichkeit geringer, daß die vernetzbaren Hydroxylgruppen auf die Pigmentoberfläche treffen um an dieser zu haften als dies in hydrophilen Umgebungen der Fall sein würde. Als Folge daraus, werden die Wechselwirkungen zwischen dem vernetzbaren Anteil und den Oxidoberflächen des Pigments minimiert. Ferner wird die gegenseitige Beeinflussung zwischen dem vernetzbaren Anteil, d.h. den Hydroxylgruppen und dem Dispersionsanteil, d.h, den SO&sub3;M Gruppen, ebenfalls minimiert. Somit können sich die Vorteile des erfindungsgemäßen Polyurethanpolymers zumindest teilweise aus der Reduzierung der Wahrscheinlichkeit des Wechselwirkung zwischen den vernetzbaren Hydroxylgruppen und den Oxidoberflächen des Pigments ergeben, Es wird ferner angenommen, daß die Wechselwirkung der Sulfonatgruppen mit den Oxidoberflächen die Dispersion des magnetischen Pigments erleichtert.
Ein härtbares, sulfoniertes, hydroxy-funktionales Polyurethanpolymer gemäß der vorliegenden Erfindung wird dadurch vorbereitet, daß ein Polyol mit einem sulfonierten Polyisocyanat mit mindestens zwei reaktionsfähigen Isocyanatgruppen reagiert, Das Polyol ist allgemein hydrophob, Das Polyol weist vorzugsweise mindesters drei reaktionsfähige Hydroxylgruppen auf und eine Hydroxyläquivalentmasse von mindestens etwa 60. Ein solches Polyol kann mit einem sulfonierten Polyisocyanat an zwei reaktionsfähigen Hydroxylstellen zur Reaktion gebracht werden, um ein Polyurethanharz vorzubereiten, das mindestens eine Hydroxylgruppe aufweist, die für eine spätere Vernetzung bei der Härtung des Polymers zur Verfügung steht. Das Polyol ist in ausreichender Menge vorhanden, so daß mindestens etwa ein Überschuß von 67% an reaktionsfähigen Hydroxylgruppen zu reaktionsfähigen Isocyanatgruppen besteht.
Üblicherweise stellt das Polyol ein Triol dar. Bevorzugt werden Triole mit einer Molekülmasse von mehr als etwa 180. Am ehesten bevorzugt werden Triole mit einer Molekülmasse von etwa 200 bis etwa 1.000. Eine bevorzugte Gruppe von Triolen umfaßt Polycaprolacton-Triole. Ein besonders geeignetes Triol ist ein Polycaprolacton-Triole mit einer Hydroxyläquivalentmasse von etwa 180 (Molekülmasse von etwa 540) . Ein Triol mit solch hoher Molekülrnasse ist unter der Handelsbezeichnung Tone 0305 von der Union Carbide Company erhältlich, Andere geeignete Triole sind Polypropylen-Oxid-Triol und andere Polyester-Triole als Polycaprolacton-Triole, zum Beispiel Butenadipat-Triole.
Vorzugsweise sind die Hydroxylgruppen in dem Triol primär, wodurch eine schnelle Reaktion mit dem Härtemittel zur Bildung des Polymers erleichtert wird. Die Reaktion von primärem Alkohol mit einem Diisocyanat, wie etwa einem Diphenylmethan-Diisocyanat, ist bei Temperaturen von etwa 45ºC bis 70ºC verhältnismäßig schnell. In einigen Fällen können Katalysatoren wie etwa Dibutyltin-Dilaurat oder Dlmethyltin-Dilaurat zur Erleichterung der Reaktion verwendet werden. Es wird jedoch vorausgesehen, daß einige sekundäre Triole in erfindungsgemäßen Zusammensetzungen verwendet werden können. Ferner wird vorausgesehen, daß Mischungen von verschiedenen Triolen verwendet werden können.
Das sulfonierte Polyisocyanat kann durch eine Reaktion eines sulfonierten Diols mit einem Überschuß an Polyisocyanat vorbereitet werden. Vorzugsweise besteht mindestens ein 30% Überschuß der Isocyanat-Funktionalität in dem Polyisocyanat relativ zu der Hydroxy-Funktionalität in dem sulfonierten Diol.
Die Reaktion wird allgemein durch das folgende Schema dargestellt Diol Sulfonat Diol
Zur Bildung der erfindungsgemäßen Polymere kann eine große Vielzahl von Polyisocyanaten verwendet werden. Eine besonders bekannte und geeignete Klasse von Polyisocyanaten sind Diisocyanate, wie etwa Diphenylmethan-Diisocyanat. Andere geeignete Diisocyanate sind Isophoron-Diisocyanat; Toluol- Diisocyanat; Hexamethylen-Diisocyanat; Tetramethylen-Diisocyanat; und P-Phenylen-Diisocyanat. Es wird hiermit festgestellt, daß ebenso Mischungen von Diisocyanaten verwendet werden können.
Eine bevorzugte Klasse der sulfonierten Diole oder Monomere kann durch die Reaktion von etwa zwei bis vier Äquivalenten eines geeigneten Diols je Äquvialent von Dimethyl- Natriumsulfoisophthalat (DMSSIP) hergestellt werden. Das Isophthalat umfaßt zwei Estergruppen, die einfach verestert werden können, und zwar durch Reaktion mit zwei Äquivalenten Diol, um so zu einer ausgedehnten Diolstruktur mit einer aromatischen Sulfonatgruppe darin zu führen. In einigen Fällen können zur Erleichterung der Reaktion Katalysatoren wie etwa Tetrabutyltitanat verwendet werden.
Es kann eine Vielzahl von Diolen verwendet werden. Ferner können Mischungen von Diolen verwendet werden. Eine bevorzugte Klasse von Diolen sind Polycaprolacton-Diole mit einer Hydroxyläquivalentmasse von etwa 200 bis 2.000. Ein solcher Stoff ist Ton 0210, erhältlich von der Union Carbide Company. Tone 0210 ist ein Polycaprolacton-Diol mit einer Hydroxyläquivalentmasse von etwa 415. Das Ergebnis der Reaktion von etwa 4 Äquivalenten von Tone 0210 je Äquivalent von DMSSIP ist ein sulfoniertes Diol mit einer Hydroxyläquivalentmasse von etwa 603 und einer mittelständigen Sulfonatgruppe.
Andere Diole, die mit DMSSIP in Reaktion gebracht werden können um für ein sulfoniertes Monomer zur Inkorporation in erfindungsgemäßen Polymeren zu sorgen, umfassen Polyether-Diole wie etwa Polytetramethylenglycole und Polypropylenglycole; Polycarbonat-Diole wie etwa Duracarb 120, erhältlich bei PPG lndustries, Inc., Pittsburgh, Pennsylvania 15272; und Polyester- Diole wie etwa ein Polyester-Diol, das ein Ergebnis der Reaktion von Adipinsäure und Butandiol ist. Außerdem kann Natriumdimethyl- 5-Sulfoisophthalat verwendet werden mit anderen Diestern oder zweibasigen Säuren, umfassend Dimethylisophthalat, Dimethylterephthalat und Dimethyladipat; und Diolen, um Copolyester-Diole zu erzeugen, die Sulfonat enthalten. Einige Beispiele für diese Diole sind Ehtylenglycol; Propylenglycol; Propan-1,3-diol; Butan-1,4-diol; Pentan-1,5-diol; Hexan-1,6-diol; Neopentyldiol; Diethylenglycol; Dipropylenglycol; Trimethyl- 2,2,4-Pentan-1,3-diol; Cyclohexan-1,4-Dimethanol; Ethylenoxid und/oder Propy-lenoxid, ein Addukt von Bisphenol A; Ethylenoxid und/oder Propylenoxid, ein Addukt von gehärtetem Bisphenol A; Polyethylenglycol; Polypropylenglycol; und Polytetramethylenglycol.
Optional kann es wünschenswert sein, andere Polyole zur Herstellung des Polyurethanpolymers zu verwenden, um dem Polyurethan bevorzugte Eigenschaften zu geben. Zum Beispiel können in die Polyurethan-Hauptkette Aufbaumittel inkorporiert werden, um die Duktilität oder die Festigkeitseigenschaften zu verbessern. Solche Polyole stellen kennzeichnenderweise Diole dar, so daß die Verwendung dieser optionalen Polyole zur Herstellung des Polyurethanpolymers für relative kleine, wenn überhaupt irgendwelche, nicht in Reaktion getretene Hydroxylgruppen sorgt, die für eine spätere Vernetzung zur Verfügung stehen. Solche Polyole umfassen Neopentylglycol, Butan- 1,4-diol, Hexan-1,6-diol, Cyclohexandimethanol, Ethylenglycol und Polyesterpolyole, wie etwa Tone 0210 und Tone 0230, hier in anderer Weise als nicht-sulfonierte Diole bezeichnet. Vorzugsweise werden wenigstens einige Diole mit geringer Molekülmasse (weniger als etwa 120), d.h. Diole, die kein Sulfonat enthalten, dazu verwendet, dem Gesamterzeugnis bevorzugte Eigenschaften zu geben. Es können auch nicht- sulfonierte Diole mit höherer Molekülmasse, wie etwa die Polycaprolacton-Diole Tone 0210 oder Tone 0230, dazu verwendet werden dem Erzeugnis bevorzugte Eigenschaften zu geben. Es wird ferner festgestellt, daß für jeden genannten reagierenden Stoff Mischungen der Stoffe verwendet werden können.
Ein bevorzugtes Verfahren zur erfindungsgemäßen Herstellung der Polyurethanpolymere umfaßt die Reaktion von drei vorstehend beschriebenen Schlüsselkomponenten dem sulfonierten Diol; dem Polyisocyanat; und dem Triol. Dieses bevorzugte Verfahren wird hier als "Vorpolymer-Syntheseverfahren" bezeichnet. Dieses Verfahren ist so aufgebaut, daß es sicherstellt, daß alle nicht in Reaktion getretenen Hydroxylgruppen in dem Polymer, die zur Schlußhärtung zur Verfügung stehen, die Hydroxylgruppen sind, die Seitengruppen des Triols darstellen, d.h., der hydrophobe Segmentvorläufer. Wenn das Diol ebenso ein hydrophober Stoff, d.h. ein löslicher Stoff ist, so muß es nicht unbedingt notwendig sein sicherzustellen, daß alle nicht in Reaktion getretenen Hydroxylgruppen von dem Triol stammen.
In einem ersten Schritt werden das sulfonierte Diol und alle anderen optionalen Polyole, wie etwa nicht-sulfonierte Diole, mit einem Überschuß des Polyisocyanats in Reaktion gebracht, um so ein sulfoniertes Polyisocyanat zu bilden. Für eine im wesentlichen vollständige Reaktion der Diol-Hydroxylgruppen sollte ein ausreichender Überschuß der Isocyanatfunktionalität bestehen. So sollte zum Beispiel in dem Polyisocyanat mindestens ein 30% Überschuß an reaktionsfähiger Isocyanatfunktionalität relativ zu der Hydroxylfunktionalität in dem Diol und optional zugeführten Polyolen bestehen. Dadurch wird ein sulfoniertes Polyisocyanat mit, wenn überhaupt, verhältnismäßig geringer Hydroxylfunktionalität für eine spätere Vernetzung bereitgestellt.
In einem zweiten Schritt wird das sulfonierte Polyisocyanaterzeugnis des ersten Schritts in Reaktion mit einem Überschuß an Triol gebracht. Kennzeichnenderweise weist das Triol-Reaktant eine verhältnismäßig hohe Molekülmasse auf, d.h., eine Molekülmasse von mindestens etwa 180 und vorzugsweise etwa 200 bis 1.000. Das Triol sollte außer den Hydroxylgruppen eine geringe andere Polarfunktionalität aufweisen und die Hydroxylgruppen sollten in dem Triol mit geigneten Abständen angeordnet sein. Vorzugsweise besteht mindestens ein Überschuß von 67% der Hydroxylfunktionaltität in dem Triol relativ zu der Isocyanatfunktionalitat in dem sulfonierten Polyisocyanat.
Als ein Beispiel für das bevorzugte Vorpolymer-Syntheseverfahren werden ein sulfoniertes Diolmonomer, Neopentylglycol und Diphenylmethan-Diisocyanat in einer Ethylmethylketonlösung in einem Verhältnis verbunden, so daß anfangs die Anzahl der Isocyanatgruppen je Hydroxylgruppe bei 1,3 liegt. Nachdem alle zur Verfügung stehenden Hydroxylgruppen in Reaktion gebracht worden sind, wird ein Vorpolymer erhalten, welches einen Isocyanatüberschuß enthält. Das Vorpolymer wird nachfolgend mit einem hydrophoben Triol in Reaktion gebracht, so daß das Verhältnis der Isocyanatgruppen zu den Hydroxylgruppen im Bereich von etwa 0,3 bis etwa 0,6 liegt. Das resultierende Polyurethenpolymerprodukt umfaßt vernetzbare Hydroxylgruppen, die Seitengruppen der hydrophoben Polymerkettensegmente darstellen.
Die härtbare Bindemittelzusammensetzung der vorliegen Erfindung umfaßt ferner zwischen etwa 10 Gewichtsanteilen bis etwa 90 Gewichtsanteilen eines härtbaren, sulfonierten, hydroxyfunktionalen Vinylchloridcopolymers. Das Vinylchloridcopolymer kann durcü Copolymerisation eines Vinylchloridmonomers, eines sulfonierten Monomers mit einer SO&sub3;M Seitengruppe und optional eines Monomers mit einer Epoxyseitengruppe und, falls erwünscht, anderen Arten von zur Copolymerisation fähigen Monomeren, erzeugt werden. Bei diesen anderen Monomerarten werden die bevorzugt, die Vinylgruppen enthalten. Die Verbindung dieser Monomere zur Copolymerisation ist veränderbar, um die Eigenschaften des resultierenden Vinylchloridcopolymers zu optimieren. Vorzugsweise wird das härtbare Vinylchloridcopolymer als der feste Bestandteil der erfindungsgemäßen Bindemittelzusammensetzung verwendet, in Verbindung mit dem härtbaren Polyurethanpolymer, das als der weiche Bestandteil des Bindemittels verwendet wird.
Das Vinylchloridcopolymer kann durch verschiedene Polymerisationsverfahren vorbereitet werden, wie etwa durch Emulsionspolymerisation, Lösungspolymerisation, Suspensionspolymerisation und Massenpolymerisation. Bei all diesen Polymerisationsverfahren kann bei Notwendigkeit ein einzelner oder fortlaufender Zusatz eines Mittels zur Regelung der Molekülmasse, eines Polymerisationsinitiators und von Monomeren zur Copolymerisation angewendet werden.
Vorzugsweise ist das Vinylchloridmonomer in ausreichender Menge vorhanden, so daß das Vinylchloridcopolymer einen Vinylchloridmonomer-Einheitsgehalt von mindestens 60% des Gewichts aufweist.
Beispiele für geeignete sulfonierte Monomere mit SO&sub3;M Seltengruppen, die zur Copolymerisation fähig sind, umfassen
CH&sub2;=CHSO&sub3;M,
CH&sub2;=CHCH&sub2;SO&sub3;M,
CH&sub2;=C(CH&sub3;)CH&sub2;SO&sub3;M,
CH&sub2;=CHCH&sub2;OCOCH(CH&sub2;COOR)SO&sub3;M,
CH&sub2;=CHCH&sub2;OCH&sub2;CH(OH)CH&sub2;SO&sub3;M,
CH&sub2;=C(CH&sub3;)COOC&sub2;H&sub4;SO&sub3;M,
CH&sub2;=CHCOOC&sub4;H&sub8;SO&sub3;M,
CH&sub2;=CHCONHC(CH&sub3;)&sub2;CH&sub2;SO&sub3;M.
In dem vorstehenden handelt es sich bei M um ein Kation, das aus der Gruppe ausgewählt wird, die folgendes umfaßt H&spplus;, die Alkalimetallione, d.h. Na&spplus;, Li&spplus; und K&spplus; und NR&sub4;&spplus;, wobei R ein Wasserstoff oder eine Alkylgruppe sein kann. Vorzugsweise wird M aus der Gruppe ausgewählt, die H&spplus;, Li&spplus;, Na&spplus;, K&spplus; und Mischungen daraus umfaßt. Bevorzugt wird am meisten, wenn M aus der Gruppe ausgewählt wird, die Na&spplus;, Li&spplus;, K&spplus; und Mischungen daraus umfaßt da die entsprechenden Säuren, wenn sie in dem fertigen Copolymer vorhanden sind, dazu neigen ein Gesamtcopolymer zu erzeugen, das der Zersetzung ausgesetzt ist. Es ist andererseits festgestellt worden, daß die SO&sub3;M Gruppen, bei denen M aus der Gruppe von Li&spplus;, Na&spplus;, K&spplus; und Mischungen daraus, ausgewählt wird, ausgezeichnete Dispersionsanteile darstellen. R stellt eine Alkylgruppe dar, vorzugsweise mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen.
Alternativ können auch Sulfonatgruppen in ein Vinylchloridcopolymer mit Hydroxylseitengruppen durch die folgenden Wirkungsweisen inkorpöriert werden:
In den vorstehenden Reaktionen stellt R eine Kohlenwasserstoffgruppe dar.
Das sulfonierte Polymer sollte in einer Menge vorhanden sein, die ausreichend ist um ein Vinylchloridcopolymer bereit zustellen, das eine Mehrzahl von SO&sub3;M Seitengruppen aufweist und das eine SO&sub3;M Äquivalentmasse von etwa 2.000 bis etwa 100.000 aufweist. Am besten weist das Vinylchloridcopolymer eine SO&sub3;M Äquivalentmasse von etwa 5.000 bis 30.000 auf.
In bezug sowohl auf das Polyurethanpolymer und auf das Vinylchloridcopolymer gilt, daßbei zu geringer SO&sub3;M TEXT FEHLT
Ein solches Vinylchloridcopolymer würde Monomereinheiten wie die felgenden aufweisen:
Die durch die Hydrolyse einiger der Vinylacetatgruppen erzeugte vernetzbare Hydroxylfunktionalität kann somit zu den Brückenbildungsreaktionen mit einem Härtungsmittel beitragen.
Das Vinylchloridcopolymer umfaßt ferner Monomereinheiten, die Epoxyseitengruppen aufweisen, wie etwa:
Die Monomereinheiten eines Vinylchloridcopolymers, die solche Epoxymonomereinheiten umfassen, können beispielsweise wie folgt lauten:
wobei X den Teil der Monomereinheit darstellt, der die SO&sub3;M Gruppen enthält.
Die Verwendung eines Monomers mit einer Epoxyseitengruppe verbessert die Wärmestabilität, die Haltbarkeit, die Abriebsschutzeigenschaften und dergleichen des Vinylchloridcopolymers. Wenn in einer Bindemitteldispersionszusammensetzung Epoxygruppen vorhanden sind, so minimieren diese die Dechlorierung der Magnetschicht. Durch Veränderung der Epoxyäquivalentmasse in dem resultierenden Vinylchloridcopolymer bewirkt die Verwendung dieser Epoxymonomere auch, daß die Glasumwandlungstemperatur (Tg) angepaßt wird und eine Weichmachung der Bindemittelzusammensetzung.
Beispiele für geeignete Monomere mit Epoxyseitengruppen umfassen Glycidylether eines ungesättigten Alkohols, wie etwa Allylglycidylether oder Methallylglycidylether; ein Glycidylester einer ungesättigten Säure, wie etwa Glydicylacrylat, Glycidylmethacrylat, Glycidyl-p-Vinylbenzoat, Methylglycidylitaconat, Glycidylethylmaleat, Glycidylvinyl- Sulfonat, Glycidyl(metha)allylsulfonat oder dergleichen; ein Epoxidolefin, wie etwa Butadienmonoxid, Vinylcyclohexenmonoxid, 2-Methyl-5, 2-Epoxyhexen oder dergleichen.
Die vorstehend genannten Monomere können in einer solchen Menge verwendet werden, daß das Vinylchloridcopolymer eine Epoxyäquivalentmasse von etwa 500 bis etwa 30.000 aufweist und vorzugsweise von etwa 1.000 bis 10.000. Wenn die Epoxyäquivalentmasse größer ist als etwa 30.000, so verringert sich die Wärmebeständigkeit des Copolymers.
Andere zur Copolymerisation geeignete Monomere umfassen verschiedene Arten von Vinylester, wie etwa Vinylacetat, Vinylidenchlorid, Acrylonitril, Methacrylonitril, Styrol, Acrylsäure, Methacrylsäure, Acrylate, wie etwa Methylacrylat, Ethylacrylat, Isopropylacrylat, n-Butylacrylat, 2- Ethylhexylacrylat, Methacrylate, wie etwa Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Isopropylmethacrylat, n-Butylmethacrylat, Isobutylmethacrylat, n-Hexylmethacrylat und Laurylmethacrylat und andere ungesättigte Monomere, wie etwa Vinylether, Arylether, Arylester, Acrylamid, Methacrylamid, Maleinsäure, Maleatester, Mono-Olefine und Diolefine.
Erfindungsgemäße Dispersionen umfassen allgemein eine Bindemittelzusammensetzung und ein in der Bindemittelzusammensetzung dispergiertes Pigment. Die Bindemittelzusammensetzung ist eine Mischung des vorstehend beschriebenen härtbaren Polyurethanpolymers und des härtbaren Vinylchloridcopolymers. Das Pigment kann magnetisierbar oder nicht magnetisierbar sein. Die Dispersion des Pigments in dem Bindemittel wird durch den inkorporierten Sulfonatanteil erleichtert. Die resultierende Dispersion kann leicht auf ein Substrat aufgetragen werden und durch die Reaktion der verbleibenden vernetzbaren Hydroxylgruppen gehärtet werden.
Die Vorbereitung der Dispersionen von Magnetpulver mit Polyurethanen, wie dies durch die vorliegenden Erfindung gekennzeichnet ist, ist verhältnismäßig unkompliziert. Wie dies bereits angemerkt worden ist, ist allgemein kein Zusatz von Benetzungsmitteln oder Dispersionsmitteln notwendig, selbst bei verhältnismäßig hohen Füllungen, d.h. etwa 70% bis 80% des Gewichts des magnetischen Pigments relativ zu dem Bindemittel, bei der Verwendung zur Herstellung von Aufzeichnungsträgern mit hoher Dichte, dargestellt durch mindestens 30.000 Flußveränderungen je Inch. Es kann eine Vielzahl von Pigmenten verwendet werden, umfassend Eisentrioxid; Gamma-Eisentrioxid; Chromoxid; Eisen; Eisen-Cobalt; Cobalt; Nickel; Cobalt-Nickel; Cobalt-Phosphor; und Bariumferrit.
Es ist vorgesehen, daß ein Vielzahl von Füllungen, Dichten, Lösungssystemen, usw. verwendet werden kann. Die folgenden Zustände sind kennzeichnend. 100 Teile eines feinen Pigments (Co- γ-Fe&sub2;O&sub3;) mit einem Oberflächenbereich von 50 m²/g und einer Pulverkoerzitivität von 780 Oersted, 30 Teile eines Bindemittels und 214 Teile eines Lösungsmittels, können in einer 0,5 Liter fassenden Sandmühle mit Stahlmittel verbunden und 8 Stunden lang geschüttelt werden. Die resultierende Dispersion kann unter Verwendung eines Rakelstreichverfahrens einfach auf eine Polymerrückschicht, zum Beispiel Polyethylenterephthalat, aufgetragen werden.
Bei einigen Anwendungen, zum Beispiel bei Rückseitenbeschichtungen, müssen in der Bindemittelzusammensetzung keine Magnetteilchen verwendet werden.
Die Dispersion kann einfach mit einem Isocyanat-Härtungsmittel gehärtet werden, zum Beispiel mit einem Triisocyanat-Vernetzer. Nachdem eine Dispersion vorbereitet worden ist, die Pigment, Lösungsmittel und Bindemittel enthält, wird ein Härtungsmittel zugesetzt. Ein kennzeichnendes Härtungsmittel umfaßt beispielsweise ein Triisocyanat wie das 31 Addukt von Toluendiisocyanat mit Trimetbylolpropan. Ein solcher Stoff ist unter der Handelsbezeichnung Mondur CB-75 von der Mobay Company erhältlich. Das Härtungsmittel wird in einem Verhältnis von 1-20% zugesetzt, basierend auf dem Bindemittelgewicht. Nach dem die Dispersion beschichtet und getrocknet worden ist, tritt eine Aushärtung ein, entweder bei Zimmertemperatur oder bei erhöhter Temperatur (50-60ºC).
Eine Vielzahl von Zusatzstoffen kann in den nützlichen erfindungsgemäßen Dispersionen inkorporiert werden. Diese umfassen Kopfreinigungsmittel und Schmiermittel. Benetzungsmittel und Dispersionsmittel können zwar ebenso verwendet werden, sind aber allgemein in dem Bindemittel der vorliegenden Erfindung nicht notwendig.
Wenn das hierin beschriebene Bindemittel als Rückseitenbeschichtung eines magnetischen Aufzeichnungsträgers verwendet wird, so kann die Rückseitenbeschichtung nichtmagnetisierbare Pigmente aufweisen, wie zum Beispiel Carbon Black, Graphit, Aluminiumoxid, Titanoxid, Zinkoxid, Silikagel, Calciumcarbonat und Bariumsulfat.
Das hierin beschriebene Bindemittel kann zur Vorbereitung von magnetischen Aufzeichnungsträgern wie etwa Magnetbändern verwendet werden, wie zum Beispiel Videobänder, Rechnerbänder und Datenkassetten und Disketten, hier sowohl einseitige als auch doppelseitige Disketten.
Das folgende Beispiel illustriert die durch die erfindungsgemäße Bindemittelzusammensetzung bereitgestellte Verbesserung bezüglich (a) der Viskosität der Dispersion, die magnetische Teilchen enthält und (b) dem Rechteckigkeitsverhältnis der Beschichtung.
Fünf Polymerstoffe sind zur Bewertung der erfindungsgemäßen Bindemittelzusammensetzung verwendet worden

Bindemittel A: Sulfoniertes hydroxy-epoxy-funktionales Vinylchloridcopolymer MR-120 hergestellt durch die Nippon Zeon Co., Ltd.

- Sulfonatäquivalentmasse: 19.000 Gramm/Grammolekül
- Hydroxyläquivalentmasse: 1,900 Gramm/Grammolekül
- Epoxyäquivalentmasse: 5.400 Gramm/Grammolekül

Bindemittel B: Sulfoniertes hydroxy-epoxy-funktionales Vinylchloridcopolymer NR-110 hergestellt durch die Nippon Zeon Co., Ltd.

- Sulfonatäquivalentmasse: 16.000 Gramm/Grammolekül
- Hydroxyäquivalentmasse: 4.250 Gramm/Grammolekül
- Epoxyäquivalentmasse: 1.400 Gramm/Grammolekül

Bindemittel C: Carboxy-hydroxy-funktionales Vinylchloridcopolymer

- UCARMAG Bindemittel 528: hergestellt durch die Union Carbide Corporation
- Carboxyläquivalentmasse: 5.600 Gramm/Grammolekül
- Hydroxyläquivalentmasse: 850 Gramm/Grammolekül

Bindemittel D: Hydroxyfunktionales Vinylchloridcopolymer

- VAGH: hergestellt durch die Union Carbide Corporation
- Hydroxyläquivalentmasse: 740 Gramm/Grammolekül

Bindemittel E: Sulfoniertes hydroxyfunktionales Polyurethan

- Sulfonatäquivalentmasse: 12.000 Gramm/Grammolekül
- Hydroxyläquivalentmasse: 1.700 Gramm/Grammolekül

Herstellung des Bindemittels E

"Tone" 0210 (67,77 kg) (164 Äquivalente), Toluol (8,16 kg) und DMSSIP (5,72 kg) (39 Äquivalente) wurden verbunden und auf 80ºC erwärmt, wobei Toluol destilliert ist. Der Toluolrest wurde in einem Vakuum bei 110ºC entfernt. Das Vakuum wurde unter Stickstoff freigesetzt und 40 g Tetrabutyltitanat wurden zugegeben. Das System wurde dann unter Stickstoff auf 200ºC erwärmt und 3 Stunden lang beibehalten, während Methanoldestillat aufgefangen worden ist. Nach einer Abkühlung auf 120ºC, wurde auf das Reaktionsgemisch ein Vakuum gezogen und dieser Zustand wurde 4 Stunden lang beibehalten. Das sulfonierte Diolprodukt wurde gefiltert und abgekühlt. Die Hydroxyläquivalentmasse des sulfonierten Diols betrug 603 Gramm. Die Sulfonatäquivalentmasse betrug 3745 Gramm.
Ethylmethylketon (74,84 kg), Cyclohexanon (18,14 kg), Neopentylglycol (3,97 kg) (76,2 Äquivalente) und das vorstehend beschriebene sulfonierte Diol (15,88 kg) (29,1 Äquivalente) wurden verbunden und Ethylmethylketon (9,1 kg) wurde abdestilliert. Diophenylmethan-Diisocyanat (17,15 kg) (137,2 Äquivalente) und Dibutylin-Dilaurat (23 g) wurden zugesetzt. Die Reaktion wurde 3 Stunden bei 35ºC gehalten, wonach diese Vorpolymerlösung in einen reinen, trockenen Behälter abgelassen worden ist. Sie zeigte eine Isocyanatäquivalentmasse von 1.450 Gramm/Äquivalent. Ethylmethylketon (22,68 kg) und "Tone" 0305 (12,02 kg) (66,8 Äquivalente) wurden in dem Reaktionsgefäß verbunden und danach wurde die Vorpolymerlösung unter Rühren dem Reaktionsgemisch zugesetzt. Nach der Reaktion des Isocyanats führte ein weiterer Zusatz von Diphenylmethan-Diisocyanat (1,2 kg) zu einer inhärenten Endviskosität von 0,30 in Terahydrofuran. Das produkt hatte eine Hydroxyaquivalentmasse von 1.700 Gramm/Äquivalent und eine Sulfonatäquivalentmasse von 12.000 Gramm/Aquivalent.
Die zur Herstellung des Bindemittels E im Handel erhältlichen Stoffe sind die folgenden:
"Tone" 0305: ein Polycaprolacton-Triol hergestellt von Union Carbide, Molekülmasse etwa 540, Hydroxyläquivalentmasse etwa 180.
"Tone" 0210: ein Polycaprolacton-Diol, hergestellt von Union Carbide, Molekülmasse etwa 825, Hydroxyläquivalentmasse etwa 415.
DMSSIP: Dimethyl-Natriumsulfoisophthalat, ein aromatisches Natriumsulfonatsalz, Molekülmasse 296.

Beispiel 1

Ein Magnetband der vorliegenden Erfindung wurde mit den folgenden Bestandteilen in den angebenen Mengen vorbereitet: Bestandteil Gewichtsanteile Co-γ-Fe&sub2;O&sub3; (spezifischer Oberflächenbereich: 50 m²/g) Bindemittel Ethylmethylketon Toluol Cyclohexanon
Die vorstehend beschriebene Zusammensetzung wurde in eine 0,5 Liter fassende Sandmühle eingeführt und darin 8 Stunden mit einem Stahlmittel gemischt und dispergiert. Die resultierende Dispersion wurde auf eine dünne Schicht eines Polyethylenterephthalats (Dicke 25 um) durch Rakelbeschichtung aufgetragen und die resultierende überzogene Schicht ruhte dann etwa eine Sekunde in einem parallelen Magnetfeld von 1400 Oersted. Die erhaltene magnetische Schicht wies eine Dicke von etwa 5 um auf.

Beispiel 2

Ein erfindungsgemäßes Magnetband wurde gemäß dem in dem Beispiel 1 ausgeführten Verfahren vorbereitet, und zwar mit den folgenden Bestandteilen in den angegebenen Mengen: Bestandteil Gewichtsanteile Co-γ-Fe&sub2;O&sub3; (spezifischer Oberflächenbereich: 50 m²/g) Bindemittel Ethylmethylketon Toluol Cyclohexanon

Beispiel 3

Ein erfindungsgemäßes Magnetband wurde gemäß dem in dem Beispiel 1 ausgeführten Verfahren vorbereitet, und zwar mit den folgenden Bestandteilen in den angegebenen Mengen: Bestandteil Gewichtsanteile Co-γ-Fe&sub2;O&sub3; (spezifischer Oberflächenbereich: 50 m&sub2;/g) Bindemittel Ethylmethylketon Toluol Cyclohexanon

Beispiel 4

Ein erfindungsgemäßes Magnetband wurde gemäß dem in dem Beispiel 1 ausgeführten Verfahren vorbereitet, und zwar mit den folgenden Bestandteilen in den angegebenen Mengen: Bestandteil Gewichtsanteile Co-γ-Fe&sub2;O&sub3; (spezifischer Oberflächenbereich: 50m²/g) Bindemittel Ethylmethylketon Toluol Cyclohexanon

Vergleichsbeispiel A

Ein Magnetband wie in Beispiel 1 wurde gemäß dem in dem Beispiel 1 ausgeführten Verfahren vorbereitet, und zwar mit den folgenden Bestandteilen in den angegebenen Mengen. Die einzige Ausnahme war, daß das Bindemittel C anstelle des Bindemittels A verwendet wurde. Im Gegensatz zu dem Bindemittel A enthielt das Bindemittel C keine Sulfonatfunktionalität. Bestandteil Gewichtsanteile Co-γ-Fe&sub2;O&sub3; (spezifischer Oberflächenbereich: 50 m²/g) Bindemittel Ethylmethylketon Toluol Cyclohexanon

Vergleichsbeispiel B

Ein Magnetband wie in Beispiel 2 wurde gemäß dem in dem Beispiel 2 ausgeführten Verfahren vorbereitet, und zwar mit den folgenden Bestandteilen in den angegebenen Mengen. Die einzige Ausnahme war, daß das Bindemittel C anstelle des Bindemittels A verwendet wurde. Im Gegensatz zu dem Bindemittel A enthielt das Bindemittel C keine Sulfonatfunktionalität. Bestandteil Gewichtsanteile Co-γ-Fe&sub2;O&sub3; (spezifischer Oberflächenbereich: 50 m²/g) Bindemittel Ethylmethylketon Toluol Cyclohexanon

Vergleichsbeispiel C

Ein Magnetband wie in Beispiel 3 wurde gemäß dem in dem Beispiel 3 ausgeführten Verfahren vorbereitet, und zwar mit den folgenden Bestandteilen in den angegebenen Mengen. Die einzige Ausnahme war, daß das Bindemittel D anstelle des Bindemittels B verwendet wurde. Im Gegensatz zu dem Bindemittel B enthielt das Bindemittel D keine Sulfonatfunktionalität. Bestandteil Gewichtsanteile Co-γ-Fe&sub2;O&sub3; (spezifischer Oberflächenbereich 50 m²/g) Bindemittel Ethylmethylketon Toluol Cyclohexanon
Die Dispersionen zur Vorbereitung der Bänder der vorstehenden Beispiele sind bezüglich der Viskosität bewertet worden. Das Rechteckigkeitsverhältnis der Magnetbeschichtungen der in den vorstehenden Beispielen vorbereiteten Bänder wurde ebenfalls gemessen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 ausgeführt: Tabelle 1 Polargruppe des Vinylchloridcopolymers Viskosität der magnetischen Dispersion¹ (cP) Rechteckigkeitsverhältnis der Magnetschicht² Beispielnummer Vergleich
¹ Die Dispersion in Zentipoise ist ein Maß der Strömungsleichtigkeit einer Dispersion. Die magnetische Dispersionsviskosität wurde mit einem Brookfield-Viskosimeter des Typs LVTD (Brookfield Engineering Laboratories, Inc.) unter Verwendung einer Spindel LV-3 gemessen. Allgemein waren magnetische Dispersionen mit relativ hoher Dispersionsviskosität bei bestimmten Bedingungen, wie etwa geringem Lösungsmittel, hoher Teilchenladung oder hohem Rechtigkeitsverhältnis wirkungslos bzw. unwirksam zur Gewinnung von magnetischen Aufzeichnungsträgern von hoher Qualität.
² Das Rechteckigkeitsverhältnis (Br/Bm) ist das Verhältnis einer Restmagnetisierung (Br) zu einer Sättigungsmagnetisierung (Bm) Bei zufallsorientierten Teilchen liegt das Rechteckigkeitsverhältnis bei 0,5 und für ideal und vollkommen orientierte Teilchen ist das Verhältnis gleich 1,0.
Die Daten in der Tabelle 1 zeigen, daß das Vorhandensein von -SO&sub3;Na Anteilen in dem Vinylchloridcopolymer die Viskosität der magnetischen Dispersion reduziert und das Rechteckigkeitsverhältnis der aus der Dispersion resultierenden Magnetschicht erhöht.

Beispiele 5-6

Die folgenden Beispiele zeigen, wie das Vorhandensein von Vinylchloridcopolymer in dem erfindungsgemäßen Bindemittel die physikalischen Eigenschaften des daraus gebildeten magnetischen Aufzeichnungsträgers verbessert.
Die folgenden Formeln sind zur Vorbereitung der Bindemittel des Vergleichsbeispiels D und der Beispiele 5 und 6 verwendet worden. Menge (Gewichtsanteile) Bestandteil Vergleichs-Beispiel Beispiel Co-γ-Fe&sub2;O&sub3; (spez. Oberflächenbereich: 50 m²/g) Aluminiumoxid Bindemittel Tetrahydrofuran Polyisocyanat-Zusammensetzung ("Mondur" CB-601, Mobay Company) Myristicinsäure Butylstearat
Das Co-γ-Fe&sub2;O&sub3;, das Aluminiumoxid, das Bindemittel E und das Bindemittel A wurden in einer 55 Gallonen fassenden Trommel in das Tetrahydrofuran eingeführt und die resultierende Mischung wurde in einer 22 Liter fassenden horizontalen Sandmühle mit Glasmittel etwa 14 Stunden dispergiert.
Die resultierende Dispersion wurde durch einen "Nippon Roki HT- 40"-Filter gefiltert. Dann wurden die Polyisocyanatzusammensetzung die Myristicinsäure und das Butylstearat der gefilterten Dispersion zugeführt. Die resultierende Dispersion wurde auf eine Hauptoberfläche (Vorderseite) einer Polyethylenterephthalatschicht (Dicke: 11 um) durch Gravurstreichverfahren aufgetragen. Die andere auptoberfläche der Polyethylenterephthlatschicht (Rückseite) hatte eine Carbon Black, Aluminiumoxid und Bindemittel umfassende Rückseitenbeschichtung wobei die genannte Rückseitenbeschichtung auf der Polyethylenterephthalatschicht durch Gravurstreichverfahren beschichtet worden ist, bevor die gnetisierbare Dispersion auf der Vorderseite beschichtet worden ist. Die Rückseitenbeschichtung wurde auf die folgende Weise vorbereitet. Carbon Black (100 Gewichtsanteile, Teilchengröße von 42 nm, spezifischer Oberflächenbereich von 80 m²/g), luminiumoxid (9 gewichtsanteile) und ein Dispersionsmittel (5 Gewichtsanteile, eine Mischung aus phosphoryliertem Polyol/quartärem Ammoniumsalz), Phenoxyharz (58 Gewichtsanteile, PKHH, Union Carbide Co.) und Polyurethan (82 Gewichtsanteile, "Estane" 5705, B.F. Goodrich Co.), wurden unter Verwendung von Glasmittel in einer 22 Liter fassenden horizontalen sandmühle in Tetrahydrofuran (1473 Gewichtsanteile) dispergiert. Vor der Beschichtung wurde der Dispersion Polyisocyanat (34 Gewichtsanteile, "Mondur" CB-601) zugesetzt. Die Rückseite wies eine mittlere quadratische Rauhigkeit von etwa 350 nm auf. Die resultierende beschichtete dünne Schicht ruhte etwa 0,1 Sekunden in einem parallelen Magnetfeld von 3000 Gauß und wurde dann durch einen Trockner bei einer Temperatur von 60ºC - 80º Die resultierende getrocknete Beschichtung wurde dann mit einer Metallwalze geglättet, und die erhaltene Magnetschicht wies eine Dicke von etwa 2,5 um auf. Die resultierende geglättete Beschichting wurde gerollt (die Gesamtbeschichtungslänge betrug 1000 m) und auf eine Bandbreite von 6,35 mm geschoben.
Die physikalischen Eigenschaften der auf diese Weise gebildeten Bänder sind in der Tabelle 2 ausgeführt. Tabelle 2 Beisp. nummer Viskosität der magn. Dispersion (cP) Reckteckigkeitsverhältn. d. Magnetschicht Tg¹ (ºC) Oberflächenrauhigkeit² (um) Leistung (dB) Hartung&sup4; (%)
¹ Glasumwandlungstemperatur (Tg) bedeutet eine Temperatur eines Spitzentangensdeltas, gemessen von einem Autovibron-Meßgerät im ungehärteten Zustand.
² Die mittlere quadratische Oberflächenrauhigkeit der Vorderseitenbeschichtung wurde mit einem mikroskopischen Interferometer gemessen.
³ Die Leistung wurde von einem Datenkassettenlaufwerk gemessen, mit 50.000 Flußveränderungen je Inch bei einer Bandgeschwindigkeit von 120 Inch/Sekunde.
&sup4; Härtung bedeutet das Verhältnis der Bindemittelmenge, die in dem gehcfflrteten Zustand in Tetrahydrofuran nicht extrahiert ist, zu der Bindemittelmenge, die in dem nicht gehärteten Zustand in Tetrahydrofuran extrahiert ist, gemäß der Messung durch Gelpermeationschromatografie (GPC). Proben wurden vor der Extrahierung durch Erwärmung bei 60ºC über 3 Stunden gehärtet.
Die Daten in der Tabelle 2 zeigen, daß das Vorhandensein von -SO&sub3;Na Anteilen in dem Vinylchloridcopolymer in dem ungehärteten Zustand die Glasumwandlungstemperatur erhöht, die Oberflächenrauhigkeit der Vorderseitenbeschichtung reduziert und die Leistung erhöht.
Dem Fachmann werden verschiedene Modifikationen und Abänderungen der vorliegenden Erfindung deutlich werden, ohne daß dadurch jedoch von dem Schutzbereich und dem Gedanken der Erfindung abgewichen wird und es wird hiermit festgestellt, daß die vorliegende Erfindung nicht unzulässig auf die veranschaulichenden, hierin ausgeführten Ausführungen zu beschränken ist.

Claims

1. Eine härtbare Bindemittelzusammensetzung, die folgendes umfaßt:

(a) 10 bis 90 Gewichtsanteile eines härtbaren, sulfonierten, hydroxy-funktionalen Polyurethanpolymers, welches folgendes umfaßt:

(i) eine erste Mehrzahl von SO&sub3;M Gruppen, die Seitengruppen der Polyurethanpolymer-Hauptkette darstellen, wobei das Polyurethanpolymer eine SO&sub3;M Äquivalentmasse von 2.000 bis 100.000 aufweist, und wobei M aus der Gruppe ausgewählt wird, die H&spplus;, Li&spplus;, Na&spplus;, K&spplus; und NR&sub4;&spplus; umfaßt, wobei R H&spplus; darstellen kann oder eine Alkylgruppe, sowie Mischungen daraus; und

(ii) eine erste Mehrzahl von vernetzbaren Hydroxylgruppen, wobei das Polyurethanpolymer eine Hydroxyl- Äquivalentmasse von 500 bis 10.000 aufweist, und wobei wenigstens eine Mehrzahl der Hydroxylgruppen Seitengruppen der Polyurethanpolymer-Hauptkette an lokal hydrophoben Stellen darstellen; und

(b) 10 bis 90 Gewichtsanteile eines härtbaren, sulfonierten, hydroxy-funktionalen Vlnylchloridcopolymers, welches folgendes umfaßt:

(i) eine zweite Mehrzahl von SO&sub3;M Gruppen, die Seitengruppen der Vinylchloridcopolymer-Hauptkette darstellen, wobei das Vinylchloridcopolymer SO&sub3;M Äquivalentmasse von 2.000 bis 100.000 aufweist, und wobei M aus der Gruppe ausgewählt wird, die H&spplus;, Li&spplus;, Na&spplus;, K&spplus; und NR&sub4;+ umfaßt wobei R H&spplus; darstellen kann oder eine Alkylgruppe, Sowie Mischungen daraus; und

(ii) eine zweite Mehrzahl von vernetzbaren Hydroxylgruppen, wobei das Vinylchloridcopolymer eine Hydroxyl- Äquivalentmasse von 500 bis 10.000 aufweist,

2. Härtbare Bindemittelzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner eine Mehrzahl von Epoxygruppen aufweist, die Seitengruppen der Vinylchloridcopolymer-Hauptkette darstellen, wobei das Vinylchloridcopolymer eine Epoxid-Äquivalentmasse von 500 bis 30.000 aufweist.

3,. Dispersion zur Verwendung bei magnetischen Aufzeichnungsträgern, folgendes umfassend:

(a) eine Bindemittelzusammensetzung, die folgendes umfaßt:

(i) 10 bis 90 Gewichtsanteile eines härtbaren, sulfonierten, hydroxy-funktionalen Polyurethanpolymers, welches folgendes umfaßt eine erste Mehrzahl von SO&sub3;M Gruppen, die Seitengruppen der Polyurethanpolymer-Hauptkette darstellen, wobei das Polyurethanpolymer eine SO&sub3;M Äquivalentmasse von 2.000 bis 100.000 aufweist, und wobei M aus der Gruppe ausgewählt wird, die H&spplus;, Li&spplus;, Na&spplus;, K&spplus; und NR&sub4;&spplus; umfaßt, wobei R H&spplus; darstellen kann oder eine Alkylgruppe, sowie Mischungen daraus; und eine erste Mehrzahl von vernetzbaren Hydroxylgruppen, wobei das Polyurethanpolymer eine Hydroxyl-Äquivalentmasse von 500 bis 10.000 aufweist und wobei wenigstens eine Mehrzahl der Hydroxylgruppen Seitengrupppen der Polyurethanpolymer-Hauptkette an lokal hydrophoben Stellen darstellen;

(ii) 10 bis 90 Gewichtsanteile eines härtbaren, sulfonierten, hydroxy-funktionalen Vinylchloridcopolymers, welches lolgendes umfaßt eine zweite Mehrzahl von SO&sub3;M Gruppen, die Seitengruppen der Vinylchloridcopolymer-Hauptkette darstellen, wobei das Vinylchloridcopolymer eine SO&sub3;M Äquivalentmasse von 2.000 bis 100.000 aufweist, und wobei M aus der Gruppe ausgewählt wird, die H&spplus;, Li&spplus;, Na&spplus;, K&spplus; und NR&sub4;&spplus; umfaßt, wobei R H&spplus; darstellen kann oder eine Alkylgruppe sowie Mischungen daraus; und eine zweite Mehrzahl von vernetzbaren Hydroxylgruppen, wobei das Vinylchloridcopolymer eine Hydroxyl- Äquivalentmasse von 500 bis 10.000 aufweist; und

(b) ein in der genannten Bindemittelzusammensetzung dispergiertes Pigment.

4. Dispersion nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Pigment um ein magnetisierbares Pigment handelt.

5. Dispersion nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner ein Mehrzahl von Epoxygruppen aufweist, die Seitengruppen der Vinylchloridcopolymer-Hauptkette darstellen, wobei das Vinylchloridcopolymer eine Epoxid-Äquivalentmasse von 500 bis 30.000 aufweist.

6. Zusammensetzung für eine magnetische Aufzeichnung, folgendes umfassend:

(a) ein Substrat mit einer Vorderseite und einer Rückseite;

(b) eine erste gehärtete Beschichtung auf der Vorderseite des Substrats, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte erste gehärtete Beschichtung folgendes umfaßt:

(i) 10 bis 90 Gewichtsanteile eines härtbaren, sulfonierten, hydroxy-funktionalen Polyurethanpolymers, welches folgendes umfaßt eine erste Mehrzahl von SO&sub3;M Gruppen, die Seitengruppen der Polyurethanpolymer-Hauptkette darstellen, wobei das Polyurethanpolymer eine SO&sub3;M Äquivalentmasse von 2.000 bis 100.000 aufweist, und wobei M aus der Gruppe ausgewählt wird, die H&spplus;, Li&spplus;, Na&spplus;, K&spplus; und NR&sub4;&spplus; umfaßt, wobei R H&spplus; darstellen kann oder eine Alkylgruppe sowie Mischungen daraus; und eine erste Mehrzahl von vernetzbaren Hydroxylgruppen, wobei das Polyurethanpolymer eine Hydroxyl-Äquivalentmasse von 500 bis 10.000 aufweist, und wobei wenigstens eine Mehrzahl der Hydroxylgruppen Seitengruppen der Polyurethanpolymer-Hauptkette an lokal hydrophoben Stellen darstellen; und

(ii) 10 bis 90 Gewichtsanteile eines härtbaren, sulfonierten, hydroxy-funktionalen Vinylchloridcopolymers, welches folgendes umfaßt eine zweite Mehrzahl von SO&sub3;M Gruppen, die Seitengruppen der Vinylchloridcopolymer-Hauptkette darstellen, wobei das Vinylchloridcopolymer eine SO&sub3;M Äquivalentmasse von 2.000 bis 100.000 aufweist, und wobei M aus der Gruppe ausgewählt wird, die H&spplus;, Li&spplus;, Na&spplus;, K&spplus; und NR&sub4;&spplus; umfaßt, wobei R H&spplus; darstellen kann oder eine Alkylgruppe sowie Mischungen daraus; und eine zweite Mehrzahl von vernetzbaren Hydroxylgruppen, wobei das Vinylchloridcopolymer eine Hydroxyl- Äquivalentmasse von 500 bis 10.000 aufweist; und

(c) ein magnetisierbares Pigment, das in der genannten ersten vulkanisierten Beschichtung dispergiert ist.

. Zusammensetzung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner ein Mehrzahl von Epoxygruppen aufweist, die Seitengruppen der Vinylchloridcopolymer-Hauptkette darstellen, wobei das Vinylchloridcopolymer eine Epoxid- Äquivalentmasse von 500 bis 30.000 aufweist.

8. Zusammensetzung nach Anspruch 6, ferner dadurch gekennzeichnet, daß sie eine zweite gehärtete Beschichtung auf der Rückseite des Substrats aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte zweite gehärtete Beschichtung folgendes umfaßt:

(a) 10 bis 90 Gewichtsanteile eines härtbaren, sulfonierten, hydroxy-funktionalen Polyurethanpolymers, welches folgendes imfift eine erste Mehrzahl von SO&sub3;M Gruppen, die Seitengruppen der Polyurethanpolymer-Hauptkette darstellen, wobei das Polyurethanpolymer eine SO&sub3;M Äquivalentmasse von 2.000 bis 100.000 aufweist, und wobei M aus der Gruppe ausgewählt wird, die H&spplus;, Li&spplus;, Na&spplus;, K&spplus; und NR&sub4;&spplus; umfaßt, wobei R H&spplus; darstellen kann oder eine Alkylgruppe sowie Mischungen daraus; und eine erste Mehrzahl von vernetzbaren Hydroxylgruppen, wobei das Polyurethanpolymer eine Hydroxyl-Äquivalentmasse von 500 bis 10.000 aufweist, und wobei wenigstens eine Mehrzahl der Hydroxylgruppen Seitengrupppen der Polyurethanpolymer-Hauptkette an lokal hydrophoben Stellen darstellen; und

(b) 10 bis 90 Gewichtsanteile eines härtbaren, sulfonierten, hydroxy-funktionalen Vinylchloridcopolymers, welches folgendes umfaßt eine zweite Mehrzahl von SO&sub3;M Gruppen, die Seitengruppen der Vinylchloridcopolymer-Hauptkette darstellen, wobei das Vinylchloridcopolymer eine SO&sub3;M Äquivalentmasse von 2.000 bis 100.000 aufweist und wobei M aus der Gruppe ausgewählt wird, die H&spplus;, Li&spplus;, Na&spplus;, K&spplus; und NR&sub4;&spplus; umfaßt, wobei R H&spplus; darstellen kann oder eine Alkylgruppe sowie Mischungen daraus; und eine zweite Mehrzahl von vernetzbaren Hydroxylgruppen, wobei das Vinylchloridcopolymer eine Hydroxyl-Äquivalentmasse von 500 bis 10.000 aufweist.

9. Zusammensetzung nach Anspruch 8, ferner dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Pigment umfaßt, das in der genannten zweiten gehärteten Beschichtung dispergiert ist.