DE69100504T2

DE69100504T2 - Magnetische dispersion.

Info

Publication number: DE69100504T2
Application number: DE91904038T
Authority: DE
Inventors: John Bishop; Robert James; Diane Kestner
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1990-02-01
Filing date: 1991-01-30
Publication date: 1994-05-11
Anticipated expiration: 2011-01-31
Also published as: EP0466899B1; DE69100504D1; CA2046885A1; JPH04504636A; EP0466899A1; US4990276A; WO1991011816A1

Description

1. Gebiet, auf dem die Erfindung liegt

Diese Erfindung betrifft eine neue Dispersion magnetischer Teilchen und insbesondere eine Dispersion magnetischer Teilchen, die sich zur Verwendung bei der Herstellung photographischer Elemente mit einer transparenten magnetischen Aufzeichnungsschicht eignet.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Photographische Elemente mit transparenten magnetischen Aufzeichnungsschichten werden in der U.S.-Patentschrift 3,782,947 von Krall und in der U.S.-Patentschrift 4,279,945 von Audran und anderen beschrieben. Diese Patentschriften lehren, daß Dispersionen von magnetischen Teilchen hergestellt werden durch Vermahlen oder eine anderweitige Dispergierung von magnetischen Teilchen in einer Zusammensetzung mit einem transparenten Bindemittel für die Teilchen und einem Lösungsmittel für das Bindemittel. Nach der U.S.-Patentschrift 4,279,945 kann das Dispersionsmedium transparente Zusätze enthalten, z. B. Weichmacher oder Gleitmittel. Problematisch bei derartigen Dispersionen ist, daß die Magnetteilchen eine Tendenz zum Agglomerieren haben und Klumpen von nicht gleichförmiger Größe bilden. Derartige Agglomerationen von Teilchen führen zu einer Lichtstreuung und erhöhen die optische Dichte der magnetischen Aufzeichnungsschicht, wodurch diese zur Verwendung in photographischen Elementen ungeeignet wird.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es wurde nunmehr gefunden, daß magnetische Dispersionen mit Dialkylesternder Phthalsäure als Dispersionsmedium besonders geeignet zur Herstellung transparenter magnetischer Aufzeichnungsschichten sind, die frei von nicht-akzeptablen Agglomerationen magnetischer Teilchen und frei von einer Lichtstreuung sind.
Ganz speziell wird erfindungsgemäß eine Dispersion bereitgestellt, die im wesentlichen besteht aus magnetischen Teilchen, einem Dialkylester der Phthalsäure und gegebenenfalls einem Dispergiermittel.
Es ist ein vorteilhaftes Merkmal dieser Erfindung, daß die oben beschriebene Dispersion sich besonders eignet als Vorläufer für eine Zusammensetzung, die sich zum Vergießen auf einen Cellulosesäureester-Filmträger eignet, unter Erzeugung einer transparenten magnetischen Aufzeichnungsschicht zur Verwendung in photographischen Elementen.
Ein anderes vorteilhaftes Merkmal dieser Erfindung besteht darin, daß die oben beschriebene Dispersion zur Herstellung von transparenten magnetischen Aufzeichnungsschichten geeignet ist, die frei von nicht-akzeptierbaren Agglomerationen magnetischer Teilchen sind und frei von einer Lichtstreuung.
Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal dieser Erfindung besteht darin, daß die photographischen Kopien, die aus derartigen Elementen mit derartigen magnetischen Aufzeichnungsschichten hergestellt werden können, praktisch keine Erhöhung der Körnigkeit zeigen, die auf die magnetische Aufzeichnungsschicht zurückzuführen ist.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFUHRUNGSFORMEN

Die folgende Beschreibung betrifft die Verwendung einer magnetischen Dispersion mit einem Dialkylester der Phthalsäure zur Herstellung eines photographischen Elementes mit einer transparenten magnetischen Aufzeichnungsschicht. Zusätzlich wird angenommen, daß andere transparente Plastifizierungsmittel, wie z. B. Tricresylphosphat als Dispergiermedien geeignet sind, und daß die Dispersion sich auch für andere Anwendungsfälle eignet, in denen transparente magnetische Aufzeichnungsschichten Anwendung finden.
Die Dispersion dieser Erfindung enthält ein Dispersionsmedium. Das Dispersionsmedium ist ein Dialkylester der Phthalsäure, wobei der Alkylanteil des Esters 1 bis etwa 12, vorzugsweise 4 bis 8 Kohlenstoffatome aufweisen kann. Zu Beispielen von geeigneten Estern gehören Dimethylphthalat, Diethylphthalat, Dipropylphthalat, Dibutylphthalat, Di-2-ethylhexylphthalat, Dioctylphthalat und dergleichen. Die Dialkylester der Phthalsäure lassen sich leicht herstellen und sind vorteilhaft im Vergleich zu anderen Estern der Phthalsäure, wie z. B. Dimethoxyethylphthalat, das unter Verwendung von gefährlichen Lösungsmitteln, wie z. B. Methylcellosolve hergestellt worden ist. Das Dispersionsmedium kann in der Dispersion während des Mahlprozesses in einer Menge von etwa 40 - 70 Gew.-%, vorzugsweise in einer Menge von 50 - 65 Gew.-% vorliegen. Sämtliche hier angegebenen Prozentsätze beziehen sich, soweit nicht anders angegeben ist, auf Gew.-% , bezogen auf das Gesamtgewicht der Dispersion.
Die Dispersion gemäß dieser Erfindung enthält magnetische Teilchen, bei denen es sich vorzugsweise um aciculare oder nadelartige magnetische Teilchen handelt. Die mittlere Länge dieser Teilchen längs ihrer Hauptachse ist vorzugsweise kleiner als etwa 0,3 und vorzugsweise kleiner als etwa 0,2 um. Die Teilchen weisen vorzugsweise ein Axialverhältnis, das heißt ein Verhältnis der Länge zur Durchmesserdicke von bis zu etwa 5 oder 6 zu 1 auf. Bevorzugte Teilchen haben eine spezifische Oberfläche oder einen spezifischen Oberflächenbereich von mindestens 30 m²/g, vorzugsweise von mindestens 40 m²/g. Zu typischen acicularen Teilchen dieses Typs gehören beispielsweise Teilchen von magnetischen Ferro- und Ferrieisenoxiden, wie z. B. γ-Ferrioxid, komplexe Oxide des Eisens und Cobalts, verschiedene Ferrite und metallische Eisenpigmente. Alternativ können kleine tafelförmige Teilchen, z. B. aus Bariumferriten und dergleichen verwendet werden. Die Teilchen können mit einem oder mehreren Ionen eines polyvalenten Metalles, wie z. B. Titan, Zinn, Cobalt, Nickel, Zink, Mangan, Chrom oder dergleichen dotiert sein, wie es allgemein bekannt ist. Ein bevorzugtes Teilchen besteht aus Co oberflächen-behandeltem γ-Fe&sub2;O&sub3; mit einer spezifischen Oberfläche oder einem spezifischen Oberflächenbereich von größer als 40 m²/g. Teilchen dieses Typs sind im Handel erhältlich und lassen sich erhalten von der Firma Toda Kogyo Corporation unter den Handelsbezeichnungen CSF 4085V2, CSF 4565V, CSF 4585V und CND 865V und sind im technischen Maßstab erhältlich von der Firma Pfizer Pigments Inc. unter den Handelsbezeichnungen RPX-4392, RPX-5003, RPX-5026 und RPX-5012. Für eine gute magnetische Aufzeichnung weisen die magnetischen Teilchen vorzugsweise eine Koerzitiv-Kraft über etwa 500 Oe auf und eine Sättigungs-Magnetisierung von über 70 emu/g.
Die magnetischen Teilchen können in der Dispersion in einer Menge von etwa 25 bis 75 Gew.-% vorliegen. Im Falle besonders bevorzugter Ausführungsformen liegen die magnetischen Teilchen in einer Menge von 30 bis 50 Gew.-% vor.
Ein Dispergiermittel, gelegentlich auch als Netzmittel bezeichnet oder als oberflächenaktives Mittel, kann in der Dispersion vorliegen, um die Dispergierung der magnetischen Teilchen zu erleichtern und/oder um die Teilchen mit dem Dispergiermedium zu benetzen. Diese Maßnahme unterstützt weiterhin die Minimierung einer Agglomeration dei magnetischen Teilchen. Das Dispergiermittel kann in der Dispersion in einer Menge von bis zu etwa 10 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 5 Gew.-% vorliegen. Es wurde festgestellt, daß bevorzugte Mengen an Dispergiermittel bei etwa 1,0 bis 1,2 Gew.-% pro 10 m²/g pro Oberflächenbereich der vorhandenen magnetischen Teilchen liegen. Zu geeigneten Dispergiermitteln gehören ein Fettsäureamin und im Handel erhältliche Netzmittel, wie z. B. Witco Emcol CC59, bei dem es sich um ein quaternäres Amin handelt, erhältlich von der Firma Witco Chemical Corp., Gafac PE 510, Gafac RE 610, Gafac RE 960 und Gafac LO 529, bei denen es sich um Phosphorsäureester handelt, die von der Firma GAF Corp. erhältlich sind.
Die oben beschriebene Dispersion läßt sich nach Verfahren herstellen, die auf dem Gebiet der Dispergiertechnik bekannt sind. Die Dispersion läßt sich herstellen durch Verwendung einer Dispergiervorrichtung, z. B. einer Kugelmühle, einer Walzenmühle, einer Mühle mit einem mit hoher Geschwindigkeit umlaufenden Propeller oder Rührer, einein Attritor oder einer Sandmühle. Die bevorzugten Verfahren werden in den folgenden Beispielen veranschaulicht.
In der Praxis wird die oben beschriebene Dispersion vorzugsweise mit einem Bindemittel verdünnt, z. B. Celluloseacetat, und zwar in einem geeigneten Lösungsmittel, das vorzugsweise nicht-polar ist, wie beispielsweise Methylenchlorid, unter Erzeugung einer Zusammensetzung, die sich zum Vergießen eignet. Die zum Vergießen geeignete Zusammensetzung enthält ein oder mehrere Bindemittel. Das Bindemittel ist vorzugsweise transparent. Das bevorzugte Bindemittel ist ein Celluloseester auf Basis einer organischen Säure, wie beispielsweise Celluloseacetat. Zu anderen geeigneten Bindemitteln gehören Cellulosediacetat, Cellulosetriacetat, Celluloseacetatbutyrat, Cellulosenitrat und Celluloseacetatpropionat. Die zum Vergießen bestimmte Zusammensetzung kann ein oder mehrere geeignete Lösungsmittel enthalten, wie beispielsweise Aceton, Methylethylketon, Methylisobutylketon, Ethylacetat, Butylacetat, Cyclohexanon, Butylalkohol, Dimethylformamid und dergleichen wie auch Mischungen hiervon.
Die zum Vergießen geeignete Zusammensetzung kann ferner Plastifizierungsmittel oder Weichmacher enthalten, wie z. B. Tricresylphosphat, Gleitmittel, wie beispielsweise Carbonsäuremischester wie z. B. Ethylcetylphosphat, Abstreif-Hilfsmittel und dergleichen.
Alternativ kann die Dispersion mit jedem beliebigen geeigneten Bindemittel verdünnt werden, um eine Beschichtungsmasse zu erhalten, die auf einen beliebigen geeigneten Träger unter Erzeugung eines magnetischen Aufzeichnungselementes aufgetragen werden kann.
Ein weiterer Vorteil dieser Erfindung ist darin zu sehen, daß die Zeitspanne, die die Arbeitskräfte während der Herstellung und Handhabung des Materials der Einwirkung von organischen Dämpfen ausgesetzt werden, auf ein Minimum reduziert wird. Die oben beschriebenen Medien minimieren jede beliebige Veränderung in der Dispersionskonzentration bei der Handhabung und Aufbewahrung und tragen dazu bei, daß die Dispersion in der genauen Menge zu jedem Zeitpunkt der Verwendung zur Beschichtung verwendet werden kann.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung weiter veranschaulichen. BEISPIEL 1 Dispersions-Bestandteile Gew.-% g Magnetische Teilchen Toda CSF-4085V2 Dispergiermittel Gafac PE-510 (GAF Corp.) Dispersionsmedium Dibutylphthalat
Die oben angegebenen Bestandteile wurden in einem Gefäß mit einem temperatur-gesteuerten Mantel vermischt, wobei das Vermischen init einem Hochgeschwindigkeits-Dispergiergerät erfolgte, unter Verwendung eines in geeigneter Weise angepaßten Dispergierblattes vom Typ Cowles mit einer tangentialen Blattgeschwindigkeit von 1219,2 Metern (4000 feet) pro Minute über einen Zeitraum von 120 Minuten. Der Blatt-Durchmesser wurde derart ausgewählt, daß er etwa 1/3 des Durchmessers des Mischgefäßes entsprach. Das Blatt wurde derart in dem Mischgefäß angeordnet, daß es sich etwa 1 Blatt-Durchmesser vom Boden des Gefäßes befand. Die Wassermanteltemperatur wurde bei 25ºC gehalten. Nachdem eine konsistente Dispersion erhalten worden war, die frei von übermäßig großen Teilchenaggregaten war, wurde die Dispersion in einer Sandmühle, einer Mühle mit horizontalem Medium vom sogenannten peg-Typ weiter verarbeitet. Das Mahlmedium bestand aus Zirkoniumsilikat-Kügelchen einer Größe von 1 Millimeter. Das Volumen der Mahlkammer lag bei 2,48 Liter, und es wurden 2,1 Liter Mahlmedium in die Mahlzone eingegeben. Die Schaft-Geschwindigkeit wurde auf eine tangentiale Geschwindigkeit von 548,64 Metern (1800 feet) pro Minute eingestellt. Die Mahlkammer war mit einem Wassermantel umgeben, mit einer eingestellten Wassertemperatur von 10ºC, um die Produkttemperatur zu überwachen. Die Vormischung wurde achtmal durch die Mahlkammer gepumpt, so daß die gesamte Verweilzeit der Vormischung in der Kammerzone 25 bis 30 Minuten betrug. Auf diese Weise hergestellte Dispersionen wiesen eine ausgezeichnete kolloidale Stabilität beim Altern auf und trugen nicht zur Bildkörnigkeit von Filmen bei, die mit niedrigen Konzentrationen dieser Teilchen beschichtet worden waren. BEISPIEL 2 Dispersions-Bestandteile Magnetische Teilchen oberflächenbehandeltes Co-γ-Fe&sub2;O&sub3; (Ca40 m²/g) Dispergiermittel GAFAC PE-510 Dispergiermedium Dibutylphthalat
Die oben angegebenen Bestandteile wurden in einer kleinen 250 cm³ Medium fassenden Mühle unter kontinuierlicher Rezirkulation der Dispersion durch ein Reservoir einer Kapazität von 2 Litern vermahlen, und zwar unter Verwendung von Stahlkügelchen als Mahlmedium, wobei die Mahldauer 6 Stunden betrug.
Eine ähnliche Dispersion kann mit Cellulosetriacetat-Lösung verdünnt werden zu einer Zusammensetzung mit den folgenden Bestandteilen unter Verwendung eines Mischers von hoher Scherkraft für das Verdünnungsverfahren. Gieß-Zusammensetzung Bestandteile Gew.-% Methylenchlorid Methanol Butanol Cellulosetriacetat Dibutylphthalat GAFAC PE-510 Co-γ-Fe&sub2;O&sub3;
Diese Dispersion wurde auf einen Celluloseacetatträger aufgetragen, derart, daß die Pigmentbelegung 2 mg/1000 cm² bis 10 mg/1000 cm² betrug, unter Erzeugung einer dünnen (etwa 1 um) Schicht von Celluloseacetat mit gleichförmig dispergierten magnetischen Teilchen. Bei diesen Pigmentkonzentrationen lassen sich kodierte Informationen aufzeichnen und von den magnetischen Schichten unter Verwendung von geeigneten Aufnahme-/ Wiedergabeköpfen ablesen.
Zusätzlich zu den magnetischen Pigmenten können verschiedene Farbstoffe, einschließlich purpurrote und blaue Farbstoffe, in die Pigmentschicht eingearbeitet werden, unter Erzeugung von Filmen neutraler Dichte zum Zwecke der Herstellung von Umkehrfilmen (Color Slides).
Ein weiterer Vorteil des magnetischen Pigmentes besteht in der Verminderung der Lichtleitung von den exponierten Enden, Seiten oder Perforationen im Film.

Claims

1. Dispersion, bestehend im wesentlichen aus magnetischen Teilchen, einem Dialkylester der Phthalsäure sowie einem Dispergiermittel.

2. Dispersion nach Anspruch 1, in der der Alkylteil des Dialkylesters 4 bis 8 Kohlenstoffatome aufweist.

3. Dispersion nach Anspruch 1, in der der Ester Dibutylphthalat ist.

4. Dispersion nach Anspruch 1, in der der Ester in einer Menge von 25 bis 75 Gew.-% vorliegt.

5. Dispersion nach Anspruch 1, in der die magnetischen Teilchen aus g-Fe&sub2;O&sub3;-Teilchen bestehen, deren Oberfläche eine Cobaltbehandlung aufweist.

6. Dispersion nach Anspruch 5, in der die magnetischen Teilchen eine durchschnittliche Länge von weniger als etwa 0,3um aufweisen.

7. Dispersion nach Anspruch 1, in der das Dispergiermittel in einer Menge von bis zu 10 Gew.-% vorliegt.

8. Dispersion nach Anspruch 7, in der das Dispergiermittel ein Phosphorsäureester ist.

9. Dispersion bestehend im wesentlichen aus magnetischen Teilchen und einem Dialkylester der Phthalsäure.