JP3301500B2 - Thermoplastic polyurethane - Google Patents
Thermoplastic polyurethaneInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ブロッキング性がなく
溶剤溶解性,塩ビ相溶性にすぐれ、且つ微粒子の分散性
及び電磁変換特性等に優れた磁気記録媒体用結合剤等に
有用な熱可塑性ポリウレタンに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thermoplastic useful as a binder for a magnetic recording medium, which has no blocking property, is excellent in solvent solubility and PVC compatibility, and has excellent fine particle dispersibility and electromagnetic conversion characteristics. Regarding polyurethane.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の磁気記録媒体用結合剤としては、
セルロース樹脂,ポリ塩化ビニル樹脂,塩化ビニル−酢
酸ビニル樹脂、スチレン−ブタジエン樹脂,ポリメタア
クリル酸樹脂,塩化ビニリデン−メタアクリル酸樹脂,
ポリウレタン樹脂,エポキシ樹脂,ポリエステル樹脂等
が使用されてきた。しかしながら上記の結合剤を用いた
場合、コンピューター用データーテープ,ビデオテープ
等のような高性能を要求される用途においては満足する
性能は得られていない。2. Description of the Related Art Conventional binders for magnetic recording media include:
Cellulose resin, polyvinyl chloride resin, vinyl chloride-vinyl acetate resin, styrene-butadiene resin, polymethacrylate resin, vinylidene chloride-methacrylate resin,
Polyurethane resins, epoxy resins, polyester resins and the like have been used. However, when the above binder is used, satisfactory performance has not been obtained in applications requiring high performance such as data tapes for computers and video tapes.
【0003】特に近年、高機能性,高信頼性の磁気記録
媒体が要望されている。例えば、ビデオテープにおいて
はハイグレード化が加速しており、鮮明な音,画像を記
録再生するため高記録密度が可能な磁気記録媒体が要望
されている。In particular, in recent years, a magnetic recording medium having high functionality and high reliability has been demanded. For example, high grade video tapes are being accelerated, and a magnetic recording medium capable of high recording density for recording and reproducing clear sound and images is demanded.
【0004】高密度化の対策として、磁性粉の微粒子
化,高磁力化が図られるとともに、磁性層中における磁
性粉の充填密度を増大させる傾向が強くなってきてい
る。ところが前述のような磁性粉の微粒子化による比表
面積の増大や高磁力化による凝集力の増大に伴い,前述
のような従来の結合剤では,磁性粉の分散力が十分でな
く、その分散機能をリン酸化合物等の分散剤に委ねられ
ていたが、結合剤に分散剤を配合した系では、長期使用
の場合にブレードの発生等、磁性層の耐久性に悪影響が
現れる。[0004] As measures against the increase in density, magnetic powder has been made finer and higher in magnetic force, and the packing density of the magnetic powder in the magnetic layer has tended to increase. However, with the increase in the specific surface area due to the micronization of the magnetic powder and the increase in the cohesive force due to the high magnetic force, the dispersing power of the magnetic powder is not sufficient with the conventional binder as described above, and the dispersion function Has been entrusted to a dispersant such as a phosphoric acid compound. However, in a system in which a dispersant is blended with a binder, the durability of the magnetic layer such as generation of a blade in a long-term use appears.
【0005】上述した問題点を解決するために、結合剤
にスルホン酸金属塩基,ヒドロキシ金属塩基,カルボン
酸金属塩基,リン酸基等の親水性置換基を導入し、磁性
粉との親和性を向上させた高い分散機能を有する結合剤
が提案されている。(特公昭58−41565号公報,
特開昭57−92422公報,同59−30235号公
報,同59−154633号公報,同60−15473
号公報,同60−20315号公報,同62−1110
号公報等)これらのうち、スルホン酸金属塩基を含有す
る結合剤が最も磁性粉の分散性に優れており、有望であ
る。[0005] In order to solve the above-mentioned problems, a hydrophilic substituent such as a sulfonic acid metal base, a hydroxy metal base, a carboxylic acid metal base, or a phosphate group is introduced into the binder to improve the affinity with the magnetic powder. Binders with improved high dispersing function have been proposed. (Japanese Patent Publication No. 58-41565,
JP-A-57-92422, JP-A-59-30235, JP-A-59-154633, and JP-A-60-15473.
Gazette, JP-A-60-20315, and JP-A-62-1110
Among these, a binder containing a metal sulfonate group is most promising because it has the best magnetic powder dispersibility.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
スルホン酸金属塩基を含有する結合剤は高価であり、ま
た一般的には公知の有機溶剤を反応媒体とした溶液重合
によって製造される。そのためその製品形状は液体状
(ワニス状)であり、有効成分である固形分は製品の一
部にすぎない。従って以下のような問題が挙げられる。 製品の輸送の場合、輸送コストが高くなる 可然性の有機溶剤を共存した形で輸送するため安全性
に欠ける 溶液重合に用いた反応溶媒が磁性塗料の溶剤となるた
め、磁気記録媒体製造時の溶剤回収装置に適応した溶剤
を反応溶媒に使用しなければならず、個々の装置ごとに
溶媒を変更して結合剤を製造することは困難である。However, the above-mentioned binder containing a metal salt of sulfonic acid is expensive, and is generally produced by solution polymerization using a known organic solvent as a reaction medium. Therefore, the product shape is liquid (varnish-like), and the solid content as an active ingredient is only a part of the product. Therefore, there are the following problems. When transporting products, transportation costs increase.Possible organic solvent is transported in the form of coexistence.Insecure.Reaction solvent used for solution polymerization is a solvent for magnetic paint. Therefore, it is difficult to produce a binder by changing the solvent for each individual apparatus.
【0007】このような理由から各種の溶剤に可溶であ
り、さらにその溶剤系で各種塩化ビニル系樹脂にたいす
る溶解性(塩ビ相溶性)に優れ,且つ,磁性粉の分散性
及び電磁変換特性に優れた固形状の結合剤が望まれてい
た。またこのような固形状の磁気記録媒体用結合剤を溶
融重合又は塊状重合にて製造する場合における良好なカ
ッティング性及びカッティング後レジンを後重合する過
程での非ブロッキング性が必要であった。しかしなが
ら、ブロッキング性のない固形状の結合剤は溶剤溶解
性,塩ビ相溶性が劣る傾向にある。逆に溶剤溶解性,塩
ビ相溶性に優れたものは、レジン相互のブロッキング性
が顕著となり製品の形状を維持することが大変困難であ
った。即ちブロッキング性と溶剤溶解性及び塩ビ相溶性
は二律背反の関係にあり、スルホン酸金属塩基を有する
熱可塑性ポリウレタンにおいて,これらの特性を共に満
足しさらに磁性粉の分散性及び電磁変換に優れたものは
得られていなかった。[0007] For these reasons, it is soluble in various solvents, is excellent in solubility in various vinyl chloride resins (PVC compatibility) in the solvent system, and has good dispersibility and electromagnetic conversion characteristics of magnetic powder. An excellent solid binder has been desired. In addition, when such a solid binder for a magnetic recording medium is produced by melt polymerization or bulk polymerization, good cutting properties and non-blocking properties in the process of post-polymerizing the resin after cutting are required. However, a solid binder having no blocking property tends to have poor solvent solubility and PVC compatibility. Conversely, those having excellent solvent solubility and PVC compatibility had remarkable blocking properties between resins, and it was very difficult to maintain the shape of the product. That is, the blocking property, the solvent solubility, and the PVC compatibility have a trade-off relationship, and a thermoplastic polyurethane having a metal sulfonate group that satisfies both of these properties and is excellent in dispersibility and electromagnetic conversion of magnetic powder. Had not been obtained.
【0008】本発明者らは,結合剤組成を鋭意検討した
結果、ブロッキング性,溶剤溶解性及び塩ビ相溶性に優
れ且つ磁性粉の分散性及び磁気変換特性に優れた熱可塑
性ポリウレタンが得られることを見出し,本発明に至っ
た。The inventors of the present invention have conducted intensive studies on the binder composition and have found that a thermoplastic polyurethane having excellent blocking properties, solvent solubility and PVC compatibility, and excellent magnetic powder dispersibility and magnetic conversion properties can be obtained. And found the present invention.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】即ち本発明はスルホン酸
金属塩基濃度及びウレタン基濃度が、それぞれポリマー
当たり10〜1000当量/106g,2700〜390
0当量/106gである熱可塑性ポリウレタンであって、
(1) 炭素数2〜12の少なくとも1種の脂肪族カルボン
酸及びスルホン酸金属塩基含有カルボン酸を少なくとも
含む酸成分と炭素数2〜20の少なくとも一種のグリコ
ールからなるグリコール成分とからの分子量が500〜
1200であるポリエステルポリオールと(2) 少なくと
も一種の脂肪族系又は芳香族系ジイソシアネート及び
(3) 炭素数2〜20の少なくとも一種のグリコールを反
応させて得られることを特徴とする熱可塑性ポリウレタ
ンである。That is, according to the present invention, the sulfonic acid metal base concentration and the urethane group concentration are 10 to 1000 equivalent / 10 6 g, 2700 to 390, respectively, per polymer.
A thermoplastic polyurethane having 0 equivalent / 10 6 g,
(1) a molecular weight of an acid component containing at least one aliphatic carboxylic acid having 2 to 12 carbon atoms and a sulfonic acid metal base-containing carboxylic acid and a glycol component consisting of at least one glycol having 2 to 20 carbon atoms; 500 ~
A polyester polyol which is 1200 and (2) at least one aliphatic or aromatic diisocyanate;
(3) A thermoplastic polyurethane obtained by reacting at least one glycol having 2 to 20 carbon atoms.
【0010】本発明における熱可塑性ポリウレタン(樹
脂)はスルホン酸金属塩基濃度及びウレタン基濃度がそ
れぞれポリマー当たり10〜1000当量/106g,2
700〜3900当量/106g有するものであり、且つ
分子量が500〜1200であるポリエステルポリオー
ル及び適当な鎖延長剤を用いれば、重合物のカッティン
グ工程,カッティング後のレジンの後重合の工程におい
てブロッキング性は抑制され、良好なレジンを得ること
ができる。さらに上記条件によって得られたレジンは溶
剤溶解性,塩ビ相溶性に優れ、且つ分散性,電磁変換特
性に優れた固形状の磁気記録媒体用結合剤になりうる。
また本発明における熱可塑性ポリウレタン樹脂はNCO
/OH比すなわちジイソシアネート成分のモル数/ポリ
エステルポリオール及び鎖延長剤の合計モル数を適宜変
化させて用いることが可能であり、例えば磁性層におけ
る機械的強度をもたせるための後架橋を考慮してNCO
/OH比は適宜用いてよい。一方、熱可塑性ポリウレタ
ン樹脂においてウレタン基濃度が2500未満のものを
用いた場合には,得られる熱可塑性ポリウレタン樹脂は
溶剤溶解性,塩ビ相溶性は良好であるもののブロッキン
グ性が著しくなり取り扱いが困難になる。またウレタン
基濃度が3900以上のものを用いた場合にはブロッキ
ング性はなくなるが、溶剤溶解性,塩ビ相溶性は著しく
低下する。またポリエステルポリオールの平均分子量が
500未満のものを用いた場合には、柔軟性がなくなり
実用的でない。また平均分子量が1200を越える場合
には、ハードセグメントの凝集が顕著になる(最悪の場
合はゲル化)又はソフトセグメントにおける結晶性が増
加し,溶剤溶解性及び塩ビ相溶性(二相分離又は白濁状
態)が低下し、磁性粉の分散性及び電磁変換特性に悪影
響をもたらし実用性に欠けたものになる。The thermoplastic polyurethane (resin) of the present invention has a metal sulfonate concentration and a urethane group concentration of 10 to 1000 equivalent / 10 6 g per polymer, respectively.
If a polyester polyol having a molecular weight of 700 to 3900 equivalents / 10 6 g and a molecular weight of 500 to 1200 and an appropriate chain extender are used, blocking in the polymer cutting step and the post-polymerization step of the resin after cutting is performed. The properties are suppressed and a good resin can be obtained. Further, the resin obtained under the above conditions can be a solid binder for a magnetic recording medium having excellent solvent solubility, PVC compatibility, and excellent dispersibility and electromagnetic conversion characteristics.
Further, the thermoplastic polyurethane resin in the present invention is NCO
/ OH ratio, that is, the number of moles of the diisocyanate component / the total number of moles of the polyester polyol and the chain extender can be appropriately changed. For example, NCO may be used in consideration of post-crosslinking for imparting mechanical strength to the magnetic layer.
The / OH ratio may be appropriately used. On the other hand, when a thermoplastic polyurethane resin having a urethane group concentration of less than 2500 is used, the obtained thermoplastic polyurethane resin has good solvent solubility and good PVC compatibility, but has remarkable blocking properties and is difficult to handle. Become. When a urethane group having a concentration of 3900 or more is used, the blocking property is lost, but the solvent solubility and the PVC compatibility are significantly reduced. When the polyester polyol having an average molecular weight of less than 500 is used, the flexibility is not practical. When the average molecular weight is more than 1200, aggregation of the hard segment becomes remarkable (in the worst case, gelation) or crystallinity in the soft segment increases, and the solvent solubility and PVC compatibility (two-phase separation or cloudiness) occur. State), which adversely affects the dispersibility of the magnetic powder and the electromagnetic conversion characteristics, resulting in lack of practicality.
【0011】本発明における熱可塑性ポリウレタン樹脂
は高分子ジオール,低分子ジオール及びポリイソシアネ
ートとの反応によって得られるものである。The thermoplastic polyurethane resin in the present invention is obtained by reacting with a high molecular diol, a low molecular diol and a polyisocyanate.
【0012】またスルホン酸金属塩基を含有する高分子
ジオールとしては,特にスルホン酸金属塩基を有するポ
リエステルポリオールが望ましい。スルホン酸金属塩基
を有するポリエステルポリオールはスルホン酸金属塩基
を有しないカルボン酸成分,スルホン酸金属塩基を有す
るカルボン酸成分からなる。As the polymer diol containing a metal sulfonate, a polyester polyol having a metal sulfonate is particularly desirable. The polyester polyol having a sulfonic acid metal base comprises a carboxylic acid component having no sulfonic acid metal base and a carboxylic acid component having a sulfonic acid metal base.
【0013】スルホン酸金属塩基を有しないカルボン酸
成分としては,コハク酸,グルタル酸,アジピン酸,ピ
メリン酸,スベリン酸,アゼライン酸,セバシン酸等の
脂肪族ジカルボン酸が挙げられる。Examples of the carboxylic acid component having no sulfonic acid metal base include aliphatic dicarboxylic acids such as succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid and sebacic acid.
【0014】スルホン酸金属塩基を含有するカルボン酸
としては、5−ナトリウムスルホイソフタル酸,5−カ
リウムスルホイソフタル酸,2−ナトリウムスルホイソ
フタル酸,2−カリウムスルホイソフタル酸等がある。
これらのスルホン酸金属塩基を含有するジカルボン酸成
分の共重合量は全カルボン酸成分に対して0.5モル%
以上,望ましくは1〜50モル%である。Examples of the carboxylic acid containing a sulfonic acid metal base include 5-sodium sulfoisophthalic acid, 5-potassium sulfoisophthalic acid, 2-sodium sulfoisophthalic acid, and 2-potassium sulfoisophthalic acid.
The copolymerization amount of the dicarboxylic acid component containing these sulfonic acid metal bases is 0.5 mol% based on the total carboxylic acid component.
As described above, the content is preferably 1 to 50 mol%.
【0015】高分子ジオールで用いられるグリコール成
分としては、エチレングリコール,プロピレングリコー
ル,1,3−プロパンジオール,2−メチル−1,3−
プロパンジオール,1,4−ブタンジオール,ネオペン
チルグリコール,1,5−ペンタンジオール,3−メチ
ル−1,5−ペンタンジオール,1,6−ヘキサンジオ
ール,ジエチレングリコール,ジプロピレングリコー
ル,2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオー
ル,1,4−シクロヘキサンジメタノール,トリメチル
−1,6−ヘキサンジオール,1,12−ドデカンジオ
ール等が用いられる。The glycol components used in the high molecular diol include ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, 2-methyl-1,3-
Propanediol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, 1,5-pentanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, diethylene glycol, dipropylene glycol, 2,2,4 -Trimethyl-1,3-pentanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, trimethyl-1,6-hexanediol, 1,12-dodecanediol and the like are used.
【0016】上記スルホン酸金属塩基を含有する高分子
ジオールは一種又は二種以上で使用しても良い。またス
ルホン酸金属塩基を有しない高分子ジオール,例えば通
常のポリエステルジオール,ポリエーテルジオール,ポ
リカーボネートジオール,ヒマシ油の誘導体,トール油
の誘導体,その他の含水酸基含有化合物と併用してもよ
い。The above-mentioned polymer diol containing a metal sulfonate group may be used alone or in combination of two or more. Further, it may be used in combination with a high molecular weight diol having no sulfonic acid metal base, for example, ordinary polyester diol, polyether diol, polycarbonate diol, a derivative of castor oil, a derivative of tall oil, or other compounds containing a hydroxyl group.
【0017】鎖延長剤として(3) は、エチレングリコー
ル,プロピレングリコール,1,3−プロパンジオー
ル,2−メチル−1,3−プロパンジオール,1,4−
ブタンジオール,ネオペンチルグリコール,1,5−ペ
ンタンジオール,3−メチル−1,5−ペンタンジオー
ル,1,6−ヘキサンジオール,ジエチレングリコー
ル,ジプロピレングリコール,2,2,4−トリメチル
−1,3−ペンタンジオール,1,4−シクロヘキサン
ジメタノール,トリメチル−1,6−ヘキサンジオー
ル,1,12−ドデカンジオール等が用いられる。(3) As a chain extender, ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, 1,4-
Butanediol, neopentyl glycol, 1,5-pentanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, diethylene glycol, dipropylene glycol, 2,2,4-trimethyl-1,3- Pentanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, trimethyl-1,6-hexanediol, 1,12-dodecanediol and the like are used.
【0018】本発明の熱可塑性ポリウレタン樹脂に使用
されるポリイソシアネート(2) としては、2,4−トリ
レンジイソシアネート,2,6−トリレンジイソシアネ
ート,p−フェニレンジイソシアネート,ジフェニルメ
タンジイソシアネート,テトラメチレンジイソシアネー
ト,3,3’−ジメトキシ−4,4’−ビフェニレンジ
イソシアネート,4,4’−ジイソシアネート−ジフェ
ニルエーテル,1,5−ナフタレンジイソシアネート,
p−キシレンジイソシアネート,m−キシレンジイソシ
アネート等の芳香族ジイソシアネート類、1,3−ジイ
ソシアネートメチルシクロヘキサン,1,4−ジイソシ
アネートメチルシクロヘキサン,4,4’−ジイソシア
ネートジシクロヘキサン,ジシクロヘキシルメタンジイ
ソシアネート,テトラメチレンジイソシアネート,ヘキ
サメチレンジイソシアネート等の脂肪族系ジイソシアネ
ート類等が挙げられるが,必要により2,2,4’−ト
リイソシアネート−ジフェニル,ベンゼントリイソシア
ネート等を少量使用することができる。The polyisocyanate (2) used in the thermoplastic polyurethane resin of the present invention includes 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, 3,3′-dimethoxy-4,4′-biphenylene diisocyanate, 4,4′-diisocyanate-diphenyl ether, 1,5-naphthalenediisocyanate,
aromatic diisocyanates such as p-xylene diisocyanate, m-xylene diisocyanate, 1,3-diisocyanatomethylcyclohexane, 1,4-diisocyanatomethylcyclohexane, 4,4′-diisocyanatedicyclohexane, dicyclohexylmethane diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene Examples thereof include aliphatic diisocyanates such as methylene diisocyanate, and a small amount of 2,2,4′-triisocyanate-diphenyl, benzene triisocyanate and the like can be used as needed.
【0019】本発明における熱可塑性ポリウレタンの製
造方法としては,公知の方法例えば全原料を急速混合
し、混合物をコンベアーベルト状で加熱,重合を行う塊
状重合、単軸あるいは多軸押出機により混練りしながら
重合する溶融重合法等を用いることができる。またこの
際の望ましい配合率はポリイソシアネートのNCO基/
高分子ジオールと低分子ジオールの全OH基=0.5〜
1.5,好ましくは0.9〜1.1である。In the present invention, the thermoplastic polyurethane may be produced by a known method, for example, by rapidly mixing all the raw materials, heating the mixture in a conveyor belt, and polymerizing the mixture, kneading with a single-screw or multi-screw extruder. For example, a melt polymerization method in which polymerization is carried out while being used can be used. In this case, the desirable compounding ratio is NCO group of polyisocyanate /
Total OH groups of high molecular diol and low molecular diol = 0.5 to
1.5, preferably 0.9 to 1.1.
【0020】また,本発明における熱可塑性ポリウレタ
ン樹脂の製造において、必要に応じて触媒を使用でき
る。一般的に使用される触媒としては例えば、トリエチ
ルアミン,トリエチレンジアミン等の含窒素化合物,ジ
ブチル錫ジラウレート,オクチル酸錫等の有機金属化合
物等が挙げられる。またこれら触媒は単独又は混合糸で
使用可能である。またその他の触媒も使用可能である。
また、本発明におけるポリウレタン樹脂はペレット状,
フレーク状,シート状等の形状で使用できるが,塗料製
造工程における溶剤への溶解性を考慮すると、樹脂の比
表面積が広く、溶解が容易なペレット状が望ましい。In the production of the thermoplastic polyurethane resin of the present invention, a catalyst can be used if necessary. Examples of commonly used catalysts include nitrogen-containing compounds such as triethylamine and triethylenediamine, and organic metal compounds such as dibutyltin dilaurate and tin octylate. These catalysts can be used alone or in a mixed yarn. Other catalysts can also be used.
Further, the polyurethane resin in the present invention has a pellet shape,
Although it can be used in the form of a flake, a sheet, or the like, in consideration of the solubility in a solvent in the paint production process, a pellet having a large specific surface area of the resin and being easily dissolved is desirable.
【0021】本発明における熱可塑性ポリウレタン樹脂
は必要に応じてジブチルフタレートトリフェニルホスフ
ェートのような可塑剤,ジオクチルスルホナトリウムサ
クシネート,t−ブチルフェノール−ポリエチレンエー
テル,エチルナフタレン−スルホン酸ソーダジラウリル
サクシネートステアリン酸亜鉛,大豆油レシチン,シリ
コーンオイル等の潤滑剤や種々の帯電防止剤,置換ベン
ズトリアゾール類等の紫外線吸収剤,フェノール誘導体
等の酸化防止剤,及びカルボジイミド類等の加水分解防
止剤等を添加することができる。The thermoplastic polyurethane resin in the present invention may be, if necessary, a plasticizer such as dibutyl phthalate triphenyl phosphate, dioctyl sulfo sodium succinate, t-butyl phenol-polyethylene ether, ethyl naphthalene-sodium dilauryl succinate stearin. Adds lubricants such as zinc acid, soybean oil lecithin, silicone oil, various antistatic agents, ultraviolet absorbers such as substituted benzotriazoles, antioxidants such as phenol derivatives, and hydrolysis inhibitors such as carbodiimides. can do.
【0022】本発明に関わる磁気記録媒体の結合剤とし
て、本発明の熱可塑性ポリウレタン樹脂とともに通常用
いられているウレタン樹脂や塩化ビニル樹脂,塩化ビニ
ル−酢酸ビニル共重合体,エチルセルロース,ニトロセ
ルロース等の繊維素系樹脂、ポリエステル樹脂,エポキ
シ樹脂,フェノキシ樹脂,アクリロニトリル−ブタンジ
エン共重合体,熱硬化性樹脂又は反応性樹脂及び不飽和
プレポリマー,例えばウレタンアクリルタイプ,リン酸
エステルアクリルタイプ,アリールタイプ等の電子線又
は紫外線硬化樹脂を併用することができる。As the binder for the magnetic recording medium according to the present invention, urethane resin, vinyl chloride resin, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, ethyl cellulose, nitrocellulose and the like which are usually used together with the thermoplastic polyurethane resin of the present invention. Cellulose resin, polyester resin, epoxy resin, phenoxy resin, acrylonitrile-butanediene copolymer, thermosetting resin or reactive resin and unsaturated prepolymer such as urethane acrylic type, phosphate acrylic type, aryl type, etc. An electron beam or ultraviolet curing resin can be used in combination.
【0023】本発明において使用される微粉末磁性粒子
としては、スピネル型構造を有するγ−Fe2 O3 ,C
o含有γ−Fe2 O3 等の酸化鉄磁性粉,CrO2 ,六
万晶系バリウムフェライト微粒子,及びFe,Co,N
i,強磁性Fe−Co−Ni系合金,Fe−Mn−Zn
合金等のFe,Co,Niを含有するメタル磁性粉,窒
化鉄等各種の強磁性粉を挙げることができる。The fine magnetic particles used in the present invention include γ-Fe 2 O 3 , C having a spinel structure.
o-containing iron oxide magnetic powder such as γ-Fe 2 O 3 , CrO 2 , fine particles of hexagonal barium ferrite, Fe, Co, N
i, ferromagnetic Fe-Co-Ni alloy, Fe-Mn-Zn
Examples include various magnetic powders such as metal magnetic powders containing Fe, Co, and Ni such as alloys and iron nitride.
【0024】本発明に関わる熱可塑性ポリウレタン樹脂
は、磁気記録媒体用結合剤以外に塗料,接着剤,シーリ
ング剤,防水剤,床剤,人口皮革,繊維処理剤,弾性繊
維,クッション剤,シート,ベルト,フィルム,ロー
ル,ギアー,ソリッドタイヤ,防振剤,チューブ,パッ
キング剤,靴底等に利用することができる。The thermoplastic polyurethane resin according to the present invention may be used in addition to binders for magnetic recording media, such as paints, adhesives, sealing agents, waterproofing agents, flooring agents, artificial leather, fiber treatment agents, elastic fibers, cushioning agents, sheets, It can be used for belts, films, rolls, gears, solid tires, vibration insulators, tubes, packing agents, shoe soles, and the like.
【0025】[0025]
【実施例】以下,実施例及び比較例によって本発明を具
体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限られるも
のではない。尚、実施例及び比較例における「部」は断
りのない限り「重量部」である。尚、熱可塑性ポリウレ
タン樹脂の還元粘度はフェノール/テトラクロロエタン
(6:4重量比)混合溶媒で30℃で測定を行った本発
明におけるウレタン基濃度(U:当量/106g)は、有
機ジイソシアネートとして4,4’−ジフェニルメタン
ジイソシアネート(以下MDIと略す)を用いたとき
は、次の式で表される。 U={(MDI仕込量/全原料仕込量)÷125}×1
06 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these Examples. In the examples and comparative examples, "parts" are "parts by weight" unless otherwise specified. The reduced viscosity of the thermoplastic polyurethane resin was measured at 30 ° C. with a phenol / tetrachloroethane (6: 4 weight ratio) mixed solvent, and the urethane group concentration (U: equivalent / 10 6 g) in the present invention was determined by using an organic diisocyanate. When 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (hereinafter abbreviated as MDI) is used, the following formula is used. U = {(MDI charged amount / total raw material charged amount)} 125} × 1
0 6
【0026】(1) スルホン酸金属塩基含有ポリエステル
ホリオールの合成 温度計,攪拌機,溜出用コンデンサーを具備した反応容
器中に、アジピン酸49700部,5−ナトリウムイソ
フタル酸2000部,1,4−ブタンジオール4410
0部,ネオペンチルグリコール21800部,テトラブ
チルチタネート4部を仕込み180℃〜220℃で5時
間エステル化反応を実施し、ついで反応系を30分かけ
て5mmHgまで減圧し、この間230℃まで昇温し
た。さらに、0,3mmHgで230℃で重縮合反応を
10分間行った。得られたポリエステルのOH価は10
2.6mgKOH/gで数平均分子量は1094であっ
た。NMR分析等から得られた組成はアジピン酸98.
5モル%,5−ナトリウムイソフタル酸1.5モル%,
1,4−ブタンジオール75モル%,ネオペンチルグリ
コール25モル%であった。同様の製造方法により、表
1に示したポリエステルポリオール(B)〜(E)を合
成した。(1) Synthesis of Polyester Holol Containing Sulfonate Metal Base In a reaction vessel equipped with a thermometer, a stirrer, and a condenser for distilling, 49700 parts of adipic acid, 2000 parts of 5-sodium isophthalic acid, 1,4- Butanediol 4410
0 part, 21800 parts of neopentyl glycol, and 4 parts of tetrabutyl titanate were charged, and the esterification reaction was carried out at 180 ° C. to 220 ° C. for 5 hours. did. Further, a polycondensation reaction was performed at 230 ° C. at 0.3 mmHg for 10 minutes. The OH value of the obtained polyester is 10
The number average molecular weight was 2.64 at 2.6 mgKOH / g. The composition obtained from NMR analysis and the like was adipic acid 98.
5 mol%, 1.5 mol% of 5-sodium isophthalic acid,
1,4-butanediol was 75 mol% and neopentyl glycol was 25 mol%. By the same production method, polyester polyols (B) to (E) shown in Table 1 were synthesized.
【表1】 表1において、ISNは5−ナトリウムスルホイソフタ
ル酸を示す。[Table 1] In Table 1, ISN indicates 5-sodium sulfoisophthalic acid.
【0027】(2) 磁性粉の分散性評価 熱可塑性ポリウレタン樹脂 12部 ビニライト(UCC社製) 18部 Co含有γ−Fe2 O3 120部 メチルエチルケトン 135部 トルエン 135部(2) Evaluation of magnetic powder dispersibility 12 parts of thermoplastic polyurethane resin 18 parts of vinylite (manufactured by UCC) 120 parts of γ-Fe 2 O 3 containing Co 135 parts of methyl ethyl ketone 135 parts of toluene 135 parts
【0028】上記組成の混合物ペイントシェーカーを用
いて5時間混練りした後、さらにコロネート−L(日本
ポリウレタン製)を12部添加し、更に30分混合し
た。得られた磁性塗料を厚さ50μmのポリエチレンテ
レフタレートフィルム上に50μmのギャップのドクタ
ーブレードを用いて塗布し、溶剤を乾燥除去した。得ら
れた磁性塗膜の磁性粉の均一分散性,充填率及び表面平
滑性を以下のように評価した。After kneading the mixture of the above composition for 5 hours using a paint shaker, 12 parts of Coronate-L (manufactured by Nippon Polyurethane) were further added, and the mixture was further mixed for 30 minutes. The obtained magnetic paint was applied on a polyethylene terephthalate film having a thickness of 50 μm using a doctor blade having a gap of 50 μm, and the solvent was removed by drying. The uniform dispersibility, packing ratio and surface smoothness of the magnetic powder of the obtained magnetic coating film were evaluated as follows.
【0029】均一分散性:磁性塗膜の表面光沢を光沢計
で測定した。 充填率 :磁性塗膜をシリコーンオイル中に浸せき
し、シリコーンオイルの含浸量より磁性塗膜の空隙率を
求め評価した。 表面平滑性:触針計で磁性塗膜の表面粗さを測定し評価
した。Uniform dispersibility: The surface gloss of the magnetic coating film was measured with a gloss meter. Filling rate: The magnetic coating film was immersed in silicone oil, and the porosity of the magnetic coating film was evaluated based on the amount of silicone oil impregnated. Surface smoothness: The surface roughness of the magnetic coating film was measured with a stylus meter and evaluated.
【0030】[実施例1]表1におけるポリエステルポ
リオール(A),MDI及びネオペンチルグリコール/
3−メチルペンタンジオールの1:2混合溶液をそれぞ
れ80℃,50℃,25℃,で貯蔵した貯槽よりギアー
ポンプを用いて以下の送液量で送液し、スクリュー径3
0mmの二軸押出機(L/D=40)内へ投入し、最終
樹脂温度で230℃となる温度条件で混練りしながら熱
可塑性ポリウレタン樹脂を連続的に溶融重合した。 ポリエステルポリオール(A) ; 65.3部/分 混合グリコール ; 13.6部/分 MDI ; 44.8部/分Example 1 The polyester polyol (A), MDI and neopentyl glycol /
Using a gear pump, a 1: 2 mixed solution of 3-methylpentanediol was sent at a temperature of 80 ° C., 50 ° C., and 25 ° C., respectively, using a gear pump.
It was charged into a 0 mm twin-screw extruder (L / D = 40), and the thermoplastic polyurethane resin was continuously melt-polymerized while being kneaded under a temperature condition of a final resin temperature of 230 ° C. Polyester polyol (A); 65.3 parts / min. Mixed glycol; 13.6 parts / min. MDI; 44.8 parts / min.
【0031】溶融状態の熱可塑性ポリウレタン樹脂を二
軸押出機のダイ部よりストランド状で吐出させクーリン
グバスで水冷し、ストランドカッターによりペレット化
した後50℃,窒素気流下で40時間,乾燥,キュア
し、ペレット状の熱可塑性ポリウレタン樹脂を得た。得
られた熱可塑性ポリウレタン樹脂のスルホン酸金属塩基
の含有量は40当量/106g,ウレタン基濃度は290
0当量/106gであり、還元粘度(ηSP/C)は1.22
であった。また得られた熱可塑性ポリウレタン樹脂はブ
ロッキング性はなく、また溶剤溶解性(メチルエチルケ
トン/トルエン=1/1混合溶液,固形分25%),塩
ビ相溶性(ビニライト使用)も良好であった。The thermoplastic polyurethane resin in a molten state is discharged in a strand form from a die of a twin-screw extruder, cooled with water in a cooling bath, pelletized by a strand cutter, dried at 50 ° C. under a nitrogen stream for 40 hours, and dried and cured. Thus, a pellet-shaped thermoplastic polyurethane resin was obtained. The obtained thermoplastic polyurethane resin had a sulfonic acid metal base content of 40 equivalents / 10 6 g and a urethane group concentration of 290.
0 equivalent / 10 6 g, and reduced viscosity (η SP / C ) is 1.22
Met. Further, the obtained thermoplastic polyurethane resin had no blocking property, and also had good solvent solubility (methyl ethyl ketone / toluene = 1/1 mixed solution, solid content 25%) and vinyl chloride compatibility (using vinylite).
【0032】この樹脂を用いた磁性塗膜の表面光沢,空
隙率及び表面粗さは表2に示すごとくそれぞれ88,2
2.5%,0.022μmであり良好な値であった。The surface gloss, porosity and surface roughness of the magnetic coating film using this resin were 88 and 2 respectively as shown in Table 2.
2.5% and 0.022 μm, which are good values.
【表2】 なお、表2においてNPGはネオペンチルグリコール、
MPDは3−メチルペンタンジオール、MPGは2−メ
チルプロパンジオール、PGはプロピレングリコールを
示す。[Table 2] In Table 2, NPG is neopentyl glycol,
MPD indicates 3-methylpentanediol, MPG indicates 2-methylpropanediol, and PG indicates propylene glycol.
【0033】[実施例2〜5]原料の組成及びウレタン
基濃度を表2のように変更した他は実施例1と同様の合
成方法で熱可塑性ポリウレタン樹脂を得た。得られた熱
可塑性ポリウレタン樹脂はブロッキング性ではなく、こ
れら樹脂を用いた磁性塗膜の表面光沢,空隙率,表面粗
さは表2のように良好な値を得た。Examples 2 to 5 A thermoplastic polyurethane resin was obtained by the same synthesis method as in Example 1 except that the composition of the raw materials and the urethane group concentration were changed as shown in Table 2. The obtained thermoplastic polyurethane resin was not blocking, and the surface gloss, porosity, and surface roughness of the magnetic coating film using these resins obtained good values as shown in Table 2.
【0034】[比較例1]実施例1と同様の組成でウレ
タン基濃度を2426当量/106 gになるように変更
し、実施例1と同様の合成条件で熱可塑性ポリウレタン
樹脂を得た。この樹脂を用いた磁性塗膜の表面光沢、空
隙率、表面粗さは表2に示すごとく良好であるが、得ら
れた熱可塑性ポリウレタン樹脂のペレットは著しくブロ
ッキングしており、取り扱いが非常に困難であった。Comparative Example 1 A thermoplastic polyurethane resin was obtained under the same synthesis conditions as in Example 1 except that the composition was the same as that of Example 1 and the urethane group concentration was changed to 2426 equivalents / 10 6 g. The surface gloss, porosity, and surface roughness of the magnetic coating film using this resin are good as shown in Table 2, but the pellets of the obtained thermoplastic polyurethane resin are extremely blocked and are very difficult to handle. Met.
【0035】[比較例2]実施例1と同様の組成でウレ
タン基濃度を3900当量/106 gになるように変更
し、実施例1と同様の合成条件で熱可塑性ポリウレタン
樹脂を得た。得られた熱可塑性ポリウレタン樹脂のペレ
ットはブロッキング性は良好であるが、溶剤溶解性が非
常に悪く(ゲル化状態)磁性塗膜の表面光沢、空隙率、
表面粗さ等の評価は不可能であった。Comparative Example 2 A thermoplastic polyurethane resin was obtained under the same synthesis conditions as in Example 1 except that the composition was the same as that of Example 1 and the urethane group concentration was changed to 3900 equivalent / 10 6 g. The pellets of the obtained thermoplastic polyurethane resin have good blocking properties, but have very poor solvent solubility (gelled state).
Evaluation of surface roughness and the like was impossible.
【0036】[比較例3]ポリエステルポリオール
(A)と同一の組成で分子量を2156にかえたポリエ
ステルポリオール(D)を用い、表2に示す組成で、実
施例1と同様の合成条件で熱可塑性ポリウレタン樹脂を
得た。得られた熱可塑性ポリウレタン樹脂を用いた磁性
塗膜の表面光沢、空隙率、表面粗さは表2に示すごとく
良好であるが、得られた熱可塑性ポリウレタン樹脂のペ
レットは著しくブロッキングしており、取り扱いが非常
に困難であった。Comparative Example 3 Using a polyester polyol (D) having the same composition as the polyester polyol (A) but having a molecular weight changed to 2156, using the composition shown in Table 2 and thermoplasticity under the same synthesis conditions as in Example 1 A polyurethane resin was obtained. The surface gloss, porosity, and surface roughness of the magnetic coating film using the obtained thermoplastic polyurethane resin are good as shown in Table 2, but the obtained thermoplastic polyurethane resin pellets are significantly blocked, Handling was very difficult.
【0037】[比較例4]スルホン酸金属塩基を含有し
ない表1のポリエステルポリオール(E)を用い、表2
に示す組成で、実施例1と同様の合成条件で熱可塑性ポ
リウレタン樹脂を得た。得られた熱可塑性ポリウレタン
樹脂を用いた磁性塗膜の表面光沢、空隙率、表面粗さは
表2に示すごとく不良であった。Comparative Example 4 Using the polyester polyol (E) of Table 1 containing no sulfonic acid metal base, Table 2
A thermoplastic polyurethane resin having the composition shown in Table 2 was obtained under the same synthesis conditions as in Example 1. The surface gloss, porosity, and surface roughness of the magnetic coating film using the obtained thermoplastic polyurethane resin were poor as shown in Table 2.
【0038】[0038]
【発明の効果】本発明の熱可塑性ポリウレタン樹脂を使
用することにより、種々の磁性粉に対する分散性に優れ
た高性能の磁気記録媒体を低コストで提供することが可
能である。By using the thermoplastic polyurethane resin of the present invention, it is possible to provide a high-performance magnetic recording medium excellent in dispersibility in various magnetic powders at low cost.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−206910(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08G 18/00 - 18/87 C09D 5/23 C09D 175/04 - 175/12 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-63-206910 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C08G 18/00-18/87 C09D 5 / 23 C09D 175/04-175/12
Claims (1)
濃度が、各々ポリマー当たり10〜1000当量/10
6g,2700〜3900当量/106gである熱可塑性ポ
リウレタンであって、(1) 炭素数2〜12の少なくとも
一種の脂肪族カルボン酸及びスルホン酸金属塩基含有カ
ルボン酸からなる酸成分と炭素数2〜20の少なくとも
一種のグリコールからなるグリコール成分とからの分子
量が500〜1200であるポリエステルポリオールと
(2) 少なくとも一種の脂肪族系又は芳香族系ジイソシア
ネート及び(3) 炭素数2〜20の少なくとも一種のグリ
コールとの(1)(2)(3) を少なくとも反応させて得られる
ことを特徴とする熱可塑性ポリウレタン。1. The concentration of a metal sulfonate group and the concentration of a urethane group are each 10 to 1000 equivalent / 10 per polymer.
6 g, 2700-3900 equivalent / 10 6 g of a thermoplastic polyurethane, comprising: (1) an acid component comprising at least one aliphatic carboxylic acid having 2 to 12 carbon atoms and a carboxylic acid containing a sulfonic acid metal base, and carbon A polyester polyol having a molecular weight of 500 to 1200 from a glycol component comprising at least one glycol of Formulas 2 to 20;
(2) at least one kind of aliphatic or aromatic diisocyanate and (3) at least one kind of glycol having 2 to 20 carbon atoms, which is obtained by at least reacting (1) (2) (3). Thermoplastic polyurethane.
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