JPH06329732A - 磁性層が非ハロゲン化ビニルコポリマーを混入した磁気記録媒体 - Google Patents

磁性層が非ハロゲン化ビニルコポリマーを混入した磁気記録媒体

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JPH06329732A
JPH06329732A JP6081245A JP8124594A JPH06329732A JP H06329732 A JPH06329732 A JP H06329732A JP 6081245 A JP6081245 A JP 6081245A JP 8124594 A JP8124594 A JP 8124594A JP H06329732 A JPH06329732 A JP H06329732A
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Ravindra L Arudi
ラクスミナラシムハイア アルディー ラビンドラ
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ゴードン カールソン ジェームズ
Daniel Y Chang
イェット−マン チャン ダニエル
John C Haidos
クリス ハイドス ジョン
Keith J Modert
ジョン モダート キース
Suman K Patel
カリアンジ パテル スマン
Nelson T Rotto
トール ロット ネルソン
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高弾性および高レジリエンスを付与する非ハ
ロゲン化ビニルコポリマーを含む磁気記録媒体を提供す
る。 【構成】 本発明の磁気記録媒体は、磁化可能でない基
材上に提供された磁性層を含み、ここで、磁性層はポリ
マー結合剤上に分散された磁性顔料を含む。ポリマー結
合剤は、非ハロゲン化ビニルコポリマーを含み、ここ
で、ビニルコポリマーは、複数の側鎖ニトリル基、複数
の側鎖ヒドロキシル基、および少なくとも1個の側鎖分
散性基を含む。好ましくは、結合剤は第二のポリマー成
分を含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は磁気記録媒体に関し、よ
り詳細には、磁性層が側鎖ニトリル基、側鎖ヒドロキシ
ル基および側鎖分散性基を有する非ハロゲン化ビニルコ
ポリマーを含む磁気記録材料に関する。本発明は、この
ようなビニルコポリマー自体にも関する。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】磁気
記録材料は、一般に、磁化可能でない基材の少なくとも
片面上にコートされた磁性層を含む。粒状磁気記録媒体
については、磁性層はポリマー結合剤中に分散した磁性
顔料を含む。磁性層は他の成分、例えば、潤滑剤、研磨
剤、熱安定剤、触媒、架橋剤、酸化防止剤、分散剤、湿
潤剤、殺カビ剤、殺菌剤、界面活性剤、帯電防止剤、非
磁性顔料、塗布助剤等をも含みうる。
【0003】磁気記録テープのような磁気記録媒体の幾
つかの形は、媒体の耐久性、導電性およびトラッキング
特性を向上するために磁化可能でない基材のもう片面に
適用された裏面コーティングをも有しうる。裏面コーテ
ィングはポリマー結合剤および他の成分、例えば、潤滑
剤、研磨剤、熱安定剤、触媒、架橋剤、酸化防止剤、分
散剤、湿潤剤、殺カビ剤、殺菌剤、界面活性剤、帯電防
止剤、非磁性顔料、塗布助剤等をも含みうる。
【0004】磁性層のポリマー結合剤および裏面コーテ
ィングは、共通して、適切な物理的および電気的特性を
有する磁気記録媒体を提供するために硬化を必要とする
ポリマーから誘導される。このような媒体を製造するた
めに、磁性層または裏面コーティングの成分は、適切に
は、適する溶剤と混合され、均質な分散液を形成するよ
うに完全に混合される。それから、得られた分散液を磁
化可能でない基材上にコートし、その後コーティングを
乾燥し、望むならばカレンダーに掛け、それから硬化さ
せる。
【0005】磁気記録媒体のポリマー結合剤は最も一般
的には、硬質成分、即ち、比較的高いガラス転移温度お
よび弾性率を有するポリマー、および軟質成分、即ち、
比較的低いガラス転移温度および弾性率を有するポリマ
ーを含むポリマー混合物から製造される。過去に、ポリ
ウレタンポリマーは軟質成分として広く用いられた。
【0006】ビニルクロリドまたはビニリデンクロリド
を基礎とするコポリマーは、それらのポリウレタンとの
混和性および相溶性並びにそれらの比較的高いガラス転
移温度、弾性率および硬度のために、ポリウレタンとの
使用のための硬質成分の選択として広く用いられてき
た。例えば、日本国公開特許公報第JP-61-26132 号は磁
気記録媒体中のポリマー結合剤としてビルクロリド/ビ
ニルアセテート/ビニルアルコールコポリマーの使用を
記載している。
【0007】磁性顔料は凝集する傾向があり、初期にポ
リマー結合剤中に分散することが困難であり、または長
時間にわたってポリマー結合剤中に分散し続けることが
困難でありうる。低分子量の湿潤剤または分散剤はこの
ような分散を容易にするように、しばしば用いられる。
より高い顔料添加量では、即ち、より高い磁性顔料の使
用量では、より高い量の湿潤剤または分散剤が必要とな
りうる。このことは必ずしも望ましくない。分散剤は結
合剤系を可塑化し、その弾性率を減少させる傾向があ
る。更に、過剰の分散剤は硬化した分散剤からしみ出
し、媒体の特性を変化させ、および記録ヘッドの汚染等
を生じうる。
【0008】添加された低分子量分散剤または湿潤剤に
関連する問題を緩和するために、「自発湿潤型」ポリマ
ーから形成されるポリマー結合剤が開発された。「自発
湿潤型」ポリマーは磁性顔料を分散させるポリマー骨格
から側鎖分散基を有する。分散基の代表的な例は、第四
アンモニウム、アミン、複素環式部分、スルフェートを
基礎とする塩または酸、スルホネートを基礎とする塩ま
たは酸、ホスフェートを基礎とする塩または酸、ホスホ
ネートを基礎とする塩または酸、カルボキシルを基礎と
する塩または酸、その混合物等を含む。自発湿潤型ポリ
マーの使用の結果として、ポリマー結合剤中に磁性およ
び非磁性顔料(もしあれば)を分散させるために、低い
分子量の分散剤または湿潤剤はより少量で必要で、また
は低い分子量の分散剤または湿潤剤は全く必要ない。自
発湿潤型ビニルクロリドコポリマーは開示されている。
米国特許第5,139,892 号; 第5,126,202 号; 第5,098,78
3号; 第5,064,730 号; 第5,028,676 号; 第5,008,357
号; 第4,861,683 号; 第4,784,913 号; 第4,770,941
号; および第4,244,987 号を参照されたい。
【0009】ビニルクロリドまたはビニリデンクロリド
コポリマーは、しかし、経時とともに劣化する傾向があ
り、媒体の特性を変化させ、並びに記録ヘッド等を腐蝕
しうる気相HClを放出しうる。従って、幾人かの研究
者はビニルクロリドおよびビニリデンクロリドの使用を
避けた、磁気記録媒体中に用いるビニルコポリマーにつ
いて記載している。米国特許第5,098,783 号; 第4,876,
149 号; および第4,837,082 号および日本国特許公開第
SHO 62-30162号; 第SHO 54-84708号; 第SHO 54-46519
号; および第 SHO 54-46518 号を参照されたい。
【0010】しかし、当業界で更に必要とされるもの
は、磁気記録媒体に高い弾性率およびレジリエンスを付
与するが、いかなるビニルクロリドまたはビニリデンク
ロリド成分をも含まない、磁気記録媒体中に用いる硬質
成分である。
【0011】
【課題を解決するための手段】ポリマー結合剤系がビニ
ルクロリドまたはビニリデンクロリド構成成分を有しな
いポリウレタン相溶性硬質成分を含む磁気記録媒体を我
々は開発した。一つの態様において、本発明は非ハロゲ
ン化ビニルコポリマーに関し、ここで、ビニルコポリマ
ーは、複数の側鎖ニトリル基、複数の側鎖ヒドロキシル
基および少なくとも1個の側鎖分散性基を含む。
【0012】別の態様において、本発明は磁気記録媒体
に関する。磁気記録媒体は、磁化可能でない基材上に提
供された磁性層を含む。磁性層はポリマー結合剤中に分
散した磁性顔料を含む。ポリマー結合剤は、上記のよう
に非ハロゲン化ビニルコポリマーおよび第二ポリマー成
分を含む。
【0013】本発明の一つの好ましい態様において、第
二ポリマー成分はポリウレタンポリマーであり、ここ
で、ポリウレタンポリマーは式、
【0014】
【化2】
【0015】の側鎖分散性基部分を含み、ここで、
1 、R2 、R3 およびR4 は、独立に、−H、−O
H、−COOM、−SO3 M、−SH、−CH2 COO
M、−SCH 2 COOM、−P(=O)(OM)2 、−
OP(=O)(OM)2 および−Yからなる群より選ば
れ、ここで、R1 、R2 、R3 およびR4 のうちの少な
くとも1個は−Hまたは−Y以外の部分であり、Yは約
1〜約10個の炭素原子を含む直鎖アルキル基、約1〜
約10個の炭素原子を含む分枝鎖アルキル基、および約
6〜約10個の炭素原子を含むアリール基からなる群よ
り選ばれ、Mはアルカリ金属カチオン、H+ およびアン
モニウムカチオンからなる群より選ばれるカチオンであ
り、R1 およびR2 は一緒に、またはR3 およびR4
一緒にシス−またはトランス=CHCOOHになること
ができ、Xは独立に=CR5 6 および=NR7 からな
る群より選ばれる二価部分であり、nは0および1から
なる群より選ばれる整数を表し、R5 およびR6 は独立
に−H、−OH、−COOM、−SO3 M、−SH、−
CH2 COOM、−SCH2 COOM、−P(=O)
(OM)2 、−OP(=O)(OM)2 および−Yから
なる群より選ばれ、ここで、MおよびYは上記に定義の
通りであり、R7 は−CH2 COOH、−CH2 CH2
COOH、−CH2 CH2 N(CH 2 COOH)2 、−
(CH2 6 N(CH2 COOH)2 、−(CH2 CH
2 O)2 CH2 CH2 N(CH2 COOH)2 および−
CH2 CH2 N(CH2 COOH)CH2 CH2 OHか
らなる群より選ばれる一価部分である。
【0016】別の好ましい態様において、第二ポリマー
成分は、少なくとも1個の側鎖非ハロゲン化ビニルコポ
リマー部分を有するポリウレタンポリマーであり、ポリ
ウレタンポリマーの前記のビニルコポリマー部分は複数
の側鎖ニトリル基を含む。
【0017】明細書全体を通して用いられるときに、
「非ハロゲン化」という言葉は、コポリマーが共有結合
したハロゲン原子を含まないことを意味する。このよう
に、「非ハロゲン化」という言葉はコポリマーのモノマ
ー成分としてビニルクロリドまたはビニリデンクロリド
のようなビニルハリドモノマーを除外するが、「非ハロ
ゲン化」はクロリドがクロリドアニオンとして存在する
(メト)アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニ
ウムクロリドのようなモノマー成分を除外しない。
【0018】ポリマー材料に関して「ビニル」という言
葉は、材料がビニルモノマーから誘導される繰り返し単
位を含むことを意味する。ビニルモノマーに関して用い
るときに、「ビニル」という言葉は、モノマーがラジカ
ル重合性の炭素−炭素二重結合を有する部分を含むこと
を意味する。このような部分を有するモノマーは炭素−
炭素二重結合によって互いに共重合が可能である。
【0019】「非混和性」という言葉は、2種の材料の
みの混合物が実質的に溶剤を含まないときに、この混合
物が、示差走査熱量(DSC)技術を用いて2個のガラ
ス転移温度(Tg )を示すことを意味する。一方、「混
和性」という言葉は、実質的に溶剤を含まないときに、
2種の材料の混合物がDSC技術を用いて単一のガラス
転移温度を示すことを意味する。
【0020】本明細書を通して、接頭辞「(メト)アク
リル−」は「メタクリル−」または「アクリル−」を意
味する。
【0021】本発明の磁気記録媒体は磁化可能でない基
材上に提供された磁性層を含む。本発明の特定の磁化可
能でない基材は当業界に知られるあらゆる適切な基材材
料から形成されうる。適切な基材材料の例は、例えば、
ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリイミド、
およびポリエチレンナフタレート(PEN)のようなポ
リマー、;アルミニウムまたは銅のような金属、;
紙、;または他の適切な材料を含む。
【0022】磁性層の成分はポリマー結合剤中に分散し
た磁性顔料を含む。通常、磁性層は100重量部の磁性
顔料および5〜40重量部のポリマー結合剤を含みう
る。本発明に用いられる磁性顔料の種類は、γ−Fe2
3 、コバルトドープされたγ−Fe2 3 、Fe3
4 、CrO2 、バリウムフェライト、バリウムフェライ
ト誘導体、金属粒子等を含む当業界に知られるあらゆる
適切な磁性顔料を含みうる。
【0023】本発明のポリマー結合剤は、複数の側鎖ニ
トリル基を有する非ハロゲン化ビニルコポリマーを含
む。理論に固執したくはないが、ニトリル基は磁性顔料
と強く相互作用すべきビニルコポリマーの能力を向上
し、それによりポリマー結合剤中で磁性顔料の分散を容
易にすることができると我々は信じている。ニトリル基
はこれらのコポリマーのポリウレタンとの相溶性を促進
しうるとも我々は信じている。側鎖ニトリル基を有する
ビニルコポリマーを提供するために、1種以上のニトリ
ル官能性、非ハロゲン化ビニルモノマーはビニルコポリ
マー中に混入されうる。このようなモノマーの代表的な
例は(メト)アクリロニトリル、β−シアノエチル−
(メト)アクリレート、2−シアノエトキシエチル(メ
ト)アクリレート、p−シアノスチレン、p−(シアノ
メチル)スチレン等を含む。好ましくは、ニトリル官能
性、非ハロゲン化ビニルモノマーは(メト)アクリロニ
トリルであり、より好ましくはアクリロニトリルであ
る。
【0024】本発明のビニルコポリマーは側鎖ヒドロキ
シル基および少なくとも1個の分散性基をも含む。ビニ
ルコポリマーの側鎖ヒドロキシル基はポリマー結合剤中
での磁性顔料の分散を容易にするだけでなく、溶解性、
硬化および他のポリマーとの相溶性を促進する。ヒドロ
キシル基は第一および第二ヒドロキシル基が好ましい
が、第一、第二、第三および第四級であってよい。一般
に、本発明の好ましいビニルコポリマーは約300〜約
10,000、好ましくは500〜5,000、より好
ましくは800〜1,500の範囲のヒドロキシル当量
を有する。
【0025】複数の側鎖ヒドロキシル基を有するビニル
コポリマーを提供するために、1個以上の非ハロゲン化
ヒドロキシル官能性ビニルモノマーはビニルコポリマー
中に混入されてよい。適切な非ハロゲン化ヒドロキシル
官能性ビニルモノマーの代表的な例は、α,β−不飽和
カルボン酸とジオールのエステル、例えば、2−ヒドロ
キシエチル(メト)アクリレート、もしくは2−ヒドロ
キシプロピル(メト)アクリレート;1,3−ジヒドロ
キシプロピル−2−(メト)アクリレート;2,3−ジ
ヒドロキシプロピル−1−(メト)アクリレート;α,
β−不飽和カルボン酸のカプロラクトンとの付加物;2
−ヒドロキシエチルビニルエーテルのようなアルカノー
ルビニルエーテル;4−ビニルベンジルアルコール;ア
リルアルコール;p−メチロールスチレン等を含む。好
ましくは、非ハロゲン化ヒドロキシル官能性ビニルモノ
マーは2−ヒドロキシエチル(メト)アクリレート、2
−ヒドロキシプロピル(メト)アクリレートおよびその
混合物から選ばれる。別には、側鎖ヒドロキシル基を有
するビニルコポリマーは、ビニルコポリマー中にビニル
アセテートを混入させ、それから、ヒドロキシル基を生
じるように部分的にまたは完全にアセテート部分を加水
分解させることによっても製造されうる。
【0026】ビニルコポリマーの分散性基は、存在する
ならば、ポリマー結合剤中で磁性顔料の分散を容易にす
る。ビニルコポリマーが1個以上の分散性基を含む場合
には、分散性基は同一であっても、または異なってもよ
い。約2,000〜約100,000、好ましくは約
5,000〜約50,000の範囲の分散性基当量を有
するビニルコポリマーは望ましい。
【0027】本明細書全体を通して用いるときに、「分
散性基」という言葉は磁性顔料を濡らすことができる基
を意味する。好ましくは「分散性基」という言葉は2〜
10の範囲のpHにおいてイオン化され、またはイオン
化されうる基を意味する。適切な分散性基の代表的な例
は第四アンモニウム部分(例えば、一例として−N(C
3 3 + Cl- )、アミン(例えば、一例として−N
(CH3 2 )、米国特許第5,081,213 号に記載される
ようなヘテロ環式部分、スルホベータイン(例えば、N
+ (CH3 2 (CH2 CH2 CH2 SO3 - ))、ス
ルフェートを基礎とする塩または酸(例えば、一例とし
て−SO3 Na)、スルホネートを基礎とする塩または
酸(例えば、一例として−OSO3 Na)、ホスフェー
トを基礎とする塩または酸(例えば、一例として−OP
O(OH)2 )、ホスホネートを基礎とする塩または酸
(例えば、一例として−PO(OH)2 )、カルボキシ
ルを基礎とする塩または酸(例えば、一例として−CO
ONa)、その混合物等を含む。
【0028】1個以上の分散性基は種々の方法でビニル
コポリマー中に導入されてよい。1つの手法として、分
散開始剤を用いることができる。分散開始剤はビニルモ
ノマーの共重合を開始し、末端分散性基を有するビニル
コポリマーを提供する。適切な分散開始剤の例は4,
4’−アゾビス(シアノ吉草酸)、琥珀酸ペルオキシ
ド、過硫酸カリウムおよび燐酸ナトリウムを含む。ビニ
ルコポリマー中に分散性基を導入するための他の手法
は、ビニルコポリマーの共重合の間にメルカプト琥珀酸
のような官能性連鎖移動剤を用いることである。
【0029】分散性基は、分散性基を含む非ハロゲン化
ビニルモノマーの使用を通してビニルコポリマー中に導
入されてもよい。分散性基を含む適切な非ハロゲン化ビ
ニルモノマーの代表的な例は、(メト)アクリロイルオ
キシエチルトリメチルアンモニウムクロリド、酸性燐酸
(メト)アクリロイルオキシエチル、(メト)アクリル
アミドプロピルトリメチルアンモニウムクロリド、(メ
ト)アクリロイルオキシプロピルジメチルベンジルアン
モニウムクロリド、ビニルベンジルトリメチルアンモニ
ウムクロリド、2−ヒドロキシ−3−アリルオキシプロ
ピルトリメチルアンモニウムクロリド、(メト)アクリ
ルアミドプロピルナトリウムスルホネート、ナトリウム
スチレンスルホネート、スチレンスルホン酸、(メト)
アクリル酸、マレイン酸、フマル酸、無水マレイン酸、
ビニルスルホン酸、2−(メト)アクリルアミド−2−
メチル−1−プロパンスルホン酸、ジメチルアミノエチ
ル(メト)アクリレート、無水マレイン酸、N−(3−
スルホプロピル)−N−(メト)アクリロイルオキシエ
チル−N,N−ジメチルアンモニウムベタイン、2−
[(メト)アクリロイルオキシ]エチルトリメチルアン
モニウムメトスルフェート、N−(3−スルホプロピ
ル)−N−(メト)アクリルアミドプロピル−N,N−
ジメチルアンモニウムベタイン、ビニルベンジルトリメ
チルアンモニウムクロリド、その混合物等を含む。
【0030】分散性基は適切なポリマー反応を用いてビ
ニルコポリマー中に導入されてもよい。分散性基を提供
するための適切なポリマー反応の例は、(1)側鎖酸性
官能基を有するビニルコポリマーを製造するための無水
琥珀酸とビニルコポリマー上のヒドロキシル基の一部分
との反応;および(2)側鎖第四アンモニウム基を有す
るコポリマーを製造するための第三アミンとビニルコポ
リマー上のエポキシ基との反応を含む。この反応のため
の側鎖エポキシ基を有するビニルコポリマーを提供する
ために、非ハロゲン化エポキシ官能性ビニルモノマーは
ビニルコポリマー中に混入されてよい。こようなモノマ
ーは、例えば、アリルグリシジルエーテルのような不飽
和アルコールのグリシジルエーテル、グリシジル(メ
ト)アクリレートのようなグリシジルエステル等を含
む。
【0031】本発明の好ましいビニルコポリマーは、
(メト)アクリロニトリル;上記のように非ハロゲン化
ヒドロキシル官能性ビニルモノマー;上記のように分散
性基を含むビニルモノマー;および1種以上の非ハロゲ
ン化非分散性ビニルモノマーを含むモノマーのコポリマ
ーである。「非分散性」という言葉は分散性基およびヒ
ドロキシル基を含まないモノマーを意味する。
【0032】適切な共重合性の、非ハロゲン化非分散性
ビニルモノマーの代表的な例は、スチレン;アルキル化
スチレン;アルコキシスチレン;ビニルナフタレン;ア
ルキル化ビニルナフタレン;アルコキシビニルナフタレ
ン;(メト)アクリルアミド;N−ビニルピロリドン;
(メト)アクリル酸の直鎖、分枝鎖または脂環式アルキ
ルエステルであって、ここで、アルキル基は1〜20個
の、好ましくは1〜8個の炭素原子を含み、例えば、メ
チル(メト)アクリレート、n−ブチル(メト)アクリ
レート、t−ブチル(メト)アクリレート、エチル(メ
ト)アクリレート、イソプロピル(メト)アクリレート
および2−エチルヘキシル(メト)アクリレート;アル
カン酸のビニルエステルであって、ここで、アルカン酸
のアルキル部分が2〜20、好ましくは2〜4個の炭化
水素を含み、且つ、直鎖、分枝鎖または脂環式であり;
イソボルニル(メト)アクリレート;グリシジル(メ
ト)アクリレートビニルアセテート;アリル(メト)ア
クリレート等を含む。好ましい非ハロゲン化非分散性ビ
ニルモノマーは、スチレン、アルキル置換スチレン、ア
ルキル(メト)アクリレート(ここで、アルキル基は1
〜4個の炭素原子を含む)およびその混合物を含む。最
も好ましくは、非ハロゲン化非分散性ビニルモノマー
は、スチレン、メチルメタクリレート、エチルメタクリ
レートおよびその混合物から選ばれる。
【0033】本発明の一つの特に好ましい非ハロゲン化
ビニルコポリマー(以下好ましいビニルコポリマーと呼
ぶ)は、5〜40重量部、好ましくは15〜40重量部
の(メト)アクリロニトリル;30〜80重量部の1種
以上の非ハロゲン化非分散性ビニルモノマー;5〜30
重量部の非ハロゲン化ヒドロキシル官能性ビニルモノマ
ー;および0.25〜10重量部、好ましくは0.25
〜5重量部、最も好ましくは0.5〜2重量部の、分散
性基を含む非ハロゲン化ビニルモノマーを含むモノマー
の非ハロゲン化ビニルコポリマーである。
【0034】好ましいビニルコポリマーについて、分散
性基は、好ましくは第四アンモニウム、カルボキシルの
酸もしくは塩、ホスフェートもしくはホスホネートの酸
もしくは塩、スルフェートもしくはスルホネートの酸も
しくは塩、およびその混合物から選ばれる。より好まし
くは、分散性基は第四アンモニウムである。分散性基が
第四アンモニウムであるとき、分散性基を含むビニルモ
ノマーは(メト)アクリロイルオキシエチルトリメチル
アンモニウムクロリドであることが望ましい。
【0035】好ましくは、好ましいビニルコポリマーの
非ハロゲン化非分散性ビニルモノマーは、スチレン;
(メト)アクリル酸のアルキルエステル(ここで、アル
キルエステルのアルキル基は1〜20個の炭素原子を有
す);およびスチレンおよびこのようなアルキルエステ
ルを含む混合物(ここで、スチレンのアルキルエステル
に対する重量比は10:90〜90:10の範囲であ
る)から選ばれる。このようなアルキルエステルを含む
好ましいビニルコポリマーについては、アルキルエステ
ルは、好ましくは(メタ)アクリレート、より好ましく
はメチルメタクリレートである。
【0036】本発明の非ハロゲン化ビニルコポリマー
は、制限するわけではないが,塊状、溶液、乳化および
懸濁重合法を含む当業界に知られるラジカル重合法によ
って製造されてよい。例えば、溶液重合法によると、本
発明のコポリマーは適切な溶剤中に望ましいモノマーを
溶解し、連鎖移動剤、ラジカル重合開始剤および当業界
に知られる他の添加剤を加え、窒素もしくはアルゴンの
ような不活性雰囲気中に溶液を密閉し、それから開始剤
を活性化するのに充分な温度において混合物を攪拌する
ことによって製造される。
【0037】このような重合に有用な溶剤はモノマーお
よび添加剤の溶解度によって変化する。典型的な溶剤
は、アセトン、メチルエチルケトン、3−ペンタノン、
メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトンおよびシ
クロヘキサノンのようなケトン;メタノール、エタノー
ル、プロパノール、n−ブタノール、イソプロパノー
ル、イソブタノール、シクロヘキサノールおよびメチル
シクロヘキサノールのようなアルコール;エチルアセテ
ート、ブチルアセテート、イソブチルアセテート、イソ
プロピルアセテート等のようなエステル;ベンゼン、ト
ルエン、キシレン、クレゾール等のような芳香族炭化水
素;ジイソプロピルエーテル、ジイソブチルエーテル、
テトラヒドロフラン、テトラヒドロピランおよびジオキ
サンのようなエーテル;ジメチルホルムアミド、ジメチ
ルスルホキシド等のような非プロトン性溶剤、およびそ
の混合物を含む。本発明のビニルコポリマーの製造のた
めの好ましい溶剤はメチルエチルケトン(MEK)であ
る。というのは、それは磁性分散体は下記のように、ポ
リウレタン−ビニルコポリマーブレンドのその中での容
易な溶解性のために製造される好ましい媒体でもあるか
らである。
【0038】溶液重合に適切な連鎖移動剤は、制限する
わけではないが、アルコール、メルカプタン、特定のハ
ロゲン化小分子、およびその混合物を含む。好ましく
は、連鎖移動剤は、カーボンテトラブロミド、イソオク
チルチオグリコレート、メルカプト琥珀酸、メルカプト
プロパンジオール、ドデシルメルカプタン、エタノール
およびカーボンテトラクロリドからなる群より選ばれ
る。最も好ましくは、連鎖移動剤はメルカプトプロパン
ジオールである。
【0039】溶液重合に適切なラジカル重合開始剤は、
反応溶剤中に可溶な、熱的に活性化される開始剤を含
み、制限するわけではないが、アゾ化合物、過酸化物、
およびその混合物を含む。有用なペルオキシド開始剤
は、ベンゾイルペルオキシド、ラウロイルペルオキシ
ド、ジ−t−ブチルペルオキシド等およびその混合物か
らなる群より選ばれる。有用なアゾ化合物開始剤は2,
2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル);2,
2’−アゾビス(イソブチロニトリル);および2,
2’−アゾビス(2,4−ジメチルペンタンニトリル)
からなる群より選ばれる開始剤を含み、その各々は、E.
I.Du Pont de Nemours and Co.からそれぞれVAZO 67 、
VAZO 64 およびVAZO 52 として市販されている。好まし
い熱重合開始剤は、使用の容易さおよび半減期特性(例
えば、64℃において、半減期は10時間)のために、
VAZO 64 ブランドの開始剤である。
【0040】本発明の非ハロゲン化ビニルコポリマーは
乳化重合法によっても製造されうる。通常、ビニルモノ
マー、連鎖移動剤および水溶性レドックス型開始剤系を
含むエマルジョンは、不活性雰囲気下で製造され、それ
から発熱反応が起こるまで注意深く加熱される。反応混
合物は攪拌され、冷却され、得られたラテックスは回収
される。任意に、イオン性または非イオン性界面活性剤
は反応混合物に加えられてよい。本発明に有用な酸化−
還元(レドックス)ラジカル開始剤は、制限するわけで
はないが、第三アミンおよび有機過酸化物(N,N−ジ
エチルアニリン−ベンゾイルペルオキシドの対で例示さ
れる);有機ハリドおよび遷移金属錯体(カーボンテト
ラクロリド−モリブデンヘキサカルボニルの対で例示さ
れる);無機酸化−還元系(過硫酸カリウム−ナトリウ
ムメタビスルフィットの対で例示される);および有機
−無機系(2−メルカプトエタノール−Fe+3の対で例
示される)からなる群より選ばれる開始剤を含む。取扱
の容易さおよび有用な反応温度範囲のために、無機レド
ックス開始剤は本発明のコポリマーのために好ましい。
【0041】非ハロゲン化ビニルコポリマーに加えて、
本発明の結合剤ポリマーは第二ポリマー成分をも含んで
よい。本発明の第二ポリマー成分は、磁気記録媒体のた
めの結合剤材料として適切であると知られるあらゆるポ
リマーまたはポリマーの組み合わせでありうる。第二ポ
リマー成分としての使用に適切なポリマーの例は、熱可
塑性または熱硬化性ポリウレタン、ポリウレア、ニトロ
セルロースポリマー、フェノキシ樹脂、このようなポリ
マーの組み合わせ等を含む。好ましくは、非ハロゲン化
ビニルコポリマーの第二ポリマー成分に対する重量比は
約1:19〜19:1、好ましくは1:5〜5:1、よ
り好ましくは4:6〜6:4の範囲である。
【0042】好ましい態様において、第二ポリマー成分
は、好ましくはポリウレタンポリマーである。適切なポ
リウレタンポリマーの代表的な例は、ポリエステルポリ
ウレタン、ポリエーテルポリウレタン、ポリエーテルポ
リエステルポリウレタン、ポリカーボネートポリウレタ
ン、ポリエステルポリカーボネートポリウレタン、ポリ
カプロラクトンポリウレタン、その混合物等を含む。
【0043】一般に、下記のように側鎖非ハロゲン化ビ
ニルコポリマー部分を有するポリウレタンを除いては、
本発明の非ハロゲン化ビニルコポリマーおよびポリウレ
タンは、これらの材料の混合物が一般に示差走査熱量技
術を用いて2つの明白なガラス転移温度を示すので、不
混和性の傾向がある。それらの不混和性にもかかわら
ず、ポリウレタンおよび本発明の非ハロゲン化ビニルコ
ポリマーの混合物は良好な機械および電気特性を磁性層
に付与する。実際、我々の実験は、本発明の磁性層の耐
久性および弾性率は先行技術のビニルクロリドコポリマ
ー/ポリウレタン系による性能に比べて、より良好では
ないにしても、同等であることを示した。本発明の磁性
層の物理的および電気的特性は、また、経時に対して極
端に安定である。更に、我々の実験は、本発明の磁性層
は、ビニルクロリドコポリマー、例えば、EC-130(商
標)ビニルクロリドコポリマーまたはVAGH(商標)ビニ
ルクロリドコポリマーを混入した同様の系よりも少ない
量の望ましくない付着性または「粘着性」の破壊屑を実
質的に発散することを示した。
【0044】例えば、全ての磁気記録媒体はある程度は
破壊屑を製造する傾向がある。先行技術のビニルクロリ
ドコポリマーは粘着性の破壊屑を製造するコーティング
になる。このような破壊屑はヘッドもしくはドライブ成
分に付着し、またはテープに戻りうる。対照的に、本発
明のビニルコポリマーは緩く、乾燥している傾向がある
非付着性の破壊屑を製造する。このような破壊屑は、何
にも付着せず、または媒体に戻ってくることもないので
問題にはならない。
【0045】別の利点として、2相ビニルコポリマー/
ポリウレタン系を混入する本発明の態様において、ビニ
ルコポリマーのガラス転移温度はポリウレタンの存在に
よって減じられない。結果として、ビニルコポリマー
は、もしビニルコポリマーがポリウレタンと混和性であ
ったとする場合に比べて、高い温度において、より高い
弾性率およびより高い熱安定性を維持する。
【0046】任意には、ポリウレタンポリマーまたは第
二ポリマー成分の他のポリマーは、磁気記録媒体の性能
を向上するために1個以上の側鎖官能基を含みうる。例
えば、ポリウレタンポリマーまたは第二ポリマー成分の
他のポリマーは、望むならば、第二ポリマー成分の架橋
を容易にするために炭素−炭素二重結合および/または
ヒドロキシル基を含みうる。側鎖官能基の他の例とし
て、ポリウレタンまたは第二ポリマー成分の他のポリマ
ーはポリマー結合剤中での磁性顔料の分散を容易にする
ために側鎖分散性基を含みうる。1つの好ましい態様に
おいて、ポリウレタンポリマーは側鎖ヒドロキシル基お
よび少なくとも1個の側鎖分散性基を含む。別の好まし
い態様において、ポリウレタンポリマーは側鎖ヒドロキ
シル基、少なくとも1個の側鎖分散性基および少なくと
も1個の放射線硬化性部分を含む。
【0047】本発明の好ましいポリウレタンポリマー
は、一般に、1種以上のポリイソシアネートおよび1種
以上のポリオールのポリマーであり、ここで、ポリオー
ルのヒドロキシル基はポリイソシアネートのNCO部分
に比較して過剰である。本明細書全体を通して用いられ
るように、「ポリイソシアネート」という言葉は、一つ
の分子上に2個以上の側鎖NCO部分を有する1種以上
の有機化合物を意味する。本発明の実施において、ポリ
イソシアネートは直鎖もしくは分枝鎖脂肪族、脂環式、
芳香族等であってよい。ポリイソシアネートの定義は、
ジイソシアネート、トリイソシアネート、テトライソシ
アネートおよびその混合物を含む。好ましくは、ポリイ
ソシアネートは1種以上のジイソシアネートである。適
切なジイソシアネートの例は、ジフェニルメタンジイソ
シアネート、イソホロンジイソシアネート、トルエンジ
イソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、テ
トラメチレンジイソシアネート、p−フェニレンジイソ
シアネート、その混合物等を含む。
【0048】本明細書全体を通して用いられるときに、
「ポリオール」という言葉は1分子当たり2個以上のヒ
ドロキシル基を含む1種以上のアルコールを意味し、ジ
オール、トリオールその混合物等を含む。種々の種類の
特定のポリウレタンのビニルコポリマーとの相溶性を向
上させるためにポリウレタン中に混入されうる。例え
ば、短鎖ジオール、即ち、約300までの分子量のジオ
ールは硬度および得られるポリウレタンのウレタン含有
率を増加するために用いられうる。ポリウレタンのウレ
タン含有率を増加することにより、そのビニルコポリマ
ーとの相溶性を向上することを発見した。短鎖ジオール
の代表的な例は、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、1,4−ブタンジ
オール、ネオペンチルグリコール、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、ビスフェノールAのエチレンオキシドお
よび/またはプロピレンオキシド付加物、水素化ビスフ
ェノールAのエチレンオキシドおよび/またはプロピレ
ンオキシド付加物、その混合物等を含む。
【0049】ポリウレタンのビニルコポリマーとの相溶
性を向上させるために特定のポリオールを用いる別の例
として、カプロラクトンを混入したジオールもしくはポ
リオールも、ポリウレタン中に混入されうる。このよう
なポリカプロラクトンポリオールは、このような材料が
極性および無極性の両方の性質を有するためにユニーク
である。特定のポリカプロラクトンジオールもしくはト
リオールの代表的な例はUnion Carbide Corp. から市販
のTONE 0210 (商標)ポリカプロラクトンジオール(約
415のOH当量)およびTONE 0305 (商標)ポリカプ
ロラクトントリオール(約180のOH当量)を含む。
【0050】本発明の実施での使用に特に好ましいポリ
ウレタンの1例は、式
【0051】
【化3】
【0052】の側鎖分散性基を含むポリウレタンであ
り、ここで、R1 、R2 、R3 およびR4 は独立に−
H、−OH、−COOM、−SO3 M、−SH、−CH
2 COOM、−SCH2 COOM、−P(=O)(O
M)2 、−OP(=O)(OM)2 および−Yからなる
群より選ばれ、ここで、R 1 、R2 、R3 およびR4
うちの少なくとも1個は−Hまたは−Y以外の部分を含
み、Yは約1〜約10個の炭素原子を含む直鎖アルキル
基、約1〜約10個の炭素原子を含む分枝鎖アルキル
基、および約6〜約10個の炭素原子を含むアリール基
からなる群より選ばれ、Mはアルカリ金属カチオン、H
+ およびアンモニウムカチオンからなる群より選ばれる
カチオンであり、R1 およびR2 は一緒に、またはR3
およびR4 は一緒にシス−またはトランス=CHCOO
Hになることができ、Xは独立に=CR5 6 および=
NR7 からなる群より選ばれる二価部分であり、nは0
および1からなる群より選ばれる整数を表し、R5 およ
びR6 は独立に−H、−OH、−COOM、−SO
3 M、−SH、−CH2 COOM、−SCH2 COO
M、−P(=O)(OM)2 、−OP(=O)(OM)
2 および−Yからなる群より選ばれ、ここで、Mおよび
Yは上記に定義の通りであり、R7 は−CH2 COO
H、−CH2 CH2 COOH、−CH2 CH2 N(CH
2 COOH)2 、−(CH2 6 N(CH2 COOH)
2 、−(CH2 CH2 O)2 CH2 CH2 N(CH2
OOH)2 および−CH2 CH2 N(CH2 COOH)
CH2 CH2 OHからなる群より選ばれる一価部分であ
る。
【0053】好ましくは、R1 、R2 、R3 、R4 、R
5 およびR6 は独立に−H、−OH、−COOM、−S
3 M、−SH、−CH2 COOM、−SCH2 COO
Mおよび−Yからなる群より選ばれ、ここで、Mおよび
Yは上記に定義の通りである。
【0054】非ハロゲン化ビニルコポリマーおよび半エ
ステル(Half-ester) ポリウレタンの混合物は、EC-130
(商標)ビニルクロリドコポリマーのようなビニルクロ
リドコポリマーがビニルクロリドコポリマーとして用い
られた同様の混合物に比較して、より高い弾性率および
より高いレジリエンスの両方の組み合わせを有する磁気
コーティングを提供することを我々は予期せずに発見し
た。
【0055】好ましくは、半エステルポリウレタンは
2,000〜30,000の範囲のカルボキシル当量を
有する。好ましい態様において、半エステルポリウレタ
ンは、また、ポリマーの硬化を容易にするために複数の
側鎖ヒドロキシルおよび/または放射線硬化性部分を含
みうる。もし、ヒドロキシルおよび/または放射線硬化
性部分が存在するならば、半エステルポリウレタンは、
好ましくはこのような部分を基準に500〜50,00
0、より好ましくは1,000〜5,000の範囲の当
量を有する。
【0056】半エステルポリウレタンは3段階反応スキ
ームにより製造される。第一の工程において、過剰のポ
リイソシアネートはポリオールと反応してNCO−キャ
ップトプリカーサーを形成する。60〜80℃の範囲の
温度において、適切な触媒存在下、無水条件下で適切な
溶剤中で反応は起こる。第二の工程において、1,4
−、1,5−ジカルボオン酸を加えて、加熱を続ける。
この第二の工程の間に、ジカルボン酸は提供されたNC
O部分のある部分と急速に反応して、現場で対応する環
式無水物を形成する。好ましくは、ジカルボン酸は2つ
のー酸性基以外に更に少なくとも1個の分散性基を含む
1,4−、または1,5−ジカルボン酸である。このよ
うなジカルボン酸は脱水条件下で容易に環式無水物を形
成し、それにより得られる環式無水物は、それぞれ側鎖
分散性基を有する5員環または6員環である。より好ま
しくは、ジカルボン酸は、クエン酸、メルカプト琥珀
酸、ジメルカプト琥珀酸およびその混合物から選ばれ
る。第二の工程の間に起こる反応は次の反応スキームに
例示され、ここで、クエン酸がジカルボン酸であり、R
−NCOは提供されたNCO部分を有する化合物を表
す。
【0057】
【化4】
【0058】第三の工程において、反応混合物に過剰の
トリオールを加えながら加熱を続ける。NCOプリカー
サーおよび環式無水物は、それからトリオールから提供
されたヒドロキシル基と反応し、得られる生成物は側鎖
ヒドロキシル基を有するポリウレタンポリマーであり、
その幾つかのまたは全てのヒドロキシル基は無水物とエ
ステル化しうる。無水物の側鎖ヒドロキシル基との反応
は次のスキームによって例示され、ここで、無水クエン
酸を用いる。
【0059】
【化5】
【0060】NCOおよび無水物が赤外分析で検知され
なくなるとき、反応は完了する。
【0061】別の好ましいポリウレタン(以下「グラフ
トポリウレタン」と呼ぶ)は、側鎖非ハロゲン化コポリ
マービニル部分を含むポリウレタンであり、ここで、非
ハロゲン化コポリマービニル部分は複数のニトリル基を
含む。好ましくは、非ハロゲン化コポリマービニル部分
は、(メト)アクリロニトリルおよび、任意に、1種以
上の(メト)アクリル酸のスチレンもしくはアルキルエ
ステルを含むモノマーのコポリマー部分であり、ここ
で、アルキルエステルのアルキル基は1〜20、好まし
くは1〜4個の炭素原子を含む。非ハロゲン化コポリマ
ービニル部分が、(メト)アクリル酸のアルキルエステ
ルを含む本発明の態様において、アルキルエステルは、
好ましくはメチル(メト)アクリレートである。グラフ
トポリウレタンおよびその製造法は、1992年3月1
3日に出願された、譲受人の同時係属出願U.S.Seriasl
NO. 07/852,937号、弁理士事件整理番号45034USA2Bに記
載されており、それは1992年6月25日に出願さ
れ、今や放棄された、譲受人の出願第U.S.Seriasl NO.
07/543,343号、弁理士事件整理番号45034USA1Aの継続出
願である。このようなポリウレタンのビニルコポリマー
部分は、このようなポリウレタンと、非ハロゲン化ビニ
ルコポリマーとの相溶性を非常に向上させ、特にポリウ
レタンがポリカプロラクトンポリオールをも混入すると
きに向上させる。
【0062】非ハロゲン化ビニルコポリマー、第二ポリ
マー成分(もし存在するならば)、および磁性顔料に加
えて、本発明の磁性層は当業界の実戦上知られる1種以
上の従来の添加物、例えば、潤滑剤;研磨剤;架橋剤;
ヘッドクリーニング剤;熱安定剤;酸化防止剤;分散
剤;湿潤剤;帯電防止剤;殺カビ剤;殺菌剤;界面活性
剤;塗布助剤;非磁性顔料等をも含みうる。
【0063】磁気記録材料を製造する方法の1例とし
て、磁性層の成分は、適切な溶剤と組み合わされ、また
は混合されて実質的に均質な分散液を形成する。それか
ら、分散液は磁化可能でない基材上にコートされ、基材
は下塗りされていてもまたはされていなくてもよい。分
散液は従来のあらゆるコーティング技術、例えば、グラ
ビアまたはナイフコーティング技術を用いて基材に適用
される。それから、コートされた基材は磁場を通され、
磁性顔料を配向させ、その後コーティングを乾燥し、望
むならばカレンダーに掛け、それから硬化させる。
【0064】硬化は種々の方法によって達成されうる。
1つの手法として、イソシアネート架橋剤は、分散液が
基材にコートされる直前に加えられうる。イソシアネー
ト架橋剤が加えられると直ぐに、イソシアネート架橋剤
のNCO基はポリマー結合剤のヒドロキシル基と反応を
始める。好ましくは、触媒、例えば、ジブチル錫ジラウ
レートも適切な触媒量でこの架橋反応を容易にするため
に加えられうる。一般に、100重量部の磁性顔料当た
り0.02〜0.2重量部の触媒は本発明の実施に適切
であることが判明した。
【0065】もし存在するならば、イソシアネート架橋
剤は、1分子当たり少なくとも2の平均官能価を有する
多官能性イソシアネートである。本発明の実施において
イソシアネート架橋剤として有用な特定の多官能性イソ
シアネートの例は、miles Inc.のMONDUR CB-601 、CB-7
5 、CB-701、MONDUR-MRS;Bayer A.G. から入手可能なDE
SMODUR L;Nippon Polyurethane Ind., Ltd. のCORONATE
L; およびUnion Carbide Corp. のPAPIとして市販の材
料を含む。
【0066】イソシアネート架橋剤は、好ましくは、イ
ソシアネート架橋剤のNCO基のヒドロキシル官能性ポ
リマーのヒドロキシル基の総数に対するモル比が0より
大きいような量で用いられる。好ましくは、イソシアネ
ート架橋剤のNCO基のヒドロキシル官能性ポリマーの
ヒドロキシル基の総数に対するモル比は0.3〜5、よ
り好ましくは0.5〜1.5の範囲である。
【0067】別の手法として、ポリマー結合剤の1種以
上の成分が放射線硬化性部分を含むときには、乾燥した
コーティングは放射線照射されて、放射線硬化性材料の
硬化を達成しうる。照射は、当業界の実戦上知られるあ
らゆる種類のイオン化放射線、例えば、電子線ビーム、
紫外線を用いて達成されうる。好ましくは、放射線硬化
は1〜20メガラド、好ましくは4〜12メガラド、よ
り好ましくは5〜9メガラドの、100〜400ke
V、好ましくは200〜250keVの範囲のエネルギ
ーを有する電子線ビームの量で達成されうる。電子ビー
ム照射は、周囲条件で、または、不活性雰囲気下で行わ
れうるが、安全な手段として、オゾンレベルを最小に保
ち、硬化の効率を増加するために不活性雰囲気を用いる
ことが好ましい。「不活性雰囲気」という言葉は窒素ま
たは貴ガスを含み、500ppmより低い酸素含有率を
有することを意味する。好ましい不活性雰囲気は75p
pmより低い酸素含有率を有する窒素雰囲気である。
【0068】放射線硬化技術の使用はイソシアネート硬
化技術よりも幾つかの利点を与えうる。磁気媒体のイソ
シアネート硬化は化学的に選択性がなく、温度および湿
度のような変数に高く依存するが、放射線硬化は温度お
よび湿度にさほど敏感ではない。更に、放射線硬化技術
は、どのポリマーが架橋され、どのポリマーが架橋され
ないかを、ある程度制御することができる。例えば、ポ
リウレタンポリマーおよび非ハロゲン化ビニルコポリマ
ーを含むポリマー結合剤について、ポリウレタンのみが
側鎖放射線硬化性部分を有する場合、「軟質」ポリウレ
タンはポリウレタンポリマー上の放射線硬化部分の架橋
を引き起こす電子ビームによって硬化されうる。放射線
硬化性部分を有しない「硬質」ビニルコポリマーは正式
には硬化されない(しかし、実験は、ビニルコポリマー
が電子ビーム照射にさらされるときにある程度架橋を経
験することを示し、例えば、スチレン−アクリロニトリ
ルコポリマーは電子ビーム照射の間に架橋を経験するこ
とが文献中で知られている。)。この方法の論理的根拠
は、「硬質」樹脂相(即ち、ビニルコポリマー)は、い
かなる化学的な架橋の添加なしに、既に高いガラス転移
温度および高い弾性率を有することである。それ故、こ
の「ガラス状」の相を架橋する必要はないと仮定され
る。しかし、「軟質」ポリウレタン相は架橋(即ち、硬
化)が必要である。というのは、ポリウレタンの架橋は
この材料の分子量を増加し、向上した物理的特性を付与
するためである。
【0069】伝統的に、放射線硬化性配合物は、最も一
般的には、放射線誘導架橋を達成するためにアクリレー
ト、メタクリレート等の反応性に頼られてきた。しか
し、不運にも、このような材料から製造される磁性分散
液は周囲条件下でゲルを形成するような望ましくない架
橋反応を経験し、特に磁性顔料が金属粒子であるときに
架橋反応を経験する傾向にある。これらの分散液は、特
に分散液の混練の間に望ましくない架橋に悩まされる傾
向がある。
【0070】しかし、分散性基を有する放射線硬化性コ
ポリマーは磁性顔料を湿潤化/分散させることができる
ので、混練の工程の間に少なくとも少量のこのようなポ
リマーを含むことは望ましいであろう。このことを達成
するために、放射線硬化性(メト)アクリレート基はア
リロキシ基(−O−CH2 −CH=CH2 )または式
【0071】
【化6】
【0072】のα−メチルスチレン部分によって置き換
えられてよい。アリロキシ基およびα−メチルスチレン
部分は(メト)アクリレート基よりも混練過程に安定で
ある。
【0073】本発明は次の実施例を参照して更に説明さ
れる。
【0074】実施例を通して用いられるときに、次の略
語は用いられる。「AIBN」は2,2’−アゾビスイ
ソブチロニトリルを意味する。「AN」はアクリロニト
リルを意味する。「HEA」はヒドロキシエチルアクリ
レートを意味する。「HEMA」はヒドロキシエチルメ
タクリレートを意味する。「HPA」はヒドロキシプロ
ピルアクリレートを意味する。「IEM」はイソシアナ
トエチルメタクリレートを意味する。「MA」はメチル
アクリレートを意味する。「MAA」はメタクリル酸を
意味する。「MEK」はメチルエチルケトンを意味す
る。「MMA」はメチルメタクリレートを意味する。
「MOTAC」はメタクリロイルオキシエチルトリメチ
ルアンモニウムクロリドを意味する。「MPD」はメル
カプトプロパンジオールを意味する。「MSA」はメル
カプト琥珀酸を意味する。「PET」はポリエチレンテ
レフタレートを意味する。「S」はスチレンを意味す
る。「SDS」はナトリウムドデシルベンゼンスルホネ
ートを意味する。「Meta−TMI」は式
【0075】
【化7】 の化合物を意味する。
【0076】
【実施例】
実施例1 非ハロゲン化ビニルコポリマーの製造 本発明の非ハロゲン化ビニルコポリマーの試料を次の成
分から製造した。
【0077】
【表1】
【0078】各試料について、成分を32oz.(90
7g)の琥珀の反応ボトル中にチャージした。少量の未
溶解メタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウ
ムクロリドを含む得られた混合物を、1リットル/分で
7分間N2 によってパージし、その後、ボトルを密閉し
た。密閉されたボトルおよびその内容物を65℃または
70℃において80時間、恒温槽中で振盪した。生成物
は、本発明の非ハロゲン化ビニルコポリマーを含む透明
な均質の溶液であった。
【0079】MEK中における幾つかの試料の内部粘度
をF. Rodriguezの"Principles of Polymer Systems",Ch
emical Engineering Series, 第二版( MacGraw-Hill),
181〜185 頁に記載された手順に従って測定した。幾つ
かの試料については、Tgも測定した。結果を次の表に
示す。
【0080】
【表2】
【0081】実施例2 非ハロゲン化ビニルコポリマーの製造 本発明の非ハロゲン化コポリマーの試料を次の成分を用
いて製造した。
【0082】
【表3】
【0083】各試料について、カリウムペルスルフェー
トおよびナトリウムメタビスルフィットを除く全ての試
料をブレンダーカップに入れ、1リットル/分で5分
間、N 2 パージした。それからブレンダーカップの内容
物を1分間均質化させ、その後、開始剤(カリウムペル
スルフェートおよびナトリウムメタビスルフィット)を
加えた。機械攪拌機、窒素インレットおよび発熱を観測
する装置を装備した1リットルの3口スプリットフラス
コに得られた混合物を移した。この溶液を35℃に加熱
した。約1時間後、56℃に発熱した。発熱が静まった
後、室温まで放冷させながら混合物を更に2時間攪拌し
た。この後、混合物をクォートジャーに入れた。試料2
AはMEKおよびDMF中で、それぞれ、1.7454
および2.233の内部粘度を示した。試料2BはME
K中で1.1560の内部粘度を示した。
【0084】実施例3 本発明の非ハロゲン化コポリマーの試料を次の成分を用
いて製造した。
【0085】
【表4】
【0086】各試料について、成分を8oz.(255
g)の琥珀の反応ボトル中にチャージした。得られた混
合物を、1リットル/分で3分間N2 によってパージ
し、その後、ボトルを密閉した。透明な溶液を含む密閉
されたボトルを65℃において48時間、恒温槽中で振
盪した。各場合において、生成物は若干粘性の透明な溶
液であった。
【0087】実施例4 実施例1の手順を用いて、本発明の非ハロゲン化コポリ
マーの試料を次の成分を用いて製造した。
【0088】
【表5】
【0089】実施例5 メルカプト琥珀酸湿潤基を有するポリウレタンの製造
(試料“5A”) 7.5kgのTONE 0210 (商標)ポリカプロラクトンジ
オール(17.7当量)、1.9kgのネオペンチルグ
リコール(36.7当量)、10.2gのジブチル錫ジ
ラウレートおよび27kgのMEKを20ガロン(76
リットル)反応器に加えた。それから8.9kgのジフ
ェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート(MDI)
(71.2当量)を加えた。得られた混合物を1時間還
流して加熱し、その後、195.8gのメルカプト琥珀
酸(1.5当量)を加えた。それから、6.6kgのTO
NE(商標)0305ポリカプロラクトントリオールおよび更
なる9kgのMEKを加えた。還流しながら加熱を更に
2時間続け、その後、赤外分光分析は、全ての無水物お
よび全てのイソシアネートが消費されたことを示した。
更なる590gのMDI(4.72当量)を加え、混合
物を更に1時間還流して加熱した。混合物は0.28d
l/gの内部粘度をテトラヒドロフラン中で示した。得
られたポリウレタンんメルカプト琥珀酸当量は19,6
00と計算され、ヒドロキシル当量は1425と計算さ
れた。
【0090】実施例6 メルカプト琥珀酸湿潤基および側鎖放射線硬化性(メタ
クリレート)部分を有するポリウレタンの製造(試料
“6A”) 27.0gのイソシアナトエチルメタクリレートおよび
数滴のジブチル錫ジラウレートを、600g(0.17
モルOH)の、MEK中43.6%の試料5Aポリウレ
タン溶液に加えた。溶液を密閉し、55℃に一晩、加熱
した。翌日、赤外分析は、実質的に全てのイソシアネー
ト基は消費され、反応は完了したことを示した。
【0091】実施例7 メルカプト琥珀酸湿潤基および側鎖放射線硬化性(アリ
ロキシ)部分を有するポリウレタンの製造(試料“7
A”) Union Carbide Corp. から入手可能なTONE 0210 (商
標)ポリカプロラクトンジオール214g(OH当量=
425;0.503当量)、ネオペンチルグリコール3
0.1g(0.579当量)、Aldrich Chemical Co.か
ら入手可能な3−アリロキシ−1,2−プロパンジオー
ル30g(0.454当量)およびMEK862gを2
リットルフラスコに加えた。75gのMEKは蒸発し、
混合物を乾燥した。それから229.4gのジフェニル
メタンジイソシアネート(1.835当量)を加え、次
いで0.2gのジブチル錫ジラウレートを加えた。この
混合物を2時間還流して加熱し、それから50℃に冷却
した。それから、4.5gのメルカプト琥珀酸(0.0
3モル)を加え、次いで、Union Carbide Corporation
から入手可能なTONE 0305 (商標)ポリカプロラクトン
トリオール86.2g(OH当量=180;0.479
当量)およびMEK129gを加えた。この反応混合物
を1時間還流して加熱した。それから更なる3gのジフ
ェニルメタンジイソシアネートを加え、反応混合物を更
に2時間還流して加熱した。得られたポリウレタンポリ
マーのテトラヒドロフラン中での内部粘度は0.30d
l/gであった。ポリマーは3,000のヒドロキシル
当量、2,600のアリロキシ当量、および20,00
0のメルカプト琥珀酸当量を有すると計算された。
【0092】実施例8 a.実施例5の手順に従って、次の量の次の成分を用い
てポリウレタンポリマーを製造したが、(1)「他のポ
リオール」が用いられたときは、ネオペンチルグリコー
ルに次いで直ぐに反応器に加えられた。および(2)試
料8EについてはTONE 0210 (商標)ジオールおよびTO
NE 0305 (商標)トリオールの代わりにRUCOFLEX S-101
9-35(商標)ポリエステルジオールを用いた。
【0093】
【表6】
【0094】得られたポリウレタンポリオールは次の特
性を有していた。
【0095】
【表7】
【0096】b.試料8Fのポリウレタンの製造:56
0g(1.098当量)のRUCOFLEX S-1014-110ポリエ
ステルポリオール(Ruco Polymer Corporation)、19
1.3g(3.68当量)のネオペンチルグリコール、
15.4g(0.345当量)のトリメチロールプロパ
ン、14g(0.093当量)のメルカプト琥珀酸およ
び2,100gのMEKを反応器に加えた。攪拌して全
ての成分を溶解した後、619gのMDI(4.9当
量)を加え、次いで、0.2gのジブチル錫ジラウレー
トを加えた。3時間の反応時間後、テトラヒドロフラン
中で0.31dl/gの内部粘度を有する生成物が得ら
れた。そのヒドロキシル当量は5,000g/当量と計
算され、MSA当量は15,000g/当量と計算され
た。
【0097】c.ポリウレタン試料の製造 メチルエチルケトン中39.7%のポリウレタン試料8
Bの溶液2,500g(0.50モルOH)にイソシア
ナトエチルメタクリレート(IEM)および数滴のジブ
チル錫ジラウレート(DBTDL)を加えた。IR分析
はIEMが反応において完全に消費されたことを示すま
で(通常、一晩加熱するのが適切である)、この溶液を
ガロンジャー中で密閉し、45℃で加熱した。得られた
材料は更なる精製なしに用いられえた。
【0098】d.ポリウレタン試料8Hの製造 Union Carbide Corp. から入手可能なTONE 0210 (商
標)ポリカプロラクトンジオール283g(OH当量=
425;0.666当量)、ネオペンチルグリコール3
4.4g(0.662当量)、HN6 (商標)ジオール3
25g(0.130当量)およびMEK1930gを5
リットルフラスコに加えた。380gのMEKは蒸発
し、混合物を乾燥した。Aldrich Chemical Co.から入手
可能な3−アリロキシ−1,2−プロパンジオール3
4.4g(0.520当量)、次いで342gのジフェ
ニルメタンジイソシアネート(2.741当量)および
0.5gのジブチル錫ジラウレートを加えた。この混合
物を80℃で2時間還流して加熱した。それから、9.
8gのメルカプト琥珀酸(0.07モル)を加え、次い
で、Union Carbide Corporation から入手可能なTONE 0
305 (商標)ポリカプロラクトントリオール253g
(OH当量=180;1.406当量)およびMEK3
80gを加えた。この反応混合物を3時間還流して加熱
した。それから更なる52gのジフェニルメタンジイソ
シアネートを加え、反応混合物を更に3時間還流して加
熱した。得られたポリウレタンポリマーのテトラヒドロ
フラン中での内部粘度は0.32dl/gであった。ポ
リマーは2,300のヒドロキシル当量、5,000の
アリロキシ当量、および20,000のメルカプト琥珀
酸当量を有すると計算された。
【0099】実施例9 磁性分散剤の製造 a.3種の磁性分散剤を次の成分を用いて製造した。
【0100】
【表8】
【0101】各試料の成分を200gの1.0〜1.3
mmイットリウム安定化セラミックミリング媒体と3つ
の6オンス(170g)クイッキーミル中でそれぞれ混
合し、同時にRed Devil (商標)ペイントシェーカー上
で7時間混練した。
【0102】各分散液は、顕微鏡用スライドグラス上に
おいて分散液の薄い膜を200倍の拡大で顕微鏡によっ
て評価された。3種の分散液の全て滑らかでクリーム状
であった。試料1Aコポリマーから製造された試料9A
分散液は最も使用可能な組織を分散液に提供したが、各
分散液はスライドグラス上で均一なバックグランドを提
供した。3種の分散液の全ては7日間の貯蔵後にでさ
え、ほんの少しの溶剤の分離を示した。
【0103】b.磁性分散液(試料9D)を次の成分か
ら製造した。
【0104】
【表9】
【0105】上記の成分を直接「クィッキーミル」に加
えた。それから、ミルの内容物をスパチュラで手動によ
り1分間混合し、50mlの1〜1.3mmイットリウ
ム安定化セラミック媒体を加えた。6時間の混練の後、
得られた分散液のスライドガラスを取り出し、透過光を
用いた400倍での顕微鏡検査によりそれが滑らかであ
ることを確認した。「滑らか」とは、試料が実質的に不
透明で凝集した粒子なしに均質な組織および色を示すこ
とを意味する。それから、分散液をミルから4オンス
(113g)ジャーに入れた。仕上がった分散液は、粘
度および再凝集の変化をモニターするために時間をかけ
てモニターされた。
【0106】例えば、試料は20cpsの初期高剪断粘
度(104 sec- 1 )および低い低剪断粘度を肉眼試
験によって示した。初期分散液は顔料の凝集がないため
に滑らかであると考えられた。4日間の放置の後、試料
は粘度および滑らかさのためのサンプリングの前に15
秒間の高速混合を受けた。高および低剪断粘度並びに滑
らかさの両方は初期結果に比べて変化しなかった。
【0107】実施例10 磁性記録媒体の製造 次の量で次の成分から5種の磁気記録媒体を製造した。
【0108】
【表10】
【0109】各磁気記録媒体試料の成分は5台を別々の
Igarashi mills中にそれぞれチャージした。得られた混
合物を同時に1.0mmZirconia SEPR (商標)ビーズ
を混練用媒体として用いて約6時間混練した。混練の間
に冷水ジャケットを用いてミルを冷却した。得られた分
鎖ね基のバルク磁気特性を決定し、次の表に結果を示
す。
【0110】
【表11】
【0111】実施例11 試料1D、1C、1Aおよび4Aコポリマーを試料5A
ポリウレタンとの組み合わせで用いて磁性分散液を製造
した。比較の目的で、EC-130(商標)ビニルクロリドコ
ポリマーを試料5Aポリウレタンとの組み合わせで用い
て磁性分散液をも製造した。次の各々の量で次の成分か
ら分散液を製造した。
【0112】
【表12】
【0113】各分散液を製造するために、ビニルコポリ
マー溶液、ポリウレタン溶液およびMEKおよび/また
はキシレンをガラスジャーに加え、完全に混合した。次
に、N2 下で磁性顔料を加えた。次に、ジャーをN2
ら取り出し、アルミナを加えた。次に、混合物を数分間
高剪断混合した。それから混合物をセラミック媒体を含
むIgarashi mill にチャージし、1,500rpmで8
〜10時間混練した。
【0114】各試料から2つのコーティングを製造し
た。第一のコーティングは、ナイフコーターを用いて配
向場を有してPET基材上にハンドコートされた(2ミ
ル(50.8μm)の未乾燥コーティング厚さ)。試料
11Eを除いて、第二のコーティングは、先ず分散液を
充分な量のMEKおよびキシレンによって希釈し、約2
5%固体および90/10MEK/キシレン溶剤ブレン
ドを達成した。試料11Eは先ず希釈され、約25%固
体および80/20MEK/キシレン溶剤ブレンドを得
た。次に、各試料について、分散液を乾燥速度を遅延さ
せるためのコーティングを覆うフッ素化エチレンプロピ
レン(FEP)コートされた表面(磁性コーティングを
後に開放する表面)にキャスティングし(40mil
(1.016mm)の未乾燥コーティング厚さ)、コー
ティングを一晩乾燥させた。それから、空気乾燥したコ
ーティングをFEP表面から剥がし、45℃において1
6時間熱処理した。ハンドスプレッドしたコーティング
のバルク磁性およびコーティング特性を下記に示す。
【0115】
【表13】
【0116】ビニルコポリマーを用いて製造したコーテ
ィングは、コーティングを製造するために用いるポリマ
ーのTgから考えて期待されるよりも、強靱で非常に柔
軟であった。コーティングは、EC-130(商標)ビニルク
ロリドコポリマーを用いて製造した類似のコーティング
よりも実質的に高い弾性率をも有した。更に、試料11
A、11B、11Cおよび11Dの高温相転移は試料1
1Eおよび11Fよりも実質的に高い温度で起こった。
【0117】実施例12 試料11C(1A/5A結合剤)分散液を製造するため
に用いた手順を別の磁性分散液を製造するために用いら
れ、97.9gの1Aコポリマー溶液(MEK中39.
2%固体)、62.9gの8Dポリウレタン溶液(ME
K中39.2%固体)、267gのMEK、168gの
Toda(商標)金属粒子磁性顔料および8.40gのCera
lox アルミナを用いた。試料12Aは試料11Cと異な
り、試料8Dポリウレタンを試料5Aポリウレタンの代
わりに用いた。8Dポリウレタンは試料5Aポリウレタ
ンと実質的に同一であるが、8DポリウレタンはMSA
湿潤剤を全く含まない。ハンドスプレッドおよびコーテ
ィングを試料11Cからハンドスプレッドおよびコーテ
ィングを製造するために用いた手順と同一の手順を用い
て製造した。得られたハンドスプレッドのバルク磁性お
よびコーティング特性を試料11Cの結果と比較して、
【0118】
【表14】
【0119】試料11Cは強靱で高弾性のコーティング
を与えた一方、試料12Aは酷く裂けたコーティングに
なった。このことは磁性コーティングの機械特性に及ぼ
すポリウレタンの影響を示す。
【0120】実施例13 試料11C(1A/5A結合剤)分散液を製造するため
に用いた手順を、別の磁性分散液(試料13A)を製造
するために用い、97.5gの試料4Dコポリマー溶液
(MEK中39.5%固体)、60.4gの試料5Aポ
リウレタン溶液(MEK中42.5%固体)、267g
のMEK、168gのTODA(商標)金属粒子磁性顔料お
よび8.47gのCeralox アルミナを用いた。試料13
Aは試料11Cと異なり、試料4Dコポリマーを1Aコ
ポリマーの代わりに用いた。試料4Dコポリマーはスチ
レンの代わりにメチルメタクリレートを用いて製造され
たことを除いては試料1Aコポリマーと同一である。ハ
ンドスプレッドおよびコーティングは試料11Cのハン
ドスプレッドおよびコーティングの製造に用いた手順と
同一の手順を用いて製造された。得られたハンドスプレ
ッドのバルク磁性およびコーティング特性を試料11C
の結果と比較する。
【0121】
【表15】
【0122】試料13Aは試料11Cよりも若干低い弾
性率を有した。
【0123】実施例14 試料11C(1A/5A結合剤)分散液を製造するため
に用いた手順を、別の磁性分散液(試料14A)を製造
するために用い、97.8gの試料4Eコポリマー溶液
(MEK中39.2%固体)、60.2gの試料5Aポ
リウレタン溶液(MEK中42.5%固体)、269g
のMEK、168gのTODA(商標)金属粒子磁性顔料お
よび8.40gのCeralox アルミナを用いた。試料14
Aは試料11Cと異なり、試料4Eコポリマーを1Aコ
ポリマーの代わりに用いた。1Aコポリマーを製造する
ために用いたのスチレンおよびアクリルニトリルの幾つ
かをメチルアクリレート(MA)で置き換えたことを除
いては試料4Eコポリマーは試料1Aコポリマーと同一
である。ハンドスプレッドおよびコーティングは試料1
1Cのハンドスプレッドおよびコーティングの製造に用
いた手順と同一の手順を用いて製造された。得られたハ
ンドスプレッドのバルク磁性およびコーティング特性を
試料11Cの結果と比較する。
【0124】
【表16】
【0125】表面は粗かったが、試料14Aは試料11
Cと同様の引張および磁性特性を示した。
【0126】実施例15 試料11D(4A/5A結合剤)分散液を製造するため
に用いた手順を、3種の磁性分散液を製造するために用
いた。
【0127】試料15A:97.4gの試料4Aコポリ
マー溶液(MEK中39.1%固体)、87.3gの試
料8Eポリウレタン溶液(MEK中29.2%固体)、
239gのMEK、168gのDOWA(商標)金属粒子磁
性顔料および8.40gのCeralox アルミナを用いた。
【0128】試料15B:97.7gの試料4Aコポリ
マー溶液(MEK中39.1%固体)、73.4gの試
料8Aポリウレタン溶液(MEK中29.2%固体)、
253gのMEK、168gのDOWA(商標)金属粒子磁
性顔料および8.41gのCeralox アルミナを用いた。
【0129】試料15C:97.6gの試料4Aコポリ
マー溶液(MEK中39.1%固体)、60.6gの試
料8Fポリウレタン溶液(MEK中42.1%固体)、
266gのMEK、168gのDOWA(商標)金属粒子磁
性顔料および8.40gのCeralox アルミナを用いた。
【0130】試料11Dからのハンドコーティングおよ
びコーティングの製造に用いたのと同一の手順を用い
て、ハンドスプレッドおよびコーティングを試料15
A、15Bおよび15Cから製造した。得られたハンド
スプレッドのバルク磁性およびコーティング特性を下記
に比較した。
【0131】
【表17】
【0132】試料15A分散液の非常に高いローデンス
トック値(Rodenstock value) は分散液の質に対するポ
リウレタン湿潤基の影響を示す。試料15Aから製造さ
れたコーティングは酷くクラッキングしており、一方、
15Bおよび15Cから製造されたコーティングはクラ
ッキングがない。15Bのコーティングは驚くほど柔軟
である。それは非常に弾性であるため紙切れのように畳
むことができた。15Cのコーティングは15Bよりも
かなり低い弾性であったが、それでも幾分柔軟であっ
た。15Bの極端なレジリエンスは、より低い高温弾性
率の代償になる。コーティングの機械特性は明らかにポ
リウレタンの種々の特性によってあつらわれうる。
【0133】実施例16 試料11D(4A/5A結合剤)分散液を製造するため
に用いた手順を、4種の磁性分散液を製造するために用
いた。
【0134】試料16A:93.9gの試料4Gコポリ
マー溶液(MEK中40.7%固体)、59.9gの試
料5Aポリウレタン溶液(MEK中42.5%固体)、
271gのMEK、168gのDOWA(商標)金属粒子磁
性顔料および8.42gのCeralox アルミナを用いた。
【0135】試料16B:93.8gの試料4Gコポリ
マー溶液(MEK中40.7%固体)、63.8gの試
料8Bポリウレタン溶液(MEK中40.0%固体)、
267gのMEK、168gのDOWA(商標)金属粒子磁
性顔料および8.39gのCeralox アルミナを用いた。
【0136】試料16C:97.8gの試料4Aコポリ
マー溶液(MEK中39.1%固体)、64.0gの試
料8Bポリウレタン溶液(MEK中40.0%固体)、
263gのMEK、168gのDOWA(商標)金属粒子磁
性顔料および8.40gのCeralox アルミナを用いた。
【0137】試料16D:97.9gの試料4Bコポリ
マー溶液(MEK中39.0%固体)、63.9gの試
料8Bポリウレタン溶液(MEK中40.0%固体)、
263gのMEK、168gのDOWA(商標)金属粒子磁
性顔料および8.40gのCeralox アルミナを用いた。
【0138】試料11Dからのハンドコーティングおよ
びコーティングの製造に用いたのと同一の手順を用い
て、ハンドスプレッドおよびコーティングを試料16
A、16B、16Cおよび16Dから製造した。得られ
たハンドスプレッドのバルク磁性およびコーティング特
性を下記に比較した。
【0139】
【表18】
【0140】試料5Aを試料8Bと置き換えることによ
って、より高い弾性率のコーティングを製造されること
は、コーティングの機械特性に対するポリウレタンの影
響を示す。試料8Bと組み合わされた試料4Gは、試料
4Aが試料8Bと組み合わされたときよりもかなり高い
弾性率を生じた。また、試料8Bと組み合わせた試料4
Bは、試料4Gまたは試料4Aを試料8Bと組み合わせ
たときよりかなり脆いコーティングを生じた。これらの
結果は、コポリマーおよび/またはポリウレタンの種類
を変化させることによってどれだけコーティングの機械
特性をあつらえることができるかを示す。
【0141】実施例17 4.64lbs(2.10kg)のMEK、4.65l
bs(2.11kg)の試料4Bコポリマー溶液(ME
K中39%固体)および3.02lbs(1.37k
g)の試料5Aポリウレタン溶液(MEK中40%固
体)を密閉式水冷高剪断混合ケトルに加えた。冷却し、
20〜30CFH(0.56〜0.84CMH)の流量
でN2 でパージしながら混合物を15分間混合した。O
2 レベルが1.5%に達したときに、O2 レベルを1.
0%に保つために必要な最小レベルまでN2 流を減じ
た。
【0142】次に、11.02lbs(5.00kg)
のDOWA(商標)金属粒子磁性顔料を加えた。混合を更に
1時間続けた。それから、0.55lbs(0.25k
g)のCERALOX 0.4 アルミナを加え、混合を2時間続け
た。それからN2 パージおよび水冷を止め、ケトルの内
容物を5ガロン(15リットル)ペールに移した。1
2.60lbs(5.71kg)のMEKを混合物に加
え、それを高剪断混合機で更に1時間混合した。
【0143】次に、90/10MEK/キシレンにおい
て30%固体の分散液を得るために充分な量のMEKお
よびキシレンによって混合物を希釈した。それから、
0.8〜1.0mmのセラミック媒体を含むNetzsch 4
リットル水平サンドミルにこの混合物をチャージした。
シャフト速度約1,850rpmおよび流速約0.05
GPM(0.19L/min)を有するパス−トゥーパ
スミリングを用いて混合物を滑らかになるまで混練し
た。混練の後、分散液をNippon Roki HT50フィルター
(8ミクロンレーティング)、次いでNippon Roki HT30
フィルター(3.5ミクロンレーティング)を通して濾
過した。
【0144】カーボンブラックを含む裏面用分散液56
ゲージ(14.2μm)のPET基材上にコートし、1
40°F(60℃)で乾燥した。本基材のもう片側を上
記の磁性分散液でコートした。塗布の直前に、299g
の2:1ミリスチン酸:ブチルステアレート溶液(ME
K中15.7%固体)および135gのCB-701(商標)
(THF中70%固体)を31.2lbs(14.15
kg)のこの分散液に加え、分散液を約10分間高剪断
混合した。リバースグラビアコーティング法を用いて、
媒体は200fpmでコートされた。金属粒子を配向さ
せるために3個の磁石が用いられた。第一の磁石(2,
000G)はコーティングヘッドの直後に置かれ、第二
の磁石(4,500G)は8フィート(2.4m)下に
置かれ、最後の磁石(3,400G)は第二の磁石から
8フィート(2.4m)下に置かれた。2台の炉を用い
て磁気コーティングを乾燥し、第一の炉は140°F
(60℃)であり、第二の炉は180°F(82℃)で
あった。それから、媒体は110°F(43℃)および
1,200PLIでカレンダーに掛けられた。
【0145】得られた磁性媒体は0.77の方形比、
1,583Oeの飽和保磁力、1,899Gaの残留磁
気(振動サンプルマグネトメーター(10kGa)で測
定して)および5.8nmのRMS表面粗さ(Wyko高解
像度インターフェロメーターによって測定して) を有し
た。
【0146】実施例18 6.10lbs(2.77kg)のMEK、0.44l
bs(0.20kg)のRHODAFAC BG-510 (商標)溶液
(MEK中50%固体、Rhone-Poulenc Co. )、3.6
4lbs(1.65kg)の試料4Gコポリマー(ME
K中41%固体)および2.46lbs(1.12k
g)の試料8Bポリウレタン溶液(MEK中40%固
体)を密閉式水冷高剪断混合ケトルに加えた。冷却し、
20〜30CFH(0.56〜0.84CMH)の流量
でN2 でパージしながら混合物を15分間混合した。O
2 レベルが1.0%に達したときに、O2 レベルを1.
0%に保つために必要な最小レベルまでN2 流を減じ
た。
【0147】次に、11.02lbs(5.00kg)
のDOWA(商標)金属粒子磁性顔料を加えた。混合を2時
間続けた。それから、0.55lbs(0.25kg)
のCERALOX 0.4 アルミナを加え、混合を1時間続けた。
それからN2 パージおよび水冷を止め、ケトルの内容物
を5ガロン(15リットル)ペールに移した。11.4
6lbs(5.20kg)のMEKを混合物に加え、そ
れを高剪断混合機で1時間混合した。
【0148】次に、90/10MEK/キシレンにおい
て35%固体の分散液を得るために充分な量のMEKお
よびキシレンによって混合物を希釈した。それから、
0.8〜1.0mmのセラミック媒体を含むNetzsch 4
リットル水平サンドミルにこの混合物をチャージした。
シャフト速度約1,850rpmおよび流速約0.05
GPM(0.19L/min)を有するパス−トゥーパ
スミリングを用いて混合物を滑らかになるまで混練し
た。混練の後、分散液を90/10 MEK/キシレン
によって26%固体にまで希釈し、分散液をNippon Rok
i HT50フィルター(8ミクロンレーティング)、次いで
Nippon Roki HT30フィルター(3.5ミクロンレーティ
ング)を通して濾過した。
【0149】カーボンブラックを含む裏面用分散液60
ゲージ(15.2μm)のPET基材上にコートし、1
40°F(60℃)で乾燥した。次に本基材のもう片側
を上記の磁性分散液でコートした。塗布の直前に、32
1gの2:1ミリスチン酸:ブチルステアレート溶液
(MEK中15.7%固体)および59.7gのCB-701
(商標)架橋剤(THF中70%固体)を18.7lb
s(8.48kg)のこの分散液に加え、分散液を約1
0分間高剪断混合した。リバースグラビアコーティング
法を用いて、媒体は200fpmでコートされた。金属
粒子を配向させるために2個の磁石が用いられた。第一
の磁石(3,100G)はコーティングヘッドの直後に
置かれ、第二の磁石(4,500G)は8フィート
(2.4m)下に置かれた。2台の炉を用いて磁気コー
ティングを乾燥し、第一の炉は140°F(60℃)で
あり、第二の炉は180°F(82℃)であった。それ
から、媒体は110°F(43℃)および1,600P
LIでカレンダーに掛けられた。
【0150】得られた磁性媒体は0.69の方形比、
1,519Oeの飽和保磁力、1,699Gaの残留磁
気(振動サンプルマグネトメーター(10kGa)で測
定して)および8.2nmのRMS表面粗さ(Wyko高解
像度インターフェロメーターによって測定して) を有し
た。
【0151】実施例19 本実施例に与えられた全ての重量はコーティング配合物
中に存在する11.02lbs(5.00kg)の金属
粒子顔料を基準にしている。しかし、実際上少量の分散
液は種々の加工工程の間に失われうる。このことが起こ
るならば、本実施例における成分の重量は失われた金属
粒子を考慮して実際上は補正されなければならない。
【0152】本実施例は磁性コーティングの軟質ポリウ
レタン相を選択的に硬化する放射線の使用について説明
される。本実施例に説明される手順は、高弾性および高
レジリエンスを有する磁性コーティングを製造するため
に用いられうる。これらの特性の両方は磁気媒体の耐久
性および使用適性に重要である。
【0153】6gのプロピルガレート、6gのIrgafos
168 (商標)および6.13lbs(2.39kg)の
試料1Aコポリマー(メチルエチルケトン中39%固
体)を逐次的に5.3(2.4kg)のメチルエチルケ
トンに加えた。得られた溶液を密閉式高剪断混合機中で
10分間混合した。それから混合装置をN2 でパージし
た。
【0154】次に、窒素雰囲気を保ちながら、11.0
lbs(5.00kg)のFe金属粒子磁性顔料(DOWA
(商標)) 、次いで0.55lbs(250g)のCera
lox0.4x(商標)アルミナを溶液に逐次的にゆっくりと
加えた。それから、この混合物を更に2時間高剪断混合
機中でN2 雰囲気下で混合した。
【0155】次に11.9lbs(5.4kg)のメチ
ルエチルケトンをこの混合物に加えた。それから混合物
を高剪断混合機中で更に1時間混合した。分散液を2.
80lbs(1.27kg)のMEKの添加によって3
7%固体に希釈した。この後、セラミック媒体を用いて
サンドミル中で滑らかになるまで混合物は混練された。
【0156】それから磁性分散液は、もう片面にカーボ
ンブラックの裏面コーティングを含む、薄い厚さのポリ
エステルテレフタレート基材の予備下塗り面上にコート
された。磁性分散液を基材に塗布する直前に、メチルエ
チルケトン中の試料6Aポリウレタン44.5%溶液
2.29lbs(1.04kg)を分散液に加えた。そ
れから、50gのブチルステアレートを分散液に混合し
た。最後に、3.81lbs(1.73kg)のMEK
および3.20lbs(1.45kg)のキシレンを分
散液に加えた。磁性分散液の基材への塗布の後、コート
された基材を即座に3種の磁場に通過させ(2,00
0、4,000および3,400ガウス)、磁性顔料を
配向させた。コートされた基材を再び140°F(60
℃)で乾燥し、磁性コーティングおよび裏面コーティン
グをカレンダーに掛けた。それから、コートされた基材
は、4ppm未満のO2 を含むN2 雰囲気下で4メガラ
ドの電子ビーム線によって照射された。
【0157】得られた磁性媒体は0.716の方形比、
1,549の飽和保磁力、および1,683ガウスの残
留磁気を示した。全てのバルク磁性測定は12.3KO
eで振動試料マグネトメーター(VSM)によって行わ
れた。
【0158】実施例20 本実施例に与えられた全ての重量はコーティング配合物
中に存在する11.02lbs(5.00kg)の金属
粒子顔料を基準にしている。しかし、実際上少量の分散
液は種々の加工工程の間に失われうる。このことが起こ
るならば、本実施例における成分の重量は失われた金属
粒子を考慮して実際上は補正されなければならない。
【0159】本実施例はポリウレタンに放射線硬化能を
付与するための側鎖アリロキシ部分を有する自己湿潤ポ
リウレタンの使用について説明する。
【0160】本実施例を行うために、6gのプロピルガ
レート、6gのIrgafos 168 (商標)、5.19lbs
(2.35kg)の試料1Aコポリマー(MEK中39
%固体)および1.71lbs(0.80kg)の試料
7Aポリウレタン(MEK中39.7%固体)を逐次的
に5.4(2.5kg)のメチルエチルケトンに加え
た。得られた溶液を密閉式高剪断混合機中で10分間混
合した。それから混合装置をN2 でパージした。
【0161】次に、窒素雰囲気を保ちながら、11.0
lbs(5.0kg)のFe金属粒子磁性顔料(DOWA
(商標)) 、次いで0.55lbs(0.25kg)の
アルミナ(Ceralox 0.4x(商標))を加えた。それか
ら、この混合物を更に2時間高剪断混合機中でN2 雰囲
気下で混合した。
【0162】次に11.95lbs(5.42kg)の
メチルエチルケトンをこの混合物に加えた。それから混
合物を高剪断混合機中で更に1時間混合した。分散液を
0.58lbs(0.26kg)のMEKの添加によっ
て39%固体に希釈した。この後、セラミック媒体を用
いてサンドミル中で滑らかになるまで混合物は混練され
た。
【0163】それから磁性分散液は、もう片面にカーボ
ンブラックの裏面コーティングを含む、薄い厚さのポリ
エステルテレフタレート基材の予備下塗り面上にコート
された。磁性分散液を基材に塗布する直前に、メチルエ
チルケトン中の試料6Aポリウレタン44.7%溶液
1.52lbs(0.69kg)、次いで、0.11l
bs(50g)のブチルステアレートを分散液に加え
た。それから、6.49lbs(3.15kg)のメチ
ルエチルケトンおよび3.21lbs(1.46kg)
のキシレンを分散液に加えた。
【0164】磁性分散液の基材への塗布の後、コートさ
れた基材を3種の磁場に通過させ(2,000、4,0
00および3,400ガウス)、磁性顔料を配向させ
た。配向の後、コートされた基材を再び、続けて2台の
炉において140°F(60℃)および180°F(8
2℃)で乾燥した。磁性コーティングおよび裏面コーテ
ィングをカレンダーに掛け、それから、50ppm未満
のO2 を含むN2 雰囲気下で電子ビーム線(8メガラ
ド)によって照射した。
【0165】得られた磁性媒体は0.717の方形比、
1,554の飽和保磁力、および1,745ガウスの残
留磁気を示した。全てのバルク磁性測定は12.3KO
eで振動試料マグネトメーター(VSM)によって行わ
れた。
【0166】実施例21 本実施例に与えられた全ての重量はコーティング配合物
中に存在する11.02lbs(5.00kg)の金属
粒子顔料を基準にしている。しかし、実際上少量の分散
液は種々の加工工程の間に失われうる。このことが起こ
るならば、本実施例における成分の重量は失われた金属
粒子を考慮して実際上は補正されなければならない。
【0167】6gのプロピルガレート、6gのIrgafos
168 (商標)、0.44lbs(0.20kg)のME
K中50%RHODAFAC BG-510(Rhone-Poulenc Co.)、3.
41lbs(1.55kg)のMEK中41%試料4G
コポリマー溶液、1.13lbs(0.51kg)のM
EK中試料8Hポリウレタン溶液を逐次的に6.22l
bs(2.82kg)のメチルエチルケトンに加えた。
得られた溶液を密閉式高剪断混合機中で10分間混合し
た。それから混合装置をN2 ガスでパージした。
【0168】次に、11.02bs(5.0kg)のF
e金属粒子磁性顔料(DOWA(商標)) 、次いで0.55
lbs(0.25kg)のアルミナ(Ceralox 0.4x(商
標))を逐次的に加えた。それから、この分散液を更に
2時間高剪断混合機中でN2雰囲気下で混合した。
【0169】次に9.36lbs(4.24kg)のメ
チルエチルケトンおよび2.05lbs(0.93k
g)のキシレンをこの混合物に加えた。それから混合物
を高剪断混合機中で2時間混合した。混合の後、分散液
を4.88lbs(2.21kg)のメチルエチルケト
ンの添加によって35%固体に希釈した。それから、セ
ラミック媒体を用いてサンドミル中で滑らかになるまで
混合物は混練された。
【0170】それから磁性分散液は、もう片面にカーボ
ンブラックの裏面コーティングを含む、薄い厚さのポリ
エステルテレフタレート基材の予備下塗り面上にコート
された。磁性分散液を基材に塗布する直前に、MEK中
の試料8Gポリウレタン41.2%溶液1.13lbs
(0.51kg)、次いで、1.68lbs(0.76
4kg)のメチルエチルケトン中の0.11lbs
(0.05kg)のブチルステアレートおよび0.22
lbs(0.10kg)のミリスチン酸の溶液を分散液
に加えた。磁性分散液の基材への塗布の後、コートされ
た基材を2種の磁場に通過させ(1,200および4,
600ガウス)、磁性顔料を配向させた。コートされた
基材を、それから、続けて2台の炉において140°F
(60℃)および180°F(82℃)で乾燥し、そし
て、磁性コーティングおよび裏面コーティングをカレン
ダーに掛け、それから、50ppm未満のO2 を含むN
2 雰囲気下で6.6メガラドの電子ビーム線によって照
射した。
【0171】得られた磁性媒体は0.731の方形比、
1,503Oeの飽和保磁力、および2,601ガウス
の残留磁気を示した。全てのバルク磁性測定は12.3
KOeで振動試料マグネトメーター(VSM)によって
行われた。
【0172】実施例22 磁気記録媒体試料を次の量の次の成分から製造した。
【0173】
【表19】
【0174】本表において、第二ポリウレタンを米国特
許第5,081,213 号の実施例1に従って製造した。第一ポ
リウレタンを次のように製造した。108kgのメチル
エチルケトン、4.0kg(0.077当量)のネオペ
ンチルグリコール、0.45kg(0.008当量)の
N−メチルジエタノールアミン、0.002kgの燐
酸、2.9kg(0.064当量)のトリメチロールプ
ロパン、37.5kg(0.090当量)のDURACARB 1
24( ポリカーボネートポリオール、PPG Industries) を
75ガロン(284リットル)ケトルに加えた。15分
間の混合の後、20.5kg(0.164当量)のジフ
ェニルメタンジイソシアネートおよび0.004kgの
ジブチル錫ジラウレートを加えた。この反応混合物を6
0℃に1時間加熱した。1kgの更なるジフェニルメタ
ンジイソシアネートを加え、60℃で1時間反応を続け
た。テトラヒドロフラン中での最終の内部粘度は0.3
であった。計算された当量は1,400ヒドロキシルお
よび20,000アミノであった。
【0175】各媒体を製造するために、第一チャージの
成分を密閉式Shar(商標)混合機(冷却用ウォータージ
ャケットを装備した)中に示した順序で加え、ゆっくり
と2時間混合した。次に、混合機の内容物を0.8〜
1.0mmセラミック媒体を用いて水平サンドミル中で
滑らかになるまで混練した。架橋剤を除いて、第二チャ
ージの成分を示した順序でゆっくりと加えた。それから
滑らかな均質の分散液が得られるまで、通常には6〜8
パスであるが、混練を続けた。ミルは混練の際に冷水ジ
ャケットを用いて冷却された。得られた分散液を濾過
し、Shar(商標)混合機を用いて混合しながら架橋剤を
分散液中に加えた。それから、分散液をポリエチレンテ
レフタレートフィルム上にコートした。塗布の間に磁気
フィルム中で磁性顔料を配向させた。コートされたフィ
ルムを乾燥し、カレンダーに掛けた。
【0176】試料の電磁特性を決定し、次の表に示す。
【0177】
【表20】
【0178】実施例23 a.第四アンモニウム官能性イソシアネートの製造 198gのイソホロンジイソシアネートおよび85.5
gのジメチルエタノールアミンを160gのMEKを含
む水冷凝縮器を装備したフラスコ中で攪拌した。約15
分で、温度は約70℃に上昇させ、そこで約1時間保持
した。この溶液を一晩かけて完全に反応させた。次に、
必要に応じて60℃より低い温度に保つために、54g
のMEK中114gのメチルスルフェートの溶液を攪拌
および冷却しながらゆっくりと加えた。全てのメチルス
ルフェートを加えた後、溶液を一晩放置した。
【0179】b.スチレン/アクリロニトリル/ヒドロ
キシエチルメタクリレートコポリマーの製造 55重量部のスチレン、19重量部のアクリルニトリル
および26重量部のヒドロキシエチルメタクリレートを
1%メルカプトプロパンジオール、0.3gのVAZO-64
(商標)開始剤および充分なMEKの存在下でラジカル
重合させ、39.9%固体のコポリマー溶液を提供し
た。
【0180】c.第四アンモニウムおよび放射線硬化性
部分によるビニルコポリマーの官能化
【0181】次の量の第四アンモニウム官能性イソシア
ネート、メタ−TMI、およびジブチル錫ジラウレート
を(b)部で製造されたビニルコポリマーの一部分に加
えた。
【0182】
【表21】
【0183】d.分散液の製造 試料23A、23B、23Cおよび24Dの各々を用い
て、MEKによって45%固体に希釈された各試料、4
0gのSMO III (商標)磁性顔料および50gのMEK
を含む分散液を製造した。この成分をクィッキーミル中
で4時間スチール媒体を用いて混練した。
【0184】実施例24 44重量部のスチレン、30重量部のアクリロニトリ
ル、および26重量部のヒドロキシエチルメタクリレー
トを0.3%のメルカプトプロパンジオールおよび充分
なMEKの存在下でラジカル重合させて40.5%固体
のコポリマー溶液を製造した。それから、この溶液の6
00gを0.5gのジブチル錫ジラウレート、MEK中
の実施例24の第四アンモニウム官能性イソシアネート
の65%固体溶液12.5gおよびMEK13gと反応
させた。反応は約24時間で完了した。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C09D 175/00 PHX G11B 5/702 7215−5D (72)発明者 ラビンドラ ラクスミナラシムハイア ア ルディー アメリカ合衆国,ミネソタ 55144−1000, セント ポール,スリーエム センター (番地なし) (72)発明者 ジェームズ ゴードン カールソン アメリカ合衆国,ミネソタ 55144−1000, セント ポール,スリーエム センター (番地なし) (72)発明者 ダニエル イェット−マン チャン アメリカ合衆国,ミネソタ 55144−1000, セント ポール,スリーエム センター (番地なし) (72)発明者 ジョン クリス ハイドス アメリカ合衆国,ミネソタ 55144−1000, セント ポール,スリーエム センター (番地なし) (72)発明者 キース ジョン モダート アメリカ合衆国,ミネソタ 55144−1000, セント ポール,スリーエム センター (番地なし) (72)発明者 スマン カリアンジ パテル アメリカ合衆国,ミネソタ 55144−1000, セント ポール,スリーエム センター (番地なし) (72)発明者 ネルソン トール ロット アメリカ合衆国,ミネソタ 55144−1000, セント ポール,スリーエム センター (番地なし)

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の側鎖ニトリル基、複数の側鎖ヒド
    ロキシル基、および少なくとも1個の側鎖分散性基(di
    spersing group) を含む非ハロンゲン化ビニルコポリマ
    ー。
  2. 【請求項2】 磁化可能でない基材上に提供された磁性
    層を含む磁気記録媒体であって、ここで、磁性層はポリ
    マー結合剤中に分散した磁性顔料を含み、ここで、ポリ
    マー結合剤は、(a)複数の側鎖ニトリル基、複数の側
    鎖ヒドロキシル基、および少なくとも1個の側鎖分散性
    基(dispersing group) を含む非ハロンゲン化ビニルコ
    ポリマー、および、(b)式 【化1】 (ここで、R1 、R2 、R3 およびR4 は、独立に、−
    H、−OH、−COOM、−SO3M、−SH、−CH
    2 COOM、−SCH2 COOM、−P(=O)(O
    M)2、−OP(=O)(OM)2 および−Yからなる
    群より選ばれ、ここで、R1 、R2 、R3 およびR4
    うちの少なくとも1個は−Hまたは−Y以外の部分を含
    み、 Yは約1〜約10個の炭素原子を含む直鎖アルキル基、
    約1〜約10個の炭素原子を含む分枝鎖アルキル基、お
    よび約6〜約10個の炭素原子を含むアリール基からな
    る群より選ばれ、 Mはアルカリ金属カチオン、H+ およびアンモニウムカ
    チオンからなる群より選ばれるカチオンであり、 R1 およびR2 は一緒に、またはR3 およびR4 は一緒
    にシスまたはトランス=CHCOOHになることがで
    き、 Xは独立に=CR5 6 および=NR7 からなる群より
    選ばれる二価部分であり、 nは0および1からなる群より選ばれる整数を表し、 R5 およびR6 は独立に−H、−OH、−COOM、−
    SO3 M、−SH、−CH2 COOM、−SCH2 CO
    OM、−P(=O)(OM)2 、−OP(=O)(O
    M)2 および−Yからなる群より選ばれ、ここで、Mお
    よびYは上記に定義の通りであり、 R7 は−CH2 COOH、−CH2 CH2 COOH、−
    CH2 CH2 N(CH 2 COOH)2 、−(CH2 6
    N(CH2 COOH)2 、−(CH2 CH2 O)2 CH
    2 CH2 N(CH2 COOH)2 および−CH2 CH2
    N(CH2 COOH)CH2 CH2 OHからなる群より
    選ばれる一価部分である)の側鎖分散性基を含むポリウ
    レタンポリマー、を含む磁気記録媒体。
  3. 【請求項3】 ポリウレタンポリマーが側鎖の放射性硬
    化性部分を更に含む請求項2に記載の磁気記録媒体。
  4. 【請求項4】 磁化可能でない基材上に提供された磁性
    層を含む磁気記録媒体であって、ここで、磁性層はポリ
    マー結合剤中に分散した磁性顔料を含み、ここで、ポリ
    マー結合剤は、(a)複数の側鎖ニトリル基、複数の側
    鎖ヒドロキシル基、および少なくとも1個の側鎖分散性
    基(dispersing group) を含む非ハロンゲン化ビニルコ
    ポリマー、および、(b)第二のポリマー成分、を含む
    磁気記録媒体。
  5. 【請求項5】 第二のポリマー成分が側鎖分散性基を含
    む請求項4に記載の磁気記録媒体。
  6. 【請求項6】 第二のポリマー成分がアリロキシ部分を
    含む請求項4に記載の磁気記録媒体。
  7. 【請求項7】 第二のポリマー成分が、少なくとも1個
    の側鎖分散性基、側鎖ヒドロキシル基および側鎖の放射
    線硬化性部分を含む請求項4に記載の磁気記録媒体。
JP6081245A 1993-04-27 1994-04-20 磁性層が非ハロゲン化ビニルコポリマーを混入した磁気記録媒体 Pending JPH06329732A (ja)

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