JPS6321613B2 - - Google Patents

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JPS6321613B2
JPS6321613B2 JP374080A JP374080A JPS6321613B2 JP S6321613 B2 JPS6321613 B2 JP S6321613B2 JP 374080 A JP374080 A JP 374080A JP 374080 A JP374080 A JP 374080A JP S6321613 B2 JPS6321613 B2 JP S6321613B2
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JP
Japan
Prior art keywords
block copolymer
segment
diol
polyurethane
chain aliphatic
Prior art date
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Expired
Application number
JP374080A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS55100157A (en
Inventor
Roeru Baamirion Ratsuseru
Aasaa Baanetsuto Uiriamu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
3M Co
Original Assignee
Minnesota Mining and Manufacturing Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Minnesota Mining and Manufacturing Co filed Critical Minnesota Mining and Manufacturing Co
Publication of JPS55100157A publication Critical patent/JPS55100157A/en
Publication of JPS6321613B2 publication Critical patent/JPS6321613B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/62Record carriers characterised by the selection of the material
    • G11B5/68Record carriers characterised by the selection of the material comprising one or more layers of magnetisable material homogeneously mixed with a bonding agent
    • G11B5/70Record carriers characterised by the selection of the material comprising one or more layers of magnetisable material homogeneously mixed with a bonding agent on a base layer
    • G11B5/702Record carriers characterised by the selection of the material comprising one or more layers of magnetisable material homogeneously mixed with a bonding agent on a base layer characterised by the bonding agent
    • G11B5/7021Record carriers characterised by the selection of the material comprising one or more layers of magnetisable material homogeneously mixed with a bonding agent on a base layer characterised by the bonding agent containing a polyurethane or a polyisocyanate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08Processes
    • C08G18/0804Manufacture of polymers containing ionic or ionogenic groups
    • C08G18/0809Manufacture of polymers containing ionic or ionogenic groups containing cationic or cationogenic groups
    • C08G18/0814Manufacture of polymers containing ionic or ionogenic groups containing cationic or cationogenic groups containing ammonium groups or groups forming them
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08Processes
    • C08G18/10Prepolymer processes involving reaction of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen in a first reaction step

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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、磁化性粒子のような微細粒子および
バインダーを基体上に含む被覆に関し、主として
磁気記録媒体の被覆に関する。 エラストマーバインダー中に分散された磁化性
粒子のような被覆を施こす技術分野においては、
分散剤がそのバインダー組成物の普通10〜50重量
%の量で粒子を分散するのに通常は用いられる。
その分散剤は被覆中に残留するのでバインダーの
効果を弱める可塑化作用をする傾向がある。従つ
て、その被覆は貧弱な耐摩耗性を示し、結局摩耗
屑を剥離する。さらに、分散剤は被覆中で低分子
量物質の移行を起こし記録表面上へのその滲出を
起させる。 分散剤は、多くの磁気記録テープの巻性制御裏
側被覆の電導性カーボンブラツクのような、磁化
性でない微細粒子を含む被覆を施こすのにも用い
られる。エラストマーバインダー中の微細粒子分
散体を含む、これらのおよび他の被覆はすべて前
記の問題を含んでいる。 米国特許第3490945号明細書は、それ自体が分
散剤である、磁気記録媒体用ポリウレタンバイン
ダーを開示している。そのポリウレタンバインダ
ーは、界面活性の第3級または第4級窒素を含む
湿分硬化したジイソシアネート末端プレポリマー
である。この特許は前記の諸問題を原理的には解
決したはずであるが、高品質バインダーとして働
き、しかも無機質粒子を効果的に分散する両方の
働きをするエラストマーは今日まで市販されなか
つたと信じられる。このSlovinskyの特許のポリ
ウレタンバインダーは、乾燥条件下でそのバイン
ダーを配合し、乾燥雰囲気の下でその分散を保つ
ことが実行不能であること、および湿分硬化が若
干の発泡を起すことのために市販されなかつたも
のと考えられる。 本発明は、分散剤を必要としないバインダー中
に磁化性粒子が均一分散された被覆を有する最初
の商業的に実現可能な磁気記録媒体に関するもの
と信じられる。このバインダーは、それ自体新規
であると信じられ、針状ガンマFe2O3粒子を分散
剤の助けなしに効果的に分散する。しかし、より
一層分散困難な粒子、例えば微細なマグネタイト
および二酸化クロム粒子のような磁化性粒子につ
いては少量の分散剤を加えることが望ましいかも
しれない。この新規のバインダーは、カーボンブ
ラツクおよび酸化アルミニウムのような、磁気記
録媒体に通常使用される非磁化性粒子をも効果的
に分散する。 本発明はまた、研摩シート材料および他の応用
の被覆を提供するのにも有用である。 簡単にいえば、本発明の新規バインダーは、ヒ
ドロキシル末端ポリウレタンブロツク共重合体を
含み、その共重合体が 各セグメントが平均分子量200〜3000を有する
ポリエステルまたはポリエーテルセグメント、 セグメントの少くとも10モル%が第3級および
(または)第4級窒素を含む短鎖脂肪族セグメン
ト、および 前記のポリエステルまたはポリエーテルセグメ
ントおよび短鎖脂肪族セグメントと連結してい
る、対称枝なし芳香族ウレタンセグメント を含むものである。 用語「短鎖」とは、枝なしであるか、またはメ
チルまたはエチル側鎖を有する、平均して炭素原
子12個以下の鎖を意味するものとする。より大き
い平均鎖長またはより長い側鎖は、そうでない場
合のブロツク共重合体の高靭性を害するであろ
う。前記のポリエステルまたはポリエーテルセグ
メントの平均分子量が200よりも小さい場合には
良好なバインダーに必要なたわみ性を欠除する傾
向があり、他方3000を超える場合にはそのポリエ
ステルまたはポリエーテルセグメントは望ましく
ない結晶性を示す傾向がある。従つて、400〜
2000の範囲が好ましい。 特に好ましい対称枝なし芳香族ジイソシアネー
トはp,p′−ジフエニルメタンジイソシアネート
である。その他のジイソシアネートとしては、p
−キシレンジイソシアネート、1,4−ビス(2
−イソシアナトエチル)ベンゼンおよび1,5−
ナフタリンジイソシアネートがある。 本発明の新規ポリウレタンブロツク共重合体
は、 (a) 過剰の可溶性p,p′−ジフエニルメタンジイ
ソシアネートを平均分子量200〜3000を有する
ヒドロキシル末端ポリエステルまたはポリエー
テルと相互反応させて、イソシアネートでキヤ
ツプされた(isocyanatecapped)ポリウレタ
ンと未反応のジイソシアネートとの混合物をつ
くり、そして (b) その混合物を短鎖脂肪族ジオールであつてそ
の10〜100モル%が第3級窒素を含む短鎖脂肪
族ジオールで連鎖延長させて、可溶性のヒドロ
キシル末端ポリウレタンブロツク共重合体とす
る 連続工程によつて製造してもよい。 所望により、 (c) 第3級窒素の幾らかまたは全部を第4級化す
る続く工程を含んでもよい。 一般には、この追加の工程は償うことのできな
いほど費用がかかる。 工程(b)で使う脂肪族ジオールの60〜100モル%
が第3級アミンを含む場合には、その新規ブロツ
ク共重合体は磁気記録媒体被覆用バインダーとし
ての使用に対して望しいものよりも軟かいかもし
れない。工程(b)で使う短鎖ジオールの一部が第3
級アミンを有しない場合は、工程(a)で最初につく
られたポリウレタンを第3級窒素を含むジオール
の部分で過剰のイソシアネートの存在において連
鎖延長し、次いで第3級窒素を有しないジオール
の部分でさらに連鎖延長して、可溶性のヒドロキ
シル末端ポリウレタンブロツク共重合体を製造す
るのが操作の容易さのために好ましい。従つて、
ジオールの10〜60モル%が第3級窒素を含み、相
対的に90〜40モル%が第3級窒素を含まないもの
が好ましい。 好ましい窒素不含短鎖ジオールは、2〜6個の
炭素原子を有する直鎖脂肪族ジオール、特にント
1,4−ブタンジオール、およびネオペンチルグ
リコールのような1個または2個のメチルまたは
エチル側鎖を有する相当するジオールである。短
鎖脂肪族ジオールはシクロヘキサンジメタノール
のような1個の脂環式基を含んでいてもよい。 第3級アミンを含む好ましいジオールは、その
第3級アミンを除けば前記の窒素不含短鎖ジオー
ルと似たものである。N−メチルジエタノールア
ミンが好ましい。 好ましいヒドロキシル末端ポリエーテルは、エ
ーテル結合で互に連結された多重メチレン(−
CH2−)X単位を含む。好ましいヒドロキシル末端
ポリエステルはエステル結合で互に連結された多
重メチレン(−CH2−)X単位から本質的になるも
のである。 前記のポリウレタンブロツク共重合体を十分な
揮発性ベヒクル中に溶解して微細磁化性粒子およ
び(または)他の粒子の被覆可能分散体とすれ
ば、その分散体は、何ら分散剤を加えないで、基
体上に被覆して平滑な均一被覆を与えることがで
きる。その分散体は磁気ヘツドとの摩擦を減少す
るために磁化性粒子の被覆中に通常使われる潤滑
剤のような他の物質を含んでいてもよい。その被
覆可能分散体にその使用直前に新規ポリウレタン
ブロツク共重合体の架橋剤を加えることがしばし
ば望ましい。そのような架橋は当業界で知られて
いるようにより強靭な、より耐久性の、より耐熱
性および耐溶剤性の被覆を与える傾向があり、磁
気ヘツドと高速で接触する磁化性被覆にとつて特
に重要である。一般に、磁化性被覆は大重量割合
の磁化性粒子と小重量割合のバインダーとを含
む。 バインダーは、幾分より硬い被覆を与えるフエ
ノキシ樹脂(例えば、当量のビスフエノールAお
よびエピクロロヒドリンの熱可塑性共重合体であ
るUnion Carbide PKHH)のような追加の重合
体物質を含んでいてもよい。他の有用なそのよう
な物質は、塩化ビニル重合体(例えば、部分的に
加水分解した塩化ビニル/酢酸ビニル共重合体で
あるUnion Carbide VROHおよびVAGH)であ
る。 前記の被覆可能分散体用の揮発性ベヒクルは、
ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフランまた
はシクロヘキサノンのような非芳香族極性溶媒を
主として含むべきである。しばしば磁気記録媒体
をつくるのに用いられるトルエンのような芳香族
溶媒はそのバインダー系を早期にゲル化させるか
もしれない。 以下の例1〜7は本発明のポリウレタンブロツ
ク共重合体を説明するものであり例8〜9はそれ
らのブロツク共重合体を使う代表的被覆の製造を
示すものである。なお、各例において「部」は重
量部を意味するものとする。 例 1 パドル撹拌機を備えたステンレス鋼製圧力反応
器中で4,4′−ジフエニルメタンジイソシアネー
ト(以下「MDI」という)42.2部をテトラヒドロ
フラン溶媒70部に溶解した。65℃に加熱した後、
平均分子量650のポリテトラメチレンエーテルグ
リコール(以下「PTMEG」という)36部を加え
た。撹拌を続けながら、その混合物をNCO含有
量が安定化するまで約125℃に加熱し、さらにテ
トラヒドロフラン136部を加えた。温度を約80℃
に保ちながら、N−メチルジエタノールアミン
(以下「MDEA」という)3.6部を加え、そして
その30分後に1,4−ブタンジオール(以下
「BD」という)7.5部を加えた。次いで温度を130
℃に上げ、NCO含有量が0.3%以下になるまで反
応を続けた。得られたポリウレタンエラストマー
のインヘレント粘度は0.75(テトラヒドロフラン
中で測定して)であつた。このバツチを次にテト
ラヒドロフランで稀釈して17%固形分含量とし、
以下「例1の生成物」という溶液とした。 例 2 例1の反応器中で窒素雰囲気下で例1の生成物
100部に、ゆつくり混合しながら24時間かけて沃
化メチル0.89部を22℃で加えて、そのジオールセ
グメントの第3級窒素を4級化した。 例 3〜7 例1と同様にして、および例6の生成物の第3
級窒素を例2と同様に4級化して例7の生成物と
して、例3〜7のポリウレタンブロツク共重合体
を製造した。例3〜7で用いた物質を第1表に示
す。
The present invention relates to coatings comprising fine particles, such as magnetizable particles, and a binder on a substrate, and primarily relates to coatings for magnetic recording media. In the technical field of applying coatings such as magnetic particles dispersed in elastomeric binders,
A dispersant is normally used to disperse the particles, typically in an amount of 10 to 50% by weight of the binder composition.
As the dispersant remains in the coating, it tends to have a plasticizing effect that weakens the effectiveness of the binder. Therefore, the coating exhibits poor abrasion resistance and eventually flakes off wear debris. Furthermore, the dispersant causes the migration of low molecular weight substances in the coating and their leaching onto the recording surface. Dispersants are also used to apply coatings containing fine particles that are not magnetizable, such as the conductive carbon black of the windability control backside coating of many magnetic recording tapes. These and other coatings involving fine particle dispersions in elastomeric binders all suffer from the aforementioned problems. US Pat. No. 3,490,945 discloses polyurethane binders for magnetic recording media that are themselves dispersants. The polyurethane binder is a moisture cured diisocyanate terminated prepolymer containing surface active tertiary or quaternary nitrogen. Although this patent should have solved the above problems in principle, it is believed that to date no elastomer has been commercially available that both acts as a high quality binder and effectively disperses inorganic particles. This Slovinsky patented polyurethane binder is unique because it is impractical to formulate the binder under dry conditions and keep it dispersed under a dry atmosphere, and because moisture curing results in some foaming. It is thought that it was not commercially available. The present invention is believed to relate to the first commercially viable magnetic recording media having a coating of uniformly dispersed magnetizable particles in a binder that does not require a dispersant. This binder is believed to be novel in itself and effectively disperses acicular gamma Fe 2 O 3 particles without the aid of a dispersant. However, for more difficult to disperse particles, such as magnetizable particles such as fine magnetite and chromium dioxide particles, it may be desirable to add small amounts of dispersant. This new binder also effectively disperses non-magnetic particles commonly used in magnetic recording media, such as carbon black and aluminum oxide. The present invention is also useful in providing coatings for abrasive sheet materials and other applications. Briefly, the novel binder of the present invention comprises a hydroxyl-terminated polyurethane block copolymer comprising polyester or polyether segments, each segment having an average molecular weight of 200 to 3000, at least 10 mole percent of the segments. comprises a short chain aliphatic segment containing tertiary and/or quaternary nitrogen, and a symmetrical unbranched aromatic urethane segment linked to said polyester or polyether segment and short chain aliphatic segment. . The term "short chain" shall mean chains having an average of 12 carbon atoms or less, which are unbranched or have methyl or ethyl side chains. A larger average chain length or longer side chains will impair the otherwise high toughness of the block copolymer. If the average molecular weight of the polyester or polyether segment is less than 200, it tends to lack the flexibility necessary for a good binder, while if it exceeds 3000, the polyester or polyether segment is undesirable. It tends to exhibit crystallinity. Therefore, 400~
A range of 2000 is preferred. A particularly preferred symmetrical unbranched aromatic diisocyanate is p,p'-diphenylmethane diisocyanate. Other diisocyanates include p
-xylene diisocyanate, 1,4-bis(2
-isocyanatoethyl)benzene and 1,5-
There is naphthalene diisocyanate. The novel polyurethane block copolymers of the present invention are prepared by (a) interreacting an excess of soluble p,p'-diphenylmethane diisocyanate with a hydroxyl-terminated polyester or polyether having an average molecular weight of 200 to 3000 to form an isocyanate capped copolymer; (b) forming a mixture of isocyanatecapped polyurethane and unreacted diisocyanate; It may be prepared by a continuous process with chain extension to form a soluble hydroxyl terminated polyurethane block copolymer. Optionally, it may include a subsequent step of (c) quaternizing some or all of the tertiary nitrogen. Generally, this additional step is irreparably costly. 60-100 mol% of aliphatic diol used in step (b)
If it contains a tertiary amine, the novel block copolymer may be softer than desired for use as a binder for coating magnetic recording media. Some of the short chain diols used in step (b) are
If no tertiary amine is present, the polyurethane initially made in step (a) is chain-extended with a portion of the diol containing tertiary nitrogen in the presence of excess isocyanate, and then the polyurethane made in step (a) is chain-extended in the presence of excess isocyanate with a portion of the diol containing no tertiary nitrogen. For ease of operation, it is preferred to carry out partial chain extension to produce a soluble hydroxyl terminated polyurethane block copolymer. Therefore,
Preferably, the diol contains 10 to 60 mol % of tertiary nitrogen and relatively 90 to 40 mol % of the diol is free of tertiary nitrogen. Preferred nitrogen-free short chain diols are straight chain aliphatic diols having 2 to 6 carbon atoms, especially 1,4-butanediol, and one or two methyl or ethyl side diols, such as neopentyl glycol. The corresponding diol with a chain. The short chain aliphatic diol may contain one cycloaliphatic group such as cyclohexanedimethanol. Preferred diols containing tertiary amines are similar to the nitrogen-free short chain diols described above except for the tertiary amine. N-methyldiethanolamine is preferred. Preferred hydroxyl-terminated polyethers contain multiple methylenes (-
CH 2 −) Contains X units. Preferred hydroxyl terminated polyesters are those consisting essentially of multiple methylene ( -CH2- ) X units linked together by ester bonds. When the polyurethane block copolymer described above is dissolved in a sufficiently volatile vehicle to form a coatable dispersion of fine magnetic particles and/or other particles, the dispersion can be prepared without the addition of any dispersant. can be coated onto a substrate to provide a smooth, uniform coating. The dispersion may also contain other materials such as lubricants commonly used in coatings of magnetizable particles to reduce friction with the magnetic head. It is often desirable to add the novel polyurethane block copolymer crosslinking agent to the coatable dispersion immediately before its use. Such cross-linking tends to provide a tougher, more durable, more heat and solvent resistant coating, as is known in the art, and is particularly useful for magnetizable coatings that come into contact with magnetic heads at high speeds. This is especially important. Generally, the magnetizable coating includes a large weight percentage of magnetizable particles and a small weight percentage of binder. The binder may contain additional polymeric materials such as phenoxy resins (e.g. Union Carbide PKHH, a thermoplastic copolymer of equivalent amounts of bisphenol A and epichlorohydrin) that give a somewhat harder coating. good. Other useful such materials are vinyl chloride polymers, such as Union Carbide VROH and VAGH, which are partially hydrolyzed vinyl chloride/vinyl acetate copolymers. The volatile vehicle for the coatable dispersion is:
It should primarily contain non-aromatic polar solvents such as dimethylformamide, tetrahydrofuran or cyclohexanone. Aromatic solvents such as toluene, which are often used to make magnetic recording media, may cause the binder system to gel prematurely. Examples 1-7 below illustrate the polyurethane block copolymers of this invention and Examples 8-9 illustrate the preparation of representative coatings using those block copolymers. In each example, "part" means part by weight. Example 1 42.2 parts of 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (hereinafter referred to as "MDI") were dissolved in 70 parts of tetrahydrofuran solvent in a stainless steel pressure reactor equipped with a paddle stirrer. After heating to 65℃,
36 parts of polytetramethylene ether glycol (hereinafter referred to as "PTMEG") having an average molecular weight of 650 was added. With continued stirring, the mixture was heated to about 125° C. until the NCO content stabilized and an additional 136 parts of tetrahydrofuran were added. Temperature about 80℃
3.6 parts of N-methyldiethanolamine (hereinafter referred to as "MDEA") was added while maintaining the temperature, and 30 minutes later, 7.5 parts of 1,4-butanediol (hereinafter referred to as "BD") were added. Then set the temperature to 130
The reaction was continued until the NCO content was below 0.3%. The inherent viscosity of the polyurethane elastomer obtained was 0.75 (measured in tetrahydrofuran). This batch was then diluted with tetrahydrofuran to a 17% solids content;
The solution was hereinafter referred to as "Product of Example 1." Example 2 The product of Example 1 in the reactor of Example 1 under nitrogen atmosphere
0.89 parts of methyl iodide was added to 100 parts at 22°C over 24 hours with gentle mixing to quaternize the tertiary nitrogen of the diol segment. Examples 3-7 Analogously to Example 1 and a third portion of the product of Example 6
Polyurethane block copolymers of Examples 3 to 7 were prepared by quaternizing the polyurethane nitrogen in the same manner as in Example 2 to produce the product of Example 7. The materials used in Examples 3-7 are shown in Table 1.

【表】【table】

【表】 例4および5で用いたポリエステルは、平均分
子量830を有するポリエピシロンカプロラクトン
であつた。 例1および3〜5の生物成をスピン注型
(spincast)し、そして切断してASTM試験法
E111−61およびD638−76に記載のように試験片
をつくつた。試験結果を第2表に示す。
TABLE The polyester used in Examples 4 and 5 was polyepithilone caprolactone with an average molecular weight of 830. The bioforms of Examples 1 and 3-5 were spincast and cut using ASTM test methods.
Test specimens were prepared as described in E111-61 and D638-76. The test results are shown in Table 2.

【表】 例 8 磁気記録テープの製造 次の装入物を使つた。 装入物 重量部 A 針状ガンマFe2O3粒子 110 例1の生成物 32.4 酸化アルミニウム 1.65 B テトラヒドロフラン 77.1 C カーボンブラツク 4.9 例1の生成物 13.75 D 例1の生成物 93.6 テトラヒドロフラン 75.9 E 例1の生成物 93.6 テトラヒドロフラン 75.9 前記の針状粒子は、平均長さ0.8ミクロメート
ル、平均直径0.1ミクロメートルおよび窒素吸着
法で測定した表面積12.2m2/gであつた。装入物
Aを1.6cmステンレス鋼球1930部を含むボールミ
ル中で20分間混練し、次いで装入物Bを加えた。
装入物Cを加える前、およびその後の各装入物を
加える前に、粘度を約50センチポイズに下げるた
めに追加のテトラヒドロフランを加えた時、平滑
な被覆ができる分散体が得られるまで混練を続け
た。その混練の間中、温度を30℃付近に保ち、38
℃を超えないようにした。 その最終分散体を、厚さ36ミクロメートルの二
軸配向ポリエチレンテレフタレートフイルム上に
グラビアコーターで被覆した。その被覆の直前
に、潤滑剤3.3部および架橋剤の60%固形分溶液
4.63部を最終分散体に撹拌しながら加えた。その
架橋剤溶液は、主として25/15エチルクリコール
アセテート/キシロールから主としてなる溶媒中
トルエンジイソシアネートとトリメチロールプロ
パンとのアダクトからなるものであつた。 オーブン中で乾燥した後、その磁化性被覆をス
ーパーカレンダーに掛けて、ピークからピークま
で(peak−to−peak)が約0.18ミクロメートル
の表面平滑度にした。 得られた磁化性被覆は次の性質を有した。 厚さ 14ミクロメートル 保磁力 345エルステツド Br 824ガウス φr 0.72ライン/cm φr/φmax 0.81 得られた磁気記録テープを幅12.7mmに切断し、
60℃で相対湿度95%で貯蔵した。そのテープのロ
ールを約2週間毎に22℃で相対湿度50%で24時間
保ち、次いでIBM3420、モデル8コンピユータ
ーテープトランスポート(tape transport)を使
つて試験した。テープの732メートルがヘツドを
通過するまで、5.08m/秒の速度でヘツドと接触
させてテープを走行させた後、テープを停止して
そのテープおよびヘツドを肉眼で欠陥の検査をし
た。テープのロールを75日間前記貯蔵した後まで
は何らの欠陥も認められなかつたが、その時点で
走行テストでかすかな残留物がヘツド上に生成し
た。この試験に予めかけられた多数の市販テープ
の中で最良のテープは35〜55日後に残留物が認め
られるものであつた。 例 9 磁気記録テープの裏側被覆 次の装入物を用いた。 装入物 重量部 A テトラヒドロフラン 2.81 トルエン 2.35 例3の生成物 30.38 カーボンブラツク 2.50 B テトラヒドロフラン 9.28 トルエン 1.85 C テトラヒドロフラン 24.66 トルエン 2.74 D 例8の架橋剤溶液 0.60 装入物Aをサンドミル中で1時間混練した後、
装入物Cと同じ割合の溶媒を加えて粘度50センチ
ポイズに下げた。次いで装入物Bを加えて、平滑
な被覆ができる分散体が得られるまで約4時間混
練を続けた。次に装入物Cを加えてさらに約30分
間混練して平滑な被覆ができる分散体とした。 その分散体に装入物Dを撹拌しながら加えて直
ちに、二軸配向ポリエチレンテレフタレートフイ
ルムバツキングを有する磁気記録テープの裏側上
に被覆した。その被覆を乾燥して2〜3ミクロメ
ートルの厚さとした後には、その被覆は巻性制御
裏側被覆として有効であつた。 例9で用いたカーボンブラツクは、平均粒径30
ナノメートルおよび窒素吸収法で測定した表面積
1000m2/gのものであつた。本発明において有効
に用いられた他のカーボンブラツクは、Vulcan
XC−72およびShawiniganであつて、それぞれ平
均粒径29および42ナノメートル、および表面積
230および65m2/gのものであつた。
[Table] Example 8 Manufacture of magnetic recording tape The following charges were used. Part by weight of charge A Acicular gamma Fe 2 O 3 particles 110 Product of Example 1 32.4 Aluminum oxide 1.65 B Tetrahydrofuran 77.1 C Carbon black 4.9 Product of Example 1 13.75 D Product of Example 1 93.6 Tetrahydrofuran 75.9 E Product 93.6 Tetrahydrofuran 75.9 The acicular particles had an average length of 0.8 micrometers, an average diameter of 0.1 micrometers and a surface area of 12.2 m 2 /g, determined by nitrogen adsorption. Charge A was milled for 20 minutes in a ball mill containing 1930 parts of 1.6 cm stainless steel balls, then Charge B was added.
Before adding Charge C and before adding each subsequent charge, kneading was continued until a smooth coated dispersion was obtained, when additional tetrahydrofuran was added to reduce the viscosity to about 50 centipoise. continued. Throughout the kneading process, keep the temperature around 30°C.
I made sure not to exceed ℃. The final dispersion was coated with a gravure coater onto a 36 micrometer thick biaxially oriented polyethylene terephthalate film. Immediately before its coating, a 60% solids solution of 3.3 parts lubricant and crosslinker
4.63 parts were added to the final dispersion with stirring. The crosslinker solution consisted of an adduct of toluene diisocyanate and trimethylolpropane in a solvent consisting primarily of 25/15 ethyl glycol acetate/xylol. After drying in an oven, the magnetic coating was supercalendered to a surface smoothness of about 0.18 micrometers peak-to-peak. The resulting magnetic coating had the following properties. Thickness: 14 micrometers Coercive force: 345 Oersted Br 824 Gauss φr 0.72 line/cm φr/φmax 0.81 The obtained magnetic recording tape was cut into a width of 12.7 mm.
Stored at 60°C and 95% relative humidity. Rolls of tape were kept at 22° C. and 50% relative humidity for 24 hours approximately every two weeks and then tested using an IBM 3420, Model 8 computer tape transport. The tape was run in contact with the head at a speed of 5.08 m/sec until 732 meters of tape had passed the head, then the tape was stopped and the tape and head were visually inspected for defects. No defects were observed until after the roll of tape had been stored for 75 days, at which point a faint residue formed on the head during a run test. Of the many commercially available tapes that were previously subjected to this test, the best tapes were those with visible residue after 35 to 55 days. Example 9 Back side coating of magnetic recording tape The following charge was used. Part by weight of charge A Tetrahydrofuran 2.81 Toluene 2.35 Product of Example 3 30.38 Carbon black 2.50 B Tetrahydrofuran 9.28 Toluene 1.85 C Tetrahydrofuran 24.66 Toluene 2.74 D Crosslinker solution of Example 8 0.60 After kneading charge A in a sand mill for 1 hour ,
The same proportion of solvent as Charge C was added to reduce the viscosity to 50 centipoise. Charge B was then added and mixing continued for about 4 hours until a smooth coated dispersion was obtained. Charge C was then added and kneaded for an additional approximately 30 minutes to form a dispersion that provided a smooth coating. Charge D was added to the dispersion with stirring and immediately coated onto the back side of a magnetic recording tape having a biaxially oriented polyethylene terephthalate film backing. After the coating was dried to a thickness of 2-3 micrometers, the coating was effective as a roll control backside coating. The carbon black used in Example 9 had an average particle size of 30
Surface area measured in nanometers and nitrogen absorption method
It was 1000m 2 /g. Other carbon blacks that have been effectively used in the present invention include Vulcan
XC-72 and Shawinigan, with average particle sizes of 29 and 42 nanometers, and surface area, respectively.
230 and 65 m 2 /g.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 基体上にポリウレタンブロツク共重合体を含
むバインダーと微細粒子とを含有する被覆におい
て、前記ブロツク共重合体がヒドロキシル末端で
あつて、かつ 各セグメントが平均分子量200〜3000を有する
ポリエステルまたはポリエーテルセグメント、 セグメントの10〜100モル%が第3級および
(または)第4級窒素を含む短鎖脂肪族セグメン
ト、および 前記のポリエステルまたはポリエーテルセグメ
ントおよび短鎖脂肪族セグメントと連結してい
る、対称枝なし芳香族ウレタンセグメント を含むことを特徴とする被覆。 2 バツキング部材と、ポリウレタンブロツク共
重合体を含むバインダーおよび微細粒子を含有す
る少くとも1つの被覆とからなる磁気記録媒体に
おいて、前記ブロツク共重合体がヒドロキシル末
端であつて、かつ 各セグメントが平均分子量200〜3000を有する
ポリエステルまたはポリエーテルセグメント、 セグメントの10〜60モル%が第3級および(ま
たは)第4級窒素を含む短鎖脂肪族セグメント、
および 前記のポリエステルまたはポリエーテルセグメ
ントおよび短鎖脂肪族セグメントと連結してい
る、p,p′−ジフエニルメタンウレタンセグメン
ト を含むことを特徴とする磁気記録媒体。 3 ポリエステルまたはポリエーテルセグメント
のそれぞれが平均分子量400〜2000を有すること
をさらに特徴とする、特許請求の範囲第1項また
は第2項に記載の磁気記録媒体。 4 短鎖脂肪族セグメントの10〜60モル%がN−
メチルジエタノールアミンの残基であることをさ
らに特徴とする、特許請求の範囲第1〜3項のい
ずれかに記載の磁気記録媒体。 5 短鎖脂肪族セグメントの残りが2〜6個の炭
素原子を有する直鎖脂肪族ジオールの残基である
ことをさらに特徴とする特許請求の範囲第1〜4
項のいずれかに記載の磁気記録媒体。 6 ポリウレタン共重合体を、全ジオールの40〜
90モル%を提供する量の第3級窒素を有しない短
鎖脂肪族ジオールと混合してさらに連鎖延長して
可溶性のヒドロキシル末端ポリウレタンブロツク
共重合体をつくり、そのポリウレタンブロツク共
重合体を、微細粒子および十分に揮発性のベヒク
ルと微細粒子の重量が前記共重合体の重量を超え
る量で混合して被覆できる分散体とし、その分散
体を基体上に被複する、微細粒子およびバインダ
ーを含む被覆を基体に施す方法において、前記ポ
リウレタン共重合体を (a) 可溶性対称枝なし芳香族ジイソシアネートの
過剰と、平均分子量200〜3000を有するヒドロ
キシル末端ポリエステルまたはポリエーテルと
溶液中相互反応させて、イソシアネートでキヤ
ツプされたポリウレタンおよび未反応の芳香族
ジイソシアネートの混合物をつくり、そして (b) その混合物を、短鎖脂肪族ジオールであつ
て、その10〜100モル%が第3級窒素を含む短
鎖脂肪族ジオールで連鎖延長して可溶性のヒド
ロキシル末端ポリウレタンブロツク共重合体と
する ことによつて製造することを特徴とする方法。 7 工程(b)に続いて、さらに (c) ブロツク共重合体の第3級窒素の少くともい
くらかを第4級化する。 工程を含むことをさらに特徴とする、特許請求の
範囲第6項に記載の方法。 8 100モル%より少ないジオールが第3級窒素
を含み、工程(b)において工程(a)でつくられたイソ
シアネートでキヤツプされたポリウレタンを過剰
のイソシアネートの存在で第3級窒素を含むジオ
ールの一部でまず連鎖延長し、次いで第3級窒素
を有しないジオールの一部でさらに連鎖延長して
ヒドロキシル末端共重合体をつくることをさらに
特徴とする、特許請求の範囲第6項に記載の方
法。 9 微細粒子が磁化性粒子であることをさらに特
徴とする、特許請求の範囲第6〜8項のいずれか
に記載の方法。 10 工程(d)において、微細粒子と混合した後の
ポリウレタンブロツク共重合体にその共重合体用
の架橋剤を加えて被覆できる分散体とすることを
さらに特徴とする、特許請求の範囲第6〜9項の
いずれかに記載の方法。
[Scope of Claims] 1. A coating containing a binder containing a polyurethane block copolymer and fine particles on a substrate, wherein the block copolymer is hydroxyl-terminated and each segment has an average molecular weight of 200 to 3000. a short-chain aliphatic segment in which 10 to 100 mol% of the segment contains tertiary and/or quaternary nitrogen; A coating comprising a symmetrical unbranched aromatic urethane segment. 2. A magnetic recording medium comprising a backing member, a binder containing a polyurethane block copolymer, and at least one coating containing fine particles, wherein the block copolymer is hydroxyl terminated, and each segment has an average molecular weight. 200 to 3000 short chain aliphatic segments, in which 10 to 60 mol% of the segment contains tertiary and/or quaternary nitrogen;
and A magnetic recording medium comprising a p,p'-diphenylmethane urethane segment connected to the polyester or polyether segment and the short chain aliphatic segment. 3. The magnetic recording medium according to claim 1 or 2, further characterized in that each of the polyester or polyether segments has an average molecular weight of 400 to 2000. 4 10 to 60 mol% of short chain aliphatic segments are N-
The magnetic recording medium according to any one of claims 1 to 3, further characterized in that it is a residue of methyldiethanolamine. 5. Claims 1 to 4 further characterized in that the remainder of the short chain aliphatic segment is the residue of a straight chain aliphatic diol having 2 to 6 carbon atoms.
The magnetic recording medium according to any one of paragraphs 1 and 2. 6 Add polyurethane copolymer to 40~
A soluble hydroxyl-terminated polyurethane block copolymer is produced by further chain extension by mixing with an amount of short chain aliphatic diol having no tertiary nitrogen to provide 90 mole percent, and the polyurethane block copolymer is The particles and a sufficiently volatile vehicle are mixed in an amount in which the weight of the fine particles exceeds the weight of the copolymer to form a coatable dispersion, the dispersion comprising the fine particles and a binder being deposited on a substrate. In a method of applying a coating to a substrate, the polyurethane copolymer is reacted in solution with an excess of a soluble symmetrical unbranched aromatic diisocyanate and a hydroxyl-terminated polyester or polyether having an average molecular weight of 200 to 3000 to form an isocyanate. (b) converting the mixture into a short-chain aliphatic diol, of which 10 to 100 mole percent contains tertiary nitrogen; A process characterized in that it is produced by chain extension with a group diol to form a soluble hydroxyl-terminated polyurethane block copolymer. 7. Following step (b), further (c) quaternizing at least some of the tertiary nitrogen of the block copolymer. 7. The method of claim 6, further comprising the steps of: 8 Less than 100 mol % of the diol contains tertiary nitrogen, and in step (b) the isocyanate-capped polyurethane made in step (a) is treated with less than 100 mol % of the diol containing tertiary nitrogen in the presence of excess isocyanate. 7. The method of claim 6, further characterized in that the hydroxyl-terminated copolymer is first chain-extended with a portion of the diol having no tertiary nitrogen and then further chain-extended with a portion of the diol that does not have a tertiary nitrogen. . 9. The method according to any one of claims 6 to 8, further characterized in that the fine particles are magnetic particles. 10. Claim 6, further characterized in that in step (d), a crosslinking agent for the polyurethane block copolymer is added to the polyurethane block copolymer after mixing with the fine particles to form a dispersion that can be coated. 9. The method according to any one of items 9 to 9.
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FR2446855A1 (en) 1980-08-14
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