JP2672783B2 - アミノアルキルホスホネートを含む磁気記録用バインダー - Google Patents

アミノアルキルホスホネートを含む磁気記録用バインダー

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、非磁性支持体上に磁性
コーティングを塗被することによって得られるテープや
ディスクなどの磁気記録媒体に関する。
【0002】
【従来の技術】一般的な目的に用いられる磁気テープや
磁気ディスクは、長さ約1ミクロンの強磁性粒子を樹脂
バインダー中に分散させて調製した磁性材料をポリエチ
レンテレフタレートフィルムに塗被することによって製
造されている。この樹脂バインダーは、優れた分散性、
充填効率及び磁性粒子の配向を提供することの他、優れ
た耐久性、耐磨耗性、耐熱性及び平滑性を磁性コーティ
ングに付与し、またその付着性を支持体に付与すること
など、非常に重要な役割を担っている。
【0003】従来より用いられている樹脂バインダーの
例には、塩化ビニル/酢酸ビニル系コポリマー、塩化ビ
ニル/酢酸ビニル/ビニルアルコール系コポリマー、塩
化ビニル/塩化ビニリデン系コポリマー、ポリウレタン
樹脂、ポリエステル樹脂、アクリロニトリル/ブタジエ
ン系コポリマー、ニトロセルロース、酢酪酸セルロー
ス、エポキシ樹脂及びアクリル樹脂が含まれる。これら
の樹脂のうち、常用のポリウレタン樹脂は他の樹脂と比
べて優れた靱性や耐磨耗性を示すが、耐ブロッキング
性、耐熱性及び運転安定性などの特性においては往々に
して劣っている。こうした理由から、ポリウレタン樹脂
にニトロセルロースまたは塩化ビニル/酢酸ビニル系コ
ポリマーを混合した系がしばしば用いられている。ポリ
ウレタンの耐久性、耐熱性及び付着性は、磁性コーティ
ング組成物を塗被して乾燥させた後にほぼ室温から約4
0℃またはそれ以上の温度でポリイソシアネートで硬化
することによって改善されうる。
【0004】強度やその他の特性が高度に改善されてい
る磁気記録層は、塩化ビニル系コポリマー(例、塩化ビ
ニル/酢酸ビニル/無水マレイン酸系コポリマー)とポ
リウレタン樹脂とを両方含むバインダー樹脂を使用す
る。特公昭59−8127号公報は、このようなバイン
ダーにおける強磁性粉末の分散性を向上させるために成
分樹脂の一方または両方に極性基を導入することについ
て記載している。
【0005】常用の樹脂バインダーの耐久性及び耐磨耗
性は、高性能及び高信頼性がどれも要求されるビデオテ
ープ、コンピューターテープ及びフロッピーディスクに
おける用途にはまだ十分なものとはいえない。高密度、
高品質の記録媒体に対する要求が増大すると共に、平滑
性もまた望まれている。必要な平滑性が増大すると運転
耐久性が損なわれるので、さらに耐久性の高い樹脂バイ
ンダーを開発しなければならない。そのために、ポリイ
ソシアネートと反応するポリウレタンに多官能性成分を
導入する方法が提案されており、このような成分の例と
してトリメチロールプロパン及びジエタノールアミンが
挙げられている。この方法の重大な欠点は、耐久性が改
善されるにつれ磁気粒子の分散性が往々にして低下する
点である。磁気媒体に要求される高記録密度や高品質に
ついては最近では金属及びバリウムフェライトの磁性微
粒子によって提供されているが、それでもなおこのよう
な粒子の樹脂バインダーの耐久性及び分散性が要求され
ている。
【0006】酸性リン化合物の金属塩または金属スルホ
ネート基を導入することによって粒子の分散性を改善す
る方法が、特公昭57−3134号及び同58−415
64号並びに特開昭61−48122号公報に記載され
ている。最近では、Yatsukaらの米国特許第5,
009,960号明細書に、このようなコーティングの
耐久性を改善するために酸性リン化合物の金属塩または
金属スルホネート基を含有する樹脂中に存在するこのよ
うな多官能性成分が分散性を低下させているという教示
がある。Yatsukaらはさらに、ポリウレタン樹脂
中に二環式アミドアセタールを導入すると従来技術の欠
点が克服されると教示している。好ましいポリウレタン
は、官能成分として、下式で示される酸性リン化合物の
金属塩を含有する。
【0007】
【化4】
【0008】上式中、Mはアルカリ金属原子であり、R
1 は炭素原子数3〜10個の炭化水素基であり、Xはエ
ステル形成官能基であり、R2 は炭素原子数1〜12個
のアルキル基、炭素原子数6〜12個のシクロアルキル
基または炭素原子数6〜12個のアリール基(該アリー
ル基はハロゲン原子、ヒドロキシル基、アミノ基もしく
はOM’(M’は金属原子)基を含有してもよい)であ
る。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】こうした観点におい
て、本発明者等は、コーティング中の樹脂バインダーの
機械特性を維持しながら樹脂バインダー中の磁性粒子の
分散性を改善すべく鋭意研究を重ねてきた。本発明者等
は、特定のリン化合物を導入したバインダー樹脂には二
環式アミドアセタール基は必要がないことを見い出し
た。
【0010】従って、本発明の目的は、強磁性粒子の分
散性に優れているが二環式アミドアセタール基は含まな
くてもよい強磁性粒子用樹脂バインダーを提供すること
である。
【0011】本発明の別の目的は、高いガラス転移温度
をも示すこのようなバインダーを提供することである。
【0012】本発明のさらに別の目的は、強磁性粒子の
分散性に優れているが極性基を含有する塩化ビニル系の
ポリマーやコポリマーを含まない磁性コーティング組成
物を提供することである。
【0013】本発明の別の目的は、このようなコーティ
ングを有する磁気記録媒体を提供することである。
【0014】本発明のさらに別の目的は、新規のイオン
性ホスホネートを提供することである。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明のこれらの目的や
その他の目的は、以下の記載から明らかとなるが、式
(I)で示される官能成分を含有するバインダー樹脂に
よって達成される。
【0016】
【化5】
【0017】上式中、R1 及びR2 は炭素原子数2〜1
2個の同種または異種のオキシアルキル基であり、R3
は炭素原子数1〜12個のアルキレン基または炭素原子
数7〜10個のアラルキレン基であり、R4 は炭素原子
数1〜12個のアルキル基、炭素原子数5〜12個のシ
クロアルキル基または炭素原子数6〜12個のアリール
基(但し、該アリール基はハロゲン原子、ヒドロキシル
基もしくはアミノ基を含有してもよい)であり、そして
+ は金属イオンまたはアンモニウムイオンである。
【0018】本発明のバインダーはポリウレタンまたは
ポリエステルである。本発明の磁性コーティング組成物
はこれらのうちの一方を含有しても両方を含有してもよ
く、またさらに先に記載したもののような別のバインダ
ー樹脂を含有することもできる。
【0019】本発明のポリウレタン樹脂は、(A)分子
量300〜5000のポリオールと、(B)分子量10
00未満の連鎖延長剤と、(C)ポリイソシアネートと
の反応によって得られる重量平均分子量3000〜15
0000の樹脂である。ポリウレタンは、硬質セグメン
トと軟質セグメントを含むセグメント化されたブロック
またはランダムコポリマーであってもよい。式(I)の
アミノアルキルホスホネート原子団は、これらのセグメ
ントの一方に含まれても、また両方に含まれてもよい。
【0020】ポリオール(A)は、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、ポリカプロラクトンジオールまたはこれらのうちの
2種もしくはすべての混合物であってもよい。
【0021】ポリエステルジオールのカルボン酸成分の
例として、芳香族ジカルボン酸(例、テレフタル酸、イ
ソフタル酸、オルトフタル酸またはその無水物及び1,
5−ナフタル酸)、芳香族オキシカルボン酸(例、p−
オキシ安息香酸、p−ヒドロキシエトキシ安息香酸)、
脂肪族ジカルボン酸(例、コハク酸、アジピン酸、アゼ
ライン酸、セバシン酸及びドデカン二酸)、脂環式ジカ
ルボン酸(例、シクロヘキサンジカルボン酸、水素化
2,6−ナフタレンジカルボン酸)、等が挙げられる。
【0022】ポリエステルジオールのグリコール成分
は、式(I)の官能成分が誘導されるN,N−ビス(ヒ
ドロキシアルキル)アミノアルキルホスホネートを含
む。グリコール成分の他の例には、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、1,5−ペンタンジオー
ル、1,6−ヘキサンジオール、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−メチル−1,3−プロパンジオール、2−ブチル−
2−エチル−1,3−プロパンジオール、2,2,4−
トリメチル−1,3−ペンタンジオール、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
及び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及びプロピレンオキシド付加物;
ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、
ポリテトラメチレングリコール、等が含まれる。本発明
で使用できるポリエステルジオールのさらなる例とし
て、ε−カプロラクトンなどのラクトン類を開環重合し
て得られるポリカプロラクトンジオールが挙げられる。
Union Carbide社のTone 0260
(商品名)がこのようなジオールの市販品例である。
【0023】ポリエステルジオールは、酸触媒存在下で
酸とヒドロキシル基含有化合物とを酸価が約10以下に
低下するまで加熱する常法によって製造される。
【0024】ポリエーテルジオールの例として、ポリエ
チレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテ
トラメチレングリコール及び混合ポリ(プロピレン/エ
チレン)グリコール、とりわけエチレンオキシド単位を
最大で約20重量%まで含有する混合グリコール、が挙
げられる。前記ポリエーテルジオールはどれも市販され
ている。
【0025】ポリカーボネートジオールの例として、P
PGインダストリー社から商品名Duracarbの1
20及び140シリーズとして市販されているものが挙
げられる。
【0026】イオン性ホスホネート、とりわけ式(I)
の官能成分が誘導されるN,N−ビス(ヒドロキシアル
キル)アミノアルキルホスホネートは、亜リン酸水素ジ
アルキルとN,N−ビス−ヒドロキシアルキルアミンま
たはヒドロキシアラルキルアミンとアルデヒドとの改変
型マンニッヒ反応に続いて、ホスホネートエステル基の
一つを塩基でケン化することによって製造される。M+
の例として、N,N−ビス−(2−ヒドロキシエチル)
アミノメチルホスホネート、N,N−ビス−(3−ヒド
ロキシプロピル)アミノメチルホスホネート、N,N−
ビス−(4−ヒドロキシブチル)アミノメチルホスホネ
ート、N,N−ビス−(4−ヒドロキシブチル)アミノ
エチルホスホネート、〔N−(2−ヒドロキシエチル)
−N−(3−ヒドロキシプロピル)〕アミノエチルホス
ホネート及び〔N−(2−ヒドロキシエチル)−N−
(3−ヒドロキシプロピル)〕アミノメチルホスホネー
トの塩におけるナトリウム、カリウム、リチウム、アン
モニウム、アルキルアンモニウム及び第四アンモニウム
の各イオンが挙げられる。
【0027】無水トリメリット酸、トリメチロールプロ
パン、グリセリン、等の三官能性成分を二官能性酸やグ
リコールと併用することは可能であるが、磁気媒体用バ
インダー樹脂の調製においては良好な性能が保持される
よう注意しなければならない。
【0028】こうして、本発明のポリウレタン樹脂は、
ポリエステル、ポリエーテルもしくはポリカーボネート
の主鎖またはそれらの組合せを有することができる。連
鎖延長剤(B)は、ポリウレタン樹脂のウレタン基含量
を調節して樹脂に靱性を付与する作用を有する。連鎖延
長剤の例として、直鎖グリコール、例えばエチレングリ
コール、1,3−プロピレングリコール、2−メチル−
1,3−プロパンジオール、2−ブチル−2−エチル−
1,3−プロパンジオール、1,4−テトラメチレング
リコール、1,6−ヘキサンジオール、シクロヘキサン
ジメタノール、キシリレングリコール、ジエチレングリ
コール、トリエチレングリコール及びビスフェノールA
のエチレンオキシド付加物;分岐鎖グリコール、例えば
プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,
2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、2,
2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール及びビ
スフェノールAのプロピレンオキシド付加物;水;アミ
ノアルコール、例えばモノエタノールアミン及びN−メ
チルエタノールアミン;ジアミン、例えばエチレンジア
ミン、ヘキサメチレンジアミン及びイソホロンジアミン
が場合によって適しているが、架橋を防止するために
は、N,N’−ジアルキルフェニレンジアミン、p,
p’−ジ(アルキルアミノ)ジフェニルメタン、ピペラ
ジンなどの第二アミン類が好ましい。連鎖延長剤の量
は、連鎖延長剤のサイズや性質によって決まる部分もあ
れば、また所望の特性によって決まる部分もある。ま
た、トリメチロールプロパン、ジエタノールアミン、ト
リエタノールアミン及びグリセリンなどの三官能性連鎖
延長剤を、ポリウレタンの性能特性に及ぼす影響に注意
しながら使用することもできる。
【0029】ポリイソシアネート(C)の例として、
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またはMDI、m−
フェニ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、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、2,4−ナフタレンジイソシアネート、3,3’−
ジメチル−4,4’−ビフェニレンジイソシアネート、
4,4’−ジ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−キシリレンジイソシアネ
ート、m−キシリレンジイソシアネート、1,3−ジイ
ソシアナトメチルシクロヘキサン、1,4−ジイソシア
ナトメチルシクロヘキサン、4,4’−ジイソシアナト
ジシクロヘキサン、4,4’−ジイソシアナトジシクロ
ヘキシルメタン、イソホロンジイソシアネート、等が挙
げられる。2,4−トリレンジイソシアネート三量体や
ヘキサメチレンジイソシアネート三量体などのトリイソ
シアネートもまた、ポリウレタンの性能特性に及ぼす影
響に注意しながら使用される。
【0030】本発明で使用するポリウレタン樹脂を製造
する際のヒドロキシルに対するイソシアネートのモル比
率は1:2〜1:1の範囲にある。この比率が樹脂の分
子量を決める因子である。イソシアネート含有量が過多
であると、得られるポリウレタンはその末端がイソシア
ネートとなって貯蔵寿命が不十分となる。ヒドロキシル
含有量が過多であると分子量が低下する。NCO/OH
当量比の好ましい範囲は1:1〜1:1.2である。ポ
リウレタン樹脂の好ましい重量平均分子量の範囲は30
00〜150000である。これが3000よりも小さ
いと、ポリウレタンの機械強度が損なわれる。また15
0000よりも大きいと、その溶液粘度のために取扱操
作が次第に困難になる。
【0031】本発明のポリウレタンを製造するための重
付加反応は、一度にすべての成分を反応させるワンショ
ット法によってもよいし、また最初に長鎖ジオールと過
剰量のイソシアネートを反応させた後、得られたイソシ
アネート末端化プレポリマーを連鎖延長剤で重合させる
プレポリマー法によってもよい。この反応は溶融状態ま
たは溶液状態のいずれで実施してもよい。反応温度は約
120℃が適当であり、また反応時間は一般に約90分
である。ヒドロキシル基を含有する別の長鎖化合物とイ
ソシアネートを末端にもつプレポリマーとを反応させる
ブロックポリマー法は、先のプレポリマー法の変型であ
る。触媒としては、オクタン酸第一錫、シュウ酸第一
錫、ジブチル錫ジラウレート、トリエチルアミン、等を
使用することができる。ポリウレタンの製造前、製造中
または製造後に、紫外線吸収剤、加水分解抑制剤、酸化
防止剤、その他有用な添加剤を加えてもよい。
【0032】本発明の磁性コーティング組成物中のバイ
ンダー樹脂として用いられるポリエステル樹脂は、重量
平均分子量が3000〜150000であることを除い
て、ポリエステルジオール(A)と類似するものであっ
てもよい。
【0033】本発明においてそれ自体がバインダーとし
て用いられるポリエステル樹脂及び本発明のポリウレタ
ン樹脂の製造に用いられるポリオール(A)は、どちら
も、ポリマー1×106 グラム当たり約5〜約1000
グラム当量のホスホネート塩濃度を有するバインダーを
生ぜしめるに十分な量の式(I)の官能成分を与えるア
ミノアルキルホスホネート塩を含有する。
【0034】本発明のコーティング組成物に用いられる
強磁性粒子には、鉄などの磁性金属粉末、γ−Fe2
3 、γ−Fe2 3 /Fe3 4 混合結晶、CrO2
びコバルト含有酸化鉄などの金属酸化物、Fe−Co及
びFe−Co−Niなどの強磁性合金粉末、並びにバリ
ウムフェライトが含まれる。適切な磁性粒子/バインダ
ーの重量比は約3.5:1である。コーティング組成物
中に、カーボンブラックなどの顔料、並びにアルミナ、
緑クロム及びα−Fe2 3 などの研磨剤を存在させて
もよい。各粒径は0.01〜2μmの範囲にある。
【0035】本発明の磁性コーティング組成物の製造に
は一般に溶剤が用いられる。有用な溶剤の例として、メ
チルエチルケトン、メチルイソブチルケトン及びシクロ
ヘキサノンなどのケトン類、酢酸メチル、酢酸エチル及
び酪酸エチルなどのエステル類、エチレングリコールモ
ノエチルエーテルなどのグリコールエーテル類、トルエ
ン、キシレン、テトラヒドロフラン、並びに上記溶剤の
2種以上を組み合わせた混合物が挙げられる。
【0036】磁性コーティング組成物に、可塑剤、潤滑
剤、分散助剤、帯電防止剤及びその他の添加剤を添加し
てもよい。可塑剤の例として、フタル酸ジブチルやリン
酸トリフェニルが挙げられる。潤滑剤、帯電防止剤及び
分散助剤の例として、スルホコハク酸ジオクチルナトリ
ウム、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ナトリウム、硫酸ジラウリ
ル、ステアリン酸亜鉛、大豆油レシチン、ミリスチン
酸、ミリスチン酸ブチル及びシリコーン油が挙げられ
る。
【0037】本発明の磁気記録媒体は、非磁性支持体
と、その上に上記バインダー中に磁性粒子を分散させた
磁性コーティング組成物を塗被して乾燥することによっ
て形成させた磁性被膜とを含む。支持体用の材料とし
て、ポリエステル、ポリプロピレン、三酢酸セルロー
ス、ポリカーボネート、ポリ(塩化ビニル)及びアルミ
ニウムが挙げられる。ポリエチレンテレフタレートの適
当なフィルムの例が、米国特許第4,454,312
号、同第4,595,715号及び同第4,693,9
32号明細書に記載されており、本明細書ではこれらを
参照することによって取り入れるものとする。
【0038】磁性コーティング組成物の成分を分散させ
るための装置として、ボールミル、ペブルミル、サンド
ミル及び高速ストーンミルが挙げられる。
【0039】塗被方法の例として、ナイフ塗布、ワイヤ
バー塗布、ドクターブレード塗布、リバースロール塗
布、カレンダー塗布及びグラビア法が挙げられる。磁性
コーティング組成物を非磁性支持体表面に塗被した後、
一般には乾燥前にその塗被フィルムに磁場内での配向処
理と平滑化処理とを施す。磁性被膜層は厚さが約1〜約
12ミクロンであり、約600〜5000ガウスの磁界
を提供する。
【0040】本発明のバインダー樹脂は、先に記載した
アミノアルキルホスホネート塩を導入したおかげで磁性
粒子の分散性に優れた均一な樹脂となる。その結果、そ
のバインダーが本発明のアミノアルキルホスホネート変
性樹脂の1種以上を含む本発明の磁気記録媒体は、磁性
粒子の充填特性及び配向並びに記録媒体の磁性層の平滑
性に優れる。
【0041】本発明のバインダー樹脂及び磁性コーティ
ング組成物を以下の実施例において具体的に説明する。
実施例中の部は、特に断らないかぎり重量部を示す。本
発明の磁気記録媒体は、常法に従い、三官能性ポリイソ
シアネートなどの架橋剤を磁性コーティング組成物に添
加し、それを支持体テープ上に塗被し、乾燥し、そして
硬化させることによって製造される。
【0042】
【実施例】以下の実施例において、粘度は、特に断らな
いかぎりブルックフィールド法を採用して第2番スピン
ドルを用いて25℃で測定した値である。光沢度は角度
60°で測定した値である。
【0043】実施例1:N,N−ビス(ヒドロキシエチ
ル)アミノメチルホスホン酸エチル一ナトリウム この中間体は、蒸留カラムを具備した攪拌反応器におい
て、14重量%水酸化ナトリウム水溶液に256部の
N,N−ビス(ヒドロキシエチル)アミノメチルホスホ
ン酸ジエチルを加えて、その混合物を徐々に加熱して副
生物のエタノールを蒸留させることによって調製した。
カラム温度を72〜75℃に維持し、そして反応器温度
を蒸留が停止するまで80℃で維持した。冷却後のpH
は10.1であり、また固形分%は51.7であった。
【0044】実施例2 別法として、凝縮収集カラム、温度計及び添加漏斗を取
り付けた反応器において、849.5部のシクロヘキサ
ンジメタノール(CHDM)と、129.2部の脱イオ
ン水と、448.2部の実施例1のホスホン酸ジエチル
との混合物を60〜65℃に加熱し、そして167.8
部の42.6重量%NaOH溶液を約60〜80滴/分
の速度で添加することによって、N,N−ビス(ヒドロ
キシエチル)アミノメチルホスホン酸エチルナトリウム
(以降、HAPと称する)を製造した。温度は50分間
にわたり70〜75℃の範囲で維持した。NaOHの添
加が終了してすぐに温度は72℃に低下した。副生物の
エタノールと溶剤の水を蒸留して除去すると、CHDM
と本発明のホスホネート36重量%とを含む混合物が得
られた。
【0045】実施例3 42.5部のCHDMと、20.2部の2−ブチル−2
−エチル−1,3−プロパンジオール(BEPD)と、
37.2部のアジピン酸との反応によって製造されたO
H価が205の第一のポリエステルと、42.1部のC
HDMと、20.0部のBEPDと、37.9部のアジ
ピン酸との反応によって製造されたOH価が195の第
二のポリエステルとをブレンドした。得られた「硬質」
ポリエステル配合物のOH価は198であった。また、
2種類の「軟質」ポリエステルを混合してOH価が19
8の第二の配合物を得た。第一の「軟質」ポリエステル
は、30部のブタンジオール(BD)と、23部のBE
PDと、47部のアジピン酸とから製造されたOH価が
195のポリエステルとした。第二の「軟質」ポリエス
テルは、30.3部のBDと、23.1部のBEPD
と、46.6部のアジピン酸とから製造されたOH価が
205のポリエステルとした。次いで、これらの「硬
質」配合物と「軟質」配合物の70/30混合物に、エ
チレングリコール中にHAPを50重量%含有する溶液
を混合してOH価を250に増加させた。各成分の重量
%は、硬質ポリエステルが66.09%、軟質ポリエス
テルが28.32%、そして本発明のホスホネートのグ
リコール溶液が5.59%であった。この混合物700
部と379.2部のジフェニルメタン−4,4’−ジイ
ソシアネート(MDI)とを混合して120℃で90分
間反応させると、本発明のポリウレタンが得られた。こ
のポリウレタンをメチルエチルケトンに15重量%溶解
させた溶液は、188cpsの粘度を示した。
【0046】実施例4:HAPを含有するポリエステル
の調製 実施例2の一般手順に従いHAPとCHDMの混合物を
製造したが、但し、566.3部(3.9モル)の溶融
CHDMと、298.8部(1.2モル)のホスホネー
トと、86.0部の水と、111.9部のNaOH溶液
とを使用し、10.0部のIrganox(商品名)1
076抑制剤を添加し、そして窒素パージを利用してエ
タノールと水の除去を促進させた。次いで、さらに別の
1249.3部のCHDMを添加して温度を80〜90
℃に上昇させ、そこで1169.2部(8.0モル)の
アジピン酸を添加した。油浴を用いて加熱し続けたが、
その油浴と反応混合物との最大温度差が35℃になるよ
う注意した。蒸留が始まるとすぐに窒素パージを停止さ
せ、そして反応混合物を最高で195〜200℃まで加
熱しそこで5時間保持した。次いで、圧力を45〜50
mmHgまで低下させ、そして反応混合物を195〜2
00℃で1時間保持した。カラム温度は50℃に維持し
た。0.25部のシュウ酸第一錫を添加し、酸価が1未
満になるまで温度を195〜200℃に維持しながら圧
力を20〜25mmHgまでさらに低下させることによ
って縮合を完了させた。生成物のOH価は187.9で
あった。
【0047】上記の手順を、第二のCHDM装填量を
9.7モルとしたことを除いて繰り返した。酸価は0.
78、またOH価は214.1となった。
【0048】ポリウレタン/ポリ尿素の調製 OH価が187.9と214.1のポリエステルの配合
物を調製してOH価を198とした。次いで、その配合
物の一部(38.9部)に、OH価が198である異な
る2種類のポリエステル〔CHDM/MPジオール/ア
ジピン酸系ポリエステル(155.5部)及びMPジオ
ール/アジピン酸系ポリエステル(194.4部)〕を
混合した。MPジオールは2−メチル−1,3−プロパ
ンジオールである。この配合物に78部のN,N’−ジ
ブチルフェニレンジアミンを添加し、そしてその混合物
を252.2部のMDIと反応させた。それをメチルエ
チルケトンに15重量%溶解させた溶液の粘度は20c
psであり、またMEK/シクロヘキサノン(CHO)
/トルエン系(重量比1:1:1)混合物に15重量%
溶解させた溶液の粘度は32cpsであった。
【0049】実施例5 実施例4のホスホネート化ポリエステル配合物と同実施
例のMPジオール/アジピン酸ポリエステルとを重量比
15:85で混合し、そして連鎖延長剤としてMPジオ
ールを添加した。各成分の量は、それぞれ199.5
部、1130.9部及び69.6部とした。この混合物
に759.3部のMDIを添加し、反応を90分間実施
した。MEKにポリウレタンを15%含む溶液の粘度は
24cpsであり、また固形分20%では粘度は62c
psであった。MEK/CHO/トルエン系(重量比
1:1:1)混合物にポリウレタンを15%含む溶液の
粘度は40cpsであった。
【0050】実施例6 MDIの量を754.4部に減少させたことを除いて実
施例5の一般手順に従った。溶液の粘度はそれぞれ34
cps、100cps及び58cpsであった。
【0051】実施例7及び8:磁性コーティング組成物 日本ゼオン社から商品名Zeon MR−110で市販
されている塩化ビニル、ビニルアルコール及び酢酸ビニ
ルのソジオ−スルホコポリマー181部を、各々34
1.8部のMEK、CHO及びトルエンから成る溶剤中
に含有するバインダー溶液を調製し、表1に示した配合
を有するミルベースに使用した。
【0052】
【表1】
【0053】KDLパイロットミルを使用してミルベー
ス配合物を微粉砕した。微粉砕前のブルックフィールド
粘度は第6番スピンドル、20rpmで5500であっ
た。微粉砕後の粘度は12600となった。
【0054】実施例5の生成物と実施例6の生成物をそ
れぞれ271.4部含有するポリウレタン溶液A及びB
を、各々512.7部のMEK、CHO及びトルエンか
ら成る溶剤において調製し、以下のように実施例7及び
8の磁性コーティング組成物を製造するためのレットダ
ウン(letdown) の配合に使用した。前記ポリウレタン溶
液の各々に、109.4のMEKと、20.5部のCH
Oと、109.4部のトルエンと、14.25部のミリ
スチン酸ブチルとを加えてレットダウン溶液C及びDを
調製した。
【0055】実施例7及び8の磁性コーティング組成物
は、ミルベース100部当たり40.63部のレットダ
ウン係数を使用し、それぞれレットダウン溶液C及びD
を用いてミルベースをレットダウンすることによって製
造した。
【0056】実施例9及び比較例1 本発明のミルベースバインダーを以下のように調製し
た。566.3部(3.9モル)の溶融CHDMに、6
08.3部の実施例1のホスホン酸ナトリウム溶液と、
0.25部のシュウ酸第一錫と、1169.2部のアジ
ピン酸とを添加した。水の蒸留が停止するまで温度を1
95〜200℃に維持した。次いで、反応混合物を14
0〜150℃に冷却した後、さらに別の1249.3部
のCHDMを添加し、そして温度を195〜200℃へ
再度上昇させた。再び蒸留が停止した時点で圧力を45
〜50mmHgまで低下させ、そしてカラム温度を50
℃に維持しながら反応を同じ温度で1時間継続させてC
HDM損失量を最小限に抑えた。その後、第二装填物の
0.5部の触媒を添加し、圧力を20〜25mmHgま
で低下させ、そして195〜200℃において酸価が約
1を示した時点で反応を完了させた。OH価は189.
6であった。
【0057】本発明のポリウレタンの調製 42.5重量%のCHDMと、20.2重量%のBEP
Dと、37.2重量%のアジピン酸との反応混合物から
調製されたOH価が205の第一のポリエステルと、同
じ成分を42.1:20.0:37.9の比率で含む反
応混合物から調製されたOH価が195の第二のポリエ
ステルとを混合してOH価が198の配合物を得た。8
68.8部の上記ホスホネート化ポリエステルと、37
2.4部の前記ポリエステル配合物と、158.8部の
BEPDとを含む混合物に738.1部のMDIを反応
させて本発明のポリウレタンを形成させた。各種分子量
測定によると、生成物のMWw は18800、MWn
7200、そしてMWz は32000であった。15%
MEK溶液の粘度は420cpsであった。MEK/C
HO/トルエン系(重量比1:1:1)混合物における
15%溶液では142cpsの粘度を示した。
【0058】比較例1 従来技術のバインダーである、日本ゼオン社から商品名
Zeon MR−110で市販されている塩化ビニル、
ビニルアルコール及び酢酸ビニルのソジオ−スルホコポ
リマー。
【0059】バインダー溶液 本発明の上記ポリウレタンの溶液と比較例1のバインダ
ーの溶液は、各179.9部のMEK、CHO及びトル
エンを含有する溶剤混合物に95.4部のバインダーを
それぞれ溶解することによって調製した。
【0060】ミルベースの構成 表2に示したミルベースにおいてバインダー溶液を使用
した。
【0061】
【表2】
【0062】実施例9のミルベース配合物の微粉砕前の
ブルックフィールド粘度は、第6番スピンドル、20r
pm、23.3℃(74°F)で4100cpsであっ
た。KDLパイロットミルで微粉砕した後の粘度は87
50cpsであった。
【0063】比較例1のミルベース配合物の微粉砕前の
ブルックフィールド粘度は、第6番スピンドル、20r
pmで4950cpsであった。KDLパイロットミル
で微粉砕した後の粘度は7550cpsであった。
【0064】サンドミルを5回通過させた後の実施例9
のミルベースについての分散力(光沢度で表現)、保磁
力(Hc)、直角度比(SR)及びスイッチングフィー
ルド分布(SFD)を表3に示す。
【0065】
【表3】
【0066】実施例10 566.3部(3.9モル)の溶融CHDMに、60
8.3部の実施例1のホスホン酸ナトリウム溶液と、
0.25部のシュウ酸第一錫と、1169.2部のアジ
ピン酸とを加えた。水の蒸留が停止するまで温度を19
5〜200℃に維持した。次いで、反応混合物を140
〜150℃に冷却した後、さらに別の1249.3部の
CHDMを添加し、そして温度を195〜200℃へ再
度上昇させた。再び蒸留が停止した時点で圧力を45〜
50mmHgまで低下させ、そしてカラム温度を50℃
に維持しながら反応を同じ温度で1時間継続させてCH
DM損失量を最小限に抑えた。その後、第二装填物の
0.5部の触媒を添加し、圧力を20〜25mmHgま
で低下させ、そして195〜200℃において酸価が約
1を示した時点で反応を完了させた。OH価は189.
6であった。
【0067】ポリウレタンの調製 こうして調製したホスホネート化ポリエステル620.
6部と、OH価が194.7のMPジオール/アジピン
酸のポリエステル620.6部と、158.9部のBE
PDとを758.4部のMDIと反応させて本発明のポ
リウレタンを形成させた。分子量測定によると、生成物
のMWw は20431、MWn は8888、そしてMW
z は33351であった。15%MEK溶液の粘度は2
5cpsであった。MEK/CHO/トルエン系(重量
比1:1:1)混合物における15%溶液では44cp
sの粘度を示した。
【0068】実施例11 30重量%のブタンジオール、23重量%のBEPD及
び47重量%のアジピン酸から成る反応混合物から調製
したOH価が195の第一のポリエステルと、30.3
重量%のブタンジオール、23.1重量%のBEPD及
び46.6重量%のアジピン酸から成る反応混合物から
調製したOH価が205の第二のポリエステルとを配合
して、OH価が198のポリエステル配合物を得た。そ
の配合物625.8部と、実施例10に記載したホスホ
ネート化ポリエステル625.8部と、154.8部の
BEPDとを758.5部のMDIと反応させて本発明
の別のポリウレタンを得た。分子量測定によると、生成
物のMWw は21691、MWn は7563、そしてM
z は38123であった。15%MEK溶液の粘度は
1200cpsであった。MEK/CHO/トルエン系
(重量比1:1:1)混合物における15%溶液では1
62cpsの粘度を示した。
【0069】比較例2 比較例2は、モートン インターナショナル社からMo
rthane CA−398(商品名)として市販され
ている従来のバインダーである。これは官能基を含ま
ず、重量平均分子量は73800、数平均分子量は29
500である。
【0070】実施例12〜16 以下の配合に従い実施例10、実施例11及び比較例2
のバインダーのレットダウン溶液を調製した: *BuMyr=ミリスチン酸ブチル
【0071】実施例9と比較例1のミルベースを、ミル
ベース100部当たり40.6部のこれらの溶液を用い
てそれぞれレットダウンした。磁性酸化物:バインダー
比率は3.50:1とした。このレットダウン組成物を
厚さ36μmのポリエチレンテレフタレートフィルム片
に付着させ、乾燥後のコーティング厚を4μmとさせ
た。本発明の組成物と従来技術の組成物は以下のように
識別される。 実施例12:比較例1のミルベース+実施例10のレッ
トダウン 実施例13:実施例9のミルベース+実施例10のレッ
トダウン 実施例14:実施例9のミルベース+比較例2のレット
ダウン 実施例15:比較例1のミルベース+実施例11のレッ
トダウン 実施例16:実施例9のミルベース+実施例11のレッ
トダウン
【0072】前記組成物の特性を表4に示す。ここで、
粘度はV Im(直後)とV Ov(一晩後)で示し、
バインダーの分散力は光沢度で示し、保磁力はHcであ
り、直角度比はSRであり、そしてスイッチングフィー
ルド分布はSFDである。保磁力は、強磁性粒子の磁性
を0まで低下させるのに必要な外部印加磁力量である。
直角度比は、飽和磁束に対する残留磁束の比率である。
スイッチングフィールド分布は、一定の磁力で極性を切
り換える粒子集団の測定値である。粘度は、第4番スピ
ンドルを用いて50rpmにおいて室温で測定した。
【0073】
【表4】
【0074】強磁性金属粒子を含有する本発明のミルベ
ースは以下のように調製した。実施例17 566.3部(3.9モル)の溶融CHDMへ、60
8.3部の実施例1のホスホン酸ナトリウム溶液と、
0.25部のシュウ酸第一錫触媒と、1169.2部の
アジピン酸とを添加した。水の蒸留が停止するまで温度
を195〜200℃に維持した。次いで、反応混合物を
140〜150℃に冷却した後、さらに別の1249.
3部のCHDMを添加し、そして温度を195〜200
℃へ再度上昇させた。再び蒸留が停止した時点で圧力を
45〜50mmHgまで低下させ、そしてカラム温度を
50℃に維持しながら反応を同じ温度で1時間継続させ
てCHDM損失量を最小限に抑えた。その後、第二装填
物の0.5部の触媒を添加し、圧力を20〜25mmH
gまで低下させ、そして195〜200℃において酸価
が0.99を示した時点で反応を完了させた。OH価は
187.9であった。
【0075】第二の装填物を1393.5部のCHDM
としたことを除いて同じ手順に従うことで第二のホスホ
ネート含有ポリエステルを製造した。酸価は0.78で
あり、またOH価は214.1であった。
【0076】これらのホスホネート化ポリエステルのう
ち第一のものを61.4%、第二のものを38.6%含
有する配合物を調製してOH価が198のポリエステル
を得た。
【0077】本発明のポリウレタンの製造 ホスホネート化ポリエステル配合物665.3部と、2
−メチル−1,3−プロパンジオール及びアジピン酸か
ら製造されたOH価が198のポリエステル665.3
部と、2−メチル−1,3−プロパンジオール69.6
部との混合物を763.3部のMDIと95分間反応さ
せて本発明のポリウレタンを得た。等重量のMEK、C
HO及びトルエンを含有する溶剤にポリウレタンを15
重量%溶解した溶液の粘度は270であった。
【0078】比較例3 比較目的で使用したバインダーは、Zeon MR−1
10(商品名)の塩化ビニル/酢酸ビニル/ビニルアル
コール系コポリマーとした。
【0079】バインダー溶液 本発明の上記ポリウレタンバインダー、実施例9の上記
ポリウレタンバインダー、及び従来技術のビニルバイン
ダーの各溶液は、340部のMEKと、340部のテト
ラヒドロフランと、170部のトルエンとを含有する溶
剤混合物に150.0部のバインダーを溶解させること
によって調製した。
【0080】ミルベース構成 上記のバインダー溶液を、表5に示したミルベース配合
物に使用した。
【0081】
【表5】
【0082】各々サンドミルを数回通過させた後、これ
らのミルベース濃縮物を厚さ36μmのポリエチレンテ
レフタレートフィルム片上に塗被して乾燥後のコーティ
ング厚を4μmとさせ、実施例17、実施例9及び比較
例3のミルベースの分散力、保磁力、直角度比及びスイ
ッチングフィールド分布が測定できるようにした。その
結果を表6に示す。
【0083】
【表6】
【0084】実施例18〜21 MPD(2−メチル−1,3−プロパンジオール)また
はBEPD(2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパ
ンジオール)と、ホスホネート化ポリエステル(PP
B)と、実施例17のMPD/アジピン酸ポリエステル
との混合物(ここで、PPB対MPDAの重量比を7:
93〜40:60の範囲で変化させた)にMDIを反応
させて一連のイオン性ホスホネート含有ポリウレタンを
製造した。連鎖延長剤、各ポリエステル及びMDIの重
量部を表7に記載した。また、MEK/CHO/トルエ
ン系(重量比1:1:1)溶剤混合物における各ポリウ
レタンの15重量%溶液による粘度と、比較例2のポリ
ウレタンの同様の溶液による粘度についても表7に記載
した。
【0085】
【表7】
【0086】ミルベースの比較 各々215.9部のMEK、CHO及びトルエン(TO
L)と114.3部の実施例20及び21のバインダー
とからバインダー溶液を調製し、以下の配合に従いミル
ベース構成物を調製した。
【0087】
【表8】
【0088】実施例20のミルベースのブルックフィー
ルド粘度は、微粉砕前は4550cpsであり、そして
6回微粉砕した後は12900cpsであった(どちら
も第6番スピンドルを用いて20rpmで測定)。
【0089】実施例21のミルベースのブルックフィー
ルド粘度は、微粉砕前は2950cpsであり、そして
6回微粉砕した後は15500cpsであった(どちら
も第6番スピンドルを用いて20rpmで測定)。
【0090】各ミルベース溶液をKDLパイロットミル
を数回通過させ、各回通過後の試料を乾燥後のコーティ
ング厚が4μmになるように厚さ36μmのポリエチレ
ンテレフタレートフィルム上に塗被した。
【0091】各回通過後のフィルム上のコーティングの
分散能力、保磁力、直角度比及びスイッチングフィール
ド分布を表9に記載する。
【0092】
【表9】
【0093】実施例22〜25及び比較例4:磁気記録
組成物 まず、各323.8部のMEK、CHO及びTOLを含
む溶剤に171.4部のバインダーを溶解させ、次い
で、各溶液1142.9部に、69.1部のMEK、1
3部のCHO、69.1部のトルエン及び9部のミリス
チン酸ブチルからなる溶液を混合して希釈することによ
って、実施例18〜21の各バインダーのレットダウン
構成物を調製した。ミルベース構成物は、上記表8に記
載の配合によるMR−110バインダーから調製した。
【0094】表10に示した配合により調製した実施例
22〜25及び比較例4の磁気記録組成物(MRC)
を、乾燥後のコーティング厚が4μmになるように厚さ
36μmのポリエチレンテレフタレートフィルム片上に
塗被した。初期時点と表記した期間後のMRCの光沢度
及び粘度を表11に示した。同様に、保磁力(Hc)、
直角度比(SR)及びスイッチングフィールド分布(S
FD)を表12に示した。
【0095】
【表10】
【0096】
【表11】
【0097】
【表12】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ダニエル ピー.ヘベラー アメリカ合衆国,イリノイ 60050,マ クヘンリー,チェスターフィールド ド ライブ 4808 (72)発明者 ルイス シー.ドルモン アメリカ合衆国,イリノイ 60098,ウ ッドストック,ルーカス ロード 10116 (72)発明者 ローレンス ピキオッティ アメリカ合衆国,イリノイ 60194,シ ャウンバーグ,ブリクサム プレイス 100 (56)参考文献 特開 平6−231447(JP,A) 特開 平2−49028(JP,A) 特開 昭58−225116(JP,A) 特開 昭50−158649(JP,A) 特公 昭42−24192(JP,B1) 特公 昭39−19576(JP,B1)

Claims (14)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下式で示される官能成分を含むポリエス
    テル及びポリウレタンから成る群より選ばれた樹脂: 【化1】 上式中、R1 及びR2 は炭素原子数2〜8個の同種また
    は異種のオキシアルキル基であり、R3 は炭素原子数1
    〜8個のアルキレン基であり、R4 は炭素原子数1〜1
    2個のアルキル基、炭素原子数5〜12個のシクロアル
    キル基または炭素原子数6〜12個のアリール基(但
    し、該アリール基はハロゲン原子、ヒドロキシル基もし
    くはアミノ基を含有してもよい)であり、そしてM+
    金属イオンまたはアンモニウムイオンである。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のポリウレタン。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載のポリエステル。
  4. 【請求項4】 R1 及びR2 がオキシエチル基である請
    求項1記載の樹脂。
  5. 【請求項5】 R3 がメチレン基である請求項1記載の
    樹脂。
  6. 【請求項6】 R4 がエチル基である請求項1記載の樹
    脂。
  7. 【請求項7】 下式で示される官能成分を含むバインダ
    ー樹脂中に磁気粒子が分散している磁気コーティングを
    非磁性支持体上に含んで成る磁気記録媒体: 【化2】 上式中、R1 及びR2 は炭素原子数2〜8個の同種また
    は異種のオキシアルキル基であり、R3 は炭素原子数1
    〜8個のアルキレン基であり、R4 は炭素原子数1〜1
    2個のアルキル基、炭素原子数5〜12個のシクロアル
    キル基または炭素原子数6〜12個のアリール基(但
    し、該アリール基はハロゲン原子、ヒドロキシル基もし
    くはアミノ基を含有してもよい)であり、そしてM+
    アルカリ金属イオンまたはアンモニウムイオンである。
  8. 【請求項8】 樹脂がポリウレタンである請求項7記載
    の磁気記録媒体。
  9. 【請求項9】 樹脂がポリエステルである請求項7記載
    の磁気記録媒体。
  10. 【請求項10】 R1 及びR2 がオキシエチル基である
    請求項7記載の磁気記録媒体。
  11. 【請求項11】 R3 がメチレン基である請求項7記載
    の磁気記録媒体。
  12. 【請求項12】 R4 がエチル基である請求項7記載の
    磁気記録媒体。
  13. 【請求項13】 下式で示されるイオン性ホスホネー
    ト: 【化3】 上式中、R1 及びR2 は炭素原子数2〜8個の同種また
    は異種のオキシアルキル基であり、R3 は炭素原子数1
    〜8個のアルキレン基であり、R4 は炭素原子数1〜1
    2個のアルキル基、炭素原子数5〜12個のシクロアル
    キル基または炭素原子数6〜12個のアリール基(但
    し、該アリール基はハロゲン原子、ヒドロキシル基もし
    くはアミノ基を含有してもよい)であり、そしてM+
    アルカリ金属イオンまたはアンモニウムイオンである。
  14. 【請求項14】 R1 及びR2 が2個の炭素原子を有
    し、R4 が1個の炭素原子を有し、そしてM+ がアルカ
    リ金属イオンまたはアンモニウムイオンである、請求項
    13記載のホスホネート。
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