專利名稱：磁性記錄介質(zhì)的背面涂料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有改進(jìn)了貯存老化穩(wěn)定性的磁性記錄介質(zhì)的背面涂料。本發(fā)明也涉及采用這種背面涂料的背面涂層具有優(yōu)異的行進(jìn)壽命(travelling duralility)和電磁轉(zhuǎn)化特性的磁性記錄介質(zhì)。
通常將一種背面涂料施加在磁性記錄介質(zhì)的背面以提高磁性記錄介質(zhì)的行進(jìn)壽命。
非磁性無(wú)機(jī)粉末和精細(xì)顆?；虼植陬w粒狀的炭黑被用于這種背面涂料，但采用它們時(shí)，在背面涂料的貯存過(guò)程中可能會(huì)發(fā)生非磁性無(wú)機(jī)粉末及炭黑的絮凝。當(dāng)磁性記錄介質(zhì)是采用這種已降解的背面涂料制成是，所得的磁性記錄介質(zhì)的行進(jìn)壽命和電磁轉(zhuǎn)換特性可能變壞。
日本未審查專利公開(kāi)(KOKAI)第61-145726號(hào)描述了當(dāng)采用含磺酸金屬鹽基團(tuán)和羥基的樹(shù)脂作為背面涂層組合物的粘合組份是，與現(xiàn)有技術(shù)相比，非磁性粉末較易分散，并能形成具有優(yōu)異光滑性的背面涂層。
但是，該文獻(xiàn)僅考慮了易分散性而未揭示含炭黑、硝酸纖維素樹(shù)脂和聚氨酯樹(shù)脂的背面涂料的隨著時(shí)間遷移的分散穩(wěn)定性。
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種具有隨時(shí)間遷移而能具有高分散穩(wěn)定性，或者說(shuō)具有高擱置期穩(wěn)定性的背面涂料，以及使用這種背面涂料的磁性記錄介質(zhì)。
特別是當(dāng)涂料從批料研磨機(jī)生產(chǎn)到應(yīng)用常常要存放較長(zhǎng)時(shí)間，在這種情況下涂料的擱置期穩(wěn)定性則格外重要。
經(jīng)過(guò)充分研究，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，上述的目標(biāo)是能實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)在含炭黑作為填料，硝酸纖維素樹(shù)脂和聚氨酯樹(shù)脂作為粘合劑的磁性記錄介質(zhì)的背面涂料中采用具有以下(1)-(3)的性質(zhì)的聚氨酯樹(shù)脂作為粘合劑(1)粘合劑包括脂族聚酯二醇或聚醚二醇組份(2)在主鏈內(nèi)含有磺酸金屬鹽基團(tuán);以及(3)Tg在-23至25℃。
因此，本發(fā)明提供一種磁性記錄介質(zhì)的背面涂料，包含炭黑、硝酸纖維素樹(shù)脂和聚氨酯樹(shù)脂。其特征在于聚氨酯樹(shù)脂來(lái)源自脂族聚酯二醇或脂族聚醚二醇所衍生，其主鏈內(nèi)含磺酸金屬鹽基團(tuán)，并且其Tg在-23至25℃。
脂族聚酯二醇或脂族聚醚二醇可單獨(dú)或混合使用，并且在Tg易于控制且不高于25℃的情況下也可進(jìn)一步混合入芳族聚酯二醇或聚醚二醇。
如果僅采用具有芳環(huán)的聚酯二醇或聚醚二醇，則聚氨酯的分子鏈太硬，Tg升高，從而難于控制聚氨酯的Tg在不高于25℃這一本發(fā)明的基本要求。
更確切地，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)如果脂族二醇占二元醇總含量的50摩爾%以上，則能達(dá)到較好的效果。
通過(guò)采用在主鏈內(nèi)部含有磺酸金屬鹽基團(tuán)而發(fā)生極化，能達(dá)到與使用分散劑相同的效果。
因此，不一定需要使用分散劑，或者可顯著減少分散劑的用量。這不僅有利于生產(chǎn)過(guò)程，也有利于提高背面涂層的光滑性。最終，磁性記錄介質(zhì)的電磁轉(zhuǎn)換特性也能得到提高。
當(dāng)通過(guò)采用聚合物如聚氨酯樹(shù)脂將非磁性無(wú)機(jī)粉末和炭黑分散在溶劑中時(shí)，聚合物一般被吸附在顆粒表面形成一吸附層，該吸附層使分散體系穩(wěn)定。
如果聚合物分子鏈太硬，則吸附層體積變大而吸附層密度可能變小。
相反，如果Tg低，分子鏈太軟，吸附層密度變大而其體積可能變小。
因此，為了達(dá)到聚合物和無(wú)機(jī)非磁性粉末及炭黑顆粒的分散體系的高的老化穩(wěn)定性，吸附在顆粒表面的聚合物吸附層的體積及其密度必須達(dá)到合適的數(shù)值。
如果聚合物的吸附層的體積太小，則分散顆粒間的距離小，顆粒可能相互太近，由于相互吸引而發(fā)生絮凝，從而可能破壞分散體系。
在另一方面，聚合物吸附層密度的降低使得相鄰顆粒表面的聚合物吸附層易于相互疊合，從而顆粒間不能穩(wěn)定地保持相互的距離而可能發(fā)生絮凝。
本發(fā)明的發(fā)明人研究揭示了達(dá)到炭黑分散在含有聚氨酯樹(shù)脂的高分子中的涂料的老化穩(wěn)定的聚氨酯樹(shù)脂的最佳Tg范圍在-23至25℃。
Tg低于-23℃的聚氨酯樹(shù)脂的耐磨性低，不適合背面涂層的壽命要求。
另外，本發(fā)明的特征在于采用了炭黑，因?yàn)榧?xì)小微粒狀的炭黑能有效地降低表面電阻，而表面電阻的降低是防止磁性顆粒脫落的基本要求。
本發(fā)明采用硝酸纖維素以提高背面涂層在高溫高濕條件下的壽命。
以下將對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)解釋。可用于合成本發(fā)明的聚氨酯樹(shù)脂的脂族聚酯二醇可通過(guò)1，4-丁二醇或1，6-己二醇與脂族二元酸如己二酸或庚二酸的縮合反應(yīng)，或者δ-戊內(nèi)酯或己內(nèi)酯與上述二元醇的開(kāi)環(huán)聚合反應(yīng)而制得。
脂族聚醚二醇可通過(guò)氧化乙烯或氧化聚丙烯與上述脂族二醇的開(kāi)環(huán)加成反應(yīng)，或者在Lewis酸催化劑存在下四氫呋喃的開(kāi)環(huán)聚合而制得。
用于本發(fā)明的聚氨酯樹(shù)脂的起始材料二異氰酸酯(MDI、TDI、氫化DI等)不受特別的限制，可采用市售材料。
本發(fā)明中至少可采用一種炭黑。但是，較好的是精細(xì)顆粒與粗糙顆?；旌鲜褂?。
更明確地，平均顆粒大小10-30nm的顆?？捎米骶?xì)顆粒，例如“Carbon Black MA7”(Mitsubishi Kasei Kogyo K.K.產(chǎn)品，顆粒大?。?4nm，PH3.0)。粗糙顆粒平均顆粒大小為150-1，000nm，具體例子包括炭黑、CaCO3、TiO2、ZnO2、Cr2O3和α-Al2O3。
精細(xì)顆粒與粗糙顆粒的重量比較好在99.9∶0-70∶30。當(dāng)精細(xì)顆粒的重量比超過(guò)99.9，則行進(jìn)壽命降低，反之，低于70時(shí)，電磁轉(zhuǎn)換特性降低。
硝酸纖維素樹(shù)脂是纖維素酯樹(shù)脂的一種。但它并不受特別限制，市售產(chǎn)品可用于本發(fā)明。
一個(gè)具體例子是“Celline FM-200”(Daicell Kagoku Kogyo K.K.產(chǎn)品)。
在本發(fā)明中，炭黑與粘合劑的混合比率較好在30/70-70/30，按重量計(jì)，如果炭黑混合比率低于30，則磨擦系數(shù)的減少變得不夠，相反，當(dāng)大于70由背面涂層壽命降低。
硝酸纖維素樹(shù)脂與聚氨酯樹(shù)脂的混合重量比率較好為20/80-80/20，最好在60/40-70/30。
如果硝酸纖維素樹(shù)脂的量小于上述范圍中的60，則在高溫高濕條件下膠粘性增加，從而壽命降低。反之，如果超過(guò)70，則涂復(fù)后與基材的膠粘性降低，背面涂層容易剝落。
本發(fā)明的背面涂料中，有必要進(jìn)一步加入聚異氰酸酯作為交聯(lián)劑。
此處的聚異氰酸酯系指含有至少3個(gè)異氰酸酯基團(tuán)的齊聚物，由二異氰酸酯與較低分子量的三元醇例如二異氰酸酯的三聚物或四聚物反應(yīng)得到。
這些聚異氰酸酯的具體例子包括“SBU-0856”(Sumitomo Bayer K.K.產(chǎn)品)、“C-8041”(Nippen Polyurethane K.K.產(chǎn)品)、“PAPI-135”(MD Kasei K.K.產(chǎn)品)、“Miuionate MR100”(Nippon Polyurethane K.K.產(chǎn)品)等等。
聚異氰酸酯對(duì)粘合樹(shù)脂的比率在10-70%(重量)，較好為15-50%(重量)。
從加工和便于控制反應(yīng)的方面考慮，較好地聚異氰酸酯是在背面涂料涂覆前才混合。
在本發(fā)明的背面涂料中，進(jìn)一步還可能加入常規(guī)的添加劑，例如，潤(rùn)滑劑如脂肪酸和脂族酯，促進(jìn)交聯(lián)的催化劑如月桂酸二丁酯等等。
背面涂料的溶劑是乙醇、甲乙酮、甲苯、環(huán)己烷、四氫呋喃等。它們可單獨(dú)或混合使用。
本發(fā)明的背面涂料可通過(guò)用常規(guī)的混合設(shè)備如砂磨在預(yù)定的溶劑中將除了聚異氰酸酯交聯(lián)劑之外的組分均勻分散來(lái)制備。生產(chǎn)可由將起始材料分成二組或更多組來(lái)分階段進(jìn)行。
下面，參考實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳述。
實(shí)施例1組合物組合物1炭黑(MA7，Mitsubishi Kasei Kogyo K.K.產(chǎn)品，100重量份顆粒大小24nm，pH3.0)
硝酸纖維素樹(shù)脂(Celline FM-200，Daicell 57重量份Kagaku Kogyo K.K.產(chǎn)品)甲乙酮 334重量份甲苯 167環(huán)己酮 56組合物2含磺酸鈉基團(tuán)(以后稱作“-SO3Na”)的聚胺酯樹(shù)脂(＃1)(Bilon UR-870011，Toyobo K.K.產(chǎn)品) 23重量份甲乙酮 285甲苯 142環(huán)己酮 47將上述組合物1攪拌約1小時(shí)并用砂磨分散直到光澤度達(dá)到至少130。加入組合物2繼續(xù)用砂磨處理混合物4小時(shí)得到背面涂料。
實(shí)施例2用Mitsubishi Kasei Kogyo K.K.的一個(gè)＃45炭黑(顆粒尺寸24nm，pH8.0)作為實(shí)施例1的組合物1中的炭黑，在該組合物1混合約1小時(shí)后用砂磨分散。光澤度達(dá)至少90后，加入組合物2，并用砂磨繼續(xù)處理混合物4小時(shí)得到背面涂料。
實(shí)施例3用與實(shí)施例1相同的方法制備背面涂料，只是用含-SO3Na的聚氨酯樹(shù)脂(＃2)(Toyobo K.K.產(chǎn)品，Bilon UR-8300)代替實(shí)例1的組合物2中的聚氨酯樹(shù)脂(＃1)。
實(shí)施例4用與實(shí)施例2相同的方法制備背面涂料，只是用含-SO3Na的聚氨酯樹(shù)脂(＃2)(Toyobo K.K.產(chǎn)品，Bilon UR-8300)代替實(shí)施例1的組合物2中的聚氨酯樹(shù)脂(＃1)。
對(duì)比實(shí)施例1用與實(shí)施例1相同的方法制備背面涂料，只是用不含-SO3Na的聚氨酯樹(shù)脂(＃3)(BF Goolrich Co.產(chǎn)品，ESTANE 5703)代替實(shí)施例1的組合物2中的聚氨酯樹(shù)脂(＃1)。
對(duì)比實(shí)施例2用與實(shí)施例1相同的方法制備背面涂料，只是用含-SO3Na的聚氨酯樹(shù)脂(＃4)(Toyobo K.K.產(chǎn)品，Bilon Ur-8200)代替實(shí)施例1的組合物2中的聚氨酯樹(shù)脂(＃1)。
對(duì)比實(shí)施例3用與實(shí)施例2相同的方法制備背面涂料，只是用含-SO3Na的聚氨酯樹(shù)脂(＃4)(Toyobo K.K.產(chǎn)品，Bilon UR-8200)代替實(shí)施例2的組合物2中的聚氨酯樹(shù)脂(＃1)。
以45°光澤度評(píng)價(jià)背面涂料實(shí)施例1-4和對(duì)比實(shí)施例1-3中制備的每種背面涂料的隨時(shí)間分散穩(wěn)定性可用45°光澤度隨時(shí)間的變化來(lái)評(píng)價(jià)。
在穩(wěn)定的狀態(tài)下取出少量每種背面涂料涂于14μm厚PET(聚乙烯對(duì)苯二甲酸酯)薄膜的一面制成樣品，用Nippon Denshoku Kogyo K.K.生產(chǎn)的光澤度儀測(cè)定45°-45°光澤度。樣品越光滑則光澤度數(shù)值越高。涂料的絮凝度越高，則光澤度值越低。在具有優(yōu)異時(shí)間穩(wěn)定性的背面涂料中，碳隨時(shí)間的絮凝受到抑制。因此，用這種涂料涂覆的樣品保持光滑并保持高光澤度，不受時(shí)間遷移影響。相反，時(shí)間穩(wěn)定性不佳的涂料中的碳絮凝隨時(shí)間而增加。因而，用這些涂料的樣品表面變得粗糙，光澤度降低。
結(jié)果列于表Ⅰ。
權(quán)利要求
1.一種磁性記錄介質(zhì)的背面涂料，它包括炭黑、硝酸纖維素樹(shù)脂和聚氨酯樹(shù)脂，其特征在于，所述的聚氨酯樹(shù)脂來(lái)源于脂族聚酯二醇或脂族聚醚二醇，其主鏈內(nèi)部含有磺酸金屬鹽基團(tuán)，并且其Tg為-23至25℃。
2.一種磁性記錄介質(zhì)，其特征在于，它包括由權(quán)利要求1所述的涂料形層的背面涂層。
全文摘要
在含炭黑、硝酸纖維素樹(shù)脂和聚氨酯樹(shù)脂的背面涂料中，本發(fā)明通過(guò)采用符合預(yù)定要求的聚氨酯樹(shù)脂，能顯著提高該涂料隨時(shí)間的分散穩(wěn)定性，并能在40天以上防止發(fā)生炭黑的絮凝。
文檔編號(hào)C09D175/00GK1087362SQ9311433
公開(kāi)日1994年6月1日 申請(qǐng)日期1993年11月6日 優(yōu)先權(quán)日1992年11月6日
發(fā)明者水谷公一, 大久保孝俊 申請(qǐng)人:美國(guó)3M公司