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JPS6359433B2 - - Google Patents
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JPS6359433B2 - - Google Patents

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JPS6359433B2
JPS6359433B2 JP19882583A JP19882583A JPS6359433B2 JP S6359433 B2 JPS6359433 B2 JP S6359433B2 JP 19882583 A JP19882583 A JP 19882583A JP 19882583 A JP19882583 A JP 19882583A JP S6359433 B2 JPS6359433 B2 JP S6359433B2
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magnetic
magnetic paint
polyurethane resin
meth
unsaturated polyurethane
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Description

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

本発明は耐摩耗性、耐熱性、耐加水分解性は勿
論のこと、特に磁性粉末の分散性に優れた磁性塗
料に関し、更に詳しくは電子線などの放射線によ
る硬化に好適な磁性塗料に関する。 磁気記録用磁性材料に対して、近年、益々高性
能なものが要求され、中でも特に磁気的特性の優
れたものが強く要求されている。この目的のため
に磁性粉末の改良が重要であり、最近、単位体積
当りの飽和磁化量が大きく、更に保磁力の大き
い、より微細な粉末、即ち単位重量当たりの表面
積の大きなメタル粉などの磁性粉末が注目され、
高密度磁気録に適した強磁性体として検討されて
いる。例えばフアイザー社(アメリカ)などのカ
タログによると、BET法による窒素吸着量から
求められる比表面積が30m2/g以上の強磁性粉末
を用いた場合、特に優れた磁気特性を発揮し、高
密度記録に適することが記載されている。また一
方で、これらの磁性粉末をテープ上の支持体上に
塗膜化する際、使用するバインダーも重要な因子
である。特に磁性粉末の分散性が悪いと、雑音の
発生や出力の低下を起こすなど、磁気的特性を初
め、種々の性能を損なう場合が多く、特に比表面
積の大きい強磁性粉末では粒子の凝集による悪影
響を受けやすく、且つその影響の度合も大きいた
めバインダーとして磁性粉末をより良好に分散さ
せる特性を有することが、上記目的を達成する上
で最も重要な課題の1つとなつている。またバイ
ンダーと磁性粉末及びバインダーとポリエステル
樹脂を主とする基材ベースフイルムとの接着性、
耐熱性、耐摩耗性等の保持も不可欠な特性であ
る。 従来、磁性粉末を含む塗料のバインダーとして
は塩化ビニル系共重合体、ポリウレタン、ニトロ
ルセルロース、ポリビニルブチラール、飽和ポリ
エステルなどの熱可塑性樹脂を用いたものや、フ
エノール、ユリア、メラミン、エポキシなどの熱
硬化性樹脂を用いたものが一般的であり、必要に
応じて分散剤、潤滑剤、研摩剤、帯電防止剤等の
添加剤が配合されている。これらのバインダーに
用いられる樹脂において、熱可塑性樹脂を用いた
場合には、耐熱性、耐摩耗性を十分に満足しない
場合が多い。また熱硬化性樹脂を用いた場合に
は、上記欠点は比較的満足できるものに成し得る
が、半面、所定の物性を得るために長時間の加熱
による硬化が必要であり、その際、磁性層表面平
滑性の低下や基材ベースフイルムの熱変形等の欠
陥を生じやすく、更には、熱エネルギーコストや
製造の長時間化によるトータルコストにも悪影響
を及ぼすことになる。更に上述した問題点を改良
する目的で熱可塑性樹脂にイソシアネート化合
物、エポキシ化合物など化学反応を伴なつて硬化
しうる化合物を加えることにより、耐熱性、耐摩
耗性を向上させるべくバインダーが提供されてい
るが、この場合には、保存安定性に欠けるため
に、最終的に得られる磁気記録用磁性材料の均一
性が損なわれやすい。 上述したような種々の問題点に対して、最近新
しい硬化方法及びそれに用いられるバインダー成
分として、エチレン性2重結合を分子中に有する
不飽和樹脂を用い、電子線などの放射線により硬
化させる方法が提案されている。この放射線硬化
性樹脂としてはポリエステル樹脂、ポリウレタン
樹脂、エポキシ樹脂などを骨格として、放射線に
より重合可能なエチレン性2重結合を有する樹脂
が多く用いられており、また放射線としては電子
線を初めβ線、γ線、X線などがある。これらの
樹脂、硬化方法の特徴は公知の文献等において数
多く挙げられているが、例えば磁性塗料とした
場合の保存安定性に優れるため、使用時のムダが
殆どなく、塗膜化前後の取扱いが容易。塗料中
の溶剤が不要か或いは少なくてすむため、基材ベ
ースフイルムを損なうことなく、また環境保全の
面からも好ましい。非常に短時間の照射で瞬間
的に重合硬化し、未反応の低分子量成分を残さな
いため、硬化後の後処理工程における磁性層の損
傷を殆ど生じない。また同様に基材ベースフイル
ムの熱変形、劣化等も防止できる。硬化が架橋
によつて起こるために、耐熱性、耐摩耗性の点で
有利であり、さらに柔軟性を付与することも容易
である。特に従来のものに比べて、加熱のため
の熱エネルギーが殆ど不要となり、短時間に大量
に製造できることはコスト面で非常に有利であ
る、などが列挙できる。 しかしながら、現在提案されている放射線硬化
性磁性塗料では、上記の優れた特徴を十分に活し
きつているとは言えず、更に磁性粉末の分散性に
おいては従来品に比べて大きく劣つている場合が
多いのが現状である。 特に前述した微細な強磁性粉末を用いた場合、
磁性粉末間の凝集力が強いため分散性が更に悪く
なり、磁性層表面の平滑性が損なわれ高密度磁気
記録に必要な磁気特性が得られず、また耐摩耗性
に劣ることが多い。 本発明の目的はバインダーとしての不飽和ポリ
ウレタン樹脂そのものを改質することにより、磁
性粉末の分散性が著しく優れ、更に耐熱性、耐加
水分解性、耐摩耗性に優れた硬化物を与えること
のできる磁性塗料を提供することにある。 本発明は不飽和ポリウレタン樹脂、磁性粉末及
び必要に応じてエチレン性不飽和化合物及び/又
は溶剤を成分とする磁性塗料において、該不飽和
ポリウレタン樹脂が重合可能な2重結合を持つ末
端基を2ケ以上有し、且つ第4級アンモニウム塩
基を0.05meq/g以上含有することを特徴とする
磁性塗料に係る。 本発明においては上記特定の不飽和ポリウレタ
ン樹脂を用いることにより、多数の親水性の第4
級アンモニウム塩基が分子鎖中に存在するので、
表面に親水基の存在するγ―Fe2O3やコバルトを
ドープしたγ―Fe2O3などの磁性粉末や、鉄、ク
ロム、ニツケル、コバルト等の金属粉もしくはこ
れらの合金などの強磁性粉末への吸着性に優れ、
その結果、分散性の著しい向上をもたらすもので
ある。 本発明の不飽和ポリウレタン樹脂は例えば、有
機ポリイソシアネート(A)、ポリオール(B)、活性水
素を有するエチレン性不飽和化合物(U)、2個
以上の活性水素と少なくとも1個の第3級アミノ
基を有する分子量500以下の鎖伸長剤(F)及び必要
に応じて通常の鎖伸長剤(D)を用いて得たポリウレ
タンを4級化剤(E)により処理することにより得る
こともできる。尚、上記において化合物(C)又は鎖
伸長剤(F)を予め4級化剤(E)により処理しておくこ
ともできる。 本発明で用いられる有機ポリイソシアネート(A)
としては各種のものが例示されるが、例えばジフ
エニルメタンジイソシアネート(MDI)、トリレ
ンジイソシアネート(TDI)、トリジンジイソシ
アネート(TODI)、キシリレンジイソシアネー
ト(XDI)、ナフチレンジイソシアネート
(NDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、
ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、ジシ
クロヘキシルメタンジイソシアネート
(HMDI)、リジンジイソシアネート(LDI)等の
ジイソシアネート、トリフエニルメタントリイソ
シアネート、ポリメチレンポリフエニルイソシア
ネート(PAPI)、カーボジイミド変性MDI等の
ポリイソシアネートが挙げられ、これらは1種又
は2種以上を同時に用いることができる。 上記ポリオール(B)としては各種のポリエステル
ポリオール、ポリエーテルポリオール、その他の
ポリオールを使用できる。ポリエステルポリオー
ルとしては例えばアジピン酸、スベリン酸、セバ
シン酸、ブラシリン酸等の炭素数4〜20の脂肪族
ジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸など
を酸成分とし、エチレングリコール、プロピレン
グリコール、ネオペンチルグリコール、ヘキサメ
チレングリコール等の炭素数1〜6の脂肪族ジオ
ール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリ
コール等のエーテルグリコール、スピログリコー
ル類、N―メチルジエタノールアミン等のN―ア
ルキルジアルカノールアミンなどをポリオール成
分とするポリエステルポリオールあるいはポリカ
プロラクトンポリオール等を用いることができ、
具体例としては例えばポリエチレンアジペートポ
リオール、ポリブチレンアジペートポリオール、
ポリエチレンプロピレンアジペートポリオール等
のアジペート系ポリオール、テレフタル酸系ポリ
オール(例、東洋紡績社、商品名バイロンRUX、
バイロンRV―200L)、ポリカプロラクトンポリ
オール(例、ダイセル化学、商品名プラクセル
212、プラクセル220)等を例示できる。 またポリエーテルポリオールの具体例としては
ポリオキシエチレンポリオール、ポリオキシプロ
ピレンポリオール、ポリオキシテトラメチレンポ
リオール等を挙げることができる。 またその他のポリオールとして、ポリカーボネ
ートポリオール(例、西ドイツ、バイエル社、商
品名デスモフエン2020E)、ポリブタジエンポリ
オール(例、日本曹達、商品名G―1000、G―
2000、G―3000、出光石油化学、商品名Poly bd
R―45HT)、ポリペンタジエンポリオール、ヒ
マシ油系ポリオール等を挙げることができる。こ
れらポリオールは1種又は2種以上を同時に用い
ることができる。 本発明において活性水素を有するエチレン性不
飽和化合物(U)としては各種のものを使用でき
るが、その代表例としてはエチレングリコール、
プロピレングリコール、1,3―プロパンジオー
ル、1,3―ブタンジオール、1,4―ブタンジ
オール、ジエチレングリコール、ジプロピレング
リコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピ
レングリコール等の2価アルコールのモノ(メ
タ)アクリレート、トリメチロールエタン、トリ
メチロールプロパン、グリセリン等の3価アルコ
ールのモノ及びジ(メタ)アクリレート、ペンタ
エリスリトール等の4価以上のアルコールのジ及
びトリ(メタ)アクリレートなどを挙げることが
でき、これらは1種又は2種以上を同時に用いる
ことができる。 2個以上の活性水素と少なくとも1個の第3級
アミノ基を有する化合物(C)としては、例えばN―
メチルジエタノールアミン、N―エチルジエタノ
ールアミン、N―ブチルジエタノールアミン、ビ
ス―ヒドロキシエチルピペラジン、N―フエニル
ジエタノールアミン、N,N―ジメチルアミノ―
2,2―ビスヒドロキシメチルエチルアミン、ま
たN―メチルジエタノールアミンなどのN―アル
キルジアカルノールアミンをポリオール成分とす
るポリエステル等を挙げることができる。 本発明の不飽和ポリウレタン樹脂の合成におい
ては上記各成分の他に鎖伸長剤(D)を用いることも
任意であり、このような鎖伸長剤としては、例え
ば分子量500以下の2〜6官能性のポリオール及
び分子量500以下の1級又は2級の末端アミノ基
を有するジアミン類が挙げられる。適当な鎖伸長
剤としては例えば、 (a) エチレングリコール、ジエチレングリコー
ル、プロピレングリコール、ジプロピレングリ
コール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、
グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタ
エリスリトール、ソルビトール、1,4―シク
ロヘキサンジオール、1,4―シクロヘキサン
ジメタノール、キシリレングリコールなどのポ
リオール類 (b) ヒドラジン、エチレンジアミン、テトラメチ
レンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、1,
4―シクロヘキサンジアミンなどのジアミン類 (c) エタノールアミン、ジエタノールアミン、ト
リエタノールアミンなどのアルカノールアミン
類 (d) ハイドロキノン、ピロガロール、4.4′―イソ
プロピリデンジフエノール、アニリン及び上記
のポリオール類、ジアミン類、アルカノールア
ミン類にプロピレンオキシド及び/又はエチレ
ンオキシドを任意の順序で付加して得られる分
子量500以下のポリオール類などが挙げられる。 4級化剤(E)としては例えばジメチル硫酸、ジエ
チル硫酸等のジアルキル硫酸、塩化メチル、ヨウ
化メチル、臭化エチル、塩化ベンジル等のハロゲ
ン化炭化水素、酢酸、プロピオン酸、モノクロル
酢酸等の有機酸、その他各種の無機酸などの各種
の化合物を用いることができる。 また2個以上の活性水素と少なくとも1個の第
3級アミノ基を有する分子量500以下の鎖伸長剤
(F)としては前記化合物(C)において列挙したものと
同様の化合物を用いることができる。 本発明の不飽和ポリウレタン樹脂は、上記各成
分を用いて種々の方法により合成される。例えば
有機ポリイソシアネート(A)、ポリオール(B)、エチ
レン性不飽和化合物(U)及び化合物(C)よりウレ
タンを合成し、次いで4級化剤(E)を加えて反応さ
せる方法、(A)と(B)及び(U)より末端NCOプレ
ポリマーを合成し、これに鎖伸長剤(F)を反応さ
せ、次いで(E)を反応させる方法、(A)と(C)より末端
NCOのプレポリマーを合成し、次いで(U)を
加えてウレタンを含成し、これに(E)を反応させる
方法、あるいは(A)と(B)及び(U)より末端NCO
のプレポリマーを合成し、一方(F)と(E)を予め反応
させ、これら両者を反応させる方法等を挙げるこ
とができる。 上記の如く種々の方法により得られた本発明の
不飽和ポリウレタンにおいては、4級化された化
合物(C)及び鎖伸長剤(F)は例えば 〔ここでX1,X2は有機ポリイソシアネート(A)
の反応残基を示す〕で表わされるように不飽和ポ
リウレタン分子鎖に含まれる窒素原子が種々の4
級化剤(E)と反応して第4級アンモニウム塩基とな
る。 本発明において各成分の割合は目的するポリウ
レタンに応じて広い範囲から適宜決定できるが、
通常活性水素基に対するNCO基の化学当量比が
約0.9〜1.4、好ましくは約0.95〜1.2となる範囲で
反応させるのがよく、反応は通常約30〜130℃、
好ましくは約40〜120℃で行うのが良い。また本
発明の4級化剤による処理は通常約40〜100℃の
範囲で行うのが好ましい。 本発明において第4級アンモニウム塩基の濃度
は0.05meq/g以上であることが特に強磁性粉末
を十分に分散させるのに必要であり、この濃度を
下回る場合には磁性塗料中に凝集した磁性粉が残
りやすく、磁性塗膜とした時に平滑性に劣り、十
分な電気特性を発揮し得ない。尚、ここで例えば
第4級アンモニウム塩基の濃度が1meq/gとは、
ポリマーの分子量が5000であれば1×10-3×5000
=5となり、5個の第4級アンモニウム塩基が存
在する。 本発明で用いられる磁性粉末としては各種のも
のが例示でき、例えば鉄、クロム、ニツケル、コ
バルト、もしくはこれらの合金、もしくはこれら
の酸化物、もしくはこれらの変性物等を挙げるこ
とができる。酸化物の具体例としては例えばγ―
Fe2O3、フエライト、マグネタイト、CrO2等を、
また変性物としては例えばコバルトをドープした
γ―Fe2O3、コバルトをドープしたFe2O3
Fe3O4のベルトライド化合物等を挙げることがで
きる。また種々の表面積を有する磁性粉末を用い
ることも可能で、特にBET法による窒素吸着量
から求められる比表面積が30m2/g以上の強磁性
粉末を用いる場合には優れた磁気特性が得られ
る。磁性粉末の配合量は不飽和ポリウレタン樹脂
100ωt部に対し約50〜200ωt部とするのが好まし
い。 本発明において不飽和ポリウレタン樹脂は無溶
媒下、有機溶媒の存在下或いは後記において述べ
る架橋剤として用いるエチレン性不飽和化合物の
存在下に合成することができる。有機溶媒の例と
してはアセトン、メチルエチルケトン等のケトン
類、酢酸エチル、プロピオン酸メチル等のエステ
ル類、ジオキサン、セロソルブアセテート等のエ
ーテル類、その他ジメチルホルムアミド、ジメチ
ルスルホキシド等を挙げることができる。エチレ
ン性不飽和化合物は希釈及び特性の向上、溶剤は
希釈を目的として使用される。使用しない場合で
も本発明の所期の作用効果を表わすが、粘度の点
で工業利用上問題を生じることがあり、又硬化物
の特性をより良くするためにエチレン性不飽和化
合物ないし溶剤を使用することができる。 本発明において、重合可能な2重結合を持つ末
端基とは、少なくとも1個の活性水素と(メタ)
アクリル基に代表される活性な2重結合を有する
化合物をウレタン樹脂の末端にウレタン結合で結
合させたものであつて、紫外線ないし電子線等の
放射線により、又熱重合開始剤を加えた場合には
熱により、2重結合が反応して硬化するものであ
る。尚、エチレン性不飽和化合物は希釈剤であ
り、末端2重結合もエチレン性不飽和化合物中の
2重結合も同様に活性な2重結合であつて、放射
線のみならず熱によつても反応を開始する。 本発明ではその目的を損わない範囲で他の化合
物を混合することができ、これらの化合物の具体
例としては、不飽和ポリエステル樹脂、飽和ポリ
エステル樹脂、エポキシ樹脂、これらと(メタ)
アクリル酸などとのエステル、ポリウレタン樹
脂、ジアリルフタレート樹脂、ケトン樹脂、アル
キツド樹脂、フエノール樹脂、ロジン変性フエノ
ール樹脂、ロジンエステル、マレイン酸変性ロジ
ンエステル、ウレア樹脂、メラミン樹脂、ポリア
ミド樹脂、スチレン―(メタ)アクリル酸共重合
体またはそのエステル、ポリ(メタ)アクリレー
ト、C59の石油樹脂、水素化石油樹脂、ポリブ
タジエン、天然あるいは合成ゴム、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、エチレン―酢酸ビニル共重
合樹脂、ポリビニルアルコール、ワツクスなどが
あげられる。またこれらの公知の化合物は本発明
の不飽和ポリウレタン樹脂の合成に支障がない限
り、反応前または反応中に添加することができ
る。 本発明では上記の不飽和ポリウレタン樹脂の硬
化に際して、必要に応じ架橋剤としてエチレン性
不飽和化合物を使用することができる。エチレン
性不飽和化合物としては公知の各種の化合物を使
用できるが、その代表的なものとしてスチレン、
ビニルトルエン、クロロスチレン、t―ブチルス
チレン、α―メチルスチレン、ジビニルベンゼ
ン、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸もし
くはメタクリル酸のメチル、エチル、イソプロピ
ル、n―ブチル、t―ブチル、α―エチルヘキシ
ル、n―ノニル、n―デシル、ラウリル、ステア
リルエステル等、アクリル酸もしくはメタクリル
酸のn―ブトキシエチル、シクロヘキシル、フエ
ノキシエチル、テトラヒドロフルフリル、グリシ
ジル、アリル、ベンジル、トリブロモフエニル、
2,3―ジクロロプロピル、3―クロロ―2―ヒ
ドロキシプロピル、N,N―ジメチルアミノエチ
ル、N,N―ジエチルアミノエチル、N―t―ブ
チルアミノエチルエステル等、エチレングリコー
ルモノ(メタ)アクリレート、プロピレングリコ
ールモノ(メタ)アクリレート、ジエチレングリ
コールモノ(メタ)アクリレート、ジプロピレン
グリコールモノ(メタ)アクリレート、分子量
(以下MWと記す)200〜1000のポリエチレングリ
コールモノ(メタ)アクリレート、MW200〜
1000のポリエチレングリコールモノメチルエーテ
ルモノ(メタ)アクリレート、MW200〜1000の
ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレー
ト、NW200〜1000のポリプロピレングリコール
モノメチルエーテルモノ(メタ)アクリレート、
MW200〜1000のポリエチレングリコールモノエ
チルエーテルモノ(メタ)アクリレート、
MW200〜1000のポリプロピレングリコールモノ
エチルエーテルモノ(メタ)アクリレート、エチ
レングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピ
レングリコールジ(メタ)アクリレート、1,3
―プロパンジオールジ(メタ)アクリレート、
1,4―ブタンジオールジ(メタ)アクリレー
ト、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレ
ート、1,6―ヘキサンジオールジ(メタ)アク
リレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)ア
クリレート、ポリプロピレングリコールジ(メ
タ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリ
レート、グリセリントリ(メタ)アクリレート、
トリメチロールエタンジ(メタ)アクリレート、
トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレー
ト、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリ
レート、アクリルアミド、N,N―ジメチルアク
リルアミド、N,N―ジエチルアクリルアミド、
エチレンビスアクリルアミド、ジアリルフタレー
ト、トリアリルイソシアヌレート、ジブチルフマ
レート、酢酸ビニル等が挙げられる。但しウレタ
ン化反応を行う際に存在させる場合は上記のうち
活性水素を有するエチレン性不飽和化合物は除外
されるべきである。 上記架橋剤の中でも特に好ましい化合物は一般
(式中Aは炭素数2〜4のアルキレン基又はハ
ロアルキレン基を示す)で表わされ、具体例とし
てはエチレングリコール、プロピレングリコー
ル、1,3―プロパンジオール、1,2―ブタン
ジオール、1,3―ブタンジオール、1,4―ブ
タンジオール等のモノメタクリレート、3―クロ
ロ―2―ヒドロキシプロピルメタクリレート等を
挙げることができる。 本発明において不飽和ポリウレタン樹脂とエチ
レン性不飽和化合物との割合は重量比で前者:後
者が30:70ないし95:5が好ましく、50:50ない
し80:20がより好ましい。 本発明の磁性塗料を安定に貯蔵することを目的
として公知の熱重合禁止剤を添加することができ
る。例えばハイドロキノン、モノ―tert―ブチル
ハイドロキノン、2,5―ジ―tert―ブチルハイ
ドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテ
ル、カテコール、p―tert―ブチルカテコール、
ベンゾキノン、2,5―ジ―tert―ブチルベンゾ
キノン、2,5―ジフエニル―p―ベンゾキノ
ン、2,6―ジ―tert―ブチル―p―クレゾー
ル、ピクリン酸などを例示できる。これらの熱重
合禁止剤は光硬化反応を抑制することなく熱重合
反応(暗反応)のみを防止するものであることが
望ましく、従つてその添加量は不飽和ポリウレタ
ン樹脂と架橋剤の総量に対して0.001〜2.5重量
%、好ましくは0.005〜1重量%の範囲であるこ
とが望ましい。更に本発明では必要に応じて通常
使用される、分散剤、潤滑剤、研摩剤、帯電防止
剤等の添加剤を加えることができる。 本発明の磁性塗料は、上記の各成分を公知の各
種の方法により混合して得られるが、例えばミキ
サー、ロールミル、ボールミル、サンドミル、高
速インペラー等を利用できる。 本発明の磁性塗料はテープ、シート、カード、
デイスク、ドラム等の各種の形態の支持体に塗布
される。支持体は通常、その厚みが約5〜50μ、
好ましくは約10〜40μ程度が良く、素材としては
ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル
類、ポリプロピレン等のポリオレフイン類、セル
ロースアセテート等のセルロース誘導体、ポリカ
ーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミ
ドイミド等が好適に使用される。支持体上への磁
性塗料の塗布方法は各種の方法を採用でき、例え
ば含浸コート、エアードクターコート、エアーナ
イフコート、ブレードコート、リバースロールコ
ート、グラビアコート、キヤストコート、スプレ
ーコート等が利用できる。塗布後は必要により磁
性粉末を配向させる処理を施したり、一般の有機
溶剤を含む場合には乾燥する。乾燥温度は通常約
20〜120℃程度、好ましくは約50〜100℃で、乾燥
時間は約30秒〜10分程度、好ましくは約1〜5分
とするのが良い。また必要により硬化の前或いは
後に表面平滑化処理を施したり、所望の形状に裁
断することができる。 本発明の磁性塗料は公知の方法により硬化させ
ることができ、例えば電子線により硬化させる場
合は加速電圧100〜1000KeV、好ましくは150〜
300KeVの電子線照射装置を用いて、不活性ガス
雰囲気で、全吸収線量が0.5〜20Mrad、好ましく
は2〜15Mradとなるように照射して硬化物を得
ることができる。また本発明においては他の硬化
手段、例えば赤外線、高周波もしくはマイクロ波
のごとき熱エネルギーによるもの、すなわち加熱
硬化させる方法、水銀灯、キセノンランプ等から
得られる紫外線により硬化させる方法或いはX
線、γ線などの他の放射線を照射して硬化させる
方法を使用することもできる。 本発明において前記した電子線やX線、γ線な
ど、物質に吸収されて2次電子を放出する作用を
有する高エネルギーの電離性放射線を用いる場合
には、特に重合開始剤を添加しなくても良いが、
他の加熱或いは紫外線による硬化の際には、熱重
合開始剤或いは光重合開始剤を添加することが好
ましい。これらの熱或いは光による重合開始剤と
しては、例えばメチルエチルケトンパーオキサイ
ド、シクロヘキサノンパーオキサイドなどのケト
ンパーオキサイド類、クメンハイドロパーオキサ
イド、tert―ブチルパーオキサイドなどのハイド
ロパーオキサイド類、ジ―tert―ブチルパーオキ
サイド、ジクミルパーオキサイドなどのジアルキ
ルパーオキサイド類、tert―ブチルパ―オキシラ
ウレート、tert―ブチルパーオキシベンゾエート
などのパーオキシエステル類、アゾビスイソブチ
ロニトリルなどのアゾ化合物などが挙げられる。
また上記ケトンパーオキサイド類に対するコバル
ト、マンガンなどの金属石ケン類、或いは上記ハ
イドロパーオキサイド類に対する還元性アミン類
などの重合促進剤も併用することができる。 以上に述べたように本発明の磁性塗料は分子鎖
中に親水性の第4級アンモニウム塩基を含む不飽
和ポリウレタン樹脂をバインダーとして含有する
ことを特長とし、かかる樹脂への磁性粉末の分散
性が著しく良好であり、更に得られる磁性塗料は
耐熱性、耐加水分解性、耐摩耗性が著しく改善さ
れ、電気的特性及び耐久性に優れた磁気記録用磁
性材料である。 以下に合成例及び実施例を挙げて詳しく説明す
る。尚、単に部又は%とあるのは重量部又は重量
%を示す。 合成例 1 撹拌装置付き反応器にIPDI(152.5g)を入れ80
℃に加温し、バイロンRV200L(分子量1860)
424.9g、デスモフエン2020E(分子量2000)230.0
g、ジオキサン381.2g、ジブチルスズジラウレ
ート0.32gの混合溶液を徐々に滴下し、90℃に加
温して約3時間反応させ、次に2―ヒドロキシエ
チルアクリレート(HEA)39.1g、ハイドロキ
ノン1.74gの混合液を同様に滴下して約2.5時間
反応させた後、N―メチルジエタノールアミン
20.03gを添加する。約2時間反応させた後、液
温を60℃に下げて、ジメチル硫酸21.2gを少しず
つ添加して約30分間反応させて、固形分70%、固
形分中の第4級アンモニウム塩基濃度0.19meq/
gの不飽和ポリウレタン樹脂溶液()を得た。 合成例 2 合成例1においてジメチル硫酸で4級化処理を
施さない他は同様にして不飽和ポリウレタン樹脂
溶液()を得た。 実施例1〜2及び比較例1〜3 上記合成例において得られた不飽和ポリウレタ
ン樹脂溶液を用いて、第1表に示す組成で混合
し、ボールミルにて40時間混練して磁性塗料を得
た。 得られた磁性塗料を各々、ドクターブレードに
てポリエステルフイルム上に塗布し、80℃のオー
ブン中にて3分間乾燥させた後、カーテンビーム
タイプの電子線照射装置を用いて、加速電圧
150KeV、ビーム電流10mAで5Mradの照射線量
となるように照射して塗膜を硬化させた。 硬化後の磁性塗膜について、磁性粉末の分散性
を調べるために表面光沢度をグロスメーター(東
洋精機S―60)にて測定した。分散性が良い程光
沢性も良い。尚、表においてPUは不飽和ポリウ
レタン樹脂溶液、HEMAはヒドロキシエチルメ
タクリレート、HPMAはヒドロキシプロピルメ
タクリレート、PAはHEMAとリン酸のエステル
で2―メタクリロキシエチルホスフエートとジ
(2―メタクリロキシエチル)ホスフエートの混
合物、TMP―tAはトリメチロールプロパントリ
アクリレート、MEKはメチルエチルケトンを示
す。 また磁性粉末Aは比表面積48m2/gのFe―Co
合金、Bは同32m2/gのCo被着γ―Fe2O3、Cは
同22m2/gのγ―Fe2O3を示す。 密着性試験は磁性塗膜上にセロテープを荷重5
Kgで密着させた後に急にはがし、その剥離の程度
を3段階で評価した。 〇:剥離面積 0% △: 〃 0〜25% ×: 〃 25%以上 粉落ち量はラビングテスターの摩擦面にビデオ
デツキのヘツドのみを固定したものを用いて、磁
性塗膜上を100往復させたときの減量(mg)を測
定した。
The present invention relates to a magnetic coating material that has not only excellent wear resistance, heat resistance, and hydrolysis resistance, but also particularly excellent dispersibility of magnetic powder, and more particularly relates to a magnetic coating material that is suitable for curing by radiation such as electron beams. In recent years, magnetic materials for magnetic recording are increasingly required to have high performance, and in particular, materials with excellent magnetic properties are strongly required. For this purpose, it is important to improve magnetic powders, and recently, finer powders with a large saturation magnetization per unit volume and a larger coercive force, such as metal powders with a large surface area per unit weight, have recently been developed. Powder attracted attention,
It is being considered as a ferromagnetic material suitable for high-density magnetic recording. For example, according to the catalogs of Pfizer Inc. (USA), when using ferromagnetic powder with a specific surface area of 30 m 2 /g or more determined from the amount of nitrogen adsorbed by the BET method, it exhibits particularly excellent magnetic properties and can be used for high-density recording. It is stated that it is suitable for On the other hand, when coating these magnetic powders on a tape support, the binder used is also an important factor. In particular, if the dispersibility of magnetic powder is poor, it often impairs various performances, including magnetic properties, such as generating noise and reducing output. In particular, ferromagnetic powder with a large specific surface area may have adverse effects due to aggregation of particles. Therefore, one of the most important issues in achieving the above objective is to have a property as a binder that can better disperse magnetic powder. In addition, the adhesion between the binder and the magnetic powder and between the binder and the base film mainly made of polyester resin,
Maintaining heat resistance, abrasion resistance, etc. is also an essential property. Conventionally, binders for paints containing magnetic powder have been thermoplastic resins such as vinyl chloride copolymers, polyurethane, nitrolcellulose, polyvinyl butyral, and saturated polyesters, and thermoplastic resins such as phenol, urea, melamine, and epoxy. Those using curable resin are common, and additives such as dispersants, lubricants, abrasives, antistatic agents, etc. are blended as necessary. When thermoplastic resins are used as resins for these binders, heat resistance and abrasion resistance are often not fully satisfied. In addition, when thermosetting resin is used, the above-mentioned drawbacks can be solved relatively satisfactorily, but on the other hand, it requires curing by heating for a long time in order to obtain the desired physical properties, and in that case, magnetic Defects such as a decrease in layer surface smoothness and thermal deformation of the substrate base film are likely to occur, and furthermore, the total cost is adversely affected due to thermal energy cost and prolonged manufacturing time. Furthermore, in order to improve the above-mentioned problems, binders have been provided to improve heat resistance and abrasion resistance by adding compounds that can be cured through chemical reactions, such as isocyanate compounds and epoxy compounds, to thermoplastic resins. However, in this case, the uniformity of the finally obtained magnetic material for magnetic recording is likely to be impaired due to lack of storage stability. In order to solve the various problems mentioned above, recently a new curing method and a method using an unsaturated resin having an ethylenic double bond in the molecule as a binder component and curing with radiation such as an electron beam have been developed. Proposed. As this radiation-curable resin, many resins are used that have a backbone of polyester resin, polyurethane resin, epoxy resin, etc., and have ethylenic double bonds that can be polymerized by radiation. , gamma rays, and X-rays. Many characteristics of these resins and curing methods are listed in known literature, but for example, when used as magnetic paints, they have excellent storage stability, so there is almost no waste during use, and they are easy to handle before and after forming a coating. Easy. Since the amount of solvent in the coating material is unnecessary or small, the base film is not damaged, and it is preferable from the viewpoint of environmental protection. Because it polymerizes and cures instantly with very short irradiation and leaves no unreacted low molecular weight components, the magnetic layer is hardly damaged in the post-curing process. Similarly, thermal deformation, deterioration, etc. of the base film can also be prevented. Since curing occurs through crosslinking, it is advantageous in terms of heat resistance and abrasion resistance, and it is also easy to impart flexibility. In particular, compared to conventional products, it requires almost no thermal energy for heating, and can be manufactured in large quantities in a short period of time, which is very advantageous in terms of cost. However, the currently proposed radiation-curable magnetic paints cannot be said to fully utilize the above-mentioned excellent characteristics, and furthermore, the dispersibility of magnetic powder is significantly inferior to conventional products. The current situation is that there are many. Especially when using the fine ferromagnetic powder mentioned above,
Due to the strong cohesive force between the magnetic powders, the dispersibility becomes worse, the smoothness of the surface of the magnetic layer is impaired, the magnetic properties necessary for high-density magnetic recording cannot be obtained, and the wear resistance is often poor. The purpose of the present invention is to modify the unsaturated polyurethane resin itself as a binder to provide a cured product that has extremely excellent dispersibility of magnetic powder and also has excellent heat resistance, hydrolysis resistance, and abrasion resistance. Our goal is to provide magnetic paints that can. The present invention provides a magnetic paint comprising an unsaturated polyurethane resin, a magnetic powder, and optionally an ethylenically unsaturated compound and/or a solvent, in which the unsaturated polyurethane resin has two terminal groups having a polymerizable double bond. The present invention relates to a magnetic paint characterized by having at least 0.05 meq/g of quaternary ammonium base. In the present invention, by using the above-mentioned specific unsaturated polyurethane resin, a large number of hydrophilic quaternary
Since the grade ammonium base is present in the molecular chain,
Magnetic powders such as γ-Fe 2 O 3 with hydrophilic groups on the surface and γ-Fe 2 O 3 doped with cobalt, and ferromagnetic powders such as metal powders such as iron, chromium, nickel, and cobalt, or alloys thereof. Excellent adsorption to
As a result, the dispersibility is significantly improved. The unsaturated polyurethane resin of the present invention includes, for example, an organic polyisocyanate (A), a polyol (B), an ethylenically unsaturated compound having active hydrogen (U), two or more active hydrogen atoms and at least one tertiary amino acid. It can also be obtained by treating polyurethane obtained using a chain extender (F) having a molecular weight of 500 or less and, if necessary, a normal chain extender (D), with a quaternizing agent (E). In addition, in the above, the compound (C) or the chain extender (F) can also be treated with the quaternizing agent (E) in advance. Organic polyisocyanate (A) used in the present invention
Examples include diphenylmethane diisocyanate (MDI), tolylene diisocyanate (TDI), tolidine diisocyanate (TODI), xylylene diisocyanate (XDI), naphthylene diisocyanate (NDI), isophorone diisocyanate ( IPDI),
These include diisocyanates such as hexamethylene diisocyanate (HDI), dicyclohexylmethane diisocyanate (HMDI), and lysine diisocyanate (LDI), and polyisocyanates such as triphenylmethane triisocyanate, polymethylene polyphenyl isocyanate (PAPI), and carbodiimide-modified MDI. can be used alone or in combination of two or more. As the polyol (B), various polyester polyols, polyether polyols, and other polyols can be used. Examples of polyester polyols include aliphatic dicarboxylic acids having 4 to 20 carbon atoms such as adipic acid, suberic acid, sebacic acid, and brassylic acid, terephthalic acid, and isophthalic acid as acid components, and ethylene glycol, propylene glycol, neopentyl glycol, Polyester polyols whose polyol components include aliphatic diols having 1 to 6 carbon atoms such as hexamethylene glycol, ether glycols such as diethylene glycol and dipropylene glycol, spiroglycols, and N-alkyl dialkanolamines such as N-methyldiethanolamine; Polycaprolactone polyol etc. can be used,
Specific examples include polyethylene adipate polyol, polybutylene adipate polyol,
Adipate polyols such as polyethylene propylene adipate polyol, terephthalic acid polyols (e.g. Toyobo Co., Ltd., product name Vylon RUX,
Byron RV-200L), polycaprolactone polyol (e.g., Daicel Chemical, trade name Plaxel)
212, Praxel 220), etc. Specific examples of polyether polyols include polyoxyethylene polyol, polyoxypropylene polyol, polyoxytetramethylene polyol, and the like. In addition, other polyols include polycarbonate polyols (e.g., West Germany, Bayer AG, product name Desmofene 2020E), polybutadiene polyols (e.g., Nippon Soda, product names G-1000, G-
2000, G-3000, Idemitsu Petrochemical, product name Poly bd
R-45HT), polypentadiene polyol, castor oil polyol, and the like. These polyols can be used alone or in combination of two or more. In the present invention, various types of ethylenically unsaturated compounds (U) having active hydrogen can be used, but representative examples include ethylene glycol,
Propylene glycol, 1,3-propanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, diethylene glycol, dipropylene glycol, polyethylene glycol, mono(meth)acrylate of dihydric alcohol such as polypropylene glycol, trimethylolethane , mono- and di(meth)acrylates of trihydric alcohols such as trimethylolpropane and glycerin, and di- and tri(meth)acrylates of tetrahydric or higher alcohols such as pentaerythritol. More than one species can be used at the same time. Examples of the compound (C) having two or more active hydrogens and at least one tertiary amino group include N-
Methyldiethanolamine, N-ethyldiethanolamine, N-butyldiethanolamine, bis-hydroxyethylpiperazine, N-phenyldiethanolamine, N,N-dimethylamino-
Examples include polyesters containing N-alkyldiacarnolamines such as 2,2-bishydroxymethylethylamine and N-methyldiethanolamine as a polyol component. In the synthesis of the unsaturated polyurethane resin of the present invention, it is optional to use a chain extender (D) in addition to the above-mentioned components, and such chain extenders include, for example, 2- to 6-functional chain extenders with a molecular weight of 500 or less. Examples include polyols having a molecular weight of 500 or less and diamines having a primary or secondary terminal amino group. Suitable chain extenders include (a) ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, butanediol, hexanediol,
Polyols such as glycerin, trimethylolpropane, pentaerythritol, sorbitol, 1,4-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, xylylene glycol (b) Hydrazine, ethylenediamine, tetramethylenediamine, hexamethylenediamine, 1,
Diamines such as 4-cyclohexanediamine (c) Alkanolamines such as ethanolamine, diethanolamine, and triethanolamine (d) Hydroquinone, pyrogallol, 4,4'-isopropylidene diphenol, aniline, and the above polyols, diamines, and alkanols Examples include polyols with a molecular weight of 500 or less obtained by adding propylene oxide and/or ethylene oxide to amines in any order. Examples of the quaternizing agent (E) include dialkyl sulfates such as dimethyl sulfate and diethyl sulfate, halogenated hydrocarbons such as methyl chloride, methyl iodide, ethyl bromide, and benzyl chloride, and organic acids such as acetic acid, propionic acid, and monochloroacetic acid. Various compounds such as acids and various other inorganic acids can be used. Also, a chain extender having a molecular weight of 500 or less and having two or more active hydrogen atoms and at least one tertiary amino group.
As (F), the same compounds as those listed for compound (C) can be used. The unsaturated polyurethane resin of the present invention is synthesized by various methods using the above-mentioned components. For example, a method in which urethane is synthesized from an organic polyisocyanate (A), a polyol (B), an ethylenically unsaturated compound (U), and a compound (C), and then a quaternizing agent (E) is added and reacted; (A) A method of synthesizing a terminal NCO prepolymer from (B) and (U), reacting it with a chain extender (F), and then reacting (E),
A method in which a prepolymer of NCO is synthesized, then (U) is added to contain urethane, and (E) is reacted with this, or (A), (B), and (U) are
Examples include a method in which a prepolymer is synthesized, one (F) and (E) are reacted in advance, and both are reacted. In the unsaturated polyurethane of the present invention obtained by various methods as described above, the quaternized compound (C) and the chain extender (F) may be, for example, [Here, X 1 and X 2 are organic polyisocyanate (A)
], the nitrogen atoms contained in the unsaturated polyurethane molecular chain are various 4
It reacts with the grading agent (E) to form a quaternary ammonium base. In the present invention, the proportions of each component can be appropriately determined from a wide range depending on the desired polyurethane, but
Usually, the reaction is carried out in a range where the chemical equivalent ratio of NCO group to active hydrogen group is about 0.9 to 1.4, preferably about 0.95 to 1.2, and the reaction is usually carried out at about 30 to 130°C.
Preferably, it is carried out at about 40 to 120°C. Further, the treatment with the quaternizing agent of the present invention is usually preferably carried out at a temperature in the range of about 40 to 100°C. In the present invention, it is particularly necessary for the concentration of the quaternary ammonium base to be 0.05 meq/g or more in order to sufficiently disperse the ferromagnetic powder. tends to remain, and when used as a magnetic coating, it has poor smoothness and cannot exhibit sufficient electrical properties. Here, for example, when the concentration of quaternary ammonium base is 1meq/g,
If the molecular weight of the polymer is 5000, then 1 × 10 -3 × 5000
=5, and there are five quaternary ammonium bases. Various types of magnetic powder can be used in the present invention, including iron, chromium, nickel, cobalt, alloys thereof, oxides thereof, and modified products thereof. Specific examples of oxides include γ-
Fe 2 O 3 , ferrite, magnetite, CrO 2 , etc.
Examples of modified products include cobalt-doped γ-Fe 2 O 3 and cobalt-doped Fe 2 O 3 .
Examples include a bertholide compound of Fe 3 O 4 . It is also possible to use magnetic powders having various surface areas, and particularly when using ferromagnetic powders with a specific surface area of 30 m 2 /g or more determined from the amount of nitrogen adsorbed by the BET method, excellent magnetic properties can be obtained. The amount of magnetic powder mixed is unsaturated polyurethane resin.
It is preferable to use about 50 to 200 ωt parts for the 100 ωt parts. In the present invention, the unsaturated polyurethane resin can be synthesized without a solvent, in the presence of an organic solvent, or in the presence of an ethylenically unsaturated compound used as a crosslinking agent, which will be described later. Examples of organic solvents include ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, esters such as ethyl acetate and methyl propionate, ethers such as dioxane and cellosolve acetate, and dimethylformamide and dimethyl sulfoxide. The ethylenically unsaturated compound is used for dilution and property improvement, and the solvent is used for dilution. Even if it is not used, the intended effect of the present invention is exhibited, but problems may arise in industrial use in terms of viscosity, and ethylenically unsaturated compounds or solvents are used to improve the properties of the cured product. can do. In the present invention, a terminal group having a polymerizable double bond means at least one active hydrogen and (meta)
A compound having an active double bond, represented by an acrylic group, is bonded to the end of a urethane resin with a urethane bond, and it can be cured by radiation such as ultraviolet rays or electron beams, or by adding a thermal polymerization initiator. is hardened by the reaction of double bonds by heat. The ethylenically unsaturated compound is a diluent, and both the terminal double bond and the double bond in the ethylenically unsaturated compound are active double bonds, and they react not only with radiation but also with heat. Start. In the present invention, other compounds can be mixed within a range that does not impair the purpose. Specific examples of these compounds include unsaturated polyester resins, saturated polyester resins, epoxy resins, and (meth)
Esters with acrylic acid, polyurethane resins, diallyl phthalate resins, ketone resins, alkyd resins, phenolic resins, rosin-modified phenolic resins, rosin esters, maleic acid-modified rosin esters, urea resins, melamine resins, polyamide resins, styrene (meth) ) Acrylic acid copolymer or its ester, poly(meth)acrylate, C5-9 petroleum resin, hydrogenated petroleum resin, polybutadiene, natural or synthetic rubber, polyethylene, polypropylene, ethylene-vinyl acetate copolymer resin, polyvinyl alcohol , wax, etc. Further, these known compounds can be added before or during the reaction as long as they do not interfere with the synthesis of the unsaturated polyurethane resin of the present invention. In the present invention, an ethylenically unsaturated compound can be used as a crosslinking agent if necessary when curing the unsaturated polyurethane resin. Various known compounds can be used as ethylenically unsaturated compounds, but typical examples include styrene,
Vinyltoluene, chlorostyrene, t-butylstyrene, α-methylstyrene, divinylbenzene, acrylic acid, methacrylic acid, methyl, ethyl, isopropyl, n-butyl, t-butyl, α-ethylhexyl, n -Nonyl, n-decyl, lauryl, stearyl ester, etc., n-butoxyethyl acrylic acid or methacrylic acid, cyclohexyl, phenoxyethyl, tetrahydrofurfuryl, glycidyl, allyl, benzyl, tribromophenyl,
2,3-dichloropropyl, 3-chloro-2-hydroxypropyl, N,N-dimethylaminoethyl, N,N-diethylaminoethyl, Nt-butylaminoethyl ester, etc., ethylene glycol mono(meth)acrylate, propylene Glycol mono(meth)acrylate, diethylene glycol mono(meth)acrylate, dipropylene glycol mono(meth)acrylate, polyethylene glycol mono(meth)acrylate with molecular weight (hereinafter referred to as MW) 200-1000, MW200-
1000 polyethylene glycol monomethyl ether mono(meth)acrylate, MW200~1000 polypropylene glycol (meth)acrylate, NW200~1000 polypropylene glycol monomethyl ether mono(meth)acrylate,
Polyethylene glycol monoethyl ether mono(meth)acrylate with MW200~1000,
MW200-1000 polypropylene glycol monoethyl ether mono(meth)acrylate, ethylene glycol di(meth)acrylate, propylene glycol di(meth)acrylate, 1,3
-propanediol di(meth)acrylate,
1,4-butanediol di(meth)acrylate, neopentyl glycol di(meth)acrylate, 1,6-hexanediol di(meth)acrylate, polyethylene glycol di(meth)acrylate, polypropylene glycol di(meth)acrylate, glycerin di(meth)acrylate, glycerin tri(meth)acrylate,
trimethylolethane di(meth)acrylate,
Trimethylolethane tri(meth)acrylate, trimethylolpropane tri(meth)acrylate, acrylamide, N,N-dimethylacrylamide, N,N-diethylacrylamide,
Examples include ethylene bisacrylamide, diallyl phthalate, triallyl isocyanurate, dibutyl fumarate, and vinyl acetate. However, if present during the urethanization reaction, ethylenically unsaturated compounds having active hydrogen should be excluded from the above. Among the above crosslinking agents, particularly preferred compounds have the general formula (In the formula, A represents an alkylene group or a haloalkylene group having 2 to 4 carbon atoms.) Specific examples include ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, 1,2-butanediol, 1 , 3-butanediol, monomethacrylates such as 1,4-butanediol, 3-chloro-2-hydroxypropyl methacrylate, and the like. In the present invention, the weight ratio of the unsaturated polyurethane resin to the ethylenically unsaturated compound is preferably 30:70 to 95:5, more preferably 50:50 to 80:20. A known thermal polymerization inhibitor may be added for the purpose of stably storing the magnetic paint of the present invention. For example, hydroquinone, mono-tert-butylhydroquinone, 2,5-di-tert-butylhydroquinone, hydroquinone monomethyl ether, catechol, p-tert-butylcatechol,
Examples include benzoquinone, 2,5-di-tert-butylbenzoquinone, 2,5-diphenyl-p-benzoquinone, 2,6-di-tert-butyl-p-cresol, and picric acid. It is desirable that these thermal polymerization inhibitors prevent only the thermal polymerization reaction (dark reaction) without inhibiting the photocuring reaction, so the amount added should be adjusted based on the total amount of the unsaturated polyurethane resin and crosslinking agent. It is desirable that the amount ranges from 0.001 to 2.5% by weight, preferably from 0.005 to 1% by weight. Furthermore, in the present invention, commonly used additives such as dispersants, lubricants, abrasives, and antistatic agents can be added as necessary. The magnetic paint of the present invention can be obtained by mixing the above-mentioned components by various known methods, and for example, a mixer, roll mill, ball mill, sand mill, high-speed impeller, etc. can be used. The magnetic paint of the present invention can be applied to tapes, sheets, cards,
It is applied to various types of supports such as disks and drums. The support usually has a thickness of about 5 to 50μ,
It is preferably about 10 to 40μ, and suitable materials include polyesters such as polyethylene terephthalate, polyolefins such as polypropylene, cellulose derivatives such as cellulose acetate, polycarbonate, polyamide, polyimide, polyamideimide, and the like. Various methods can be used to apply the magnetic coating onto the support, such as impregnation coating, air doctor coating, air knife coating, blade coating, reverse roll coating, gravure coating, cast coating, and spray coating. After coating, the magnetic powder may be subjected to treatment to orient it if necessary, or dried if it contains a general organic solvent. The drying temperature is usually approx.
The temperature is about 20 to 120°C, preferably about 50 to 100°C, and the drying time is about 30 seconds to 10 minutes, preferably about 1 to 5 minutes. Furthermore, if necessary, a surface smoothing treatment can be performed before or after curing, or the material can be cut into a desired shape. The magnetic paint of the present invention can be cured by a known method. For example, when curing with an electron beam, the acceleration voltage is 100 to 1000 KeV, preferably 150 to 1000 KeV.
A cured product can be obtained by irradiating in an inert gas atmosphere using a 300 KeV electron beam irradiation device such that the total absorbed dose is 0.5 to 20 Mrad, preferably 2 to 15 Mrad. In addition, in the present invention, other curing means such as those using thermal energy such as infrared rays, high frequency waves, or microwaves, that is, heating curing methods, curing methods using ultraviolet rays obtained from mercury lamps, xenon lamps, etc., or
A method of curing by irradiating with other radiation such as rays or gamma rays can also be used. In the present invention, when using high-energy ionizing radiation such as electron beams, X-rays, and γ-rays, which have the effect of being absorbed by substances and emitting secondary electrons, it is not necessary to add a polymerization initiator. is also good, but
When curing by heating or ultraviolet rays, it is preferable to add a thermal polymerization initiator or a photopolymerization initiator. Examples of these thermal or photopolymerization initiators include ketone peroxides such as methyl ethyl ketone peroxide and cyclohexanone peroxide, hydroperoxides such as cumene hydroperoxide and tert-butyl peroxide, and di-tert-butyl peroxide. Examples include dialkyl peroxides such as oxide, dicumyl peroxide, peroxy esters such as tert-butyl peroxylaurate and tert-butyl peroxybenzoate, and azo compounds such as azobisisobutyronitrile.
Further, polymerization accelerators such as metal soaps such as cobalt and manganese for the above-mentioned ketone peroxides, or reducing amines for the above-mentioned hydroperoxides can also be used. As described above, the magnetic paint of the present invention is characterized by containing an unsaturated polyurethane resin containing a hydrophilic quaternary ammonium base in its molecular chain as a binder, and the dispersibility of the magnetic powder in this resin is improved. Furthermore, the resulting magnetic paint has significantly improved heat resistance, hydrolysis resistance, and abrasion resistance, and is a magnetic material for magnetic recording that has excellent electrical properties and durability. A detailed explanation will be given below with reference to synthesis examples and examples. Note that "parts" or "%" simply means parts by weight or percent by weight. Synthesis example 1 Put IPDI (152.5g) into a reactor equipped with a stirring device and
Warmed to °C, Byron RV200L (molecular weight 1860)
424.9g, Desmofene 2020E (molecular weight 2000) 230.0
A mixed solution of 381.2 g of dioxane, 0.32 g of dibutyltin dilaurate was gradually added dropwise, heated to 90°C and reacted for about 3 hours, and then 39.1 g of 2-hydroxyethyl acrylate (HEA) and 1.74 g of hydroquinone were mixed. After adding the solution dropwise in the same manner and reacting for about 2.5 hours, N-methyldiethanolamine
Add 20.03g. After reacting for about 2 hours, lower the liquid temperature to 60°C, add 21.2 g of dimethyl sulfate little by little, and react for about 30 minutes until the solid content is 70% and the quaternary ammonium base concentration in the solid content is 0.19. meq/
An unsaturated polyurethane resin solution (g) was obtained. Synthesis Example 2 An unsaturated polyurethane resin solution () was obtained in the same manner as Synthesis Example 1 except that the quaternization treatment with dimethyl sulfuric acid was not performed. Examples 1-2 and Comparative Examples 1-3 Using the unsaturated polyurethane resin solutions obtained in the above synthesis examples, the compositions shown in Table 1 were mixed and kneaded in a ball mill for 40 hours to obtain magnetic paints. . Each of the obtained magnetic paints was applied onto a polyester film using a doctor blade, dried in an oven at 80°C for 3 minutes, and then exposed to an accelerating voltage using a curtain beam type electron beam irradiation device.
The coating film was cured by irradiation at 150 KeV and a beam current of 10 mA to give an irradiation dose of 5 Mrad. After curing, the surface gloss of the magnetic coating film was measured using a gloss meter (Toyo Seiki S-60) in order to examine the dispersibility of the magnetic powder. The better the dispersibility, the better the gloss. In the table, PU is an unsaturated polyurethane resin solution, HEMA is hydroxyethyl methacrylate, HPMA is hydroxypropyl methacrylate, and PA is an ester of HEMA and phosphoric acid, 2-methacryloxyethyl phosphate and di(2-methacryloxyethyl) phosphate. , TMP-tA is trimethylolpropane triacrylate, and MEK is methyl ethyl ketone. Magnetic powder A is Fe-Co with a specific surface area of 48 m 2 /g.
In the alloy, B indicates γ-Fe 2 O 3 coated with Co at 32 m 2 /g, and C indicates γ-Fe 2 O 3 at 22 m 2 /g. In the adhesion test, cellophane tape was applied to the magnetic coating with a load of 5.
After adhesion with Kg, it was suddenly peeled off, and the degree of peeling was evaluated on a three-grade scale. 〇: Peeling area 0% △: 〃 0 to 25% ×: 〃 25% or more The amount of powder falling was measured by using a rubbing tester with only the head of a video deck fixed on the friction surface and making 100 reciprocations over the magnetic coating. The weight loss (mg) was measured.

【表】 合成例 3 撹拌装置付き反応器にTDI(221.5g)を入れ、
80℃に加温しながらバイロンRV200L(分子量
1920)367.0g、プラクセル210(分子量1000)
444.8g、ジブチルスズジラウレート0.23g、
MEK295.2gの混合溶液を徐々に滴下して約3時
間反応させ、次にHEA71.6g及びハイドロキノ
ン2.34gの混合溶液を滴下し、約2.5時間反応さ
せた。これにN―メチルジエタノールアミン
35.63gを滴下し、約2時間反応させた後、溶液
を60℃に下げてジメチル硫酸37.7gを少しずつ添
加して、固形分80%、固形分中の第4級アンモニ
ウム塩基濃度が0.25meq/gの不飽和ポリウレタ
ン樹脂()を得た。 合成例 4 撹拌装置付き反応器にMDI(171.8g)を入れ、
80℃に加温しながら、バイロンRUX(分子量
2000)687.2g、MEK400.2g、ジブチルスズジ
ラウレート0.17gの混合溶液を徐々に滴下して約
3時間反応させ、HEA37.9g、ハイドロキノン
1.87gを同様に加えて更に約3時間反応させ、次
にN―フエニルジエタノールアミン17.2g、1,
4―ブタンジオール5.8gを徐々に加えて約2時
間反応させた後、60℃に冷却し、硫酸ジメチル
11.85gを少しずつ添加して、固形分70%、固形
分中の第4級アンモニウム塩基濃度が0.10meq/
gの不飽和ポリウレタン樹脂溶液()を得た。 合成例 5 合成例3において、硫酸ジメチルを添加しない
他は同様にして不飽和ポリウレタン樹脂溶液
()を得た。 合成例 6 合成例4において、N―フエニルジエタノール
アミンの代りにジエチレングリコールを用いた他
は同様にして、不飽和ポリウレタン樹脂溶液
()を得た。 合成例 7 合成例4において硫酸ジメチルの量を3.50g、
MEKの量を396.6gとした他は同様にして固形分
70%、固形分中の第4級アンモニウム塩基濃度が
0.03meq/gの不飽和ポリウレタン樹脂溶液
()を得た。 実施例3〜6及び比較例4〜9 第2表及び第3表に記載の配合を用いて実施例
1と同様にして磁性塗料を得た。得られた磁性塗
料の特性を同様にして調べた。尚、表において
EMAはエチルメタクリレート、HDAは1,6―
ヘキサンジオールジアクリレート、SAはHEMA
とコハク酸のエステルで、2―メタクリロキシエ
チルサクシネートを示す。
[Table] Synthesis Example 3 Place TDI (221.5g) in a reactor equipped with a stirring device,
Byron RV200L (molecular weight
1920) 367.0g, Plaxel 210 (molecular weight 1000)
444.8g, dibutyltin dilaurate 0.23g,
A mixed solution of 295.2 g of MEK was gradually added dropwise and reacted for about 3 hours, and then a mixed solution of 71.6 g of HEA and 2.34 g of hydroquinone was added dropwise and reacted for about 2.5 hours. To this, N-methyldiethanolamine
After dropping 35.63 g and reacting for about 2 hours, the solution was lowered to 60°C and 37.7 g of dimethyl sulfate was added little by little until the solid content was 80% and the quaternary ammonium base concentration in the solid content was 0.25 meq. /g of unsaturated polyurethane resin () was obtained. Synthesis Example 4 Put MDI (171.8g) into a reactor equipped with a stirring device,
Byron RUX (molecular weight
2000) A mixed solution of 687.2 g, MEK 400.2 g, and dibutyltin dilaurate 0.17 g was gradually added dropwise and reacted for about 3 hours.
1.87g of N-phenyldiethanolamine was added in the same manner and the reaction was continued for about 3 hours, and then 17.2g of N-phenyldiethanolamine, 1,
After gradually adding 5.8 g of 4-butanediol and reacting for about 2 hours, it was cooled to 60°C and dimethyl sulfate was added.
Add 11.85g little by little until the solid content is 70% and the quaternary ammonium base concentration in the solid content is 0.10meq/
An unsaturated polyurethane resin solution (g) was obtained. Synthesis Example 5 An unsaturated polyurethane resin solution () was obtained in the same manner as in Synthesis Example 3 except that dimethyl sulfate was not added. Synthesis Example 6 An unsaturated polyurethane resin solution (2) was obtained in the same manner as in Synthesis Example 4 except that diethylene glycol was used instead of N-phenyldiethanolamine. Synthesis Example 7 In Synthesis Example 4, the amount of dimethyl sulfate was 3.50g,
Solid content was the same except that the amount of MEK was changed to 396.6g.
70%, quaternary ammonium base concentration in solid content
A 0.03 meq/g unsaturated polyurethane resin solution () was obtained. Examples 3 to 6 and Comparative Examples 4 to 9 Magnetic paints were obtained in the same manner as in Example 1 using the formulations shown in Tables 2 and 3. The properties of the obtained magnetic paint were investigated in the same manner. Furthermore, in the table
EMA is ethyl methacrylate, HDA is 1,6-
Hexanediol diacrylate, SA is HEMA
An ester of succinic acid and 2-methacryloxyethyl succinate.

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 不飽和ポリウレタン樹脂、磁性粉末及び必要
に応じてエチレン性不飽和化合物及び/又は溶剤
を成分とする磁性塗料において、該不飽和ポリウ
レタン樹脂が重合可能な2重結合を持つ末端基を
2ケ以上有し、且つ第4級アンモニウム塩基を
0.05meq/g以上含有することを特徴とする磁性
塗料。 2 上記不飽和ポリウレタン樹脂のポリオール成
分の一部又は全部が、2個以上の活性水素と少な
くとも1個の第3級アミノ基を有する化合物であ
る請求の範囲第1項に記載の磁性塗料。 3 上記不飽和ポリウレタン樹脂が、2個以上の
活性水素と少なくとも1個の第3級アミノ基を有
する分子量500以下の鎖伸長剤を用いて得られた
ものである請求の範囲第1項に記載の磁性塗料。 4 上記鎖伸長剤を予め4級化剤により処理する
請求の範囲第3項に記載の磁性塗料。 5 エチレン性不飽和化合物が下記一般式 (式中Aは炭素数2〜4のアルキレン基又はハ
ロアルキレン基を示す)で表わされる化合物を主
成分とする請求の範囲第1項に記載の磁性塗料。 6 磁性塗料が放射線により硬化するものである
請求の範囲第1項に記載の磁性塗料。
[Claims] 1. A magnetic paint comprising an unsaturated polyurethane resin, a magnetic powder, and optionally an ethylenically unsaturated compound and/or a solvent, in which the unsaturated polyurethane resin has a polymerizable double bond. has two or more terminal groups and a quaternary ammonium base
A magnetic paint characterized by containing 0.05meq/g or more. 2. The magnetic paint according to claim 1, wherein part or all of the polyol component of the unsaturated polyurethane resin is a compound having two or more active hydrogens and at least one tertiary amino group. 3. According to claim 1, the unsaturated polyurethane resin is obtained using a chain extender having a molecular weight of 500 or less and having two or more active hydrogens and at least one tertiary amino group. magnetic paint. 4. The magnetic paint according to claim 3, wherein the chain extender is treated with a quaternizing agent in advance. 5 The ethylenically unsaturated compound has the following general formula 2. The magnetic paint according to claim 1, which contains as a main component a compound represented by the formula (wherein A represents an alkylene group or a haloalkylene group having 2 to 4 carbon atoms). 6. The magnetic paint according to claim 1, wherein the magnetic paint is cured by radiation.
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CN107325246B (en) * 2017-07-27 2020-05-05 浙江理工大学 Modified polyurethane oligomer, preparation method thereof and application thereof in photocuring digital ink-jet printing

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