适用于高速接触复制的视频记录磁带 【技术领域】
本发明涉及磁记录介质，尤其涉及适用于高速接触复制以及实时操作的视频记录磁带。
背景技术
视频记录磁带一般包括涂敷在非磁性衬底上的磁性层。在历史上，通过实时复制在视频磁带上制成信息的拷贝，诸如电影。然而，由于对预记录视频产品不断地需求，改进了高速复制方法。
高速接触复制也叫做无磁滞复制涉及把已磁记录的信息从主磁带转移到拷贝磁带。此转移频率是在一叫做SprinterTM复制器(Sony公司)的复制装置中实现的。
在转移区中产生复制，在该转移区中夹有在转移磁鼓和转移磁头之间的气压下的母带、拷贝带，以及任意的驱动带，该主和拷贝带的磁性表面相互接触。把一偏磁场加到转移区，从而母带上磁性图案的镜像被转移到拷贝带上。拷贝带的非磁性一侧与转移磁鼓接触。在某种全速TM复制器中，拷贝带实际上可由转移磁鼓来驱动。在复制期间，磁带以正常放像速度的大约100到600倍的速度运转。
在高速接触复制工艺中，必须严格地保持转移区中母带和拷贝带之间精确而紧密地接触。好的磁带与磁带的接触可促进磁带之间地有效短波长转移。然而，由于此复制工艺中所涉及的高速以及母带和拷贝带之间很大的接触区域，所以在记录期间在转移区的母带和拷贝带之间可能形成一空气薄膜(一种叫做空气夹带现象)。空气夹带削弱了磁带与磁带的接触，导致被削弱的RF信号被转移到拷贝带。RF信号的耗损可被认为放映视频磁带时监测器上的噪声或其它视觉干扰。
各种选择可适用于减少空气夹带。首先，为了使空气从转移区中消失，可增加拷贝带、母带或这两者磁性表面的粗糙度。然而，粗糙的质地也可增加磁带与磁带的空隙，导致拷贝带上的信号耗损。第二个选择是，增加拷贝带的硬度。由于硬度增加，拷贝带对母带施加更多的压强，从而增加迫使空气离开磁带与磁带界面的速度。一般通过增加非磁性衬底的厚度使磁带硬度增加。然而，该途径减少了加入视频卡带外壳内的磁带量，从而减少可在拷贝带上复制的电影或类似产品的长度。
复制期间另一个担忧的问题是拷贝带与母带的跟踪。在转移区中母带与拷贝带应尽可能对准，以防止信号偏移。此信号偏移一般导致RF不稳定的问题，以及导致跟踪放像和记录装置之间变化中的问题。
此外，必须保持高复制速度下拷贝带的缠绕质量，在视频卡带记录器中放像时磁带的张力必须保持在可承受的水平。
从这些设计来看，必须考虑拷贝带的磁性和非磁性表面的特性。例如，所制造和销售的大多数已知高速接触复制拷贝带的非磁性表面上没有一背面涂层。直到近来，工厂已感到用单个背面涂层不可能满足信号质量、缠绕质量、磁带张力，以及跟踪的需要。事实上，高速接触复制拷贝带的主要供应商已公开提出具有一背面涂层的磁记录磁带不适用于高速接触复制。由于很难在高速接触复制中实现良好跟踪所需的表面特性，而保持实时与放像操作的必要特征，所以先前使用背面涂敷的磁带的尝试已失败了。
不幸的是，没有背面涂层的拷贝带不太耐用且具有较差的实时操作特性，诸如放像期间的高张力。此外，这样的磁带必须在磁性层中加入必要的抗静电剂，一般是碳黑颗粒。抗静电剂的存在减少了磁性层中用于磁性颜料的可得空间，这可依次削弱磁带的记录性能。为了补偿减少的磁性颜料，常需要填充成本更高的磁性颜料，使得所制造的磁带不很便宜。
【发明内容】
本发明提供了一种磁记录介质，它可用作高速接触复制的拷贝带，并满足作为VHS磁带的JVC规格。该介质具有一磁性层，该层是多孔的，有助于减少空气夹带，该层还非常光滑，以使拷贝带和母带之间良好接触。该拷贝带也具有一结合了非磁性颜料的背面涂层，该涂层提供了优良的磁带张力、跟踪、缠绕和信号特性。可在背面涂层中加入非磁性抗静电剂诸如碳黑，从而在磁性层中留下填充磁性颜料用的最大可得空间。使用成本较低的磁性颜料可实现介质的良好电磁性能。
本发明部分地基于某一发现，该发现是多孔与极其光滑相结合的磁性层促进主和拷贝带之间的紧密接触，从而改善高速接触复制期间的记录质量。磁性层的光滑度增强了磁带与磁带界面处的表面接触。磁性层的多孔性使得空气从磁带之间逸入这些孔中，从而把磁带与磁带的空隙减到最小。当孔的尺寸不妨碍被记录的波长时，此途径特别有用。由于通过多孔性和光滑度在本发明的拷贝带和母带之间实现了良好接触，所以拷贝带不必象标准高速接触复制磁带一样硬。于是，可使用较薄的非磁性衬底，这可减少制造成本并可更适用于视频卡带外壳的内部。于是，磁性涂层的多孔性和光滑度使得本发明的磁记录磁带极其适合于用作高速复制的拷贝带。
我们也发现拷贝带与母带的跟踪受到母带与拷贝带之间高速摩擦以及拷贝带与转移磁鼓之间摩擦的关系的影响。拷贝带的磁性层对母带的“紧贴”应强于背面涂层对转移磁鼓的“紧贴”，从而拷贝带将倾向于跟随母带的路径，而对转移磁鼓的偏离诸如转移磁鼓的摆动和损伤相当不敏感。然而，在磁鼓驱动进行复制的情况下，拷贝带的背面涂层与转移磁鼓之间的摩擦必须足够高，以使转移磁鼓可以所需的速度推进拷贝带。
本发明提供了一磁记录介质，它具有一非磁性衬底，该衬底具有第一和第二主表面、设在第一主表面上的磁性层以及设在第二主表面上的背面涂层。该磁性层包括散布于聚合物粘合剂中的磁性颜料。磁性颜料的量最好在磁性层质量的百分之75到88之间，更好在百分之79到86之间。背面涂层包括至少两种散布于聚合物粘合剂中的非磁性颜料，第一种非磁性颜料是导电材料并具有大约0.015到0.15μm之间相当小的颗粒尺寸，第二种非磁性颜料具有大约0.15到1.5μm之间相当大的颗粒尺寸。该磁性层具有至少为4的润滑剂吸收值(多孔性的测量)以及低于15nm的表面粗糙度。背面涂层具有15到150nm之间的表面粗糙度。依据本发明的一个较佳实施例，磁性层对背面涂层的滑移(slippage)比是至少0.9，背面涂层的相对滑移在百分之71到83之间。
在本发明的另一个较佳实施例中，磁性层和背面涂层或者任何一层的聚合物粘合剂包括一硬成分树脂和一软成分树脂，其中软成分树脂是具有多个侧连的羧基团的聚亚胺酯。与用于磁性介质的公知粘合剂相比，此聚合物粘合剂提供了更光滑的表面，该表面可改善拷贝带的磁性层与母带之间的接触。因为该粘合剂相当硬且具有高涂敷模量，可导致磁带更硬，所以也改善了接触。该粘合剂附加的优点是与磁记录元件中常用的许多粘合剂相比，它可产生更少的残渣。可从便宜的单体中制成本发明一个特殊较佳实施例的起羧基官能的聚亚胺酯，这可使制造的磁带极其便宜。
本发明较佳实施方式
本发明的磁记录介质包括具有第一和第二主表面非磁化的衬底。可从已有技术中公知的任意合适的衬底材料形成本发明的特殊非磁化衬底。例如，合适衬底材料的例子包括聚合物，诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(“PET”)、聚酰亚胺、聚萘二甲酸乙二醇酯(“PEN”)，或者任何其它合适的材料。此衬底的厚度便于在10-20μm范围内。可底涂或处理该表面，以促进衬底和涂层之间的粘合。
在实际的本发明中，磁性层设在非磁化衬底的第一主表面上，背面涂层设在非磁化衬底的第二主表面上。磁性层的成分包括散布于聚合物粘合剂中的磁性颜料。磁性层所包含的磁性颜料的质量最好相对于干燥并经处理的磁性层质量为百分之75到88，更好为百分之79到86。本发明中所使用的磁性颜料的类型可包括已有技术中公知的任何合适的磁性颜料，诸如γ-Fe2O3、掺钴的γ-Fe2O3、Fe3O4、CrO2、铁酸钡、铁酸钡的衍生物、金属颗粒，以及类似的材料。
本发明的磁性层包含磁性颜料，该颜料的重量负载(weight loading)对适用于高速接触复制用途的磁记录磁带来说相当高。在磁性层中加入此较高负载的磁性颜料的能力部分地取决于本发明的具有背面涂层的介质，该涂层包含用作抗静电剂的碳黑颗粒。在本发明的磁记录介质中，碳黑位于背面涂层中，而不是磁性层中，从而对磁性层中的磁性颜料产生更大的负载容量。此较高重量负载的磁性颜料(使改进我们的背面涂层成为可能)使我们可使用较便宜的磁性颜料，还实现了与先前公知的高速接触复制磁带相同水平的电磁性能，此公知的高速接触复制磁带使用较少量的较昂贵的磁性颜料，诸如来自Toda Kogyo公司以及Ishihara SangyoKaisha有限公司的CrO2和掺钴的γ-Fe2O3。本发明使用较便宜颜料的能力使得本发明的制造更经济，这些颜料包括某种类型的掺钴γ-Fe2O3和γ-Fe2O3等。
在实际的本发明中，磁性层最好具有多孔性，该多孔性足以有助于消除高速接触复制期间产生的空气薄膜。多孔性的水平可在很宽的范围内变化，但仍旧合适。然而，如果多孔性太低，则不能促进减少空气夹带。可由粗糙度或耐用性原因限定多孔性有用的上限。该上限可随一些因素而变化，这些因素诸如粘合剂的选择、磁性层的厚度，以及分子量低的帮助颜料在粘合剂中分散的分散剂的使用。我们已发现由大于4，最好是5到15，更好是5到9的润滑剂吸收值所指的多孔性水平是合适的。
为了本发明的目的，用提供润滑剂吸收值的润滑剂吸收测试法测量多孔性。一般，较高的润滑剂吸收值表示更大的多孔性。为了进行该测试，制备了一系列溶液，这些溶液包含质量百分比为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19和20的异丙醇中的润滑剂。在本发明中实际使用的润滑剂是来自Henkel化学公司的异十六烷基硬脂酸酯。相应数目的待测试磁记录介质样品固定在平面上，磁性层朝上，每种样品为0.5英寸×10英寸(1.27cm×25.4cm)。使用注射器，把每种润滑剂溶液的2μl液滴置于相应的样品表面。16小时以后，观察这些样品，以确认每种润滑剂溶液是否被完全吸收，局部吸收，或者未被样品吸收。以溶液中润滑剂的加权负载给出润滑剂吸收值，该溶液具有被相应样品完全吸收的最多的润滑剂。例如，如果溶液1到4被一种样品不完全吸收，但溶液5到20为被该样品不完全吸收，则样品的润滑剂吸收值，即多孔性为4。同样地，如果溶液1到8被一样品完全吸收，但溶液9到20未被该溶液完全吸收，则润滑剂吸收值，即多孔性为8。最好能重复测试。然后以各种测试中获得的平均值给出润滑剂吸收值。在磁性层被弄干并进行固化后用润滑剂的吸收来测量多孔性。如果在制造期间对磁性层进行碾光，则在碾光后测量多孔性。
可以各种方法调节磁性层的多孔性，包括改变磁性层中颜料的重量负载，这些颜料包括磁性颜料和非磁性颜料，诸如填料、磁头清洁剂等。一般，增加颜料的重量负载将增加磁性层的多孔性。同样地，减少颜料的重量负载将减少磁性层的多孔性。使用的颜料(磁性颜料和非磁性颜料)总量最好是干燥并固化过的磁性层质量的百分之80或更多，更好是百分之81到88，最好是百分之82到85。使用较少数量的低分子量分散剂也可增加多孔性。低分子量分散剂的量最好少于磁性颜料质量的百分之3。
在较佳实施例中，本发明磁性层中的毛孔尺寸如此细小，从而不能用Rq(干涉量度)测试检测多孔性。如此小的毛孔尺寸既是表面光滑度所需的，也是防止毛孔与被记录波长的干扰所需的。
本发明的磁性层需要具有小于15nm的表面粗糙度(Rq)，最好小于10nm，更好的是在6nm到9nm范围内。在实际的本发明中，用Wyko高分辨率干涉计测量表面光滑度(Rq)。令人惊奇的是，本发明提供了一种具有非常光滑表面和高多孔性的磁性层。
除了聚合物粘合剂和磁性颜料以外，本发明的磁性层还包括一种或多种常规的添加物，诸如润滑剂；研磨剂；磁头清洁剂；热稳定剂；抗氧剂；分散剂；湿润剂，抗静电剂；杀真菌剂；杀菌剂；表面活性剂；助涂剂；非磁性颜料；以及依据已有技术中公知的类似添加物。
在实际的本发明中，衬底的第二主表面，即非磁性一侧设于背面涂层。该背面涂层具有可为拷贝带提供优良信号质量、缠绕质量、接触、磁带张力，以及跟踪性质的表面特性。我们相信少于背面涂层可使拷贝带用于具更好的耐用性的高速接触复制，以及超时逸失性能。使用背面涂层也消除了在磁性层的磁性颜料中放置抗静电剂的需要，从而防止伴随该取代的信号衰减。
本发明的背面涂层包括散布在聚合物粘合剂中的至少两种不同尺寸的非磁性颜料。背面涂层的聚合物粘合剂的量最好是干燥背面涂层质量的百分之35和50之间，更好在百分之40和45之间。虽然已发现厚度在大约0.45到1μm范围内的背面涂层适用于实际的本发明，但背面涂层的厚度也可在很宽的范围内。
被加到背面层的非磁性颜料包括尺寸相当小的第一非磁性颜料，以及尺寸相当大的第二非磁性颜料。第一非磁性颜料的平均颗粒尺寸最好在0.015到0.15μm范围内。为了本发明的目的，通过透射电子显微镜(TEM)测量颗粒尺寸。第一非磁性颜料用作抗静电剂，于是它应该是导电的。第一非磁性颜料最好是碳黑。已发现适用于实际本发明的尺寸相当小的第一非磁性颜料的一个特殊例子是来自Cabot公司的Vulcan XC-72。
第二非磁性颜料的平均颗粒尺寸最好在0.15到1.5μm范围内，最好是0.3到0.7μm。背面涂层的厚度限定了颗粒尺寸的上限。作为一般规律，颗粒尺寸应不超过背面涂层厚度的两倍。在一个较佳实施例中，第二非磁性颗粒的莫氏硬度在6和8之间的范围内。合适的第二非磁性颜料包括碳黑、硅土、矾土、TiO2，以及类似的物质。
背面涂层中存在的第一和第二非磁性颜料的重复负载可在很宽的范围内。一般，尺寸相当小的第一非磁性颗粒的量应该既足以为背面层提供足够的阻光性和导电性，也足以通过对表面光滑度的贡献调节表面特性。尺寸相当大的第二非磁性颜料的量应足以对背面涂层提供耐用性和减少的摩擦特性。从功能上说，相信这可以由尺寸较大的第二非磁性颜料来实现，该颜料在背面涂层中提供承载凸起，它们便于在复制和放像处理中转移磁带。使用质量百分比为5到50的第一非磁性颜料和质量百分比为5到50的第二非磁性颜料(在干燥背面涂层是100的基础上)将适用于实际的本发明。可改变第一和第二非磁性颜料的相对量，但第一颜料对第二颜料的质量比最好在1∶100到100∶1的范围内，更好是在20∶1到1.5∶1范围内。
非磁性颜料的颗粒尺寸和数量对背面涂层的表面粗糙度(Rq)有贡献，我们相信该尺寸和数量还可影响用作高速接触复制的拷贝带的磁记录介质的性能。背面涂层必须足够粗糙，以在拷贝带和转移磁鼓之间提供合适的摩擦，也在视频卡带记录器中提供了可接受的转移张力，该背面涂层也必须足够光滑，以保持被复制信号的质量。本发明的背面涂层的表面粗糙度(Rq)在15到150nm范围内，更好在25到125nm范围内。使用Wyko粗糙表面分布图(RST)干涉测量仪测量表面粗糙度。
背面涂层还可包括附加的非磁性颜料，诸如Al2O3、空心陶瓷微球诸如ZeeospheresTM(见1994年4月15日提交的第08/228,221号美国专利)，或者附加的碳黑、TiO2，以及类似的颜料，这些颜料具有与第一或第二非磁性颜料的尺寸不同的尺寸。例如，背面涂层还可包括颗粒尺寸在0.7到1.5μm之间的第三非磁性颜料。
除了聚合物粘合剂和非磁性颜料以外，依据已有技术中公知的，本发明的背面涂层也可包括其它常规的添加物，诸如催化剂、交联剂、湿润剂、热稳定剂、抗氧化剂、抗静电剂、杀真菌剂、杀菌剂、润滑剂，以及类似的添加物。
已发现磁性层和背面涂层的动态摩擦特性以及这两者之间的关系在实际的本发明中特别重要。例如，背面涂层和转移磁鼓之间的摩擦应足够高，以使转移磁鼓驱动拷贝带(如有的话)，并使拷贝带适当地缠绕而不嵌入复制器中。然而，如果该摩擦太高，则拷贝带可沿着转移磁鼓的路径并变得与母带不对准。此外，磁性层的摩擦特性必须使得拷贝带“紧贴”在母带的表面并促进良好的跟踪。
这些动态摩擦特性可以镀铬转移磁鼓上磁带的滑移为特征，该磁鼓也叫做印刷轮。在一种变形的高速复制设备上进行此测试，该设备具有一非驱动的空气轴承的镀铬转移磁鼓。拷贝带穿过一系列引导滚筒上，并通过转移磁鼓和气帽之间的固定气隙，通过该气隙可调节气帽的压强。此气帽带设有一比高速接触复制中常用气隙更大的垫片。我们已把此气隙设定在0.375mm。由一驱动滚筒控制拷贝带的线速度。设置了一速度计，以测量转移磁鼓的转速。速度计必须不干扰转移磁鼓的旋转。
使用没有背面涂层的标准高速接触复制拷贝带，可校准气帽压强，该压强可确定磁带对磁鼓的标准压力。在实际的本发明中使用的校准磁带是Sony KNIII复制磁带。其它磁带也可用于校准，但它们可提供不同的数字结果。在第一步中，把校准磁带穿入测试器，从而通过气帽压强使磁性一侧与转移磁鼓接触。在整个测试中把磁带的恒定张力保持在大约50和100g之间。磁带以5m/s的线速度运转，计算转移磁鼓相应于此线速度的转数，调节气压设定直到转移磁鼓以线速度的百分之95到99之间的速度旋转，即希望磁带和磁鼓之间有一定的滑移量。取每分钟转速达到恒定水平时稳定状态条件下的磁鼓速度测量值。在第二步中，再穿上校准磁带，从而非磁性一侧与转移磁鼓接触。磁带再以5m/s的线速度运转，调节气压直到转移磁鼓的速度在线速度的百分之70到75之间。如必要的话重复这两个步骤，反复进行气压调节，直至达到某一设定，在该设定中转移磁鼓相对于校准磁带的两侧以所需的速度旋转。对于其余的测试，该设定、磁带张力和5m/s的线速度保持恒定。
为了测试本发明的拷贝带，首先在测试器上运转该磁带，其磁性一侧与转移磁鼓接触，同时把转移磁鼓的速度记录为R1。磁鼓速度的降低表示磁带和转移磁鼓之间摩擦的降低。然后运行磁带，其背面涂层与转移磁鼓接触，获得转移磁鼓速度R2。然后计算磁性/背面的滑移比作为R1/R2，计算相对背面滑移作为(R2/线速度)×100。
已观察到磁性层滑移对背面涂层滑移的比值必须足够高，以使拷贝带可精确地跟随母带，该比值也必须相当不敏感于转移磁鼓的偏离，诸如磁鼓的摆动和耗损。我们已发现百分之71到83之间，最好在百分之77到83之间的相对背面滑移是合适的。至少0.9，最好是至少1.0，更好在1.15到大约1.4之间的磁性/背面滑移是合适的。
磁性层或背面涂层的聚合物粘合剂可以是已有技术中公知的任意合适的粘合剂。磁性层的聚合物粘合剂可与背面涂层的聚合物粘合剂相同或者不同。然而，由于对两者的需要不同，聚合物粘合剂常常互不相同。一般，各层的聚合物粘合剂包括聚合物的组合，这些聚合物包括硬成分树脂和软成分树脂，前者是一种玻璃化跃迁温度高于50℃的聚合物，后者是一种玻璃化跃迁温度低于50℃的聚合物。适用于实际本发明的硬成分树脂的例子包括苯氧基、氯乙烯共聚物，以及非卤化乙烯共聚物等。适用于实际本发明的软成分树脂的例子包括聚亚胺酯、聚酯、聚脲等。硬成分树脂对软成分树脂的质量比在1∶19到19∶1范围内，最好是1∶5到5∶1，更好是1∶2到2∶1。在其它例子中，可只从单个聚合物中制备磁性层的聚合物粘合剂。例如，第5,128,215号美国专利中描述了一种磁性层，其聚合物粘合剂是从单个星形嵌段共聚物中获得的。
任意地，一种或多种聚合物的聚合物粘合剂可具有一个或多个官能团，它们侧接于或被加入聚合物构架中，以增强磁记录介质的性能。例如，此聚合物或这些聚合物包含便于交联的碳-碳双键和/或氢氧基团。
作为官能团的其它例子，此聚合物或这些聚合物可包含侧连的分散基团，以帮助把磁性颜料分散于聚合物粘合剂中。如此特例中所使用的，词“分散基团”意味着一种能弄湿磁性颜料的基团。词“分散基团”最好意味着一种能在pH2到10范围内电离或可电离的基团。合适的分散基团的代表例子包括季铵基部分(例如，作为一个例子的-N(CH3)3+Cl-)、胺类(例如，作为一个例子的-N(CH3)2)、如第5,081,213号美国专利中描述的杂环部分、磺基甜菜碱(如，-N+(CH3)2(CH2CH2CH2SO3-))基于硫酸盐的盐或酸(例如，作为一个例子的-OSO3Na)、基于磺酸盐的盐或酸(例如，作为一个例子的-SO3Na)、基于磷酸盐的盐或酸(例如，作为一个例子的OPO(OH)2)、基于膦酸盐的盐或酸(例如，作为一个例子的-PO(OH)2)、基于羧基的盐或酸(例如，作为一个例子的COONa)、其混合物，以及类似的物质。
使用这些分散团的结果是，可能需要分子量较低的分散剂或湿润剂、或者可不需要低分子量的分散剂或湿润剂，以帮助磁性和非磁性(如有的话)颜料分散于聚合物粘合剂中。在本发明的较佳实施例中，其中磁性层和/或背面层的聚合物粘合剂包括硬成分树脂和软成分树脂，这些树脂中的至少一种包括侧连的可交联部分和侧连的分散部分。硬和软成分树脂最好包括侧连的可交联基团和侧连的分散基团。
在此聚合物或这些聚合物的聚合物粘合剂中包括侧连或端基氢氧根基团的那些例子中，聚合物粘合剂还可包括异氰酸盐交联剂，以便于氢氧根基团的交联。如有的话，此异氰酸盐是一种多官能异氰酸盐，它具有每分子至少2个异氰酸盐团的功能。在实际的本发明中用作异氰酸盐交联剂的特殊多官能异氰酸盐的一个例子是从Miles公司作为Mondur CB-601获得的甲苯二异氰酸醇加合物。
使用的异氰酸盐交联剂的量最好如此，从而来自异氰酸盐交联剂的NCO基团相对于来自第一和第二聚合物的氢氧基团的总量的摩尔比最好在0.3到3.0的范围内，更好在1.3到2.5的范围内。
在本发明的特殊较佳实施例中，磁性层的聚合物粘合剂包括具有侧连的羧基团的聚亚胺酯，以及非卤化乙烯共聚物，该共聚物包括侧连的腈团、侧连的氢氧团，以及一个或多个侧连的分散基团。非卤化意味着该共聚物不包含共价键合的卤素原子。于是，该词排除了乙烯的卤化物单体诸如氯乙烯，但不排除其中存在的卤素作为一个阴离子的化合物。首先提到非卤化乙烯共聚物，通过把一或多个腈官能的乙烯单体与用于制造共聚物的其它单体共聚，可把腈团加入此共聚物中。这些单体的代表例子包括(甲基)丙烯腈、β-氰乙基、(甲基)丙烯酸、2-氰乙基乙氧基乙基(甲基)丙烯酸、对-氰基苯乙烯、对-(氰甲基)苯乙烯，以及类似的单体。腈官能非卤化乙烯单体最好是(甲基)丙烯腈，更好是丙烯腈。我们也相信此腈基可促进这些乙烯共聚物与聚亚胺酯的兼容性。
乙烯共聚物的侧连的氢氧基团不仅有助于磁性颜料在聚合物粘合剂中的分散，还可促进溶解度、固化和与其它聚合物的兼容性。此氢氧基团可以是伯，仲或叔的，虽然伯和仲氢氧基团是最好的。便于本发明的乙烯共聚物的氢氧根等当量在大约300到10,000范围内，较好是500到5000，更好是800到1500。
为了提供一种具有多个侧连的氢氧基团的乙烯共聚物，可在此乙烯共聚物中加入一个或多个非卤化氢氧官能的乙烯单体。合适的非卤化氢氧官能的乙烯单体包括α，β-不饱和羧酸与二醇的酯，诸如2-羟乙基(甲基)丙烯酸酯、或2-羟丙基(甲基)丙烯酸酯；1，3-二羟基丙基-2-(甲基)丙烯酸酯；2，3-二羟基丙基-1-(甲基)丙烯酸；α，β-不饱和羧酸与己内酯的加合物；链烷醇乙烯基醚，诸如2-羟基乙基乙烯基醚；4-乙烯基苯甲醇；烯丙基醇；对-羟甲基苯乙烯；或类似的物质。非卤化氢氧官能的乙烯单体最好是从2-羟乙基(甲基)丙烯酸酯、2-羟丙基(甲基)丙烯酸酯，及其混合物的组中选出来的。也可通过在乙烯共聚物中加入醋酸乙烯酯，然后对醋酸酯部分进行局部或全部水解以产生氢氧根团，来制备具有侧连的氢氧根团的乙烯共聚物。
如有的话，乙烯共聚物的分散基团可有助于磁性颜料在聚合物粘合剂中的分散。在乙烯共聚物包括多于一个分散基团的那些例子中，分散基团可以是相同的，或者它们可以是不同的。希望乙烯共聚物的分散基团等当量在大约2000到100,000范围内，最好在大约5000到大约50,000范围内。
可用各种方法在乙烯共聚物中引入一个或多个分散基团。作为一个途径，可使用分散诱发剂。分散诱发剂可引发乙烯单体的共聚，以对乙烯共聚物提供分散基团。合适的分散诱发剂的代表例子包括4，4’-偶氮(氰基戊酸)、琥珀酸过氧化物、过硫酸钾，以及过磷酸钠。在乙烯共聚物中引入分散团的另一个途径是在乙烯单体共聚期间使用官能链转移剂，诸如巯基琥珀酸。
也可通过使用产生分散基团的非卤化乙烯单体在乙烯共聚物中引入分散基团。合适的产生分散基团的非卤化乙烯单体的代表例子包括合适的非卤化、带分散基团的乙烯基单体的代表性例子包括氯化(甲基)丙烯酰氧乙基三甲铵、磷酸(甲基)丙烯酰氧乙酯、氯化(甲基)丙烯酰胺丙基三甲铵、氯化(甲基)丙烯酰氧丙基二甲基苄基铵、氯化乙烯苄基三甲铵、氯化(2-羟基-3-烯丙氧丙基)三甲铵、(甲基)丙烯酰胺丙基磺酸钠、苯乙烯磺酸钠、苯乙烯磺酸、(甲基)丙烯酸、马来酸、富马酸、马来酸酐、乙烯基磺酸、2-(甲基)丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸、(甲基)丙烯酸(二甲氨乙)酯、马来酸酐、N-(3-磺丙基)-N-(甲基)丙烯酰氧乙基-N，N-二甲铵内酯、甲基硫酸(2-(甲基)丙烯酰氧乙基)三甲铵、N-(3-磺丙基)-N-(甲基)丙烯酰氨丙基-N，N-二甲铵内酯、氯化乙烯苄基三甲铵及其混合物等。
也可用合适的聚合物反应在乙烯共聚物中引入分散基团。合适的提供分散基团的聚合物反应的例子包括：(1)琥珀酐与乙烯共聚物上一部分氢氧根团的反应，以产生具有侧连的酸机能的乙烯共聚物；以及(2)叔胺类与乙烯共聚物上环氧基团的反应，以产生具有侧连的季铵团的乙烯共聚物。为了使乙烯共聚物具有用于此反应的侧连的环氧基团，可在乙烯共聚物中加入非卤化环氧树脂官能的乙烯单体。例如，这些单体包括不饱和醇的缩水甘油醚(如烯丙基缩水甘油醚)，缩水甘油酯(如缩水甘油(甲基)丙烯酸酯)及类似物。
本发明的较佳乙烯共聚物是单体的共聚物，这些单体包括(甲基)丙烯腈；上述非卤化氢氧官能的乙烯单体；上述产生分散基团的非卤化乙烯单体；以及一个或多个非卤化非分散乙烯单体。词“非分散”意味着该单体不产生分散基团和氢氧根团。
合适的可共聚、非卤化、非分散的乙烯基单体的代表性例子包括苯乙烯；烷基化苯乙烯；烷氧基苯乙烯；乙烯基萘；烷基化乙烯基萘；烷氧基乙烯基萘；(甲基)丙烯酰胺；N-乙烯基吡咯烷酮；(甲基)丙烯酸的直链、支链或脂环烷基酯，其中烷基含有1-20个，最好为1-8个碳原子，如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯和(甲基)丙烯酸2-乙基己酯；链烷酸的乙烯基酯，其中链烷酸的烷基含有2-20个，最好2-4个碳原子，并且可以是直链、支链或脂环烷基；(甲基)丙烯酸异冰片酯；(甲基)丙烯酸缩水甘油酯乙酸乙烯酯；(甲基)丙烯酸烯丙酯等。优选的非卤化、非分散的乙烯基单体包括苯乙烯、烷基取代的苯乙烯、(甲基)丙烯酸烷基酯(其中烷基含有1-4个碳原子)及其混合物。非卤化、非分散的乙烯基单体最好选自苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯及其混合物。
本发明的一种特殊较佳非卤化乙烯共聚物(以下叫做“较佳乙烯共聚物”)是一种单体的非卤化乙烯共聚物，这些单体包括质量百分比为5到40，最好是20到35的(甲基)丙烯腈；质量百分比为30到70的一个或多个非卤化非分散乙烯单体；质量百分比为15到25的非卤化氢氧根官能的乙烯单体；以及质量百分比为0.25到10，较好是0.25到5，更好是0.25到2的产生分散基团的非卤化乙烯单体。
对于较佳乙烯共聚物，分散团基最好是从季铵盐、羧基酸或盐、磷酸或膦酸的酸或盐、硫酸盐或磺酸盐的酸或盐，及其混合物。分散基团最好是季铵盐。当分散基团是季铵盐时，产生分散基团的乙烯单体最好是氯化(甲基)丙烯酰氧乙基三甲铵。
较佳乙烯共聚物的非卤化非分散乙烯单体最好是从以下组中选出来的，该组包括苯乙烯、(甲基)丙烯酸的烷基酯，其中烷基酯的烷基团具有1到20个碳原子；以及包括苯乙烯和此烷基酯的混合物，其中苯乙烯对烷基酯的质量比在10∶90到90∶10的范围内。对与较佳乙烯共聚物中包含的这样一种烷基酯，该烷基酯最好是(甲基)丙烯酸甲酯，更好的是甲基丙烯酸甲酯。
可以通过已有技术中公知的自由基聚合方法制备本发明的非卤化乙烯共聚物，包括但不限于本体、溶液、乳剂和悬浊液的聚合方法。例如，依据溶液聚合方法，可通过在适当的溶剂中溶解所需的单体，加入链转移剂、自由基聚合引发剂，以及已有技术中公知的其它添加物，把该溶液封装入惰性气体，诸如氮气或氩气，然后在足以活化引发剂的温度下摇动该混合物来制备本发明的共聚物。
可依据单体和添加物的溶解度改变此聚合方法中可使用的溶剂。一般的溶剂包括酮，如丙酮、甲乙酮、3-戊酮、甲基异丁基酮、二异丁酮和环己酮；醇，如甲醇、乙醇、丙醇、正丁醇、异丙醇、异丁醇、环己醇和甲基环己醇；酯，如乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸异丁酯、乙酸异丙酯等；芳烃，如苯、甲苯、二甲苯、甲(苯)酚等；醚，如二异丙醚、二异丁醚、四氢呋喃、四氢吡喃和二噁烷；非质子传递溶剂，如二甲基甲酰胺、二甲亚砜等、及其混合物。制备本发明的乙烯共聚物的较佳溶剂是甲基乙基酮(MEK)，因为它也是磁性分散体的较佳介质，其中由于聚亚胺酯-乙烯共聚混合物的易溶解性来准备下述磁性分散。
适用于溶液聚合的链转移剂包括但不限于乙醇、硫醇、某种卤化小分子，及其混合物。链转移剂最好是从以下组中选出来的，该组由四溴化碳、异辛基硫甘醇盐、巯基琥珀酸、巯基丙二醇、十二烷基硫醇、乙醇和四氯化碳构成。链转移剂最好是巯基丙二醇。
适用于溶液聚合的自由基聚合引发剂包括在反应溶剂中可溶解并可被热激发的那些物质，包括但不限于偶氮基化合物、过氧化物，及其混合物。有用的过氧化物引发剂包括从以下组中选出来的物质，该组由苯甲酰过氧化物、月桂酰过氧化物、二叔丁基过氧化物和类似的过氧化物，及其混合物。有用的偶氮基化合物引发剂包括从以下组中选出来的物质，该组由2，2’-偶氮(2-甲基丁腈)；2，2’偶氮(异丁腈)；以及2，2’-偶氮(2，4-二甲基戊腈)；每种可分别作为VAZO67、VAZO 64和VAZO 52从E.I.Du Pont Nemours公司获得。较佳的热聚合引发剂是VAZO 64品牌的引发剂，因为它便于使用及其半寿命特性(例如，在64℃，半寿命是10小时)。
本发明的非卤化乙烯共聚物可通过乳剂聚化方法制备。一般，在惰性气体中制备乳剂，然后小心加热乳剂直到产生反应放热，该乳剂包括乙烯单体、链转移剂和可溶于水的氧化还原型引发剂系统。搅动并冷却反应混合物，并收集获得的乳液。可任意地把离子或非离子表面活性剂加入此反应混合物。用于本发明的氧化-还原(“氧化还原作用”)自由基引发剂包括但不限于从以下组中选出来的那些物质，该组由具有有机过氧化物的叔胺类(以N，N-二乙基苯胺-苯甲酰过氧化物对为例)；具有过渡金属化合物的有机卤化物(以四氯化碳-六羰基钼对为例)；无机氧化-还原系统(以过硫酸钾-焦亚硫酸钠对为例)；以及有机-无机系统(以2-巯基乙醇-Fe3+为例)构成。本发明的共聚物制备最好用无机氧化还原作用的引发剂，因为它们便于控制且在所用温度范围内是有用的。
磁性层的羧基官能的聚亚胺酯最好来自以下反应物，这些反应物包括聚二醇、羧基官能二醇、二异氰酸盐，任意的链延伸剂。也可任意地使用三醇，诸如丙三醇、三甲醇丙烷、聚己酸内酯三醇。羧基官能聚合物最好具有足够数目的侧链的羧基基团，以帮助磁性颜料的分散。一般，在实际的本发明中已发现，为羧基官能聚亚胺酯提供的羧基等当量在2000到50,000，较好在5,000到50,000，更好在10,000到30,000范围内是合适的。羧基官能聚亚胺酯也最好具有合适的数均和重均分子量，以对磁性层提供优良的可处理能力、模量、耐用性、电磁性能，以及类似的性能。一般，在实际的本发明中已发现，对羧基官能聚亚胺酯提供的重均分子量在10,000到100,000范围内，较好是20,000到75,000，更好在大约50,000，数均分子量在5,000到50,000范围内，最好是8,000到40,000，更好是10,000到30,000范围内。在实际的本发明中，由GPC分析确定分子量。
从以下反应物得到在实际的本发明中合适的羧基官能聚亚胺酯的一个特殊例子，这些反应物包括质量百分比为20到80，较好30到60，更好为40的聚二醇，质量百分比为0到20，较好5到20，更好为15的链延伸剂，质量百分比为0.5到10，较好0.5到5，更好是1的羧基官能二醇，以及质量百分比为30到60，较好40到50，更好是45的二异氰酸盐。
依据制造羧基官能聚亚胺酯的一个途径，反应物，例如聚二醇、二异氰酸盐、链延伸剂(如有的话)，以及羧基官能的二醇被混合入合适的无水溶剂中，并在溶剂回流温度下反应。所使用的溶剂的量不是关键，只要使用足量的溶剂，从而基本上所有的反应物都溶解在溶剂中。一般，在实际的本发明中发现，使用足量的溶剂，从而反应混合物包含质量百分比为30到80的溶剂就合适。为了加速反应，可在反应混合物中加入催化剂，诸如二丁基锡二月桂酸盐。一般，在实际的本发明中已发现使用质量百分比为羧基官能聚亚胺酯的百分之0.01到0.2的催化剂是合适的。进行反应的合适溶剂包括四氢呋喃(THF)、甲苯，以及甲乙酮(MEK)。通过测量来自二异氰酸盐的NCO团的红外吸收值(2250cm-1)可监测反应过程。当再也不能检测到这些NCO团的红外吸收值时，可认为反应结束。
为了把存在于反应混合物中水量减到最少，最好在用于制造羧基官能聚亚胺酯的任何多元醇与其它反应物混合前使多元醇干燥。用于使多元醇干燥的特殊技术不是严格的，它可以是已有技术中公知的任何合适的干燥技术。
适用于设备本发明的羧基官能聚亚胺酯的二异氰酸盐的例子以下式为特征
OCN-R1-NCO其中R1是二价的有机联接基团。联接团R1的性质在实际的本发明中不是严格的，只要在二异氰酸酯与制备羧基官能聚亚胺酯用的其它反应物反应所加的反应条件下，R1基本上不与异氰酸盐基团、胺基团，以及OH基团发生反应。适用于R1结构的例子包括取代或非取代直链、支链、或环亚烷基、亚芳基、芳烷基、烷氧基、酰氧基，以及类似的物质。
适用于实际本发明的特殊二异氰酸酯的较佳例子包括异佛尔酮二异氰酸酯；亚甲基-双-(4-环己基异氰酸酯)；四亚甲基二异氰酸酯；1，3-和1，4-环己基二异氰酸酯；1，6-六亚甲基二异氰酸酯；四亚甲基二异氰酸酯的异构体；4，4’-二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)；2，4-甲苯二异氰酸酯；以及类似的物质。这些材料中，MDI最好。
适用于制造本发明的羧基官能聚亚胺酯的链延伸剂的例子包括分子量为大约200或更少的二亲核试剂，该试剂能与二异氰酸酯反应，以形成羧基官能聚亚胺酯的部分硬链段。适用于实际本发明的链延伸剂的例子可以下式为特征
X-R2-Y其中R2是二价的有机联接团。联接团R2的性质在实际的本发明中不是关键的，只要在链延伸剂与制备羧基官能聚亚胺酯用的其它反应物反应所加的反应条件下，R2基本上不与异氰酸酯基团、胺基团，以及OH基团发生反应。适用于R2结构的例子包括取代或非取代直链、支链、或环亚烷基、亚芳基、芳烷基、烷氧基、酰氧基，以及类似的物质。X和Y独立地是羟基、氨基，或巯基，或类似的基。
链延伸剂最好是短链二醇，诸如乙二醇、丙二醇、丁二醇、1，6-己二醇、2-乙基己二醇、2-丁烯-1，4二醇、二乙二醇、1，4-环己烷二甲醇、2-丁基-2-乙基-1，3-丙二醇、2，2-二甲基-1，3-丙二醇(新戊二醇)，以及类似的物质。这些材料中，新戊二醇最好。
适用于制造本发明的羧基官能聚亚胺酯的聚二醇包括分子量至少为200的二醇，其分子量最好在500到3000范围内。适用于实际本发明的聚二醇的例子可以下式为特征
HO-R3-OH其中其中R3是二价的有机联接基团。联接基团R3的性质在实际的本发明中不是确定的，只要在聚二醇与制备羧基官能聚亚胺酯用的其它反应物反应所加的反应条件下，R3基本上不与异氰酸酯基团、胺基团，以及OH基团发生反应。适用于R3结构的例子包括取代或非取代直链、支链、或环亚烷基、亚芳基、芳烷基、烷氧基、酰氧基，以及类似的物质。羧基官能的聚亚胺酯包含质量百分比为20到80，最好是40到60的聚二醇。
合适的聚二醇的较佳例子包括聚酯二醇、聚己酸内酯二醇、聚碳酸酯二醇、聚二甲基硅氧烷二醇、聚醚二醇、聚烯二醇，以及类似的物质。各种聚酯二醇包括通过脂族二羧酸或酐与乙二醇聚合来制备的聚酯二醇。例如，脂族二羧酸的例子包括己二酸、琥珀酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸，以及类似的物质，或其酐。苯二甲酸及其酐也可用于实际的本发明。制备聚酯二醇中使用的乙二醇包括脂族二醇，该脂族二醇包含2和10之间的碳原子，通常是2到6个碳原子，诸如乙二醇、丙二醇、丁二醇、六亚甲基二醇、十甲基二醇、2-乙基己二醇、2,6-二甲基-1，3-丙二醇，以及类似的物质。
各种聚醚二醇，也叫做聚(亚烷基氧化物)本质上是具有醚联接的含羟基化合物。聚醚二醇的例子包括羟基-端接聚(丙烯氧化物)、羟基-端接聚(四亚甲基氧化物)、羟基-端接聚(乙烯氧化物)、羟基-端接聚(1，2-丁烯氧化物)、四氢呋喃、乙烯氧化物共聚醚，以及类似的物质。
特别有用的一类聚二醇是从Union Carbide公司商标为Tone下获得的羟基-端接聚(己酸内酯)二醇。这些聚二醇的分子量从大约500到大约3000。
羧基官能二醇是一种具有至少一个侧连的-COOH团的二醇。这些二醇的代表例子是二甲基丙酸(DMPA)。
当制备羧基官能聚亚胺酯时，二异氰酸酯的用量如此，从而来自二异氰酸酯的NCO基团对其它反应物提供的NCO反应部分(例如，OH团)的总量之比小于1，最好是在0.8到0.99范围内。在实际的本发明中，链延伸剂的亲核部分，例如由式X-R2-Y中X或Y给出的部分被认为是用于计算此比值的羟基团。
作为制备本发明磁性层或背面涂层过程的一个例子，把磁性层或背面涂层成分与合适的溶剂适当地相组合和混合，以形成基本上均质的分散剂。有用的溶剂是那些能单独或在存在其它添加物(诸如湿润剂)时分散聚合物粘合剂以及磁性或非磁性颜料的溶剂，那些溶剂被加热后可蒸发，以留下干燥的涂层。例如，这些溶剂包括甲苯、甲乙酮(MEK)、四氢呋喃(THF)、环己烷、甲基异丁酮、二甲苯，及其混合物。为了本发明的目的，溶剂包括是部分分散的所有溶剂，不管加入的是溶剂和其它成分，或者单独加入。
为了制备分散剂，混合和研磨这些成分，直到获得基本上光滑的分散剂。在背面涂层的情况下，已观察到研磨时间影响获得的背面涂层的背面粗糙度。一般，较长的研磨时间可提供较光滑的涂层。例如，已发现在水平砂磨机中经6和12小时之间的时间研磨背面分散剂是有效的。一般，较佳的涂层操作包括涂层位置，干燥箱、以及在操作期间支持和转移衬底的手段。在制备了分散剂后，将分散剂涂敷到非磁性衬底的主表面上。在实际的本发明中可使用把背面或磁性分散剂涂敷到衬底上的任何方法。例如，有用的涂敷技术是凹版涂敷、切割涂敷、隔板涂敷，或类似的涂敷。在磁性层的情况下，被涂敷的磁性分散剂可通过一磁场，以对磁性颜料定向，其后干燥涂层并进行碾光(如有的话)，然后进行固化。对于干燥、碾光(如有的话)，以及固化背面涂层可跟随一系列相同的步骤。
可在背面涂层被涂敷到衬底的相背面前或后，把磁性层涂敷到衬底的一个表面。获得的磁记录介质可被切开适当的宽度，以用于高速接触复制中。
可以各种方法实现对背面涂层和/或磁性层的固化。作为一种途径，可在分散剂被涂敷到衬底前把异氰酸酯交联剂加到分散剂中。异氰酸酯交联剂一加入分散剂，异氰酸酯交联剂的NCO基团就将与聚合物粘合剂的羧基(如有的话)反应。最好，为了促进此交联反应，也可加入合适催化量的催化剂，例如二丁基锡二月桂酸酯。一般，在实际的本发明中已发现在每13份质量的交联剂中使用0.02到0.2份质量的催化剂是合适的。
作为另一个途径，当聚合物粘合剂的一种或多种成分包含可辐射固化的部分时，则可辐射干燥的涂层，以实现可辐射处理的材料的固化。依据已有技术中公知的惯例，使用任何类型的电离射线可实现此辐照，例如电子束射线或紫外线。最好使用其量在1到20毫拉德的电子束射线，较好是4到12毫拉德，更好是5到9毫拉德且能量在100到400keV，最好是200到250keV范围内的电子束射线。虽然在任意条件下或在惰性气体中可产生电子束辐射，但为了把臭氧水平保持到最少，并为了增加处理效率，最好是使用惰性气体作为一安全措施。“惰性气体”意味着一种气体，它包括氮气或稀有气体并具有少于百万分之500(“ppm”)的氧气含量。较佳的惰性气体是氧气含量少于百万分之75的氮气。
现在将参考以下的例子进一步描述本发明。
例子
例1
利用下表所示的磁性和背面分散剂配方制备五种磁带样品。 I (1A/1B) II (1C/1D/1E)磁性分散剂的成分 固体的质量 百分比 固体的质量 百分比Co-γ-Fe2O3磁性颜料(Toda) 100 100Al2O3(Norton公司) 5 5磷酸多氧烷基多元醇湿润剂(如第5,028,483号美国专利中所述)(PPP) 3 2EMCOL磷酸盐湿润剂(第5,028,483号美国专利) 3 2BAGH氯乙烯共聚物粘合剂(UnionCarbide) 3.12 2.51羟基官能聚酯聚亚胺酯粘合剂(第4,693,390号美国专利，17-22行) 9.34 7.54肉豆蔻酸 0.7 0.7肉豆蔻丁基酯 1.5 1.5Mondur CB-601交联剂(Miles公司) 4.65 4.65
磁性分散剂I和II的明显不同之处在于，磁性分散剂I是质量百分比为76.74的磁性颜料和质量百分比为4.6的低分子量分散剂，而磁性分散剂II是质量百分比为79.43的磁性颜料和质量百分比只有3.18的低分子量分散剂。把这些因素组合在一起，以使磁性分散剂II比磁性分散剂I有更多的孔。涂有磁性分散剂I的磁带的润滑油吸收是大约4.5，而涂有磁性分散剂II的磁带的润滑油吸收从6到7。
Al2O3在MEK、甲苯和环己酮(65/19/16)溶剂混合物中被预分散和预研磨，其中有大约百分之70的固体以及质量百分比为0.26的PPP。磁性颜料、剩下的PPP、Emcol磷酸盐、羟基官能聚亚胺酯、氯乙烯共聚物以大约百分之46的固体与MEK/甲苯/环己酮(58/21/21)溶剂在高速下混合，并在水平砂磨机中经过足够时间的研磨，以产生将被过滤的光滑分散剂。光滑分散剂被定义为在目检时基本上均质并没有附聚物。然后预分散的Al2O3与分散剂混合，获得的混合物被稀释成用于涂敷的含百分之38的固体与MEK/甲苯(75/25)溶剂的混合物。在涂敷和混合物被过滤前把肉豆蔻酸、肉豆蔻丁基酯和Mondur CB-61加入分散剂中。 I (1A/1B) II (1C/1D) III (1E)背面分散剂的成分固体的质量百分比固体的质量百分比固体的质量百分比乙炔碳黑(ChevronChemical公司)0.05-0.20μm 40 -- --契马黑N-991介质热碳黑(Cancarb有限公司)0.40-0.80μm 10 -- 10VULCAN XC-72碳黑(Cabot公司)0.03-0.15μm -- 40 40R-101TiO2(E.I.Dupontde Nemours公司)0.3-0.7μm -- 10 --卵磷脂 4 3 3羟基官能聚酯聚亚胺酯粘合剂(第4,693,390号美国专利，第7栏，17-22行) 32.15 32.65 32.65苯氧基YP-50s(Tohto-Kasei公司) 13.8 14.3 14.3二丁基锡二月桂酸酯 0.05 0.05 0.05肉豆蔻酸 0.25 0.25 0.25Papi2027异氰酸酯交联剂(Dow化学公司) 12.9 12.9 12.9
对背面分散剂I，样品1A，在高速混合器中把非磁性颜料、卵磷脂、催化剂、羟基官能聚亚胺酯和苯氧基YP-50s以大约百分之18的固体与MEK/甲苯/环己酮(60/35/5)溶剂混合物混合，然后在水平砂磨机中与1.3mm的钢媒体一起研磨6次。然后此分散剂被稀释成用于涂敷的含大约百分之10的固体与MEK/甲苯(75/25)溶剂的混合物。在涂敷和混合物被过滤前把肉豆蔻酸和Papi 2027异氰酸酯加入分散剂中。对其它的分散剂使用相同的工序，但改变研磨次数。背面分散剂I，样品1B，以及背面分散剂III被研磨多于18次。背面分散剂II，样品1C和1D分别被研磨6到12次。
样品1A和1B是具有背面涂层中相当大尺寸的非磁性颜料的比较样品。
对每种样品，使用轮转涂敷设备把磁性分散剂加入14微米(0.56千分之一英寸)的轴取向的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜中。此被涂敷的薄膜被磁导向，经过一设定为62℃的干燥箱以除去挥发性材料，然后立即被碾光，以提供光滑的磁记录表面。同时，把背面涂层加到背对磁性层的薄膜表面。
该样品被切开成1.26厘米(0.498英寸)的磁带宽度。并测试背面涂层的表面粗糙度、RF输出、发光信噪比、跟踪对中心(centering)、RF不稳定性(RFI)、磁带张力、高速动态摩擦。使用Wyko粗糙表面分布图干涉计测试表面粗糙度。在空气音速模型9100测试设备上，使用在HSP 5000Sprinter(Sony)上从延伸放像(EP)母带复制的磁带，测试RF输出、发光信噪比、跟踪对中心，以及RFI。跟踪对中心叫做Aerosonic模型9100上预编程自动跟踪测试的失败百分比。通过使磁带在Panasonic A6-6200视频卡带记录器中运转100次来测试磁带张力，而测量使用模型T2-87H7-UM的Tentelometer(Tentel)的惯性拉紧滚筒处磁带中的张力。如上所述进行高速动态摩擦测试。此外，可在没有背面涂层的作为对照的高速接触复制拷贝带上进行测试。
在下表中示出结果。示出RF输出和信噪比的结果不同于商用对照磁带的结果。对照磁带也输出80-90g的磁带张力，以及百分之10的跟踪对中心失败百分比。通过绘制RF输出电平并计算来自其峰值的RF输出来确定RFI(RF不稳定性)。RFI的值低表示在高速接触复制期间母带和拷贝带极好地对准了。如上所述确定背面滑移和磁性/背面滑移比。 样品 磁性 分散 剂 背面 分散 剂 背面 研磨 (次数) RF 输出 (dB) 信噪 比 (dB) 跟踪 对中 心(％ 失败) 磁带 张力 (g) 背面 粗糙 度 [nm] RFI( dB) 背面 滑移 (％) 磁性/ 背面 滑移 比 1A 比较 I I 6 -0.2 -1.0 20.8 100 169 -2.6 93％ 0.88 1B 比较 I I 18+ 0.4 0.4 6 125 66 -0.8 67.5 ％ 1.19 1C II II 6 0.2 0.1 6 84 82 -1.4 81％ 0.99 1D II II 12 0.4 0.3 6 83 15 -- -- -- 1E II III 18 0.3 0.0 6 85 116 -0.6 83％ 0.94
具有背面分散剂I的样品1A和1B都表现出高的磁带张力。被研磨18+次的样品1B比样品1A表现出较低的背面粗糙度，并相应地提高了RF输出、信噪比和跟踪对中心。具有背面分散剂II的样品1C和1D表现出大大提高的磁带张力，而在其它测试中表现出良好的结果。用TiO2替代碳黑作为背面分散剂中大尺寸非磁性颜料的样品1E表现出较高的背面粗糙度，但还是可接受的性能结果。
例2
使用以下配方制备了磁记录介质的四种样品。 溶液质量百分比 栏 磁性分散剂的成分 2A 2B 2C 2D A 同改性的氧化铁磁性颜料 14 25 25 14磷酸多氧化烷基多元醇[PPP]分散剂(见第5,028,483号美国专利第5栏)(甲苯中75％的固体) -- 1 1 --EMCOL磷酸盐分散剂(Witco) -- 0.8 0.8 --磺化聚酯亚胺酯粘合剂(MEK中35％的固体)(见第5,069,807号美国专利，第14栏) 2.6 -- -- 2.6MR 113环氧官能氯乙烯共聚物(Nippon Zeon有限公司) 0.9 -- -- 0.9VAGH氯乙烯树脂粘合剂(Union Carbide公司)(MEK中31.6％的固体) -- 2.4 2.4 -- 溶液质量百分比 栏 磁性分散剂的成分 2A 2B 2C 2D羟基官能聚酯聚亚胺酯粘合剂(第4,963,390号美国专利，第7栏，17-22行)(MEK/环己酮中30％的固体) -- 7.5 7.5 --MEK 8.4 5.2 5.2 8.4甲苯 2.8 14.2 14.2 2.8环己酮 -- 9.4 9.4 -- BNorton330预分散的矾土(MEK、甲苯和环己酮中65％的固体)(Norton工厂) 1.3 -- -- 1.3MEK 7.2 13.8 13.8 7.2甲苯 2.4 -- -- 2.4 g/1b分散剂 C丁基肉豆蔻酸酯润滑剂 0.2 0.4 0.4 0.2肉豆蔻酸润滑剂 0.1 0.2 0.2 0.1MONDUR CB-601交联剂(Miles公司)(PM醋酸盐中60％的固体) 0.5 1.6 1.6 0.5
为了制备磁性分散剂，在高剪切混合器中把栏A混合2小时，并在水平砂磨机中研磨直到光滑。然后把栏B与分散剂混合，给出了含大约百分之38的固体混合物。在涂敷前，把栏C加入到混合物中，接着经过10分钟的高速混合。 溶液的质量百分比 栏 背面分散剂的成分 2A 2B 2C 2D AVulcan Xc-72碳黑(Cabot公司)0.03-0.15μm -- -- 40 40契马碳黑(cancarb有限公司)0.40-0.80μm 15.7 15.7 -- --羟基官能聚酯聚亚胺酯粘合剂(第4,693,390号美国专利，第7栏，17-22行)(MEK中25％的固体) 50.1 50.1 -- -- 溶液的质量百分比 栏 背面分散剂的成分 2A 2B 2C 2DYP-50s苯氧基树脂粘合剂(Tohto-Kasei公司)(MEK中30％的固体) 17.9 17.9 -- --FM 200S硝化纤维(Daicel化学工厂有限公司)(MEK中28％的固体) -- -- 48.2 48.2UR8700聚亚胺酯(Toyobo有限公司)(MEK中30％的固体) -- -- 75 75MEK 118.3 118.3 478.6 478.6甲苯 42.6 42.6 -- --环己酮 14.1 14.1 -- -- g/1b分散剂 B肉豆蔻酸润滑剂 0.1 0.1 -- --Mondur CB-601交联剂(miles公司)(PM醋酸盐中60％的固体) -- -- 24.9 24.9Papi 2027异氰酸酯交联剂(Dow化学公司) 4.2 4.2 -- --
为了制备背面分散剂，在高速剪切混合器中把栏A的成分混合2小时，然后在水平砂磨机中研磨直到光滑。在涂敷时，把栏B加入到分散剂中，接着经过5分钟的高速混合。
把以大约2.75μm(110微英寸)的干燥涂层厚度磁性分散剂加入到14微米(0.56千分之一英寸)轴取向的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜。被涂敷的薄膜被磁导向，并在设定为140°到170°F(60-77℃)的干燥箱中干燥。然后在第二次涂敷中，把背面涂层加到背对磁性层的薄膜表面，最后干燥。然后以160kg/cm(900pil)和52℃(125°F)对获得的磁记录介质进行碾光，并切开1.27cm(0.5英寸)的磁带宽度。样品2A和2D被指定为磁性层中具有较高水平的多孔性。
然后测试样品2A、2B、2C和2D的多孔性、磁性层表面粗糙度、在高(4.5m/sec)和低(0.45m/sec)速度下被复制的磁带的磁带硬度和RF输出。通过润滑剂吸收测试，也通过孔性测试来测量多孔性。在孔性测试中，使用来自Micromeritics Intrument公司的ASAP 2000测试器测量磁带上孔体积是磁带表面和孔处氮气物理吸收的函数。也测试只有背面涂层的样品磁带，示出背面涂层的孔体积小于磁性层孔体积的数量级。因此认为磁带总的孔体积就可确切估算磁带磁性层孔体积。用环硬度测试测量磁带硬度。在此测试中，切割11.5cm×1.27cm的磁带样品。把样品的两端放在一起，以形成将被夹入一支架的环。在此支架中装入一测试设备，然后用此测试设备把磁带环降低一固定垂直距离到一力传感器上。附着到MTM106G张力计(Lion Precision公司)的传感器测量使磁带环偏斜大约1.5cm所要加的力。在经过大约1秒的时间后以克显示该力。
与低速复制(RFlow)后的RF输出相比，高速复制(RFhigh)后的RF输出的大大减少表示在高速复制期间已俘获了母带和拷贝带之间的空气薄膜。慢的复制速度试图成为一个条件，在此条件下将产生极少或不产生空气夹带。在下表中示出结果。 RF耗损被定义为RFlow-RFhigh。 测试 2A 2B 2C 2D润滑剂吸收 7 3 3.5 7氮孔性测试[磁带的cc/g] 0.0218 0.009 -- --磁带粗糙度[nm] 6.2 7.8 7.0 4.9磁带硬度[g] 0.14 0.12 0.13 0.16RF耗损[dB] 0 2.7 1.6 0.4
样品2A和2D在磁性层中具有比样品2B和2C更高的多孔性，并显示出少得多的RF耗损。
例3
(用侧连羧酸湿化基团制备聚酯亚胺酯)
在12升烧瓶中加入972.8公克(2.289当量)ToneTM0210的聚己内酯二醇(UnionCarbide公司)、324.9公克(6.248当量)新戊二醇、6.5公克(0.247当量)二甲氧基丙酸(DMPA)、5628公克甲乙酮(MEK)、1公克二丁基锡二月桂酸，以及10,997.9公克(8.784当量)二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)。把烧瓶加热到75℃大约24小时，直到用红外光谱法确定不存在异氰酸酯。最后的固有粘性是0.45，计算得到的酸当量为20,000。
(磁带的制备)
通过一干净的Shar混合器中把磁性颜料、MEK溶剂中的硬树脂，MEK中质量百分比为40的软树脂与MEK/甲苯(75/25)溶剂混合物相混合来制备在下表中提出的磁性分散剂。把此混合物慢慢混合大约2小时，绕混合器流动着冷却水。在混合周期后，为了固体含量对此预混合物进行取样。当固体含量是大约百分之40-42时，使此预混合物通过一具有1.3mm不锈钢媒体的水平砂磨机，直到在放大200倍时看到分散剂没有附聚物为止。继续添加和研磨剩下的百分之60的软树脂和其它成分，直到在放大200倍时看到分散剂光滑且没有附聚物为止。最后的分散剂的固体含量是大约百分之38-40。成分(固体的质量百分比) 3A 3B 3C 3D 3E 3F 3GMEK 29.35 44.94 43.29 44.37 44.98 43.85 44.44甲苯 18.05 15.02 16.6 14.79 14.97 14.62 14.81环己酮 11.41 --- --- --- --- --- ---PM醋酸盐 0.91 0.89 0.76 0.91 0.98 0.93 0.90磷酸化多氧化多元醇分散剂(见第5,028,483号美国专利，第5栏) 0.92 --- 0.62 --- --- --- ---EMCOL磷酸盐分散剂(第5,028,483号美国专利) 0.92 --- --- --- --- --- ---掺钴的γ-Fe2O3磁性颜料 30.68 30.80 31.17 31.4 30.65 31.97 31.42二氧化铬(BASF) --- --- --- --- --- --- 1.57硬树脂：量(类型) 0.92 (A) 2.17 (B) 1.85 (B) 2.21 (B) 2.16 (B) 2.24 (C) 2.20 (B)软树脂：量(类型) 2.76 (D) 2.17 (E) 1.85 (E) 2.17 (F) 2.16 (G) 2.24 (H) 2.20 (E)矾土 1.86 1.66 1.68 1.7 1.66 1.73 ---肉豆蔻酸润滑剂 0.22 0.40 0.41 0.41 0.40 0.42 0.41丁基肉豆蔻酯润滑剂 0.47 0.62 0.63 0.63 0.62 0.64 0.67
树脂“A”是VAGH氯乙烯共聚物(Union Carbide公司)。
树脂“B”是非卤化乙烯共聚物，第08/054,312号美国专利，1993年4月27日，第27页例1a。
树脂“C”是MR113磺化羟基环氧树脂官能氯乙烯共聚物(Nippon Zeon有限公司)
树脂“D”是苏格兰牌VHS T-120中使用的聚酯亚胺酯。
树脂“E”是具有侧连的氨基-1，3，4-噻二嗪-2-硫酮的聚亚胺酯(见第5,081,213号美国专利)。
树脂“F”是具有在例3中制备的侧连的羧酸湿化基团的聚亚胺酯。
树脂“G”是具有侧连的巯基琥珀酸基团的聚亚安酯。例3WO94/25500。
树脂“H”是具有侧连的磺化羟基官能聚亚胺酯的聚亚胺酯。(见第5,069,807号美国专利，第14栏)。
在切割涂敷PET薄膜上的分散剂前立即把润滑剂和固化剂加到以上的分散剂中。把如例2A和2B所示的背面配方加到PET薄膜的背对的一侧。把磁场加到被涂敷的薄膜上，以对准磁性颗粒。在此定向后，干燥涂层并使之实现固化。把经干燥和固化的磁带切割成适用于测试估算值的宽度。
测试磁带的矫顽磁力(Hc)、使磁性材料中磁通密度为零所需的场强； 优良率(Gn)，即由1/2峰值高度处矫顽磁力宽度被矫顽磁力所给定的矫顽磁力非尺寸测量值除；保磁性(Br)，它是相应于饱和磁通密度的剩磁通密度的最大值；方形(squareness)(第5,081,213号美国专利第11栏)；以及厚度。从磁滞回线的显示取得的测量值求得矫顽磁力、保磁性和优良率，其中在一60Hz的磁力计的场强最大为3,000Oe。下表示出结果。 样品 Hc [Oe] Gn Br [高斯] 方形 磁性层 厚度 [μm] 背面涂层 厚度 [μm] 3A 704 2.27 1717 0.83 2.1 0.6 3B 738 2.16 1627 0.83 2.2 0.8 3C 715 2.03 1622 0.82 2.2 0.6 3D 765 2.24 1580 0.85 2.3 0.6 3E 750 2.15 1607 0.83 2.0 0.6 3F 751 2.13 1694 0.83 2.1 0.6 3G 768 2.22 1740 0.84 2.1 0.6
也测试磁带的物理机械性能，包括杨氏模量、在1mN压力和10微米压头直径下在Csiro Nanoindenter上的硬度、润滑剂吸收、表面粗糙度(Rq)和停止动作，也叫做静止方式，它是一种用于视频磁带耐用性的测试，其中旋转磁头在锁定于视频记录器暂停方式中的磁带上运转。下表中示出结果。 样品 模量 [MPa] 硬度 [MPa] 润滑剂 吸收 表面粗糙度 [am] 停止动作 [min] 3A 11962 98±2 3.8 8.8 134 3B 14556 99±5 4.8 7.3 125 3C 13194 107±5 3.8 7.3 180 3D 17734 109±4 5.8 7.5 141 3E 13007 98±2 4.9 6.8 140 3F 10618 89±3 5.8 7.4 77 3G 15258 101±4 5.5 6.3 140
如上所述用羧酸湿化基团制备的包含聚酯亚胺酯树脂的磁带3D显示出各性能的极好平衡；良好的硬度和模量，而保持良好的多孔性和表面光滑度。
在考虑了此特例和从这里揭示的实际本发明，将使本发明的其它实施例对本领域内的那些熟练技术人员变得明显起来。本领域内的熟练技术人员可对这里描述的原理作各种省略、改变和变化，而不背离由以下权利要求书所表示的本发明的真实范围和精神。