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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft kationische Core-Shell-Partikel mit einer Säure-unlöslichen
polymerischen Core- und einer Säure-quellbaren
polymerischen Shell-Komponente, die im Allgemeinen um den genannten
Core angeordnet ist, so dass bei Neutralisieren des genannten Shells
mit Säure
ein Teil des genannten Shells an dem genannten Core gebunden oder
mit diesem assoziiert wird. Die Erfindung betrifft ferner Polymer-Latex-Zusammensetzungen,
wobei die polymerische Shell-Komponente neutralisiert und im Wesentlichen,
aber nicht gänzlich gelöst worden
ist, um ein Gemisch aus neutralisiertem Core-Shell-Polymer und einer
wässrigen
Lösung aus
neutralisiertem Shell-Polymer zu bilden. Insbesondere betrifft die
Erfindung die Verwendung von Latex-Zusammensetzungen, die aus diesen
kationischen Core-Shell-Partikeln
hergestellt worden sind, um Tintenstrahl-aufnahmefähige Beschichtungen
zu bilden.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Tintenstrahldrucken
wird weithin zum Drucken auf einer Anzahl an Substraten (einschließlich Papier,
Textilien und Kunststofffolien) verwendet. Diese Substrate sind
oft mit einem Material beschichtet, das die Aufnahmefähigkeit
für die
Tintenstrahltinte erhöht.
Im Falle von auf wässrigem
Farbstoff basierenden Tinten, die die Mehrheit der momentan beim
Tintenstrahldrucken verwendeten Tinten umfassen, sind zwei Eigenschaften
von herausragender Wichtigkeit. Die erste ist eine Affinität für Wasser,
da die Beschichtung eine große
Menge an Wasser von der Tinte absorbieren muss, um einen Ausdruck
zu erhalten, der in wenigen Sekunden trocken gegenüber Berührung ist.
Tintenstrahltinten-Rezepturen enthalten oft über 90% Wasser. Des weiteren
muss die Beschichtung ihre physikalische Integrität während des
Absorbierens des gesamten Wassers beibehalten. Mit anderen Worten
muss die auf nahmefähige Beschichtung
genügend
hydrophil sein, um eine große
Menge an Wasser zu absorbieren, ohne wirklich wasserlöslich zu
sein.
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Die
zweite wichtige Eigenschaft ist Farbstofffixierung. Die Mehrheit
der wässrigen
Tintenstrahltinten ist auf Farbstoffe anstatt auf Pigmente basiert. Um
scharfe Ausdrucke mit hoher Farbdichte zu erhalten, müssen die
Farbstoff-Moleküle
fast sofort bei Kontakt von der Tinte mit dem Substrat immobilisiert werden.
Eindringen der Farbstoffe in das Substrat führt zu verminderter Farbdichte,
während
laterale Migration der Farbstoff-Moleküle Undeutlichkeit bei dem gebildeten
Bild bewirkt.
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Um
hohe Wasserabsorption zu erhalten, sind Tintenstrahl-aufnahmefähige Beschichtungen
herkömmlicherweise
aus sowohl hydrophilen Pigmenten (wie Siliciumdioxid oder Aluminiumoxid)
und hydrophilen Bindemitteln gebildet worden. Während die meisten herkömmlich verwendeten
hydrophilen Bindemittel Polyvinylalkohol (PVOH) und Polyvinylpyrrolidinon
(PVP) sind, sind andere geeignete natürliche und synthetische Polymere
in der Technik bekannt (z.B. Gelatine, Stärke, Polyethylenoxid (PEO),
Hydroxyethylcellulose, Carboxymethylcellulose und dergleichen).
Diese Polymere, die Hydroxylgruppen enthalten (wie Stärke, PVOH
und PEO), sind oft mit einer Verbindung wie Glyoxal oder Glutaraldehyd vernetzt,
um sie wasserunlöslich
zu machen, während
ihre Hydrophilizität
beibehalten wird. Vollkommen hydrolysierter Polyvinylalkohol ist
besonders geeignet, da er in heißem Wasser gelöst werden
kann und bei Abkühlen
auf Raumtemperatur in Lösung bleibt.
Wenn der PVOH auf ein Substrat aufgebracht und dann getrocknet wird,
wird er sich nicht schnell wieder in Wasser bei Raumtemperatur lösen. Jedoch besteht
ein Problem bei der Verwendung von PVOH darin, dass es keine Farbstoff-bindenden
Eigenschaften hat.
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Die
Farbstoffe, die herkömmlich
in wässrigen Tintenstrahltinten
verwendet werden, sind anionisch und enthalten Sulfonsäuregruppen.
Daher wird die Farbstofffixierung im Allgemeinen durch Verwendung von
kationischen Polymeren ausgeführt,
obwohl einige hochpolare nicht ionische Polymere (wie PVP und Polyethyloxazolin)
eine begrenzte Fähigkeit
zur Farbstoff-Fixierung haben. Diese letztgenannten Polymere fixieren
Farbstoffe durch dipolare Interaktionen zwischen ihren Amidgruppen
und den Sulfonsäuregruppen
der Farbstoff-Moleküle,
während
die kationischen Polymere mit dem wirksameren Mechanismus der Salzbildung
arbeiten.
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Das
am meisten verbreitet verwendete kationische Farbstoff-Fixierungsmittel
bei Tintenstrahl-aufnahmefähigen
Beschichtungen ist Poly(diallyldimethylammoniumchlorid), obwohl
andere wasserlösliche
kationische Polymere in der Technik bekannt sind. Zum Beispiel lehrt
die US-PS 6,010,790 die Verwendung von Poly(vinylbenzyl-quaternären Ammoniumsalzen).
Andere Beispiele für
wasserlösliche
kationische Polymere sind kationische Stärke, kationischer Polyvinylalkohol,
Guanidin-Formaldehydharze,
Epichlorhydrin-Polyamin-Kondensate und wasserlösliche kationische acrylische
Harze.
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Jedoch
besteht ein Problem bei der Verwendung von sowohl löslichen
dipolaren Polymeren als auch löslichen
kationischen Polymeren darin, dass, außer wenn diese Polymere in
irgendeiner Weise vernetzt sind, ihre Gegenwart eine nachteilige
Wirkung auf die Wasserresistenz der Tintenstrahl-Ausdrucke hat.
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Als
eine Alternative zu wasserlöslichen
kationischen Harzen können
kationische acrylische oder styrolische Latizes als Fixierungsmittel
für anionische Farbstoffe
in Tintenstrahl-aufnahmefähigen
Beschichtungen verwendet werden. Diese Latizes verhalten sich wie
Kunststoffpigmente. Bindung der positiven Ladungen an die Oberfläche eines
Pigment-Partikels anstatt an ein lösliches Harz erhöht stark
die Wasserresistenz der Tintenstrahl-Ausdrucke. Jedoch führt die
Verwendung von wesentlichen Mengen dieser kationischen Kunststoffpigmente
in einer Beschichtung auch zu rheologischen Problemen, was die Beschichtungen
schwierig beim Einsetzen in Beschichtungsmaschinen macht. Des weiteren
kann der Grad an kationischer Ladung, die mit dem kationischen Kunststoffpigment
erhältlich
ist, möglicherweise
nicht hoch genug sein, um den erwünschten Grad an Farbstofffixierung
zu erhalten.
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Anionische
acrylische kolloidale Dispersionen von polymeren Harzen werden weithin
in der Tinten- und Beschichtungsindustrie verwendet. Solche Polymere
werden dadurch hergestellt, dass zuerst ein acrylischer Latex erstellt
wird, der eine wesentliche Menge eines sauren Monomers (so wie Methacrylsäure) enthält. Üblicherweise
ist die Menge des sauren Monomers ausreichend, damit das Polymer
eine Säurezahl
von etwa 60 bis etwa 120 erhält. Die
saure Funktionalität
des Polymers wird darauffolgend durch die Verwendung einer Base
(wie Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Ammoniak oder ein wasserlösliches
Amin) neutralisiert. Dies erhöht
die Hydrophylizität
des Polymers stark und die Latexpartikel quellen zuerst und verlieren
dann ihre Eigenständigkeit.
Während
die erhaltene anionische acrylische kolloidale Dispersion des polymeren
Harzerzeugnisses auf makroskopischer Basis klar und homogen erscheint,
ist es tatsächlich
auf molekularem Level inhomogen und hat einige Domänen, die
reich an hydrophoben Resten sind, und andere Domänen, die reich an hydrophilen
Resten sind. Wenn eine flüchtige
Base bei der Neutralisation verwendet wird, trocknen diese Polymer-Dispersionen
und bilden wasserunlösliche
Filme.
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Die
Herstellung von anionischen Polymer-Latizes mit Alkali-unlöslichen
Cores und kolloidal-dispersionsartige Shells wird in der US-PS 4,916,171
beschrieben. Jedoch sind diese anionischen Polymere ungeeignet für die Verwendung
in Tintenstrahl-Beschichtungsrezepturen, da Kationizität für die einwandfreie
Farbstoffixierung benötigt wird.
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Tintenstrahlbilder
werden herkömmlich durch
Sprühen
von Tintenrezepturen, von denen die Mehrheit Tintenlösung auf
wässriger
Farbstoffbasis sind, auf Tintenstrahl-aufnahmefähige Beschichtungen gebildet.
Die Farbstoffe werden molekular auf der Oberfläche der Beschichtung adsorbiert,
wo sie nachfolgend umgebenden atmosphärischen Schmutzstoffen und
Licht ausgesetzt sind. Über
die Zeit bewirken fotochemische Reaktionen und chemische Reaktionen
mit Sauerstoff, Ozon, Stickstoffoxiden und/oder Schwefeloxiden im
Allgemeinen die Ausbleichung der Farbstoffe.
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Ein
herkömmliches
Verfahren zu versuchen, die Ausbleichungsresistenz von Tintenstrahlausdrucken
zu verbessern, ist die Zugabe von Stabilisatoren zu Tintenstrahl-Tintenrezepturen.
Zum Beispiel beschreibt die US-PS 5,124,723 Tintenrezepturen, die Hydroxyphenylbenzotriazol-Lichtabsorptionsmittel hergestellt
als wasserlösliche
Sulfonatsalze enthalten. Die Verwendung von Tintenrezepturen, die
wasserlösliche
Porphine als Lichtabsorptionsmittel enthalten, ist in der US-PS
5,891,229 beschrieben.
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Ein
weiterer Ansatz bei dem Versuch, die Tintenstrahl-Ausbleichungsresistenz
zu verbessern, ist die Zugabe von Stabilisatoren zu Tintenstrahl-Beschichtungsrezepturen.
Die US-PS 4,926,190 beschreibt die Zugabe von substituierten Hydroxyphenylbenzotriazolderivaten
zu einem Beschichtungsgemisch. Die Verwendung von wasserlöslichen
Ultraviolett-Absorptionsmitteln in einer Beschichtungsrezeptur ist
in der US-PS 5,096,781 beschrieben.
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Die
Verwendung von wasserlöslichen
Lichtstabilisatoren in Tintenstrahl-aufnahmefähigen Beschichtungen zeigte
sich als einigermaßen
unwirksam, da die Stabilisatoren zum Auswandern in die Fasern von
beschichteten Faser-enthaltenden Substraten neigten. Dem gleichen
Migrationsproblem begegnen Tintenrezepturen, die Stabilisatoren
als Rezepturzusätze
enthalten. Sobald die Tinte von seinem wässrigen polymerischen Vehikel
getrennt ist, ist der Farbstoff zur Interaktion mit den Umgebungsbedingungen
zugänglich.
Wenn die Stabilisatoren jedoch nicht wasserlöslich sind, würde ihre
oleophile Eigenschaft keine nennenswerten Konzentrationen der Stabilisatoren
in Wasser-basierten Beschichtungssystemen bei Verwendung als Rezepturzusätze erlauben.
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Ein
weiteres Problem, dem oft bei der Verwendung von Lichtstabilisatoren
als Rezepturzusätze
begegnet wird, ist die Neigung der Stabilisatoren, aus dem Substrat
auszutreten (ein Zustand bekannt als "Schleierbildung" (Ausschwitzung)). Solche Schleierbildung
kann sowohl einen Verlust an Wirksamkeit als auch Staubbildungsprobleme
bewirken.
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Daher
ist ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung die Vermeidung der
großen
rheologischen Probleme, die mit herkömmlichen Bindemitteln in Zusammenhang
stehen, die in Tintenstrahlbeschichtungen verwendet werden, durch
die Beschreibung von kationischen Core-Shell-Polymer-Latizes mit
einer säureunlöslichen
polymerischen Core- und einer Säure-quellbaren
polymerischen Shell-Komponente, die gegebenenfalls einen Stabilisator
enthält,
der kovalent an die polymerische Shell-Komponente gebunden ist.
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Ein
anderer Gegenstand dieser Erfindung ist die Beschreibung kationischer
Core-Shell-Partikel.
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Ein
weiterer Gegenstand dieser Erfindung ist die Beschreibung von Core-Shell-Partikel-Latizes, die
für die
Verwendung zur Bildung von Tintenstrahl-aufnahmefähigen Beschichtungen
geeignet sind.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
erfindungsgemäßen Gegenstände werden
durch die Herstellung von kationischen Core-Shell-Partikeln mit
einer säureunlöslichen
polymerischen Core-Komponente und einer Säure-quellbaren polymerischen
Shell-Komponente erreicht, wobei die Shell gegebenenfalls einen
Stabilisator enthält, der
kovalent an die polymerische Shell-Komponente gebunden ist. Die
polymerische Shell-Komponente ist in solch einer Weise allgemein
um die polymerische Core-Komponente angeordnet, dass bei Neutralisieren
der genannten Shell mit Säure
das Shell-Polymer an den Partikel-Core gebunden oder assoziiert bleibt
und zu einer kolloidalen Dispersion wird. Soweit hier verwendet,
bedeutet der Ausdruck "Stabilisator" eine Verbindung,
die in ihrer Molekularkette Stellen enthält, die ultraviolette Absorptions-Aktivität, freie
Radikale-beseitigende Aktivität,
antioxidierende Aktivität
und/oder Peroxid-zersetzende Aktivität besitzen.
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Aufgrund
der Core-Shell-Morphologie des Partikels besitzt nur die Shell-Komponente
einen Stabilisator (der kovalent an das Shell-Polymer gebunden ist).
Dies ist eine Verbesserung gegenüber vorhergehenden
Technologien, da die vorliegende Erfindung die Platzierung des Stabilisators
da erlaubt, wo der Farbstoff tatsächlich in die Tintenstrahl-aufnahmefähige Beschichtung
adsorbiert wird. Außerdem
erlaubt die Core-Shell-Morphologie die Verwendung von geringeren
Mengen des Stabilisators, während
eine größere Oberflächenkonzentration
erhalten wird.
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Die
kovalente Bindung des Stabilisators an die Shell-Komponente verhindert
die Migrationsprobleme, die oft mit der Verwendung von wasserlöslichen
Lichtstabilisatoren als Rezepturzusätze zu Tinten oder Tintenstrahl-aufnahmefähigen Beschichtung
assoziiert sind. Zusätzlich
verhindert die Bindung des Stabilisators in das Polymerrückgrat der Shell-Komponente
Schleierbildung.
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Tintenstrahl-aufnahmefähige Beschichtungen,
die mit aus diesen kationischen Core-Shell-Partikeln hergestellten
Latexzusammensetzungen gebildet werden, stellen Ausdrucke mit erhöhter Schärfe und überlegener
Farbdichte her. Diese Beschichtungen besitzen außerdem hervorragende rheologische Eigenschaften,
die sie geeignet für
die Verwendung mit einer Hochgeschwindigkeits-Papierbeschichtungsvorrichtung
machen.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Die
kationischen Core-Shell-Partikel, die für eine Verwendung bei einer
Formulierung von Tintenstrahl-aufnahmefähigen Beschichtungen geeignet sind,
umfassen:
- (A) eine polymerische Core-Komponente,
wobei die Core-Komponente das Radikalpolymerisationsreaktionsprodukt
eines Gemisches umfasst, das umfasst:
(1) etwa 80,0% bis etwa
99,5% des Gesamtgewichts des Monomergemisches eines Mitglieds, ausgewählt aus
der Gruppe bestehend aus Acrylestern von Alkoholen mit 1 bis 22
Kohlenstoffatomen, Methacrylestern von Alkoholen mit 1 bis 22 Kohlenstoffatomen,
Styrol, substituierten Styrolen, Acrylnitril, Methacrylnitril, Vinylchlorid,
Vinylidenchlorid, Vinylethern, Vinylestern, N-Vinylamiden, Acrylamiden,
Methacrylamiden und Kombinationen davon; und
(2) etwa 0,5%
bis etwa 20,0% des Gesamtgewichts des Monomergemisches eines Mitglieds, ausgewählt aus
der Gruppe bestehend aus ethylenisch ungesättigten Monomeren mit mindestens einer
quaternären
Ammoniumgruppe und Kombinationen davon;
(3) etwa 0,5% bis etwa
8,0% des Gesamtgewichts des Gemisches eines Tensids, ausgewählt aus der
Gruppe bestehend aus nicht ionischen Tensiden, kationischen Tensiden
und Kombinationen davon; und
(4) eine katalytische Menge an
Polymerisationsstarter; und
- (B) eine Säure-quellbare
polymerische Shell-Komponente, die allgemein über der Core-Komponente angeordnet
ist, wobei die Shell-Komponente das Radikalpolymerisationsreaktionsprodukt
eines Gemisches umfasst, das umfasst:
(1) etwa 5,0% bis etwa
35,0% des Gesamtgewichts des Gemisches eines Mitglieds, ausgewählt aus
der Gruppe bestehend aus Amin-haltigen ethylenisch ungesättigten
Monomeren und Kombinationen davon;
(2) etwa 10,0% bis etwa
80,0% des Gesamtgewichts des Gemisches eines Mitglieds, ausgewählt aus
der Gruppe bestehend aus Acrylestern von Alkoholen mit 1 bis 22
Kohlenstoffatomen, Methacrylestern von Alkoholen mit 1 bis 22 Kohlenstoffatomen,
Styrol, substituierten Styrolen, Acrylnitril, Methacrylnitril, Vinylchlorid,
Vinylidenchlorid, Vinylethern, Vinylestern, N-Vinylamiden, Acrylamid,
N-Alkyl-substituierten Acrylamiden, Methacrylamid, N-Alkyl-substituierten
Methacrylamiden und Kombinationen davon;
(3) bis zu etwa 15,0%
des Gesamtgewichts des Gemisches eines Mitglieds, ausgewählt aus
der Gruppe bestehend aus ethylenisch ungesättigten Monomeren mit mindestens
einer quaternären Ammoniumgruppe
und Kombinationen davon;
(4) bis zu etwa 8,0% des Gesamtgewichts
des Gemisches eines Mitglieds, ausgewählt aus der Gruppe bestehend
aus ethylenisch ungesättigten Monomeren
mit mindestens einer Hydroxylgruppe und Kombinationen davon;
(5)
bis zu etwa 8,0% des Gesamtgewichts des Gemisches eines Mitglieds,
ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus N-Hydroxymethylacrylamid, N-Hydroxymethylmethacrylamid,
N-Alkoxymethylacrylamid, N-Alkoxymethylmethacrylamid und
Kombinationen davon;
(6) bis zu etwa 4,0% des Gesamtgewichts
des Gemisches eines Kettenübertragungsreagenzes;
(7)
etwa 0,5% bis etwa 8,0% des Gesamtgewichts des Gemisches eines Tensids,
ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus nicht ionischen Tensiden, kationischen
Tensiden und Kombinationen davon; und
(8) eine katalytische
Menge eines Polymerisationsstarters.
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Die
Shell-Komponente kann das Radikalpolymerisationsreaktionsprodukt
eines Gemisches umfassen, das ferner etwa 0,5% bis etwa 30,0% des
Gesamtgewichts des Gemisches eines Stabilisators, ausgewählt aus
der Gruppe bestehend aus Ultraviolett-Absorptionsmitteln, die mindestens
eine ethylenisch ungesättigte
Gruppe enthalten, Radikalfängern,
die mindestens eine ethylenisch ungesättigte Gruppe enthalten, Antioxidanzien,
die mindestens eine ethylenisch ungesättigte Gruppe enthalten, Peroxid-Zersetzern,
die mindestens eine ethylenisch ungesättigte Gruppe enthalten, und
Kombinationen davon umfasst; und wobei der Stabilisator kovalent
an die Shell-Komponente gebunden ist.
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Bevorzugte
kationische Core-Shell-Partikel umfassen:
- (A)
eine polymerische Core-Komponente, wobei die Core-Komponente das
Radikalpolymerisationsreaktionsprodukt eines Gemisches umfasst, das
umfasst:
(1) etwa 85,0% bis etwa 98,0% des Gesamtgewichts des
Monomergemisches eines Mitglieds, ausgewählt aus der Gruppe bestehend
aus Acrylestern von Alkoholen mit 1 bis 22 Kohlenstoffatomen, Methacrylestern
von Alkoholen mit 1 bis 22 Kohlenstoffatomen, Styrol, substitu ierten
Styrolen, Acrylnitril, Methacrylnitril, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid,
Vinylethern, Vinylestern, N-Vinylamiden, Acrylamiden, Methacrylamiden
und Kombinationen davon; und
(2) etwa 2,0% bis etwa 15,0% des
Gesamtgewichts des Monomergemisches eines Mitglieds, ausgewählt aus
der Gruppe bestehend aus ethylenisch ungesättigten Monomeren mit mindestens einer
quaternären
Ammoniumgruppe und Kombinationen davon;
(3) etwa 1,0% bis etwa
6,0% des Gesamtgewichts des Gemisches eines Tensids, ausgewählt aus der
Gruppe bestehend aus nicht ionischen Tensiden, kationischen Tensiden
und Kombinationen davon; und
(4) eine katalytische Menge an
Polymerisationsstarter; und
- (B) eine Säure-quellbare
polymerische Shell-Komponente, die allgemein über der Core-Komponente angeordnet
ist, wobei die Shell-Komponente das Radikalpolymerisationsreaktionsprodukt
eines Gemisches umfasst, das umfasst:
(1) etwa 10,0% bis etwa
30,0% des Gesamtgewichts des Gemisches eines Mitglieds, ausgewählt aus
der Gruppe bestehend aus Amin-haltigen ethylenisch ungesättigten
Monomeren und Kombinationen davon;
(2) etwa 15,0% bis etwa
80,0% des Gesamtgewichts des Gemisches eines Mitglieds, ausgewählt aus
der Gruppe bestehend aus Acrylestern von Alkoholen mit 1 bis 22
Kohlenstoffatomen, Methacrylestern von Alkoholen mit 1 bis 22 Kohlenstoffatomen,
Styrol, substituierten Styrolen, Acrylnitril, Methacrylnitril, Vinylchlorid,
Vinylidenchlorid, Vinylethern, Vinylestern, N-Vinylamiden, Acrylamid,
N-Alkyl-substituierten Acrylamiden, Methacrylamid, N-Alkyl-substituierten
Methacrylamiden und Kombinationen davon;
(3) bis zu etwa 10,0%
des Gesamtgewichts des Gemisches eines Mitglieds, ausgewählt aus
der Gruppe bestehend aus ethylenisch ungesättigten Monomeren mit mindestens
einer quaternären Ammoniumgruppe
und Kombinationen davon;
(4) bis zu etwa 5,0% des Gesamtgewichts
des Gemisches eines Mitglieds, ausgewählt aus der Gruppe bestehend
aus ethylenisch ungesättigten Monomeren
mit mindestens einer Hydroxylgruppe und Kombinationen davon;
(5)
bis zu etwa 5,0% des Gesamtgewichts des Gemisches eines Mitglieds,
ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus N-Hydroxymethylacryl amid, N-Hydroxymethylmethacrylamid,
N-Alkoxymethylacrylamid, N-Alkoxymethylmethacrylamid und
Kombinationen davon;
(6) bis zu etwa 3,0% des Gesamtgewichts
des Gemisches eines Kettenübertragungsreagenzes;
(7)
etwa 1,0% bis etwa 6,0% des Gesamtgewichts des Gemisches eines Tensids,
ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus nicht ionischen Tensiden, kationischen
Tensiden und Kombinationen davon; und
(8) eine katalytische
Menge eines Polymerisationsstarters.
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In
den bevorzugten kationischen Core-Shell-Partikeln kann die Shell-Komponente
das Radikalpolymerisationsreaktionsprodukt eines Gemisches umfassen,
das ferner etwa 5,0% bis etwa 20,0% des Gesamtgewichts des Gemisches
eines Stabilisators, ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus Ultraviolett-Absorptionsmitteln, die
mindestens eine ethylenisch ungesättigte Gruppe enthalten, Radikalfängern, die
mindestens eine ethylenisch ungesättigte Gruppe enthalten, Antioxidanzien,
die mindestens eine ethylenisch ungesättigte Gruppe enthalten, Peroxid-Zersetzern,
die mindestens eine ethylenisch ungesättigte Gruppe enthalten, und Kombinationen
davon umfasst.
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Die
polymerische Core-Komponente umfasst etwa 60% bis etwa 95% des Gesamtgewichts des
Core-Shell-Partikels. Es ist bevorzugt, dass die Core-Komponente
etwa 70% bis etwa 90% des Gesamtgewichts des Partikels ausmacht.
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Die
polymerische Core-Komponente umfasst das Radikalpolymerisationsreaktionsprodukt
eines Gemisches, das umfasst:
- (1) etwa 80,0%
bis etwa 99,5% (bevorzugt etwa 85,0% bis etwa 98,0%) des Gesamtgewichts
des Monomergemisches eines Mitglieds, ausgewählt aus der Gruppe bestehend
aus Acrylestern von Alkoholen mit 1 bis 22 Kohlenstoffatomen, Methacrylestern
von Alkoholen mit 1 bis 22 Kohlenstoffatomen, Styrol, substituierten
Styrolen, Acrylnitril, Methacrylnitril, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Vinylethern,
Vinylestern, N-Vinylamiden, Acrylamiden, Methacrylamiden und Kombinationen
davon;
- (2) etwa 0,5% bis etwa 20,0% (bevorzugt etwa 2,0% bis etwa 15,0%)
des Gesamtgewichts des Monomergemisches eines Mitglieds, ausgewählt aus
der Gruppe bestehend aus ethylenisch ungesättigten Monomeren mit mindestens
einer quaternären
Ammoniumgruppe und Kombinationen davon;
- (3) etwa 0,5% bis etwa 8,0% des Gesamtgewichts des Gemisches
eines Tensids, ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus nicht ionischen Tensiden, kationischen
Tensiden und Kombinationen davon; und
- (4) eine katalytische Menge an Polymerisationsstarter.
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Es
ist bevorzugt, dass das ethylenisch ungesättigte Monomer, das mindestens
eine quaternäre Ammoniumgruppe
enthält
und das bei der Herstellung der polymerischen Core-Komponente verwendet
wird, ein Salz ist, ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus Vinylbenzyltrimethylammoniumsalzen, Acryloyloxyethyltrimethylammoniumsalzen, Acryloyloxyethyldiethylmethylammoniumsalzen, Methacryloyloxyethyltrimethylammoniumsalzen, Methacryloyloxyethylbenzyldimethylammoniumsalzen,
Acryloyloxyethylbenzyldimethylammoniumsalzen, 2-Hydroxy-3-methacryloyloxypropyltrimethylammoniumsalzen,
2-Hydroxy-3-acryloyloxypropyltrimethylammoniumsalzen, Methacrylamidopropyltrimethylammoniumsalzen
und Kombinationen davon; wobei das genannte Salze mindestens ein
Gegenion, ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus Halogeniden, Sulfaten, Alkylsulfaten,
Arylsulfaten und Kombinationen davon, besteht. Es ist ferner bevorzugt, dass
das Gegenion ein Mitglied, ausgewählt aus der Gruppe bestehend
aus Chlorid, Bromid, Methosulfat, Sulfat und Kombinationen davon,
ist.
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Die
polymerische Shell-Komponente umfasst etwa 15% bis etwa 40% des
Gesamtgewichts des Core-Shell-Partikels. Es ist bevorzugt, dass
die Shell-Komponente etwa 10% bis etwa 30% des Gesamtgewichts des
Partikels ausmacht.
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Die
polymerische Shell-Komponente umfasst das Radikalpolymerisationsreaktionsprodukt
eines Gemisches, das umfasst:
- (1) etwa 5,0%
bis etwa 35,0% (bevorzugt etwa 10,0% bis etwa 30,0%) des Gesamtgewichts
des Gemisches eines Mitglieds, ausgewählt aus der Gruppe bestehend
aus Amin-haltigen ethylenisch ungesättigten Monomeren und Kombinationen davon;
- (2) etwa 10,0% bis etwa 80,0% (bevorzugt etwa 15,0% bis etwa
80,0%) des Gesamtgewichts des Gemisches eines Mitglieds, ausgewählt aus
der Gruppe bestehend aus Acrylestern von Alkoholen mit 1 bis 22
Kohlenstoffatomen, Methacrylestern von Alkoholen mit 1 bis 22 Kohlenstoff atomen, Styrol,
substituierten Styrolen, Acrylnitril, Methacrylnitril, Vinylchlorid,
Vinylidenchlorid, Vinylethern, Vinylestern, N-Vinylamiden, Acrylamid, N-Alkyl-substituierten
Acrylamiden, Methacrylamid, N-Alkyl-substituierten Methacrylamiden
und Kombinationen davon;
- (3) bis zu etwa 15,0% (bevorzugt bis zu etwa 10,0%) des Gesamtgewichts
des Gemisches eines Mitglieds, ausgewählt aus der Gruppe bestehend
aus ethylenisch ungesättigten
Monomeren mit mindestens einer quaternären Ammoniumgruppe und Kombinationen
davon;
- (4) bis zu etwa 8,0% (bevorzugt bis zu etwa 5,0%) des Gesamtgewichts
des Gemisches eines Mitglieds, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
ethylenisch ungesättigten
Monomeren mit mindestens einer Hydroxylgruppe und Kombinationen
davon;
- (5) bis zu etwa 8,0% (bevorzugt bis zu etwa 5,0%) des Gesamtgewichts
des Gemisches eines Mitglieds, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
N-Hydroxymethylacrylamid, N-Hydroxymethylmethacrylamid, N-Alkoxymethylacrylamid, N-Alkoxymethylmethacrylamid
und Kombinationen davon;
- (6) bis zu etwa 4,0% (bevorzugt bis zu etwa 3,0%) des Gesamtgewichts
des Gemisches eines Kettenübertragungsreagenzes;
- (7) etwa 0,5% bis etwa 8,0% (bevorzugt etwa 1,0% bis etwa 6,0%)
des Gesamtgewichts des Gemisches eines Tensids, ausgewählt aus
der Gruppe bestehend aus nicht ionischen Tensiden, kationischen
Tensiden und Kombinationen davon; und
- (8) eine katalytische Menge eines Polymerisationsstarters.
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Vorzugsweise
umfasst die polymerische Shell-Komponente das Radikalpolymerisationsreaktionsprodukt
eines Gemisches, das ferner etwa 0,5% bis etwa 30,0% (bevorzugt
etwa 5,0% bis etwa 20%) des Gesamtgewichts des Gemisches eines Stabilisators,
ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus Ultraviolett-Absorptionsmitteln, die
mindestens eine ethylenisch ungesättigte Gruppe enthalten, Radikalfängern, die
mindestens eine ethylenisch ungesättigte Gruppe enthalten, Antioxidanzien,
die mindestens eine ethylenisch ungesättigte Gruppe enthalten, Peroxid-Zersetzern,
die mindestens eine ethylenisch ungesättigte Gruppe enthalten, und
Kombinationen davon umfasst; und wobei der Stabilisator kovalent
an die Shell-Komponente gebunden ist.
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Die
erfindungsgemäßen kationischen
Core-Shell-Partikel unterscheiden sich von herkömmlichen Core-Shell-Polymeren
darin, dass die Shell-Komponente basische Gruppen enthält und Säure-quellbar
ist (d.h. mit Säure
neutralisiert werden kann). Diese basischen Gruppen werden durch die
Verwendung von Amin-funktionellen Monomeren bei der Herstellung
der Säure-quellbaren
polymerischen Shell-Komponente des Core-Shell-Partikels bereitgestellt.
Die Amin-haltigen ethylenisch ungesättigten Monomere sind anders
als jegliche andere Monomere, die bei der Bildung der Shell-Komponente
verwendet werden. Amin-haltige ethylenisch ungesättigte Monomere, die für die erfindungsgemäße Verwendung
geeignet sind, umfassen solche Verbindungen, die sowohl polymerisierbare
ethylenische Ungesättigtheiten
als auch mindestens eine Amingruppe enthalten, die primär, sekundär oder tertiär sein kann.
Bevorzugte Amin-haltige ethylenisch ungesättigte Monomere umfassen Dimethylaminoethylacrylat,
Dimethylaminoethylmethacrylat, Diethylaminoethylmethacrylat, t-Butylaminoethylmethacrylat, Dimethylaminopropylmethacrylamid,
Allylamin, 2-Vinylpyridin, 4-Vinylpyridin und dergleichen. Das Amin-haltige
ethylenisch ungesättigte
Monomer umfasst etwa 5,0% bis etwa 35,0%, bevorzugt etwa 10,0% bis
etwa 30,0% des Gesamtgewichts des Gemisches, das bei der Radikalpolymerisationsreaktion eingesetzt
wird, die zur Herstellung der polymerischen Shell-Komponente des
Core-Shell-Partikels verwendet wird.
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Der
Einbau eines Stabilisators in die Radikalpolymerisationsreaktion,
die zur Herstellung der polymerischen Shell-Komponente des Core-Shell-Partikels
verwendet wird, führt
dazu, dass der Stabilisator kovalent an die polymerische Shell-Komponente
gebunden wird. Jegliches Ultraviolett-Absorptionsmittel, Radikalfänger, Antioxidans
oder Peroxid-Zersetzer, der/das mindestens eine ethylenisch ungesättigte Gruppe
enthält
(wodurch eine kovalente Bindung an die polymerische Shell-Komponente
durch die Radikalpolymerisationsreaktion ermöglicht wird), ist für die erfindungsgemäße Verwendung
geeignet. Allgemein bekannte Verfahren zur Herstellung solcher Verbindungen,
die mindestens eine ethylenisch ungesättigte Gruppe enthalten, umfassen
Acryloylierung und Reaktion der Verbindung zur Modifizierung mit
einem Reaktanten, der mindestens eine Acryloylgruppe enthält (z.B.
Glycidyl(meth)acrylat oder Isocyanatoethyl(meth)acrylat). Wenn ein
Ultraviolett-Absorptionsmittel als Stabilisator verwendet wird,
ist es bevorzugt, dass das Absorptionsmittel ein Mitglied, ausgewählt aus
der Gruppe bestehend aus Hydroxyphenylbenzotriazolen mit mindestens
einer ethylenisch ungesättigten
Gruppe, Hydroxyphenylbenzophenonen mit mindestens einer ethylenisch
ungesättigten
Gruppe, Porphinen, die modifiziert wurden, um mindestens eine ethylenisch
ungesättigte
Gruppe zu enthalten, und Kombinationen davon, ist. Wenn ein Radikalfänger als
Stabilisator verwendet wird, ist es bevorzugt, dass der Fänger ein
Mitglied, ausgewählt aus
der Gruppe bestehend aus Tetramethylpiperadinderivaten mit mindestens
einer ethylenisch ungesättigten
Gruppe und Kombinationen davon, ist. Wenn ein Antioxidans als Stabilisator
verwendet wird, ist es bevorzugt, dass das Antioxidans ein Mitglied,
ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus sterisch gehinderten Phenolen mit mindestens
einer ethylenisch ungesättigten
Gruppe, Diarylaminen mit mindestens einer ethylenisch ungesättigten
Gruppe und Kombination davon, ist. Wenn ein Peroxid-Zersetzer als
Stabilisator verwendet wird, ist es bevorzugt, dass der Zersetzer
ein Mitglied, ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus Triphenylphosphiten, die modifiziert
worden sind, um mindestens eine ethylenisch ungesättigte Gruppe
zu enthalten, Mercaptanen, die modifiziert worden sind, um mindestens
eine ethylenisch ungesättigte
Gruppe zu enthalten, und Kombinationen davon, ist. Geeignete modifizierte
Triphenylphosphite und modifizierte Mercaptane (wie modifizierte
Thiodipropionsäuren,
Thiobenzimidazole, Bisaryldisulfide und dergleichen) können durch jegliches
Verfahren hergestellt werden, das zu der modifizierten Verbindung
mit mindestens einer ethylenisch ungesättigten Gruppe führt. Zum
Beispiel kann Triphenylphosphit durch eine Kombination von Styrylphenol
und 2,4-Di-t-butylphenol hergestellt werden. Ebenso kann Thiodipropionsäure mit
Glycidylmethacrylat umgesetzt werden, um die modifizierte Verbindung
herzustellen.
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Die
Farbstoffe, die herkömmlich
in wässrigen Tintenstrahltinten
eingesetzt werden, sind anionisch und enthalten Sulfonsäuregruppen.
Die kationische Eigenschaft des Core-Shell-Partikels dient zur Fixierung
solcher anionischer Farbstoffe. Wenn es wünschenswert ist, kann die kationische
Eigenschaft des Core-Shell-Partikels durch den Einbau eines ethylenisch
ungesättigten
Monomers mit mindestens einer quaternären Ammoniumgruppe bei der
Herstellung der polymerischen Shell-Komponente mit einer Menge von
bis zu etwa 15,0% (bevorzugt bis zu etwa 10,0%) des Gesamtgewichts
des Gemisches, das bei der Radikalpolymerisationsreaktion eingesetzt wird,
erhöht
werden. Wenn eingesetzt, ist es bevorzugt, dass das genannte ethylenisch
ungesättigte Monomer
ein Salz ist, ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus Vinylbenzyltrimethylammoniumsalzen,
Acryloyloxyethyltrimethylammoniumsalzen, Acryloyloxyethyldiethylmethylammoniumsalzen, Methacryloyloxyethyltrimethylammoniumsalzen, Methacryloyloxyethylbenzyldimethylammoniumsalzen,
Acryloyloxyethylbenzyldimethylammoniumsalzen, 2-Hydroxy-3-methacryloyloxypropyltrimethylammoniumsalzen,
2-Hydroxy-3-acryloyloxypropyltrimethylammoniumsalzen, Methacrylamidopropyltrimethylammoniumsalzen
und Kombinationen da von; wobei das genannte Salze mindestens ein
Gegenion, ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus Halogeniden, Sulfaten, Alkylsulfaten,
Arylsulfaten und Kombinationen davon, enthält. Es ist ferner bevorzugt, dass
das Gegenion ein Mitglied, ausgewählt aus der Gruppe bestehend
aus Chlorid, Bromid, Methosulfat, Sulfat und Kombinationen davon,
ist.
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Wenn
gewünscht,
kann das Core-Shell-Partikel eine Hydroxyl-Funktionalität durch
Zusatz in die Radikalpolymerisationsreaktion, die zur Herstellung der
polymerischen Shell-Komponente verwendet wird, von bis zu etwa 8,0%
(bevorzugt bis zu etwa 5,0%) des Gesamtgewichts des Gemisches eines Hydroxyl-enthaltenden
Monomers erhalten. Die Hydroxyl-enthaltenden Monomere sind anders
als jegliche andere Monomere, die bei der Bildung der Shell-Komponente
verwendet werden. Hydroxyl-enthaltende Monomere, die für die erfindungsgemäße Verwendung
geeignet sind, umfassen solche Monomere, die polymerisierbare ethylenische
Ungesättigtheiten
und mindestens eine Hydroxylgruppe enthalten. Bevorzugte Hydroxyl-enthaltende
Monomere umfassen Hydroxyethylacrylat, Hydroxypropylacrylat, Hydroxybutylacrylat,
Hydroxyethylmethacrylat, Hydroxypropylmethacrylat, Butandiolmonovinylether,
Allylalkohol und dergleichen. Die Anwesenheit von Hydroxylgruppen
im Core-Shell-Partikel ermöglicht
die Verknüpfung
mit Vernetzungsmitteln, die herkömmlich
in Tintenstrahl-aufnahmefähigen Beschichtung
(wie Aminoplastharze, Glyoxal, Glutaraldehyd und dergleichen) verwendet
werden.
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Wenn
erwünscht,
können
die Core-Shell-Partikel auch durch Zusatz in die Radikalpolymerisationsreaktion,
die zur Herstellung der polymerischen Shell-Komponente verwendet
wird, von bis zu etwa 8,0% (bevorzugt bis zu etwa 5,0%) des Gesamtgewichts
des Gemisches eines Mitglieds, ausgewählt aus der Gruppe bestehend
aus N-Hydroxymethylacrylamid, N-Hydroxymethylmethacrylamid, N-Alkoxymethylacrylamid,
N-Alkoxymethylmethacrylamid und Kombinationen davon, selbstvernetzend
gemacht werden.
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Wenn
erwünscht,
können
bis zu etwa 4,0% (bevorzugt bis zu etwa 3,0%) des Gesamtgewichts des
Gemisches eines Kettenübertragungsreagenzes bei
der Polymerisationsreaktion der Shell-Komponente eingesetzt werden,
um das Molekulargewicht des Polymers zu verringern. Bevorzugte Kettenübertragungsreagenzien
umfassen Dodecylmercaptan, 2-Mercaptoethanol, Alkylmercaptopropionate,
Mercaptoessigsäure,
Mercaptopropionsäure,
Octylmercaptan und dergleichen.
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Für die Verwendung
in den Radikalpolymerisationsreaktionen geeignete Tenside umfassen
Mitglieder, ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus nicht ionischen Tensiden, kationischen
Tensiden und Kombinationen davon. Bevorzugte nicht ionische Tenside
umfassen ethoxylierte Alkylphenole, ethoxylierte Fettalkohole, Ethylenoxid/Propylenoxid-Block-Copolymere
und dergleichen. Bevorzugte kationische Tenside umfassen in nicht
beschränkender
Weise die Folgenden: Alkyltrimethylammoniumsalze, worin die Alkylgruppe
8 bis 22 (bevorzugt 12 bis 18) Kohlenstoffatome enthält und das
Gegenion des Salzes ein Mitglied, ausgewählt aus der Gruppe bestehend
aus Chlorid, Bromid, Methylsulfat und Ethylsulfat, ist; Alkylbenzyldimethylammoniumsalze, worin
die Alkylgruppe 8 bis 22 (bevorzugt 12 bis 18) Kohlenstoffatome
enthält
und das Gegenion des Salzes ein Mitglied, ausgewählt aus der Gruppe bestehend
aus Chlorid, Bromid, Methylsulfat und Ethylsulfat, ist; und Alkylpyridiniumsalze,
worin die Alkylgruppe 8 bis 22 (bevorzugt 12 bis 18) Kohlenstoffatome enthält und das
Gegenion des Salzes ein Mitglied, ausgewählt aus der Gruppe bestehend
aus Chlorid, Bromid, Methylsulfat und Ethylsulfat, ist. Das Tensid umfasst
etwa 0,5% bis etwa 8,0%, bevorzugt etwa 1,0% bis etwa 6,0% des Gesamtgewichts
des Gemisches, das bei den Radikalpolymerisationsreaktionen eingesetzt
wird.
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Eine
katalytische Menge an Polymerisationsstarter wird in den Radikalpolymerisationsreaktionen verwendet.
Die Menge an Starter umfasst im Allgemeinen etwa 0,1% bis etwa 3,0%
(bevorzugt etwa 0,2% bis etwa 2,0%) des Gesamtgewichts des Gemisches,
das zur Herstellung des Emulsionspolymers verwendet wird. Herkömmliche
Emulsionspolymerisationsstarter (wie thermische Starter, Redox-Starter und
dergleichen) sind geeignet für
die Verwendung in der Emulsionspolymerisationsreaktion. Beispiele
für geeignete
thermische Starter umfassen die Folgenden: t-Butylhydroperoxid,
Di-t-butylperoxid, Benzoylperoxid, Benzoylhydroperoxid, 2,4-Dichlorbenzoylperoxid,
t-Butylperacetat, Azoisobuttersäuredinitril und
Isopropylperoxycarbonat. Beispiele für geeignete Redox-Starter umfassen
Cumolhydroperoxid-Natriummetabisulfid, Cumolhydroperoxid-Eisen(II)sulfat und
dergleichen. Bevorzugte Starter umfassen wasserlösliche Azoverbindungen (wie
V-50 oder VA-086, hergestellt von Wako Chemicals).
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Wenn
erwünscht,
kann das Core-Shell-Partikel eine Vielzahl an Shell-Komponenten
umfassen, wobei jede um die Core-Komponente angeordnet ist.
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Latizes,
die erfindungsgemäß für die Verwendung
als Tintenstrahl-aufnahmefähige
Beschichtungen geeignet sind, umfassen wässrige Suspensionen von kationischen
Core-Shell-Partikeln. Vorzugsweise haben solche Latizes einen Feststoffgehalt
im Bereich von etwa 25,0% bis etwa 50,0% mit einem mehr bevorzugten
Bereich von etwa 35,0% bis etwa 45,0%.
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Bevorzugte
Latizes, die erfindungsgemäß für die Verwendung
als Tintenstrahl-aufnahmefähige
Beschichtungen geeignet sind, umfassen auch wässrige Suspensionen von kationischen
Core-Shell-Partikeln, wobei der pH-Wert auf einen Wert im Bereich von
etwa 3,5 bis etwa 7,5 (bevorzugt 4,0 bis etwa 6,0) eingestellt ist,
um die polymerische Shell-Komponente zu quellen oder im Wesentlichen,
aber nicht vollständig
zu lösen,
um Core-Partikel mit gebundener kolloidaler Dispersion des Polymers
zu bilden. Neutralisation der Core-Shell-Partikel zur Bildung der pH-Wert-eingestellten
Wasser-dispergierten Latizes kann durch die Zugabe einer Säure, ausgewählt aus der
Gruppe bestehend aus Mineralsäuren,
wasserlöslichen
Carbonsäuren,
wasserlöslichen
Sulfonsäuren
und Kombinationen davon, erreicht werden.
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Vorzugsweise
wird eine Carbonsäure
mit niederem Molekulargewicht wie Essigsäure, Propionsäure, Glykolsäure, Milchsäure und
Kombinationen davon zur Neutralisation verwendet, da diese Säuren leicht
bei der Trocknung der das Polymer enthaltenden Beschichtung verdampfen
werden (wodurch die Beschichtung wasserunlöslich gemacht wird). Des weiteren
sind diese Säuren
weniger korrosiv für
eine Beschichtungsvorrichtung als die stärkeren Sulfon- und Mineralsäuren.
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Da
die Säureneutralisation
bewirkt, dass die polymerische Shell-Komponente quillt und löslicher wird,
findet eine wesentliche Erhöhung
der Viskosität statt.
Bevorzugt haben diese pH-Wert-eingestellten Wasser-dispergierten
Latizes einen Feststoffgehalt im Bereich von etwa 25,0% bis etwa
50,0% mit einem mehr bevorzugten Bereich von etwa 35,0% bis etwa 45,0%.
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Die
erfindungsgemäßen kationischen
Latizes sind überlegene
Tintenstrahl-aufnahmefähige Beschichtungen.
Solche Tintenstrahl-aufnahmefähigen
Beschichtungen können
zur Herstellung von Tintenstrahl-bedruckbaren Erzeugnissen durch
das Verfahren der Beschichtung eines ausgewählten Substrats an mindestens
einer Seite mit der Tintenstrahl-aufnahmefähigen Beschichtung eingesetzt werden.
Substrate, die für
die Verwendung bei der Herstellung solcher Tintenstrahl-aufnahmefähiger Erzeugnisse
geeignet sind, umfassen Papier, Pappe, Holz, Kunststofffolie, Me tallfolie,
Textilien und dergleichen. Wenn erwünscht, kann jedes der herkömmlich in
Tintenstrahl-aufnahmefähigen
Beschichtungen verwendeten Pigmente in der Beschichtung eingesetzt
werden, solange die Pigmente mit einem kationischen Bindemittel
kompatibel sind. Solche Pigmente umfassen die Folgenden: Siliciumdioxid,
Aluminiumoxid, Kunststoffpigmente, Calciumcarbonat und Kaolinton.
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Wenn
erwünscht,
können
kationische und nicht ionische Bindemittel in die Tintenstrahl-aufnahmefähigen Beschichtungen
eingebaut werden. Diese Bindemittel umfassen in nicht beschränkender
Weise die Folgenden: Polyvinylalkohol, kationischer Polyvinylalkohol,
Polyvinylpyrrolidon, kationische Vinylpyrrolidon-Copolymere, Polyethyloxazolin,
kationische wasserlösliche
acrylische Polymere, nicht ionische wasserlösliche acrylische Polymere,
Stärke,
kationische Stärke,
Polyethylenglykol, Methylcellulose, Hydroxyethylcellulose und Gemische
davon.
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Sofern
die Tintenstrahl-aufnahmefähigen Beschichtungen
Hydroxyl-Funktionalitäten
enthalten, können
Vernetzungsmittel, die herkömmlicherweise mit
Hydroxylfunktionellen Harzen verwendet werden, zu der Beschichtung
gegeben werden. Solche Vernetzungsmittel umfassen Harnstoff-Formaldehydharze,
Melamin-Formaldehydharze, Glyoxal, Glutaraldehyd, Titanate, Zirkoniumsalze
und dergleichen.
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Wie
in der Technik erwünscht,
können
die genauen Komponenten und Eigenschaften der Komponenten, die für eine beliebige
Beschichtungsanwendung erwünscht
sind, variieren und daher können
Routineversuche nötig
sein, um die optionalen Komponenten und Anteile von Komponenten
für eine gegebene
Anwendung und wünschenswerten
Eigenschaften zu bestimmen.
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BEISPIEL 1
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Eine
Core-Shell-Polymer-Zusammensetzung mit einem Säure-unlöslichen Emulsions-Polymer-Core
und einer säurelöslichen
Emulsions-Polymer-Shell wurde durch das folgende Verfahren hergestellt.
Ein Rundkolben, ausgerüstet
mit einem Thermometer, Rührer
und Heizmantel, wurde mit 393,6 g entionisiertem Wasser, 30,0 g
Arquad C-50-Tensid (eine 50%ige Lösung aus Dodecyltrimethylammoniumchlorid
in Isopropanol, erhältlich
von Akzo), 29,9 g Styrol, 1,6 g Methacryloyloxyethyltrimethylammoniumchlorid
(METAC) und einer Lösung aus
6,0 g V-50 (ein Azo-Radikalstarter, erhältlich von Wako Chemicals)
in 15,0 g entionisiertem Wasser befüllt. Das Gemisch wurde auf
60°C erhitzt
und 169,9 g Styrol und 8,9 g METAC wurden gleichzeitig während einer
3-stündigen
Zeitspanne zugegeben. Wenn die Monomer-Beschickung abgeschlossen war,
wurde die Temperatur der Reaktion auf 70°C erhöht und Rühren wurde für 1 Stunde
fortgeführt.
Das Core-Polymer wurde anschließend
auf 60°C
abgekühlt,
eine Lösung
von 1,8 g V-50 in 32,0 g entionisiertem Wasser wurde zugegeben und
eine Emulsion aus 70,0 g entionisiertem Wasser, 10,0 g Arquad C-50-Tensid,
54,0 g Styrol, 27,0 g Dimethylaminoethylmethacrylat und 9,0 g METAC
wurde während
einer 1-stündigen
Zeitspanne zugegeben. Wenn die Beschickung abgeschlossen war, wurde
die Temperatur der Reaktion auf 70°C erhöht und Rühren wurde für 1 Stunde
fortgesetzt. Nach dieser Zeitspanne wurde die Temperatur auf 85°C erhöht, 0,45
g t-Butylhydroperoxid und eine Lösung
aus 0,88 g Isoascorbinsäure
in 10,0 g entionisiertem Wasser wurden zugegeben und Rühren wurde
für eine
2-stündige
Zeitspanne zum Abfangen jeglicher Rest-Monomere fortgeführt.
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Die
erhaltene Core-Shell-Polymer-Zusammensetzung hatte einen Feststoffgehalt
von 37,2%, eine Viskosität
von 45 cP, einen pH-Wert von 7,5 und eine durchschnittliche Teilchengröße von 49
nm.
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BEISPIEL 2
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Eine
Tintenstrahl-aufnahmefähige
Beschichtung wurde durch Zusammenmischen von 60 Teilen auf trockener
Basis der kationischen Core-Shell-Polymer-Zusammensetzung von Beispiel
1, 40 Teilen auf trockener Basis von CAB-O-SPERSE PG003 (eine 40%ige
wässrige
Dispersion von pyrogenem Aluminiumoxid, erhältlich von Cabot Corp.) und
10 Teilen auf trockener Basis einer kolloidalen Dispersion, die durch
Einstellen des pH-Werts der Core-Shell-Polymer-Zusammensetzung aus
Beispiel 1 auf 3,5 mit Milchsäure
hergestellt wurde, hergestellt. Der Feststoffanteil der erhaltenen
Tintenstrahl-aufnahmefähigen
Papierbeschichtung wurde mit entionisiertem Wasser auf 30 Gew.-%
eingestellt.
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Die
Beschichtung wurde auf Epson Heavyweight Matte-Papier unter Verwendung
eines Nr. 8 drahtumwickelten Stabs aufgetragen. Die beschichteten
Blätter
wurden dann für
5 Minuten bei 105°C getrocknet
und Testausdrucke wurden auf getrockneten Blättern unter Verwendung eines
Epson 880-Druckers erstellt. Die auf der Beschichtung erstellten Ausdrucke
wiesen sowohl hohe Farbdichte als auch scharfe Druckqualität auf.
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BEISPIEL 3
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Eine
Tintenstrahl-aufnahmefähige
Beschichtung wurde durch Zusammenmischen von 60 Teilen auf trockener
Basis der kationischen Core-Shell-Polymer-Zusammensetzung von Beispiel
1, 40 Teilen auf trockener Basis von CAB-O-SPERSE PG003 (eine 40%ige
wässrige
Dispersion von pyrogenem Aluminiumoxid, erhältlich von Cabot Corp.) und
10 Teilen auf trockener Basis von TRUDOT P2605 (einem Bindemittel,
erhältlich
von MeadWestvaco Corp.) hergestellt. Der Feststoffgehalt der erhaltenen
Tintenstrahl-aufnahmefähigen
Papierbeschichtung wurde mit entionisiertem Wasser auf 30 Gew.-%
eingestellt.
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Die
Beschichtung wurde auf Epson Heavyweight Matte-Papier unter Verwendung
eines Nr. 8 drahtumwickelten Stabs aufgetragen. Die beschichteten
Blätter
wurden dann für
5 Minuten bei 105°C getrocknet
und die Testausdrucke wurden auf getrockneten Blättern unter Verwendung eines
Epson 880-Druckers erstellt. Die auf der Beschichtung erstellten
Ausdrucke wiesen sowohl hohe Farbdichte als auch scharfe Druckqualität auf.
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BEISPIEL 4
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Eine
Core-Shell-Polymer-Zusammensetzung mit einem Säure-unlöslichen Emulsions-Polymer-Core
und einer säurelöslichen
Emulsions-Polymer-Shell wurde durch das folgende Verfahren hergestellt.
Ein Rundkolben, ausgerüstet
mit einem Thermometer, Rührer
und Heizmantel, wurde mit 393,6 g entionisiertem Wasser, 30,0 g
Arquad C-50-Tensid (eine 50%ige Lösung aus Dodecyltrimethylammoniumchlorid
in Isopropanol, erhältlich
von Akzo), 38,5 g Styrol, 2,0 g Methacryloyloxyethyltrimethylammoniumchlorid
(METAC) und einer Lösung aus
6,0 g V-50 (ein Azo-Radikalstarter, erhältlich von Wako Chemicals)
in 15,0 g entionisiertem Wasser befüllt. Das Gemisch wurde auf
60°C erhitzt
und 218,2 g Styrol und 11,5 g METAC wurden gleichzeitig während einer
3-stündigen
Zeitspanne zugegeben. Wenn die Monomer-Beschickung abgeschlossen war,
wurde die Temperatur der Reaktion auf 70°C erhöht und Rühren wurde für 1 Stunde
fortgesetzt. Das Core-Polymer wurde anschließend auf 60°C abgekühlt, eine Lösung aus 1,8 g V-50 in 32,0
g entionisiertem Wasser wurde zugegeben und eine Emulsion aus 70,0
g entionisiertem Wasser, 10,0 g Arquad C-50-Tensid, 18,0 g Styrol,
9,0 g Dimethylaminoethylmethacrylat und 3,0 g METAC wurde während einer
1-stündigen
Zeitspanne zugegeben. Wenn die Beschickung abgeschlossen war, wurde
die Temperatur der Reaktion auf 70°C erhöht und Rühren wurde für 1 Stunde
fortgesetzt. Nach dieser Zeitspanne wurde die Temperatur auf 85°C erhöht, 0,45
g t-Butylhydroperoxid und eine Lösung
aus 0,88 g Isoascorbinsäure
in 10,0 g entionisiertem Wasser wurde zugegeben und Rühren wurde
für eine
2-stündige
Zeitspanne zum Abfangen jeglichen Rest-Monomers fortgeführt.
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Die
erhaltene Core-Shell-Polymer-Zusammensetzung wies einen Feststoffgehalt
von 37,2%, eine Viskosität
von 26 cP, einen pH-Wert von 7,0 und eine durchschnittliche Teilchengröße von 52
nm auf.
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BEISPIEL 5
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Eine
Tintenstrahl-aufnahmefähige
Beschichtung wurde durch Zusammenmischen von 60 Teilen auf trockener
Basis der kationischen Core-Shell-Polymer-Zusammensetzung von Beispiel
4, 40 Teilen auf trockener Basis von CAB-O-SPERSE PG003 (eine 40%ige
wässrige
Dispersion von pyrogenem Aluminiumoxid, erhältlich von Cabot Corp.) und
10 Teilen auf trockener Basis einer kolloidalen Dispersion, die durch
Einstellen des pH-Werts der Core-Shell-Polymer-Zusammensetzung aus
Beispiel 4 auf 3,5 mit Milchsäure
erstellt wurde, hergestellt. Der Feststoffgehalt der erhaltenen
Tintenstrahl-aufnahmefähigen Papierbeschichtung
wurde mit entionisiertem Wasser auf 30 Gew.-% eingestellt.
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Die
Beschichtung wurde auf Epson Heavyweight Matte-Papier unter Verwendung
eines Nr. 8 drahtumwickelten Stabs aufgetragen. Die beschichteten
Blätter
wurden dann für
5 Minuten bei 105°C getrocknet
und Testausdrucke wurden auf getrockneten Blättern unter Verwendung eines
Epson 880-Druckers erstellt. Die auf der Beschichtung erstellten Ausdrucke
wiesen sowohl hohe Farbdichte als auch scharfe Druckqualität auf.
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BEISPIEL 6
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Eine
Core-Shell-Polymer-Zusammensetzung mit einem Säure-unlöslichen Emulsions-Polymer-Core
und einer säurelöslichen
Emulsions-Polymer-Shell wurde durch das folgende Verfahren hergestellt.
Ein Rundkolben, ausgerüstet
mit einem Thermometer, Rührer
und Heizmantel, wurde mit 393,6 g entionisiertem Wasser, 30,0 g
Arquad C-50-Tensid (eine 50%ige Lösung aus Dodecyltrimethylammoniumchlorid
in Isopropanol, erhältlich
von Akzo), 29,9 g Styrol, 1,6 g Methacryloyloxy ethyltrimethylammoniumchlorid
(METAC) und einer Lösung aus
6,0 g V-50 (ein Azo-Radikalstarter, erhältlich von Wako Chemicals)
in 15,0 g entionisiertem Wasser befÜllt. Das Gemisch wurde auf
60°C erhitzt
und 169,9 g Styrol und 8,9 g METAC wurden gleichzeitig während einer
3-stündigen
Zeitspanne zugegeben. Wenn die Monomer-Beschickung abgeschlossen war,
wurde die Temperatur der Reaktion auf 70°C erhöht und Rühren wurde für 1 Stunde
fortgesetzt. Das Core-Polymer wurde anschließend auf 60°C abgekühlt, eine Lösung aus 1,8 g V-50 in 32,0
g entionisiertem Wasser wurde zugegeben und eine Emulsion aus 70,0
g entionisiertem Wasser, 10,0 g Arquad C-50-Tensid, 45,0 g Styrol,
27,0 g Dimethylaminoethylmethacrylat, 9,0 g 2-Hydroxyethylmethacrylat und
9,0 g METAC wurde während
einer 1-stündigen Zeitspanne
zugegeben. Wenn die Beschickung abgeschlossen war, wurde die Temperatur
der Reaktion auf 70°C
erhöht
und Rühren
wurde für
1 Stunde fortgesetzt. Nach dieser Zeitspanne wurde die Temperatur
auf 85°C
erhöht,
0,45 g t-Butylhydroperoxid und eine Lösung aus 0,88 g Isoascorbinsäure in 10,0
g entionisiertem Wasser wurde zugegeben und Rühren wurde für eine 2-stündige Zeitspanne
zum Abfangen jeglicher Rest-Monomere fortgeführt.
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Die
erhaltene Core-Shell-Polymer-Zusammensetzung wies einen Feststoffgehalt
von 41,1%, eine Viskosität
von 56 cP, einen pH-Wert von 7,8 und eine durchschnittliche Teilchengröße von 97
nm auf.
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BEISPIEL 7
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Eine
Tintenstrahl-aufnahmefähige
Beschichtung wurde durch Zusammenmischen von 60 Teilen auf trockener
Basis der kationischen Core-Shell-Polymer-Zusammensetzung aus Beispiel
6, 40 Teilen auf trockener Basis von CAB-O-SPERSE PG003 (eine 40%ige
wässrige
Dispersion von pyrogenem Aluminiumoxid, erhältlich von Cabot Corp.) und
10 Teilen auf trockener Basis einer kolloidalen Dispersion, die durch
Einstellen des pH-Werts der Core-Shell-Polymer-Zusammensetzung aus
Beispiel 6 auf 3,5 mit Milchsäure
erhalten wurde, hergestellt. Der Feststoffgehalt der erhaltenen
Tintenstrahl-aufnahmefähigen Papierbeschichtung
wurde mit entionisiertem Wasser auf 30 Gew.-% eingestellt.
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Die
Beschichtung wurde auf Epson Heavyweight Matte-Papier unter Verwendung
eines Nr. 8 drahtumwickelten Stabs aufgetragen. Die beschichteten
Blätter
wurden dann für
5 Minuten bei 105°C getrocknet
und Testausdrucke wurden auf getrockneten Blättern unter Verwendung eines
Epson 880-Druckers erstellt. Die auf der Beschichtung erstellten Ausdrucke
wiesen sowohl hohe Farbdichte als auch scharfe Druckqualität auf.
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BEISPIEL 8
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Ein
Core-Shell-Partikel-Latex mit einem Säure-unlöslichen Emulsions-Polymer-Core und einer Säure-quellbaren
Emulsions-Polymer-Shell, die gebundene Ultraviolett-Absorptionsmittel
enthält,
wurde wie folgt hergestellt. In einen 2-Liter-Rundkolben, ausgerüstet mit
einem Rührer,
einem Rückflusskühler, zwei
zusätzlichen
Trichtern, einem Heizmantel und einem Temperaturregler, wurden 330
g entionisiertes Wasser, 30,0 g Arquad C-50 (ein kationisches Tensid,
erhältlich
von Akzo Nobel), 30,0 g Styrol, 1,6 g einer 75%igen wässrigen
Lösung
von Methacryloyloxyethyltrimethylammoniumchlorid (METAC) und einer
Lösung
aus 6,0 g V-50 (ein kationischer Starter, erhältlich von Wako Chemicals)
in 15,0 g Wasser gegeben. Die Beschickung wurde auf 60°C erhitzt
und 169,5 g Styrol und 9,9 g METAC wurden gleichzeitig über 3 Stunden
zugegeben. Dann wurde der Ansatz auf 70°C erhitzt und bei dieser Temperatur
für 1 Stunde
zum Abschließen
der Bildung des Core-Latex
gehalten. Der Ansatz wurde dann auf 60°C abgekühlt und eine Lösung aus
1,8 g V-50 in 32,0 g Wasser zugegeben. Dann wurde eine vorgemischte
Shell-Monomer-Beschickung über
1 Stunde zugegeben. Die Shell-Monomer-Beschickung wurde durch Befüllen eines
Kolbens mit 54,0 g Styrol, 4,5 g meta-TMI (ein Isocyanatfunktionelles styrolisches
Monomer, erhältlich
von Cytec Industries), 1,5 g TINUVIN 1130 (ein Hydroxyl-funktionelles
Ultraviolett-Absorptionsmittel, erhältlich von Ciba Speciality
Chemicals) und ein Tropfen Dibutylzinndilaurat erstellt. Dieses
Gemisch wurde bei Raumtemperatur über Nacht zur Bildung einer
Lösung
eines polymerisierbaren Ultraviolett-Absorptionsmittels in Styrol
reagieren gelassen. Zu dieser Lösung
wurden dann 27,0 g Dimethylaminoethylmethacrylat, 10,0 g Arquad
C-50 und 70,0 g Wasser zur Bildung einer voremulgierten Monomer-Beschickung
zugegeben. 9 g METAC wurden gleichzeitig mit dieser emulgierten Beschickung
zu dem Ansatz zugegeben. Wenn die Monomer-Beschickungen abgeschlossen
waren, wurde die Temperatur auf 70°C erhöht und 0,45 g t-Butylhydroperoxid
und eine Lösung
aus 0,88 g Isoascorbinsäure
in 10,0 g Wasser wurden zugegeben. Der Ansatz wurde dann auf 85°C erhitzt
und bei dieser Temperatur für
2 Stunden zur vollständigen
Polymerisation gehalten. Der erhaltene kationische Core-Shell-Partikel-Latex
wies einen Feststoffgehalt von 41,4%, einen pH-Wert von 7,6, eine
Viskosität von
60 cP und eine durchschnittliche Teilchengröße von 47 nm auf.
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BEISPIEL 9
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Eine
Core-Shell-Polymer-Zusammensetzung mit einem Säure-unlöslichen Emulsions-Polymer-Core
und einer Säure-quellbaren
Emulsions-Polymer-Shell, die ein gebundenes Ultraviolett-Absorptionsmittel
enthält,
kann wie folgt hergestellt werden. Ein 2-Liter-Rundkolben, ausgerüstet mit
einem Thermometer, Rührer
und Heizmantel, wird mit 393,6 g entionisiertem Wasser, 30,0 g Arquad
C-50-Tensid (eine 50%ige Lösung
aus Dodecyltrimethylammoniumchlorid in Isopropanol, erhältlich von
Akzo Nobel), 29,9 g Styrol, 1,6 g Methacryloyloxyethyltrimethylammoniumchlorid
(METAC) und einer Lösung
aus 6,0 g V-50 (ein Azo-Radikalstarter, erhältlich von Wako Chemicals)
in 15,0 g entionisiertem Wasser befüllt. Dieses Gemisch wird auf
60°C erhitzt
und 169,9 g Styrol und 8,9 g METAC werden gleichzeitig während einer
3-stündigen
Zeitspanne zugegeben. Wenn die Monomer-Beschickung abgeschlossen
ist, wird die Temperatur der Reaktion auf 70°C erhöht und Rühren wird für 1 Stunde fortgesetzt. Die
Core-Polymer-Komponente wird anschließend auf 60°C abgekühlt, eine Lösung aus 1,8 g V-50 in 32,0
g entionisiertem Wasser wird zugegeben und eine Lösung aus
10,8 g TINUVIN 796 (ein ethylenisch ungesättigtes Hydroxyphenylbenzotriazol-Ultraviolett-Absorptionsmittel,
erhältlich
von Ciba Speciality Chemicals), gelöst in 42,0 g Styrol und 27,0
g Dimethylaminoethylmethacrylat wird während einer 1-stündigen Zeitspanne
zugegeben. Eine getrennte Zugabe von 10,0 g METAC wird gleichzeitig
während
der 1-stündigen Zeitspanne
zu der Core-Polymer-Komponente zugegeben.
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Wenn
die Beschickungen abgeschlossen sind, wird die Temperatur der Reaktion
auf 70°C
erhöht
und Rühren
wird für
1 Stunde fortgesetzt. Nach dieser Zeitspanne wird die Temperatur
auf 85°C
erhöht,
0,45 g t-Butylhydroperoxid und eine Lösung aus 0,88 g Isoascorbinsäure in 10,0
g entionisiertem Wasser werden zugegeben und Rühren wird für eine 2-stündige Zeitspanne zum Abfangen
jeglichen Rest-Monomers fortgesetzt.
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BEISPIEL 10
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Eine
Tintenstrahl-aufnahmefähige
Beschichtung kann durch Zusammenmischen von 60 Teilen auf trockener
Basis der kationischen Core-Shell-Polymer-Zusammensetzung aus Beispiel
9, 40 Teilen auf trockener Basis von CAB-O-SPERSE PG003 (eine 40%ige
wässrige
Dispersion von pyrogenem Aluminiumoxid, erhältlich von Cabot Corp.) und
10 Teilen auf trockener Basis einer kolloidalen Dispersion, die durch Einstellen
des pH-Werts der Core-Shell-Polymer-Zusammensetzung aus Beispiel
9 auf 3,5 mit Milchsäure
erstellt wird, hergestellt werden.
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BEISPIEL 11
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Eine
Tintenstrahl-aufnahmefähige
Beschichtung kann durch Zusammenmischen von 60 Teilen auf trockener
Basis der kationischen Core-Shell-Polymer-Zusammensetzung aus Beispiel
9, 40 Teilen auf trockener Basis von LAB-O-SPERSE PG003 (eine 40%ige
wässrige
Dispersion von pyrogenem Aluminiumoxid, erhältlich von Cabot Corp.) und
10 Teilen auf trockener Basis von TRUDOT P2605 (ein Bindemittel,
erhältlich
von MeadWestvaco Corp.) hergestellt werden.
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BEISPIEL 12
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Eine
Core-Shell-Polymer-Zusammensetzung mit einem Säure-unlöslichen Emulsions-Polymer-Core
und einer Säure-quellbaren
Emulsions-Polymer-Shell, die ein gebundenes Ultraviolett-Absorptionsmittel
enthält,
kann wie folgt hergestellt werden. Ein 2-Liter-Rundkolben, ausgerüstet mit
einem Thermometer, Rührer
und Heizmantel, wird mit 394,0 g entionisiertem Wasser, 30,0 g Arquad
C-50-Tensid (eine 50%ige Lösung
aus Dodecyltrimethylammoniumchlorid in Isopropanol, erhältlich von
Akzo Nobel), 30,0 g Styrol, 1,5 g Methacryloyloxyethyltrimethylammoniumchlorid
(METAC) und einer Lösung
aus 6,0 g V-50 (ein Azo-Radikalstarter, erhältlich von Wako Chemicals)
in 15,0 g entionisiertem Wasser befüllt. Dieses Gemisch wird auf
60°C erhitzt
und 170,0 g Styrol und 8,5 g METAC werden gleichzeitig während einer
3-stündigen
Zeitspanne zugegeben. Wenn die Monomer-Beschickung abgeschlossen
ist, wird die Temperatur der Reaktion auf 70°C erhöht und Rühren wird für 1 Stunde fortgesetzt. Das
Core-Polymer wird anschließend
auf 60°C
abgekühlt,
eine Lösung aus
1,8 g V-50 in 32,0 g entionisiertem Wasser wird zugegeben und eine
Lösung
aus 6,3 g TINUVIN 796 (ein ethylenisch ungesättigtes Hydroxyphenylbenzotriazol-Ultraviolett-Absorptionsmittel,
erhältlich
von Ciba Speciality Chemicals), gelöst in 47,0 g Styrol und 28,0
g Dimethylaminoethylmethacrylat wird während einer 1-stündigen Zeitspanne
zugegeben. Eine getrennte Zugabe von 10,0 g METAC wird gleichzeitig
während
der 1-stündigen
Zeitspanne zu der Core-Polymer-Komponente zugegeben.
-
Wenn
die Beschickung abgeschlossen ist, wird die Temperatur der Reaktion
auf 70°C
erhöht und
Rühren
wird für
1 Stunde fortgesetzt. Nach dieser Zeitspanne wird die Temperatur
auf 85°C
erhöht, 0,45
g t-Butylhydroperoxid und eine Lösung
aus 0,88 g Isoascorbinsäure
in 10,0 g entionisiertem Wasser werden zugegeben und Rühren wird
für eine
2-stündige
Zeitspanne zum Abfangen jeglichen Rest-Monomers fortgesetzt.
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BEISPIEL 13
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Eine
Tintenstrahl-aufnahmefähige
Beschichtung kann durch Zusammenmischen von 60 Teilen auf trockener
Basis der kationischen Core-Shell-Polymer-Zusammensetzung aus Beispiel
12, 40 Teilen auf trockener Basis von CAB-O-SPERSE PG003 (eine 40%ige
wässrige
Dispersion von pyrogenem Aluminiumoxid, erhältlich von Cabot Corp.) und
10 Teilen auf trockener Basis einer kolloidalen Dispersion, die durch
Einstellen des pH-Werts der Core-Shell-Polymer-Zusammensetzung aus
Beispiel 5 auf 3,5 mit Milchsäure
erhalten wird, hergestellt werden.
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BEISPIEL 14
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Eine
Core-Shell-Polymer-Zusammensetzung mit einem Säure-unlöslichen Emulsions-Polymer-Core
und einer Säure-quellbaren
Emulsions-Polymer-Shell, die ein gebundenes Ultraviolett-Absorptionsmittel
enthält,
kann wie folgt hergestellt werden. Ein 2-Liter-Rundkolben, ausgerüstet mit
einem Thermometer, Rührer
und Heizmantel, wird mit 393,0 g entionisiertem Wasser, 29,0 g Arquad
C-50-Tensid (eine 50%ige Lösung
aus Dodecyltrimethylammoniumchlorid in Isopropanol, erhältlich von
Akzo Nobel), 31,0 g Styrol, 1,5 g Methacryloyloxyethyltrimethylammoniumchlorid
(METAC) und einer Lösung
aus 6,0 g V-50 (ein Azo-Radikalstarter, erhältlich von Wako Chemicals)
in 15,0 g entionisiertem Wasser befüllt. Dieses Gemisch wird auf
60°C erhitzt
und 169,9 g Styrol und 8,9 g METAC werden gleichzeitig während einer
3-stündigen
Zeitspanne zugegeben. Wenn die Monomer-Beschickung abgeschlossen
ist, wird die Temperatur der Reaktion auf 70°C erhöht und Rühren wird für 1 Stunde fortgesetzt. Das
Core-Polymer wird anschließend
auf 60°C
abgekühlt,
eine Lösung aus
1,8 g V-50 in 32,0 g entionisiertem Wasser wird zugegeben und eine
Lösung
aus 10,8 g TINUVIN 796 (ein ethylenisch ungesättigtes Hydroxyphenylbenzotriazol-Ultraviolett-Absorptionsmittel,
erhältlich
von Ciba Speciality Chemicals), gelöst in 34,0 g Styrol und 27,0
g Dimethylaminoethylmethacrylat wird während einer 1-stündigen Zeitspanne
zugegeben. Eine getrennte Zugabe von 9,0 g METAC und 9,0 g Hydroxyethylmethacrylat
wird gleichzeitig während
der 1-stündigen
Zeitspanne zu der Core-Polymer-Komponente zugegeben.
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Wenn
die Beschickung abgeschlossen ist, wird die Temperatur der Reaktion
auf 70°C
erhöht und
Rühren
wird für
1 Stunde fortgesetzt. Nach dieser Zeitspanne wird die Temperatur
auf 85°C
erhöht, 0,45
g t-Butylhydroperoxid und eine Lösung
aus 0,88 g Isoascorbinsäure
in 10,0 g entionisiertem Wasser werden zugegeben und Rühren wird
für eine
2-stündige
Zeitspanne zum Abfangen jeglichen Rest-Monomers fortgesetzt.
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BEISPIEL 15
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Eine
Tintenstrahl-aufnahmefähige
Beschichtung kann durch Zusammenmischen von 60 Teilen auf trockener
Basis der kationischen Core-Shell-Polymer-Zusammensetzung aus Beispiel
14, 40 Teilen auf trockener Basis von CAB-O-SPERSE PG003 (eine 40%ige
wässrige
Dispersion von pyrogenem Aluminiumoxid, erhältlich von Cabot Corp.) und
10 Teilen auf trockener Basis einer kolloidalen Dispersion, die durch
Einstellen des pH-Werts der Core-Shell-Polymer-Zusammensetzung aus
Beispiel 7 auf 3,5 mit Milchsäure
erhalten wird, hergestellt werden.