JP2003026940A - 着色剤、ディスパーション、分散剤及びインキ - Google Patents
着色剤、ディスパーション、分散剤及びインキInfo
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Abstract
する分散剤、分散剤を含む安定なディスパージョン及び
それよりなるインキの製造。 【解決手段】1〜50ナノメートルの範囲の平均直径を
有する架橋重合体ナノ粒子(PNP)と発色団を含む着
色剤であり、発色団はPNPに結合した形態を含み、P
NPは重合単位として少なくとも一つの多エチレン性不
飽和モノマーを含む着色剤、分散剤、ディスパーション
及びインキを用いる。
Description
ョン及びインキに関する。特に本発明は、1から50ナ
ノメートルの範囲の平均直径を有する架橋重合体ナノ粒
子(以後PNPと称される)を含む着色剤、分散剤、デ
ィスパーション及びインキに関する。本発明は、また、
着色剤、分散剤、ディスパーション及びインキを製造す
る方法に関する。
する物質、例えば、顔料及び染料を意味する。
線のような電磁線等の放射線の物質による散乱又は変化
を意味する。
光等の電磁線を変化させる化学単位を意味する。
物質を意味する。
質形態の着色物質を意味する。本発明の目的の範囲内
で、無機粒子は粒状鉱物、クレー、セラミック及び金属
等を含むが、これらに限定されない。
する分子のような非粒状形態の有機又は無機物質形態の
着色物質を意味する。
キ、塗料、プラスチック及びコーティング用のポリマー
ラテックス、;インキ、塗料、プラスチック及びコーテ
ィング用の顔料ディスパーション等の着色剤ディスパー
ション;セラミックディスパーション;金属粒子ディス
パーション;及び鉱物性ディスパーション(例えば、ス
ケール防止用のクレーディスパーション、安定化ライム
スラリー及び炭酸カルシウムの安定化ディスパーション
のような多くの用途に有用な微細分散粒子の液状ディス
パーションを意味する。
結、凝集、凝固、フロッキュレーション、相分離及び類
似の作用を防止するために、粒子を粒子ディスパーショ
ン全体に分布するよう維持するに有用な、粒子ディスパ
ーション中の分子を意味する。
粒子及び染料を含む液体に分散され得る。しかしなが
ら、有機顔料等の多くの着色剤は、しばしば一次顔料粒
子の集合体の大きな粉末状凝集物(100ミクロンより
大)として提供される。不幸にして、大きな粉末着色剤
凝集物のディスパーションを加えた物質の色彩品質は劣
悪である。従って、多くの着色剤は、例えば粉砕及び微
粉砕を通して多大なエネルギーの入力を必要とし、改良
した色彩品質を有する物質における使用のための、一次
顔料粒子のようなより小さな着色剤粒子のディスパーシ
ョンを製造するために特殊な分散剤の使用が要求され
る。染料は、一般に顔料よりもより分散性があるが、多
くの染料は熱、光及び放射線での暴露により退色する傾
向(貧弱な光堅牢度)がある。多くの染料は、また、移
行する傾向がある(すなわち「ブリード」)。有機顔料
は典型的に染料と比較してより良い耐光堅牢性を有し、
より移行が少ないが、典型的には、それらは上記したよ
うにより分散が難しい。改良された着色剤が求められ
る。
である。粒子ディスパーションは、粒子の凝固を防止す
るため有効な分散剤を要求する傾向にある。好適な分散
剤の例は、アニオン、カチオン及び非イオン性界面活性
剤及び重合体分散剤である。分散剤としての界面活性剤
は、二つの粒子の接近に際し不可逆性の凝固をもたらし
得る、粒子表面と連続相との間での動的移動性を有する
という欠点を有している。それらの分散剤としての有効
性は、また、ディスパーション中に存在する水混和性有
機溶媒の存在によって悪影響を及ぼされ得る。重合体分
散剤は、複数点において粒子表面に結合しているので、
それらは界面活性剤の幾つかの不都合なモードを受け易
すくはない。それらは、電荷及び立体安定性双方により
安定化することができる。しかしながら、重合体ディス
パーションでさえ、安定化ポリマー鎖の崩壊又は粒子表
面から重合体分散剤の脱離の原因となり得る、種々の有
機添加剤の存在により悪影響を及ぼされ得る。改良され
た分散剤及びディスパーションが求められている。
リマーは、様々なインキにおけるバインダーとして広く
使用されている。インクジェットプリンターに使用され
るインキ配合物の成分としてのエマルションポリマー
は、印刷される物品に有益な性質を付与するのに利点が
ある。水堅牢度、耐ハイライト性、耐ウエットラブ(w
et rub)性、耐ドライラブ(dry rub)性
及び基体接着性のような特性は、全て好適なバインダー
の選択により向上され得る。しかし、インキ配合物内の
ラテックスバインダーの存在は、プリントヘッドのイン
キ性能を著しく劣化させる傾向がある。インキ配合物に
おけるラテックスバインダーの存在は、多くの異なるモ
ードにより結果としてプリンター性能の劣化に結びつき
得る。例えば、熱インクジェトプリントヘッドは、30
0℃以上の温度に達しうる抵抗発熱体を有する。ラテッ
クスバインダーは、この温度で劣化し、発熱体を汚染
し、発熱体表面にフィルムを形成し得る。これらの問題
は、インキに与えられた熱エネルギーの程度を変化させ
てしまい、貧弱なプリント性能の原因となる。これらの
条件下で、ラテックスバインダーは、また、それら自身
で凝固することができ、又は若し存在するならば分散し
た顔料で凝固することができる。斯かる凝固は、粘度又
は表面張力のようなインキの物理的特性に変化を蒙らせ
ることにより、又はプリントヘッドのノズルを物理的に
詰まらせることによりプリント性能を劣化し得る。プリ
ントヘッドにおいて、高剪断条件が、プリントヘッドを
通して高い頻度のインキ放出及び小さな寸法のプリント
ヘッドに起因して存在する。斯かる剪断条件は、また、
ラテックス自身の凝固、分散顔料とラテックスバインダ
ーとの凝固又はプリントヘッド内部表面上へのラテック
スバインダーの吸着を引き起こし得る。高剪断条件は、
熱的プリントヘッドに存在するばかりでなく、他の種類
のインクジェットプリントヘッド並びに圧電性プリント
ヘッドにおいても存在する。改良されたインキが求めら
れている。
提供することを追求するものである。これらの課題は、
着色剤の大きさ、モルホロジー、分散性及び安定性が改
良された新規な着色剤を提供することにより解決され
る。本発明は、また、上記した分散剤の欠点に悩まされ
ることのない分散剤を提供することを追求する。本発明
は、また、改良された安定性を有するディスパーショ
ン、特に着色剤ディスパーションを提供することを追求
するものである。本発明は、また、改良した特性を有す
るインキ、特にインクジェットインキを提供することを
追求するものである。
ィスパーション及びインキ内にPNPを含ませることに
より克服され得ることが、ここで見出された。有用なP
NPは、1から50ナノメートルの範囲の平均直径を有
し、重合単位として少なくとも一つの多エチレン性不飽
和モノマーを有する。
PNP分散剤を使用したものと比較して、本発明のPN
P分散剤を使用した場合にそれらの粘度が減少する点で
特に有用である。
ルの範囲の平均直径を有するPNPを含み、そのPNP
は重合単位として少なくとも一つの多エチレン性不飽和
モノマー及び発色団を含有し、その発色団はPNP上に
含まれ、又はその内部に含まれ、又は物理的に又は化学
的にPNPと会合している。PNPは、本発明の着色剤
をして顔料のような現行の着色剤と比較して改良した粒
径制御及びモルホロジー制御をなさしめる。本発明の着
色剤は、例えばインキ、コーティング及びプラスチック
におけるような様々な用途に使用され得る。
も一つの発色団及び1から50ナノメートルの範囲の平
均直径を有するPNPを含む着色剤であって、該PNP
は重合単位として少なくとも一つの多エチレン性不飽和
モノマーを含む着色剤が提供される。
に分散した粒子及びPNPを含み、該PNPは1から5
0ナノメートルの範囲の平均直径を有し、該PNPは重
合単位として少なくとも一つの多エチレン性不飽和モノ
マーを含むディスパージョンが提供される。
ディスパーションを含むインキが提供される。
メートルの範囲の平均直径を有する少なくとも一つのP
NPを含み、該PNPは重合単位として少なくとも一つ
の多エチレン性不飽和モノマーを含む分散剤が提供され
る。
として少なくとも一つの多エチレン性不飽和モノマーを
含み、1から50ナノメートルの範囲の平均直径を有す
るPNPを形成し、少なくとも一つの発色団を該PNP
の少なくとも一部に結合させることを含む、着色剤を提
供する方法が提供される。
0ナノメートルの範囲の平均直径を有するPNPを形成
し、該PNPは重合単位として少なくとも一つの多エチ
レン性不飽和モノマーを含む;及び該PNPの少なくと
も一部に少なくとも一つの発色団を結合させることを含
む着色剤の提供法が提供される。
らかに特段の断りのない限り次の意味を有する:C=摂
氏度;μm=ミクロン;UV=紫外線;rpm=1分当
たりの回転数;nm=ナノメートル;J=ジュール;c
c=立法センチメートル;g=グラム;wt%=重量パ
ーセント;L=リットル;mL=ミリリットル;PVC
=(着色剤の総容積)/(着色剤の総容積プラス全ての他
の不揮発性成分の総容積);MIAK=メチルイソアミ
ルケトン;MIBK=メチルイソブチルケトン;BA=
ブチルアクリレート;AA=アクリル酸;MAA=メタ
クリル酸;PS=粒径=平均直径;PMA=ポリ(メチ
ルアクリレート);CyHMA=シクロヘキシルメタク
リレート;EG=エチレングリコール;DPG=ジプロ
ピレングリコール;DEA=ジエチレングリコールエチ
ルエーテルアセテート;BzA=ベンジルアクリレー
ト;BzMA=ベンジルメタクリレート;MAPS=M
ATS=(トリメトキシルシリル)プロピルメタクリレ
ート;PETTA=ペンタエリトリットテトラ/トリア
セテート;PPG4000DMA=ポリプロピレングリ
コール4000ジメタクリレート;OFPMA=オクタ
フルオロペンチルメタクリレート;DPEPA;ジペン
タエリトリットペンタアクリレート;TMSMA=トリ
メチルシリルメタクリレート;MOPTSOMS=メタ
クリルオキシプロピルビス(トリメチルシロキシ)メチ
ルシラン;MOPMDMOS;3‐メタクリルオキシプ
ロピルメチルジメトキシシラン;TAT=トリアリル‐
1,3,5‐トリアジン‐2,4,6‐(1H、3H、
5H)-トリオン;IBOMA=イソボルニルメタクリ
レート;PGMEA=プロピレングリコールモノメチル
エーテルアセテート;PEGMEMA475=ポリ(エ
チレングリコールメチルエーテル)メタクリレートMw
=475;及びPGDMA=プロピレングリコールジメ
タクリレート。
メタクリル双方を含み、用語「(メタ)アクリレート」
はアクリレート及びメタクリレート双方を含む。同様
に、用語「(メタ)アクリルアミド」はアクリルアミド
及びメタクリルアミド双方を意味する。「アルキル」は
直鎖、分岐及び環状アルキル基を含む。
字を含み、組み合わせ可能である。
は、双方を含む形態を意味し、例えば、「A又はB」が
真実であるとの状態は、Aが真実;Bが真実;A及びB
が両方真実である、の内の少なくとも一つが満足される
場合をここでは表す。
の平均直径を有するPNPを含む着色剤、分散剤、ディ
スパーション及びインキを目的にしており、該PNPは
重合単位として少なくとも一つの多エチレン性不飽和モ
ノマーを含む。
不飽和モノマーのフリーラジカル重合によって形成され
る。典型的には、PNPは、PNPの重量を基準にして
少なくとも1重量%の、少なくとも一つの重合された多
エチレン性不飽和モノマーを含有する。PNPの重量を
基準にして100%以下の重合された多エチレン性不飽
和モノマーが、本発明のPNPに有効に使用され得る。
好ましくは、重合された多エチレン性不飽和モノマーの
量は、PNPの重量を基準にして1%から80%、より
好ましくはPNPの重量を基準にして1%から60%、
最も好ましくはPNPの重量を基準にして1%から25
%である。
飽和モノマーとしては、例えば、トリビニルベンゼン、
ジビニルトルエン、ジビニルピリジン、ジビニルナフタ
レン及びジビニルキシレン;及びエチレングリコールジ
アクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレー
ト、ジエチレングリコールジビニルエーテル、トリビニ
ルシクロヘキサン、アリルメタクリレート(「ALM
A」)、エチレングリコールジメタクリレート(「EG
DMA」)、ジエチレングリコールジメタクリレート
(「DEGDMA」)、プロピレングリコールジメタク
リレート、プロピレングリコールジアクリレート、トリ
メチロールプロパントリメタクリレート(「TMPTM
A」)、ジビニルベンゼン(「DVB」)、2,2-ジ
メチルプロパン‐1,3‐ジアクリレート、1,3‐ブ
チレングリコールジアクリレート、1,3‐ブチレング
リコールジメタクリレート、1,4‐ブタンジオールジ
アクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、
ジエチレングリコールジメタクリレート、1,6‐ヘキ
サンジオールジアクリレート、1,6‐ヘキサンジオー
ルジメタクリレート、トリプロピレングリコールジアク
リレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、
テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレ
ングリコール200ジアクリレート、テトラエチレング
リコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジ
メタクリレート、エトキシル化ビスフェノールAジアク
リレート、エトキシル化ビスフェノールAジメタクリレ
ート、ポリエチレングリコール600ジメタクリレー
ト、ポリ(ブタンジオール)ジアクリレート、ペンタエ
リトリットトリアクリレート、トリメチロールプロパン
トリエトキシトリアクリレート、グリセロールプロポキ
シトリアクリレート、ペンタエリトリットテトラアクリ
レート、ペンタエリトリットテトラメタクリレート、ジ
ペンタエリトリットモノヒドロキシペンタアクリレー
ト、ジビニルシラン、トリビニルシラン、ジメチルジビ
ニルシラン、ジビニルメチルシラン、メチルトリビニル
シラン、ジフェニルジビニルシラン、ジビニルフェニル
シラン、トリビニルフェニルシラン、ジビニルメチルフ
ェニルシラン、テトラビニルシラン、ジメチルビニルジ
シロキサン、ポリ(メチルビニルシロキサン)、ポリ
(ビニルヒドロシロキサン)、ポリ(フェニルビニルシ
ロキサン)、及びそれらの混合物のようなジ‐、トリ
‐、テトラ‐又はより高次の多官能性エチレン性不飽和
モノマーが含まれる。
る好適なエチレン性不飽和モノマーとしては、(メタ)
アクリル酸、(メタ)アクリルアミド、アルキル(メ
タ)アクリレート、アルケニル(メタ)アクリレート、
芳香族(メタ)アクリレート、ビニル芳香族モノマー、
ホスホエチル(メタ)アクリレート(「PEM」)のよ
うなリン含有化合物、酢酸ビニル、含窒素化合物及びそ
れらのチオ類似体、マレエート、モノ‐及びジアルキル
エステル、マレイン酸、フマル酸、マレアメート(ma
leamates)及びビニル芳香族とのそれらのコポ
リマー、ビニルエーテル、ビニルスルフィド及び置換エ
チレンモノマーが含まれるが、これらに限定されない。
タ)アクリレートとしては、(C1〜C24)アルキル
(メタ)アクリレートである。適当なアルキル(メタ)
アクリレートとしては、「ローカット(low cu
t)」アルキル(メタ)アクリレート、「ミッドカット
(mid cut)」アルキル(メタ)アクリレート及び
「ハイカット(high cut)」アルキル(メタ)
アクリレートが含まれるが、これらに限定されない。
ートは、典型的にはアルキル基が1から6の炭素原子を
含むものである。適当なローカットアルキル(メタ)ア
クリレートとしては、メチルメタクリレート(「MM
A」),メチルアクリレート、エチルアクリレート、プ
ロピルメタクリレート、ブチルメタクリレート(「BM
A」)、ブチルアクリレート(「BA」)、イソブチル
メタクリレート(「IBMA」)、ヘキシルメタクリレ
ート、シクロヘキシルメタクリレート、シクロヘキシル
アクリレート及びこれらの混合物が含まれるが、これら
に限定されない。
レートは、典型的にはアルキル基が7から15の炭素原
子を含むものである。適当なミッドカットアルキル(メ
タ)アクリレートとしては、2‐エチルヘキシルアクリ
レート(「EHA」)、2‐エチルヘキシルメタクリレ
ート、オクチルメタクリレート、デシルメタクリレー
ト、イソデシルメタクリレート( 「IDMA」、 分岐
(C10)アルキル異性体混合物に基づく)、ウンデシ
ルメタクリレート、ドデシルメタクリレート(ラウリル
メタクリレートとしても知られる)、トリデシルメタク
リレート、テトラデシルメタクリレート(ミリスチルメ
タクリレートとしても知られる)、ペンタデシルメタク
リレート及びそれらの混合物が含まれるが、これらに限
定されない。有用な混合物としては、ドデシル‐ペンタ
デシルメタクリレート(「DPMA」)、ドデシル、ト
リデシル、テトラデシル及びペンタデシルメタクリレー
トの直鎖及び分岐鎖異性体の混合物;及びラウリル‐ミ
リスチルメタクリレート(「LMA」)が含まれる。
ートは、典型的にはアルキル基が16から24の炭素原
子を含むものである。適当なハイカットアルキル(メ
タ)アクリレートとしては、ヘキサデシルメタクリレー
ト、ヘプタデシルメタクリレート、オクタデシルメタク
リレート、ノナデシルメタクリレート、コシルメタクリ
レート、エイコシルメタクリレート及びこれらの混合物
が含まれるが、これらに限定されない。有用なハイカッ
トアルキル(メタ)アクリレートとしては、ヘキサデシ
ル、オクタデシル、コシル及びエイコシルメタクリレー
トの混合物であるセチル‐エイコシルメタクリレート
(「CEMA」);及びヘキサデシル及びオクタデシル
メタクリレートの混合物であるセチル‐ステアリルメタ
クリレート(「SMA」)が含まれるが、これらに限定
されない。
キル(メタ)アクリレートは、一般的に工業品質の長鎖
脂肪族アルコールを使用して標準エステル化操作により
製造され、これらの商業的に入手可能なアルコールは、
アルキル基が10から15又は16から20の炭素原子
を含む鎖長の間で変動するアルコールの混合物である。
これらのアルコールの例は、ビスタケミカル(現在では
サソール)カンパニーの種々のチーグラー触媒によって
製造されるアルフォール(ALFOL)アルコール、即
ち、アルフォール1618及びアルフォール1620、
シェルケミカルカンパニーのチーグラー触媒によって製
造される種々のネオドール(NEODOL)アルコー
ル、即ち、ネオドール25L及びプロクターアンドギャ
ンブル社のTA‐1618及びCO‐1270等の天然
物由来アルコールである。結論として、本発明の目的の
ためには、アルキル(メタ)アクリレートは、個々の名
称のアルキル(メタ)アクリレート製品ばかりでなく、
示されたアルキル(メタ)アクリレートが主成分である
アルキル(メタ)アクリレートの混合物をも含むことが
意図されている。
ートモノマーは、単一モノマーでもよいし、アルキル部
分に異なる数の炭素原子を有するものの混合物であって
もよい。また、本発明に有用な(メタ)アクリルアミド
及びアルキル(メタ)アクリレートモノマーは、任意に
置換されてもよい。任意に置換された、適当な(メタ)
アクリルアミド及びアルキル(メタ)アクリレートモノ
マーとしては、ヒドロキシ(C2‐C6)アルキル(メ
タ)アクリレート、ジアルキルアミノ(C2‐C6)‐
アルキル(メタ)アクリレート及びジアルキルアミノ
(C2‐C6)アルキルメタアクリルアミドが含まれる
が、これらに限定されない。
モノマーの例としては、アルキル基に一つ以上の水酸基
を有するもの、例えば、アルキル基のβ位(2の位置)
に水酸基が見出されるものである。置換アルキル基が分
岐又は非分岐の(C2‐C 6)アルキル基であるヒドロ
キシアルキル(メタ)アクリレートモノマーが好まし
い。好適なヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートモ
ノマーとしては、2‐ヒドロキシエチルメタクリレート
(「HEMA」)、2‐ヒドロキシエチルアクリレート
(「HEA」)、2‐ヒドロキシプロピルメタクリレー
ト、1‐メチル‐2‐ヒドロキシエチルメタクリレー
ト、2‐ヒドロキシプロピルアクリレート、1‐メチル
‐2‐ヒドロキシエチルアクリレート、2‐ヒドロキシ
ブチルメタクリレート、2‐ヒドロキシブチルアクリレ
ート及びこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定
されない。好ましいヒドロキシアルキル(メタ)アクリ
レートモノマーは、HEMA、1‐メチル‐2‐ヒドロ
キシエチルメタクリレート、2‐ヒドロキシプロピルメ
タクリレート及びそれらの混合物である。後者の二つの
モノマー混合物は、一般に「ヒドロキシプロピルメタク
リレート」又は「HPMA」と呼ばれている。
ート及び(メタ)アクリルアミドモノマーの例は、アル
キル基中にジアルキルアミノ基又はジアルキルアミノア
ルキル基を有するものである。斯かる置換(メタ)アク
リレート及び(メタ)アクリルアミドの例としては、ジ
メチルアミノエチルメタクリレート、ジメチルアミノエ
チルアクリレート、N,N‐ジメチルアミノエチルメタ
クリルアミド、N,N‐ジメチル‐アミノプロピルメタ
クリルアミド、N,N‐ジメチルアミノブチルメタクリ
ルアミド、N,N‐ジエチルアミノエチルメタクリルア
ミド、N,N‐ジエチルアミノプロピルメタクリルアミ
ド、N,N‐ジエチルアミノブチルメタクリルアミド、
N‐(1,1‐ジメチル‐3‐オキソブチル)アクリル
アミド、N‐(1,3‐ジフェニル‐1‐エチル‐3‐
オキソブチル)アクリルアミド、N‐(1−メチル‐1
‐フェニル‐3‐オキソブチル)メタクリルアミド及び
2‐ヒドロキシエチルアクリルアミド、アミノエチルエ
チレンウレアのN‐メタクリルアミド、N‐メタクリロ
キシエチルモルフォリン、ジメチルアミノプロピルアミ
ンのN‐マレイミド及びこれらの混合物が挙げられる
が、これらに限定されない。
ートモノマーは、γ‐プロピルトリ(C1〜C6)アル
コキシシリル(メタ)アクリレート、γ‐プロピルトリ
(C 1〜C6)アルキルシリル(メタ)アクリレート、
γ‐プロピルジ(C1〜C6)アルコキシ(C1〜
C6)アルキルシリル(メタ)アクリレート、γ‐プロ
ピルジ(C1〜C6)アルキル(C1〜C6)アルコキ
シシリル(メタ)アクリレート、ビニルトリ(C1〜C
6)アルコキシシリル(メタ)アクリレート、ビニルジ
(C1〜C6)アルコキシ(C1〜C6)アルキルシリ
ル(メタ)アクリレート、ビニル(C1〜C6)アルコ
キシジ(C1〜C6)アルキルシリル(メタ)アクリレ
ート、ビニルトリ(C1〜C6)アルキルシリル(メ
タ)アクリレート及びこれらの混合物等の珪素含有モノ
マーである。
ル芳香族モノマーとしては、スチレン(「STY」)、
α‐メチルスチレン、ビニルトルエン、p‐メチルスチ
レン、エチルビニルベンゼン、ビニルナフタレン、ビニ
ルキシレン、及びこれらの混合物が含まれるが、これら
に限定されない。ビニル芳香族モノマーとしては、ま
た、ハロゲン化誘導体、即ち、フッ素、塩素又は臭素等
の1以上のハロゲン基を含む誘導体;及びニトロ、シア
ノ、(C1〜C10)アルコキシ、ハロ(C1〜
C10)アルキル、カルブ(C1〜C10)アルコキ
シ、カルボキシ、アミノ、(C1〜C10)アルキルア
ミノ誘導体等のそれらの相当する置換対応物が含まれ
る。
素化合物及びチオ類似化合物としては、2‐ビニル-ピ
リジン又は4‐ビニルピリジン等のビニルピリジン;2
‐メチル‐5‐ビニルピリジン、2‐エチル‐5‐ビニ
ルピリジン、3‐メチル‐5‐ビニルピリジン、2,3
‐ジメチル‐5‐ビニルピリジン及び2‐メチル‐3‐
エチル‐5‐ビニル‐ピリジン等の(C1〜C8)低級
アルキル置換N‐ビニルピリジン;メチル置換キノリン
及びイソキノリン;N-ビニルカプロラクタム;N‐ビ
ニルブチロラクタム;N‐ビニルピロリドン;ビニルイ
ミダゾール;N‐ビニルカルバゾール;N‐ビニルスク
シンイミド;(メタ)アクリロニトリル;o‐,m‐又
はp‐アミノスチレン;マレイミド;N‐ビニルオキサ
ゾリドン;N、N‐ジメチルアミノエチル‐ビニルエー
テル;エチル‐2‐シアノアクリレート;ビニルアセト
ニトリル;N‐ビニルフタルイミド;N‐ビニル‐チオ
‐ピロリドン、3‐メチル‐1‐ビニルピロリドン、4
‐メチル‐1‐ビニルピロリドン、5‐メチル‐1‐ビ
ニルピロリドン、3‐エチル‐1‐ビニルピロリドン、
3‐ブチル‐1‐ビニルピロリドン、3,3‐ジメチル
‐1‐ビニルピロリドン、4,5‐ジメチル‐1‐ビニ
ルピロリドン、5,5‐ジメチル‐1‐ビニルピロリド
ン、3,3,5‐トリメチル‐1‐ビニルピロリドン、
4‐エチル‐1‐ビニルピロリドン、5‐メチル‐5‐
エチル‐1‐ビニルピロリドン及び3,4,5‐トリメ
チル‐1‐ビニルピロリドン等のN-ビニルピロリド
ン;ビニルピロール;ビニルアニリン;及びビニルピペ
リジンが含まれるが、これらに限定されない。
な置換エチレンモノマーとしては、アリルモノマー、酢
酸ビニル、ビニルホルムアミド、塩化ビニル、塩化ビニ
ルベンジル(「VBC」)、フッ化ビニル、臭化ビニ
ル、塩化ビニリデン、フッ化ビニリデン及び臭化ビニリ
デンが含まれるが、これらに限定されない。
取り込むのに有用な種々の置換ビニルモノマー及び官能
化ビニルモノマーが、また、米国特許出願公開US20
020025994A1号において提供される。
ン重合、サスペンション重合、非水性ディスパーション
重合又は溶液重合により調製され得る。ここで「溶液重
合」とは、ポリマーの溶媒である水性又は非水性媒体に
おけるフリーラジカル付加重合を意味する。ここで「ポ
リマーの溶媒」とは、架橋不在のポリマーが重合体媒体
中で可溶性であることを意味し、約20重量%未満の多
エチレン性不飽和モノマーを含有するポリマーについて
架橋モノマー不在の同一条件下で製造されたポリマーの
溶解度に基づいて或いはここで開示される溶解度マップ
に基づいた重合媒体の選択により予見され得る。
斯かる溶媒の例としては、アルカン、フッ化炭化水素及
び芳香族炭化水素、エーテル、ケトン、エステル、アル
コール及びこれらの混合物のような炭化水素が挙げられ
るが、これらに限定されない。特に好適な溶媒として
は、ドデカン、メシチレン、キシレン、ジフェニルエー
テル、ガンマ‐ブチロラクトン、酢酸エチル、乳酸エチ
ル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテー
ト、カプロラクトン、2-ヘプタノン、メチルイソブチ
ルケトン、ジイソブチルケトン、プロピレングリコール
モノメチルエーテル、デカノール及びt-ブタノール等
が含まれる。
溶媒及びモノマーの一部の混合物を、撹拌機、温度計及
び還流凝縮器を装備した反応容器に充填して調製され得
る。モノマー充填物は、典型的にはモノマー、開始剤及
び連鎖移動剤から適切に構成される。溶媒又は溶媒/モ
ノマーヒール充填物は、撹拌を伴い窒素ブランケット下
で約55℃から約125℃の温度まで加熱される。ヒー
ル充填物が重合を開始するに十分な温度に達した後で、
モノマー充填物又はモノマー充填物の残りが、反応を所
望の反応温度に維持しながら15分から4時間の期間に
わたり反応容器に添加される。モノマー混合物添加の完
了後、溶媒内の追加の開始剤は反応に供給されることが
でき及び/又は静置期間が採用され得る。
れ得る。本発明に有用なエマルションポリマーは、最初
に水及び一部のモノマーエマルションを撹拌機、温度計
及び還流凝縮器を装備した反応容器に充填することによ
り一般に調製される。典型的には、モノマーエマルショ
ンはモノマー、界面活性剤、開始剤及び連鎖移動剤から
適切に構成される。モノマーエマルションの初期充填
は、撹拌を伴い窒素ブランケット下で約55℃から約1
25℃の温度まで加熱される好適な反応容器に添加され
る。シード充填物が重合開始に十分な温度に到達した後
で、モノマーエマルション又はモノマーエマルションの
残りが反応を所望の反応温度に維持しながら15分から
4時間の期間にわたり反応容器に添加される。モノマー
エマルション添加の完了後、追加の開始剤が反応に供給
されることができ及び/又は静置期間が採用され得る。
ロセスで遂行され得る。斯かるバッチプロセスにおいて
は、エマルションポリマーは、水、モノマー、界面活性
剤、開始剤及び連鎖移動剤を適切に窒素ブランケット下
で撹拌を伴いながら反応容器に充填することにより調製
される。モノマーエマルションは、重合を遂行するため
に約55℃から約125℃の温度に加熱される。モノマ
ー混合物添加の完了後、追加の開始剤が反応に供給され
ることができ及び/又は静置期間が採用され得る。
/DEGDMA、MMA/DEGDMA、MMA/MA
PS/DEGDMA、MMA/MAPS/PETTA、
MMA/MAPS/PPG4000DMA、MMA/M
APS/DPEPA、MAPS/DEGDMA、BA/
DEGDMA、MMA/MAPS/TMPTMA、MM
A/MAPS/DVB、STY/MAPS/DVB、B
A/MAPS/DVB、BA/TMSMA/DVB、B
A/MOPTSOMS/DVB、BA/MOPMDMO
S/DVB、BA/MAPS/TAT、ALMA/BA
/DVB、IBOMA/MAPS/DVB、IBOA/
MAPS/DVB、BA/DVB、BA/PGDMA、
BA/ALMA、BA/TMPTMA、BA/DPEP
A、EHA/DVB、EHA/ALMA、EHA/TM
PTMA、EHA/DPEPA、STY/DVB、ST
Y/ALMA、EHA/STY/ALMA、MMA/B
A/ALMA、STY/MMA/DVB、MMA/ブタ
ジエン/STY、MMA/EA/ALMA、BA/AL
MA/MATS、STY/MATS/DVB、MMA/
BA/MATS、STY/MMA/MATS/DVB、
MMA/BA/MATS/ALMA、BzA/TMPT
MA、BzA/DVB、IDMA/BzMA及びMMA
/ALMA/MATSが挙げられる。
なPNPとしては、MMA/AA/TMPTA、MMA
/MAA/TMPTA、MMA/AA/ALMA、BA
/MMA/AA/TMPTA、BA/AA/TMPT
A、MMA/2‐EHA/AA/TMPTA、STY/
MMA/AA/TMPTA、BA/STY/AA/TM
PTA、STY/MMA/AA/AAEM/TMPT
A、AA/TMPTA、AA/ALMA、MAA/TM
PTA、MMA/PEM/TMPTA及びMMA/AA
/PEM/TMPTAが含まれる。
ート(「DMAPMA」)及びジメチルアミノエチルメ
タクリレート(「DMAEMA」)のようなアミンモノ
マーから重合された単位を含有する好適なPNPとして
は、MMA/DMAPMA/TMPTA、MMA/DM
AEMA/TMPTA、MMA/DMAPMA/ALM
A、BA/MMA/DMAEMA/TMPTA、BA/
DMAPMA/TMPTA、MMA/2‐EHA/DM
AEMA/TMPTA、STY/MMA/DMAPMA
/TMPTA、BA/STY/DMAEMA/TMPT
A、STY/MMA/DMAPMA/AAEM/TMP
TA、DMAEMA/TMPTA、DMAPMA/AL
MA,DMAEMA/TMPTA、MMA/DMAPM
A/TMPTA及びMMA/DMAEMA/PEM/T
MPTAが含まれる。
剤の選択、全固形分濃度、多官能性モノマーの種類と
量、連鎖移動剤の種類と量、開始剤量及び反応条件の選
択のような方法によって達成され得る。粒径(平均粒子
直径)は標準動的光散乱技術を使用して決定され、相関
関数はコンチン(CONTIN)等のラプラス変換法を
使用してハイドロダイナミックサイズに変換され得る。
剤には、例えば1以上のペルオキシエステル、ジアルキ
ルペルオキシド、アルキルヒドロペルオキシド、過硫酸
塩、アゾ開始剤及びレドックス開始剤等が含まれる。有
用なフリーラジカル開始剤としては、過酸化ベンゾイ
ル、t‐ブチルペルオクトエート、t‐アミルペルオキ
シピバレート、クメンヒドロペルオキシド、及びアゾイ
ソブチルニトリル及び2,2´-アゾビス(2-メチルブ
タンニトリル)のようなアゾ化合物が挙げられるが、こ
れらに限定されない。フリーラジカル開始剤は、t-アミ
ルペルオキシピバレートであることが好ましい。使用さ
れるフリーラジカル開始剤の量は、典型的には全モノマ
ーの重量を基準にして0.05から10重量%である。
調製するのに任意に使用され得る。好適な連鎖移動剤と
しては、例えば、ドデシルメルカプタンのようなアルキ
ルメルカプタン及びトルエンのような活性水素を有する
芳香族炭化水素が挙げられる。
0,000の範囲、好ましくは1,000から900,
000の範囲、より好ましくは2,000から800,
000の範囲、いっそうより好ましくは3,000から
700,000の範囲、いっそう更に好ましくは4,0
00から600,000、いっそうより更に好ましくは
5,000から500,000、実質的により好ましく
は10,000から500,000及び最も好ましくは
15,000から100,000の範囲の「見掛けGP
C重量平均分子量」を有する。ここで使用される「見掛
け重量平均分子量」はPNP粒子径を反映する。PNP
のGPC溶出時間は、見掛け重量平均分子量測定の尺度
を提供するが、絶対的な平均重量分子量測定では必ずし
もない。ここで使用される用語「分子量」は、PNPに
ついて記載されるとき、標準ゲル浸透クロマトグラフィ
ー法、例えば40℃においてTHF溶媒,3Plgel
カラム(ポリマーラブ(Polymer Labs))、
100オングストローム、103、104オングストロ
ーム、30cm長、7.8mm内径、1ミル/分、10
0マイクロリットル注入容積、ポリマーラブのカリバー
(CALIBRE:商標)ソフトウェアを使用して狭分
散ポリスチレン標準試料を使用して得られる見掛け分子
量を意味する。
限り、PNPは、1から50nmの範囲、好ましくは1
から40nmの範囲、より好ましくは1から30nmの
範囲、いっそうより好ましくは1から25nmの範囲、
更により好ましくは1から20nmの範囲、いっそう更
により好ましくは1から15nmの範囲、実質的により
好ましくは1から10nm及び最も好ましくは2から8
nmの範囲の平均直径を有する。
る後官能化は当分野で公知の様々な技術によって官能化
され得る。PNPの後重合官能化は、着色剤を製造する
ための染料及び発色団を結合するに際し、分散剤及び着
色剤を製造するために顔料に結合するに際し、及びPN
Pをディスパーション及びインキ組成物に相溶化するに
際し有益であり得る。
集的であり、液体状態又は乾燥状態でのディスパーショ
ン又はインキと、又はその中に分散可能、混和可能又は
そうでなければで実質的に相溶性である。PNPと残り
のインキ又は他の組成物との相溶性は、たとえばデルタ
d、デルタp、デルタh及びデルタvのファン クレベ
レン(Van Ktrevelen)パラメーターのよ
うなそれらの溶解度を適合させることにより決定され
る。例えば、ファン クレベレン等の「ポリマー特性。
それらの評価及び化学構造との相関」、Elsevie
r Scientific Publishing C
o.,1976年;オラビシ(Olabisi)等の
「ポリマー‐ポリマー混和性」、アカデミックプレス、
NY、1979年;コールマン(Coleman)等の
「ポリマーブレンドの特異的相互作用と混和性」、テク
ノミック、1991年;A.F.M.バートン(Bar
ton)の「溶解度パラメーター及び他の凝集パラメー
ターに関するCRCハンドブック」、第二版、CRCプ
レス、1991年に開示されている。デルタdは物質の
分散性相互作用の尺度であり、デルタpは物質の極性相
互作用の尺度であり、デルタhは物質の水素結合相互作
用の尺度であり、デルタvは物質の分散性及び極性相互
作用双方の尺度である。SI単位、J1/2/cm
3/2が、ここでは用いられる。斯かる溶解度パラメー
ターは原子団寄与法(group contribut
ion method)等で計算され得るか又は可溶性
溶媒及び不溶性溶媒からなる混合溶媒系内での重合体物
質の曇り点を測定することにより決定されるかのいずれ
かであり得る。曇り点における溶解度パラメーターは、
溶媒の重量%として定義される。典型的には、多くの曇
り点がその物質について測定され、斯かる曇り点によっ
て画定される中心領域はその物質の溶解度パラメーター
の領域(範囲)として画定される。
キ組成物媒体の溶解度パラメーターが実質的に類似して
いるとき、媒体内での/媒体とのPNPの相溶性は、よ
り大きくなる。又、相分離及び/又はPNPの凝集はよ
り起こりにくくなる。PNP及びインキ又は他の組成物
媒体の溶解度パラメーター、特にデルタh及びデルタv
は、実質的に適合していることが望ましい。「実質的に
適合している」及び「実質的に類似している」溶解度パ
ラメーターは、典型的には、PNP及び残りのインキ又
は他の組成物媒体との間のデルタ‐d、デルタ‐p及び
デルタ‐hの二乗平均の相違が5未満、好ましくは4未
満、及び好ましくは3未満溶解度単位であるとき、与え
られる。PNPの特性は、また、乾燥状態でPNPの相
溶性に影響を及ぼすことを当業者は認識するであろう。
たは例えば真空蒸発、非溶媒内での沈殿及びスプレード
ライにより単離され得る。単離されたPNPはその後デ
ィスパーション又はインキ組成物に組み入れるのに適当
な媒体中で再分散され得る。
はその後の発色団によるPNP処理又は相互作用により
製造され得る。
位の溶液とPNPを混合することにより形成され得る。
本発明において、発色団部位及びPNPは、共有結合力
(例えばPNP‐染料のマクロモレキュールを形成)、
イオン結合力(PNP‐染料の塩を形成)、分散力(例
えばPNP‐染料の凝集物を形成)又はこれらの力の組
み合わせを介して結合され得る。これらの溶液は、水
性、非水性、又は水性及び非水性の混合物のいずれかで
あり得る。従って、着色剤は、PNPと染料を反応、沈
殿、吸着、凝集、または他の方法で組み合わさせること
により提供され得る。PNPは、好ましくは発色団部位
に共有又はイオン結合させるために官能化される。官能
化ビニルポリマーに染料を結合させる様々な方法が、米
国特許出願公開US20020025994A1におい
て提供される。
製に好適なPNP組成物としては、例えば、
々の着色剤ディスパーション、例えば、塗料、プラスチ
ック、インキ及びコーティングにおける分散性を改良し
た。
分散剤として使用され得る。水性又は非水性媒体中の顔
料は、任意の他の成分と共にPNPの存在下で分散され
又は「粉砕」されることができる。安定化されるべき顔
料表面へのPNPの不均質凝集は、結果的に分散顔料表
面へのPNPの強い結合がもたらされると考えられる。
PNP分散剤は、顔料表面に不可逆的に吸着され、水混
和性有機共溶媒の存在により影響を受けない。PNP
は、電荷及び立体機構双方を使用してディスパーション
を安定化することができる。従って、PNPは、水性及
び非水性顔料ディスパーション用の分散剤として使用し
得る。PNPは、ファンデルワールス力、化学結合又は
静電力、又はこれらの組み合わせにより分散された顔料
の表面に強力に結合され得る。加えて、PNPは、鉱物
及びクレー等の非顔料粒子のディスパーションを安定化
できる。PNPは、ポリマーラテックスのディスパーシ
ョンとしても使用され得る。
含む着色剤及び着色剤ディスパーションが提供される。
これらの態様において、着色剤は典型的には顔料であり
及び着色剤ディスパーションは典型的には顔料ディスパ
ーションである。これらの態様において、水性ベース及
び溶剤ベースの着色剤ディスパージョンの両方が、調製
され得る。水性着色剤ディスパーションにおいて、PN
Pは、零とは異なる表面電荷密度を提供するに十分な官
能基量を含有することが望ましい。非水性(即ち、溶媒
ベース)着色剤ディスパーションにおいては、PNPは
零とは異なる又は零と等しい表面電荷を有しても良い。
一般に非水性ディスパーションにおいて、及び特に非水
性着色剤ディスパーションにおいて、PNPは、好まし
くは、着色剤、例えば顔料の表面に結合することが出来
る(例えば、物理的及び化学的相互作用による)少なく
とも一つの官能性を含有する。斯かる官能性の例として
は、酸、芳香族類及びアミンが含まれるが、これらに限
定されない。零以外の表面電荷を有するPNPは、カチ
オン性及びアニオン性重合単位、例えばブレンステッド
酸及び塩基、その例としては酸及びアミン等が含まれ
る、により提供され得る。
ンは、少なくとも一つの有機溶媒、水、又は有機溶媒及
び水の混合物のような液体媒体を含むであろう。本発明
の着色剤ディスパーションのPVCは、非常に低く(例
えば、1%)又はかなり高い(例えば、99%)場合が
あり得る。PVC値は、典型的には95パーセントま
で、より典型的には90パーセントまで、いっそうより
典型的には85パーセントまで、いっそう更に典型的に
は60パーセントまで及び最も典型的には50パーセン
トまでである。好ましくは、液体媒体は、PNPと相溶
性である。
性ベース物質(例えば、水性ラテックスポリマー粒子を
含有するコーティング及びインキ)における使用のため
の顔料及び顔料ディスパーションを調製するために分散
剤として使用される。この態様においては、PNP酸官
能性の量は、5平方ナノメートルのPNP表面積当たり
少なくとも一つの酸官能性である。好ましくは、酸官能
性の量は、1平方ナノメートルのPNP表面積当たり好
ましくは1、より好ましくは1平方ナノメートルのPN
P表面積当たり2である。酸官能性の量は、PNPの平
均直径の直径を有する球の表面積でPNP中の酸官能性
の総数を割ることにより決定され得る。酸官能性の量
は、PNPと水性ラテックスポリマー粒子との相溶性を
達成することを助ける。この改良された相溶性は、水性
ベース物質の安定性を改良するのを助ける。
飽和酸含有モノマーを有するPNPを調製することによ
り達成することができる。典型的には、水性ディスパー
ションにおける顔料分散剤として有用なPNPは、1か
ら99重量パーセント、好ましくは5から95重量パー
セント、より好ましくは15から60重量パーセント及
びいっそう更に好ましくは20から40重量パーセント
の酸モノマー又は酸形成剤から誘導される単位を含有す
る。酸形成剤は、典型的には加水分解等の処理工程によ
り酸に形成され得る官能基である。酸表面濃度、酸量、
及びAA重合単位を含有するPNPの粒径(酸官能性は
COOH)との間の幾つかの関係は、次の表により提供
される。
モノマーも使用され得るが、典型的には、酸含有モノマ
ーは、フリーラジカル重合により共重合可能なものであ
る。典型的な酸含有モノマーは、好ましくはアクリル酸
及びメタクリル酸であるエチレン性不飽和カルボン酸、
およびマクロモノマー酸が使用される。典型的には、顔
料分散剤として有用なPNPは、1から50重量パーセ
ント、好ましくは2から40重量パーセント、より好ま
しくは3から20重量パーセント及び更により好ましく
は5から15重量パーセントの少なくとも一つの多エチ
レン性不飽和モノマーから誘導された単位を含有する。
好ましくは、PNPの酸官能基は、水酸化物(例えば、
水酸化ナトリウム、水酸化カリウム)、アミン及び好ま
しくはアンモニアのような好適な中和塩基で中和され
る。水性ベース用途における使用については、PNP
は、好ましくは水相溶性溶媒(IPAのようなアルコー
ル)中で調製され、塩基で中和され、顔料ディスパーシ
ョンを遂行する前に水で希釈される。PNPから、好ま
しくは水相溶性溶媒が少なくとも部分的に除去され、よ
り好ましくは大部分の水相溶性溶媒が除去され、最も好
ましくは実質的に完全に除去される。
ーを含有するPNP分散剤は、酸含有モノマーでも多エ
チレン性不飽和モノマーでもない他のエチレン性不飽和
モノマーから誘導された単位を最大98重量パーセント
まで任意に含有できる。同様に、分散剤として有用なP
NPは、また、ヒドロキシ、アセトアセテート、アクリ
ルアミド、アクリルアミド/ホルムアルデヒド付加物、
ウレイド、アミン、シロキサン及びシラン等のような、
だがこれらに限定されない官能性を含む任意の官能性モ
ノマーも含有することができる。
テックスバインダーを含有するコーティング及びインキ
配合物において有用である。好ましくは、酸含有PNP
を含有する水性ディスパーションは、少なくともpH6
を有するように調製される。MAA又はAAのような酸
モノマーを含有するPNPを使用して調製される水性顔
料ディスパーションは、典型的には少なくとも8、好ま
しくは少なくとも8.5及び最も好ましくは8.5から
9.5の範囲のpHを有する。水酸化アルキル、例えば
NaOHのような、如何なる塩基も使用されるが、アン
モニアが好ましい。もしも、pHが高すぎると、過剰な
塩基は顔料ディスパーションに対して有害になり得る。
例えばPEMのようなより強い酸モノマーを使用して調
製されたPNPを含有する水性顔料ディスパーション
は、必要な塩基の量をより少ない量にすることができる
(例えば少量のアンモニアは臭気を減じるに役立つ)
9.5より低い、好ましくは7より低いpH値において
調製される。
求されるPNP分散剤の量は、PNP「ジャイロ(gy
re)」表面積対顔料表面積比が0.7:1より大き
く、典型的には少なくとも1:1、より典型的には少な
くとも1.5:1及びいっそうより典型的には少なくと
も2:1となることを確かにするよう決定される。PN
P「ジャイロ」表面積は、二次元表面への三次元PNP
粒子の投影した表面積に近似している。PNP「ジャイ
ロ」及び顔料表面積は、次式により計算される: PNPジャイロ表面積=π(PNP平均直径/2)2 顔料表面積=4π(顔料平均直径/2)2
て、球状の顔料粒子形状と仮定して顔料の表面積を測定
することにより決定される。
ィスパーションから少なくとも一部の液体媒体を、例え
ばろ過、乾燥及び蒸発により除去することにより調製さ
れる。
び顔料ディスパーションが提供され、そのPNPは、重
合単位として、少なくとも一つの多エチレン性不飽和モ
ノマー、及び少なくとも一つの疎水性ポリマーブロック
と少なくとも一つの親水性ポリマーブロックを有する少
なくとも一つのブロック‐又はグラフトコポリマーを有
する。好ましい疎水性ブロックは0.5未満、好ましく
は0.2未満及びより好ましくは0.1未満のデルタh
溶解度パラメータを有する。好ましい疎水性ブロック
は、アルキル(メタ)アクリレートモノマー、より好ま
しくはBA及びMMAモノマーの重合単位を含有する。
親水性ブロックは、疎水性ブロックとは異なる。好まし
い親水性ブロックは、零(0)より大、好ましくは0.
1より大、最も好ましくは0.2より大のデルタh溶解
度パラメーターを有する。好ましい親水性ブロックは、
アルキル(メタ)アクリル酸モノマー、より好ましくは
AA及びMAAモノマーの重合単位を含有する。ブロッ
ク‐又はグラフトコポリマーは、溶媒ブレンディング、
溶融ブレンディング、及び他方の存在下でブロックコポ
リマー、グラフトコポリマー又はPNPのいずれか一つ
の合成を含む多くの方法でPNPとブレンドされ得る。
PNP/ブロックコポリマー分散剤で製造された結果と
して生じる顔料分散剤は、アルキド塗料との改良された
相溶性を有し、アルキド塗料に改良された安定性を提供
する。
重合プロセスにより調製されたポリマーラテックスのよ
うなディスパーション等のポリマー粒子ディスパーショ
ンにおいて分散剤として使用される。これらの態様にお
いては、PNPは、一般に酸を含有する。好ましくは、
PNPは、酸含有モノマーを使用して調製される。酸含
量は、PNP周囲の静電電荷層を提供するに十分高いこ
とが、また、好ましい。分散剤として有用なPNPの好
適な酸含量は、エマルション重合用安定剤として作用す
ることが知られている典型的な「ハイアシッド(hig
h acid)」の酸含量によって推定され得る。本発
明のPNPは、米国特許第4,845,149号及び米
国特許第6,020,061号に記載されたような「ハ
イアシッド」重合体安定剤を使用するために知られた方
法に従い、エマルション重合における分散剤として使用
され得る。
ョン用分散剤として有用なPNPは、1から99重量パ
ーセント、好ましくは5から95重量パーセント、より
好ましくは15から60重量パーセント及びいっそうよ
り好ましくは20から40重量パーセントの酸モノマー
又は酸形成剤から誘導される単位を含有する。如何なる
酸含有モノマーも使用され得るが、典型的には、酸含有
モノマーは、フリーラジカル重合により共重合可能なも
のである。典型的な酸含有モノマーの中では、エチレン
性不飽和カルボン酸であり、その中でアクリル酸及びメ
タクリル酸が好ましく使用される。典型的には、分散剤
として有用なPNPは、1から50重量パーセント、好
ましくは2から40重量パーセント、より好ましくは3
から20重量パーセント及び更により好ましくは5から
15重量パーセントの少なくとも一つの多エチレン性不
飽和モノマーから誘導された単位を含有する。好ましく
は、PNPの酸官能基は水酸化物(例えば、水酸化ナト
リウム、水酸化カリウム)、アミン及び好ましくはアン
モニアのような好適な中和塩基で中和される。より好ま
しくは、そのようなPNPは水相溶性溶媒中で調製さ
れ、塩基で中和され、水で希釈され、ついでエマルショ
ン重合される。さらにより好ましくは、水相溶性溶媒
は、エマルション重合を遂行する前に、PNPディスパ
ーションから少なくとも部分的に除去され、最も好まし
くは実質的に完全に除去される。
ン性不飽和モノマーを含有する一方で、酸含有モノマー
でも多エチレン性不飽和モノマーでもない他のエチレン
性不飽和モノマーから誘導された単位を98重量パーセ
ントまで、好ましくは90重量パーセントまで、より好
ましくは80重量パーセントまで、任意に含有できる。
同様に、分散剤として有用なPNPは、また、ヒドロキ
シ、アセトアセテート、アクリルアミド、アクリルアミ
ド/ホルムアルデヒド付加物、ウレイド、アミン等のよ
うな、だがこれらに限定されない官能基を含む任意の官
能性モノマーを含有しても良い。
使用のための範囲は、次の通りである:PNP及びエマ
ルションポリマー媒体の総重量を基準にして5から8
0、好ましくは10から60、より好ましくは15から
40重量パーセント。
なるエマルションポリマー、コポリマー、多段階コポリ
マー、インターポリマー及びコア‐シェルポリマー等
は、本発明のPNP分散剤を組み入れることが出来る。
如何なるエチレン性不飽和モノマーも使用され得るが、
PNP分散剤を組み入れるエマルションポリマーは少な
くとも一つの(メタ)アクリル、酢酸ビニル、及び芳香
族ビニルモノマーから調製されるのが好ましい。
した粒子及びPNPを含むディスパーションが提供され
る。この態様においてPNPは如何なる種類の粒子ディ
スパーションを調製するのに有用であるが、粒子は典型
的には着色剤である。上記したように、着色剤は顔料及
び染料のような発色団を含む物質である。この態様にお
いて、着色剤ディスパーションを製造するのに使用され
る着色剤は、典型的にはPNPに結合される。PNPに
結合している着色剤の例としては、上述のような吸着し
たPNPを有する顔料のような、結合した発色団を有す
るPNP、結合された染料を有するPNP、及び顔料又
は染料でもない結合された発色化学単位を有するPNP
が挙げられる。発色団は、共有、イオン及び分散相互作
用を通して結合され得る。
のPNPに結合され得る。発色団が顔料であるとき、P
NP対顔料の比は上述のようなPNPジャイロ表面積の
関係に従い提供される。発色団が染料又はPNPに結合
した発色化学単位であるとき、少なくとも10%、好ま
しくは少なくとも25%、より好ましくは少なくとも5
0%、いっそうより好ましくは少なくとも75%及びい
っそうより好ましくは95%のPNPが、少なくとも一
つのPNPに結合した発色団を有することが典型的であ
る。より高い発色団含量のPNPは、また、PNPが平
均で一を超える結合発色団をそれぞれ含有することも構
想される。ポリマーに結合され得る、PNPにも結合さ
れ得る染料又は他の発色化学単位の例は、米国特許出願
公開US2002005994A1号において提供され
る。
着色剤ディスパーションから調製される。
P又はPNPのディスパーションとインキ配合物の当業
者に公知の、他の溶解した又は分散したポリマー及び/
又は他のインキ補助剤とを混合させることによりインキ
組成物中に組み入れられることができる。インキ組成物
は、また、本発明の着色剤を含有することができる。イ
ンキは、水性又は非水性媒体を含むことが出来る。イン
キ組成物は、例えば、顔料、乳化剤、モノマー、オリゴ
マー、ポリマー、溶媒、融合助剤、バッファー、中和
剤、増粘剤又はレオロジー変性剤、保湿剤、湿潤剤、バ
イオサイド、可塑剤、消泡剤、着色剤、ワックス及び抗
酸化剤のような慣用のインキ補助剤を含有することがで
きる。
としてのPNPの導入はプリントヘッド性能の劣化を最
小限にすることができると予測される。高いガラス転移
温度(「Tg」)のラテックスバインダーは、インクジ
ェットプリンター内のインクジェット配合物に使用され
るとき、典型的には低Tgラテックスバインダーより丈
夫である。しかし、高Tgバインダーについては、典型
的にはフュザー(fuser)が製品印刷について必要
とされる。本発明の一態様において低Tgラテックスバ
インダーを含有するインキ配合物内の少量の高TgPN
Pは、インクジェットプリントヘッド内のこれらインキ
の顕著な性能増加を結果的にもたらすことが出来る。好
ましくは5から40nm直径を有する高TgPNPは、
抵抗性発熱体からの汚染及び分散顔料粒子又はプリント
ヘッドの内部表面との不均質凝固から低Tgバインダー
を防御するであろう。
含むプラスチック、木材、金属、皮革、織物、不織布、
紙等の基体に、静電処理又はプライマー等の前処理を伴
い又は伴わず適用され得る。
を例示するため提示される。
入り口、パージガス出口付き水冷還流凝縮器、撹拌器及
び添加漏斗が装備された。添加漏斗に18.00gメチ
ルメタクリレート(100%純度)、2.00gのジエ
チレングリコールジメタクリレート(100%純度)、
ミネラルスピリット内の1.60gのt-アミルペルオ
キシピバレート75%溶液(ルペロックス(Luper
ox)554-M-75)及び180.00gのジイソブ
チルケトン(「DIBK」)からなる201.60gの
モノマー混合物が充填された。180.00gDIBK
を含有する反応器は、それから反応器の内容物を75℃
にするために熱を適用する前に30分間、窒素でフラッ
シュされた。反応器の内容物が75℃に達したとき、添
加漏斗中のモノマー混合物は、90分に亘り反応器に一
定速度で充填された。モノマー混合物の添加終了30分
後に、ミネラルスピリット内の0.06gのt-アミル
ペルオキシピバレート75%溶液(ルペロックス554
-M-75)及び2.00gのDIBKからなる二つのt
−チェーサーアリコートの最初のものが添加され、30
分の間隔を置いて第2のチェーサーアリコートが添加さ
れた。第二チェーサーアリコートの終了時点で、反応器
の内容物は、反応を完了させるために80℃で2.5時
間保持された。結果として生じたポリマーは、ヘプタン
での沈殿により分離され、ろ過により収集されそして真
空下で乾燥され白色粉末を生じた。この物質は、プロピ
レングリコールモノメチルエーテルアセテート内で再溶
解された。このようにして形成されたPNPは、動的レ
ーザー光線散乱により測定される平均1.4nm、0.
8から5.0nmの粒径分布を有し、及びGPCにより
測定される14,601g/モルの数平均分子量及び
1.6のMw/Mn分布を有する22,642g/モル
の分子量を有していた。
ロセスによるPNP、AAEM/ALMAコポリマーの
調製 モノマーエマルションは、17gの脱イオン水、8.8
5gの28%w/w固形分ラウリル硫酸アンモニウム
(「ALS」)、12.4gのアセトアセトキシエチル
メタクリレート(「AAEM」)及び1.78gのアリ
ルメタクリレート(「ALMA」)との混合物から製造
された。反応容器は、それから600gの脱イオン水、
15.0gの28%w/w固形分ALS、及び1mL脱
イオン水内の0.15gの過硫酸アンモニウム(「AP
S」)が準備された。反応容器は、窒素でパージされな
がら90℃まで加熱された。200rpmで撹拌されな
がらモノマーエマルションの半分が反応容器に添加され
た。20分後、残りのモノマーエマルションが添加され
た。容器温度は、90℃で30分間、維持され、55℃
に冷却され、それから1mL脱イオン水内の0.02g
のt-ブチルヒドロキシペルオキシド(「t‐BH
P」)溶液、及び1mL脱イオン水内の0.010gの
スルホキシル酸ナトリウムフォルムアルデヒド(「SS
F」)溶液がそれぞれ添加された。反応は、それから周
囲温度まで冷却され、エマルションは400及び100
メッシュ篩を通してそれぞれろ過された。
色の脆いさらさらした粉末を生成した。結果として生じ
た白色粉末は、豊富な量の、二回蒸留され、脱イオンさ
れた水で洗浄され、大部分の界面活性剤を除去した。
スにより調製されたPNP‐AAEM/ALMAコポリ
マーの調製 モノマーエマルションは、瓶の中で17gの脱イオン
水、8.85gの28%w/w固形分ALS、12.4
gのAAEM及び1.78gのALMAとの混合物から
製造された。反応容器には、それから600gの脱イオ
ン水、15.0gの28%w/w固形分ALS、及び1
mL脱イオン水内の0.15gの過硫酸アンモニウム
(「APS」)が準備された。反応容器は、窒素でパー
ジされながら90℃まで加熱された。モノマーエマルシ
ョンは、200rpmで撹拌されながら反応容器に全て
一度に添加された。30分後、反応フラスコの温度は7
5℃まで冷却され、それから脱イオン水1mL内の0.
02gのt-BHP溶液が添加された。反応は、更に5
5℃に冷却され、2mLの脱イオン水内の0.010g
SSF溶液が添加された。反応は周囲温度まで冷却さ
れ、エマルションは400及び100メッシュ篩を通し
て、ろ過された。
造されるPNPの調製 モノマーエマルションは、100gの水、1.60gの
28%w/w固形分ALS、68gのエチルアクリレー
ト(「EA」)、17gのメチルメタクリレート(「M
MA」)、12.5gのジビニルベンゼン(「DV
B」)及び5gのメタクリル酸(「MAA」)の混合物
から製造された。445gの水、22.2gの28%w
/w固形分ALS、及び0.37gのAPSを含む反応
容器が窒素雰囲気下で85℃に加熱された。モノマーエ
マルションは90分に亘り容器に供給された。反応は、
供給の終了後85℃で30分間保持され、それから65
℃に冷却された。冷却の後、1.33gの10%硫酸鉄
(FeSO4)が添加された。1分後、0.2gの70
%t‐BHPが添加され、2分後、0.1gの100%
イソアスコルビン酸(「IAA」)が添加され、反応は
15分間保持された。第二チェーサー系は、同じ順序
で、同じ時間の間添加された。反応は、それから周囲温
度に冷却され、400メッシュ篩を通して、ろ過され
た。
マーは、実施例1〜4の一般的操作に従い調製された。
「Mw」の略語は重量平均分子量を意味し、用語「M
n」は数平均分子量を意味する。用語「Dist」は、
Mw/Mnの比を意味する。見掛け分子量は溶媒として
テトラヒドロフランを用い標準的GPC法を使用して測
定された。
PNPの調製 イソオクタン(1リットル)中のDVB(0.5M)、
VBC(0.5M)の混合物は、加熱され、還流下で撹
拌され、t‐ブチルペルオクトエート(0.02M)が
激しい撹拌を伴い1時間にわたり徐々に添加される。反
応完了後(2〜4時間)、次の反応用に残りは保存す
る。
ンジルアミン(VBA)PNP;50/50=DVB/
VBC コポリマーのアンモノリシス 実施例6の反応混合物をメタノール(200ml)中の
過剰のアンモニア(2M)で200psig定格のオー
トクレーブ内において処理する。1時間、加熱及び撹
拌;それから冷却する。全ての存在する有機塩化物が無
機塩化物に転換されたことを保証するためアリコートを
点検する。水洗のために水(1リットル)を加え、有機
相を分離し、水で再洗し、それから有機相を共沸混合さ
せ、それを乾燥する。ディスパーションのアリコートを
標準酸で滴定し、そのアミン含量を測定する。
ンレッド177類似体PNP アントロキノンレッド177(0.05M)顔料と実施
例6のPNPディスパーションの0.1Mアリコート、
炭酸カリウム(0.1M)及びDMSO(200ml)
とを混合する。容器温度が、175℃に到達するまで上
部からイソオクタンを除去しながら、加熱及び撹拌し、
175℃で3時間保持する。ロータリーエバポレーター
を使用して、真空下でDMSOを蒸留により除去する。
水を加え、内容物を遠心分離用ボトルに洗い流す。水性
相をデカントし、残渣を熱水で再洗し、再度遠心分離し
上澄みを除去する。真空下で残渣を乾燥し、生成物を分
離する。本実施例の顔料生成物はインクジェットインキ
調製用及び他の印刷及び装飾目的の用途に有用である。
erse Red)60からの及びソルベントレッド
(Solvent Red)172からのアミノアルキ
ル化アントラキノンPNP類似体 実施例8と同様な方法で、上記の名称の染料をそれらの
アミノアルキル化PNP類似体に転換する。DMSOの
変わりに、N‐メチルピロリジノン(NMP)、HMP
A及びN,N´‐ジメチルエチレンウレア(DMEU)
をはじめとする他の高沸点媒体が使用できる。同様な方
法において、PNPアルキル化キナクリドン、ピラント
ロン及びペリレンが調製される。本実施例の着色剤生成
物は、インクジェットインキ調製用及び他の印刷及び装
飾目的の用途に有用である。
スイエロー54PNP類似体 実施例8及び9と同様な方法においてディスパースイエ
ロー54をそのアミノアルキル化PNP類似体に転換す
る。本実施例の顔料生成物は、インクジェットインキ調
製用及び他の印刷及び装飾目的の用途に有用である。
染料PNP類似体 VBCをSTYに置き換えた以外は実施例6の操作手順
に従い、イソオクタン内の50/50=DVB/S P
NPのディスパーションを調製する。反応の進行過程で
スクラバーにHClガス(及び多少のSO2)をベント
しながら、還流条件下でそのディスパーションを30%
モル過剰のSO2Cl2で処理する。ガス放出が終えた
とき、真空下でイソオクタン及び過剰SO2Cl2を除
去し、引き続きの使用のため新鮮なイソオクタンにスル
ホニル化PNPを再分散させる。実施例8のプロセスを
使用してアントラキノンレッド177、ディスパースレ
ッド172、ソルベントレッド172及びディスパース
イエロー54のスルホニルアミド類似体調製のためにこ
のディスパーション/「溶液」のアリコートを使用す
る。本実施例の顔料生成物は、インクジェットインキ調
製用及び他の印刷及び装飾目的の用途に有用である。
ctive Blue)2及びリアクティブブルー5の
トリアミノトリアジンPNP類似体 実施例9において示された好ましい媒体の一つ及び実施
例8の手法を使用して、リアクティブブルー2及びリア
クティブブルー5のモノクロロジアミノトリアジン前駆
体のそれぞれを20M%過剰の実施例7の生成物で処理
する。水洗浄の後、水性酢酸で固形分を洗浄して未転換
のDVB/VBA PNPを回収し、真空下で乾燥して
望ましいトリアミノトリアジンリアクティブブルーPN
P類似体を得る。本実施例の顔料生成物は、インクジェ
ットインキ調製用及び他の印刷及び装飾目的の用途に有
用である。
似体 クロロスルホン化フタロシアニン顔料は、商業的に入手
可能である。これらはHPMA中に分散されており、実
施例7のモル過剰のDVB/VBA生成物及び過剰な炭
酸カリウムが添加され、反応は実施例8のプロセスのよ
うに遂行される。無機塩化物及び過剰な塩基を除去する
ための水洗浄の後、残渣は過剰なDVB/DVA PN
Pを除去するため水性酢酸で処理され、それから真空下
で乾燥され所望のスルホンアミドフタロシアニンPNP
を得る。本実施例の顔料生成物は、インクジェットイン
キ調製用及び他の印刷及び装飾目的の用途に有用であ
る。
ンキの調製 100グラムのカーボンブラックは、500グラムの1
0nmPNPの水溶液(5%固形分、BA/AA/TM
PTA、pHは水酸化カリウムで7から9に調整)に添
加される。その混合物は、カーボンブラックが湿潤化さ
れるように高速ディスクディスパーサーを使用して分散
される。このプレミックスは、0.5mmポリスチレン
/DVB粉砕用媒体を充填した50mlアイガー水平媒
体ミルに供給される。その混合物は、分散したカーボン
ブラックの粒径が90及び120nmの間となるまで再
循環様式で粉砕される。カーボンブラックについての本
発明の微細ディスパーションは、有機補助溶剤の存在に
対して、凍結融解サイクルに対して及び熱老化性に対し
安定であることが見出された。カーボンブラックの微細
ディスパーションは、6.5gのN‐メチル‐2‐ピロ
リドン、4.0gのポリエチレングリコール‐600、
10.2gの1,3プロパンジオール、20gのPNP
‐分散カーボンブラック及び59.3gの脱イオン水か
らなるインクジェットインキ配合物内で着色剤として使
用される。本発明のインキは、良く撹拌され、1ミクロ
ンガラスマイクロファイバーフィルターを通して、ろ過
され、HP51629Aインクジェットカートリッジに
注入される。カートリッジは、高品質画像を噴射するの
に使用される。
良インキの調製 100gのカーボンブラックが、タモール(Tamo
l)731分散剤を含有する水溶液(カーボンブラック
を基準にして2重量%、pHは8及び11の間に調整)
500グラムに添加される。その混合物は、カーボンブ
ラックが湿潤化されるように高速ディスクディスパーサ
ーを使用して分散される。このプレミックスは、0.5
mmポリスチレン/DVB粉砕用媒体を充填した50m
lアイガー水平媒体ミルに供給される。その混合物は、
分散したカーボンブラックの粒径が90及び120nm
の間となるまで再循環様式で粉砕される。ミル中のディ
スパーションに対し10nmのナノ粒子(5%固形分、
BA/AA/TMPTA,pHは水酸化カリウムで7か
ら9に調整)が加えられ、粉砕は少なくとも30分継続
された。カーボンブラックについての本発明の微細ディ
スパーションは、有機補助溶剤の存在に対して、凍結融
解サイクルに対して及び熱老化性に対し安定であること
が判明した。カーボンブラックの微細ディスパーション
は、6.5gのN‐メチル‐2‐ピロリドン、4.0g
のポリエチレングリコール‐600、10.2gの1,
3プロパンジオール、20gのナノ粒子‐分散カーボン
ブラック及び59.3gの脱イオン水からなるインクジ
ェットインキ配合物内で着色剤として使用される。本発
明のインキは、良く撹拌され、1ミクロンガラスマイク
ロファイバーフィルターを通して、ろ過され、HP51
629Aインクジェットカートリッジに注入される。カ
ートリッジは、高品質画像を噴射するのに使用される。
リエチレングリコール‐600、10.2gの1,3プ
ロパンジオール、20gのアクリジェット(Acryj
et、商標)ブラック357(20%固形分)、8gの
ラテックスバインダー(50%固形分、−20℃Tg)
及び59.3gの脱イオン水を含有するインクジェット
インキ配合物に、6.7gのPNPの15%固形分水溶
液(10nmPNP、BA/AA/TMPTA30/6
0/10)が添加される。インキは良く撹拌され、HP
51629Aインクジェットカートリッジに充填するの
に使用される。カートリッジは、ノズルクロッギング、
ミスディレクション、又はノズルクラスティング(cr
usting)の痕跡を残さず印刷乾燥され、優れたウ
エットラブ、ハイライト及び耐ドライラブ性を有する高
品質印刷結果を与えた。
ポニックEG‐7(リポケミカル(Lipo Chem
icals)、7.6gのメチルカルビトール、20g
のアクリジェットイエロー747(ロームアンドハース
カンパニー)(20%固形分)、8gのラテックスバイ
ンダー(50%固形分、−20℃Tg)及び59.3g
の脱イオン水を含有するインクジェットインキ配合物
に、6.7gのPNPの15%固形分水溶液(10nm
PNP、BA/AA/TMPTA30/60/10)が
添加される。インキは良く撹拌され、HP51629A
インクジェットカートリッジ(ヒュウレットパッカー
ド)に充填するのに使用される。カートリッジは、ノズ
ルクロッギング、ミスディレクション、又はノズルクラ
スティングの痕跡を残さず印刷乾燥され、優れたウエッ
トラブ、ハイライト及び耐ドライラブ性を有する高品質
印刷結果を与えた。
剤として使用されるPNP 顔料ディスパーションは、下記に示されるように顔料分
散剤としての水性PNPを使用して調製された。これら
の実施例に使用されるPNPは、本来IPA内で、アン
モニアで中和され、水で希釈されて調製された。IPA
は、顔料ディスパーションを調製する前に除去された。
「%w/w固形分」は、PNP及び水の総重量を基準に
したPNP固形分重量パーセントを意味する。結果は、
また、下記に示される。
2:1、顔料:バインダー4.8:1、PVC83%、
重量固形分71%w/w、容積固形分39%v/v、密
度2.192kg/Lであった。5.0gから25gの
市販のアクリルセミグロス水ベース塗料が添加され、良
好な相溶性及び安定性及び高剪断に際し5%未満の発色
が認められた。
4:1、顔料:バインダー3:1、PVC75%、重量
固形分72%w/w、容積固形分45%v/v、密度
2.042kg/Lであった。良好な顔料分散が見出さ
れた。
5:1、顔料:バインダー0.8:1、PVC43%、
重量固形分44%w/w、容積固形分38%v/v、密
度1.192kg/Lであった。市販の白色つや消しC
PVC試験塗料への良好な色素受容性が認められた。
0.7:1、顔料:バインダー1.9:1、PVC65
%、重量固形分31%w/w、容積固形分27%v/
v、密度1.145kg/Lであった。市販の白色つや
消しCPVC試験塗料への貧弱な色素受容性が認められ
た(顔料を分散し、安定化させるには不十分なポリマー
表面積)。本実施例は、ポリマージャイロ表面積:顔料
表面積は、典型的には0.7:1より大であることを示
している。
0.4:1、顔料:バインダー3.4:1、PVC77
%、重量固形分45%w/w、容積固形分36%v/
v、密度1.241kg/Lであった。貧弱な色素受容
性が認められた(顔料を分散し、安定化させるには不十
分なポリマー表面積)。本実施例は、ポリマー回転表面
積:顔料表面積は、典型的には0.4:1より大である
ことを示している。
2.4:1、顔料:バインダー1.3:1、PVC56
%、重量固形分45%w/w、容積固形分38%v/
v、密度1.143kg/Lであった。良好な分散結果
を得た。
Black)顔料が、次の配合により製造された。
6部の1mmガラスビーズで2500rpmにおいて5
分間、粉砕され、黒色顔料ディスパーションを得た。p
Hは7〜9の範囲であった。
ーションを使用して次の通り調製された:0.83部の
黒色ディスパーションは、10.1部の低TiO2セミ
グロスアクリルラテックス塗料と低剪断で混合された。
色彩受容性(ラブアップ試験(Rub Up Tes
t))は、0.3のデルタEを与えた。
8、重量固形物43.7%、容積固形分37.2%、顔
料含量27.6%、ポリマー断面「ジャイロ」対顔料表
面積2:1。顔料添加量は、この顔料について高い(デ
ィスパーションの総重量を基準にして通常15から20
の顔料含量パーセント)。比較として、UCD Q‐ラ
インは17.5%のラベン(Raven)14顔料を有
する。分散時間は、予期したより短かった(10〜20
分が予期されたのに対し5分未満であった)。色素塗料
の粘度は、少ししか変化が無かった。色彩受容性(0.
3のデルタEは、ほとんど認知されない)は、類似条件
下で使用される匹敵する未架橋のコポリマー分散剤で調
製された顔料ディスーパションよりずっと良好である。
ーションが、PNPがブロックコポリマーを含有するこ
とを除き、再度作られた。そのブロックコポリマーは、
BA及びMMA重合単位を含有する疎水性ブロック及び
MAAの重合単位を含有する親水性第二ブロックを含有
する。ブロックコポリマーは、実施例17‐7において
使用されるIPA‐ベースPNP溶液で溶媒‐ブレンド
される(ブロックコポリマー固形分:PNP固形分は
1:2である)。PNP/ブロックコポリマー分散剤で
製造された結果として生じる顔料ディスパーションはア
ルキド塗料との相溶性及び安定性を改善した。
ースポリマー粒子ディスパーションを含有する金属プラ
イマーコーティング組成物は、標準塗料配合手法を使用
して調製された。金属プライマーコーティングの組成
は、次の表で提供される:
例のPNP分散剤を使用して有効に安定化された。
リメチロールプロパントリアクリレート(70/20/
10wt%)のPNPは、溶液重合により次のように調
製された:5リットル反応器に熱電対、温度調節器、パ
ージ用ガス入り口、パージガス出口を有する水冷還流凝
縮器、撹拌器及びモノマー供給ラインが装備された。別
個の容器に315.00gm.のメチルメタクリレート
(MMA)、90.00gmのメタクリル酸(MAA)
及び45.00gmのトリメチロールプロパントリアク
リレート(TMPTA)からなる450.00グラムの
モノマー混合物Aが充填された。追加の容器にミネラル
スピリット内のt‐アミルペルオキシピバレートの75
%溶液(トリガノックス(Triganox)125‐
C75))18.00グラム、、及び112.50gm
のイソプロピルアルコールからなる開始剤混合物(B)
が、充填された。2325.00gmのイソプロピルア
ルコールの供給量が、反応器に添加された。反応器を窒
素で約30分間スイープした後、反応器充填物が79℃
になるよう熱が加えられた。反応器の内容物が79℃に
達したとき、モノマー混合物(A)及び開始剤混合物
(B)の両者が供給された。二つの混合物は、120分
に亘りフィードポンプを使用して一定速度で供給され
た。モノマー及び開始剤供給終了後に、バッチは79℃
で30分間保持され、ミネラルスピリット内における
9.00グラムのt‐アミルペルキシピバレート75%
溶液(トリガノックス125‐C75)9.00gm、
及び22.50gmのイソプロピルアルコールからなる
三つのチェイサーについて最初のものを添加する。第二
の開始剤チェイサー添加は、最初の開始剤チェイサー添
加から30分後になされた。同様に、最終開始剤添加
は、第二開始剤チェイサー添加から30分後になされ
た。バッチは、それから79℃の重合温度において追加
の2.5時間保持され、モノマーの完全転換を達成す
る。最終静置の終わりに、バッチは42.5gmのNH
4OH50%水溶液及び450.00gmの水との混合
物で中和された。中和されたポリマー溶液は、ロトエバ
ポレーターに移され、全体真空下で〜35℃において溶
媒を蒸留除去した。全ての溶媒を除去した後、バッチ
は、水中〜40%ポリマー(PNP)となるよう更に水
で希釈された。粒径は、〜5.0nmと測定された。結
果として生じた水性PNPディスパーションは、ポリマ
ーラテックス用分散剤として使用され得る。
ットルの四つ口丸底フラスコに295.3グラムの脱イ
オン水が添加された。160.6グラムのアンモニア中
和アクリルベースPNP(水中51.6%活性)、pH
8〜9(70MMA/20MAA/10TMPTA、1
0nm未満の粒径−実施例19に従い調製)が、その後
丸底フラスコに添加され、分散剤として使用された。フ
ラスコ内容物は、窒素によるスイープの下で85℃に加
熱され、145.9グラムのスチレン、185.7グラ
ムの2‐エチルヘキシルアクリレート及び0.35グラ
ムのブチルメルカプトプロピオネートからなるモノマー
混合物6.8グラムが添加された。6.8グラムのモノ
マー混合物をフラスコに添加した直後に、過硫酸アンン
モニウム溶液(3グラムの脱イオン水に溶解した0.3
3グラムの過硫酸アンモニウム)がフラスコに加えら
れ、フラスコ内容物は85℃において15分間保持され
る。15分の保持された後で、追加の過硫酸アンモニウ
ム溶液(17.8グラムの水に溶解した1.0グラムの
過硫酸アンモニウム)がフラスコに添加され、残存モノ
マー混合物は、150分に亘りフラスコに供給された。
モノマー混合物供給60分のところで、過硫酸アンモニ
ウム同時供給溶液(29.9グラムの水に溶解した1.
2グラムの過硫酸アンモニウム)がフラスコに120分
にわたり添加された。モノマー混合物供給140分のと
ころで、反応温度は87℃に上昇した。モノマー混合物
の供給の終了に際し、フラスコ内容物は、87℃でさら
に追加の60分間保持された。その後、フラスコ内容物
は、25℃に冷却され、100/325メッシュの重ね
られたスクリーンセットを通して、ろ過された。無視し
得る量の凝固ポリマーも生じた。結果として生じたろ過
エマルション重合生成物は、48.1%の固形分含量、
pH8.3、700nmの粒径及び1340cpsの粘
度を有していた。
NPは、実施例19の方法に従い調製され、実施例20
に従いエマルション重合に使用される。異なる組成のP
NPを利用すれば、異なる粒径ラテックス及びそれらが
発揮する改良された特性の組み合わせが得られる。結果
として生じるエマルションポリマーはコーティングを配
合するために使用される。
Claims (10)
- 【請求項1】少なくとも一つの発色団及び1から50ナ
ノメートルの範囲の平均直径を有するPNPを含む着色
剤であって、該PNPは重合単位として少なくとも一つ
の多エチレン性不飽和モノマーを含む着色剤。 - 【請求項2】発色団が該PNPに結合している請求項1
に記載の着色剤。 - 【請求項3】液体媒体に分散した粒子及びPNPを含
み、該PNPは1から50ナノメートルの範囲の平均直
径を有し、該PNPは重合単位として少なくとも一つの
多エチレン性不飽和モノマーを含むディスパージョン。 - 【請求項4】該粒子が着色剤を含む請求項3に記載のデ
ィスパーション。 - 【請求項5】該着色剤が該PNPの少なくとも一部に結
合している少なくとも一つの発色団を含む請求項4に記
載のディスパーション。 - 【請求項6】該少なくとも一つの発色団が顔料を含む請
求項5に記載のディスパーション。 - 【請求項7】請求項3のディスパーションを含むイン
キ。 - 【請求項8】50ナノメートルの範囲の平均直径を有す
る少なくとも一つのPNPを含み、該PNPは重合単位
として少なくとも一つの多エチレン性不飽和モノマーを
含む分散剤。 - 【請求項9】重合単位として少なくとも一つの多エチレ
ン性不飽和モノマーを含み、1から50ナノメートルの
範囲の平均直径を有するPNPを形成し、少なくとも一
つの発色団を該PNPの少なくとも一部に結合させるこ
とを含む、着色剤を提供する方法。 - 【請求項10】重合単位として少なくとも一つの多エチ
レン性不飽和モノマーを含み、1から50ナノメートル
の範囲の平均直径を有するPNPを形成し、該PNPと
少なくとも一つ粒子を液体媒体中に分散させることを含
む、ディスパーションを提供する方法。
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