JP2008050503A - Composition - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、特定の構造の新規ブロックポリマーを含有する組成物に関する。 The present invention relates to a composition containing a novel block polymer of a specific structure.
疎水性物質を水性溶媒中に分散させる方法としては、疎水性物質を表面処理する自己分散タイプと、両親媒性樹脂を非水溶性材料の周りに付着させる樹脂分散タイプとがある。このうち、樹脂分散タイプに用いられる分散樹脂は、水性溶媒用分散材として数多くの分野、特にインク組成物としての検討が行なわれている(特許文献1〜3)。近年、この分散樹脂により印刷メディア上での画像の耐光性や耐ガス性向上等を行う報告が行なわれている。しかし、現在までに画像性能と分散性能の両方とも十分満足する結果が得られていない。この原因としては、前述の画像特性を向上させるにはポリマー構造を剛直にする必要性がある一方で、剛直構造のポリマーはその構造から疎水性が高くなるため分散安定性が低下することが挙げられる。すなわち、画像性能と分散性能の両立には、ポリマー構造の剛直性と分散安定性の二律背反する性能の両立が不可欠であるためと考えられている。
この現象を解決する目的で、我々は市販されている公知のポリマー化合物を分散材として使用し、画像性能と分散性能の両立に関する検討を行った。しかし、我々が検討に使用したポリマー化合物では分散性能とメディア上での画像特性との高いレベルでの両立は困難であった。 In order to solve this phenomenon, we used a known polymer compound that is commercially available as a dispersion material, and investigated the compatibility between image performance and dispersion performance. However, it was difficult for the polymer compound we used for the study to achieve both a high level of dispersion performance and image characteristics on the media.
また、分散性能と画像特性との両立をポリマーアロイや添加剤等で実現することも考えられるが、印刷画像や分散体の均一性からの要望により、この両立を単一のポリマー化合物で実現することが市場で望まれている。しかし、上記の検討結果のように、現在市場で強い要望のある画像性能と分散性能の両立を単一のポリマーで行うことは事実上困難であった。 In addition, it is conceivable to achieve both dispersion performance and image characteristics with polymer alloys and additives, but this compatibility can be realized with a single polymer compound due to the demand for uniformity of printed images and dispersions. That is desired in the market. However, as described above, it has been practically difficult to achieve both image performance and dispersion performance, both of which are currently strongly demanded in the market, using a single polymer.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、分散安定性と画像特性の両立、更にはメディア上で均一な膜構造を形成するための組成物を提供するものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a composition for achieving both dispersion stability and image characteristics, and further forming a uniform film structure on a medium.
本発明は、少なくとも、下記一般式(1)又は(2)記載の単位構造を含有する疎水性ブロックセグメント及び親水性ブロックセグメントを具有する両親媒性ブロックポリマー化合物と、水性溶媒とを含有することを特徴とする組成物である。 The present invention contains at least an amphiphilic block polymer compound having a hydrophobic block segment and a hydrophilic block segment containing the unit structure described in the following general formula (1) or (2), and an aqueous solvent. It is a composition characterized by these.
上記式中、R1乃至R9及びR11乃至R19は、それぞれ独立して水素原子又は炭素数1〜4の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基を表す。 In the above formula, R 1 to R 9 and R 11 to R 19 each independently represent a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
前記親水性ブロックセグメントのみからなるホモポリマーのガラス転移温度が、70℃以下であることが好ましい。前記親水性ブロックセグメントとしては、例えば、ポリアルケニルエーテルの主鎖骨格を有するものとすることができる。 The glass transition temperature of a homopolymer consisting only of the hydrophilic block segment is preferably 70 ° C. or lower. The hydrophilic block segment may have, for example, a polyalkenyl ether main chain skeleton.
上記組成物において、前記両親媒性ブロックポリマー化合物は、前記水性溶媒中で、コア部が前記疎水性ブロックセグメント、シェル部が前記親水性ブロックセグメントとなるミセル構造を形成していることが好ましい。疎水性物質をさらに含有する組成物においては、該疎水性物質が前記ミセル構造に内包されていることが好ましい。 In the above composition, the amphiphilic block polymer compound preferably forms a micelle structure in which the core portion is the hydrophobic block segment and the shell portion is the hydrophilic block segment in the aqueous solvent. In the composition further containing a hydrophobic substance, the hydrophobic substance is preferably included in the micelle structure.
以上のように、本発明によれば、優れた画像特性と優れた分散安定性を両立し、更にはメディア上で均一な膜を形成することでさらに優れた画像特性を発揮する組成物を提供することができる。 As described above, according to the present invention, there is provided a composition that exhibits both excellent image characteristics and excellent dispersion stability, and further exhibits excellent image characteristics by forming a uniform film on a medium. can do.
以下、本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.
本発明の組成物は、少なくとも、下記一般式(1)又は(2)記載の単位構造を含有する疎水性ブロックセグメント及び親水性ブロックセグメントを具有する両親媒性ブロックポリマー化合物と、水性溶媒とを含有する。 The composition of the present invention comprises at least an amphiphilic block polymer compound having a hydrophobic block segment and a hydrophilic block segment containing a unit structure described in the following general formula (1) or (2), and an aqueous solvent. contains.
上記式中、R1乃至R9及びR11乃至R19は、それぞれ独立して水素原子又は炭素数1〜4の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基を表す。 In the above formula, R 1 to R 9 and R 11 to R 19 each independently represent a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
本発明で用いられる両親媒性ブロックポリマー化合物の一実施形態では、水性溶媒中で、親水性ブロックセグメントが外側(シェル部)、疎水性ブロックセグメントが内側(コア部)となるコア−シェル型のミセル構造を形成する。組成物中に疎水性物質が共存する場合は、疎水性物質を内包した分散体を形成することができる。そして、疎水性ブロックセグメントが形成する剛直なコア部と、親水性ブロックセグメントが形成する柔軟で高い運動性を有するシェル部を具有するスフィアとなることで、本発明に記載される所望の特性が最大に得られると考えられる。 In one embodiment of the amphiphilic block polymer compound used in the present invention, in an aqueous solvent, a core-shell type in which the hydrophilic block segment is the outer side (shell part) and the hydrophobic block segment is the inner side (core part). A micelle structure is formed. When a hydrophobic substance coexists in the composition, a dispersion containing the hydrophobic substance can be formed. And, it becomes a sphere having a rigid core portion formed by the hydrophobic block segment and a shell portion having a flexible and high mobility formed by the hydrophilic block segment, so that the desired characteristics described in the present invention are obtained. It is thought that it is obtained to the maximum.
具体的な応用例としては、近赤外線反射材料、酸化触媒、脱臭・抗菌、助熱、排煙脱塩、ダイオキシン抑制、除虫効果、液晶パネルのバックライト用光散乱剤、蛍光材料、光導電材料、フィラー等が挙げられる。更には、紫外線防止、吸着効果等の化粧品への応用、医薬、塗料、トナー、インク、印刷物または基盤に対するオーバーコート液等が挙げられる。高い分散性能と画像性能を両立できるため、インクまたはインクジェット用オーバーコート液として好適に使用できる。なお、本発明の組成物の使用方法は上記応用例に限定されるものではない。 Specific application examples include near-infrared reflective materials, oxidation catalysts, deodorization / antibacterial, auxiliary heat, flue gas desalination, dioxin suppression, insect repellent effect, light scattering agent for liquid crystal panel backlight, fluorescent material, photoconductive Examples include materials and fillers. Furthermore, application to cosmetics such as UV protection and adsorption effects, pharmaceuticals, paints, toners, inks, printed materials or overcoat liquids for substrates, and the like can be mentioned. Since both high dispersion performance and image performance can be achieved, it can be suitably used as an ink or ink jet overcoat liquid. In addition, the usage method of the composition of this invention is not limited to the said application example.
本発明で述べるブロックポリマー化合物とは、異なる複数種のブロックセグメント構造がポリマー鎖上で連結した共重合体をいい、ブロック共重合体、ブロックコポリマーとも呼ばれるものを指す。 The block polymer compound described in the present invention refers to a copolymer in which a plurality of different types of block segment structures are linked on a polymer chain, and refers to what is also called a block copolymer or a block copolymer.
両親媒性とは親媒性と疎媒性の両方の性質を持つことを表しており、両親媒性ブロックポリマー化合物は、親媒性と疎媒性のブロックセグメントをそれぞれ少なくとも一つ以上有するポリマー化合物である。前記の親媒性とは、用いられる主たる溶媒に対して親和性が大きいという性質を表しており、疎媒性とは溶媒に対して親和性が小さい性質である。本発明において、主溶媒は水性溶媒であることから、本発明で用いられる両親媒性ブロックポリマー化合物は、親水性と疎水性のブロックセグメントをそれぞれ少なくとも一つ以上有する。 Amphiphilic means that both amphiphilic and lyophobic properties are present, and the amphiphilic block polymer compound is a polymer having at least one or more amphiphilic and lyophobic block segments. A compound. The above-mentioned amphiphilic property represents a property having a high affinity for the main solvent used, and the lyophobic property is a property having a low affinity for the solvent. In the present invention, since the main solvent is an aqueous solvent, the amphiphilic block polymer compound used in the present invention has at least one or more hydrophilic and hydrophobic block segments.
本発明で用いられる両親媒性ブロックポリマー化合物の各ブロックセグメントの構成としては、単一のモノマー由来の繰り返し単位からなるものでもよく、複数のモノマー由来の繰り返し単位を有する構造でもよい。複数のモノマー由来の繰り返し単位を有するブロックセグメントの例としては、ランダム共重合体や徐々に組成比が変化する傾斜型共重合体がある。 The constitution of each block segment of the amphiphilic block polymer compound used in the present invention may consist of a repeating unit derived from a single monomer, or may have a structure having repeating units derived from a plurality of monomers. Examples of the block segment having a repeating unit derived from a plurality of monomers include a random copolymer and a gradient copolymer whose composition ratio gradually changes.
本発明で用いられる両新媒性ブロックポリマー化合物のブロック構造の形としては、次のような例が挙げられる。ABというジブロックポリマー、両端のブロックセグメントが同じABAトリブロックポリマー、ABCというそれぞれのブロックセグメントが異なるトリブロックポリマーが挙げられる。また、トリブロック構造に他のポリマーユニットが結合したものも本発明には含まれる。例えば、ABCDという4つの異なるブロックセグメントを持つものや、ABCAという形のもの、更にはそれ以上の個数のブロックセグメントを持つブロックポリマーも本発明に含有される。 Examples of the block structure of the amphiphilic block polymer compound used in the present invention include the following examples. Examples include a diblock polymer called AB, an ABA triblock polymer having the same block segment at both ends, and a triblock polymer called ABC having different block segments. In addition, the present invention includes those in which other polymer units are bonded to the triblock structure. For example, those having four different block segments called ABCD, those having the form ABCA, and block polymers having more block segments are also included in the present invention.
本発明で用いられる両新媒性ブロックポリマー化合物が具有する疎水性ブロックセグメントは、前記一般式(1)又は(2)記載の単位構造を含有する。一般式(1)記載の単位構造を含有する疎水性ブロックセグメントは、対応するβ−ピネン又はその誘導体を重合することで形成することができる。例えば、R1乃至R3及びR6乃至R9が水素原子で、R4及びR5がメチル基である一般式(1)記載の単位構造を含有する疎水性ブロックセグメントは、下記構造のβ−ピネンを重合することで形成することができる。 The hydrophobic block segment included in the both amphiphilic block polymer compounds used in the present invention contains the unit structure described in the general formula (1) or (2). The hydrophobic block segment containing the unit structure described in the general formula (1) can be formed by polymerizing the corresponding β-pinene or a derivative thereof. For example, a hydrophobic block segment containing a unit structure described in the general formula (1) in which R 1 to R 3 and R 6 to R 9 are hydrogen atoms and R 4 and R 5 are methyl groups has β -It can be formed by polymerizing pinene.
β−ピネン又はその誘導体の重合方法は、例えばカチオン重合法で行うことができる。逐次的にモノマーを添加することで簡便にブロックポリマーを合成可能であることから、リビングカチオン重合法で行うことが好ましい。β−ピネンの重合は、例えば、European Polymer Journal,40,p398(2004)や、Polymer Preprints,Japan Vol.50,No.1,p516(2006)記載の方法に従って行うことができる。 The polymerization method of β-pinene or a derivative thereof can be performed by, for example, a cationic polymerization method. Since it is possible to synthesize a block polymer simply by adding monomers sequentially, it is preferable to carry out the living cationic polymerization method. Polymerization of β-pinene is described, for example, in European Polymer Journal, 40, p398 (2004), Polymer Preprints, Japan Vol. 50, no. 1, p516 (2006).
また、一般式(2)記載の単位構造を含有する疎水性ブロックセグメントは、前記の一般式(1)記載の単位構造を含有する疎水性ブロックセグメントを形成した後に、水素添加により形成することができる。例えば、β−ピネンを重合して形成した疎水性ブロックセグメントを水素添加する反応式を以下に示す。水素添加は、例えば、Polymer Preprints,Japan Vol.50,No.1,p516(2006)記載の方法に従って行うことができる。 The hydrophobic block segment containing the unit structure described in the general formula (2) may be formed by hydrogenation after forming the hydrophobic block segment containing the unit structure described in the general formula (1). it can. For example, a reaction formula for hydrogenating a hydrophobic block segment formed by polymerizing β-pinene is shown below. Hydrogenation is described, for example, in Polymer Preprints, Japan Vol. 50, no. 1, p516 (2006).
本発明で用いられる両親媒性ブロックポリマー化合物が具有する親水性ブロックセグメントは、親水性であれば特に限定されない。親水性ブロックセグメントの主鎖骨格としては、例えば、ポリアルケニルエーテル骨格、ポリスチレン骨格、ポリアクリル酸骨格、ポリメタクリル酸骨格、ポリアクリロニトリル骨格、ポリメタクリロニトリル骨格、ポリアミド骨格、ポリイミド骨格、ポリエステル骨格、ポリウレタン骨格、ポリカーボネート骨格、ポリエーテル骨格、ポリエーテルスルホン酸骨格、ポリ塩化ビニル骨格等が挙げられるが、こられに限定されない。柔らかい主鎖骨格となることから、ポリアルケニルエーテルの主鎖骨格を形成することが好ましい。 The hydrophilic block segment included in the amphiphilic block polymer compound used in the present invention is not particularly limited as long as it is hydrophilic. As the main chain skeleton of the hydrophilic block segment, for example, polyalkenyl ether skeleton, polystyrene skeleton, polyacrylic acid skeleton, polymethacrylic acid skeleton, polyacrylonitrile skeleton, polymethacrylonitrile skeleton, polyamide skeleton, polyimide skeleton, polyester skeleton, Examples include, but are not limited to, a polyurethane skeleton, a polycarbonate skeleton, a polyether skeleton, a polyether sulfonic acid skeleton, and a polyvinyl chloride skeleton. Since it becomes a soft main chain skeleton, it is preferable to form a main chain skeleton of polyalkenyl ether.
ポリアルケニルエーテルの主鎖骨格としては、下記一般式(I)記載の単位構造を有することが好ましい。 The main chain skeleton of the polyalkenyl ether preferably has a unit structure described in the following general formula (I).
上記式中、Aはポリアルケニル基を表す。Bは水素原子又は−(CH(X1)−CH(X2)−O)p−X3、−(CH2)m−(O)n−X3若しくはそれらのメチレン基の少なくとも一つがカルボニル基または芳香環構造で置換された構造を表す。pは1から18の整数、mは1から36の整数、nは0または1である。X1及びX2はそれぞれ独立に水素原子若しくは−CH3である。X3は水素原子、炭素数1から5までの直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基、又はCOO−を表す。 In the above formula, A represents a polyalkenyl group. B represents a hydrogen atom or — (CH (X 1 ) —CH (X 2 ) —O) p —X 3 , — (CH 2 ) m — (O) n —X 3, or at least one of these methylene groups is carbonyl. It represents a structure substituted with a group or an aromatic ring structure. p is an integer of 1 to 18, m is an integer of 1 to 36, and n is 0 or 1. X 1 and X 2 are each independently a hydrogen atom or —CH 3 . X 3 represents a hydrogen atom, a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or COO—.
この親水性ブロックセグメントのみからなるホモポリマーのガラス転移温度は、70℃以下であることが好ましい。 The glass transition temperature of the homopolymer consisting only of this hydrophilic block segment is preferably 70 ° C. or lower.
本発明で用いられる両親媒性ブロックポリマー化合物が具有する疎水性ブロックセグメントと親水性ブロックセグメントとの平均重合度比は、5:95〜95:5の範囲が好ましく、10:90〜90:10の範囲がより好ましい。 The average polymerization degree ratio between the hydrophobic block segment and the hydrophilic block segment of the amphiphilic block polymer compound used in the present invention is preferably in the range of 5:95 to 95: 5, and 10:90 to 90:10. The range of is more preferable.
また、本発明で用いられる両親媒性ブロックポリマー化合物の数平均分子量(Mn)は、200以上10000000以下であることが好ましく、1000以上1000000以下がより好ましい。10000000を越えると高分子鎖内、高分子鎖間の絡まりあいが多くなりすぎ、溶剤に分散しにくかったりする。200未満である場合、分子量が小さく高分子としての立体効果が出にくかったりする場合がある。各ブロックセグメントの好ましい平均重合度は3以上10000以下である。さらに好ましくは5以上5000以下である。更に好ましくは10以上4000以下である。 The number average molecular weight (Mn) of the amphiphilic block polymer compound used in the present invention is preferably 200 or more and 10000000 or less, and more preferably 1000 or more and 1000000 or less. If it exceeds 10000000, the entanglement between the polymer chains and between the polymer chains becomes excessive, and it is difficult to disperse in the solvent. If it is less than 200, the steric effect as a polymer may be difficult to obtain due to the low molecular weight. The preferable average degree of polymerization of each block segment is 3 or more and 10,000 or less. More preferably, it is 5 or more and 5000 or less. More preferably, it is 10 or more and 4000 or less.
本発明で用いられる両親媒性ブロックポリマー化合物の合成手法として、親水性ブロックセグメントとなるポリアルケニルエーテルの主鎖骨格の形成手法について述べる。前途のポリアルケニルエーテルの主鎖骨格を形成するモノマーの重合は、カチオン重合で行うことができる。開始剤としては、塩酸、硫酸、メタンスルホン酸、トリフルオロ酢酸、トリフルオロメタンスルホン酸、過塩素酸等のプロトン酸;BF3、AlCl3、TiCl4、SnCl4、FeCl3、RAlCl2、R1.5AlCl1.5(Rはアルキルを示す)等のルイス酸とカチオン源(カチオン源としてはプロトン酸や水、アルコール、ビニルエーテルとスルホン酸の付加体など)の組み合わせ;が例として挙げられる。これらの開始剤を重合性化合物(モノマー)と共存させることにより重合反応が進行し、ブロックポリマー化合物における親水性ブロックセグメントを合成することができる。 As a method for synthesizing the amphiphilic block polymer compound used in the present invention, a method for forming a main chain skeleton of a polyalkenyl ether serving as a hydrophilic block segment will be described. The polymerization of the monomer that forms the main chain skeleton of the polyalkenyl ether can be performed by cationic polymerization. Initiators include: protonic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, methanesulfonic acid, trifluoroacetic acid, trifluoromethanesulfonic acid, perchloric acid; BF 3 , AlCl 3 , TiCl 4 , SnCl 4 , FeCl 3 , RAlCl 2 , R 1.5 Examples include a combination of a Lewis acid such as AlCl 1.5 (R represents alkyl) and a cation source (the cation source is an adduct of proton acid, water, alcohol, vinyl ether and sulfonic acid, etc.). By causing these initiators to coexist with a polymerizable compound (monomer), the polymerization reaction proceeds, and a hydrophilic block segment in the block polymer compound can be synthesized.
本発明に更に好ましく用いられる重合方法について説明する。ポリビニルエーテル構造を含むポリマーの合成法は多数報告されている(例えば特開平11−080221号公報)。中でも、青島らによるカチオンリビング重合による方法が代表的である(ポリマーブレタン誌 15巻、1986年 417頁、特開平11−322942号公報、特開平11−322866号公報)。カチオンリビング重合でポリマー合成を行うことにより、ホモポリマー、2成分以上のモノマーからなる共重合体、更にはブロックポリマー、グラフトポリマー、グラジュエーションポリマー等のポリマーを、長さ(分子量)を正確に揃えて合成することができる。また、他にHI/I2系、HCl/SnCl4系等でリビング重合を行うこともできる。 The polymerization method that is more preferably used in the present invention will be described. A number of methods for synthesizing polymers containing a polyvinyl ether structure have been reported (for example, JP-A-11-080221). Among them, the method by cation living polymerization by Aoshima et al. Is representative (Polymer Bulletin, Vol. 15, 417, 417, JP-A-11-322942, JP-A-11-322866). By conducting polymer synthesis using cationic living polymerization, homopolymers, copolymers composed of two or more monomers, and polymers such as block polymers, graft polymers, and gradient polymers can be accurately measured in length (molecular weight). Can be combined and synthesized. In addition, living polymerization can also be carried out in the HI / I 2 system, HCl / SnCl 4 system, or the like.
なお、本発明で用いる両親媒性ブロックポリマー化合物の合成手法は上記例に限定されるものではない。 The method for synthesizing the amphiphilic block polymer compound used in the present invention is not limited to the above example.
本発明の組成物において、両親媒性ブロックポリマー化合物の含有量は、0.1質量%以上90質量%以下の範囲とすることが好ましい。より好ましくは、1質量%以上80質量%以下である。 In the composition of the present invention, the content of the amphiphilic block polymer compound is preferably in the range of 0.1% by mass to 90% by mass. More preferably, they are 1 mass% or more and 80 mass% or less.
[疎水性物質]
次に本発明で用いられる疎水性物質について詳細に説明する。
[Hydrophobic substance]
Next, the hydrophobic substance used in the present invention will be described in detail.
本発明の組成物に含まれる疎水性物質とは、水に対して不溶な物質である。水に対して不溶とは、水に溶解、あるいは安定分散しない性質のことである。具体的にいうと、水に対する溶解度が1g/L以下であること、あるいは水に対して安定な分散体を形成しないことを表す。 The hydrophobic substance contained in the composition of the present invention is a substance that is insoluble in water. Insoluble in water is a property that does not dissolve or stably disperse in water. Specifically, it represents that the solubility in water is 1 g / L or less, or that a stable dispersion in water is not formed.
本発明で用いられる疎水性物質としては、例えば顔料、金属粒子、有機微粒子、無機微粒子、磁性体粒子、有機半導体、導電性材料、光学材料、非線形光学材料などといった疎水性の機能性物質が挙げられるが、これらに限定されない。 Examples of the hydrophobic substance used in the present invention include hydrophobic functional substances such as pigments, metal particles, organic fine particles, inorganic fine particles, magnetic particles, organic semiconductors, conductive materials, optical materials, and nonlinear optical materials. However, it is not limited to these.
本発明で用いられる疎水性物質は、好ましくは顔料または染料等の色材であり、より好ましくは顔料である。なお、本発明に記載の色材とは、有機または無機の有色の化合物と定義でき、好ましくは水又は油性分に対して不溶な化合物が好ましい。具体的な例としては、近赤外線反射材料、酸化触媒、脱臭・抗菌、助熱、排煙脱塩、ダイオキシン抑制、除虫効果、液晶パネルのバックライト用光散乱剤、蛍光材料、光導電材料等が挙げられる。更には、紫外線防止、吸着効果等の化粧品への応用、塗料、トナー、インクといった応用例が挙げられる。 The hydrophobic substance used in the present invention is preferably a color material such as a pigment or a dye, and more preferably a pigment. The color material described in the present invention can be defined as an organic or inorganic colored compound, and preferably a compound insoluble in water or oily components. Specific examples include near-infrared reflective materials, oxidation catalysts, deodorization / antibacterial, auxiliary heat, flue gas desalination, dioxin suppression, insect repellent effect, light scattering agent for backlight of liquid crystal panel, fluorescent material, photoconductive material Etc. Furthermore, application examples such as application to cosmetics such as UV protection and adsorption effect, paints, toners, and inks can be given.
無機色材の具体例としては、コバルトブルー、セルシアンブルー、コバルトバイオレット、コバルトグリーン、ジンクホワイト、チタニウムホワイト、ライトレッド、クロムオキサイドグリーン、マルスブラック等の酸化物顔料;ビリジャン、イェローオーカー、アルミナホワイト等の水酸化物顔料;ウルトラマリーン、タルク、ホワイトカーボン等のケイ酸塩顔料;金粉、銀粉、ブロンズ粉等の金属粉;カーボンブラック等が挙げられる。有機色材の具体例としては、βナフトール系アゾ化合物、ナフトールAS系アゾ化合物、モノアゾ型あるいはジスアゾ型アセト酢酸アリリド系アゾ化合物、ピラゾン系アゾ化合物、縮合系アゾ顔料等のアゾ系化合物の他、フタロシアニン系化合物、サブフタロシアニン系化合物、ポルフィリン系化合物、キナクリドン系化合物、イソインドリン系化合物、イソインドリノン系化合物、スレン系化合物、ペリレン系化合物、ぺリノン系化合物、チオインジゴ系化合物、ジオキサジン化合物、キノフタロン系化合物、ジケトピロロピロール系化合物、あるいは新規に合成した化合物が挙げられる。ただし、本発明に使用される色材は上記に限定されるものではない。 Specific examples of inorganic color materials include cobalt blue, celsian blue, cobalt violet, cobalt green, zinc white, titanium white, light red, chrome oxide green, and mars black oxide pigments; viridan, yellow ocher, and alumina white. And hydroxide pigments such as ultramarine, talc and white carbon; metal powders such as gold powder, silver powder and bronze powder; and carbon black. Specific examples of the organic colorant include β-naphthol-based azo compounds, naphthol-AS-based azo compounds, monoazo-type or disazo-type acetoacetyl allylide-type azo compounds, pyrazone-type azo compounds, condensed azo pigments, and other azo-type compounds, Phthalocyanine compounds, subphthalocyanine compounds, porphyrin compounds, quinacridone compounds, isoindoline compounds, isoindolinone compounds, selenium compounds, perylene compounds, perinone compounds, thioindigo compounds, dioxazine compounds, quinophthalone compounds Compounds, diketopyrrolopyrrole compounds, or newly synthesized compounds. However, the color material used in the present invention is not limited to the above.
以下にインク組成物として使用する場合の顔料の具体例を示す。 Specific examples of the pigment when used as an ink composition are shown below.
顔料は、有機顔料および無機顔料のいずれでもよく、インク組成物に用いられる顔料は、好ましくは黒色顔料、またはシアン、マゼンタ、イエローの3原色顔料である。なお、上記に記した以外の色顔料、無色または淡色の顔料、または金属光沢顔料等を使用してもよい。また、本発明において、市販の顔料を用いても良いし、あるいは新規に合成した顔料を用いても良い。 The pigment may be either an organic pigment or an inorganic pigment, and the pigment used in the ink composition is preferably a black pigment or three primary color pigments of cyan, magenta, and yellow. Color pigments other than those described above, colorless or light color pigments, metallic luster pigments, and the like may be used. In the present invention, commercially available pigments may be used, or newly synthesized pigments may be used.
以下に、黒、シアン、マゼンタ、イエローにおいて、市販されている顔料を例示する。 The following are examples of commercially available pigments for black, cyan, magenta, and yellow.
黒色の顔料としては、Raven1060、(コロンビアン・カーボン社製商品名)、MOGUL−L、(キャボット社製商品名)、Color Black FW1(デグッサ社製商品名)、MA100(三菱化学社製商品名)等を挙げることができるが、これらに限定されない。 Examples of black pigments include Raven 1060 (trade name, manufactured by Colombian Carbon), MOGUL-L, (trade name, manufactured by Cabot), Color Black FW1 (trade name, manufactured by Degussa), MA100 (trade name, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation). However, it is not limited to these.
シアン色の顔料としては、C.I.Pigment Blue−15:3、C.I.Pigment Blue−15:4、C.I.Pigment Blue−16、等が挙げられるが、これらに限定されない。 Examples of cyan pigments include C.I. I. Pigment Blue-15: 3, C.I. I. Pigment Blue-15: 4, C.I. I. Pigment Blue-16, and the like, but are not limited thereto.
マゼンタ色の顔料としては、C.I.Pigment Red−122、C.I.Pigment Red−123、C.I.Pigment Red−146、等が挙げられるが、これらに限定されない。 Examples of magenta pigments include C.I. I. Pigment Red-122, C.I. I. Pigment Red-123, C.I. I. Pigment Red-146 and the like, but are not limited thereto.
イエローの顔料としては、C.I.Pigment Yellow−74、C.I.Pigment Yellow−128、C.I.Pigment Yellow−129、等が挙げられるが、これらに限定されない。 Examples of yellow pigments include C.I. I. Pigment Yellow-74, C.I. I. Pigment Yellow-128, C.I. I. Pigment Yellow-129 and the like, but are not limited thereto.
また、本発明の組成物では、水に自己分散可能な顔料も使用できる。水分散可能な顔料としては、顔料表面にポリマーを吸着させた立体障害効果を利用したものと、静電気的反発力を利用したものとがある。市販品としては、CAB−0−JET200、CAB−0−JET300(以上キャボット社製商品名)、Microjet Black CW−1(オリエント化学社製商品名)等が挙げられる。 In the composition of the present invention, a pigment that is self-dispersible in water can also be used. Water-dispersible pigments include those using the steric hindrance effect in which a polymer is adsorbed on the pigment surface and those using electrostatic repulsion. Examples of commercially available products include CAB-0-JET200, CAB-0-JET300 (trade name, manufactured by Cabot Corporation), Microjet Black CW-1 (trade name, manufactured by Orient Chemical Co., Ltd.), and the like.
本発明で用いられる顔料は、組成物の全重量に対して、0.1〜50質量%が好ましい。顔料の量が、0.1質量%以上であれば、好ましい画像濃度が得られ、50質量%以下であれば、好ましい分散が得られる。更に好ましい範囲としては0.5〜30質量%の範囲である。 The pigment used in the present invention is preferably 0.1 to 50% by mass with respect to the total weight of the composition. If the amount of the pigment is 0.1% by mass or more, a preferable image density is obtained, and if it is 50% by mass or less, preferable dispersion is obtained. A more preferable range is 0.5 to 30% by mass.
また、本発明では染料を併用しても良い。 In the present invention, a dye may be used in combination.
なお、上述は疎水性物質が存在する例で示したが、ミセル内に疎水性物質を有さない形態についても本願発明は包含するものである。この場合には、コーティング剤や、グロスオプティマイザーなどの用途として有効である。 In addition, although the above showed in the example where a hydrophobic substance exists, this invention also includes the form which does not have a hydrophobic substance in a micelle. In this case, it is effective for applications such as a coating agent and a gloss optimizer.
[他の成分]
本発明に含有される両親媒性ブロックポリマー化合物、疎水性物質以外の他の成分について詳しく説明する。他の成分には、有機溶剤、水性溶媒、添加剤等が含まれる。
[Other ingredients]
The components other than the amphiphilic block polymer compound and the hydrophobic substance contained in the present invention will be described in detail. Other components include organic solvents, aqueous solvents, additives and the like.
[有機溶剤]
炭化水素系溶剤、芳香族系溶剤、エーテル系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アミド系溶剤等の非水性溶剤が挙げられる。
[Organic solvent]
Non-aqueous solvents such as hydrocarbon solvents, aromatic solvents, ether solvents, ketone solvents, ester solvents, amide solvents and the like can be mentioned.
[水性溶媒]
本発明の組成物は、水性溶媒を含有する。水性溶媒としては、水または水性溶剤を挙げることができる。水としては、金属イオン等を除去したイオン交換水、純水、超純水が好ましい。水性溶剤としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリプロビレングリコール、グリセリン等の多価アルコール類;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル等の多価アルコールエーテル類;N−メチル−2−ピロリドン、置換ピロリドン、トリエタノールアミン等の含窒素溶媒;等を用いることができる。また、水性分散物の記録媒体上での乾燥を速めることを目的として、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等の一価アルコール類を用いることもできる。
[Aqueous solvent]
The composition of the present invention contains an aqueous solvent. Examples of the aqueous solvent include water and an aqueous solvent. As water, ion-exchanged water, pure water and ultrapure water from which metal ions and the like have been removed are preferable. Examples of the aqueous solvent include polyhydric alcohols such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, polypropylene glycol, and glycerin; ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol Polyhydric alcohol ethers such as monoethyl ether and diethylene glycol monobutyl ether; nitrogen-containing solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone, substituted pyrrolidone and triethanolamine; In addition, monohydric alcohols such as methanol, ethanol and isopropyl alcohol can be used for the purpose of accelerating the drying of the aqueous dispersion on the recording medium.
本発明において、上記、有機溶剤および水性溶媒の合計の含有量は、組成物の全重量に対して、20〜95質量%の範囲で用いるのが好ましい。更に好ましくは30〜90質量%の範囲である。 In the present invention, the total content of the organic solvent and the aqueous solvent is preferably in the range of 20 to 95% by mass with respect to the total weight of the composition. More preferably, it is the range of 30-90 mass%.
[添加剤]
本発明では、必要に応じて、種々の添加剤、助剤等を添加することができる。添加剤の一つとして、顔料を溶媒中で安定に分散させる分散安定剤がある。本発明は、両親媒性ブロックポリマー化合物により、顔料のような疎水性物質を分散させる機能を有しているが、分散が不十分である場合には、他の分散安定剤を添加してもよい。
[Additive]
In the present invention, various additives, auxiliaries and the like can be added as necessary. One additive is a dispersion stabilizer that stably disperses a pigment in a solvent. The present invention has a function of dispersing a hydrophobic substance such as a pigment by an amphiphilic block polymer compound, but if the dispersion is insufficient, another dispersion stabilizer may be added. Good.
他の分散安定剤として、親水性疎水性両部を持つ樹脂あるいは界面活性剤を使用することが可能である。親水性疎水性両部を持つ樹脂としては、例えば、親水性モノマーと疎水性モノマーの共重合体が挙げられる。 As another dispersion stabilizer, it is possible to use a resin or a surfactant having both hydrophilic and hydrophobic portions. Examples of the resin having both hydrophilic and hydrophobic parts include a copolymer of a hydrophilic monomer and a hydrophobic monomer.
親水性モノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、または前記カルボン酸モノエステル類、ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、ビニルアルコール、アクリルアミド、メタクリロキシエチルホスフェート等が挙げられる。疎水性モノマーとしては、スチレン、α−メチルスチレン等のスチレン誘導体、ビニルシクロヘキサン、ビニルナフタレン誘導体、アクリル酸エステル類、メタクリル酸エステル類等が挙げられる。共重合体は、ランダム、ブロック、およびグラフト共重合体等の様々な構成のものが使用できる。もちろん、親水性、疎水性モノマーとも、前記に示したものに限定されない。 Examples of the hydrophilic monomer include acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, fumaric acid, or the above carboxylic acid monoesters, vinyl sulfonic acid, styrene sulfonic acid, vinyl alcohol, acrylamide, methacryloxyethyl phosphate, and the like. Examples of the hydrophobic monomer include styrene derivatives such as styrene and α-methylstyrene, vinylcyclohexane, vinylnaphthalene derivatives, acrylic acid esters, and methacrylic acid esters. Copolymers having various configurations such as random, block, and graft copolymers can be used. Of course, both hydrophilic and hydrophobic monomers are not limited to those shown above.
界面活性剤としては、アニオン性、非イオン性、カチオン性、両イオン性活性剤を用いることができる。アニオン性活性剤としては、脂肪酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルアリールスルホン酸塩、アルキルジアリールエーテルジスルホン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、アルキルリン酸塩、ナフタレンスルホン酸フォルマリン縮合物、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル塩、グリセロールボレイト脂肪酸エステル等が挙げられる。非イオン性活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンオキシプロピレンブロックコポリマー、ソルビタン脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、フッ素系、シリコン系等が挙げられる。カチオン性活性剤としては、アルキルアミン塩、第4級アンモニウム塩、アルキルピリジニウム塩、アルキルイミダゾリウム塩等が挙げられる。両イオン性活性剤としては、アルキルベタイン、アルキルアミンオキサイド、ホスファジルコリン等が挙げられる。なお、界面活性剤についても同様、前記に限定されるものではない。 As the surfactant, an anionic, nonionic, cationic or amphoteric surfactant can be used. Anionic activators include fatty acid salts, alkyl sulfate esters, alkylaryl sulfonates, alkyl diaryl ether disulfonates, dialkyl sulfosuccinates, alkyl phosphates, naphthalene sulfonic acid formalin condensates, polyoxyethylene alkyls. Examples thereof include phosphate ester salts and glycerol borate fatty acid esters. Nonionic activators include polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethyleneoxypropylene block copolymers, sorbitan fatty acid esters, glycerin fatty acid esters, polyoxyethylene fatty acid esters, polyoxyethylene alkylamines, fluorine-based, silicon-based and the like. It is done. Examples of the cationic activator include alkylamine salts, quaternary ammonium salts, alkylpyridinium salts, alkylimidazolium salts and the like. Examples of amphoteric activators include alkylbetaines, alkylamine oxides, phosphadylcholines, and the like. Similarly, the surfactant is not limited to the above.
その他の添加剤としては、例えばインクとしての用途の場合、pH調整剤、浸透剤、防黴剤、キレート化剤、消泡剤、酸化防止剤、防カビ剤、粘度調整剤、導電剤、紫外線吸収剤等も添加することができる。pH調整剤は、インクの安定化と記録装置中のインクの配管との安定性を得るために使用する。浸透剤は、記録媒体へのインクの浸透を早め、見掛けの乾燥を早くする。防黴剤は、インク内での黴の発生を防止する。キレート化剤は、インク中の金属イオンを封鎖し、ノズル部での金属の析出やインク中で不溶解性物の析出等を防止する。消泡剤は、記録液の循環、移動、あるいは記録液製造時の泡の発生を防止する。 Other additives include, for example, a pH adjuster, a penetrating agent, an antifungal agent, a chelating agent, an antifoaming agent, an antioxidant, an antifungal agent, a viscosity adjusting agent, a conductive agent, and an ultraviolet ray. Absorbers and the like can also be added. The pH adjusting agent is used to obtain stability of ink and stability of ink piping in the recording apparatus. The penetrant accelerates the penetration of the ink into the recording medium and accelerates the apparent drying. The antifungal agent prevents the generation of wrinkles in the ink. The chelating agent sequesters metal ions in the ink and prevents the deposition of metal at the nozzle portion and the insoluble matter in the ink. The antifoaming agent prevents the occurrence of bubbles during the circulation or movement of the recording liquid or during the production of the recording liquid.
更に、本発明では、高分子微粒子を添加しても良い。本発明の高分子微粒子とは、堅牢性、発色性、光沢性、ブロンズ抑制、ブリード抑制等の機能を発現することを目的として添加する化合物であり、具体的には、エマルジョン微粒子、高分子界面活性剤等が挙げられる。 Furthermore, in the present invention, polymer fine particles may be added. The polymer fine particles of the present invention are compounds added for the purpose of exhibiting functions such as fastness, color development, gloss, bronze suppression, bleed suppression, and specifically include emulsion fine particles, polymer interfaces. Examples include activators.
エマルジョン微粒子及び高分子界面活性剤を構成する樹脂成分としては、例えば、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリルアミド系樹脂、エポキシ系樹脂等が挙げられ、またこれらの樹脂の混合系を用いてもよい。これらの樹脂成分の中でより好ましくは、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−アクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−マレイン酸−ハーフエステル共重合体等が挙げられる。 Examples of the resin component constituting the emulsion fine particles and the polymer surfactant include acrylic resins, methacrylic resins, styrene resins, urethane resins, acrylamide resins, epoxy resins, and the like. A mixed system of Among these resin components, a styrene-acrylic acid copolymer, a styrene-acrylic acid-acrylic acid alkyl ester copolymer, a styrene-maleic acid copolymer, and a styrene-maleic acid-acrylic acid alkyl ester copolymer are more preferable. Examples thereof include a polymer, a styrene-methacrylic acid copolymer, a styrene-methacrylic acid-acrylic acid alkyl ester copolymer, and a styrene-maleic acid-half ester copolymer.
このような樹脂エマルジョンは、種々の特性を満足するように合成して用いてもよいが、市販品を使用してもよい。なお、高分子微粒子についても同様、前記に限定されるものではない。 Such resin emulsions may be synthesized and used so as to satisfy various characteristics, but commercially available products may also be used. Similarly, the polymer fine particles are not limited to the above.
本発明の組成物は水性組成物である。水性組成物とは主溶媒が水性溶媒、好ましくは水である組成物のことである。本発明の組成物は、インク組成物であることが好ましい。より好ましくはインクジェット用組成物である。インクジェット用組成物とは、後述するインクジェット法を用いるインク吐出方法により吐出し得る組成物のことである。 The composition of the present invention is an aqueous composition. An aqueous composition is a composition in which the main solvent is an aqueous solvent, preferably water. The composition of the present invention is preferably an ink composition. More preferred is an inkjet composition. The ink jet composition is a composition that can be ejected by an ink ejection method using an ink jet method to be described later.
一般的に、インクジェット用組成物は、インク組成物に比べて粘度や分散微粒子の大きさ、保存安定性などの、組成物特性の条件が厳しい場合がある。インクジェット法による吐出方法では、微細ノズルを通して組成物の吐出を行うため、特に組成物の粘度が低いこと、組成物中の微粒子の大きさは小さく、更に保存安定性が優れていることが好ましい。 In general, ink jet compositions may have stricter conditions for composition characteristics such as viscosity, size of dispersed fine particles, and storage stability, as compared with ink compositions. In the ejection method based on the ink jet method, the composition is ejected through a fine nozzle. Therefore, the viscosity of the composition is particularly low, the size of fine particles in the composition is small, and the storage stability is preferably excellent.
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。なお、「−b−」はブロックポリマーであることを示す記号であり、「−r−」はランダムポリマーであることを示す記号である。また、各段階での化合物の同定は、NMRおよびGPCを用いて行った。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is not limited to these Examples. Note that “-b-” is a symbol indicating a block polymer, and “-r-” is a symbol indicating a random polymer. Moreover, the identification of the compound in each step was performed using NMR and GPC.
(合成例1)
<ジブロックポリマー・ポリ[BPN−b−AA]の合成>
Aブロック:β−ピネン(BPN)
Bブロック:アクリル酸(AA)
European Polymer Journal,40,p398(2004)に記載のβ−ピネンとスチレンのブロックポリマーの合成方法に従い、ジブロックポリマー・ポリ[BPN−b−EA]を合成した(EA:アクリル酸エチル)。
(Synthesis Example 1)
<Synthesis of diblock polymer poly [BPN-b-AA]>
A block: β-pinene (BPN)
B block: Acrylic acid (AA)
A diblock polymer poly [BPN-b-EA] was synthesized according to a method for synthesizing a block polymer of β-pinene and styrene described in European Polymer Journal, 40, p398 (2004) (EA: ethyl acrylate).
すなわち、まず、窒素雰囲気下、−78℃で、β−ピネン(BPN)と2−クロロプロピオニックアシッドエチルエステルのトルエン溶液4.0mLを調製した。その溶液に、四塩化チタン(TiCl4)、イソプロポキシチタニウムクロライド(TiCl3(OiPr))、テトラブチルアンモニウムクロライド(nBu4NCl)のトルエン混合液1.0mLを加え重合を開始した。分子量を時分割に分子ふるいカラムクロマトグラフィー(GPC)およびNMRを用いてモニタリングし、β−ピネンの繰り返し単位数の平均値が100となった時点で、メタノールを添加することによって反応をクエンチした。その後、塩酸で3回、次いで蒸留水で3回洗浄した。さらに有機相をメタノールに投入する再沈殿を数回行い、その後真空乾燥することでポリマーを精製し、ポリ[BPN]100−EA−Clを得た。 That is, first, 4.0 mL of a toluene solution of β-pinene (BPN) and 2-chloropropionic acid ethyl ester was prepared at −78 ° C. in a nitrogen atmosphere. To the solution, 1.0 mL of a toluene mixed solution of titanium tetrachloride (TiCl 4 ), isopropoxytitanium chloride (TiCl 3 (OiPr)), and tetrabutylammonium chloride (nBu 4 NCl) was added to initiate polymerization. The molecular weight was monitored in a time-resolved manner using molecular sieve column chromatography (GPC) and NMR, and when the average number of repeating units of β-pinene reached 100, the reaction was quenched by adding methanol. Thereafter, it was washed 3 times with hydrochloric acid and then 3 times with distilled water. Furthermore, reprecipitation which throws an organic phase into methanol was performed several times, and then the polymer was purified by vacuum drying to obtain poly [BPN] 100 -EA-Cl.
次に、前記工程で得られたポリ[BPN]100−EA−Cl0.1gを、トルエン溶液中、アクリル酸エチル(EA)、塩化銅(CuCl)、ビピリジン(bpy)(モル比1/1/3)2.0mLと混合した。そして、乾燥アルゴン雰囲気下、100℃にて、EAの重合を行った。得られた反応液を遠心分離機にかけることにより銅含有残留物を除去し、また、上澄みを真空乾燥することにより未反応EAを除去した。更にメタノールに投入する再沈殿を数回行い、その後真空乾燥することでポリマーを精製し、ジブロックポリマー・ポリ[BPN−b−EA]を得た。得られたポリ[BPN−b−EA]は、Mn=12500、Mw/Mn=1.39であり、平均重合度比はA:B=100:30であった。なお、Mnは数平均分子量であり、Mwは重量平均分子量である。 Next, 0.1 g of poly [BPN] 100 -EA-Cl obtained in the above step was mixed with ethyl acrylate (EA), copper chloride (CuCl), bipyridine (bpy) (molar ratio 1/1 / in a toluene solution). 3) Mixed with 2.0 mL. Then, EA was polymerized at 100 ° C. in a dry argon atmosphere. The resulting reaction solution was centrifuged to remove the copper-containing residue, and the supernatant was vacuum dried to remove unreacted EA. Furthermore, reprecipitation put into methanol was performed several times, and then the polymer was purified by vacuum drying to obtain diblock polymer poly [BPN-b-EA]. The obtained poly [BPN-b-EA] had Mn = 12,500, Mw / Mn = 1.39, and the average polymerization degree ratio was A: B = 100: 30. In addition, Mn is a number average molecular weight and Mw is a weight average molecular weight.
ここで得られたジブロックポリマーをジメチルフォルムアミドと水酸化ナトリウム水混合溶液中で加水分解することで、Bブロック中のEAユニットのエチルエステル部分が加水分解され、ナトリウム塩化されたジブロックポリマーを得た。さらに、水分散液中で0.1Nの塩酸で中和して、ナトリウム塩化されたアクリル酸(AA)ユニットがフリーのカルボン酸ユニットになったジブロックポリマー・ポリ[BPN−b−AA]を得た。 The diblock polymer obtained here was hydrolyzed in a mixed solution of dimethylformamide and aqueous sodium hydroxide to hydrolyze the ethyl ester portion of the EA unit in the B block, and the diblock polymer that was sodium chlorided was Obtained. Further, diblock polymer poly [BPN-b-AA], in which sodium chloride-acrylic acid (AA) unit is converted into free carboxylic acid unit by neutralizing with 0.1N hydrochloric acid in aqueous dispersion, Obtained.
また、該当する親水セグメントからなるホモポリマーのガラス転移温度を示差走査熱量分析装置(商品名:EXSTAR6000、セイコーインスツルメンツ株式会社製)で測定したところ70℃以下であった。 Moreover, it was 70 degrees C or less when the glass transition temperature of the homopolymer which consists of an applicable hydrophilic segment was measured with the differential scanning calorimeter (trade name: EXSTAR6000, Seiko Instruments Inc.).
(合成例2)
<ジブロックポリマー・ポリ[BPN−b−VEEtPhCOOH]の合成>
Aブロック:β−ピネン(BPN)
Bブロック:4−(2−ビニロキシ)エトキシ安息香酸(VEEtPhCOOH)
Polymer Preprints,Japan Vol.50,No.1,p516(2006)記載のβ−ピネンのカチオン重合法に従い、ジブロックポリマー・ポリ[BPN−b−VEEtPhCOOH]を合成した。
(Synthesis Example 2)
<Synthesis of diblock polymer poly [BPN-b-VEEtPhCOOH]>
A block: β-pinene (BPN)
B block: 4- (2-vinyloxy) ethoxybenzoic acid (VEEtPhCOOH)
Polymer Preprints, Japan Vol. 50, no. The diblock polymer poly [BPN-b-VEEtPhCOOH] was synthesized according to the cationic polymerization method of β-pinene described in 1, p516 (2006).
すなわち、窒素雰囲気下、BPN5.0mmol(ミリモル)、酢酸エチル0.6mmol、1−イソブトキシエチルアセテート0.05mmol、及びトルエン20mlを加え、反応系を冷却した。系内温度が0℃に達したところでエチルアルミニウムセスキクロリド(ジエチルアルミニウムクロリドとエチルアルミニウムジクロリドとの等モル混合物)を1.0mmol加え重合を開始した。分子量を時分割に分子ふるいカラムクロマトグラフィー(GPC)を用いてモニタリングし、Aブロックの重合の完了を確認した。 That is, in a nitrogen atmosphere, 5.0 mmol (mmol) of BPN, 0.6 mmol of ethyl acetate, 0.05 mmol of 1-isobutoxyethyl acetate, and 20 ml of toluene were added, and the reaction system was cooled. When the system temperature reached 0 ° C., 1.0 mmol of ethylaluminum sesquichloride (an equimolar mixture of diethylaluminum chloride and ethylaluminum dichloride) was added to initiate polymerization. The molecular weight was monitored in a time-sharing manner using molecular sieve column chromatography (GPC) to confirm the completion of polymerization of the A block.
次いで、Bブロック成分として、4−(2−ビニロキシ)エトキシ安息香酸エチルVEEtPhCOOEt2.5mmolのトルエン溶液を添加して、重合を続行した。重合反応の停止は、系内に0.3質量%のアンモニア/メタノール水溶液を加えて行った。反応混合物溶液をジクロロメタンにて希釈し、0.6mol/L塩酸で3回、次いで蒸留水で3回洗浄した。得られた有機相をエバポレーターで濃縮・乾固し真空乾燥させたものを、セルロースの半透膜を用いてメタノール溶媒中透析を繰り返し行い、モノマー性化合物を除去し、ジブロックポリマー・ポリ[BPN−b−VEEtPhCOOEt]を得た。得られたポリ[BPN−b−VEEtPhCOOEt]は、Mn=14000、Mw/Mn=1.40であり、平均重合度比はA:B=100:20であった。 Next, as a B block component, a toluene solution of 2.5 mmol ethyl 4- (2-vinyloxy) ethoxybenzoate VEEtPhCOOEt was added to continue the polymerization. The polymerization reaction was stopped by adding a 0.3% by mass ammonia / methanol aqueous solution to the system. The reaction mixture solution was diluted with dichloromethane and washed 3 times with 0.6 mol / L hydrochloric acid and then 3 times with distilled water. The obtained organic phase was concentrated, dried and vacuum dried with an evaporator, and repeatedly dialyzed in a methanol solvent using a semipermeable membrane of cellulose to remove the monomeric compound, and the diblock polymer poly [BPN -B-VEEtPhCOOEt] was obtained. The obtained poly [BPN-b-VEEtPhCOOEt] had Mn = 14000 and Mw / Mn = 1.40, and the average degree of polymerization was A: B = 100: 20.
ここで得られたジブロックポリマーをジメチルフォルムアミドと水酸化ナトリウム水混合溶液中で加水分解することで、Bブロック中のVEEtPhCOOEtユニットのエチルエステル部分が加水分解され、ナトリウム塩化されたジブロックポリマーを得た。さらに、水分散液中で0.1Nの塩酸で中和して、ナトリウム塩化された4−(2−ビニロキシ)エトキシ安息香酸ユニットがフリーのカルボン酸ユニットになったジブロックポリマー・ポリ[BPN−b−VEEtPhCOOH]を得た。 The diblock polymer obtained here was hydrolyzed in a mixed solution of dimethylformamide and aqueous sodium hydroxide to hydrolyze the ethyl ester part of the VEEtPhCOOEt unit in the B block, and the diblock polymer converted into sodium chloride was Obtained. Further, the diblock polymer poly [BPN- in which the 4- (2-vinyloxy) ethoxybenzoic acid unit, which was neutralized with 0.1 N hydrochloric acid in an aqueous dispersion, became a free carboxylic acid unit. b-VEEtPhCOOH] was obtained.
また、該当する親水セグメントからなるホモポリマーのガラス転移温度を示差走査熱量分析装置(商品名:EXSTAR6000、セイコーインスツルメンツ株式会社製)で測定したところ70℃以下であった。 Moreover, it was 70 degrees C or less when the glass transition temperature of the homopolymer which consists of an applicable hydrophilic segment was measured with the differential scanning calorimeter (trade name: EXSTAR6000, Seiko Instruments Inc.).
(合成例3)
<ジブロックポリマー・ポリ[BPN−b−(MOEOVE−r−VEEtPhCOOH)]の合成>
Aブロック:β−ピネン(BPN)
Bブロック:ジエチレングリコールメチルビニルエーテルと4−(2−ビニロキシ)エトキシ安息香酸(MOEOVE−r−VEEtPhCOOH)
合成例2におけるBブロック成分のモノマーである4−(2−ビニロキシ)エトキシ安息香酸エチルVEEtPhCOOEt2.5mmol(ミリモル)と共に、ジエチレングリコールメチルビニルエーテル(MOEOVE)1.0mmolを加えた。このこと以外は合成例2と同様の合成条件で、ジブロックポリマー・ポリ[BPN−b−(MOEOVE−r−VEEtPhCOOEt)]の合成を行った。得られたポリ[BPN−b−(MOEOVE−r−VEEtPhCOOEt)]は、Mn=16200、Mw/Mn=1.39であり、平均重合度比はA:B=100:35であった。また、Bブロック中のMOEOVEとVEEtPhCOOEtの平均重合度比は20:15であった。
(Synthesis Example 3)
<Synthesis of Diblock Polymer Poly [BPN-b- (MOEOVE-r-VEEtPhCOOH)]>
A block: β-pinene (BPN)
B block: Diethylene glycol methyl vinyl ether and 4- (2-vinyloxy) ethoxybenzoic acid (MOEOVE-r-VEEEtPhCOOH)
Along with 2.5 mmol (mmol) of ethyl 4- (2-vinyloxy) ethoxybenzoate VEEtPhCOOEt, which is a monomer of the B block component in Synthesis Example 2, 1.0 mmol of diethylene glycol methyl vinyl ether (MOEOVE) was added. Except for this, a diblock polymer poly [BPN-b- (MOEOVE-r-VEEEtPhCOOEt)] was synthesized under the same synthesis conditions as in Synthesis Example 2. The obtained poly [BPN-b- (MOEOVE-r-VEEEtPhCOOEt)] had Mn = 16200 and Mw / Mn = 1.39, and the average degree of polymerization was A: B = 100: 35. Further, the average polymerization degree ratio of MOEOVE and VEEtPhCOOEt in the B block was 20:15.
ここで得られたジブロックポリマーをジメチルフォルムアミドと水酸化ナトリウム水混合溶液中で加水分解することで、Bブロック中のVEEtPhCOOEtユニットのエチルエステル部分が加水分解され、ナトリウム塩化されたジブロックポリマーを得た。さらに、水分散液中で0.1Nの塩酸で中和して、ナトリウム塩化された4−(2−ビニルオキシ)エトキシ安息香酸ユニットがフリーのカルボン酸ユニットとなったジブロックポリマー・ポリ[BPN−b−(MOEOVE−r−VEEtPhCOOH)]を得た。 The diblock polymer obtained here was hydrolyzed in a mixed solution of dimethylformamide and aqueous sodium hydroxide to hydrolyze the ethyl ester part of the VEEtPhCOOEt unit in the B block, and the diblock polymer converted into sodium chloride was Obtained. Further, the diblock polymer poly [BPN-, which was neutralized with 0.1 N hydrochloric acid in an aqueous dispersion and the sodium salified 4- (2-vinyloxy) ethoxybenzoic acid unit became a free carboxylic acid unit. b- (MOEOVE-r-VEEtPhCOOH)] was obtained.
また、該当する親水セグメントからなるホモポリマーのガラス転移温度を示差走査熱量分析装置(商品名:EXSTAR6000、セイコーインスツルメンツ株式会社製)で測定したところ70℃以下であった。 Moreover, it was 70 degrees C or less when the glass transition temperature of the homopolymer which consists of an applicable hydrophilic segment was measured with the differential scanning calorimeter (trade name: EXSTAR6000, Seiko Instruments Inc.).
(合成例4)
<トリブロックポリマー・ポリ[BPN−b−MOEOVE−b−VEEtPhCOOH]の合成>
Aブロック:β−ピネン(BPN)
Bブロック:ジエチレングリコールメチルビニルエーテル(MOEOVE)
Cブロック:4−(2−ビニロキシ)エトキシ安息香酸(VEEtPhCOOH)
合成例2におけるBブロック成分のモノマーである4−(2−ビニロキシ)エトキシ安息香酸エチルVEEtPhCOOEt2.5mmol(ミリモル)の代わりに、ジエチレングリコールメチルビニルエーテル(MOEOVE)1.0mmolを加えた。このこと以外は合成例2と同様の手法により、Aブロック及びBブロックの重合を行った。GPCおよびNMRを用いるモニタリングによって、Bブロックの重合の完了を確認した後、5.0mmolの4−(2−ビニルオキシ)エトキシ安息香酸エチルをCブロック成分として添加して、重合を続行した。その他は合成例2と同様の合成条件で、トリブロックポリマー・ポリ[BPN−b−MOEOVE−b−VEEtPhCOOEt]の合成を行った。得られたポリ[BPN−b−MOEOVE−b−VEEtPhCOOEt]は、Mn=16000、Mw/Mn=1.38であり、平均重合度比はA:B:C=100:20:15であった。
(Synthesis Example 4)
<Synthesis of Triblock Polymer / Poly [BPN-b-MOEOVE-b-VEEEtPhCOOH]>
A block: β-pinene (BPN)
B block: Diethylene glycol methyl vinyl ether (MOEOVE)
C block: 4- (2-vinyloxy) ethoxybenzoic acid (VEEtPhCOOH)
Instead of 2.5 mmol (mmol) of ethyl 4- (2-vinyloxy) ethoxybenzoate VEEtPhCOOEt, which is the monomer of the B block component in Synthesis Example 2, 1.0 mmol of diethylene glycol methyl vinyl ether (MOEOVE) was added. Except for this, A block and B block were polymerized in the same manner as in Synthesis Example 2. After completion of polymerization of the B block was confirmed by monitoring using GPC and NMR, 5.0 mmol of ethyl 4- (2-vinyloxy) ethoxybenzoate was added as a C block component, and polymerization was continued. The others were synthesized under the same synthesis conditions as in Synthesis Example 2 to synthesize triblock polymer poly [BPN-b-MOEOVE-b-VEEEtPhCOOEt]. The obtained poly [BPN-b-MOEOVE-b-VEEEtPhCOOEt] had Mn = 16000 and Mw / Mn = 1.38, and the average degree of polymerization was A: B: C = 100: 20: 15. .
ここで得られたトリブロックポリマーをジメチルフォルムアミドと水酸化ナトリウム水混合溶液中で加水分解することで、Cブロック中のVEEtPhCOOEtユニットのエチルエステル部分が加水分解され、ナトリウム塩化されたトリブロックポリマーを得た。さらに、水分散液中で0.1Nの塩酸で中和して、ナトリウム塩化された4−(2−ビニルオキシ)エトキシ安息香酸ユニットがフリーのカルボン酸ユニットになったトリブロックポリマー・ポリ[BPN−b−MOEOVE−b−VEEtPhCOOH]を得た。 By hydrolyzing the obtained triblock polymer in a mixed solution of dimethylformamide and aqueous sodium hydroxide, the ethyl ester portion of the VEEtPhCOOEt unit in the C block is hydrolyzed, and the sodium salt triblock polymer is converted into a salt. Obtained. Further, the triblock polymer poly [BPN- in which the 4- (2-vinyloxy) ethoxybenzoic acid unit, which has been neutralized with 0.1N hydrochloric acid in an aqueous dispersion, is converted into a free carboxylic acid unit. b-MOEOVE-b-VEEtPhCOOH] was obtained.
また、該当する親水セグメントからなるホモポリマーのガラス転移温度を示差走査熱量分析装置(商品名:EXSTAR6000、セイコーインスツルメンツ株式会社製)で測定したところ70℃以下であった。 Moreover, it was 70 degrees C or less when the glass transition temperature of the homopolymer which consists of an applicable hydrophilic segment was measured with the differential scanning calorimeter (trade name: EXSTAR6000, Seiko Instruments Inc.).
(合成例5)
<ジブロックポリマー・ポリ[HBPN−b−AA]の合成>
Aブロック:β−ピネン水素付加体(HBPN)
Bブロック:アクリル酸(AA)
Polymer Preprints,Japan Vol.50,No.1,p516(2006)記載のβ−ピネン水素付加法に従い合成した。具体的には、合成例1で得られたジブロックポリマー・ポリ[BPN−b−EA]のBPNに存在している不飽和炭素結合に対し水素付加を行うことによって、ジブロックポリマー・ポリ[HBPN−b−EA]を合成した。
(Synthesis Example 5)
<Synthesis of diblock polymer poly [HBPN-b-AA]>
A block: β-pinene hydrogen adduct (HBPN)
B block: Acrylic acid (AA)
Polymer Preprints, Japan Vol. 50, no. 1, p516 (2006) and synthesized according to the β-pinene hydrogenation method. Specifically, hydrogenation is performed on the unsaturated carbon bond existing in the BPN of the diblock polymer poly [BPN-b-EA] obtained in Synthesis Example 1 to thereby produce the diblock polymer poly [ HBPN-b-EA] was synthesized.
すなわち、合成例1で得られたジブロックポリマー・ポリ[BPN−b−EA]をo−キシレンに溶解後、p−トルエンスルホニルヒドラジドを添加し、水素圧10kg/cm2、135℃で反応させた。そして、BPNユニットの二重結合に水素が付加したジブロックポリマー・ポリ[HBPN−b−EA]を得た。二重結合への水素付加の確認はNMRを用いて行った。得られたポリ[HBPN−b−EA]は、Mn=12500、Mw/Mn=1.39であり、平均重合度比はA:B=100:30であった。 That is, after the diblock polymer poly [BPN-b-EA] obtained in Synthesis Example 1 was dissolved in o-xylene, p-toluenesulfonyl hydrazide was added and reacted at 135 ° C. under a hydrogen pressure of 10 kg / cm 2 . It was. And the diblock polymer poly [HBPN-b-EA] which added hydrogen to the double bond of the BPN unit was obtained. Confirmation of hydrogen addition to the double bond was performed using NMR. The obtained poly [HBPN-b-EA] had Mn = 12,500, Mw / Mn = 1.39, and the average polymerization degree ratio was A: B = 100: 30.
ここで得られたジブロックポリマーをジメチルフォルムアミドと水酸化ナトリウム水混合溶液中で加水分解することで、Bブロック中のEAユニットのエチルエステル部分が加水分解され、ナトリウム塩化されたジブロックポリマーを得た。さらに、水分散液中で0.1Nの塩酸で中和して、ナトリウム塩化されたアクリル酸(AA)ユニットがフリーのカルボン酸ユニットになったジブロックポリマー・ポリ[HBPN−b−AA]を得た。 The diblock polymer obtained here was hydrolyzed in a mixed solution of dimethylformamide and aqueous sodium hydroxide to hydrolyze the ethyl ester portion of the EA unit in the B block, and the diblock polymer that was sodium chlorided was Obtained. Further, diblock polymer poly [HBPN-b-AA], in which sodium chloride-treated acrylic acid (AA) unit is converted into free carboxylic acid unit by neutralization with 0.1N hydrochloric acid in aqueous dispersion. Obtained.
また、該当する親水セグメントからなるホモポリマーのガラス転移温度を示差走査熱量分析装置(商品名:EXSTAR6000、セイコーインスツルメンツ株式会社製)で測定したところ70℃以下であった。 Moreover, it was 70 degrees C or less when the glass transition temperature of the homopolymer which consists of an applicable hydrophilic segment was measured with the differential scanning calorimeter (trade name: EXSTAR6000, Seiko Instruments Inc.).
(実施例1)
合成例1で合成したジブロックポリマー・ポリ[BPN−b−AA]5質量部を100質量部のテトラヒドロフランに溶解し、蒸留水400質量部を用いて水相へ変換した。これに0.1N水酸化ナトリウム水溶液を0.1mL加え、さらに超音波ホモジナイザーで10分間分散した後、減圧蒸留によりテトラヒドロフランを除去することにより、ポリマー分散組成物を得た。
(Example 1)
5 parts by mass of the diblock polymer poly [BPN-b-AA] synthesized in Synthesis Example 1 was dissolved in 100 parts by mass of tetrahydrofuran and converted into an aqueous phase using 400 parts by mass of distilled water. 0.1 mL of 0.1N sodium hydroxide aqueous solution was added thereto, and after further dispersing for 10 minutes with an ultrasonic homogenizer, tetrahydrofuran was removed by distillation under reduced pressure to obtain a polymer dispersion composition.
以上の方法で得られたポリマー分散組成物の分散粒子の平均粒径dおよび分散度指数μ/G2を動的光散乱装置(商品名:DLS−7000、大塚電子株式会社製)を用いて測定した。pHを変えないため、同濃度の水酸化ナトリウム水溶液で100倍に薄めて測定した。その結果、平均粒径は52nm、分散度指数μ/G2は0.12であり、ジブロックポリマー・ポリ[BPN−b−AA]は水中で均一に分散していることが確認された。 Using a dynamic light scattering device (trade name: DLS-7000, manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.), the average particle diameter d and the dispersion index μ / G 2 of the dispersed particles of the polymer dispersion composition obtained by the above method are used. It was measured. In order not to change the pH, the measurement was performed by diluting 100 times with an aqueous sodium hydroxide solution having the same concentration. As a result, the average particle size was 52 nm, the dispersity index μ / G 2 was 0.12, and it was confirmed that the diblock polymer poly [BPN-b-AA] was uniformly dispersed in water.
(実施例2)
合成例2で合成したジブロックポリマー・ポリ[BPN−b−VEEtPhCOOH]を用いたこと以外は実施例1と同様の手法により、ポリマー分散組成物を得た。
(Example 2)
A polymer dispersion composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that the diblock polymer poly [BPN-b-VEEtPhCOOH] synthesized in Synthesis Example 2 was used.
また、得られたポリマー分散組成物の分散粒子の平均粒径dおよび分散度指数μ/G2を実施例1と同様の手法により測定した。その結果、平均粒径は55nm、分散度指数μ/G2は0.10であり、ジブロックポリマー・ポリ[BPN−b−VEEtPhCOOH]は水中で均一に分散していることが確認された。 Further, the average particle diameter d and the dispersity index μ / G 2 of the dispersed particles of the obtained polymer dispersion composition were measured by the same method as in Example 1. As a result, the average particle size was 55 nm, the dispersity index μ / G 2 was 0.10, and it was confirmed that the diblock polymer poly [BPN-b-VEEtPhCOOH] was uniformly dispersed in water.
(実施例3)
合成例3で合成したジブロックポリマー・ポリ[BPN−b−(MOEOVE−r−VEEtPhCOOH)]を用いたこと以外は実施例1と同様の手法により、ポリマー分散組成物を得た。
(Example 3)
A polymer dispersion composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that the diblock polymer poly [BPN-b- (MOEOVE-r-VEEEtPhCOOH)] synthesized in Synthesis Example 3 was used.
また、得られたポリマー分散組成物の分散粒子の平均粒径dおよび分散度指数μ/G2を実施例1と同様の手法により測定した。その結果、平均粒径は65nm、分散度指数μ/G2は0.10であり、ジブロックポリマー・ポリ[BPN−b−(MOEOVE−r−VEEtPhCOOH)]は水中で均一に分散していることが確認された。 Further, the average particle diameter d and the dispersity index μ / G 2 of the dispersed particles of the obtained polymer dispersion composition were measured by the same method as in Example 1. As a result, the average particle size was 65 nm, the dispersion index μ / G 2 was 0.10, and the diblock polymer poly [BPN-b- (MOEOVE-r-VEEEtPhCOOH)] was uniformly dispersed in water. It was confirmed.
(実施例4)
合成例4で合成したトリブロックポリマー・ポリ[BPN−b−MOEOVE−b−VEEtPhCOOH]を用いたこと以外は実施例1と同様の手法により、ポリマー分散組成物を得た。
Example 4
A polymer dispersion composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that the triblock polymer poly [BPN-b-MOEOVE-b-VEEtPhCOOH] synthesized in Synthesis Example 4 was used.
また、得られたポリマー分散組成物の分散粒子の平均粒径dおよび分散度指数μ/G2を実施例1と同様の手法により測定した。その結果、平均粒径は61nm、分散度指数μ/G2は0.10であり、トリブロックポリマー・ポリ[BPN−b−MOEOVE−b−VEEtPhCOOH]は水中で均一に分散していることが確認された。 Further, the average particle diameter d and the dispersity index μ / G 2 of the dispersed particles of the obtained polymer dispersion composition were measured by the same method as in Example 1. As a result, the average particle diameter was 61 nm, the dispersity index μ / G 2 was 0.10, and the triblock polymer poly [BPN-b-MOEOVE-b-VEEEtPhCOOH] was uniformly dispersed in water. confirmed.
(実施例5)
合成例5で合成したジブロックポリマー・ポリ[HBPN−b−AA]を用いたこと以外は実施例1と同様の手法により、ポリマー分散組成物を得た。
(Example 5)
A polymer dispersion composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that the diblock polymer poly [HBPN-b-AA] synthesized in Synthesis Example 5 was used.
また、得られたポリマー分散組成物の分散粒子の平均粒径dおよび分散度指数μ/G2を実施例1と同様の手法により測定した。その結果、平均粒径は58nm、分散度指数μ/G2は0.11であり、ジブロックポリマー・ポリ[HBPN−b−AA]は水中で均一に分散していることが確認された。 Further, the average particle diameter d and the dispersity index μ / G 2 of the dispersed particles of the obtained polymer dispersion composition were measured by the same method as in Example 1. As a result, the average particle size was 58 nm, the dispersity index μ / G 2 was 0.11, and it was confirmed that the diblock polymer poly [HBPN-b-AA] was uniformly dispersed in water.
(実施例6)
カーボンブラック(商品名:M880、キャボット社製)5質量部と、合成例1で合成したジブロックポリマー・ポリ[BPN−b−AA]5質量部を100質量部のテトラヒドロフランに溶解し、蒸留水400質量部を用いて水相へ変換した。これに0.1N水酸化ナトリウム水溶液を0.1mL加え、さらに超音波ホモジナイザーで10分間分散した後、減圧蒸留によりテトラヒドロフランを除去することにより、カーボンブラック分散組成物を得た。
(Example 6)
5 parts by mass of carbon black (trade name: M880, manufactured by Cabot) and 5 parts by mass of the diblock polymer poly [BPN-b-AA] synthesized in Synthesis Example 1 were dissolved in 100 parts by mass of tetrahydrofuran, and distilled water was added. It converted into the water phase using 400 mass parts. 0.1 mL of 0.1N sodium hydroxide aqueous solution was added thereto, and after further dispersing for 10 minutes with an ultrasonic homogenizer, tetrahydrofuran was removed by vacuum distillation to obtain a carbon black dispersion composition.
以上の方法で得られたカーボンブラック分散組成物の分散粒子の平均粒径dおよび分散度指数μ/G2を実施例1と同様の手法により測定した。その結果、平均粒径は89nm、分散度指数μ/G2は0.17であり、ジブロックポリマー・ポリ[BPN−b−AA]は水中で均一に分散していることが確認された。 The average particle diameter d and the dispersion index μ / G 2 of the dispersed particles of the carbon black dispersion composition obtained by the above method were measured in the same manner as in Example 1. As a result, the average particle size was 89 nm, the dispersity index μ / G 2 was 0.17, and it was confirmed that the diblock polymer poly [BPN-b-AA] was uniformly dispersed in water.
更に得られたカーボンブラック分散組成物に関して、カーボンブラックがブロックポリマーの形成しているコア部に存在していることを、クライオトランスファーによるEF−TEM観察を利用して確認した。 Furthermore, regarding the obtained carbon black dispersion composition, it was confirmed using EF-TEM observation by cryotransfer that carbon black was present in the core portion where the block polymer was formed.
(実施例7)
合成例2で合成したジブロックポリマー・ポリ[BPN−b−VEEtPhCOOH]を用いたこと以外は実施例6と同様の手法により、カーボンブラック分散組成物を得た。
(Example 7)
A carbon black dispersion composition was obtained in the same manner as in Example 6 except that the diblock polymer poly [BPN-b-VEEtPhCOOH] synthesized in Synthesis Example 2 was used.
また、得られたカーボンブラック分散組成物の分散粒子の平均粒径dおよび分散度指数μ/G2を実施例1と同様の手法により測定した。その結果、平均粒径は93nm、分散度指数μ/G2は0.15であり、ジブロックポリマー・ポリ[BPN−b−VEEtPhCOOH]は水中で均一に分散していることが確認された。 Further, the average particle diameter d and the dispersity index μ / G 2 of the dispersed particles of the obtained carbon black dispersion composition were measured in the same manner as in Example 1. As a result, the average particle size was 93 nm, the dispersity index μ / G 2 was 0.15, and it was confirmed that the diblock polymer poly [BPN-b-VEEtPhCOOH] was uniformly dispersed in water.
更に得られたカーボンブラック分散組成物に関して、カーボンブラックがブロックポリマーの形成しているコア部に存在していることを、クライオトランスファーによるEF−TEM観察を利用して確認した。 Furthermore, regarding the obtained carbon black dispersion composition, it was confirmed using EF-TEM observation by cryotransfer that carbon black was present in the core portion where the block polymer was formed.
(実施例8)
合成例3で合成したジブロックポリマー・ポリ[BPN−b−(MOEOVE−r−VEEtPhCOOH)]を用いたこと以外は実施例6と同様の手法により、カーボンブラック分散組成物を得た。
(Example 8)
A carbon black dispersion composition was obtained in the same manner as in Example 6 except that the diblock polymer poly [BPN-b- (MOEOVE-r-VEEEtPhCOOH)] synthesized in Synthesis Example 3 was used.
また、得られたカーボンブラック分散組成物の分散粒子の平均粒径dおよび分散度指数μ/G2を実施例1と同様の手法により測定した。その結果、平均粒径は95nm、分散度指数μ/G2は0.15であり、ジブロックポリマー・ポリ[BPN−b−(MOEOVE−r−VEEtPhCOOH)]は水中で均一に分散していることが確認された。 Further, the average particle diameter d and the dispersity index μ / G 2 of the dispersed particles of the obtained carbon black dispersion composition were measured in the same manner as in Example 1. As a result, the average particle diameter was 95 nm, the dispersion index μ / G 2 was 0.15, and the diblock polymer poly [BPN-b- (MOEOVE-r-VEEEtPhCOOH)] was uniformly dispersed in water. It was confirmed.
更に得られたカーボンブラック分散組成物に関して、カーボンブラックがブロックポリマーの形成しているコア部に存在していることを、クライオトランスファーによるEF−TEM観察を利用して確認した。 Furthermore, regarding the obtained carbon black dispersion composition, it was confirmed using EF-TEM observation by cryotransfer that carbon black was present in the core portion where the block polymer was formed.
(実施例9)
合成例4で合成したトリブロックポリマー・ポリ[BPN−b−MOEOVE−b−VEEtPhCOOH]を用いたこと以外は実施例6と同様の手法により、カーボンブラック分散組成物を得た。
Example 9
A carbon black dispersion composition was obtained in the same manner as in Example 6 except that the triblock polymer poly [BPN-b-MOEOVE-b-VEEEtPhCOOH] synthesized in Synthesis Example 4 was used.
また、得られたカーボンブラック分散組成物の分散粒子の平均粒径dおよび分散度指数μ/G2を実施例1と同様の手法により測定した。その結果、平均粒径は95nm、分散度指数μ/G2は0.15であり、トリブロックポリマー・ポリ[BPN−b−MOEOVE−b−VEEtPhCOOH]は水中で均一に分散していることが確認された。 Further, the average particle diameter d and the dispersity index μ / G 2 of the dispersed particles of the obtained carbon black dispersion composition were measured in the same manner as in Example 1. As a result, the average particle size is 95 nm, the dispersion index μ / G 2 is 0.15, and the triblock polymer poly [BPN-b-MOEOVE-b-VEEEtPhCOOH] is uniformly dispersed in water. confirmed.
更に得られたカーボンブラック分散組成物に関して、カーボンブラックがブロックポリマーの形成しているコア部に存在していることを、クライオトランスファーによるEF−TEM観察を利用して確認した。 Furthermore, regarding the obtained carbon black dispersion composition, it was confirmed using EF-TEM observation by cryotransfer that carbon black was present in the core portion where the block polymer was formed.
(実施例10)
合成例5で合成したジブロックポリマー・ポリ[HBPN−b−AA]を用いたこと以外は実施例6と同様の手法により、カーボンブラック分散組成物を得た。
(Example 10)
A carbon black dispersion composition was obtained in the same manner as in Example 6 except that the diblock polymer poly [HBPN-b-AA] synthesized in Synthesis Example 5 was used.
また、得られたカーボンブラック分散組成物の分散粒子の平均粒径dおよび分散度指数μ/G2を実施例1と同様の手法により測定した。その結果、平均粒径は82nm、分散度指数μ/G2は0.16であり、ジブロックポリマー・ポリ[HBPN−b−AA]は水中で均一に分散していることが確認された。 Further, the average particle diameter d and the dispersity index μ / G 2 of the dispersed particles of the obtained carbon black dispersion composition were measured in the same manner as in Example 1. As a result, the average particle diameter was 82 nm, the dispersity index μ / G 2 was 0.16, and it was confirmed that the diblock polymer poly [HBPN-b-AA] was uniformly dispersed in water.
更に得られたカーボンブラック分散組成物に関して、カーボンブラックがブロックポリマーの形成しているコア部に存在していることを、クライオトランスファーによるEF−TEM観察を利用して確認した。 Furthermore, regarding the obtained carbon black dispersion composition, it was confirmed using EF-TEM observation by cryotransfer that carbon black was present in the core portion where the block polymer was formed.
(ろ過性評価)
カーボンブラック含有分散体が水中において凝集することなく安定して分散していることを、以下のようなろ過性評価を用いて確認した。すなわち、実施例6から実施例10で得られた各カーボンブラック分散組成物をそれぞれ20mLずつとり、メンブランフィルター(ミリポア社製、商品名:AP20)を用いて加圧ろ過した。その結果、いずれのカーボンブラック分散組成物を用いた場合においても目詰まりなくろ過でき、安定に分散していることが確認できた。
(Filterability evaluation)
It was confirmed using the following filterability evaluation that the carbon black-containing dispersion was stably dispersed without agglomeration in water. That is, 20 mL of each carbon black dispersion composition obtained in Example 6 to Example 10 was taken and pressure filtered using a membrane filter (trade name: AP20 manufactured by Millipore). As a result, it was confirmed that any carbon black dispersion composition could be filtered without clogging and stably dispersed.
(ポリマー膜硬さ評価)
得られたブロックポリマーが十分な硬さであることを以下の方法を用いて確認した。すなわち、実施例1から実施例5で得られた各ポリマー分散組成物をそれぞれ5mLずつとり、ガラス基板上に滴下後、130℃に加熱することより、それぞれポリマー膜を得た。ガラス基板上のポリマー膜を室温まで徐冷後、爪で擦ったところ、いずれのポリマー膜に関しても傷は観察されず、十分な硬さであることが確認された。
(Polymer film hardness evaluation)
It was confirmed by the following method that the obtained block polymer had sufficient hardness. That is, 5 mL of each polymer dispersion composition obtained in Example 1 to Example 5 was taken, dropped onto a glass substrate, and then heated to 130 ° C. to obtain a polymer film. When the polymer film on the glass substrate was gradually cooled to room temperature and then rubbed with a nail, no scratch was observed on any polymer film, and it was confirmed that the film was sufficiently hard.
更に合成例1および合成例2で得られるブロックポリマーのポリマー膜に関し、マルテンス硬度を、インデンテーション試験(商品名:フィッシャースコープH−100、株式会社フィッシャー・インストルメンツ製)を用いて測定した。その結果、マルテンス硬さは合成例1、合成例2、いずれのブロックポリマー化合物に関しても150N/mm2以上であり、十分な硬さであった。 Furthermore, regarding the polymer films of the block polymers obtained in Synthesis Example 1 and Synthesis Example 2, Martens hardness was measured using an indentation test (trade name: Fisherscope H-100, manufactured by Fisher Instruments Co., Ltd.). As a result, the Martens hardness was 150 N / mm 2 or more with respect to any of the block polymer compounds in Synthesis Example 1 and Synthesis Example 2, which was a sufficient hardness.
以上より、本発明の実施例におけるブロックポリマーは十分な硬さを有しており、かつ水性溶媒中において安定に分散することが可能であることが確認された。 From the above, it was confirmed that the block polymers in the examples of the present invention have sufficient hardness and can be stably dispersed in an aqueous solvent.
(ポリマー膜の均一性評価)
上記のポリマー膜硬さ評価で得られたポリマー膜の均一性を以下の方法を用いて確認した。すなわち、合成例1および合成例3で得られるブロックポリマーのポリマー膜に関し、原子間力顕微鏡(商品名:SPA−500、セイコーインスツル株式会社製)を用いて測定した。その結果、合成例1のブロックポリマー膜は若干の粒状感が見られた。一方合成例3のブロックポリマー膜は粒状感のない、ほぼ均一のポリマー膜が観察された。
(Evaluation of uniformity of polymer film)
The uniformity of the polymer film obtained by the above polymer film hardness evaluation was confirmed using the following method. That is, the polymer films of the block polymers obtained in Synthesis Example 1 and Synthesis Example 3 were measured using an atomic force microscope (trade name: SPA-500, manufactured by Seiko Instruments Inc.). As a result, the block polymer film of Synthesis Example 1 was slightly grainy. On the other hand, in the block polymer film of Synthesis Example 3, a substantially uniform polymer film without graininess was observed.
以上に示すように本発明の組成物はろ過詰まりなく安定に分散し、また本発明に記載される組成物により作製される膜は高い強度をもち、さらにメディア上で均一な膜を形成することができるため、特に優れた画像特性と分散性の両立ができる。 As described above, the composition of the present invention is stably dispersed without being clogged, and the film produced by the composition described in the present invention has high strength and further forms a uniform film on the media. Therefore, both excellent image characteristics and dispersibility can be achieved.
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