JP2024026723A - インキおよびコーティング中の高分子量のポリスチレン - Google Patents

Abstract

【課題】本明細書に記載されているのは、ポリスチレン原料樹脂から得られた解重合ポリスチレン樹脂である。【解決手段】解重合ポリスチレン樹脂は、化学結合が開裂されて低分子量の解重合ポリスチレン樹脂を生成する解重合を受ける。ポリスチレン樹脂は、モノマー、ポリマー、およびオリゴマー（これらのアクリレートなど）との化学反応によって変性させることができる。また、解重合および変性されたポリスチレン樹脂を含むインクおよびコーティング組成物も記載されている。【選択図】なし

Description

本出願は、２０１６年２月９日出願の米国仮特許出願第６２／２９２，９０６号に対する優先権を主張し、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

本開示は、原料ポリスチレン樹脂を解重合することによって得られるポリスチレン樹脂に関する。解重合は、フリーラジカル開始剤、触媒、放射線への曝露、および他の手段の作用によって起こり得る。解重合ポリスチレンは、モノマー、オリゴマー、ポリマーなどの別の成分と反応させることができる。本開示はまた、解重合および／または変性ポリスチレン樹脂を製造するためのプロセスに関し、それを含むインクおよびコーティング組成物にさらに関する。解重合および／または変性ポリスチレン樹脂を含むインクまたはコーティング組成物の相溶性および安定性は、市販のインクおよびコーティング組成物に類似している。解重合および／または変性ポリスチレン樹脂は、接着剤などの他の組成物中の成分として使用することもできる。原料ポリスチレン樹脂は、例えば、バージンポリスチレン樹脂、スクラップポリスチレン樹脂、リサイクルポリスチレン樹脂および／または再生ポリスチレン樹脂であってもよい。

埋立地に処分されるプラスチック材料の量を減らすことは、環境に対する重要な考慮事項である。１つのアプローチは、新しく製造されたプラスチック製品に使用済みおよび脱工業化のリサイクルプラスチック材料を使用することであった。特定のプラスチック材料では、これは比較的簡単である。しかし、ポリスチレンのリサイクルは困難である。ポリスチレンは、通常の条件下で本質的に非分解性になる硬度、疎水性および化学組成を有する広く使用されている熱可塑性樹脂である。ポリスチレンの発泡形態は、多くの場合、Ｓｔｙｒｏｆｏａｍ（登録商標）とも称され、その浮力、安定性、耐久性のために、海洋生物や自然生態系に特に深刻な問題の元となる。これらによって引き起こされる環境問題の中には、多くの場合海洋生物によって摂食される浮遊物として出現することがある。

ポリスチレンパッケージング製品は通常の条件下で劣化しないことから、ポリスチレンは廃棄材料として大きな問題を呈している。リサイクルは環境への懸念の緩和に繋がる可能性がある。使用済みおよび脱工業化のリサイクルポリスチレンを利用する方法を開発することは、明らかな利点となる。

米国特許出願公開第２０１４／００４２６７号明細書は、１００～５０００ダルトンの数平均分子量を有するポリスチレン樹脂として記載されている不活性樹脂を組み込んだ放射線硬化性組成物に関する。

米国特許第４，００７，３１１号明細書は、ポリスチレン－ポリブタジエン－ポリスチレンとポリスチレン－ポリイソプレン－ポリスチレンとのブロックコポリマーにアクリレートモノマーをグラフトさせることによって作られた接着剤に関する。これらの分子量は約２５，０００～２５０，０００ダルトンであり、好ましくは約５０，０００～１５０，０００ダルトンである。

特開２００３／００２９１４号公報は、分子量１５００～２９００ダルトンを有するスチレンポリマーを含有するオーバープリントワニスエマルジョンに関する。ポリマーは、架橋性モノマーおよび／または架橋性オリゴマーおよび光開始剤から配合される。

米国特許出願公開第２０１４／００４２６７号明細書 米国特許第４，００７，３１１号明細書 特開２００３／００２９１４号公報

本開示は、原料ポリスチレン樹脂を解重合することによって得られるポリスチレン樹脂に関する。

本開示は、原料ポリスチレン樹脂から得られる５，０００ダルトンを超える数平均分子量を有する解重合ポリスチレン樹脂を記載する。解重合ポリスチレンは、例えば４０，０００ダルトン以上の数平均分子量（Ｍｎ）を有するポリスチレン原料樹脂から得ることができ、例えばＣＣ結合が開裂して分子量の低い解重合ポリスチレンを生成する。

別の態様では、本開示は、５，０００ダルトンを超える数平均分子量を有する解重合ポリスチレン樹脂を調製するための本発明のプロセスを記載し、このプロセスは、（ａ）ポリスチレン原料樹脂中の結合を開裂することによって、比較的高分子量のポリスチレン原料樹脂上にラジカル部位を導入し、比較的低分子量の解重合ポリスチレン樹脂を生成することを含む。さらなる本発明のプロセスの態様において、（ａ）の解重合ポリスチレン樹脂を、（ｂ）解重合ポリスチレン樹脂のラジカル部位に極性および／または極性荷電基を有するモノマーまたはオリゴマーと反応させる。更なる本発明のプロセスの態様において、（ａ）の解重合ポリスチレン樹脂は（ｃ）極性官能基を有するポリマーと反応されて官能基が導入される。

例えば、リサイクルされたポリスチレン材料によりもたらされたポリスチレン原料樹脂およびポリアクリレートポリマーなどの成分（ｃ）を、例えばインク油中で加熱する場合、材料は溶解性および／または混和性ではない。しかし、出願人は、上記の系にフリーラジカル開始剤を加え、反応条件が達成されると、安定で均一なコポリマー溶液／分散液を生成する重合反応が起こることを見出した。これ故に、コポリマー系が製造され得る。

さらに、例えば、原料ポリスチレン樹脂を（ａ）で解重合してポリスチレンポリマー上に生じる反応部位を作り出す場合には、こうした部位を例えば不飽和モノマーによって供給される官能基と反応させてグラフトコポリマー構造を生成することができる。（ｃ）でもこれらを生じさせることができ、ポリスチレンポリマーまたはポリアクリレートポリマーのコポリマーまたはこれらの組み合わせを原料ポリスチレン樹脂と共に溶液中に配置することができる。フリーラジカル開始剤を添加し、かつ反応条件を達成することにより、ポリマー鎖上にラジカルを発生させることができる。（ｂ）および（ｃ）のモノマー、オリゴマー、またはポリマーによって提供される反応種が存在しない別の考えられる結果では、ポリマー鎖上の反応部位が再結合し、巨大分子の組み合わせによるコポリマーの形成がもたらされ得る。

モノマー、オリゴマー、およびポリマーの官能基であってもよい上記の（ｂ）および（ｃ）に記載の他の官能基との反応は、解重合スチレン樹脂から変性ポリスチレン樹脂を生成する。本明細書に記載の解重合および／または変性ポリスチレン樹脂は、高分子量のポリスチレン樹脂と比較して、インクまたはコーティング組成物において改善された相溶性および安定性を呈する。例えば、本開示による解重合ポリスチレン樹脂は、インクおよびコーティング組成物中において良好な安定性を有することが示されている。さらに、（ｂ）および／または（ｃ）の解重合ポリスチレン樹脂などの変性ポリスチレン樹脂は、インクまたはコーティング組成物において改善された相溶性および安定性も呈する。

ラジカル部位は、開始剤、触媒、電離放射線、プラズマ源、および他の手段の結合開裂作用に原料樹脂を曝露することによって、原料ポリスチレン樹脂に導入することができる。電離放射線は、電子線によって導入することができる。プラズマは、コロナ放電によって生成することができる。

解重合ポリスチレン樹脂を変性させる際に、変性に使用される極性官能基および／または極性荷電官能基は、例えば、モノマー、オリゴマーおよびポリマーから得ることができる。このようなモノマー、オリゴマーおよびポリマーは、例えば、（メタ）アクリレート、スチレン、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸のエステル、ポリマー、これらのコポリマー、これらのターポリマー、およびこれらの組み合わせであってもよい。解重合ポリスチレン構造を変性させるために使用されるスチレンモノマー、オリゴマーおよび／またはポリマーは、１つ以上の特性に従って原料ポリスチレン樹脂と異なることができ、これにより元の原料樹脂とは異なる質（複数可）の変性ポリスチレン樹脂となる。例えば、異なるポリスチレン樹脂材料などの変性材料は、その材料が有する分岐度、または分枝鎖の長さの点で原料ポリスチレン材料と異なっていてもよい。

本明細書に記載の解重合および／または変性ポリスチレン樹脂は、インクおよびコーティング組成物中での使用に適した物理的性質を有する。例えば、解重合および／または変性ポリスチレン樹脂は、このような組成物中の結合剤として使用することができる。解重合および／または変性ポリスチレン樹脂の特性は、このような組成物中に現在使用されている結合剤の特性と実質的に類似している。

本明細書の解重合ポリスチレン樹脂は、使用済みのおよび／または脱工業化のリサイクルポリスチレンを１００％まで含むポリスチレン原材料から得ることができる。使用済みであるか、または非使用済みである廃棄またはスクラップポリスチレンのリサイクルは、この材料によって引き起こされる環境への影響およびそれが生産される量の増加により世界的な懸案事項となっている。

一態様では、原料ポリスチレン樹脂は、使用済みのスクラップと考えられるポリスチレン成形品から得られる。別の態様では、原料ポリスチレン樹脂は、発泡ポリスチレン樹脂から得ることができる。原料ポリスチレン樹脂は、膨張剤を含有する発泡性ポリスチレンから製造された発泡スチロール（ＥＰＳ）、汎用ポリスチレン（ＧＰＰＳ）、耐衝撃性ポリスチレン（ＨＩＰＳ）、スチレンブタジエンゴムなどのゴムにより変性されたポリスチレン、ＡＢＳ（アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン）、押出発泡ポリスチレン（ＸＰＳ）のうちの１つ以上から選択され得る。これらのポリスチレンは、原料として使用される特定の種類のポリスチレンの製造および／またはポリスチレン成形品の製造において生成された廃棄材料から得ることができるか、または４０，０００ダルトン以上の数平均分子量を有する工業原料から確保され得る。

一態様では、比較的低分子量の解重合および／または変性ポリスチレンは、例えばバージン、スクラップ、リサイクル、または再生ポリスチレン原料樹脂材料であり得るポリスチレン原料樹脂材料を解重合することによって得られる。解重合は、ポリスチレンの溶液または溶融物中の開始剤または触媒の作用によって起こり得る。解重合は、電子線源からの放射などを用いて、またはポリスチレン原料樹脂をプラズマ発生源に曝露することによって、ポリスチレン原料材料に照射することによって起こり得る。いずれにしても、得られた解重合および／または変性材料は、インクおよびコーティング組成物中での、得られる低分子量ポリスチレンの相溶性および安定性を改善することができる。

解重合の程度は、例えば、解重合プロセスの温度および使用される解重合剤の量、例えば開始剤および触媒の量を制御することなどによって、制御することができる。ポリスチレン原料樹脂を放射線およびプラズマに曝露することによって解重合が起こる場合、これらのプロセスの条件を管理して、解重合を制御することができる。また、解重合が起こる圧力を用いて解重合を制御することができる。

１つの態様では、プロセスステップ（ａ）および（ｂ）を組み合わせて単一のステップにしてもよく、したがって本発明は、少なくとも５，０００ダルトンの数平均分子量（Ｍｎ）を有する変性ポリスチレン樹脂を調製するためのプロセスをさらに提供する。これらのステップは、（ａ）極性官能基および／または極性荷電官能基の存在下で、触媒、開始剤または電離放射線を用いてポリスチレン上にラジカル部位を導入すること、（ｂ）任意選択により場合によって、極性官能性ポリスチレンをさらに反応させて、相溶性を高めるか、または別の成分とさらに反応させることができる官能基を導入することを含む。

一態様では、解重合ポリスチレン樹脂は、触媒、開始剤および／または他の解重合手段の作用によって導入されたラジカルと反応する反応性モノマー、オリゴマーおよびポリマーにより変性される。このようなモノマーとしては、例えば、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリルアクリレート、スチレンなどが挙げられる。

本開示の解重合および／または変性ポリスチレン樹脂のＭｎは、５，０００ダルトン超である。本開示の解重合および／または変性ポリスチレン樹脂のＭｎは、別の態様では、約１０，０００ダルトン超であることができ、さらに別の態様では、約１５，０００ダルトン超であることができ、さらに別の態様では、約２０，０００ダルトン超であることができ、さらに別の態様では、約２５，０００ダルトン超であることができ、さらに別の態様では、約３０，０００ダルトン超であることができ、さらに別の態様では、約３５，０００ダルトン超であることができ、さらに別の態様では、約４０，０００ダルトン超であることができ、さらに別の態様では、約４５，０００ダルトン超であることができ、さらに別の態様では、約５０，０００ダルトン超であることができる。これらのＭｎ値は、解重合ポリスチレン樹脂および変性解重合ポリスチレン樹脂を包含する。

本発明のこれらおよび他の目的、利点および特徴は、以下にさらに十分に記載されるように、方法および配合物の詳細を読むことにより当業者に明らかになるであろう。

発明の詳細な説明
前述の一般的な説明および以下の詳細な説明は、例示的かつ説明的なものに過ぎず、特許請求されるいかなる主題を限定するものではないことを理解されたい。

他に定義されない限り、本明細書中で使用される全ての技術用語および科学用語は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有する。他に記載がない限り、本明細書全体の開示を通して言及された全ての特許、特許出願、公開出願および刊行物、ウェブサイトおよび他の出版物は、あらゆる目的のためにその全体が参照により組み込まれる。

定義
本出願において、単数形の使用は、他に特に記載しない限り、複数形を含む。本明細書で使用されるように、単数形（外国語明細書中の「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」）は、文脈上他に明確に指示されない限り、複数形も含むことが意図される。

本出願において、「または（ｏｒ）」の使用は、他に記載がない限り、「および／または（ａｎｄ／ｏｒ）」を意味する。

本明細書で使用される場合、用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」および／または「含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、記載された特徴、整数、ステップ、操作、要素、および／または成分の存在を特定するものであるが、１つ以上の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、成分、および／またはそれらの群の存在または追加を妨げるものではない。さらに、用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」、「有している（ｈａｖｉｎｇ）」、「有する（ｈａｓ）」「有する（ｗｉｔｈ）」、「構成された（ｃｏｍｐｏｓｅｄ）」、「成る（ｃｏｍｐｒｉｓｅｄ）」、またはその変化形は、詳細な説明または特許請求の範囲に使用される限りにおいて、こうした用語は、用語「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」と同様の様式で包括的であるように意図されている。

本明細書中で使用される場合、範囲および量は、特定の値または範囲の「約」として表すことができる。「約」にはきっかりの量も含む。したがって、「約５％」とは、「約５％」および「５％」を意味する。「約」とは、用途または意図する目的の典型的な実験誤差内であることを意味する。

本明細書で使用される場合、用語「（メタ）アクリレートまたは（メタ）アクリル酸」は、アクリレートおよびメタクリレート化合物の両方、ならびにアクリル酸およびメタクリル酸の両方を含む。

本明細書中で使用される用語「一官能性」とは、１つの官能基を有することを意味する。

本明細書で使用する「多官能性」とは、２つ以上の官能基を有することを意味する。多官能性モノマーは、例えば、二官能基、三官能基、四官能基、またはより多数の官能基を有することができる。２つ以上の官能基は、同じであっても異なっていてもよい。

本明細書で使用される用語「モノマー（複数可）」は、モノマーおよびオリゴマー、またはそれらの混合物の両方を含むことが意図される。

本明細書で使用されるとき、用語「（メタ）アクリル樹脂」、「アクリルポリマー」および「アクリル樹脂」は同義に使用される。これらの用語は、アクリルポリマーおよびメタクリルポリマー、コポリマーおよび樹脂を包含する。

本明細書中で使用されるとき、用語「ポリマー（複数可）」は、他に示されない限りコポリマーを含む。

本明細書で使用されるとき、用語「インクおよびコーティング」、「インク」、「組成物」、および「流体」は、同義に使用される。

本明細書全体において、別の指示がない限り、全ての部およびパーセンテージは重量を基準として（全重量を基準として重量％または質量％）であり、すべての温度は摂氏（℃）である。

本開示は、５，０００ダルトンを超える数平均分子量（Ｍｎ）を有する解重合および／または変性ポリスチレン樹脂、その製造プロセス、およびそれを含有するインクおよびコーティング組成物について記載する。

このプロセスは、（ａ）比較的低分子量の解重合ポリスチレン樹脂を生成するために、ポリスチレン原料樹脂中の結合を開裂させることによって比較的高分子量のポリスチレン原料樹脂にラジカル部位を導入することを含む。さらなる本発明のプロセスの態様において、（ａ）の解重合ポリスチレン樹脂は、（ｂ）解重合ポリスチレン樹脂のラジカル部位でモノマーまたはオリゴマーによって供給される極性基および／または極性荷電基と反応する。更なる本発明のプロセスの態様において、（ａ）の解重合ポリスチレン樹脂は（ｃ）であり、ポリマーによって供給される極性官能基と反応して内部に官能基を導入する。ポリスチレンの解重合は、第２の成分（ｂ）および／または（ｃ）の存在下で、触媒、開始剤または原料ポリスチレン樹脂を電離放射線に曝露することによる解重合を含むことができ、ラジカル化／解重合ポリスチレン樹脂と変性ポリスチレン樹脂を形成する第２成分との間で化学反応が起こる。第２の成分（ｂ）および／または（ｃ）は、モノマー、オリゴマー、またはポリマーまたはそれらの組み合わせであってもよい。

解重合ポリスチレン樹脂を提供する際に、開始剤、触媒、照射、プラズマなどの作用により、原料ポリスチレン樹脂材料のＣ－Ｃ結合を開裂させることができる。得られた解重合ポリスチレン樹脂は、結合が開裂して極性官能基および／または極性荷電官能基を解重合ポリスチレン材料に結合させるように形成されたラジカル部位で変性されてもよい。

解重合および／または変性ポリスチレン樹脂は、インクおよびコーティング組成物に含めることができる。例えば、これらはこのような組成物において結合剤（バインダー）として使用することができる。変性ポリスチレン樹脂は、従来技術のインクおよびコーティング組成物において使用される結合剤の物理的特性と実質的に類似している物理的特性を有する。本明細書に記載の解重合および／または変性ポリスチレン樹脂は、ポリスチレン主鎖中に公称量のスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）を含む耐衝撃性ポリスチレンなどの使用済みおよび／または脱工業化（post-industrial）のリサイクルポリスチレンを１００％まで得ることができる。使用済みまたは非使用済みのいずれかの廃棄ポリスチレンのリサイクルは、その環境への影響および社会によって作り出されるこれらの材料量の増加により、世界的な懸念事項である。

一態様では、ポリスチレンは重合スチレンモノマー（バージンポリスチレン）から得ることができるが、好ましくはポリスチレン製造プロセスで生じた廃棄またはスクラップ材料およびポリスチレン製造で生じた廃棄材料（使用前のスクラップ）から得られる。有利には、ポリスチレンはポリスチレン成形品（使用済みスクラップ）から得られる。ポリスチレンは、発泡剤を含有する発泡性ポリスチレンから製造された発泡スチロール（ＥＰＳ）であってもよい。ポリスチレンは、汎用ポリスチレン（ＧＰＰＳ）またはゴムで変性された耐衝撃性ポリスチレン（ＨＩＰＳ）であってもよい。ポリスチレンは、アクリロニトリル、ブタジエンおよびスチレンであるＡＢＳであってもよい。ポリスチレンは発泡ポリスチレンであってもよく、その一例は押出発泡ポリスチレン（ＸＰＳ）である。ポリスチレンは、発泡スチロール（ＥＰＳ）であってもよい。

原料ポリスチレン樹脂は、約４０，０００ダルトンを超える数平均分子量を有する。より好ましくは、原料ポリスチレン樹脂は、約５０，０００ダルトンを超える分子量を有する。さらにより好ましくは、原料ポリスチレン樹脂は、約７５，０００ダルトンを超える分子量を有する。さらにより好ましくは、原料ポリスチレン樹脂は、約１００，０００ダルトンを超える分子量を有する。さらにより好ましくは、原料ポリスチレン樹脂は、約１２０，０００ダルトンを超える分子量を有する。

原料ポリスチレン樹脂の解重合、Ｃ－Ｃ結合の開裂および開裂部位でのラジカルの導入は、解重合条件、例えば結合開裂条件下でポリスチレン原料樹脂に開始剤を導入することによって達成することができる。例えば、原料ポリスチレン樹脂は、開始剤の存在下で好適な溶媒に溶解されてもよく、または開始剤の存在下で原料樹脂の溶融物が生成されてもよい。いずれの場合でも、溶液または溶融物の温度は、約１７０℃以上、好ましくは約１８０℃以上、より好ましくは約１９０℃以上まで上昇させ、維持することができる。これらの条件下で、溶融物または溶液中に存在する開始剤は、化学結合を開裂することなどによって、ポリスチレン原料樹脂を解重合させる。結合は均等開裂（ホモリシス）され、原料ポリスチレン樹脂から解重合部分を生じさせてもよい。温度、使用される開始剤および触媒の量、ならびにプロセスが行われる圧力の制御により、原料ポリスチレン樹脂の解重合の程度を制御してもよい。

解重合時に、ポリスチレン樹脂は、ビニル性、飽和および／またはオキシ置換された末端を有していてもよい。

解重合ポリスチレン樹脂がモノマー、オリゴマーまたはポリマーとの反応によって変性される場合、変性反応は、例えば、解重合が行われた後にモノマー、オリゴマーまたはポリマーが反応容器に添加されて段階的に行われてもよい。あるいは、解重合は一段階で行われてもよい。例えば、原料ポリスチレン樹脂、開始剤（例えば）、溶媒、モノマー、オリゴマーまたはポリマーを容器に導入し、次に温度を上げて解重合および変性反応を開始させることを一段階で行うことができる。

好適な開始剤としては、例えば、アルキルおよびアリールヒドロペルオキシドを含む過酸化物などの有機過酸化物、パーサルフェート（persulfates）、パーボレート(perborates)、パーカーボネート(percarbonates)、アゾ化合物などが挙げられる。好適な開始剤であるアゾ化合物は、アゾビス（イソブチロニトリル）、２，２’－アゾビス－（２－メチルブチロニトリル）などの従来のアゾ化合物およびニトリル基でないアゾ化合物の両方を含む。商業的に入手可能な開始剤材料としては、Ｌｕｐｅｒｏｘ（登録商標）の商品名で入手可能なものが含まれる。Ｌｕｐｅｒｏｘ（登録商標）は、有機アルキルまたはアリール過酸化物、ヒドロペルオキシドおよびパーカーボネートの群の商品名である。

触媒の作用下で解重合反応および／または変性反応（例えば、（ｂ）および（ｃ）の反応）を実施することも可能である。この場合、（これらのフリーラジカル開始剤反応条件と同じであるか、または類似している）反応条件下で触媒が原料ポリスチレン樹脂ならびに／または（ｂ）および（ｃ）のモノマー、オリゴマーおよびポリマーに導入される。

別の態様では、電子線源による照射など、ポリスチレンの照射を用いて、ポリスチレン中にラジカルを生成することができる。電子線切断（例えば、開裂）は、形成されたラジカルが互いに再結合せずに、酸素と反応し、かつ／または水素の引き抜きを受けて末端基を形成する場合に生じる。ポリマーの電子線切断の最終結果は、ポリマー分子量の低下および酸素基の導入である。原料ポリスチレン樹脂を放射線（電子線放射線源など）に曝露することは、原料ポリスチレン樹脂の解重合を行う別の方法である。一態様では、電子線エネルギーは約８ＭｅＶである必要がある。

さらに別の態様では、ポリスチレンは、コロナ放電プラズマ源によって生成されたプラズマなどのプラズマに曝露される。プラズマへの曝露の間、例えば、化学的結合の開裂などの挿入または鎖分解によってポリスチレン構造に酸素が組み込まれる。これにより、さらなる反応においてモノマー、オリゴマー、およびアクリレートなどの他の成分と反応することができる官能基を形成する。

結合開裂が分子量の低下をもたらす解重合反応は、ポリスチレン原料樹脂の唯一の変性であり得るか、または解重合ポリスチレン樹脂が極性官能基および／または極性荷電官能基によりさらに置換される変性が引き続き行われてもよい。このような基は、アクリレートモノマー、オリゴマー、およびポリマーなどのモノマー、オリゴマー、およびポリマーによって提供され得る。解重合ポリスチレン樹脂のラジカル部位と、このようなモノマー、オリゴマー、およびポリマーなどの官能基との間の反応が、比較的低い分子量、例えば５，０００ダルトンを超える数平均分子量を呈するポリマー構造を作る。別の態様では、約１０，０００ダルトン超であり、さらに別の態様では、数平均分子量は、約１５，０００ダルトン超であってもよく、さらに別の態様では、数平均分子量は、約２０，０００ダルトン超であってもよく、さらに別の態様では、数平均分子量は、約２５，０００ダルトン超であってもよく、さらに別の態様では、数平均分子量は、約３０，０００ダルトン超であってもよく、さらに別の態様では、数平均分子量は、約３５，０００ダルトン超であってもよく、さらに別の態様では、数平均分子量は、約４０，０００ダルトン超であってもよく、さらに別の態様では、数平均分子量は、約４５，０００ダルトン超であってもよく、さらに別の態様では、数平均分子量は、約５０，０００ダルトン超であってもよい。

本開示の１つの態様では、解重合ポリスチレンと反応することができる重合性モノマー、オリゴマーおよびポリマーとしては、分子中に（共）重合可能な一つの二重結合のみを有するアクリルモノマーおよびメタクリルモノマーが挙げられる。このようなアクリル系モノマーおよびメタクリル系モノマーとしては、水酸基、カルボキシル基などの架橋反応しうる官能基を有するもの、およびかかる官能基を有さないこれらのアクリル系モノマーまたはメタクリル系モノマーが挙げられる。

使用に適した（メタ）アクリルモノマーの例としては、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、ペンチル（メタ）アクリレート、ヘキシル（メタ）アクリレート、ヘプチル（メタ）アクリレート、オクチル（メタ）アクリレート、ノニル（メタ）アクリレート、およびドデシル（メタ）アクリレートなどの（メタ）アクリル酸アルキルエステル；シクロヘキシル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、フェニルエチル（メタ）アクリレート、フェノキシエチル（メタ）アクリレート、およびフェノキシジエチレングリコールエステル（メタ）アクリレートなどの（メタ）アクリル酸エステル;フェニル（メタ）アクリレート、およびメチルフェニル（メタ）アクリレートなどの（メタ）アクリル酸アリールエステルが挙げられる。これらのモノマーは、単独で用いてもよく、これらのうちの２種以上を組み合わせて使用してもよい。好ましくは、アクリル酸アルキルエステルが使用され、特に好ましくはｎ－ブチルアクリレートまたはアクリル酸またはラウリルメタクリレートまたはｎ－ブチルメタクリレートが使用される。

インクおよびコーティング組成物はまた、その中に分散された染料または顔料の形態の１つ以上の着色剤を含むことができる。好適な顔料としては、従来の有機または無機顔料が挙げられる。代表的な顔料は、例えば、ピグメントイエロー１、ピグメントイエロー３、ピグメントイエロー１２、ピグメントイエロー１３、ピグメントイエロー１４、ピグメントイエロー１７、ピグメントイエロー６３、ピグメントイエロー６５、ピグメントイエロー７３、ピグメントイエロー７４、ピグメントイエロー７５、ピグメントイエロー８３、ピグメントイエロー９７、ピグメントイエロー９８、ピグメントイエロー１０６、ピグメントイエロー１１１、ピグメントイエロー１１４、ピグメントイエロー１２１、ピグメントイエロー１２６、ピグメントイエロー１２７、ピグメントイエロー１３６、ピグメントイエロー１３８、ピグメントイエロー１３９、ピグメントイエロー１７４、ピグメントイエロー１７６、ピグメントイエロー１８８、ピグメントイエロー１９４、ピグメントオレンジ５、ピグメントオレンジ１３、ピグメントオレンジ１６、ピグメントオレンジ３４、ピグメントオレンジ３６、ピグメントオレンジ６１、ピグメントオレンジ６２、ピグメントオレンジ６４、ピグメントレッド２、ピグメントレッド９、ピグメントレッド１４、ピグメントレッド１７、ピグメントレッド２２、ピグメントレッド２３、ピグメントレッド３７、ピグメントレッド３８、ピグメントレッド４１、ピグメントレッド４２、ピグメントレッド４８：２、ピグメントレッド５３：１、ピグメントレッド５７：１、ピグメントレッド８１：１、ピグメントレッド１１２、ピグメントレッド１２２、ピグメントレッド１７０、ピグメントレッド１８４、ピグメントレッド２１０、ピグメントレッド２３８、ピグメントレッド２６６、ピグメントブルー１５、ピグメントブルー１５：１、ピグメントブルー１５：２、ピグメントブルー１５：３、ピグメントブルー１５：４、ピグメントブルー６１、ピグメントグリーン７、ピグメントグリーン３６、ピグメントバイオレット１、ピグメントバイオレット１９、ピグメントバイオレット２３およびピグメントブラック７からなる群から選択され得る。

着色剤としての使用に適した染料としては、これらに限定されないが、アゾ染料、アントラキノン染料、キサンテン染料、アジン染料、およびこれらの組み合わせが挙げられる。他の有機および無機顔料および染料、ならびに所望の色を達成する組み合わせを使用することもできる。プライマー、インクまたはコーティング組成物は、黒、白、赤、オレンジ、イエロー、グリーン、ブルー、インジゴ、バイオレットおよびそれらの間の全ての色合いおよび組み合わせなどの任意の既知の色であり得る。

本明細書に記載のインクおよびコーティング組成物は、樹脂の約１～約９０重量％、好ましくは樹脂の約２～約６０重量％、より好ましくは樹脂の約５～約５０重量％、さらにより好ましくは樹脂の約１０～約４０重量％の解重合および／または変性ポリスチレン樹脂を含有してもよい。これらの量は、インクおよびコーティング組成物の総重量に基づく。

インクおよびコーティング組成物は、例えば溶剤蒸発、空気酸化、および、例えば電子線エネルギー、高電圧水銀バルブ、中電圧水銀バルブ、キセノンバルブ、カーボンアークランプ、メタルハライドバルブ、ＵＶ－ＬＥＤランプ、半導体レーザ、エキシマレーザなどのＵＶレーザ、太陽光などによって提供され得る紫外線などの化学光源により硬化することなどによる化学線を用いる方法によって硬化させて、膜を乾燥させることができる。硬化は、主に、エネルギー硬化性モノマーと呼ばれる一官能性、二官能性、三官能性またはそれ以上の官能性を有する不飽和基を介して起こる。

このようなモノマーの例としては、これらに限定されないが下に挙げるモノマーおよびこれらの組み合わせの単官能エチレン性不飽和モノマー挙げられる。用語「エトキシル化された」は、エチレンオキシドの使用による鎖延長化合物を指し、「プロポキシル化された」は、プロピレンオキシドの使用による鎖延長化合物を指し、「アルコキシル化された」は、エチレンオキシドおよびプロピレンオキシドのいずれかまたはその両方を用いた鎖延長化合物を指す。同等のメタクリレート化合物もまた使用することができるが、当業者はメタクリレート化合物がそれらの同等のアクリレート対応物より低い反応性を有することを理解するであろう。

イソブチルアクリレート；シクロヘキシルアクリレート；イソオクチルアクリレート；ｎ－オクチルアクリレート；イソデシルアクリレート；イソノニルアクリレート；オクチル／デシルアクリレート；ラウリルアクリレート；２－プロピルヘプチルアクリレート；トリデシルアクリレート；ヘキサデシルアクリレート；ステアリルアクリレート；イソステアリルアクリレート；ベヘニルアクリレート；テトラヒドロフルフリルアクリレート；４－ｔ．ブチルシクロヘキシルアクリレート；３，３，５－トリメチルシクロヘキサンアクリレート；イソボルニルアクリレート；ジシクロペンチルアクリレート；ジヒドロジシクロペンタジエニルアクリレート；ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレート；ジシクロペンタニルアクリレート；ベンジルアクリレート；フェノキシエチルアクリレート；２－ヒドロキシ－３－フェノキシプロピルアクリレート；アルコキシル化ノニルフェノールアクリレート；クミルフェノキシエチルアクリレート；環状トリメチロールプロパンホルマールアクリレート；２（２－エトキシエトキシ）エチルアクリレート；ポリエチレングリコールモノアクリレート；ポリプロピレングリコールモノアクリレート；カプロラクトンアクリレート；エトキシル化メトキシポリエチレングリコールアクリレート；メトキシトリエチレングリコールアクリレート；トリプロピレングリコールモノメチルエーテルアクリレート；ジエチレングリコールブチルエーテルアクリレート；アルコキシル化テトラヒドロフルフリルアクリレート；エトキシル化エチルヘキシルアクリレート；アルコキシル化フェノールアクリレート；エトキシル化フェノールアクリレート；エトキシル化ノニルフェノールアクリレート；プロポキシル化ノニルフェノールアシレート；ポリエチレングリコールｏ－フェニルフェニルエーテルアクリレート；エトキシル化ｐ－クミルフェノールアクリレート；エトキシル化ノニルフェノールアクリレート；アルコキシル化ラウリルアクリレート；エトキシル化トリスチリルフェノールアクリレート；Ｎ－（アクリロイルオキシエチル）ヘキサヒドロフタルイミド；Ｎ－ブチル１，２（アクリロイルオキシ）エチルカルバメート；アクリロイルオキシエチル水素スクシネート（ａｃｒｙｌｏｙｌ ｏｘｙｅｔｈｙｌ ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｓｕｃｃｉｎａｔｅ）；オクトキシポリエチレングリコールアクリレート；オクタフルオロペンチルアクリレート；２－イソシアナトエチルアクリレート（２－ｉｓｏｃｙａｎａｔｏｅｔｈｙｌａｃｒｙｌａｔｅ）；アセトアセトキシエチルアクリレート；２－メトキシエチルアクリレート；ジメチルアミノエチルアクリレート；２－カルボキシエチルアクリレート；および４－ヒドロキシブチルアクリレート。

インクおよびコーティング組成物中に使用することができる好適な多官能性エチレン性不飽和モノマーの例としては、これらに限定されないが、下に挙げる多官能性化合物（およびそれらの組み合わせ）が挙げられる。用語「エトキシル化された」は、エチレンオキシドの使用による鎖延長化合物を指し、「プロポキシル化された」は、プロピレンオキシドの使用による鎖延長化合物を指し、「アルコキシル化された」は、エチレンオキシドおよびプロピレンオキシドのいずれかまたはその両方を用いた鎖延長化合物を指す。同等のメタクリレート化合物もまた使用することができるが、当業者はメタクリレート化合物がそれらの同等のアクリレート対応物より低い反応性を有することを理解するであろう。

１，３－ブチレングリコールジアクリレート；１，４－ブタンジオールジアクリレート；ネオペンチルグリコールジアクリレート；エトキシル化ネオペンチルグリコールジアクリレート；プロポキシル化ネオペンチルグリコールジアクリレート；２－メチル－１，３－プロパンジイルエトキシアクリレート；２－メチル－１，３－プロパンジオールジアクリレート；エトキシル化２－メチル－１，３－プロパンジオールジアクリレート；３メチル１，５－ペンタンジオールジアクリレート；２－ブチル－２－エチル－１，３－プロパンジオールジアクリレート；１，６－ヘキサンジオールジアクリレート；アルコキシル化ヘキサンジオールジアクリレート；エトキシル化ヘキサンジオールジアクリレート；プロポキシル化ヘキサンジオールジアクリレート；１，９－ノナンジオールジアクリレート；１，１０デカンジオールジアクリレート；エトキシル化ヘキサンジオールジアクリレート；アルコキシル化ヘキサ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；トリエチレングリコールジアクリレート；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ジアクリレート；プロポキシル化エチレングリコールジアクリレート；ジプロピレングリコールジアクリレート；トリプロピレングリコールジアクリレート；ポリプロピレングリコールジアクリレート；ポリ（テトラメチレングリコール）ジアクリレート；シクロヘキサンジメタノールジアクリレート；エトキシル化シクロヘキサンジメタノールジアクリレート；アルコキシル化シクロヘキサンジメタノールジアクリレート；ポリブタジエンジアクリレート；ヒドロキシピバリルヒドロキシピバレートジアクリレート；トリシクロデカンジメタノールジアクリレート；１，４－ブタンジイルビス［オキシ（２－ヒドロキシ－３，１－プロパンジイル）］ジアクリレート；エトキシル化ビスフェノールＡジアクリレート；プロポキシル化ビスフェノールＡジアクリレート；プロポキシル化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Ｆジアクリレート；２－（２－ビニルオキシエトキシ）エチルアクリレート；エトキシル化グリセロールトリアクリレート；グリセロールプロポキシレートトリアクリレート；ペンタエリスリトールトリアクリレート；トリメチロールプロパントリアクリレート；カプロラクトン変性トリメチロールプロパントリアクリレート；エトキシル化トリメチロールプロパントリアクリレート；プロポキシル化トリメチロールプロパントリアクリレート；トリス（２－ヒドロキシエチル）イソシアヌレートトリアクリレート；ε－カプロラクトン変性トリス（２－ヒドロキシエチル）イソシアヌレートトリアクリレート；メラミンアクリレートオリゴマー；ペンタエリスリトールテトラアクリレート；エトキシル化ペンタエリスリトールテトラアクリレート；ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート；ジペンタエリスリトールペンタアクリレート；ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート；エトキシル化ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート。

これらの配合物中に部分的に使用することができる他の官能性モノマー類としては、Ｎ-ビニルカプロラクタム、Ｎ-ビニルオキサゾリジノンおよびＮ-ビニルピロリドンなどの環状ラクタム、ならびに、アクリロイルモルホリン、ジアセトンアクリルアミド、Ｎ-メチルアクリルアミド、Ｎ-エチルアクリルアミド、Ｎ-イソプロピルアクリルアミド、Ｎ-ｔ-ブチルアクリルアミド、Ｎ-ヘキシルアクリルアミド、Ｎ-シクロヘキシルアクリルアミド、Ｎ-オクチルアクリルアミド、Ｎ-ｔ-オクチルアクリルアミド、Ｎ-ドデシルアクリルアミド、Ｎ-ベンジルアクリルアミド、Ｎ-（ヒドロキシメチル）アクリルアミド、Ｎ-イソブトキシメチルアクリルアミド、Ｎ-ブトキシメチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ-ジメチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ-ジエチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ-プロピルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ-ジブチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ-ジヘキシルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ-ジメチルアミノメチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ-ジメチルアミノエチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ-ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ-ジメチルアミノヘキシルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ-ジエチルアミノメチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ-ジエチルアミノエチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ-ジエチルアミノプロピルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ-ジメチルアミノヘキシルアクリルアミド、およびＮ，Ｎ’-メチレンビスアクリルアミドなどの第二級または第三級アクリルアミドが挙げられる。

ＵＶ硬化性インクおよびコーティングは、典型的には、光開始剤、例えば、ベンゾフェノン、ベンジルケタール、ジアルコキシアセトフェノン、ヒドロキシアルキル－アセトフェノン、アミノアルキルフェノン、アシルホスフィンオキシドおよびチオキサントン、例えば、ベンゾフェノン、メチルベンゾフェノン、４－フェニルベンゾフェノン、４，４’－ビス（ジメチルアミノ）－ベンゾフェノン、４，４’－ビス（ジエチルアミノ）－ベンゾフェノン、２，２－ジメトキシ－２－フェニルアセトフェノン、ジメトキシアセトフェノン、ジエトキシ－アセトフェノン、２－ヒドロキシ－２－メチル－１－フェニルプロパン－１－オン、２－ベンジル－２－ジメチルアミノ－１－（４－モルホリノフェニル）－ブタン－１－オン、２－メチル－１－［４－（メトキシチオ）－フェニル］－２－モルフォリノプロパン－２－オン、ジフェニルアシルフェニルホスフィンオキシド、ジフェニル（２，４，６－トリメチルベンゾイル）ホスフィンオキシド、２，４，６－トリメチルベンゾイルエトキシフェニルホスフィンオキシド、２－イソプロピルチオキサントン、４－イソプロピルチオキサントン、２，４－ジメチルチオキサントンまたはこれらの混合物が挙げられる。電子線硬化性インクおよびコーティングは、光開始剤を必要としない。

インクおよびコーティング組成物は、流れを修正し、表面張力を調整し、光沢を制御し、顔料の濡れを制御し、硬化したコーティングまたは印刷されたインクの耐摩耗性を調整する添加剤をさらに含有してもよい。これらは、組成に含まれ得る添加剤の種類のほんの一部である。このような添加剤としては、界面活性剤、ワックス、貯蔵寿命安定剤、およびこれらの組み合わせが含まれる。

添加剤は、レベリング剤、貯蔵寿命安定剤、湿潤剤、スリップ剤、流動剤、分散剤および脱気剤として機能し得る。好ましい添加剤としては、フルオロカーボン界面活性剤、シリコーンおよび有機ポリマー界面活性剤が挙げられる。例としては、市販のＴｅｇｏｒａｄ（登録商標）製品系列（Ｔｅｇｏ Ｃｈｅｍｉｅ、Ｅｓｓｅｎ，Ｇｅｒｍａｎｙ）、市販のＳｏｌｓｐｅｒｓｅ（登録商標）製品系列（Ｌｕｂｒｉｚｏｌ Ｃｏｍｐａｎｙ）が挙げられる。

インクおよびコーティング組成物は、吸水、ミストおよび色の強さを調整するために、粘土、タルク、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムまたはシリカなどの増量剤をさらに含んでもよい。

インクおよびコーティングは、これに限定されないが、リソグラフィ、フレキソ印刷、グラビア印刷、スクリーン印刷およびデジタル印刷などの様々な印刷方法を用いて適用することができる。

インクおよびコーティング組成物は、２５℃で２５００ｓ^－１の剪断速度で約４Ｐａ・ｓｅｃ～約２０Ｐａ・ｓｅｃ、好ましくは５Ｐａ・ｓｅｃ～約１０Ｐａ・ｓｅｃの粘度を有し、２５℃で２．５ｓ^－１の剪断速度で約４０Ｐａ・ｓｅｃ～約２００Ｐａ・ｓｅｃの間の流動値（降伏値）を有し、およびこれらの同じ条件で、Ｔｈｗｉｎｇ－Ａｌｂｅｒｔインコメータにおいて、１２００ｒｐｍおよび９０°Ｆでタック単位約５（ｇ-メートル）～タック単位約２０（ｇ-メートル）、好ましくはタック単位５（ｇ-メートル）～タック単位約１０（ｇ-メートル）のタックを有し得る。

別の本発明の態様では、基材層などの物品が、本明細書に記載の変性ポリスチレンを含むインクまたはコーティング組成物でコーティングされた物品およびその形成方法について記載される。インク、およびコーティング組成物もしくはインクは、インクジェット、フレキソ、グラビア、スクリーン、およびリソグラフ印刷などの印刷方法によって物品に適用することができる。物品に適用後、硬化が行われる。

物品は、紙、ポリマー、プラスチック、金属および複合材などの任意の典型的な基材から構成されてもよい。基材は、刊行物に使用されるようなものなどの紙の印刷原料であってもよく、または厚紙シートもしくは段ボールの形態の包装材料であってもよい。基材として使用することができる好適なポリマーおよびプラスチック材料としては、ポリオレフィン（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン）、ポリエステル（例えば、ポリエチレンテレフタレート）が挙げられる。金属コーティング箔（例えば、積層アルミニウム箔）または金属コーティングポリエステルなどの金属コーティングされた材料（metalized material）は、基材として使用することができる。

本発明を以下の実施例によりさらに説明する。

以下の実施例は、本発明の特定の態様を例解するものであり、いかなる態様においてもその範囲を限定する意図はなく、そのように解釈されるべきではない。

試験方法と定義：
分子量の測定方法：
分子量および多分散度値は、３００×７．８ｍｍ外径、粒径５μｍ、孔径５０Å、１００Å、５００Å、１０^３Åおよび１０^４Åに設定したＰｈｅｎｏｇｅｌＧＰＣ５カラムを有し、Ｗａｔｅｒｓ２４１０屈折率検出器または等価物を備えたＷａｔｅｒｓ５１５ＨＰＬＣポンプ（ＷａｔｅｒｓＭｉｌｌｅｎｎｉｕｍクロマトグラフィーソフトウェア、バージョン３．０または等価物を備えている）を使用して、適切な溶媒中において、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定した。本明細書で使用される場合、「多分散性」または「分散性」は、ポリマーの分子量分布の広さの尺度である。これはＭｗ／Ｍｎとして計算される。Ｍｗはポリマーの重量平均分子量であり、Ｍｎはポリマーの数平均分子量である。多分散指数が１を有するポリマーは、ポリマー中の全ての鎖長が等しいことを意味する。

ＵＶ硬化を決定する方法：
ＵＶ硬化の程度は、イソプロパノール（ＩＰＡ）および／またはメチルエチルケトン（ＭＥＫ）を用いた親指ねじり試験および耐溶剤性試験によって評価される。このような試験は当該技術分野において周知であり、例えば、Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ ＵＶ ａｎｄ ＥＢ Ｃｕｒａｂｌｅ Ｓｙｓｔｅｍｓ（Ｃ．Ｌｏｗｅ＆Ｐ．Ｋ．Ｔ Ｏｌｄｒｉｎｇ，ＳＩＴＡ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１９９４，ＩＳＢＮ ０ ９４７７９８ ０７ ２）７４ページに記載されている。コーティングは、２００ワット／インチＵＶランプを用いて１５０ｆｐｍで硬化させた。

粘度および降伏応力の測定方法：
粘度は、落下ロッドＬａｒａｙ粘度計を用いて測定した。試料サイズ（例えば、インク、コーティング組成物）は、約２グラム～約３．５グラムである。試験は２５℃±１℃で実施される。粘度は２５００の往復セクション（ｓｅｃ^－１）の剪断速度での動粘度（ポイズ）である。降伏応力は２．５の剪断速度（秒の逆数）での動粘度（ポイズ）である。ＡＳＴＭＤ４０４０を使用してこれらの値を決定することができる。

タック測定方法：
タックは、較正された電子式インコメータ（Ｔｈｗｉｎｇ－Ａｌｂｅｒｔ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｃｏ．）を用いて測定した。記載されているようなインクまたはコーティングは、シリンジに吸い上げられた流体１ミリリットルまで計量される。流体は、インコメータの最上部のゴムローラー上に置かれる。インコメータの電源を入れて、ローラーの回転を開始させ、報告されたタック値は１分間の操作後に到達した最大値である。インコメータは、９０°Ｆおよび１２００ｒｐｍで動作する。

ミスト測定方法：
ミストは、印刷プレスの異なる場所、通常、インクダクトおよび印刷板の近くで評価される。本明細書では、ミストを捕らえる紙がインコメータのバックプレートに取り付けられている。白い紙片をインクローラーから所定の距離に置き、所定の速度および温度で所定の時間、プレスを運転する。次に、紙に転写されたインクミストをマスター例との目視比較または濃度計による測定によって評価する。紙上のインクが非常に少ないことは、インクが非常に低いミストを有し、かつ印刷プレスを汚染し、インクミストでプレスルームを汚染する傾向が低いことを意味する。

ミスト化の視覚的評価には、数値グレードが割り当てられる：１はミスト化を示さず（インクミストが検出不能であるか、または最小である）、３は許容可能なミスト化（少量のインクミストが紙に付着している）を示し、５は深刻なミスト化（大量のインクミストが紙に付着している）を示す。

乾式転写の測定方法
乾式転写は、濃度計で測定したときに１．１０の印刷濃度を目標とするために使用されるインクの量を指す。Ｐｒuｆｂａｕ印刷適性試験機をこの試験に使用することができる。目盛り付きピペットを用いて約２５℃に設定したローラーにインクを適用する。ヒートセットドライヤーは３９５℃に設定する。ローラー圧力は７００Ｎに設定する。印刷ユニットの速度は３メートル／秒である。印刷は基材上で行われる。規定の印刷濃度を達成するための乾式転写は、立方ミリメートル（ｍｍ^３）で示される。

吸水測定方法
吸水は、印刷プレス上の完成したインクのリソグラフ印刷性能に関する情報を提供する。吸水は、Ｄｕｋｅ Ｉｎｋ Ｗａｔｅｒ Ｅｍｕｌｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｔｅｓｔｅｒで測定する。試験は、追加の水または湿し水（例えば、５０ｍＬ±０．５ｍＬ）の有無にかかわらず、指定量（例えば、５０ｇ±０．１ｇ）のインクまたはコーティング試料に対して行う。吸水は、試験の実施前に存在する水／湿し水の総量に対して、試験の実施後にデカントされる水（および場合によっては湿し水）の割合（パーセンテージ）として示される。吸水は、異なる時間間隔で評価してもよい。試験に使用した湿し水は、水１ガロン当たり５．５オンス（４．３％－ｗ／ｖ基準）のＲｙｃｏｌｉｎｅ ＰｒｉｎｔＥａｓｙ（登録商標）２０５０である。

印刷された光学濃度の測定方法：
これは、濃度計を用いた印刷の達成された光学濃度である。

光沢の測定方法：
＃３メイヤーロッドまたは２ロール１４ｂｃｍアニロックスハンドプルーファーを用いて、コーティングされていないＢＹＫレネータ紙またはコーティングされたＢＹＫチャートＰＡ－２８１０にコーティングを適用した。光沢度は角度６０°の光沢計で測定する。

実施例１：解重合およびアクリルモノマーとの反応
メカニカルスターラ、還流冷却器、温度計、窒素注入口、および滴下漏斗を備えた１０００ｍｌ四つ口フラスコに、１５３．１ｇのＭａｇｉｅＮ４０（溶媒）および１９９．６ｇのポリスチレン（Ａｌｄｒｉｃｈ Ｍｗ１９２０００）を装填した。フラスコを、マントルヒーターを用いて攪拌しながら１９０℃まで加熱した。スチレン２７．２７ｇ、ラウリルメタクリレート２０．６３ｇ、ｎ－ブチルメタクリレート１．０８ｇ、およびアクリル酸１．０３ｇをＭａｇｉｅ Ｎ４０ １２．４７ｇおよびＬｕｐｅｒｏｘ ＤＩ（開始剤）１２．４７ｇを含む漏斗により２時間かけて滴下した。フラスコを１５０℃で２時間保持した後、ＭａｇｉｅＮ４０ １３．２４ｇおよびＬｕｐｅｒｏｘＤＩ１３．２４ｇをすぐに添加した。フラスコを１５０°Ｃで２時間保持した後、ＭａｇｉｅＮ４０ ４５．９４ｇをすぐに添加し、次いで樹脂を吐出した。

実施例１は、解重合反応及びモノマーとの変性反応が１段階プロセスで生じ得ることを示す。この反応は、解重合ポリスチレンとモノマーとの間で、解重合ポリスチレンのラジカル部位で生じる。

この平均分子量は、典型的な工業用ポリスチレン（それが直鎖状であっても、発泡していても、押出されていても、配向していても）よりもはるかに低く、典型的には１００，０００ダルトン以上である。

表２に示す組成を有するコーティング１を以下のとおり調製した。記載された全ての量は、重量パーセント（重量％）である。実施例１で製造された樹脂３３．９７重量％、９５重量％の１，６－ＨＤＤＡおよびフェノチアジンのブレンド１．０２重量％、ＨＤＤＡ １５．０５重量％、ＴＰＧＤＡ ３３．９９重量％、およびＴＭＰＴＡ １５．９７重量％を１２５℃で５０分間加熱し、次いで冷却した。室温で透明な溶液が存在する。次いで、１０．１８重量％のベンゾフェノン光開始）、５．１９％のオムニラド ４８１（Omnirad 481、ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、光開始剤）、１９．８６重量％のＥｂｅｃｒｙｌ Ｐ１１５相乗剤（ベンゾフェノンなどのタイプＩＩ光開始剤のフリーラジカル生成を相乗させるために使用されるアミノアクリレート）、２．８９重量％のＴｅｇｏＲａｄ ２３００（流動助剤）、１．１０重量％のＡｉｒｅｘ ９２０（消泡剤）、１０．９８重量％のＴＰＧＤＡ、および４９．８０重量％のＴＭＰＴＡを混合して、室温で透明な溶液を形成する。それら２つのパートを室温で混合する。

コーティング１および以下の表３で特定される市販のコーティングを、試験形態である紙材料（ＢＹＫチャート２８１０）に適用した。コーティングを＃３メイヤーロッドで手作業により適用し、２００フィート／分および２００ワット／インチ（６１ｍ／分および８０Ｗ／ｃｍ）の中圧Ｈｇ蒸気ＵＶランプで硬化させた。

商業用コーティングＲＣＳＦＶ０３４３４５３は、ビスフェノールＡ（ＢＰＡ）を含むエポキシオリゴマーをベースにしている。ウォーターボトルおよび食品容器などの消費者製品にＢＰＡを含むことは、この材料によってもたらされる健康上の懸念から問題となっている。表３は、実施例１を含むコーティングで、ＢＰＡを含まないコーティングにおいて同じ特性を達成することが可能であることを示す情報を含む。本発明のコーティング１は、ビスフェノールＡを使用する市販のコーティングに匹敵する光沢および除去に対する耐性を呈する。

実施例２：ポリスチレンとアクリルポリマーの間のグラフト反応
（ａ）アクリルポリマーの調製：メカニカルスターラ、還流冷却器、温度計、窒素注入口、および滴下漏斗を備えた１Ｌの四つ口フラスコに、１０４．１ｇのＭａｇｉｅ Ｎ４０を装填した。フラスコを、マントルヒーターを用いて攪拌しながら１２５℃まで加熱した。スチレン１３６．４ｇ、ラウリルメタクリレート１０３．２ｇ、ｎ－ブチルメタクリレート５．２ｇ、およびアクリル酸５．２ｇをＭａｇｉｅ Ｎ４０ ４０．０ｇおよびＬｕｐｅｒｏｘ Ｐ １．２ｇを漏斗により４時間かけて滴下した。フラスコを１２５℃において２時間保持した後、Ｍａｇｉｅ Ｎ４０ ３．４ｇおよびＬｕｐｅｒｏｘ Ｐ ０．７ｇをすぐに添加した。フラスコを１２５℃において３時間保持した後、Ｍａｇｉｅ Ｎ４０ １００．６ｇをすぐに添加し、次いで９０℃で樹脂を吐出した。

（ｂ）メカニカルスターラ、還流冷却器、温度計、窒素注入口、滴下漏斗を備えた２５０ｍＬの四つ口フラスコに、ポリスチレン（Ｍｗ２５０，０００（ＡＣＲＯＳ社から））２０．０ｇ、実施例２（ａ）４０．０ｇを装填した。フラスコを、マントルヒーターを用いて、攪拌しながら１７０℃まで加熱した。混合物を融解し、均質化した後、フラスコを１５０℃まで冷却し、１８．４ｇのＭａｇｉｅ Ｎ４０および１．６ｇのＬｕｐｅｒｏｘＤＩを、漏斗により２時間かけて滴下した。フラスコを１５０℃で３時間保持した後、樹脂を１４０℃でガラス瓶に吐出した。

実施例３：ポリスチレンとアクリルモノマーの間のグラフト反応
メカニカルスターラ、還流冷却器、温度計、窒素注入口、滴下漏斗を備えた２５０ｍＬの四つ口フラスコに、ポリスチレン（Ｍｗは２５０，０００（ＡＣＲＯＳ社より））１９９．６８ｇ、Ｍａｇｉｅ Ｎ４０ １５３．２４ｇを装填した。フラスコを、マントルヒーターを用いて、攪拌しながら１７０℃まで加熱した。混合物を融解し、均質化した後、フラスコを１５０℃まで冷却した後で、スチレン２７．２７ｇ、ラウリルメタクリレート２０．６０ｇ、ｎ－ブチルメタクリレート１．０７ｇおよびアクリル酸１．０３ｇを、Ｍａｇｉｅ Ｎ４０ ２４．９４ｇおよびＬｕｐｅｒｏｘＤＩ２５．０１ｇとともに、漏斗によって２時間かけて滴下した。フラスコを１５０℃において１．５時間保持した後、Ｍａｇｉｅ Ｎ４０ ０．７６ｇおよびＬｕｐｅｒｏｘＤＩ ０．８ｇをすぐに添加した。フラスコを１５０℃において３．５時間保持した後、Ｍａｇｉｅ Ｎ４０ １２．０ｇをすぐに添加し、次いで１４０℃でアルミニウムシートに樹脂を吐出した。

３０００ｒｐｍでミキサーを使用して、Ａ＆Ｂを組み合わせて、２分間混合し、Ｃを添加し、５分間混合する。Ｄを添加して２分間混合する。Ｅを添加して３０秒混合する。Ｆを添加して３０秒間混合し、次いでＩを添加して５分間混合する。

表７は、実施例３のインクおよび市販のインクの特性を示す。より高い粘度が好ましく、より高い降伏応力が好ましい（特に低いタック性にて）。実施例３のインクは、タック、粘度および降伏がより低いが、驚くべきことにミストは同等であり、このことは優れた印刷特性を有するインク組成物、特に低坪量の紙（これは高粘度、高タックおよび高降伏応力において紙むけや繊維の毛羽立ちが生じる傾向がある）に対して優れた印刷特性を有するインク組成物であり得ることを示している。

例４：解重合
１０００ｍｌのフラスコに５００．００ｇのポリスチレン（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ社、Ｍｎ４１，３００；Ｍｗ１１２，０００）、トルエン５００．００ｇを充填した。反応物を１００℃まで加熱した。２６．６ｇのＬｕｐｅｒｏｘ ２６Ｍ５０（Ａｒｋｅｍａ社）および２５．０ｇのトルエン（Ｓｉｇｍａ社）との混合物を３時間かけて滴下した。反応を１時間行い、停止させ、樹脂をアルミニウムシート上に吐出し、空気乾燥させた。透明で明るい灰色の固体が得られた。２５０ｍｌのフラスコに８５ｇのＴＰＧＤＡ（Ｍｉｗｏｎ社）、１５．０ｇの樹脂および０．５０ｇの４－メトキシフェノール（ＭＥＨＱ、Ｓｉｇｍａ社）を充填し、３時間で１１５℃まで加熱し、濾過して単相系を得た。本発明の解重合ポリスチレン生成物をＴＰＧＤＡ中の安定した１５重量％固形分のコーティング溶液にした。これは下記表１１中のコーティング４である。対照的に、原料ポリスチレン樹脂は、ＴＰＧＤＡの溶液中にわずか４重量％の樹脂を含むコーティング溶液にすることができる。

実施例５：解重合およびアクリルモノマーとのグラフト化
５００ｍｌのフラスコに５０．００ｇのポリスチレン（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ社、Ｍｎ４１，３００；Ｍｗ１１２，０００）、トルエン６０．００ｇを充填した。反応物を窒素で覆い、１００℃まで加熱した。２．６ｇのＬｕｐｅｒｏｘ ２６Ｍ５０（Ａｒｋｅｍａ社）および１０．０ｇのトルエン（Ｓｉｇｍａ社）を６分かけて滴下した。次いで、１．１ｇのアクリル酸（Ａｃｒｏｓ社）、２．６６ｇのＬｕｐｅｒｏｘ ２６Ｍ５０および１０ｇのトルエンを９分かけて添加した。反応を３時間行った後、１．６５ｇのＭＥＨＱの入った２５ｍｌのトルエンを１０分かけて添加した。２８３．３０ｇのトリプロピレングリコールジアクリレートを９分かけて添加し、温度を１１６℃まで上昇させてトルエンを留去した。

表１１に示すように、コーティング４および５は、優れた耐溶剤性を呈し、ＭＥＫ摩擦５００＋を超える耐性を呈し、商業的コーティングと比較してはるかに優れた結果である。

実施例６：コロナ放電によるグラフト（予測による実施例）
ポリスチレンペレットを空気中で６０Ｈｚのコロナ放電処理で１５ｋＶの電圧にさらし、それによってパーオキシドを表面上に導入する。続いてポリスチレンを溶剤中でアクリルモノマー（すなわち２－ヒドロキシエチルメタクリレート）と共重合させる。得られたポリスチレンは、処理時間に応じたヒドロキシル基およびエステル基の濃度を有し、改善された親水性を有する。次いで、当業者は、スチレン化アクリルをベースとする典型的な水ベースのアクリル樹脂と相溶性であるように、より親水性の高いポリスチレンコポリマーを含有する水性ベースのインクおよびコーティングを配合することができる。

実施例７：電子線照射およびモノマーとのＩｎ－Ｓｉｔｕグラフト重合
１００グラムのポリスチレンビーズをポリエチレン袋中において空気とともに密封した。電子線照射は、ポリエチレン袋の外側で酸素２００ｐｐｍにて、室温（２５℃）において行った。電子線のエネルギーは、電子線電流２０ｍＡで８ＭｅＶであった。出力電子線源から試料までの距離は３０ｃｍであった。加速器は、同じエネルギーの安定した電子線を発生させ、異なる時間照射することによって、試料を異なる照射量で照射した。試料温度は室温とあまり変わらないように注意した。ポリエチレングリコール（ＰＥＧ１０００）および（メチルビニルエーテル／無水マレイン酸）、ＶＥＭＡ ＨまたはＶＥＭＡ ＡＮ（Ａｓｈｌａｎｄ社）を、様々なＰＥＧ対ＶＥＭＡの比率でＩｎ ｓｉｔｕグラフト重合すると、インクおよびコーティングに相溶性を有する一連のグラフト重合ポリスチレンが得られた。

本発明は、その好ましい実施形態を含めて詳細に記載されている。しかしながら、当業者は、本開示を考慮して、本発明の範囲および趣旨に含まれる本発明を修正および／または改良することができることを理解されたい。

Claims (40)

1. 原料ポリスチレン樹脂から得られる、５，０００ダルトンを超える数平均分子量を有する、解重合ポリスチレン樹脂。
2. 前記解重合ポリスチレン樹脂の前記数平均分子量が約１０，０００ダルトン以上である、請求項１に記載の解重合ポリスチレン樹脂。
3. 前記原料ポリスチレン樹脂が約４０，０００ダルトン以上の数平均分子量を有する、請求項１に記載の変性ポリスチレン樹脂。
4. 前記原料ポリスチレン樹脂が、ポリスチレン製造プロセスまたはポリスチレン成形品を製造するためのプロセスで製造されたスクラップポリスチレン樹脂を含む、請求項１～３のいずれか一項に記載の解重合ポリスチレン樹脂。
5. 前記原料ポリスチレン樹脂がポリスチレンフォームである、請求項１～４のいずれか一項に記載の解重合ポリスチレン樹脂。
6. 前記原料ポリスチレン樹脂が、汎用ポリスチレン、耐衝撃性ポリスチレン、アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン樹脂、押出ポリスチレンフォーム、および発泡スチロールのうちの１つから選択される、請求項１～５のいずれか一項に記載の解重合ポリスチレン樹脂。
7. ビニル、飽和、またはオキシ置換された末端を有する、請求項１～６のいずれか一項に記載の解重合ポリスチレン樹脂。
8. 前記解重合ポリスチレン樹脂が、スチレン以外のモノマー、オリゴマーまたはポリマーで変性されている、請求項１～７のいずれか一項に記載の解重合ポリスチレン樹脂。
9. 前記解重合ポリスチレン樹脂が、スチレンまたはポリスチレンを含むモノマー、オリゴマーまたはポリマーで変性されている、請求項１～８のいずれか一項に記載の解重合ポリスチレン樹脂。
10. 前記モノマー、オリゴマーまたはポリマーが、（メタ）アクリレート、スチレン、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸のエステル、それらのポリマー、コポリマー、それらのターポリマー、およびそれらの組み合わせを含む、請求項８に記載の解重合ポリスチレン樹脂。
11. 前記樹脂の前記数平均分子量が約５０００ダルトン以上である、請求項８、９または１０のいずれか一項に記載の解重合ポリスチレン樹脂。
12. 請求項１～１１のいずれか一項に記載の解重合ポリスチレン樹脂を含む、インクまたはコーティング組成物。
13. 着色剤をさらに含む、請求項１２に記載のインクまたはコーティング組成物。
14. 前記着色剤が、有機顔料、無機顔料、有機染料、無機染料、およびこれらの組み合わせから選択される、請求項１３に記載のインクまたはコーティング組成物。
15. エネルギー硬化性成分をさらに含む、請求項１２、１３、または１４のいずれか一項に記載のインクまたはコーティング組成物。
16. 前記エネルギー硬化性成分が、アクリル化オリゴマー、アクリルモノマー、およびこれらの組み合わせを含む、請求項１５に記載のインクまたはコーティング組成物。
17. 光開始剤をさらに含む、請求項１５または１６に記載のインクまたはコーティング組成物。
18. 前記解重合ポリスチレン樹脂が、組成物の総量を基準にして約１～約９０重量％の量で存在する、請求項１２、１３、１４、１５、１６、または１７のいずれか一項に記載のインクまたはコーティング組成物。
19. 前記組成物が２５℃において約２５００ｓ^－１の剪断速度で約４Ｐａ・ｓｅｃ～約２０Ｐａ・ｓｅｃの粘度を有する、請求項１２、１３、１４、１５、１６、１７、または１８のいずれか一項に記載のインクまたはコーティング組成物。
20. 前記組成物が２５℃において約２５００ｓ^－１の剪断速度で約５Ｐａ・ｓｅｃ～約１０Ｐａ・ｓｅｃの粘度を有する、請求項１９に記載のインクまたはコーティング組成物。
21. 前記組成物が、２５℃において約２．５ｓ^－１の剪断速度で、約４０Ｐａ・ｓｅｃ～約２００Ｐａ・ｓｅｃの流動値（降伏値）を有する、請求項１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、または２０のいずれか一項に記載のインクまたはコーティング組成物。
22. 前記組成物が、１２００ｒｐｍ、９０°Ｆ、Ｔｈｗｉｎｇ－Ａｌｂｅｒｔインコメータで、タック単位約５（ｇ-メートル）～タック単位約２０（ｇ-メートル）のタックを有する、請求項１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０または２１のいずれか一項に記載のインクまたはコーティング組成物。
23. 前記組成物が１２００ｒｐｍ、９０°Ｆ、Ｔｈｗｉｎｇ－Ａｌｂｅｒｔインコメータで、でタック単位約５（ｇ-メートル）～タック単位約１０（ｇ-メートル）のタックを有する、請求項２２に記載のインクまたはコーティング組成物。
24. 前記組成物は、前記原料ポリスチレン樹脂に匹敵する分子量値を有するポリスチレン樹脂を含むインクまたはコーティング組成物と比較して、改善された安定性を呈する、請求項１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、または２３のいずれか一項に記載のインクまたはコーティング組成物。
25. 解重合ポリスチレン樹脂の製造方法であって、原料ポリスチレン樹脂中の化学結合を開裂させて前記原料ポリスチレン樹脂を解重合させることを含み、これにより、前記原料ポリスチレン樹脂の分子量値未満の分子量値を有する解重合ポリスチレン樹脂を製造することを含む、方法。
26. 前記原料ポリスチレン樹脂中の化学結合の前記開裂は、前記原料ポリスチレン樹脂の溶融物に反応開始剤を導入することを含む、請求項２４に記載の方法。
27. 前記原料ポリスチレン樹脂中の化学結合の前記開裂が、前記原料ポリスチレン樹脂の溶液に反応開始剤を導入することを含む、請求項２５に記載の方法。
28. 化学結合の前記開裂が昇温下で行われる、請求項２５、２６、または２７のいずれか一項に記載の方法。
29. 前記原料ポリスチレン樹脂中の化学結合の前記開裂が、前記原料ポリスチレン樹脂を化学結合を開裂する電子線に導入することを含む、請求項２５に記載の方法。
30. 前記原料ポリスチレン樹脂中の化学結合の前記開裂が、前記原料ポリスチレン樹脂にコロナ放電を施すことを含む、請求項２５に記載の方法。
31. 前記原料ポリスチレン樹脂中の化学結合の前記開裂が、前記原料ポリスチレン樹脂に触媒を導入することを含む、請求項２５に記載の方法。
32. 前記原料ポリスチレン樹脂が約４０，０００ダルトン以上の数平均分子量を有する、請求項２５、２６、２７、２８、２９、３０、または３１のいずれか一項に記載の方法。
33. 前記解重合ポリスチレン樹脂の前記数平均分子量が約５０００ダルトン以上である、請求項２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、または３２のいずれか一項に記載の方法。
34. 前記原料ポリスチレン樹脂が、ポリスチレン製造プロセス、またはポリスチレン成形品を製造するためのプロセスで製造されたスクラップポリスチレン樹脂を含む、請求項２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２または３３のいずれか一項に記載の方法。
35. 前記原料ポリスチレン樹脂がポリスチレンフォームである、請求項２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、または３４のいずれか一項に記載の方法。
36. 前記原料ポリスチレン樹脂が、汎用ポリスチレン、耐衝撃性ポリスチレン、アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン樹脂、押出ポリスチレンフォーム、および発泡スチロールのうちの１つから選択される、請求項２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、または３５のいずれか一項に記載の方法。
37. 開裂部位に、スチレン以外のモノマー、オリゴマーまたはポリマーを置換させることをさらに含む、請求項２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、または３６のいずれか一項に記載の方法。
38. 開裂部位に、スチレンまたはポリスチレンを含む、モノマー、オリゴマーまたはポリマーを置換させることをさらに含む、請求項２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、または３６のいずれか一項に記載の方法。
39. 前記モノマー、オリゴマーまたはポリマーが、（メタ）アクリレート、スチレン、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸のエステル、これらのポリマー、コポリマーおよびターポリマー、並びにそれらの組み合わせを含む、請求項３７または３８に記載の方法。
40. 前記樹脂の前記数平均分子量が約５０００ダルトン以上である、請求項３７、３８または３９のいずれか一項に記載の解重合ポリスチレン樹脂。