JP6157837B2 - ABXBA type block copolymer - Google Patents

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本発明は、ABXBA型ブロック共重合体に関するものである。具体的には、二官能性開始剤に由来する原子団Xと、疎水性ブロックであるブロックAと、親水性ブロックであるブロックBを有するABXBA型ブロック共重合体に関するものである。   The present invention relates to an ABXBA type block copolymer. Specifically, the present invention relates to an ABXBA block copolymer having an atomic group X derived from a bifunctional initiator, a block A that is a hydrophobic block, and a block B that is a hydrophilic block.

一般に、樹脂素材は静電気を帯び易く、埃や粉塵の付着によって樹脂本来の機能が低下する場合があることから、樹脂素材の表面に帯電防止剤を塗布して対処する方法が採られている。また、樹脂素材の表面改質を目的として、樹脂素材の表面に帯電制御剤を塗布するケースもあり、使用する帯電防止剤や帯電制御剤(以下、これらを「帯電制御剤」と総称する。)には、長期間に渡って安定した帯電制御効果を維持することが要求されている。   In general, resin materials are easily charged with static electricity, and the inherent function of the resin may be deteriorated due to the adhesion of dust or dust. Therefore, a method of applying an antistatic agent to the surface of the resin material is taken. Also, there are cases where a charge control agent is applied to the surface of a resin material for the purpose of surface modification of the resin material, and the antistatic agent and charge control agent (hereinafter referred to as “charge control agent”) to be used. ) Is required to maintain a stable charge control effect over a long period of time.

帯電制御剤としては、金属含有化合物、界面活性剤またはポリマー等の物質が用いられている。中でもポリマー系の帯電制御剤は、使用中に溶出することがなく、少量の添加で安定した効果を得られるという利点がある。また、分子設計においてアニオン性部位またはカチオン性部位が占める比率を調整できるため、所望の帯電量を有する帯電制御剤を容易に得られるという利点もある。   As the charge control agent, a substance such as a metal-containing compound, a surfactant or a polymer is used. Among them, the polymer-based charge control agent has an advantage that a stable effect can be obtained with a small amount of addition without being eluted during use. In addition, since the ratio of anionic sites or cationic sites in the molecular design can be adjusted, there is also an advantage that a charge control agent having a desired charge amount can be easily obtained.

ポリマー系の帯電制御剤としては、カチオン性部位として4級アンモニウムカチオンを有するポリマーが提案されている。   As a polymer charge control agent, a polymer having a quaternary ammonium cation as a cationic site has been proposed.

例えば、4級カチオン性(メタ)アクリルアミドモノマーと、アクリル酸エステルや多官能アクリレートとをランダム共重合させたポリマーからなる帯電防止剤が開示されている(特許文献1参照)。また、4級アンモニウムカチオンを有する繰返し単位が連続するブロックBと、(メタ)アクリル酸エステル単位が連続するブロックAとを有するAB型ブロック共重合体からなる帯電防止剤も開示されている(特許文献2参照)。   For example, an antistatic agent comprising a polymer obtained by random copolymerization of a quaternary cationic (meth) acrylamide monomer and an acrylate ester or a polyfunctional acrylate is disclosed (see Patent Document 1). Also disclosed is an antistatic agent comprising an AB type block copolymer having a block B in which repeating units having a quaternary ammonium cation are continuous and a block A in which (meth) acrylic acid ester units are continuous (patent). Reference 2).

特開2010−229187号公報JP 2010-229187 A 特開平10−10673号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-10673

しかしながら、これらのポリマーは、樹脂表面への接着性が低く、耐久性(耐剥離性)に劣るため、長期間に渡って安定した帯電制御効果を維持するという課題を解決し得るものではなかった。   However, since these polymers have low adhesion to the resin surface and are inferior in durability (peeling resistance), it has not been possible to solve the problem of maintaining a stable charge control effect over a long period of time. .

本発明は、前記従来技術の課題を解決するためになされたものであり、樹脂表面への接着性が高く、耐久性に優れ、長期間に渡って安定した帯電制御効果を維持することが可能なポリマー系帯電制御剤を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, has high adhesion to the resin surface, excellent durability, and can maintain a stable charge control effect over a long period of time. It is an object of the present invention to provide a polymer-based charge control agent.

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、カチオン性部位を有するブロックBの両末端に、接着性を発現する疎水性のブロックAが結合されたABA型のブロック共重合体、より厳密には、親水性の原子団Xを介して、前記ブロックBおよび前記ブロックAが逐次重合されたABXBA型のブロック共重合体により、前記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that an ABA type block copolymer in which a hydrophobic block A expressing adhesiveness is bonded to both ends of a block B having a cationic site. More precisely, the present inventors have found that the above problem can be solved by an ABXBA type block copolymer in which the block B and the block A are sequentially polymerized through a hydrophilic atomic group X. It came to be completed.

すなわち、本発明によれば、以下に示されるABXBA型ブロック共重合体が提供される。   That is, according to the present invention, the following ABXBA type block copolymer is provided.

[1]下記一般式(1)で示されるABXBA型のブロック共重合体であって、原子団Xが、下記一般式(2)〜(4)、(2’)〜(4’)から選択されるいずれか1種の4級アンモニウムカチオンを有する原子団であり、ブロックAが、疎水性の繰返し単位aからなる疎水性ブロックであり、ブロックBが、4級アンモニウムカチオンを有する繰返し単位bからなる親水性ブロックであることを特徴とするABXBA型ブロック共重合体。 [1] A ABXBA type block copolymer represented by the following general formula (1) selected atomic group X is represented by the following general formula (2) to (4), (2 ') - (4') Any one kind of atomic group having a quaternary ammonium cation, wherein the block A is a hydrophobic block composed of a hydrophobic repeating unit a, and the block B is composed of a repeating unit b having a quaternary ammonium cation. An ABXBA type block copolymer, which is a hydrophilic block.

Figure 0006157837
〔一般式(1)中、l、m、n、oは、それぞれが繰返し単位aまたは繰返し単位bの平均繰返し数を示す整数であり、15≦(l+o)≦105、20≦(m+n)≦105の条件を満たす。〕
Figure 0006157837
[In general formula (1), l, m, n, and o are integers each representing the average number of repeating units a or b, and 15 ≦ (l + o) ≦ 105, 20 ≦ (m + n) ≦. The condition of 105 is satisfied. ]

Figure 0006157837
Figure 0006157837

Figure 0006157837
〔一般式(2)〜(4)、(2’)〜(4’)中、R1は、炭素数1〜4のアルキル基を示す。R2およびR3は、それぞれが炭素数1〜4のアルカンジイル基を示す。R4は、炭素数1〜20のアルキル基を示す。〕
Figure 0006157837
[In General Formulas (2) to (4) and (2 ′) to (4 ′), R 1 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. R 2 and R 3 each represent an alkanediyl group having 1 to 4 carbon atoms. R 4 represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms. ]

[2]前記繰返し単位aが、(メタ)アクリル酸エステル単位、カルボン酸ビニル単位および芳香族ビニル単位からなる群より選択される1種である請求項1に記載のABXBA型ブロック共重合体。 [2] The ABXBA block copolymer according to claim 1, wherein the repeating unit a is one selected from the group consisting of a (meth) acrylic acid ester unit, a vinyl carboxylate unit and an aromatic vinyl unit.

[3]前記繰返し単位bが、アミン構造を有する(メタ)アクリル酸エステル単位、(メタ)アクリルアミド単位およびN−ビニルアミド単位からなる群より選択される1種を骨格とし、前記骨格中のN原子をアルキル化して得られる4級アンモニウムカチオンを有する請求項1に記載のABXBA型ブロック共重合体。 [3] The repeating unit b has a skeleton as one selected from the group consisting of a (meth) acrylic acid ester unit having an amine structure, a (meth) acrylamide unit, and an N-vinylamide unit, and an N atom in the skeleton The ABXBA type block copolymer according to claim 1, which has a quaternary ammonium cation obtained by alkylation of

[4]原子団Xが、前記一般式(2)、(3)又は(2’)に示される4級アンモニウムカチオンを有する原子団であり、前記繰返し単位aが(メタ)アクリル酸アルキル単位であり、前記繰返し単位bが(メタ)アクリル酸ジアルキルアミノアルキル単位を骨格とし、前記骨格中のN原子をアルキル化して得られる4級アンモニウムカチオンを有する請求項1に記載のABXBA型ブロック共重合体。 [4] The atomic group X is an atomic group having a quaternary ammonium cation represented by the general formula (2), (3) or (2 ′), and the repeating unit a is an alkyl (meth) acrylate unit. 2. The ABXBA block copolymer according to claim 1, wherein the repeating unit b has a quaternary ammonium cation obtained by alkylating a N atom in the skeleton with a dialkylaminoalkyl (meth) acrylate unit as a skeleton. .

[5]ゲルパーミエーション法により測定された数平均分子量Mnおよび重量平均分子量Mwから算出される多分散度Mw/Mnが1.0〜1.2の範囲である請求項1〜4に記載のABXBA型ブロック共重合体。 [5] The polydispersity Mw / Mn calculated from the number average molecular weight Mn and the weight average molecular weight Mw measured by the gel permeation method is in the range of 1.0 to 1.2. ABXBA type block copolymer.

本発明に係るブロック共重合体は、樹脂表面への接着性が高く、耐久性に優れる。従って、長期間に渡って安定した帯電制御効果を維持することが可能である。   The block copolymer according to the present invention has high adhesion to the resin surface and is excellent in durability. Accordingly, it is possible to maintain a stable charge control effect over a long period of time.

以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。なお、文中の「単位」は、特に断りのない限り、モノマーを重合して得られる繰返し単位を指すものとする。   Hereinafter, although embodiment of this invention is described, this invention is not limited to the following embodiment. The “unit” in the text means a repeating unit obtained by polymerizing a monomer unless otherwise specified.

[1]ブロック共重合体:
本発明に係るABXBA型ブロック共重合体は、下記一般式(1)で示されるポリマーである。

Figure 0006157837
[1] Block copolymer:
The ABXBA block copolymer according to the present invention is a polymer represented by the following general formula (1).
Figure 0006157837

このポリマーは、4級アンモニウムカチオンを有する原子団Xと、疎水性の繰返し単位aからなる疎水性ブロックAと、4級アンモニウムカチオンを有する繰返し単位bからなる親水性ブロックBとで構成される。また、原子団Xの両末端に、ブロックB、次いでブロックAが逐次重合された構造であることから、実質的にはABA型の構造を有している。ブロックAを樹脂表面に化学修飾により接着させる場合には、ブロックAが一端にしかないAB型(テール型)とブロックAを両端に有するABA型(ループ型)では接着力にさほど差はない。しかし、本発明のようにブロックAが静電相互作用またはファンデルワールス力による吸着により樹脂表面に接着する場合には、ABA型の方が高い接着性を示すため好ましい。   This polymer is composed of an atomic group X having a quaternary ammonium cation, a hydrophobic block A comprising a hydrophobic repeating unit a, and a hydrophilic block B comprising a repeating unit b having a quaternary ammonium cation. Further, since the block B and then the block A are sequentially polymerized at both ends of the atomic group X, the structure substantially has an ABA type structure. When the block A is adhered to the resin surface by chemical modification, there is no significant difference in adhesive strength between the AB type (tail type) in which the block A is only at one end and the ABA type (loop type) having the block A at both ends. However, when the block A adheres to the resin surface by electrostatic interaction or adsorption by van der Waals force as in the present invention, the ABA type is preferable because it exhibits higher adhesion.

[1−1]ブロックA:
ブロックAは、前記一般式(1)に示すように、疎水性の繰返し単位aからなる疎水性ブロックであり、樹脂素材に対する接着性を発現する部位として機能する。
[1-1] Block A:
As shown in the general formula (1), the block A is a hydrophobic block composed of a hydrophobic repeating unit a, and functions as a site that exhibits adhesion to a resin material.

疎水性の繰返し単位とは、側鎖に疎水性官能基を有する疎水性モノマーを重合して得られる繰返し単位である。疎水性官能基としては、アルキル基等の脂肪族炭化水素基;シクロアルキル基等の脂環式炭化水素基;フェニル基等の芳香族炭化水素基;等を挙げることができる。前記脂肪族炭化水素基は直鎖状のものだけでなく、分岐を有するものであってもよい。また、前記脂肪族炭化水素基または前記脂環式炭化水素基には、飽和炭化水素基のみならず、不飽和炭化水素基も含まれる。これらの疎水性官能基は、水酸基、アミノ基、カルボキシル基等の親水性官能基を含まないことが好ましい。   The hydrophobic repeating unit is a repeating unit obtained by polymerizing a hydrophobic monomer having a hydrophobic functional group in the side chain. Examples of the hydrophobic functional group include an aliphatic hydrocarbon group such as an alkyl group; an alicyclic hydrocarbon group such as a cycloalkyl group; an aromatic hydrocarbon group such as a phenyl group; The aliphatic hydrocarbon group may be not only linear but also branched. The aliphatic hydrocarbon group or the alicyclic hydrocarbon group includes not only a saturated hydrocarbon group but also an unsaturated hydrocarbon group. These hydrophobic functional groups preferably do not contain a hydrophilic functional group such as a hydroxyl group, an amino group, or a carboxyl group.

疎水性の繰返し単位aは、(メタ)アクリル酸エステル単位、カルボン酸ビニル単位および芳香族ビニル単位からなる群より選択される1種であることが好ましい。   The hydrophobic repeating unit a is preferably one selected from the group consisting of a (meth) acrylic ester unit, a vinyl carboxylate unit and an aromatic vinyl unit.

[1−1A](メタ)アクリル酸エステル単位:
(メタ)アクリル酸エステル単位としては、(メタ)アクリル酸アルキル単位、(メタ)アクリル酸アルコキシアルキル単位、(メタ)アクリル酸シクロアルキル単位、(メタ)アクリル酸アリール単位等を挙げることができる。
[1-1A] (Meth) acrylic acid ester unit:
Examples of the (meth) acrylic acid ester unit include (meth) acrylic acid alkyl units, (meth) acrylic acid alkoxyalkyl units, (meth) acrylic acid cycloalkyl units, and (meth) acrylic acid aryl units.

(メタ)アクリル酸アルキル単位の具体例としては、(メタ)アクリル酸メチル単位、(メタ)アクリル酸エチル単位、(メタ)アクリル酸n−プロピル単位、(メタ)アクリル酸イソプロピル単位、(メタ)アクリル酸n−ブチル単位、(メタ)アクリル酸イソブチル単位、(メタ)アクリル酸tert−ブチル単位、(メタ)アクリル酸n−ペンチル単位、(メタ)アクリル酸n−ヘキシル単位、(メタ)アクリル酸n−ヘプチル単位、(メタ)アクリル酸n−オクチル単位、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル単位、(メタ)アクリル酸ノニル単位、(メタ)アクリル酸デシル単位、(メタ)アクリル酸ドデシル単位、(メタ)アクリル酸ステアリル単位等を挙げることができる。   Specific examples of alkyl (meth) acrylate units include (meth) methyl acrylate units, (meth) ethyl acrylate units, (meth) acrylic acid n-propyl units, (meth) isopropyl acrylate units, (meth). N-butyl acrylate unit, isobutyl (meth) acrylate unit, tert-butyl (meth) acrylate unit, n-pentyl unit (meth) acrylate, n-hexyl unit (meth) acrylate, (meth) acrylic acid n-heptyl unit, n-octyl (meth) acrylate unit, 2-ethylhexyl (meth) acrylate unit, nonyl unit (meth) acrylate, decyl (meth) acrylate unit, dodecyl (meth) acrylate unit, Examples thereof include a stearyl acrylate unit.

(メタ)アクリル酸アルコキシアルキル単位の具体例としては、(メタ)アクリル酸2−メトキシエチル単位、(メタ)アクリル酸3−メトキシプロピル単位等を挙げることができる。   Specific examples of the alkoxyalkyl unit (meth) acrylate include 2-methoxyethyl unit (meth) acrylate, 3-methoxypropyl unit (meth) acrylate, and the like.

(メタ)アクリル酸シクロアルキル単位の具体例としては、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル単位等を挙げることができる。(メタ)アクリル酸アリール単位の具体例としては、(メタ)アクリル酸フェニル単位、(メタ)アクリル酸トルイル単位、(メタ)アクリル酸ベンジル単位等を挙げることができる。   Specific examples of the (meth) acrylate cycloalkyl unit include cyclohexyl (meth) acrylate units. Specific examples of the aryl (meth) acrylate unit include a phenyl (meth) acrylate unit, a toluyl (meth) acrylate unit, a benzyl (meth) acrylate unit, and the like.

[1−1B]カルボン酸ビニル単位:
カルボン酸ビニル単位としては、脂肪族カルボン酸ビニル単位、アリールカルボン酸ビニル単位等を挙げることができる。脂肪族カルボン酸ビニル単位の具体例としては、プロピオン酸ビニル単位、ピバル酸ビニル単位、ネオデカン酸ビニル単位、デカン酸ビニル単位、ステアリン酸ビニル単位等を挙げることができる。アリールカルボン酸ビニル単位の具体例としては、安息香酸ビニル単位等を挙げることができる。
[1-1B] Vinyl carboxylate unit:
Examples of vinyl carboxylate units include aliphatic vinyl carboxylate units and aryl carboxylate vinyl units. Specific examples of the aliphatic vinyl carboxylate unit include a vinyl propionate unit, a vinyl pivalate unit, a vinyl neodecanoate unit, a vinyl decanoate unit, and a vinyl stearate unit. Specific examples of vinyl arylcarboxylate units include vinyl benzoate units.

[1−1C]芳香族ビニル単位:
芳香族ビニル単位の具体例としては、スチレン単位、スチレン誘導体を重合して得られる繰返し単位等を挙げることができる。
[1-1C] Aromatic vinyl unit:
Specific examples of the aromatic vinyl unit include a styrene unit and a repeating unit obtained by polymerizing a styrene derivative.

前記繰返し単位の中で好ましいのは、(メタ)アクリル酸エステル単位であり、(メタ)アクリル酸アルキル単位が更に好ましく、(メタ)アクリル酸エチル単位、(メタ)アクリル酸n−プロピル単位、(メタ)アクリル酸n−ブチル単位が特に好ましい。   Among the repeating units, (meth) acrylic acid ester units are preferable, alkyl (meth) acrylate units are more preferable, ethyl (meth) acrylate units, (meth) acrylate n-propyl units, ( Particularly preferred are n-butyl acrylate units.

[1−1D]単位の繰返し数:
ブロックAにおける繰返し単位aの平均繰返し数l、oはそれぞれが整数であり、l+oが15〜105の範囲であることが好ましい。l+oを15以上とすることにより、樹脂素材への接着性を発揮させることができる。一方、l+oを105以下とすることにより、短時間で合成することができ、また、得られたポリマーの粘性が低く抑えられるので、取り扱いが容易となる。
Number of [1-1D] unit repeats:
It is preferable that the average repeating numbers l and o of the repeating unit a in the block A are integers, and l + o is in the range of 15 to 105. By setting l + o to 15 or more, adhesion to a resin material can be exhibited. On the other hand, by setting l + o to 105 or less, synthesis can be performed in a short time, and the viscosity of the obtained polymer can be kept low, so that handling becomes easy.

[1−2]ブロックB:
ブロックBは、前記一般式(1)に示すように、4級アンモニウムカチオンを有する繰返し単位bからなる親水性ブロックであり、帯電性を発現する部位として機能する。
[1-2] Block B:
As shown in the general formula (1), the block B is a hydrophilic block composed of a repeating unit b having a quaternary ammonium cation, and functions as a site that develops chargeability.

繰返し単位bは、4級アンモニウムカチオンを有する繰返し単位である限り、その構造は特に限定されない。但し、繰返し単位bは、アミン構造を有する(メタ)アクリル酸エステル単位、(メタ)アクリルアミド単位およびN−ビニルアミド単位からなる群より選択される1種を骨格とし、前記骨格中のN原子をアルキル化して得られる4級アンモニウムカチオンを有することが好ましい。   The structure of the repeating unit b is not particularly limited as long as it is a repeating unit having a quaternary ammonium cation. However, the repeating unit b has a skeleton of one selected from the group consisting of a (meth) acrylic acid ester unit having an amine structure, a (meth) acrylamide unit, and an N-vinylamide unit, and the N atom in the skeleton is an alkyl group. It preferably has a quaternary ammonium cation obtained by conversion.

[1−2A]アミン構造を有する(メタ)アクリル酸エステル単位:
アミン構造を有するとは、(メタ)アクリロイル基に結合している官能基中にアミン構造を有していることを意味する。アミン構造には、1級アミン、2級アミン、3級アミンの構造が含まれる。
[1-2A] (Meth) acrylate unit having an amine structure:
Having an amine structure means having an amine structure in a functional group bonded to a (meth) acryloyl group. The amine structure includes primary amine, secondary amine, and tertiary amine structures.

アミン構造を有する(メタ)アクリル酸エステル単位としては、1級アミン構造を有するものとして、(メタ)アクリル酸アミノアルキル単位等を、2級アミン構造を有するものとして、(メタ)アクリル酸モノアルキルアミノアルキル単位等を、3級アミン構造を有するものとして、(メタ)アクリル酸ジアルキルアミノアルキル単位等を挙げることができる。   The (meth) acrylic acid ester unit having an amine structure is assumed to have a primary amine structure, the (meth) acrylic acid aminoalkyl unit or the like as a secondary amine structure, and a (meth) acrylic acid monoalkyl Examples of the aminoalkyl unit having a tertiary amine structure include a (meth) acrylic acid dialkylaminoalkyl unit.

(メタ)アクリル酸アミノアルキル単位の具体例としては、(メタ)アクリル酸2−アミノエチル単位等を挙げることができる。   Specific examples of the aminoalkyl (meth) acrylate unit include 2-aminoethyl (meth) acrylate units.

(メタ)アクリル酸モノアルキルアミノアルキル単位の具体例としては、(メタ)アクリル酸2−(N−メチルアミノ)エチル単位等を挙げることができる。   Specific examples of the (meth) acrylic acid monoalkylaminoalkyl unit include 2- (N-methylamino) ethyl unit of (meth) acrylic acid.

(メタ)アクリル酸ジアルキルアミノアルキル単位の具体例としては、(メタ)アクリル酸2−(ジメチルアミノ)エチル単位、(メタ)アクリル酸3−(ジメチルアミノ)プロピル単位、(メタ)アクリル酸4−(ジメチルアミノ)ブチル単位、(メタ)アクリル酸2−(ジエチルアミノ)エチル単位、(メタ)アクリル酸2−(ジエチルアミノ)プロピル単位、(メタ)アクリル酸2−(ジイソプロピルアミノ)エチル単位等を挙げることができる。   Specific examples of the (meth) acrylic acid dialkylaminoalkyl unit include (meth) acrylic acid 2- (dimethylamino) ethyl unit, (meth) acrylic acid 3- (dimethylamino) propyl unit, (meth) acrylic acid 4- (Dimethylamino) butyl unit, (meth) acrylic acid 2- (diethylamino) ethyl unit, (meth) acrylic acid 2- (diethylamino) propyl unit, (meth) acrylic acid 2- (diisopropylamino) ethyl unit, etc. Can do.

[1−2B](メタ)アクリルアミド単位:
(メタ)アクリルアミド単位の具体例としては、N−(3−(ジメチルアミノ)プロピル)アクリルアミド単位、4−アクリロイルモルホリン単位等を挙げることができる。
[1-2B] (Meth) acrylamide unit:
Specific examples of the (meth) acrylamide unit include N- (3- (dimethylamino) propyl) acrylamide unit and 4-acryloylmorpholine unit.

[1−2C]N−ビニルアミド単位:
N−ビニルアミド単位の具体例としては、N−ビニルホルムアミド単位、N−メチル−N−ビニルアセトアミド単位等を挙げることができる。
[1-2C] N-vinylamide unit:
Specific examples of the N-vinylamide unit include an N-vinylformamide unit and an N-methyl-N-vinylacetamide unit.

繰返し単位bは、前記繰返し単位の他、N,N−ジメチルビニルベンジルアミン単位等のビニル基とアミン構造を有するモノマーに由来する骨格を有し、前記骨格中のN原子をアルキル化して得られる4級アンモニウムカチオンを有するものであってもよい。   The repeating unit b has a skeleton derived from a monomer having a vinyl group and an amine structure, such as an N, N-dimethylvinylbenzylamine unit, in addition to the repeating unit, and is obtained by alkylating an N atom in the skeleton. It may have a quaternary ammonium cation.

これらの繰返し単位の中で好ましいのは、アミン構造を有する(メタ)アクリル酸エステル単位を骨格とし、前記骨格中のN原子をアルキル化して得られる4級アンモニウムカチオンを有するものであり、骨格の(メタ)アクリル酸エステル単位としては(メタ)アクリル酸ジアルキルアミノアルキル単位が好ましく、(メタ)アクリル酸2−(ジメチルアミノ)エチル単位または(メタ)アクリル酸3−(ジメチルアミノ)プロピル単位が特に好ましい。   Among these repeating units, those having a (meth) acrylic acid ester unit having an amine structure as a skeleton and having a quaternary ammonium cation obtained by alkylating an N atom in the skeleton are preferred. The (meth) acrylic acid ester unit is preferably a (meth) acrylic acid dialkylaminoalkyl unit, particularly a (meth) acrylic acid 2- (dimethylamino) ethyl unit or a (meth) acrylic acid 3- (dimethylamino) propyl unit. preferable.

[1−2D]単位の繰返し数:
ブロックBにおける繰返し単位bの平均繰返し数m、nはそれぞれが整数であり、m+nが20〜105の範囲である。m+nを20以上とすることにより、効率良く帯電性を発現させることができる。一方、m+nを105以下とすることにより、短時間で合成することができ、また、得られたポリマーの粘性が低く抑えられるので、取り扱いが容易となる。
Number of [1-2D] unit repeats:
The average repeating numbers m and n of the repeating unit b in the block B are each an integer, and m + n is in the range of 20 to 105. By setting m + n to 20 or more, the charging property can be efficiently expressed. On the other hand, by setting m + n to 105 or less, synthesis can be performed in a short time, and the viscosity of the obtained polymer can be kept low, so that handling becomes easy.

[1−3]原子団X:
原子団Xは、下記一般式(2)〜(4)、(2’)〜(4’)から選択されるいずれか1種の4級アンモニウムカチオンを有する原子団である。一般式(2)、(2’)は3級アミン型、一般式(3)、(3’)はアミド型、一般式(4)、(4’)はイミド型の4級アンモニウムカチオンである。原子団XはブロックBと同様でカチオン性を有するので、ブロックBの機能(帯電性の付与)を阻害することがない。
[1-3] Atomic group X:
The atomic group X is an atomic group having any one quaternary ammonium cation selected from the following general formulas (2) to (4) and (2 ′) to (4 ′). General formulas (2) and (2 ′) are tertiary amine types, general formulas (3) and (3 ′) are amide types, and general formulas (4) and (4 ′) are imide type quaternary ammonium cations. . Since the atomic group X is similar to the block B and has a cationic property, the function (providing charging property) of the block B is not hindered.

Figure 0006157837
Figure 0006157837

Figure 0006157837
Figure 0006157837

一般式(2)〜(4)、(2’)〜(4’)中、R1は、炭素数1〜4のアルキル基を示す。炭素数1〜4のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基等を挙げることができる。これらの中で好ましいのは、メチル基、n−ブチル基であり、メチル基は更に好ましい。 In the general formulas (2) to (4) and (2 ′) to (4 ′), R 1 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Examples of the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, and tert-butyl group. . Among these, a methyl group and an n-butyl group are preferable, and a methyl group is more preferable.

一般式(2)〜(4)、(2’)〜(4’)中、R2およびR3は、それぞれが炭素数1〜4のアルカンジイル基を示す。炭素数1〜4のアルカンジイル基としては、前記R1の項で説明したアルキル基から、H原子を1個取り除いたものが挙げられる。これらの中でも、メチレン基、エチレン基、n−ブチレン基が好ましく、エチレン基は更に好ましい。また、R2、R3は、同一の基であってもよいし、異なる基であってもよい。 In general formulas (2) to (4) and (2 ′) to (4 ′), R 2 and R 3 each represent an alkanediyl group having 1 to 4 carbon atoms. Examples of the alkanediyl group having 1 to 4 carbon atoms include those obtained by removing one H atom from the alkyl group described in the section of R 1 . Among these, a methylene group, an ethylene group, and an n-butylene group are preferable, and an ethylene group is more preferable. R 2 and R 3 may be the same group or different groups.

一般式(2)〜(4)、(2’)〜(4’)中、R4は、炭素数1〜20のアルキル基を示す。例えば、R1の項で説明した炭素数1〜4のアルキル基の他;n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル基、n−ウンデシル基、n−ドデシル基等の炭素数5〜20のアルキル基;等を挙げることができる。これらの中でも、炭素数6〜12のアルキル基が好ましく、n−オクチル基は更に好ましい。 In general formulas (2) to (4) and (2 ′) to (4 ′), R 4 represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms. For example, in addition to the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms described in the section of R 1 ; n-pentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, n-nonyl group, n-decyl group, and an alkyl group having 5 to 20 carbon atoms such as an n-undecyl group and an n-dodecyl group. Among these, a C6-C12 alkyl group is preferable and n-octyl group is still more preferable.

[1−4]好適なX,a,bの組み合わせ:
前記内容を勘案すると、本発明に係るブロック共重合体は、原子団Xが、前記一般式(2)、(3)又は(2’)に示される4級アンモニウムカチオンを有する原子団であり、前記繰返し単位aが、(メタ)アクリル酸アルキル単位であり、前記繰返し単位bが、(メタ)アクリル酸ジアルキルアミノアルキル単位を骨格とし、前記骨格中のN原子をアルキル化して得られる4級アンモニウムカチオンを有することが好ましい。
[1-4] Preferred combinations of X, a, and b:
Considering the above contents, the block copolymer according to the present invention is an atomic group in which the atomic group X has a quaternary ammonium cation represented by the general formula (2), (3) or (2 ′), The repeating unit a is an alkyl (meth) acrylate unit, and the repeating unit b is a quaternary ammonium obtained by alkylating a N atom in the skeleton with a (meth) acrylate dialkylaminoalkyl unit as a skeleton. It preferably has a cation.

[1−5]多分散度(Mw/Mn):
本発明に係るブロック共重合体は、ゲルパーミエーション法により測定された数平均分子量Mnおよび重量平均分子量Mwから算出される多分散度Mw/Mnが1.0〜1.2の範囲であることが好ましい。多分散度が1.2以下のポリマーは分子量分布がシャープであり、帯電制御剤として使用した場合に配向性が良いことから帯電制御効果が良好である。さらに、多分散度が1.2以下のポリマーは対称性が高いため、両端のブロックAの接着性が均等になり、熱力学的に安定なので耐久性に優れている。
[1-5] Polydispersity (Mw / Mn):
The block copolymer according to the present invention has a polydispersity Mw / Mn calculated from the number average molecular weight Mn and the weight average molecular weight Mw measured by the gel permeation method in the range of 1.0 to 1.2. Is preferred. A polymer having a polydispersity of 1.2 or less has a sharp molecular weight distribution, and when used as a charge control agent, has a good orientation control effect because of good orientation. Furthermore, since the polymer having a polydispersity of 1.2 or less has high symmetry, the adhesiveness of the blocks A at both ends becomes uniform and is thermodynamically stable, so that it has excellent durability.

[1−6]使用方法:
本発明に係るABXBA型ブロック共重合体は、帯電制御剤としてそのまま用いてもよいし、溶剤に希釈し、バインダー樹脂と混合して用いてもよい。
[1-6] Usage method:
The ABXBA type block copolymer according to the present invention may be used as it is as a charge control agent, or may be diluted with a solvent and mixed with a binder resin.

前記バインダー樹脂の種類は特に限定されない。但し、ポリエステル、ポリアミド、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等を好適に用いることができる。   The kind of the binder resin is not particularly limited. However, polyester, polyamide, acrylic resin, urethane resin, phenol resin, epoxy resin, or the like can be suitably used.

ABXBA型ブロック共重合体とバインダー樹脂の混合比についても特に限定されないが、帯電制御剤としての機能を十分に発揮させ、かつ、バインダー樹脂との相溶性を良好にするために、5:1〜1:5の範囲とすることが好ましい。   The mixing ratio of the ABXBA type block copolymer and the binder resin is not particularly limited, but in order to sufficiently exhibit the function as a charge control agent and to improve the compatibility with the binder resin, 5: 1 to A range of 1: 5 is preferable.

[2]製法:
本発明に係るブロック共重合体は、その構造を得られるのであれば、いかなる製法を用いて製造してもよい。但し、原子団Xに対応する構造を持つ二官能性開始剤xを用い、原子移動ラジカル重合法(ATRP法)により製造することが好ましい。前記方法によれば対称的に重合が進行するため、対称性が高く(即ち一般式(1)におけるlとo、mとnが略等しい)、多分散度(Mw/Mn)が1に近い(1.0〜1.2程度)ポリマーを得ることができる。以下、前記製法における合成の手順について概説した後、個々の事項について具体的に説明する。
[2] Manufacturing method:
The block copolymer according to the present invention may be produced by any production method as long as the structure can be obtained. However, it is preferable to produce by the atom transfer radical polymerization method (ATRP method) using the bifunctional initiator x having a structure corresponding to the atomic group X. According to the method, since the polymerization proceeds symmetrically, the symmetry is high (that is, l and o in the general formula (1), m and n are substantially equal), and the polydispersity (Mw / Mn) is close to 1. A polymer can be obtained (about 1.0 to 1.2). In the following, after synthesizing the synthesis procedure in the above production method, each item will be specifically described.

[2−1]合成の手順:
まず、二官能性開始剤xにより、ブロックBの原料となるモノマーb1を重合させ、繰返し単位b2からなるブロックB’を形成する。これにより、原子団X’にブロックB’が結合された構造のB’X’B’型ジブロック体を得る(下記一般式(8))。

Figure 0006157837
[2-1] Synthesis procedure:
First, the monomer b 1 used as the raw material of the block B is polymerized with the bifunctional initiator x to form the block B ′ composed of the repeating unit b 2 . Thus, a B′X′B ′ type diblock body having a structure in which the block B ′ is bonded to the atomic group X ′ is obtained (the following general formula (8)).
Figure 0006157837

原子団X’は、二官能性開始剤xに由来する原子団であり、前記一般式(1)に示される原子団Xの前駆体である。原子団X’は、その構造中のN原子が4級化されていない。また、ブロックB’は、ABXBA型ブロック共重合体におけるブロックBの前駆体である。ブロックB’も、その構造中のN原子が4級化されていない。   The atomic group X ′ is an atomic group derived from the bifunctional initiator x, and is a precursor of the atomic group X represented by the general formula (1). In the atomic group X ′, the N atom in the structure is not quaternized. The block B ′ is a precursor of the block B in the ABXBA type block copolymer. Also in the block B ', the N atom in the structure is not quaternized.

次いで、リビングラジカルであるB’X’B’型ジブロック体により、ブロックAの原料となるモノマーa1を重合させ、繰返し単位aからなるブロックAを形成する。これにより、B’X’B’型ジブロック体に、ブロックAが結合された構造のAB’X’B’A型テトラブロック体を得る(下記一般式(9))。なお、ブロックAは、ABXBA型ブロック共重合体におけるブロックAと同じ構造のものである。

Figure 0006157837
Next, the monomer a 1 as the raw material of the block A is polymerized by the B′X′B ′ type diblock body which is a living radical, and the block A composed of the repeating unit a is formed. Thus, an AB′X′B′A type tetrablock body having a structure in which the block A is bonded to the B′X′B ′ type diblock body is obtained (the following general formula (9)). The block A has the same structure as the block A in the ABXBA type block copolymer.
Figure 0006157837

最後に、AB’X’B’A型テトラブロック体の構造中のN原子を4級化する。具体的には、繰返し単位b2(ひいてはブロックB’)の構造中のN原子をアルキル化により4級化し、繰返し単位b(ひいてはブロックB)とする。また、原子団X’の構造中のN原子をアルキル化により4級化し、原子団Xとする。これにより、本発明に係るABXBA型ブロック共重合体を得ることができる(下記一般式(1))。

Figure 0006157837
Finally, the N atom in the structure of the AB′X′B′A type tetrablock body is quaternized. Specifically, the N atom in the structure of the repeating unit b 2 (and hence the block B ′) is quaternized by alkylation to form the repeating unit b (and thus the block B). Further, the N atom in the structure of the atomic group X ′ is quaternized by alkylation to form the atomic group X. Thereby, the ABXBA type block copolymer which concerns on this invention can be obtained (the following general formula (1)).
Figure 0006157837

[2−2]二官能性開始剤x:
二官能性開始剤xは、重合開始剤であるとともに、後に原子団Xを構成する物質である。従って、原子団Xに対応する構造のものを用いる。例えば、4級化可能なN原子を有し、反応点となる2個のハロゲン原子を有する有機ジハロゲン化物、より具体的には下記一般式(5)〜(7)のいずれかに示される構造の有機ジハロゲン化物を用いることができる。

Figure 0006157837
〔一般式(5)〜(7)中、R0は、H原子または炭素数1〜4のアルキル基を示す。R2およびR3は、一般式(2)〜(4)に示すR2およびR3と同義である。Zは、それぞれがCl原子、Br原子またはI原子を示す。〕 [2-2] Bifunctional initiator x:
The bifunctional initiator x is a polymerization initiator and a substance that will later constitute the atomic group X. Therefore, the structure corresponding to the atomic group X is used. For example, an organic dihalide having an N atom that can be quaternized and having two halogen atoms as reaction sites, more specifically, a structure represented by any one of the following general formulas (5) to (7) The organic dihalide can be used.
Figure 0006157837
[In General Formulas (5) to (7), R 0 represents an H atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. R 2 and R 3 are synonymous with R 2 and R 3 shown in the general formulas (2) to (4). Z represents a Cl atom, a Br atom or an I atom, respectively. ]

前記二官能性開始剤は、4級化され得るN原子を有し、繰返し単位b(ひいてはブロックB)の原料モノマーとなるモノマーb1と類似の構造を有するため、モノマーb1との相溶性が高く、モノマーb1との反応性が良好である。従って、分子量分布がシャープで、対称性に優れたB’X’B’型ジブロック体を合成することができる。このようなB’X’B’型ジブロック体は、ブロックAの重合を均一に進行させ易く、AB’X’B’A型コポリマー(ひいてはABXBA型コポリマー)の多分散度(Mw/Mn)を1.0〜1.2の範囲に制御することを可能にする。 Since the bifunctional initiator has an N atom that can be quaternized and has a structure similar to that of the monomer b 1 that is a raw material monomer of the repeating unit b (and hence the block B), it is compatible with the monomer b 1. And the reactivity with the monomer b 1 is good. Therefore, a B′X′B ′ type diblock body having a sharp molecular weight distribution and excellent symmetry can be synthesized. Such a B′X′B ′ type diblock body facilitates uniform polymerization of the block A, and the polydispersity (Mw / Mn) of the AB′X′B′A type copolymer (and thus the ABXBA type copolymer) Can be controlled in the range of 1.0 to 1.2.

また、ポリマー化した後、N原子を4級化(カチオン化)することで、原子団XにもブロックBと同様の帯電性を付与することができる。従って、ABXBA型ブロック共重合体の中心に位置する原子団Xによって、ブロックBの機能である帯電性が阻害されることがない。   In addition, after the polymerization, the chargeability similar to that of the block B can be imparted to the atomic group X by quaternizing (cationizing) the N atom. Therefore, the chargeability as a function of the block B is not inhibited by the atomic group X located at the center of the ABXBA type block copolymer.

2、R3は、同一の基であることが好ましい(例えば、R2、R3の双方がエチレン基等)。R2、R3を同一の基とすることにより、2つの反応点(Zで示されるハロゲン原子)の化学的性質に差異が生じ難くなり、反応が均一に進行し易くなる。 R 2 and R 3 are preferably the same group (for example, both R 2 and R 3 are ethylene groups). By making R 2 and R 3 the same group, it becomes difficult for the chemical properties of the two reaction points (the halogen atom represented by Z) to differ, and the reaction easily proceeds uniformly.

Zは、I原子でもよいが、Cl原子またはBr原子が好ましい。Cl化試薬やBr化試薬はI化試薬に比して入手し易く、二官能性開始剤の合成が容易となる。Zは、異種のハロゲン原子であってもよいが、同種のハロゲン原子であることが好ましい。同種のハロゲン原子とすることにより、2つの反応点において反応を均一に進行させ易くなる。また、異種のハロゲン原子を導入するよりも二官能性開始剤の合成が容易である。   Z may be an I atom, but is preferably a Cl atom or a Br atom. The Cl-forming reagent and the Br-forming reagent are easier to obtain than the I-forming reagent, and the synthesis of the bifunctional initiator is facilitated. Z may be a different type of halogen atom, but is preferably the same type of halogen atom. By using the same type of halogen atom, the reaction can easily proceed uniformly at the two reaction points. Further, it is easier to synthesize a bifunctional initiator than to introduce different types of halogen atoms.

[2−2A]3級アミン型開始剤:
前記一般式(5)で示される二官能性開始剤は、一般式(2)、(2’)に示される原子団Xに対応する構造の3級アミン型開始剤である。
[2-2A] Tertiary amine type initiator:
The bifunctional initiator represented by the general formula (5) is a tertiary amine type initiator having a structure corresponding to the atomic group X represented by the general formulas (2) and (2 ′).

前記3級アミン型開始剤は、例えばハロゲン置換反応により合成することができる。ハロゲン置換反応としては、前記一般式(5)のZの位置に反応性官能基(水酸基等)を有する化合物を原料とし、前記反応性官能基をハロゲン原子に置換する方法を挙げることができる。例えば、前記一般式(5)のZの位置に水酸基を有するジオールを原料とし、ハロゲン化剤により前記水酸基をハロゲン原子に置換すればよい。   The tertiary amine type initiator can be synthesized, for example, by a halogen substitution reaction. Examples of the halogen substitution reaction include a method in which a compound having a reactive functional group (such as a hydroxyl group) at the Z position in the general formula (5) is used as a raw material and the reactive functional group is substituted with a halogen atom. For example, a diol having a hydroxyl group at the Z position in the general formula (5) may be used as a raw material, and the hydroxyl group may be substituted with a halogen atom with a halogenating agent.

前記ジオールとしては、ジエタノールアミン、N−メチルジエタノールアミン等のビス(ヒドロキシアルキル)アミン等を挙げることができる。   Examples of the diol include bis (hydroxyalkyl) amines such as diethanolamine and N-methyldiethanolamine.

前記ハロゲン化剤としては、塩化チオニル、塩化スルフリル、三臭化リン、臭化水素等の従来公知のハロゲン化剤を用いることができる。中でも、汎用性が高く、取り扱いが容易な塩化チオニルが好ましい。ハロゲン化剤の使用量は、ジオールに対して少なくとも2モル当量とすることが好ましく、2.5〜4.0モル当量の範囲が更に好ましい。   As the halogenating agent, conventionally known halogenating agents such as thionyl chloride, sulfuryl chloride, phosphorus tribromide, hydrogen bromide and the like can be used. Of these, thionyl chloride is preferred because it is highly versatile and easy to handle. The amount of the halogenating agent used is preferably at least 2 molar equivalents relative to the diol, and more preferably in the range of 2.5 to 4.0 molar equivalents.

ハロゲン置換反応における反応温度や反応溶媒には特に制限はない。ジオールやハロゲン化剤の種類に応じて適宜選択すればよく、ジオールやハロゲン化剤の種類によっては無溶媒で反応させることもできる。また、触媒としてDMFを添加してもよい。   There are no particular limitations on the reaction temperature and reaction solvent in the halogen substitution reaction. What is necessary is just to select suitably according to the kind of diol or a halogenating agent, and it can also make it react without a solvent depending on the kind of diol or a halogenating agent. Further, DMF may be added as a catalyst.

また、前記3級アミン型開始剤は、還元的アミノ化により合成してもよい。還元的アミノ化反応としては、その構造中にハロゲン原子(又はハロゲン原子に置換され得る反応性官能基)を有するアルデヒドと、その構造中にハロゲン原子(又はハロゲン原子に置換され得る反応性官能基)を有するアミンを脱水縮合させてイミンとし、前記イミンを還元剤により還元する方法を挙げることができる。   The tertiary amine type initiator may be synthesized by reductive amination. As the reductive amination reaction, an aldehyde having a halogen atom (or a reactive functional group that can be substituted with a halogen atom) in its structure and a reactive functional group that can be substituted with a halogen atom (or a halogen atom) in its structure. And a method of reducing the imine with a reducing agent.

前記アルデヒドとしては、クロロアセトアルデヒドを、前記アミンとしては、2−アミノエタノール、3−アミノ−1−プロパノール、4−アミノ−1−ブタノール、5−アミノ−1−ペンタノール、6−アミノ−1−ヘキサノール等を挙げることができる。   The aldehyde is chloroacetaldehyde, and the amine is 2-aminoethanol, 3-amino-1-propanol, 4-amino-1-butanol, 5-amino-1-pentanol, 6-amino-1- Examples include hexanol.

前記アミンの使用量は、前記アルデヒドに対して少なくとも1モル当量以上とすることが好ましく、1.1〜1.5モル当量の範囲とすることが更に好ましい。   The amount of the amine used is preferably at least 1 molar equivalent relative to the aldehyde, and more preferably in the range of 1.1 to 1.5 molar equivalents.

前記還元剤としては、ギ酸、水素化ホウ素ナトリウム、水素化トリアセトキシホウ素ナトリウム、2−ピコリン−ボラン等の従来公知の還元剤を用いることができる。その使用量は特に制限されない。但し、アミンに対して0.3〜1モル当量の範囲とすることが好ましい。還元的アミノ化反応における反応温度や反応溶媒には特に制限はない。但し、氷冷下で反応させることが好ましい。   As the reducing agent, conventionally known reducing agents such as formic acid, sodium borohydride, sodium triacetoxyborohydride, 2-picoline-borane can be used. The amount used is not particularly limited. However, it is preferable to set it as the range of 0.3-1 molar equivalent with respect to an amine. There are no particular limitations on the reaction temperature or reaction solvent in the reductive amination reaction. However, the reaction is preferably carried out under ice cooling.

[2−2B]アミド型開始剤:
前記一般式(6)で示される二官能性開始剤は、一般式(3)、(3’)に示される原子団Xに対応する構造のアミド型開始剤である。
[2-2B] Amide type initiator:
The bifunctional initiator represented by the general formula (6) is an amide type initiator having a structure corresponding to the atomic group X represented by the general formulas (3) and (3 ′).

前記アミド型開始剤は、例えばハロゲノカルボン酸ハライドと、その構造中にハロゲン原子を有するアミンとを反応させてアミド化する方法により合成することができる。   The amide-type initiator can be synthesized, for example, by a method in which a halogenocarboxylic acid halide is reacted with an amine having a halogen atom in the structure thereof to amidate.

ハロゲノカルボン酸ハライドとしては、例えばクロロアセチルクロリド、3−クロロプロピオニルクロリド、4−クロロブチリルクロリド、5−クロロ吉草酸クロリド等を挙げることができる。これらのカルボン酸ハライドは、対応するハロゲノカルボン酸をハロゲン化して合成してもよいし、市販品を用いてもよい。ハロゲン化には前記ハロゲン置換反応の項で例示したハロゲン化剤を好適に用いることができる。   Examples of the halogenocarboxylic acid halide include chloroacetyl chloride, 3-chloropropionyl chloride, 4-chlorobutyryl chloride, 5-chlorovaleric acid chloride and the like. These carboxylic acid halides may be synthesized by halogenating the corresponding halogenocarboxylic acid, or commercially available products may be used. For the halogenation, the halogenating agents exemplified in the above-mentioned halogen substitution reaction can be preferably used.

その構造中にハロゲン原子を有するアミンとしては、2−クロロエチルアミン、3−クロロプロピルアミン等を挙げることができる。これらのアミンのN原子を更にアルキル化した2級アミン等を用いてもよい。前記アミンの使用量は、前記ハロゲノカルボン酸ハライドに対して少なくとも1モル当量以上とすることが好ましく、1.1〜1.5モル当量の範囲とすることが更に好ましい。   Examples of the amine having a halogen atom in the structure include 2-chloroethylamine and 3-chloropropylamine. Secondary amines in which the N atom of these amines is further alkylated may be used. The amine is preferably used in an amount of at least 1 molar equivalent, more preferably 1.1 to 1.5 molar equivalent, based on the halogenocarboxylic acid halide.

アミド化反応における反応温度や反応溶媒には特に制限はない。前記ハロゲノカルボン酸ハライドや前記アミンの種類に応じて適宜選択すればよい。   There are no particular limitations on the reaction temperature and reaction solvent in the amidation reaction. What is necessary is just to select suitably according to the kind of the said halogenocarboxylic acid halide or the said amine.

[2−2C]イミド型開始剤:
前記一般式(7)で示される二官能性開始剤は、一般式(4)、(4’)に示される原子団Xに対応する構造のイミド型開始剤である。
[2-2C] imide type initiator:
The bifunctional initiator represented by the general formula (7) is an imide-type initiator having a structure corresponding to the atomic group X represented by the general formulas (4) and (4 ′).

前記イミド型開始剤は、例えばハロゲノカルボン酸ハライドとアンモニアまたは1級アミンとを反応させてイミド化(ジアシル化)する方法により合成することができる。   The imide type initiator can be synthesized, for example, by a method of reacting a halogenocarboxylic acid halide with ammonia or a primary amine to imidize (diacylate) it.

ハロゲノカルボン酸ハライドとしては、前記アミド化の項で例示した化合物等を挙げることができる。1級アミンとしては、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン等を挙げることができる。アンモニアまたは前記1級アミンの使用量は、前記ハライドに対して少なくとも2モル当量とすることが好ましく、2.5〜4.0モル当量の範囲とすることが更に好ましい。   Examples of the halogenocarboxylic acid halide include the compounds exemplified in the amidation section. Examples of the primary amine include methylamine, ethylamine, propylamine, and butylamine. The amount of ammonia or primary amine used is preferably at least 2 molar equivalents relative to the halide, more preferably in the range of 2.5 to 4.0 molar equivalents.

前記イミド型開始剤は、ハロゲノカルボン酸とアンモニアまたは1級アミンを縮合させてイミド化する方法により合成してもよい。   The imide type initiator may be synthesized by a method in which halogenocarboxylic acid and ammonia or primary amine are condensed and imidized.

ハロゲノカルボン酸としては、クロロ酢酸、3−クロロプロピオン酸、4−クロロ酪酸、5−クロロ吉草酸等を挙げることができる。1級アミンとしては、ハライドを用いたイミド化の項で例示した1級アミン等を挙げることができる。アンモニアまたは前記1級アミンの使用量は、前記カルボン酸に対して少なくとも2モル当量とすることが好ましく、2.5〜4.0モル当量の範囲とすることが更に好ましい。   Examples of the halogenocarboxylic acid include chloroacetic acid, 3-chloropropionic acid, 4-chlorobutyric acid, and 5-chlorovaleric acid. Examples of the primary amine include primary amines exemplified in the section of imidization using a halide. The amount of ammonia or the primary amine used is preferably at least 2 molar equivalents relative to the carboxylic acid, and more preferably in the range of 2.5 to 4.0 molar equivalents.

ハロゲノカルボン酸は既述のハロゲノカルボン酸ハライドより反応性が低いため、縮合剤および触媒を添加して反応を行うことが好ましい。縮合剤としてはジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)等を、触媒としてはピリジン等の塩基を挙げることができる。その使用量は特に制限されない。但し、前記1級アミンに対して縮合剤は1.0〜3.0モル当量、触媒は0.1〜0.5モル当量の範囲とすることが好ましい。   Since the halogenocarboxylic acid is less reactive than the halogenocarboxylic acid halide described above, it is preferable to carry out the reaction by adding a condensing agent and a catalyst. Examples of the condensing agent include dicyclohexylcarbodiimide (DCC), and examples of the catalyst include bases such as pyridine. The amount used is not particularly limited. However, it is preferable that the condensing agent is 1.0 to 3.0 molar equivalents and the catalyst is 0.1 to 0.5 molar equivalents relative to the primary amine.

前記イミド化反応の反応温度や反応溶媒についても特に制限はない。原料化合物の種類に応じて適宜選択すればよい。   There is no restriction | limiting in particular also about the reaction temperature and reaction solvent of the said imidation reaction. What is necessary is just to select suitably according to the kind of raw material compound.

3級アミン型、アミド型、イミド型いずれの開始剤も合成後に精製して使用することが好ましい。精製方法としては、従来公知の精製法、例えばアルカリ洗浄、水洗、反応溶媒等の減圧留去等を挙げることができる。   It is preferable to use any of tertiary amine type, amide type and imide type initiators after purification. Examples of the purification method include conventionally known purification methods such as alkali washing, water washing, distillation under reduced pressure of a reaction solvent, and the like.

なお、合成した二官能性開始剤の分子構造は、NMR(核磁気共鳴装置)、FT−IR(フーリエ変換赤外分光装置)等を用いて確認することができる。   The molecular structure of the synthesized bifunctional initiator can be confirmed using NMR (nuclear magnetic resonance apparatus), FT-IR (Fourier transform infrared spectroscopy apparatus), or the like.

[2−3]重合反応:
重合反応における、原料モノマー、触媒、リガンド、反応溶媒、反応温度は、以下の通りである。これらの条件は、B’X’B’型ジブロック体の形成、AB’X’B’A型テトラブロック体の形成の双方に適用される。
[2-3] Polymerization reaction:
The raw material monomer, catalyst, ligand, reaction solvent, and reaction temperature in the polymerization reaction are as follows. These conditions apply to both the formation of a B′X′B ′ type diblock body and the formation of an AB′X′B′A type tetrablock body.

[2−3A]原料モノマー:
ブロックAの原料モノマーa1、ブロックB’の原料モノマーb1ともブロック共重合体の項で例示した繰り返し単位に対応するモノマーを用いる。これらのモノマーは、重合前に吸着剤を通す等の方法により、重合禁止剤を除去してから用いることが好ましい。
[2-3A] Raw material monomer:
Starting monomer a 1 block A, using a monomer corresponding to the repeating unit illustrated in the section of the raw material monomer b 1 both block copolymer block B '. These monomers are preferably used after removing the polymerization inhibitor by a method such as passing an adsorbent before polymerization.

[2−3B]触媒:
ATRP法においては、触媒として第7族〜第11族の遷移金属が用いられる。中でも、本発明に係るブロック共重合体を合成する際には、1価の銅を用いることが好ましい。1価の銅は、入手が容易で、低価格であるという利点がある。例えば、塩化銅(I)、臭化銅(I)、ヨウ化銅(I)等のハロゲン化銅(I)を挙げることができる。触媒の使用量は特に限定されない。一般的な触媒量の範囲で添加すればよい。
[2-3B] Catalyst:
In the ATRP method, a transition metal of Group 7 to Group 11 is used as a catalyst. Among these, monovalent copper is preferably used when the block copolymer according to the present invention is synthesized. Monovalent copper has the advantage of being readily available and inexpensive. Examples thereof include copper (I) halides such as copper (I) chloride, copper (I) bromide, and copper (I) iodide. The amount of catalyst used is not particularly limited. What is necessary is just to add in the range of the general catalyst amount.

[2−3C]リガンド:
ATRP法においては、前記触媒の活性を上げるために配位子(以下、「リガンド」と記す。)を併用することが好ましい。
[2-3C] Ligand:
In the ATRP method, it is preferable to use a ligand (hereinafter referred to as “ligand”) in combination in order to increase the activity of the catalyst.

リガンドとしては、従来公知のリガンドを用いることができる。例えば、N,N,N’,N”,N”−ペンタメチルジエチレントリアミン(PMDT)等のポリアミン系化合物;2,2’−ジピリジル誘導体等のピリジン系化合物;等を用いることができる。リガンドの使用量は特に限定されない。但し、触媒に対して1.0モル当量以上とすることが好ましい。   As the ligand, a conventionally known ligand can be used. For example, polyamine compounds such as N, N, N ′, N ″, N ″ -pentamethyldiethylenetriamine (PMDT); pyridine compounds such as 2,2′-dipyridyl derivatives; and the like can be used. The amount of ligand used is not particularly limited. However, it is preferably 1.0 molar equivalent or more with respect to the catalyst.

[2−3D]反応溶媒:
反応溶媒の種類は特に限定されない。原料モノマーに応じて、汎用溶剤の中から適宜選択すればよい。例えば、メタノール、エタノール等のアルコール類;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類;n−ヘキサン等の脂肪族炭化水素類;ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素類の他;ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド等の非プロトン性極性溶媒等を用いることができる。これらの溶媒は、1種を単独で、または2種以上を混合して用いることができる。
[2-3D] Reaction solvent:
The kind of reaction solvent is not particularly limited. What is necessary is just to select suitably from general purpose solvents according to a raw material monomer. For example, alcohols such as methanol and ethanol; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; aliphatic hydrocarbons such as n-hexane; aromatic hydrocarbons such as benzene and toluene; non-dimethylsulfoxide, dimethylformamide and the like A protic polar solvent or the like can be used. These solvent can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types.

[2−3E]反応温度:
反応温度は、特に限定されない。原料モノマーや二官能性開始剤の種類に応じて適宜設定すればよい。但し、室温〜200℃の範囲内とすることが好ましい。適正な反応速度、反応溶媒の沸点、原料モノマーの熱重合(副反応)の抑制、反応の制御のし易さ等を考慮すると、40℃〜120℃の範囲内とすることが更に好ましい。
[2-3E] Reaction temperature:
The reaction temperature is not particularly limited. What is necessary is just to set suitably according to the kind of raw material monomer or a bifunctional initiator. However, it is preferable to be in the range of room temperature to 200 ° C. Considering an appropriate reaction rate, boiling point of the reaction solvent, suppression of thermal polymerization (side reaction) of raw material monomers, ease of control of the reaction, etc., it is more preferable to set the temperature within the range of 40 ° C to 120 ° C.

[2−4]繰返し単位b2(ブロックB’)および原子団X’の4級化:
N原子の4級化に用いる4級化剤(アルキル化剤)としては、炭素数1〜20のハロゲン化アルキルを挙げることができる。中でも、反応性が高く、入手も容易である点において、炭素数1〜12で、かつ、ハロゲン原子がBr原子またはI原子であるハロゲン化アルキルが好ましい。
[2-4] Quaternization of repeating unit b 2 (block B ′) and atomic group X ′:
Examples of the quaternizing agent (alkylating agent) used for quaternizing the N atom include alkyl halides having 1 to 20 carbon atoms. Among them, an alkyl halide having 1 to 12 carbon atoms and a halogen atom being a Br atom or an I atom is preferable in that it is highly reactive and easily available.

前記ハロゲン化アルキルとしては、1−ブロモエタン、1−ブロモプロパン、1−ブロモブタン、1−ブロモペンタン、1−ブロモヘキサン、1−ブロモヘプタン、1−ブロノオクタン、1−ブロモノナン、1−ブロモデカン、1−ブロモウンデカン、1−ブロモドデカン等のブロモアルキル;   Examples of the alkyl halide include 1-bromoethane, 1-bromopropane, 1-bromobutane, 1-bromopentane, 1-bromohexane, 1-bromoheptane, 1-bronooctane, 1-bromononane, 1-bromodecane, 1-bromo. Bromoalkyl such as undecane, 1-bromododecane;

ヨードメタン、1−ヨードエタン、1−ヨードプロパン、1−ヨードブタン、1−ヨードペンタン、1−ヨードヘキサン、1−ヨードヘプタン、1−ヨードオクタン、1−ヨードノナン、1−ヨードデカン、1−ヨードウンデカン、1−ヨードドデカン等のヨードアルキル;等を挙げることができる。これらの中でも、炭素数6〜12のハロゲン化アルキルが特に好ましい。   Iodomethane, 1-iodoethane, 1-iodopropane, 1-iodobutane, 1-iodopentane, 1-iodohexane, 1-iodoheptane, 1-iodooctane, 1-iodononane, 1-iododecane, 1-iodoundecane, 1- And iodoalkyl such as iodododecane; Of these, alkyl halides having 6 to 12 carbon atoms are particularly preferable.

4級化剤の使用量は、特に限定されない。但し、4級化するN原子に対して、少なくとも1.5モル当量以上とすることが好ましく、2.0〜3.0モル当量の範囲とすることが更に好ましい。例えば、下記計算式(1)に示すように4級化剤の使用モル数を定める。
4級化剤モル数=[B’X’B’型ジブロック体のモル数]×[m+n]×2 :(1)
The amount of quaternizing agent used is not particularly limited. However, it is preferably at least 1.5 molar equivalents relative to the quaternized N atom, and more preferably in the range of 2.0 to 3.0 molar equivalents. For example, the number of moles of the quaternizing agent used is determined as shown in the following calculation formula (1).
Number of moles of quaternizing agent = [number of moles of B′X′B ′ type diblock body] × [m + n] × 2: (1)

4級化する際の反応溶媒は特に限定されない。重合用の反応溶媒の項で例示した溶剤の中から適宜選択して用いればよく、例えばジメチルホルムアミド等の非プロトン性極性溶媒等を用いることができる。反応温度も特に限定されない。但し、室温(25℃)〜120℃の範囲とすることが好ましい。   The reaction solvent for quaternization is not particularly limited. What is necessary is just to select suitably from the solvent illustrated by the term of the reaction solvent for superposition | polymerization, for example, aprotic polar solvents, such as a dimethylformamide, etc. can be used. The reaction temperature is not particularly limited. However, it is preferable to set it as the range of room temperature (25 degreeC) -120 degreeC.

なお、ブロックB’および原子団X’の4級化率は、1H−NMRでアルキル基が観測されるケミカルシフトにおける4級化前の積分値、4級化後の積分値、および4級化(アルキル基の導入)により増加する積分値の理論値から算出することができる。具体的には、下記計算式(2)により算出することができる。
4級化率(%)={(α−β)/γ}×100 :(2)
α:前記ケミカルシフトにおける4級化後の積分値
β:前記ケミカルシフトにおける4級化前の積分値
γ:前記ケミカルシフトにおいて、4級化(アルキル基の導入)により増加する積分値の理論値
In addition, the quaternization rate of the block B ′ and the atomic group X ′ is an integral value before quaternization, an integral value after quaternization, and a quaternary in a chemical shift in which an alkyl group is observed by 1 H-NMR. It can be calculated from the theoretical value of the integral value that increases due to conversion (introduction of an alkyl group). Specifically, it can be calculated by the following calculation formula (2).
Quaternization ratio (%) = {(α−β) / γ} × 100: (2)
α: Integral value after quaternization in the chemical shift β: Integral value before quaternization in the chemical shift γ: Theoretical value of the integral value increased by quaternization (introduction of an alkyl group) in the chemical shift

4級化により導入されるアルキル基について、N原子に隣接するC原子に結合したH原子は、N原子のカチオン性の影響を受けるため、1H−NMRでのケミカルシフトが他のH原子と異なる。従って、前記計算式(2)におけるα、β、γには、前記C原子に結合した2H分は含まれない。例えば、4級化剤として1−ブロモオクタン(C817Br)を用い、N−アルキル化を行った場合、N原子に隣接するC原子に結合した2H分を除外し、γを15H分として計算する。即ち、α−βが15H分であれば、4級化率は100%となる。 Regarding the alkyl group introduced by quaternization, the H atom bonded to the C atom adjacent to the N atom is affected by the cationic property of the N atom, and therefore the chemical shift in 1 H-NMR is different from that of the other H atom. Different. Therefore, α, β, and γ in the calculation formula (2) do not include 2H bonded to the C atom. For example, when 1-bromooctane (C 8 H 17 Br) is used as a quaternizing agent and N-alkylation is carried out, 2H bonded to the C atom adjacent to the N atom is excluded, and γ is converted to 15H. Calculate as That is, if α-β is 15H, the quaternization rate is 100%.

以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。但し、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、文中の「部」および「%」は、特に断りのない限り質量基準である。   The present invention will be specifically described below with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples. In the text, “parts” and “%” are based on mass unless otherwise specified.

[1]合成例1〜8(開始剤の合成):
以下、開始剤の合成例を示す。合成した開始剤の分子構造については、NMR(商品名:ECA400、日本電子社製)およびFT−IR(商品名:IRPrestige−21、島津製作所社製)を使用して確認した。
[1] Synthesis examples 1 to 8 (synthesis of initiator):
Hereinafter, synthesis examples of the initiator will be shown. The molecular structure of the synthesized initiator was confirmed using NMR (trade name: ECA400, manufactured by JEOL Ltd.) and FT-IR (trade name: IR Prestige-21, manufactured by Shimadzu Corporation).

(合成例1)
窒素置換されたナス型フラスコに、N−メチルジエタノールアミン11.92部(0.10モル)、塩化チオニル35.69部(0.30モル)およびピリジン0.10部(0.001モル)を投入し、100℃で1時間還流することにより、ハロゲン置換反応を行った。HClの発生が停止したことを確認した後、残留する塩化チオニルを減圧留去し、下記式(A)に示すN,N−ビス(2−クロロエチル)メチルアミンを得た(開始剤1)。開始剤1は3級アミン型の二官能性開始剤である。

Figure 0006157837
(Synthesis Example 1)
11.92 parts (0.10 mol) of N-methyldiethanolamine, 35.69 parts (0.30 mol) of thionyl chloride, and 0.10 parts (0.001 mol) of pyridine are charged into a nitrogen-substituted eggplant type flask. Then, the halogen substitution reaction was carried out by refluxing at 100 ° C. for 1 hour. After confirming that the generation of HCl was stopped, the remaining thionyl chloride was distilled off under reduced pressure to obtain N, N-bis (2-chloroethyl) methylamine represented by the following formula (A) (initiator 1). Initiator 1 is a tertiary amine type bifunctional initiator.
Figure 0006157837

(合成例2)
窒素置換されたナス型フラスコに、2−クロロエチルアミン塩酸塩11.60部(0.10モル)/ジエチルエーテル15.00部(0.20モル)溶液を投入した。前記溶液に対し、3−クロロプロピオニルクロリド12.70部(0.10モル)/ジエチルエーテル15.00部(0.20モル)溶液を、氷冷下でゆっくり滴下し、室温(25℃)で1時間撹拌することにより、アミド化を行った。その後、反応物をアルカリ洗浄し、水洗して酸等を除去し、溶媒等を減圧留去することにより濃縮物を得た。
(Synthesis Example 2)
A solution of 11.60 parts (0.10 mol) of 2-chloroethylamine hydrochloride / 15.00 parts (0.20 mol) of diethyl ether was charged into a nitrogen-substituted eggplant type flask. To the solution, a solution of 12.70 parts (0.10 mol) of 3-chloropropionyl chloride / 15.00 parts (0.20 mol) of diethyl ether was slowly added dropwise under ice cooling, and at room temperature (25 ° C.). Amidation was carried out by stirring for 1 hour. Thereafter, the reaction product was washed with alkali, washed with water to remove acid and the like, and the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain a concentrate.

前記濃縮物17.00部(0.10モル)に対し、ヨードメタン28.39部(0.20モル)および炭酸カリウム13.82部(0.10モル)を加え、分子中のN原子をメチル化し、下記式(B)に示すN−メチル−(2−クロロエチル)−3−クロロプロパンアミドを得た(開始剤2)。開始剤2はアミド型の二官能性開始剤である。

Figure 0006157837
To 17.00 parts (0.10 mol) of the concentrate, 28.39 parts (0.20 mol) of iodomethane and 13.82 parts (0.10 mol) of potassium carbonate were added, and the N atom in the molecule was converted to methyl. And N-methyl- (2-chloroethyl) -3-chloropropanamide represented by the following formula (B) was obtained (initiator 2). Initiator 2 is an amide type bifunctional initiator.
Figure 0006157837

(合成例3)
窒素置換されたナス型フラスコ内に、メチルアミン(40%メタノール溶液)7.77部(0.10モル)、ジエチルエーテル40.00部(0.54モル)およびピリジン0.10部(0.001モル)を投入し、撹拌混合した。この混合液に対し、3−クロロプロピオン酸38.09部(0.30モル)を、氷冷下でゆっくり滴下し、室温(25℃)で3時間撹拌することによりイミド化を行った。その後、反応物をアルカリ洗浄し、水洗して酸等を除去し、溶媒等を減圧留去し、下記式(C)に示すN−メチル−(2−クロロエチル)−3−クロロプロパンイミドを得た(開始剤3)。開始剤3はイミド型の二官能性開始剤である。

Figure 0006157837
(Synthesis Example 3)
In a eggplant-type flask purged with nitrogen, 7.77 parts (0.10 mol) of methylamine (40% methanol solution), 40.00 parts (0.54 mol) of diethyl ether and 0.10 parts of pyridine (0. 001 mol) was added and mixed with stirring. To this mixture, 38.09 parts (0.30 mol) of 3-chloropropionic acid was slowly added dropwise under ice cooling, and the mixture was stirred at room temperature (25 ° C.) for 3 hours for imidization. Thereafter, the reaction product was washed with alkali, washed with water to remove acid and the like, and the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain N-methyl- (2-chloroethyl) -3-chloropropanimide represented by the following formula (C). (Initiator 3). Initiator 3 is an imide-type bifunctional initiator.
Figure 0006157837

(合成例4)
N−メチルジエタノールアミン0.10モルを、ジエタノールアミン0.10モルに変更したことを除いては、合成例1と同様にして、下記式(D)に示すN,N−ビス(2−クロロエチル)アミンを得た(開始剤4)。開始剤4は3級アミン型の二官能性開始剤である。

Figure 0006157837
(Synthesis Example 4)
N, N-bis (2-chloroethyl) amine represented by the following formula (D) is the same as Synthesis Example 1 except that 0.10 mol of N-methyldiethanolamine was changed to 0.10 mol of diethanolamine. (Initiator 4). Initiator 4 is a tertiary amine type bifunctional initiator.
Figure 0006157837

(合成例5)
N−メチルジエタノールアミン0.10モルを、2−(ヒドロキシ(メチル)アミノ)エタノール0.10モルに変更したことを除いては、合成例1と同様にして、下記式(E)に示すN−クロロメチル−2−クロロエチルアミンを得た(開始剤5)。開始剤5は3級アミン型の二官能性開始剤である。

Figure 0006157837
(Synthesis Example 5)
In the same manner as in Synthesis Example 1, except that 0.10 mol of N-methyldiethanolamine was changed to 0.10 mol of 2- (hydroxy (methyl) amino) ethanol, N- Chloromethyl-2-chloroethylamine was obtained (initiator 5). Initiator 5 is a tertiary amine type bifunctional initiator.
Figure 0006157837

(合成例6)
N−メチルジエタノールアミン0.10モルを、N−ブチルジブタノールアミン0.10モルに変更したことを除いては、合成例1と同様にして、下記式(F)に示すN,N−ビス(4−クロロブチル)ブチルアミンを得た(開始剤6)。開始剤6は3級アミン型の二官能性開始剤である。

Figure 0006157837
(Synthesis Example 6)
N, N-bis (N) represented by the following formula (F) is the same as in Synthesis Example 1 except that 0.10 mol of N-methyldiethanolamine is changed to 0.10 mol of N-butyldibutanolamine. 4-Chlorobutyl) butylamine was obtained (initiator 6). Initiator 6 is a tertiary amine type bifunctional initiator.
Figure 0006157837

(合成例7)
窒素置換されたナス型フラスコ内に、モノクロロ酢酸28.35部(0.30モル)、エチレングリコール6.21部(0.10モル)、p−トルエンスルホン酸1水和物0.95部(0.005モル)およびトルエン50.00部(0.54モル)を投入した。これらを撹拌しながら130℃で6時間還流し、エステル化を行った。その後、反応物をアルカリ洗浄し、水洗して酸等を除去し、溶媒等を減圧留去し、下記式(G)に示すエチレングリコールビス(モノクロロアセテート)を得た(開始剤7)。開始剤7は、N原子を有しない二官能性開始剤である。

Figure 0006157837
(Synthesis Example 7)
In an eggplant-type flask purged with nitrogen, 28.35 parts (0.30 mol) of monochloroacetic acid, 6.21 parts (0.10 mol) of ethylene glycol, 0.95 parts of p-toluenesulfonic acid monohydrate ( 0.005 mol) and 50.00 parts (0.54 mol) of toluene were added. These were refluxed at 130 ° C. for 6 hours with stirring to carry out esterification. Thereafter, the reaction product was washed with alkali, washed with water to remove acid and the like, and the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain ethylene glycol bis (monochloroacetate) represented by the following formula (G) (initiator 7). Initiator 7 is a bifunctional initiator having no N atoms.
Figure 0006157837

(合成例8)
窒素置換されたナス型フラスコ内に、6−アミノ−1−ヘキサノール11.72部(0.10モル)、ギ酸13.81部(0.30モル)およびメタノール20.00部(0.62モル)を投入した。これらに対し、クロロアセトアルデヒド(40%水溶液)39.25部(0.20モル)を、氷冷下でゆっくり滴下した。発熱が治まったことを確認した後、室温(25℃)で2時間撹拌し、次いで、60℃で加熱しながら更に4時間撹拌することにより、還元的アミノ化を行った。
(Synthesis Example 8)
In an eggplant-type flask purged with nitrogen, 11.72 parts (0.10 mol) of 6-amino-1-hexanol, 13.81 parts (0.30 mol) formic acid and 20.00 parts (0.62 mol) of methanol ). To these, 39.25 parts (0.20 mol) of chloroacetaldehyde (40% aqueous solution) was slowly added dropwise under ice cooling. After confirming that the exotherm had subsided, reductive amination was carried out by stirring at room temperature (25 ° C.) for 2 hours and then stirring at 60 ° C. for an additional 4 hours.

その後、反応物をアルカリ洗浄し、水洗して酸等を除去し、溶媒等を減圧留去して濃縮物を得た。この濃縮物を合成例1と同様の方法によりハロゲン化し、下記式(H)に示すN−メチル−2−クロロエチル−6−クロロヘキシルアミンを得た(開始剤8)。開始剤8は3級アミン型の二官能性開始剤である。

Figure 0006157837
Thereafter, the reaction product was washed with alkali, washed with water to remove acid and the like, and the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain a concentrate. This concentrate was halogenated by the same method as in Synthesis Example 1 to obtain N-methyl-2-chloroethyl-6-chlorohexylamine represented by the following formula (H) (Initiator 8). Initiator 8 is a tertiary amine type bifunctional initiator.
Figure 0006157837

開始剤1〜8の構造、収率等を表1にまとめた。

Figure 0006157837
The structures and yields of the initiators 1 to 8 are summarized in Table 1.
Figure 0006157837

なお、表1における「タイプ」は、下記一般式(5)に示す構造のものを「3級アミン」、下記一般式(6)に示す構造のものを「アミド」、下記一般式(7)に示す構造のものを「イミド」と表記した。

Figure 0006157837
The “type” in Table 1 is “tertiary amine” for the structure shown in the following general formula (5), “amide” for the structure shown in the following general formula (6), and the following general formula (7). The structure having the structure shown in FIG.
Figure 0006157837

なお、後述する比較例11においては、開始剤として下記式(I)に示す(1−クロロエチル)ベンゼンを用いた(開始剤9)。開始剤9は、その構造中にN原子を有しない、一官能性開始剤である。

Figure 0006157837
In Comparative Example 11 described later, (1-chloroethyl) benzene represented by the following formula (I) was used as an initiator (Initiator 9). Initiator 9 is a monofunctional initiator that does not have an N atom in its structure.
Figure 0006157837

[2]実施例1〜18、比較例1〜10(ポリマーの合成):
以下、前記開始剤を用いたABXBA型ブロック共重合体の合成例を示す。
[2] Examples 1 to 18 and Comparative Examples 1 to 10 (polymer synthesis):
Hereinafter, synthesis examples of the ABXBA block copolymer using the initiator will be shown.

(実施例1)
実施例1においては、まず、前記開始剤を用いてB’X’B’型ジブロック体を合成し、前記ジブロック体からAB’X’B’A型テトラブロック体を合成し、前記テトラブロック体の構造中のN原子を4級化してABXBA型ブロック共重合体を合成した。
Example 1
In Example 1, first, a B′X′B ′ type diblock body was synthesized using the initiator, an AB′X′B′A type tetrablock body was synthesized from the diblock body, and the tetra The N atom in the block structure was quaternized to synthesize an ABXBA type block copolymer.

(1)B’X’B’型ジブロック体の合成:
実施例1においては、ブロックBの原料モノマーb2として、N−ジメチルアミノエチルメタクリレートを、開始剤xとして、N,N−ビス(2−クロロエチル)メチルアミン(前記開始剤1)を、触媒として、塩化銅(I)を、リガンドとして、N,N,N’,N”,N”−ペンタメチルジエチレントリアミンを用いた。
(1) Synthesis of B′X′B ′ type diblock body:
In Example 1, N-dimethylaminoethyl methacrylate was used as the raw material monomer b 2 of the block B, N, N-bis (2-chloroethyl) methylamine (the initiator 1) was used as the catalyst, and x as the initiator. Copper (I) was used as a ligand and N, N, N ′, N ″, N ″ -pentamethyldiethylenetriamine was used as a ligand.

窒素置換されたナス型フラスコに、N−ジメチルアミノエチルメタクリレート66.81部(85モル)、N,N−ビス(2−クロロエチル)メチルアミン0.78部(0.005モル)、塩化銅(I)0.50部(0.005モル)、N,N,N’,N”,N”−ペンタメチルジエチレントリアミン1.73部(0.01モル)、メチルエチルケトン50部(0.69モル)を投入し、撹拌しながら80℃で重合反応を行った。   In an eggplant-type flask purged with nitrogen, 66.81 parts (85 mol) of N-dimethylaminoethyl methacrylate, 0.78 parts (0.005 mol) of N, N-bis (2-chloroethyl) methylamine, copper chloride ( I) 0.50 part (0.005 mol), N, N, N ′, N ″, N ″ -pentamethyldiethylenetriamine 1.73 parts (0.01 mol), methyl ethyl ketone 50 parts (0.69 mol) The polymerization reaction was carried out at 80 ° C. with stirring.

前記重合反応は、GPCにより分子量をモニタリングしながら行った。GPCとしては、商品名「HLC8220」(東ソー社製)を用いた。分子量が目標値に達したところで反応液を氷水で冷却して反応を停止させ、粗ジブロック体を得た。前記粗ジブロック体を透析法により精製して、B’X’B’型ジブロック体を得た。   The polymerization reaction was performed while monitoring the molecular weight by GPC. As GPC, the brand name “HLC8220” (manufactured by Tosoh Corporation) was used. When the molecular weight reached the target value, the reaction solution was cooled with ice water to stop the reaction, and a crude diblock body was obtained. The crude diblock body was purified by a dialysis method to obtain a B′X′B ′ type diblock body.

前記ジブロック体については、NMRおよびGPCにより、分子量およびブロックB'における繰り返し単位b2の平均繰返し回数(m+n)を測定した。NMRとしては、商品名「ECA400」(日本電子社製)を用いた。前記ジブロック体の分子量は8331、(m+n)は、52であった。 For the diblock body, the molecular weight and the average number of repetitions (m + n) of the repeating unit b 2 in the block B ′ were measured by NMR and GPC. As NMR, a trade name “ECA400” (manufactured by JEOL Ltd.) was used. The molecular weight of the diblock body was 8331, and (m + n) was 52.

(2)AB’X’B’A型テトラブロック体の合成:
実施例1においては、ブロックAの原料モノマーa1として、n−ブチルメタクリレートを、触媒として、塩化銅(I)を、リガンドとして、N,N,N’,N”,N”−ペンタメチルジエチレントリアミンを用いた。
(2) Synthesis of AB′X′B′A type tetrablock body:
In Example 1, N, N, N ′, N ″, N ″ -pentamethyldiethylenetriamine was used as a raw material monomer a 1 of block A using n-butyl methacrylate as a catalyst, copper (I) chloride as a ligand, and Was used.

窒素置換されたナス型フラスコに、n−ブチルメタクリレート85.32部(120モル)、前記B’X’B’型ジブロック体41.65部(0.005モル)、塩化銅(I)0.50部(0.005モル)、N,N,N’,N”,N”−ペンタメチルジエチレントリアミン1.73部(0.01モル)およびメチルエチルケトン80.00部(1.11モル)を投入し、撹拌しながら80℃で重合反応を行った。   In an eggplant-type flask purged with nitrogen, 85.32 parts (120 mol) of n-butyl methacrylate, 41.65 parts (0.005 mol) of the B′X′B ′ type diblock body, copper (I) 0 .50 parts (0.005 mol), N, N, N ′, N ″, N ″ -pentamethyldiethylenetriamine 1.73 parts (0.01 mol) and methyl ethyl ketone 80.00 parts (1.11 mol) are added. The polymerization reaction was carried out at 80 ° C. with stirring.

前記重合反応は、前記ジブロック体の合成と同様に、GPCにより分子量をモニタリングしながら行った。分子量が目標値に達したところで反応液を氷水で冷却して反応を停止させ、粗テトラブロック体を得た。前記粗テトラブロック体を透析法により精製して、AB’X’B’A型テトラブロック体を得た。   The polymerization reaction was performed while monitoring the molecular weight by GPC, as in the synthesis of the diblock body. When the molecular weight reached the target value, the reaction solution was cooled with ice water to stop the reaction, and a crude tetrablock body was obtained. The crude tetrablock body was purified by a dialysis method to obtain an AB′X′B′A type tetrablock body.

前記テトラブロック体については、NMRおよびGPCにより、分子量およびブロックAにおける繰り返し単位a1の平均繰返し回数(l+o)を測定した。前記テトラブロック体の分子量は18854、(l+o)は、74であった。 For the tetrablock body, the molecular weight and the average number of repetitions (l + o) of the repeating unit a 1 in the block A were measured by NMR and GPC. The molecular weight of the tetrablock body was 18854, and (l + o) was 74.

(3)ABXBA型ブロック共重合体の合成:
実施例1においては、4級化剤(アルキル化剤)として、1−ブロモオクタンを用いた。
(3) Synthesis of ABXBA type block copolymer:
In Example 1, 1-bromooctane was used as a quaternizing agent (alkylating agent).

前記AB’X’B’A型テトラブロック体18.85部(0.001モル)をジメチルホルムアミド30.00部(0.41モル)に溶解した溶解液に、1−ブロモオクタン20.08部(0.10モル)を添加し、混合させた。前記混合液を撹拌しながら、120℃で6時間還流し、前記テトラブロック体の構造中のN原子を4級化し、粗ブロック共重合体を得た。前記粗ブロック共重合体を透析法により精製し、ABXBA型ブロック共重合体を得た。   In a solution obtained by dissolving 18.85 parts (0.001 mol) of the AB′X′B′A type tetrablock body in 30.00 parts (0.41 mol) of dimethylformamide, 20.08 parts of 1-bromooctane (0.10 mol) was added and mixed. While stirring the mixed solution, the mixture was refluxed at 120 ° C. for 6 hours to quaternize N atoms in the structure of the tetrablock body to obtain a crude block copolymer. The crude block copolymer was purified by a dialysis method to obtain an ABXBA type block copolymer.

ABXBA型ブロック共重合体は、1H−NMRによりブロックBの4級化率を確認した。また、1H−NMRおよびGPCにより、分子量を測定したところ、前記ブロック共重合体の4級化率は98%、分子量は28695であった。 The ABXBA block copolymer confirmed the quaternization rate of block B by 1 H-NMR. Further, when the molecular weight was measured by 1 H-NMR and GPC, the quaternization ratio of the block copolymer was 98%, and the molecular weight was 28695.

(実施例2〜18、比較例1〜10)
開始剤、モノマーa1、モノマーb2、4級化剤の種類を変更したことを除いては、実施例1と同様にして、ABXBA型ブロック共重合体を合成した。
(Examples 2-18, Comparative Examples 1-10)
An ABXBA type block copolymer was synthesized in the same manner as in Example 1 except that the kinds of the initiator, the monomer a 1 , the monomer b 2 and the quaternizing agent were changed.

但し、比較例2のポリマーは、疎水性ブロックAおよびA1のみから形成されたA1AXAA1型のポリマー、比較例8のポリマーは、疎水性ブロックと親水性ブロックの位置が逆転しているBAXAB型ポリマー、比較例10のポリマーは、親水性ブロックBおよびB1のみから形成されたB1BXBB1型のポリマーである。 However, the polymer of Comparative Example 2 is an A 1 AXAA 1 type polymer formed only from the hydrophobic blocks A and A 1, and the polymer of Comparative Example 8 has the positions of the hydrophobic block and the hydrophilic block reversed. The BAXAB type polymer, the polymer of Comparative Example 10 is a B 1 BXBB 1 type polymer formed only from the hydrophilic blocks B and B 1 .

開始剤および原料モノマーの種類並びに疎水性モノマーと親水性モノマーの別を、表2および表3に示した。なお、表中における略号は、以下のモノマーを示す。
nBMA:メタクリル酸ブチル
EMA:メタクリル酸エチル
Vtol:ビニルトルエン
BzMA:メタクリル酸ベンジル
MEEMA:メタクリル酸2−メトキシエトキシエチル
DMA:メタクリル酸2−ジメチルアミノエチル
DEAA:ジエチルアクリルアミド
IPAA:イソプロピルアクリルアミド
Tables 2 and 3 show the types of the initiator and the raw material monomer and the types of the hydrophobic monomer and the hydrophilic monomer. In addition, the symbol in a table | surface shows the following monomers.
nBMA: butyl methacrylate EMA: ethyl methacrylate Vtol: vinyl toluene BzMA: benzyl methacrylate MEEMA: 2-methoxyethoxyethyl methacrylate DMA: 2-dimethylaminoethyl methacrylate DEAA: diethyl acrylamide IPAA: isopropylacrylamide

Figure 0006157837
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また、B’X’B’型ジブロック体の分子量およびブロックB’ における繰返し単位b2の繰返し数(m+n)、AB’X’B’A型テトラブロック体の分子量およびブロックA における繰返し単位a1の繰返し数(l+o)、ABXBA型ブロック共重合体の分子量および合成に用いた4級化剤の種類、4級化率を、表4および表5に示した。なお、表中の「目標値」とは、目標とする繰返し単位数である。 Further, the molecular weight of the B′X′B ′ type diblock body, the number of repeating units b 2 in the block B ′ (m + n), the molecular weight of the AB′X′B′A type tetrablock body, and the repeating unit a in the block A 1 Tables 4 and 5 show the number of 1 repeats (l + o), the molecular weight of the ABXBA block copolymer, the type of quaternizing agent used in the synthesis, and the quaternization rate. The “target value” in the table is the target number of repeating units.

Figure 0006157837
Figure 0006157837

Figure 0006157837
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[3]比較例11(ポリマーの合成):
以下、前記開始剤9を用いたX1ABA型ブロック共重合体の合成例を示す。X1ABA型ブロック共重合体は、下記一般式(10)で示される。原子団X1は、開始剤9((1−クロロエチル)ベンゼン)に由来する原子団であり、ブロックAが、疎水性の繰返し単位aからなる疎水性ブロックであり、ブロックBが、4級アンモニウムカチオンを有する繰返し単位bからなる親水性ブロックである。

Figure 0006157837
〔一般式(10)中、l、m、oは、それぞれ繰返し単位aまたは繰返し単位bの平均繰返し数を示す整数である。〕 [3] Comparative Example 11 (Synthesis of polymer):
Hereinafter, synthesis examples of the X 1 ABA type block copolymer using the initiator 9 will be shown. The X 1 ABA type block copolymer is represented by the following general formula (10). The atomic group X 1 is an atomic group derived from the initiator 9 ((1-chloroethyl) benzene), the block A is a hydrophobic block composed of a hydrophobic repeating unit a, and the block B is a quaternary ammonium. It is a hydrophilic block composed of a repeating unit b having a cation.
Figure 0006157837
[In the general formula (10), l, m and o are integers indicating the average number of repeating units of the repeating unit a or the repeating unit b, respectively. ]

比較例11においては、まず、前記開始剤9を用いてX1A型モノブロック体を合成し、前記モノブロック体からX1AB’型ジブロック体を合成し、前記ジブロック体からX1AB’A型トリブロック体を合成し、前記トリブロック体の構造中のN原子を4級化してXABA型ブロック共重合体を合成した。 In Comparative Example 11, first, by using the initiator 9 to synthesize X 1 A type monobloc body synthesizes X 1 AB 'type diblock body from the mono-block body, X 1 from the diblock body An AB′A type triblock was synthesized, and the N atom in the structure of the triblock was quaternized to synthesize an XABA type block copolymer.

(1)X1A型モノブロック体の合成:
比較例11においては、ブロックAの原料モノマーa1として、n−ブチルメタクリレートを、開始剤xとして、(1−クロロエチル)ベンゼン(開始剤9)を、触媒として、塩化銅(I)を、リガンドとして、N,N,N’,N”,N”−ペンタメチルジエチレントリアミンを用いた。
(1) Synthesis of X 1 A type monoblock body:
In Comparative Example 11, n-butyl methacrylate was used as the raw material monomer a 1 of block A, initiator x, (1-chloroethyl) benzene (initiator 9) as the catalyst, copper (I) chloride as the ligand, N, N, N ′, N ″, N ″ -pentamethyldiethylenetriamine was used.

窒素置換されたナス型フラスコ内に、n−ブチルメタクリレート42.66部(0.30モル)、(1−クロロエチル)ベンゼン0.70部(0.005モル)、塩化銅(I)0.50部(0.005モル)、N,N,N’,N”,N”−ペンタメチルジエチレントリアミン1.73部(0.001モル)およびメチルエチルケトン50.00部(0.69モル)を投入し、撹拌しながら80℃で重合反応を行った。   In an eggplant-type flask purged with nitrogen, 42.66 parts (0.30 mol) of n-butyl methacrylate, 0.70 parts (0.005 mol) of (1-chloroethyl) benzene, 0.50 of copper (I) chloride Parts (0.005 mol), N, N, N ′, N ″, N ″ -pentamethyldiethylenetriamine 1.73 parts (0.001 mol) and methyl ethyl ketone 50.00 parts (0.69 mol) The polymerization reaction was carried out at 80 ° C. with stirring.

前記重合反応は、実施例1と同様に、GPCにより分子量をモニタリングしながら行った。分子量が目標値に達したところで反応液を氷水で冷却して反応を停止させ、粗モノブロック体を得た。前記粗モノブロック体を透析法により精製して、X1A型モノブロック体を得た。 The polymerization reaction was carried out in the same manner as in Example 1 while monitoring the molecular weight by GPC. When the molecular weight reached the target value, the reaction solution was cooled with ice water to stop the reaction to obtain a crude monoblock body. The crude monoblock body was purified by a dialysis method to obtain an X 1 A type monoblock body.

前記モノブロック体については、実施例1と同様に、NMRおよびGPCにより、分子量および単位の平均繰返し回数(l)を測定した。前記モノブロック体の分子量は5118、(l)は、35であった。   About the said monoblock body, it carried out similarly to Example 1, and measured molecular weight and the average repeating frequency (l) of the unit by NMR and GPC. The molecular weight of the monoblock body was 5118, and (l) was 35.

(2)X1AB’型ジブロック体の合成:
比較例11においては、ブロックBの原料モノマーb2として、メタクリル酸2−ジメチルアミノエチルを、触媒として、塩化銅(I)を、リガンドとして、N,N,N’,N”,N”−ペンタメチルジエチレントリアミンを用いた。
(2) Synthesis of X 1 AB ′ type diblock:
In Comparative Example 11, as raw material monomer b 2 of block B, 2-dimethylaminoethyl methacrylate was used as a catalyst, copper (I) chloride was used as a ligand, and N, N, N ′, N ″, N ″ — Pentamethyldiethylenetriamine was used.

窒素置換されたナス型フラスコ内に、N−ジメチルアミノエチルメタクリレート66.81部(0.43モル)、前記X1A型モノブロック体29.14部(0.005モル)、塩化銅(I)0.50部(0.005モル)、N,N,N’,N”,N”−ペンタメチルジエチレントリアミン1.73部(0.01モル)およびメチルエチルケトン80.00部(1.11モル)を投入し、撹拌しながら80℃で重合反応を行った。 In an eggplant-type flask purged with nitrogen, 66.81 parts (0.43 mol) of N-dimethylaminoethyl methacrylate, 29.14 parts (0.005 mol) of the X 1 A type monoblock body, copper chloride (I ) 0.50 parts (0.005 mol), N, N, N ′, N ″, N ″ -pentamethyldiethylenetriamine 1.73 parts (0.01 mol) and methyl ethyl ketone 80.00 parts (1.11 mol) The polymerization reaction was carried out at 80 ° C. with stirring.

前記重合反応は、前記モノブロック体と同様に、GPCにより分子量をモニタリングしながら行った。分子量が目標値に達したところで反応液を氷水で冷却して反応を停止させ、粗X1AB’型ジブロック体を得た。前記粗X1AB’型ジブロック体を透析法により精製して、X1AB’型ジブロック体を得た。 The polymerization reaction was performed while monitoring the molecular weight by GPC in the same manner as the monoblock body. When the molecular weight reached the target value, the reaction solution was cooled with ice water to stop the reaction, and a crude X 1 AB ′ type diblock was obtained. The crude X 1 AB ′ type diblock body was purified by dialysis to obtain an X 1 AB ′ type diblock body.

前記ジブロック体については、実施例1と同様に、NMRおよびGPCにより、分子量および単位の平均繰返し回数(m)を測定した。前記ジブロック体の分子量は12664、(m)は、48であった。   For the diblock body, the molecular weight and the average number of repeating units (m) were measured by NMR and GPC in the same manner as in Example 1. The molecular weight of the diblock body was 12664, and (m) was 48.

(3)X1AB'A型トリブロック体の合成:
比較例11においては、前記ジブロック体に結合されるブロックAの原料モノマーa1として、n−ブチルメタクリレートを、触媒として、塩化銅(I)を、リガンドとして、N,N,N’,N”,N”−ペンタメチルジエチレントリアミンを用いた。
(3) Synthesis of X 1 AB′A type triblock:
In Comparative Example 11, as raw material monomer a 1 of block A bonded to the diblock body, n-butyl methacrylate was used as a catalyst, copper (I) chloride as a ligand, N, N, N ′, N “, N” -pentamethyldiethylenetriamine was used.

窒素置換されたナス型フラスコに、n−ブチルメタクリレート42.66部(0.30モル)、前記ジブロック体66.87部(0.005モル)、塩化銅(I)0.50部(0.005モル)、N,N,N’,N”,N”−ペンタメチルジエチレントリアミン1.73部(0.01モル)、メチルエチルケトン100.00部(1.39モル)を投入し、撹拌しながら80℃で重合反応を行った。   In an eggplant-type flask purged with nitrogen, 42.66 parts (0.30 mol) of n-butyl methacrylate, 66.87 parts (0.005 mol) of the diblock body, 0.50 parts of copper (I) chloride (0 0.005 mol), N, N, N ′, N ″, N ″ -pentamethyldiethylenetriamine (1.73 parts (0.01 mol)) and methyl ethyl ketone (100.00 parts, 1.39 mol) were added and stirred. The polymerization reaction was performed at 80 ° C.

前記重合反応は、前記モノブロック体の合成と同様に、GPCにより分子量をモニタリングしながら行った。分子量が目標値に達したところで反応液を氷水で冷却して反応を停止させ、粗X1AB’A型トリブロック体を得た。前記粗トリブロック体を透析法により精製して、X1AB’A型トリブロック体を得た。 The polymerization reaction was performed while monitoring the molecular weight by GPC, as in the synthesis of the monoblock body. When the molecular weight reached the target value, the reaction solution was cooled with ice water to stop the reaction, and a crude X 1 AB′A type triblock was obtained. The crude triblock body was purified by a dialysis method to obtain an X 1 AB′A type triblock body.

前記トリブロック体については、NMRおよびGPCにより、分子量および単位の平均繰返し回数(o)を測定した。前記トリブロック体の分子量は16645、(o)は、28であった。   For the triblock body, the molecular weight and the average number of repeating units (o) were measured by NMR and GPC. The molecular weight of the triblock body was 16645, and (o) was 28.

(4)X1ABA型ブロック共重合体の合成:
比較例11においては、4級化剤(アルキル化剤)として、1−ブロモオクタンを用い、実施例1と同様にして前記トリブロック体のB’ブロック中のN原子を4級化し、粗X1ABA型ブロック共重合体を得た。前記粗ブロック共重合体を透析法により精製し、X1ABA型ブロック共重合体を得た。
(4) Synthesis of X 1 ABA type block copolymer:
In Comparative Example 11, 1-bromooctane was used as a quaternizing agent (alkylating agent), and the N atom in the B ′ block of the triblock was quaternized in the same manner as in Example 1, and crude X 1 An ABA type block copolymer was obtained. The crude block copolymer was purified by a dialysis method to obtain an X 1 ABA type block copolymer.

1ABA型ブロック共重合体は、1H−NMRによりブロックBの4級化率を確認した。また、1H−NMRおよびGPCにより、分子量を測定したところ、前記ブロック共重合体の4級化率は99%、分子量は25882であった。 X 1 ABA type block copolymer confirmed the quaternization rate of block B by 1 H-NMR. Further, when the molecular weight was measured by 1 H-NMR and GPC, the quaternization ratio of the block copolymer was 99%, and the molecular weight was 25882.

開始剤および原料モノマーの種類並びに疎水性モノマーと親水性モノマーの別を、表6に示した。また、X1A型モノブロック体の分子量および単位の繰返し数(l)、X1AB’型ジブロック体の分子量および単位の繰返し数(m)、X1AB’A型トリブロック体の分子量および単位の繰返し数(o)、X1ABA型ブロック共重合体の分子量および合成に用いた4級化剤の種類、4級化率を、表7に示した。なお、表中の「目標値」とは、目標とする繰返し単位数である。 Table 6 shows the types of the initiator and the raw material monomer and the classification of the hydrophobic monomer and the hydrophilic monomer. Further, the molecular weight of the X 1 A type monoblock body and the number of repeating units (l), the molecular weight of the X 1 AB ′ type diblock body and the number of repeating units (m), the molecular weight of the X 1 AB′A type triblock body Table 7 shows the number of repeating units (o), the molecular weight of the X 1 ABA type block copolymer, the type of quaternizing agent used in the synthesis, and the quaternization rate. The “target value” in the table is the target number of repeating units.

Figure 0006157837
Figure 0006157837

Figure 0006157837
Figure 0006157837

[4]比較例12(ポリマーの合成):
以下、前記開始剤9を用いたX1AB型ブロック共重合体の合成例を示す。X1AB型ブロック共重合体は、下記一般式(11)で示される。原子団X1は、開始剤9((1−クロロエチル)ベンゼン)に由来する原子団であり、ブロックAが、疎水性の繰返し単位aからなる疎水性ブロックであり、ブロックBが、4級アンモニウムカチオンを有する繰返し単位bからなる親水性ブロックである。

Figure 0006157837
〔一般式(11)中、l、mは、それぞれ繰返し単位aまたは繰返し単位bの平均繰返し数を示す整数である。〕 [4] Comparative Example 12 (Synthesis of polymer):
Hereinafter, synthesis examples of the X 1 AB type block copolymer using the initiator 9 will be shown. The X 1 AB type block copolymer is represented by the following general formula (11). The atomic group X 1 is an atomic group derived from the initiator 9 ((1-chloroethyl) benzene), the block A is a hydrophobic block composed of a hydrophobic repeating unit a, and the block B is a quaternary ammonium. It is a hydrophilic block composed of a repeating unit b having a cation.
Figure 0006157837
[In general formula (11), l and m are integers indicating the average number of repeating units a or b, respectively. ]

比較例12は、比較例11と同様の方法により、前記開始剤9を用いてX1A型モノブロック体を合成し、前記モノブロック体からX1AB’型ジブロック体を合成した。このX1AB’型ジブロック体の構造中のN原子を4級化してXAB型ブロック共重合体を合成した。 In Comparative Example 12, an X 1 A type monoblock body was synthesized using the initiator 9 in the same manner as in Comparative Example 11, and an X 1 AB ′ type diblock body was synthesized from the monoblock body. An XAB type block copolymer was synthesized by quaternizing N atoms in the structure of the X 1 AB ′ type diblock.

開始剤および原料モノマーの種類並びに疎水性モノマーと親水性モノマーの別を、表8に示した。また、X1A型モノブロック体の分子量およびブロックA における繰返し数(l)、X1AB’型ジブロック体の分子量およびブロックB’ における繰返し数(m)、X1AB型ブロック共重合体の分子量および合成に用いた4級化剤の種類、4級化率を、表9に示した。なお、表中の「目標値」とは、目標とする繰返し単位数である。 Table 8 shows the types of the initiator and the raw material monomer and the classification of the hydrophobic monomer and the hydrophilic monomer. Further, the molecular weight of the X 1 A type monoblock and the number of repeats in block A (l), the molecular weight of the X 1 AB ′ type diblock and the number of repeats in block B ′ (m), the X 1 AB type block copolymer Table 9 shows the molecular weight and the type of quaternizing agent used in the synthesis and the quaternization rate. The “target value” in the table is the target number of repeating units.

Figure 0006157837
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Figure 0006157837
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[5]評価:
開始剤の性能、合成したブロック共重合体の対称性、接着性および帯電性について、以下の基準により評価した。
[5] Evaluation:
The performance of the initiator, the symmetry of the synthesized block copolymer, the adhesiveness and the charging property were evaluated according to the following criteria.

(1)開始剤の性能:
実施例1〜18、比較例1〜10は、B’X’B’型ジブロック体の合成において、目標とした繰返し単位数と実測した繰返し単位数との差により評価した。また、比較例11、12は、X1A型モノブロック体の合成における目標とした繰り返し単位数と実測した繰り返し単位数との差により評価した。その結果を表10および11に示す。
○:繰返し単位数の目標値と実測値の差が±3以内
△:繰返し単位数の目標値と実測値の差が±3を超えて、±6以内
×:繰返し単位数の目標値と実測値の差が±6を超える
(1) Initiator performance:
Examples 1 to 18 and Comparative Examples 1 to 10 were evaluated based on the difference between the target number of repeating units and the actually measured number of repeating units in the synthesis of the B′X′B ′ type diblock body. Further, Comparative Examples 11 and 12 were evaluated based on the difference between the target number of repeating units and the actually measured number of repeating units in the synthesis of the X 1 A type monoblock body. The results are shown in Tables 10 and 11.
○: The difference between the target value of the number of repeat units and the measured value is within ± 3 △: The difference between the target value of the number of repeat units and the measured value exceeds ± 3 and within ± 6 ×: The target value of the repeat unit number and the measured value Value difference exceeds ± 6

(2)共重合体の対称性:
GPC法により測定された数平均分子量Mnおよび重量平均分子量Mwから算出される多分散度Mw/Mnにより評価した。その結果を表10および表11に示す。比較例12のジブロック共重合体は対称性がないため評価なし(表中「−」と表記)としたが、多分散度については測定した。比較例12の共重合体はMw/Mnが1.36であった。
○:Mw/Mnが1.0〜1.20
△:Mw/Mnが1.20を超えて、1.40以内
×:Mw/Mnが1.40を超える
(2) Symmetry of the copolymer:
The polydispersity Mw / Mn calculated from the number average molecular weight Mn and the weight average molecular weight Mw measured by the GPC method was evaluated. The results are shown in Table 10 and Table 11. Since the diblock copolymer of Comparative Example 12 had no symmetry, it was not evaluated (denoted as “−” in the table), but the polydispersity was measured. The copolymer of Comparative Example 12 had Mw / Mn of 1.36.
○: Mw / Mn is 1.0 to 1.20
Δ: Mw / Mn exceeds 1.20 and within 1.40 ×: Mw / Mn exceeds 1.40

(3)共重合体の塗工性・耐久性:
実施例および比較例の共重合体をメチルエチルケトンで希釈し、濃度30%の共重合体液を調製した。また、別途、ポリウレタンをメチルエチルケトンで希釈し、濃度30%のバインダー液を調製した。共重合体液とバインダー液を以下の配合比で混合した。
ポリマー希釈液:10g(固形分換算)
バインダー樹脂液:30g(固形分換算)
(3) Coatability / durability of copolymer:
The copolymers of Examples and Comparative Examples were diluted with methyl ethyl ketone to prepare a copolymer solution having a concentration of 30%. Separately, polyurethane was diluted with methyl ethyl ketone to prepare a binder solution having a concentration of 30%. The copolymer liquid and the binder liquid were mixed at the following blending ratio.
Polymer dilution: 10 g (solid content conversion)
Binder resin liquid: 30g (solid content conversion)

この混合液を、塗工面積が100cm2以上、膜厚が0.1mm〜5mmとなるようにPETフィルム(商品名「ルミラーT60#100」、東レ社製)の表面に塗工した。これを140℃で60分加熱して薄膜を形成させた。 This mixture was applied to the surface of a PET film (trade name “Lumirror T60 # 100”, manufactured by Toray Industries, Inc.) so that the coating area was 100 cm 2 or more and the film thickness was 0.1 mm to 5 mm. This was heated at 140 ° C. for 60 minutes to form a thin film.

形成された薄膜を目視および光学顕微鏡によって観察した。また、市販の粘着テープを用いてJIS K5600に準拠した剥離試験を行った。但し、薄膜の表面に格子状の傷をつけるのではなく、薄膜の任意の10箇所を選出し5mm角の正方形状の傷をつける方法により行った。剥離試験前後の膜表面の状態を目視および光学顕微鏡によって観察した。前記観察およびテープ剥離試験の結果により、共重合体の塗工性・耐久性(強度、耐剥離性)を評価した。表10および表11に示す。
○:均一な膜が形成され、テープ剥離試験において剥離が発生しない
△:均一な膜が形成されるが、テープ剥離試験で剥離が発生する
×:均一な膜が形成されない(膜表面に気泡や油滴状の凝集が観察される)
The formed thin film was observed visually and with an optical microscope. Moreover, the peeling test based on JISK5600 was done using the commercially available adhesive tape. However, instead of making a grid-like scratch on the surface of the thin film, an arbitrary 10 points of the thin film were selected and a 5 mm square square-shaped scratch was made. The state of the film surface before and after the peel test was observed visually and with an optical microscope. Based on the results of the observation and the tape peeling test, the coatability and durability (strength, peel resistance) of the copolymer were evaluated. Tables 10 and 11 show.
○: A uniform film is formed, and peeling does not occur in the tape peeling test. Δ: A uniform film is formed, but peeling occurs in the tape peeling test. ×: A uniform film is not formed (bubbles on the film surface) Oil droplet aggregation is observed)

(4)帯電性:
接着性評価で形成した薄膜の表面抵抗率をJIS K6911の方法に準拠して測定し、共重合体からなる薄膜の帯電性を評価した。結果を表10および表11に示す。
○:薄膜の表面抵抗率が5.0×109Ω/□以上
△:薄膜の表面抵抗率が5.0×108Ω/□以上で、5.0×109Ω/□未満
×:薄膜の表面抵抗率が5.0×108Ω/□未満
(4) Chargeability:
The surface resistivity of the thin film formed by the adhesive evaluation was measured according to the method of JIS K6911, and the chargeability of the thin film made of the copolymer was evaluated. The results are shown in Table 10 and Table 11.
○: The surface resistivity of the thin film is 5.0 × 10 9 Ω / □ or more. Δ: The surface resistivity of the thin film is 5.0 × 10 8 Ω / □ or more and less than 5.0 × 10 9 Ω / □. The surface resistivity of the thin film is less than 5.0 × 10 8 Ω / □

Figure 0006157837
Figure 0006157837

Figure 0006157837
Figure 0006157837

表10および表11に示す結果から明らかなように、開始剤1〜6は良好な性能を示した。中でも、開始剤1、2、4〜6が特に良好な性能を示した。また、実施例1〜18の共重合体は対称性に優れ、中でも実施例1〜7、9〜18は特に対称性に優れるものであった。   As is clear from the results shown in Table 10 and Table 11, initiators 1 to 6 showed good performance. Among them, the initiators 1, 2, 4 to 6 showed particularly good performance. Moreover, the copolymers of Examples 1 to 18 were excellent in symmetry, and Examples 1 to 7 and 9 to 18 were particularly excellent in symmetry.

更に、実施例1〜18の共重合体は耐久性(強度)に優れるものであった。中でも、実施例1〜6、8、10、15、16の共重合体が特に良好な耐久性を示した。更にまた、実施例1〜18の共重合体は帯電性に優れるものであった。中でも、実施例1〜5、7、8、10、11、13、15、16の共重合体が特に良好な帯電性を示した。   Furthermore, the copolymers of Examples 1 to 18 were excellent in durability (strength). Among them, the copolymers of Examples 1 to 6, 8, 10, 15, and 16 showed particularly good durability. Furthermore, the copolymers of Examples 1 to 18 were excellent in chargeability. Among them, the copolymers of Examples 1 to 5, 7, 8, 10, 11, 13, 15, and 16 showed particularly good chargeability.

本発明に係るABXBA型ブロック共重合体は、樹脂表面への接着性が高く、耐久性に優れ、長期間に渡って安定した帯電制御効果を維持することが可能である。従って、樹脂本来の機能の低下を防止するため帯電防止剤、或いは樹脂素材の表面改質を行うための帯電制御剤として好適に用いることができる。   The ABXBA type block copolymer according to the present invention has high adhesiveness to the resin surface, is excellent in durability, and can maintain a stable charge control effect over a long period of time. Therefore, it can be suitably used as an antistatic agent for preventing deterioration of the original function of the resin or a charge control agent for modifying the surface of the resin material.

Claims (5)

下記一般式(1)で示されるABXBA型ブロック共重合体であって、
原子団Xが、下記一般式(2)〜(4)、(2’)〜(4’)から選択されるいずれか1種の4級アンモニウムカチオンを有する原子団であり、
ブロックAが、疎水性の繰返し単位aからなる疎水性ブロック、
ブロックBが、4級アンモニウムカチオンを有する繰返し単位bからなる親水性ブロックであることを特徴とするABXBA型ブロック共重合体。
Figure 0006157837

〔一般式(1)中、l、m、n、oは、それぞれが繰返し単位aまたは繰返し単位bの平均繰返し数を示す整数であり、15≦(l+o)≦105、20≦(m+n)≦105の条件を満たす。〕
Figure 0006157837

〔一般式(2)〜(4)、(2’)〜(4’)中、R1は、炭素数1〜4のアルキル基を示す。R2およびR3は、それぞれが炭素数1〜4のアルカンジイル基を示す。R4は、炭素数1〜20のアルキル基を示す。〕
An ABXBA type block copolymer represented by the following general formula (1),
The atomic group X is an atomic group having any one quaternary ammonium cation selected from the following general formulas (2) to (4) and (2 ′) to (4 ′):
A hydrophobic block in which block A consists of a hydrophobic repeating unit a;
An ABXBA type block copolymer, wherein the block B is a hydrophilic block comprising a repeating unit b having a quaternary ammonium cation.
Figure 0006157837

[In general formula (1), l, m, n, and o are integers each representing the average number of repeating units a or b, and 15 ≦ (l + o) ≦ 105, 20 ≦ (m + n) ≦. The condition of 105 is satisfied. ]
Figure 0006157837

[In General Formulas (2) to (4) and (2 ′) to (4 ′), R 1 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. R 2 and R 3 each represent an alkanediyl group having 1 to 4 carbon atoms. R 4 represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms. ]
前記繰返し単位aが、(メタ)アクリル酸エステル単位、カルボン酸ビニル単位および芳香族ビニル単位からなる群より選択される1種である請求項1に記載のABXBA型ブロック共重合体。   The ABXBA type block copolymer according to claim 1, wherein the repeating unit a is one selected from the group consisting of a (meth) acrylic acid ester unit, a vinyl carboxylate unit, and an aromatic vinyl unit. 前記繰返し単位bが、アミン構造を有する(メタ)アクリル酸エステル単位、(メタ)アクリルアミド単位およびN−ビニルアミド単位からなる群より選択される1種を骨格とし、前記骨格中のN原子をアルキル化して得られる4級アンモニウムカチオンを有する請求項1に記載のABXBA型ブロック共重合体。   The repeating unit b has a skeleton of one selected from the group consisting of a (meth) acrylic acid ester unit having an amine structure, a (meth) acrylamide unit, and an N-vinylamide unit, and an N atom in the skeleton is alkylated. The ABXBA type block copolymer according to claim 1, which has a quaternary ammonium cation obtained in this manner. 原子団Xが、前記一般式(2)、(3)又は(2’)に示される4級アンモニウムカチオンを有する原子団であり、
前記繰返し単位aが、(メタ)アクリル酸アルキル単位であり、
前記繰返し単位bが、(メタ)アクリル酸ジアルキルアミノアルキル単位を骨格とし、前記骨格中のN原子をアルキル化して得られる4級アンモニウムカチオンを有する請求項1に記載のABXBA型ブロック共重合体。
The atomic group X is an atomic group having a quaternary ammonium cation represented by the general formula (2), (3) or (2 ′),
The repeating unit a is an alkyl (meth) acrylate unit;
2. The ABXBA block copolymer according to claim 1, wherein the repeating unit b has a quaternary ammonium cation obtained by alkylating a N atom in the skeleton having a (meth) acrylic acid dialkylaminoalkyl unit as a skeleton.
ゲルパーミエーション法により測定された数平均分子量Mnおよび重量平均分子量Mwから算出される多分散度Mw/Mnが1.0〜1.2の範囲である請求項1〜4のいずれかに記載のABXBA型ブロック共重合体。 Gel permeation degree of distribution (Mw / Mn) is calculated from the measured number-average molecular weight Mn and the weight average molecular weight Mw by molecular weight distribution method according to claim 1 in the range of 1.0 to 1.2 ABXBA type block copolymer.
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