JP7808041B2 - インク、塗料、及び接着剤のための界面活性剤 - Google Patents

インク、塗料、及び接着剤のための界面活性剤

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Description

関連出願の相互参照
本出願は、全体として参照により本明細書に取り込まれる、2020年3月11日出願の特許仮出願第62/988,191号の優先権を主張する。
分野
本開示は、接着剤及び塗料における使用のための界面活性剤に関する。そのような界面活性剤は、アミノ酸の誘導体を含んでいてもよく、該誘導体は、表面活性特性を有する。
界面活性剤(表面活性特性を有する分子)は、インク、塗料、接着剤及び塗料剥離剤の商業的配合物中で広く使用される。界面活性剤は、乳化剤、湿潤剤、発泡剤、分散剤、及び/又は展着性を改善する薬剤として含まれてもよい。
該界面活性剤は、無電荷、双性イオン性、陽イオン性、又は陰イオン性であってもよい。原則として、任意の界面活性剤分類(例えば、陽イオン性、陰イオン性、非イオン性、両性)が、適切であるが、配合物が2つ以上の界面活性剤分類からの2種以上の界面活性剤の組み合わせを含み得ることが、考えられる。
多くの場合、界面活性剤は、相対的に非水溶性の疎水性「テール」基と、相対的に水溶性の親水性「ヘッド」基と、を有する両親媒性分子である。これらの化合物は、2種の液体の間、液体と気体の間、又は液体と固体の間の界面などの界面で吸着され得る。相対的に極性の成分と相対的に非極性の成分を含む系では、疎水性テールが、相対的に非極性の成分(複数可)と優先的に相互作用し、親水性ヘッドが、相対的に極性の成分(複数可)と優先的に相互作用する。水と油の間の界面の場合、親水性ヘッド基が、優先的に水中に広がり、疎水性テールが、優先的に油中に広がる。親水性ヘッド基は、水-気体の界面に添加されると、優先的に水中に広がり、疎水性テールは、優先的に気体中に広がる。界面活性剤の存在は、水分子の間の分子間相互作用の少なくとも一部を崩壊させて、水分子間の相互作用の少なくとも一部を、水分子の少なくとも一部と界面活性の間の一般により弱い相互作用と置き換える。このことが、低下された表面張力をもたらし、界面を安定化させることに役立ち得る。
界面活性剤は、充分に高い濃度では、極性溶媒への疎水性テールの暴露を限定するのに役立つ凝集体を形成する場合がある。そのような凝集体の1つが、ミセルである。典型的なミセルでは、分子が球の中に配列されて、界面活性剤(複数可)の疎水性テールが、優先的に球の内側に配置され、界面活性剤(複数可)の親水性ヘッドが、優先的にミセルの外側に配置され、ヘッドがより極性の溶媒と優先的に相互作用する。所与の化合物が表面張力に及ぼす効果と、それがミセルを形成する濃度が、界面活性剤の特徴を定義するものとして役立ち得る。
本開示は、インク、塗料、接着剤及び塗料剥離剤の配合物を提供する。これらの製品は、本明細書に開示された1つ又は複数の界面活性剤分類からの1種又は複数の界面活性剤を含むように配合されてもよい。該界面活性剤は、乳化剤、湿潤剤、発泡剤、分散剤、及び/又は展着性を改善する薬剤として用いられてもよい。
本開示は、表面活性特性を有するアミノ酸の誘導体の形態である塗料、インク、接着剤、及び塗料剥離剤のための界面活性剤を提供する。該アミノ酸は、天然由来若しくは合成アミノ酸であってもよく、又はそれらは、ラクタム、例えばカプロラクタムなどの分子の開環反応を介して得られてもよい。該アミノ酸は、表面活性特性を有する化合物を形成するためのものであってもよい。特徴としてこれらの化合物は、低い臨界ミセル濃度(CMC)及び/又は液体の表面張力を低減する能力を有してもよい。
本開示は、式I
(式中、R及びRは、同じであっても又は異なっていてもよく、水素及びC~Cアルキルから成る群より選択されてよく、C~Cアルキルは、所望に応じて、ヒドロキシル、アミノ、アミド、スルホニル、スルホネート、カルボニル、カルボキシル、及びカルボキシレートから成る群より選択される1又は複数の置換基で置換されていてよく;nは、2~5の整数であり(2及び5を含む);mは、9~20の整数であり(9及び20を含む);末端窒素はRでさらに置換されてもよく、この場合Rは、水素、酸素、ヒドロキシル、及びC~Cアルキルから成る群より選択され、C~Cアルキルは、所望に応じて、ヒドロキシル、アミノ、アミド、スルホニル、スルホネート、カルボニル、カルボキシル、及びカルボキシレートから成る群より選択される1又は複数の置換基で置換されていてよい)で示される少なくとも1種の界面活性剤と;所望に応じて存在してよく、存在する場合、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン、及び水酸化物イオンから成る群より選択される、この化合物に付随する対イオンと;1種又は複数の保湿剤と;定着剤としての金属カルボン酸塩と;酸と、を含む、インク定着液のための配合物を提供する。配合物はまた、水性ビヒクル、及びインクビヒクル中に分散された1種又は複数の着色剤であってもよい。
本開示はさらに、式I
(式中、R及びRは、同じであっても又は異なっていてもよく、水素及びC~Cアルキルから成る群より選択されてよく、C~Cアルキルは、所望に応じて、ヒドロキシル、アミノ、アミド、スルホニル、スルホネート、カルボニル、カルボキシル、及びカルボキシレートから成る群より選択される1又は複数の置換基で置換されていてよく;nは、2~5の整数であり(2及び5を含む);mは、9~20の整数であり(9及び20を含む);末端窒素はRでさらに置換されてもよく、この場合Rは、水素、酸素、ヒドロキシル、及びC~Cアルキルから成る群より選択され、C~Cアルキルは、所望に応じて、ヒドロキシル、アミノ、アミド、スルホニル、スルホネート、カルボニル、カルボキシル、及びカルボキシレートから成る群より選択される1又は複数の置換基で置換されていてよい)で示される少なくとも1種の界面活性剤と;所望に応じて存在してよく、存在する場合、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン、及び水酸化物イオンから成る群より選択される、この化合物に付随する対イオンと;ラテックスと;バインダーと;1種又は複数の乾燥剤と;1種又は複数の顔料と;1種又は複数の溶媒と;水と、を含む、塗料のための配合物を提供する。
本開示はまた、式I
(式中、R及びRは、同じであっても又は異なっていてもよく、水素及びC~Cアルキルから成る群より選択されてよく、C~Cアルキルは、所望に応じて、ヒドロキシル、アミノ、アミド、スルホニル、スルホネート、カルボニル、カルボキシル、及びカルボキシレートから成る群より選択される1又は複数の置換基で置換されていてよく;nは、2~5の整数であり(2及び5を含む);mは、9~20の整数であり(9及び20を含む);末端窒素はRでさらに置換されてもよく、この場合Rは、水素、酸素、ヒドロキシル、及びC~Cアルキルから成る群より選択され、C~Cアルキルは、所望に応じて、ヒドロキシル、アミノ、アミド、スルホニル、スルホネート、カルボニル、カルボキシル、及びカルボキシレートから成る群より選択される1又は複数の置換基で置換されていてよい)で示される少なくとも1種の界面活性剤と;所望に応じて存在してよく、存在する場合、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン、及び水酸化物イオンから成る群より選択される、この化合物に付随する対イオンと;樹脂と;1種又は複数のフィラーと;溶媒と、を含む、接着剤のための配合物を提供する。
本開示はさらに、式I
(式中、R及びRは、同じであっても又は異なっていてもよく、水素及びC~Cアルキルから成る群より選択されてよく、C~Cアルキルは、所望に応じて、ヒドロキシル、アミノ、アミド、スルホニル、スルホネート、カルボニル、カルボキシル、及びカルボキシレートから成る群より選択される1又は複数の置換基で置換されていてよく;nは、2~5の整数であり(2及び5を含む);mは、9~20の整数であり(9及び20を含む);末端窒素はRでさらに置換されてもよく、この場合Rは、水素、酸素、ヒドロキシル、及びC~Cアルキルから成る群より選択され、C~Cアルキルは、所望に応じて、ヒドロキシル、アミノ、アミド、スルホニル、スルホネート、カルボニル、カルボキシル、及びカルボキシレートから成る群より選択される1又は複数の置換基で置換されていてよい)で示される少なくとも1種の界面活性剤と;所望に応じて存在してよく、存在する場合、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン、及び水酸化物イオンから成る群より選択される、この化合物に付随する対イオンと;ジクロロエチレンと;1種又は複数の共溶媒と;1種又は複数の腐食防止剤と;ワックスと;任意の増粘剤と;水と、を含む、塗料剥離剤のための配合物を提供する。
本開示の上述及び他の特色、並びにそれらを実現する手法は、以下の態様の記載を添付の図面と合わせて参照することによってより明白となり、より良好に理解されよう。
図1は、実施例1bに記載された通りのpH=7で測定された界面活性剤1での表面張力と濃度を対比したプロットを示し、Y軸は、メートルあたりのミリニュートン(mN/m)での表面張力(γ)を表し、X軸は、ミリモル(mM)での濃度(c)を表す。 図2は、実施例1cに記載された界面活性剤1での表面張力の変化としての動的表面張力と時間を対比したプロットを示し、Y軸は、メートルあたりのミリニュートン(mN/m)での表面張力を表し、X軸は、ミリ秒(ms)での表面経過時間を表す。 図3は、実施例2bに記載された通りのpH=7で測定された界面活性剤2での表面張力と濃度を対比したプロットを示し、Y軸は、メートルあたりのミリニュートン(mN/m)での表面張力(γ)を表し、X軸は、ミリモル(mM)での濃度(c)を表す。 図4は、実施例2cに記載された界面活性剤2での表面張力の変化としての動的表面張力と時間を対比したプロットを示し、Y軸は、メートルあたりのミリニュートン(mN/m)での表面張力を表し、X軸は、ミリ秒(ms)での表面経過時間を表す。 図5は、実施例3bに記載された通りのpH=7で測定された界面活性剤3での表面張力と濃度を対比したプロットを示し、Y軸は、メートルあたりのミリニュートン(mN/m)での表面張力(γ)を表し、X軸は、ミリモル(mM)での濃度(c)を表す。 図6は、実施例3cに記載された界面活性剤3での表面張力の変化としての動的表面張力と時間を対比したプロットを示し、Y軸は、メートルあたりのミリニュートン(mN/m)での表面張力を表し、X軸は、ミリ秒(ms)での表面経過時間を表す。 図7は、実施例4bに記載された通りのpH=7で測定された界面活性剤4での表面張力と濃度を対比したプロットを示し、Y軸は、メートルあたりのミリニュートン(mN/m)での表面張力(γ)を表し、X軸は、ミリモル(mM)での濃度(c)を表す。 図8は、実施例4cに記載された界面活性剤4での表面張力の変化としての動的表面張力と時間を対比したプロットを示し、Y軸は、メートルあたりのミリニュートン(mN/m)での表面張力を表し、X軸は、ミリ秒(ms)での表面経過時間を表す。 図9は、実施例5bに記載された通りのpH=7で測定された界面活性剤5での表面張力と濃度を対比したプロットを示し、Y軸は、メートルあたりのミリニュートン(mN/m)での表面張力(γ)を表し、X軸は、ミリモル(mM)での濃度(c)を表す。 図10は、実施例5cに記載された界面活性剤5での表面張力の変化としての動的表面張力と時間を対比したプロットを示し、Y軸は、メートルあたりのミリニュートン(mN/m)での表面張力を表し、X軸は、ミリ秒(ms)での表面経過時間を表す。
本明細書で用いられる語句「これらのエンドポイントを利用した任意の範囲内」は、値が列挙のより低い部分であるか、又は列挙のより高い部分であるかにかかわらず、任意の範囲がそのような語句の前に列挙された値の任意の2つから選択され得ることを文字通り意味する。例えば一対の値は、2つのより低い値、2つのより高い値、又はより低い値とより高い値から選択されてもよい。
本明細書で用いられる言語「アルキル」は、直鎖又は分枝鎖であり得る任意の飽和炭素鎖を意味する。
本明細書で用いられる語句「表面活性」は、会合された化合物が少なくとも部分的に溶解された媒体の表面張力、及び/又は他の相との界面張力を低下させることが可能であり、したがって液体/蒸気及び/又は他の界面で少なくとも部分的に吸着され得ることを意味する。用語「界面活性剤」は、そのような化合物に適用されてもよい。
不正確さの用語法に関係して、用語「約」及び「およそ」は、述べられた測定を包含し、述べられた測定に適度に近い任意の測定も包含する、測定をいうために互換的に用いられてもよい。述べられた測定に適度に近い測定は、関連の技術分野の当業者により理解され、即座に確認される通り、述べられた測定から適度に小さな量だけ逸脱する。そのような逸脱は例えば、測定誤差、又は性能を最適化するために行われた微細な調整に起因され得る。関連の技術分野の当業者がそのような適度に小さな差異についての値を即座に確認しないことが決定された場合には、用語「約」及び「およそ」は、述べられた値のプラス又はマイナス10%を意味すると理解され得る。
本開示は、インク、塗料、接着剤、及び塗料剥離剤の配合物を提供する。
I.インク
インクジェット印刷が様々な媒体表面、特に紙に画像を記録する通俗的方法になったのには、複数の理由がある。これらの理由の幾つかは、低いプリンターノイズ、高速記録、高品質、及び多色記録の能力を包含する。追加的に、これらの利点は、消費者にとって相対的に低い価格で得ることができる。しかし、インクジェット印刷には多くの改善がなされたが、この改善に伴い、この分野での消費者による要望、例えばより高速、より高い解像度、全色での画像形成、安定性上昇、より永続的画像などが増加した。
インクジェットのセットは、カラーインクジェット印刷システムで用いられる。インクセットは多くの場合、通例的には4色、6色、又は8色(例えば、シアン、マジェンタ、黄色及び/又は黒色の1つ又は複数の色合い)の群の、複数の異なるカラーインクを包含し、画像固定/定着液をさらに包含し得る。定着液は多くの場合、インクが印刷媒体表面に固定される前、又は固定された後に塗布される。定着液は、インク(複数可)の着色剤及び/又はポリマー成分と相互作用し、それによりインク(複数可)を印刷媒体表面に沈殿させる、又は他の方法で定着させる、実質的に無色の液体である。
沈殿した着色剤は、媒体表面に滞積し、画像品質属性、例えば光学密度及び彩度の増強をもたらす。耐水性のような耐性の属性及びハイライタースミアもまた、そのような反応性インクの化学作用から利益を享受する。定着液をはじめとする複数の適切なインクセットは、現在利用可能であるが、それを含有するプリントヘッドを損傷することなく、印刷媒体表面に高品質印刷画像を生じるより耐久性及び信頼性のあるインクを配合するために、該インクセットの改善が望ましい。任意の理論に結び付けるわけではないが、定着剤組成物が、基板表面にインクジェットインク組成物を重ね塗りされた後、言い換えればインク及び定着剤が媒体表面で出会った時に、インク着色剤の非常に効果的な衝突が実現され、ほぼ全ての着色剤が、媒体に浸透して表面の下に滞積するというよりむしろ媒体表面に滞積される。同時に、インクビヒクルと混合すると、定着剤ビヒクルが、より高度に湿潤するようになり、混合されたビヒクルは、急速に媒体に浸透して、着色剤を残留させる。
そのようなインクジェット印刷法において、定着液とインクジェットインク組成物の組み合わせは、高品質かつ耐久性のあるインクジェット画像印刷を提供するシステム及び方法をもたらす。本開示の定着液の使用は、画像品質属性、例えば光学密度、彩度、及び耐久性の増強をもたらす。さらに、定着液組成物は、良好な画像品質を提供し、インクジェット印刷システムで用いられる場合にインクジェット基本設計の信頼性に悪影響を及ぼさない。事実、定着液がそれを含有するプリントヘッドに損傷を呈さず、インクジェットシステム及びインクジェットペンに対して低い腐食性を呈することが、見出された。
本開示のインク配合物は、1種又は複数の界面活性剤分類から選択された1種又は複数の界面活性剤と、1種又は複数の保湿剤と、定着剤としての金属カルボン酸塩と、前記組成物のpHを約5.0~約7.0の間のpHに調整するための酸と、を含むインクジェット定着剤組成物を含む。該配合物は、水性ビヒクル、及びインクビヒクルに分散された1種又は複数の着色剤であってもよい。
1.界面活性剤
本開示のインク配合物は、界面活性剤系とも称される1種又は複数の界面活性剤を含む。界面活性剤は、表面張力及び界面張力を適正なレベルに維持する優れた能力を有する。界面活性剤はまた、湿潤剤及び分散剤として用いられてもよい。本開示のインク配合物中での使用のための適切な界面活性剤は、式I
(式中、R及びRは、同じであっても又は異なっていてもよく、水素及びC~Cアルキルから成る群より選択されてよく、C~Cアルキルは、所望に応じて、ヒドロキシル、アミノ、アミド、スルホニル、スルホネート、カルボニル、カルボキシル、及びカルボキシレートから成る群より選択される1又は複数の置換基で置換されていてよく;nは、2~5の整数であり(2及び5を含む);mは、9~20の整数であり(9及び20を含む);末端窒素はRでさらに置換されてもよく、この場合Rは、水素、酸素、ヒドロキシル、及びC~Cアルキルから成る群より選択され、C~Cアルキルは、所望に応じて、ヒドロキシル、アミノ、アミド、スルホニル、スルホネート、カルボニル、カルボキシル、及びカルボキシレートから成る群より選択される1又は複数の置換基で置換されていてよい)で示される1種又は複数の界面活性剤及び/又は共界面活性剤と;所望に応じて存在してよく、存在する場合、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン、及び水酸化物イオンから成る群より選択される、この化合物に付随する対イオンと、を含む。
詳細には適切な界面活性剤又は共界面活性剤は、本明細書に記載された界面活性剤1~5のいずれかの1つ又は複数を含んでいてもよい。
インク配合物中の界面活性剤系の量は、組成物の重量の約0wt%以上、約0.1wt%以上、約0.2wt%以上、約0.4wt%以上、約0.6wt%以上、約0.8wt%以上、又は約1.0wt%以下、約1.2wt%以下、約1.4wt%以下、約1.6wt%以下、約1.8wt%以下、約2.0wt%以下、又はこれらのエンドポイントを用いた任意の範囲内の範囲であってもよい。
2.保湿剤
本開示のインク配合物は、保湿剤を含む。「保湿剤」とは、本明細書において、湿潤剤又は加湿剤として用いられる任意の物質を意味する。任意の理論に結び付けるわけではないが、保湿剤は、湿度変動にかかわらず狭い範囲の定着剤水分量を維持し、それゆえ多くの場合、狭いインクジェットペンノズルのつまりを予防するために添加される。
保湿剤は、ポリオール、アミド、又はポリエーテルなどの高沸点の水混和性有機化合物である。保湿剤は、水溶性であってもよい。この目的に適した適切な水溶性保湿剤としては、複素環式ケトン(例えば、2-ピロリドン、N-メチル-ピロリド-2-オン、1,3-ジメチル-イミダゾリド-2-オン、オクチル-ピロリドンなど);グリコール(例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなど);グリセロール;及びジオール(例えば、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオールなど)が挙げられるが、これらに限定されない。
保湿剤は、約1wt%以上、2wt%以上、5wt%以上、8wt%以上、又は10wt%以下、12wt%以下、15wt%以下、18wt%以下、20wt%以下、又はこれらのエンドポイントを用いた任意の範囲内の量でインク配合物中に存在してもよい
3.定着剤
「固定液」又は「定着液」は、水性ビヒクルと、1種又は複数の定着剤の有効量と、を含有する。定着剤は、着色剤の可溶性又は安定性の変化を始動して着色剤を印刷画像の適所に定着させる原料である。定着剤の「有効量」は、定着されていない印刷に比較して、印刷品質の改善、例えば裏抜け及びにじみの減少、光学密度(OD)の上昇、彩度、縁の明瞭度(edge acuity)、並びに改善されたドリップ及びスミア堅牢性を実現するのに効果的な量である。固定液は、高速かつ急速な浸透及び乾燥のために配合され得る。表面張力は、約45mN/m未満であり得る。
定着剤は、多価金属イオン及びカルボン酸イオンで構成された金属塩などの金属カルボン酸塩であってもよい。
適切な金属カルボン酸塩は、Ca2+、Mg2+、Cu2+などの二価金属イオン、及びAl3+、La3+又はFe3+などの三価金属イオンをはじめとする多価金属カルボン酸塩を包含してもよい。
カルボン酸イオンは、炭素原子を1~6個有する脂肪族モノカルボン酸であってもよい。適切なカルボン酸イオンとしては、酢酸、プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、吉草酸、イソ吉草酸、ピバリン酸、及びヘキサン酸が挙げられる。
定着剤は、約3wt%以上、約4wt%以上、約5wt%以上、約6wt%以上、約7wt%以上、約8wt%以上、約9wt%以上、又は約10wt%以下、約11wt%以下、約12wt%以下、約13wt%以下、約14wt%以下、約15wt%以下、約16wt%以下、又はこれらのエンドポイントを用いた任意の範囲内の量で定着液組成物中に存在する。
4.酸
定着液は、酸を含んでいてもよい。任意の適切な酸が、選択されてもよい。例えば強酸(即ち、水中で完全にイオン化される酸)が、定着液組成物に添加されてもよい。そのような酸の非限定的例としては、メタンスルホン酸、塩酸、硝酸、臭化水素酸、硫酸、過塩素酸、過ヨウ素酸、トリフルオロ酢酸、及び/又はそれらの組み合わせが挙げられる。
酸は、定着液組成物のpHの調整を支援する。定着液組成物のpHは、約5.0以上、約5.5以上、約6.0以上、又は約6.5以下、約7.0以下、又はこれらのエンドポイントを用いた任意の範囲内であってもよい。
幾つかの形態において、定着剤配合物は、構成の際に酸蒸気を形成しない、又は0.5%未満の酸蒸気(揮発性有機酸)を形成するであろう。幾つかの他の形態において、定着液のpHは、0.5wt%を超える揮発性有機酸を含有する定着液組成物を回避するために適切な範囲内で調整されるであろう。
5.水性薬剤
本開示の定着液は、水性ビヒクルを含有してもよい。本明細書で定義される用語「水性ビヒクル」は、定着剤が定着液を形成するために入れられる水性混合物をいう。適切な水性ビヒクル成分としては、水、共溶媒、界面活性剤、添加剤(腐食防止剤、塩など)、及び/又はそれらの組み合わせを挙げることができるが、これらに限定されない。
水性ビヒクルとしては、水溶性有機共溶媒、追加的界面活性剤、及び水を挙げることができる。水溶性有機共溶媒の非限定的例としては、2-エチル-2-ヒドロキシメチル-1,3-プロパンジオール、グリセロールプロポキシレート、トリプロピレングリコール、1-(2-ヒドロキシエチル)-2-ピロリジノン、1-(2-ヒドロキシエチル)-2-イミダゾリジノン、及び/又はそれらの組み合わせが挙げられる。
6.着色剤
本開示のインクジェットインクセットは、これまで記載された定着液組成物と、インクビヒクルに分散又は溶解された着色剤を有するインクと、の幾つかの形態を含んでいてもよい。インクジェットインクセットは、少なくとも、インクビヒクルに分散された着色剤を含むインクジェットインク組成物と、1つ又は複数の界面活性剤分類から選択された1種又は複数の界面活性剤、1種又は複数の保湿剤、定着剤としての金属カルボン酸塩、及び酸を含む定着液と、を含んでいてもよい。
任意の数のカラーインク組成物が、定着剤と共にインクセットの中に含まれ得ることが、理解されなければならない。さらに、カラーインクの任意の所望の組み合わせが、用いられてもよい。例えばカラーインク組成物のそれぞれが、異なる色であってもよく、又はインクの2種以上が、同じ色の異なる色合い(即ち、明るいマジェンタ及び暗いマジェンタ)であってもよい。幾つかの形態において、インクジェットインクセットは、4種の異なるカラーインク、つまり黒色インク、黄色インク、シアンのインク、及びマジェンタのインクを含む。他の形態において、インクジェットインクセットは、黒色インク、黄色インク、シアンのインク、マジェンタのインク、オレンジ色のインク、赤色インク、緑色インク及び/又はそれらの組み合わせから選択される任意の所望の数のインクを含む。幾つかの形態において、インクジェットインクセットは、本明細書に記載されたような定着液を含み、黒色インク、黄色インク、シアンのインク、マジェンタのインク、オレンジ色のインク、赤色インク、及び緑色インクから選択されるインクジェットインク組成物を含み、インクセットはさらに、黒色インク、黄色インク、シアンのインク、マジェンタのインク、オレンジ色のインク、赤色インク、及び緑色インクから選択される少なくとも1種の他のインクを含む。
各インクの着色剤は、顔料、染料、又はそれらの組み合わせから選択される。幾つかの実施形態において、インクは、着色剤として顔料を含有する。本明細書で用いられる「顔料」は、用いられる液体ビヒクルに実質的に不溶性である着色剤粒子をいう。顔料は、別の分散剤を用いて分散され得るか、又は分散剤を顔料の表面に付着させて自己分散され得る。本明細書で用いられる「自己分散された」は一般に、顔料の表面への分散剤の化学的付着によるなど、分散剤で機能化された顔料をいう。分散剤は、低分子又はポリマー又はオリゴマーであり得る。顔料は、自己分散された顔料及び分散された顔料の両方、例えば表面に共有結合で付着されていない別の分散剤により分散された顔料を包含する。一例において、顔料は、自己分散しておらず、分散助剤がビヒクルに添加されてもよい。別の例において、顔料は、自己分散性であり、化学的に付着された少なくとも1種のポリマーを含むように修飾されている。
シアン及び/又はマジェンタインクのための着色剤は、顔料と染料の組み合わせであってもよい。シアン及びマジェンタ着色剤のための顔料及び/又は染料は、複数の市販される顔料及び/又は染料から選択されてもよい。シアン着色剤のための適切な顔料の非限定的例としては、ピグメントブルー1、ピグメントブルー2、ピグメントブルー3、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16、ピグメントブルー22、vatブルー4、vatブルー6、及び/又は同様のもの、及び/又はそれらの組み合わせが挙げられる。シアン着色剤のための適切な染料の例としては、例えばアシッドブルー9及びアシッドブルー7などのトリフェニルメタン染料、並びに例えばダイレクトブルー199などのフタロシアニン染料が挙げられるが、これらに限定されない。マジェンタ着色剤のための適切な顔料の非限定的例としては、ピグメントレッド5、ピグメントレッド7、ピグメントレッド12、ピグメントレッド48、ピグメントレッド48、ピグメントレッド57、ピグメントレッド112、ピグメントレッド122、及び/又は同様のもの、及び/又はそれらの組み合わせが挙げられる。マジェンタ着色剤のための適切な染料の例としては、例えばアシッドレッド52、アシッドレット289、γ酸染料、H酸染料、及び/又はそれらの組み合わせなどのキサンテン染料が挙げられるが、これらに限定されない。
黒色及び/又は黄色インクのための着色剤は、染料又は顔料であってもよい。黒色着色剤のための適切な染料の例としては、リアクティブブラック31及びリアクティブブラック8などの水溶性金属錯体アゾ染料、ダイレクトブラック19、ダイレクトブラック195、及びダイレクトブラック168などの水溶性ポリアゾ染料、並びに可溶化サルファーブラック1などの水溶性硫黄染料が挙げられるが、これらに限定されない。カーボンブラック又はカーボンブラックの誘導体などの材料は、黒色インクのための適切な顔料の非限定的例である。
黄色着色剤のための適切な染料の例としては、AY-17、AY-23、DY-132、Y-104、及び/又はそれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。PY-74は、黄色インクのための適切な顔料の非限定的例である。
インクセットにおけるインクの1種又は複数が実質的に同じ着色剤及び/又は実質的に同じインクビヒクル配合物を含有し得ることが、理解されなければならない。一例において、インクセットは、黄色インク、シアンインク、及びマジェンタインクを含み、そのそれぞれは、実質的に同じインクビヒクル配合物を有する。
各インク組成物中に存在する着色剤の量は、約2.7wt%以上、約2.9wt%以上、約3.0wt%以上、約3.2wt%以上、約3.4wt%以上、又は約3.6wt%以下、約3.8wt%以下、約4.0wt%以下、約4.2wt%以下、約4.4wt%以下、約4.5wt%以下、又はこれらのエンドポイントを用いた任意の範囲内の範囲である。しかし、着色剤の装填量が所望に応じて多くても、又は少なくてもよいことが、理解されなければならない。
7.他の添加剤
1種又は複数の添加剤もまた、定着剤組成物に組み込まれてもよい。本明細書で用いられる用語「添加剤」は、該液の性能、環境効果、美的効果、又は他の類似の特性を増強させるために動作する液の構成要素をいう。適切な添加剤としては、殺生物剤、金属イオン封鎖剤、キレート化剤、腐食防止剤、マーカー染料(例えば、可視、紫外、赤外、蛍光など)及び/又は同様のもの、及び/又はそれらの組み合わせが挙げられる。定着剤としては、例えばPMC Specialties Group Inc.から市販されるカルボキシベンゾトリアゾールであるCobratec(登録商標)CBTなどの腐食防止剤を挙げることができる。
添加剤は、約0wt%以上、約0.01wt%以上、約0.1wt%以上、約0.2wt%以上、約0.3wt%以上、約0.4wt%以上、又は約0.5wt%以下、約0.6wt%以下、約0.7wt%以下、約0.8wt%以下、約0.9wt%以下、約1wt%以下、又はこれらのエンドポイントを用いた任意の範囲内の範囲の量で定着剤組成物中に存在する。存在する添加剤の量の上限が、少なくとも一部として、用いられる添加剤、画像への影響、それの溶解度、ペン機能への影響、及び/又はそれらの組み合わせに依存することが、理解されなければならない。
8.インクビヒクル
各着色剤又は着色剤の組み合わせは、インクセットの1種又は複数のインクを形成するために個々のインクビヒクルと組み合わせられる。本明細書に定義される「インクビヒクル」は、着色剤がインクを形成するために入れられるビヒクルをいう。非常に様々なインクビヒクルが、本明細書に開示された態様によるインク、インクセット、及び方法で用いられてもよい。インクビヒクルのための適切な成分の非限定的例としては、水溶性ポリマー、陰イオンポリマー、界面活性剤、溶媒、共溶媒、緩衝剤、殺生物剤、金属イオン封鎖剤、粘度調整剤、表面活性薬剤、キレート化剤、樹脂、及び/若しくは水、並びに/又はそれらの組み合わせが挙げられる。
インクビヒクルのための適切な溶媒としては、グリセロールポリオキシエチルエーテル、トリプロピレングリコール、テトラエチレングリコール、1-(2-ヒドロキシエチル)-2-イミダゾリジノン、1-(2-ヒドロキシエチル)-2-ピロリドン、1,6-ヘキサンジオール、1,2,6-ヘキサントリオール、トリメチロールプロパン、ジプロピレングリコール、Dantocol(登録商標)DHE(Lonza Inc.、ニュージャージー州フェアローン)、及び/又はそれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。定着剤と組み合わせて用いられるインクは、以下の溶媒の1種又は複数を含んでいてもよい:エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール又は1-プロポキシ-2-プロパノール。
溶媒は、約1wt%以上、約5wt%以上、約10wt%以上、又は約15wt%以下、約20wt%以下、約25wt%以下、又はこれらのエンドポイントを用いた任意の範囲内の量でインクビヒクル中に存在してもよい。
用いられる溶媒の量及び型は、少なくとも一部として、インクの所望の特性に依存する。そのため量は、所望に応じて様々であってもよい。幾つかの形態において、単一の溶媒が、1種又は複数のカラーインクのインクビヒクル中で用いられる。適切な溶媒としては、トリプロピレングリコール、テトラエチレングリコール、又は1-(2-ヒドロキシエチル)-2-ピロリドンが挙げられるが、これらに限定されない。他の形態において、インクは、これまで列挙された溶媒の2種以上の混合物を含む。
非限定的例として、シアン、マジェンタ、黄色及び黒色インクは、Dantocol(登録商標)DHEと1-(2-ヒドロキシエチル)-2-ピロリドンの混合物を含む。溶媒混合物の総重量パーセントは、約7wt%以上、約9wt%以上、約11wt%以上、約13wt%以上、約15wt%以上、又は約17wt%以下、約19wt%以下、約21wt%以下、約22wt%以下、又はこれらのエンドポイントを用いた任意の範囲内であってもよい。
適切な界面活性剤としては、本開示の界面活性剤、及び/若しくはエトキシル化アルコール、フッ素化界面活性剤、2-ジグリコール界面活性剤、リン酸エステル界面活性剤、二リン酸エステル界面活性剤、アルキルスルフェート、アルキルエーテルスルフェート、並びに/又はそれらの組み合わせが挙げられる。
1種又は複数の界面活性剤が、約8wt%以下、約6wt%以下、約4wt%以下、約2wt%以下、約1wt%以下、又は約0.1wt%以下の量でインクビヒクル中に存在してもよい。
インクビヒクルは、少なくとも1種のポリマーを含んでいてもよい。インクビヒクルのためのポリマーは、一般に水溶性であり、スチレン-(メタ)アクリル酸コポリマーの塩のもの、ポリスチレン-アクリル酸ポリマー、ポリウレタン、及び/若しくは他の水溶性ポリマーバインダー、並びに/又はそれらの組み合わせから選択されてもよい。適切なポリウレタンの非限定的例としては、日本の大阪府所在のDainippon Ink & Chem., Inc.(DIC)から市販されるものが挙げられる。
ポリマーは、約0.01wt%以上、約0.1wt%以上、約0.5wt%以上、約1wt%以上、又は約2wt%以下、約3wt%以下、約4wt%以下、又はこれらのエンドポイントを用いた任意の範囲内の量でインクビヒクル中に存在してもよい。
添加剤は、インクのためのインクビヒクルの態様に組み込まれてもよい。非限定的例として、Proxel(登録商標)GXLなどの殺菌剤が、インクでの細菌成長を防御するためにインクに添加されてもよい。他の適切な添加剤としては、緩衝剤、殺生物剤、金属イオン封鎖剤、キレート化剤、若しくは同様のもの、又はそれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
インクビヒクルは、約0wt%以上、約0.1wt%以上、約0.2wt%以上、又は約0.3wt%以下、約0.4wt%以下、約0.5wt%以下の範囲、又はこれらのエンドポイントを用いた任意の範囲内の量で存在する1種又は複数の添加剤を含む。
9.作製方法
インク配合物は、溶媒、界面活性剤、任意の添加剤(複数可)、及び水を組み合わせること、並びにpHを塩基性pHに調整すること、により調製されてもよい。幾つかの形態において、カラーインクのpHは、約8~約11の範囲である。他の態様において、カラーインクのpHは、約8.5~約9.5の範囲である。その後、着色剤及びポリマーが、インク組成物を形成させるために添加される。
II.塗料
本開示は、塗料の配合物、具体的には半光沢及び艶消しの内装塗料組成物のためのラテックス組成物又は塗料ビヒクルを提供する。ラテックス塗料組成物は、有機溶媒の型に比較して複数の利点を有するため、屋内及び屋外塗料市場のかなり多くの部分を占めてきた。
本開示の塗料配合物は、塗膜形成剤、バインダー、1つ又は複数の界面活性剤分類から選択される1種又は複数の界面活性剤、1種又は複数の乾燥剤、1種又は複数の顔料、1種又は複数の溶媒、及び水を含んでいてもよい。
1.塗膜形成剤
塗膜形成剤は、柔軟で密着性があり連続的な被覆を表面に残留させる化学薬品群である。この塗膜は、強力な親水性特性を有する。塗膜形成剤は、大まかに天然及び合成という2つのカテゴリーに分別され得る大きな化学薬品群を含む。
天然塗膜形成剤としては、オイル、ロジン、炭水化物、及び胚乳が挙げられる。そのような天然塗膜形成剤としては、環状オリゴテルペン、ポリテルペン、シェラック、(デンプンなど、セルロース、及び同様のものを挙げることができる。
合成塗膜形成剤としては、重縮合材料、重付加材料、及びポリマー樹脂が挙げられる。合成塗膜形成剤は、アルキド樹脂、ポリエステル、ポリアミド/イミド、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリオレフィン、ポリビニル樹脂、及びポリアクリル樹脂などの架橋材料を含んでいてもよい。
ラテックス塗料は多くの場合、以下にさらに議論される通り、ポリアクリレート樹脂及びアルキド樹脂などの合成塗膜形成剤を含む。
a.ラテックスエマルジョン
ラテックス塗料を配合する際に通例的に用いられるエマルジョンの2つの型は、全てのアクリル系、例えば共重合メタクリル酸メチル、アクリル酸ブチル、2-エチルヘキシルアクリレートを、所望なら少しの割合のアクリル酸などと共に用いる系、及び通常は少しの割合の低級アルキルアクリレート、例えば2-エチルヘキシルアクリレート、メタクリル酸メチル又はアクリル酸ブチルと組み合わせた、酢酸ビニル配合物を包含する。従来、エマルジョンは、良好な耐水性、望ましいレベリング、塗膜硬度、耐久性、スクラバビリティー(scrubability)などを提供してきたため、全てのアクリル系が、高級品質塗料の中で用いられてきた。酢酸ビニル-アクリルコポリマー系が、内装艶消し及び半光沢塗料と外装家屋塗料を配合する際に用いられてきて、酢酸ビニル-アクリル酸ブチルラテックスは、優れた靭性、耐スクラブ性、及び耐久性を有する塗料塗膜をもたらすが、酢酸ビニル-マレイン酸ジブチルエマルジョンは、良好な耐摩耗性及び柔軟性、並びに耐久性を有する。
湿潤接着性、即ち、湿潤又は含水条件下で過去に塗られて年月を経た表面への接着の品質が、湿潤性接着モノマーをコポリマーに重合することより、アクリル系及び酢酸ビニル系の両方に付与されてきた。典型的にはこれらのモノマーは、一方の端部の末端オレフィン性不飽和と、モノマーの他方の端部にある末端ウレイド又は尿素官能基と、を有する。これらのモノマーは、含水条件下で過去に塗られた塗膜に接着するエマルジョンの能力を上昇させるが、これらのモノマーは時には、系、特にアクリル系に重合すること、及び塗料中で他の所望の特性を実現することを困難にし、したがって塗料ビヒクルの湿潤性接着は、異なる種類のアクリルポリマーエマルジョンをブレンドして、塗料ビヒクル中で望ましい全体的特性、即ち耐久性、湿潤性接着、スクラバビリティー、柔軟性、良好なレベリング、耐摩耗性、靭性などを得ることにより付与される。
適切なエマルジョンは、酢酸ビニルラテックスを含む。内装及び外装利用では、酢酸ビニルが、それと共重合可能なモノマー、即ち低級アルキルアクリレート、例えばメタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸2-エチルヘキシルをはじめとするアクリル酸及びメタクリル酸のC~Cエステル;オレフィン、例えばエチレン;アルファ-ベータ不飽和ジカルボン酸のアルキルエステル、例えばマレイン酸ジブチル、フマル酸ジブチル、マレイン酸ジオクチル、イタコン酸ジブチル;塩化ビニル、ビニルエステル、例えば酪酸ビニル、プロピオン酸ビニル;メチルビニルエーテル、n-ブチルビニルエーテルなどのビニルエーテル;並びに不飽和カルボン酸及びアミド、例えばアクリル酸及びメタクリル酸、アクリルアミド及びメタクリルアミドと共重合されてもよい。
ほとんどの塗料適用で必要とされるエマルジョン中の湿潤性接着を実現するために、湿潤性接着モノマーが、酢酸ビニルと相互重合されて、酢酸ビニルターポリマーを形成してもよい。それらはまた、他のモノマー及び酢酸ビニルコポリマーとのブレンドと共重合されて、湿潤性接着を与えることができる。本明細書で用いられる「湿潤性接着モノマー」は、分子の一方の部分のアリル又はアクリル不飽和と、他方の端部のペンダント尿素又はアクリル及び環状ウレイド官能基と、を有するそれらのモノマーを意味することが理解される。
ラテックスは、全配合物のパーセンテージとして、約40wt%以上、約45wt%以上、約50wt%以上、約55wt%以上、又は約60wt%以下、約65wt%以下、約70wt%以下、又はこれらのエンドポイントを用いた任意の範囲内の量で配合物中に存在してもよい。
酢酸ビニルは、ポリマー重量のパーセンテージとして、約25wt%以上、約35wt%以上、約45wt%以上、約55wt%以上、約65wt%以上、約75wt%以上、又は約80wt%以下、約85wt%以下、約90wt%以下、約95wt%以下、約98wt%以下、又はこれらのエンドポイントを用いた任意の範囲内の量でコポリマー中に存在してもよい。
低級アルキルアクリレート又はオレフィンなどのコモノマーが、コポリマー中に存在してもよい。コモノマーは、ポリマー重量のパーセンテージとして、約5wt%以上、約8wt%以上、約10wt%以上、又は約12wt%以下、約15wt%以下、約17wt%以下、約20wt%以下、又はこれらのエンドポイントを用いた任意の範囲内の量で存在してもよい。
分子の一方の部分のアリル又はアクリル不飽和と、他方の端部のペンダント尿素又はアクリル及び環状ウレイド官能基と、を有するモノマーなどの湿潤性接着モノマーが、塗料配合物中に含まれてもよい。湿潤性接着モノマーは、ポリマー重量のパーセンテージとして、約0.2wt%以上、約0.4wt%以上、約0.8wt%以上、約1.0wt%以上、約1.2wt%以上、又は約1.4wt%以下、約1.6wt%以下、約1.8wt%以下、約2.0wt%以下、約2.2wt%以下、約2.4wt%以下、約2.6wt%以下、又はこれらのエンドポイントを用いた任意の範囲内の量で塗料配合物中に存在してもよい。
テトラポリマーに関して、適切な組成物が、塩化ビニル、酢酸ビニル、エチレン、及び湿潤性接着モノマーを含んでいてもよい。
塩化ビニルは、全ポリマー重量のパーセンテージとして、約25wt%以上、約30wt%以上、約35wt%以上、約40wt%以上、約45wt%以上、又は約50wt%以下、約55wt%以下、約60wt%以下、約65wt%以下、又はこれらのエンドポイントを用いた任意の範囲内の量で存在してもよい。
酢酸ビニルは、全ポリマー重量のパーセンテージとして、約30wt%以上、約35wt%以上、約40wt%以上、約45wt%以上、又は約50wt%以下、約55wt%以下、約60wt%以下、約65wt%以下、又はこれらのエンドポイントを用いた任意の範囲内の量で存在してもよい。
エチレンは、全ポリマー重量のパーセンテージとして、約10wt%以上、約11wt%以上、約12wt%以上、又は約13wt%以下、約14wt%以下、約15wt%以下、又はこれらのエンドポイントを用いた任意の範囲内の量で存在してもよい。
湿潤性接着モノマーは、ポリマー重量のパーセンテージとして、約0.2wt%以上、約0.4wt%以上、約0.8wt%以上、約1.0wt%以上、約1.2wt%以上、又は約1.4wt%以下、約1.6wt%以下、約1.8wt%以下、約2.0wt%以下、約2.2wt%以下、約2.4wt%以下、約2.6wt%以下、又はこれらのエンドポイントを用いた任意の範囲内の量で存在してもよい。
b.アルキド樹脂
塗料配合物は、1種又は複数のバインダーを含んでいてもよい。適切なバインダーとしては、様々な型のアルキド樹脂を含む。例示的なアルキド樹脂としては、短油、中油、長油及び超長油の油長を有するアルキド樹脂が挙げられる。用語「アルキド樹脂」はまた、アクリル性、エポキシ、フェノール性、ウレタン、ポリスチレン、シリコーン、ロジン及びロジンエステルアルキドなどの他の樹脂で修飾されたアルキド、並びにポリエステルセグメントが再生可能な酸及びエステルに由来するSetal900SM-90などのバイオアルキドも包含する。
塗料配合物は、組成物の総重量に基づき、約1wt%以上、約5wt%以上、約10wt%以上、約15wt%以上、約25wt%以上、約30wt%以上、又は約35wt%以下、約40wt%以下、約50wt%以下、約60wt%以下、又はこれらのエンドポイントを用いた任意の範囲内の量のバインダーを含んでいてもよい。
2.界面活性剤
本発明の塗料配合物は、界面活性剤系とも称される1種又は複数の界面活性剤を含む。界面活性剤系は、両性界面活性剤、双性イオン性界面活性剤、陽イオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤であり得る少なくとも1種の界面活性剤、そして場合により両性界面活性剤、双性イオン性界面活性剤、陽イオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤であり得る少なくとも1種の他の界面活性剤、又はそれらの組み合わせを含む。界面活性剤系は、エマルジョンの安定化を援助するために塗料配合物中に存在する。
本開示の塗料配合物中での使用のための適切な界面活性剤は、式I
(式中、R及びRは、同じであっても又は異なっていてもよく、水素及びC~Cアルキルから成る群より選択されてよく、C~Cアルキルは、所望に応じて、ヒドロキシル、アミノ、アミド、スルホニル、スルホネート、カルボニル、カルボキシル、及びカルボキシレートから成る群より選択される1又は複数の置換基で置換されていてよく;nは、2~5の整数であり(2及び5を含む);mは、9~20の整数であり(9及び20を含む);末端窒素はRでさらに置換されてもよく、この場合Rは、水素、酸素、ヒドロキシル、及びC~Cアルキルから成る群より選択され、C~Cアルキルは、所望に応じて、ヒドロキシル、アミノ、アミド、スルホニル、スルホネート、カルボニル、カルボキシル、及びカルボキシレートから成る群より選択される1又は複数の置換基で置換されていてよい)で示される1種又は複数の界面活性剤及び/又は共界面活性剤と;所望に応じて存在してよく、存在する場合、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン、及び水酸化物イオンから成る群より選択される、この化合物に付随する対イオンと、を含む。
詳細には適切な界面活性剤又は共界面活性剤は、本明細書に記載された界面活性剤1~5のいずれかの1つ又は複数を含んでいてもよい。
塗料配合物中の1種又は複数の界面活性剤の総量は、約0.5wt%以上、約1wt%以上、約2wt%以上、又は約3wt%以下、約4wt%以下、約5wt%以下、又はこれらのエンドポイントを用いた任意の範囲内であってもよい。
3.乾燥剤
塗料配合物は、1種又は複数の乾燥剤を含んでいてもよい。乾燥剤は、乾燥工程を加速するために用いられる触媒である。適切な乾燥剤としては、コバルト又はマンガン塩などの酸化触媒、ジルコニウム塩などの重合触媒、及び/又は塗膜形成を制御するカルシウム塩などの助触媒を挙げることができる。乾燥剤は、表面への塗布の後、3時間以内、2時間以内、又はより短いなど、2、3時間以内に塗料を完全に乾燥させる。コバルト又はマンガンエステルは、酸化工程を開始する役割を担う酸化触媒であり、C~C19分枝状脂肪酸のエステルが挙げられる。例は、コバルト2-エチルヘキノエート、プロピオネート、ネオデカノエート、ナフテネート、Umicoreから入手できるECOS ND15と呼ばれるコバルトが埋め込まれたポリマー製品、オクタン酸マンガン、Huntsmanから入手できるNuodex Drycoatと呼ばれるマンガン-アミン複合体である。
乾燥剤組成物は、約 0.1wt%以上、約0.3wt%以上、約0.6wt%以上、又は約1.0wt%以下、約1.2wt%以下、約1.5wt%以下、約 3.5wt%以下、約6.0wt%以下、又はこれらのエンドポイントを用いた任意の範囲内の量で塗料配合物中に含まれてもよい。
4.顔料
水性塗料組成物中で用いられる顔料は、典型的には塗膜に不透明性及び隠ぺいを付与する不透明顔料を包含する。本開示の塗料配合物は、組成物に着色するため、そして/又は組成物に不透明性を提供するために1種又は複数の顔料を含んでいてもよい。本明細書で用いられる顔料は、無機金属酸化物及び有機カラー顔料の両方を包含する。適切な顔料は、酸化チタン及び酸化鉄などの金属酸化物、クロム酸亜鉛、酸化クロム、硫化カドミウム、アズライト(カオリン、炭酸ナトリウム、硫黄及び炭素から作製)、リトポン(硫化亜鉛と硫酸バリウムのブレンド)を含む。有機カラー顔料の例は、フタロシアニンブルー(アルファ&ベータ)、ジニトラニリンオレンジ(PO-5)、ペリレンレッド、トルイジンレッド(PR-3)、ジアリーリドイエロー(PY-12、13)及びキナクリドンレッド(PV-19)である。
顔料は、約0wt%以上、約1wt%以上、約5wt%以上、約10wt%以上、又は約15wt%以下、約20wt%以下、約25wt%以下、約30wt%以下、又はこれらのエンドポイントを用いた任意の範囲内の量で塗料組成物中に含まれてもよい。
5.溶媒
塗料配合物は、1種又は複数の水性溶媒、又はミネラルスピリット及びアルコールのような有機溶媒を含んでいてもよい。適切な溶媒としては、炭化水素溶媒又はそれらのブレンドが挙げられる。炭化水素溶媒は、脂肪族又は芳香族溶媒であってもよい。有機溶媒の例は、ペンタン、ヘキサン、石油ナフサ、ヘプタン、及び90ソルベント(90 solvent)(140°Fの引火点を有する脂肪族溶媒)などの石油留分である。芳香族溶媒としては、キシレン、トルエン、アロマティック100及び他の適切な芳香族溶媒が挙げられる。「ホワイトスピリット」としても知られる用語「ミネラルスピリット」は、C~C12脂肪族及び脂環式炭化水素の混合物を含む組成物を包含し、より特有の態様において、組成物の総重量に基づいて15wt%~20wt%又はC未満からC12の芳香族炭化水素を含む。ミネラルスピリットは、パラフィン、シクロパラフィン、及び芳香族炭化水素の混合物又はブレンドを含む。約150℃~220℃の間の範囲の沸点を有する典型的なミネラルスピリットは、一般に透明な水~白色の液体で、化学的に安定していて非腐食性であり、微臭を有する。例示的なミネラルスピリットとしては、Shell Sol 15(CAS 64742-88-7)及びShellSol H(CAS 64742-82-1)などの低芳香族ホワイトスピリット(LAWS)が挙げられる。用語「アルコール」は、C~C12直鎖及び分枝鎖アルコールをはじめとするC~C12アルコールを包含するものとする。例示的なアルコールとしては、トリエチレングリコール(CAS112-27-6)及びジエチレングリコールエチルエーテル(CAS111-90-0)が挙げられる。より特有の態様において、コーティング組成物は、キシレン、ミネラルスピリット、アルコール、水、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される溶媒を含む。
塗料配合物中の溶媒の量は、約5wt%以上、約10wt%以上、約15wt%以上、約17wt%以上、約20wt%以上、約25wt%以上、又は約30wt%以下、約40wt%以下、約60wt%以下、又はこれらのエンドポイントを用いた任意の範囲内であってもよい。
6.他の添加剤
塗料配合物はさらに、フィラー、顔料、界面活性剤、安定化剤、増粘剤、乳化剤、テクスチャ添加剤(texture additives)、接着促進剤、殺生物剤、流動促進剤、分散剤、及び粘度又は仕上げの外観を修飾する添加剤などの1種又は複数の添加剤を含んでいてもよい。
添加剤は、約0.1wt%以上、約0.5wt%以上、約1.0wt%以上、約1.5wt%以上、又は約2.0wt%以下、約5.0wt%以下、約10.0wt%以下、約20wt%以下、約25wt%以下、約30wt%以下、又はこれらのエンドポイントを用いた任意の範囲内の量で塗料配合物中に含まれてもよい。
塗料配合物は、組成物を濃厚にして組成物の容量を増加させるために1種又は複数のフィラーを含んでいてもよい。適切なフィラーとしては、酸化チタン、炭酸カルシウム、粘土及びタルクが挙げられる。
塗料配合物は、界面活性剤、安定化剤、増粘剤、乳化剤、テクスチャ添加剤、接着促進剤、殺生物剤、及び粘度又は仕上げの外観を修飾する添加剤からなる群から選択される1種又は複数の添加剤を含んでいてもよい。
7.作製方法
塗料配合物は、保護コロイドと、界面活性剤と、酸化剤と、の標準的プレミックスで開始することにより合成されてもよい。その後、モノマーが添加され、続いて追加的界面活性剤及び還元剤が添加されてもよい。
保護コロイドとしては、ヒドロキシエチルセルロース、ポリビニルアルコール、カゼイン、ヒドロキシエチルデンプン、及びカルボキシメチルセルロースを挙げることができる。
保護コロイドは、合成で用いられるモノマーの重量の約0.05wt%以上、約0.1wt%以上、約0.5wt%以上、約1.0wt%以上、約1.5wt%以上、約2wt%以上、又は約2.5wt%以下、約3.0wt%以下、約3.5wt%以下、約4.0wt%以下、約4.5wt%以下、又はこれらのエンドポイントを用いた任意の範囲内の量で添加されてもよい。
重合を実行するために用いられるフリーラジカル開始触媒は、通例的にレドックス触媒と称される。レドックス触媒は、公知の通り、酸化剤及び還元剤を含む。酸化及び還元成分は、過酸化水素、過硫酸カリウム、ペルオキシピバル酸t-ブチルなどの酢酸ビニルエマルジョン重合に従来から用いられるもののいずれかであり得、好ましい還元剤は、硫酸アンモニウム鉄(II)及びホルムアルデヒドスルホキシル酸ナトリウム又は亜鉛である。
プレミックスは、第一の容器に水、保護コロイド、例えばヒドロキシエチルセルロース、及びフリーラジカル開始酸化剤を従来の量で充填することにより形成されてもよい。その後、用いられる全界面活性剤の約0~70%が、第一の容器に充填されて、その中で混合されてもよい。界面活性剤の残りが、第二の容器の中でモノマーと混合されるか、又は別に添加される。どちらの例でも、それらは遅らせて添加されてもよい。重合を誘導するために、モノマー及び還元剤が、第一の容器の中の未反応の酢酸ビニルがエマルジョン又はラテックスの約3~5重量%を維持する期間及び速度で、第一の容器に添加されてもよい。モノマーの全てが第一の容器に添加された後、残留する酢酸ビニルが、その後、追加の酸化剤及び還元剤の添加により0.5%未満に低減される。重合の終了時に、水酸化アンモニウムなどの塩基の添加により、pHが約5.5に調整されてもよい。
重合手順に関して、保護コロイド、特にセルロースエステルが、エマルジョンの安定性を維持するために用いられる。より高レベルのコロイドは、安定性を増大する傾向があり、加えて粒子サイズを増加させる傾向がある。界面活性剤はまた、エマルジョンの安定性を提供する。しかしコロイドと対照的に、界面活性剤は、初期重合に存在すると粒子サイズを低減する傾向があり、遅らせて添加されるとより良好な粒子サイズの性向を呈する傾向がある。保護コロイド及び界面活性剤を一緒に作用させることにより、粒子サイズの最適化が、実現され得る。
撹拌は、ポリマーエマルジョンの粒子サイズに影響を及ぼし得る別の変数である。適正な熱伝導が実現されて、生成物の安定性が維持され得るように、撹拌が軽度でなければならない。激しい撹拌は、回避されなければならない。粒子サイズの制御に関して、より大きな粒子が望ましい場合、撹拌速度は、低減され得、より小さな粒子が必要な場合、撹拌の度合いが増加され得る。撹拌が改良され得ない場合、界面活性剤又は保護コロイドの適合が、なされてもよい。
III.接着剤配合物
本開示はさらに、接着剤の配合物を提供する。本開示の接着剤配合物は、合板、裏板、黒板、繊維板、OBSボード、又は均等物などの木を基にした板の製造に用いられてもよい。
本開示の接着剤配合物は、樹脂、フィラー、溶媒、及び1つ又は複数界面活性剤分類から選択された1種又は複数の界面活性剤を含んでいてもよい。
1.樹脂
樹脂は、それ自体が接着剤として機能するために接着剤配合物中に存在する。適切な樹脂としては、フェノール-ホルムアルデヒド樹脂、尿素-ホルムアルデヒド樹脂、アミノ樹脂、又は他の対応する樹脂を挙げることができる。一態様において、用いられる樹脂は、UF(尿素-ホルムアルデヒド樹脂)、MUF(メラミン尿素-ホルムアルデヒド)、MUFP(変性尿素-ホルムアルデヒドポリマー)、PF(フェノール-ホルムアルデヒド)、又はこれら若しくは均等物の誘導体若しくは混合物である。
樹脂は、約40wt%以上、約45wt%以上、約50wt%以上、約55wt%以上、又は約60wt%以下、約65wt%以下、約70wt%以下、約75wt%以下、約80wt%以下、又はこれらのエンドポイントを用いた任意の範囲内の量で接着剤配合物中に存在してもよい。
2.フィラー
本明細書で用いられる「フィラー」は、単独で知られる充填剤若しくは硬化剤、又はこれらの混合物をいう。硬化剤は、木を基にした板の塗布の際に、即ち製造の間に、多くの場合、好ましくは同時に圧縮の熱を用いて、にかわの硬化を実行する。適切なフィラーとしては、デンプン、小麦粉、チョーク、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸カルシウム、硫酸アンモニウム、木粉、ケブラコ又はこれらの誘導体又はこれらの混合物又は均等物を挙げることができる。ケブラコは、特定の南米の広葉樹の硬い木質材料を意味する。本明細書で用いられる「チョーク」は、構造が緩く軽量で崩れやすい石灰石をいう。
フィラーは、約5wt%以上、約10wt%以上、約15wt%以上、又は約20wt%以下、約25wt%以下、約30wt%以下、又はこれらのエンドポイントを用いた任意の範囲内の量で接着剤組成物中に存在してもよい。
3.溶媒
接着剤配合物は、水などの溶媒を含んでいてもよい。水は、工程の外部から得られてもよく、又はそれは、工程内から循環された水、即ち工程の洗浄水であってもよい。或いは溶媒は、有機溶媒であってもよい。
溶媒は、約0wt%以上、約5wt%以上、約10wt%以上、約15wt%以上、約20wt%以上、又は約25wt%以下、約30wt%以下、約35wt%以下、約40wt%以下、又はこれらのエンドポイントを用いた任意の範囲内の量で接着剤組成物中に存在してもよい。
4.界面活性剤
1種又は複数の界面活性剤が、発泡を促進する明確な目的によって発泡剤として接着剤組成物中に含まれてもよい。本開示の接着剤配合物中での使用のための適切な界面活性剤は、式I
(式中、R及びRは、同じであっても又は異なっていてもよく、水素及びC~Cアルキルから成る群より選択されてよく、C~Cアルキルは、所望に応じて、ヒドロキシル、アミノ、アミド、スルホニル、スルホネート、カルボニル、カルボキシル、及びカルボキシレートから成る群より選択される1又は複数の置換基で置換されていてよく;nは、2~5の整数であり(2及び5を含む);mは、9~20の整数であり(9及び20を含む);末端窒素はRでさらに置換されてもよく、この場合Rは、水素、酸素、ヒドロキシル、及びC~Cアルキルから成る群より選択され、C~Cアルキルは、所望に応じて、ヒドロキシル、アミノ、アミド、スルホニル、スルホネート、カルボニル、カルボキシル、及びカルボキシレートから成る群より選択される1又は複数の置換基で置換されていてよい)で示される1種又は複数の界面活性剤及び/又は共界面活性剤と;所望に応じて存在してよく、存在する場合、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン、及び水酸化物イオンから成る群より選択される、この化合物に付随する対イオンと、を含む。
詳細には適切な界面活性剤又は共界面活性剤は、本明細書に記載された界面活性剤1~5のいずれかの1つ又は複数を含んでいてもよい。
接着剤配合物は、1種又は複数の界面活性剤を約0.1wt%以上、約0.5wt%以上、約1wt%以上、約2wt%以上、約3wt%以上、約4wt%以上、又は約5wt%以下、約6wt%以下、約7wt%以下、約8wt%以下、約9wt%以下、約10wt%以下、又はこれらのエンドポイントを用いた任意の範囲内の量で含んでいてもよい。
5.他の添加剤
接着剤配合物は、1種又は複数の追加的な相溶性原料を含んでいてもよい。これらの追加的原料は、例えば本開示の界面活性剤など、純粋に発泡を目的とすれば意図されない1種又は複数の追加的界面活性剤を含んでいてもよい。これらの追加的界面活性剤は、約0.1wt%以上、約0.5wt%以上、又は約1.0wt%以下、約1.5wt%以下、約2.0wt%以下、又はこれらのエンドポイントを用いた任意の範囲内の量で接着剤配合物中に存在してもよい。
接着剤組成物は、触媒を含んでいてもよい。
6.作製方法
接着剤配合物は、エマルジョンとして調製されてもよい。エマルジョンを調製するために、液体成分が、一緒に混合されてもよく、混合物は、相対的に高い温度(40℃を超える)で加熱されてもよい。
IV.塗料剥離配合物
本開示はまた、塗料剥離剤の配合物を提供する。本発明の組成物は、アルミニウム及びアルミニウム合金などの金属基質をはじめとする様々な基板から、接着剤、シーラント、及びエナメル、ワニス若しくはラッカーなどの他の有機コーティング、又は他の有機コーティングを除去するために用いられ得る。一般に組成物は、ポリマーコーティングの膨れを生成するのに充分な期間、表面と接触させ、その後、膨れたコーティングが、研磨材料で除去され得る。或いは、膨れたコーティングに水を噴霧して表面の膨れたコーティングを持ち上げて外すことにより、コーティングが除去され得る。
本開示の塗料剥離配合物は、ジクロロエチレン、1つ又は複数界面活性剤系から選択された種又は複数の界面活性剤、1種又は複数の共溶媒、腐食防止剤、ワックス、増粘剤、有機溶媒及び水を含んでいてもよい。
1.ジクロロエチレン
剥離配合物は、ジクロロエチレン(1,1-ジクロロエチレン、シス-1,2-ジクロロエチレン、トランス-1,2-ジクロロエチレン、又はそれらの混合物)を含んでいてもよい。
ジクロロエチレンは、約55wt%以上、約57wt%以上、約59wt%以上、又は約61wt%以下、約63wt%以下、約65wt%以下、又はこれらのエンドポイントを用いた任意の範囲内の量で剥離配合物中に存在してもよい。
2.界面活性剤
界面活性剤は、特定の成分の溶解度を上昇させるために、剥離配合物中に含まれてもよい。
本開示の剥離配合物中での使用のための適切な界面活性剤は、式I
(式中、R及びRは、同じであっても又は異なっていてもよく、水素及びC~Cアルキルから成る群より選択されてよく、C~Cアルキルは、所望に応じて、ヒドロキシル、アミノ、アミド、スルホニル、スルホネート、カルボニル、カルボキシル、及びカルボキシレートから成る群より選択される1又は複数の置換基で置換されていてよく;nは、2~5の整数であり(2及び5を含む);mは、9~20の整数であり(9及び20を含む);末端窒素はRでさらに置換されてもよく、この場合Rは、水素、酸素、ヒドロキシル、及びC~Cアルキルから成る群より選択され、C~Cアルキルは、所望に応じて、ヒドロキシル、アミノ、アミド、スルホニル、スルホネート、カルボニル、カルボキシル、及びカルボキシレートから成る群より選択される1又は複数の置換基で置換されていてよい)で示される1種又は複数の界面活性剤及び/又は共界面活性剤と;所望に応じて存在してよく、存在する場合、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン、及び水酸化物イオンから成る群より選択される、この化合物に付随する対イオンと、を含む。
詳細には適切な界面活性剤又は共界面活性剤は、本明細書に記載された界面活性剤1~5のいずれかの1つ又は複数を含んでいてもよい。
界面活性剤は、約1wt%以上、約2wt%以上、約3wt%以上、約4wt%以上、約5wt%以上、又は約6wt%以下、約7wt%以下、約8wt%以下、約9wt%以下、約10wt%以下、又はこれらのエンドポイントを用いた任意の範囲内の量で剥離配合物中に存在してもよい。
3.共溶媒
共溶媒は、目的の塗料の膨張を増加させるために用いられてもよい。本開示の剥離配合物は、そのような共溶媒を含んでいてもよい。適切な溶媒としては、ジフェノキシベンゼン、プロポキシベンゼン、メトキシベンゼン、エトキシベンゼン、ベンジルエーテル、ジフェニルエーテル、シクロペンタノール、ナフタレノール、フェニルカルビナール(phenylcarbinal)、トリルアルコール、メリチルアルコール、及び芳香族環の側鎖にヒドロキシル基を含有する他の芳香族アルコールなどの芳香族アルコール及び芳香族エーテルを挙げることができる。他の適切な溶媒としては、脂肪族アルコール、エタノール、プロパナール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール及び12個までの炭素を有するアルコールを挙げることができる。そのような共溶媒は、一般に環境に優しく非毒性と見なされ、1,2-ジクロロエチレンをはじめとする剥離配合物のための追加的活性化因子を必要としない効果的共溶媒であり得る。
芳香族アルコール及び芳香族エーテルは、約10wt%以上、約11wt%以上、約12wt%以上、約13wt%以上、約14wt%以上、約15wt%以上、又は約16wt%以下、約17wt%以下、約18wt%以下、約19wt%以下、約20wt%以下、又はこれらのエンドポイントを用いた任意の範囲内の量で剥離配合物中に存在してもよい。
脂肪族アルコールは、約1wt%以上、約2wt%以上、約3wt%以上、約4wt%以上、約5wt%以上、又は約6wt%以下、約7wt%以下、約8wt%以下、約9wt%以下、約10wt%以下、又はこれらのエンドポイントを用いた任意の範囲内の量で剥離配合物中に存在してもよい。
4.腐食防止剤
本開示の剥離配合物は、腐食防止剤を含んでいてもよい。適切な腐食防止剤としては、ベンゾイミダゾール、ベンザゾール、ベンゾオキサゾール、及びこれらの腐食防止剤の混合物、並びにベンゾトリアゾール及びトリルトリアゾール(tolytriazole)などのトリアゾールを挙げることができる。
腐食防止剤は、約0wt%以上、約1wt%以上、約2wt%以上、約3wt%以上、約4wt%以上、約5wt%以上、又は約6wt%以下、約7wt%以下、約8wt%以下、約9wt%以下、約10wt%以下、又はこれらのエンドポイントを用いた任意の範囲内の有効量で剥離配合物中に含まれてもよい。
5.ワックス
本開示の剥離配合物は、ワックスを含んでいてもよい。適切なワックスとしては、パラフィンワックスが挙げられる。剥離配合物の他の成分との混合を容易にするために、ワックスは、他の成分との混合に先立って溶媒に溶解されてもよい。実質的に非極性又は親油性の溶媒である溶媒が、この目的で用いられ得る。適切な溶媒としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、オクタンなどの芳香族及び脂肪族炭化水素、及び、類似の直鎖状及び分枝状炭化水素、並びにそれらの混合物が挙げられる。含まれるのは、石油系ミネラルスピリットの蒸留からの画分、及びこれらの溶媒の様々な混合物である。
ワックスは、約1.0wt%以上、1.5wt%以上、2.0wt%以上、2.5wt%以上、又は3.0wt%以下、3.5wt%以下、4.0wt%以下、4.5wt%以下、若しくは5.0wt%以下、又はこれらのエンドポイントを用いた任意の範囲内の量で剥離配合物中に存在してもよい。
6.増粘剤
本開示の剥離配合物は、増粘剤を含んでいてもよい。垂直表面が配合物で処理される適用では、増粘剤は、コーティングを緩めるのに充分長い時間、配合物をコーティング表面に保持するために用いられ得る。適切な増粘剤としては、エチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロースなどのセルロース、コロイド状シリカ、ベントナイトなどのクレイ、デンプン、コロイド状アルミナ又はアラビアゴムを挙げることができる。
増粘剤は、0wt%以上、1.0wt%以上、1.5wt%以上、2.0wt%以上、2.5wt%以上、又は3.0wt%以下、3.5wt%以下、4.0wt%以下、4.5wt%以下、若しくは5.0wt%以下、又はこれらのエンドポイントを用いた任意の範囲内の量で剥離配合物中に存在してもよい。
7.溶媒
本開示の剥離配合物は、有機溶媒及び水などの追加的溶媒を含んでいてもよい。
有機溶媒は、約1.0wt%以上、1.5wt%以上、2.0wt%以上、2.5wt%以上、若しくは3.0wt%以下、3.5wt%以下、4.0wt%以下、4.5wt%以下、若しくは5.0wt%以下、又はこれらのエンドポイントを用いた任意の範囲内の量で剥離配合物中に存在してもよい。
水は、約1wt%以上、約5wt%以上、約8wt%以上、約10wt%以上、又は約12wt%以下、約15wt%以下、約18wt%以下、約20wt%以下、又はこれらのエンドポイントを用いた任意の範囲内の量で剥離配合物中に存在してもよい。
8.使用方法
本開示の剥離配合物は、一般に通常の手法で剥離される表面に適用され、即ち該組成物は、ブラシ又は他のアプリケータにより塗布され、その後、剥離される表面に塗布される。或いは該配合物が、噴霧システムを用いて表面に噴霧されてもよく、そのようなシステムは、垂直パネル上での配合物のチオトロピー特性を活用している。
VI.界面活性剤
本開示は、アミノ酸の誘導体の形態でのインク、塗料、接着剤、及び塗料剥離剤における使用のための界面活性剤を提供する。アミノ酸は、天然由来若しくは合成であってもよく、又はそれらは、カプロラクタムなどのラクタムの開環反応から得られてもよい。本開示の化合物は、表面活性特性を有することが示されており、例えば界面活性剤及び湿潤剤として用いられてもよい。詳細には本開示は、式I
(式中、R及びRは、同じであっても又は異なっていてもよく、水素及びC~Cアルキルから成る群より選択されてよく、C~Cアルキルは、所望に応じて、ヒドロキシル、アミノ、アミド、スルホニル、スルホネート、カルボニル、カルボキシル、及びカルボキシレートから成る群より選択される1又は複数の置換基で置換されていてよく;nは、2~5の整数であり(2及び5を含む);mは、9~20の整数であり(9及び20を含む);末端窒素はRでさらに置換されてもよく、この場合Rは、水素、酸素、ヒドロキシル、及びC~Cアルキルから成る群より選択され、C~Cアルキルは、所望に応じて、ヒドロキシル、アミノ、アミド、スルホニル、スルホネート、カルボニル、カルボキシル、及びカルボキシレートから成る群より選択される1又は複数の置換基で置換されていてよい)で示される化合物と;所望に応じて存在してよく、存在する場合、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン、及び水酸化物イオンから成る群より選択される、この化合物に付随する対イオンと、を提供する。
本開示によって提供される1つの具体的な化合物は、6-(ドデシルオキシ)-N,N,N-トリメチル-6-オキソヘキサン-1-アミニウムヨージド(界面活性剤1)であり、以下の式を有する:
本開示によって提供される第二の具体的な化合物は、ドデシル6-(ジメチルアミノ)ヘキサノエートN-オキシド(界面活性剤2)であり、以下の式を有する:
上記の構造において、「N→O」の表記は、窒素と酸素との間の非イオン性結合相互作用を意味することを意図している。
本開示によって提供される第三の具体的な化合物は、6-(ドデシルオキシ)-N,N-ジメチル-6-オキソヘキサン-1-アミニウムクロリド(界面活性剤3)であり、以下の式を有する:
本開示によって提供される第四の具体的な化合物は、4-((6-(ドデシルオキシ)-6-オキソヘキシル)ジメチルアンモニオ)ブタン-1-スルホネート(界面活性剤4)であり、以下の式を有する:
本開示によって提供される第五の具体的な化合物は、6-(ドデシルオキシ)-6-オキソヘキサン-1-アミニウムクロリド(界面活性剤5)であり、以下の式を有する:
これらの界面活性剤は、様々な方法によって合成され得る。1つのそのような方法は、ラクタムを開環してN末端及びC末端を有するアミノ酸を得ることを含む。N末端を、1又は複数のアルキル化剤及び/又は酸と反応させることで、第四級アンモニウム塩が得られ得る。別の選択肢として、N末端を酸化剤と反応させることで、アミンNオキシドが得られ得る。C末端を、酸の存在下でアルコールと反応させることで、エステルが得られ得る。
アミノ酸は、天然若しくは合成であってよい、又はカプロラクタムなどのラクタムの開環反応から誘導されてもよい。開環反応は、酸又はアルカリ触媒反応であってよく、酸触媒反応の例を以下のスキーム1に示す。
アミノ酸は、少なくは1個の又は多くは12個の炭素を、N末端とC末端との間に有し得る。アルキル鎖は、分岐鎖又は直鎖であってよい。アルキル鎖には、窒素、酸素、又は硫黄が介在していてもよい。アルキル鎖は、さらに、ヒドロキシル、アミノ、アミド、スルホニル、スルホネート、カルボキシル、及びカルボキシレートから成る群より選択される1又は複数の置換基で置換されていてもよい。N末端窒素は、アシル化又は1若しくは複数のアルキル基でアルキル化されていてもよい。例えば、アミノ酸は、6-(ジメチルアミノ)ヘキサン酸であってよい。
界面活性剤1は、以下のスキーム2に示すように合成され得る。示されるように、6-アミノヘキサン酸が、還流下、ギ酸中でホルムアルデヒドで処理されて、6-(ジメチルアミノ)ヘキサン酸が得られる。次に、遊離カルボン酸が、トルエン中、p-トルエンスルホン酸(PTSA)の存在下でドデカノールなどのアルコールで処理されて、対応するエステル、ドデシル6-(ジメチルアミノ)ヘキサノエートが得られる。次に、N-末端が、炭酸ナトリウムの存在下、ヨウ化メチルでアルキル化される。
界面活性剤2は、以下のスキーム3に示すように合成され得る。示されるように、6-アミノヘキサン酸が、還流下、ギ酸中でホルムアルデヒドで処理されて、6-(ジメチルアミノ)ヘキサン酸が得られる。次に、遊離カルボン酸が、トルエン中、p-トルエンスルホン酸(PTSA)の存在下でドデカノールなどのアルコールで処理されて、対応するエステル、ドデシル6-(ジメチルアミノ)ヘキサノエートが得られる。次に、N-末端が過酸化水素で酸化されて、アミンオキシドが得られる。
界面活性剤3は、以下のスキーム4に示すように合成され得る。示されるように、6-アミノヘキサン酸が、還流下、ギ酸中でホルムアルデヒドで処理されて、6-(ジメチルアミノ)ヘキサン酸が得られる。次に、遊離カルボン酸が、トルエン中、p-トルエンスルホン酸(PTSA)の存在下でドデカノールなどのアルコールで処理されて、対応するエステル、ドデシル6-(ジメチルアミノ)ヘキサノエートが得られる。次に、N-末端が、炭酸ナトリウムの存在下、ヨウ化メチルでアルキル化される。
界面活性剤4は、以下のスキーム5に示すように合成され得る。示されるように、6-アミノヘキサン酸が、還流下、ギ酸中でホルムアルデヒドで処理されて、6-(ジメチルアミノ)ヘキサン酸が得られる。次に、遊離カルボン酸が、トルエン中、p-トルエンスルホン酸(PTSA)の存在下でドデカノールなどのアルコールで処理されて、対応するエステル、ドデシル6-(ジメチルアミノ)ヘキサノエートが得られる。次に、N-末端が、還流下の酢酸エチル中、1,4-ブタンスルトンで処理されて、所望されるスルホネートが得られる。
界面活性剤5は、以下のスキーム6に示すように合成され得る。示されるように、6-アミノヘキサン酸が、トルエン中、p-トルエンスルホン酸(PTSA)の存在下でアルコールで処理されて、対応するエステル、ドデシル6-アミノヘキサノエートが得られる。N末端が塩酸でプロトン化されて、所望される塩酸塩が得られる。
本開示の化合物は、表面活性特性を呈する。これらの特性は、様々な方法によって測定し、表され得る。界面活性剤を表し得る1つの方法は、分子の臨界ミセル濃度(CMC)による。CMCは、ミセルを形成する界面活性剤の濃度として定義され得るものであり、それよりも高い濃度では、追加の界面活性剤はすべてミセルに取り込まれる。
界面活性剤濃度が上昇するに従って、表面張力は低下する。表面が界面活性剤分子で完全に覆われると、ミセルが形成し始める。この時点が、CMCを、さらには最小表面張力を表している。界面活性剤をさらに添加しても、表面張力にさらに影響を与えることはない。CMCは、したがって、界面活性剤濃度の関数として表面張力の変化を観察することによって測定され得る。この値を測定するためのそのような1つの方法は、ウィルヘルミープレート法である。ウィルヘルミープレートは、通常、ワイヤで天秤に取り付けられた薄いイリジウム-白金プレートであり、空気-液体界面に対して垂直に配置される。天秤を用いて、濡れによってプレートに働く力が測定される。次に、この値を用い、式1に従って表面張力(γ)が算出され:
式1:γ=F/l cosθ
式中、lは、濡れ周長(w及びdをそれぞれプレートの厚さ及び幅とした場合に、2w+2d)に等しく、cosθについては、液体とプレートとの間の接触角は、現存文献値がない場合は0と仮定する。
界面活性剤の性能を評価するために用いられる別のパラメータは、動的表面張力である。動的表面張力は、特定の表面又は界面の経過時間に対する表面張力の値である。界面活性剤が添加された液体の場合、これは、平衡値と異なり得る。表面が生成された直後は、表面張力は、純液体の表面張力と等しい。上記で述べたように、界面活性剤は、表面張力を低下させるものであるため、表面張力は、平衡値に到達するまで低下する。平衡に到達するのに要する時間は、界面活性剤の拡散速度及び吸着速度に依存する。
動的表面張力を測定する1つの方法は、最大泡圧式張力計によるものである。この装置は、キャピラリーによって液体中に形成された気泡の最大内圧を測定する。測定された値は、気泡形成の開始から最大圧力となるまでの時間である、ある特定の表面経過時間での表面張力に相当する。表面張力の表面経過時間に対する依存性は、気泡が生成される速度を変動させることによって測定することができる。
表面活性化合物は、接触角によって測定される固体基材上での湿潤能力によっても評価され得る。液滴が、空気などの第三の媒体中で固体表面と接触する場合、液体、気体、及び固体間で三相線が形成される。三相線で役割を果たしており、液滴の接線である表面張力の単位ベクトルと、表面と、の間の角度が、接触角として表される。接触角(湿潤角としても知られる)は、液体による固体の濡れ性の尺度である。完全濡れの場合、液体は固体上に完全に拡がっており、接触角は0°である。濡れ特性は、典型的には、任意の化合物に対して1~100×CMCの濃度で測定されるが、濃度に依存する特性ではないことから、濡れ特性の測定値は、これよりも高い又は低い濃度で測定されてもよい。
1つの方法では、光学接触角ゴニオメーターが、接触角の測定に用いられ得る。この装置は、デジタルカメラ及びソフトウェアを用いて、表面上の液体の静止液滴の輪郭形状を分析することによって接触角を求める。
本開示の表面活性化合物に対する考え得る用途としては、シャンプー、ヘアコンディショナー、洗剤、スポットフリーリンス溶液、床及びカーペットクリーナー、落書き除去用の洗浄剤、作物保護用の湿潤剤、作物保護用の補助剤、並びにエアロゾルスプレーコーティング用の湿潤剤として用いるための製剤が挙げられる。
当業者であれば、化合物間の少しの相違が、著しく異なる界面活性剤特性に繋がり得ることから、異なる用途においては、異なる基材と共に異なる化合物が用いられ得ることは理解される。
以下の限定されない実施形態は、異なる界面活性剤の異なる特性を示すために提供される。以下の表1では、界面活性剤の略称と、それらの対応する化学構造との関連を示している。
5つの化合物の各々は、表面活性剤として有効であり、数ある用途の中でも、湿潤剤又は発泡剤、分散剤、乳化剤、及び洗剤用として有用である。
界面活性剤1、界面活性剤3、及び界面活性剤5は、カチオン性である。これらの界面活性剤は、上記で述べた用途、及び表面処理剤などの、パーソナルヘアケア製品などの、いくつかのさらなる特別な用途の両方に有用であり、また、撥水性表面を生成するために用いることもできる。
界面活性剤4は、非イオン性であり、シャンプー、洗剤、硬質表面クリーナー、及び様々な他の表面洗浄製剤に用いることができる。
界面活性剤5は、双性イオン性である。これらの界面活性剤は、上記で述べた用途のすべてにおける共界面活性剤として有用である。
実施例
核磁気共鳴(NMR)分光法は、Bruker 500MHz分光計で行った。臨界ミセル濃度(CMC)は、ウィルヘルミープレート法により、Pt-Irプレートを備えた張力計(DCAT 11,DataPhysics Instruments GmbH)を用いて23℃で特定した。動的表面張力は、最大泡圧式張力計(Kruss BP100,Kruss GmbH)を用いて23℃で特定した。接触角は、デジタルカメラを備えた光学接触角ゴニオメーター(OCA 15 Pro,DataPhysics GmbH)を用いて特定した。
例1a:
6-(ドデシルオキシ)-N,N,N-トリメチル-6-オキソヘキサン-1-アミニウムヨージド(界面活性剤1)の合成
6-(ジメチルアミノ)ヘキサン酸(11.99g、75.36mmol)を、Dean-Starkトラップを取り付けた丸底フラスコ中のトルエン(50mL)に溶解した。次に、ドデカノール(12.68g、75.36mmol)及びp-トルエンスルホン酸一水和物(PTSA)(14.33g、75.36mmol)を添加した。反応物を加熱し、Dean-Starkトラップに水が見られなくなるまで、24時間にわたって還流させた。溶媒を真空除去し、得られた固体をヘキサンで洗浄した。固体をジクロロメタン(200mL)に溶解し、飽和炭酸ナトリウムで洗浄して、ドデシル6-(ジメチルアミノ)ヘキサノエートを51%の収率で得た。1H NMR(DMSO)δ 4.00(t,J=6.5Hz,2H),2.27(t,J=7.3Hz,2H),2.13-2.16(m,2H),2.01(s,6H),1.54-1.53(m,6H),1.27-1.18(m,20H),0.86(t,3H)。
ドデシル6-(ジメチルアミノ)ヘキサノエート(1.0g、3.05mmol)を、アセトニトリル(10mL)中に溶解した。次に、炭酸ナトリウム(0.388g、3.66mmol)を添加し、反応物を室温で10分間撹拌した。ヨウ化メチル(0.57mL、9.16mmol)を添加し、反応混合物を24時間にわたって40℃に加熱し、続いて室温まで冷却した。この混合物をろ過し、濃縮して、6-(ドデシルオキシ)-N,N,N-トリメチル-6-オキソヘキサン-1-アミニウムヨージドを、黄色固体として92%の収率で得た。H NMR (DMSO)δ 4.00(t,J=6.7Hz,2H),3.30-3.22(m,2H),3.04(s,9H),2.34(t,J=7.4Hz,2H),1.70-1.63(m,2H),1.62-1.46(m,4H),1.31-1.20(m,20H),0.86(t,J=6.9Hz,3H)。
例1b:
界面活性剤1の臨界ミセル濃度(CMC)の特定
臨界ミセル濃度(CMC)を調べた。水中での濃度と共に変化する表面張力から、CMCは、約1mmolであると特定した。この界面活性剤で到達可能である最小表面張力のプラトー値は、約33mN/m、すなわち33mN/m±3.3mN/mである。図1は、これらの結果のプロットであり、表面張力対濃度を示している。プロットから、表面張力は、CMCでは約34mN/mであり、1.0mmol以上の濃度では、約33.8mN/mである。
例1c:
界面活性剤1の動的表面張力の特定
動的表面張力を、新たに作り出された空気-水界面の表面張力の経時での変化を測定する最大泡圧式張力計で特定した。図2は、表面張力対時間としての結果のプロットを表し、1ms~75msの時間間隔で、表面張力が約55.5mN/mから約39.9mN/mに急速に低下することを示している。75ms~50,410msの時間間隔では、表面張力は、約39.9mN/mから約34mN/mにゆっくり低下し、CMCでの表面張力の飽和値に漸近的に近づいている。
例1d:
界面活性剤1の濡れ特性の特定
表面張力及び表面動態に加えて、化合物の濡れ特性を様々な表面上で試験した。例えば、ポリエチレン-HDなどの疎水性基材は、接触角32°の表面濡れを呈する。テフロン(登録商標)などの疎油性及び疎水性基材上では、測定した接触角は、水よりも非常に低く、67.1°であった(表2)。
例2a:
ドデシル6-(ジメチルアミノ)ヘキサノエートN-オキシド(界面活性剤2)の合成
6-(ジメチルアミノ)ヘキサン酸(11.99g、75.36mmol)を、Dean-Starkトラップを取り付けた丸底フラスコ中のトルエン(50mL)に溶解した。次に、ドデカノール(12.68g、75.36mmol)及びp-トルエンスルホン酸一水和物(PTSA)(14.33g、75.36mmol)を添加した。反応物を加熱し、Dean-Starkトラップに水が見られなくなるまで、24時間にわたって還流させた。溶媒を真空除去し、得られた固体をヘキサンで洗浄した。固体をジクロロメタン(200mL)に溶解し、飽和炭酸ナトリウムで洗浄して、ドデシル6-(ジメチルアミノ)ヘキサノエートを51%の収率で得た。H NMR(DMSO)δ 4.00(t,J=6.5Hz,2H),2.27(t,J=7.3Hz,2H),2.13-2.16(m,2H),2.01(s,6H),1.54-1.53(m,6H),1.27-1.18(m,20H),0.86(t,3H)。
ドデシル6-(ジメチルアミノ)ヘキサノエート(1.0g、3.05mmol)を、蒸留水(80mL)中に溶解した。過酸化水素(50%溶液、1.04g、30.5mmol)を添加した。反応物を加熱して12時間還流し、次に溶媒を真空除去した。得られた固体をアセトンで洗浄して、所望されるN-オキシドを90%の収率で得た。H NMR(500MHz,DMSO)δ 4.00(t,J=6.6Hz,2H),3.30-3.26(m,2H),3.18(s,6H),2.31(t,J=7.4Hz,2H),1.76-1.73(m,2H),1.54-1.57(m,4H),1.30-1.24(m,22H),0.86(t,J=6.9Hz,3H)。
例2b:
界面活性剤2の臨界ミセル濃度(CMC)の特定
臨界ミセル濃度(CMC)を調べた。水中での濃度と共に変化する表面張力から、CMCは、約0.08mmolであると特定した。この界面活性剤で到達可能である最小表面張力のプラトー値は、約28mN/m、すなわち28mN/m±2.8mN/mである。図3は、これらの結果のプロットであり、表面張力対濃度を示している。結果のプロットから、CMCでの表面張力は、約30mN/m以下である。プロットはさらに、0.08mmol以上の濃度において、表面張力が30mN/m以下であることも示している。
例2c:
界面活性剤2の動的表面張力の特定
動的表面張力を、新たに作り出された空気-水界面の表面張力の経時での変化を測定する最大泡圧式張力計で特定した。図4は、表面張力対時間のプロットを表し、化合物が、およそ7.6秒で表面を完全に飽和したことを示している。プロットから分かるように、動的表面張力は、4900ms以上の表面経過時間で、40mN/m以下である。
例2d:
界面活性剤2の濡れ特性の特定
表面張力及び表面動態に加えて、化合物の濡れ特性を様々な表面上で試験した。例えば、ポリエチレン-HDなどの疎水性基材は、水よりも非常に低い接触角39.3°の表面濡れを呈する。テフロン(登録商標)などの疎油性及び疎水性基材上では、測定した接触角は、水よりも非常に低く、57.4°であった(表3)。
例3a:
6-(ドデシルオキシ)-N,N-ジメチル-6-オキソヘキサン-1-アミニウムクロリド(界面活性剤3)の合成
6-(ジメチルアミノ)ヘキサン酸(11.99g、75.36mmol)を、Dean-Starkトラップを取り付けた丸底フラスコ中のトルエン(50mL)に溶解した。次に、ドデカノール(12.68g、75.36mmol)及びp-トルエンスルホン酸一水和物(PTSA)(14.33g、75.36mmol)を添加した。反応物を加熱し、Dean-Starkトラップに水が見られなくなるまで、24時間にわたって還流させた。溶媒を真空除去し、得られた固体をヘキサンで洗浄した。固体をジクロロメタン(200mL)に溶解し、飽和炭酸ナトリウムで洗浄して、ドデシル6-(ジメチルアミノ)ヘキサノエートを51%の収率で得た。1H NMR(DMSO)δ 4.00(t,J=6.5Hz,2H),2.27(t,J=7.3Hz,2H),2.13-2.16(m,2H),2.01(s,6H),1.54-1.53(m,6H),1.27-1.18(m,20H),0.86(t,3H)。
ドデシル6-(ジメチルアミノ)ヘキサノエート(100mg、0.305mmol)を、水(10mL)中に溶解した。濃塩酸(11.14mg、0.305mmol)を添加した。
例3b:
界面活性剤3の臨界ミセル濃度(CMC)の特定
臨界ミセル濃度(CMC)を調べた。水中での濃度と共に変化する表面張力から、CMCは、約1.4mmolであると特定した。この界面活性剤で到達可能である最小表面張力のプラトー値は、約30mN/m、すなわち30mN/m±3mN/mである。図5は、これらの結果のプロットであり、表面張力対濃度を示している。結果のプロットから、CMCでの表面張力は、約30mN/m以下である。プロットはさらに、2.7mmol以上の濃度において、表面張力が33mN/m以下であることも示している。
例3c:
界面活性剤3の動的表面張力の特定
動的表面張力を、新たに作り出された空気-水界面の表面張力の経時での変化を測定する最大泡圧式張力計で特定した。図6は、表面張力対時間のプロットを表し、1~100msの時間間隔で、表面張力が約50mN/mから約40mN/mに急速に低下することを示している。100~50000msの時間間隔では、表面張力は、40mN/mから約34mN/mにゆっくり低下し、CMCでの表面張力の飽和値に漸近的に近づいている。
例3d:
界面活性剤3の濡れ特性の特定
表面張力及び表面動態に加えて、化合物の濡れ特性を様々な表面上で試験した。例えば、ポリエチレン-HDなどの疎水性基材は、接触角42.5°の表面濡れを呈する。テフロン(登録商標)などの疎油性及び疎水性基材上では、測定した接触角は、水よりも非常に低く、66.6°であった(表4)。
例4a:
4-((6-(ドデシルオキシ)-6-オキソヘキシル)ジメチルアンモニオ)ブタン-1-スルホネート(界面活性剤4)の合成
6-(ジメチルアミノ)ヘキサン酸(11.99g、75.36mmol)を、Dean-Starkトラップを取り付けた丸底フラスコ中のトルエン(50mL)に溶解した。次に、ドデカノール(12.68g、75.36mmol)及びp-トルエンスルホン酸一水和物(PTSA)(14.33g、75.36mmol)を添加した。反応物を加熱し、Dean-Starkトラップに水が見られなくなるまで、24時間にわたって還流させた。溶媒を真空除去し、得られた固体をヘキサンで洗浄した。固体をジクロロメタン(200mL)に溶解し、飽和炭酸ナトリウムで洗浄して、ドデシル6-(ジメチルアミノ)ヘキサノエートを51%の収率で得た。1H NMR(DMSO)δ 4.00(t,J=6.5Hz,2H),2.27(t,J=7.3Hz,2H),2.13-2.16(m,2H),2.01(s,6H),1.54-1.53(m,6H),1.27-1.18(m,20H),0.86(t,3H)。
ドデシル6-(ジメチルアミノ)ヘキサノエート(1.0g、3.05mmol)を、酢酸エチル(30mL)中に溶解した。次に、1,4-ブタンスルトン(0.62g、4.57mmol)を添加し、この混合物を加熱して12時間還流した。反応物を室温まで冷却し、溶媒を真空除去した。1H NMR(DMSO)δ 4.00(t,J=6.7Hz,2H),3.29-3.15(m,4H),2.97(s,6H),2.47(t,J=7.4Hz,2H),2.33(t,J=7.4Hz,2H),1.81-1.70(m,2H),1.66-1.55(m,6H),1.32-1.23(m,20H),0.86(t,J=6.9Hz,3H)。
例4b:
界面活性剤4の臨界ミセル濃度(CMC)の特定
臨界ミセル濃度(CMC)を調べた。水中での濃度と共に変化する表面張力から、CMCは、約0.1mmolであると特定した。この界面活性剤で到達可能である最小表面張力のプラトー値は、約38mN/m、すなわち38mN/m±3.8mN/mである。図7は、これらの結果のプロットであり、表面張力対濃度を示している。結果のプロットから、表面張力は、CMCでは約38mN/mであり、1mmol以上の濃度では、表面張力は37mN/m以下である。
例4c:
界面活性剤4の動的表面張力の特定
動的表面張力を、新たに作り出された空気-水界面の表面張力の経時での変化を測定する最大泡圧式張力計で特定した。図8は、表面張力対時間のプロットを表し、化合物が、およそ1秒で表面を完全に飽和したことを示している。プロットから、動的表面張力は、4000ms以上の表面経過時間で、40.5mN/m以下である。
例4d:
界面活性剤4の濡れ特性の特定
表面張力及び表面動態に加えて、化合物の濡れ特性を様々な表面上で試験した。例えば、ポリエチレン-HDなどの疎水性基材は、接触角46.5°の表面濡れを呈する。テフロン(登録商標)などの疎油性及び疎水性基材上では、測定した接触角は、水よりも非常に低く、62.7°であった(表5)。
例5a:
6-(ドデシルオキシ)-6-オキソヘキサン-1-アミニウムクロリド(界面活性剤5)の合成
6-アミノヘキサン酸(5.0g、38.11mmol)を、Dean-Starkトラップを取り付けた丸底フラスコ中のトルエン(50mL)に溶解した。次に、ドデカノール(6.41g、38.11mmol)及びp-トルエンスルホン酸一水和物(PTSA)(7.24g、38.11mmol)を添加した。反応物を加熱し、Dean-Starkトラップに水が見られなくなるまで、24時間にわたって還流させた。溶媒を真空除去し、得られた固体をヘキサンで洗浄した。固体をジクロロメタン(200mL)に溶解し、飽和炭酸ナトリウムで洗浄して、ドデシル6-アミノヘキサノエートを40%の収率で得た。
ドデシル6-アミノヘキサノエート(100mg、0.363mmol)を、水(10mL)中に溶解した。次に、濃塩酸(13.23mg、0.363mmol)を添加した。
例5b:
界面活性剤5の臨界ミセル濃度(CMC)の特定
臨界ミセル濃度(CMC)を調べた。水中での濃度と共に変化する表面張力から、CMCは、約0.75mmolであると特定した。この界面活性剤で到達可能である最小表面張力のプラトー値は、約23mN/m、すなわち23mN/m±2.3mN/mである。図9は、これらの結果のプロットであり、表面張力対濃度を示している。結果のプロットから、表面張力は、CMCでは約23mN/mであり、0.7mmol以上の濃度では、表面張力は23.2mN/m以下である。
例5c:
界面活性剤5の動的表面張力の特定
動的表面張力を、新たに作り出された空気-水界面の表面張力の経時での変化を測定する最大泡圧式張力計で特定した。図10は、表面張力対時間のプロットを示し、化合物が、およそ1.5秒で表面を完全に飽和したことを示している。プロットから、動的表面張力は、3185ms以上の表面経過時間で、28.5mN/m以下である。
例5d:
界面活性剤5の濡れ特性の特定
表面張力及び表面動態に加えて、化合物の濡れ特性を様々な表面上で試験した。例えば、ポリエチレン-HDなどの疎水性基材は、非常に低い接触角16.6°の表面濡れを呈する。テフロン(登録商標)などの疎油性及び疎水性基材上では、測定した接触角は、水よりも非常に低く、39.3°であった(表6)。
実施例6:
インク定着液のための配合物
この実施例では、本明細書に記載された界面活性剤1~5の1つ又は複数であり得る界面活性剤を含むインク定着液の配合物が、提供される。該配合物の成分が、以下の表7に示される。
実施例7
塗料のための配合物
この実施例では、本明細書に記載された界面活性剤1~5の1つ又は複数であり得る界面活性剤を含む塗料としての使用のための配合物が、提供される。該配合物が、以下の表8に示される。
実施例8
接着剤のための配合物
この実施例では、本明細書に記載された界面活性剤1~5の1つ又は複数であり得る界面活性剤を含む接着剤としての使用のための配合物が、提供される。該配合物が、以下の表9に示される。
実施例9
塗料剥離剤のための配合物
この実施例では、本明細書に記載された界面活性剤1~5の1つ又は複数であり得る界面活性剤を含む塗料剥離剤としての使用のための配合物が、提供される。該配合物が、以下の表10に示される。
形態
形態1は、式I
(式中、R及びRは、同じであっても又は異なっていてもよく、水素及びC~Cアルキルから成る群より選択されてよく、C~Cアルキルは、所望に応じて、ヒドロキシル、アミノ、アミド、スルホニル、スルホネート、カルボニル、カルボキシル、及びカルボキシレートから成る群より選択される1又は複数の置換基で置換されていてよく;nは、2~5の整数であり(2及び5を含む);mは、9~20の整数であり(9及び20を含む);末端窒素はRでさらに置換されてもよく、この場合Rは、水素、酸素、ヒドロキシル、及びC~Cアルキルから成る群より選択され、C~Cアルキルは、所望に応じて、ヒドロキシル、アミノ、アミド、スルホニル、スルホネート、カルボニル、カルボキシル、及びカルボキシレートから成る群より選択される1又は複数の置換基で置換されていてよい)で示される少なくとも1種の界面活性剤と;所望に応じて存在してよく、存在する場合、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン、及び水酸化物イオンから成る群より選択される、この化合物に付随する対イオンと;定着剤と;水と、を含む、インク定着液のための配合物である。
形態2は、定着剤が金属カルボン酸塩である、形態1の配合物である。
形態3は、保湿剤をさらに含む、形態1又は形態2のどちらかの配合物である。
形態4は、酸をさらに含む、形態1~3のいずれかの配合物である。
形態5は、水性ビヒクルをさらに含む、形態1~4のいずれかの配合物である。
形態6は、水性ビヒクルに分散された着色剤をさらに含む、形態1~5のいずれかの配合物である。
形態7は、界面活性剤が以下の式:
を有する6-(ドデシルオキシ)-N,N,N-トリメチル-6-オキソヘキサン-1-アミニウムヨージドである、形態1~6のいずれかによる配合物である。
形態8は、界面活性剤が以下の式:
を有するドデシル 6-(ジメチルアミノ)ヘキサノエートN-オキシドである、形態1~6のいずれかによる配合物である。
形態9は、界面活性剤が以下の式:
を有する6-(ドデシルオキシ)-N,N-ジメチル-6-オキソヘキサン-1-アミニウムクロリドである、形態1~6のいずれかによる配合物である。
形態10は、界面活性剤が以下の式:
を有する4-((6-(ドデシルオキシ)-6-オキソヘキシル)ジメチルアンモニオ)ブタン-1-スルホネートである、形態1~6のいずれかによる配合物である。
形態11は、界面活性剤が以下の式:
を有する6-(ドデシルオキシ)-6-オキソヘキサン-1-アミニウムクロリドである、形態1~6のいずれかによる配合物である。
形態12は、式I
(式中、R及びRは、同じであっても又は異なっていてもよく、水素及びC~Cアルキルから成る群より選択されてよく、C~Cアルキルは、所望に応じて、ヒドロキシル、アミノ、アミド、スルホニル、スルホネート、カルボニル、カルボキシル、及びカルボキシレートから成る群より選択される1又は複数の置換基で置換されていてよく;nは、2~5の整数であり(2及び5を含む);mは、9~20の整数であり(9及び20を含む);末端窒素はRでさらに置換されてもよく、この場合Rは、水素、酸素、ヒドロキシル、及びC~Cアルキルから成る群より選択され、C~Cアルキルは、所望に応じて、ヒドロキシル、アミノ、アミド、スルホニル、スルホネート、カルボニル、カルボキシル、及びカルボキシレートから成る群より選択される1又は複数の置換基で置換されていてよい)で示される少なくとも1種の界面活性剤と;所望に応じて存在してよく、存在する場合、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン、及び水酸化物イオンから成る群より選択される、この化合物に付随する対イオンと;ラテックスと;水と、を含む、塗料のための配合物である。
形態13は、1種又は複数の乾燥剤をさらに含む、形態12の配合物である。
形態14は、1種又は複数の溶媒をさらに含む、形態12又は形態13のどちらかの配合物である。
形態15は、1種又は複数の顔料をさらに含む、形態12~14のいずれかの配合物である。
形態16は、界面活性剤が以下の式:
を有する6-(ドデシルオキシ)-N,N,N-トリメチル-6-オキソヘキサン-1-アミニウムヨージドである、形態12~15のいずれかによる配合物である。
形態17は、界面活性剤が以下の式:
を有するドデシル 6-(ジメチルアミノ)ヘキサノエートN-オキシドである、形態12~15のいずれかによる配合物である。
形態18は、界面活性剤が以下の式:
を有する6-(ドデシルオキシ)-N,N-ジメチル-6-オキソヘキサン-1-アミニウムクロリドである、形態12~15のいずれかによる配合物である。
形態19は、界面活性剤が以下の式:
を有する4-((6-(ドデシルオキシ)-6-オキソヘキシル)ジメチルアンモニオ)ブタン-1-スルホネートである、形態12~15のいずれかによる配合物である。
形態20は、界面活性剤が以下の式:
を有する6-(ドデシルオキシ)-6-オキソヘキサン-1-アミニウムクロリドである、形態12~15のいずれかによる配合物である。
形態21は、式I
(式中、R及びRは、同じであっても又は異なっていてもよく、水素及びC~Cアルキルから成る群より選択されてよく、C~Cアルキルは、所望に応じて、ヒドロキシル、アミノ、アミド、スルホニル、スルホネート、カルボニル、カルボキシル、及びカルボキシレートから成る群より選択される1又は複数の置換基で置換されていてよく;nは、2~5の整数であり(2及び5を含む);mは、9~20の整数であり(9及び20を含む);末端窒素はRでさらに置換されてもよく、この場合Rは、水素、酸素、ヒドロキシル、及びC~Cアルキルから成る群より選択され、C~Cアルキルは、所望に応じて、ヒドロキシル、アミノ、アミド、スルホニル、スルホネート、カルボニル、カルボキシル、及びカルボキシレートから成る群より選択される1又は複数の置換基で置換されていてよい)で示される少なくとも1種の界面活性剤と;所望に応じて存在してよく、存在する場合、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン、及び水酸化物イオンから成る群より選択される、この化合物に付随する対イオンと;バインダーと;水と、を含む、塗料のための配合物である。
形態22は、1種又は複数の乾燥剤をさらに含む、形態21の配合物である。
形態23は、1種又は複数の溶媒をさらに含む、形態21又は形態22のどちらかの配合物である。
形態24は、1種又は複数の顔料をさらに含む、形態21~23のいずれかの配合物である。
形態25は、界面活性剤が以下の式:
を有する6-(ドデシルオキシ)-N,N,N-トリメチル-6-オキソヘキサン-1-アミニウムヨージドである、形態21~24のいずれかによる配合物である。
形態26は、界面活性剤が以下の式:
を有するドデシル 6-(ジメチルアミノ)ヘキサノエートN-オキシドである、形態21~24のいずれかによる配合物である。
形態27は、界面活性剤が以下の式:
を有する6-(ドデシルオキシ)-N,N-ジメチル-6-オキソヘキサン-1-アミニウムクロリドである、形態21~24のいずれかによる配合物である。
形態28は、界面活性剤が以下の式:
を有する4-((6-(ドデシルオキシ)-6-オキソヘキシル)ジメチルアンモニオ)ブタン-1-スルホネートである、形態21~24のいずれかによる配合物である。
形態29は、界面活性剤が以下の式:
を有する6-(ドデシルオキシ)-6-オキソヘキサン-1-アミニウムクロリドである、形態21~24のいずれかによる配合物である。
形態30は、式I
(式中、R及びRは、同じであっても又は異なっていてもよく、水素及びC~Cアルキルから成る群より選択されてよく、C~Cアルキルは、所望に応じて、ヒドロキシル、アミノ、アミド、スルホニル、スルホネート、カルボニル、カルボキシル、及びカルボキシレートから成る群より選択される1又は複数の置換基で置換されていてよく;nは、2~5の整数であり(2及び5を含む);mは、9~20の整数であり(9及び20を含む);末端窒素はRでさらに置換されてもよく、この場合Rは、水素、酸素、ヒドロキシル、及びC~Cアルキルから成る群より選択され、C~Cアルキルは、所望に応じて、ヒドロキシル、アミノ、アミド、スルホニル、スルホネート、カルボニル、カルボキシル、及びカルボキシレートから成る群より選択される1又は複数の置換基で置換されていてよい)で示される少なくとも1種の界面活性剤と;所望に応じて存在してよく、存在する場合、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン、及び水酸化物イオンから成る群より選択される、この化合物に付随する対イオンと;接着剤と;水と、を含む、接着剤のための配合物である。
形態31は、充填剤をさらに含む、形態30の配合物である。
形態32は、界面活性剤が以下の式:
を有する6-(ドデシルオキシ)-N,N,N-トリメチル-6-オキソヘキサン-1-アミニウムヨージドである、形態30又は形態31のどちらかによる配合物である。
形態33は、界面活性剤が以下の式:
を有するドデシル 6-(ジメチルアミノ)ヘキサノエートN-オキシドである、形態30又は形態31のどちらかによる配合物である。
形態34は、界面活性剤が以下の式:
を有する6-(ドデシルオキシ)-N,N-ジメチル-6-オキソヘキサン-1-アミニウムクロリドである、形態30又は形態31のどちらかによる配合物である。
形態35は、界面活性剤が以下の式:
を有する4-((6-(ドデシルオキシ)-6-オキソヘキシル)ジメチルアンモニオ)ブタン-1-スルホネートである、形態30又は形態31のどちらかによる配合物である。
形態36は、界面活性剤が以下の式:
を有する6-(ドデシルオキシ)-6-オキソヘキサン-1-アミニウムクロリドである、形態30又は形態31のどちらかによる配合物である。
形態37は、式I
(式中、R及びRは、同じであっても又は異なっていてもよく、水素及びC~Cアルキルから成る群より選択されてよく、C~Cアルキルは、所望に応じて、ヒドロキシル、アミノ、アミド、スルホニル、スルホネート、カルボニル、カルボキシル、及びカルボキシレートから成る群より選択される1又は複数の置換基で置換されていてよく;nは、2~5の整数であり(2及び5を含む);mは、9~20の整数であり(9及び20を含む);末端窒素はRでさらに置換されてもよく、この場合Rは、水素、酸素、ヒドロキシル、及びC~Cアルキルから成る群より選択され、C~Cアルキルは、所望に応じて、ヒドロキシル、アミノ、アミド、スルホニル、スルホネート、カルボニル、カルボキシル、及びカルボキシレートから成る群より選択される1又は複数の置換基で置換されていてよい)で示される少なくとも1種の界面活性剤と;所望に応じて存在してよく、存在する場合、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン、及び水酸化物イオンから成る群より選択される、この化合物に付随する対イオンと;1,2-ジクロロエチレンと;水と、を含む、塗料剥離剤のための配合物である。
形態38は、ワックスをさらに含む、形態37の配合物である。
形態39は、腐食防止剤をさらに含む、形態37又は形態38のどちらかの配合物である。
形態40は、有機溶媒をさらに含む、形態37~39のいずれかの配合物である。
形態41は、増粘剤をさらに含む、形態37~40のいずれかの配合物である。
形態42は、界面活性剤が以下の式:
を有する6-(ドデシルオキシ)-N,N,N-トリメチル-6-オキソヘキサン-1-アミニウムヨージドである、形態37~41のいずれかによる配合物である。
形態43は、界面活性剤が以下の式:
を有するドデシル 6-(ジメチルアミノ)ヘキサノエートN-オキシドである、形態37~41のいずれかによる配合物である。
形態44は、界面活性剤が以下の式:
を有する6-(ドデシルオキシ)-N,N-ジメチル-6-オキソヘキサン-1-アミニウムクロリドである、形態37~41のいずれかによる配合物である。
形態45は、界面活性剤が以下の式:
を有する4-((6-(ドデシルオキシ)-6-オキソヘキシル)ジメチルアンモニオ)ブタン-1-スルホネートである、形態37~41のいずれかによる配合物である。
形態46は、界面活性剤が以下の式:
を有する6-(ドデシルオキシ)-6-オキソヘキサン-1-アミニウムクロリドである、形態37~41のいずれかによる配合物である。
形態47は、式I
(式中、R及びRは、同じであっても又は異なっていてもよく、水素及びC~Cアルキルから成る群より選択されてよく、C~Cアルキルは、所望に応じて、ヒドロキシル、アミノ、アミド、スルホニル、スルホネート、カルボニル、カルボキシル、及びカルボキシレートから成る群より選択される1又は複数の置換基で置換されていてよく;nは、2~5の整数であり(2及び5を含む);mは、9~20の整数であり(9及び20を含む);末端窒素はRでさらに置換されてもよく、この場合Rは、水素、酸素、ヒドロキシル、及びC~Cアルキルから成る群より選択され、C~Cアルキルは、所望に応じて、ヒドロキシル、アミノ、アミド、スルホニル、スルホネート、カルボニル、カルボキシル、及びカルボキシレートから成る群より選択される1又は複数の置換基で置換されていてよい)で示される少なくとも1種の界面活性剤と;所望に応じて存在してよく、存在する場合、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン、及び水酸化物イオンから成る群より選択される、この化合物に付随する対イオンと;1,2-ジクロロエチレンと;1種又は複数の共溶媒と;水と、を含む、塗料剥離剤のための配合物である。
形態48は、1種又は複数の共溶媒が芳香族アルコール、芳香族エーテル、及び脂肪族アルコールから選択される、形態47の配合物である。
形態49は、ワックスをさらに含む、形態47又は形態48のどちらかの配合物である。
形態50は、腐食防止剤をさらに含む、形態47~49のいずれかの配合物である。
形態51は、有機溶媒をさらに含む、形態47~50のいずれかの配合物である。
形態52は、増粘剤をさらに含む、形態47~51のいずれかの配合物である。
形態53は、界面活性剤が以下の式:
を有する6-(ドデシルオキシ)-N,N,N-トリメチル-6-オキソヘキサン-1-アミニウムヨージドである、形態47~52のいずれかによる配合物である。
形態54は、界面活性剤が以下の式:
を有するドデシル 6-(ジメチルアミノ)ヘキサノエートN-オキシドである、形態47~52のいずれかによる配合物である。
形態55は、界面活性剤が以下の式:
を有する6-(ドデシルオキシ)-N,N-ジメチル-6-オキソヘキサン-1-アミニウムクロリドである、形態47~52のいずれかによる配合物である。
形態56は、界面活性剤が以下の式:
を有する4-((6-(ドデシルオキシ)-6-オキソヘキシル)ジメチルアンモニオ)ブタン-1-スルホネートである、形態47~52のいずれかによる配合物である。
形態57は、界面活性剤が以下の式:
を有する6-(ドデシルオキシ)-6-オキソヘキサン-1-アミニウムクロリドである、形態47~52のいずれかによる配合物である。
形態58は、界面活性剤が以下の式:
を有する6-(ドデシルオキシ)-N,N,N-トリメチル-6-オキソヘキサン-1-アミニウムヨージド;
以下の式:
を有するドデシル 6-(ジメチルアミノ)ヘキサノエートN-オキシド;
以下の式:
を有する6-(ドデシルオキシ)-N,N-ジメチル-6-オキソヘキサン-1-アミニウムクロリド;
以下の式:
を有する4-((6-(ドデシルオキシ)-6-オキソヘキシル)ジメチルアンモニオ)ブタン-1-スルホネート;
以下の式:
を有する6-(ドデシルオキシ)-6-オキソヘキサン-1-アミニウムクロリド;及び
それらの組み合わせ、
の少なくとも1つを含む、形態1~6のいずれかの配合物である。
形態59は、式I
(式中、R及びRは、同じであっても又は異なっていてもよく、水素及びC~Cアルキルから成る群より選択されてよく、C~Cアルキルは、所望に応じて、ヒドロキシル、アミノ、アミド、スルホニル、スルホネート、カルボニル、カルボキシル、及びカルボキシレートから成る群より選択される1又は複数の置換基で置換されていてよく;nは、2~5の整数であり(2及び5を含む);mは、9~20の整数であり(9及び20を含む);末端窒素はRでさらに置換されてもよく、この場合Rは、水素、酸素、ヒドロキシル、及びC~Cアルキルから成る群より選択され、C~Cアルキルは、所望に応じて、ヒドロキシル、アミノ、アミド、スルホニル、スルホネート、カルボニル、カルボキシル、及びカルボキシレートから成る群より選択される1又は複数の置換基で置換されていてよい)で示される少なくとも1種の界面活性剤と;所望に応じて存在してよく、存在する場合、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン、及び水酸化物イオンから成る群より選択される、この化合物に付随する対イオンと;ラテックス及びバインダーの少なくとも1つと;水と、を含む、塗料のための配合物である。
形態60は、1種又は複数の乾燥剤をさらに含む、形態59の配合物である。
形態61は、1種又は複数の溶媒をさらに含む、形態59又は形態60のどちらかの配合物である。
形態62は、1種又は複数の顔料をさらに含む、形態59~61のいずれかの配合物である。
形態63は、界面活性剤が以下の式:
を有する6-(ドデシルオキシ)-N,N,N-トリメチル-6-オキソヘキサン-1-アミニウムヨージド;
以下の式:
を有するドデシル 6-(ジメチルアミノ)ヘキサノエートN-オキシド;
以下の式:
を有する6-(ドデシルオキシ)-N,N-ジメチル-6-オキソヘキサン-1-アミニウムクロリド;
以下の式:
を有する4-((6-(ドデシルオキシ)-6-オキソヘキシル)ジメチルアンモニオ)ブタン-1-スルホネート;
以下の式:
を有する6-(ドデシルオキシ)-6-オキソヘキサン-1-アミニウムクロリド;及び
それらの組み合わせ、
の少なくとも1つを含む、形態59~62のいずれかの配合物である。
形態64は、界面活性剤が以下の式:
を有する6-(ドデシルオキシ)-N,N,N-トリメチル-6-オキソヘキサン-1-アミニウムヨージド;
以下の式:
を有するドデシル 6-(ジメチルアミノ)ヘキサノエートN-オキシド;
以下の式:
を有する6-(ドデシルオキシ)-N,N-ジメチル-6-オキソヘキサン-1-アミニウムクロリド;
以下の式:
を有する4-((6-(ドデシルオキシ)-6-オキソヘキシル)ジメチルアンモニオ)ブタン-1-スルホネート;
以下の式:
を有する6-(ドデシルオキシ)-6-オキソヘキサン-1-アミニウムクロリド;及び
それらの組み合わせ、
の少なくとも1つを含む、形態30又は形態31のどちらかの配合物である。

Claims (6)

  1. 以下の式:
    を有するドデシル 6-(ジメチルアミノ)ヘキサノエートN-オキシドを含む界面活性剤、
    定着剤、及び
    水、
    を含む、インク定着液のための配合物。
  2. 前記定着剤が金属カルボン酸塩である、請求項1に記載の配合物。
  3. 保湿剤をさらに含む、請求項1又は請求項2に記載の配合物。
  4. 酸をさらに含む、請求項1~3のいずれか一項に記載の配合物。
  5. 水性ビヒクルをさらに含む、請求項1~4のいずれか一項に記載の配合物。
  6. 水性ビヒクルに分散された着色剤をさらに含む、請求項1~5のいずれか一項に記載の配合物。
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