【発明の詳細な説明】
インキ組成物及びその製造方法
本発明は、インキ組成物及びその製造方法に関する。
ＷＯ−Ａ−９３／２３７９５によれば、顔料、カーボンブラック及び磁気粒子
の様な粒子は、植物油の様な油中で分散体を形成する為に処理される。この方法
では、顔料は、ポリマー及び樹脂を含む油中で、高温(elevated temperature)で
分散される。混合物は、冷却されて成分が固化され、次いで、受入れ可能なイン
キを形成するに必要な混合、混練等でワニスの様なビヒクル中に再分散される。
冷却された混合物は、固化すると、反応容器から取り出す事が困難であり、更な
る加工が困難であるから、商業生産に見合う方法を与える手段が必要である。
更に、通常必要とされる費用の掛かる製造工程、例えば、フラッシュ顔料又は
カーボンブラック分散体を用いるインキの製造に採用されるフラッシング工程を
避ける事の出来るインキ製造方法の必要性が存在する。
ペーストインキは、２つの方法のいずれかで、従来製造されている。即ち、（
１）予備分散された、或いはフラッシュされた顔料濃縮物をビヒクル、溶剤、油
及び化合物と混合するか、（２）乾燥顔料又は樹脂被覆顔料をビヒクル及び化合
物と混合し、次いでそれらをインキミルで粉砕する方法である。フラッシュは、
水を除去し、油を添加する為に処理される湿潤顔料から成るプレスケーキから造
られる。フラッシュは、次いでワニスの様なビヒクルと混合し、最終のインキを
製造する。最後の濾過工程は、未分散の顔料凝集物又はその他の外来物質を除去
するのに使用してもよい。
混合は、種々の装置、例えば、シグマ−ブレード混合機、缶混合機及び大きな
攪拌タンクで行われる。色調強度は、顔料の分散度に比例するので、改善された
顔料分散を達成する為の改良された混合を提供する試みが為されている。高速混
合機、例えば、鋸刃又は集中２枚刃分散機(saw-bladed or concentric double-b
laded dispersor)が使用されている。
顔料の粉砕は、通常、３又は４本ロールの水平又は垂直ミル及びショット又は
ピンミル（共に水平及び垂直）、又はボールミル又はコロイドミルで行われる。
３本ロールミルは、普通、粘稠なペーストインキを粉砕するのに使用される。
乾燥顔料では、顔料は、凝集の原因となるワニスと混合される。解凝集の為に
は、練りを使用する事が必要である。３本ロールミルが使用される場合は、１〜
３回の通しが、所望の顔料分散度を達成する為に行われなければならない。４本
ロールミルは使用出来るが、３本ロールミルより低速である。
その他には、ピンミルが顔料の解凝集の為に使用されている。ピンミルは、シ
ャフト上のピンと同時に室壁上のピンに対するオフセットと共に動くシャフトを
有する。ピンの間にはスチールボールがある。顔料は、タンクから半連続ベース
上のミル中にポンプ輸送される。顔料をミルに供給するのには、普通ギヤーポン
プが使用される。外壁は、再循環水の使用によって冷却される。幾らかのスチー
ルフィラメントが処理された顔料中に連行されるので、それを磁気フィルターの
使用によって除去する事が必要である。そこで、一連のフィルター、例えば、バ
グフィルター、普通、ナイロンのバグフィルター、又はステンレススチールバス
ケットフィルターが、大きなサイズの顔料粒子を除去する為に通常使用される。
ピンミルは、３本ロールミル程有効ではないが、生産性は高い。
ピンミルの変形に、垂直ミルがあり、これは、シャフト上に間隔を置いて置か
れている一連の回転板を有する。回転板は、それらの間でステンレススチールボ
ールを動かす。又、このミルは、顔料中に、除去されなければならない金属フィ
ラメントをもたらし、又取扱が出来ない程の高粘稠ペースト濃縮体である。
水平ミルは、高速回転でスチール又はガラスビーズを使用する。達成される解
凝集は、多重通しが通常必要とされる様に、良好なものではない。
上記で検討されたミル全てにおいて、３及び４本ロールミル以外は、顔料は、
ギヤーポンプでミルに供給される。
然しながら、前述の装置の何れも、分散粒子の所与濃度のインキの最大強度を
達成する為の、インキ組成物中の顔料、カーボンブラック等の必要分散度を提供
しない。
高剪断混合及び同時押し出しを用意する高強度混合機械は、昔から知られてい
る。例えば、米国特許第３，４９０，７５０号及び第３，６１８，９０２号は、
その様な機械に関するものである。然しながら、その様な機械の使用は、「液体
、プラスチック、顆粒又は粉末形状」の材料を混合、混練り、ブレンド又は反応
するのに使用するのに、主として限定されている。更に、その様な装置は、ゴム
、ビニル及びポリエチレンプラスチックス、リノリウム及びセルロースコンパウ
ンドを含むプラスチック塊を混合及びコンパウンドにするのに使用されてきた。
本発明は、粒子（磁気粒子、顔料（有機及び無機）、又はカーボンブラックで
あってもよい）を、キャリー中に分散する為の連続方法を提供するものである。
又、本発明は、有機溶媒の使用を避けて、その様な粒子を連続的に封入する方法
を提供するものである。更に、本発明は、固体の中間体を形成する必要なしに、
従ってその様な固体物質に関する取扱の問題を避けて、油中の粒子の分散体から
、直接にインキを造る方法を提供する。
本発明の生成物は、磁気印刷インキに適し、同様に他の磁気記録システム、例
えば、オーデオ及びビデオテープ、磁気記憶ディスク、及びその他の磁気記憶及
び読み取り可能なシステムでの使用に適する。
又、本発明は、リトグラフ（直接及びオフセット）、レタープレス、グラビア
、フレキソグラフ、シルク−スクリーン及びミメオグラフ印刷方法で使用される
様なインキ、又は赤外線及び紫外線硬化型インキの様な照射型インキ及び電子ビ
ームインキ、別名Ｅ．Ｂ．インキを提供する。
又、（リトグラフ）印刷インキビヒクルと、インキの全重量を基準にして、分
散粒子（磁気粒子、顔料又はカーボンブラックであってもよい）の約１〜約９９
％、一般には約１〜約９０％を含むリトグラフ印刷インキの様な印刷インキを提
供する。前記インキは、揮発性有機溶媒が無くてもよい。最も好ましくは、ビヒ
クルは、大豆油又はそれらの誘導体の様な植物油を含む。
本発明の１つの観点においては、液体キャリヤー中の粒子（磁気粒子、着色顔
料又はカーボンブラックであってもよい）の改善された分散体は、前記分散体を
連続的に高剪断力に掛けて粒子を解凝集しながら、狭い粒径分布を有し、粒子が
キャリヤー全体に均一に分散している分散体が得られるまで、高圧領域から低圧
領域へ分散体を押し出す事によって形成される。
前述の１つの特定の適用においては、本発明は、オイルベースキャリヤー中の
分散体の製造方法を提供する。前記分散体は、磁気粒子、顔料及びカーボンブラ
ックから成る群から選ばれる粒子を含み、約０．０４〜約１００μの粒子直径を
有し、前記方法は、先ず、油及び粒子表面変性剤を含む溶融体を形成し、次いで
混合室の第１領域に、予め決められた重量比で、前記溶融体と前記粒子とを連続
的に供給して分散体を形成する事を含み、前記溶融体は、昇温で液体として維持
される。前記分散体は、次いで、粒子を解凝集する為に高剪断力に連続的に掛け
られ、同時に、狭い粒径分布を有し、粒子がキャリヤー全体に均一に分散してい
る分散体が得られるまで、高圧領域から低圧領域へ分散体を押し出す。
前述の別の実施態様においては、本発明は、液体キャリヤーの分散体の製造方
法を提供する。前記分散体は、磁気粒子、顔料及びカーボンブラックから成る群
から選ばれる粒子を含み、約０．０４〜約１００μの粒子直径を有し、前記方法
は、先ず、キャリヤー及び粒子表面変性剤の溶液、懸濁液又はエマルジョンを形
成し、次いで混合室の第１領域に、予め決められた重量比で、前記溶液、懸濁液
又はエマルジョンと前記粒子とを連続的に供給して、前記キャリヤーの前記粒子
の分散体を形成する事を含む。前記分散体は、次いで、高剪断力に連続的に掛け
て粒子を解凝集しながら、狭い粒径分布を有し、粒子がキャリヤー全体に均一に
分散している分散体が得られるまで、高圧領域から低圧領域へ押し出される。イ
ンキは、その様な分散体が形成された後に、直接に造る事が出来る。分散体は液
状で維持されながら、前記混合室の第２領域に供給される。次いで、前記分散体
を固化させない様にして、適当なインキビヒクルを前記分散体に連続的に添加し
、続いて、所望のインキを形成する為に、十分な時間、分散体とビヒクルを混合
する。１つの観点では、前記インキは、揮発性有機溶媒が無くてもよい。通常、
キャリヤーは、粒子の全重量を基準にして、約１０〜約９０％の量で存在する。
又、粒子（磁気粒子、顔料、又はカーボンブラックであってもよい）の連続分
散方法が提供される。この方法は、揮発性有機溶媒を場合によっては存在させる
事なしに、油と添加成分とを含む加熱媒体に所望の粒子を分散させ、その様な分
散体を形成後、適当なインキビヒクルを前記分散体に連続的に添加して、インキ
中の粒子の分散が形成された後の固体中間体の形成の必要なしに、所望のインキ
を形成する事を含む。
特定の実施態様では、この方法は、粒子表面変性剤、任意にアイオノマー、油
及び樹脂材料を含む溶融体を形成し、前記溶融体中に前記粒子を分散する事を含
み、前記溶融体は、揮発性有機溶媒が無くてもよく、封入された生成物の全重量
を基準にして、約１０〜約８０％の量で存在する。又、溶融体は、粒子表面変性
剤及び／又は結合樹脂を含んでもよい。
尚特定の実施態様では、溶融体は油、例えば植物油、特に大豆油及び樹脂材料
を含む。
又、本発明は、キャリヤー中の粒子、例えばカーボンブラック、磁気粒子又は
有機又は無機顔料の分散体を提供する。この分散体は、前記粒子が、個々の粒子
サイズより僅かに上の平均粒子群で、その粒子群の高い割合が、一般に単一サイ
ズの中にある非常に狭い粒径分布を有する所に特徴がある。その様な分散体は、
改善されたインキを造るのに使用出来る。この様に、又、本発明は、狭い粒径分
布を有する粒子の、液体ビヒクル中における粒子の分散体を含む改良されたイン
キを提供する。
本発明は、更に、添付図面を参照しならが、実施例をもって説明される。ここ
で、
図１は、本発明の方法を実施する為に使用される装置の模式図であり、
図２は、本発明の方法を実施する為に使用される好ましい混合機の横断面図で
あり、そして、
図３は、本発明の方法を実施する為に使用される好ましい混合機の一部断面図
である。油
油は、その加熱状態において、良好な分散媒体として作用する適当な炭化水素
であってもよい。一実施態様では、油は植物油、特に大豆油が好ましい。その他
の適当な油としては、アマニ油又はその他の植物油（綿実油、桐油等）が挙げら
れる。その様な油の一般的な誘導体、例えば、全体的に又は部分的に水素化され
た油又はその様な油の誘導体を使用してもよい。原料及び処理油共に本発明に適
用出来る。
その他の実施態様では、油は、オレイン酸の様な多価不飽和成分が添加されて
いるナフテン酸油であってもよい。通常、不飽和成分は、ナフテン酸油の重量を
基準として、約３０〜約５０％、一般には約１０％の量で存在する。水溶液及びエマルジョン
粒子が、例えば水性ベースインキの様な一般に親水性環境で使用される用途で
は、顔料の表面は、以下に述べられる様な親水性表面変性剤の使用によって、普
通親水性を付与されなければならない。そこで、それらの例では、粒子の分散は
、普通水性環境で行われる。水だけを使用してもよいし、通常水と相溶性である
共溶剤と一緒に使用してもよい。
幾つかの例では、水中油エマルジョン又は油中水エマルジョンの様な水性相を
含む媒体中に粒子を分散する事が望ましい。その様な例では、分散媒体は水及び
水とは非相溶性の有機溶媒を含んでもよい。一般的な乳化剤は、その様なエマル
ジョンを達成する為に使用してもよい。幾つかの例では、エマルジョンは、全て
が表面変性剤の性質と、特定用途の為に選択される分散媒体に依存するマイクロ
エマルジョンであってもよい。粒子表面変性剤
粒子表面変性剤は、任意の薬品又はそれらの混合物であってもよい。好ましく
は、重合性成分であって、２５℃で固体で、約１５０℃又はそれ以下の温度で劣
化する事なく溶融するものである。顔料が、油ベース又は親水性ビヒクル中で使
用される場合、粒子が、例えば、磁気オフセット印刷インキとして使用される時
、粒子表面変性剤は、顔料粒子に疎水性を付与すると同時に、チキソトロピック
性を付与する。その様な用途の為に好ましい粒子表面変性剤は、ポリエチレンで
あり、最も好ましいのは酸化ポリエチレンホモポリマーである。その他の有用な
粒子表面変性剤としては、その他のポリオレフィンが挙げられ、これらは又、ヒ
ドロキシル、カルボキシル、アミノ、アンモニウム又はニトロ基等の表面活性基
を持たせる為に変性してもよい。
疎水性の適用の最も好ましい粒子表面変性剤は、約６〜約１２０の酸価を有し
、
結合剤と類似の酸価を有する。有用な粒子表面変性剤としては、商品名がＡ−Ｃ
３１６、３１６Ａ、３２５、３３０、３９２、３９５、３９５Ａ、６２９、６２
９Ａ、６５５、６５６、６８０及び６７０２、特にＡ−Ｃ６２９Ａ（アライドシ
グナル社製）のものが挙げられる。
その他の有用な粒子表面変性剤としては、その他のポリオレフィン、アクリル
ポリマー、ポリエステル及びウレタンポリマー等及びコポリマー、並びにそれら
のグラフトポリマーが挙げられ、それらの全ては、又ヒドロキシル、カルボキシ
ル、アミノ、アンモニウム又はニトロ基等の表面活性基を持たせる為に変性して
もよい。ポリビニルアルコール及びアセテートは、その様な目的に使用してもよ
いその様なポリマーの代表例である。官能基を含むポリマーを使用する事によっ
て、ポリマーと、相補的、反応性基を含む粒子表面との間の化学結合を得る事が
可能である。異なる反応性基を持つポリマーは、粒子表面上の異なる反応性基と
の反応に使用する事が出来る。
有用なモノマー及びコモノマーとしては、ビニルモノマー、アクリルモノマー
、アリールモノマー、アクリルアミドモノマー及びモノ−及びジカルボキシ不飽
和酸が挙げられる。ビニルエステルとしては、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル
、ビニルブチレート、ビニルベンゾエート、ビニルイソプロピルアセテート及び
類似のビニルエステルが挙げられる。ハロゲン化ビニルとしては、塩化ビニル、
フッ化ビニル及び塩化ビニリデンが挙げられる。ビニル芳香族炭化水素としては
、スチレン、メチルスチレン及び類似の低級アルキルスチレン、クロロスチレン
、ビニルトルエン、ビニルナフタレン、ジビニルベンゾエート及びシクロヘキセ
ンが挙げられる。ビニル脂肪族炭化水素モノマーとしては、エチレン、プロピレ
ン、イソブチレンの様なα−オレフィン及びシクロヘキセン並びに、１，３−ブ
タジエン、メチル−２−ブタジエン、１，３−ピペリレン、２，３−ジメチルブ
タジエン、イソプレン、シクロペンタジエン及びジシクロペンタジエンの様な共
役ジエンが挙げられる。ビニルアルキルエーテルとしては、メチルビニルエーテ
ル、イソプロピルビニルエーテル、ｎ−ブチルビニルエーテル及びイソブチルビ
ニルエーテルが挙げられる。アクリルモノマーとしては、１〜１２の炭素原子を
含むアルキルエステル部位を有するアクリル又はメタクリル酸の低級アルキルエ
ステ
ル、アクリル及びメタクリル酸の芳香族誘導体の様なモノマーが挙げられる。有
用なアクリルモノマーとしては、例えば、アクリル及びメタクリル酸、メチルア
クリレート及びメタクリレート、エチルアクリレート及びメタクリレート、ブチ
ルアクリレート及びメタクリレート、プロピルアクリレート及びメタクリレート
、２−エチルヘキシルアクリレート及びメタクリレート、シクロヘキシルアクリ
レート及びメタクリレート、デシルアクリレート及びメタクリレート、イソデシ
ルアクリレート及びメタクリレート、ベンジルアクリレート及びメタクリレート
、及びアクリル及びメタクリル酸と反応した、ブチル、フェニル及びクレジルグ
リシジルエーテルの様な種々の反応生成物、ヒドロキシエチル及びヒドロキシプ
ロピルアクリレート及びメタクリレートの様なヒドロキシアルキルアクリレート
及びメタクリレート、アミノアクリレート及びメタクリレートが挙げられる。
ポリエステルポリマー及びコポリマーは、グリコール、ジオール又はポリオー
ルと、ジカルボン酸又はポリカルボン酸の過剰当量とのエステル化生成物を含む
。直鎖脂肪族グリコールは、低分子量ポリエステルを製造する為に、多めのモル
量の芳香族ジカルボン酸及び／又は、アジピン酸、アゼライン酸、琥珀酸、グル
タル酸、ピメリン酸、スベリン酸又はセバシン酸の様な２〜３６の直鎖炭素原子
を有する直鎖飽和ジカルボン酸でエステル化される。
一般に、粒子表面変性剤は、以下の該当個所で述べられる様なアイオノマーの
基体として使用してもよいポリマーであればどの様なポリマーであってもよく、
その様な有用なアイオノマー基体ポリマー及びそれを造り、変性する為に使用さ
れる成分についての議論は、参考としてこの個所に組み入れられる。
低分子量ポリマーは、殆どの例において好ましいものであると考えられる。ポ
リマーの鎖長が長すぎると、ポリマーは、２個以上の粒子と化学的又は物理的に
相互反応を起こし、粒子の望ましくない凝集の原因となる可能性がある。従って
、例えば、１００の分子量は、少なくとも酸化ポリエチレンが表面変性剤として
使用される時は、約５０，０００まで、通常は約２０，０００まで、一般には約
１０，０００まで、そしてより一般的には約５，０００まで使用してもよい。使
用される分子量は、勿論、配合で使用される特定の成分によって変える事が出来
る。結合樹脂
結合樹脂は、どの様な樹脂でもよい。好ましくは、２５℃で固体で、約１５０
℃又はそれ以下の温度で劣化せずに溶融する重合性成分である。結合樹脂は、マ
レイン酸変性ロジンエステル（商品名：ベッカーサイト４５０３樹脂(Beckacite
4503 resin)、アリゾナケミカル社製）が好ましい。その他の有用な結合樹脂と
しては、印刷インキ、塗料及びペイントでの使用が知られている、フェノール系
、マレイン酸系、変性フェノール系、ロジンエステル、及び変性ロジン、フェノ
ール変性エステル樹脂、ロジン変性炭化水素樹脂、炭化水素樹脂、テルペン−フ
ェノール樹脂、テルペン変性炭化水素樹脂、ポリアミド樹脂、タール油樹脂、ロ
ジンエステル樹脂、ポリテルペン樹脂、炭化水素変性テルペン樹脂、アクリル及
びアクリル変性樹脂及び類似の樹脂又はロジンが挙げられる。顔料
本発明で使用の顔料としては、次のものが挙げられるが、これらに限定される
ものではない。
金属化アゾレッド：レッド４９：１（バリウム塩）、レッド４９：２（カルシ
ウム塩）、レッド６３：１（カルシウム塩）、
トルイジンレッド、
ナフトールレッド、
ローダミン、
キナクリドン：レッドＢ、レッドＹ、マゼンタＢ、マゼンタ及びバイオレット
、
フタロシアニンブルー、
フタロシアニングリーン、
カルバゾールバイオレット、
モノアリリドイエロー、
ジアリリドイエロー、
クロムイエロー、
レッドレークＣ、
リトールレッド：カルシウム及びバリウム塩、
リトールラビン、
ボンマルーン、
ペリレン顔料、
レッド２Ｂ：カルシウム、バリウム及びマグネシウム塩、
クロムイエロー、
モリブデートオレンジ、
オレンジ３６、ジアリリドオレンジ、ジアニシジンオレンジ、トリルオレンジ
及びジニトルアニリンオレンジ。
その様な顔料は、約０．０４〜約１００μｍの広範囲の粒径、好ましくは約０
．１〜約５μｍ、更に好ましくは０．２〜２μｍの粒径を有してもよい。金属粒子
本発明で使用の磁気金属粒子は、普通、酸化鉄であり、例えば立方晶系酸化鉄
、針状晶系酸化鉄、γ−Fe2O3及びγ−Fe2O3とFe3O4の混合結晶である。又、然
しながら、粒子は、Cr2O3、γ−Fe2O3又はコバルトで被覆されたFe3O4、バリウ
ムフェライト、炭化鉄、純鉄及び、Fe-Co及びFe-Co-Ni合金の様な強磁性合金粉
末であってもよい。粒径は、約０．０４μ〜約１００μ、一般には約０．１〜約
５μ、好ましくは約０．２〜約２μであるべきである。
好ましい金属粒子は、０．７μの粒径を有するタイプ０３１１８２の磁性顔料
である(Wright Industries, Inc., Brooklyn, Nwe York)。アイオノマー成分
例示の通り、本発明の１つの観点では、アイオノマー成分が使用される。アイ
オノマー組成物は、少なくとも７０℃の融点を有するアイオノマーを含む。アイ
オノマーは、封入粒子で造ったインキの幾つかの機能的性質を得るのに有用であ
る。
一般に、アイオノマーは、ポリマー鎖に結合した一定の数の無機塩基、例えば
基体ポリマー、例えば炭化水素又はパーフルオロポリマー鎖にぶら下がった
(pendant)１５モル％までのイオン性基を含む。
ぶら下がった(pendant)イオン性基は、非極性ポリマーマトリックスに含まれ
るイオンリッチの凝集体を形成する為に相互反応をする。得られるイオン性相互
反応は、ポリマーの性質及び用途に多大の影響を及ぼす。非極性ポリマーの基体
と化学的に結合した塩基は、非イオン性のものを基体とした通常のホモポリマー
又はコポリマーでは観察されないポリマーの性質に劇的な影響を及ぼす。イオン
性基は、相互反応又は会合して、ポリマーマトリックス中にイオンリッチの領域
を形成する。
イオン性相互反応及び得られたポリマーの性質は、ポリマー基体（ポリマーか
エラストマー）のタイプ；イオン的機能性（イオン含有量）、一般に０〜１５％
；イオン部のタイプ（カルボキシレート、スルホネート又はホスフェート）；中
和の程度（０〜１００％）；及びカチオンのタイプ（アミン、金属、１価又は多
価）に依存する。
アイオノマーは、少量のぶら下がりカルボン酸スルホネート又はホスフェート
基を、通常は１５モル％未満含み、部分的に又は完全に中和されてアイオノマー
を形成する、重合性基体から成るポリマーと定義する事が出来る。エラストマー
又はプラスチックのイオン性炭化水素ポリマーは米国特許第３，２６４，２７２
号に開示されている。
アイオノマーは、官能化モノマーとオレフィン系不飽和モノマーとの共重合又
は予備形成したポリマーの直接官能化によって調製されてもよい。一般に、カル
ボキシル含有アイオノマーは、遊離ラジカル共重合で、アクリル又はメタクリル
酸とエチレン、スチレン及び類似のコモノマーとの直接共重合で得られる。得ら
れたコポリマーは、一般に、金属水酸化物、アセテート及び類似の塩で所望の程
度まで中和できる遊離酸として利用出来る。
アイオノマーへの別のルートは、予備形成したポリマーの変性を含む。例えば
、ポリスチレンのスルホン化は、スルホン化剤の量に比例するスルホン酸基の含
有量を伴うスルホン化ポリスチレン（Ｓ−ＰＳ）の調製を可能とする。その様な
反応は、所望の水準まで酸官能性の直接中和を可能とする、均質溶液で行っても
よい。中和されたアイオノマーは、通常の方法、即ち非溶媒中での凝固、溶媒フ
ラ
ッシング等で単離してもよい。
有用なアイオノマーとしては、
ポリ（エチレン−コ−アクリル酸）（アクリン(Aclyn)：登録商標）、
ポリ（エチレン−コ−メタクリル酸）（サーリン(Surlyn)：登録商標）、
ポリ（ブタジエン−コ−アクリル酸）（ハイカー(Hycar)：登録商標）、
パーフロロスルホネートアイオノマー（ナフィオン(Nafion)：登録商標）、
パーフロロカルボキシレートアイオノマー（フレミオン(Flemion)：登録商標）
、
テレケリックポリブタジエン（ハイカー：登録商標）、
スルホン化エチレン−プロピレンターポリマー（アイオニックエラストマー(Ion
ic Elastomer)：登録商標）、
ポリ（スチレン−コ−アクリル酸）、
スルホン化ポリスチレン、
スルホン化セチルエラストマー、
スルホン化ポリペンテナマー、
が挙げられる。
本発明で使用のアイオノマーは、最初に官能性ポリマーを形成する事によって
造ってもよい。有用なポリマーとしては、アクリルコポリマー、ポリエステル−
アクリルグラフトコポリマー、ポリエステルポリマー及びウレタンポリマーが挙
げられる。
有用なアクリルコポリマーは、有機溶媒中で、バルクでモノマーを重合するか
、カルボキシル官能性ポリマーを製造する為の他の適当な方法によって製造出来
るカルボキシル官能性アクリルコポリマーである。カルボン酸官能性アクリルコ
ポリマーは、反応性の第１級カルボン酸基を含み、５００〜１００，０００、好
ましくは１，０００〜４０，０００の数平均分子量を有するコポリマーを製造す
る為に、イオン化可能なカルボキシルモノマーを含む共重合したエチレン系不飽
和モノマーを含む。数平均分子量は、ＡＳＴＭ Ｄ３０１６−７２；Ｄ３５３６
−７６；Ｄ３５９３−８２；又はＤ３０１６−７８によるＧＰＣで一般に測定さ
れる。
アクリルコポリマーは、特定のモノマーの重量比を基準にして、ＦＯＸ式で計
算される、２０℃〜１００℃のＴｇを有する。カルボン酸官能性ポリマーの酸価
は１０〜２００、好ましくは３０〜９０の間である。コポリマーは、カルボン酸
モノマーを含むエチレン系不飽和モノマーのバルク、溶剤、又は懸濁重合によっ
て、過酸化物又はアゾ又はその他の遊離ラジカル開始剤で活性化し、一般に４０
℃〜１７０℃、好ましくは７０℃〜１５０℃の重合温度で製造出来る。一般に、
０．２％〜５％の過酸化物開始剤が、モノマー重量を基準として利用される。一
般的な重合開始剤としては、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、ｔ−ブチルハ
イドロパーオキサイド、ｔ−ブチルパーベンゾエート、クメンパーオキサイド及
び好適な類似のパーオキサイド重合触媒を挙げる事が出来る。その他の開始剤と
しては、アゾビスイソブチロニトリルの様なアゾ開始剤及びパースルフェート又
はアンモニウムパースルフェートが挙げられる。分子量調節は、温度、開始剤レ
ベルを調整する事によって、又は通常のメルカプタンの様な連鎖移動剤の添加に
よって達成出来る。
有機溶媒を含むアクリルコポリマーを調製するのに有用な一般的な溶媒として
は、例えば、キシレン、トルエン、酢酸エチル、アセトン、メチルイソブチルケ
トン、メチル ｎ−アミルケトン、メチルイソアミルケトン、エチルアミルケト
ン、アミルアセトン、メチルエチルケトン、エチルアルコール、ミネラルスピリ
ット、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート及びその他の脂肪族、
環状脂肪族及び芳香族炭化水素、エステル、エーテル、ケトン及びアルコールを
挙げることが出来る。重合が完結後、溶媒は、粉末塗料で使用する為の固体ポリ
マーを製造する為に、ストリップしてもよい。
カルボン酸官能性アクリルコポリマーを製造するのに有用な共重合可能なエチ
レン系不飽和モノマーは、炭素−炭素のエチレン系不飽和を含むモノマーであり
、ビニルモノマー、アクリルモノマー、アリールモノマー、アクリルアミドモノ
マー、及びジカルボキシ不飽和酸が挙げられる。ビニルエステルとしては、酢酸
ビニル、プロピオン酸ビニル、ビニルブチレート、ビニルベンゾエート、ビニル
イオプロピルアセテート及び類似のビニルアセテートが挙げられる。ハロゲン化
ビニルとしては、塩化ビニル、フッ化ビニル及び塩化ビニリデンが挙げられる。
ビニル芳香族炭化水素としては、スチレン、メチルスチレン及び類似の低級アル
キ
ルスチレン、クロロスチレン、ビニルトルエン、ビニルナフタレン、ジビニルベ
ンゾエート及びシクロヘキセンが挙げられる。ビニル脂肪族炭化水素モノマーと
しては、α−オレフィン、例えばエチレン、プロピレン、イソブチレン及びシク
ロヘキセンが挙げられ、又共役ジエン、例えば１，３−ブタジエン、メチル−２
−ブタジェン、１，３−ピペリレン、２，３−ジメチルブタジエン、イソプレン
、シクロペンタジエン及びジシクロペンタジエンが挙げられる。ビニルアルキル
エーテルとしては、メチルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、ｎ−
ブチルビニルエーテル及びイソブチルビニルエーテルが挙げられる。アクリルモ
ノマーとしては、１〜１２の炭素原子を含むアルキルエステル部分を有するアク
リル又はメタクリル酸の低級アルキルエステル、又はアクリル又はメタクリル酸
の芳香族誘導体の様なモノマーが挙げられる。有用なアクリルモノマーとしては
、例えば、アクリル及びメタクリル酸、メチルアクリレート及びメタクリレート
、エチルアクリレート及びメタクリレート、ブチルアクリレート及びメタクリレ
ート、プロピルアクリレート及びメタクリレート、２−エチルヘキシルアクリレ
ート及びメタクリレート、シクロヘキシルアクリレート及びメタクリレート、デ
シルアクリレート及びメタクリレート、イソデシルアクリレート及びメタクリレ
ート、ベンジルアクリレート及びメタクリレート及び、アクリル及びメタクリル
酸と反応したブチル、フェニル及びクレジルグリシジルエーテルの様な種々の反
応生成物、ヒドロキシルアルキルアクリレート及びメタクリレート、例えば、ヒ
ドロキシエチル及びヒドロキシプロピルアクリレート及びメタクリレート、並び
にアミノアクリレート及びメタクリレートが挙げられる。
カルボン酸官能性ポリマーは、アクリル及びメタクリル酸並びにオレフィン系
不飽和酸を含む、少なくとも１重量％のイオン化可能なカルボン酸モノマーを含
む共重合性モノマーを含む。アクリル酸としては、アクリル及びメタクリル酸、
エタクリル酸、α−クロロアクリル酸、α−シアノアクリル酸、クロトン酸及び
β−アクリロキシプロピオン酸が挙げられる。オレフィン系不飽和酸としては、
フマール酸、マレイン酸又は無水物、イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸、
ムコン酸、グルタコン酸、アコニット酸、ヒドロソルビン酸、ソルビン酸、α−
クロロソルビン酸、桂皮酸及びヒドロムコン酸が挙げられる。重量基準で、カル
ボン酸官能性ポリマーは、少なくとも１％の共重合性カルボキシ官能性モノマー
及び好ましくは、５％〜１５％のカルボン酸モノマーを含む。
ポリエステルポリマーは、グリコール、ジオール又はポリオールと、過剰当量
のジカルボン酸又はポリカルボン酸とのエステル化生成物を含む。直鎖脂肪族グ
リコールは、芳香族ジカルボン酸及び／又は、低分子量ポリエステルを製造する
為の、２〜３６の直鎖炭素原子を有する直鎖飽和ジカルボン酸、例えば、アジピ
ン酸、アゼライン酸、琥珀酸、グルタル酸、ピペリン酸、スベリン酸又はセバシ
ン酸の多量のモル量とエステル化される。市販の直鎖飽和ジカルボン酸には、ド
デカンジオイック酸、ディマー脂肪酸又はアゼライン酸がある。トリメリット酸
の様な多官能性酸を少量使用する事も出来る。適当なグリコールとしては、例え
ば、１，３−又は１，４−ブチレングリコール、１，６−ヘキサンジオール、ネ
オペンチルグリコール、プロピレングリコール、エチレングリコール及びジエチ
レングリコール、プロピレン及びジプロピレングリコール、及び類似の直鎖グリ
コール、水素化ビスフェノールＡの様な２〜１６の炭素原子を有する直鎖脂肪族
グリコールが挙げられる。グリセロール、ペンタエリトリトール、ジペンタエリ
トリトール、又はトリメチロールエタン又はプロパンの様なポリオールを少量使
用する事も出来る。芳香族及び直鎖飽和ジカルボン酸の多量のモル量に対するグ
リコールのモル不足分は約１％〜５０％である。それ故、ポリエステルは、５〜
３００の酸価を有するカルボキシルポリエステルを用意する為に、過剰の未反応
カルボキシル基を含んでもよい。有用なポリエステルポリマーの分子量は、５０
０〜５０，０００、好ましくは１，０００〜１０，０００である。グリコールは
、マレイン酸、フマール酸又はイタコン酸を含む不飽和ジカルボン酸（無水物）
；又は酢酸、安息香酸の様なモノカルボン酸及び炭素原子約１２までの高級脂肪
族酸及び芳香族酸の約２０重量％までの少量でエステル化出来る。ポリエステル
成分は、バルク重合が好ましいが、溶媒又はバルク重合で製造出来る。原料は、
バルクで供給出来、エステル化は、ゆっくりとした高温又は低温が十分に利用出
来るが、一般には１７０℃〜２４０℃で重合出来る。適当な溶媒、例えばキシレ
ンでの水の共沸除去は、処理時間の減少に役立つ。一般に、供給基準で１％水準
未満で、有機錫化合物の様なエステル化触媒が使用出来る。
ポリエステル及びアクリルのグラフトコポリマーは、アクリル及びカルボキシ
ルモノマーを含むエチレン系不飽和モノマーを、予め溶融した又は液体ポリエス
テルの存在下で、ポリエステル基体へグラフトするモノマーの付加重合を誘起さ
せるのに十分な温度で、遊離ラジカル重合によって製造出来る。有機溶媒は必要
ないが、溶剤塗料の所望の粘度を用意したい場合は、添加する事も出来る。重量
基準で、ポリエステル−アクリルグラフトポリマーは、５〜９０％のポリエステ
ルポリマー成分で、残りがアクリルポリマー成分を含んでもよい。ポリエステル
−アクリルグラフトポリマーのポリエステルポリマー成分は、約５００〜５０，
０００、好ましくは１，０００〜５，０００の数平均分子量を有する中程度の分
子量ポリマーである。ポリエステルポリマーは、約５、好ましくは２０〜１００
の酸価を有すべきであり、前述の様にして調製出来る。
ポリエステル−アクリルグラフトポリマーのアクリルポリマー成分は、自身の
中に共重合性エチレン系不飽和モノマーを含み、所望ならば、その他のエチレン
系不飽和モノマーと共に、アクリルモノマー及びカルボキシルモノマーを含む。
アクリルモノマーとしては、１〜１２の炭素原子を含むアルキルエステル部分を
有するアクリル又はメタクリル酸の低級アルキルエステル及びアクリル又はメタ
クリル酸の芳香族誘導体の様なモノマーが挙げられる。有用なアクリルモノマー
としては、例えば、アクリル及びメタクリル酸、メチルアクリレート及びメタク
リレート、エチルアクリレート及びメタクリレート、ブチルアクリレート及びメ
タクリレート、プロピルアクリレート及びメタクリレート、２−エチルヘキシル
アクリレート及びメタクリレート、シクロヘキシルアクリレート及びメタクリレ
ート、デシルアクリレート及びメタクリレート、イソデシルアクリレート及びメ
タクリレート、ベンジルアクリレート及びメタクリレート、及びアクリル及びメ
タクリル酸と反応したブチル、フェニル及びクレジルグリシジルエーテルの様な
種々の反応生成物、ヒドロキシルアルキルアクリレート及びメタクリレート、例
えば、ヒドロキシエチル及びヒドロキシプロピルアクリレート及びメタクリレー
ト、並びにアミノアクリレート及びメタクリレートが挙げられる。アクリル酸と
しては、アクリル及びメタクリル酸、エタクリル酸、α−クロロアクリル酸、α
−シアノアクリル酸、クロトン酸、β−アクリロキシプロピオン酸、及びβ−ス
チリルアクリル酸が挙げられる。その他のエチレン系不飽和モノマーは、既に上
で開示されている。ポリエステル−アクリルグラフトポリマーのアクリル成分の
為の共重合モノマーは、重量基準で、１％〜１００％のアクリルモノマー、０％
〜３０％のアクリル又はメタクリルカルボン酸モノマー、残りがその他のエチレ
ン系不飽和モノマーである共重合したモノマーを含む。好ましいアクリルモノマ
ー成分は、２０％〜９０％のアクリルモノマー、５％〜１５％のカルボキシル酸
モノマー、残りがその他のエチレン系不飽和モノマーを含む。カルボキシル官能
性は、ポリエステルポリマーの一部又はグラフトアクリルポリマーの一部又は両
ポリマーの一部である得る点に留意されるべきである。ポリエステル−アクリル
グラフトポリマーの酸価は、約２０〜１００が好ましい。ポリエステル−アクリ
ルグラフトポリマーは、５重量％〜９０重量％のポリエステルポリマー成分及び
１０重量％〜９５重量％のアクリルポリマー成分をを含む事が好ましい。ＧＰＣ
で測定されるポリエステル−アクリルグラフトポリマーの数平均分子量は、約２
，０００〜１００，０００であり、好ましくは５，０００〜５０，０００である
。ポリエステル及びグラフトポリエステル−アクリルのＧＰＣクロマトグラムは
、良好なグラフト化率が得られる事を示した。
ウレタンアイオノマーは、末端カルボキシル基並びに末端ブロックとで製造出
来、本発明で、加熱によって有機亜鉛塩で架橋出来る。
カルボキシ官能性ウレタンは、ジオール又はポリオール及びヒドロキシル酸と
でジイソシアネートを造る事によって製造出来る。直鎖ポリウレタンは、２官能
反応体から得られ、一方分岐ポリウレタンは２官能及び多官能反応体の組合せか
ら得られる。ウレタンは、芳香族、脂肪族及び環状脂肪族ジイソシアネート及び
ポリイソシアネートから調製出来る。適当なポリイソシアネートは、例えば、２
，４−及び２，６−トリレンジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート；
ヘキサメチレン又はテトラメチレンジイソシアネート、１，５−ナフタレンジイ
ソシアネート、エチレン又はプロピレンジイソシアネート、トリメチレン又はト
リフェニル又はトリフェニルスルホントリイソシアネートの様なジ−又はトリイ
ソシアネート及び類似のジ−又はトリイソシアネート又はそれらの混合物である
。ポリイソシアネートは、一般に、脂肪族、環状脂肪族及び芳香族ポリイソシア
ネ
ート、例えば、ヘキサメチレン１，６−ジイソシアネート、イソホロンジイソシ
アネート、ジイソシアネート、１，４−ジメチルシクロヘキサン、ジフェニルメ
タンジイソシアネート、２，４−トルエンジイソシアネート、２，６−トルエン
ジイソシアネート及びそれらの混合物、ポリメチレンポリフェニルポリイソシア
ネート又はイソシアネート官能性プレポリマーの群から選択する事が出来る。
広範囲のジオール及びポリオールが、広範囲の性質を持つウレタン調製の為に
使用出来る。ポリエーテル、例えばポリテトラメチレンオキサイドは、可撓性を
付与するのに使用出来、ポリエチレンオキサイド及びポリプロピレンオキサイド
同様に使用出来る。使用出来る簡単なジオールとしては、ネオペンチルグリコー
ル、１，６−ヘキサンジオール及び１２、１４及び長い炭素鎖を有する長鎖ジオ
ールが挙げられる。分岐は、トリメチロールプロパン及びペンタエリスリトール
の様なポリオールで導入する事が出来る。又、ヒドロキシ官能ポリエステル及び
種々のその他のヒドロキシ官能ポリマーも適当である。有用なポリオールは、遊
離のイソシアネート基と反応する為の２、３又は４つのヒドロキシル基を含むの
が好ましい。有用なポリオールには、エチレングリコール、プロピレングリコー
ル、ブチレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，４−シクロヘキサンジ
メタノール、水素化ビスフェノールＡ等のジオール；グリセロール、トリメチロ
ールプロパン、トリメチロールエタンの様なトリオール；ペンタエリスリトール
の様なテトロール；ソルビトール、ジペンタエリトリトール等のヘキソール；ポ
リオールにアルキレンオキサイドを添加して製造されるポリエステルポリオール
；ポリオールにラクトンモノマー、例えばカプロラクトンを添加して製造される
ポリカプロラクトンポリオール；及びヒドロキシル末端化ポリエステルがある。
又、ポリウレタンは、共反応したヒドロキシ酸物質を含む。ヒドロキシ酸は、
ポリマー合成中にイソシアネートと共反応する為の少なくとも１つの反応性ヒド
ロキシ基及びポリマー合成中にイソシアネート基に対して本質的に非反応性であ
る少なくとも１つのカルボニル基を含む。アルキル酸の例としては、２，２−ジ
ヒドロキシメチルプロピオン酸、２，２−ジヒドロキシメチルブチル酸、グリコ
ール酸等があり、その他の酸としては、乳酸、１，２−ヒドロキシステアリン酸
、ソルビン酸のジ−（２−ヒドロキシエチル）マレエート又はフマレートへのデ
ィ
ールス・アルダー付加の生成物、又はポリオールと、無水トリメリット酸又はリ
シノール酸の様な三塩基酸との低分子量（３００〜６００）プレ縮合物がる。酸
官能性は、１，２−ヒドロキシステアレート、ジメチロールプロピオン酸、及び
種々の他のヒドロキシ酸の様な材料並びにナイアックスＰＷＢ−１２００(Niax
PWB-1200、ユニオンカーバイド社製)の様なカルボキシル化ポリエステルで導入
出来る。モノヒドロキシ酸は、鎖の末端にその酸官能性を置くが、ジオール酸は
、酸基を鎖中にランダムに置く。イソシアネートが種々のタイプのジオール及び
ポリオールと反応する場合、反応速度は触媒の使用によって高められる。一般的
なイソシアネート触媒が適当であり、例としては、ジブチル錫ジラウレート、ジ
ブチル錫オキサイド等が挙げられる。
ウレタンの数平均分子量は、ＧＰＣによる測定で、５００〜１００，０００、
好ましくは５，０００〜５０，０００であり得る。
本発明によれば、カルボン酸官能性共重合体の中和の有用なレベルは、１０％
以上、好ましくは３０％〜２００％、最も好ましくは５０％〜１５０％の中和で
ある。塩基性ナトリウム組成物、例えば水酸化ナトリウムでの中和が好ましく、
その結果アイオノマーは、カチオン成分としてナトリウムイオンを含む。
有用なアイオノマーとしては、商品名ＡＣＬＹＮ２６０〜２８６及び２６０Ａ
〜２８６Ａのものが挙げられ、これらはエチレンアクリル系ナトリウムアイオノ
マーであり、１２００以上の分子量を有する。これらのアイオノマーは、カルシ
ウム、マグネシウム、ナトリウム及び亜鉛カチオンで利用可能であり、特にＡＣ
ＬＹＮ２７６Ａが好ましい。インキ
分散顔料は、印刷インキ形成の為に、インキビヒクル、例えば、リトグラフ（
直接及びオフセット）、レタープレス、グラビア、フレキソグラフ、シルク−ス
クリーン又はミメオグラフ印刷方法で一般に使用されるビヒクル、又は赤外線及
び紫外線硬化型インキ及び電子ビーム（Ｅ．Ｂ．）硬化型インキの形成に使用さ
れるビヒクルの様なインキビヒクルに添加してもよい。一般に、顔料は、インキ
の全重量を基準に、約１〜約９０％、好ましくは約４０〜約８５％、最も好ま
しくは約５０〜約８０％の量で存在する。適当なものであれば如何なるインキビ
ヒクルを使用してもよい。本発明のインキ組成物の完全な利点は、ビヒクルが実
質的に揮発性有機溶媒無しである場合にのみ達成されるが、その他の利点は、そ
の様な揮発性成分が存在しても得られる。ここで使用される「揮発性有機溶媒」
とは、約１２０℃以上の温度で気体である溶媒を示す事を意味する。一実施態様
では、インキビヒクルは、以前に定義した様な一種以上の植物油、特に大豆油を
含む。その他の実施態様では、インキビヒクルは、以前に検討した様な、不飽和
成分との組合せでのナフテン油を含む。
好ましい１つのインキビヒクルは、１６−Ｖ−１０ワニス（サンケミカル社）
、ワニス＃４８９５（炭化水素樹脂から造られる１００％固体ワニス）（スペリ
オルワニス社）、ワニス＃６９４８（１００％固体大豆ゲルワニス）（スペリオ
ルワニス社）で造られるビヒクルである。混合物は、スコールド混合機(SCHOLD
mixer)を使用して、約１〜約４時間、好ましくは約１〜約２時間の混合時間混合
されてもよい。その様なインキは、優れた転写、極めて早い乾燥、薄いインキフ
ィルムでの高いシグナル強度、危険な溶媒の放出なしに長時間運転の安全性及び
高品質印刷の製造を示す。分散方法
本発明によれば、特定サイズの粒子、例えば磁気粉末、好ましくは未反応の、
親水性立方晶系酸化鉄（黒の磁気インキ顔料、商品コード０３１１８１、ライト
工業社製(Wright Industries Inc.)）が殻壁形成材、分散油等から成る溶融体中
に、スコールド混合機の助け借りて分散される。溶融体は、好ましくは油、好ま
しくは大豆油（ケアリーインキ社）、結合樹脂、好ましくはマレイン酸変性ロジ
ンエステル（商品名：ベッカサイト４５０３樹脂(Beckacite 4503 resin、アリ
ゾナ化学社）、粒子表面変性剤、好ましくは酸化ホモポリマーポリエチレンゲル
（ＡＣ６２９Ａポリエチレン、アライドシグナル社製）、及び任意にアイオノマ
ー、好ましくはエチレンアクリル酸アイオノマー、好ましくはナトリウムアイオ
ノマー（商標名：Aclyn A276、アライドシグナル社製）を含む。
溶融体成分は、その軟化点（即ち、１４０〜１５０℃）以上の温度まで加熱さ
れる。加熱は、全ての成分が溶融し、キャリヤー、例えば大豆油中に溶解される
まで、一定の混合で行われる。この段階で、粒子、例えば酸化鉄顔料は、一定の
混合を維持しながら熱溶融体に連続的に添加される。混合機中での粒子及び溶融
体の滞留時間は、溶融体中における粒子の均質で、均一な分散を得るのに十分な
時間である。粒子の分散の十分な均一性が達成された後、得られた分散体は、中
間体の固化の必要なしに、適当なビヒクル及び任意の成分と一緒にされる。然し
ながら、分散体は、ビヒクルの添加前に冷却してもよい。
封入着色剤及びカーボンブラックに対して、類似の方法が使用された。
溶融体成分及び粒子の重量割合は、一般に次の範囲にある。
油 １０〜９０、好ましくは５〜７５、最も好ましくは１０
〜５５、
樹脂 ０〜５０、好ましくは１〜３５、最も好ましくは２〜
２０、
粒子表面変性剤 ０．１〜２５、好ましくは０．１〜１５、最も好ましく
は０．２〜１０
アイオノマー ０〜２０、好ましくは０．１〜１５、最も好ましくは
０．１〜１０
核材 １〜９０、好ましくは５〜８５、最も好ましくは１０〜
８０、
染料 ０〜１５、好ましくは０．５〜１０、最も好ましくは１
〜６。
一般に、溶融体成分は、約１０〜約８０％の粒子を含む。前述の割合の全ては
、粒子の全重量を基準にした重量である。装置の説明
本発明の方法は、様々な配列で、様々な装置でもって実施する事が出来る。図
１は、本発明で使用してもい装置の例である。
図１に示される通り、混合タンク１０は最初の溶融体を造るのに用意される。
タンクは、適当な手段で加熱され、ポリマー、結合樹脂等の成分を溶融して、そ
れらを選ばれた油中に溶解する。一般に、油は約１３５〜１６２℃（２７５〜３
２５°Ｆ）の温度まで加熱される。又、混合タンクは、適当な混合手段１６を備
え、目的とする混合並びに溶融体成分の溶解を達成する。
混合タンク１０は、インラインミキサー２０と液体連絡の状態にある。混合タ
ンクからの液体は、導管１３を経て混合タンク１０と連絡しているポンプ１２に
よって、インラインミキサーに供給される。ポンプ１２からの液体は、導管１８
を経て計器１４を通過し、次いで導管１７を経てインラインミキサーに向い、人
口２４を経てインラインミキサー２０へ入る。液体の流れは、適当な調節手段（
図示せず）によって、ポンプ１２の速度調節で、インラインミキサーへの液体の
流れを調節する計器１４で測定される。
又、容器３０は、インラインミキサー２０と連絡した状態にある。粒子（顔料
、磁気、カーボン、等）は、容器３０に蓄えられ、次いで、インラインミキサー
の入口２２へ、導管３３を経てインラインミキサーへ供給される。粒子の流れは
、重量損失又は容量損失で測定され、適当な調節手段（図示せず）によって、イ
ンラインミキサーへの流れが調節される。
タンク１０からの溶融体の流れ及び容器３０からの粒子の流れは、インライン
ミキサーへ流れる溶融体／粒子の予め決められた重量比を維持する為に、正確に
調節される。溶融体及び粒子は、例えば、導管２１及び２３を経て供給されるホ
ットオイル又は蒸気の様な加熱液体の循環によって加熱出来る領域で、インライ
ンミキサー内で混合される。粒子と溶融体との混合中、溶融体の温度は、溶融体
が液状で残る様に維持される。第１混合領域での溶融体及び粒子の滞留時間は、
溶融体中の粒子の均一な分散を得るに十分な時間である。次いで、分散体は、内
部的に、混合機内で、導管２５及び２７を経て供給される水の様な冷却液体を循
環する事による冷却手段を備えた第２混合領域へ通される。
第２混合領域で、溶融体中の粒子の分散体は、適当なインキビヒクル、例えば
ワニスと、ビヒクルに溶解してもよい添加材と一緒に組み合わされる。ビヒクル
は、インラインミキサー２０と液体連絡の状態にある貯蔵タンク４０中に維持さ
れる。タンク４０からの液体は、導管４３を経て混合タンク４０と連絡している
ポンプ４２でインラインミキサーに供給される。ポンプ４２からの液体は、導管
４５を経て計器４４を通過し、次いで、導管４７及び入口２６を経てインライン
ミキサー２０へ入る。液体の流れは、適当な調節手段（図示せず）によって、ポ
ンプ１２の速度調節で、インラインミキサーへの液体の流れを調節する計器４４
で測定される。ビヒクルの液体の流れは、出来上がったインキ中の所望の顔料濃
度を用意するレベルに維持される。第２混合領域での分散体及びビヒクルの滞留
時間は、ビヒクル中の粒子の均一な分散を得るに十分な時間である。次いで、出
来上がったインキ生成物は、混合機出口から導管２９を通り、ここから更に、処
理、充填等が行われる。
インキ及び溶融体の組成物等の最終用途によって、全ての場合に、追加ビヒク
ルを添加する必要はないかも知れない。
粒子と溶融体との混合及び最終インキの形成の目的の為に、インラインミキサ
ーとして、テレダインレドコ連続プロセッサー(Teledyne Readco Continuous Pr
ocessor)を使用するのが好ましい。この装置は２つのスクリュー設計を有し、共
同回転シャフトを備え、パドルそれ自身の間と各パドルとプロセッサーの内壁と
の間の間隙が接近している。プロセッサー内部の横断面を図２に、断面を図３に
示す。
テレダインレドコ連続プロセッサーは、一般に、米国特許第３,４９０,７５０
号及び第３，６１８，９０２号によって造られる。然しながら、２つの回転パド
ルの間及び各パドルと内部の室壁との間の間隙は、略同じである。この間隙は、
一般に、約1.524mm〜約2.032mm（０．０６０〜０．０８０インチ）である。運転
中に、プロセッサーは、プロセッサー中で処理されている液体に関して高剪断を
加えながら、同時且つ連続的にその液体を押し出す。その様な作用は、分散混合
によって達成され、高圧領域から低圧領域へと連続的に押し出される混合機中の
液体に起因し、プロセッサー中の回転パドル間の相互関係で発生するが、同時に
、最少間隙帯域であって、ここをプロセッサー中の液体が、高圧領域から低圧領
域へと通過する為に流れなけらばならない最少間隙帯域を用意することによって
発生する。最少間隙のこの帯域を通過する液体は、それらに付与された大きな剪
断
を有する。これらの相関現象は、前述の米国特許第３，４９０，７５０号及び第
３，６１８，９０２号に詳細に記載されている。
図２において、インラインミキサー２２は、合体した電気モーター２５０と、
オーガー２７０とカム２８０に連結したトランスミッション２６０と共に示され
る。原料は、導入部分２２２から導入され、排出部分２２８から出てゆく。加熱
室２９０は、第１混合領域を加熱する手段を用意し、冷却室２９５は、第２混合
領域を冷却する為の手段を用意する。入口部分は図示されないが、混合機の長手
方向に沿って用意される。
図３において、共同回転シャフト３０１及び３０２の配列が、接続したカム３
８０及び３８１と共に示される。外側ジャケット壁３０３と内側ジャケット壁３
０４は、加熱又は冷却液体が滞留出来る間隙空間３０５を形成する。内側容器壁
３０７は、カム３８０と３８１とで狭い間隙を形成する。
操作においては、圧力は、所望ならば、生産性を増す為に、プロセッサー中の
液体の供給側に適用してもよい。或いは又、生産性を増す為に、真空をプロセッ
サーの液体の生成側で使用してもよい。又、真空の使用は、プロセッサーの低温
度運転を可能とし、不安定な粒子、例えば有機顔料が分散される場合には、望ま
しいものである。
又、本発明は、本発明による所望の顔料又はカーボンブラックを封入し、次い
で封入した顔料又はカーボンブラックを所望のビヒクル中に分散する事によりイ
ンキを製造する手段を提供する。ビヒクルは、リトグラフ、レタープレス、グラ
ビア、又はフレキソグラフ印刷に適したもの、或いは照射硬化型インキとしての
用途に適したものであってもよい。本発明の封入顔料及びカーボンブラックの使
用によって、粒子の凝集が、完全になくなる。
封入顔料又はカーボンブラックはインキビヒクル（ワニス）に対して強力な親
和性を有するので、封入粒子は、所望のビヒクルに容易に分散し、無凝集印刷イ
ンキを形成する。インキビヒクルに関する封入粒子の高い親和性の故に、例えば
９０重量％までの非常に高い顔料使用を達成する事が可能である。これは、着色
剤のプレスケーキが、例えば３本ロールミルの様な機械的手段を使用して、含油
樹脂結合剤中に分散される従来のフラッシング方法とは極めて対照的である。こ
の方法は、炭化水素溶媒、粉砕ビヒクル、表面活性剤、及びワニスの複雑な使用
を必要とする。フラッシュ及びインキビヒクルによっては、補助乾燥機及び／又
はエネルギーも必要である。得られる組成物は非常に粘稠であり、顔料使用が比
較的低く、通常５０〜５５％以上でなくても取扱が困難である。その様な問題の
全てが、本発明の使用によってなくなる。
本発明は、以下の限定されない実施例によって、更に例示される。実施例１〜８
大豆油中の磁気粒子分散体（実施例１〜４）及び大豆油中のカーボンブラック
分散体（実施例５〜８）を造る為に、テレダインレドコ５インチプロセッサーを
使用した。
各実施例において、先ず大豆油を、６０重量部の大豆油、１８重量部のＸＲ４
５０３、４重量部のＡＣ６２９、及び２重量部のAclyn276とから成る分散溶融体
を形成する為に混合した。プロセッサーを使用することによって、７重量部のア
ルカリブルー及び３６０重量部の酸化鉄を、溶融体に分散させた。
各実施例の処理条件を、表Ｉ及び表ＩＩに示す。
実施例１〜５及び８では、プロセッサーのｒｐｍは１００に設定した。実施例
６及び７では、ｒｐｍは２５０に設定された。加熱領域への熱オイル流は、凡そ
３７リットル（１０ガロン）／ｈであった。
上記実施例で製造された最終生成物を粒径分析機で試験し、狭い範囲の優れた
粒径分布を有する事が分かった。インキは、これらの実施例の生成物からうまく
製造された。
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(51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ
// Ｇ１１Ｂ 5/70 9645−5Ｄ Ｇ１１Ｂ 5/70
5/842 8940−5Ｄ 5/842 Ｚ
(81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，
ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ
Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ
，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，
ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，
ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ
Ｈ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ
，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，
ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，Ｍ
Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ
，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ，
ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ
(72)発明者 ドリートライン ドナルド ケニス
アメリカ合衆国 イリノイ州 60714 ナ
イルズ リヴァーヴィュー ドライヴ
6522