反応性二重結合を含むポリウレタンベースの顔料分散剤

【課題】1分子当たり平均で少なくとも1つの反応性炭素−炭素二重結合を有するポリウレタン分散剤を提供すること。
【解決手段】可溶化重合体鎖および反応性炭素−炭素二重結合を有する重合体ウレタン分散剤が記載される。反応性二重結合は、分散粒子上の分散剤の分子量増加を促進する(コロイド安定性を向上させる)、またはマトリックス材料に架橋する分散剤の能力を向上させる。第1の実施形態において、粒子の分散が行われると、分散剤を好適な架橋剤(例えば、ポリアミン、または遊離基を介する)と架橋させて、それらを粒子表面に固定することができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
(発明の分野)
本発明は、それら自体に炭素−炭素二重結合を有するポリウレタン分散剤、および粒子(例えば顔料)を液体媒体に分散させるためのそれらの使用に関する。第1の実施形態において、粒子の分散が行われると、分散剤を好適な架橋剤(例えば、ポリアミン、または遊離基を介する)と架橋させて、それらを粒子表面に固定することができる。あるいは、結着剤材料が、分散剤の添加後に硬化される反応性不飽和を含む場合は、分散剤を塗布剤、インクまたは他の調合物に利用できる。ポリウレタンは、直鎖または非直鎖骨格を有することができる。
【背景技術】
【0002】
(発明の技術)
Block and Graft Copolymer Dispersantsという題名のICIの特許文献1には、固体粒子に有機重合体材料を塗布するための方法であって、ブロックおよび/またはグラフト共重合体を含む液体に前記粒子を分散させる工程であって、前記共重合体は、極性の程度が異なる重合体成分を含む工程と、液体の極性を変えて、前記重合体成分の少なくとも1つであるが、すべてではない成分を前記粒子上に析出させ、前記ブロックおよび/またはグラフト共重合体は、その後、粒子に対する分散安定剤として機能する工程とを含む方法が主張されている。
E.I. du Pontの特許文献2には、塗布および印刷用途における塗料またはインクに特に有用である、液体媒体(水性、半水性でありうる)と、液体媒体に不溶である有機または無機粒子(または混合物)と、不溶性の部分が、それ自体、または架橋成分に架橋して、粒子を閉じ込めるカプセル化網を形成する架橋基を含む場合に安定性が向上する重合体分散剤とを含む分散液が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】米国特許第3,393,162号明細書
【特許文献2】米国特許第6,262,152号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0004】
(発明の要旨)
1分子当たり平均で少なくとも1つの反応性炭素−炭素二重結合を有するポリウレタン分散剤を製造することができる。それらは、a)分散剤が粒子表面に吸着した後で分散剤の(ポリアミンとのマイケル付加反応または遊離基機構による)連鎖延長/架橋反応により、より安定した分散液を形成する、またはb)結着剤/連続相が炭素−炭素二重結合と反応する場合は、様々な当該結着剤/連続相に遊離基架橋させることができる分散剤を製造するのに有用である。
例えば、本発明は以下の項目を提供する。
(項目1)
ポリウレタン骨格と、a)ポリ(C2〜4アルキレンオキシド)のポリエーテル鎖、b)ポリエステル鎖、c)ポリアクリル酸鎖、またはd)ポリオレフィン鎖、またはそれらの混合物である結合した溶媒可溶化鎖と、必要に応じて1種以上の連鎖停止剤とを含むポリウレタン分散剤であって、各分散剤分子は、平均で、少なくとも1つの反応性炭素−炭素二重結合を該骨格、該溶媒可溶化鎖、該連鎖停止剤、またはそれらの組合せのいずれかの中に有するポリウレタン分散剤。
(項目2)
前記ポリエステル溶媒可溶化鎖、前記ポリエーテル溶媒可溶化鎖、前記ポリアクリレート溶媒可溶化鎖および前記ポリオレフィン溶媒可溶化鎖は、反応性炭素−炭素二重結合を必要に応じて含む末端C1〜50ヒドロカルビル基を含む項目1に記載のポリウレタン分散剤。
(項目3)
各分散剤分子は、平均で、少なくとも1つの溶媒可溶化ポリ(C2〜4アルキレンオキシド)(ポリエーテル)鎖を含む項目1または2に記載のポリウレタン分散剤。
(項目4)
前記ポリ(C2〜4アルキレンオキシド)鎖は、イソシアネートと反応する2個のヒドロキシル基をポリエーテル鎖の一端に含み、該ヒドロキシル基は、5個以上の原子で分離されているポリエーテルの残基である項目3に記載のポリウレタン分散剤。
(項目5)
前記ポリエステル溶媒可溶化鎖は、イソシアネートと反応する2個のヒドロキシル基をポリエステル鎖の一端に含み、そのヒドロキシル基は、5から17個の原子で分離されているポリエステルの残基である項目1に記載のポリウレタン分散剤。
(項目6)
前記溶媒可溶化ポリエーテル鎖は、式1の化合物
【化1】


の残基を含み、式1中、
Rは、C1〜20ヒドロカルビル基であり;
は、水素、メチル、またはエチルであり、Rのうちの60%未満が水素であり;
およびRは、それぞれ独立に、C1〜8ヒドロキシアルキルであり;
Zは、C2〜4アルキレンであり;
Xは、−O−または−NH−であり;
Yは、ポリイソシアネートの残基であり;
mは、5から150であり;
pは、1から4であり;
qは、1または2である、
項目1から4のいずれかに記載のポリウレタン分散剤。
(項目7)
前記溶媒可溶化ポリエーテル鎖は、式2の化合物
【化2】


の残基を含み、式2中、
Rは、C1〜20ヒドロカルビル基であり;
は、水素、メチル、またはエチルであり、Rのうちの60%未満が水素であり;
は、イソシアネート反応性有機基であり;
は、水素またはイソシアネート反応性有機基であり;
ZはC2〜4アルキレンであり;
mは、5から150であり;
nは、0または1である、
項目1から4のいずれかに記載のポリウレタン分散剤。
(項目8)
前記溶媒可溶化ポリエーテル鎖は、式3の化合物
【化3】


の残基を含み、式3中、
Rは、C1〜20ヒドロカルビル基であり;
は、水素、メチル、またはエチルであり、Rのうちの60%未満が水素であり;
Wは、C2〜6アルキレンであり;
mは、5から150である、
項目1から4のいずれかに記載のポリウレタン分散剤。
(項目9)
前記溶媒可溶化ポリエステル側鎖は、式6の化合物
O((O)C−A−O)H 6
の残基を含み、式6中、
は、C1〜50ヒドロカルビル基であり;
Aは、C1〜26アルキレンおよび/またはC2〜26アルケニレンであり;
mは、5から150である、
項目1、2または5のいずれかに記載のポリウレタン分散剤。
(項目10)
ポリウレタン骨格と、少なくとも1つの結合した溶媒可溶化ポリエステル側鎖とを含む項目1から9のいずれかに記載のポリウレタン分散剤。
(項目11)
前記ポリウレタン分散剤は、ジイソシアネート反応物質から得ることができる、または得られる項目1から10のいずれかに記載のポリウレタン分散剤。
(項目12)
ポリエステル鎖は、1から26個の炭素原子を含むヒドロキシカルボン酸またはそのラクトンまたはその混合物から得ることができる、または得られる項目10または11に記載のポリウレタン分散剤。
(項目13)
前記ラクトンは、ε−カプロラクトンまたはδ−バレロラクトンである項目12に記載のポリウレタン分散剤。
(項目14)
前記ポリウレタン分散剤は、ポリウレタン骨格および結合した溶媒可溶化ポリアクリレートを有し、分散剤100g毎に10から180ミリ当量の酸基またはアミノ基(それらの塩を含む)をさらに含む項目10に記載のポリウレタン分散剤。
(項目15)
分散剤100g毎に10から180ミリ当量の酸基またはアミノ基(それらの塩を含む)をさらに含む項目1から14のいずれかに記載のポリウレタン分散剤。
(項目16)
前記分散剤は、高度に枝分れし、または本質的に非直鎖であるポリウレタン骨格部分とは異なり本質的に直鎖であるポリウレタン骨格部分を有し、前記溶媒可溶化鎖は、側方結合している項目1から15のいずれかに記載のポリウレタン分散剤。
(項目17)
前記分散剤は、本質的に非直鎖であるポリウレタン骨格部分を有し、すなわち、該ポリウレタン骨格は、3個以上のイソシアネート基を有するイソシアネート反応物質、および/またはイソシアネートと反応する場合に2より大きい官能価を有するツェレビチノフ活性水素基を有する反応物質から誘導される枝を含む項目1から15のいずれかに記載のポリウレタン分散剤。
(項目18)
前記分散剤は、最初に、少なくとも2の官能価を有するイソシアネートをヒドロキシ官能性溶媒可溶化鎖と反応させて、イソシアネート官能性可溶化重合体を形成した後、該イソシアネート官能性可溶化重合体を、該イソシアネート官能性可溶化重合体の一部を結合するための反応物質と反応させ、該イソシアネート基と反応するさらなる反応物質を必要に応じて反応させることによって得ることができる、または得られ、該イソシアネートのヒドロキシル官能溶媒可溶化鎖、結合するための反応物質、および連鎖停止剤等の必要に応じたさらなる反応物質との反応は、少なくとも1つの可溶化鎖を有するポリウレタン骨格を形成し、少なくとも1つの可溶化鎖を有する各ポリウレタン骨格は、平均で、少なくとも1つの反応性炭素−炭素二重結合を該ポリウレタン骨格、少なくとも1つの該可溶化鎖、該連鎖停止剤、またはそれらの組合せのいずれかの中に有する項目1から15および17のいずれかに記載のポリウレタン分散剤。
(項目19)
前記ポリエステル溶媒可溶化鎖、前記ポリエーテル溶媒可溶化鎖、前記ポリアクリレート溶媒可溶化鎖または前記ポリオレフィン溶媒可溶化鎖の数平均分子量は、300から10,000である項目1から18のいずれかに記載のポリウレタン分散剤。
(項目20)
前記ポリウレタン分散剤は、32から3,000の数平均分子量を有する形成性化合物の残基をさらに含む項目1から19のいずれかに記載のポリウレタン分散剤。
(項目21)
溶媒可溶化鎖の全重量百分率は、前記分散剤の全重量に対して5%以上である項目1から20のいずれかに記載のポリウレタン分散剤。
(項目22)
粒子固体、膜形成樹脂または該膜形成樹脂に対する重合性前駆体、該粒子固体が分散される媒体、および項目1から20のいずれかに記載のポリウレタン分散剤を含むミルベース、塗料またはインク。
(項目23)
前記ポリウレタン分散剤は、前記粒子固体に吸着され、該分散剤の前記反応性炭素−炭素二重結合の化学反応を介して部分的または完全に連鎖延長または架橋された項目22に記載のミルベース、塗料またはインク。
(項目24)
分散した粒子固体、フリーラジカル重合性単量体、および項目1から20のいずれかに記載のポリウレタン分散剤を含むミルベース、被覆剤組成物、インクまたは成形化合物。
(項目25)
前記分散剤の前記反応性炭素―炭素二重結合は、前記フリーラジカル重合性単量体と共重合することを特徴とする項目24に記載のミルベース、被覆剤組成物、インクまたは成形化合物。
(項目26)
前記重合性単量体は、前記ミルベース、被覆剤組成物、インクまたは成形化合物の少なくとも10重量%を構成する項目24または25に記載のミルベース、被覆剤組成物、インクまたは成形化合物。
(項目27)
前記ミルベース、被覆剤組成物またはインクは、UV硬化性である項目26に記載のミルベース、被覆剤組成物、インクまたは成形化合物。
(項目28)
粒子固体、該粒子固体が分散される媒体、項目1から20のいずれかに記載のポリウレタン分散剤を含む組成物。
(項目29)
前記ポリウレタン分散剤は、前記粒子固体の表面に少なくとも部分的に吸着し、吸着後に、前記少なくとも1つの反応性炭素−炭素二重結合のジアミン化合物もしくはポリアミン化合物との反応、またはフリーラジカル反応を介して化学架橋または連鎖延長される項目28に記載の組成物。
(項目30)
前記架橋または連鎖延長された分散剤は、さらなるフリーラジカル共重合性単量体を使用した反応で得られた項目29に記載の組成物。
(項目31)
前記分散剤の前記反応性炭素−炭素二重結合は、メタクリル酸メチルおよび/またはスチレンと容易に共重合することが可能であるようにフリーラジカル反応において化学反応性を有する項目1から20のいずれかに記載のポリウレタン分散剤。
(項目32)
前記分散剤の前記反応性炭素−炭素二重結合は、アクリル酸エチルおよび/またはアクリル酸ブチルと容易に共重合することが可能であるようにフリーラジカル反応において化学反応性を有する項目1から20のいずれかに記載のポリウレタン分散剤。
(項目33)
前記分散剤の前記反応性炭素−炭素二重結合の大多数は、前記分散剤のウレタン結合のカルボニル炭素から10原子以内にある項目1から20のいずれかに記載のポリウレタン分散剤。
(項目34)
前記分散剤の前記反応性炭素−炭素二重結合の大多数は、前記分散剤のウレタン結合のカルボニル炭素から少なくとも10原子だけ隔てられている項目1から20のいずれかに記載のポリウレタン分散剤。
(項目35)
ウレタン骨格および側方結合側鎖を有し、窒素原子を、窒素原子が骨格上の最も近い原子から少なくとも2個の原子で分離されるようにポリウレタン骨格に側方結合された非反応性アミン(イソシアネートに対して非反応性)中の窒素をさらに含む項目1から20のいずれかに記載のポリウレタン分散剤。
(項目36)
前記非反応性アミンは、四級アンモニウム塩である項目35に記載のポリウレタン分散剤。
【発明を実施するための形態】
【0005】
(発明の詳細な説明)
反応性炭素−炭素二重結合を含む分散剤は、2つの分野の問題を解決するように機能する。反応性炭素−炭素二重結合を有する分散剤は、不飽和結着剤系、例えばシートまたはバルク成形化合物または放射線硬化系(UVまたは電子ビーム)と共硬化することができる。塗布後に重合を介して硬化する被覆剤、インクまたは樹脂系(例えばシート成形化合物)に従来の分散剤を使用すると、被膜または製品の性能が低下しうる。通常、分散剤は、硬化系において非反応性成分であるため、(i)硬化時間を延長するように機能する、(ii)最終膜の軟化または可塑化をもたらす、(iii)分塊として顕在しうる最終膜から潜在的に滲出することができる。本開示の分散剤内の反応性二重結合の存在は、重合中に分散剤を組み込み、硬化マトリックスに結合させることによって、従来の分散剤の負の効果を低減または解消することを可能にする。
【0006】
従来の分散剤による顔料分散液の安定性は、条件の変化により、例えば顔料分散液が被膜組成物へ分解される場合、または高温もしくは異なる溶媒混合物への変化に曝される場合に、悪影響がもたらされうる。他の顔料または微粒子物質を導入すると、第2の顔料源による分散剤の選択的吸着が引き起こされて、最初の顔料からの分散剤の消耗により、最初の顔料分散液が不安定化することもある。
【0007】
従来の分散剤は、顔料表面に吸着し、遊離分散剤が連続相に存在する平衡状態が確立される。顔料分散剤が、凝集に対する立体的および/または静電気障壁を提供する上で効果的であるためには、従来の分散剤は、顔料に対して実質的に吸着されていなければならない。平衡位置は、温度の変化、溶媒の変化等に影響されうる。吸着の強度(すなわち、遊離分散剤と吸着分散剤の平衡位置)は、顔料の性質にも大いに依存することになる。
【0008】
作用の特定の形態に縛られることを望まないが、その課題の説明に役立てるために以下の図例を含める。
【0009】
【化4】

分散剤を顔料表面に対する吸着後により高分子量に架橋または連鎖延長させることができる場合は、所定位置に固定されるか、または連続相に溶解しにくくなるため、はるかに脱着しにくくなる。したがって、顔料分散液の安定性は、上述のような環境(媒体組成物、温度等)の変化による悪影響をはるかに受けにくくなる。
【0010】
ポリウレタン分散剤は、単純な単一段階の単純坩堝反応に反応性二重結合を容易に組み込むことを可能にする。反応性二重結合は、反応性結着剤系と共硬化し、またはポリアミン等の外的架橋剤と反応して、カプセル化網を形成することによって、分散剤設計および応用分野における柔軟性を提供することができる。
【0011】
(実施形態1)
本発明の一実施形態は、1つまたは複数の炭素−炭素二重結合を含むように側方結合した可溶化側鎖および実質的に直鎖のポリウレタン骨格を有する分散剤の修飾を含む。これらは、円が単量体からの繰返し単位を表し、波線が側方可溶化重合体鎖または末端可溶化鎖を表す以下の図に示される。X’は、後述する必要に応じた酸またはアミノ基(「c」)を表す。第1の図は、炭素−炭素二重結合を有さないポリウレタン分散剤を表す。
【0012】
【化5】

反応性二重結合をa)可溶化鎖の末端に、またはb)単量体種もしくは組合せからいくつかの方法で組み込むことができる。多くの可能な構造のうちの3つの可能性を以下に示す。
【0013】
【化6】

実施形態1、2および3は、いずれもポリウレタン骨格および溶媒可溶化鎖を有する点で類似している。実施形態1は、(各二官能単量体の反応基の間に分子として直接定められる)重合体骨格が直鎖骨格となるように、ウレタン形成重合体の多くが(三以上の官能価ではなく)一または二官能であるという点で実施形態2および3と異なる。本実施形態における側方結合側鎖(可溶化鎖)は、側鎖として最初の単量体に結合されるため、それが形成されたときにポリウレタン骨格に対する側方側鎖となる。実施形態1のポリウレタン分散剤は、当該技術分野で知られている任意のポリウレタン合成方法によって調製することができ、
a)2.0から2.5の平均官能価を有する1種以上のポリイソシアネートと;
b)少なくとも1つのポリエステル、ポリエーテル、ポリアクリレートまたはポリオレフィン鎖、および化合物の一端に位置するイソシアネートと反応する少なくとも2個の基を、ポリエステル、ポリエーテルまたはポリアクリレート鎖がポリウレタン重合体骨格に対して側方に配置されるように有する1種以上の(溶媒可溶化)化合物(100%までのこれらの鎖の部分が1つまたは複数の炭素−炭素二重結合を含むことができる)と;
c)必要に応じて、その塩を含む、酸またはアミノ基、およびイソシアネートと反応する少なくとも2個の基を有する1種以上の化合物と;
d)必要に応じて、イソシアネートと反応する少なくとも2個の基を有する、数平均分子量が32から3000の1種以上の形成性化合物(100%までのこれらの化合物の部分が1つまたは複数の炭素−炭素二重結合を含むことができる)と;
e)必要に応じて、イソシアネートと反応する1個の基を含むポリウレタン鎖重合停止剤として作用する1種以上の化合物(100%までのこれらの化合物の部分が1つまたは複数の炭素−炭素二重結合を含むことができる)と;
f)必要に応じて、単一のイソシアネート基を含む鎖重合停止剤として作用する1種以上の化合物(100%までのこれらの化合物の部分が1つまたは複数の炭素−炭素二重結合を含むことができる)とを反応させることによって容易に得ることができる、または得られる。
【0014】
先述のように、実施形態1のポリウレタン分散剤は、本質的に直鎖の骨格を有するため、成分(b)、(c)および(d)は、イソシアネートと反応する2個のみの基を含むことがはるかに好ましい。また、成分(a)は、ポリウレタン分散剤の鎖の間の任意の架橋/枝分れをも制限するため、2.1から2.0、特に約2の官能価を有することが好ましい。
【0015】
二重結合は、成分(b)、(d)、(e)または(f)のいずれかまたはすべてに存在しうる。二重結合がこれらの成分の少なくとも1つに存在することが本発明にとって不可欠である。
【0016】
分散剤分子における炭素−炭素二重結合の平均官能価は、少なくとも1であることが好ましい。分散剤分子における二重結合の平均官能価は、少なくとも約2であることが特に好ましい。
【0017】
いくつかの実施形態において、成分(f)は、存在しないことが好ましい。
【0018】
二重結合は、(b)および/または(d)および/または(e)に存在することが好ましい。二重結合は、成分(e)に存在することが特に好ましい。
【0019】
成分(b)における二重結合は、存在する場合は、イソシアネート反応基に対して鎖の反対側の末端に位置することが好ましい。
【0020】
分散剤に存在する二重結合は、放射線硬化性被覆剤およびインク等の反応性被覆剤またはシート成形化合物に使用される他の不飽和成分との重合において反応性を有することが好ましい。したがって、分散剤に存在する二重結合は、一官能および多官能(メタ)アクリレート単量体およびアクリレートおよびスチレン単量体と共重合する必要がある。
【0021】
分散剤に存在する二重結合は、一級および二級アミンの添加に向けて活性化されることが好ましい。
【0022】
分散剤に存在する二重結合は、メタクリレートまたはアクリレートエステル官能基に存在することが好ましい。それらは、アクリレートエステルに存在することが特に好ましい。
【0023】
1つまたは複数の二重結合を含む成分(e)に対する材料の例は2種類ある。
【0024】
1)単量体
イソシアネート反応基は、ヒドロキシであることが好ましい。例としては、アクリル酸ヒドロキシル、アクリル酸ヒドロキシプロピル、トリアクリル酸ペンタエリスリトール、メタクリル酸ヒドロキシエチル、メタクリル酸ヒドロキシプロピル、アリルアルコールが挙げられる。
【0025】
2)重合体
重合体型としては、
i)アクリル酸(メタクリル酸)ポリアルキレングリコール。アクリル酸PEG/PPG(alk)について示される一般構造の例は、
【0026】
【化7】

である。
【0027】
上式において、R=Hまたはアルキルであり、Rは、好ましくは、Hまたはメチルであり、Rは、Hであることが特に好ましい。
【0028】
いくつかのグレードが、例えばCognisから市販されている。
【0029】
n+m=2から100、好ましくは3から50、特に5から50である。
【0030】
ii)(メタ)アクリル酸モノヒドロキシポリエステル。
【0031】
(メタ)アクリル酸モノヒドロキシポリエステルの例示を目的とした具体例は、アクリル酸ヒドロキシエチルの存在下でのε−カプロラクトンの重合から得られる。
【0032】
【化8】

1つまたは複数の二重結合を含む成分(d)の材料の例は、アクリル酸グリセロールおよびメタクリル酸グリセロールである。
【0033】
【化9】

二重結合を含む成分bの材料を生成するために用いられる方法は、炭素−炭素二重結合を含むモノヒドロキシ重合体鎖を、2個のイソシアネート基の差別的な反応性を有するジイソシアネート(2,4−TDI等)に対して反応させ、次いでその付加物をジエタノールアミン等のジアルカノールアミンと反応させて、ジヒドロキシ付加物を生成することである。アミンのマイケル付加に向けた炭素−炭素二重結合の反応性は、望ましくは、イソシアネート残基へのアミンの付加と有意に競合するものである。図解例は、(メタ)アクリレート末端モノヒドロキシポリラクトン鎖に対する反応を示す。所望の生成物を、潜在的な望ましくない生成物とともに示す。所望の反応は、以下のスキームにおけるメタクリレート官能鎖(R=Me)に対してより好ましいものとなる。
【0034】
【化10】

(メタ)アクリレート官能基を導入することが可能である他の方法は、EP43966に記載されている方法の改造型を用いることである。
【0035】
EP43966において、一般式:
【0036】
【化11】

および
【0037】
【化12】

の化合物が開示されている。
【0038】
原本の独国特許の翻訳より、Rは、以下のように記載される。
【0039】
は、開裂により再度必要に応じて除去可能な保護基である。これは、ヒドロキシル基を、一官能性であり、ヒドロキシル基に対して反応する基を有する化合物と反応させることによって、アセタールまたはケタール開裂の前に導入される。ここで、反応は、置換または付加によって生じうる。置換反応の例は、ヒドロキシル基と、アルキルハロゲン化物、例えば塩化メチル、またはアルキルアリールハロゲン化物、例えば炭化水素残基が1から12の炭素原子を有することができる塩化ベンジルとの反応である。好適な付加反応の例は、ポリエーテルのヒドロキシル基と、有機モノイソシアネート、例えばアルキルまたはアリールモノイソシアネート、またはビニル化合物、例えばアクリロニトリル、アクリル酸メチルまたはメチルビニルケトンとの反応である。
【0040】
しかし、要望に応じて、保護機を再び開裂できるような条件下で、反対側のポリエステル鎖状の遊離ヒドロキシル基の出発アルコールに対するブロッキングを行うことができる。したがって、例えば、ヒドロキシル基を有機モノカルボン酸または酸塩酸塩でエステル化することが可能である。他の酸、例えばスルホン酸による対応するエステル化も可能である。ケタールまたはアセタール基の開裂後、および形成された1,2または1,3−ジオールの重合後に、末端ブロッキングエステル基を鹸化によって除去することができる。
【0041】
したがって、調製は、以下のスキームで例示される。
【0042】
【化13】

塩化(メタ)アクリロイルまたはイソシアナト(メタ)アクリレートでヒドロキシ基のブロッキングが行われるのであれば、(メタ)アクリレート末端物質が実現することになる。
【0043】
【化14】

塩化メタクリロイルを塩化アクリロイルの代わりに使用して、メタクリレート官能基を生成することができる。
【0044】
ポリウレタン重合体/初期重合体を触媒の存在下で調製することができる。特に好ましい触媒は、ジブチル錫ジラウレート(DBTDL)等の脂肪族酸の錫錯体および三級アミンである。
【0045】
ポリウレタン重合体/初期重合体の調製は、必要に応じて、ヒドロキノンまたはブチル化ヒドロキシトルエン等の重合阻害剤の存在下で行われる。
【0046】
周期表の不活性気体のいずれか、好ましくは窒素によって提供することができる不活性雰囲気中でポリウレタン重合体/初期重合体の調製を行うことができる。存在する反応性炭素−炭素二重結合の重合の阻害を支援する空気の雰囲気下でポリウレタン重合体/初期重合体の調製を行うこともできる。存在する反応性炭素−炭素二重結合の重合の阻害を支援するのに酸素の存在が望まれるが、重合混合物の可燃性が懸念される場合は、典型的には1〜10%の酸素を含む空乏酸素の雰囲気下で調製を行うことができる。
【0047】
実施形態1によるポリウレタン重合体の基本的特徴は、ポリ(アルキレンオキシド)、ポリエステル、ポリ(alk)アクリレートまたはポリオレフィンであってもよい規定量の側方重合体側鎖(溶媒可溶化)を含む主に直鎖のポリウレタン重合体骨格を含むことである。したがって、残留イソシアネート官能基を有する初期重合体の調合物を含むイソシアネート反応基に対するイソシアネート基の割合に関して、当業者に自明である多くの変形が存在することになる。一例において、成分(a)によって提供される全イソシアネート基の割合は、成分(b)および存在する場合は成分(c)、(d)および(e)によって提供されるイソシアネート反応基の総数より少ない。いずれの末端イソシアネート反応基も反応することができる。
【0048】
ポリエステル、ポリエーテル、ポリアクリレートまたはポリオレフィン鎖は、ポリウレタン骨格から離れた末端ヒドロキシ基を含むことができるのに対して、当該鎖は、分散剤の調製中にあらゆる架橋を制限するため、イソシアネートと反応しない[末端]基を担持することが極めて好ましい。ポリウレタン骨格から離れた末端基は、炭素−炭素二重結合を含むことができ、そうでなければ、それは、C1〜50ヒドロカルビル基であることが好ましい。ヒドロカルビル基は、必要に応じて枝分れアルキル、シクロアルキル、アリールまたはアラルキルであってもよい。いくつかの態様において、ヒドロカルビル基は、1つまたは複数の炭素−炭素二重結合を含むことが望ましい。シクロアルキル基は、好ましくは、シクロプロピルおよび特にシクロヘキシル等のC3〜6−シクロアルキルである。アリール基は、好ましくは、ハロゲン、C1〜20アルキルまたはC1〜20アルコキシで置換されていてもよいナフチルおよび特にフェニル等のC6〜10−アリールである。アラルキル基は、好ましくは、フェニル環がハロゲン、C1〜20アルキルまたはC1〜20アルコキシで必要に応じて置換されている2−フェニルエチルおよび特にベンジルである。本開示のここおよび他の箇所におけるヒドロカルビル基は、望ましくは、実質的に炭化水素であるが、いくつかの態様において、1、2または3個の酸素、窒素または硫黄原子が、炭素原子10個毎に存在していてもよい。
【0049】
ポリエステル、ポリエーテル、ポリアクリレートまたはポリオレフィン鎖のアルキル末端基の長さは、有機媒体の性質に大いに左右される。したがって、例えば、媒体が極性有機液である場合は、ヒドロカルビル基は、好ましくは、直鎖または枝分れでありうるC1〜12アルキルである。ヒドロカルビル基は、エチル、プロピル、イソプロピル、またはそれらの混合物を含む。ポリウレタン分散剤がポリエーテル側鎖を含む場合は、末端アルキル基は、容易に商業的に入手可能であるため、C1〜4アルキル、例えばメチルであることが好ましい。媒体が非極性有機液である場合は、末端アルキル基は、8個より多くの炭素原子を含むことが好ましい。また、アルキル基は、非極性有機液への溶解を支援するため、枝分れであることが好ましい。
【0050】
(C2〜4アルキレンオキシド)基のアルキレン成分は、直鎖、または好ましくは枝分れであってもよく、エチレンオキシド、プロピレンオキシドおよびブチレンオキシド等のアルキレンオキシドの(共)重合によって、またはテトラヒドロフランから得ることができる。共重合体は、ランダムまたはブロック共重合体であってもよい。
【0051】
ポリエステル鎖は、好ましくは、1から26個の炭素原子を含むヒドロキシカルボン酸、またはそのラクトンから得ることができる、または得られる。ヒドロキシカルボン酸の選択は、有機媒体そのものの性質に大きく影響される。媒体が極性有機液である場合は、ヒドロキシカルボン酸は、好ましくは、8個までの炭素原子を含み、媒体が非極性有機液である場合は、ヒドロキシカルボン酸は、好ましくは、8個を超える炭素原子を含む。有機媒体への溶解性を促すため、ポリエステル鎖は、2つ以上の異なるヒドロキシカルボン酸またはそのラクトンから得ることができることが好ましい。ヒドロキシカルボン酸は、飽和または不飽和、直鎖または枝分れであってもよい。
【0052】
好適なヒドロキシカルボン酸の例は、グリコール酸、乳酸、5−ヒドロキシ吉草酸、6−ヒドロキシカプロン酸、リシノール酸、12−ヒドロキシステアリン酸、12−ヒドロキシドデカン酸、5−ヒドロキシドデカン酸、5−ヒドロキシデカン酸および4−ヒドロキシデカン酸である。好適なラクトンの例は、それらの混合物を含む、β−プロピオラクトン、およびβ−メチル−δ−バレロラクトン等の必要に応じてC1〜C6アルキルで置換されたδ−バレロラクトンおよびε−カプロラクトン;δ−バレロラクトン;ε−カプロラクトン;2−メチル、3−メチル、4−メチル、5−tertブチル、7−メチル−、4,4,6−トリメチル−および4,6,6−トリメチル−ε−カプロラクトンである。δ−バレロラクトンおよびε−カプロラクトンからのポリエステル鎖誘導体が特に好ましい。
【0053】
ポリアクリレート鎖は、好ましくは、C1〜6−(alk)アクリレートエステル(「(alk)」は、二重結合上でC1〜6アルキルで必要に応じて置換されていることを意味する)および特に(メタ)アクリレートエステル(例えば、(C1〜6アルキルで必要に応じて置換された)アクリル酸、またはC1〜18(より好ましくはC1〜8)アルコールおよびアクリルまたはC1〜6アルキル置換アクリル酸からのエステルの重合体)を共重合することによって得ることができる、または得られる。
【0054】
上述のように、ポリウレタン分散剤は、ポリエステル、ポリエーテル、ポリアクリレートおよびポリオレフィン溶媒可溶化鎖の混合物を含むことができる。
【0055】
自明な変形により、ポリエステル、ポリエーテル、ポリアクリレートおよびポリオレフィン溶媒可溶化鎖は、それ自体が当該鎖の混合物であってもよい。したがって、例えば、ポリエステルおよびポリアクリレート側鎖は、ポリエーテル成分等を含むことができる。
【0056】
ポリウレタン分散剤における溶媒可溶化ポリエステル、ポリエーテル、ポリアクリレートまたはポリオレフィン鎖の数平均分子量は、好ましくは10000以下、より好ましくは4000以下、特に2500以下である。また、側方ポリエステル、ポリエーテルおよびポリアクリレート鎖の数平均分子量は、300以上、より好ましくは600以上、特に800以上であることが好ましい。
【0057】
実施形態1における側方側鎖ポリエステル、ポリエーテル、ポリアクリレートまたはポリオレフィン鎖は、ポリエステル、ポリエーテル、ポリアクリル酸(特にポリアクリレート)またはポリオレフィンの末端ヒドロキシおよびアミノ(一級および二級)基の残基である酸素および/または窒素原子によってポリウレタン骨格に結合される。
【0058】
側方側鎖が実施形態1のポリエーテルである場合は、イソシアネートと反応する2個のヒドロキシル基または1個のヒドロキシルおよび1個の二級アミノ基(どちらも主に側方側鎖の一端にある)を含むポリエステルの残基であることが好ましい。ヒドロキシルおよび/またはアミノ基は、好ましくは、6個までの炭素原子で互いに分離されている。一実施形態において、ポリエーテルが、イソシアネートと反応する2個のヒドロキシル基を含む場合は、それらは、好ましくは、17個までの原子、特に16個の炭素原子および1個の窒素原子で分離されている。また、2個のヒドロキシル基は、5個未満、特に4個の炭素原子および1個の窒素原子で分離されていることが好ましい。イソシアネートと反応する2個のアミノ基(すなわち一級および/または二級アミノ基)を含むポリエーテルから分散剤を調製することも可能であるが、これは、あまり好ましくない。
【0059】
実施形態1の側方側鎖がポリエステルの場合は、それは、好ましくは、イソシアネートと反応するポリエステル鎖の一端に2個のヒドロキシル基を含むポリエステルの残基である。また、ヒドロキシル基は、好ましくは、17個までの原子、特に16個の炭素原子および1個の窒素原子で分離されている。2個のヒドロキシル基は、5個未満の原子で分離されていることが特に好ましい。
【0060】
側方側鎖が実施形態1のポリアクリレートの場合は、それは、好ましくは、イソシアネートと反応するポリアクリレート鎖の一端に2個のヒドロキシル基を含むポリアクリレートの残基である。2個のヒドロキシル基は、好ましくは、4個までの炭素原子、例えば2個の炭素原子で分離されている。一実施形態において、ポリアクリレートが存在し、他の実施形態において、ポリアクリレートは存在しない。
【0061】
実施形態1の側方側鎖がポリオレフィンである場合は、それは、好ましくは、イソシアネートと反応する2個のヒドロキシル基または1個のヒドロキシルおよび1個の二級アミノ基をポリオレフィン鎖の一端に含むポリオレフィンの残基である。ヒドロキシルとアミノ基は、好ましくは、6個までの炭素原子で分離されている。ポリオレフィンが、イソシアネートと反応する2個のヒドロキシル基を含む場合は、それらは、好ましくは、17個までの原子、特に16個の炭素原子および1個の窒素原子で分離されている。また、2個のヒドロキシル基は、5個以上の原子、特に4個の炭素原子および1個の窒素原子で分離されているのが好ましい。イソシアネートと反応する2個のアミノ基(すなわち一級および/または二級アミノ基)を含むポリオレフィンから分散剤を調製することも可能であるが、これは、あまり好ましくない。
【0062】
その塩を含む酸および/またはアミノ基は、いくつかの粒子固体の分散性を向上させることが認められたため、分散剤は、それらを必要に応じて含んでいてもよい。ポリウレタン分散剤における酸および/またはアミノ基の量は、好ましくは、ポリウレタン分散剤100g毎に10から180、より好ましくは20から110、特に20から60ミリ当量である。分散剤は、酸および/またはアミノ基を含むことが好ましい。酸については、カルボン酸であることが好ましい。アミノ基については、三級または芳香族であることが好ましい。
【0063】
酸基は、塩の形態である場合は、ナトリウム、カリウムまたはリチウム等のアルカリ金属の塩、C1〜8アルキルアミンまたはC1〜8アルカノールアミン等のアミンの塩、またはC1〜8アルキル四級アンモニウム陽イオンまたはベンザルコニウム陽イオン等の四級アンモニウム陽イオンの塩であってもよい。アミノ基を四級化することができる。これは、例えば、硫酸ジメチルまたは塩化ベンジル等の硫酸ジアルキルとの反応によって達成されうる。好ましくは、酸基は、存在する場合は、遊離酸の形態である。
【0064】
アミノ基は、酸の形態である場合は、無機または有機酸の塩であってもよい。当該酸の例は、塩酸等の無機酸、およびカルボン酸基(例えば酢酸)、スルホン酸基またはホスホン酸基を含む酸等の有機酸である。好ましくは、アミノ基は、存在する場合は、非イオン化形態である。
【0065】
ポリウレタン分散剤は、側方側鎖に加えて、末端溶媒可溶化ポリエステル、ポリエーテル、ポリアクリレートまたはポリオレフィン鎖を有することもできる。当該鎖は、側方鎖について前述した鎖と類似しているが、イソシアネートと反応する基を1個のみ有する化合物から得ることができる。1個の反応基を有する溶媒可溶化鎖は、実施形態2および3において広く使用される。
【0066】
ポリウレタン分散剤における溶媒可溶性側方および末端鎖の全重量百分率は、好ましくは20%以上、より好ましくは30%以上、特に40%以上である。溶媒可溶性側方および末端鎖は、いずれの種類も鎖の一端において重合体骨格に主として化学結合するため、鎖の非結合末端は、溶媒相に伸びるのに有意な可動性を有するという点で類似している。また、ポリウレタン分散剤における溶媒可溶性側方および末端鎖の全重量百分率は、90%以下、より好ましくは80%以下、例えば45%から80%または60%から78%であることが好ましい。一実施形態において、ポリウレタン分散剤における溶媒可溶性側方および末端鎖の全重量百分率は、70%以下、例えば55%から65%である。
【0067】
ポリウレタン分散剤における溶媒可溶性側方鎖の重量百分率は、好ましくは5%以上、より好ましくは15%以上、特に25%以上または35%以上である。
【0068】
(分散剤の一般的使用)
本発明によれば、粒子固体と、有機媒体と、ポリエステル、ポリアクリル酸、ポリエーテルまたはポリオレフィンの側方結合した溶媒可溶化側鎖を当該側鎖の混合物も含めて有する本質的に直鎖の骨格を有するポリウレタン分散剤とを含む非水性組成物が提供される。ポリウレタン分散剤は、炭素−炭素二重結合(不飽和結合)を含む平均で少なくとも1個の基をも含むことをさらに特徴とする。炭素−炭素二重結合を含む基を、それらが、分散剤の媒体可溶鎖または媒体不溶部の一部となるように組み込むことができる。分散剤の媒体可溶または媒体不溶部は、選択される媒体および粒子系に応じて、骨格または骨格からのペンダントの近くに存在しうる。本開示において、媒体は、微粒子が分散される連続相を意味する。それは、水、有機溶媒、またはそれらの混合物であってもよい。いくつかの好ましい実施形態において、分散剤の媒体可溶部は、分散剤骨格から媒体相に伸びる。
【0069】
本発明は、また、分散剤材料そのもの、それらが被膜、インクまたは成形化合物として使用される組成物を含む。本発明によれば、粒子固体と、有機媒体と、(実施形態1では、側方結合した溶媒可溶化側鎖を有する本質的に直鎖の骨格を有する)当該鎖の混合物(実施形態1)、または末端に存在し、必要に応じて側方結合された溶媒可溶化側鎖を有する本質的に非直鎖の骨格(実施形態2および3)を含むポリエステル、ポリアクリル酸(特にポリアクリレート)、ポリエーテルまたはポリオレフィンのポリウレタン分散剤とを含む非水性組成物が提供される。溶媒可溶化側鎖の最適な選択は、媒体(例えば有機媒体)の極性に依存することになる。一実施形態において、ポリオレフィンが存在し、他の実施形態において、ポリオレフィンは存在しない。
【0070】
非水性媒体が望まれる一実施形態において、媒体は、5重量%以下の水、好ましくは2重量%以下、より好ましくは0.5重量%以下の水を必要に応じて含み、最も好ましくは水を含まない。
【0071】
組成物に存在する粒子固体は、対象温度で有機媒体に実質的に不溶であり、その微細形態で安定することが望まれる任意の無機または有機固体材料であってもよい。
【0072】
好適な固体の例は、溶媒インクの顔料;塗料およびプラスチック材料の顔料、延長剤および充填剤;染料、特に分散染料;染浴、インクおよび他の溶媒塗布系の光沢剤および繊維助剤;油性および転化エマルジョン掘穿懸濁液のための固体;ドライクリーニング流体における泥および固体粒子;微粒子セラミック材料;磁気材料および磁気記録媒体、プラスチック材料および殺生剤に使用されるような難燃剤、有機媒体における分散剤として適用される農薬および医薬品である。
【0073】
好ましい粒子固体は、例えば、Color Indexの第3版(1971年)およびその改訂版、およびその補足版の「Pigment」の章に記載されている認識されている顔料類のいずれかの顔料である。無機顔料の例は、二酸化チタン、酸化亜鉛、プルシアンブルー、硫化カドミウム、酸化鉄、バーミリオン、群青、ならびに鉛、亜鉛、バリウム、カルシウムおよび混合物のクロム酸塩、モリブデン酸塩、およびクロム酸塩と硫酸塩の混合物、およびサクラソウ、レモン、ミドル、オレンジ、スカーレットおよびレッドクロムという名称で緑黄から赤色顔料として市販されているそれらの改造型を含むクロム顔料である。有機顔料の例は、アゾ、ジアゾ、濃縮アゾ、チオインジゴ、インダントロン、イソインダントロン、アンタントロン、アントラキノン、イソジベンザントロン、トリフェンジオキサジン、キナクリドン、ペリレン、ジケトピロロピロール(DPP)、およびフタロシアニンシリーズ、特に銅フタロシアニンおよびその核ハロゲン化誘導体、および酸、塩基および媒染染料のレーキの顔料である。カーボンブラックは、厳密には無機であるが、その分散特性において有機顔料のような挙動を示す。好ましい有機顔料は、フタロシアニン、特に銅フタロシアニン、モノアゾ、ジアゾ、インダントロン、アントラトロン、キナクリドン、ペリレン、ジケトピロロピロール(DPP)およびカーボンブラックである。
【0074】
他の好ましい粒子固体は、タルク、カオリン、シリカ、バライトおよびチョーク等の延長剤および充填剤;アルミナ、シリカ、ジルコニア、チタニア、窒化珪素、窒化ホウ素、炭化珪素、炭化ホウ素、混合窒化珪素−アルミニウムおよびチタン酸金属等の微粒子セラミック材料;繊維金属、特に鉄およびクロムの磁性酸化物、例えばガンマ−Fe、Feおよびコバルトドープ酸化鉄、酸化カルシウム、フェライト、特にバリウムフェライト等の微粒子磁性材料;および金属粒子、特に金属鉄、ニッケル、コバルト、およびそれらの合金;殺真菌剤フルトリアフェン、カルベンダジム、クロロサロニルおよびマンコゼブ等の農薬、およびアルミニウム酸水和物および水酸化マグネシウム等の難燃剤である。
【0075】
媒体が、組成物に存在する有機媒体である他の実施形態において、それは、好ましくは、極性有機媒体、または実質的に非極性の脂肪族または芳香族炭化水素またはハロゲン化炭化水素である。有機媒体に関する「極性」という用語は、Journal of Paint Technology、第38巻、1966年、269頁のCrowleyら、「A Three Dimensional Approach to Solubility」という題名の記事に記載されている、中または強度の結合を形成することが可能な有機液または樹脂を意味する。当該有機媒体は、一般には、上記記事に記載されているように5以上の水素結合数を有する。
【0076】
好適な極性有機液の例は、アミン、エーテル、特に低級アルキルエーテル、有機酸、エステル、ケトン、グリコール、アルコールおよびアミドである。当該中程度に強い水素結合の液体の多くの具体的な例は、(1968年にNoyes Development Corporationが出版した)Ibert Mellanによる「Compatibility and Solubility」という題名の書物の39〜40頁の表2.14に示されており、これらの液体は、本明細書に用いられている極性有機液という用語の範囲内にすべて含まれる。
【0077】
好ましい極性有機液は、ジアルキルケトン、アルカンカルボン酸のアルキルエステルおよびアルカノール、特に全部で6個までの炭素原子を含む当該液体である。好ましい液体および特に好ましい液体の例として、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、ジイソプロピルケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、メチルイソアミルケトン、メチルn−アミルケトンおよびシクロヘキサノン等のジアルキルおよびシクロアルキルケトン;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、ギ酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピル酢酸メトキシおよび酪酸エチル等のアルキルエステル;エチレングリコール、2−エトキシエタノール、3−メトキシプロピルプロパノール、3−エトキシプロピルプロパノール、酢酸2−ブトキシエチル、酢酸3−メトキシプロピル、酢酸3−エトキシプロピルおよび酢酸2−エトキシエチル等のグリコールおよびグリコールエステルおよびエーテル;メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノールおよびイソブタノール等のアルカノール、およびジエチルエーテルおよびテトラヒドロフラン等のジアルキルおよび環式エーテルを挙げることができる。
【0078】
単独、または上記極性溶媒と混合して使用できる実質的に非極性の有機液は、トルエンおよびキシレン等の芳香族炭化水素、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン等の脂肪族炭化水素、ホワイトスピリット、鉱油、植物油等の石油留出物、およびトリクロロエチレン、ペルクロロエチレンおよびクロロベンゼン等のハロゲン化脂肪族および芳香族炭化水素である。
【0079】
本発明の分散形態のための媒体としての好適な極性樹脂の例は、インク、塗料、および塗料およびインク等の様々な用途に使用されるチップの調製に好適であるような膜形成樹脂である。当該樹脂の例としては、ポリアミド、およびエチルセルロースおよびエチルヒドロキシエチルセルロース等のセルロースエーテルが挙げられる。塗料樹脂の例としては、短油アルキド/メラミン−ホルムアルデヒド、ポリエステル/メラミン−ホルムアルデヒド、熱硬化性アクリル/メラミン−ホルムアルデヒド、長油アルキド、およびアクリル、エポキシ、ポリウレタンおよび尿素/アルデヒド等の多媒体樹脂である。
【0080】
樹脂は、強化繊維および充填剤で形成することができる所謂シート成形化合物およびバルク成形化合物を含む不飽和ポリエステル樹脂であってもよい。当該成形化合物は、DE3,643,007、およびP. F. Bruinsによる「Unsaturated
Polyester Technology」という題名の研究論文、Gordon and Breach Science publishers、1976年、211〜238頁に記載されている。
【0081】
要望に応じて、分散液は、他の成分、例えば、樹脂(これらが、既に有機媒体を構成していない場合)、結着剤、流動化剤(GB−A−1508576およびGB−A−2108143に記載されている流動化剤等)、沈殿防止剤、可塑剤、平滑化剤および防腐剤を含んでいてもよい。
【0082】
粒子固体、ポリウレタン分散剤および必要に応じた媒体の組成物は、典型的には、5から95重量%の粒子固体を含み、その厳密な量は、固体の性質、および固体および有機媒体の相対密度に依存する。例えば、固体が有機顔料等の有機材料である組成物は、好ましくは、15から60重量%の固体を含むのに対して、固体が無機顔料、充填剤または延長剤等の無機材料である組成物は、好ましくは、組成物の全重量に対して40から90重量%の固体を含む。
【0083】
組成物は、好ましくは、40℃以下、特に30℃以下の温度にて有機媒体中で粒子固体を粉砕することによって調製される。しかし、固体が銅フタロシアニン等の原料フタロシアニン顔料である場合は、より緑色が強く明るい色調を得ることができるため、50から150℃の温度にて有機液中で粉砕を行うことが好ましいこともある。これは、有機液が高沸点脂肪族および/または芳香族留出物である場合に特に当てはまる。
【0084】
分散液の調製について知られている従来の方法のいずれかによって組成物を得ることができる。したがって、固体、有機媒体および分散剤を任意の順序で混合し、次いで、分散液が形成されるまで、例えばボールミル粉砕、ビーズミル粉砕、砂利ミル粉砕またはプラスチックミル粉砕による機械的処理を混合物に施して、固体の微粒子を適切なサイズまで縮小することができる。あるいは、固体を独立に、または有機媒体または分散剤と混合多状態で処理して、その粒径を小さくし、次いで他の成分を添加し、混合物を撹拌して、分散液を与えることができる。
【0085】
組成物が、乾燥形態であることが必要な場合は、液体媒体は、好ましくは、蒸発等の単純な分離手段で粒子固体から容易に除去されうるように揮発性を有する。しかし、組成物は、液体媒体を含むことが好ましい。
【0086】
乾燥組成物は、分散剤および粒子固体からなる場合は、粒子固体の重量に対して、好ましくは少なくとも0.2%、より好ましくは少なくとも0.5%、特に少なくとも1.0%の分散剤を含む。好ましくは、乾燥組成物は、粒子固体の重量に対して、100重量%以下、好ましくは50重量%以下、より好ましくは20重量%以下、特に10重量%以下の分散剤を含む。
【0087】
上述のように、組成物は、粒子固体が、粒子固体および膜形成樹脂結着剤の両方の存在下において液体媒体中で粉砕される場合に、ミルベースを調製するのに特に好適である。
【0088】
したがって、本発明のさらなる態様によれば、粒子固体、分散剤および膜形成樹脂を含むミルベースが提供される。
【0089】
典型的には、ミルベースは、ミルベースの全重量に対して20から70重量%の粒子固体を含む。好ましくは、粒子固体は、ミルベースの30重量%以上、特に50重量%以上である。
【0090】
ミルベースにおける樹脂の量は、広い範囲にわたって異なりうるが、ミルベースの連続/液体層の好ましくは10重量%以上、特に20重量%以上である。好ましくは、樹脂の量は、ミルベースの連続/液体層の50重量%以下、特に40重量%以下である。
【0091】
実施形態1において、好ましくは、組成物(a)は、トルエンジイソシアネート(TDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ヘキサンジイソシアネート(HDI)、α、α−テトラメチルキシレンジイソシアネート(TMXDI)、ジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート(4,4’−MDI)、ジフェニルメタン−2,4’−ジイソシアネート(2,4’−MDI)およびジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネート(HMDI)等のジイソシアネートまたはジイソシアネートの混合物である。好ましくは、成分(a)は、TDIまたはIPDIまたはMDIである。
【0092】
成分(b)であるポリエーテル鎖を有する化合物は、好ましくは、60%未満のポリ(エチレンオキシド)を含み、イソシアネートと反応する2個の基をも含むのが好ましいポリ(C2〜3アルキレンオキシド)である。好ましくは、エチレンオキシドの量は、ポリ(C2〜3アルキレンオキシド)鎖の40重量%未満、特に20重量%未満である。イソシアネートと反応するこれらの基を含む有機化合物にポリエチレン側方鎖を組み込むいくつかの方法がある。
【0093】
したがって、イソシアネートと反応する2個の基がともにヒドロキシである場合は、2以上の官能価を有するイソシアネートによって、ポリ(C2〜3アルキレンオキシド)鎖を便利に結合させることができる。この種の化合物は、一官能ポリエーテルをポリイソシアネートと順次反応させて、部分的にキャップされたイソシアネート中間体を生成し、該中間体を、少なくとも1個の活性アミノ水素および少なくとも2個の活性ヒドロキシル基を有する化合物と反応させることを含む米国特許第4,794,147号に記載されている。
【0094】
この種の化合物の好ましい類を式1で表すことができる。
【0095】
【化15】

(式中、
Rは、C1〜20ヒドロカルビル基であり;
は、水素、メチル、またはエチルであり、Rのうちの60%未満が水素であり;
およびRは、それぞれ独立に、C1〜8ヒドロキシアルキルであり;
Zは、C2〜4アルキレンであり;
Xは、−O−または−NH−であり;
Yは、ポリイソシアネートの残基であり;
mは、2から150、より好ましくは5から150であり;
pは、1から4であり;
qは、1または2である)。
【0096】
Rは、アルキル、アラルキル、シクロアルキルまたはアリールであってもよい。
【0097】
Rは、アラルキルである場合は、好ましくはベンジルまたは2−フェニルエチレンである。
【0098】
Rは、シクロアルキルである場合は、好ましくはシクロヘキシル等のC3〜8−シクロアルキルである。
【0099】
Rは、アリールである場合は、好ましくはナフチルまたはフェニルである。
【0100】
Rは、アルキルである場合は、直鎖または枝分れであってもよく、好ましくは12個以下、より好ましくは8個以下、特に4個以下の炭素原子を含む。Rは、メチルまたはブチルであることが特に好ましい。
【0101】
Zで表されるC2〜4アルキレン基は、エチレン、トリメチレン、1,2−プロピレンまたはブチレンであってもよい。
【0102】
好ましくは、mは、10未満である。また、mは、100以下、特に80以下であることが好ましい。
【0103】
qが2である場合は、2つの異なるポリウレタン重合体鎖を結合することが可能であるが、qは、1であることがはるかに好ましい。
【0104】
ポリイソシアネートが2を超える官能価を有する場合は、成分(b)である化合物は、2つ以上のポリ(アルキレンオキシド)鎖を担持することができる。しかし、pは、1であり、qは、1であり、Yは、ジイソシアネートの残基であることがはるかに好ましい。
【0105】
が水素とメチルの混合物であり、Zが1,2−プロピレンであり、Xが−NH−である場合は、式1の化合物は、Huntsman Corporationから入手可能なJeffamine(商標)Mシリーズポリエーテル等のポリアルキレングリコールアミンの誘導体である。
【0106】
好ましくは、RおよびRは、ともに2−ヒドロキシエチルである。
【0107】
また、Xは、Oであることが好ましい。
【0108】
式1の化合物は、典型的には、必要に応じて酸触媒の存在下で所望のイソシアネート値が達成されるまで、一官能ポリエステルを50から100℃の温度にてトルエン等の不活性溶媒中でポリイソシアネートと反応させることによって調製される。一実施形態において、酸触媒が存在し、他の実施形態において、酸触媒は存在しない。次いで、ジエタノールアミン等の必要な二級アミンが添加されるときに、温度を通常通り40℃と60℃の間まで下げる。
【0109】
式1の有用な化合物は、ポリ(プロピレングリコール)モノメチルエーテル、ポリ(プロピレングリコール)モノブチルエーテル、または数平均分子量が250から5000で、TDI等のジイソシアネートの後にジエタノールアミンが続くJeffamine(商標)Mシリーズポリエーテルを反応させることによって、成分(b)として使用された。
【0110】
成分(b)として使用できる第2の好ましい種類の化合物は、式2の化合物である。
【0111】
【化16】

(式中、
R、R、Zおよびmは、先に定められている通りであり;
は、イソシアネート反応性有機基(基)であり;
は、水素またはイソシアネート反応性有機基であり;
nは、0または1である)。
【0112】
およびRで表される有機基は、−OH、−SH、−COOH、−PO、およびRが水素または必要に応じて置換されたアルキルである−NHR等の、イソシアネート反応基を含む有機基である。イソシアネート反応基の具体例として、ヒドロキシアルキル、ヒドロキシアルコキシアルキル、ヒドロキシ(ポリアルキレンオキシ)アルキルおよびヒドロキシアルコキシカルボニルアルキルを挙げることができる。
【0113】
好ましい種類の式2の化合物は、nが0であり、Zが1,2−プロピレンであり、Rが−CHCHC(O)−O−(L)q’−Hである。Lは、ヒドロカルビル基またはアルコキシ基であり、好ましくは、Lは、C〜Cヒドロカルビル基またはアルコキシ基であり;q’は、1から20、好ましくは1から6、最も好ましくは1である。Rは、水素である。この種の化合物は、ポリ(アルキレンオキシド)モノアルキルエーテルモノアミンと、アクリル酸2−ヒドロキシエチルまたはアクリル酸ヒドロキシプロピル等のヒドロキシ官能性アクリレートのマイケル付加反応によって得ることができる、または得られる。ポリ(アルキレンオキシド)モノアルキルエーテルモノアミンの好適な供給源は、Huntsman Corporationから入手可能なポリエーテルのJeffamine(商標)Mシリーズである。ポリ(アルキレンオキシド)モノアルキルエーテルと2−ヒドロキシ官能性アクリレートの反応は、典型的には、空気の存在下で、50から100℃の温度にて、必要に応じてヒドロキノンまたはブチル化ヒドロキシトルエン等の重合阻害剤の存在下で行われる。
【0114】
他の好ましい種類の式2の化合物は、nが0であり、Zが1,2−プロピレンであり、RおよびRが2−ヒドロキシエチルである。酸性条件下でポリ(アルキレンオキシド)モノアルキルエーテルモノアミンをエチレンオキシドと反応させることによって、この種の化合物を調製することができる。
【0115】
さらに他の好ましい種類の式2の化合物は、nが0であり、Zが1,2−プロピレンであり、Rが−CHCHC(O)−O−(L)q’−Hであり、Rが水素である。Lは、ヒドロカルビル基またはアルコキシ基であり、好ましくは、Lは、C〜Cヒドロカルビル基またはアルコキシ基であり;q’は、1から20、好ましくは1から6、最も好ましくは1である。Rは、水素である。酸性条件下でポリ(アルキレンオキシド)モノアルキルエーテルモノアミンを約1化学量論当量のエチレンオキシドと反応させることによって、この種の化合物を調製することができる。
【0116】
ポリ(アルキレンオキシド)モノアルキルエーテルとアクリロニトリルの反応、およびRおよびRが既に述べた通りである以下の一般的スキームによる水素還元からポリ(アルキレンオキシド)モノアルキルエーテルモノアミンを得ることもできる。
【0117】
【化17】

nが0であり、Zが1,3−プロピレンであり、Rが2−ヒドロキシエチルであり、Rが水素であるさらなる好ましい種類の式2の化合物を、式2Aのポリ(アルキレンオキシド)モノアルキルエーテルモノアミンとアクリル酸2−ヒドロキシエチルまたはアクリル酸ヒドロキシプロピル等のヒドロキシ官能性アクリレートとの反応から得ることができる。
【0118】
成分(b)として使用できる第3の好ましい種類の化合物は、式3の化合物である。
【0119】
【化18】

(式中、R、Rおよびmは、先に定められている通りであり、Wは、C2〜6アルキレン、特にエチレンである。)この種の化合物は、ヒドロキシアミンとポリ(アルキレンオキシド)アクリレートのマイケル付加反応によって得ることができる、または得られる。
【0120】
成分(b)として使用できる第4の好ましい種類の化合物は、式4の化合物である。
【0121】
【化19】

(式中、
R、R、Z、mおよびnは、先に定められている通りであり;
は、水素、ハロゲンまたはC1〜4アルキルを表し;
Qは、二価の電子吸引基であり;
Tは、置換基を担持するか、またはヘテロ原子を含むことができる二価の炭化水素基である)。
【0122】
Qで表すことができる電子吸引基の例としては、−CO−、−COO−、−SO−、−SO−、−SOO−、およびRが水素またはアルキルである−CONR−が挙げられる。
【0123】
Tで表すことができる炭化水素基としては、アルキレン、アリーレン、およびそれらの混合物が挙げられ、前記基は、必要に応じて、置換基を担持するか、またはヘテロ原子を含む。Tで表される好適な基の例としては、1から12個の炭素原子を含むアルキレン基、Rが先に定められている通りであり、xが1から10である式−(CHCH(R)O)xのオキシアルキレンおよびポリオキシアルキレン基、フェニレンおよびジフェニレン基、および
【0124】
【化20】

(式中、Y’は、−O−、−S−、−CH−、−CO−または−SO−である)等の他のアリーレン基である。
【0125】
式4の化合物は、ポリ(アルキレンオキシド)モノアルキルエーテルモノアミン2モルと式5の不飽和化合物1モルとのマイケル付加反応によって得ることができる、または得られる。
【0126】
【化21】

(式中、Q、TおよびRは、先に定められている通りである)。
【0127】
式5の不飽和化合物の例は、特にジアクリレートおよびジメタクリレートであり、Tは、C4〜10アルキレン残基、ポリオキシアルキレン残基またはオキシエチル化ビスフェノールA残基である。
【0128】
成分(b)が、イソシアネートと反応する2個の基を含むポリエステルである場合は、重合停止成分として作用するヒドロキシまたはカルボキシ含有化合物の存在下で、1種以上のヒドロキシカルボン酸またはそのラクトンを重合することによって、ポリエステル鎖を製造することができる。
【0129】
ヒドロキシ含有化合物を連鎖停止化合物として使用して得られるポリエステルは、好ましくは、式6のポリエステルである。
【0130】
O(OC−A−O)m’H 6
(式中、m’は、2から150以上、望ましくは5から150であり;
は、C1〜50ヒドロカルビル基であり;
Aは、C1〜26アルキレンおよび/またはC2〜26アルケニレンである)。
【0131】
カルボン酸含有化合物を連鎖停止化合物として使用して得られるポリエステルは、好ましくは、式7のポリエステルである。
【0132】
CO(O−A−CO)m’OH 7
(式中、
、Aおよびm’は、先に定められている通りである)。
【0133】
式6および/または7のポリエステルは、典型的には、不活性雰囲気中、エステル化触媒の存在下で、50から250℃の温度で1種以上のヒドロキシカルボン酸をヒドロキシ含有化合物またはカルボキシ含有化合物と反応させることによって製造される。典型的な処理条件は、WO01/80987に記載されている。
【0134】
式1の化合物の調製について記載された同様の条件下で、式6の化合物をポリイソシアネートおよび二級アミンと反応させて、ポリエステル類似体を形成することができる。
【0135】
式7の化合物をエチレングリコールまたはプロピレングリコール等のジオールとの反応によってモノヒドロキシ化合物に変換し、得られたモノヒドロキシ誘導体を、式1のポリエーテルとのポリエステル類似体を調製する際の式6の化合物と同様に処理することができる。
【0136】
ポリエステルの一端のイソシアネートに対して反応性を有する2個の官能基を含むポリエステルを、アミノアルコールと、エタノールアミンを有するアクリル酸ポリカプロラクトン等のアクリル酸ポリエステルとのマイケル付加によって調製することができる。
【0137】
成分(b)は、ポリ(alk)アクリレート鎖を含む化合物である場合は、好ましくは、アクリレート鎖の一端に2個のヒドロキシル基を含む、またはアクリレート鎖の一端に1個のヒドロキシルおよび1個のイミノ基を含むポリ(メタ)アクリレートである。2個のヒドロキシル基または1個のヒドロキシルおよび1個のイミノ基は、好ましくは、1から6個の炭素原子で分離されている。この種のポリアクリレートは、例えば、以下の反応スキームに例示される原子移動基重合によってジオールをアクリレートと反応させることによって得ることができる、または得られる。この種の反応は、Macromolecules1995年、第28巻、1721頁および1997年、第30巻、2190頁、およびJ. Am. Chem. Soc. 1995年、第117巻、5614頁に開示されている。
【0138】
【化22】

(式中、R10は、C1〜20ヒドロカルビル基であり、mは、先に定められている通りであり、例えば2から150、より望ましくは5から150である)。
【0139】
あるいは、以下の反応スキームに従って、チオグリセロール等のジヒドロキシ官能性連鎖移動剤の存在下で、(メタ)アクリレートモノマーの基重合を行うことによって、ジヒドロキシ官能性ポリ(alk)アクリレートを調製することができる。
【0140】
反応は、好ましくは、アゾビス−(イソブチロニトリル)(AIBN)等の開始剤の存在下で実施される。
【0141】
【化23】

(R10およびmは、先に定められている通りである)。
【0142】
イソシアネート官能性アクリレートとの第1の反応の後に、得られた付加物に対するアルカノールアミンのマイケル付加を行うことによって、モノヒドロキシ官能性重合体鎖(ポリエーテル、ポリエステルまたはポリ(alk)アクリレート)を、ヒドロキシルおよびイミノ基の両方を一端に含む重合体鎖に変換することができる。
【0143】
以下のスキームは、モノヒドロキシ官能性ポリエステルから出発する当該合成変換を例示する。
【0144】
【化24】

(R10およびmは、先に定められている通りである)。
【0145】
成分(b)は、ポリオレフィン鎖を含む化合物である場合は、好ましくは、2個のヒドロキシル基をポリオレフィン鎖の一端に含む、または1個のヒドロキシルおよび1個のイミノ基をポリオレフィン鎖の一端に含むポリオレフィンである。ポリオレフィン鎖は、ポリイソブチレンであることが好ましい。2個以上のイソシアネート反応基を鎖の一端に含むポリイソブチレン鎖をポリイソブテニルコハク酸無水物(PIBSA)から調製することができる。PIBSAをアルキルジアミンと反応させると、一級アミンを一端に有するポリイソブチレンが与えられる。これは、一種のPIBSAについて例示される。
【0146】
【化25】

ポリ(アルキレンオキシド)モノアルキルエーテルモノアミンについて上述したのと同様の方法でヒドロキシ官能性アクリレートのマイケル付加またはエチレンオキシドの添加を行うことによって、一級アミン末端ポリイソブチレン鎖を変換して、2個のイソシアネート反応基を有する生成物を与えることができる。
【0147】
先に開示されているように、成分(c)は、酸またはアミン基、およびイソシアネートと反応する少なくとも2個の基を含む化合物である。分散剤の隣接する鎖同士の架橋を制限するため、好ましくは、化合物は、イソシアネートと反応する基を2個だけ有する。酸基は、その混合物を含むホスホン酸、スルホン酸、または好ましくはカルボン酸であってもよい。好ましくは、イソシアネートと反応する成分(c)の基は、ともにヒドロキシ基である。成分(a)である好ましいジオールは、式8の化合物である。
【0148】
【化26】

(式中、基R11、R12およびR13は、C1〜6ヒドロキシアルキルであり、残りは、直鎖または枝分れのアルキル、アリール、アラルキルまたはシクロアルキルであってもよいC1〜6ヒドロカルビル基であり、Mは、水素またはアルカリ金属陽イオン、または四級アンモニウム陽イオンである。)カルボン酸成分の好ましい例は、ジメチロールプロピオン酸(DMPA)およびジメチロール酪酸(DMBA)である。
【0149】
成分(c)である酸含有化合物は、カルボン酸基に加えて、またはカルボン酸基の代わりに、ホスホン酸またはスルホン酸基等の他の酸基を含むことができる。1つの当該化合物の例は、1,3−ベンゼンジカルボン酸−5−スルホ−1,3−ビス(2−ヒドロキシエチル)エステル(EGSSIPA)である。
【0150】
成分(c)が、イソシアネートと反応する2個の基に加えて塩基性基を担持する場合は、塩基性基は、イソシアネートと反応しないことが不可欠である。この種の塩基性基は、脂肪族三級アミン、封鎖芳香族アミン、および脂肪族または芳香族でありうる窒素複素環式化合物である。封鎖芳香族アミンの例は、2および/または6位に立体阻害基を有するフェニルアミンである。一実施形態において、分散剤は、ポリウレタン骨格に側方結合された非反応性アミン(イソシアネートに対して非反応性)中に窒素を、前記窒素原子が骨格上の最も近い原子から少なくとも2個の原子で分離されるように含むことが望ましい。側方結合された当該非反応性アミンは、いくつかの粒子固体に対するより良好な固定手段を提供すると考えられる。非反応性アミンは、好ましくは三級アミンである。非反応性アミンは、四級アンモニウム塩であってもよい。塩基性基を有する成分(c)の具体例は、N−メチルジエタノールアミン(NMDA)、N−フェニルジエタノールアミン(NPDA)、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)イソニコチンアミド(HEINA)、1,1’−{[3−(ジメチルアミノ)−プロピル]イミノ}ビス−2−プロパノール、およびジメチルアミノプロピルアミンとアクリル酸2−ヒドロキシエチルのマイケル付加から形成される化合物9である。
【0151】
【化27】

ポリウレタンの成分(d)である形成性化合物は、好ましくは、実施形態1についてのイソシアネートとの反応性に対して二官能性であるが、ポリウレタン重合体骨格の少量の枝分れが望まれる場合は、少量のより高度の官能基を使用することができる。しかし、成分(d)は、二官能性であることが好ましい。好ましい反応基は、アミノおよびヒドロキシであり、成分(d)は、ジアミン、または特にジオールであることが極めて好ましい。成分(d)は、存在する場合は、主に、ポリウレタン重合体の溶解性を変化させるための連鎖延長剤として使用される。
【0152】
好適なジアミンの例は、エチレンジアミン、1.4−ブタンジアミンおよび1,6−ヘキサンジアミンである。
【0153】
好適なジオールの例は、1,6−ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール(CHDM)、1,2−ドデカンジオール、2−フェニル−1,2−プロパンジオール、1,4−ベンゼンジメタノール、1,4−ブタンジオールおよびネオペンチルグリコールである。ジオールは、ポリ(C2〜4アルキレングリコール)等のポリエーテル、ポリエステルまたはポリアクリルジオールであってもよい。ポリアルキレングリコールは、それらの混合物を含む繰返しエチレンオキシ、プロピレンオキシまたはブチレンオキシ基を含むランダムまたはブロック(共)重合体であってもよい。
【0154】
先に述べたように、実施形態1におけるポリウレタン重合体骨格は、本質的には、直鎖の特性を有する。しかし、成分のいずれかに不純物として存在する官能価が2より大きいポリオールまたはポリオイソシアネートが存在する場合は、少量の枝分れが不可避でありうる。実施形態2および3では、より高い官能価のポリオールまたはポリイソシアネートが好ましい。
【0155】
先に述べたように、成分(e)である連鎖停止化合物は、イソシアネートに対して一官能性である。一官能基は、好ましくは、アミノまたはヒドロキシ基である。好ましい停止基は、ポリウレタンの成分(b)である側方側鎖化合物の調製に使用されるものと同様の可溶化ポリ(C2〜4アルキレン)モノアルキルエーテル、ポリ(C2〜4アルキレン)モノアルキルエーテルアミン、ポリエステル、ポリアクリレートおよびポリオレフィンである。
【0156】
連鎖停止化合物(成分f)として作用するモノイソシアネートの例は、フェニルイソシアネートである。炭素−炭素二重結合を含むモノイソシアネートの例は、メタクリル酸2−イソシアナトエチルである。
【0157】
成分(f)の量は、0であることが極めて好ましい。
【0158】
ポリウレタン重合体を得ることができる前記化合物の典型的な量は、いずれもポリウレタンポリマーの全重量に対して、成分(a)が15〜50%、成分(b)が10〜80%、成分(c)が0〜24%、成分(d)が0〜25%、成分(e)が0〜50%、成分(f)が0〜20%である。
【0159】
成分(e)が一官能ポリエーテル、ポリエステル、ポリ(alk)アクリレートまたはポリオレフィンである場合は、成分(b)と成分(e)の全量は、好ましくは、35%以上であり、成分(e)が一官能ポリエーテル、ポリエステルまたはポリ(alk)アクリレートでない場合は、成分(b)の量は、好ましくは35%以上である。
【0160】
あるいは、成分(a)および必要に応じて成分(f)によって与えられるイソシアネート基の総数の割合は、成分(b)、および存在する場合は成分(c)、(d)および(e)によって与えられるイソシアネート反応基の総数の割合より大きい。次いで、得られたポリウレタンは、残留イソシアネート官能基を含む初期重合体である。次いで、この初期重合体を、必要に応じて水または他の極性溶媒への溶解の前または最中に、異なる初期重合体鎖に結合する成分(d)等の連鎖延長剤、および/または成分(e)である連鎖停止化合物と反応させることができる。一実施形態において、初期重合体は、溶媒溶解前に連鎖延長剤と反応される。一実施形態において、初期重合体は、溶媒への溶解中に連鎖延長剤と反応される。一実施形態において、初期重合体は、水または他の溶媒の不在下で溶解前に連鎖延長剤と反応される。一実施形態において、初期重合体を水の不在下で連鎖延長剤と反応させることができる。
【0161】
初期重合体の調製は、特に反応が溶媒の不在下で実施される状況において、ポリウレタン重合体の調製中に粘度を制御する手段となるため有用でありうる。
【0162】
イソシアネート官能基を含む初期重合体が形成される場合は、連鎖延長を水そのもの、ポリオール、アミノ−アルコール、一級または二級脂肪族、脂環式、芳香族、アリール脂肪族または複素環式ポリアミン、特にジアミン、ヒドラジンまたは置換ヒドラジンによって行うことができる。この種の反応は、実施形態3においてより有意に用いられる。
【0163】
好適な連鎖延長剤としては、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、プロピレンジアミン、ブチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、シクロヘキシレンジアミン、ピペラジン、2−メチルピペラジン、フェニレンジアミン、トリレンジアミン、キシリレンジアミン、トリス(2−アミノエチル)アミン、3,3’−ジニトロベンジジン、4,4’メチレンビス(2−クロラニリン)、3,3’−ジクロロ−4,4’ビ−フェニルジアミン、2,6−ジアミノピリジン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、メタンジアミン、m−キシレンジアミン、イソホロンジアミン、アクリレートまたはその加水分解物によるジエチレントリアミンの付加物が挙げられる。ヒドラジン、アセトンアジン等のアジン、例えばジメチルヒドラジン、1,6−ヘキサメチレン−ビス−ヒドラジン、カルボジヒドラジン等の置換ヒドラジン、アジピン酸モノまたはジヒドラジド、シュウ酸ジヒドラジド、イソフタル酸ジヒドラジド、酒石酸ジヒドラジド、1,3−フェニレンジスルホン酸ジヒドラジド、オメガ−アミノカプロン酸ジヒドラジド等のジカルボン酸およびスルホン酸のヒドラジド、ガンマ−ヒドロキシル酪酸ヒドラジド等の、ラクトンをヒドラジドと反応させることによって製造されるヒドラジド、上記グリコールのいずれか等のグリコールのビス−セミ−カルバジドカルボン酸エステルのような物質も挙げられる。ヘキサメチレンジアミンが特に好ましい。
【0164】
連鎖延長を高温、低温または室温で実施することができる。適切な温度は、約5℃から95℃である。
【0165】
ポリウレタン重合体の調製に初期重合体を採用する場合は、連鎖延長剤および連鎖停止化合物の量は、ポリウレタン重合体の分子量を制御するように選択される。連鎖延長剤におけるイソシアネート反応基の数が、初期重合体における遊離イソシアネート基の数とほぼ等しい場合は、高分子量が有利である。ポリウレタン初期重合体との反応に連鎖延長剤と連鎖停止剤の組合せを使用することによってポリウレタン重合体の低分子量が有利になる。
【0166】
粘度を制御するために、ポリウレタン重合体/初期重合体を形成する前、最中または後に不活性溶媒を添加することができる。好適な溶媒の例は、アセトン、メチルエチルケトン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジグリム、N−メチルピロリドン、酢酸ブチル、酢酸メトキシプロピル、酢酸エチル、二酢酸エチレンおよびプロピレングリコール、酢酸エチレンおよびプロピレングリコールのアルキルエーテル、トルエン、キシレン、およびt−ブタノールおよびジアセトンアルコール等の立体阻害アルコールである。好ましい溶媒は、酢酸エチル、酢酸ブチル、メトキシ酢酸プロピルおよびN−メチルピロリドンである。一官能および多官能(メタ)アクリレートおよびスチレン単量体を含む不飽和単量体の存在下でポリウレタンを形成することもできる。
【0167】
ポリウレタン重合体の数平均分子量は、好ましくは、2000以上、より好ましくは3000以上、特に4000以上である。また、ポリウレタン重合体の数平均分子量は、50000以下、より好ましくは30000以下、特に20000であることが好ましい。
【0168】
実施形態1および以降の実施形態について、分散剤における残留イソシアネート官能基の量は、0.1%未満、より好ましくは約0であることが好ましい。
【0169】
(実施形態2)
本発明によれば、粒子固体と、有機媒体と、ポリエステル、ポリアクリル酸、ポリエーテルまたはポリオレフィンの側方結合および/または末端結合した溶媒可溶化側鎖を当該側鎖の混合物も含めて有する本質的に非直鎖の骨格を有するポリウレタン分散剤とを含む非水性組成物が提供される。ポリウレタン分散剤は、実施形態1と同量の炭素−炭素二重結合を含む基をも含むことをさらに特徴とする。実施形態1と同様に、ポリウレタン分散剤形成後に、二重結合を組成物に添加された架橋剤と反応させて、粒子表面付近で分散剤を架橋(または連鎖延長)することができる。あるいは、二重結合を利用して、共反応性連続相を含む成形組成物、被覆剤またはインクにおける連続相に分散剤を結合することができる。
【0170】
実施形態2は、ウレタン形成反応における少量の三官能以上の単量体を使用する点において実施形態1と異なる。これにより、ポリウレタン骨格にいくつかの枝分れ点が生成される。三官能以上の反応物質は、ポリオール、ポリアミンまたはポリイソシアネートでありうる。実施形態2では、より高官能の反応物質がポリオールまたはポリアミンであることが好ましい。それらは、ポリオールであることが特に好ましい。
【0171】
実施形態2において、ポリウレタン合成における一、二およびより高度の官能成分は、枝分れポリウレタンが、完全に架橋されたゲルに対して生成されるように選択される。ポリウレタンの数平均分子量は、100000以下であることが好ましい。ポリウレタンの数平均分子量は、70000以下、特に40000以下であることがより好ましい。ポリウレタンの数平均分子量は、少なくとも3000であることが好ましい。ポリウレタンの数平均分子量は、少なくとも5000、特に少なくとも7000であることがより好ましい。ポリウレタンにおける枝分れ点の平均数は、少なくとも1であることが好ましい。ポリウレタンにおける枝分れ点の平均数は、少なくとも2、特に少なくとも3であることが好ましい。また、ポリウレタンにおける枝分れ点の平均数は、20以下であることが好ましい。ポリウレタンにおける枝分れ点の平均数は、12以下、特に8以下であることがより好ましい(ポリウレタンにおける枝分れ点の平均数を、ポリウレタンを調製するのに使用される一、二およびより高度の官能化合物のモル比から計算することができる)。
【0172】
以下の置換基を有する成分a〜fから実施形態1を形成するための同じ一般手順に従って実施形態2を製造することができる。
【0173】
(a)成分(ポリイソシアネート)では、官能価は、約2から約10(平均)であり、一態様において約2から約6でありうる。官能価が約2.5から約6〜10であるさらなるイソシアネートは、良く知られている材料であり、米国特許第6,509,409号第4欄、第8行から第7欄、第18行により詳細に記載されている。イソシアネートは、異なるイソシアネートの混合物、または多官能イソシアネートを形成するための過剰等量のイソシアネートとポリオールまたはポリアミンとの反応生成物であってもよい。ポリイソシアネートの平均官能価は、2.0から2.5であることが好ましい。ポリイソシアネートの平均官能価は、2.0から2.2であることがより好ましい。ポリイソシアネートの平均官能価は、約2.0であることが特に好ましい。
【0174】
実施形態2において、成分(b)、側方可溶化鎖の存在は、随意である。本発明のいくつかの態様において、分散剤に十分な可溶化鎖を得るために側方側鎖可溶化基を有することが不可欠であると考えられた。
【0175】
1種以上の形成性成分(d)が存在することが好ましい。成分(d)の形成性化合物では、イソシアネートと反応する基の平均数は、2.0を超え、より好ましくは2.05を超え、特に2.1を超えることが好ましい。イソシアネートと反応する基の平均数は、3.0以下であることが好ましい。イソシアネートと反応する基の平均数は、2.6以下、特に2.4以下であることがより好ましい。
【0176】
成分(a)または(d)の少なくとも1つは、2.0を超える平均官能価を有していなければならない。
【0177】
一般的には、2を上回る官能価を有する成分との反応条件に対する制限があまりないため、実施形態2のイソシアネートを(一官能または二官能溶媒可溶化成分等の)他の成分のいずれかで調製することができる。
【0178】
実施形態2は、末端可溶化鎖が6つの枝分れ点とともに存在するポリウレタンを概略的に示す以下の構造のようであってもよい。
【0179】
【化28】

(実施形態3)
実施形態1および2の同じ反応物質、および必要に応じてわずかに異なる反応手順を用いて、Byk(米国特許第4,647,647号;第4,795,796号;第4,942,213号;および欧州特許第154,678号)、Efka(米国特許第5,399,294号;第5,425,900号;および第5,882,393号)およびAvecia(米国特許第6,509,409号)に開示されているポリウレタン分散剤を改造して、実施例1と同量の炭素−炭素二重結合を含めることもできる。実施形態3の出発材料は、官能価が2を超える比例的により多くのウレタン形成単量体の使用とともに実施形態1および2の出発材料を含む。実施形態3におけるイソシアネート(「a」)は、実施形態2におけるそれと同じであり、典型的には、実施形態3において、イソシアネートは、平均して2を超える官能価を有する。実施形態3の化合物「b」は、通常存在しない(成分(e)の一官能溶媒可溶化鎖が通常存在することを意味する)。成分の残りは、極めて類似/共通している。
【0180】
BykおよびEfkaのポリウレタン分散剤は、ポリイソシアネートで製造されることを特徴とする。Bykの特許では、ポリイソシアネートの官能価は、2.5以上であり、Efkaの特許では2を超える。一官能溶媒可溶化鎖は、平均して、二官能可溶化鎖よりわずかに安価である。実施形態3のポリウレタンは、3段階プロセスで調製される。
【0181】
段階1
イソシアネート成分「a」のイソシアネート基の一部を、イソシアネート(分散剤の溶媒可溶化鎖)成分(e)と反応する1個の基を含む重合体鎖(ポリエステル、ポリエーテル、ポリアクリレートまたはポリオレフィン)と反応させる。
【0182】
段階2
イソシアネート基のさらなる部分を、イソシアネートと反応する2個以上の基を含む材料(成分「d」)、例えばPEG等のジオールと反応させる。これは、ポリイソシアネート誘導体のいくつかを結合させて、分子量を増加させるように機能する。必要に応じて、アミノ基を有する化合物(成分「c」)または連鎖停止剤(成分「e」)を有する化合物をこの段階で添加することができる。b〜fのいずれも炭素−炭素二重結合を含むことができる。
【0183】
段階3
次いで、残留イソシアネート(存在する場合)を、イソシアネートとの反応性に関して一官能性である実施形態1および2のeおよびf等の材料と反応させて、他の官能基、例えば米国特許第4,647,647号のような三級または芳香族アミンを導入することができる。
【0184】
炭素−炭素二重結合の導入を、
(i)例えば、一端にヒドロキシ基を有し、他端にアクリレートを有する重合体鎖(例えばポリラクトン)を使用して、段階1で導入された溶媒可溶化鎖に二重結合を導入する、または
(ii)二重結合が固定核により近くなるように、イソシアネート反応基に対する一官能材料(アクリル酸ヒドロキシエチルのようなヒドロキシ官能性アクリル酸単量体等)を使用して炭素−炭素二重結合を導入することによって達成することができる。
【0185】
段階3において、一級または二級アミン官能材料が存在しない場合は、任意の段階でヒドロキシ官能性アクリレート(または類似物質)を添加することが可能である。しかし、当該アミンを使用する場合は、アミンと活性化二重結合との反応を防ぐために、アクリレートを最後に添加しなければならない。
【0186】
したがって、本発明は、反応性炭素−炭素二重結合を含む分散剤として好適な付加化合物またはそれらの塩に関する。当該化合物は、ポリイソシアネートと、ヒドロキシル化合物と、ツェレビチノフ活性水素、および窒素を含む少なくとも1個の塩基性基を含む化合物と、必要に応じて、アミン水素を含む化合物とを、必要に応じて溶媒の存在下で、また必要に応じて反応触媒の存在下で反応させることによって得ることができ、それらは、平均官能価2.5から6のポリイソシアネート(a)を式I:
Y”−OH I
(式中、Y”は、
(i)水素原子がハロゲンおよび/またはアリール基で部分的に置換されていてもよい8から30個の炭素原子を有する脂肪族および/または脂環式炭化水素基、(ii)少なくとも1個の−O−および/または−COO−基を含み、水素原子がハロゲンで部分的に置換されていてもよい分子量が350から8000の脂肪族、脂環式および/または芳香族基を意味する)のモノヒドロキシ化合物(e)と反応させることによって得ることができることを特徴とする。
【0187】
必要に応じて、基Y”は、少なくとも1つの炭素−炭素二重結合を含む。望ましくは、NCO基の15から50%、好ましくは20から40%、最も好ましくは20から35%が反応する。当該量の得られた反応生成物を式II:
G−(E)n’ II
(式中、Eは、−OH、−COH、−NHおよび/または−NHR(Rは、1から4個の炭素原子を有するアルキル基を表す)を表し、n’は、2または3を表し、Gは、少なくとも2個の炭素原子を有し、−O−、−COO−、−CONH−、−S−および/または−SO−を含んでいてもよい分子量が最大でも3000の脂肪族、脂環式および/または芳香族基を表す)の化合物(d)と反応させ、最初にプロセスに投入したポリイソシアネートのNCO基のさらなる15から45%、好ましくは20から40%、最も好ましくは20から35%を反応させるが、反応(a)および(b)のNCO反応の程度の合計を少なくとも40%で最大でも75%、好ましくは45から65%、最も好ましくは45から55%とする。
【0188】
必要に応じて、基Gは、当該量の得られた反応生成物を一般式III&IV:
Z’−Q’ III
T’−Q’ IV
(式中、Q’は、−OH、−NH、−NHR16(R16は、1から4個の炭素原子を有するアルキル基を表す)または−SHを表し、Z’は、少なくとも1個の三級アミノ基を含む2から10個の炭素原子を有する脂肪族基、または水素原子を担持しない少なくとも1個の塩基性環窒素原子を含む複素環基であり、複素環基は、10個までの炭素原子を有するアルキレン基によって基Q’に結合することができ、T’は、少なくとも1つの炭素−炭素二重結合を含む基である)の化合物(e)と反応させる少なくとも1つの炭素−炭素二重結合を含み、化合物IIIおよびIVの少なくとも1個の分子は、段階(a)および(b)で反応しなかった各残留イソシアネート基に対して利用可能である。化合物IVの量は、残留イソシアネート基と反応するのに必要な量の0〜100%の範囲で変動しうる。
【0189】
化合物IIIおよびIVとの反応は、順次または一緒に行われる。しかし、特にT’がアクリレート基を含み、化合物IIIにおけるQ’が−NHまたは−NHR16である場合は、化合物IIIの反応が最初に行われるのが好ましい。
【0190】
化合物I、IIまたはIVの少なくとも1種または複数種は、炭素−炭素二重結合を含むことが必要である。
【0191】
本発明は、また、上記付加化合物を調製するための方法に関する。
【0192】
本発明は、さらに、上記の付加化合物の分散剤としての使用に関する。
【0193】
(粒子を封入するための分散剤の架橋)
分散剤を組成物の微粒物質付近で架橋または連鎖延長させることができる。架橋または連鎖延長は、分散剤内に含まれる二重結合と反応する官能基を含む架橋剤の添加、またはそれらの二重結合の付加重合によって達成される。
【0194】
架橋剤を使用する場合は、分散プロセスの任意の段階で添加することができるが、分散剤が既に存在する液体媒体に粒子が分散された後にそれを添加すると好ましい。架橋剤の平均官能価は、少なくとも2であることが好ましい。架橋剤の平均官能価は、3以上であれば特に好ましい。架橋剤は、(一級および/または二級)アミン官能基を含むことが好ましい。架橋剤における一級および二級アミンの合計の平均官能価は、2以上であることが好ましい。架橋剤は、少なくとも2個の一級アミン基を含むことが好ましい。
【0195】
組成物に必要な多官能アミンの量は、使用される分散剤の量、および一級および二級アミン基および反応性二重結合に対する各々の官能価にそれぞれ依存することになる。一級および二級アミン基の反応性二重結合の比は、1対10および10対1の範囲であれば好ましい。その範囲は1対5から5対1の範囲であればより好ましい。その範囲は、1対3から3対1の範囲であれば特に好ましい。
【0196】
架橋のための多官能アミンは、広範囲の材料から得ることができ、単一材料として、または当該材料の混合物として使用することができる。それらは、脂肪族または芳香族であってもよい。多くの具体例が存在する。HN(CHn”NH(式中、n”=2から20であり、具体例は、n”=2、n”=6、n”=12を含む);HN(CHCHNH)m”CHCHNH(式中、m”=1から10、好ましくは1から6である);スペルミジン、スペルミン;N,N’−ビス(3−アミノプロピル)−エチレンジアミン;N,N’−ビス(3−アミノプロピル)−1,3−プロパンジアミン;トリス(2−アミノエチル)アミン;4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルアミン);ジアミノシクロヘキサン;Iイソホロンジアミン;ポリエチレンイミン;ジェファミンDおよびTシリーズポリエステルアミン(Huntsmanにより供給されている)。
【0197】
(反応性結着剤系の共硬化)
不飽和を含む反応性結着剤系を含む組成物に分散剤を使用することができる。反応性結着剤は、分散剤を含む分散液の添加の後に硬化される。反応性結着剤は、100%UV硬化インクの場合のように液体であってもよく、または例えばUV硬化粉末被膜では固体であってもよい。
【0198】
熱による、または放射線源からの遊離基の生成によって硬化を行うことができる。温度が上昇したときに基を生成するのに使用できる多くの開始剤が当業者に知られている。開始剤の選択は、使用温度、溶解度、所望の硬化率等によって決まる。使用できる過酸化物、過酸化水素およびアゾ化合物の多くの例が存在する。硬化を室温で行うことができるように、「熱」開始剤からの基の生成を触媒することもできる。1つの良く知られている方法は、過酸化物から基の生成を触媒するための三級アミンの使用である。UV硬化に使用できる広範な開始剤も存在する。他の要因の中の選択は、使用する放射線の波長に依存することになる。
【0199】
結着剤系は、組成物において大いに変動しうる。該系は、分散剤における炭素−炭素二重結合が共反応する反応性不飽和を含む。これらの反応基は、反応性結着剤系における単量体、低重合体および/または重合体成分に存在しうる。結着剤におけるそれらの種類の反応性二重結合をアクリレート、メタクリレートまたはスチレン系から導くことができる。反応性結着剤系は、架橋網の形成を可能にするための2を超える反応官能価を含む材料の一部を含む。
【0200】
反応性二重結合の一、二、多官能価を有する非常に広範な単量体および低重合体が利用可能である。低重合体としては、不飽和ポリエステル、アクリル酸エポキシ、アクリル酸ウレタン、アクリル酸ポリエステル、アクリル酸ポリエーテルおよびアクリル化アクリル酸が挙げられる。
【0201】
一官能単量体としては、アクリル酸アルキル、メタクリレートおよびスチレンが挙げられる。二官能単量体としては、以下のアクリレート官能単量体およびそれらのメタクリレート同等物−ジアクリル酸1,6−ヘキサンジオール、ジアクリル酸1,3−ブチレングリコール、ジアクリル酸1,4−ブタンジオール、ジアクリル酸シクロヘキサンジメタノール、ジアクリル酸ジエチレングリコール、ジアクリル酸ジプロピレングリコール、ジアクリル酸エトキシル化ビスフェノールAおよびジアクリル酸ネオペンチルグリコールが挙げられる。多官能単量体としては、以下のアクリレート官能単量体およびそれらのメタクリレート同等物−トリアクリル酸トリメチロールプロパン、トリアクリル酸ペンタエリスリトール、テトラアクリル酸ペンタエリスリトールおよびテトラアクリル酸ジ−トリメチロールプロパンが挙げられる。
【0202】
シートおよびバルク成形化合物において、最も一般的な種類の反応性結着剤系は、スチレン単量体と組み合わせた不飽和ポリエステルである。結着剤は、繊維、離型剤等の当業者に良く知られている他の成分で調合される。したがって、分散剤における炭素−炭素二重結合のスチレンとの共反応性は、これらの系における使用に不可欠である。
【0203】
反応硬化系では、最終調合物のVOC含有量を最小限にすることが特に望ましい。したがって、分散剤を100%活性として最小限の有機溶媒に混入させるか、または硬化系の反応成分に溶解させることが好ましい。
【0204】
(中間体の調製)
以下に記載される中間体および分散剤の調製を複数回実施した。試験のためのより多くの材料を提供するために、いくつかの中間体調製を繰り返した。
【0205】
中間体A−ジヒドロキシポリエステル
1−ドデカノール(32.1部、0.0.172モル)、ε−カプロラクトン(186.76部、1.631モル)およびδ−バレロラクトン(60.35部、0.603モル)を180℃にて窒素下で一緒に撹拌した。ジルコニウムブトキシド触媒(1.34部)を添加し、反応物を180℃で約20時間窒素下で撹拌した。20℃まで冷却した後、ワックス状の固体としてポリエステルを得た。これをポリエステル1とする。
【0206】
トリレンジイソシアネート(26.88部)を40℃に加熱した酢酸メトキシプロピル(100部)とともに反応容器に加えた。酢酸メトキシプロピル(100部)に溶解させたポリエステル1(250部)を50〜60℃にて撹拌しながら2時間にわたって添加した。オンライン赤外線検出を用いて反応を監視した。供給終了後に反応を60℃にてさらに30分間継続させた。温度を70℃まで上げ、反応をさらに1時間継続させた。この段階で、NCO基に対応づけられる赤外線ピークは、サイズのさらなる減少を示していなかった。次いで、反応物質を外部氷浴で7℃まで冷却し、ジエタノールアミン(16.22部)を酢酸メトキシプロピル(32部)に溶解させた溶液を添加して、温度を21℃まで上昇させた。イソシアネートが残留しなくなるまで35℃で撹拌しながら反応を継続させた。
【0207】
中間体B−ヒドロキシアミノPOポリエーテル
ジェファミンM2005(8000部)、アクリル酸2−ヒドロキシエチル(456.4部)および2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール(2.72部)を、マイケル付加反応が完了するまで70℃にて48時間一緒に撹拌した。
【0208】
中間体C
1−ドデカノール(93.15部)、ε−カプロラクトン(399.5部)およびδ−バレロラクトン(350.4部)を150℃にて窒素下で一緒に撹拌した。ジルコニウムブトキシド触媒(4.0部)を添加し、反応物質を180℃にて20時間窒素下で撹拌した。20℃まで冷却した後に、得られたポリエステルは粘性の液体であった。これをポリエステル2とする。
【0209】
トリレンジイソシアネート(82.63部)を反応容器に添加し、窒素下で50℃に加熱した。ポリエステル2(800部)を50〜60℃にて2時間にわたって撹拌しながら添加した。60℃にて1時間撹拌しながら反応を継続させた。次いで、反応物質を20℃まで冷却し、ジエタノールアミン(49.88部)を添加した。イソシアネートが残留しなくなるまで35℃で撹拌しながら反応を継続させた。
【0210】
中間体D
メタクリル酸ヒドロキシエチル(80.0部)、ε−カプロラクトン(666.73部)およびδ−バレロラクトン(215.44部)、4−メトキシフェノール(0.96部)、塩化錫(II)(0.05部)を125℃にて大気雰囲気下で一緒に撹拌した。反応をこの温度にて20時間継続させた。20℃まで冷却した後、ワックス状固体としてポリエステルを得た。
【0211】
中間体E
1−ドデカノール(114.16部)、ε−カプロラクトン(666.73部)およびδ−バレロラクトン(215.44部)を150℃にて窒素下で一緒に撹拌した。ジルコニウムブトキシド触媒(4.0部)を添加し、反応物質を180℃にて20時間窒素下で撹拌した。20℃まで冷却した後、ワックス状固体としてポリエステルを得た。
【0212】
中間体F
トリレンジイソシアネート(48.02部)を、窒素下で、50℃に加熱した反応容器に加えた。中間体D(400部)を50〜60℃にて撹拌しながら2時間にわたって添加した。反応を60℃にて撹拌しながら1時間継続させた。次いで、反応物質を20℃まで冷却し、ジエタノールアミン(28.99部)を添加した。イソシアネートが残留しなくなるまで、35℃にて撹拌しながら反応を継続させた。次いで、ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール(0.24部)を添加した。
【0213】
中間体G
アクリル酸ヒドロキシエチル(71.38部)、ε−カプロラクトン(666.73部)およびδ−バレロラクトン(215.44部)、4−メトキシフェノール(0.95部)、塩化錫(II)(0.047部)を125℃にて大気雰囲気下で一緒に撹拌した。反応をこの温度にて20時間継続させた。20℃まで冷却した後、ワックス状固体としてポリエステルを得た。
【0214】
中間体H
1−ドデカノール(64.1部)およびε−カプロラクトン(509.97部)を150℃にて窒素下で一緒に撹拌した。ジルコニウムブトキシド触媒(2.9部)を添加し、反応物質を180℃にて20時間窒素下で撹拌した。20℃まで冷却した後、ワックス状固体としてポリエステルを得た。これをポリエステル3とする。
【0215】
トリレンジイソシアネート(41.71部)を、窒素下で、50℃に加熱した反応容器に加えた。ポリエステル3(400部)を炉中で50℃に加温し、次いで50〜60℃にて撹拌しながら2時間にわたって反応容器に加えた。反応を60℃にて1時間撹拌しながら継続させた。次いで、反応物質を20℃まで冷却し、ジエタノールアミン(25.18部)を添加した。イソシアネートが残留しなくなるまで、35℃にて撹拌しながら反応を継続させた。
【実施例】
【0216】
以下の実施例において、生成された分散剤の分子量をサイズ排除クロマトグラフィーによって特徴づけた。数平均分子量(Mn)および重量平均分子量(Mw)値をポリスチレン標準に対して測定した。溶媒中で実施された重合については、溶液の最終固体含有量を重量分析によって測定した。
【0217】
分散剤1
ジメチロールプロピオン酸(7.4部、2,2−ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸としばしば称する)、1,4−シクロヘキサンジメタノール(7.88部)、中間体B(150.0部)、アクリル酸2−ヒドロキシエチル(4.2部)および酢酸エチル(195部)を丸底フラスコに加え、窒素雰囲気下で撹拌しながら70℃に加熱した。ジブチル錫ジラウレート(0.1部)を酢酸エチル(10部)に含めたものを添加した。温度を70〜75℃に維持しながら、トリレンジイソシアネート(34.62部)を反応容器に30分間にわたって一滴ずつ加えた。反応をこの温度にてさらに28時間継続させて、赤外線分析により検出可能なイソシアネートを極微量とした。エタノール(10部)を添加し、ブチル化ヒドロキシトルエン(BHT)(0.02部)を遊離基阻害剤として添加した。
【0218】
小さな溶媒蒸発損失を補うために酢酸エチルを添加することによって固体含有量を50重量%に調整した(Mn=12300およびMw=24900)。
【0219】
比較分散剤α
このポリウレタンは、実施例1に非常に類似しているが、炭素−炭素二重結合を含まない。ジメチロールプロピオン酸(7.8部)、14−シクロヘキサンジメタノール(10.27部)、中間体B(144.0部)、1−ブタノール(2.93部)および酢酸エチル(180部)を丸底フラスコに加え、窒素雰囲気下で撹拌しながら70℃に加熱した。ジブチル錫ジラウレート(0.1部)を酢酸エチル(10部)に含めたものを添加した。温度を70〜75℃に維持しながら、トリレンジイソシアネート(37.83部)を反応容器に45分間にわたって一滴ずつ加えた。反応をこの温度にてさらに28時間継続させて、赤外線分析により検出可能なイソシアネートを極微量とした(Mn=12300およびMw=22400)。
【0220】
(顔料分散液の性能)
分散液調合
分散剤1(8.0部)を4オンスのガラス瓶中の酢酸メトキシプロピル(22部)に添加することによって分散液を調製した。黒色顔料(20部、プリンテックス35、ex Degussa)を添加し、混合物を静かに撹拌して、顔料を液浸させた。ガラスビーズ(直径3mm、125部)を瓶に加えた。瓶をScandex分散器型式200−K内に配置し、内容物を振盪によって2時間粉砕した。これをミルベース1とする。
【0221】
テトラエチルペンタミン(TEPA)(5.88部)を酢酸エチル/エタノール(3/1)(100部)に溶解させた溶液を調製した。TEPA溶液(0.063部)を酢酸エチル/エタノール(3/1)(0.44部)とともにミルベース1(5部)の一部に添加した。これをミルベース1Aとする。酢酸エチル/エタノール(3/1)(0.50部)をミルベース1(5部)の一部に添加した。これをミルベース1Bとする。ミルベース1Aおよび1B(0.5部)をニトロセルロース樹脂NC DLX3/5(1.5部、ex
Nobel Enterprises)に練り込んだ。分散剤αを使用して同じ方法でミルベースおよびインクを調製して、ミルベースα1およびインクα1Aおよびα1Bを製造した。
【0222】
3K番のバーを使用して、得られたインクの一部を黒色および白色カードに塗った。1から5の採点体系により、隠ぺい力、噴出性および光沢に基づいて展色の簡単な目視評価を行った。分散剤を使用しない対照実験は、1に等しい質の低下を与えた。
【0223】
インクの残りの部分を52℃にて2週間保管した。保管されたインクを同様にして黒色および白色カードに塗り、評価して、保管による何らかの変化があったかどうかを確認した。
【0224】
【表1】

インク1Aについてのみ、インクを52℃で2週間保管した後の展色の質の低下が認められなかった。インク1Aでは、使用された分散剤が炭素−炭素二重結合を含み、TEPAが調合物に存在した。
【0225】
分散剤2
シクロヘキサンジメタノール(8.57部)、中間体B(165.0部)、2,2−ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸(8.14部)、アクリル酸ヒドロキシエチル(4.6部)および酢酸エチル(224.6部)を70℃にて窒素下で撹拌した。次いで、ジブチル錫ジラウレート(0.15部)を添加した。トリレンジイソシアネート(37.96部)を60分間にわたって反応混合物に充填した。イソシアネートが残留しなくなるまで、反応混合物を70℃にて窒素下でさらに20時間撹拌した。固体含有量は、51重量%であった(Mn=7600およびMw=19900)。
【0226】
分散剤3
シクロヘキサンジメタノール(9.98部)、中間体B(144.0部)、2,2−ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸(8.00部)、アクリル酸ポリ(プロピレングリコール)(18.71部)および酢酸エチル(218.71部)を窒素下で70℃にて撹拌した。次いで、ジブチル錫ジラウレート(0.1部)を添加した。トリレンジイソシアネート(37.72部)を72分間にわたって反応混合物に充填した。イソシアネートが残留しなくなるまで、反応混合物を70℃にて窒素下でさらに20時間撹拌した。固体含有量は、50重量%であった(Mn=6300およびMw=23800)。
【0227】
分散剤4
シクロヘキサンジメタノール(10.18部)、中間体B(144.0部)、2,2−ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸(7.8部)、カプロラクトン2−(メタクリロイルオキシ)エチルエステル(13.56部)および酢酸エチル(213.56部)を70℃にて窒素下で撹拌した。次いで、ジブチル錫ジラウレート(0.1部)を添加した。トリレンジイソシアネート(37.72部)を30分間にわたって反応混合物に充填した。イソシアネートが残留しなくなるまで、反応混合物を70℃にて窒素下でさらに20時間撹拌した。固体含有量は、51重量%であった(Mn=6300およびMw=19400)。
【0228】
(シート成形実施例)
これらの材料は、シート成形化合物型調合において活性であることを実証するために、スチレンとの共反応性を調べた。
【0229】
分散剤2、3および4をスチレンと共重合させる。
【0230】
スチレン(10部)、分散剤(酢酸エチル中約21部、約50重量%)およびトルエン(10g)を窒素雰囲気下でシュレンク管に充填した後、2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオニトリル)(0.1部)を充填した。内容物を70℃にて20時間加熱し、次いで室温まで冷却した。各々の場合において、反応の生成物は、分散剤とスチレンの間に生じた架橋反応に対応するゲルであった。
【0231】
分散剤の不在下でゲル化が生じないことを示すために、スチレンの単独重合を同様の条件下で実施した。スチレン(10部)およびトルエン(20部)を窒素雰囲気下でシュレンク管に充填した後、2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオニトリル)(0.1部)を充填した。内容物を70℃にて20時間加熱し、次いで室温まで冷却して、透明な流し込み可能な液体としてポリスチレンの溶液を与えた。
【0232】
分散剤5
N−メチルジエタノールアミン(2.83部)、中間体A(40.8部、酢酸メトキシプロピルに溶解させた50%溶液)、カプロラクトン2−(メタクリロイルオキシ)エチルエーテル(1.72部)および酢酸メトキシプロピル(11.3部)を窒素下で70℃にて撹拌した。次いで、ジブチル錫ジラウレート(0.03部)を添加した。トリレンジイソシアネート(6.74部)を21分間にわたって反応混合物に充填した。イソシアネートが残留しなくなるまで、反応混合物を70℃にてさらに約3時間窒素下で撹拌した。固体含有量は、56重量%であった(Mn=8300およびMw=25800)。
【0233】
分散剤6
中間体B(32.64部)、シクロヘキサンジメタノール(5.30部)、ポリメタクリル酸(プロピレングリコール)(3.66部)、ジブチル錫ジラウレート(0.05部)および酢酸メトキシプロピル(51.66部)を丸底フラスコに加え、窒素雰囲気下で撹拌しながら70℃に加熱した。温度を70〜75℃に維持しながら、トリレンジイソシアネート(10.0部)を30分間にわたって一滴ずつ添加した。反応をこの温度でさらに4時間継続させて、残留するイソシアネートを極微量とした(Mn=11400およびMw=34600)。
【0234】
分散剤7
中間体B(74.00部)、ヘキサンジオール(7.33部)、アクリル酸ヒドロキシルエチル(2.25部)、ジブチル錫ジラウレート(0.1部)および酢酸メトキシプロピル(102.25部)を丸底フラスコに加え、窒素雰囲気下で撹拌しながら70℃に加熱した。温度を70〜75℃に維持しながら、トリレンジイソシアネート(18.57部)を30分間にわたって一滴ずつ添加した。反応をこの温度でさらに4時間継続させて、残留するイソシアネートを極微量とした。次いで、ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール(0.01部)を添加した。固体含有量は、49重量%であった(Mn=11800およびMw=41100)。
【0235】
分散剤8
中間体A(32.64部)、シクロヘキサンジメタノール(5.07部)、カプロラクトン2−(メタクリロイルオキシエチル)エステル(2.61部)、ジブチル錫ジラウレート(0.05部)および酢酸メトキシプロピル(50.61部)を丸底フラスコに加え、窒素雰囲気下で撹拌しながら70℃に加熱した。温度を70〜75℃に維持しながら、トリレンジイソシアネート(10.24部)を30分間にわたって一滴ずつ添加した。反応をこの温度でさらに4時間継続させて、残留するイソシアネートを極微量とした。固体含有量は、50重量%であった(Mn=7800およびMw=26700)。
【0236】
分散剤9
中間体A(19.72部)、N−メチルジエタノールアミン(2.85部)、メタクリル酸ヒドロキシエチル(0.46部)、ジブチル錫ジラウレート(0.03部)および酢酸メトキシプロピル(29.46部)を丸底フラスコに添加し、窒素雰囲気下で撹拌しながら70℃に加熱した。温度を70〜75℃に維持しながら、トリレンジイソシアネート(6.40部)を30分間にわたって一滴ずつ添加した。反応をこの温度でさらに4時間継続させて、残留するイソシアネートを極微量とした。固体含有量は、50重量%であった(Mn=5300およびMw=12200)。
【0237】
分散剤10
トリレンジイソシアネート(49.75部)を窒素雰囲気下で丸底フラスコに加えた。撹拌しながら、中間体B(192.40部)、ヘキサンジオール(9.29部)、N−メチルジエタノールアミン(8.16部)、メタクリル酸ヒドロキシエチル(12.39部)およびジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール(0.15部)を30分間にわたって添加し、内容物を発熱させて50〜55℃とした。反応物をさらに1.5時間にわたって70〜75℃に加熱した。次いで、ジブチル錫ジラウレート(0.3部)を添加し、内容物を20時間にわたって70〜75℃に維持した。次いで、メタクリル酸ヒドロキシメチル(1.2部)を添加し、重合を30分間70〜75℃に維持して、残留するイソシアネートを極微量とした(Mn=6400およびMw=18000)。
【0238】
分散剤11
トリレンジイソシアネート(19.42部)を窒素雰囲気下で丸底フラスコに加えた。撹拌しながら、中間体C(74部)、N−メチルジエタノールアミン(6.58部)、アクリル酸ヒドロキシエチル(4.32部)およびジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール(0.05部)を30分間にわたって添加し、内容物を発熱させて50〜55℃とした。残留するイソシアネートが極微量となるまで、反応物をさらに4時間にわたって70〜75℃に加熱した(Mn=4200およびMw=15700)。
【0239】
分散剤12
中間体B(228.00部)および2,2−ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸(19.23部)を窒素雰囲気下で撹拌しながら丸底フラスコに加えた。次いで、トリレンジイソシアネート(52.47部)を添加し、発熱させて温度を40〜45℃とした。次いで、メタクリル酸ヒドロキシエチル(13.07部)、ジブチル錫ジラウレート(0.3部)およびジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール(0.16部)を添加し、内容物を70〜75℃に加熱した。イソシアネートが残留しなくなるまで、反応物を20時間にわたって70〜75℃に維持した(Mn=8400およびMw=17300)。
【0240】
分散剤13
中間体B(60.0部)、2,2−ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸(3.0部)、ヘキサンジオール(10.37部)、中間体D(40.16部)、ジブチル錫ジラウレート(0.1部)、ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール(0.14部)および酢酸メトキシプロピル(140.16部)を丸底フラスコに加え、窒素雰囲気下で撹拌しながら70℃に加熱した。温度を70〜75℃に維持しながら、トリレンジイソシアネート(26.53部)を30分間にわたって一滴ずつ添加した。反応をこの温度にてさらに20時間継続させて、残留するイソシアネートを極微量とした(Mn=6900およびMw=24500)。
【0241】
分散剤14
中間体F(71.0部)、N−メチルジエタノールアミン(3.0部)、ヘキサンジオール(5.41部)、中間体E(18.14部)、ジブチル錫ジラウレート(0.1部)、ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール(0.1部)および酢酸エチル(118.14部)を丸底フラスコに加え、窒素雰囲気下で撹拌しながら70℃に加熱した。温度を70〜75℃に維持しながら、トリレンジイソシアネート(20.49部)を30分間にわたって一滴ずつ添加した。反応をこの温度にてさらに3時間継続させて、残留するイソシアネートを極微量とした。固体含有量は、55重量%であった(Mn=6700およびMw=22000)。
【0242】
分散剤15
中間体F(60.0部)、ヘキサンジオール(11.79部)、中間体D(78.0部)、ジブチル錫ジラウレート(0.1部)、ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール(0.18部)および酢酸ブチル(178.0部)を丸底フラスコに加え、窒素雰囲気下で撹拌しながら70℃に加熱した。温度を70〜75℃に維持しながら、トリレンジイソシアネート(28.11部)を30分間にわたって一滴ずつ添加した。反応をこの温度にてさらに3時間継続させて、残留するイソシアネートを極微量とした。固体含有量は、50重量%であった(Mn=5200およびMw=9200)。
【0243】
分散剤16
中間体C(60.0部)、N−メチルジエタノールアミン(8.0部)、ヘキサンジオール(4.15部)、中間体G(76.31部)、ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール(0.1部)を丸底フラスコに加え、窒素雰囲気下で撹拌しながら70℃に加熱した。温度を70〜75℃に維持しながら、トリレンジイソシアネート(27.75部)を30分間にわたって一滴ずつ添加した。反応をこの温度にてさらに2時間継続させて、残留するイソシアネートを極微量とした。(Mn=7300およびMw=19800)。
【0244】
分散剤17
中間体H(126.14部)、2,2−ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸(4.1部)、ヘキサンジオール(4.0部)、メタクリル酸ヒドロキシエチル(7.86部)、ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール(0.05部)、ジブチル錫ジラウレート(0.1部)および酢酸エチル(50.8)を丸底フラスコに加え、窒素雰囲気下で撹拌しながら70℃に加熱した。温度を70〜75℃に維持しながら、トリレンジイソシアネート(22.80部)を30分間にわたって一滴ずつ添加した。反応をこの温度にてさらに20時間継続させて、残留するイソシアネートを極微量とした。次いで、溶媒の大部分をロータリエバポレータで除去した。材料を金属トレイに移し、生成物を真空炉でさらに乾燥させた(Mn=1600およびMw=10600)。
【0245】
分散剤18
トリレンジイソシアネート(52.19部)を窒素雰囲気下で丸底フラスコに加えた。撹拌しながら、中間体B(210部)、1,1’−{[3−(ジメチルアミノ)−プロピル]イミノ}ビス−2−プロパノール(37.81部)、アクリル酸ヒドロキシエチル(6.33部)およびジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール(0.31部)を30分間にわたって添加し、内容物を発熱させて、50〜55℃とした。残留するイソシアネートが極微量になるまで、反応物をさらに4時間にわたって70〜75℃に加熱した。固体含有量は、52.0重量%であった(Mn=6700およびMw=20900)。
【0246】
分散剤19
分散剤18(300部)を丸底フラスコに加え、窒素下で撹拌しながら70℃に加熱した。次いで、塩化ベンジル(9.4部)および酢酸メトキシプロピル(9.4部)を添加し、反応物を20時間にわたって70℃に維持した。生成物は、粘性の液体であった。固体含有量は、53.0重量%であった。
【0247】
分散剤20
トリレンジイソシアネート(26.48部)を窒素雰囲気下で丸底フラスコに加えた。撹拌しながら、中間体C(105部)、1,1’−{[3−(ジメチルアミノ)−プロピル]イミノ}ビス−2−プロパノール(18.52部)およびメタクリル酸ヒドロキシエチル(3.6部)を30分間にわたって添加し、内容物を発熱させて50〜55℃とした。残留するイソシアネートが極微量になるまで、反応物をさらに4時間にわたって70〜75℃に加熱した(Mn=5500およびMw=22400)。
【0248】
分散剤21
ヘキサンジオール(13.9部)、中間体B(207.0部)、2,2−ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸(15.45部)、メタクリル酸ヒドロキシエチル(8.61部)、ブチル化ヒドロキシトルエン(0.001部)および酢酸メトキシプロピル(308.6部)を約23℃にて大気下で撹拌した。次いで、ジブチル錫ジラウレート(0.30部)を添加した。トリレンジイソシアネート(63.35部)を約5分間にわたって反応混合物に充填して、小さい発熱を生じた。次いで、反応混合物を70〜72℃に加熱し、赤外線分析によって、残留するイソシアネートが極微量になったことが確認されるまで、さらに20.5時間大気下で撹拌した。固体含有量は、50.8重量%であった(Mn=6900およびMw=21400)。
【0249】
分散剤22
ヘキサンジオール(13.08部)、中間体A(414.0部、酢酸メトキシプロピルに溶解させた50重量%溶液)、2,2−ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸(15.45部)、酢酸ヒドロキシエチル(7.78部)、ブチル化ヒドロキシトルエン(0.001部)および酢酸メトキシプロピル(100.8部)を約24℃にて大気下で撹拌した。次いで、ジブチル錫ジラウレート(0.30部)を添加した。トリレンジイソシアネート(64.17部)を約18分間にわたって反応混合物に充填して、56℃まで発熱させた。次いで、反応混合物を70〜73℃に加熱し、赤外線分析によって、イソシアネートが残留していないことが確認されるまで、さらに約19.3時間にわたって大気下で撹拌した。固体含有量は、49.6重量%であった(Mn=4200およびMw=13200)。
【0250】
分散剤23
ヘキサンジオール(12.03部)、中間体A(414.0部、酢酸メトキシプロピルに溶解させた50重量%溶液)、NMDA(15.45部)、メタクリル酸ヒドロキシエチル(8,86部)、ブチル化ヒドロキシトルエン(0.001部)および酢酸メトキシプロピル(101.9部)を約22℃にて大気下で撹拌した。次いで、ジブチル錫ジラウレート(0.30部)を添加した。トリレンジイソシアネート(65.22部)を約8分間にわたって反応混合物に充填して、54℃まで発熱させた。次いで、反応混合物を70〜73℃に加熱し、赤外線分析によって、イソシアネートが残留していないことが確認されるまで、さらに約3時間にわたって大気下で撹拌した。固体含有量は、48.8重量%であった(Mn=7200およびMw=22500)。
【0251】
分散剤24
シクロヘキサンジエタノール(1.76部)、中間体B(93.78部)、2,2−ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸(5.35部)、アクリル酸ヒドロキシエチル(2.49部)、トリメチロールプロパン(0.97部)および酢酸エチル(125部)を70℃にて窒素下で撹拌した。次いで、ジブチル錫ジラウレート(0.098部)を添加した。トリレンジイソシアネート(20.55部)を30分間にわたって反応混合物に充填した。イソシアネートが残留しなくなるまで、反応混合物を70℃にてさらに25.5時間窒素下で撹拌した。固体含有量は、53.0重量%であった(Mn=12500およびMw=31000)。
【0252】
分散剤25
シクロヘキサンジエタノール(2.73部)、中間体B(145.51部)、2,2−ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸(8.3部)、酢酸ヒドロキシエチル(2.70部)、三酢酸ペンタエリスリトール(9.93部)、トリメチロールプロパン(1.50部)および酢酸エチル(185部)を70℃にて窒素下で撹拌した。次いで、ジブチル錫ジラウレート(0.15部)を添加した。トリレンジイソシアネート(20.55部)を30分間にわたって反応混合物に充填した。イソシアネートが残留しなくなるまで、反応混合物を70℃にて25.5時間にわたって窒素下で撹拌した。固体含有量は、53重量%であった(Mn=15700およびMw=42600)。
【0253】
(顔料分散性能 スチレンにおけるカーボンブラックの分散)
分散液調合CB1
分散剤(1.0部)およびジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール(0.05部)をスチレン(5.5部)に溶解することによって分散液を調製した。3mmのガラスビーズ(17部)および黒色顔料(3.5部、Raven1200、ex Columbian Chemicals Company)を添加し、内容物を横型振盪機で16時間粉砕した。
【0254】
分散液調合CB2a
分散剤(1.0部、溶媒中約50重量%)をスチレン(5.5部)に溶解することによって分散液を調製した。3mmのガラスビーズ(17部)および黒色顔料(3.5部、Raven1200、ex Columbian Chemicals Company)を添加し、内容物を横型振盪機で16時間粉砕した。
【0255】
分散液調合CB2b
分散剤(2.0部、溶媒中約50重量%)をスチレン(4.5部)に溶解することによって分散液を調製した。3mmのガラスビーズ(17部)および黒色顔料(3.5部、Raven1200、ex Columbian Chemicals Company)を添加し、内容物を横型振盪機で16時間粉砕した。
【0256】
分散液調合CB3
分散剤(1.4部、100%活性)をスチレン(19.6部)に溶解することによって分散剤を調製した。3mmのガラスビーズ(125部)および黒色顔料(14.0部、Raven1200、ex Columbian Chemicals Company)を添加し、内容物をRed Devil振盪機で1時間粉砕した。
【0257】
分散液調合CB4a
分散剤(3.26部、100%活性)をスチレン(18.14部)に溶解することによって分散剤を調製した。3mmのガラスビーズ(125部)および黒色顔料(13.6部、Raven1200、ex Columbian Chemicals Company)を添加し、内容物をRed Devil振盪機で1時間粉砕した。
【0258】
分散液調合CB4b
分散剤(6.52部、溶媒中約50重量%)をスチレン(15.15部)に溶解することによって分散剤を調製した。3mmのガラスビーズ(125部)および黒色顔料(13.6部、Raven1200、ex Columbian Chemicals Company)を添加し、内容物をRed Devil振盪機で1時間粉砕した。
【0259】
分散性能の概要
調合物に分散剤が存在しない場合は、顔料が湿潤されない領域を有する濃い不均質の不動ゲルが形成された。
【0260】
分散剤が存在する場合は、顔料が粉砕されて、ペーストを形成した。ミルベースを移動するガラスビーズの自由度を測定することによって、ペーストの粘度を以下の表に求めた。いずれの場合も、顔料が湿潤し、均質の分散液が形成された。
【0261】
粘度の格付け
A=非常に流動性がある
B=流動性がある
C=粘性
【0262】
【表2】


分散液D17について、分散液の粘度をTAインスツルーメンツAR2000流動計で測定した。約1mlの分散液をペルチェプレートに塗り、次いで測定配置(40mm2°スチールコーン)を試料まで下げた。次いで、25℃の一定温度を維持しながら、0.04から2000s−1の剪断速度スイープを試料に適用した。分散液の粘度は、以下の表に示されている通りであった。
【0263】
【表3】

(UV硬化調合物における試験)
分散剤における反応性二重結合の存在は、モデルUV硬化システムにおいて有益な効果を有することが示された。
【0264】
本発明の分散剤1を含む調合物と、反応性二重結合を含まない点を除いて類似した組成を有する比較分散剤αとを比較した。調合物UV1およびUVαを以下の材料から調製した。
【0265】
【表4】

1 Tego Chemieにより供給された。
2 Ciba Specilty Chemicalsにより供給された。
【0266】
0番のKバーを使用して、UV1およびUVαの膜をガラスパネルに塗った。塗布されたパネルを約40m/分の速度で、10”長のD電球(電力定格120ワット/cm)の下を通すことによってFusion Systems UV装置で硬化させた。
【0267】
ランプの下を7回通過後、調合物UV1の膜は、31秒のケーニッヒ硬度を有していた。調合物UVαの比較被膜は、ケーニッヒ硬度がわずか24秒であった。
【0268】
調合物UV1で同様に塗布した他の膜は、UVランプの下を5回通過後、26秒のケーニッヒ硬度を達成した。
【0269】
これらの観察結果は、反応性二重結合を有さない比較分散剤αを含む調合物と比較して、UV1の被膜は、同等の硬化時間の後により堅い膜を生成した、あるいは同じ硬度を達成するのに必要な硬化時間がより短かったことを証明するものである。
【0270】
青色UVインク調合物
以下の表に詳細に示されている材料を列記された順で4オンスのガラス瓶に加えることによって分散液を調製した。
【0271】
【表5】

1 BASFにより供給された。
2 Noveonにより供給された。
【0272】
混合物を静かに撹拌して、顔料を湿潤させた。直径3mmのガラスビーズ125部を瓶に加えた。瓶をScandex分散器型式200−Kに入れ、内容物を振盪によって4時間粉砕した。
【0273】
次いで、分散液の各々の3.21部を以下の組成の混合物に添加することによって青色UVインクを調製した。
【0274】
【表6】

1 UCB Chemicalsにより供給された。
2 Tego Chemie。
3 Ciba Specialty Chemicalsにより供給された。
【0275】
0番のKバーが装着された自動フィルムアプリケータを使用して、Leneta黒色および白色カードに、得られたインクを塗った。被膜を約40m/分の速度で、10”長のD電球(電力定格120ワット/cm)の下を4回通すことによってFusion Systems UV装置で硬化させた。
【0276】
被膜の光沢度および曇り度を光沢度および曇り度計で測定した。分散剤を含むインクは、分散剤が存在しない比較インクより、はるかに高い色強度を有する光沢度の高い被膜を与えた。
【0277】
【表7】

黄色UVインク調合物
以下の表8に詳細に示されている材料を列記された順で4オンスのガラス瓶に加えることによって分散液を調製した。
【0278】
【表8】

1 Clariantにより供給された。
【0279】
混合物を静かに撹拌して、顔料を湿潤させた。直径3mmのガラスビーズ125部を瓶に加えた。瓶をScandex分散器型式200−Kに入れ、内容物を振盪によって4時間粉砕した。
【0280】
次いで、分散液の各々の3.21部を以下の組成の混合物に添加することによって黄色UVインクを調製した。
【0281】
【表9】

1 UCB Chemicalsにより供給された。
2 Tego Chemie。
3 Ciba Specialty Chemicalsにより供給された。
【0282】
0番のKバーが装着された自動フィルムアプリケータを使用して、Leneta黒色および白色カードに、得られたインクを塗った。被膜を約40m/分の速度で、10”長のD電球(電力定格120ワット/cm)の下を4回通すことによってFusion Systems UV装置で硬化させた。
【0283】
被膜の光沢度および曇り度を光沢度および曇り度計で測定した。分散剤を含むインクは、分散剤が存在しない比較インクより、高い色強度を有する光沢度の高い被膜を与えた。
【0284】
【表10】

【産業上の利用可能性】
【0285】
(産業上の利用可能性)
本発明の組成物から製造された分散液およびミルベースは、高固形分塗料を含む塗料、溶媒系インク、特にフレキソ印刷、グラビアおよびスクリーンインク、UV硬化インク、ディスプレイスクリーン装置用カラーフィルタ層、シート成形化合物、バルク成形化合物またはゲルコート等の熱効果性樹脂組成物、および非水性セラミック処理における使用に特に好適である。
【0286】
該分散剤は、顔料を含む微粒子物を粉末被膜、特に、放射線硬化によって硬化される粉末被膜に分散させるのに使用することもできる。
【0287】
以上に言及された文献の各々は、参照により本明細書に組み込まれている。実施例を除いて、または他に明確に指定されていなければ、材料の量、反応条件、分子量および炭素原子の数等を示す本記載におけるすべての数量は、「約」という用語によって修飾されるものと理解される。他に指定されていなければ、本明細書に言及されている各化学物質または組成物は、異性体、副産物、誘導体、および商業グレードに存在するものと通常理解されている他の当該材料を含むことができる商業グレードの材料であると理解されるべきである。しかし、他に指定がなければ、市販の材料に通常存在しうる任意の溶媒または希釈油を除いては、各化学成分の量が提示されている。本明細書に記載されている量、範囲および割合の上下限を独立に組み合わせることができることを理解すべきである。同様に、本発明の各要素に対する範囲および量を他の要素のいずれかに対する範囲または量と一緒に用いることができる。本明細書に用いられているように、「・・・から本質的になる」という表現は、検討されている組成物の基本的特性および新規の特性に実質的に影響しない物質を含めることを認めるものである。
【0288】
本発明を好ましい実施形態に関して説明したが、その開示内容を読めば、その様々な変更が当業者に明らかになるであろうことを理解すべきである。したがって、本明細書に開示されている発明は、添付の請求項の範囲に含まれる当該変更を包括することを意図するものと理解されるべきである。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
本明細書に記載の発明。


【公開番号】特開2013−10963(P2013−10963A)
【公開日】平成25年1月17日(2013.1.17)
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願2012−199247(P2012−199247)
【出願日】平成24年9月11日(2012.9.11)
【分割の表示】特願2008−515767(P2008−515767)の分割
【原出願日】平成18年6月1日(2006.6.1)
【出願人】(506347528)ルブリゾル アドバンスド マテリアルズ, インコーポレイテッド (74)
【Fターム(参考)】