水性ポリマー分散物
【課題】低ＶＯＣ塗料配合物中に使用されるポリマー分散物を提供する。
【解決手段】ポリマー粒子（Ａ）と、ポリマー粒子（Ｂ）と、少なくとも１種類の低分子量ポリマー（Ｃ）とを含む水性ポリマー分散物であって、ポリマー粒子（Ａ）が、＞５０，０００のＭｗと０〜１６０の酸価とを有する高分子量ポリマーｐＡを含み、ポリマー粒子（Ｂ）が、＞５０，０００のＭｗと０〜１６０の酸価を有する高分子量ポリマーｐＢを含み、Ｃが、１０℃未満の計算Ｔｇ，（ｌｏｗ）と、＜１０，０００のＭｎと、０〜８０の酸価とを有し、少なくとも１種類のエチレン系不飽和非イオン性モノマーの重合によって形成される付加ポリマーである、水性ポリマー分散物。
【解決手段】ポリマー粒子（Ａ）と、ポリマー粒子（Ｂ）と、少なくとも１種類の低分子量ポリマー（Ｃ）とを含む水性ポリマー分散物であって、ポリマー粒子（Ａ）が、＞５０，０００のＭｗと０〜１６０の酸価とを有する高分子量ポリマーｐＡを含み、ポリマー粒子（Ｂ）が、＞５０，０００のＭｗと０〜１６０の酸価を有する高分子量ポリマーｐＢを含み、Ｃが、１０℃未満の計算Ｔｇ，（ｌｏｗ）と、＜１０，０００のＭｎと、０〜８０の酸価とを有し、少なくとも１種類のエチレン系不飽和非イオン性モノマーの重合によって形成される付加ポリマーである、水性ポリマー分散物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コーティングに有用な水性ポリマー分散物に関する。特に、本発明は、複数種類のポリマー成分が存在する水性ポリマー分散物に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日の塗料ラテックス塗料市場において、配合塗料中の揮発性有機化合物（「ＶＯＣ」）成分の減少が望まれている。これを実現するための一般的な方法の１つは、ラテックス塗料中に使用されるポリマーバインダー中の造膜助剤量を減少させることである。造膜助剤は、ポリマーバインダーを軟化させるために一般的に使用されており、これによって、塗料が適用され水が蒸発した後で、ポリマーバインダー粒子が全体的に流動して優れた薄膜を形成することができる。流動した後、造膜助剤は蒸発し、硬質のポリマー薄膜が残留する。蒸発する造膜助剤がＶＯＣとして分類される場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】欧州特許出願公開第０８５４１５３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
造膜助剤量を減少させること自体は、流動が妨げられるため、連続薄膜を形成できない、あるいは劣悪な外観を有しうるコーティングが得られるので、望ましくない。造膜助剤含有率を減少させながら良好な薄膜形成を実現するための一般的なアプローチの１つは、バインダーのために、より軟質（すなわち、より低いＴｇ）のポリマーを使用することである。より低いＴｇによって流動性は非常に良くなりうるが、他の性質が犠牲となり、耐擦傷性が最も顕著な影響を受ける。
【０００５】
対照的に、本発明は、他の性質の犠牲があったとしてもわずかである、低ＶＯＣ塗料配合物中に使用されうるポリマー分散物である。
【０００６】
欧州特許出願公開第０８５４１５３号明細書には、０℃〜６０℃のＴｇを有する第１のポリマー４０重量％〜９０重量％と、１０℃〜１００℃のＴｇを有する第２のポリマー１０重量％〜６０重量％とを含むエマルジョンポリマーを含むコーティング組成物であって、第２のポリマーのＴｇが第１のポリマーのＴｇよりも少なくとも１０℃高く、第１のポリマーが第２のポリマーよりも分子量が高く、そのため、両方のポリマーが混合された場合、組成物がバイモーダル分子量分布を有し、全ポリマーの５重量％〜４０重量％が２５５，０００を超える分子量を有し、全ポリマーの３０重量％超が５２，０００未満の分子量を有するコーティング組成物が開示されている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、ポリマー粒子（Ａ）と、ポリマー粒子（Ｂ）と、少なくとも１種類の低分子量ポリマー（Ｃ）とを含む水性ポリマー分散物であって、
ａ）ポリマー粒子（Ａ）が、＞５０，０００のＭｗと０〜１６０の酸価とを有する高分子量ポリマーｐＡを含み、
ｂ）ポリマー粒子（Ｂ）が、＞５０，０００のＭｗと０〜１６０の酸価を有する高分子量ポリマーｐＢを含み、
ｃ）Ｃが、１０℃未満の計算Ｔｇ，（ｌｏｗ）と、＜１０，０００のＭｎと、０〜８０の酸価とを有し、少なくとも１種類のエチレン系不飽和非イオン性モノマーの重合によって形成される付加ポリマーであり、
ｄ）前記分散物中のポリマーの全重量を基準にしたｐＡの重量パーセンテージが少なくとも５％であり、
ｅ）ｐＡの全重量を基準した（Ｃ）の重量パーセンテージが少なくとも５％であり、
ｆ）ｐＡが（Ｃ）の存在下で形成されるか、または（Ｃ）がｐＡの存在下で形成されるかであり、さらに
ｇ）粒子サイズ、Ｔｇ、酸価、組成、分子量、分子量分布、ポリマー鎖構造の少なくとも１つにおいて、ポリマー粒子（Ａ）がポリマー粒子（Ｂ）と異なる、水性ポリマー分散物である。
【０００８】
本発明の別の非限定的で代替的な態様は、ｐＡと（Ｃ）とを含む水性分散物を、ｐＢを含む水性分散物とブレンドすることによって形成される上記定義の水性ポリマー分散物である。
【０００９】
本発明の別の非限定的で代替的な態様は、ｐＡと（Ｃ）とを含む水性分散物の存在下で少なくとも１種類のエチレン系不飽和モノマーを重合させることによってｐＢが形成される上記定義の水性ポリマー分散物である。
【００１０】
本発明のさらに別の非限定的で代替的な態様は、ＣのＭｎが７，５００未満である上記定義の水性ポリマー分散物である。
【００１１】
本発明のさらに別の非限定的で代替的な態様は、ＣのＭｎが４，０００未満である上記定義の水性ポリマー分散物である。
【００１２】
本発明のさらに別の非限定的で代替的な態様は、ｐＡの計算Ｔｇ∞がｐＢの計算Ｔｇ∞と少なくとも１０℃異なる上記定義の水性ポリマー分散物である。
【００１３】
本発明のさらに別の非限定的で代替的な態様は、ポリマー粒子（Ａ）の数平均粒子サイズがポリマー粒子（Ｂ）の数平均粒子サイズと少なくとも５０ナノメートル異なる上記定義の水性ポリマー分散物である。
【００１４】
本発明のさらに別の非限定的で代替的な態様は、疎水性キャビティーを有する高分子有機化合物の存在下で（Ｃ）が形成される上記定義の水性ポリマー分散物である。
【００１５】
本発明のさらに別の非限定的で代替的な態様は、粒子（Ａ）、ポリマー粒子（Ｂ）、および少なくとも１種類の低分子量ポリマー（Ｃ）において、
ａ）ポリマー粒子（Ａ）が、＞５０，０００のＭｗと、０〜１６０の酸価と、少なくとも４０℃の計算Ｔｇ∞とを有する高分子量ポリマーｐＡを含み、
ｂ）ポリマー粒子（Ｂ）が、＞５０，０００のＭｗと、０〜１６０の酸価と、−１０〜３０℃の計算Ｔｇ∞とを有する高分子量ポリマーｐＢを含み、
ｃ）Ｃが、１０℃未満の計算Ｔｇ，（ｌｏｗ）と、＜１０，０００のＭｎと、０〜８０の酸価とを有し、少なくとも１種類のエチレン系不飽和非イオン性モノマーの重合によって形成される付加ポリマーであり、
ｄ）前記分散物中のポリマーの全重量を基準にしたｐＡの重量パーセンテージが少なくとも５％であり、
ｅ）分散物中のポリマーの全重量を基準にした（Ｃ）の重量パーセンテージが少なくとも１％である、上記定義の水性ポリマー分散物である。
【００１６】
本発明のさらに別の非限定的で代替的な態様は、先行する請求項のいずれか１項記載の水性分散物ｑｑｑを含む、コーティング組成物である。
【発明の効果】
【００１７】
驚くべきことに、水性コーティングの性能は、非常に低分子量のポリマーと、高分子量ポリマーを含む２種類以上の粒子とを含む水性ポリマー分散物で製造される場合に改善できることが分かった。より具体的には、この種類の水性分散物は、高分子量ポリマーを含む少なくとも１種類のタイプの粒子中に非常に低分子量のポリマーが存在する場合に、予期せぬレベルの性能の改善が得られることが分かった。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本明細書において画定されるすべての範囲は両端の値を含み、組み合わせることができる。
【００１９】
本明細書において使用される場合、用語「分散物」とは、少なくとも２つの異なる相を含み、第１の相が第２の相中に分配され、第２の相が連続媒体である物質の物理的状態を意味する。水性ポリマー分散物は、主成分が水であり、水溶性あるいは水混和性の液体、たとえば低級アルキルアルコール、ケトン、またはグリコールを少量含有することができる水性の第２の相中に分配された第１の相を含有する分散物である。
【００２０】
本明細書において使用される場合、「ポリマー粒子の集団」とは、物理的性質、化学組成、および形態などの１組の画定する特性を有するポリマー粒子のサブセットを意味する。物理的性質の例としては、粒径、密度、酸基などの表面官能基、ガラス転移温度、分子量、および分子量分布が挙げられる。化学組成の例としては、ポリマー粒子中に含まれる重合したモノマーの平均含有率、ランダムコポリマー中に含まれる重合したモノマーのランダムな配列、くし型グラフトポリマー、第１のモードのポリマー粒子中には含まれるが第２のモードのポリマー粒子中には含まれない選択されたエチレン系不飽和モノマーのポリマー単位の包含、およびブロックコポリマー中の重合したモノマーの配列、たとえばブロックの大きさあるいはブロックの配列が挙げられる。ポリマーの形態の例としては、単相のポリマー粒子、ポリマーコアを完全あるいは部分的に封入する１つ以上のポリマーシェルを有する粒子などのコア−シェルポリマー粒子、第２のポリマーの複数の領域を有する第１のポリマーの連続相を有するポリマー粒子、相互侵入網目型ポリマー、１つ以上の空隙を有するポリマー粒子、１つ以上の内部空隙と空隙をポリマー粒子外部表面と連絡する少なくとも１つのチャネルとを有する巨大網状粒子、および中央のポリマー粒子に取り付けられた１つ以上のポリマーローブを有するポリマー粒子が挙げられる。
【００２１】
他に明記しない限り、本明細書において使用される場合、粒子サイズという用語は、キャピラリー流体力学的分画（ｃａｐｉｌｌａｒｙ ｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃ ｆｒａｃｔｉｏｎａｔｉｏｎ）装置、たとえばメイテック（Ｍａｔｅｃ）ＣＨＤＦ−２０００装置（メイテック・アプライド・サイエンシズ（Ｍａｔｅｃ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ），ＭＡ）を使用して２００ｎｍで紫外検出することによって求められる数平均粒子直径を意味する。粒子サイズ標準物質は、５０〜８００ｎｍの米国標準技術局（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）（ＮＩＳＴ）追跡可能ポリスチレン標準物質によって提供され、デューク・サイエンティフィック・コーポレーション（Ｄｕｋｅ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ），ＣＡなどから提供されている。
【００２２】
他に明記しない限り、本明細書において使用される場合、Ｍｎという用語は、ポリマー・ラボラトリーズ（Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ）から提供されるイージーカルＰＳ−２（ＥａｓｉＣａｌ ＰＳ−２）（登録商標）ポリスチレン標準物質を使用してサイズ排除クロマトグラフィー（ＳＥＣ）によって求められる数平均分子量を意味する。
【００２３】
他に明記しない限り、本明細書において使用される場合、Ｍｗという用語はポリマー・ラボラトリーズから提供されるイージーカルＰＳ−２（登録商標）ポリスチレン標準物質を使用してＳＥＣによって求められる重量平均分子量を意味する。
【００２４】
本明細書において使用される場合、用語「酸価」は、物質１グラム中に存在する遊離酸を中和するために必要なＫＯＨのミリグラム数を意味する。たとえば、ポリマーの全重量を基準にして１重量％のメタクリル酸の重合残基を含むポリマーは、酸価が６．５である。
【００２５】
本明細書において使用される場合、用語「Ｔｇ，∞」は、フォックス（Ｆｏｘ）の式（Ｔ．Ｇ．フォックス（Ｆｏｘ），Ｂｕｌｌ．Ａｍ．Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｓｏｃ．，Ｖｏｌｕｍｅ １，Ｉｓｓｕｅ Ｎｏ．３，１２３ページ（１９５６））を使用して求められる高分子量ポリマー（高分子量はＭｗが５０，０００またはこれを超える）のガラス転移温度を意味し、すなわち、モノマーＭ１およびＭ２のコポリマーのＴｇＴｇ，∞を計算する場合、
１／Ｔｇ，∞＝ｗ（Ｍ１）／Ｔｇ（Ｍ１）＋ｗ（Ｍ２）／Ｔｇ（Ｍ２）
であり、上式中
Ｔｇ，∞は、このコポリマーについて計算されるガラス転移温度であり、
ｗ（Ｍ１）は、コポリマー中のモノマーＭ１の重量分率であり、
ｗ（Ｍ２）、コポリマー中のモノマーＭ２の重量分率であり、
Ｔｇ（Ｍ１）は、Ｍ１の高分子量ホモポリマーのガラス転移温度であり、
Ｔｇ（Ｍ２）は、Ｍ２の高分子量ホモポリマーのガラス転移温度であり、
すべての温度の単位は°Ｋである。
【００２６】
３種類以上のモノマーと、任意に連鎖移動剤（ＣＴＡ）とを含む、Ｍｗが５０，０００以上のコポリマーの場合は、上記計算は、
１／Ｔｇ，∞＝Σ［ｗ（Ｍｉ）／Ｔｇ，（Ｍｉ）］
と表すことができ、上式中、ｗ（Ｍｉ）は、各モノマーあるいはＣＴＡの重量分率であり、Ｔｇ，（Ｍｉ）は各モノマーあるいはＣＴＡからできているホモポリマーの高分子量Ｔｇである。
【００２７】
ホモポリマーのガラス転移温度は、「ポリマー・ハンドブック」（Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｈａｎｄｂｏｏｋ），第４版，Ｊ．ブランドラップ（Ｂｒａｎｄｒｕｐ），Ｅ．Ｈ．イマーガット（Ｉｍｍｅｒｇｕｔ），およびＥ．Ａ．グルルク（Ｇｒｕｌｋｅ）編著，ワイリー−インターサイエンス・パブリッシャーズ（Ｗｉｌｅｙ−Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ）（１９９９）に記載されるガラス転移温度である。２種類以上のガラス転移温度が報告されている場合は、報告されている値の平均を使用する。さらに、ポリマー中に感知できる量の成分である場合、連鎖移動剤（「ＣＴＡ」）の寄与も含める必要がある。メルカプタンＣＴＡからの寄与は、ブランドラップらの文献に記載されるポリ（チオアルキレン）のＴｇから概算することができる。これらの物質は２３０°Ｋ付近のＴｇを有するので、メルカプタンＣＴＡのＴｇの概算値としてこの値が使用される。
【００２８】
本明細書において使用される場合、用語「Ｔｇ，（ｌｏｗ）」は、ポリマーのＴｇに対する低分子量の影響を調整する因数を有するフォックスの式を使用して求められる、測定Ｍｎが１０，０００以下であるポリマーのガラス転移温度を意味する。Ｔｇ，（ｌｏｗ）は、Ｔ．Ｇ．フォックス（Ｆｏｘ）およびＰ．Ｊ．フローリー（Ｆｌｏｒｙ），Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，２１、５８１（１９５０）の記載に基づいて、
Ｔｇ，（ｌｏｗ）＝Ｔｇ，∞−Ｋ／Ｍｎ
の計算を使用して求められ、上式中、Ｔｇ，∞は高分子量ポリマーのガラス転移温度であり、Ｋはフィッティングパラメーターであり、Ｍｎは、本明細書で前述したように測定される数平均分子量である。
【００２９】
本発明の分散物の場合、Ｋ＝３００×Ｔｇ，∞である。
【００３０】
本明細書において使用される場合、「測定Ｔｇ」は、１０℃／分の加熱速度を使用して示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により測定され、熱流対温度遷移の中点をＴｇ値とすることによって求められるガラス転移温度を意味する。
【００３１】
本明細書において使用される場合、用語「（メタ）」に続けてアクリレートなどの別の用語が使用される場合は、アクリレートおよびメタクリレートの両方を意味する。たとえば、用語「（メタ）アクリレート」はアクリレートあるいはメタクリレートのいずれかを意味し、用語「（メタ）アクリル」はアクリルあるいはメタクリルのいずれかを意味し、用語「（メタ）アクリル酸」はアクリル酸あるいはメタクリル酸のいずれかを意味し、用語「（メタ）アクリルアミド」はアクリルアミドあるいはメタクリルアミドのいずれかを意味する。
【００３２】
本発明の高分子量ポリマーｐＡおよびｐＢとしては、１種類以上のエチレン系不飽和モノマーの重合によって形成されるポリマー、縮合ポリマー、縮合ポリマーと付加ポリマーとの両方を含有する複合ポリマーが挙げられる。縮合ポリマーは、エチレン系不飽和モノマーの付加重合によって形成されるのではないポリマーであり、縮合ポリマーとしては、たとえば、ポリウレタン、ポリ尿素、ポリエステル、ポリアミド、アルキド、ポリカーボネート、ポリシリコーン、たとえばヘキサメチルシクロトリシロキサン（Ｄ３）、オクタメチルシクロテトラシロキサン（Ｄ４）、およびデカメチルシクロペンタシロキサン（Ｄ５）の縮合生成物；ポリアルキルオキシド、たとえばポリエチレンオキシド；ポリイミド；ポリスルホン；ポリアセタール；ならびに生体高分子、たとえばポリヒドロキシアルカノエート、ポリペプチド、および多糖が挙げられる。
【００３３】
１種類以上のエチレン系不飽和モノマーの重合によって形成される高分子量ポリマーは、溶液重合法、エマルジョン重合法、ミニエマルジョン重合法、マイクロエマルジョン重合法、または懸濁重合法などの当技術分野で公知の任意の手段によって重合させることができる。エマルジョンあるいはミニエマルジョンが好ましい。エマルジョン重合の実施は、Ｄ．Ｃ．ブラックリー（Ｂｌａｃｋｌｅｙ），エマルジョン重合（Ｅｍｕｌｓｉｏｎ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ）（ワイリー（Ｗｉｌｅｙ），１９７５）、およびＨ．ワーソン（Ｗａｒｓｏｎ），合成樹脂エマルジョンの応用（Ｔｈｅ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ｒｅｓｉｎ Ｅｍｕｌｓｉｏｎｓ），第２章（Ｃｈａｐｔｅｒ ２）（アーネスト・ベン・リミテッド（Ｅｒｎｅｓｔ Ｂｅｎｎ Ｌｔｄ．），ロンドン（Ｌｏｎｄｏｎ） １９７２）において詳細に議論されている。
【００３４】
ミニエマルジョンは、当技術分野において水中油型分散物として知られており、液滴直径が１μｍ未満であり、数時間から数か月の範囲の期間で安定である。本発明の状況では、ミニエマルジョンの液滴は、エチレン系不飽和モノマーと、安定なサブミクロン液滴を得るために場合により必要な他の任意の成分とを含有する。これらの他の任意成分としては、水溶性が非常に低い化合物が挙げられ、当技術分野においてこれらは共界面活性剤、共安定剤、または疎水性物質と呼ばれている。典型的な疎水性物質としては、ヘキサデカンなどの高級アルカン、セチルアルコールなどの疎水性アルコール、メタクリル酸ステアリルなどの非常に疎水性のモノマー、およびポリマーが挙げられる。ミニエマルジョンは典型的には、ローター−ステーター装置、音波処理装置、および高圧ホモジナイザーを使用して高剪断下で形成される。ミニエマルジョンは典型的には、界面活性剤を使用して形成される。ミニエマルジョン、およびエマルジョン重合におけるそれらの使用に関する説明は、Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｉｎ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｖｏｌｕｍｅ ２７、１２８３〜１３４６ページ（２００２）におけるＪ．Ｍ．アスア（Ａｓｕａ）による「ミニエマルジョン重合」（Ｍｉｎｉｅｍｕｌｓｉｏｎ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ）に見ることができる。ある実施形態においては、本発明の低分子量ポリマー（Ｃ）は、ミニエマルジョン法における疎水性物質として機能することができる。
【００３５】
エマルジョンあるいはミニエマルジョン重合方法を使用する本発明のこれらの実施形態において、従来の界面活性剤、たとえば、陰イオン性および／または非イオン性の乳化剤、たとえば、アルキル、アリール、あるいはアルキルアリールサルフェート、スルホネート、あるいはホスフェートのアルカリ金属塩あるいはアンモニウム塩；アルキルスルホン酸；スルホコハク酸塩；脂肪酸；エチレン系不飽和界面活性剤モノマー；およびエトキシル化アルコールあるいはフェノール類を使用することができる。使用される界面活性剤の量は、通常、モノマー重量を基準にして０．１重量％〜６重量％である。熱開始方法あるいはレドックス開始方法のいずれかを使用することができる。反応温度は、典型的には反応全体を通じて１００℃未満の温度に維持される。好ましい反応温度は３０℃〜９５℃の間であり、より好ましくは５０℃〜９０℃の間である。モノマー混合物は、そのままで加える場合もあるし、水中のエマルジョンとして加える場合もある。モノマー混合物は、１回以上の添加、あるいは反応時間中直線的または非直線的な連続添加、あるいはそれらの組み合わせで加えることができる。
【００３６】
エチレン系不飽和モノマーの重合によって本発明のポリマーが形成される場合、従来のフリーラジカル開始剤、たとえば、過酸化水素、過酸化ナトリウム、過酸化カリウム、ｔ−ブチルヒドロペルオキシド、クメンヒドロペルオキシド、アンモニウムおよび／またはアルカリ金属の過硫酸塩、過ホウ酸ナトリウム、過リン酸およびその塩、過マンガン酸カリウム、ならびにペルオキシ二硫酸のアンモニウム塩あるいはアルカリ金属塩などを、典型的には全モノマー重量を基準にして０．０１重量％〜３．０重量％の量で使用することができる。同じ開始剤（本明細書においては「酸化剤」とも呼ぶ）と、たとえば、ナトリウムスルホキシレートホルムアルデヒド、アスコルビン酸、イソアスコルビン酸、硫黄含有酸のアルカリ金属塩およびアンモニウム塩、たとえばナトリウムの亜硫酸塩、亜硫酸水素塩、チオ硫酸塩、ヒドロ亜硫酸塩、硫化物、水硫化物、あるいは亜ジチオン酸塩、ホルマジンスルフィン酸、ヒドロキシメタンスルホン酸、２−ヒドロキシ−２−スルフィナト酢酸ナトリウム、アセトンビスルフィット、エタノールアミンなどのアミン、グリコール酸、グリオキシル酸水和物、乳酸、グリセリン酸、リンゴ酸、酒石酸、および上述の酸の塩、などの好適な還元剤とを併用するレドックス系を使用することができる。鉄、銅、マンガン、銀、白金、バナジウム、ニッケル、クロム、パラジウム、またはコバルトのレドックス反応触媒金属塩を使用することができる。
【００３７】
本発明に有用なエチレン系不飽和非イオン性モノマーとしては、たとえば、（メタ）アクリルエステルモノマー、たとえばアクリル酸メチル、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、アクリル酸デシル、アクリル酸ラウリル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸イソデシル、メタクリル酸ラウリル、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、スチレン、置換スチレン、エチレン、ブタジエン；酢酸ビニル、酪酸ビニル、および他のビニルエステル；ビニルモノマー、たとえば塩化ビニル、ビニルトルエン、およびビニルベンゾフェノン；ならびに塩化ビニリデンが挙げられる。
【００３８】
本発明に有用なエチレン系不飽和酸性モノマーとしては、たとえば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸モノメチル、フマル酸モノメチル、フマル酸モノブチル、無水マレイン酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、１−アリルオキシ−２−ヒドロキシプロパンスルホン酸、アルキルアリルスルホコハク酸、（メタ）アクリル酸スルホエチル、（メタ）アクリル酸ホスホアルキル、たとえば（メタ）アクリル酸ホスホエチル、（メタ）アクリル酸ホスホプロピル、および（メタ）アクリル酸ホスホブチル、クロトン酸ホスホアルキル、マレイン酸ホスホアルキル、フマル酸ホスホアルキル、（メタ）アクリル酸ホスホジアルキル（メタ）、クロトン酸ホスホジアルキル、ならびにリン酸アリルが挙げられる。
【００３９】
本発明のある実施形態において、エチレン系不飽和モノマーの重合によって形成されるポリマーは、たとえば、メタクリル酸アリル、フタル酸ジアリル、１，４−ブチレングリコールジメタクリレート、１，２−エチレングリコールジメタクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、およびジビニルベンゼンなどの共重合した多エチレン系不飽和モノマーを含むこともできる。
【００４０】
本発明のある実施形態においては、水性分散物に特殊な性能を付与する官能性モノマーを、１種類以上のポリマー成分中に組み込むことが望ましい場合がある。一例としては、アルキド基体に対する接着性を改善する官能基を有するモノマーの組み込みが挙げられる。このような官能基を有するエチレン系不飽和モノマーとしては、アセト酢酸ビニル、（メタ）アクリル酸アセトアセトキシエチル、（メタ）アクリル酸アセトアセトキシプロピル、アセト酢酸アリル、（メタ）アクリル酸アセトアセトキシブチル、（メタ）アクリル酸２，３−ジ（アセトアセトキシ）プロピル、ビニルアセトアセトアミド、アセトアセトキシエチル（メタ）アクリルアミド、３−（２−ビニルオキシエチルアミノ）−プロピオンアミド、Ｎ−（２−（メタ）アクリルオキシエチル）−モルホリノン−２，２−メチル−１−ビニル−２−イミダゾリン、２−フェニル−１−ビニル−２−イミダゾリン、（メタ）アクリル酸２−（３−オキサゾリジニル）エチル、Ｎ−（２−ビノキシエチル）−２−メチルオキサゾリジン、４，４−ジメチル−２−イソプロペニルオキサゾリン、（メタ）アクリル酸３−（４−ピリジル）プロピル、２−メチル−５−ビニル−ピリジン、２−ビノキシエチルアミン、２−ビノキシエチルエチレン−ジアミン、３−アミノプロピルビニルエーテル、２−アミノ−２−メチルプロピルビニルエーテル、２−アミノブチルビニルエーテル、（メタ）アクリル酸ｔｅｒｔ−ブチルアミノエチル、２−（メタ）アクリロキシエチルジメチル−β−プロピオベタイン、ジエタノールアミンモノビニルエーテル、（メタ）アクリロキシアセトアミド−エチルエチレン尿素、（メタ）アクリル酸エチレンウレイドエチル、（メタ）アクリルアミドエチル−エチレン尿素、（メタ）アクリルアミドエチル−エチレンチオ尿素、Ｎ−（（メタ）アクリルアミドエチル）−Ｎ−（１−ヒドロキシメチル）エチレン尿素、ｏ−アニリンビニルチオエーテル、Ｎ−（（メタ）アクリルアミドエチル）−Ｎ−（１−メトキシ）メチルエチレン尿素、Ｎ−ホルムアミドエチル−Ｎ−（１−ビニル）エチレン尿素、Ｎ−ビニル−Ｎ−（１−アミノエチル）−エチレン尿素、Ｎ−（エチレンウレイドエチル）−４−ペンテンアミド、Ｎ−（エチレンチオウレイド−エチル）−１０−ウンデセンアミド、ブチルエチレンウレイド−エチルフマル酸、メチル エチレンウレイド−エチルフマレート、ベンジル Ｎ−（エチレンウレイド−エチル）フマレート、ベンジルＮ−（エチレンウレイド−エチル）マレアメート、Ｎ−ビノキシエチルエチレン−尿素、Ｎ−（エチレンウレイドエチル）−クロトンアミド、ウレイドペンチルビニルエーテル、（メタ）アクリル酸２−ウレイドエチル、Ｎ−２−（アリルカルバモト）アミノエチルイミダゾリジノン、１−（２−（（２−ヒドロキシ−３−（２−プロペニルオキシ）プロピル）アミノ）エチル）−２−イミダゾリジノン、水素エチレンウレイドエチルイタコンアミド、イタコン酸エチレンウレイドエチル水素、イタコン酸ビス−エチレンウレイドエチル、ウンデシレン酸エチレンウレイドエチル、エチレンウレイドエチルウンデシレンアミド、アクリル酸２−（３−メチロールイミダゾリドン−２−イル−１）エチル、Ｎ−アクリロキシアルキルオキサゾリジン、アクリルアミドアルキルビニルアルキレン尿素、アルデヒド反応性アミノ基含有モノマー、たとえばメタクリル酸ジメチルアミノエチル、およびアジリジン官能性含有エチレン系不飽和モノマーが挙げられる。
【００４１】
たとえば、ハロゲン化合物、たとえばテトラブロモメタン；アリル化合物；あるいはメルカプタン類、たとえばアルキルチオグリコレート、アルキルメルカプトアルカノエート、およびＣ４〜Ｃ２２線状あるいは分岐アルキルメルカプタンなどの連鎖移動剤を使用して、エチレン系不飽和モノマーの重合によって形成されるポリマーの分子量を低下させたり、および／またはフリーラジカル発生開始剤を使用して得られる分子量分布と異なる分子量分布を得たりすることができる。
【００４２】
本発明の分散物は、それぞれが少なくとも１種類の高分子量ポリマーｐＡおよびｐＢを含む少なくとも２つの集団のポリマー粒子（Ａ）および（Ｂ）と、少なくとも１種類の低分子量ポリマー（Ｃ）とを含有する。
【００４３】
本発明のある実施形態においては、ｐＡは、少なくとも１種類のエチレン系不飽和非イオン性モノマーと、ｐＡの全重量を基準して０重量％〜２５重量％の少なくとも１種類のエチレン系不飽和酸モノマーとのフリーラジカル重合によって形成される。任意に、ｐＢも同じ方法で形成することができる。このような実施形態においては、分子量および／またはゲル画分を制御するために、ｐＡおよびｐＢのいずれかまたは両方を連鎖移動剤の存在下で形成することができ、ゲル画分は、有機溶媒に対して不溶性であるポリマーの部分である。ｐＡおよびｐＢのいずれかまたは両方は、ポリマーのゲル画分を増加させることができる、および／またはポリマー構造をより分岐させることができる多エチレン系不飽和モノマーの存在下で形成することができる。
【００４４】
ｐＡとｐＢは、１つ以上の性質において異なっていてよく、そのような性質の例としては、分子量、分子量分布、Ｔｇ、酸価、化学組成、ポリマー鎖構造が挙げられる。ポリマー鎖構造とは、ポリマー鎖内でモノマー単位が取りうる多くの構造を意味し、たとえば、線状ポリマー鎖、分岐ポリマー鎖、ランダムコポリマー鎖、ブロックコポリマー、くし型グラフトポリマー、アタクチックポリマー、シンジオタクチックポリマー、イソタクチックポリマーなどである。ｐＡとｐＢのＴｇが異なると言及する場合は、ｐＡとｐＢの計算Ｔｇ，∞が少なくとも５℃異なることを意味する。ｐＡとｐＢの計算Ｔｇ，∞が少なくとも１０℃異なる、好ましくは少なくとも２０℃異なる場合に特定の利点が得られる場合がある。ｐＡとｐＢの分子量が異なると言及する場合は、ｐＡとｐＢのＭｗが１００，０００を超えて異なることを意味する。ｐＡとｐＢの分子量分布が異なると言及する場合は、ｐＡのＭｗ／Ｍｎ比がｐＢのＭｗ／Ｍｎ比と少なくとも２０％異なることを意味する。ｐＡとｐＢの酸価が異なると言及する場合は、ｐＡとｐＢの酸価が少なくとも５の値で異なることを意味する。ｐＢ中には存在しない少なくとも１種類のモノマーの重合残基をｐＡが含む場合、あるいはｐＡ中には存在しない少なくとも１種類のモノマーの重合残基をｐＢが含む場合に、ｐＡおよびｐＢは化学組成が異なる。ｐＡおよびｐＢの化学組成が異なりうる別の形態は、ｐＡがモノマー混合物から形成され、ｐＡの形成に使用されるモノマーの全重量を基準にした所与のモノマー（Ｘ）の重量パーセンテージが、ｐＢの形成に使用されるモノマーの全重量を基準にした所与のモノマー（Ｘ）の重量パーセンテージと少なくとも５％異なる場合である。すなわち、たとえば、ｐＡの形成に使用されるモノマー混合物中にモノマー（Ｘ）が６重量％の量で存在し、ｐＢの形成に使用されるモノマー混合物中にモノマー（Ｘ）が１重量％以下、あるいは１１重量％以上の量で存在する場合に、ｐＡとｐＢは組成が異なる。
【００４５】
集団（Ａ）の粒子の１つ以上の他の性質が、集団（Ｂ）の粒子と異なる実施形態においては、ｐＡおよびｐＢが同じであってもよい。ｐＡおよびｐＢが同じ場合で（Ａ）が（Ｂ）と異なりうる例としては以下のものが挙げられる；
（１）集団（Ａ）は、集団（Ｂ）と異なる平均粒径を有することができる。平均粒径が少なくとも５０ｎｍ異なる、好ましくは少なくとも１００ｎｍ異なる、より好ましくは少なくとも１５０ｎｍ異なる場合に、特定の利点が得られる場合がある。
（２）ｐＡ以外に、集団（Ａ）の粒子は、集団（Ｂ）の粒子中に見られる成分以外の他の成分を含むことができる。このような他の成分の例としては、高分子量ポリマー、低分子量ポリマー、非ポリマーの有機化合物、無機化合物が挙げられる。
（３）粒子（Ａ）中のポリマーの全重量を基準にした粒子（Ａ）中の（Ｃ）の濃度が、（Ｂ）の全ポリマー成分を基準にした粒子（Ｂ）中の（Ｃ）の濃度よりも、好ましくは少なくとも１％、少なくとも２％、少なくとも５％高い。「粒子（Ａ）中のポリマーの全重量を基準にした粒子（Ａ）中の（Ｃ）の濃度が、（Ｂ）の全ポリマー成分を基準にした粒子（Ｂ）中の（Ｃ）の濃度よりも、少なくとも１％高い」とは、（Ｂ）の全ポリマー成分を基準にして粒子（Ｂ）が１％のポリマー（Ｃ）を含む場合、（Ａ）の全ポリマー成分を基準にして粒子（Ａ）が少なくとも２％のポリマー（Ｃ）を含むことを意味する。
【００４６】
本発明の低分子量ポリマー（Ｃ）は、１種類以上のエチレン系不飽和モノマーの重合によって形成される。（Ｃ）は、８０以下、６５以下、５０以下の酸価を有する。（Ｃ）のＴｇ，（ｌｏｗ）は１０℃未満である。ある好ましい実施形態においては、（Ｃ）のＴｇ，（ｌｏｗ）は、０℃未満、−１０℃未満である。ポリマー（Ｃ）のＭｎは、１０，０００未満であり、好ましくは７，５００未満であり、より好ましくは４，０００未満である。ポリマー（Ｃ）のＭｎは、好ましくは少なくとも５００であり、より好ましくは少なくとも７５０である。ポリマー（Ｃ）の分子量は、当技術分野で公知の任意の手段によって制御することができる。ある実施形態においては、連鎖移動剤をメルカプタン、ポリメルカプタン、チオエステル、ハロゲン化化合物、およびそれらの組み合わせから選択することができる。ある好ましい実施形態においては、ポリマー（Ｃ）の分子量は、線状あるいは分岐Ｃ４〜Ｃ２２アルキルメルカプタン、たとえばｎ−ドデシルメルカプタンおよびｔ−ドデシルメルカプタンを使用することによって制御される。ポリマー（Ｃ）の分子量は、米国特許第５，９６２，６０９号明細書および第４，７４６，７１３号明細書に記載されるコバルト化合物などの触媒的連鎖移動剤を使用することによって制御できることも考慮される。
【００４７】
ポリマー（Ｃ）は、バルク重合法、溶液重合法、エマルジョン重合法、ミニエマルジョン重合法、マイクロエマルジョン重合法、または懸濁重合方法などの当技術分野において公知の任意の手段によって形成することができる。典型的には、ポリマー（Ｃ）は、１種類以上のエチレン系不飽和モノマーをフリーラジカルによって開始させる重合によって形成されるが、アニオン開始などの他の開始形態も考慮することができる。ある実施形態においては、ポリマー（Ｃ）は、米国特許第５，７１０，２２７号明細書に開示されている高温オリゴマー化方法によって形成することができる。ポリマー（Ｃ）が水性分散物方法以外の手段で形成される場合、当技術分野で公知の技術によって水性分散物に変換することができる。
【００４８】
ポリマー（Ｃ）は好ましくは、水に対する溶解性がわずかであるか、あるいは全くない。これは、水中に溶解するポリマー（Ｃ）の濃度が、２５〜５０℃および２〜１２の間の任意のｐＨにおいて５重量％以下であり、好ましくは２重量％以下、より好ましくは０．１重量％以下であることを意味する。
【００４９】
ポリマー（Ｃ）は、ｐＡの重量を基準にして、水性分散物中に少なくとも５重量％の量、少なくとも７重量％の量、少なくとも１０重量％の量、少なくとも２０重量％の量で存在する。ｐＡは、水性分散物中のポリマーの全重量を基準にして、水性分散物中に少なくとも５重量％の量で存在する。少なくとも２０％、好ましくは少なくとも５０％、より好ましくは少なくとも９０％のポリマー（Ｃ）が、（Ａ）または（Ｂ）の少なくとも１種類の粒子中に存在する。ポリマー（Ｃ）が、粒子中に存在する他のポリマーと完全に相溶性である場合は、単一の測定Ｔｇが観察されうる。ポリマー（Ｃ）のある部分が、粒子中に存在する他のポリマーと非相溶性である場合、複数の測定Ｔｇが観察されうる。ｐＡを含む粒子中にポリマー（Ｃ）が存在すると、ＤＳＣによって測定した場合、ｐＡの見かけのＴｇが、ポリマー（Ｃ）が存在しないｐＡで観測されるＴｇよりも低くなりうる。ポリマー（Ｃ）が存在する場合にｐＡの測定Ｔｇの低下は、少なくとも５℃、好ましくは少なくとも約１０℃、およびより好ましくは少なくとも約２０℃となりうる。
【００５０】
ある好ましい実施形態においては、本発明の水性分散物は、（１）ｐＢが−１０℃〜３０℃、０℃〜３０℃、０℃〜２０℃のＴｇ，∞を有する、少なくとも１種類のポリマーｐＢを含む粒子（Ｂ）と；（２）ｐＡが、少なくとも４０℃、少なくとも５０℃のＴｇ，∞を有する、少なくとも１種類のポリマーｐＡを含む粒子（Ａ）と；（３）１０，０００以下、７，５００以下、４０００以下のＭｎを有する低分子量ポリマー（Ｃ）とを含み；ｐＡは、分散物中のポリマーの全重量を基準にして５〜５０重量％の量で存在し、さらに（Ｃ）は、分散物中のポリマーの全重量を基準にして少なくとも１重量％の量で存在する。
【００５１】
本発明の実施形態においては、少なくとも１種類の高分子量ポリマーｐＡが、低分子量ポリマー（Ｃ）の存在下で形成される。「ｐＡが、低分子量ポリマー（Ｃ）の存在下で形成される」とは、（Ｃ）が存在する反応容器中でｐＡを構成するモノマーが重合されることを意味する。ある好ましい実施形態においては、ｐＡは、低分子量ポリマー（Ｃ）の存在下での１種類以上のエチレン系不飽和モノマーの水性エマルジョン重合によって形成されたポリマーである。これは、低分子ポリマー（Ｃ）の水性分散物を提供するステップと；１種類以上のエチレン系不飽和モノマーを（Ｃ）の分散物に加えるステップと；当技術分野で公知の任意の手段によって１種類以上のエチレン系不飽和モノマーを重合させるステップとによって実現することができる。モノマーは、１回の投入で重合に加えることができ、単一バッチまたはショット方式で重合させることができる。あるいは、重合が進行するにつれて徐々にモノマーを加えることもでき、多くの場合これは半連続重合または連続重合と呼ばれる。ある実施形態においては、ショットおよび段階的添加技術のある組み合わせを使用して高分子量ポリマーを形成することが望ましい場合もある。本発明の別の実施形態においては、ポリマー（Ｃ）と、１種類以上のエチレン系不飽和モノマーとを含む混合物からミニエマルジョンを形成することができ、このモノマーを後に重合させることができる。
【００５２】
本発明の他の実施形態においては、低分子量ポリマー（Ｃ）を、高分子量ポリマーｐＡの存在下で形成することができる。「低分子量ポリマー（Ｃ）が、高分子量ポリマーｐＡの存在下で形成される」とは、ｐＡが存在する反応容器中で（Ｃ）を構成するモノマーの重合が行われることを意味する。ある好ましい実施形態においては、（Ｃ）を形成するために使用されるモノマーと連鎖移動剤とが、ｐＡを含む水性分散物と混合され、続いてこのモノマーの重合が行われる。これらのモノマーおよび／または連鎖移動剤は、１回の投入で水性分散物中に加えることができ、単一バッチまたはショット方式で重合させることができる。あるいは、重合が進行するにつれて徐々にモノマーおよび／または連鎖移動剤を加えることもでき、多くの場合これは半連続重合または連続重合と呼ばれる。ある実施形態においては、ショットおよび段階的添加技術のある組み合わせを使用してポリマー（Ｃ）を形成することが望ましい場合もある。
【００５３】
ある実施形態においては、本発明の分散物は、ｐＡと（Ｃ）とを含む水性分散物を、ｐＢを含む水性分散物とブレンドすることによって形成することができる。ブレンドとは、少なくともｐＡと（Ｃ）とを含む水性分散物を、ｐＢを含む水性分散物と組み合わせるあるいは混合する任意の手段を意味する。ブレンド手段としては、ｐＡと（Ｃ）とを含む水性分散物をｐＢを含む水性分散物に加えること、あるいはｐＢを含む分散物をｐＡと（Ｃ）とを含む水性分散物に加えることが挙げられうる。これらの分散物は、バッチ方式、半連続方式、または連続方式で混合することができる。
【００５４】
ある実施形態においては、ポリマー粒子（Ｂ）を、ｐＡと（Ｃ）とを含む第１の水性分散物の存在下で少なくとも１種類のエチレン系不飽和モノマーを重合させることによって、第２の水性分散物を形成することができる。このような実施形態の例としては、あらかじめ存在する粒子の水性分散物中で新しい粒子を形成するために典型的に使用される手段が挙げられる。このような手段は、バイモーダルあるいはマルチモーダルの粒子サイズ分布を有する水性分散物を形成する場合に検討されることが多いが、これらの手段によって形成される本発明の分散物がバイモーダルおよびマルチモーダルの粒子サイズ分布を有する必要はない。本明細書において、バイモーダルあるいはマルチモーダルの粒子サイズ分布を有する水性分散物とは、粒子の２種類以上の集団を含む分散物であって、各集団が、ＣＨＤＦによって観測可能なピークを形成する粒子サイズ分布を有する分散物を意味する。これらの集団の粒子サイズ分布はある程度かさなっていてもよい。ｐＡと（Ｃ）とを含む第１の水性分散物中でのポリマー粒子（Ｂ）の形成は、種ポリマー、界面活性剤、ミニエマルジョン、または緩衝剤などのｐＨ調整剤を第１の水性分散物に添加することによって助けられうる。ミニエマルジョンを添加する場合、このミニエマルジョンは、ｐＢの形成に使用されるモノマーを含むことができる。このような添加は、第１の水性分散物にｐＢの形成に使用されるモノマーを添加する前あるいは添加中に行うことができ、このモノマーは第１の水性分散物の存在下で重合させることができる。
【００５５】
このような実施形態のいくつかにおいては、第２の水性分散物中の新しい粒子（Ｂ）の存在は、第１の水性分散物中に存在するもの以外に、第２の分散物中に少なくとも１以上の別の粒子サイズ集団が存在することで観察することができる。たとえば、第１の水性分散物は、１００ｎｍを中心とするピークを有する単一の粒子サイズ集団を有することができ、第２の水性分散物は１５０ｎｍを中心とするピークと２５０ｎｍを中心とする別のピークとの２つのピークを有することができる。別の実施形態においては、ｐＢの形成中に新しい粒子は形成されないと仮定した計算の場合に計算される理論的最終粒子サイズよりも、第２の水性分散物の測定最終粒子サイズが少なくとも１０％、少なくとも２０％小さくなる場合に、新しい粒子（Ｂ）の形成が観察されうる。このような実施形態の一部においては、粒子（Ａ）中あるいは粒子（Ａ）上に形成されるｐＢの量を最小限にするあるいは制御することが望ましい場合がある。これを実現可能にする方法の１つは、米国特許出願公開第２００５００１４８８３号明細書に開示されているような疎水性重合阻害剤を、ｐＡと（Ｃ）とを含む水性分散物に加えることであり、この疎水性重合阻害剤は、ｐＢの形成に使用されるモノマーの少なくとも一部を添加する前に加えられる。
【００５６】
疎水性重合阻害剤は、エチレン系不飽和モノマーの重合速度を最小限にする、あるいは重合を防止する物質である。疎水性重合阻害剤は、フリーラジカルと結合してフリーラジカルがなくなることでフリーラジカル反応を停止させることによって；あるいは反応性フリーラジカルと結合して反応性の低い安定なフリーラジカルを形成することによってフリーラジカル重合を阻害することができる。
【００５７】
本発明の方法において疎水性重合阻害剤として機能する物質の能力は、疎水性重合阻害剤が存在する場合と存在しない場合での重合を比較する以下の試験方法によって確認される。第１のサンプルでは、第１のポリマー粒子の存在下で重合させる２０ｇのエチレン系不飽和モノマーを、０．０２ｇのジ−ｔ−ブチルペルオキシドを入れた加圧容器に加える。この容器に窒素ガスを１５分間パージし、封止し、次に１５０℃の温度で１時間維持する。容器の内容物を直ちに室温まで冷却し、続いてモノマー体積の２０倍の体積の氷冷メタノール中に加える。これによって得られたポリマー固体を７０〜１００μｍの焼結ガラス漏斗（エース・ガラス（Ａｃｅ Ｇｌａｓｓ）、中流量型Ｂ（ｍｅｄｉｕｍ ｆｌｏｗ ｔｙｐｅ Ｂ））上で減圧濾過し、乾燥させ、重量を測定して、形成されたポリマーの重量を求める。疎水性重合阻害剤として試験される物質０．４ｇも加えたことを除けば、同じ手順を第２のサンプルで実施する。第２のサンプルのポリマー収量が、第１のサンプルのポリマー収量の９０重量％未満であれば、試験した物質が疎水性重合阻害剤であることを表している。
【００５８】
疎水性重合阻害剤の例としては、重合禁止剤、重合遅延剤、および疎水性連鎖移動剤が挙げられる。重合禁止剤は、フリーラジカル反応を終結させることによって重合を抑制する物質であり、重合禁止剤としては、たとえば、Ｎ−オキシドラジカル、たとえば２，２，６，６−テトラメチル−１−ピペリジニルオキシフリーラジカルおよび２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−α−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−オキソ−２，５−シクロヘキサジエン−１−イリデン）ｐ−トリルオキシ、フリーラジカル（ガルビノキシルフリーラジカル）；フェノール；アルキルフェノール；カテコール類、多環芳香族、たとえばナフタレン、アントラセン、およびピレン；置換多環芳香族、たとえばヒドロキシナフタレンおよびヒドロキシアントラセン；ｐ−ベンゾキノン、およびｐ−ナフトキノンが挙げられる。重合遅延剤は、フリーラジカル反応の速度を遅延させる物質であり、重合遅延剤としては、たとえば、不飽和脂肪酸のエステル、たとえばリノール酸あるいはリノレン酸のアルキルエステル、ヒドロキシアルキルエステル、あるいはアルコキシエステル；ジチオ安息香酸のＣ１〜Ｃ１２誘導体、たとえばジチオ安息香酸フェニルエステル、ジチオ安息香酸ベンジルエステル、ジチオ安息香酸クミルエステル、ならびに抑制性モノマーが挙げられる。抑制性モノマーは、エチレン系不飽和モノマーの重合温度より低いか、または実質的に後の重合が起こらないようラジカルを捕捉できる天井温度を有するエチレン系不飽和モノマーである。天井温度は、モノマーの重合速度が解重合速度と等しくなる温度である。抑制性モノマーの例としては、１−アルキルスチレン、たとえばα−メチルスチレン；１−アリールスチレン、たとえば１，１−ジフェニルエチレン；２−アルキルあるいは２−アリールスチレン、たとえばスチルベンおよび１−フェニルペンテン；アルキルビニルエーテル；アリールビニルエーテル；トランス−クロトニトリル；トランス−１，２−ジフェニルエチレン；トランス−１，２−ジベンゾイルエチレン；トランス−１，２−ジアセチルエチレン；メチル ２−ｔｅｒｔ−ブチルアクリレート；１−イソプリエニルナフタレン；α−スチルバゾール；２，４−ジメチルα−メチルスチレン；イソプレニルトルエン；ならびにイタコン酸、マレイン酸、フマル酸、およびクロトン酸の半エステルあるいは完全エステルが挙げられる。疎水性連鎖移動剤としては、たとえば、ｎ−ドデシルメルカプタン、１，４−シクロヘキサジエン、テルピネオール、四塩化炭素、トリクロロメタン、ハロゲン化ベンジル、ハロゲン化アリル、およびハロゲン化クロチルが挙げられる。１種類以上の重合阻害剤を水性媒体に加えることができる。本発明の方法において適した疎水性重合阻害剤の範囲の例としては、疎水性重合阻害剤を添加する時点での水性分散物中のポリマー重量を基準にして０．１〜１０重量％、０．２〜５重量％、および０．５〜３重量％が挙げられる。
【００５９】
ある実施形態においては、米国特許第５，５２１，２６６号明細書に記載されるような疎水性キャビティーを有する高分子有機化合物の存在下でのフリーラジカル水性重合によってポリマーｐＡ、ｐＢ、および（Ｃ）の群のいずれかを形成することが望ましい場合もある。本発明の方法において有用な疎水性キャビティーを有する高分子有機化合物としては、シクロデキストリンおよびシクロデキストリン誘導体；疎水性キャビティーを有する環状オリゴ糖、たとえばシクロイヌロヘキソース、シクロイヌロヘプトース、およびシクロイヌロオクトース；カリックスアレーン；およびキャビタンドが挙げられる。
【００６０】
本発明の方法において有用なシクロデキストリンおよびシクロデキストリン誘導体は、個々の重合条件下で選択されるシクロデキストリンおよびシクロデキストリン誘導体の溶解性による制限があるだけである。本発明の方法において有用となる好適なシクロデキストリンとしては、ａ−シクロデキストリン、ｂ−シクロデキストリン、およびｇ−シクロデキストリンが挙げられるが、これらに限定されるものではない。本発明の方法において有用となる好適なシクロデキストリン誘導体としては、ａ−シクロデキストリン、ｂ−シクロデキストリン、およびｇ−シクロデキストリンのメチル誘導体、トリアセチルヒドロキシプロピル誘導体、およびヒドロキシエチル誘導体が挙げられるが、これらに限定されるものではない。好ましいシクロデキストリンはメチル−ｂ−シクロデキストリンである。
【００６１】
本発明の方法において有用なシクロイヌロヘキソース、シクロイヌロヘプトースなどの疎水性キャビティーを有する環状オリゴ糖は、タカイ（Ｔａｋａｉ）ら，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，１９９４，ｖｏｌｕｍｅ ５９，ｎｕｍｂｅｒ １１，２９６７−２９７５ページに記載されている。
【００６２】
本発明の方法において有用なカリックスアレーンは、米国特許第４，６９９，９６６号明細書、国際公開第８９／０８０９２号パンフレット、および特開昭６３−１９７５４４号公報および特開平１−００７８３７号公報に記載されている。
【００６３】
本発明の方法において有用なキャビタンドは、イタリア特許出願第２２５２２Ａ／８９号明細書、およびモラン（Ｍｏｒａｎ）ら，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ，ｖｏｌｕｍｅ １８４，１９８２，５８２６−５８２８ページに記載されている。
【００６４】
疎水性キャビティーを有する高分子有機化合物の使用は、ｐＡ、ｐＢ、または（Ｃ）のいずれかが水性フリーラジカル重合によって形成される場合、および重合に使用される１種類以上のモノマーおよび／または連鎖移動剤が２５〜５０℃において２００ミリモル／リットル以下、５０ミリモル／リットルの水溶性を有する場合に特に有用である。
【００６５】
ｐＡ、ｐＢ、またはポリマー（Ｃ）のいずれかが水性フリーラジカル重合によって形成される場合、および重合に使用される１種類以上のモノマーおよび／または連鎖移動剤が２５〜５０℃において２００ミリモル／リットル以下、５０ミリモル／リットルの水溶性を有する場合、５０μｍ未満、２５μｍ未満の平均液滴径を有するモノマーエマルジョンの形態でモノマーおよび／または連鎖移動剤を重合に導入すると有用である場合もある。
【００６６】
ある好ましい実施形態においては、本発明の水性ポリマー分散物は、ポリマー粒子（Ａ）および（Ｂ）の２つの集団と、少なくとも１種類の低分子量ポリマー（Ｃ）とを含む；ポリマー粒子（Ａ）が、５０，０００を超えるＭｗと０〜１６０の酸価とを有する高分子量ポリマーｐＡを含み；ポリマー粒子（Ｂ）が、５０，０００を超えるＭｗと０〜１６０の酸価を有する高分子量ポリマーｐＢを含み；Ｃが、１０℃未満の計算Ｔｇ，（ｌｏｗ）と、１０，０００未満のＭｎと、０〜８０の酸価とを有し、少なくとも１種類のエチレン系不飽和非イオン性モノマーの重合によって形成される付加ポリマーであり、この分散物中のポリマーの全重量を基準にしたｐＡの重量パーセンテージが少なくとも５％であり；少なくとも２０％の（Ｃ）がポリマー粒子Ａ中に存在し；ポリマー粒子（Ａ）のポリマー成分の全重量を基準にしたポリマー粒子Ａ中の（Ｃ）の重量パーセンテージが少なくとも５％であり；ポリマー粒子（Ａ）のポリマー成分の全重量を基準にしたポリマー粒子Ａ中の（Ｃ）の重量パーセンテージが、ポリマー粒子（Ｂ）のポリマー成分の全重量を基準にしたポリマー粒子（Ｂ）中の（Ｃ）の重量パーセンテージよりも少なくとも１％大きい。「ポリマー粒子（Ａ）のポリマー成分の全重量を基準にしたポリマー粒子Ａ）中の（Ｃ）の重量パーセンテージが、ポリマー粒子（Ｂ）のポリマー成分の全重量を基準にしたポリマー粒子（Ｂ）中の（Ｃ）の重量パーセンテージよりも少なくとも１％大きい」とは、たとえば、粒子（Ａ）中の（Ｃ）の重量パーセンテージが５％である場合に、粒子（Ｂ）中の（Ｃ）の重量パーセンテージが０〜４％の範囲となることができ、粒子（Ａ）中の（Ｃ）の重量パーセンテージが２０％である場合に、粒子（Ｂ）中の（Ｃ）の重量パーセンテージが０〜１９％の範囲となることができることを意味する。
【００６７】
本発明の分散物は、水性コーティング組成物の形成において特に有用となる。水性コーティング組成物を形成する場合、本発明のポリマー分散物に他の物質が任意に加えられ、たとえば、レオロジー調整剤；造膜助剤；溶媒；殺生物剤；湿潤剤；消泡剤；染料；保湿剤；蝋；界面活性剤；充填剤あるいは体質顔料；着色剤；つや消し剤；中和剤；緩衝剤；凍結融解剤；可塑剤；泡消し剤；粘着付与剤；ヒンダードアミン光安定剤；ＵＶ吸収剤、たとえば、ベンゾフェノン、置換ベンゾフェノン、および置換アセトフェノン；分散剤；酸化防止剤；ならびに顔料などが加えられる。好適な顔料および体質顔料の例としては、二酸化チタン、たとえばアナタース型およびルチル型の二酸化チタン；酸化亜鉛；酸化アンチモン；酸化鉄；ケイ酸マグネシウム；炭酸カルシウム；有機および無機の有色顔料；アルミノケイ酸塩；シリカ；種々のクレー、たとえばカオリンおよびデラミネーテッドクレー；ならびに酸化鉛が挙げられる。本発明の水性ポリマーブレンド組成物が、不透明ポリマー粒子、たとえば、ロパーク（Ｒｏｐａｑｕｅ）（商標）不透明ポリマー（ローム・アンド・ハース・カンパニー（Ｒｏｈｍ ａｎｄ Ｈａａｓ Ｃｏ．），ペンシルバニア州フィラデルフィア）などを、任意に含有することも考慮され、これは、本発明の水性ポリマーブレンド組成物から調製したコーティングの乾燥隠蔽性をさらに改善するのに有用となる。低吸油値の体質顔料粒子を、任意に本発明の水性ポリマーブレンド組成物に加えることも考慮され、このような低吸油値の体質顔料粒子としては、たとえば、エクスパンセル（Ｅｘｐａｎｃｅｌ）（商標）５５１ ＤＥ２０アクリロニトリル／塩化ビニル発泡粒子（エクスパンセル・インコーポレイテッド（Ｅｘｐａｎｃｅｌ Ｉｎｃ．），ジョージア州ダルース（Ｄｕｌｕｔｈ Ｇｅｏｒｇｉａ））；シル−セル（Ｓｉｌ−Ｃｅｌｌ）（商標）３５／３４ケイ酸ナトリウムカリウムアルミニウム粒子（シルブリコ・コーポレーション（Ｓｉｌｂｒｉｃｏ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ），イリノイ州ホジキンズ（Ｈｏｄｇｋｉｎｓ ＩＬ））；デュアライト（Ｄｕａｌｉｔｅ）（商標）２７ポリ塩化ビニリデンコポリマーのＣａＣＯ３被覆物（ピアス・アンド・スティーブンス・コーポレーション（Ｐｉｅｒｃｅ ａｎｄ Ｓｔｅｖｅｎｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ），ニューヨーク州バッファロー（Ｂｕｆｆａｌｏ ＮＹ））；フィライト（Ｆｉｌｌｉｔｔｅ）（商標）１５０セラミック球状粒子（トレレボリ・フィライト・インコーポレイテッド（Ｔｒｅｌｌｅｂｏｒｇ Ｆｉｌｌｉｔｅ Ｉｎｃ．），ジョージア州ノークロス（Ｎｏｒｃｒｏｓｓ ＧＡ）；マイクロビーズ（Ｍｉｃｒｏｂｅａｄｓ）（商標）４Ａソーダ石灰粒子（キャタフォート・インコーポレイテッド（Ｃａｔａｐｈｏｔｅ Ｉｎｃ．））；スフェリセル（Ｓｐｈｅｒｉｃｅｌｌ）（商標）中空ガラス粒子（ポッター・インダストリーズ・インコーポレイテッド（Ｐｏｔｔｅｒ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｉｎｃ．）ペンシルバニア州バレーフォージュ（Ｖａｌｌｅｙ Ｆｏｒｇｅ ＰＡ））；エコスフィア（Ｅｃｃｏｓｐｈｅｒｅ）（商標）中空ガラス球（ニュー・メタルズ・アンド・ケミカルズ・リミテッド（Ｎｅｗ Ｍｅｔａｌｓ ＆ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｌｔｄ．）；英国のエセックス（Ｅｓｓｅｘ））；Ｚ−ライト（Ｚ−ｌｉｇｈｔ）（商標）スフィア（Ｓｐｈｅｒｅ）Ｗ−１２００セラミック中空球（３Ｍ，ミネソタ州セントポール（Ｓｔ．Ｐａｕｌ、ＭＮ））；スコッチライト（Ｓｃｏｔｃｈｌｉｔｅ）（商標）Ｋ４６ガラスバブル（３Ｍ，ミネソタ州セントポール）；ビスタマー（Ｖｉｓｔａｍｅｒ）（商標）ＵＨ １５００ポリエチレン粒子およびビスタマー（商標）ＨＤ １８００ポリエチレン粒子（フルオロ−シール・インコーポレイテッド（Ｆｌｕｏｒｏ−Ｓｅａｌ Ｉｎｃ），テキサス州ヒューストン（Ｈｏｕｓｔｏｎ ＴＸ））が挙げられる。
【００６８】
本発明の水性ポリマーブレンド組成物中の顔料および体質顔料の量は、０〜８５の顔料体積濃度（ＰＶＣ）で変動し、したがって、当技術分野で使用される他のコーティング、たとえば、クリアコーティング、ステイン、フラットコーティング、サテンコーティング、半光沢コーティング、光沢コーティング、プライマー、テクスチャーコーティングなどを含んでいる。顔料体積濃度は次式で計算される：
【００６９】
【数１】
【００７０】
コーティングの薄膜特性を改善するため、あるいはコーティングの調製に使用される組成物の適用特性に役立てるために、多くの場合、塗料あるいはコーティングにＶＯＣが意図的に加えられる。例としては、グリコールエーテル、有機エステル、芳香族化合物、エチレングリコールおよびプロピレングリコール、ならびに脂肪族炭化水素が挙げられる。水性コーティング組成物の全重量を基準にして５重量％未満のＶＯＣ、３重量％未満のＶＯＣ、１．７重量％未満のＶＯＣを有する水性コーティング組成物の形成に、本発明の分散物が特に有用である。本明細書において、揮発性有機化合物（「ＶＯＣ」）は、大気圧で２８０℃未満の沸点を有する炭素含有化合物として定義され、水およびアンモニアなどの化合物はＶＯＣから排除される。
【００７１】
好ましい実施形態においては、本発明の分散物を含む水性コーティング組成物は、水性コーティング組成物の全重量を基準にして、３８以下のＰＶＣを有し、５重量％未満のＶＯＣ、３重量％未満のＶＯＣ、１．７重量％未満のＶＯＣを有する。別の好ましい実施形態においては、本発明の分散物を含む水性コーティング組成物は、水性コーティング組成物の全重量を基準にして、３５を超えるＰＶＣを有し、３重量％未満のＶＯＣ、１．７重量％未満のＶＯＣを有する。別の実施形態においては、本発明の分散物を含む水性コーティング組成物は、水性コーティング組成物の全重量を基準にして、８５以下のＰＶＣを有し、１．７重量％未満のＶＯＣ、０．５重量％未満、０．１重量％未満のＶＯＣを有する。
【００７２】
本発明の分散物が、５％以下のＶＯＣを有する水性コーティング組成物の形成に使用されるある実施形態においては、好ましくは、本発明の分散物が、（１）少なくとも１種類のポリマーｐＢを含む粒子（Ｂ）であって、ｐＢが−１０℃〜３０℃、０℃〜３０℃、０℃〜２０℃のＴｇ，∞を有する粒子（Ｂ）と；（２）少なくとも１種類のポリマーｐＡを含む粒子（Ａ）であって、ｐＡが、少なくとも４０℃、少なくとも５０℃のＴｇ，∞を有する粒子（Ａ）と；（３）１０，０００以下、７，５００以下、４０００以下のＭｎを有する低分子量ポリマー（Ｃ）とで構成され；ｐＡを含む水性分散物の存在下での１種類以上のエチレン系不飽和モノマーの重合によって（Ｃ）が形成されるか、あるいは（Ｃ）を含む水性分散物の存在下での１種類以上のエチレン系不飽和モノマーの重合によってｐＡが形成されるかであり、（Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｃ）の全重量を基準にして少なくとも５重量％の量で（Ｃ）が存在し、［ポリマーｐＢ＋（Ｃ）］の重量の、［ポリマーｐＡ］の重量に対する比が、２：３〜１９：１、１：１〜１９：１、３：２〜１９：１である。
【実施例】
【００７３】
本発明のある実施形態の実施例を以下に示す。
【００７４】
【表１】
【００７５】
実施例Ｋ１〜Ｋ４について、粒子サイズは、ブルックヘブン・インストルメンツ・コーポレーション・９０プラス粒子サイズ分析装置（Ｂｒｏｏｋｈａｖｅｎ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ Ｃｏｒｐ．９０Ｐｌｕｓ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｓｉｚｅ Ａｎａｌｙｚｅｒ）によって粒子サイズを測定した。１５０℃で４０分後の重量減から固形分を求めた。ＨＰ１１００オートサンプラーと、ポリマー・ラボラトリーズ（Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｌａｂｓ）蒸発光散乱検出器を有するポンプとに接続されたポリマー・ラボラトリーズ混合Ｃ（Ｍｉｘｅｄ Ｃ）３００×７．５ｍｍカラム上でポリスチレン標準物質を使用したＧＰＣ分析によって分子量分布を求めた。
【００７６】
（実施例Ｋ１：エマルジョン重合による硬質高分子量ポリマーの調製）
４５８．７６ｇのＢＡ、１２３６．４ｇのＭＭＡ、２２．４ｇのＡＡ、１．７２のＮＤＤＭ、および７９ｇのポリエチレングリコールラウリルエーテル硫酸ナトリウム３０％水溶液を、６４４ｇの脱イオン水と混合し、この混合物を手持ち式ホモジナイザーで３０秒撹拌してエマルジョンを得た。温度制御装置、凝縮器、および機械的撹拌装置が取り付けられた５リットルの四つ口丸底ガラス釜に、８９６ｇの脱イオン水および６．８７ｇのポリエチレングリコールラウリルエーテル硫酸ナトリウム３０％水溶液を加えた。撹拌しながら窒素下でこの釜を８５℃に加熱した。８５℃の釜温度で、７３ｇのアリコートの均質化したモノマーエマルジョンを釜に加え、直後に、２０ｇの水中に溶解させた６．８７ｇのＡＰＳを加えた。得られた混合物を５分間撹拌した。次に、反応温度を８５℃に維持しながら、約８０分かけて残りのモノマーエマルジョンを釜に供給した。
【００７７】
モノマーエマルジョンの供給が終了してから、６１ｇの脱イオン水を釜に加え、続いてさらに１０分間８５℃で維持した後、６０℃まで冷却した。１２．７１ｇの０．１５重量％硫酸鉄溶液を釜に加えた後、５５．８１ｇの水中に溶解させた３．４３ｇの７０％ｔ−ブチルヒドロペルオキシドと、５５．８１ｇの水中に溶解させた１．７２ｇのブルゴライト（Ｂｒｕｇｇｏｌｉｔｅ）ＦＦ６とを約３０分かけて加えた。この釜を周囲温度まで冷却した。３０℃において、水酸化アンモニウムを加えることによって、エマルジョンのｐＨをｐＨ９に調整した。このエマルジョンを釜から取り出し、濾過した。最終ラテックスは、４９．９％の固形分であり、粒子サイズは１１９ｎｍであり、Ｍｗは２．８×１０５ｇ／ｍｏｌであり、多分散度は３．４であった。
【００７８】
（実施例Ｋ２：エマルジョン重合による軟質高分子量ポリマーの調製）
実施例Ｋ２は、使用したモノマーが、９７３．６ｇのＢＡ、７２１．２ｇのＭＭＡ、２２．４ｇのＡＡ、および１．７２ｇのＮＤＤＭからなることを除けば、実施例Ｋ１と同じ方法で調製した２つの同じバッチの約１：１混合物であった。第１のバッチから得られた最終ラテックスは、４８．５％の固形分であり、粒子サイズが１１７ｎｍであり、Ｍｗが４．２×１０５ｇ／ｍｏｌであり、多分散度が６．１であった。第２のバッチから得られた最終ラテックスは４８．４％の固形分、粒子サイズが１１９ｎｍであり、Ｍｗが４．８×１０５ｇ／ｍｏｌであり、多分散度が６．５であった。
【００７９】
（実施例Ｋ３：エマルジョン重合による低分子量ポリマーの調製）
５７１．８ｇのＢＡ、９６６．６ｇのＭＭＡ、２０．３ｇのＡＡ、１５５．９ｇのＮＤＤＭ、および６２．７ｇのポリエチレングリコールラウリルエーテル硫酸ナトリウム３０％水溶液を、８１７ｇの脱イオン水と混合し、およびこの混合物を手持ち式ホモジナイザーで３０秒間撹拌してエマルジョンを得た。８６３ｇの脱イオン水、２３．１７ｇのポリエチレングリコールラウリルエーテル硫酸ナトリウム３０％水溶液、および３３．８ｇのメチル−β−シクロデキストリン５０％水溶液を、温度制御装置、凝縮器、および機械的撹拌装置が取り付けられた５リットルの四つ口丸底ガラス釜に加えた。撹拌しながら窒素下でこの釜を８５℃に加熱した。８５℃の釜温度で、７７．３ｇのアリコートの均質化したモノマーエマルジョンを釜に加え、直後に、２０ｇの水中に溶解させた６．８７ｇのＡＰＳを加えた。得られた混合物を５分間撹拌した。次に、反応温度を８５℃に維持しながら、約１２０分かけて残りのモノマーエマルジョンを釜に供給した。
【００８０】
モノマーエマルジョンの供給が終了してから、１００ｇの脱イオン水を釜に加え、続いてさらに１０分間８５℃で維持した後、６０℃まで冷却した。１２．７１ｇの０．１５重量％硫酸鉄溶液を釜に加えた後、５５．８１ｇの水中に溶解させた４．５８ｇの７０％ｔ−ブチルヒドロペルオキシドと、５６．１ｇの水中に溶解させた２．２９ｇのブルゴライトＦＦ６とを約３０分かけて加えた。この釜を周囲温度まで冷却した。３０℃において、水酸化アンモニウムを加えることによって、エマルジョンのｐＨをｐＨ９に調整した。このエマルジョンを釜から取り出し、濾過した。最終ラテックスは４５．４％の固形分であり、粒子サイズは９７ｎｍであり、Ｍｗは４．９×１０３ｇ／ｍｏｌであり、多分散度は２．０であった。
【００８１】
（実施例Ｋ４：エマルジョン重合による高分子量ポリマーの存在下での低分子ポリマーの調製）
（モノマーエマルジョン＃１）
２２８．９ｇのＢＡ、６１７．４ｇのＭＭＡ、１１．４ｇのＡＡ、０．９２ｇのＮＤＤＭ、および３９．３ｇのポリエチレングリコールラウリルエーテル硫酸ナトリウム３０％水溶液を、４００．４ｇの脱イオン水と混合し、この混合物を手持ち式ホモジナイザーで３０秒間撹拌してエマルジョンを得た。
【００８２】
（モノマーエマルジョン＃２）
２８６ｇのＢＡ、４８３．７ｇのＭＭＡ、１０．１４ｇのＡＡ、７８ｇのＮＤＤＭ、および３９．５ｇのポリエチレングリコールラウリルエーテル硫酸ナトリウム３０％水溶液を、４００ｇの脱イオン水と混合し、およびこの混合物を手持ち式ホモジナイザーで３０秒間撹拌してエマルジョンを得た。
【００８３】
８８０ｇの脱イオン水および６．８７ｇのポリエチレングリコールラウリルエーテル硫酸ナトリウム３０％水溶液を、温度制御装置、凝縮器、および機械的撹拌装置が取り付けられた５リットルの四つ口丸底ガラス釜に加えた。撹拌しながら窒素下でこの釜を８５℃に加熱した。８５℃の釜温度で、７７．３ｇのアリコートの均質化したモノマーエマルジョン＃１を釜に加え、直後に、２０ｇの水中に溶解させた６．８７ｇのＡＰＳを加えた。得られた混合物を５分間撹拌した。次に、反応温度を８５℃に維持しながら、残りのモノマーエマルジョン＃１を約４０分かけて釜に供給した。モノマーエマルジョン＃１の供給が終了してから、５０ｇの脱イオン水および３３．８ｇのメチル−β−シクロデキストリン５０％水溶液を反応器に加えた。次に、モノマーエマルジョン＃２を約６０分かけて反応器に供給した。モノマーエマルジョン＃２の供給が終了してから、５０ｇの脱イオン水を釜に加え、続いてさらに１０分間８５℃で維持した後、６０℃まで冷却した。１２．７１ｇの０．１５重量％硫酸鉄溶液を釜に加えた後、５３．７７ｇの水中に溶解させた４．５８ｇの７０％ｔ−ブチルヒドロペルオキシドと、５６．１ｇの水中に溶解させた２．２９ｇのブルゴライトＦＦ６とを約３０分かけて加えた。この釜を周囲温度まで冷却した。３０℃において、水酸化アンモニウムを加えることによって、エマルジョンのｐＨをｐＨ９に調整した。このエマルジョンを釜から取り出し、濾過した。最終ラテックスは４６．４％の固形分であり、粒子サイズは１２０ｎｍであった。分子量分析では２つのピークが検出され、一方のピークはＭｗが２．３×１０５ｇ／ｍｏｌで多分散度が２．０９であり、他方はＭｗが４．３×１０３ｇ／ｍｏｌで多分散度が２．１であった。
【００８４】
（実施例Ｋ５：エマルジョン重合による軟質高分子量ポリマーの調製）
１７．２ｇのＭＭＡの代わりに、３４．４ｇのメタクリル酸ウレイド５０％溶液を使用し、および１７．２ｇの脱イオン水をモノマーエマルジョン混合物から除去することを除けば、実施例Ｋ２と同じ方法でこの実施例を作製する。
【００８５】
（実施例Ｋ６：エマルジョン重合による高分子量ポリマーの存在下での低分子ポリマーの調製）
モノマーエマルジョン＃１中の８．６ｇのＭＭＡの代わりに１７．２ｇのメタクリル酸ウレイド５０％溶液を使用し、８．６ｇの脱イオン水をモノマーエマルジョン＃１から除去することを除けば、実施例Ｋ４と同じ方法でこの実施例を作製する。
【００８６】
（実施例Ｋ７：エマルジョン重合による高分子量ポリマーの存在下での低分子ポリマーの調製）
モノマーエマルジョン＃２中の７．８ｇのＭＭＡの代わりに、１５．６ｇのメタクリル酸ウレイド５０％溶液を使用し、７．８ｇの脱イオン水をモノマーエマルジョン＃２から除去することを除けば、実施例Ｋ４と同じ方法でこの実施例を作製する。
【００８７】
（実施例Ｋ８：エマルジョン重合による高分子量ポリマーの存在下での低分子ポリマーの調製）
モノマーエマルジョン＃１中の８．６ｇのＭＭＡの代わりに、１７．２ｇのメタクリル酸ウレイド５０％溶液を使用し、８．６ｇの脱イオン水をモノマーエマルジョン＃１から除去し、モノマーエマルジョン＃２中の７．８ｇのＭＭＡの代わりに、１５．６ｇのメタクリル酸ウレイド５０％溶液を使用し、７．８ｇの脱イオン水をモノマーエマルジョン＃２から除去することを除けば、実施例Ｋ４と同じ方法でこの実施例を作製する。
【００８８】
実施例Ｂ１〜Ｂ７においては、重量分析によって分散物の重量％固形分を求めた。ＨＰＬＣ型紫外検出器を取り付けたマテック（Ｍａｔｅｃ）ＣＨＤＦ ２０００粒子サイズ分析計を使用してポリマーの粒子サイズを求めた。
【００８９】
５８０〜７，５００，０００の範囲のピーク平均分子量と狭い分子量分布とを有するポリマー・ラボラトリーズのポリスチレン標準物質（ＰＳ−１）を使用してＳＥＣによってポリマーの数平均分子量および重量平均分子量を測定した。マーク−ホーウィング（Ｍａｒｋ−Ｈｏｕｗｉｎｋ）定数を使用してポリスチレンからＰＭＭＡに換算した。上記のようにＳＥＣを使用してコポリマー組成物の数平均分子量および重量平均分子量を測定した。
【００９０】
（実施例Ｂ１〜Ｂ３：エマルジョン重合による高分子量ポリマーの調製）
機械的撹拌装置、温度制御装置、凝縮器、モノマー供給ライン、開始剤供給ライン、および窒素流入口を取り付けた３リットルの四つ口丸底反応フラスコ中で重合を実施した。実施例１〜３で使用される水、界面活性剤、モノマー、および開始剤の個別の量は表１に示している。これらの成分を、以下の手順に従って加えた。７１５ｇの脱イオン水、１２ｇのＤＢＳ、および３８ｇの１５．２％Ｎａ２ＣＯ３水溶液を、窒素パージ下で撹拌しながら反応フラスコに加えた。次にこのフラスコを８６℃まで加熱した。この反応フラスコとは別のフラスコ中で、５５６ｇの脱イオン水、３９．６ｇのＤＢＳ、４１２ｇのＢＡ、１０４２ｇのＭＭＡ、および１４．６ｇのＭＡＡを加えることによってモノマーエマルジョンを調製した。ホモジナイザーでこれらの内容物を乳化させた。温度が８６℃に到達してから、ポリマー分散物を反応フラスコに加えた。次に、開始剤（３３ｇの脱イオン水中３．８６ｇのＡＰＳ）を反応フラスコに加えた。上記モノマーエマルジョンを１００分かけて供給した。上記モノマーエマルジョンとともに、開始剤溶液（９１ｇの脱イオン水中２．８９ｇのＡＰＳ）を、１００分かけて同時供給した。同時供給の間および同時供給終了からさらに３０分間、この反応混合物を８３〜８５℃に維持した。次にこの反応混合物を６５℃に冷却した。硫酸第一鉄、ｔｅｒｔ−ブチルヒドロペルオキシド、およびイソアスコルビン酸を加えることによって、未反応モノマーを減少させた。この反応を３５℃まで冷却し、水酸化アンモニウムで中和した。得られたポリマーを濾布に通して、凝固物を除去した。各ポリマーの粒子サイズ、重量％固形分、ｐＨ、およびガラス転移温度を表２に報告する。
【００９１】
【表２】
【００９２】
【表３】
【００９３】
（実施例Ｂ４：エマルジョン重合による低分子量ポリマーの調製）
機械的撹拌装置、温度制御装置、凝縮器、モノマー供給ライン、開始剤供給ライン、および窒素流入口を取り付けた３リットルの四つ口丸底反応フラスコ中で重合を実施した。成分を、以下の手順に従って加えた。３００ｇの脱イオン水、１２９．４ｇのエトキシル化ラウリル硫酸塩、および１５．５ｇの１６．１％Ｎａ２ＣＯ３水溶液を、窒素パージ下で撹拌しながら反応フラスコに加えた。次にこのフラスコを８５℃まで加熱した。この反応フラスコとは別のフラスコ中で、３５０ｇの脱イオン水、７．１ｇのエトキシル化ラウリル硫酸塩、２０３ｇのＢＡ、３５３ｇのＭＭＡ、１８８ｇのＳｔｙ、７．５ｇのＭＡＡ、および７．５ｇのＮＤＤＭを加えることによってモノマーエマルジョンを調製した。ホモジナイザーでこれらの内容物を乳化させた。温度が８５℃に到達してから、６９ｇのＢＡ／ＭＭＡ／ＭＡＡエマルジョンポリマーを反応器に加えた。開始剤（１３ｇの脱イオン水の２．５ｇのＡＰＳ）を反応フラスコに加えた。上記モノマーエマルジョンを１２０分かけて供給した。上記モノマーエマルジョンとともに、開始剤溶液（５０ｇの脱イオン水中０．５ｇのＡＰＳ）を１２０分かけて同時供給した。同時供給の間および同時供給終了からさらに２０分間、この反応混合物を８３〜８５℃に維持した。次にこの反応混合物を７０℃に冷却した。硫酸第一鉄、エチレンジアミン四酢酸、ｔｅｒｔ−ブチルヒドロペルオキシド、およびイソアスコルビン酸を加えることによって、未反応モノマーを減少させた。この反応を３５℃まで冷却し、水酸化アンモニウムで中和した。得られたポリマーを濾布に通して、凝固物を除去した。最終生成物は、１４４ｎｍであり、４５．１重量％の固形分であり、ｐＨが６．５であった。数平均分子量が２３，６８１、重量平均分子量が３８，４４３であった。このポリマーはガラス転移温度が５４℃であった。
【００９４】
（実施例Ｂ５〜Ｂ７：エマルジョン重合による高分子量ポリマーの存在下での低分子量ポリマーの調製）
機械的撹拌装置、温度制御装置、凝縮器、モノマー供給ライン、開始剤供給ライン、および窒素流入口を取り付けた５リットルの四つ口丸底反応フラスコ中で重合を実施した。実施例Ｂ５の場合は、成分を以下の手順に従って加えた。７１５ｇの脱イオン水、１２ｇのＤＢＳ、および３８ｇの１３．２％Ｎａ２ＣＯ３水溶液を、窒素パージ下で撹拌しながら反応フラスコに加えた。次にこのフラスコを８６℃まで加熱した。この反応フラスコとは別のフラスコ中で、３３４ｇの脱イオン水、２３．８ｇのＤＢＳ、２４７ｇのＢＡ、６２５ｇのＭＭＡ、８．９ｇのＭＡＡを加えることによってモノマーエマルジョンを調製した。ホモジナイザーでこれらの内容物を乳化させた。別のフラスコ中で、２６０ｇの脱イオン水、１５．８ｇのＤＢＳ、３５４ｇのＢＡ、２２９ｇのＭＭＡ、５．９ｇのＭＡＡ、および９９．６ｇのＮＤＤＭを加えることによって第２のモノマーエマルジョンを調製した。これらの内容物もホモジナイザーで乳化させた。温度が８５℃に到達してから、ポリマー分散物を反応フラスコに加えた。開始剤（３３ｇの脱イオン水中３．８６ｇのＡＰＳ）を反応フラスコに加えた。第１のモノマーエマルジョンを６０分かけて供給した。上記モノマーエマルジョンとともに、開始剤溶液（９１ｇの脱イオン水中２．８９ｇのＡＰＳ）を、１００分かけて同時供給した。第１のモノマーエマルジョンの供給が終了してから、供給ラインを５０ｇの脱イオン水で洗浄した。次にメチル−βシクロデキストリンを反応フラスコに加えた。この直後、第２のモノマーエマルジョンを４０分かけて供給した。同時供給の間および同時供給終了からさらに３０分間、この反応混合物を８３〜８５℃に維持した。次にこの反応混合物を７０℃に冷却した。硫酸第一鉄、ｔｅｒｔ−ブチルヒドロペルオキシド、およびイソアスコルビン酸を加えることによって、未反応モノマーを減少させた。この反応を３５℃まで冷却し、水酸化アンモニウムで中和した。得られたポリマーを濾布に通して、凝固物を除去した。実施例５〜７においてこの手順で使用した水、界面活性剤、モノマー、および開始剤の個別の量は表３に示している。
【００９５】
【表４】
【００９６】
ＳＥＣで分析すると、実施例Ｂ５、Ｂ６、およびＢ７のそれぞれは２つのモードの分子量を示した。結果を表４に示す。
【００９７】
【表５】
【００９８】
（水性コーティング組成物を評価するための試験方法）
光沢：３ミルのバード・フィルム・アプリケーター（Ｂｉｒｄ ｆｉｌｍ ａｐｐｌｉｃａｔｏｒ）を使用して、レネタ（Ｌｅｎｅｔａ）チャート（レネタ・カンパニー（Ｔｈｅ Ｌｅｎｅｔａ Ｃｏｍｐａｎｙ），ニュージャージー州モーウォー（Ｍａｈｗａｈ，Ｎ．Ｊ．））の上にコーティング組成物を延ばす。このサンプルを７５°Ｆおよび相対湿度５０％で乾燥させる。ＢＹＫ−ガードナー・ヘイズ−グロス・メーター（ＢＹＫ−Ｇａｒｄｎｅｒ Ｈａｚｅ−Ｇｌｏｓｓ ｍｅｔｅｒ）（ＢＹＫガードナー（ＢＹＫ Ｇａｒｄｎｅｒ）、メリーランド州コロンビア（Ｃｏｌｕｍｂｉａ，ＭＤ））を使用して２０°および６０°の光沢を測定する。
【００９９】
振り子硬度：５ミルのブロックアプリケーターを使用して、未処理のアルミニウム板上にコーティング組成物を延ばす。このサンプルを７５°Ｆおよび相対湿度５０％で乾燥させる。Ｂｙｋマリンクロット・ケーニッヒ振り子硬度試験器（Ｂｙｋ Ｍａｌｌｉｎｃｋｒｏｄｔ Ｋｏｎｉｇ Ｐｅｎｄｕｌｕｍ Ｈａｒｄｎｅｓｓ Ｔｅｓｔｅｒ）（ＢＹＫガードナー、メリーランド州コロンビア）を使用して振り子硬度を測定した。揺れた数に因子１．４を乗じることで振り子硬度が求められる。
【０１００】
表５により、実施例塗料の顔料粉砕物を得た。すべての重量の単位はｇである。
【０１０１】
【表６】
【０１０２】
表６、７，８、および９は、エマルジョンポリマー実施例の評価に使用するための水性コーティング組成物を形成するために粉砕物に加えた他の配合成分（レットダウン）を示している。
【０１０３】
【表７】
【０１０４】
【表８】
【０１０５】
【表９】
【０１０６】
【表１０】
【０１０７】
【表１１】
【０１０８】
実施例Ｔ１と比較例Ｔ１の比較から、高分子ポリマーの存在下で低分子量ポリマー（Ｃ）が重合した本発明の分散物の実施例Ｋ４を配合した水性コーティング組成物が、同量の（Ｃ）を別に形成して水性コーティング組成物と混合した比較例よりも硬度増加が優れていることが分かる。
【０１０９】
【表１２】
【０１１０】
実施例Ｔ２および比較例Ｔ２、実施例Ｔ３および比較例Ｔ３、実施例Ｔ４および比較例Ｔ４により、同量の硬質高分子ポリマーが存在する場合の本発明の分散物および比較例の分散物を配合した塗料の性能を比較している。本発明の分散物を配合した塗料の方が光沢性能が優れていることが分かる。
【０１１１】
【表１３】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コーティングに有用な水性ポリマー分散物に関する。特に、本発明は、複数種類のポリマー成分が存在する水性ポリマー分散物に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日の塗料ラテックス塗料市場において、配合塗料中の揮発性有機化合物（「ＶＯＣ」）成分の減少が望まれている。これを実現するための一般的な方法の１つは、ラテックス塗料中に使用されるポリマーバインダー中の造膜助剤量を減少させることである。造膜助剤は、ポリマーバインダーを軟化させるために一般的に使用されており、これによって、塗料が適用され水が蒸発した後で、ポリマーバインダー粒子が全体的に流動して優れた薄膜を形成することができる。流動した後、造膜助剤は蒸発し、硬質のポリマー薄膜が残留する。蒸発する造膜助剤がＶＯＣとして分類される場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】欧州特許出願公開第０８５４１５３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
造膜助剤量を減少させること自体は、流動が妨げられるため、連続薄膜を形成できない、あるいは劣悪な外観を有しうるコーティングが得られるので、望ましくない。造膜助剤含有率を減少させながら良好な薄膜形成を実現するための一般的なアプローチの１つは、バインダーのために、より軟質（すなわち、より低いＴｇ）のポリマーを使用することである。より低いＴｇによって流動性は非常に良くなりうるが、他の性質が犠牲となり、耐擦傷性が最も顕著な影響を受ける。
【０００５】
対照的に、本発明は、他の性質の犠牲があったとしてもわずかである、低ＶＯＣ塗料配合物中に使用されうるポリマー分散物である。
【０００６】
欧州特許出願公開第０８５４１５３号明細書には、０℃〜６０℃のＴｇを有する第１のポリマー４０重量％〜９０重量％と、１０℃〜１００℃のＴｇを有する第２のポリマー１０重量％〜６０重量％とを含むエマルジョンポリマーを含むコーティング組成物であって、第２のポリマーのＴｇが第１のポリマーのＴｇよりも少なくとも１０℃高く、第１のポリマーが第２のポリマーよりも分子量が高く、そのため、両方のポリマーが混合された場合、組成物がバイモーダル分子量分布を有し、全ポリマーの５重量％〜４０重量％が２５５，０００を超える分子量を有し、全ポリマーの３０重量％超が５２，０００未満の分子量を有するコーティング組成物が開示されている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、ポリマー粒子（Ａ）と、ポリマー粒子（Ｂ）と、少なくとも１種類の低分子量ポリマー（Ｃ）とを含む水性ポリマー分散物であって、
ａ）ポリマー粒子（Ａ）が、＞５０，０００のＭｗと０〜１６０の酸価とを有する高分子量ポリマーｐＡを含み、
ｂ）ポリマー粒子（Ｂ）が、＞５０，０００のＭｗと０〜１６０の酸価を有する高分子量ポリマーｐＢを含み、
ｃ）Ｃが、１０℃未満の計算Ｔｇ，（ｌｏｗ）と、＜１０，０００のＭｎと、０〜８０の酸価とを有し、少なくとも１種類のエチレン系不飽和非イオン性モノマーの重合によって形成される付加ポリマーであり、
ｄ）前記分散物中のポリマーの全重量を基準にしたｐＡの重量パーセンテージが少なくとも５％であり、
ｅ）ｐＡの全重量を基準した（Ｃ）の重量パーセンテージが少なくとも５％であり、
ｆ）ｐＡが（Ｃ）の存在下で形成されるか、または（Ｃ）がｐＡの存在下で形成されるかであり、さらに
ｇ）粒子サイズ、Ｔｇ、酸価、組成、分子量、分子量分布、ポリマー鎖構造の少なくとも１つにおいて、ポリマー粒子（Ａ）がポリマー粒子（Ｂ）と異なる、水性ポリマー分散物である。
【０００８】
本発明の別の非限定的で代替的な態様は、ｐＡと（Ｃ）とを含む水性分散物を、ｐＢを含む水性分散物とブレンドすることによって形成される上記定義の水性ポリマー分散物である。
【０００９】
本発明の別の非限定的で代替的な態様は、ｐＡと（Ｃ）とを含む水性分散物の存在下で少なくとも１種類のエチレン系不飽和モノマーを重合させることによってｐＢが形成される上記定義の水性ポリマー分散物である。
【００１０】
本発明のさらに別の非限定的で代替的な態様は、ＣのＭｎが７，５００未満である上記定義の水性ポリマー分散物である。
【００１１】
本発明のさらに別の非限定的で代替的な態様は、ＣのＭｎが４，０００未満である上記定義の水性ポリマー分散物である。
【００１２】
本発明のさらに別の非限定的で代替的な態様は、ｐＡの計算Ｔｇ∞がｐＢの計算Ｔｇ∞と少なくとも１０℃異なる上記定義の水性ポリマー分散物である。
【００１３】
本発明のさらに別の非限定的で代替的な態様は、ポリマー粒子（Ａ）の数平均粒子サイズがポリマー粒子（Ｂ）の数平均粒子サイズと少なくとも５０ナノメートル異なる上記定義の水性ポリマー分散物である。
【００１４】
本発明のさらに別の非限定的で代替的な態様は、疎水性キャビティーを有する高分子有機化合物の存在下で（Ｃ）が形成される上記定義の水性ポリマー分散物である。
【００１５】
本発明のさらに別の非限定的で代替的な態様は、粒子（Ａ）、ポリマー粒子（Ｂ）、および少なくとも１種類の低分子量ポリマー（Ｃ）において、
ａ）ポリマー粒子（Ａ）が、＞５０，０００のＭｗと、０〜１６０の酸価と、少なくとも４０℃の計算Ｔｇ∞とを有する高分子量ポリマーｐＡを含み、
ｂ）ポリマー粒子（Ｂ）が、＞５０，０００のＭｗと、０〜１６０の酸価と、−１０〜３０℃の計算Ｔｇ∞とを有する高分子量ポリマーｐＢを含み、
ｃ）Ｃが、１０℃未満の計算Ｔｇ，（ｌｏｗ）と、＜１０，０００のＭｎと、０〜８０の酸価とを有し、少なくとも１種類のエチレン系不飽和非イオン性モノマーの重合によって形成される付加ポリマーであり、
ｄ）前記分散物中のポリマーの全重量を基準にしたｐＡの重量パーセンテージが少なくとも５％であり、
ｅ）分散物中のポリマーの全重量を基準にした（Ｃ）の重量パーセンテージが少なくとも１％である、上記定義の水性ポリマー分散物である。
【００１６】
本発明のさらに別の非限定的で代替的な態様は、先行する請求項のいずれか１項記載の水性分散物ｑｑｑを含む、コーティング組成物である。
【発明の効果】
【００１７】
驚くべきことに、水性コーティングの性能は、非常に低分子量のポリマーと、高分子量ポリマーを含む２種類以上の粒子とを含む水性ポリマー分散物で製造される場合に改善できることが分かった。より具体的には、この種類の水性分散物は、高分子量ポリマーを含む少なくとも１種類のタイプの粒子中に非常に低分子量のポリマーが存在する場合に、予期せぬレベルの性能の改善が得られることが分かった。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本明細書において画定されるすべての範囲は両端の値を含み、組み合わせることができる。
【００１９】
本明細書において使用される場合、用語「分散物」とは、少なくとも２つの異なる相を含み、第１の相が第２の相中に分配され、第２の相が連続媒体である物質の物理的状態を意味する。水性ポリマー分散物は、主成分が水であり、水溶性あるいは水混和性の液体、たとえば低級アルキルアルコール、ケトン、またはグリコールを少量含有することができる水性の第２の相中に分配された第１の相を含有する分散物である。
【００２０】
本明細書において使用される場合、「ポリマー粒子の集団」とは、物理的性質、化学組成、および形態などの１組の画定する特性を有するポリマー粒子のサブセットを意味する。物理的性質の例としては、粒径、密度、酸基などの表面官能基、ガラス転移温度、分子量、および分子量分布が挙げられる。化学組成の例としては、ポリマー粒子中に含まれる重合したモノマーの平均含有率、ランダムコポリマー中に含まれる重合したモノマーのランダムな配列、くし型グラフトポリマー、第１のモードのポリマー粒子中には含まれるが第２のモードのポリマー粒子中には含まれない選択されたエチレン系不飽和モノマーのポリマー単位の包含、およびブロックコポリマー中の重合したモノマーの配列、たとえばブロックの大きさあるいはブロックの配列が挙げられる。ポリマーの形態の例としては、単相のポリマー粒子、ポリマーコアを完全あるいは部分的に封入する１つ以上のポリマーシェルを有する粒子などのコア−シェルポリマー粒子、第２のポリマーの複数の領域を有する第１のポリマーの連続相を有するポリマー粒子、相互侵入網目型ポリマー、１つ以上の空隙を有するポリマー粒子、１つ以上の内部空隙と空隙をポリマー粒子外部表面と連絡する少なくとも１つのチャネルとを有する巨大網状粒子、および中央のポリマー粒子に取り付けられた１つ以上のポリマーローブを有するポリマー粒子が挙げられる。
【００２１】
他に明記しない限り、本明細書において使用される場合、粒子サイズという用語は、キャピラリー流体力学的分画（ｃａｐｉｌｌａｒｙ ｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃ ｆｒａｃｔｉｏｎａｔｉｏｎ）装置、たとえばメイテック（Ｍａｔｅｃ）ＣＨＤＦ−２０００装置（メイテック・アプライド・サイエンシズ（Ｍａｔｅｃ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ），ＭＡ）を使用して２００ｎｍで紫外検出することによって求められる数平均粒子直径を意味する。粒子サイズ標準物質は、５０〜８００ｎｍの米国標準技術局（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）（ＮＩＳＴ）追跡可能ポリスチレン標準物質によって提供され、デューク・サイエンティフィック・コーポレーション（Ｄｕｋｅ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ），ＣＡなどから提供されている。
【００２２】
他に明記しない限り、本明細書において使用される場合、Ｍｎという用語は、ポリマー・ラボラトリーズ（Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ）から提供されるイージーカルＰＳ−２（ＥａｓｉＣａｌ ＰＳ−２）（登録商標）ポリスチレン標準物質を使用してサイズ排除クロマトグラフィー（ＳＥＣ）によって求められる数平均分子量を意味する。
【００２３】
他に明記しない限り、本明細書において使用される場合、Ｍｗという用語はポリマー・ラボラトリーズから提供されるイージーカルＰＳ−２（登録商標）ポリスチレン標準物質を使用してＳＥＣによって求められる重量平均分子量を意味する。
【００２４】
本明細書において使用される場合、用語「酸価」は、物質１グラム中に存在する遊離酸を中和するために必要なＫＯＨのミリグラム数を意味する。たとえば、ポリマーの全重量を基準にして１重量％のメタクリル酸の重合残基を含むポリマーは、酸価が６．５である。
【００２５】
本明細書において使用される場合、用語「Ｔｇ，∞」は、フォックス（Ｆｏｘ）の式（Ｔ．Ｇ．フォックス（Ｆｏｘ），Ｂｕｌｌ．Ａｍ．Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｓｏｃ．，Ｖｏｌｕｍｅ １，Ｉｓｓｕｅ Ｎｏ．３，１２３ページ（１９５６））を使用して求められる高分子量ポリマー（高分子量はＭｗが５０，０００またはこれを超える）のガラス転移温度を意味し、すなわち、モノマーＭ１およびＭ２のコポリマーのＴｇＴｇ，∞を計算する場合、
１／Ｔｇ，∞＝ｗ（Ｍ１）／Ｔｇ（Ｍ１）＋ｗ（Ｍ２）／Ｔｇ（Ｍ２）
であり、上式中
Ｔｇ，∞は、このコポリマーについて計算されるガラス転移温度であり、
ｗ（Ｍ１）は、コポリマー中のモノマーＭ１の重量分率であり、
ｗ（Ｍ２）、コポリマー中のモノマーＭ２の重量分率であり、
Ｔｇ（Ｍ１）は、Ｍ１の高分子量ホモポリマーのガラス転移温度であり、
Ｔｇ（Ｍ２）は、Ｍ２の高分子量ホモポリマーのガラス転移温度であり、
すべての温度の単位は°Ｋである。
【００２６】
３種類以上のモノマーと、任意に連鎖移動剤（ＣＴＡ）とを含む、Ｍｗが５０，０００以上のコポリマーの場合は、上記計算は、
１／Ｔｇ，∞＝Σ［ｗ（Ｍｉ）／Ｔｇ，（Ｍｉ）］
と表すことができ、上式中、ｗ（Ｍｉ）は、各モノマーあるいはＣＴＡの重量分率であり、Ｔｇ，（Ｍｉ）は各モノマーあるいはＣＴＡからできているホモポリマーの高分子量Ｔｇである。
【００２７】
ホモポリマーのガラス転移温度は、「ポリマー・ハンドブック」（Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｈａｎｄｂｏｏｋ），第４版，Ｊ．ブランドラップ（Ｂｒａｎｄｒｕｐ），Ｅ．Ｈ．イマーガット（Ｉｍｍｅｒｇｕｔ），およびＥ．Ａ．グルルク（Ｇｒｕｌｋｅ）編著，ワイリー−インターサイエンス・パブリッシャーズ（Ｗｉｌｅｙ−Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ）（１９９９）に記載されるガラス転移温度である。２種類以上のガラス転移温度が報告されている場合は、報告されている値の平均を使用する。さらに、ポリマー中に感知できる量の成分である場合、連鎖移動剤（「ＣＴＡ」）の寄与も含める必要がある。メルカプタンＣＴＡからの寄与は、ブランドラップらの文献に記載されるポリ（チオアルキレン）のＴｇから概算することができる。これらの物質は２３０°Ｋ付近のＴｇを有するので、メルカプタンＣＴＡのＴｇの概算値としてこの値が使用される。
【００２８】
本明細書において使用される場合、用語「Ｔｇ，（ｌｏｗ）」は、ポリマーのＴｇに対する低分子量の影響を調整する因数を有するフォックスの式を使用して求められる、測定Ｍｎが１０，０００以下であるポリマーのガラス転移温度を意味する。Ｔｇ，（ｌｏｗ）は、Ｔ．Ｇ．フォックス（Ｆｏｘ）およびＰ．Ｊ．フローリー（Ｆｌｏｒｙ），Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，２１、５８１（１９５０）の記載に基づいて、
Ｔｇ，（ｌｏｗ）＝Ｔｇ，∞−Ｋ／Ｍｎ
の計算を使用して求められ、上式中、Ｔｇ，∞は高分子量ポリマーのガラス転移温度であり、Ｋはフィッティングパラメーターであり、Ｍｎは、本明細書で前述したように測定される数平均分子量である。
【００２９】
本発明の分散物の場合、Ｋ＝３００×Ｔｇ，∞である。
【００３０】
本明細書において使用される場合、「測定Ｔｇ」は、１０℃／分の加熱速度を使用して示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により測定され、熱流対温度遷移の中点をＴｇ値とすることによって求められるガラス転移温度を意味する。
【００３１】
本明細書において使用される場合、用語「（メタ）」に続けてアクリレートなどの別の用語が使用される場合は、アクリレートおよびメタクリレートの両方を意味する。たとえば、用語「（メタ）アクリレート」はアクリレートあるいはメタクリレートのいずれかを意味し、用語「（メタ）アクリル」はアクリルあるいはメタクリルのいずれかを意味し、用語「（メタ）アクリル酸」はアクリル酸あるいはメタクリル酸のいずれかを意味し、用語「（メタ）アクリルアミド」はアクリルアミドあるいはメタクリルアミドのいずれかを意味する。
【００３２】
本発明の高分子量ポリマーｐＡおよびｐＢとしては、１種類以上のエチレン系不飽和モノマーの重合によって形成されるポリマー、縮合ポリマー、縮合ポリマーと付加ポリマーとの両方を含有する複合ポリマーが挙げられる。縮合ポリマーは、エチレン系不飽和モノマーの付加重合によって形成されるのではないポリマーであり、縮合ポリマーとしては、たとえば、ポリウレタン、ポリ尿素、ポリエステル、ポリアミド、アルキド、ポリカーボネート、ポリシリコーン、たとえばヘキサメチルシクロトリシロキサン（Ｄ３）、オクタメチルシクロテトラシロキサン（Ｄ４）、およびデカメチルシクロペンタシロキサン（Ｄ５）の縮合生成物；ポリアルキルオキシド、たとえばポリエチレンオキシド；ポリイミド；ポリスルホン；ポリアセタール；ならびに生体高分子、たとえばポリヒドロキシアルカノエート、ポリペプチド、および多糖が挙げられる。
【００３３】
１種類以上のエチレン系不飽和モノマーの重合によって形成される高分子量ポリマーは、溶液重合法、エマルジョン重合法、ミニエマルジョン重合法、マイクロエマルジョン重合法、または懸濁重合法などの当技術分野で公知の任意の手段によって重合させることができる。エマルジョンあるいはミニエマルジョンが好ましい。エマルジョン重合の実施は、Ｄ．Ｃ．ブラックリー（Ｂｌａｃｋｌｅｙ），エマルジョン重合（Ｅｍｕｌｓｉｏｎ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ）（ワイリー（Ｗｉｌｅｙ），１９７５）、およびＨ．ワーソン（Ｗａｒｓｏｎ），合成樹脂エマルジョンの応用（Ｔｈｅ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ｒｅｓｉｎ Ｅｍｕｌｓｉｏｎｓ），第２章（Ｃｈａｐｔｅｒ ２）（アーネスト・ベン・リミテッド（Ｅｒｎｅｓｔ Ｂｅｎｎ Ｌｔｄ．），ロンドン（Ｌｏｎｄｏｎ） １９７２）において詳細に議論されている。
【００３４】
ミニエマルジョンは、当技術分野において水中油型分散物として知られており、液滴直径が１μｍ未満であり、数時間から数か月の範囲の期間で安定である。本発明の状況では、ミニエマルジョンの液滴は、エチレン系不飽和モノマーと、安定なサブミクロン液滴を得るために場合により必要な他の任意の成分とを含有する。これらの他の任意成分としては、水溶性が非常に低い化合物が挙げられ、当技術分野においてこれらは共界面活性剤、共安定剤、または疎水性物質と呼ばれている。典型的な疎水性物質としては、ヘキサデカンなどの高級アルカン、セチルアルコールなどの疎水性アルコール、メタクリル酸ステアリルなどの非常に疎水性のモノマー、およびポリマーが挙げられる。ミニエマルジョンは典型的には、ローター−ステーター装置、音波処理装置、および高圧ホモジナイザーを使用して高剪断下で形成される。ミニエマルジョンは典型的には、界面活性剤を使用して形成される。ミニエマルジョン、およびエマルジョン重合におけるそれらの使用に関する説明は、Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｉｎ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｖｏｌｕｍｅ ２７、１２８３〜１３４６ページ（２００２）におけるＪ．Ｍ．アスア（Ａｓｕａ）による「ミニエマルジョン重合」（Ｍｉｎｉｅｍｕｌｓｉｏｎ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ）に見ることができる。ある実施形態においては、本発明の低分子量ポリマー（Ｃ）は、ミニエマルジョン法における疎水性物質として機能することができる。
【００３５】
エマルジョンあるいはミニエマルジョン重合方法を使用する本発明のこれらの実施形態において、従来の界面活性剤、たとえば、陰イオン性および／または非イオン性の乳化剤、たとえば、アルキル、アリール、あるいはアルキルアリールサルフェート、スルホネート、あるいはホスフェートのアルカリ金属塩あるいはアンモニウム塩；アルキルスルホン酸；スルホコハク酸塩；脂肪酸；エチレン系不飽和界面活性剤モノマー；およびエトキシル化アルコールあるいはフェノール類を使用することができる。使用される界面活性剤の量は、通常、モノマー重量を基準にして０．１重量％〜６重量％である。熱開始方法あるいはレドックス開始方法のいずれかを使用することができる。反応温度は、典型的には反応全体を通じて１００℃未満の温度に維持される。好ましい反応温度は３０℃〜９５℃の間であり、より好ましくは５０℃〜９０℃の間である。モノマー混合物は、そのままで加える場合もあるし、水中のエマルジョンとして加える場合もある。モノマー混合物は、１回以上の添加、あるいは反応時間中直線的または非直線的な連続添加、あるいはそれらの組み合わせで加えることができる。
【００３６】
エチレン系不飽和モノマーの重合によって本発明のポリマーが形成される場合、従来のフリーラジカル開始剤、たとえば、過酸化水素、過酸化ナトリウム、過酸化カリウム、ｔ−ブチルヒドロペルオキシド、クメンヒドロペルオキシド、アンモニウムおよび／またはアルカリ金属の過硫酸塩、過ホウ酸ナトリウム、過リン酸およびその塩、過マンガン酸カリウム、ならびにペルオキシ二硫酸のアンモニウム塩あるいはアルカリ金属塩などを、典型的には全モノマー重量を基準にして０．０１重量％〜３．０重量％の量で使用することができる。同じ開始剤（本明細書においては「酸化剤」とも呼ぶ）と、たとえば、ナトリウムスルホキシレートホルムアルデヒド、アスコルビン酸、イソアスコルビン酸、硫黄含有酸のアルカリ金属塩およびアンモニウム塩、たとえばナトリウムの亜硫酸塩、亜硫酸水素塩、チオ硫酸塩、ヒドロ亜硫酸塩、硫化物、水硫化物、あるいは亜ジチオン酸塩、ホルマジンスルフィン酸、ヒドロキシメタンスルホン酸、２−ヒドロキシ−２−スルフィナト酢酸ナトリウム、アセトンビスルフィット、エタノールアミンなどのアミン、グリコール酸、グリオキシル酸水和物、乳酸、グリセリン酸、リンゴ酸、酒石酸、および上述の酸の塩、などの好適な還元剤とを併用するレドックス系を使用することができる。鉄、銅、マンガン、銀、白金、バナジウム、ニッケル、クロム、パラジウム、またはコバルトのレドックス反応触媒金属塩を使用することができる。
【００３７】
本発明に有用なエチレン系不飽和非イオン性モノマーとしては、たとえば、（メタ）アクリルエステルモノマー、たとえばアクリル酸メチル、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、アクリル酸デシル、アクリル酸ラウリル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸イソデシル、メタクリル酸ラウリル、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、スチレン、置換スチレン、エチレン、ブタジエン；酢酸ビニル、酪酸ビニル、および他のビニルエステル；ビニルモノマー、たとえば塩化ビニル、ビニルトルエン、およびビニルベンゾフェノン；ならびに塩化ビニリデンが挙げられる。
【００３８】
本発明に有用なエチレン系不飽和酸性モノマーとしては、たとえば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸モノメチル、フマル酸モノメチル、フマル酸モノブチル、無水マレイン酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、１−アリルオキシ−２−ヒドロキシプロパンスルホン酸、アルキルアリルスルホコハク酸、（メタ）アクリル酸スルホエチル、（メタ）アクリル酸ホスホアルキル、たとえば（メタ）アクリル酸ホスホエチル、（メタ）アクリル酸ホスホプロピル、および（メタ）アクリル酸ホスホブチル、クロトン酸ホスホアルキル、マレイン酸ホスホアルキル、フマル酸ホスホアルキル、（メタ）アクリル酸ホスホジアルキル（メタ）、クロトン酸ホスホジアルキル、ならびにリン酸アリルが挙げられる。
【００３９】
本発明のある実施形態において、エチレン系不飽和モノマーの重合によって形成されるポリマーは、たとえば、メタクリル酸アリル、フタル酸ジアリル、１，４−ブチレングリコールジメタクリレート、１，２−エチレングリコールジメタクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、およびジビニルベンゼンなどの共重合した多エチレン系不飽和モノマーを含むこともできる。
【００４０】
本発明のある実施形態においては、水性分散物に特殊な性能を付与する官能性モノマーを、１種類以上のポリマー成分中に組み込むことが望ましい場合がある。一例としては、アルキド基体に対する接着性を改善する官能基を有するモノマーの組み込みが挙げられる。このような官能基を有するエチレン系不飽和モノマーとしては、アセト酢酸ビニル、（メタ）アクリル酸アセトアセトキシエチル、（メタ）アクリル酸アセトアセトキシプロピル、アセト酢酸アリル、（メタ）アクリル酸アセトアセトキシブチル、（メタ）アクリル酸２，３−ジ（アセトアセトキシ）プロピル、ビニルアセトアセトアミド、アセトアセトキシエチル（メタ）アクリルアミド、３−（２−ビニルオキシエチルアミノ）−プロピオンアミド、Ｎ−（２−（メタ）アクリルオキシエチル）−モルホリノン−２，２−メチル−１−ビニル−２−イミダゾリン、２−フェニル−１−ビニル−２−イミダゾリン、（メタ）アクリル酸２−（３−オキサゾリジニル）エチル、Ｎ−（２−ビノキシエチル）−２−メチルオキサゾリジン、４，４−ジメチル−２−イソプロペニルオキサゾリン、（メタ）アクリル酸３−（４−ピリジル）プロピル、２−メチル−５−ビニル−ピリジン、２−ビノキシエチルアミン、２−ビノキシエチルエチレン−ジアミン、３−アミノプロピルビニルエーテル、２−アミノ−２−メチルプロピルビニルエーテル、２−アミノブチルビニルエーテル、（メタ）アクリル酸ｔｅｒｔ−ブチルアミノエチル、２−（メタ）アクリロキシエチルジメチル−β−プロピオベタイン、ジエタノールアミンモノビニルエーテル、（メタ）アクリロキシアセトアミド−エチルエチレン尿素、（メタ）アクリル酸エチレンウレイドエチル、（メタ）アクリルアミドエチル−エチレン尿素、（メタ）アクリルアミドエチル−エチレンチオ尿素、Ｎ−（（メタ）アクリルアミドエチル）−Ｎ−（１−ヒドロキシメチル）エチレン尿素、ｏ−アニリンビニルチオエーテル、Ｎ−（（メタ）アクリルアミドエチル）−Ｎ−（１−メトキシ）メチルエチレン尿素、Ｎ−ホルムアミドエチル−Ｎ−（１−ビニル）エチレン尿素、Ｎ−ビニル−Ｎ−（１−アミノエチル）−エチレン尿素、Ｎ−（エチレンウレイドエチル）−４−ペンテンアミド、Ｎ−（エチレンチオウレイド−エチル）−１０−ウンデセンアミド、ブチルエチレンウレイド−エチルフマル酸、メチル エチレンウレイド−エチルフマレート、ベンジル Ｎ−（エチレンウレイド−エチル）フマレート、ベンジルＮ−（エチレンウレイド−エチル）マレアメート、Ｎ−ビノキシエチルエチレン−尿素、Ｎ−（エチレンウレイドエチル）−クロトンアミド、ウレイドペンチルビニルエーテル、（メタ）アクリル酸２−ウレイドエチル、Ｎ−２−（アリルカルバモト）アミノエチルイミダゾリジノン、１−（２−（（２−ヒドロキシ−３−（２−プロペニルオキシ）プロピル）アミノ）エチル）−２−イミダゾリジノン、水素エチレンウレイドエチルイタコンアミド、イタコン酸エチレンウレイドエチル水素、イタコン酸ビス−エチレンウレイドエチル、ウンデシレン酸エチレンウレイドエチル、エチレンウレイドエチルウンデシレンアミド、アクリル酸２−（３−メチロールイミダゾリドン−２−イル−１）エチル、Ｎ−アクリロキシアルキルオキサゾリジン、アクリルアミドアルキルビニルアルキレン尿素、アルデヒド反応性アミノ基含有モノマー、たとえばメタクリル酸ジメチルアミノエチル、およびアジリジン官能性含有エチレン系不飽和モノマーが挙げられる。
【００４１】
たとえば、ハロゲン化合物、たとえばテトラブロモメタン；アリル化合物；あるいはメルカプタン類、たとえばアルキルチオグリコレート、アルキルメルカプトアルカノエート、およびＣ４〜Ｃ２２線状あるいは分岐アルキルメルカプタンなどの連鎖移動剤を使用して、エチレン系不飽和モノマーの重合によって形成されるポリマーの分子量を低下させたり、および／またはフリーラジカル発生開始剤を使用して得られる分子量分布と異なる分子量分布を得たりすることができる。
【００４２】
本発明の分散物は、それぞれが少なくとも１種類の高分子量ポリマーｐＡおよびｐＢを含む少なくとも２つの集団のポリマー粒子（Ａ）および（Ｂ）と、少なくとも１種類の低分子量ポリマー（Ｃ）とを含有する。
【００４３】
本発明のある実施形態においては、ｐＡは、少なくとも１種類のエチレン系不飽和非イオン性モノマーと、ｐＡの全重量を基準して０重量％〜２５重量％の少なくとも１種類のエチレン系不飽和酸モノマーとのフリーラジカル重合によって形成される。任意に、ｐＢも同じ方法で形成することができる。このような実施形態においては、分子量および／またはゲル画分を制御するために、ｐＡおよびｐＢのいずれかまたは両方を連鎖移動剤の存在下で形成することができ、ゲル画分は、有機溶媒に対して不溶性であるポリマーの部分である。ｐＡおよびｐＢのいずれかまたは両方は、ポリマーのゲル画分を増加させることができる、および／またはポリマー構造をより分岐させることができる多エチレン系不飽和モノマーの存在下で形成することができる。
【００４４】
ｐＡとｐＢは、１つ以上の性質において異なっていてよく、そのような性質の例としては、分子量、分子量分布、Ｔｇ、酸価、化学組成、ポリマー鎖構造が挙げられる。ポリマー鎖構造とは、ポリマー鎖内でモノマー単位が取りうる多くの構造を意味し、たとえば、線状ポリマー鎖、分岐ポリマー鎖、ランダムコポリマー鎖、ブロックコポリマー、くし型グラフトポリマー、アタクチックポリマー、シンジオタクチックポリマー、イソタクチックポリマーなどである。ｐＡとｐＢのＴｇが異なると言及する場合は、ｐＡとｐＢの計算Ｔｇ，∞が少なくとも５℃異なることを意味する。ｐＡとｐＢの計算Ｔｇ，∞が少なくとも１０℃異なる、好ましくは少なくとも２０℃異なる場合に特定の利点が得られる場合がある。ｐＡとｐＢの分子量が異なると言及する場合は、ｐＡとｐＢのＭｗが１００，０００を超えて異なることを意味する。ｐＡとｐＢの分子量分布が異なると言及する場合は、ｐＡのＭｗ／Ｍｎ比がｐＢのＭｗ／Ｍｎ比と少なくとも２０％異なることを意味する。ｐＡとｐＢの酸価が異なると言及する場合は、ｐＡとｐＢの酸価が少なくとも５の値で異なることを意味する。ｐＢ中には存在しない少なくとも１種類のモノマーの重合残基をｐＡが含む場合、あるいはｐＡ中には存在しない少なくとも１種類のモノマーの重合残基をｐＢが含む場合に、ｐＡおよびｐＢは化学組成が異なる。ｐＡおよびｐＢの化学組成が異なりうる別の形態は、ｐＡがモノマー混合物から形成され、ｐＡの形成に使用されるモノマーの全重量を基準にした所与のモノマー（Ｘ）の重量パーセンテージが、ｐＢの形成に使用されるモノマーの全重量を基準にした所与のモノマー（Ｘ）の重量パーセンテージと少なくとも５％異なる場合である。すなわち、たとえば、ｐＡの形成に使用されるモノマー混合物中にモノマー（Ｘ）が６重量％の量で存在し、ｐＢの形成に使用されるモノマー混合物中にモノマー（Ｘ）が１重量％以下、あるいは１１重量％以上の量で存在する場合に、ｐＡとｐＢは組成が異なる。
【００４５】
集団（Ａ）の粒子の１つ以上の他の性質が、集団（Ｂ）の粒子と異なる実施形態においては、ｐＡおよびｐＢが同じであってもよい。ｐＡおよびｐＢが同じ場合で（Ａ）が（Ｂ）と異なりうる例としては以下のものが挙げられる；
（１）集団（Ａ）は、集団（Ｂ）と異なる平均粒径を有することができる。平均粒径が少なくとも５０ｎｍ異なる、好ましくは少なくとも１００ｎｍ異なる、より好ましくは少なくとも１５０ｎｍ異なる場合に、特定の利点が得られる場合がある。
（２）ｐＡ以外に、集団（Ａ）の粒子は、集団（Ｂ）の粒子中に見られる成分以外の他の成分を含むことができる。このような他の成分の例としては、高分子量ポリマー、低分子量ポリマー、非ポリマーの有機化合物、無機化合物が挙げられる。
（３）粒子（Ａ）中のポリマーの全重量を基準にした粒子（Ａ）中の（Ｃ）の濃度が、（Ｂ）の全ポリマー成分を基準にした粒子（Ｂ）中の（Ｃ）の濃度よりも、好ましくは少なくとも１％、少なくとも２％、少なくとも５％高い。「粒子（Ａ）中のポリマーの全重量を基準にした粒子（Ａ）中の（Ｃ）の濃度が、（Ｂ）の全ポリマー成分を基準にした粒子（Ｂ）中の（Ｃ）の濃度よりも、少なくとも１％高い」とは、（Ｂ）の全ポリマー成分を基準にして粒子（Ｂ）が１％のポリマー（Ｃ）を含む場合、（Ａ）の全ポリマー成分を基準にして粒子（Ａ）が少なくとも２％のポリマー（Ｃ）を含むことを意味する。
【００４６】
本発明の低分子量ポリマー（Ｃ）は、１種類以上のエチレン系不飽和モノマーの重合によって形成される。（Ｃ）は、８０以下、６５以下、５０以下の酸価を有する。（Ｃ）のＴｇ，（ｌｏｗ）は１０℃未満である。ある好ましい実施形態においては、（Ｃ）のＴｇ，（ｌｏｗ）は、０℃未満、−１０℃未満である。ポリマー（Ｃ）のＭｎは、１０，０００未満であり、好ましくは７，５００未満であり、より好ましくは４，０００未満である。ポリマー（Ｃ）のＭｎは、好ましくは少なくとも５００であり、より好ましくは少なくとも７５０である。ポリマー（Ｃ）の分子量は、当技術分野で公知の任意の手段によって制御することができる。ある実施形態においては、連鎖移動剤をメルカプタン、ポリメルカプタン、チオエステル、ハロゲン化化合物、およびそれらの組み合わせから選択することができる。ある好ましい実施形態においては、ポリマー（Ｃ）の分子量は、線状あるいは分岐Ｃ４〜Ｃ２２アルキルメルカプタン、たとえばｎ−ドデシルメルカプタンおよびｔ−ドデシルメルカプタンを使用することによって制御される。ポリマー（Ｃ）の分子量は、米国特許第５，９６２，６０９号明細書および第４，７４６，７１３号明細書に記載されるコバルト化合物などの触媒的連鎖移動剤を使用することによって制御できることも考慮される。
【００４７】
ポリマー（Ｃ）は、バルク重合法、溶液重合法、エマルジョン重合法、ミニエマルジョン重合法、マイクロエマルジョン重合法、または懸濁重合方法などの当技術分野において公知の任意の手段によって形成することができる。典型的には、ポリマー（Ｃ）は、１種類以上のエチレン系不飽和モノマーをフリーラジカルによって開始させる重合によって形成されるが、アニオン開始などの他の開始形態も考慮することができる。ある実施形態においては、ポリマー（Ｃ）は、米国特許第５，７１０，２２７号明細書に開示されている高温オリゴマー化方法によって形成することができる。ポリマー（Ｃ）が水性分散物方法以外の手段で形成される場合、当技術分野で公知の技術によって水性分散物に変換することができる。
【００４８】
ポリマー（Ｃ）は好ましくは、水に対する溶解性がわずかであるか、あるいは全くない。これは、水中に溶解するポリマー（Ｃ）の濃度が、２５〜５０℃および２〜１２の間の任意のｐＨにおいて５重量％以下であり、好ましくは２重量％以下、より好ましくは０．１重量％以下であることを意味する。
【００４９】
ポリマー（Ｃ）は、ｐＡの重量を基準にして、水性分散物中に少なくとも５重量％の量、少なくとも７重量％の量、少なくとも１０重量％の量、少なくとも２０重量％の量で存在する。ｐＡは、水性分散物中のポリマーの全重量を基準にして、水性分散物中に少なくとも５重量％の量で存在する。少なくとも２０％、好ましくは少なくとも５０％、より好ましくは少なくとも９０％のポリマー（Ｃ）が、（Ａ）または（Ｂ）の少なくとも１種類の粒子中に存在する。ポリマー（Ｃ）が、粒子中に存在する他のポリマーと完全に相溶性である場合は、単一の測定Ｔｇが観察されうる。ポリマー（Ｃ）のある部分が、粒子中に存在する他のポリマーと非相溶性である場合、複数の測定Ｔｇが観察されうる。ｐＡを含む粒子中にポリマー（Ｃ）が存在すると、ＤＳＣによって測定した場合、ｐＡの見かけのＴｇが、ポリマー（Ｃ）が存在しないｐＡで観測されるＴｇよりも低くなりうる。ポリマー（Ｃ）が存在する場合にｐＡの測定Ｔｇの低下は、少なくとも５℃、好ましくは少なくとも約１０℃、およびより好ましくは少なくとも約２０℃となりうる。
【００５０】
ある好ましい実施形態においては、本発明の水性分散物は、（１）ｐＢが−１０℃〜３０℃、０℃〜３０℃、０℃〜２０℃のＴｇ，∞を有する、少なくとも１種類のポリマーｐＢを含む粒子（Ｂ）と；（２）ｐＡが、少なくとも４０℃、少なくとも５０℃のＴｇ，∞を有する、少なくとも１種類のポリマーｐＡを含む粒子（Ａ）と；（３）１０，０００以下、７，５００以下、４０００以下のＭｎを有する低分子量ポリマー（Ｃ）とを含み；ｐＡは、分散物中のポリマーの全重量を基準にして５〜５０重量％の量で存在し、さらに（Ｃ）は、分散物中のポリマーの全重量を基準にして少なくとも１重量％の量で存在する。
【００５１】
本発明の実施形態においては、少なくとも１種類の高分子量ポリマーｐＡが、低分子量ポリマー（Ｃ）の存在下で形成される。「ｐＡが、低分子量ポリマー（Ｃ）の存在下で形成される」とは、（Ｃ）が存在する反応容器中でｐＡを構成するモノマーが重合されることを意味する。ある好ましい実施形態においては、ｐＡは、低分子量ポリマー（Ｃ）の存在下での１種類以上のエチレン系不飽和モノマーの水性エマルジョン重合によって形成されたポリマーである。これは、低分子ポリマー（Ｃ）の水性分散物を提供するステップと；１種類以上のエチレン系不飽和モノマーを（Ｃ）の分散物に加えるステップと；当技術分野で公知の任意の手段によって１種類以上のエチレン系不飽和モノマーを重合させるステップとによって実現することができる。モノマーは、１回の投入で重合に加えることができ、単一バッチまたはショット方式で重合させることができる。あるいは、重合が進行するにつれて徐々にモノマーを加えることもでき、多くの場合これは半連続重合または連続重合と呼ばれる。ある実施形態においては、ショットおよび段階的添加技術のある組み合わせを使用して高分子量ポリマーを形成することが望ましい場合もある。本発明の別の実施形態においては、ポリマー（Ｃ）と、１種類以上のエチレン系不飽和モノマーとを含む混合物からミニエマルジョンを形成することができ、このモノマーを後に重合させることができる。
【００５２】
本発明の他の実施形態においては、低分子量ポリマー（Ｃ）を、高分子量ポリマーｐＡの存在下で形成することができる。「低分子量ポリマー（Ｃ）が、高分子量ポリマーｐＡの存在下で形成される」とは、ｐＡが存在する反応容器中で（Ｃ）を構成するモノマーの重合が行われることを意味する。ある好ましい実施形態においては、（Ｃ）を形成するために使用されるモノマーと連鎖移動剤とが、ｐＡを含む水性分散物と混合され、続いてこのモノマーの重合が行われる。これらのモノマーおよび／または連鎖移動剤は、１回の投入で水性分散物中に加えることができ、単一バッチまたはショット方式で重合させることができる。あるいは、重合が進行するにつれて徐々にモノマーおよび／または連鎖移動剤を加えることもでき、多くの場合これは半連続重合または連続重合と呼ばれる。ある実施形態においては、ショットおよび段階的添加技術のある組み合わせを使用してポリマー（Ｃ）を形成することが望ましい場合もある。
【００５３】
ある実施形態においては、本発明の分散物は、ｐＡと（Ｃ）とを含む水性分散物を、ｐＢを含む水性分散物とブレンドすることによって形成することができる。ブレンドとは、少なくともｐＡと（Ｃ）とを含む水性分散物を、ｐＢを含む水性分散物と組み合わせるあるいは混合する任意の手段を意味する。ブレンド手段としては、ｐＡと（Ｃ）とを含む水性分散物をｐＢを含む水性分散物に加えること、あるいはｐＢを含む分散物をｐＡと（Ｃ）とを含む水性分散物に加えることが挙げられうる。これらの分散物は、バッチ方式、半連続方式、または連続方式で混合することができる。
【００５４】
ある実施形態においては、ポリマー粒子（Ｂ）を、ｐＡと（Ｃ）とを含む第１の水性分散物の存在下で少なくとも１種類のエチレン系不飽和モノマーを重合させることによって、第２の水性分散物を形成することができる。このような実施形態の例としては、あらかじめ存在する粒子の水性分散物中で新しい粒子を形成するために典型的に使用される手段が挙げられる。このような手段は、バイモーダルあるいはマルチモーダルの粒子サイズ分布を有する水性分散物を形成する場合に検討されることが多いが、これらの手段によって形成される本発明の分散物がバイモーダルおよびマルチモーダルの粒子サイズ分布を有する必要はない。本明細書において、バイモーダルあるいはマルチモーダルの粒子サイズ分布を有する水性分散物とは、粒子の２種類以上の集団を含む分散物であって、各集団が、ＣＨＤＦによって観測可能なピークを形成する粒子サイズ分布を有する分散物を意味する。これらの集団の粒子サイズ分布はある程度かさなっていてもよい。ｐＡと（Ｃ）とを含む第１の水性分散物中でのポリマー粒子（Ｂ）の形成は、種ポリマー、界面活性剤、ミニエマルジョン、または緩衝剤などのｐＨ調整剤を第１の水性分散物に添加することによって助けられうる。ミニエマルジョンを添加する場合、このミニエマルジョンは、ｐＢの形成に使用されるモノマーを含むことができる。このような添加は、第１の水性分散物にｐＢの形成に使用されるモノマーを添加する前あるいは添加中に行うことができ、このモノマーは第１の水性分散物の存在下で重合させることができる。
【００５５】
このような実施形態のいくつかにおいては、第２の水性分散物中の新しい粒子（Ｂ）の存在は、第１の水性分散物中に存在するもの以外に、第２の分散物中に少なくとも１以上の別の粒子サイズ集団が存在することで観察することができる。たとえば、第１の水性分散物は、１００ｎｍを中心とするピークを有する単一の粒子サイズ集団を有することができ、第２の水性分散物は１５０ｎｍを中心とするピークと２５０ｎｍを中心とする別のピークとの２つのピークを有することができる。別の実施形態においては、ｐＢの形成中に新しい粒子は形成されないと仮定した計算の場合に計算される理論的最終粒子サイズよりも、第２の水性分散物の測定最終粒子サイズが少なくとも１０％、少なくとも２０％小さくなる場合に、新しい粒子（Ｂ）の形成が観察されうる。このような実施形態の一部においては、粒子（Ａ）中あるいは粒子（Ａ）上に形成されるｐＢの量を最小限にするあるいは制御することが望ましい場合がある。これを実現可能にする方法の１つは、米国特許出願公開第２００５００１４８８３号明細書に開示されているような疎水性重合阻害剤を、ｐＡと（Ｃ）とを含む水性分散物に加えることであり、この疎水性重合阻害剤は、ｐＢの形成に使用されるモノマーの少なくとも一部を添加する前に加えられる。
【００５６】
疎水性重合阻害剤は、エチレン系不飽和モノマーの重合速度を最小限にする、あるいは重合を防止する物質である。疎水性重合阻害剤は、フリーラジカルと結合してフリーラジカルがなくなることでフリーラジカル反応を停止させることによって；あるいは反応性フリーラジカルと結合して反応性の低い安定なフリーラジカルを形成することによってフリーラジカル重合を阻害することができる。
【００５７】
本発明の方法において疎水性重合阻害剤として機能する物質の能力は、疎水性重合阻害剤が存在する場合と存在しない場合での重合を比較する以下の試験方法によって確認される。第１のサンプルでは、第１のポリマー粒子の存在下で重合させる２０ｇのエチレン系不飽和モノマーを、０．０２ｇのジ−ｔ−ブチルペルオキシドを入れた加圧容器に加える。この容器に窒素ガスを１５分間パージし、封止し、次に１５０℃の温度で１時間維持する。容器の内容物を直ちに室温まで冷却し、続いてモノマー体積の２０倍の体積の氷冷メタノール中に加える。これによって得られたポリマー固体を７０〜１００μｍの焼結ガラス漏斗（エース・ガラス（Ａｃｅ Ｇｌａｓｓ）、中流量型Ｂ（ｍｅｄｉｕｍ ｆｌｏｗ ｔｙｐｅ Ｂ））上で減圧濾過し、乾燥させ、重量を測定して、形成されたポリマーの重量を求める。疎水性重合阻害剤として試験される物質０．４ｇも加えたことを除けば、同じ手順を第２のサンプルで実施する。第２のサンプルのポリマー収量が、第１のサンプルのポリマー収量の９０重量％未満であれば、試験した物質が疎水性重合阻害剤であることを表している。
【００５８】
疎水性重合阻害剤の例としては、重合禁止剤、重合遅延剤、および疎水性連鎖移動剤が挙げられる。重合禁止剤は、フリーラジカル反応を終結させることによって重合を抑制する物質であり、重合禁止剤としては、たとえば、Ｎ−オキシドラジカル、たとえば２，２，６，６−テトラメチル−１−ピペリジニルオキシフリーラジカルおよび２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−α−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−オキソ−２，５−シクロヘキサジエン−１−イリデン）ｐ−トリルオキシ、フリーラジカル（ガルビノキシルフリーラジカル）；フェノール；アルキルフェノール；カテコール類、多環芳香族、たとえばナフタレン、アントラセン、およびピレン；置換多環芳香族、たとえばヒドロキシナフタレンおよびヒドロキシアントラセン；ｐ−ベンゾキノン、およびｐ−ナフトキノンが挙げられる。重合遅延剤は、フリーラジカル反応の速度を遅延させる物質であり、重合遅延剤としては、たとえば、不飽和脂肪酸のエステル、たとえばリノール酸あるいはリノレン酸のアルキルエステル、ヒドロキシアルキルエステル、あるいはアルコキシエステル；ジチオ安息香酸のＣ１〜Ｃ１２誘導体、たとえばジチオ安息香酸フェニルエステル、ジチオ安息香酸ベンジルエステル、ジチオ安息香酸クミルエステル、ならびに抑制性モノマーが挙げられる。抑制性モノマーは、エチレン系不飽和モノマーの重合温度より低いか、または実質的に後の重合が起こらないようラジカルを捕捉できる天井温度を有するエチレン系不飽和モノマーである。天井温度は、モノマーの重合速度が解重合速度と等しくなる温度である。抑制性モノマーの例としては、１−アルキルスチレン、たとえばα−メチルスチレン；１−アリールスチレン、たとえば１，１−ジフェニルエチレン；２−アルキルあるいは２−アリールスチレン、たとえばスチルベンおよび１−フェニルペンテン；アルキルビニルエーテル；アリールビニルエーテル；トランス−クロトニトリル；トランス−１，２−ジフェニルエチレン；トランス−１，２−ジベンゾイルエチレン；トランス−１，２−ジアセチルエチレン；メチル ２−ｔｅｒｔ−ブチルアクリレート；１−イソプリエニルナフタレン；α−スチルバゾール；２，４−ジメチルα−メチルスチレン；イソプレニルトルエン；ならびにイタコン酸、マレイン酸、フマル酸、およびクロトン酸の半エステルあるいは完全エステルが挙げられる。疎水性連鎖移動剤としては、たとえば、ｎ−ドデシルメルカプタン、１，４−シクロヘキサジエン、テルピネオール、四塩化炭素、トリクロロメタン、ハロゲン化ベンジル、ハロゲン化アリル、およびハロゲン化クロチルが挙げられる。１種類以上の重合阻害剤を水性媒体に加えることができる。本発明の方法において適した疎水性重合阻害剤の範囲の例としては、疎水性重合阻害剤を添加する時点での水性分散物中のポリマー重量を基準にして０．１〜１０重量％、０．２〜５重量％、および０．５〜３重量％が挙げられる。
【００５９】
ある実施形態においては、米国特許第５，５２１，２６６号明細書に記載されるような疎水性キャビティーを有する高分子有機化合物の存在下でのフリーラジカル水性重合によってポリマーｐＡ、ｐＢ、および（Ｃ）の群のいずれかを形成することが望ましい場合もある。本発明の方法において有用な疎水性キャビティーを有する高分子有機化合物としては、シクロデキストリンおよびシクロデキストリン誘導体；疎水性キャビティーを有する環状オリゴ糖、たとえばシクロイヌロヘキソース、シクロイヌロヘプトース、およびシクロイヌロオクトース；カリックスアレーン；およびキャビタンドが挙げられる。
【００６０】
本発明の方法において有用なシクロデキストリンおよびシクロデキストリン誘導体は、個々の重合条件下で選択されるシクロデキストリンおよびシクロデキストリン誘導体の溶解性による制限があるだけである。本発明の方法において有用となる好適なシクロデキストリンとしては、ａ−シクロデキストリン、ｂ−シクロデキストリン、およびｇ−シクロデキストリンが挙げられるが、これらに限定されるものではない。本発明の方法において有用となる好適なシクロデキストリン誘導体としては、ａ−シクロデキストリン、ｂ−シクロデキストリン、およびｇ−シクロデキストリンのメチル誘導体、トリアセチルヒドロキシプロピル誘導体、およびヒドロキシエチル誘導体が挙げられるが、これらに限定されるものではない。好ましいシクロデキストリンはメチル−ｂ−シクロデキストリンである。
【００６１】
本発明の方法において有用なシクロイヌロヘキソース、シクロイヌロヘプトースなどの疎水性キャビティーを有する環状オリゴ糖は、タカイ（Ｔａｋａｉ）ら，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，１９９４，ｖｏｌｕｍｅ ５９，ｎｕｍｂｅｒ １１，２９６７−２９７５ページに記載されている。
【００６２】
本発明の方法において有用なカリックスアレーンは、米国特許第４，６９９，９６６号明細書、国際公開第８９／０８０９２号パンフレット、および特開昭６３−１９７５４４号公報および特開平１−００７８３７号公報に記載されている。
【００６３】
本発明の方法において有用なキャビタンドは、イタリア特許出願第２２５２２Ａ／８９号明細書、およびモラン（Ｍｏｒａｎ）ら，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ，ｖｏｌｕｍｅ １８４，１９８２，５８２６−５８２８ページに記載されている。
【００６４】
疎水性キャビティーを有する高分子有機化合物の使用は、ｐＡ、ｐＢ、または（Ｃ）のいずれかが水性フリーラジカル重合によって形成される場合、および重合に使用される１種類以上のモノマーおよび／または連鎖移動剤が２５〜５０℃において２００ミリモル／リットル以下、５０ミリモル／リットルの水溶性を有する場合に特に有用である。
【００６５】
ｐＡ、ｐＢ、またはポリマー（Ｃ）のいずれかが水性フリーラジカル重合によって形成される場合、および重合に使用される１種類以上のモノマーおよび／または連鎖移動剤が２５〜５０℃において２００ミリモル／リットル以下、５０ミリモル／リットルの水溶性を有する場合、５０μｍ未満、２５μｍ未満の平均液滴径を有するモノマーエマルジョンの形態でモノマーおよび／または連鎖移動剤を重合に導入すると有用である場合もある。
【００６６】
ある好ましい実施形態においては、本発明の水性ポリマー分散物は、ポリマー粒子（Ａ）および（Ｂ）の２つの集団と、少なくとも１種類の低分子量ポリマー（Ｃ）とを含む；ポリマー粒子（Ａ）が、５０，０００を超えるＭｗと０〜１６０の酸価とを有する高分子量ポリマーｐＡを含み；ポリマー粒子（Ｂ）が、５０，０００を超えるＭｗと０〜１６０の酸価を有する高分子量ポリマーｐＢを含み；Ｃが、１０℃未満の計算Ｔｇ，（ｌｏｗ）と、１０，０００未満のＭｎと、０〜８０の酸価とを有し、少なくとも１種類のエチレン系不飽和非イオン性モノマーの重合によって形成される付加ポリマーであり、この分散物中のポリマーの全重量を基準にしたｐＡの重量パーセンテージが少なくとも５％であり；少なくとも２０％の（Ｃ）がポリマー粒子Ａ中に存在し；ポリマー粒子（Ａ）のポリマー成分の全重量を基準にしたポリマー粒子Ａ中の（Ｃ）の重量パーセンテージが少なくとも５％であり；ポリマー粒子（Ａ）のポリマー成分の全重量を基準にしたポリマー粒子Ａ中の（Ｃ）の重量パーセンテージが、ポリマー粒子（Ｂ）のポリマー成分の全重量を基準にしたポリマー粒子（Ｂ）中の（Ｃ）の重量パーセンテージよりも少なくとも１％大きい。「ポリマー粒子（Ａ）のポリマー成分の全重量を基準にしたポリマー粒子Ａ）中の（Ｃ）の重量パーセンテージが、ポリマー粒子（Ｂ）のポリマー成分の全重量を基準にしたポリマー粒子（Ｂ）中の（Ｃ）の重量パーセンテージよりも少なくとも１％大きい」とは、たとえば、粒子（Ａ）中の（Ｃ）の重量パーセンテージが５％である場合に、粒子（Ｂ）中の（Ｃ）の重量パーセンテージが０〜４％の範囲となることができ、粒子（Ａ）中の（Ｃ）の重量パーセンテージが２０％である場合に、粒子（Ｂ）中の（Ｃ）の重量パーセンテージが０〜１９％の範囲となることができることを意味する。
【００６７】
本発明の分散物は、水性コーティング組成物の形成において特に有用となる。水性コーティング組成物を形成する場合、本発明のポリマー分散物に他の物質が任意に加えられ、たとえば、レオロジー調整剤；造膜助剤；溶媒；殺生物剤；湿潤剤；消泡剤；染料；保湿剤；蝋；界面活性剤；充填剤あるいは体質顔料；着色剤；つや消し剤；中和剤；緩衝剤；凍結融解剤；可塑剤；泡消し剤；粘着付与剤；ヒンダードアミン光安定剤；ＵＶ吸収剤、たとえば、ベンゾフェノン、置換ベンゾフェノン、および置換アセトフェノン；分散剤；酸化防止剤；ならびに顔料などが加えられる。好適な顔料および体質顔料の例としては、二酸化チタン、たとえばアナタース型およびルチル型の二酸化チタン；酸化亜鉛；酸化アンチモン；酸化鉄；ケイ酸マグネシウム；炭酸カルシウム；有機および無機の有色顔料；アルミノケイ酸塩；シリカ；種々のクレー、たとえばカオリンおよびデラミネーテッドクレー；ならびに酸化鉛が挙げられる。本発明の水性ポリマーブレンド組成物が、不透明ポリマー粒子、たとえば、ロパーク（Ｒｏｐａｑｕｅ）（商標）不透明ポリマー（ローム・アンド・ハース・カンパニー（Ｒｏｈｍ ａｎｄ Ｈａａｓ Ｃｏ．），ペンシルバニア州フィラデルフィア）などを、任意に含有することも考慮され、これは、本発明の水性ポリマーブレンド組成物から調製したコーティングの乾燥隠蔽性をさらに改善するのに有用となる。低吸油値の体質顔料粒子を、任意に本発明の水性ポリマーブレンド組成物に加えることも考慮され、このような低吸油値の体質顔料粒子としては、たとえば、エクスパンセル（Ｅｘｐａｎｃｅｌ）（商標）５５１ ＤＥ２０アクリロニトリル／塩化ビニル発泡粒子（エクスパンセル・インコーポレイテッド（Ｅｘｐａｎｃｅｌ Ｉｎｃ．），ジョージア州ダルース（Ｄｕｌｕｔｈ Ｇｅｏｒｇｉａ））；シル−セル（Ｓｉｌ−Ｃｅｌｌ）（商標）３５／３４ケイ酸ナトリウムカリウムアルミニウム粒子（シルブリコ・コーポレーション（Ｓｉｌｂｒｉｃｏ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ），イリノイ州ホジキンズ（Ｈｏｄｇｋｉｎｓ ＩＬ））；デュアライト（Ｄｕａｌｉｔｅ）（商標）２７ポリ塩化ビニリデンコポリマーのＣａＣＯ３被覆物（ピアス・アンド・スティーブンス・コーポレーション（Ｐｉｅｒｃｅ ａｎｄ Ｓｔｅｖｅｎｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ），ニューヨーク州バッファロー（Ｂｕｆｆａｌｏ ＮＹ））；フィライト（Ｆｉｌｌｉｔｔｅ）（商標）１５０セラミック球状粒子（トレレボリ・フィライト・インコーポレイテッド（Ｔｒｅｌｌｅｂｏｒｇ Ｆｉｌｌｉｔｅ Ｉｎｃ．），ジョージア州ノークロス（Ｎｏｒｃｒｏｓｓ ＧＡ）；マイクロビーズ（Ｍｉｃｒｏｂｅａｄｓ）（商標）４Ａソーダ石灰粒子（キャタフォート・インコーポレイテッド（Ｃａｔａｐｈｏｔｅ Ｉｎｃ．））；スフェリセル（Ｓｐｈｅｒｉｃｅｌｌ）（商標）中空ガラス粒子（ポッター・インダストリーズ・インコーポレイテッド（Ｐｏｔｔｅｒ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｉｎｃ．）ペンシルバニア州バレーフォージュ（Ｖａｌｌｅｙ Ｆｏｒｇｅ ＰＡ））；エコスフィア（Ｅｃｃｏｓｐｈｅｒｅ）（商標）中空ガラス球（ニュー・メタルズ・アンド・ケミカルズ・リミテッド（Ｎｅｗ Ｍｅｔａｌｓ ＆ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｌｔｄ．）；英国のエセックス（Ｅｓｓｅｘ））；Ｚ−ライト（Ｚ−ｌｉｇｈｔ）（商標）スフィア（Ｓｐｈｅｒｅ）Ｗ−１２００セラミック中空球（３Ｍ，ミネソタ州セントポール（Ｓｔ．Ｐａｕｌ、ＭＮ））；スコッチライト（Ｓｃｏｔｃｈｌｉｔｅ）（商標）Ｋ４６ガラスバブル（３Ｍ，ミネソタ州セントポール）；ビスタマー（Ｖｉｓｔａｍｅｒ）（商標）ＵＨ １５００ポリエチレン粒子およびビスタマー（商標）ＨＤ １８００ポリエチレン粒子（フルオロ−シール・インコーポレイテッド（Ｆｌｕｏｒｏ−Ｓｅａｌ Ｉｎｃ），テキサス州ヒューストン（Ｈｏｕｓｔｏｎ ＴＸ））が挙げられる。
【００６８】
本発明の水性ポリマーブレンド組成物中の顔料および体質顔料の量は、０〜８５の顔料体積濃度（ＰＶＣ）で変動し、したがって、当技術分野で使用される他のコーティング、たとえば、クリアコーティング、ステイン、フラットコーティング、サテンコーティング、半光沢コーティング、光沢コーティング、プライマー、テクスチャーコーティングなどを含んでいる。顔料体積濃度は次式で計算される：
【００６９】
【数１】
【００７０】
コーティングの薄膜特性を改善するため、あるいはコーティングの調製に使用される組成物の適用特性に役立てるために、多くの場合、塗料あるいはコーティングにＶＯＣが意図的に加えられる。例としては、グリコールエーテル、有機エステル、芳香族化合物、エチレングリコールおよびプロピレングリコール、ならびに脂肪族炭化水素が挙げられる。水性コーティング組成物の全重量を基準にして５重量％未満のＶＯＣ、３重量％未満のＶＯＣ、１．７重量％未満のＶＯＣを有する水性コーティング組成物の形成に、本発明の分散物が特に有用である。本明細書において、揮発性有機化合物（「ＶＯＣ」）は、大気圧で２８０℃未満の沸点を有する炭素含有化合物として定義され、水およびアンモニアなどの化合物はＶＯＣから排除される。
【００７１】
好ましい実施形態においては、本発明の分散物を含む水性コーティング組成物は、水性コーティング組成物の全重量を基準にして、３８以下のＰＶＣを有し、５重量％未満のＶＯＣ、３重量％未満のＶＯＣ、１．７重量％未満のＶＯＣを有する。別の好ましい実施形態においては、本発明の分散物を含む水性コーティング組成物は、水性コーティング組成物の全重量を基準にして、３５を超えるＰＶＣを有し、３重量％未満のＶＯＣ、１．７重量％未満のＶＯＣを有する。別の実施形態においては、本発明の分散物を含む水性コーティング組成物は、水性コーティング組成物の全重量を基準にして、８５以下のＰＶＣを有し、１．７重量％未満のＶＯＣ、０．５重量％未満、０．１重量％未満のＶＯＣを有する。
【００７２】
本発明の分散物が、５％以下のＶＯＣを有する水性コーティング組成物の形成に使用されるある実施形態においては、好ましくは、本発明の分散物が、（１）少なくとも１種類のポリマーｐＢを含む粒子（Ｂ）であって、ｐＢが−１０℃〜３０℃、０℃〜３０℃、０℃〜２０℃のＴｇ，∞を有する粒子（Ｂ）と；（２）少なくとも１種類のポリマーｐＡを含む粒子（Ａ）であって、ｐＡが、少なくとも４０℃、少なくとも５０℃のＴｇ，∞を有する粒子（Ａ）と；（３）１０，０００以下、７，５００以下、４０００以下のＭｎを有する低分子量ポリマー（Ｃ）とで構成され；ｐＡを含む水性分散物の存在下での１種類以上のエチレン系不飽和モノマーの重合によって（Ｃ）が形成されるか、あるいは（Ｃ）を含む水性分散物の存在下での１種類以上のエチレン系不飽和モノマーの重合によってｐＡが形成されるかであり、（Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｃ）の全重量を基準にして少なくとも５重量％の量で（Ｃ）が存在し、［ポリマーｐＢ＋（Ｃ）］の重量の、［ポリマーｐＡ］の重量に対する比が、２：３〜１９：１、１：１〜１９：１、３：２〜１９：１である。
【実施例】
【００７３】
本発明のある実施形態の実施例を以下に示す。
【００７４】
【表１】
【００７５】
実施例Ｋ１〜Ｋ４について、粒子サイズは、ブルックヘブン・インストルメンツ・コーポレーション・９０プラス粒子サイズ分析装置（Ｂｒｏｏｋｈａｖｅｎ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ Ｃｏｒｐ．９０Ｐｌｕｓ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｓｉｚｅ Ａｎａｌｙｚｅｒ）によって粒子サイズを測定した。１５０℃で４０分後の重量減から固形分を求めた。ＨＰ１１００オートサンプラーと、ポリマー・ラボラトリーズ（Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｌａｂｓ）蒸発光散乱検出器を有するポンプとに接続されたポリマー・ラボラトリーズ混合Ｃ（Ｍｉｘｅｄ Ｃ）３００×７．５ｍｍカラム上でポリスチレン標準物質を使用したＧＰＣ分析によって分子量分布を求めた。
【００７６】
（実施例Ｋ１：エマルジョン重合による硬質高分子量ポリマーの調製）
４５８．７６ｇのＢＡ、１２３６．４ｇのＭＭＡ、２２．４ｇのＡＡ、１．７２のＮＤＤＭ、および７９ｇのポリエチレングリコールラウリルエーテル硫酸ナトリウム３０％水溶液を、６４４ｇの脱イオン水と混合し、この混合物を手持ち式ホモジナイザーで３０秒撹拌してエマルジョンを得た。温度制御装置、凝縮器、および機械的撹拌装置が取り付けられた５リットルの四つ口丸底ガラス釜に、８９６ｇの脱イオン水および６．８７ｇのポリエチレングリコールラウリルエーテル硫酸ナトリウム３０％水溶液を加えた。撹拌しながら窒素下でこの釜を８５℃に加熱した。８５℃の釜温度で、７３ｇのアリコートの均質化したモノマーエマルジョンを釜に加え、直後に、２０ｇの水中に溶解させた６．８７ｇのＡＰＳを加えた。得られた混合物を５分間撹拌した。次に、反応温度を８５℃に維持しながら、約８０分かけて残りのモノマーエマルジョンを釜に供給した。
【００７７】
モノマーエマルジョンの供給が終了してから、６１ｇの脱イオン水を釜に加え、続いてさらに１０分間８５℃で維持した後、６０℃まで冷却した。１２．７１ｇの０．１５重量％硫酸鉄溶液を釜に加えた後、５５．８１ｇの水中に溶解させた３．４３ｇの７０％ｔ−ブチルヒドロペルオキシドと、５５．８１ｇの水中に溶解させた１．７２ｇのブルゴライト（Ｂｒｕｇｇｏｌｉｔｅ）ＦＦ６とを約３０分かけて加えた。この釜を周囲温度まで冷却した。３０℃において、水酸化アンモニウムを加えることによって、エマルジョンのｐＨをｐＨ９に調整した。このエマルジョンを釜から取り出し、濾過した。最終ラテックスは、４９．９％の固形分であり、粒子サイズは１１９ｎｍであり、Ｍｗは２．８×１０５ｇ／ｍｏｌであり、多分散度は３．４であった。
【００７８】
（実施例Ｋ２：エマルジョン重合による軟質高分子量ポリマーの調製）
実施例Ｋ２は、使用したモノマーが、９７３．６ｇのＢＡ、７２１．２ｇのＭＭＡ、２２．４ｇのＡＡ、および１．７２ｇのＮＤＤＭからなることを除けば、実施例Ｋ１と同じ方法で調製した２つの同じバッチの約１：１混合物であった。第１のバッチから得られた最終ラテックスは、４８．５％の固形分であり、粒子サイズが１１７ｎｍであり、Ｍｗが４．２×１０５ｇ／ｍｏｌであり、多分散度が６．１であった。第２のバッチから得られた最終ラテックスは４８．４％の固形分、粒子サイズが１１９ｎｍであり、Ｍｗが４．８×１０５ｇ／ｍｏｌであり、多分散度が６．５であった。
【００７９】
（実施例Ｋ３：エマルジョン重合による低分子量ポリマーの調製）
５７１．８ｇのＢＡ、９６６．６ｇのＭＭＡ、２０．３ｇのＡＡ、１５５．９ｇのＮＤＤＭ、および６２．７ｇのポリエチレングリコールラウリルエーテル硫酸ナトリウム３０％水溶液を、８１７ｇの脱イオン水と混合し、およびこの混合物を手持ち式ホモジナイザーで３０秒間撹拌してエマルジョンを得た。８６３ｇの脱イオン水、２３．１７ｇのポリエチレングリコールラウリルエーテル硫酸ナトリウム３０％水溶液、および３３．８ｇのメチル−β−シクロデキストリン５０％水溶液を、温度制御装置、凝縮器、および機械的撹拌装置が取り付けられた５リットルの四つ口丸底ガラス釜に加えた。撹拌しながら窒素下でこの釜を８５℃に加熱した。８５℃の釜温度で、７７．３ｇのアリコートの均質化したモノマーエマルジョンを釜に加え、直後に、２０ｇの水中に溶解させた６．８７ｇのＡＰＳを加えた。得られた混合物を５分間撹拌した。次に、反応温度を８５℃に維持しながら、約１２０分かけて残りのモノマーエマルジョンを釜に供給した。
【００８０】
モノマーエマルジョンの供給が終了してから、１００ｇの脱イオン水を釜に加え、続いてさらに１０分間８５℃で維持した後、６０℃まで冷却した。１２．７１ｇの０．１５重量％硫酸鉄溶液を釜に加えた後、５５．８１ｇの水中に溶解させた４．５８ｇの７０％ｔ−ブチルヒドロペルオキシドと、５６．１ｇの水中に溶解させた２．２９ｇのブルゴライトＦＦ６とを約３０分かけて加えた。この釜を周囲温度まで冷却した。３０℃において、水酸化アンモニウムを加えることによって、エマルジョンのｐＨをｐＨ９に調整した。このエマルジョンを釜から取り出し、濾過した。最終ラテックスは４５．４％の固形分であり、粒子サイズは９７ｎｍであり、Ｍｗは４．９×１０３ｇ／ｍｏｌであり、多分散度は２．０であった。
【００８１】
（実施例Ｋ４：エマルジョン重合による高分子量ポリマーの存在下での低分子ポリマーの調製）
（モノマーエマルジョン＃１）
２２８．９ｇのＢＡ、６１７．４ｇのＭＭＡ、１１．４ｇのＡＡ、０．９２ｇのＮＤＤＭ、および３９．３ｇのポリエチレングリコールラウリルエーテル硫酸ナトリウム３０％水溶液を、４００．４ｇの脱イオン水と混合し、この混合物を手持ち式ホモジナイザーで３０秒間撹拌してエマルジョンを得た。
【００８２】
（モノマーエマルジョン＃２）
２８６ｇのＢＡ、４８３．７ｇのＭＭＡ、１０．１４ｇのＡＡ、７８ｇのＮＤＤＭ、および３９．５ｇのポリエチレングリコールラウリルエーテル硫酸ナトリウム３０％水溶液を、４００ｇの脱イオン水と混合し、およびこの混合物を手持ち式ホモジナイザーで３０秒間撹拌してエマルジョンを得た。
【００８３】
８８０ｇの脱イオン水および６．８７ｇのポリエチレングリコールラウリルエーテル硫酸ナトリウム３０％水溶液を、温度制御装置、凝縮器、および機械的撹拌装置が取り付けられた５リットルの四つ口丸底ガラス釜に加えた。撹拌しながら窒素下でこの釜を８５℃に加熱した。８５℃の釜温度で、７７．３ｇのアリコートの均質化したモノマーエマルジョン＃１を釜に加え、直後に、２０ｇの水中に溶解させた６．８７ｇのＡＰＳを加えた。得られた混合物を５分間撹拌した。次に、反応温度を８５℃に維持しながら、残りのモノマーエマルジョン＃１を約４０分かけて釜に供給した。モノマーエマルジョン＃１の供給が終了してから、５０ｇの脱イオン水および３３．８ｇのメチル−β−シクロデキストリン５０％水溶液を反応器に加えた。次に、モノマーエマルジョン＃２を約６０分かけて反応器に供給した。モノマーエマルジョン＃２の供給が終了してから、５０ｇの脱イオン水を釜に加え、続いてさらに１０分間８５℃で維持した後、６０℃まで冷却した。１２．７１ｇの０．１５重量％硫酸鉄溶液を釜に加えた後、５３．７７ｇの水中に溶解させた４．５８ｇの７０％ｔ−ブチルヒドロペルオキシドと、５６．１ｇの水中に溶解させた２．２９ｇのブルゴライトＦＦ６とを約３０分かけて加えた。この釜を周囲温度まで冷却した。３０℃において、水酸化アンモニウムを加えることによって、エマルジョンのｐＨをｐＨ９に調整した。このエマルジョンを釜から取り出し、濾過した。最終ラテックスは４６．４％の固形分であり、粒子サイズは１２０ｎｍであった。分子量分析では２つのピークが検出され、一方のピークはＭｗが２．３×１０５ｇ／ｍｏｌで多分散度が２．０９であり、他方はＭｗが４．３×１０３ｇ／ｍｏｌで多分散度が２．１であった。
【００８４】
（実施例Ｋ５：エマルジョン重合による軟質高分子量ポリマーの調製）
１７．２ｇのＭＭＡの代わりに、３４．４ｇのメタクリル酸ウレイド５０％溶液を使用し、および１７．２ｇの脱イオン水をモノマーエマルジョン混合物から除去することを除けば、実施例Ｋ２と同じ方法でこの実施例を作製する。
【００８５】
（実施例Ｋ６：エマルジョン重合による高分子量ポリマーの存在下での低分子ポリマーの調製）
モノマーエマルジョン＃１中の８．６ｇのＭＭＡの代わりに１７．２ｇのメタクリル酸ウレイド５０％溶液を使用し、８．６ｇの脱イオン水をモノマーエマルジョン＃１から除去することを除けば、実施例Ｋ４と同じ方法でこの実施例を作製する。
【００８６】
（実施例Ｋ７：エマルジョン重合による高分子量ポリマーの存在下での低分子ポリマーの調製）
モノマーエマルジョン＃２中の７．８ｇのＭＭＡの代わりに、１５．６ｇのメタクリル酸ウレイド５０％溶液を使用し、７．８ｇの脱イオン水をモノマーエマルジョン＃２から除去することを除けば、実施例Ｋ４と同じ方法でこの実施例を作製する。
【００８７】
（実施例Ｋ８：エマルジョン重合による高分子量ポリマーの存在下での低分子ポリマーの調製）
モノマーエマルジョン＃１中の８．６ｇのＭＭＡの代わりに、１７．２ｇのメタクリル酸ウレイド５０％溶液を使用し、８．６ｇの脱イオン水をモノマーエマルジョン＃１から除去し、モノマーエマルジョン＃２中の７．８ｇのＭＭＡの代わりに、１５．６ｇのメタクリル酸ウレイド５０％溶液を使用し、７．８ｇの脱イオン水をモノマーエマルジョン＃２から除去することを除けば、実施例Ｋ４と同じ方法でこの実施例を作製する。
【００８８】
実施例Ｂ１〜Ｂ７においては、重量分析によって分散物の重量％固形分を求めた。ＨＰＬＣ型紫外検出器を取り付けたマテック（Ｍａｔｅｃ）ＣＨＤＦ ２０００粒子サイズ分析計を使用してポリマーの粒子サイズを求めた。
【００８９】
５８０〜７，５００，０００の範囲のピーク平均分子量と狭い分子量分布とを有するポリマー・ラボラトリーズのポリスチレン標準物質（ＰＳ−１）を使用してＳＥＣによってポリマーの数平均分子量および重量平均分子量を測定した。マーク−ホーウィング（Ｍａｒｋ−Ｈｏｕｗｉｎｋ）定数を使用してポリスチレンからＰＭＭＡに換算した。上記のようにＳＥＣを使用してコポリマー組成物の数平均分子量および重量平均分子量を測定した。
【００９０】
（実施例Ｂ１〜Ｂ３：エマルジョン重合による高分子量ポリマーの調製）
機械的撹拌装置、温度制御装置、凝縮器、モノマー供給ライン、開始剤供給ライン、および窒素流入口を取り付けた３リットルの四つ口丸底反応フラスコ中で重合を実施した。実施例１〜３で使用される水、界面活性剤、モノマー、および開始剤の個別の量は表１に示している。これらの成分を、以下の手順に従って加えた。７１５ｇの脱イオン水、１２ｇのＤＢＳ、および３８ｇの１５．２％Ｎａ２ＣＯ３水溶液を、窒素パージ下で撹拌しながら反応フラスコに加えた。次にこのフラスコを８６℃まで加熱した。この反応フラスコとは別のフラスコ中で、５５６ｇの脱イオン水、３９．６ｇのＤＢＳ、４１２ｇのＢＡ、１０４２ｇのＭＭＡ、および１４．６ｇのＭＡＡを加えることによってモノマーエマルジョンを調製した。ホモジナイザーでこれらの内容物を乳化させた。温度が８６℃に到達してから、ポリマー分散物を反応フラスコに加えた。次に、開始剤（３３ｇの脱イオン水中３．８６ｇのＡＰＳ）を反応フラスコに加えた。上記モノマーエマルジョンを１００分かけて供給した。上記モノマーエマルジョンとともに、開始剤溶液（９１ｇの脱イオン水中２．８９ｇのＡＰＳ）を、１００分かけて同時供給した。同時供給の間および同時供給終了からさらに３０分間、この反応混合物を８３〜８５℃に維持した。次にこの反応混合物を６５℃に冷却した。硫酸第一鉄、ｔｅｒｔ−ブチルヒドロペルオキシド、およびイソアスコルビン酸を加えることによって、未反応モノマーを減少させた。この反応を３５℃まで冷却し、水酸化アンモニウムで中和した。得られたポリマーを濾布に通して、凝固物を除去した。各ポリマーの粒子サイズ、重量％固形分、ｐＨ、およびガラス転移温度を表２に報告する。
【００９１】
【表２】
【００９２】
【表３】
【００９３】
（実施例Ｂ４：エマルジョン重合による低分子量ポリマーの調製）
機械的撹拌装置、温度制御装置、凝縮器、モノマー供給ライン、開始剤供給ライン、および窒素流入口を取り付けた３リットルの四つ口丸底反応フラスコ中で重合を実施した。成分を、以下の手順に従って加えた。３００ｇの脱イオン水、１２９．４ｇのエトキシル化ラウリル硫酸塩、および１５．５ｇの１６．１％Ｎａ２ＣＯ３水溶液を、窒素パージ下で撹拌しながら反応フラスコに加えた。次にこのフラスコを８５℃まで加熱した。この反応フラスコとは別のフラスコ中で、３５０ｇの脱イオン水、７．１ｇのエトキシル化ラウリル硫酸塩、２０３ｇのＢＡ、３５３ｇのＭＭＡ、１８８ｇのＳｔｙ、７．５ｇのＭＡＡ、および７．５ｇのＮＤＤＭを加えることによってモノマーエマルジョンを調製した。ホモジナイザーでこれらの内容物を乳化させた。温度が８５℃に到達してから、６９ｇのＢＡ／ＭＭＡ／ＭＡＡエマルジョンポリマーを反応器に加えた。開始剤（１３ｇの脱イオン水の２．５ｇのＡＰＳ）を反応フラスコに加えた。上記モノマーエマルジョンを１２０分かけて供給した。上記モノマーエマルジョンとともに、開始剤溶液（５０ｇの脱イオン水中０．５ｇのＡＰＳ）を１２０分かけて同時供給した。同時供給の間および同時供給終了からさらに２０分間、この反応混合物を８３〜８５℃に維持した。次にこの反応混合物を７０℃に冷却した。硫酸第一鉄、エチレンジアミン四酢酸、ｔｅｒｔ−ブチルヒドロペルオキシド、およびイソアスコルビン酸を加えることによって、未反応モノマーを減少させた。この反応を３５℃まで冷却し、水酸化アンモニウムで中和した。得られたポリマーを濾布に通して、凝固物を除去した。最終生成物は、１４４ｎｍであり、４５．１重量％の固形分であり、ｐＨが６．５であった。数平均分子量が２３，６８１、重量平均分子量が３８，４４３であった。このポリマーはガラス転移温度が５４℃であった。
【００９４】
（実施例Ｂ５〜Ｂ７：エマルジョン重合による高分子量ポリマーの存在下での低分子量ポリマーの調製）
機械的撹拌装置、温度制御装置、凝縮器、モノマー供給ライン、開始剤供給ライン、および窒素流入口を取り付けた５リットルの四つ口丸底反応フラスコ中で重合を実施した。実施例Ｂ５の場合は、成分を以下の手順に従って加えた。７１５ｇの脱イオン水、１２ｇのＤＢＳ、および３８ｇの１３．２％Ｎａ２ＣＯ３水溶液を、窒素パージ下で撹拌しながら反応フラスコに加えた。次にこのフラスコを８６℃まで加熱した。この反応フラスコとは別のフラスコ中で、３３４ｇの脱イオン水、２３．８ｇのＤＢＳ、２４７ｇのＢＡ、６２５ｇのＭＭＡ、８．９ｇのＭＡＡを加えることによってモノマーエマルジョンを調製した。ホモジナイザーでこれらの内容物を乳化させた。別のフラスコ中で、２６０ｇの脱イオン水、１５．８ｇのＤＢＳ、３５４ｇのＢＡ、２２９ｇのＭＭＡ、５．９ｇのＭＡＡ、および９９．６ｇのＮＤＤＭを加えることによって第２のモノマーエマルジョンを調製した。これらの内容物もホモジナイザーで乳化させた。温度が８５℃に到達してから、ポリマー分散物を反応フラスコに加えた。開始剤（３３ｇの脱イオン水中３．８６ｇのＡＰＳ）を反応フラスコに加えた。第１のモノマーエマルジョンを６０分かけて供給した。上記モノマーエマルジョンとともに、開始剤溶液（９１ｇの脱イオン水中２．８９ｇのＡＰＳ）を、１００分かけて同時供給した。第１のモノマーエマルジョンの供給が終了してから、供給ラインを５０ｇの脱イオン水で洗浄した。次にメチル−βシクロデキストリンを反応フラスコに加えた。この直後、第２のモノマーエマルジョンを４０分かけて供給した。同時供給の間および同時供給終了からさらに３０分間、この反応混合物を８３〜８５℃に維持した。次にこの反応混合物を７０℃に冷却した。硫酸第一鉄、ｔｅｒｔ−ブチルヒドロペルオキシド、およびイソアスコルビン酸を加えることによって、未反応モノマーを減少させた。この反応を３５℃まで冷却し、水酸化アンモニウムで中和した。得られたポリマーを濾布に通して、凝固物を除去した。実施例５〜７においてこの手順で使用した水、界面活性剤、モノマー、および開始剤の個別の量は表３に示している。
【００９５】
【表４】
【００９６】
ＳＥＣで分析すると、実施例Ｂ５、Ｂ６、およびＢ７のそれぞれは２つのモードの分子量を示した。結果を表４に示す。
【００９７】
【表５】
【００９８】
（水性コーティング組成物を評価するための試験方法）
光沢：３ミルのバード・フィルム・アプリケーター（Ｂｉｒｄ ｆｉｌｍ ａｐｐｌｉｃａｔｏｒ）を使用して、レネタ（Ｌｅｎｅｔａ）チャート（レネタ・カンパニー（Ｔｈｅ Ｌｅｎｅｔａ Ｃｏｍｐａｎｙ），ニュージャージー州モーウォー（Ｍａｈｗａｈ，Ｎ．Ｊ．））の上にコーティング組成物を延ばす。このサンプルを７５°Ｆおよび相対湿度５０％で乾燥させる。ＢＹＫ−ガードナー・ヘイズ−グロス・メーター（ＢＹＫ−Ｇａｒｄｎｅｒ Ｈａｚｅ−Ｇｌｏｓｓ ｍｅｔｅｒ）（ＢＹＫガードナー（ＢＹＫ Ｇａｒｄｎｅｒ）、メリーランド州コロンビア（Ｃｏｌｕｍｂｉａ，ＭＤ））を使用して２０°および６０°の光沢を測定する。
【００９９】
振り子硬度：５ミルのブロックアプリケーターを使用して、未処理のアルミニウム板上にコーティング組成物を延ばす。このサンプルを７５°Ｆおよび相対湿度５０％で乾燥させる。Ｂｙｋマリンクロット・ケーニッヒ振り子硬度試験器（Ｂｙｋ Ｍａｌｌｉｎｃｋｒｏｄｔ Ｋｏｎｉｇ Ｐｅｎｄｕｌｕｍ Ｈａｒｄｎｅｓｓ Ｔｅｓｔｅｒ）（ＢＹＫガードナー、メリーランド州コロンビア）を使用して振り子硬度を測定した。揺れた数に因子１．４を乗じることで振り子硬度が求められる。
【０１００】
表５により、実施例塗料の顔料粉砕物を得た。すべての重量の単位はｇである。
【０１０１】
【表６】
【０１０２】
表６、７，８、および９は、エマルジョンポリマー実施例の評価に使用するための水性コーティング組成物を形成するために粉砕物に加えた他の配合成分（レットダウン）を示している。
【０１０３】
【表７】
【０１０４】
【表８】
【０１０５】
【表９】
【０１０６】
【表１０】
【０１０７】
【表１１】
【０１０８】
実施例Ｔ１と比較例Ｔ１の比較から、高分子ポリマーの存在下で低分子量ポリマー（Ｃ）が重合した本発明の分散物の実施例Ｋ４を配合した水性コーティング組成物が、同量の（Ｃ）を別に形成して水性コーティング組成物と混合した比較例よりも硬度増加が優れていることが分かる。
【０１０９】
【表１２】
【０１１０】
実施例Ｔ２および比較例Ｔ２、実施例Ｔ３および比較例Ｔ３、実施例Ｔ４および比較例Ｔ４により、同量の硬質高分子ポリマーが存在する場合の本発明の分散物および比較例の分散物を配合した塗料の性能を比較している。本発明の分散物を配合した塗料の方が光沢性能が優れていることが分かる。
【０１１１】
【表１３】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリマー粒子（Ａ）と、ポリマー粒子（Ｂ）と、少なくとも１種類の低分子量ポリマー（Ｃ）とを含む水性ポリマー分散物であって、
ａ）ポリマー粒子（Ａ）が、５０，０００を超えるＭｗと０〜１６０の酸価とを有する高分子量ポリマーｐＡを含み、
ｂ）ポリマー粒子（Ｂ）が、５０，０００を超えるＭｗと０〜１６０の酸価とを有する高分子量ポリマーｐＢを含み、
ｃ）Ｃが、１０℃未満の計算Ｔｇ，（ｌｏｗ）と、７，５００未満のＭｎと、０〜８０の酸価とを有し、少なくとも１種類のエチレン系不飽和非イオン性モノマーの重合によって形成される付加ポリマーであり、
ｄ）前記分散物中のポリマーの全重量を基準にしたｐＡの重量パーセンテージが少なくとも５％であり、
ｅ）ｐＡの全重量を基準にした（Ｃ）の重量パーセンテージが少なくとも５％であり、
ｆ）ｐＡが（Ｃ）の存在下で形成され、さらに
ｇ）ポリマー粒子（Ａ）がポリマー粒子（Ｂ）と、組成において異なる（ここにおいて、
Ａ）ｐＡが、ｐＢ中には存在しない少なくとも１種類のモノマーの重合残基を含む場合、もしくはｐＢが、ｐＡ中には存在しない少なくとも１種類のモノマーの重合残基を含む場合、ｐＡとｐＢは化学組成が異なり、または、
Ｂ）ｐＡがモノマー混合物から形成され、ｐＡの形成に使用されるモノマーの全重量を基準にした所与のモノマーの重量パーセンテージが、ｐＢの形成に使用されるモノマーの全重量を基準にした前記の所与のモノマーの重量パーセンテージと少なくとも５％異なる場合、ｐＡとｐＢは化学組成が異なり得る。）水性ポリマー分散物。
【請求項２】
ｐＡと（Ｃ）とを含む水性分散物を、ｐＢを含む水性分散物とブレンドすることによって形成される、請求項１記載の水性ポリマー分散物。
【請求項３】
ｐＡと（Ｃ）とを含む水性分散物の存在下で少なくとも１種類のエチレン系不飽和モノマーを重合させることによってｐＢが形成される、請求項１記載の水性ポリマー分散物。
【請求項４】
ＣのＭｎが４，０００未満である、請求項１〜３のいずれか１項記載の水性ポリマー分散物。
【請求項５】
ｐＡの計算Ｔｇ∞がｐＢの計算Ｔｇ∞と少なくとも１０℃異なる、請求項１〜４のいずれか１項記載の水性ポリマー分散物。
【請求項６】
ポリマー粒子（Ａ）の数平均粒子サイズがポリマー粒子（Ｂ）の数平均粒子サイズと少なくとも５０ナノメートル異なる、請求項１〜５のいずれか１項記載の水性ポリマー分散物。
【請求項７】
疎水性キャビティーを有する高分子有機化合物の存在下で（Ｃ）が形成される、請求項１〜６のいずれか１項記載の水性ポリマー分散物。
【請求項８】
ポリマー粒子（Ａ）と、ポリマー粒子（Ｂ）と、少なくとも１種類の低分子量ポリマー（Ｃ）とを含む水性ポリマー分散物であって、
ａ）ポリマー粒子（Ａ）が、５０，０００を超えるＭｗと、０〜１６０の酸価と、少なくとも４０℃の計算Ｔｇ∞とを有する高分子量ポリマーｐＡを含み、
ｂ）ポリマー粒子（Ｂ）が、５０，０００を超えるＭｗと、０〜１６０の酸価と、−１０〜３０℃の計算Ｔｇ∞とを有する高分子量ポリマーｐＢを含み、
ｃ）Ｃが、１０℃未満の計算Ｔｇ，（ｌｏｗ）と、７，５００未満のＭｎと、０〜８０の酸価とを有し、少なくとも１種類のエチレン系不飽和非イオン性モノマーの重合によって形成される付加ポリマーであり、
ｄ）前記分散物中のポリマーの全重量を基準にしたｐＡの重量パーセンテージが少なくとも５％であり、
ｅ）前記分散物中のポリマーの全重量を基準にした（Ｃ）の重量パーセンテージが少なくとも１％である、水性ポリマー分散物。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項記載の水性分散物を含むコーティング組成物。
【請求項１】
ポリマー粒子（Ａ）と、ポリマー粒子（Ｂ）と、少なくとも１種類の低分子量ポリマー（Ｃ）とを含む水性ポリマー分散物であって、
ａ）ポリマー粒子（Ａ）が、５０，０００を超えるＭｗと０〜１６０の酸価とを有する高分子量ポリマーｐＡを含み、
ｂ）ポリマー粒子（Ｂ）が、５０，０００を超えるＭｗと０〜１６０の酸価とを有する高分子量ポリマーｐＢを含み、
ｃ）Ｃが、１０℃未満の計算Ｔｇ，（ｌｏｗ）と、７，５００未満のＭｎと、０〜８０の酸価とを有し、少なくとも１種類のエチレン系不飽和非イオン性モノマーの重合によって形成される付加ポリマーであり、
ｄ）前記分散物中のポリマーの全重量を基準にしたｐＡの重量パーセンテージが少なくとも５％であり、
ｅ）ｐＡの全重量を基準にした（Ｃ）の重量パーセンテージが少なくとも５％であり、
ｆ）ｐＡが（Ｃ）の存在下で形成され、さらに
ｇ）ポリマー粒子（Ａ）がポリマー粒子（Ｂ）と、組成において異なる（ここにおいて、
Ａ）ｐＡが、ｐＢ中には存在しない少なくとも１種類のモノマーの重合残基を含む場合、もしくはｐＢが、ｐＡ中には存在しない少なくとも１種類のモノマーの重合残基を含む場合、ｐＡとｐＢは化学組成が異なり、または、
Ｂ）ｐＡがモノマー混合物から形成され、ｐＡの形成に使用されるモノマーの全重量を基準にした所与のモノマーの重量パーセンテージが、ｐＢの形成に使用されるモノマーの全重量を基準にした前記の所与のモノマーの重量パーセンテージと少なくとも５％異なる場合、ｐＡとｐＢは化学組成が異なり得る。）水性ポリマー分散物。
【請求項２】
ｐＡと（Ｃ）とを含む水性分散物を、ｐＢを含む水性分散物とブレンドすることによって形成される、請求項１記載の水性ポリマー分散物。
【請求項３】
ｐＡと（Ｃ）とを含む水性分散物の存在下で少なくとも１種類のエチレン系不飽和モノマーを重合させることによってｐＢが形成される、請求項１記載の水性ポリマー分散物。
【請求項４】
ＣのＭｎが４，０００未満である、請求項１〜３のいずれか１項記載の水性ポリマー分散物。
【請求項５】
ｐＡの計算Ｔｇ∞がｐＢの計算Ｔｇ∞と少なくとも１０℃異なる、請求項１〜４のいずれか１項記載の水性ポリマー分散物。
【請求項６】
ポリマー粒子（Ａ）の数平均粒子サイズがポリマー粒子（Ｂ）の数平均粒子サイズと少なくとも５０ナノメートル異なる、請求項１〜５のいずれか１項記載の水性ポリマー分散物。
【請求項７】
疎水性キャビティーを有する高分子有機化合物の存在下で（Ｃ）が形成される、請求項１〜６のいずれか１項記載の水性ポリマー分散物。
【請求項８】
ポリマー粒子（Ａ）と、ポリマー粒子（Ｂ）と、少なくとも１種類の低分子量ポリマー（Ｃ）とを含む水性ポリマー分散物であって、
ａ）ポリマー粒子（Ａ）が、５０，０００を超えるＭｗと、０〜１６０の酸価と、少なくとも４０℃の計算Ｔｇ∞とを有する高分子量ポリマーｐＡを含み、
ｂ）ポリマー粒子（Ｂ）が、５０，０００を超えるＭｗと、０〜１６０の酸価と、−１０〜３０℃の計算Ｔｇ∞とを有する高分子量ポリマーｐＢを含み、
ｃ）Ｃが、１０℃未満の計算Ｔｇ，（ｌｏｗ）と、７，５００未満のＭｎと、０〜８０の酸価とを有し、少なくとも１種類のエチレン系不飽和非イオン性モノマーの重合によって形成される付加ポリマーであり、
ｄ）前記分散物中のポリマーの全重量を基準にしたｐＡの重量パーセンテージが少なくとも５％であり、
ｅ）前記分散物中のポリマーの全重量を基準にした（Ｃ）の重量パーセンテージが少なくとも１％である、水性ポリマー分散物。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項記載の水性分散物を含むコーティング組成物。
【公開番号】特開２０１０−２６１０５０（Ｐ２０１０−２６１０５０Ａ）
【公開日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１０−１８６７９９（Ｐ２０１０−１８６７９９）
【出願日】平成２２年８月２４日（２０１０．８．２４）
【分割の表示】特願２００６−１０１４３７（Ｐ２００６−１０１４３７）の分割
【原出願日】平成１８年４月３日（２００６．４．３）
【出願人】（５９０００２０３５）ローム アンド ハース カンパニー (524)
【氏名又は名称原語表記】ＲＯＨＭ ＡＮＤ ＨＡＡＳ ＣＯＭＰＡＮＹ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８６７９９（Ｐ２０１０−１８６７９９）
【出願日】平成２２年８月２４日（２０１０．８．２４）
【分割の表示】特願２００６−１０１４３７（Ｐ２００６−１０１４３７）の分割
【原出願日】平成１８年４月３日（２００６．４．３）
【出願人】（５９０００２０３５）ローム アンド ハース カンパニー (524)
【氏名又は名称原語表記】ＲＯＨＭ ＡＮＤ ＨＡＡＳ ＣＯＭＰＡＮＹ
【Ｆターム（参考）】
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