JPH05506684A - インクに改善された耐水性を付与する水分散性ポリエステル - Google Patents

インクに改善された耐水性を付与する水分散性ポリエステル

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JPH05506684A JP91507644A JP50764491A JPH05506684A JP H05506684 A JPH05506684 A JP H05506684A JP 91507644 A JP91507644 A JP 91507644A JP 50764491 A JP50764491 A JP 50764491A JP H05506684 A JPH05506684 A JP H05506684A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 インクに改善された耐水性を付与する水分散性ポリエステル見匪立分1 本発明は、イソフタル酸、5−ソジオスルホイソフタル酸、1゜4−シクロヘキ サンジメタツール及びジエチレングリコールの特定量の反復単位を含有する水分 散性ポリエステル、並びにそれらから製造された印刷インクに関する。
見匪辺薯1 水分散性または散逸性(dissipatable )ポリエステルを、例えば 顔料のキャリヤーまたはバインダーとして使用する水性印刷インクが当該技術分 野では知られており、例えば、米国特許第4,883,714号;同第4,84 7,316号;同第4,704,309号及び同第4,738,785号明細書 に教示されている。これらの従来技術の特許明細書に記載されているポリエステ ルは、ポリ(エチレングリコール)部分(その定義にはジエチレングリコールが 含まれる)と、芳香核に結合した金属スルホネート部分との存在を必要としてい る。このようなポリエステルを含有するインクは、多くの望ましい特性、例えば 各種支持体への良好な接着性や幅広い粘度範囲、を有することが知られている。
このようなインクが当該技術において非常に望ましい理由は、それらが水性また は水系であり、こうして多量の有機溶剤の使用を避けることができるからである 。
しかしながら、印刷工業において用いられる支持体や印刷条件の範囲が広いため 、特定のインク配合物では、ある用途については理想的な特性を示しても、別の 用途については乏しい特性を示しかねない。先に引用した技術において例示され た特定のポリエステルを使用して製造された印刷インクは、ある支持体く例えば 、コーテッドペーパー)上では良好な耐水性を示すが、別の支持体く例えば、ア ルミニウムのような特定の金属)上での耐水性は乏しいことを我々は見い出した 。当該技術分野では、アルミニウムのような支持体用のインクに改善された耐水 性を付与すると同時に、他の望ましい特性を保持するポリエステルが必要とされ ている。また、当該技術分野では、改善された耐ブロック性を有する水性インク も必要とされている。我々は、当該技術分野の上述の必要性に応じる新しい種類 のポリエステルを意外にも発見した。
見肌例亘1 本発明は、25°Cのフェノール/テトラクロロエタンの60/40重量部溶液 中、溶剤10(11当たりポリエステル0.5グラムの濃度で測定したときに少 なくとも約0.1の固有粘度を示す線状の水散透性ポリエステルに関する。該ポ リエステルは、ヒドロキシ部分の反復単位(100モル%)に対して実質的に等 モル比率の酸部分反復単位(100モル%)を含有する。該ポリエステルは、以 下の成分くa)、(b)、(C)及び(d)の反復単位を含んで成る。
ここで記載したすべてのモルパーセントは、すべての酸及びヒドロキシ部分の反 復単位の総量(200モル%に等しい)を基準とする。
(a)イソフタル酸約90〜約97モル%、(b)5−スルホイソフタル酸約3 〜約10モル%、(c)1.4−シクロヘキサンジメタツール約70〜約85モ ル%、及び (d)ジエチレングリコール約15〜約30モル%。
本発明はまた、 (A)少なくとも一種の本発明のポリエステル約4〜約80重量%、 (B)少なくとも一種の着色剤0〜約45重量%、及び(C)水約15〜約95 重量%、 を含んで成るインク組成物またはそれらの濃縮物にも関する。
灸10鎧鳳虚見亙 本発明のポリエステルは、印刷インクにおいて有用であることが知られている従 来技術のポリエステルの一般的教示の範囲内にあるが、従来技術には、本発明の 新規ポリエステルを、そしてこのようなポリエステルがインクに付与する鵞くべ き耐水性及び耐ブロック性を教示するあるいは導くものはまったくない。
本明細書中で用語「水散透性」または「水分散性」が用いられる場合には、適用 可能なポリマーに対する水または水溶液の活性(aCtivity )を意味す ることが理解される。該用語は、詳細には、溶液がポリマー材料を内部に及び/ または全体に溶解及び/または分散しているそのような状況を包含することが意 図されている。
本発明のポリエステルは、本開示の実施例の部分及び本開示中に引用した従来技 術特許に記載されている方法論に従って製造することができる。
本発明のポリエステル中の特定成分の用語「反復単位」は、ポリエステル中に導 入されるべき当該技術分野に周知の特定成分の反復単位を意味する。こうして、 「1.4−シクロヘキサンジメタツール反復単位」は、構造式: の部分であり、「イソフタル酸反復単位」は、構造式:の部分であり、「5−ス ルホイソフタル酸反復単位」は、構造式:のものであり、モして「ジエチレング リコール反復単位」は、構造式: %式% それゆえ、本発明のポリエステルを製造するためには、所望の反復単位を生じる いずれの化学誘導体でも使用することができる。例えば、対応する酸無水物、エ ステル、及び酸塩化物(並びにそれ自身遊離の二階)を特定の出発材料として使 用して、ポリエステル中に所望のジカルボン酸反復単位を導入することができる 。本発明のポリエステル中の酸部分反復単位の総量は100モル%である。本発 明のポリエステル中の酸部分反復単位は成分(a)及び(b)であり、よってポ リエステル中の成分(a)プラス(blの全モル%が100モル%である。同様 に、本発明のポリエステル中のヒドロキシ部分反復単位の総量は100モル%で ある。本発明のポリエステル中のヒドロキシ部分反復単位は成分(C)及び(d )であり、よってポリエステル中の成分(C)プラス(d)の全モル%が1゜0 モル%である。そこで、ポリエステル中のすべての酸部分及びヒドロキシ部分の 反復単位の総量は合わせて200モル%になる。
該ポリエステルにおいて、成分(、b )、すなわち5−スルホイソフタル酸は 、典型的には金属スルホネート塩の形態にある。スルホネート塩基の金属イオン は、Na”、Li”、K゛、Mg”、Ca”、Cu”、Fe”またはFe””で あることができる。スルホネート塩が非金属系であって、米国特許第4,304 ,901号明細書(本明細書に参照として取り入れる)に記載されている窒素含 有塩基であることも可能である。最も好ましい成分または反復単位は5−ソジオ スルホイソフタル酸である。
本発明の特定の水散透性ポリエステル材料の固有粘度(1,V、)は、60/4 0重量部のフェノール/テトラクロロエタン中で約0.5重量%のポリマー濃度 を使用して、1/2mlのキャピラリーバルブを有するWagner粘度計(N ew Jersey州VinelandのLab Glass社製)で、AST M 02857−70試験法によって測定した場合、少なくとも約0.1である 。ポリエステルの1.V、が約0.1〜約1.0であることが好ましく、それが 約0.2〜約0.6であることがより好ましい。1.V。
を定量する手順は、ポリマー/溶剤系を120“Cに15分間加熱し、その溶液 を25°Cに冷却し、モして25°Cで流動時間を計測することによって行われ る。1.V、は以下の式から算出する。
(?7)=ポリマー濃度0.5g/100+L溶剤での25℃における固有粘度 ; ln=自然対数; 12=試料の流動時間: ts=溶剤ブランクの流動時間;及び C=溶剤100mL当たりのポリマー(g)の濃度=0.5本出願明細書全体に おける固有粘度の単位はデシリットル/グラムである。
本発明の特に好ましいポリエステルとして以下のものが挙げられる: 成分(a)が約91モル%のイソフタル酸で、成分(b)が約9モル%の5−ソ ジオスルホイソフタル酸で、成分(C)が約75モル%の1,4−シクロヘキサ ンジメタツールで、そして成分(d)が約25モル%のジエチレングリコールで あるもの;成分(、a )が約93モル%のイソフタル酸で、成分(b)が約7 モル%の5−ソジオスルホイソフタル酸で、成分(C)が約70モル%の1.4 −シクロヘキサンジメタツールで、そして成分(d )が約30モル%のジエチ レングリコールであるもの;成分(a)が約93モル%のイソフタル酸で、成分 (b)が約7モル%の5−ソジオスルホイソフタル酸で、成分<C>が約85モ ル%の1.4−シクロヘキサンジメタツールで、そして成分(d)が約15モル %のジエチレングリコールであるもの;成分(a)が約95モル%のイソフタル 酸で、成分(blが約5モル%の5−ソシオスルホイソフタル酸で、成分(C) が約85モル%の1. 4−シクロヘキサンジメタツールで、そして成分1d) が約15モル%のジエチレングリコールであるもの;成分(a)が約95モル% のイソフタル酸で、成分(b)が約5モル%の5−ソシオスルホイソフタル酸で 、成分(C)が約70モル%の1.4−シクロヘキサンジメタツールで、そして 成分(、d )が約30モル%のジエチレングリコールであるもの;及び成分( a)が約97モル%のイソフタル酸で、成分(b)が約3モル%の5−ソジオス ルホイソフタル酸で、成分(C)が約85モル%の1,4−シクロヘキサンジメ タツールで、そして成分(d)が約15モル%のジエチレングリコールであるも の。
本明細書中の用語「インク」または「インク組成物」は広い意味で用いられてお り、文字、模様、及びデザインのないコーティングのようなすべての形態におけ るコーティングのための使用を含み、該コーティングが顔料のような着色剤を含 有することや、完成インク、オーバープリント及びプライマーを含むか否かとは 関係が無い。
本発明のインク組成物では、成分(A)が約5〜90重量%の量で存在し、成分 1)が約0〜35重量%の量で存在し、そして成分(C)が約15〜90重量% 、より好ましくは約35〜90重1%の量で存在することが好ましい(該パーセ ントは成分(A)〜(C)の総重量を基準とするン。該インク組成物が完成イン クである場合には、少なくとも約0.5重量%の着色剤(成分(B))が存在す ることが好ましい。より典型的には、インクには、少なくとも約1重量%、好ま しくは少なくとも約5重量%の着色剤が存在する。
該インク組成物が有機顔料を含有する場合、典型的には、このような有機顔料は 全組成物の約17.5重量%以下の量で存在する。該インク組成物が無機顔料を 含有する場合、典型的には、このような無機顔料は全組成物の約50重量%以下 の量で存在する。
該インク組成物は、一種以上の別の添加剤を、全組成物の約15重量%以下、好 ましくは約3重量%以下で任意に含有することができる。このような別の添加剤 には、ワックス類、例えばJonwax (商H)26、Jonwax I20  (米国Wisconsin 4340:t、RacineのS、 C,Joh nson and 5ons社より市販)、またはVanwax (商標) 3 5 (New Jersey07026、GarfieldのVantageよ り市販);界面活性剤、例えば5urfyno1(商1)104または5urf ynol 440 (Pennsylvania 18105、A11ent。
wnのAir Products and Chemicalsより市販)、C arbowet 990 (Vantageより市販)、Aarosol (商 標) 0T−75(New Jersey 07470、WayneのAler ican Cyanamidより市販);脱泡剤、例えばFoamaster  (商標)111 (Ne11Jersey 07960、MOrri!1tOW nの)Ienke1社より市販);炭素原子1〜10fllを含有するアルコー ル、例えばエタノール、メタノール、n−プロピルアルコールまたはイソプロピ ルアルコール;グリコール、例えばエチレングリコールまたはプロピレングリコ ール;アルコールエーテル、例えばプロピレングリコールモノメチルエーテル、 ニチレングリコールモノブチルエーテルまたはプロピレングリコールモノメチル エーテル;殺生剤、PH安定化剤;増結剤、例えばAcrysol (商標)  RM−825(Pann5ylvania 19105、Phi 1adelp hiaのRohm & )Iaasより市販)、などが含まれる。
本発明のインク組成物における特定の別の添加剤の好ましい量を以下の表に記載 する。
脱泡剤または消泡剤を約0.05〜0125重量%で使用することが特に好まし く、より好ましくは約0.1〜0.25重量%である。殺生剤は、典型的には、 0〜約1重量%の量で存在する。ある特定のインク組成物、とりわけオーバープ リントにはワックス類が特ζ:有用であり、そしてこのようなインクは、典型的 には、前記ワックス類の一+!以上を少なくとも0.01重量%で含有する。
当該技術分野で認識されるように、いずれか特定のインク用途に望まれる正確な 成分や成分特性は変化しつるので、ある特定の用途及び所望の特性に対する任意 成分及び成分比率を決めるには日常実験を要する可能性がある。
もちろん、本発明のインク組成物の成分(A)〜(C)のうちのいずれか二種以 上を使用できることが期待される。さらに、安全性の理由から、本発明のインク の引火点が約100’F(37,78°C)よりも高いことが好ましい。
該インク組成物は、支持体、例えば金属箔、新聞印刷用紙、漂白及び未漂白クラ フト紙、クレー被覆紙、ガラス、圧延紙、ステンレスペーパー、板紙、並びにポ リエステル、ポリカーボネート、セルロースエステル、再生セルロース、ポリ( 塩化ビニリデン)、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリエチレンまたはポリスチ レンのフィルムまたは他の支持体上に印刷されることが好ましい。
本発明のインク組成物は、典型的なインク用途、例えばフレキソグラフ、グラビ ア、凸版、インクジェットまたはスクリーンプロセス印刷用途のいずれに用いる こともできる。本発明のインク組成物は、ポリエステルのようなプラスチックフ ィルム;アルミニウム箔;ガラス及び紙を含む幅広い種類の支持体に対して優れ た接着性を示す。
本発明のインク組成物は、一般に、約8.2以下のpHを示し、好ましくは約5 〜8のpHを示す、pHが約8.2よりも高い場合には、ポリマーが加水分解し である状況下で系のゲル化をもたらしかねないという危険性がある。
ポリエステル材料は、本明細書に記載した技法または当該技術分野に周知の技法 を用いて水または水溶液中に分散させて、次いで他の成分と配合させることがで きる。以下の一般手順を使用してボリエステルを水に分散させることができる: 水を約140’F(60°C)〜約200’F(93,33°C)に予備加熱す べきであり、そしてベレット状のポリエステルを高ぜん断種はん下の渦に素早く 加える。
CO%l1es溶解機、Waring (商標)配合機または類似の装亘を使用 することができる。調製される体積に依存して、ベレットの分散は攪はんしなが ら約15〜約50間の範囲内で完了すべきである。ポリエステルの全量をある時 間にわたり分けて加えることが望ましい。
冷却しなから攬はんを継続して、水の蒸発による表面での濃縮を防止することが 望ましい可能性がある。その分散液の粘度は25〜30%のポリエステル水準以 下で低く保たれ、そしてこれらの水準を超えると粘度は急に増加する。該分散液 の粘度は、分散温度、せん断及び時間によって影響される得られたポリマー分散 度によって影響を受ける。ポリエステル含有量は、典型的には、水性分敢渣の約 15〜約50重量%の範囲にあることができ、たいていの用途については約26 〜約38重量%が好ましい。
本発明のインク、オーバープリント及びプライマーは、例えば米国特許第4,1 48,779号明細書に開示されているように製造することができ、その全体を 本明細書では参照する。例えば、印刷インク、オーバープリントまたはプライマ ーは以下のように製造することができる。顔料をポリマー分散液に加えて、そし て適当に調整された粘度において、ボールミル、サンドミル、高ぜん断流動ミル 、Cowlas溶解機、Kadyミルなどを用いて分散させる。約220〜36 0・F(104,44〜182.22℃)に加熱した2本ロール機で練磨するこ と及び所望の加工助剤、例えば溶剤または可塑剤を使用することによって、顔料 をポリマー中に直接分散させることも可能である。
インク組成物の粘度や印刷特性は、水、溶剤、可塑剤、封鎖ワックス(5equ estered wax )、界面活性剤などの添加によりさらに改質して、特 定の印刷ニーズに適合させることができる。これら任意の添加剤の量や性質につ いては、本明細書に既に記載した。
本発明は、いずれのタイプの着色剤にも限定されず、そしてポリエステル、水ま たは水性ポリマー系のいずれかにいずれかの方法で分散、練磨、混合、配合また は溶解されうるいずれの顔料または分散染料にも適合することができる。
本発明における使用に有用なC,1,顔料の例を以下の表に記載する。
徨爬 C,1,Pigment フェレート(4−1,)、ヘキサキス(シアノ−CB lue 27 −アンモニウム鉄(,3+、) (1:1:1)C,r、 Pi gment 2−ナフタレノール、1−[(2,4−ジニトロフエOrange  5 ニル)アゾコ− −エトキシフェニル)−3−ヒドロキシ−C,1,Pigment 5−アミノ ベンズイミダシロンのアセトアセチYellow 151 ル誘導体と結合した ジアゾ化アニリン誘導体C,r、 Pigment アセトアセトアニリドの誘 導体と結合した3゜Yellow 126 3’−シクロロベンシデンのテトラ アゾ化誘導体上に特別に示したものの他に有用な顔料は、HPIR工原材料デー タ、Vol、 4、顔料(1983)に記載されているものを含む。
本発明のポリエステルを用いて製造されたインクは、従来技術に特別に開示され ているように製造されたポリエステルを使用して製造されたインクと比較して、 ある特定の支持体、例えばアルミニウム箔のような特定の金属やポリ(エチレン テレフタレート)のようなプラスチック上の耐水性を改善した。さらにまた、本 発明のポリエステルを使用して製造されたインクは、従来技術のインクと比較し て改善された耐ブロック性をも示す。
典型的には、耐水性に関しては、本発明のインク組成物は、アルミニウム支持体 及び/または他の非孔質支持体上に印刷された場合、水接触1.5及び/または 20分において少なくとも3、好ましくは4の耐水性値を示す。耐水性値は、本 開示の実施例部に記載した方法論に従い決定される。
典型的には、耐70ツク性に関しては、本発明のインク組成物は、クレー被膜紙 上に印刷された場合、110.120.130及び/または140’F (43 ,33,48,89,54,44及び/または60”C)で評価したときに少な くとも3、好ましくは4の耐フロック性等級を示す。耐フロック性値は、本開示 の実施例部に記載した方法論に従い決定される。
以下の実施例は本発明を説明するためのものであり、これを限定するものとして 解釈すべきではない。別に示さない限りすべてのパーセントは重量によるもので ある。
灸i羽 並止ヱニ911 調製したポリマーは、イソフタルa(1)、5−ソシオスルホイソフタル酸(S IP)、ジエチレングリコール(DEG)及び1゜4−シクロヘキサンジメタツ ール(CHDM)由来のコポリエステルである。酸部分を形成するのに使用され る出発化合物は、酸、ジメチルエステル、ジエチレングリコールエステルまたは 他の適当なエステル(例、エチル、混合DEG、CHDM)のいずれか、あるい はDEGジエステルのように系に導入されるかまたは除去される続く反応生成物 及びグリコールと反応しつるものとして存在することができる(米国特許第3, 546,008号;同第3,734,874号;及び同第3.779,993号 明細書を参照のこと)。また、米国特許第3,546,008号;同第3,73 4,874号;及び同第3,779,993号明細書に記載されているように、 スルホネート上のNa0代わりに他のカチオンを用いることもできる。一般に、 ポリマーの調製にはエステル化、エステル交換及びポリエステル化に用いられる 典型的な触媒を使用することができる(米国特許第3,546,008号;同第 3,734,874号;及び同第3,779゜993号明細書を参照のこと)。
該ポリマーは、従来のポリエステル化法によって調製される。
以下の技法によって実験室で0.5モルのポリマーを調製する。
97モル%のイソフタル酸と3モル%の5−ソジオスルホイソフタル酸からなる 酸成分、54モル%のジエチレングリコールと46モル%の1,4−シクロヘキ サンジメタツール(シス/トランス比約35/65)のグリコールを用いてポリ マーを調製する。以下を500m1の丸底フラスコ中で直接秤量するか、あるい は秤量して移す。
実11例」2(比較用) イソフタル酸 80.51 g (0,485モル)5−ソジオスルホイソフタ ル酸 4.02 g (0,015モル)ジエチレングリコール 54.06  g (0,51モル)1.4−シクロヘキサンジメタツール 37.44 g  (0,26モル)無水酢酸ナトリウム 0.123 g (0,0015モルフ チタニウムテトライソプロポキシド触媒 1.021111 (100ppm) ステンレススチール製のスターラーシャフト及びグレードを使用して系を攪はん することで反応と揮発分の除去とを促進した。加熱媒体として、温度側#器に接 続した加熱マントル中に配置したBe 1mant金属浴を使用した。系を窒素 でパージし、実験中にはN2ガスシール下で保持した。ドライアイストラップを 使用して揮発分を収集した。エステル化工程後の分子量増成のために、油系真空 ポンプを使用して系を減圧下に置いた。
浴を220°Cに加熱して、フラスコと内容物を浴に挿入し、そして80分間攬 はんした。温度を約10分間かけて265“Cに上昇させ、そして系を5分間か けて減圧下(< 10s■torr)とし、10分間保持した。系を窒素パージ に戻し、ポリマーを冷却してフラスコから取り出しそして破砕した。ポリマーの 1.V、(60/40フエノール/テトラクロロエタンにおける固有粘度)は0 .296であった。核磁気共鳴分光分析による分析は、3モル%の5−ソジオス ルホイソフタル酸、97モル%のイソフタル酸、47モル%の1.4−シクロヘ キサンジメタツール及び53モル%のジエチレングリコールの組成を示した。ポ リマーは、示差走査熱量計(DSC)によって40℃の第二サイクル(5eco nd cycle)ガラス転移温度を示した。
実」1旦」工(比較用) 同様の装置を使用して、目標組成イソフタル酸90モル%、5−ラジオスルホイ ソフタル910モル%、シクロヘキサンジメタツール6oモル%及びジエチレン グリコール40モル%を有するポリマーを調製した。以下の成分を使用した:イ ソフタル酸ジメチル 87.30 g (0,450モル)5−ソジオスルホイ ソフタル酸ジメチル 14.80 g (0,050モル)1.4−シクロヘキ サンジメタツール 45.36 g (0,315モル)ジエチレングリコール  42.40 g (0,400モル)無水酢酸ナトリウム 0.410 g  (0,005モル)1.45%〒1のチタニウムテトライソプロポキシド触ts 溶液0.75 cc (75ppm)。
これら材料をフラスコに装填して200℃で約1時間加熱し、温度を240°C に上昇して約30分間保持し、次いで温度を280℃に上昇して系を<1. 0  m+aHg(<0. 133 kPa)の圧力下に置いて25〜30分間保持 した。ポリマーの固有粘度は0.405てあり、モしてNMRによる組成は5− ソジオスルホイソフタレート10.9モル%及びイソフタルfi89.1モル% であり、グリコールはジエチレングリコール43.7モル%及び1,4−シクロ ヘキサンジメタツール56.3モル%と分析された。ポリマーのDSC分析によ る第二サイクルガラス転移温度は58.5℃であった。
方法2: ポリマーはまた、パイロット設備のステンレススチール製バッチプロセス装置に おいてより大量に調製することもできた。このような調製の例を以下に記載する 。以下を撹はん反応器に装填した:′UJL3L(比較用) イソフタル酸 9.401bs (4,23kg)5−ソジオスルホイソフタル M 212.86 gジエチレングリコール 6.161bs (2,79kg )1.4−シクロヘキサンジメタツール 4.251bs (1,91kgンn −ブタノール中のチタニウムテトライソプロポキシド 27.0 g酢酸ナトリ ウム 5.90 g 材料をN2バージ下に置き、次いで230°Cに加熱して1.5時間保持した。
温度を約265℃に上昇して、<4000ミクロン圧下に約20分装置いた。溶 融ポリマーを押出してドライアイス中で冷却した。得られた生成物の1.V、は 0.40で、NMRによる組成は5−ソジオスルホイソフタルM2.6モル%及 びイソフタルl1i297゜4モル%:1,4−シクロヘキサンジメタツール4 6.2モル%及びジエチレングリコール53.8モル%であった。第二サイクル ガラス転移温度は41℃であった。
見立1 方法2、実施例3にあるのと同じタイプの反応器を使用して、以下の材料を反応 器に装填した: イソフタルa!8.651bs (3,89kg)5−ソジオスルホイソフタル 酸のジエチレングリコールジエステル(ジエチレングリコール946.5重量% ) 2.571bs (1,16kg)1.4−シクロヘキサンジメタツール  ?、391bs (3,33kg)n−ブタノール中のチタニウムテトライソプ ロポキシド(2,54重量%τi) 20.09 g 無水酢酸ナトリウム 10.21 g 加熱媒体の温度を255°Cに上昇して1時間保持した。加熱媒体の温度を28 5℃に上昇し、系を<4000ミクロン圧下に置いて20分間保持した。ポリマ ーを押出して冷却した。ポリマーの1.V。
は0.43で、NMRによる組成は5−ソジオスルホイソフタル酸5.5モル% 及びイソフタル酸94.5モル%:1,4−シクロヘキサンジメタツール79. 3モル%及びジエチレングリコール20゜7モル%であった。DSCによる第二 サイクルガラス転移温度は67.7℃であった。
種々の組成を達成するために同様の反応条件を使用したが、成分の比率を変える ことで以下に示したポリマーを調製した:バッチプロセス反応器の他に、従来の 連続式ユニットパイロットプラントまたは生産装置においてもポリマーを調製す ることができる。このような装置において以下の組成を有するポリマーが得られ た。
分散液の調製: 該ポリマー系は、主に水からなる溶剤系に分散させることができるが、−Sに、 固形分20〜35%を得るためにはn−プロパツールまたは1−プロパツールの ような共溶剤が必要である。ポリマーを分散させるに必要な共溶剤の量はポリマ ー組成に依存するが、一般に、すべてのポリマーは還流(3:I N20:n− プロパツール)において分散しつる。共沸混合物を除去することで、より低いパ ーセントのアルコール及びより高いパーセントの固形分を得ることができる。
灸立匝1ユ 20.0gのn−プロパツールと60.0gの蒸留水を三日フラスコ中で秤量し た。その試料を加熱して還流させ(約88°C)、そして20gのポリマー(イ ソフタル酸96モル%、5−ソジオスルホイソフタル酸4モル%、シクロヘキサ ンジメタツール76モル%及びジエチレングリコール24モル%の組成を有する )を導入して、その分散液を還流下で1時間撹はんした。次いで、蒸留器の頭部 凝縮器を使用して共沸混合物32m1を除去し、く2%のn−プロパツール及び 約28%の固形分を有する分散液を得た。
L!医土塁 128.8gの蒸留水と42.5gのn−プロパツールをフラスコに装填しそし て加熱して還流した。60gのポリマー(工93%、5−ソシオスルホイソフタ レート7%、ジエチレングリコール15モル%、1.4−シクロヘキサンジメタ ツール85モル%)を導入して、その分散液を還流下で1時間撹はんした。36 .2gの蒸留物を除去して、ポリマー固形分30%及びn−プロパツール10% を含有する最終分散液を得た。
夾五医1ユ 12.0gの蒸留水と2.0gのn−プロパツールをフラスコに入れ、そしてマ グネチックスターラー及びスターラーホットプレートを使用して沸騰水中で加熱 して還流した。6.0gのポリマー(I91モル%、5−ソジオスルホイソフタ レート9モル%、ジエチレングリコール25モル%、1.4−シクロヘキサンジ メタツール75モル%)。その分子i液を1時間撹はんすると、理論的なポリマ ー固形分30%及びn−プロパツール10%を有する希薄な若干不透明な分散液 が帰られた。
夷立医11 19.905gの蒸留水と6,435gのn−プロパツールを50リツトルフラ スコに装填して撹はんし、そして加熱して還流(約88°C)した。9,085 gのポリマー(実施例9)を、側腕の漏斗からフラスコにできるだけ素早く装填 した。その分散液を還流に戻し、そして1時間沸騰させて撹はんした。系を10 ’Cに冷却し、次いで交換してテークオフレシーバ−を受容した。
系を再び加熱して還流させ、そして4743.6g C5477!11)を除去 した。試料を冷却して、粗いスクリーンで濾過した。その分散液は固形分29. 7%及びn−プロパツール9.61%を含有した。
実施例12に示した方法を使用して、固形分30%及びn−プロパツール10% における以下のポリマーの分散液を調製した。
111 − ル 実施例12と同様の方法(但し、50リツトルの大きさにスケールアップしたこ とを除く)を使用して以下の分散液を10%n−プロパツール、30%固形分に て調製した:実施例6のポリマーと本質的に等価の組成を有するポリマー由来の 実施例12と同様の分散液からインクを製造した。インクは、9゜1重量%の青 色練り顔料[24重量%のPtgment CI 15:3 (フタロシアニン ブルー)を含有コ並びに実施例3のポリマー15重量%と練り顔料からのバイン ダー樹脂5%を与える実験ポリマー、6.7%のn−プロパツール、0.6%の Acrysol RM、及び0〜2%のEktasolve (商標)EHの分 散液からなり、残部の水を足して100%とした。標準試験法により、ポリマー は良好な耐水性及び耐ブロック性実IN例3のポリマーと本質的に等価の組成を 有するポリマー由来の実施例12と同様の分散液からインクを製造した。インク は、15.0重量%の青色練り顔料[24重量%のPigment C115+ 3 (フタロシアニンブルー)を含有]並びにポリマー7.5重量%(さらに練 り顔料からのバインダー樹脂7.5%)を与える実施例2のポリマー、2.6重 量%のn−プロパツール、1.1%のAcrysol RM−825、残部の水 または水及びEktasolve EBを含有する分散液からなった。得られた インクは良好な耐水性及び乏しい耐ブロック性を示した。
ル 各種ポリマーを含有する先に調製した分散液の試料を、アルミニウム箔[Rev nolds (商標) Wraplとクレー被膜紙上に、Pamarco An ilox Rolls Gravure Type Hand Proofer  (180線/インチ(2,54cm) )を使用して引落した。その箔試料を 100°Cの強制空気炉内に3秒間置いか。耐水性の試験として、路上の試料に 蒸留水のしずくを散在させ、それを1、S及び20分後にKleenex (商 標)ペーパーティッシュで拭った。フィルムが除去された度合を、4−除去され ない、3−汚れたまたは白化したが本質的にフィルムは除去されていない、2一 部分的にフィルムが除去された、1−フィルム全体が除去された、で示した。ク レー被膜紙に引落とした材料を耐ブロック性について試験した。試料を折り曲げ てフィルムをそれ自身と(向い合わせで)接触させた。次いで、その試料を5e ntinelヒートシーラー内に配置して、40 psi (275,79キ・ ロパスカルンにおいて各種温度で5秒間保持した。温度は100〜140・F( 37,78〜60℃)の間で10’FrJI隔で増加させた。次いで、試料を引 き離して、以下の尺度による70ツキングについて等綴付けた=4−粘着しない 、3−粘着したが紙むけ(picking)は無い、2一部分的に紙むけした、 1−全体が紙むけした。その結果を表1にまとめた。
これらのデータは、5−ソシオスルホイソフタル酸約9〜10モル%未満及びジ エチレングリコール約30モル%未満の試料が優れた耐水性及び耐ブロック性を 有することを示している。
表よ イソフタル酸、5−ソジオスルホイソフタル酸、ジエチレングリコール、1,4 −シクロヘキサンジメタツールを含有する水分散性ポリエステル1′の耐水性1 1及び耐ブロック性″)に対する組成の効果(a)水性分散液は、分散液の実施 例12に従いポリマーから調製して約30%固形分及び約10%n−プロパツー ルとした。フィルムは、Pamarco Anilox Rolls Grav ure型ハンドブルーフy −(180411/インチ(2,54cm))を使 用して分子i液を引落とすことによって製造した。
(b)耐水性試験のため、試料をアルミニウム箔(Reynolds Wrap )上に引落し、そして100℃の強制空気炉内に3秒装置いた。次いで、そのフ ィルムに脱イオン水を散在させて、1.5及び20分後にティッシュで拭い取っ た。以下の等級付けを行った:1−フィルム全体が除去された 2−フィルムの一部が除去された 3−フィルム表面が汚れたが本質的に除去されていない4−フィルムに変化なし 一一汚れまたは除去なしくC)耐ブロック性試験のため、試料をクレー被膜紙上 に引落とした。
試料を折り曲げてフィルムをそれ自身と(向い合わせで)接触させた。次いで、 その試料を各種温度の5entinelヒートシーラー内に配置して、40 p si (275,79キロパスカル)で5秒間保持した。以下の等級付けを行っ た: 1−ひどく紙むけした 2一部分的に紙むけした 3−粘着したが紙むけしなかった 4−粘着または紙むけしなかった (d)比較用 表呈 評価に使用した分散液の分析(表1参照)要約書 印刷インクに改善された耐水性及び耐ブロック性を付与する水分散性ポリエステ ルを開示する。典型的なポリエステルは、すべての酸及びとドロキシ部分の反復 単位の総量200モル%を基準として、イソフタル酸約90〜約97モル%、5 −ソジオスルボイソフタル酸約3〜約10モル%、1.4−シクロヘキサンジメ タツール約70〜約85モル%、及びジエチレングリコール約15〜約30モル %を含有する。
国際調査報告 、−、、、、、、、、^−=、、、PCT/US91102295国際調査報告

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.25℃のフェノール/テトラクロロエタンの60/40重量部溶液中、溶剤 100m1当たりポリエステル0.5グラムの濃度で測定したときに少なくとも 0.1の固有粘度を示す線状の水散逸性ポリエステルにおいて、該ポリエステル が、ヒドロキシ部分反復単位(100モル%)に対して実質的に等モル比率の酸 部分反復単位(100モル%)を含有し、該ポリエステルが、以下の成分(a) 、(b)、(c)及び(d): (a)イソフタル酸90〜97モル%、(b)5−スルホイソフタル酸3〜10 モル%、(c)1,4−シクロヘキサンジメタノール70〜85モル%、及び (d)ジエチレングリコール15〜30モル%の反復単位を含んで成り、記載し たすべてのモルパーセントが、すべての酸及びヒドロキシ部分の反復単位の総量 (200モル%に等しい)を基準とする、水散逸性ポリエステル。 2.成分(b)がナトリウム塩の形態である、請求の範囲1記載のポリエステル 。 3.成分(a)がイソフタル酸91モル%で、成分(b)が5−ソジオスルホイ ソフタル酸9モル%で、成分(c)が1,4−シクロヘキサンジメタノール75 モル%で、そして成分(d)がジエチレングリコール25モル%である、請求の 範囲1記載のポリエステル。 4.成分(a)がイソフタル酸93モル%で、成分(b)が5−ソジオスルホイ ソフタル酸7モル%で、成分(c)が1,4−シクロヘキサンジメタノール70 モル%で、そして成分(d)がジエチレングリコール30モル%である、請求の 範囲1記載のポリエステル。 5.成分(a)がイソフタル酸93モル%で、成分(b)が5−ソジオスルホイ ソフタル酸7モル%で、成分(c)が1,4−シクロヘキサンジメタノール85 モル%で、そして成分(d)がジエチレングリコール15モル%である、請求の 範囲1記載のポリエステル。 6.成分(a)がイソフタル酸95モル%で、成分(b)が5−ソジオスルホイ ソフタル酸5モル%で、成分(c)が1,4−シクロヘキサンジメタノール85 モル%で、そして成分(d)がジエチレングリコール15モル%である、請求の 範囲1記載のポリエステル。 7.成分(a)がイソフタル酸95モル%で、成分(b)が5−ソジオスルホイ ソフタル酸5モル%で、成分(c)が1,4−シクロヘキサンジメタノール70 モル%で、そして成分(d)がジエチレングリコール30モル%である、請求の 範囲1記載のポリエステル。 8.成分(a)がイソフタル酸97モル%で、成分(b)が5−ソジオスルホイ ソフタル酸3モル%で、成分(c)が1,4−シクロヘキサンジメタノール85 モル%で、そして成分(d)がジエチレングリコール15モル%である、請求の 範囲1記載のポリエステル。 9.固有粘度が0.2〜0.6である、請求の範囲1記載のポリエステル。 10.(A)25℃のフェノール/テトラクロロエタンの60/40重量部溶液 中、溶剤100ml当たりポリエステル0.5グラムの濃度で測定したときに少 なくとも0.1の固有粘度を示す線状の水散逸性ポリエステルにおいて、該ポリ エステルが、ヒドロキシ部分反復単位(100モル%)に対して実質的に等モル 比率の酸部分反復単位(100モル%)を含有し、該ポリエステルが、以下の成 分(1)、(2)、(3)及び(4): (1)イソフタル酸90〜97モル%、(2)5−スルホイソフタル酸3〜10 モル%、(3)1,4−シクロヘキサンジメタノール70〜85モル%、及び (4)ジエチレングリコール15〜30モル%の反復単位を含んで成り、記載し たすべてのモルパーセントが、すべての酸及びヒドロキシ部分の反復単位の総量 (200モル%に等しい)を基準とする、少なくとも一種の水散逸性ポリエステ ル4〜80重量%、 (B)少なくとも一種の着色剤0〜45重量%、及び(C)水15〜95重量% を含んで成るインクまたはその濃縮物。 11.成分(A)5〜40重量%、成分(B)0〜35重量%、及び成分(C) 35〜90重量%を含んで成る、請求の範囲10記載のインク。 12.ワックス、脱泡剤、界面活性剤、アルコール、グリコール、アルコールエ ーテル、殺生剤、増粘剤、pH安定化剤及びそれらの混合物より成る群から選択 された添加剤を15重量%以下でさらに含んで成る、請求の範囲10記載のイン ク。 13.少なくとも0.5重量%の成分(B)を含有する、請求の範囲10記載の インク。 14.前記着色剤が、以下のカラーインデックス材料:C.I.Pigment  Yellow 17、C.I.Pigment Blue 27、C.I.P igment Red 49:2、C.I.Pigment Red 81:1 、C.I.pigment Red 81:3、C.I.Pigment Re d 81:x、c.I.Pigment Yellow 83、C.I.Pig ment Red57:1、C.I.Pigment Red 49:1、C. I.Pigment violet 23、C.I.Pigment Gree n 7、C.I.Pigment Blue 61、C.I.Pigment  Red 48:1、C.i.Pigment Red 52:1、C.I.Pi gment violet l、C.I.Pigmentwhite 6、C. I.pigmnt Blue 15、C.I.Pigment Yellow  12、C.I.Pigment Blue 56、C.I.Pigment O range 5、C.I.Pigment Black 7、C.I.Pigm ent Yellow 14、C.I.Pigment Red 48:2、C .I.PigmentBlue 15:3、C・I.pigment Yell ow l、C.I.Pigment Yellow 3、C.I.pigmen t Yelllow 13、C.I.Pigment Orang 16、C. I.Pigment Yellow 55、C.I.Pigment Red  41、C.I.Pigment Orange 34、C.I.Pigment  Blue 62、C.I.Pigment Red 22、C.I.Pigm ent Red 170、C.I.Pigment Red 88、C.I.P igment Yellow 151、C.I.Pigment Red 18 4、C・IPigment Blue 1:2、C.I.Pigment Re d 3、C.I.Pigment Blue 15:1 、C・I・Pigme nt Red 23、C.I.Pigment Red 112、C.I.Pi gment Yellow 126、C.I.Pigment Red 169 、c.I.Pigment Orange 13、C・I.Pigment R ed 1−10、12、C.I.Pigment Blue l:X、C.I. Pigment Yellow 42、C.I.Pigment Red 10 1、C.I.Pigment Brown 6、C・I.Pigment Br own 7、C.I.Pigment Brown 7:X、C.I.Pigm ent Black 11、C.I.Pigment metal 1またはC .I.Pigment Metal2 の一種または混合物である、請求の範囲13記載のインク。 15.成分(A)のポリエステルがイソフタル酸91モル%、5−ソジオスルホ イソフタル酸9モル%、1,4−シクロヘキサンジメタノール75モル%、及び ジエチレンケリコール25モル%を含んで成る、請求の範囲10記載のインク。 16.成分(A)のポリエステルがイソフタル酸93モル%、5−ソジオスルホ イソフタル酸7モル%、1,4−シクロヘキサンジメタノール70モル%、及び ジエチレングリコール30モル%を含んで成る、請求の範囲10記載のインク。 17.成分(A)のポリエステルがイソフタル酸93モル%、5−ソジオスルホ イソフタル酸7モル%、1,4−シクロヘキサンジメタノール85モル%、及び ジエチレングリコール15モル%を含んで成る、請求の範囲10記載のインク。 18.成分(A)のポリエステルがイソフタル酸95モル%、5−ソジオスルホ イソフタル酸5モル%、1,4−シクロヘキサンジメタノール85モル%、及び ジエチレングリコール15モル%を含んで成る、請求の範囲10記載のインク。 19.成分(A)のポリエステルがイソフタル酸95モル%、5−ソジオスルホ イソフタル酸5モル%、1,4−シクロヘキサンジメタノール70モル%、及び ジエチレングリコール30モル%を含んで成る、請求の範囲10記載のインク。 20.成分(A)のポリエステルがイソフタル酸97モル%、5−ソジオスルホ イソフタル酸3モル%、1,4−シクロヘキサンジメタノール85モル%、及び ジエチレングリコール15モル%を含んで成る、請求の範囲10記載のインク。 21.成分(A)(2)がナトリウム塩の形態にある、請求の範囲10記載のイ ンク。 22.成分(A)のポリエステルの固有粘度が0.2〜0.6である、請求の範 囲10記載のインク。 23.金属箔、新聞印刷用紙、漂白クラフト紙、未漂白クラフト紙、クレー被覆 紙、ガラス、圧延紙、ステンレスベーパー、板紙、ポリエステル、ポリカーボネ ート、セルロースエステル、再生セルロース、ポリ(塩化ビニリデン)、ポリア ミド、ポリオレフィン及びポリスチレンより成る群から選択された支持体上に塗 布された、請求の範囲10〜22のいずれか一に記載のインク。
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