(57)【要約】  本発明は、ベーマイト粒子の水性分散液用の分散剤であって高分子親水性部分に連結された固着部分を有する化合物を含み、前記固着部分が少なくとも一つの酸基及び/又はヒドロキシ基を含有し、かつ、全体として酸性又は中性であり、前記高分子部分がベーマイトの表面に対する親和力が前記固着部分より低い分散剤を提供するものである。前記固着部分は、好ましくは、[1,1]、[1,2]又は[1,3]の関係で連結された少なくとも二つの酸基好ましくはカルボン酸基を含有し、かつ好ましくはアクリルアミド又はメタクリルアミドのモノマー単位から誘導される高分子部分に、好ましくは硫黄原子によって連結されている。本発明の分散剤は、ベーマイト分散液の粘度を低下させ、及びベーマイト分散液が高いせん断応力の期間ののち粘度が上昇し及び/又はゲル又は降伏応力物質を生成する傾向を低下させることができる。本発明の分散剤は、例えばコーティング材料、セラミック、ペイント、耐熱材料、充填剤又は特にインクジェット記録紙もしくはフィルムの成分として使用することができ、またそれを使用することによって良好な多孔性と光沢が維持される。
2008525177.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベーマイト粒子の水性組成物用の分散剤であって、高分子親水性部分に連結された固着部分を有する化合物を含み、前記固着部分が少なくとも一つの酸基及び/又はヒドロキシ基を含有し、かつ、全体として酸性又は中性であり、前記高分子部分のベーマイト表面に対する親和力が前記固着部分より低い分散剤。
【請求項２】
ベーマイト粒子の水性組成物用の分散剤であって、高分子親水性部分に連結された固着部分を有する化合物を含み、前記固着部分が少なくとも一つの酸基及び/又はヒドロキシ基を含有し、前記高分子部分のベーマイト表面に対する親和力が前記固着部分より低い分散剤。
【請求項３】
各酸基が、カルボン酸、スルホン酸又はリン酸から独立して選択される請求項1又は2に記載の分散剤。
【請求項４】
高分子親水性部分が、ポリアクリルアミド、ポリ-N,N-ジ-メチルアクリルアミド、ポリ-2-アクリルアミド-2-ヒドロキシ-メチル-1,3-プロパンジオール、ポリメタクリルアミド、ポリ-N-メチルアクリルアミド及びポリ-N-メチルメタクリルアミド又はその混合物から選択される請求項1〜3のいずれか一項に記載の分散剤。
【請求項５】
前記化合物が、下記式（Ｉ）:
【化１】
2008525177.tif 000018
(式中、
Aは炭素又は窒素であり、
R’は水素又は未置換のもしくは置換されたアルキル、アリール又は複素環基であり、そしてAが炭素の場合にmは1であり、Aが窒素の場合にmは0であり、
Bは酸基又はそのエステルもしくはアミド、あるいはヒドロキシ基であり、
各Eは、独立して、水素、未置換のもしくは置換されたアミノ基又は酸基もしくはそのエステルもしくはアミドであり、nは0もしくは1〜10の整数であり、
Dは水素原子、未置換のもしくは置換されたアミノ基、酸基又はそのエステルもしくはアミド、未置換のもしくは置換されたアルキル基、あるいは1個又は2個以上の酸基又はそのエステルもしくはアミドで置換されたアルキル基であり、
Gは、カルボニル基又は未置換のもしくは置換されたアルキレン、アミノアルキレン又はオキシアルキレン基であり、pは0又は1であり、
Lは連結基であり、zは0又は1であり、
D及びL又はD、G及びLはAと組み合わさって、窒素、酸素及び硫黄から選択されるヘテロ原子をさらに1個又は2個以上含んでもよい未置換のもしくは置換された5、6又は7員環を形成していてもよく、
各Mは、モノマー単位であり、同一又は異なっていてもよく、未置換のもしくは置換されたアクリルアミドもしくはメタクリルアミドを含有し、xは5〜200であり、及び
Fは水素又は置換基であり、
ただし、(a)酸基の数がアミノ基の数と等しいか又はアミノ基の数より多く、(b)少なくとも1個のヒドロキシ又は酸基が存在することを条件とする)
で表される請求項1〜4のいずれか一項に記載の分散剤。
【請求項６】
Aが炭素であり及びR’が水素又はメチル基である請求項5に記載の分散剤。
【請求項７】
B、E、DもしくはGとしての又はB、E、DもしくはGの一部を形成する酸基が、カルボン酸、スルホン酸又はリン酸から独立して選択される請求項5又は6に記載の分散剤。
【請求項８】
Bがスルホン酸基、カルボン酸基又はヒドロキシ基である請求項5〜7のいずれか一項に記載の分散剤。
【請求項９】
Ｄ及び各Eが独立して水素又はカルボン酸基である請求項5〜8のいずれか一項に記載の分散剤。
【請求項１０】
zが1であり及びLが硫黄である請求項5〜9のいずれか一項に記載の分散剤。
【請求項１１】
Ｆが水素である請求項5〜10のいずれか一項に記載の分散剤。
【請求項１２】
モノマー単位の数が10〜50である請求項5〜11のいずれか一項に記載の分散剤。
【請求項１３】
モノマー単位がアクリルアミドもしくはN,N-ジメチルアクリルアミド又はその混合物である請求項5〜12のいずれか一項に記載の分散剤。
【請求項１４】
下記構造式：
【化２】
2008525177.tif 000019
(式中、xは10〜50である)で表される請求項1〜13のいずれか一項に記載の分散剤。
【請求項１５】
一種又は二種以上の請求項1〜14のいずれか一項に定義された分散剤を水性分散媒とともに含むベーマイト粒子含有コーティング組成物。
【請求項１６】
ベーマイト粒子の結晶子粒子の大きさが30〜50nmの範囲内にある請求項15に記載の組成物。
【請求項１７】
ベーマイト含量が30〜45質量%である請求項15又は16に記載の組成物。
【請求項１８】
前記分散剤の含量がベーマイト粒子に対してw/w比で5:1000〜25:1000である請求項15〜17のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項１９】
前記組成物中に結合剤も存在している請求項15〜18のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項２０】
前記結合剤が、ポリビニルアルコール、変性ポリビニルアルコール又はポリビニルピロリドンである請求項19に記載の組成物。
【請求項２１】
(a) ベーマイト粒子の組成物を用意し、
(b) 一種又は二種以上の請求項1〜14のいずれか一項に定義された分散剤を含有する組成物を、水性分散媒及び任意選択的に結合剤と混合してコーティング組成物を調製し、
(c) 前記コーティング組成物を基材に塗布して当該基材上にコーティングを形成させ、次いで
(d) 得られたコーティングを乾燥する、
ステップを含んでなる基材をコートする方法。
【請求項２２】
ベーマイト粒子の分散液に、一種又は二種以上の請求項1〜14のいずれか一つに定義された分散剤を、水性分散媒及び任意選択的に結合剤とともに添加するステップを含む、ベーマイト粒子の分散液の粘度及びゲルもしくは降伏応力物質を生成する傾向を減少させる方法。
【請求項２３】
ベーマイト粒子の分散液の粘度及びゲルもしくは降伏応力物質を生成する傾向を減少させるための分散体の使用であって、前記分散体が一種又は二種以上の請求項1〜14のいずれか一つに定義された分散剤を、水性分散媒及び任意選択的に結合剤とともに含有する分散液の使用。
【請求項２４】
満足すべき光沢と多孔性を維持しながら、広範囲のせん断応力に対して安定性を提供するための、インクジェット記録要素の製造のための請求項23に記載の組成物の使用。
【請求項２５】
少なくとも一つの受像層を上に有する支持体を含むインクジェット記録要素であって、請求項15〜20のいずれか一項に定義されたベーマイト粒子のコーティング組成物を含有するインクジェット記録要素。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は同時係属中の英国特許願第0428262.0号に関連する。
【０００２】
本発明は、粘度を低下させることができ及び/又は特に高いせん断応力の期間に続いて粘度を増大してゲル又は降伏応力物を生成する傾向を低下させることができる特にベーマイト(boehmite)型アルミナの水性固体分散液又はその組成物用の分散剤に関する。ベーマイト組成物は、例えば、コーティング材料、インクジェットの記録紙もしくは記録フィルム、化学-機械的研磨材／研削材、セラミック、セメント、ペイント、触媒系、耐火材料、表面摩擦性製剤(surface-frictionising formulation〕、又はナノ粒子材料が混合される製品の充填剤の一成分として使用できる。
【背景技術】
【０００３】
水性固体分散液を含む配合物を製造するには、輸送コストを減らし、レイダウン（laydown）を増大し及び水を除くことは不経済で費用がかかるので乾燥による負担を減らすため、高濃度の固体で加工する必要があることが多い。その配合物は、低いせん断速度又はせん断応力から高いせん断速度又はせん断応力までの広範囲のせん断力にわたって安定である必要があることが多い。高いせん断応力の期間の後、ベーマイト水性分散液、特に固体濃度の高いものは、高いせん断応力の減少速度によって、低いせん断応力下で粘度が高い傾向があるか又はゲルもしくは降伏応力物質を生成する傾向がある。低いせん断応力下で分散液の粘度が高いと、分散液の分散性及び流動性に影響して、その系を攪拌、ポンプ輸送、輸送、コート又は流し込みすることが困難になる。ゲル化は、不可逆性であることが多くそのため流動する系に依存している製造法にとって受け入れることは全くできないのでさらなる問題点である。
【０００４】
分散性ベーマイト・アルミナ粉末は、従来、ゾル-ゲルセラミック、触媒作用、耐火材料、粘弾性の制御及び表面摩擦性などの用途に使用されている。ごく最近開発された他の用途としては表面コーティング及びペイントの脱粘着がある。
【０００５】
ベーマイトを含有する組成物は、乾燥コート系が多孔質でしかも光沢がある限り、インクジェット印刷用のコートされたインクジェット基材を製造するのに有用である。その基材が多孔質であることは、印刷した後、インクを迅速に乾燥させて、顧客が早く扱えるようにし、まだら又は合体という欠点を最小限にするのに有用であり、一方、光沢という性質は、豪華な写真画像を望む顧客に人気がある。あいにく、光沢と多孔性が両方とも提供されることは少ないので、この両方を提供するベーマイト含有配合物などの配合物は比較的まれであり、強く要望されている。しかし、低いせん断応力下で粘度が高い及び/又はゲルもしくは降伏応力物質を生成する傾向があると、かような系でベーマイトを使用することは実際には制限を受ける。
【０００６】
無機、有機又はポリマー型の酸をアルミナの水性スラリーに添加することは、当該技術分野では知られている。したがって、米国特許第3,935,023号には塩酸を使用してアルミナの安定な分散液を調製することが記述されており、一方ヨーロッパ特許願公開第A-0736491号は、カルボキル基もしくはスルホン酸基を有する化合物又はホルムアミドもしくはアセトアミドからなる群から選択される化合物に基づいた、非ポリマーの小分子のアルミナゾル用の粘度降下剤を使用することを教示している。米国特許第6,171,573号は、無機一塩基酸の例えばフッ化水素酸又は低級脂肪族の一塩基酸の例えばギ酸を使ってアルミナゾルを製造する方法を開示し、及び米国特許第6,476,083号は、その分子中に少なくとも一つの窒素原子を含有するモノカルボン酸を含むアルミナ分散剤を教示している。
【０００７】
米国特許第6,264,710号には、モノプロトン酸、例えば硝酸を、釈解剤又は分散助剤として使用して、より安定なアルミナ(好ましくはベーマイト)ゾルを製造することが記載されておりかつマルチプロトン酸は、分散液又はゾルを迅速にゲル化して取り扱うこと又は追加の成分を添加することが困難になるので避けるべきであると示唆している。米国特許願第2002/0027304号は、アルミナ-ベーマイト系用粘度調節剤として、酢酸、クエン酸又はポリアクリレートを使用することを開示している。
【０００８】
その外に、アルミナ懸濁液用の分散安定剤として酸を使用することを教示する多数の刊行物、例えば、「Ceramic Development :Programme Research at the Swedish Ceramic Institute 1993-1996」及び低分子量のスルホン酸(TIRON)及びポリアクリル酸(DISPEX N40)の使用を開示しているC.Pagnouxの「Suspension Systems for Coagulation Processing」(Journal of Ceramic Processing Research,3(2002)10-14)がある。
【０００９】
P.C.Hidber et al.の「Influence of the Dispersant Structure on Properties of Electrostaticalllly Stabilized Aqueous Alumina Suspension」(Journal of the European Ceramic Sciety,17(1997)239-249)には、ヒドロキシとカルボン酸で置換されたベンゼンリングに基づいた分散剤が記載され、一方、A.U.Khan et al.の「The Strength of Colloidal Interactions in the Presence of Ceramic Dispersants and Binders」(J.Mater. Chem., 12 (2002) 1743-1747)では、アルミナ分散液の分散剤としてアウリントリカルボン酸のアンモニウム塩(ALUMINON)を使用することが考察されている。アルミナ分散剤としてクエン酸を使うことは、A.R.Studart et al.の「Selection of Dispersants for High-Alumina Zero-Cement Refractory Castables」(Journal of the European Ceramic Society,23 (2003) 997-1004)及びP.C.Hidber et al.の「Citric Acid-A Dispersant for Aqueous Alumina Suspensions」(J.Am.Ceram.Soc.,79(7)(1996)1857-67)にも開示されている。
【００１０】
アルミナ分散剤として酸を使うことに加えて、アクリルアミドポリマーを使ってベーマイトを凝集させることが、米国特許第3,117,944号に開示されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
粘度を低下させ並びに高いせん断応力の期間に続いて粘度が増大してゲル化し又は降伏応力物質を形成する傾向を減らすことができ、その結果、生成する組成物の取扱いと処理を実施しやすくなる、特に高い固形分濃度のアルミナ粒子特にベーマイトの水性分散液用分散剤添加物が要望されている。酸を使用してアルミナ分散液の粘度を低下させるこができることは知られているが、これを達成する酸の性能は、高いせん断応力を受けた後は制限される。さらに、かような酸は、アルミナ分散液系が高いせん断応力を受けたのちゲル化したり又は降伏応力物質を生成する傾向を防止しない。広範囲のせん断応力に対して安定でかつ満足すべき光沢と多孔性を保持できるインクジェット基材用のベーマイト配合物を提供する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
したがって、本発明は、ベーマイト粒子の水性分散液用の分散剤であって、高分子親水性部分に連結された固着部分(anchoring moiety)を有する化合物を含有し、固着部分が少なくとも一つの酸基及び/又はヒドロキシ基を含有し、かつ、全体として酸性又は中性であり、高分子部分のベーマイト表面に対する親和力が前記固着部分より低い分散剤を提供するものである。
【００１３】
別の側面では、ベーマイト粒子を含有するコーティング組成物であって、一種又は二種以上の上記定義の分散剤を水性分散媒及び任意選択的に結合剤とともに含有するコーティング組成物を提供する。
【００１４】
さらに別の側面では、
(a)  ベーマイト粒子の組成物を用意し、
(b)  上記組成物に、一種又は二種以上の上記定義の分散剤を、水性分散媒及び任意選択的に結合剤とともに混合して、コーティング組成物を調製し、
(c)  そのコーティング組成物を基材に塗布して基材上にコーティングを形成させ、次いで
(d)  得られたコーティングを乾燥する
ステップを含む、基材をコートする方法が提供される。
【００１５】
別の側面では、一種又は二種以上の上記定義の分散剤を、水性分散媒及び任意選択的に結合剤とともに添加するステップを含んでなる、ベーマイト粒子の分散液の粘度を低下させ及びゲル又は降伏応力物質を生成する傾向を減らす方法も提供される。
【００１６】
さらに別の側面では、ベーマイト粒子の分散液の粘度を低下させ及びその分散液のゲル又は降伏応力物質を生成する傾向を減らすため、特に、広範囲のせん断応力に対して安定性を提供しながら、満足すべき光沢と多孔性を維持するインクジェット記録要素を製造するために使用する、上記一種又は二種以上の分散剤を水性分散媒体及び任意選択的に結合剤とともに含有する分散液が提供される。
【００１７】
さらに別の側面で、少なくとも一つの受像層を上に有する支持体を有し、上記コーティング組成物を含有するインクジェット記録要素が提供される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明はベーマイト型のアルミナの水性分散液用の有効な分散剤を提供するものであり、この分散剤は、前記分散液の粘度を低下させ及び特に高いせん断応力の期間に続いてゲル又は降伏応力物質を生成する傾向を低下させることができる。この分散剤は、ベーマイトの濃度が高くても、その改良された分散性と流動性によって、生成する組成物の攪拌、ポンプ輸送、輸送、コーティング又は注入などを実施できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
高固形分濃度の高いベーマイト型アルミナの水性分散液は、低せん断応力下で比較的高い粘度(0.1 Pa以下の程度)を示し、高いせん断応力(例えば>100 Pa)の期間に続いてゲル又は降伏応力物質を生成する傾向を示す。これらの望ましくない傾向のどちらが優先するかは、高いせん断応力の条件由来の緩和速度によって決まるが、これらの傾向によって、かような分散液由来の組成物を、製造工程で使用することは制限されるか又は容認できない。
【００２０】
本発明の目的は、ゲル又は降伏応力物質を生成する前記分散液の傾向を低減し及び/又は低せん断応力下での分散液の粘度を低下させることができ、その結果、その分散液を製造工程で使用する際の有用性を、従来技術に記述されている他の分散剤に比べて高める水溶性分散剤を提供することである。
【００２１】
用語「降伏応力」は本明細書で使用する場合、それより小さいせん断応力値では可塑性又は粘弾性の物質が固体のように挙動する(流動しない)臨界せん断応力値であると定義する。用語「降伏応力物質」は本明細書で使用する場合、「降伏応力」を示す物質と定義する。多くの場合、この物質はゲルであるが、この用語はこれに限定されるとみなすべきではなく、例えばペースト又は「ケーク」などの別の固体の形態の場合もある。
【００２２】
降伏応力を超えると、可塑性物質は降伏するが、一方粘弾性物質は液体のように流動する。この問題は、前記分散液を利用するいかなる製造工程にも容易に出現する。
【００２３】
図1の曲線A、B、C及びDは、分散剤を欠いているベーマイト分散液のせん断応力履歴による流動性のデータから得たものであり、詳細を以下に説明する。その分散液は低-中程度のせん断応力(例えば＜10〜12 Pa)下に維持したとき、その系はせん断速度を変化させても低い粘度を維持し、「U1」状態(曲線A-白丸)にあると定義する。このU1状態は、より高いレベルのせん断応力でせん断されると、曲線B(白三角)に示すようなせん断増粘遷移状態を通過した後、その状態は不可逆的に変化してこの系はU1状態に戻らない。しかし、この遷移状態の後に続く挙動はせん断応力の低下速度によって決まる。
【００２４】
高いせん断応力の付加を急に停止すると、その系は「T1」状態と定義される新しい状態に変化して、低せん断応力下で、曲線Cで示すような、U1状態よりはるかに高い粘度を示す。しかし、前記せん断増粘遷移状態を通過した後、高せん断応力の付加を一定の制御された方式で低下させると、その系の粘度は、その系が最終的にゲル化するまで急激に上昇し、すなわちゲル化降伏応力物質になって、曲線Dに示すような「T2」状態に到達した。
【００２５】
T2状態は、せん断応力を増大することによって、劇的にせん断減粘させることができるが、そのせん断応力値が約1000Paに近づいたとき、せん断応力を突然停止すると、その挙動は、「T1」状態に戻る。しかし、せん断応力を以前のように徐々に低下させると、その系は再びゲル化する。
【００２６】
したがって、ベーマイトの分散液を含有する水性組成物、特に固体含量の高い水性組成物は、T1状態の比較的高い粘度とT2状態のゲル化する性質のために、高いせん断応力を経験する製造工程で使用することは容認できない。
【００２７】
したがって、本発明によれば、前記組成物に使用する分散剤は、
(a)  T2状態の粘度(低せん断応力下)を低下させ及び降伏応力物質又はゲルを生成するT2状態の傾向を低減させ及び/又は
(b)  T1状態の粘度(低せん断応力下)を低下させる
を目的とするものである。
【００２８】
本発明で使用する分散剤は、高分子親水性部分に連結された固着部分を有する化合物を含有し、その固着部分は少なくとも一つの酸基及び/又はヒドロキシ基を含有し、かつ、全体として酸性又は塩基性であり、高分子部分はベーマイトの表面に対して固着部分より低い親和力を有している。
【００２９】
上記酸基は、好ましくは、カルボン酸基、スルホン酸基又はリン酸基から選択され、好ましいのはスルホン酸基であり、より好ましくはカルボン酸基である。高分子親水性部分は、好ましくは、ポリアクリルアミド、ポリ-N,N-ジ-メチルアクリルアミド、ポリ-2-アクリルアミド-2-ヒドロキシ-メチル-1,3-プロパンジオール、ポリメタクリルアミド、ポリ-N-メチルアクリルアミドもしくはポリ-N-メチルメタクリルアミド又はその混合物である。より好ましくは、ポリマーの部分は、ポリアクリルアミド又はポリ-N,N-ジメチルアクリルアミドである。
【００３０】
上記高分子部分は、全体の特性が親水性のままでありかつ含有する疎水性部分が25%未満で好ましくは12%未満であれば、疎水性モノマーを含有していてもよい。
【００３１】
本発明の好ましい実施態様によれば、本発明の分散剤は、下記式(Ｉ)：
【００３２】
【化１】
2008525177.tif 000003
【００３３】
(式中、
Aは炭素又は窒素であり、
R’は水素又は未置換のもしくは置換されたアルキル、アリール又は複素環基であり、そしてAが炭素の場合にmは1であり、Aが窒素の場合にmは0であり、
Bは酸基又はそのエステルもしくはアミド、あるいはヒドロキシ基であり、
各Eは、独立して、水素、未置換のもしくは置換されたアミノ基又は酸基もしくはそのエステルもしくはアミドであり、nは0もしくは1〜10の整数であり、
Dは水素原子、未置換のもしくは置換されたアミノ基、酸基又はそのエステルもしくはアミド、未置換のもしくは置換されたアルキル基、あるいは1個又は2個以上の酸基又はそのエステルもしくはアミドで置換されたアルキル基であり、
Gは、カルボニル基又は未置換のもしくは置換されたアルキレン、アミノアルキレン又はオキシアルキレン基であり、pは0又は1であり、
Lは連結基であり、zは0又は1であり、
D及びL又はD、G及びLはAと組み合わさって、窒素、酸素及び硫黄から選択されるヘテロ原子をさらに1個又は2個以上含んでいてもよい未置換のもしくは置換された5、6又は7員環を形成していてもよく、
各Mは、モノマー単位であり、同一又は異なっていてもよく、未置換のもしくは置換されたアクリルアミドもしくはメタクリルアミドを含有し、xは5〜200であり、及び
Fは水素又は置換基であり、
ただし、(a)酸基の数がアミノ基の数と等しいか又はアミノ基の数より多く、(b)少なくとも一つのヒドロキシ基もしくは酸基が存在することを条件とする)
で表される。
【００３４】
好ましくは、Aは炭素であり及びR’は水素又はメチル基である。B、ＥもしくはDが酸基であるとき、又はDもしくはGが1個又は2個以上の酸基で置換されている場合に、その酸基は、好ましくは、カルボン酸基、スルホン酸基もしくはリン酸基から選択され、好ましくはスルホン酸基であり、より好ましくはカルボン酸基である。
【００３５】
Dは好ましくは水素又はカルボン酸基であり及びpは好ましくは0である。nは一般に0又は1であるが、nが2〜10の整数であるとき、各Eは同一又は異なっていてもよく、好ましくは水素又はカルボン酸基である。Bはヒドロキシ基でもよいが、好ましくはスルホン酸基であり、より好ましくはカルボン酸基である。Gのアルキレン基は酸基を含んでいてもよく、好ましくはカルボン酸基、スルホン酸基又はリン酸基である。より好ましい固着基(anchoring group)は、[1,1]、[1,2]又は[1,3]の関係で結合された少なくとも二つの酸基を含む。
【００３６】
Lは、存在しているとき、好ましくは硫黄原子でz=1である。しかしLは、例えば一つ以上の未置換もしくは置換のアルキレン、エステル、チオエーテル、アミド、チオアミド、ケトン、チオケトン、エーテルもしくはチオエーテル基を含んでいてもよい約20個以下の原子の連鎖でもよく、又はLは、例えばポリアルキレンチオ基[基-(CH2)q-S](式中、ｑは1〜20の整数であり特に9である)、基-CH2COCH2S又は基-CONH-(CH2)rS(式中、rは1-5である)でもよい。代わりに、zが0で、結合基が存在しないことがある。
【００３７】
モノマー単位の数(x)は、好ましくは10〜100であり、より好ましくは10〜50である。特に、アクリルアミドの場合、モノマー単位の数は25〜35が特に有用であることが分かった。粘度を低下させるには、ポリマーの長さを長くすることが特に有効で、最も好ましいようである。好ましくは、ポリマーは、ポリアクリルアミド、ポリ-N,N-ジ-メチルアクリルアミド、ポリ-2-アクリルアミド-2-ヒドロキシメチル-1,3-プロパンジオール、ポリメタクリルアミド、ポリ-N-メチルアクリルアミドもしくはポリ-N-メチルメタクリルアミド又はその混合物である。より好ましくは、ポリマーは、ポリアクリルアミド、ポリ-N,N-ジ-メチルアクリルアミド又はポリ-2-アクリルアミド-2-ヒドロキシメチル-1,3-プロパンジオールであるが、最も好ましくはポリアクリルアミドである。
【００３８】
したがって、Mは下記構造のどちらかの構造を有し、Fとの結合点は右側に位置している。
【００３９】
【化２】
2008525177.tif 000004
【００４０】
上記式中、R、R1及びR2は、独立して水素又は1〜3個の炭素原子を含有する未置換のもしくは置換された低級アルキル基であり、又はR1は基C(CH2OH)3でもよい。R、R1及びR2が各々水素の場合、Mは未置換のアクリルアミド基であり、この基が好ましい。しかし、R及びR1が各々独立してメチル、エチル、ｎ-プロピル、ｉ-プロピル又はt-ブチル基(又はR1 基C(CH2OH)3)の場合、R2は通常、水素又はメチル基である。
【００４１】
Fは通常水素であるが、分子の水溶性に対して有意な作用を及ぼさないことが当業者に知られている末端置換基でもよい。例えば、Fはハロゲン原子、未置換もしくは置換のアルキル基、チオール、中性チオエーテル、エーテル、エステル又はアルキル-もしくはアリール-スルホン酸基でもよい。
【００４２】
本発明の物質が高度に有効な分散剤として機能するには、固着部分と高分子部分の化学構造が結合していることが不可欠である。後に例示するように、本発明の一物質を、その2つの成分部分、例えばポリアクリルアミドとメルカプトコハク酸が分離している場合と比較すると、その成分が各々分離して利用されているか又は2成分の等モル混合物で利用されているかにかかわらず、その成分部分は、本発明の定義と範囲内の適切な分散剤として機能できない。実際に、従来技術では、米国特許第3,117,944号に、ポリアクリルアミドポリマーが、実際に、ベーマイトを凝集させるのに適していることを教示しており、この機能は本発明の物質の機能の逆の機能である。
【００４３】
さらに、本発明で定義される固着部分の化学構造は、本発明の物質が非常に有効な分散剤として機能するのに重要である。さきに述べたように、固着部分は、一つもしくは少数のヒドロキシ基もしくは酸基又はその二つの基の組合せを含有し、好ましくは、一つもしくは特に二つのカルボン酸基を含有している。しかし、アミノ基も、固着部分中に過剰でない限り、酸基と組み合わせて固着部分中に存在していてもよい。
【００４４】
本発明に記載されている親水性高分子部分の化学構造も、本発明の物質が水性媒体中で非常に有効な分散剤として機能するために重要である。先に述べたように、高分子部分は、全体として親水性のままであるならば、疎水性モノマーを含有していてもよい。ベーマイトの表面に対する親水性ポリマーの親和力は、固着部分のその親和力より小さいことが必要であり、さもないと、そのポリマーがベーマイトの表面に吸着され、次いでベーマイト粒子間の架橋を行い粒子の凝集を起こす可能性がある。
【００４５】
したがって、以下に例示するように、酸化物表面に対して親和力を有する親水性ポリマー、例えばポリエチレンオキシド(ポリエチレングリコールとしても知られている)は、本発明のためには不適である。本発明の固着部分が、メタクリル酸のポリエチレングリコールエステルに基づいた2種のポリマーブロックと結合したとき、両方の系は、高いせん断応力を加え次いでせん断力を段階的にゆっくり低下させると降伏応力物質すなわちゲルになる傾向がある。
【００４６】
式(Ｉ)で表される構造を例示するが、下記例に限定されない(上記定義の重合度xについては通常の値であることに留意)。
【００４７】
【化３】
2008525177.tif 000005
【００４８】
【化４】
2008525177.tif 000006
【００４９】
【化５】
2008525177.tif 000007
【００５０】
いくつかの上記系のより具体的構造式すなわち平均重合度が定義されている構造を下記例に示す。
【００５１】
【化６】
2008525177.tif 000008
【００５２】
【化７】
2008525177.tif 000009
【００５３】
【化８】
2008525177.tif 000010
【００５４】
水分散性ベーマイトは、ベーマイトの最初の合成(通常、ある種の沈殿法によって)の間に形成された小さい一次結晶の大きい凝集体(例えば約40マイクロメートルの大きさ)からなる粉末形状で、一般に供給される。しかし、その結晶は、非常に小さいので通常結晶子と呼称され、その大きさは典型的には5〜80ナノメートルの範囲内にある。その粉末は、ある種の機械的エネルギー例えば攪拌機を使って水中に分散させると、大きい凝集体が微細凝集体に分解し、その微細凝集体の大きさは、ある程度結晶子の大きさに左右されて25〜500ナノメートルの範囲内になる傾向がある。微細凝集体の分散液中の分散粒子の平均の大きさは典型的には25〜350ナノメートルの範囲内にある。したがって、微細に分散されたベーマイト系でも結晶子の凝集体で構成されている。
【００５５】
ベーマイトの製造メーカーは、与えられた組成物の結晶子と分散粒子の平均の大きさ及び一組の条件(例えば、0.4質量%のHNO3中10質量%のベーマイト)を通常引用する。本発明は、主としてCatapal(登録商標)型のアルミナに関連しているが、他の形態のベーマイトは、先に詳述したのと類似の流動性の問題を示す。本発明の実施例では3種のベーマイト原料を使用したが、これら原料について、製造メーカー(Sasol)は下記のことを引用している。
1.   Catapal(登録商標):結晶子サイズ=40nm;分散サイズ=140nm
2.   Disperal(登録商標)HP 22: 結晶子サイズ=22nm;分散サイズ=230nm
3.   Disperal(登録商標)60: 結晶子サイズ=50-60nm;分散サイズ=350nm
【００５６】
したがって、本発明に関連するベーマイト粒子は、結晶子粒子サイズが通常8〜80nmの範囲内にあり、より好ましくは20〜60nmの範囲内にあり、最も好ましくは30〜50nmの範囲内にある。
【００５７】
ベーマイトの組成物は、ベーマイト粒子と水性分散媒を、一種又は二種以上の本発明の分散剤及び任意選択的に水溶性結合剤及び/又はpH調節剤とともに含有している。本願で使用する場合、用語「分散液」は、より具体的に述べると、一般に、固体粒子、水性媒体及び分散剤を意味するが、用語「組成物」は、例えば、分散液を実用上適切なものにするため必要な追加成分をともに含有する組成物を意味する。ベーマイトの組成物は、例えば攪拌機、ホモジナイザー、磨砕装置又は高圧分散機などの機械的混合装置を使用して又は好ましくは低せん断混合装置を使って製造できる。
【００５８】
一種の水溶性結合剤(又は複数種の結合剤)が存在しているとき、その結合剤は、当業者に知られている本発明の目的に適切などのような結合剤でもよい。したがって、その結合剤は、ポリマーでもよく、例えばデンプンとその変性生成物、ポリビニルアルコールとその変性生成物(例えばアセチルアセチル化ポリビニルアルコール）、ポリ酢酸ビニル、ヒドロキシセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアセタールとその誘導体、及びタンパク質由来のポリマー例えばゼラチンとその誘導体がある。結合剤は、ラテックスポリマーでもよく、例えばスチレンアクリルラテックス又はスチレンブタジエンラテックスなどがある。より好ましくは、結合剤は、ポリビニルピロリドンであり、又はポリビニルアルコールはアルミナ系との相溶性に優れているので最も好ましく、特に好ましいポリビニルアルコールは加水分解度が86-89%のものであり、例えば、日本国の(株)日本合成化学工業から入手できるゴーセノール(登録商標)GH-17、ゴーセノール (登録商標)GH-20及びゴーセノール(登録商標)GH-23がある。結合剤の量は、用途によって変化するが、一般に固体粒子に対して0〜40質量%の量で存在し、より好ましくは0〜20質量%であり、最も好ましくは0〜10質量%である。
【００５９】
pH調節剤は適切な有機又は無機の酸でよいが、好ましくは塩酸又は硝酸などの強酸であり、これらの酸は、高応力条件の後の粘度を低下させる効力を高めることもできる。
【００６０】
随意選択的に、本発明の組成物は、他の添加剤、例えば充填剤もしくは可塑剤、着色剤(顔料もしくは染料)、フロスト防止剤(frost inhibitor)、硬化剤、促進剤、酸化防止剤、殺菌剤、静電防止剤、紫外線吸収剤、紫外線安定剤、媒染剤及び大気のガスもしくは汚染物の有害作用を制限する物質を含有していてもよい。これら添加剤は、例えば水溶液(又は分散液)中に可溶化(又は分散)させ次いでその生成した添加剤の溶液(又は分散液)を最初のベーマイトの水性分散液と混合することによって、組成物に導入して、より複雑なベーマイト組成物を製造できる。
【００６１】
組成物中のベーマイト含量は、通常、85質量%以下であり、より好ましくは15〜55質量%であり、最も好ましくは30〜45質量%である。この含量で、ベーマイト粒子は、本発明の分散剤によって有効に分散させることができ、最終の組成物は、分散性と流動性が改良されているため非常に加工しやすくなる。組成物中の分散剤の含量は、典型的には、ベーマイト固形分に対してw/w比で1:1000〜200:1000の範囲内で利用され、好ましくはベーマイト固形分に対してw/w比で2:1000〜40:1000、より好ましくはベーマイト固形分に対してw/w比で3:1000〜30:1000、最も好ましくはベーマイト固形分に対してw/w比で5:1000〜25:1000の範囲内で利用される。
【００６２】
本発明の組成物の特別の利点は、高いせん断応力を受けた後の分散性と流動性が改良されていることから、コーティング材料の成分として使用されることである。
【００６３】
本発明の分散剤を使用するコーティング組成物は、計量前コーティング(pre-metered)法又は計量後コーティング(pro-metered)法によって基材表面の片面又は両面に塗布できる。これらの方法としては、浸漬コーティング、ウーンドワイヤロッドコーティング(wound-wire rod coating)、グルーブドロッドコーティング(grooved rod coating)、スムースロッドコーティング(smooth rod coating)、エアナイフコーティング、ベントもしくはベベルドブレードコーティング、グラビアコーティング、フォーワードロールコーティング、リバースロールコーティング、マルチプルロールコーティング、スライドコーティング、ビードコーティング、押出コーティング及びカーテンコーティングがある。知られているコーティング法と乾燥法は、Research Disclosure No.30119,published Dec.1989,pages 1007-1008に、より詳細に記載されている。そのコーティング組成物は、水、水ベースの混合物又は有機溶媒からコートできるが、水からが好ましい。
【００６４】
コーティング法のどれを選択するかは操作の経済性から決定され、選択されると、コーティング固体、コーティングの粘度及びコーティング速度などの配合物の仕様が決定される。コーティング液は、基材に塗布した後、一般に、単純蒸発で乾燥され、この乾燥は、対流加熱などの公知の方法で加速できる。表面模様を付けるために、カレンダリングなどの処置をさらに実施してもよい。
【００６５】
基材は、計画される用途によって、例えば、布地、木材、金属又はプラスティックでもよい。好ましい実施態様では、本発明で使用する基材又は支持体は、紙、樹脂コート紙又は透明な支持体である。厚さは約10〜約500μmであり、好ましくは約50〜約300μmである。酸化防止剤、静電防止剤、可塑剤などの公知の添加剤を、必要に応じて支持体中に組み込んでもよい。
【００６６】
組成物をインクジェット記録要素に使用する場合、支持体は、インクジェットレシーバーに通常使用されているどの支持体でもよく、例えば樹脂コート紙、紙、ポリエステル、又は米国ペンシルベニア州ピッツバーグ所在のPPG Industries Inc.が商品名TESLIN(登録商標)で市販しているポリエチレンポリマー含有材料、TYVEK(登録商標)合成紙(Dupont Corp)及びOPPalyte(登録商標)フィルム(Mobil Chemical Co.)及びその外の米国特許第5,244,861号に列挙されているコンポジット材料などの微孔質材料がある。不透明の支持体としては、普通紙、コート紙、合成紙、印画紙支持体、溶融押出しコート紙及びラミネート紙例えば二軸延伸支持体ラミネートがある。二軸延伸支持体ラミネートは、米国特許5,853,965号、同第5,866,282号、同第5,874,205号、同第5,888,643号、同第5,888,681号、同第5,888,683号、同第5,888,714号に記載されている。なおこれら特許に開示されていることは本願に援用するものである。これら二軸延伸支持体としては、紙ベースと二軸延伸ポリオレフィンシートとからなる、紙ベースの片面又は両面にポリオレフィンシートをラミネートしたものがある。透明な支持体としては、ガラス；セルロース誘導体類、例えばセルロースエステル、三酢酸セルロース、二酢酸セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース、酢酸酪酸セルロースなど；ポリエステル類、例えばポリ(エチレンテレフタレート)、ポリ(エチレンナフタレート)、ポリ(1,4-シクロヘキサンジメチレンテレフタレート)、ポリ(ブチレンテレフタレート)及びそのコポリマー類；ポリイミド類；ポリアミド類；ポリカーボネート類；ポリスチレン；ポリオレフィン類、例えばポリエチレンもしくはポリプロピレン；ポリスルホン類；ポリアクリル酸エステル類；ポリエーテルイミド類及びこれらの混合物がある。先に列挙した紙類には、印画紙などの高級紙から新聞紙などの低級紙まで広範囲の紙が含まれている。
【００６７】
本発明の分散剤は、乾燥後のインクジェット要素などのコートされた系の光沢又は多孔性に悪影響を及ぼすことが無いことは、以後の説明で明らかになるであろう。したがって、本発明の分散剤は、標準の配合物に、その適性に悪影響を与えることなく添加することができしかも配合物の粘度を許容できないレベルまで上昇させたり又は配合物をゲル化させることなく、加工性、輸送及びコーティングを改良できる。したがって、本発明の分散剤は、インクジェット媒体要素をコートするのに特に有用である。
【００６８】
本願に引用した特許及び刊行物は、その全体を本明細書に援用するものである。
【００６９】
ここで、以下の実施例を引用して本発明を説明するが、これら実施例は本発明の範囲を限定するとみなすべきではない。
【実施例】
【００７０】
分散剤の合成
本発明の分散剤は、本願の実施例に類似の方法及びMakromoleculare Chemie,(1992),193(9),pages 2505-2517に従って製造できる。
【００７１】
実施例A
化合物(Ｉ-1a)の合成
メルカプトコハク酸(15.0g,0.100mol)、アクリルアミド(50.00g,0.700mol)及び2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオニトリル)(1.1g)を、還流冷却器付き3Nフラスコ内のメタノール（1000ml）中に懸濁させた。アルゴンをバブリングすることによって、その混合物を20分間、脱ガスし、次いでアルゴンの雰囲気下で還流させた。還流を合計72時間続けて、モノマーの完全消費を確実に実施した。冷却して生成した白色固体塊をメタノールで洗浄し、水に再溶解し、次いで凍結乾燥して白色固体を得た(34.3g,52%)。分析結果は所望の構造と一致していた。
【００７２】
実施例B
化合物(Ｉ-2a)の合成
メルカプトコハク酸(1.51g,0.010mol)、N,N-ジメチルアクリルアミド(6.94g,0.070mol)及び2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオニトリル)(0.10g)を、還流冷却器付き3Nフラスコ内のメタノール（150ml）中に懸濁させた。アルゴンをバブリングすることによって、その混合物を20分間、脱ガスし、次いでアルゴンの雰囲気下で還流させた。還流を24時間続けた。生成した溶液を減圧蒸発させて、淡黄色のガム状物(8.49g,100%)を得た。分析結果は所望の構造と一致していた。
【００７３】
比較例
本発明の分散剤の性能を、分散剤無しの対照及び従来技術のある範囲の代表的物質を含有する対照と比較することによって、本発明の分散剤の効力を試験した。上記比較試験に使用した化合物を以下に列挙した。
【００７４】
【化９】
2008525177.tif 000011
【００７５】
【化１０】
2008525177.tif 000012
【００７６】
例1
対照1：分散剤を含まないCatapal(登録商標)200/PVA水分散液
6.55gのCatapal(登録商標)200(平均結晶子サイズ40nm)をガラス製バイアルに秤取し、10.08gの水を添加し、生成した分散液を攪拌した。試料を、約20分間分散させた後、1.12gのポリビニルアルコールのゴーセノール(登録商標)GH17溶液(17.5質量%)を添加して攪拌した。最終の組成は、Catapal(登録商標)200が36.9質量%、1.1%質量%のゴーセノール(登録商標)GH-17及び62質量%の分散剤希水溶液であった。この試料はさらに一夜分散させた後、その系の流動性を、C2.3/26小試料セル付きBohlin(登録商標)CS50レオメーターを使って20℃で測定し、図1に示すように測定値は粘度対せん断応力の曲線の形で(両者ともに対数目盛り)で記録した。
【００７７】
流動曲線を、0.04Paのせん断応力で60s間に設定した負荷応力に反比例する遅延時間を使って一貫して測定し、負荷したせん断応力の履歴に依存する四つの曲線A、B、Ｃ及びDを得た。
【００７８】
曲線A(白丸)は、高いせん断応力を加える前の低せん断応力-中位のせん断応力(約0.04-10Pa)下にある系の初期「U1」状態を示し、その系は、変化するせん断応力に対して低い粘度を保持している。
【００７９】
曲線B(白三角)は、せん断応力を0.04Paから高い約1000Paまで加えたときのU1状態に対する影響を示し、約200〜300Paのせん断応力でせん断増粘領域を通過している。
【００８０】
曲線Cは、高いせん断応力(曲線Bで加えたような)の負荷を突然停止したときに起こる「T1」状態を示す。起こったT1状態は、U1状態とは実質的に異なり、T1状態の低せん断応力下での粘度は初期U1状態の粘度の1000倍である。この系は、いったんT1状態に到達すると、U1状態には決して戻らない。
【００８１】
曲線Dは系の「T2」状態を示すが、この状態は、高いせん断応力の負荷を、曲線Bに示すせん断増粘領域を通過した後、規則的に制御した方式で低下させたとき(一データ点当たり10個サンプリング)に起こる。せん断応力を、曲線Dに記載されているように規則的に、10Paの方に低下させると、系の粘度は、急激に上昇する垂直の曲線で示されているように急激に上昇して、系は結局、ゲル化してT2状態に到達し降伏応力物質になった。
【００８２】
系は、一旦T2状態に到達したならば、降伏応力を超えてせん断応力が増大すると、劇的にせん断応力で粘度が低下して、その曲線は特に曲線Dに類似の線をたどり、そのせん断応力で粘度が低下した曲線は、1000Paに近い高いせん断応力で曲線C及びBと合流する。しかし、せん断応力が低下すると、系の挙動は、せん断応力の低下速度に左右される。せん断応力が急激に停止すると、その挙動はT1状態の挙動に戻り、すなわちせん断応力が徐々に低下すると、以前のように、系は再びゲル化しすなわちT2状態に戻る。
【００８３】
系は、一旦、T1状態又はT2状態に到達したならば、U1状態には決して戻らない。その問題点は、先に述べたように、T1状態の低せん断応力下での高い粘度、及び系が降伏応力物質又はゲルを生成する傾向すなわち系がT2状態に到達する傾向である。
【００８４】
二つの簡易パラメータ(simple parameter)1と2を、流動性測定値から採用して、曲線Cが低いせん断応力から高いせん断応力までかけたときのT1状態を示しかつ曲線Dが高いせん断応力から低いせん断応力まで段階的にかけたときのT2状態を示す上記二つの問題点(図2)を示した。
【００８５】
パラメータ1(P1)  T1状態は、曲線Cに示すような、せん断応力0.04Paにおける低せん断粘度(low shear viscosity)(Pa・s)が特徴であった。
パラメータ2(P2)  T2状態のゲル化する傾向は、粘度1000Pa・sにおける降伏応力が特徴であった。なお、この値が大きければ大きいほどゲル化する傾向が強い。
【００８６】
そのT2状態が、粘度1000Pa・sにおいて、ゲル化しかつ高いせん断応力の値を示せば、パメータ1と2は対照1を特徴付ける(図2に示す別のパラメータのパラメータ3すなわちP3を、後に説明するように、本発明の分散剤も含有する分散液に採用した)。
【００８７】
以下に例示した比較分散剤を含有する対照系の流動性を、例1に記載したようにして測定して、データを表1に記入した。
【００８８】
例2
対照1+比較分散剤C1
C1の0.5質量%溶液を、最終pHを2.92にして調製した。Catapal(登録商標)200の6質量%分散液も例1と類似の方法で調製した。上記のCatapal(登録商標)200の6質量%分散液を、各種量のC1の0.5%水溶液を含有する溶液に50:50の質量比で添加することによって、各種の分散液を10gずつ調製した。これらの組成物は、Catapal(登録商標)200の濃度は3質量%で一定であり、C1の濃度は変化させて、その最終濃度は0から0.05%間隔で0.15質量％までの範囲すなわち17:1000から50:1000の範囲とした。試料は振盪して完全に混合した。
【００８９】
分散剤が0の場合、最終的な分散液は濁っており時間が経過しても濁ったままであった。C1を含有する試料の場合、すべての系が相分離を起こして固体が沈殿して凝集を示した。したがって、試料の流動性は測定できないので、表1にデータは記入されていない。C1は、Catapal(登録商標)200の分散液に対して不適切な分散剤であると結論した。
【００９０】
例3〜12では、最終の組成が、36.9質量%のCatapal(登録商標)200、1.1質量%のゴーセノール(登録商標)GH-17及び62質量%の分散剤希水溶液になるように、水を、当該分散剤で置換したことを除いて例1と同様にして分散液を調製した。
【００９１】
例3
対照1+比較分散剤C2
分散剤：Catapal(登録商標)200の比率が1:1000になるように、Catapal(登録商標)200の水性分散液を、C2(TIRON(登録商標))の水溶液で調製した。
【００９２】
C2は、T1状態の低せん断粘度を、例1の対照と比べて低下させたが、やはりそのT2状態でゲル化した。より高い濃度のC2(0.06%,0.1%,0.25%,0.5%及び1.0%)も試験したが、これら濃度では、すべての系が凝集した。
【００９３】
例4
対照1+比較分散剤C3
Catapal(登録商標)200の水性分散液を、C3(ALUMINON(登録商標))の水溶液で調製して、分散剤：Catapal(登録商標)200の濃度範囲が1:1000から27:1000までで、C3の最終濃度の範囲：0.02%、0.04%、0.06%、0.1%、0.25%、0.5%、1.0%について試験した。0.06%以下の濃度では、すべての系が凝集した。しかし、分散剤:Catapal(登録商標)200の比率が0.5:1000であった0.02%のC3を含有する系について測定した流動性データは、C3の濃度がこのように低くても実施例1の対照より劣っていた。したがって、この場合、パラメータ1と2をともに増大し、すなわち、T1状態の低せん断粘度を増大して、粘度1000PaにおけるT2状態のせん断応力を増大する。
【００９４】
例5
対照1+比較分散剤C4
Catapal(登録商標)200の水性分散液を、C4の水溶液で調製して、分散剤：Catapal(登録商標)200の濃度範囲が3:1000から27:1000までで、C4の最終濃度の範囲：0.1%、0.2%、0.4%、0/6%、1.0%について試験した。T1状態の粘度を低下させる最も有効な結果は、0.1%の濃度で得られた。例1の対照と比べて、この分散剤は、パラメータ1と2の両者を低下させたが、パラメータ2が存在することは、これらの系がT2状態でゲル化する傾向があることを意味する。
【００９５】
例6
対照1+比較分散剤5
Catapal(登録商標)200の水性分散液を、C5の水溶液で調製して、分散剤：Catapal(登録商標)200の濃度範囲が1:1000から5:1000までで、C5の最終濃度の範囲：0.04%、0.06%、0.07%、0.09%、0.12%、0.16%、0.2０%について試験した。パラメータ1と2の両者を低下させる最も有効な結果を、0.09%の濃度で得た。例1の対照に比べて、この分散剤はパラメータ1と2を両方とも低下させたが、パラメータ2が存在することは、この系がT1状態でゲル化する傾向があることを意味する。
【００９６】
例7
対照1+比較分散剤C6
Catapal(登録商標)200の水性分散液を、C6の水溶液で調製して、分散剤：Catapal(登録商標)200の濃度範囲が1:1000から11:1000までで、C6の最終濃度の範囲：0.04%、0.08%、0.12%、0.2０%、0.41%について試験した。T1状態に対しては0.12%の濃度で、及びT2状態に対しては0.04%の濃度で最も有効な結果を得た。例1の対照に比べて、この分散剤は、T1状態の低せん断粘度及びT2状態のせん断応力の両者を低下させた。C6分散剤は、T1状態の粘度をC5より有効に低下させるが、T2状態のせん断応力を余り有効に低下させないので、ゲル化するより高い傾向を示している。
【００９７】
例8
対照1+比較分散剤C7
Catapal(登録商標)200の水性分散液を、C7の水溶液で調製して、分散剤：Catapal(登録商標)200の濃度範囲が1:1000から11:1000までで、C7の最終濃度の範囲：0.044%、0.082%、0.12%、0.2０%、0.40%について試験した。T1状態に対しては0.08%の濃度で、及びT2状態に対しては0.04%の濃度で最も有効な結果を得た。例1の対照に比べて、この分散剤は、T1状態の低せん断粘度及びT2状態のせん断応力の両者を低下させたが、パラメータ2が存在することは、その系がT2状態でゲル化する傾向があることを意味する。
【００９８】
例9
対照1+比較分散剤C8
Catapal(登録商標)200の水性分散液を、C8の水溶液で調製して、分散剤：Catapal(登録商標)200の濃度範囲が1:1000から30:1000までで、C8の最終濃度の範囲：0.026%、0.042%、0.075%、0.10%、0.21%、0.3０%、0.40%、0.50%、0.60%、0.75%、0.90%、1.10%について試験した。T1状態に対しては0.9%の濃度で、及びT2状態に対しては0.6%の濃度で最も有効な結果を得た。例1の対照に比べて、この分散剤は、T1状態の低せん断粘度及びT2状態のせん断応力の両者を低下させたが、パラメータ2が存在することは、その系がT2状態でゲル化する傾向があることを意味する。
【００９９】
例10
対照1+比較分散剤C4及びC7の1:1混合物
Catapal(登録商標)200の水性分散液を、C4及びC7の1:1混合物(w/w)の水溶液で調製して、この分散剤混合物：Catapal(登録商標)200の濃度範囲が4:1000から14:1000までで、前記混合物の最終濃度の範囲：0.15%、0.25%及び0.5%w/wについて試験した。前記3種類の濃度のすべてが凝集を示したから流動性は全く測定されなかったので、有意なパラメータを表2に記入できなかった。
【０１００】
例11
対照1+比較分散剤C9
この例の目的は、化学構造が本発明の分散剤に類似している(すなわち本発明の固着基+親水性高分子部分を有する)が、その親水性高分子部分が酸化物の表面に親和力を有している可能性がある物質を試験することである。ポリエチレングリコール類(PEG)としても知られているポリエチレンオキシド類は、酸化物の表面に吸着するその性質で知られている。この場合、PEG-メタクリル酸エステルC9を前記高分子部分のモノマー前駆体として選択した。
【０１０１】
Catapal(登録商標)200の水性分散液を、C9の水溶液を使って調製し、分散剤：Catapal(登録商標)200の濃度範囲が11:1000から43:1000までで、C９の最終濃度の範囲(w/w)：0.40%、0.80%、1.2%、1.6%について試験した。C9による最も有効な結果は、T1状態とT2状態の両方に対して1.6%の濃度で得た。
【０１０２】
対照1に比べて、C9は、T1状態の粘度をほとんど1/10まで低下させるが、いくつかの従来技術の分散剤(すなわちC4〜C8)ほどに有効ではない。しかし、より重大なことは、そのT2状態のせん断応力を高いせん断応力力に続いて段階的に低下させたとき、C9が流体のT2状態を維持できないことである。したがって、そのT2状態はパラメータ2を特徴とし、これはこの系がこれらの条件下でゲル化する傾向があることを意味する。
【０１０３】
例12
対照1+比較分散剤C10
この例の目的は、構造の親水性高分子部分が、酸化物表面に対して増大した親和力を有している可能性がある別の分散剤を試験することである。この場合、より長いPEG成分を有するポリエチレングリコールメタクリレートエステルを、C10の構造の高分子部分のモノマー前駆体として選択した。PEG成分の長さが長くなっていることに加えて、モノマー単位の平均数は５から７まで増大した。
【０１０４】
Catapal(登録商標)200の水性分散液を、C10の水溶液を使って調製し、分散剤：Catapal(登録商標)200の濃度範囲が11:1000から43:1000までで、C10の最終濃度の範囲(w/w)：0.40%、0.77%、1.2%、1.6%について試験した。C10による最も有効な結果は、T1状態に対しては1.2%の濃度で及びT2状態に対しては0.77%の濃度で得た。
【０１０５】
T1状態とT2状態について例11と類似の結果がC10に得られ、特にT2状態はパラメータ2が特徴であり、これはこの系がゲル化する傾向があることを意味する。
【０１０６】
上記試験結果は、本発明の親水性高分子部分が、本発明に従って十分に機能するためには、分散されたベーマイトの表面に対する親和力の低いことが必要であるという上記仮説を支持している。C9とC10が分散剤としての性能が劣っている点で類似していることは、PEG-メタクリレート部分が本発明のポリマー成分として不適切であることが、その全PEG含量に決定的に依存していないことを示唆している(C9に比べてC10は2倍を超える平均モル数のエチレングリコールを含有している)。
【０１０７】
例13
対照2：別の結合剤のポリビニルピロリドン(PVP)を含有するCatapal(登録商標)200分散液
異なる結合剤すなわちPVP(分子量=40kD)をPVAの代わりに使用すること以外は例1と同様にしてCatapal(登録商標)200の水性分散液を調製した。最終の組成は、36.9質量％のCatapal(登録商標)200、1.1質量％のPVP(MW=40kD)及び62質量％の水であった。この系は、特にパラメータ1と2それぞれの対応する高い値とともにT1状態とT2状態を示す点で、例1に示したPVA結合剤を含有する最初の対照系(対照1)に非常に類似した流動特性を示した。
【０１０８】
結合剤をPVAからPVPに変更しても、基本的なCatapal(登録商標)200系の流動挙動はほとんど変化しないので、この系は、高いせん断応力からゆっくり緩和されるとゲル化する強い傾向を示すようである。したがって、結合剤は、考慮された濃度において高質量部分の水性Catapal(登録商標)200分散液の遭遇する流動性の問題点を改善しない。
【０１０９】
例14
対照3：水のみ(結合剤無し)のCatapal(登録商標)200分散液
PVA結合剤を使用しないこと以外は実施例1と同様にして、Catapal(登録商標)200水性分散液を水だけで調製した。最終の組成は、37.0質量％のCatapal(登録商標)200及び63質量％の水であった。この系は、特にパラメータ1と2それぞれの対応する高い値とともにT1状態とT2状態を示す点で、例1に示したPVA結合剤を含有する最初の対照系(対照1)に非常に類似した流動特性を示した。
【０１１０】
降伏応力が高い値(15Pa)であることは、ゲル化する傾向が強いことを示すが、この実施例は、結合剤が、高いせん断応力条件に続いて降伏応力物質を生成する重要な駆動因子ではないことを示唆している。
【０１１１】
例15
対照4：希硝酸を含有するCatapal(登録商標)200分散液
硝酸水溶液を水の変わりに使用すること以外は実施例14と同様にしてCatapal(登録商標)200水性分散液を調製した。その水性分散液の最終の組成は、40質量%のCatapal(登録商標)200及び60質量%の硝酸水溶液であった。その硝酸水溶液は、以下の濃度範囲(mM)：3、5、10、16、18、30、41、51、76、101に変化させた。最も有効な粘度低下は、T1状態とT2状態の両方に対して51mMの硝酸濃度で得た。硝酸は、T1状態の低せん断粘度を下げるのにかなり有効であるが(パラメータ1)、そのT2状態では、せん断応力2.2 Paで、降伏応力物質を生成するので、パラメータ2が特徴であり、これは、T2系がゲル化する傾向があることを意味する。
【０１１２】
例16
対照5：0.15M硝酸を含有するDisperal(登録商標)HP22/PVA分散液
この例では、結晶子の平均の大きさがCatapal(登録商標)200より小さい22nmである、Sasolが製造したベーマイトのDisperal(登録商標)HP22を使用した。この製造メーカーの説明書は、Disperal(登録商標)HP22が0.15 Mの硝酸又は類似の酸に分散するはずであると示唆している。しかし、0.15 M硝酸中に高質量分率のDisperal(登録商標)HP22を含有する分散系は、高質量分率のCatapal(登録商標)200を含有する分散系(例1、13、14参照)で見られたのと同じ挙動を示すことがある。このことは次の実施例で証明する。
【０１１３】
Disperal(登録商標)HP22の水性分散液を、例1のCatapal(登録商標)200の場合と同様にして調製し、その最終組成は、41.8%のDisperal(登録商標)HP22及び58.2%の硝酸水溶液(0.15 M)であったが、硝酸は製造メーカーが推薦するように分散剤の役割を演じている。推奨される量の硝酸の存在下で、Disperal(登録商標)HP22系は、例15の硝酸を含有する40%固体のCatapal(登録商標)200対照系(対照4)と異ならない、そのT1状態とT2状態に対する粘度を示す。
例15と同様に、このT2状態はパラメータ2が特徴であるから、この系は、高いせん断応力からゆっくり緩和されるとゲル化する傾向を示す。
【０１１４】
例17
対照6：分散剤を含まないDisperal(登録商標)60/PVA水分散液
この例では、結晶子の平均の大きさがCatapal(登録商標)200より大きく50-60 nmの、やはりSasolが製造したベーマイトのDisperal(登録商標)60を使用した。Disperal(登録商標)60の分散液を、実施例1のCatapal(登録商標)200と同様にして調製したが、その最終組成は、50質量%のDisperal(登録商標)60、1質量％のPVA及び49質量%の水であった。実施例1のCatapal(登録商標)200系と比較すると、Disperal(登録商標)60系は、Catapal(登録商標)200系と同じせん断増粘遷移を示して同じタイプのT1状態とT2状態を与えるが、結晶子の大きさが大きいので、低せん断応力下では一般に粘度は低くなるようである。粘度は低いにもかかわらず、そのT2状態はパラメータ2が特徴であり、すなわち高いせん断応力からゆっくり緩和されるとゲル化する傾向を示す。
【０１１５】
例18
対照7：Disperal(登録商標)60の分散剤C5含有水性分散液
Disperal(登録商標)60の水性分散液を、実施例1のCatapal(登録商標)200について記載されているのと同様にして調製し、その最終組成は、50質量%のDisperal(登録商標)60及び50質量%のC5水溶液であった。C5を、0.12質量%、0.33質量%及び1.1質量%の濃度範囲について試験した。これら3種の濃度では、すべて凝集したので流動性を測定できなかったからパラメータは表1に記入できなかった。これらの結果は、分散剤C5が、他の何らかの添加剤の援助無しでDisperal(登録商標)60の水性分散液の分散剤として直接使用するには不適であることを示唆している。
【０１１６】
【表１】
2008525177.tif 000013
【０１１７】
表1には、アルミナの水性分散液の粘度を低下させると従来技術に開示されている酸ベースの中性塩の物質のタイプのものを選択して記載してある。さらに、表1には、本発明の一つの好ましい分散剤の二つの個々の化学的部分に関する実施例が含まれている。この点について、その個々の部分は、分離して1:1混合物として試験した。表1には、酸化物表面に対して親和力を有するポリマーブロックを含有するポリマー分散剤の実施例も含まれている。これらの系はいずれも、特に、高いせん断応力処理の後、Catapal(登録商標)200分散液に見られるゲル化の問題を克服できなかった。その外の実施例は、結合剤を必要としない、一次結晶子の大きさが異なるベーマイトに対する適用性及びポリマー連鎖の長さの増大の粘度の対する影響について例証している。
【０１１８】
要約すると、例1は分散剤無しの対照であり、そして例2は、ポリカルボン酸系のC1が凝集を起こす強い傾向を示したことを示している。中性塩の分散剤C2とC3(TRITON(登録商標)及びALUMINON(登録商標)として商業的に知られている)をそれぞれ含有する実施例3と4は、パラメータ2の値で定義されるT2状態に対して降伏応力物質を生成して、高いせん断応力からゆっくり緩和するとゲル化する傾向を示している。事実、C3は0.06%以上の濃度で凝集を起こした。
【０１１９】
例5のC4の結果は、ポリアクリルアミドのホモポリマーすなわち本発明の分散剤の好ましい化学的部分が、独力で、例1の対照1と比べて、T1状態の低せん断粘度を低下させることができるが、対照1に比べてT2状態にほとんど影響せず、この系はパラメータ2の値で決まることを証明している。例6のC5(クエン酸)は、例1の対照系(対照1)のCatapal(登録商標)200のパラメータ1と2を低下させたが、例18のDisperal 60対照系(対照7)の3種のすべての試験濃度で凝集を起こした。例7〜9は、酸ベースの分散剤のC6-C8が、Catapal(登録商標)200系のT1状態の低せん断粘度を、対照1と比べて低下させ、C6(コハク酸)とC8(酢酸)が最も有効であることを示している。しかし、これらの系はすべて、パラメータ2の欄に記載されていることによって明らかなようにゲル化する傾向を有している。例8におけるC7に関する試験結果は、本発明の分散剤の別の好ましい化学的部分であるメルカプトコハク酸も、独力で、例1の対照1と比べて、T1状態の低せん断粘度を低下させることができることを証明している。しかし、これらの試験結果も、メルカプトコハク酸が、対照1と比べてT2状態にほとんど影響せず、この系がパラメータ2の値で決まることを証明している。
【０１２０】
例10は、例5と8(C4とC7)の、二つの本発明の好ましい化学的部分が１：１ベースで混合されると、その系は、凝集して、これら二つの化学的部分の混合物がその系の安定性を実際に破壊することを証明している。
【０１２１】
例11と12は、本発明の固着部分がポリエチレングリコールメタクリレートエステルに基づいた二つの異なる高分子部分で結合された比較分散剤のC9とC10を使用するとき、両方の系は、高いせん断応力を受け次いでせん断応力をゆっくり段階的に低下させると降伏応力物質が生成した、すなわちこの系はゲル化する傾向があることを示している。
【０１２２】
例13と14は、例1に見られる流動性の問題が、結合剤のタイプ及び結合剤のレベルにかかわりなく存在することを証明している。アルミナ分散液用の一般に推奨されている別の酸性分散剤である硝酸を、例15と16それぞれでCatapal(登録商標)200系とDisperal (登録商標)HP22系で試験した。これら両方の場合、T２状態に対して降伏応力物質を生成した。すなわち両者はパラメータ2の値によって決まる。最後に、例17は、Disperal (登録商標)60がCatapal(登録商標)200と同じ流動性の問題をを示すことを示している。
【０１２３】
本発明の実施例
例19
対照1+本発明の分散剤Ｉ-1a
本発明の分散剤Ｉ-1aの水溶液を水の代わりに使用すること以外、例1と同様にしてCatapal(登録商標)200の水性分散液を調製した。最終組成は、36.9質量%のCatapal(登録商標)200、1.1質量%のゴーセノール(登録商標)GH-17及び62質量%の分散剤の希水溶液であった。分散剤：Catapal(登録商標)200の濃度範囲が0.3:1000から54:1000までで、I-1aの最終濃度の範囲(w/w)：0.01%、0.11%、0.30%、0.50%、0.59%、0.69%、0.79%、0.88%、0.94%、1.98%について試験した。I-1aによる最も有効な結果は、T1状態に対しては0.5%の濃度で及びT2状態に対しては0.3%で得られた。
【０１２４】
I-1aが存在すると、対照1系のT1状態の低せん断粘度(パラメータ1)を、対照の分散剤C1-C8のどれよりも一桁低く低下させる。より重要なことであるが、I-1aが存在すると、T2状態の粘度を、液状のゲル化しない物質の粘度まで低下させる。このことは、せん断応力0.04-10 Paの間のその粘度/せん断応力曲線の形によって明らかであり、その形は、特徴的な急上昇の形を示す典型的なゲル化するT2状態の形(図1の曲線D)より液体のU1状態の形(図1の曲線A)に非常によく似ている。したがって、液体のゲル化しないT2系の粘度は、せん断応力が0.04 Paまで低下すると横ばい状態になり、ゲル化する系のように1000 Pa・sという粘度に到達することは決してない。
【０１２５】
低せん断粘度のこれら平坦になっている値は、一般に、T1状態について得た値より大きいので、そのT2状態を特徴付けるため代わりのパラメータすなわちパラメータ3が必要である。パラメータ3は、0.04 Pa・s(せん断応力の測定される最低値)でのゲル化しないT2状態の低せん断粘度と定義する。
【０１２６】
実際に本発明の分散剤I1-bに関連する図2は、パラメータ２で特徴付けられる対照1系のT2状態(曲線D)と、パラメータ３で特徴付けられる、適切なレベルの本発明の分散剤が存在する(0.4質量％のI-1b)対照1系のT2状態（曲線F）との差を例示している。曲線Eは対照1系+分散剤の対応するT1状態を示す。
パラメータ3  曲線Fに見られるような0.04 Paのせん断応力における低せん断粘度の横ばい状の値を有する液体のすなわちゲル化しないT2状態。
【０１２７】
また図2は、パラメータ3が典型的にパラメータ1より高い場合の、本発明の分散剤を含有する系の典型的な挙動を例示している。しかし、パラメータ3とパラメータ1がほぼ同じ値を示す実施例がいくつかある。
【０１２８】
パラメータ2の定義によれば、パラメータ3は、低せん断粘度が、せん断応力0.04 Paにおいて＜1000 Pa・sである場合にのみ実現するようである。したがって、これらの系は、3パラメータすべてを示すことはできず、ゲル化する系はパラメータ１と2を示すことによって有効に特徴付けられ、ゲル化しない系はパラメータ1と3を示すことによって有効に特徴付けられる。
【０１２９】
ゲル化しないT2状態は低せん断粘度によって特徴付けられる(U1状態のように)ので、最終的に、分散剤I-1bのこのゲル化しない例には、図2のパラメータ3の欄に記載する事項はあるがパラメータ2の欄に記載することはない。これは、すべてゲル化する傾向を示しかつ1000 Pa・sを超える粘度を示しすなわちパラメータ2の欄に記載する事項がある対照1系(例1)のT2状態又はいずれかの比較分散剤(C1-C10、例2-12)を含有する対照1系(例2-12)のT2状態で得た結果と比べて非常に対照的である。
【０１３０】
要約すると、本発明の分散剤(I-1a)は、対照1系のいずれの比較分散剤をも超える二つの明確な利点を有し、すなわち高いせん断応力の期間に続いて、その系がゲル化するのを防止しかつT1状態の粘度を有意に低下させる。
【０１３１】
例20
対照1+本発明の分散剤I-1a+20mMの硝酸
この例の目的は、本発明の分散剤及び酸の併用を試験することであった。
Catapal(登録商標)200の水性分散液を、（I-1a）を含有する水溶液を硝酸(HNO3)で酸性にして20 mM HNO3(pH 2.8)にすること以外、例19と同様にして調製した。最終の組成は、36.9質量%のCatapal(登録商標)200、1.1質量%のゴーセノール(登録商標)GH-17及び62質量%の、I-1aと20 mM HNO3を含有する水溶液であった。分散剤：Catapal(登録商標)200の濃度範囲が3:1000から13:1000までで、I-1aの最終濃度の範囲(w/w)：0.11%、0.20%、0.30%、0.40%、0.49%について試験した。最も有効な結果は、T1状態とT2状態の両方について0.2%の濃度のI-1aで得た。
【０１３２】
これらの結果を、酸を含有していない例19の結果と比較すると、硝酸の存在下、I-1aは、より有効にかつより効率的にT1状態の低せん断粘度(パラメータ1)を低下させ、すなわち、より大きい最大の粘度低下を達成ししかもその最大効果を得るため必要な分散剤の量は少ない。さらにまた、硝酸の存在下、Ｉ-1aは、ゲル化を防止し、起こったT2状態の低せん断粘度(パラメータ3)を低下させるのにより有効でかつより効率的であり、しかも最大の効果を得るため必要な分散剤の量は少ない。
【０１３３】
例15の対照4は、Catapal(登録商標)200が、単に、硝酸水溶液中に、約40質量％固形分で分散されると、その系は、高せん断力の期間に続いてそのT2状態でゲル化する傾向があることを教示している。したがって、本実施例では、分散剤I-1aの存在が、ゲル化する傾向を避けるために重要であるようである。
【０１３４】
例21
対照1+本発明の分散剤I-1b
この例の目的は、構造タイプがI-1の本発明の分散剤のポリアクリルアミドブロックの長さを長くすることによる効果を試験することである。
【０１３５】
I-1a(アクリルアミドモノマー単位の平均数=15)の代わりに、ポリアクリルアミドブロックの長さが長い構造タイプ「I-1」の本発明の別の分散剤すなわちI-1b(アクリルアミドモノマー単位の平均数=21)を使用したこと以外、例19と同様にしてCatapal(登録商標)200の水性分散液を調製した。分散剤：Catapal(登録商標)200の濃度範囲が5:1000から32:1000までで、I-1bを、最終濃度の範囲(w/w):0.20%、0.40%、0.80%、1.2%について試験した。I-1bによる最も有効な結果は、T1状態については0.8%及びT2状態については0.4%の濃度で得た。
【０１３６】
I-1bが存在すると、対照1系のT1状態の低せん断粘度を、分散剤無しの対照1系と比べて及び対照の分散剤C1-C10のどれかを使用して得た対照1系(例2-12)と比べても実質的に低下させる。I-1bは、この効果については、I-1a(例19)より僅かに有効であるが、これは、ポリアクリルアミドブロックの長さが長いと、I-1構造の分散剤を検討するとき、粘度を低下させるのに僅かにより有効であることを示唆している。
【０１３７】
I-1aと同様に、I-1bが存在すると、T2状態の粘度を、液状のゲル化しない物質の粘度まで低下させるので、表2のパラメータ3の欄に「低せん断粘度」が記入される。このことは、対照1系(例1)のT2状態又は比較分散剤のC1-C10のどれかを含有する対照1系(例2-12参照)のT2状態で得られることすなわちすべてゲル化する傾向を示しかつ1000 Pa.sを超える粘度を示してパラメータ2の欄に記入されることとは非常に対照的である。I-1bは、T2状態の低せん断粘度を低下する効果が、I-1aより一桁以上有効であり、これは、I-1構造を有する本発明の分散剤は、そのポリアクリルアミド成分の平均長を15モノマー単位から21モノマー単位まで増大すると、Catapal(登録商標)200の水性分散液の粘度及びゲル化する傾向(高せん断応力の期間の後)を低下させるのにはるかに有効であることを示している。
【０１３８】
例22
対照1+本発明の分散剤I-1c
この例の目的は、構造タイプI-1の本発明の分散剤のポリアクリルアミド部分を長くすることによる効果をさらに試験することである。
【０１３９】
I-1b(アクリルアミドモノマー単位の平均数=21)の代わりに、より長いポリアクリルアミド部分を有する構造タイプI-1の本発明の別の分散剤すなわちI-1c(ポリアクリルアミドモノマー単位の平均数=27)を使用すること以外、例21と同じ方法で、Catapal(登録商標)200の水性分散液を調製した。分散剤：Catapal(登録商標)200の濃度範囲が5:1000から32:1000までで、I-1cを、最終濃度の範囲(w/w):0.20%、0.40%、0.80%、1.2%について試験した。I-1cによる最も有効な結果は、Ｔ１状態とT2状態の両方について1.2%の濃度で得られた。分散剤I-1cは、T1状態の低せん断粘度を、諸比較分散剤よりかなり大きく低下させかつまたT2状態の粘度を液状のゲル化しない物質の粘度まで低下させる。さらに、I-1cは、実施例19のI1-aより有意に有効であり、I-1構造を有する分散剤を検討するとき、ポリアクリルアミドブロックの長さが長ければ長いほど(x=27対x=15)、粘度を低下させるのに一層有効であることを示している。したがって、表2に示す試験結果は、これらの分散剤が、そのポリアクリルアミド成分の平均長を、15個から21個へさらに27個のモノマー単位へと段階的に増大するにつれて、Catapal(登録商標)200の水性分散液の粘度及びゲル化する傾向(高いせん断応力力の期間の後)を、より一層有効に低下させるようになることを確証している。
【０１４０】
分散剤無しの場合、U1状態の低せん断粘度は2 Pa・sである。I-1cの濃度が0.80%の場合、U1状態、T1状態及びT2状態の低せん断粘度は0.24 Pa・sである。したがって、分散剤I-1cは、せん断されていない分散液の粘度を低下させ及びせん断の履歴に無関係の流動性を有する分散液を提供する。
【０１４１】
例23
対照2+本発明の分散剤I-1c＋PVP結合剤
この例の目的は、本発明の分散剤が、PVA以外の結合剤の存在下、高質量分率のCatapal(登録商標)200水性分散液の遭遇する流動性の問題点を改善するかどうかを見極めることであった。
【０１４２】
結合剤としてPVA(ゴーセノール(登録商標)GH-17)の代わりにPVPを含有する例13の対照2系を、テストケースとして選択した。例13では、結合剤を交換しても(対照2として定義したPVAの代わりにPVPを使用する交換) 、高質量分率のCatapal(登録商標)200水性分散液の遭遇する流動性の問題点は改善されなかった。
【０１４３】
I1-cの水溶液を水の代わりに使用したこと以外、例13の対照2と同様にして、Catapal(登録商標)200の水性分散液を調製した。最終組成は、36.9質量%のCatapal(登録商標)200、1.1質量%のPVP(MW=40kD)及び62質量%の分散剤の希水溶液であった。分散剤：Catapal(登録商標)200の濃度範囲が3:1000から28:1000までで、I-1cを最終濃度の範囲(w/w)：0.1０%、0.30%、1.02%について試験した。I-1ｃによる最も有効な結果は、T1状態に対しては1.02%の濃度で及びT2状態に対しては0.3%の濃度で得られた。
【０１４４】
I-1cは、T1状態の低せん断粘度を、分散剤無しの対照2系(例13)より4桁有効に低下させる。I-1cは、T2状態の粘度を、正に液状のゲル化しない物質の粘度までより有意に低下させ、すなわち比較的小さい低せん断粘度を有している。このことは、1000 Pa・sを超える粘度を示しかつゲル化する傾向(パラメータ2の欄の記入事項が特徴である)を示す対照2系(例13)のT2状態で得られたこととは極めて対照的である。
【０１４５】
対照2系中のI-1c(例23)によって得たパラメータ1とパラメータ2の値は、対照1系中の分散剤I-1c(例22)で得たこれらの値とほとんど同じである。したがって、結合剤をPVAポリマーからＰＶPポリマーに変えても、分散剤存在下のCatapal(登録商標)200の水性分散液の流動性にはほとんど影響しない。
【０１４６】
それ故、これら分散剤を使用すると、ベーマイト配合物に含有させることができる結合剤の範囲を拡大できる。
【０１４７】
例24
対照3+単に水中の本発明の分散剤I-1c(結合剤無し)
この例の目的は、本発明の分散剤が、例14の対照3すなわち結合剤無しのベーマイト水性分散液の遭遇する流動性の問題を改善するかどうかを見極めることである。
【０１４８】
I1-cの水溶液を水の代わりに使用したこと以外、対照3と同様にして、Catapal(登録商標)200の水性分散液を調製した。最終組成は、37.0質量%のCatapal(登録商標)200及び63.0質量%のI-1cの希水溶液であった。分散剤：Catapal(登録商標)200の濃度範囲が3:1000から27:1000までで、I-1cを最終濃度の範囲(w/w)：0.1０%、0.30%、0.5%及び1.0%について試験した。I-1ｃによる最も有効な結果は、T1状態及びT2状態の両方に対して1%の濃度で得られた。
【０１４９】
I-1cは、T1状態の低せん断粘度を、分散剤無しの対照3系よりほとんど5桁有効に低下させる。I-1cが存在すると、T2状態の粘度を、正に液状のゲル化しない物質の粘度までより有意に低下させ、すなわち比較的小さい低せん断粘度を有している。この結果は、分散剤を含有せずかつゲル化する傾向の強い降伏応力物質として挙動する対照3系のT2状態で得られた結果と極めて対照的である。
【０１５０】
この例の結果は、結合剤のPVA及びPVPをそれぞれ1.1%含有すること以外この実施例と同じ組成を有する例22及び23と直接比較できる。これら3つの例のパラメータ１及びパラメータ2の値がすべて同程度であるという事実は、結合剤が、その利用された濃度で、これらの系の複雑な流動性に対してほとんど影響しないことを示唆している。
【０１５１】
例25
対照5+本発明の分散剤I-1b+Disperal(登録商標)HP22
例16の対照5において、結晶子の大きさがCatapal(登録商標)200より小さいベーマイト(Disperal(登録商標)HP22)の水性分散液も、固体濃度が高いとき(この場合は41.8%)、製造メーカーの推薦文によって分散を促進するため硝酸を含有している場合でさえ、高いせん断応力の期間ののち流動性の問題を起こすことがあることが証明されている。この実施例の目的は、これら流動性の問題が、本発明の分散剤を使って改善できるかどうかを見極めることである。
【０１５２】
I-1bの水溶液+硝酸を0.15M硝酸の代わりに使用して全硝酸濃度を0.15Mと同じに維持したこと以外、例16の対照5と同様にしてDisperal(登録商標)HP22の水性分散液を調製した。その結果、最終組成は、41.8%のDisperal(登録商標)HP22及び58.2%の0.15M硝酸とI-1bを含有する水溶液であった。分散剤I-1bを、0.11質量％、0.21質量%及び0.30質量%の濃度範囲について試験した。最も有効な結果は、T1状態とT2状態の両方に対して0.21%の濃度で得られた。
【０１５３】
分散剤I-1bが存在すると、対照5に比べて、T1状態の粘度を有意に低下させかつT2状態の性質を、降伏応力物質(表2のパラメータ2の記入事項を示す)から液状物質(表2のパラメータ3の記入事項を示す)に変える。その結果、本発明の分散剤(I-1b)が存在すると、高いせん断状態ののち対照5に見られる流動性の問題点が改善される。
【０１５４】
例26
対照6+本発明の分散剤(I-1a)+ Disperal(登録商標)60
例17の対照6において、結晶子の大きさがCatapal(登録商標)200より大きいベーマイト(Disperal(登録商標)60)の水性分散液も、固体濃度が高いとき、高いせん断応力の期間ののち流動性の問題を起こすことがあることが証明されている。対照6のT1状態の降伏応力限界は、低い値のせん断応力で起こるが、そのT2系はやはり、高いせん断状態からせん断応力が徐々に低下するにつれてゲル化する傾向があるせん断応力物質として挙動する。この実施例の目的は、これら流動性の問題は、本発明の分散剤を使って改善できるかどうかを見極めることである。
【０１５５】
I-1aをC5の代わりに使用したこと以外、例18と同様にして、(Disperal(登録商標)60)の水性分散液を調製した。w/w基準でのその最終組成は、50%のDisperal(登録商標)60及び50%のI-1a水溶液であった。分散剤：Catapal(登録商標)200の濃度範囲が2:1000〜20:1000(1000部当たりの部数)で、I-1cを最終濃度の範囲(w/w)：0.1０%、0.30%、1.0%について試験した。最も有効な結果は、T1状態及びT2状態の両方に対して0.3%の濃度で得られた。
【０１５６】
I-1aが存在すると、高いせん断応力状態ののち対照6に見られる流動性の問題点が改善される。対照的に、従来技術の分散剤C5(クエン酸)は、実際に、凝縮を起こすことによってその系を不安定にする(対照7)。
【０１５７】
下記例27-38では、水の代わりに分散剤を使用して、最終組成が36.9質量%のCatapal(登録商標)200、1.1質量%のゴーセノール(登録商標)GH-17及び62質量%の分散剤の希水溶液になるようにしたこと以外、実施例1と同様にして分散液を調製した。
【０１５８】
表2に示す結果から分かるように、これら各実施例において、本発明の分散剤は、高いせん断応力の期間に続いて、対照1系の比較分散剤のどれをも超える二つの明確な利点を示す。つまり、本発明の各分散剤は、T2系がゲル化するのを防止しかつT1状態の粘度を有意に低下させるか又は粘度を低下させるのに少なくとも従来技術の分散剤と同等に有効である(例36)。したがって、本発明の分散剤は、高いせん断応力状態の後、対照1に見られる流動性の問題点を改善する。
【０１５９】
例27
対照1+本発明の分散剤I-2a
Catapal(登録商標)200の水性分散液をI-2aの水溶液で調製し、分散剤：Catapal(登録商標)200の濃度範囲が5:1000から33:1000 までで、I-2aを最終濃度の範囲(w/w)：0.2０%、0.42%、0.60%、0.81%、1.0%、1.2%について試験した。I-2aの最も有効な結果は、T1状態及びT2状態の両方に対して1.0%の濃度で得られた。
【０１６０】
例28
対照1+本発明の分散剤I-2b
Catapal(登録商標)200の水性分散液をI-2bの水溶液で調製し、分散剤：Catapal(登録商標)200の濃度範囲11:1000から43:1000 までで、I-2bを最終濃度の範囲(w/w)：0.40%、0.79%、1.2%、1.6%について試験した。I-2bによる最も有効な結果は、T1状態及びT2状態の両方に対して1.2%の濃度で得られた。
【０１６１】
例27と28を例19、21及び22と比較すると、その試験結果は、ジカルボン酸の固着基がすべて同じ場合、ポリ-N,N-ジメチルアクリルアミド部分は、T2状態を液体化するのにポリアクリルアミド部分ほどに有効でないことを示唆している。したがって、ポリアクリルアミド系は、T2状態の低せん断粘度(パラメータ3)を低下させるのに、ポリ-N,N-ジメチルアクリルアミド系より有効のようである。
【０１６２】
例29
対照1+本発明の分散剤I-3a
Catapal(登録商標)200の水性分散液をI-3aの水溶液で調製し、分散剤：Catapal(登録商標)200の濃度範囲3:1000から27:1000 までで、I-3aを最終濃度の範囲(w/w)：0.11%、0.31%、1.0%、について試験した。I-3aによる最も有効な結果は、T1状態及びT2状態の両方に対して1.0%の濃度で得られた。
【０１６３】
例30
対照1+本発明の分散剤I-4a
Catapal(登録商標)200の水性分散液をI-4aの水溶液で調製し、分散剤：Catapal(登録商標)200の濃度範囲3:1000から27:1000 までで、I-4aを最終濃度の範囲(w/w):0.11%、0.29%、1.0%、について試験した。I-4aによる最も有効な結果は、T1状態及びT2状態の両方に対して1.0%の濃度で得られた。
【０１６４】
例31
対照1+本発明の分散剤I-4b
Catapal(登録商標)200の水性分散液をI-4bの水溶液で調製し、分散剤：Catapal(登録商標)200の濃度範囲2:1000から27:1000 までで、I-4bを最終濃度の範囲(w/w)：0.09%、0.30%、1.0%、について試験した。I-4bによる最も有効な結果は、T1状態及びT2状態の両方に対して1.0%の濃度で得られた。
【０１６５】
例32
対照1+本発明の分散剤I-5a
Catapal(登録商標)200の水性分散液をI-5aの水溶液で調製し、分散剤：Catapal(登録商標)200の濃度範囲3:1000から27:1000 までで、I-5aを最終濃度の範囲(w/w)：0.1%、0.30%、1.0%、について試験した。I-5aによる最も有効な結果は、T1状態及びT2状態の両方に対して1.0%の濃度で得られた。
【０１６６】
例33
対照1+本発明の分散剤I-5b
Catapal(登録商標)200の水性分散液をI-5bの水溶液で調製し、分散剤：Catapal(登録商標)200の濃度範囲3:1000から27:1000 までで、I-5bを最終濃度の範囲(w/w)：0.1%、0.30%、1.0%、について試験した。I-5bによる最も有効な結果は、T1状態及びT2状態の両方に対して0.3%の濃度で得られた。
【０１６７】
アミノカルボン酸の固着基を有する例32と33は、本発明のI-5型分散剤が、そのポリアクリルアミド成分の平均の長さが長くなるとより有効になることを示唆している。ポリアクリルアミドベースであるがジカルボン酸の固着基を含有している本発明のI-1型分散剤に、同じ試験結果が見られた(例19、21及び22参照)。
【０１６８】
例34
対照1+本発明の分散剤I-6a
Catapal(登録商標)200の水性分散液をI-6aの水溶液で調製し、分散剤：Catapal(登録商標)200の濃度範囲3:1000から27:1000 までで、I-5aを最終濃度の範囲(w/w)：0.1%、0.30%、1.0%、について試験した。I-aによる最も有効な結果は、T1状態及びT2状態の両方に対して1.0%の濃度で得られた。
【０１６９】
例35
対照1+本発明の分散剤I-6b
Catapal(登録商標)200の水性分散液をI-6bの水溶液で調製し、分散剤：Catapal(登録商標)200の濃度範囲3:1000から27:1000 までで、I-6bを最終濃度の範囲(w/w)：0.1%、0.30%、1.0%、について試験した。I-6bによる最も有効な結果は、T1状態及びT2状態の両方に対して1.0%の濃度で得られた。
【０１７０】
例36
対照1+本発明の分散剤I-7a
Catapal(登録商標)200の水性分散液をI-7aの水溶液で調製し、分散剤：Catapal(登録商標)200の濃度範囲11:1000から43:1000 までで、I-7aを最終濃度の範囲(w/w)：0.41%、0.80%、1.2%、1.6%について試験した。I-7aによる最も有効な結果は、T1状態及びT2状態の両方に対して0.8%の濃度で得られた。
【０１７１】
I-7aが存在すると、高いせん断応力状態ののち対照1に見られた流動性の問題点が改善され、かつ、高いせん断応力の期間に続いて、I-7aはT2系がゲル化するのを防ぎ、そしてT1状態の粘度を低下するのに従来技術の最良の分散剤と同等に有効であるという比較分散剤を超える利点を有している。
【０１７２】
例19、21、22、27及び28と同様に、この実施例は例34及び35とともに、本発明のポリ-N,N-ジメチルアクリルアミド系と本発明のポリアクリルアミド系を比較する機会を与えるが、この場合は、ジカルボン酸の固着部分ではなく単一のカルボン酸の固着部分を含有している。この例を、例34及び35のポリアクリルアミド系と比較すると、ポリ-N,N-ジメチルアクリルアミド部分が、T1状態の粘度を低下させたり又はT2状態を液体化するのにポリアクリルアミド部分ほど有効でないことを示唆している。これは、例28で到達した結論と同じであるので、本発明のポリアクリルアミド系はポリ-N,N-ジメチルアクリルアミド系より好ましい。
【０１７３】
例37
対照1+本発明の分散剤I-8a
この例の目的は、硫黄原子とカルボン酸の間のメチレン基の数が、この位置にメチレン基を一つだけ有する本発明のI-6型構造の分散剤の効力に対して重要であるかどうかを見極めることである(例34及び35参照)。分散剤I-8aの構造は、硫黄原子とカルボン酸の間に10個のメチレン基を有する固着部分を有するように設計したので、その構造の高分子部分としてポリアクリルアミドを含有している限り、その外の点ではI-6型構造と同じ構造であった。
【０１７４】
Catapal(登録商標)200の水性分散液をI-8aの水溶液で調製し、分散剤：Catapal(登録商標)200の濃度範囲3:1000から27:1000 までで、I-8aを最終濃度の範囲(w/w)：0.1%、0.30%、1.0%、について試験した。I-8aによる最も有効な結果は、T1状態及びT2状態の両方に対して0.8%の濃度で得られた。
【０１７５】
例34、35の構造I-6及びこの例の構造I-8の試験結果が類似していることは、硫黄原子とカルボン酸の間のメチレン基の数が、I-6型又はI-8型の構造を有する本発明の分散剤の効力に対して決定的でないことを示唆している。
【０１７６】
例38
対照1+本発明の分散剤I-19a
この例の目的は、固着部分の酸のタイプが本発明の分散剤の効力に対して決定的であるかどうかを見極めることであった。分散剤I-19aをI-6a(例34)と比較する。分散剤I-19aとI-6aは、高分子部分にそれぞれ、30個と36個のアクリルアミドモノマー単位を有しその大きさは非常に類似しているが、固着部分に、分散剤I-19aはHO3S-CH2-を有し、分散剤I-6aは代わりにHOOC-を有しすなわち両者は異なる酸性基を有している。
【０１７７】
I-6aの水溶液の代わりにI-19aの水溶液を使用すること以外、実施例34に記載したのと同じ方法でCatapal(登録商標)200の水性分散液を調製した。分散剤：Catapal(登録商標)200の濃度範囲6:1000から22:1000 までで、I-19aを最終濃度の範囲(w/w)：0.21%、0.40%、0.8%について試験した。I-19aによる最も有効な結果は、T1状態及びT2状態の両方に対して0.8%の濃度で得られた。
【０１７８】
この例と例34がT1状態とT2状態に対して低せん断粘度を示すことから、この例のI-19a及び実施例34のI-6aの構造の試験結果が類似しているのは、固着基の酸のタイプをカルボン酸からスルホン酸に変えることが、ポリアクリルアミドのポリマー基を含有する本発明の分散剤の効力にとって決定的でないことを示唆している。
【０１７９】
例39
対照1+本発明の分散剤I-19a+20mM硝酸
この実験は、例38で実施したのとほぼ同じであるが、20mM硝酸でpHを低下させて実施した点が異なっている。この実験では、分散剤：Catapal(登録商標)200の濃度範囲11:1000から22:1000 までで、I-19aを最終濃度の範囲(w/w)：0.40%、0.8%について試験した。I-19aによる最も有効な結果は、例38と同様に、T1状態及びT2状態の両方に対して0.80%の濃度で得られた。
【０１８０】
硝酸が存在するとI-19aの性能が僅かに改善された。すなわち硝酸無しの上記例(例38)と比べて、T1状態とT2状態の低せん断粘度を低下させた。この試験結果は、20mM硝酸無し及びありで本発明の分散剤I-1aで実施した実験(例19(硝酸なし)及び実施例20(硝酸あり))で維持されており、この実験も、硝酸が存在すると、本発明の分散剤を含有するCatapal(登録商標)200の水性分散液の粘度低下を促進できることを示した。したがって、硝酸の存在下、固着基の酸のタイプをカルボン酸からスルホン酸に変えることは、ポリアクリルアミドの高分子基を含有する本発明の分散剤の効力にとって決定的でない。
【０１８１】
例40
対照1+本発明の分散剤I-23a
例38は、固着基の酸のタイプをカルボン酸からスルホン酸に変えることが、ポリアクリルアミドの高分子基を含有する本発明の分散剤の効力にとって決定的でないことを示している。この例の目的は、上記のことが、ポリアクリルアミドの代わりに適切な代替ポリマー基(この例の場合、ポリ-N,N-ジ-メチルアクリルアミド)を使用した場合にも当てはまるかどうかを証明することであった。
【０１８２】
I-19aの水溶液の代わりにI-23aの水溶液を使用すること以外、例38に記載したのと同じ方法でCatapal(登録商標)200の水性分散液を調製した。分散剤：Catapal(登録商標)200の濃度範囲10:1000から22:1000 までで、I-23aを最終濃度の範囲(w/w)：0.37%、0.80%について試験した。I-23aによる最も有効な結果は、例38の分散剤I-19aと同様に、T1状態及びT2状態の両方に対して0.8%の濃度で得られた。
【０１８３】
この例と例38がT1状態とT2状態に対して低せん断粘度を示すことから、この例のI-23a及び例38のI-19aの構造の試験結果が類似していることは、高分子基をポリアクリルアミドからポリ-N,N-ジメチルアクリルアミドに変えることが、本発明の分散剤がスルホン酸部分を含有する固着基を有する場合、本発明の分散剤の効力に大きく影響しないことを示唆している。
【０１８４】
例38、39及び40は、総合的に、本発明の分散剤の固着基の酸のタイプがその分散剤の効力に対して決定的でないことを証明している。
【０１８５】
【表２】
2008525177.tif 000014
【０１８６】
例41
インクジェット媒体を製造するための例1の対照1系のコーティング
例1で使用した配合物は、その乾燥コートされた系が多孔質でかつ光沢を有していることから、インクジェットプリンティング用のコートされたインクジェット媒体を製造するのに有用な系である。この例では、この対照配合物の光沢と多孔率を測定して、本発明の分散剤を含有する配合物と例42で比較できるようにした。
【０１８７】
対照1で使用した配合物を、RK Print Mortorised K Control Blade Coater(R K Print Coat Instruments Ltd製)を使って、7 milのゼラチン-サブセッテッドEstar(登録商標)に約100μmの厚さでコートした。コーティングは、1.6 cm.s-1(速度設定3)のコーティング速度とブレードの高さ150μm(各コーティングを行なう前にフィーラーゲージで設定した)を利用して実施した。コーティングブロックの温度は、40±0.1℃に維持した再循環水で制御してブロック表面の温度を39.0±0.5℃にした。コーティングの品質は、コーティングブロックから50cm離れてそのブロックと同じ高さで設置した標準の静止型デスクトップフアンを使うファン補助乾燥によって改善された。乾燥した後、コーティングの光沢と多孔率を測定した。
【０１８８】
光沢の測定
光沢は、手持ち式Sheen 160 光沢計を使って測定した。この測定計は各種の角度で反射される白色光のフラクションを測定し、百分率で表わされる。測定は、1枚のプレインホワイトペーパーにコーティングを施して良質コーティングの全面積について繰り返し実施し、その平均値と標準偏差を計算した。60°の光沢を選択して、コートされた表面の光沢の特性を決定した。
【０１８９】
多孔率の測定
光沢を測定した後、直径1インチ(面積A=7.55cm2)の円形パンチ片を6個まで試料から採取した。各ディスクの質量を5桁バランス(five-figure balance)で測定し、各ディスクの厚さは手持ち式マイクロメーターを使って測定した。多孔質コーティングの質量Mcと厚さtcは、Estar(登録商標)支持体の予め測定した質量と厚さを差し引くことによって計算した。したがって、コーティングの密度ρcは下記式で表される。
【０１９０】
【数１】
2008525177.tif 000015
【０１９１】
コーティング密度の平均値を計算した。多孔率を計算するには、コーティング分散液(水を含む)の密度ρdを、既知の組成及びCatapal 200の密度(3.05 g.cm-3)とPVAの密度(1.26 g.cm-3)から計算しなければならない。したがって、多孔率Pは下記分数項で表される。
【０１９２】
【数２】
2008525177.tif 000016
【０１９３】
試験結果
光沢及び多孔率の測定値を下記表3に示す。
【０１９４】
【表３】
2008525177.tif 000017
【０１９５】
例42
コーティング：インクジェット媒体を製造するための対照1+本発明の分散剤I-1a
最終の全組成(w/wベース)が36.9%のCatapal(登録商標)200、1.1%のゴーセノールGH-17及び62%のI-1aの希水溶液になるように、例19と同様にしてCatapal(登録商標)200の水性分散液を調製した。分散剤：Catapal(登録商標)200の濃度範囲8:1000から16:1000 までで、分散剤の濃度(w/w)範囲を0.30%、0.50%及び0.60%に変えて3種の配合液を調製した。
【０１９６】
次いで、これら3種の系を、例41の対照1の系と同じ方法でコートして乾燥し、乾燥した後、コーティングの光沢と多孔率を同じ方法で測定した。この例の3種の光沢の試験結果を、例41の対照1系のそれとともに、図3に示したが、例41の対照1系は、その光沢が、0.5%の濃度までの本発明の分散剤(I-1a)とほぼ同じであることを示している。
【０１９７】
この多孔率の試験結果を、例41の対照1系のそれとともに、図4に示したが、例41の対照1系は、その多孔率が、0.6%の濃度までの本発明の分散剤(I-1a)とほぼ同じであることを示している。
【０１９８】
上記二つの実験結果は、本発明の好ましい分散剤をその最適濃度で対照1の配合液に使用すると、その分散剤は、乾燥後、生成するコートされた系の光沢と多孔率に悪影響を与えないことを示している。対照1系が、光沢と多孔性の両方を提供する、インクジェットプリンティング用に適切なインクジェット媒体エレメントを製造するのに有用な配合液であるならば、上記のことは、本発明の分散剤が、対照1系配合液に添加して、そのインクジェット媒体エレメントとしての適性に悪影響を与えることなく、追加の利点を提供できることを意味する。
【０１９９】
例43
コーティング：本発明の分散剤I-3bあり及び無しのCatapal(登録商標)200/PVA分散液
分散剤無しの組成物
5.92gのCatapal(登録商標)200をガラス製バイアルに秤取した。次いで、次の成分すなわち12.43%w/wのゴーセノール(登録商標)GH-23(活性質量GH-23=0.252g)を含有するPVA水溶液2.024g；40質量%のグリオキサール(硬化剤)を含有する水溶液0.063g；及び水7.99gを添加した。生成した分散液を、スパチュラを使って手作業で攪拌した。最終の組成(w/wベース)は、37.0%のCatapal(登録商標)200、1.6%のゴーセノール(登録商標)GH-23、0.16%のグリオキサール及び61.3%の水であった。
【０２００】
本発明の分散剤I-3bを含有する組成物
5.92gのCatapal(登録商標)200をガラス製バイアルに秤取した。次いで、次の成分すなわち12.43%w/wのゴーセノール(登録商標)GH-23(活性質量GH-23=0.252g)を含有するPVA水溶液2.025g；5.0質量%の本発明の分散剤I-3b(活性質量I-3b=0.2560g)を含有する水溶液5.12g；40質量%のグリオキサール(硬化剤)を含有する水溶液0.074g；及び水2.873gを添加した。生成した分散液を、スパチュラを使って手作業で攪拌した。最終の組成(w/wベース)は、37.0%のCatapal(登録商標)200、1.6%のゴーセノール(登録商標)GH-23、1.6%のI-3b、0.18%のグリオキサール、及び59.6%の水であった。
【０２０１】
上記の各組成物を、例41に記載したコーティング操作と同じ条件下、正確に同じ方式で各々、数回コートした。次いで、その乾燥コーティングを、反射光を利用して視覚で検査した。分散剤無しの対照のコーティングにはすべて、多数のコーティングラインがあり、これは、「クランカー(clunker)」すなわち十分分散していない大粒子のCatapal(登録商標)200が原因と推定される。これとは非常に対照的に、分散剤I-3bを使って製造した配合物はすべて、コーティングライン無しの非常に均一なコーティングを提供した。
【０２０２】
上記の差は、上記試験で得た代表的な二つのコーティングすなわち一方の分散剤なしともう一つの本発明の分散剤Ｉ-3b含有のものを利用して、図5aと5bに写真で示してある。これらの写真は、約1m離して水平に配置されたBeckの顕微鏡ランプを使って、暗室内で一方の面からコーティングを照射することによって得た。これらのコーティングは、表面欠陥の照射を助けるため、前記ランプにむけて水平線から約12°傾斜させた。
【０２０３】
したがって、コーティングの品質は、本発明の分散剤をCatapal(登録商標)200媒体を分散するのに使用すると、図5aに示すような分散剤が存在しない場合と比べて、図5bに示すように改善することができる。したがって、流動性の利点に加えて、本発明の分散剤の分散性能が証明され、本発明の分散剤が、水だけよりはるかに微細なCatapal(登録商標)200分散液を生成することを示している。
【０２０４】
このような分散剤を使うことによって、さらに、配合物は、このような分散剤無しの配合物の許容できないレベルまでの粘度の上昇又はゲル化を起こすことなく、一般に、高いせん断応力の条件下で処理し次いで配管、脱泡装置、濾過器及びコーティング装置によって輸送することができる。したがって、本発明の分散剤を使用すると、その配合物は、コーティング工程特にインクジェット媒体エレメントのコーティングを通じて処理し輸送することができる。
【０２０５】
これら分散剤が有効であるため、本発明は、分散剤無しの分散液又は従来技術の分散剤を含有する分散液に比べて、粘度を上昇させることなく又はゲルもしくは降伏応力物質を生成する傾向なしに、水性分散液の固形物濃度を増大する方法を提供する。さらに本発明は、分散剤及び固体の添加量を制御して、固体の負荷量を従来技術の分散剤を使って得ることができる負荷量より高くすることによって、水性分散液のゲルの降伏応力を制御する方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０２０６】
【図１】図１は、「対照」すなわち分散剤なしのCatapal(登録商標)200+PVA結合剤水溶液の粘度対せん断応力(両方とも対数目盛り)の流動曲線A、B、Ｃ及びDを示す。
【図２】図２は、「対照」の流動曲線C、D及び「対照」+本発明の分散剤I-1bの流動曲線EとF及び関連するパラメータを示す。
【図３】図３は、本発明の分散剤I-1aの濃度の関数としてのインクジェット媒体のコーティングの光沢を示す。
【図４】図４は、本発明の分散剤I-1aの濃度の関数としてのインクジェット媒体のコーティングの多孔率を示す。
【図５ａ】図５ａは、ベーマイト(Catapal(登録商標)200)及び市販されているポリビニルアルコール結合剤(ゴーセノール(登録商標)GH-23)に基づいたコーティング組成物の、本発明の分散剤I-3bを含有しないものの相対的均一性を示す。
【図５ｂ】図５ｂは、ベーマイト(Catapal(登録商標)200)及び市販されているポリビニルアルコール結合剤(ゴーセノール(登録商標)GH-23)に基づいたコーティング組成物の、本発明の分散剤を含有するものの相対的均一性を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【国際調査報告】
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