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Us 5154760

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Transcript
  • 8/17/2019 Us 5154760

    1/6

    United S t a t e s Patent [ 9 ]

    l l l l l l l l l l l l l l l l l I l l l l l l l l l I l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l I l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l

    USOOS 54760A

    P a t e n t

    Number:

    1 1 ] 5 , 1 5 4 , 7 6 0

    M i l l e r , J r . [ 4 5 ]

    D a t e

    o f P a t e n t :

    O c t .

    1 3 , 1 9 9 2

    [ 5 4 ]

    POLYAMIDE RESIN COMPOSITIONS FOR

    USE A S LAMINATING INK RESIN BINDERS FOREIGN PATENT

    DOCUMENTS

    [ 7 5 ] I n v e n t o r : George E . M i l l e r , J r ” Savannah, Ga_ 1 7 1 8 5 0 4 2 / 1 9 8 6 E u r o p e a n P a t . O f f . . . . . . . . . . 5 2 8 / 3 3 9 3

    . .

    C

    . Primary Examiner-Mark L.

    Bell

    [ 7 3 ] A s s l g n e e a n y , “

    p

    C o r p o r a t i o n ’ W a y n e ’ A s s i s t a n t E x a m i n e r — H e l e n e K l e m a n s k i

    ‘ A t t o r n e y , Agent, or Firm-—William K,

    Wissing

    [ 2 1 ]

    A p p ] . N o . : 6 1 8 , 7 6 7

    [ 5 7 ]

    A B S T R A C T

    [ 2 2 ] F l l e d :

    Nov‘

    2 7 ’ 1 9 9 0 A olyamide r e s i n c o m p o s i t i o n

    f o r u s e

    a s l a m i n a t i n g i n k

    [ 5 1 ] I n t . C l . 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

    . . C09D

    11/02 r e s i n

    b i n d e r

    i s

    provided by t h e

    condensation

    r e a c t i o n

    [ 5 2 ]

    US.

    C l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 0 6 / 2 0 ; 1 0 6 / 2 7 ; p r o d u c t o f

    d i m e r i z e d

    f a t t y a c i d s h a v i n g

    3 6

    c a r b o n

    _

    5 2 8 / 3 3 8 ;

    528/339‘3 atoms, a t l e a s t one d i b a s i c a c i d , a t l e a s t one C1-C4 a l k y l

    Fleld of Search . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

    d i a m i n e and

    a t l e a s t

    one

    p i p e r a z i n e _ l i k e d i a m i n e _

    The

    528 /3 9 3 , 3 3 8

    e q u i v a l e n t s o f

    a m i n e g r o u p s

    i n t h e

    c o m p o s i t i o n a r e

    [ 5 6 ] R e f e r e n c e s

    C i t e d s u b s t a n t i a l l y e q u a l t o

    t h e e q u i v a l e n t s o f c a r b o x y l

    U . S . PATENT DOCUMENTS

    2.149.286 l/l 9 3 7 Graves

    . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

    . 528/3393

    4 , 0 6 6 , 5 8 5 l/1978

    Sc h e p p

    e t a ] . 106/27

    4 , 2 4 3 , 7 0 2

    l/198]

    Walsh

    . . . . . . . . . . .

    . 1 0 6 / 2 7

    4,514,540 4/1985

    Peck . . . . . . . . . . . . . . ..

    106/20

    4,921,932

    5/1 990

    Tamura t a l . . 5 2 8 / 3 3 9 3

    025,043

    6/199] Smith . . . . . . . . . . . . . . . ..

    524/607

    5,026,755

    6/1991 Kyeglis e t

    a l .

    . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

    . 1 06/ 2 0

    g r o u p s , where 3 0

    t o

    5 0

    e q u i v a l e n t

    p e r e c e n t o f t h e

    c a r

    b o x y l

    g r o u p s

    a r e

    c o n t r i b u t e d

    by

    t h e

    d i b a s i c

    a c i d

    c o m

    p o n e n t

    and

    7 3 t o 9 3 e q u i v a l e n t p e r c e n t o f t h e

    amine

    g r o u p s

    a r e

    c o n t r i b u t e d b y

    t h e

    p i p e r a z i n e - l i k e d i a m i n e

    c o m p o n e n t . P r i n t i n g i n k s w i t h

    t h e

    p o l y a m i d e r e s i n

    c o m p o s i t i o n o f t h i s i n v e n t i o n a r e a l s o

    p r o v i d e d .

    1 5 C l a i m s , N0 D r a w i n g s

  • 8/17/2019 Us 5154760

    2/6

    5 , 1 5 4 , 7 6 0

    1

    POLYAMIDE RESIN COMPOSITIONS FOR USE

    A S LAMINATING INK RESIN

    BINDERS

    FIELD

    OF THE

    INVENTION

    T h i s i n v e n t i o n r e l a t e s t o p o l y a m i d e r e s i n c o m p o s i

    t i o n s

    f o r

    u s e

    a s

    l a m i n a t i n g i n k r e s i n b i n d e r s . More p a r

    t i c u l a r l y ,

    t h e

    i n v e n t i o n

    r e l a t e s t o

    h i g h

    p i p e r a z i n e - l i k e

    d i a m i n e / h i g h

    d i b a s i c

    a c i d

    p o l y a m i d e r e s i n c o m p o s i

    t i o n s t h a t p o s s e s s d e s i r a b l e p r o p e r t i e s

    s u c h a s

    good

    e t h a n o l s o l u b i l i t y

    a n d

    r e d u c i b i l i t y ,

    a n d h a v e

    g o o d v i s

    c o s i t y s t a b i l i t y i n

    s o l u t i o n .

    BACKGROUND

    OF

    THE INVENTION

    I n t h e

    m a n u f a c t u r e

    o f p r i n t i n g i n k s , e f f o r t s a r e c o n t i n

    u o u s l y made t o

    d e v e l o p

    new a n d i m p r o v e d p o l y a m i d e

    c o m p o s i t i o n s

    u s e f u l a s p i g m e n t b i n d e r s

    i n

    i n k s f o r p r i n t

    i n g a v a r i e t y o f

    s u b s t r a t e s .

    I n p a r t i c u l a r dem and a r e

    t h o s e i n k s which

    can b e

    p r i n t e d o r l a m i n a t e d on poly

    olefm

    s u b s t r a t e s such a s

    p o l y e t h y l e n e .

    These

    i n k s

    must

    p o s s e s s

    a

    number o f

    q u a l i t i e s t o b e c o m m e r c i a l l y u s e f u l ,

    i n c l u d i n g

    g o o d

    e t h a n o l

    s o l u b i l i t y

    a n d

    r e d u c i b i l i t y ,

    a n d

    g o o d

    v i s c o s i t y s t a b i l i t y

    i n

    s o l u t i o n among o t h e r s .

    P o l y a m i d e s c o m p r i s i n g

    d i m e r i z e d f a t t y

    a c i d s a r e

    known t o b e u s e f u l i n t h e m a n u f a c t u r e

    o f

    p r i n t i n g

    i n k s

    a n d

    i n

    a d h e s i v e a p p l i c a t i o n s . A c c o r d i n g

    t o US.

    P a t .

    N o . 3 , 3 7 7 , 3 0 3 ,

    p o l y a m i d e c o m p o s i t i o n s i n c l u d i n g a p i

    p e r a z i n e o r

    d i p i p e r d y l

    t y p e d i a m i n e component

    a r e

    d i s c l o s e d a s s u i t a bl e f o r h o t

    m e l t

    b i n d i n g . G o o d adhe

    s i o n t o v i n y l s u b s t r a t e s

    b y t h e s e

    p o l y a m i d e

    c o m p o s i ‘

    t i o n s a r e shown, however s u c h a d h e s i v e c o m p o s i t i o n s

    a r e

    g e n e r a l l y p o o r l y

    s o l u b l e i n

    a l c o h o l

    and p o s s e s s

    o t h e r

    p r o p e r t i e s

    s u i t a b l e

    f o r a d h e s i o n

    b u t

    g e n e r a l l y

    u n s u i t e d

    f o r

    a p p l i c a t i o n s

    a s

    a n i n k

    r e s i n

    b i n d e r .

    U . S . P a t . N o . 3 , 6 5 2 , 4 6 9

    t e a c h e s

    p o l y m e r i c f a t t y a c i d

    p o l y a m i d e r e s i n s o b t a i n e d b y

    r e a c t i n g

    a n

    a c i d

    m i x t u r e

    o f

    a

    p o l y m e r i c

    f a t t y

    a c i d

    and a low a l i p h a t i c m o no c ar

    b o x y l i c

    a c i d w i t h a n amine

    m i x t u r e

    o f

    a n a l k y l e n e d i

    a m i n e a n d

    a p o l y h e x a m e t h y l e n e

    p o l y a m i n e .

    The

    r e s i n s

    a r e

    d i s c l o s e d a s

    b e i n g p a r t i c u l a r l y u s e f ul i n

    f l e x o g r a p h i c

    i n k .

    A l t h o u g h t h e s e

    p r o d u c t s

    h a v e

    g o o d s o l u b i l i t y i n

    a l c o h o l

    a c h i e v e d i n

    p a r t

    t h r o u g h

    t h e c o n d e n s a t i o n

    o f

    a

    monobasic

    a c i d

    a s p a r t

    o f t h e a c i d

    component, t h e r e s u l

    t a n t l o w e r m o l e c u l a r w e i g h t p r o d u c t r e s u l t s i n l e s s

    d e s i r a b l e t e n s i l e p r o p e r t i e s . S i m i l a r l y , R e . 2 8 , 5 3 3

    d i s

    c l o s e s s y n t h e t i c p o l y a m i d e s

    p r e p a r e d

    b y c o n d e n s i n g a

    m o n o c a r b o x y l i c a c i d , d i a m i n e a n d d i m e r i z e d f a t t y a c i d .

    A g a i n ,

    t h e l o w e r

    m o l e c u l a r

    w e i g h t

    c o m p o s i t i o n s

    o b

    t a i n e d b y

    c o n d e n s i n g

    i n t e r

    a l i a

    a m o n o c a r b o x y l i c a c i d

    20

    2 5

    3 0

    3 5

    4 5

    a c h i e v e s e t h a n o l

    s o l u b i l i t y

    g e n e r a l l y a t t h e e x p e n s e

    o f

    5 0

    t e n s i l e

    p r o p e r t i e s .

    A c c o r d i n g

    t o

    US.

    P a t .

    N o .

    4 , 5 7 1 , 2 6 7 , a l c o h o l - s o l u b l e p o l y a m i d e s

    a n d

    p r i n t i n g i n k s

    a r e d i s c l o s e d p r e p a r e d by c o n d e n s i n g

    a n

    a c i d

    c o m p o

    n e n t

    of d i m e r i z e d f a t t y a c i d s ,

    a t

    l e a s t

    one a l i p h a t i c un

    branc h ed monocarboxylic a c i d and

    a t

    l e a s t o n e a l i p h a t i c

    b r a n c h e d m o n o c a r b o x y l i c

    a c i d

    w i t h e t h y l e n e d i a m i n e

    and h e x a m e t h y l e n e d i a m i n e a s

    t h e

    amine

    component.

    Thus t h e r e i s a

    n e e d f o r p o l y a m i d e r e s i n c o m p o s i t i o n s

    f o r u s e

    a s

    l a m i n a t i n g i n k

    r e s i n

    b i n d e r s

    w h i c h

    p o s s e s s

    d e s i r a b l e

    p r o p e r t i e s

    s u c h

    a s

    good e t h a n o l s o l u b i l i t y

    a n d

    r e d u c i b i l i t y , g o o d v i s c o s i t y s t a b i l i t y

    i n

    s o l u t i o n a n d

    g o o d s o f t e n i n g p o i n t s .

    SUMMARY OF

    THE

    INVENTION

    I t

    h a s

    been f o u n d

    t h a t

    i n

    accordance w i t h

    t h e

    p r e s e n t

    i n v e n t i o n a h i g h

    p i p e r a z i n e - l i k e

    d i a m i n e / h i g h

    d i b a s i c

    a c i d

    p o l y a m i d e

    r e s i n c o m p o s i t i o n

    h a s p r o p e r t i e s e s p e '

    c i a l l y

    s u i t ed f o r

    u s e a s a n

    i n k b i n d e r

    r e s i n .

    More p a r t i c u

    5 5

    6 0

    6 5

    2

    l a r l y i t h a s been f o u n d

    t h a t

    e x c e l l e n t r e s u l t s

    a r e

    o b t a i n e d

    w i t h p o l y a m i d e r e s i n c o m p o s i t i o n s t h a t c o m p r i s e t h e

    c o n d e n s a t i o n r e a c t i o n p r o d u c t o f

    a

    C 3 6 d i m e r i z e d f a t t y

    a c i d , a t l e a s t one d i b a s i c a c i d , a t l e a s t one C1-C4 a l k y l

    d i a m i n e

    and

    a t l e a s t

    one p i p e r a z i n e - l i k e d i a m i n e , t h e

    e q u i v a l e n t s o f a m i n e g r o u p s b e i n g s u b s t a n t i a l l y e q u a l t o

    t h e e q u i v a l e n t s

    o f c a r b o x y l

    g r o u p s , where 3 0 t o 5 0

    e q u i v a l e n t p e r c e n t

    o f

    t h e

    c a r b o x y l

    g r o u p s

    a r e

    c o n t r i b

    u t e d by t h e d i b a s i c

    a c i d component

    a n d

    7 3

    t o

    9 3

    e q u i v a

    l e n t

    p e r c e n t o f

    t h e amine g r o u p s a r e

    c o n t r i b u t e d

    by t h e

    p i p e r a z i n e - l i k e d i a m i n e c o m p o n e n t .

    F u r t h e r p r o v i d e d b y t h i s i n v e n t i o n i s

    a

    p r i n t i n g i n k

    c o m p r i s i n g s o l v e n t , a p o l y a m i d e r e s i n c o m p o s i t i o n f o r

    l a m i n a t i n g

    i n k

    r e s i n b i n d e r s i n a c c o r d a n c e w i t h

    t h i s

    i n v e n t i o n

    and

    a c o l o r a n t d i s t r i b u t e d through t h e c o m

    p o s i t i o n i n an

    e f f e c t i v e

    am o u nt

    s u f f i c i e n t

    t o

    i m p a r t a

    p r e d e t e r m i n e d

    c o l o r t o t h e r e s u l t i n g

    c o m p o s i t i o n .

    DETAILED

    DESCRIPTION

    OF

    THE

    PREFERRED EMBODIMENT

    The

    p o l y m e r i z e d f a t t y a c i d s u s e f u l i n t h e p r e s e n t

    i n v e n t i o n

    c a n b e

    o b t a i n e d

    by

    t h e

    p o l y m e r i z a t i o n o f

    o l e ? n i c a l l y u n s a t u r a t e d m o n o c a r b o x y l i c a c i d s c o n t a i n

    i n g

    1 6

    t o

    2 3

    carbon a t o m s ,

    s u c h

    a s o l e i c a c i d ,

    l i n o l e i c

    a c i d ,

    l i n o l e n i c

    a c i d , e l e o s t e a r i c a c i d a n d t h e

    l i k e .

    D i c a r

    b o x y l i c a c i d s p r o d u c e d i n

    t h i s

    m a n n e r , t h a t i s , w h en

    two m o l e s o f t h e

    monocarboxylic

    a c i d a r e c o m b i n e d ,

    a r e r e f e r r e d t o a s dimer a c i d s . P r o c e s s e s f o r t h e produc

    t i o n o f dimer a c i d s a r e w e l l kn o w n t o t h e a r t . C36 dimer

    a c i d s o b t a i n e d by t h e d i m e r i z a t i o n o f a n u n s a t u r a t e d

    C 1 8

    a a c i d s u c h a s o l e i c a c i d ,

    l i n o l e i c

    a c i d and

    m i x t u r e s

    t h e r e o f ( e . g . t a l l o i l f a t t y a c i d s ) a r e e s p e c i a l l y u s e f u l a n d

    a d v a n t a g e o u s l y

    e m p l o y e d f o r t h e

    p r e p a r a t i o n o f

    t h e

    p o l y a m i d e r e s i n c o m p o s i t i o n s

    o f

    t h i s i n v e n t i o n . A 3 6

    d i m e r i z e d f a t t y

    a c i d

    a s r e f e r r e d t o h e r e i n

    r e f e r s t o

    f a t t y

    a c i d s

    t h a t

    have

    a s t h e i r

    p r i n c i p a l

    component

    a

    C 3 6 d i c a r b o x y l i c

    a c i d

    a n d t y p i c a l l y

    h a v e

    a n a c i d v a l u e

    i n t h e

    r a n g e 1 8 0 - 2 1 5

    a n d

    n e u t r a l e q u i v a l e n t f r o m

    2 6 5 - 3 1 0 .

    C 3 6 d i m e r i z e d

    f a t t y a c i d s

    c o n t a i n i n g

    l e s s

    t h a n

    30% b y w e i g h t

    b y - p r o d u c t

    a c i d s i n c l u d i n g m o n o b a s i c

    a c i d s ,

    t r i m e r

    a c i d s

    o r h i g h e r

    polymer a c i d s a r e

    e s p e

    c i a l l y

    u s e f u l f o r

    t h i s i n v e n t i o n .

    I t

    i s even m o r e

    advanta

    g e o u s i f t h e dimer

    a c i d i s

    h y d r o g e n a t e d

    p r i o r

    t o u s e .

    The d i m e r a c i d s m a y a l s o b e

    m o l e c u l a r l y d i s t i l l e d o r

    otherwise

    puri?ed

    t o

    i n c r e a s e t h e C36

    dimer

    c o n t e n t t o

    90 o r m o r e .

    Another a c i d component

    i n

    t h e

    c o n d e n s a t i o n

    r e a c

    t i o n

    t o p r e p a r e t h e p o l y a m i d e r e s i n c o m p o s i t i o n o f t h i s

    i n v e n t i o n i s

    a

    d i b a s i c a c i d

    o r m i x t u r e of d i b a s i c

    a c i d s .

    C6

    t o

    C10

    d i b a si c a c i d s

    a r e b e l i e v e d

    t o

    b e

    u s e f u l

    i n t h i s

    i n v e n t i o n a n d e x a m p l e s i n c l u d e a z e l a i c

    a c i d ,

    s e b a c i c

    a c i d a n d

    a d i p i c

    a c i d .

    C o n v e n i e n t l y ,

    a z e l a i c

    a c i d

    i s p r e

    f e r r e d . The d i b a si c a c i d s whi c h

    c a n

    be u s e d

    i n

    t h i s

    i n

    v e n t i o n a r e

    w e l l k n o w n

    i n

    t h e a r t a s

    i s

    t h e i r

    p r e p a r a t i o n

    a n d many

    a r e

    r e a d i l y a v a i l a bl e

    c o m m e r c i a l l y .

    An amine c om p on e n t r e a c t a n t

    i n t h i s

    i n v e n t i o n i s

    a

    C 1 t o C4 a l k y l d i a m i n e o r m i x t u r e s

    o f

    C 1 t o C4 a l k y l

    d i a m i n e s . The d i a m i n e s whi c h can

    be

    u s e d i n t h i s i n v e n

    t i o n a r e w e l l k n o w n i n t h e a r t a s i s t h e i r p r e p a r a t i o n and

    m a n y a r e r e a d i l y a v a i l a b l e c o m m e r c i a l l y . The s e l e c t i o n

    o f

    t h e

    p a r t i c u l a r

    d i a m i n e f o r u s e

    i n

    t h e p r e p a r a t i o n o f

    t h e r e s i n o u s b i n d e r

    o f

    t h e p r e s e n t i n v e n t i o n i s d e p e n

    d e n t

    u p o n t h e

    p r o p e r t i e s

    d e s i r e d

    i n

    t h e c o m p o s i t i o n s o f

    t h e p r e s e n t i n v e n t i o n . I t s h o u l d be a p p r e c i a t e d

    t h a t

    u s e

    o f d i f f e r e n t

    t y p e s

    o f

    d i a m i n e s

    i n

    t h e p r e p a r a t i o n

    o f

    t h e

    r e s i n o u s b i n d e r w i l l c h a n g e t h e

    v i s c o s i t y

    a n d m e l t p o i n t

    o f

    t h e

    r e s i n o u s

    b i n d e r s

    w h i c h

    a r e

    o b t a i n e d .

    Conve

  • 8/17/2019 Us 5154760

    3/6

    5 , 1 5 4 , 7 6 0

    3

    n i e n t l y , e t h y l e n e d i a m i n e (EDA) i s t h e p r e f e r r e d d i

    amine i n t h i s i n v e n t i o n .

    A

    u r t h e r

    amine component r e a c t a n t i n

    t h i s i n v e n t i o n

    i s a

    p i p e r a z i n e - l i k e

    d i a m i n e o r m i x t u r e s o f

    p i p e r a z i n e

    l i k e d i a m i n e s .

    The

    t e r m “ p i p e r a z i n e - l i k e d i a m i n e

    r e f e r s

    t o a

    c o m p o u n d o f

    t h e f o r m u l a

    YNNH

    he r e

    Z

    s

    s e l e c t e d f r o m

    t h e g r o u p

    c o n s i s t i n g

    o f

    R R

    R

    R R

    cH-i-ic CH—-HC CH-HC

    a n d

    nc-m-cn

    R R R R R R

    where R s s e l e c t e d f r o m t h e g r o u p c o n s i s t i n g o f h y d r o

    gen and a l k y l

    g r o u p s h a v i n g

    from

    1

    t o

    6 c a r b o n

    atoms

    a n d

    R 1 s

    a d i v a l e n t

    a l i p h a t i c h y d r o c a r b o n g r o u p h a v i n g

    a t l e a s t one

    carbon

    atom, Y s

    s e l e c t e d

    from

    t h e gr ou p

    c o n s i s t i n g

    o f h y d r o g e n , R’NH; a n d R'OH where R ’ i s a

    d i v a l e n t

    a l k y l e n e r a d i c a l h a v i n g f r o m

    1

    t o 6 c a r b o n

    a t o m s .

    Of

    t h e

    p i p e r a z i n e - l i k e

    d i a m i n e s , p i p e r a z i n e

    i s

    c o n v e n i e n t l y

    p r e f e r r e d .

    O t h e r

    p i p e r a z i n e - l i k e

    d i a m i n e s

    s u c h a s a m i n o e t h y l p i p e r a z i n e a n d d i p i p e r i d y l p r o p a n e

    a r e e x p e c t e d

    t o

    be u s e f u l . The p i p e r a z i n e - l i k e d i a m i n e s

    w h i c h can be

    used i n t h i s i n v e n t i o n

    a r e

    w e l l

    k n o w n

    i n

    t h e

    a r t a s i s t h e i r

    p r e p a r a t i o n

    and

    m a n y a r e

    r e a d i l y

    a v a i l a b l e

    c o m m e r c i a l l y .

    The amount

    of

    r e a c t a n t s p r e s e n t i s e x p r e s s e d

    a s

    e q u i v a l e n t p e r c e n t .

    G e n e r a l l y ,

    3 0

    t o

    5 0 e q u i v a l e n t p e r

    c e n t

    o f t h e c a r b o x y l g r o u p s

    a r e c o n t r i b u t e d by

    t h e

    d i b a

    s i c a c i d component and

    7 3

    t o 9 3 e q u i v a l e n t p e r c e n t o f

    t h e a m i n e

    g r o u p s

    a r e c o n t r i b u t e d

    b y

    t h e p i p e r a z i n e - l i k e

    d i a m i n e c o m p o n e n t . The p o l y a m i d e

    r e s i n

    c o m p o s i t i o n

    o f t h i s

    i n v e n t i o n i s p r e p a r e d

    w i t h

    t h e e q u i v a l e n t s

    o f

    a m i n e g r o u p s

    e m p l o y e d

    b e i n g

    s u b s t a n t i a l l y

    e q u a l

    t o

    t h e

    e q u i v a l e n t s

    o f c a r b o x y l

    g r o u p s e m p l o y e d .

    H o w e v e r ,

    s l i g h t

    e x c e s s on t h e

    o r d e r o f

    up t o

    a b o u t

    10%,

    p r e f e r a

    b l y

    a b o u t

    2 t o

    a b o u t

    6 , o f amine

    groups a r e w i t h i n

    t h e

    t e r m “ s u b s t a n t i a l l y

    e q u a l .

    P r e f e r a b l y 3 5 t o

    4 5

    e q u i v a

    l e n t

    p e r c e n t o f t h e c a r b o x y l

    g r o u p s

    a r e c o n t r i b u t e d by

    t h e d i b a s i c

    a c i d

    c o m p o n e n t , 5 5

    t o

    6 5 e q u i v a l e n t p e r c e n t

    o f t h e c a r b o x y l g r o u p s a r e c o n t r i b u t e d by t h e d i m e r i z e d

    f a t t y a c i d

    component

    a n d

    7 8

    t o

    8 8

    e q u i v a l e n t

    p e r c e n t o f

    t h e

    a m i n e g r o u p s

    a r e

    c o n t r i b u t e d

    by t h e p i p e r a z i n e - l i k e

    d i a m i n e

    c o m p o n e n t .

    The p o l y a m i d e c o m p o s i t i o n o f

    t h e

    p r e s e n t

    i n v e n t i o n

    c a n b e

    p r e p a r e d by s t a nd a r d c o n d e n s a t i o n

    r e a c t i o n s

    known

    t o t h o s e

    i n t h e

    a r t . For

    e x a m p l e , t h e p o l y a m i d e

    c o m p o s i t i o n o f

    t h e i n v e n t i o n

    c a n b e p r e p a r e d

    by

    r e a c t

    i n g

    t h e a c i d c o m p o n e n t s w i t h

    t h e

    a m i n e c o m p o n e n t s

    o p t i o n a l l y i n t h e p r e s e n c e

    o f

    a c a t a l y s t s u c h a s

    p h o s

    p h o r i c a c i d

    a t

    a c o n d e n s a t i o n t e m p e r a t u r e g e n e r a l l y

    i n

    t h e r a n g e

    from

    1 5 0 ° t o 2 5 0 ° C . u n t i l t h e

    r e a c t i o n

    i s

    c o m p l e t e d . The o r d e r o f

    a d d i t i o n

    o f

    t h e r e a c t a n t s i s n o t

    c r i t i c a l .

    The

    p o l y a m i d e

    c o m p o s i t i o n s o f t h i s

    i n v e n t i o n

    a r e

    c h a r a c t e r i z e d b y

    h a v i n g

    p h y s i c a l p r o p e r t i e s

    t h a t

    r e n d e r

    them e s p e c i a l l y u s e f u l f o r l a m i n a t i n g i n k

    r e s i n

    b i n d e r s .

    I n

    p a r t i c u l a r ,

    t h e

    p o l y a m i d e r e s i n c o m p o s i t i o n s o f

    t h e

    i n v e n t i o n h a v e

    g o o d

    e t h a n o l

    s o l u b i l i t y

    a n d

    r e d u c i b i l i t y ,

    g o o d

    v i s c o s i t y

    s t a b i l i t y a n d g o o d s o f t e n i n g p o i n t s a s

    w e l l a s

    p o s s e s s i n g

    o t h e r d e s i r a b l e p r o p e r t i e s .

    A l s o

    p r o v i d e d

    by

    h i s

    i n v e n t i o n

    i s

    a p r i n t i n g i n k

    c o m

    p r i s i n g s o l v e n t ,

    t h e

    p o l y a m i d e r e s i n c o m p o s i t i o n

    i n

    accordance with t h i s i n v e n t i o n

    and

    a c o l o r a n t d i s t r i b

    u t e d t h r o u g h t h e c o m p o s i t i o n i n a n e f f e c t i v e amount

    4

    s u f ? c i e n t

    t o i m p a r t a

    p r e d e t e r m i n e d

    c o l o r t o t h e r e s u l t

    1 5

    3 5

    i n g c o m p o s i t i o n .

    S u i t a b l e

    s o l v e n t s f o r

    u s e i n t h e

    m a n u f a c t u r e

    o f

    p r i n t

    i n g i n k s a r e t h e s h o r t

    c h a i n a l i p h a t i c

    a l c o h o l s

    h a v i n g

    from 2 t o 4 carbon

    atoms

    w h i c h a r e

    c o m m o nl y u s e d i n

    t h i s

    ? e l d . An example

    o f

    a

    s u i t a b l e

    s o l v e n t i s e t h a n o l .

    A n o t h e r i n g r e d i e n t

    o f

    t h e p r i n t i n g i n k o f

    t h i s

    i n v e n

    t i o n i s t h e c o l o r a n t . The

    g e n e r i c

    t e r m c o l o r a n t i s

    s p e c i ?

    c a l l y

    u s e d

    i n

    t h i s s p e c i ? c a t i o n i n t h a t i t i s i n t e n d e d t o

    r e f e r t o b o t h

    p i g m e n t s

    a n d

    d y e s

    which i m p a r t

    a d i s t i n c t

    c o l o r t o t h e c o m p o s i t i o n . The p u r p o s e o f

    any

    c o l o r a n t

    i s

    t o

    p r o v i d e c o n t r a s t

    between t h e

    c o l o r o f

    t h e s u b s t r a t e

    and

    t h e

    c o l o r o f i n k i n o r d e r

    t o

    p r o v i d e a v i s u a l l y i d e n t i

    ? a b l e

    i n d i c i a on

    t h e

    s u b s t r a t e .

    EXAMPLES

    E x a m p l e

    1

    1 7 8 8 . 1 5

    g o f c o m m e r c i a l l y a v a i l a b l e C 3 6 d i m e r i z e d

    f a t t y a c i d

    ( 6 5

    e q u i v a l e n t

    p e r c e n t )

    (UNIDYME

    1 4 TM

    l o t n o .

    7 5 8 ,

    s o l d

    c o m m e r c i a l l y

    b y U n i o n Camp

    C o r p . ,

    Wayne, NJ) was charged t o

    a

    f o u r neck

    round bottom

    f l a s k

    ? t t e d

    w i t h

    a

    thermometer.

    With

    t h e

    d i m e r i z e d

    f a t t y

    a c i d

    was

    a l s o c h a r g e d 3 1 6 . 5 0 g a z e l a i c

    a c i d

    ( 3 5

    e q u i v a l e n t p e r c e n t ) . The m i x t u r e was h e a t e d a n d a g i

    t a t e d

    u n d e r a

    n i t r o g e n b l a n k e t t o a p p r o x i m a t e l y 1 0 0 ° C .

    when 3 2 2 . 8 0 g p i p e r a z i n e ( 7 8 e q u i v a l e n t

    p e r c e n t ) was

    a d d e d f o l l o w e d

    b y 7 2 . 5 5 g

    e t h y l e n e d i a m i n e ( 2 5

    e q u i v a _

    l e n t

    p e r c e n t EDA).

    The m i x t u r e was

    t h e n

    h e a t e d

    t o

    1 4 0 °

    C .

    t o

    b e g i n

    l i b e r a t i n g w a t e r f r o m

    t h e c o n d e n s a t i o n

    r e a c t i o n . H e a t i n g was

    c o n t i n u e d

    u n t i l t h e r e a c t i o n mix

    t u r e

    r e a c h e d a p p r o x i m a t e l y

    2 3 0 °

    C .

    The

    e x t e n t

    o f

    t h e

    r e a c t i o n was

    m o n i t o r e d by

    t h e a c i d number and amine

    n umb e r

    which were

    found

    t o be 7 . 7 and

    1 1 . 0

    r e s p e c

    t i v e l y . 4 . 0 g

    o f

    EDA

    a s

    added a s an amine

    c o r r e c t i o n

    t o

    a c h i e v e

    p r o p e r

    s t o i c h i o m e t r y

    a n d

    c o n t r o l v i s c o s i t y .

    Three

    drops o f

    H 3 P O 4

    was added a s

    a

    c a t a l y s t . The

    r e a c t i o n

    was

    h e l d a t 2 3 0 °

    C .

    u n t i l t h e completion o f t h e

    r e a c t i o n ,

    about 4 h o u r s .

    F i n a l l y ,

    a v a c u u m of down o

    6 5

    mmHg

    n

    t h e v e s s e l

    was

    a p p l i e d f o r

    a b o u t 2

    m o r e

    h o u r s

    a t

    23 0° C.

    -

    E x a m p l e 2

    The

    g e n e r a l

    p r o c e d u r e

    o f

    Example

    1

    was f o l l o w e d

    e x c e p t t h a t t h e f o l l o w i n g amounts o f

    r e a c t a n t s were

    e m p l o y e d

    UNIDYME

    4

    TM

    1 8 6 1 . 5 5 g

    ( 7 0

    e q u i v a l e n t p e r c e n t )

    A z e l a i c

    Acid 2 6 2 . 2 5 g

    ( 3 0 e q u i v a l e n t p e r c e n t )

    EDA 8 4 . 1 6 g

    ( 3 0 e q u i v a l e n t p e r c e n t )

    P i p e r a z i n e 2 9 2 . 0 5 g

    ( 7 3

    e q u i v a l e n t p e r c e n t )

    _ 1 . 4

    g

    o f EDA was added d u r i n g t h e r e a c t i o n a s a n

    amine c o r r e c t i o n .

    E x a m p l e

    3

    The

    g e n e r a l

    p r o c e d u r e o f

    E x a m p l e 2 w a s

    f o l l o w e d

    e x c e p t t h a t 6 . 0

    g

    o f

    EDA

    as added d u r i n g

    t h e

    r e a c t i o n

    a s a n a m i n e

    correction.

    E x a m p l e

    4

    The g e n e r a l p r o c e d u r e

    o f

    E x a m p l e

    2 was f o l l o w e d

    e x c e p t t h a t 5 . 9

    g

    EDA a s added d u r i n g t h e r e a c t i o n a s

    a n

    a m i n e c o r r e c t i o n .

  • 8/17/2019 Us 5154760

    4/6

    5 , 1 5 4 , 7 6 0

    5

    E x a m p l e

    5

    The g e n e r a l

    p r o c e d u r e o f

    Example 1 w a s f o l l o w e d

    e x c e p t t h a t t h e f o l l o w i n g amounts o f r e a c t a n t s were

    e m p l o y e d

    UNIDYME 4

    TM 1 7 6 2 . 0 7

    g

    ( 6 2 . 9

    e q u i v a l e n t p e r c e n t )

    A z e l a i c Acid 3 4 1 . 6 3 g

    ( 3 7 . 1

    e q u i v a l e n t p e r c e n t )

    EDA 8 8 . 6 5 g

    ( 3 0 . 0 e q u i v a l e n t p e r c e n t )

    P i p e r a z i n e

    3 0 7 . 6 4 g

    ( 7 3 . 0 e q u i v a l e n t p e r c e n t )

    5 . 8

    g

    o f

    EDA

    a s

    added

    d u r i n g t h e r e a c t i o n

    a s an

    amine c o r r e c t i o n .

    E x a m p l e 6

    The

    g e n e r a l p r o c e d u r e

    o f Example

    2

    was f o l l o w e d

    e x c e p t t h a t 3 . 3 g EDA as added d u r i n g

    t h e r e a c t i o n

    a s

    an

    amine c o r r e c t i o n .

    Example

    7

    The g e n e r a l

    p r o c e d u r e

    o f E x a m p l e 2 was r e p e a t e d .

    E x a m p l e

    8

    The

    g e n e r a l

    p r o c e d u r e o f Example 2 was r e p e a t e d .

    E x a m p l e

    9

    The p r o c e d u r e o f

    Example

    1 was

    f o l l o w e d e x c e p t

    t h a t

    t h e f o l l o w i n g amounts

    o f

    r e a c t a n t s

    were employed:

    UNlDYME

    4 TM

    1 7 0 8 . 3 3

    g

    ( 6 0 e q u i v a l e n t p e r c e n t )

    A z e l a i c Acid 3 7 4 . 3 7 g

    ( 4 0 e q u i v a l e n t p e r c e n t )

    EDA 6 6 . 0 7

    g

    ( 2 2 e q u i v a l e n t p e r c e n t )

    Piperazine 351.23

    g

    ( 8 2 e q u i v a l e n t p e r c e n t )

    1 . 4 g of EDA

    a s

    added during t h e r e a c t i o n a s an

    amine c o r r e c t i o n .

    E x a m p l e 1 0

    The

    g e n e r a l

    p r o c e d u r e

    o f

    Example

    1 was f o l l o w e d

    e x c e p t

    t h a t t h e

    f o l l o w i n g

    amounts

    of

    r e a c t a n t s

    were

    e m p l o y e d :

    UNIDYME

    4

    TM 1 8 2 6 . 5 0 g

    ( 6 7 . 5 e q u i v a l e n t p e r c e n t )

    A z e l a i c Acid 2 8 9 . 0 8 g

    ( 3 2 . 5 e q u i v a l e n t p e r c e n t )

    EDA 9 1 . 3 4

    g

    ( 3 2 . 0

    e q u i v a l e n t

    p e r c e n t )

    P i p e r a z i n e 2 9 3 . 0 9 g

    ( 7 2 . 0 e q u i v a l e n t p e r c e n t )

    E x a m p l e 1 l

    The g e n e r a l p r o c e d u r e o f Example 1 was f o l l o w e d

    e x c e p t t h a t

    t h e

    f o l l o w i n g amounts o f

    r e a c t a n t s

    were

    e m p l o y e d :

    1 O

    1 5

    2 0

    3 5

    40

    .45

    5 0

    5 5

    6

    - c o n t i n u e d

    A z e l a i c

    Acid

    3 1 6 . 4 6 g

    ( 3 5 . 0 e q u i v a l e n t p e r c e n t )

    EDA 3 1 . 4 4

    g

    ( 2 8 . 1 e q u i v a l e n t p e r c e n t )

    P i p e r a z i n e 3 1 4 . 1 9 g

    ( 7 5 . 9

    e q u i v a l e n t p e r c e n t )

    0 . 5

    g of

    EDA

    a s

    added

    during

    t h e r e a c t i o n a s

    an

    a m i n e c o r r e c t i o n .

    C o m p a r a t i v e E x a m p l e

    A

    The

    g e n e r a l p r o c e d u r e o f Example 1 was

    f o l l o w e d

    e x c e p t t h a t t h e

    f o l l o w i n g

    amounts

    o f

    r e a c t a n t s were

    e m p l o y e d :

    UNIDYME 4 TM 1 9 2 1 . 3 2

    g

    ( 7 5

    e q u i v a l e n t p e r c e n t )

    A z e l a i c Acid 2 1 0 . 5 2 g

    ( 2 5 e q u i v a l e n t p e r c e n t )

    EDA

    6 7 . 5 6

    g

    ( 2 5 e q u i v a l e n t p e r c e n t )

    P i p e r a z i n e

    3 0 0 . 6 0

    g

    ( 7 8

    e q u i v a l e n t p e r c e n t )

    7 . 9 g of EDA a s

    added

    during t h e r e a c t i o n a s an

    amine c o r r e c t i o n .

    C o m p a r a t i v e

    E x a m p l e

    B

    The

    g e n e r a l p r o c e d u r e o f Example

    1

    was

    f o l l o w e d

    e x c e p t

    t h a t

    t h e f o l l o w i n g amounts

    o f

    r e a c t a n t s

    were

    e m p l o y e d :

    UNIDYME

    4 TM 1 9 3 0 . 2 2 g

    ( 7 5 e q u i v a l e n t

    p e r c e n t )

    A z e l a i c

    Acid

    2 1 1 . 4 9

    g

    ( 2 5

    e q u i v a l e n t p e r c e n t )

    EDA

    9 5 . 0 2

    g

    ( 3 5

    e q u i v a l e n t p e r c e n t )

    P i p e r a z i n e

    2 6 3 . 2 7 g

    ( 6 8 e q u i v a l e n t p e r c e n t )

    0 . 4 g of

    EDA

    a s

    added

    during t h e r e a c t i o n a s an

    amine c o r r e c t i o n .

    C o m p a r a t i v e

    E x a m p l e

    C

    The g e n e r a l

    p r o c e d u r e o f Example

    1

    was

    f o l l o w e d

    e x c e p t

    t h a t

    t h e f o l l o w i n g amounts o f

    r e a c t a n t s were

    e m p l o y e d :

    UNIDYME

    4 TM

    1 7 9 7 . 0 4

    g

    ( 6 5 e q u i v a l e n t p e r c e n t )

    A z e l a i c Acid

    3 1 8 . 0 7

    g

    ( 3 5

    e q u i v a l e n t p e r c e n t )

    EDA

    10207 g

    ( 3 5 e q u i v a l e n t p e r c e n t )

    P i p e r a z i n e 2 8 2 . 8 2

    g

    ( 6 8 e q u i v a l e n t p e r c e n t )

    3 . 3

    g

    of EDA a s

    added during

    t h e

    r e a c t i o n

    a s

    an

    a m i n e c o r r e c t i o n .

    C o m p a r a t i v e E x a m p l e D

    The g e n e r a l p r o c e d u r e o f Example

    1

    was

    f o l l o w e d

    e x c e p t

    t h a t t h e

    f o l l o w i n g amounts

    o f r e a c t a n t s

    were

    e m p l o y e d :

    UNIDYME 4

    TM

    1 7 8 7 . 9 1 g

    ( 6 5 . 0

    e q u i v a l e n t p e r c e n t ) UNIDYME 4 TM

    1 9 5 1 . 4 3 g

  • 8/17/2019 Us 5154760

    5/6

    5 , 1 5 4 , 7 6 0

    7

    - c o n t i n u e d

    ( 7 7 . 1 e q u i v a l e n t p e r c e n t )

    A z e l a i c

    Acid

    1 9 0 . 5 2

    g

    ( 2 2 . 9

    e q u i v a l e n t

    p e r c e n t )

    EDA 8 0 . 0 9 g

    ( 3 0 . 0 e q u i v a l e n t p e r c e n t )

    P i p e r a z i n e 2 7 7 . 9 5 g

    ( 7 3 . 0 e q u i v a l e n t p e r c e n t )

    5 . 8

    g

    of EDA

    a s

    added during t h e r e a c t i o n a s an

    amine c o r r e c t i o n .

    C o m p a r a t i v e

    E x a m p l e

    E

    The

    g e n e r a l

    p r o c e d u r e o f Example

    1

    was f o l l o w e d

    e x c e p t t h a t t h e f o l l o w i n g amounts of

    r e a c t a n t s

    were

    e m p l o y e d :

    UNIDYME 4 TM 1 8 6 7 . 8 9 g

    ( 7 0 . 0 e q u i v a l e n t p e r c e n t )

    A z e l a i c Acid 2 6 3 . 1 4

    g

    ( 3 0 . 0 e q u i v a l e n t p e r c e n t )

    EDA 1 0 4 . 4 3

    g

    ( 3 7 . 1 e q u i v a l e n t

    p e r c e n t )

    P i p e r a z i n e 2 6 4 . 5 4

    g

    ( 6 5 . 9 e q u i v a l e n t p e r c e n t )

    4 . 3 g of EDA a s added

    during

    t h e r e a c t i o n a s an

    a m i n e

    c o r r e c t i o n .

    C o m p a r a t i v e

    E x a m p l e

    F

    The

    p r o c e d u r e o f Example

    1 was f o l l o w e d

    e x c e p t

    t h a t t h e f o l l o w i n g amounts

    o f

    r e a c t a n t s were

    employed:

    UNIDYME

    4

    TM 1 8 5 5 . 2 5 g

    ( 7 0 . 0

    e q u i v a l e n t p e r c e n t )

    A z e l a i c

    Acid 2 6 1 . 3 6

    g

    ( 3 0 . 0 e q u i v a l e n t p e r c e n t )

    EDA 6 4 . 0 2 g

    ( 2 2 . 9

    e q u i v a l e n t p e r c e n t )

    P i p e r a z i n e 3 1 9 . 3 7

    g

    ( 5 8 . 7

    e q u i v a l e n t p e r c e n t )

    3 . 9

    g of

    EDA a s added during t h e r e a c t i o n

    a s an

    amine

    c o r r e c t i o n .

    C o m p a r a t i v e E x a m p l e G

    The p r o c e d u r e o f

    Example

    1 was f o l l o w e d e x c e p t

    t h a t t h e f o l l o w i n g amounts o f r e a c t a n t s were

    employed:

    UNIDYME

    4

    TM 1 8 6 3 . 9 1

    g

    ( 7 0 e q u i v a l e n t p e r c e n t )

    A z e l a i c Acid 2 6 2 . 5 8 g

    ( 3 0 e q u i v a l e n t p e r c e n t )

    EDA 1 0 1 . 1 2 g

    ( 3 6

    e q u i v a l e n t p e r c e n t )

    P i p e r a z i n e 2 7 2 . 3 9

    g

    ( 6 8

    e q u i v a l e n t p e r c e n t )

    3 . 9 g o f EDA

    a s

    added d u r i n g t h e

    r e a c t i o n

    a s

    an

    a m i n e c o r r e c t i o n .

    The

    p r o p e r t i e s

    a n d c h a r a c t e r i s t i c s o f

    t h e v a r i o u s

    p o l y a m i d e

    r e s i n

    c o m p o s i t i o n s a r e d e t a i l e d i n T a b l e I

    1 0

    20

    2 5

    3 5

    45

    5 5

    8

    and I I

    and

    elsewhere below and were

    determined

    f o l

    l o w s :

    l ) The S o f t e n i n g P o i n t

    ( ° C . )

    was m e a s u r e d

    by

    c o n

    v e n t i o n a l B a l l a n d

    R i n g ” m e l t i n g

    p o i n t

    d e t e r m i n a t i o n s

    ASTM D

    4 6 1 - 7 6 ;

    2 )

    Amine

    No.

    i s

    t h e

    m i l l i g r a m s o f

    KOH q u i v a l e n t

    t o

    a m i n e

    a l k a l i n i t y

    i n o n e gram s a m p l e o f c o m p o s i t i o n ;

    3 ) Acid N o . i s t h e m i l l i g r a m s

    o f K O l - I

    e q u i v a l e n t t o

    a c i d i t y

    i n

    o n e

    gram

    s a m p l e

    o f

    c o m p o s i t i o n ;

    4 ) M e l t v i s c o s i t y ( V i s c 2 0 5 ) r e p o r t e d

    i n c e n t p o i s e

    ( c p s ) was m e a s u r e d

    b y

    a d d i n g a p p r o x i m a t e l y 9 g o f

    r e s i n

    t o

    a s a m p l e

    chamber

    ( B r o o k ? e l d

    T h e r m o c e l )

    which s _

    t h e n h e a t e d

    t o

    t h e

    t e s t t e m p e r a t u r e , s u i t a b l e t o

    p r o v i d e a m o l t e n

    s t a t e .

    A p i n d l e

    ( 8 0 1 - 3 )

    i s

    a t t a c h e d

    t o

    a

    r o t a t i o n a l

    m o t o r c a p a b l e o f

    s e n s i n g

    t o r q u e .

    T h i s s p i n

    d l e i s immersed i n t o t h e

    s a m p l e

    a n d

    r o t a t e d

    u n t i l t h e

    t e m p e r a t u r e

    h a s e q u i l i b r a te d ( 2 0 5 “ C . ) .

    E i t h e r

    a t o r q u e

    f a c t o r or

    a

    d i r e c t r e a d o u t

    m a y

    be p o s s i b l e depending on

    t h e model v i s c o m e t e r

    ( B r o o k ? e l d

    R o t a t i o n a l

    Viscome

    t e r

    model

    LVT).

    5 ) G a r d n e r H o l d t v i s c o s i t y o f 40% NV - p r o p a n o l

    s o l u t i o n

    was

    measured by comparing t h e r a t e a b u b b l e

    r i s e s

    through

    a

    r e s i n

    s o l u t i o n

    o f

    k n o w n

    volume, concen

    t r a t i o n

    a n d t e m p e r a t u r e a g a i n s t v i s c o s i t y s t a n d a r d t u b es

    i n a c o n s t a n t t e m p e r a t u r e w a t e r b a t h ( 2 5 ° C . ) . R e s u l t s

    a r e c o n v e r t e d and e x p r e s s e d a s c p s ( c o n v e r s i o n t a b l e s

    a l l o w t h e v i s c o s i t y r e s u l t s

    t o

    b e

    t r e a t e d s t a t i s t i c a l l y ) .

    6 )

    E t h a n o l r e d u c i b i l i t y ( E t o h

    R e d u c ) w a s

    m e a s u r e d

    a s f o l l o w s :

    20

    g

    o f polyamide r e s i n

    a r e i n t r o d u c e d i n t o

    a

    250 ml

    Erlenmeyer

    ? a s k

    and

    d i s s o l v e d i n 3 0 g o f

    n - p r o p a n o l

    w i t h h e a t

    a n d

    a g i t a t i o n .

    The s o l u t i o n i s

    c o o l e d

    and

    p u r e

    e t h y l a l c o h o l i s

    t h e n

    added from

    a

    b u r e t t e w i t h c o n s t a n t s w i r l i n g u n t i l t h e

    s o l u t i o n

    s t a r t s

    t o

    c l o u d .

    E t h a n o l r e d u c i b i l i t y

    i s e x p r e s s e d a s t h e p e r c e n t

    o f

    p o l y a m i d e r e s i n t h e n c o n t a i n e d i n

    t h e

    d i l u t e d ,

    s t i l l

    b a r e l y c l e a r

    s o l u t i o n .

    7 )

    V i s c o s i t y s t a b i l i t y

    i s

    t h e G a r d n e r

    v i s c o s i t y ,

    a s d e

    s c r i b e d a b o v e , a f t e r 7 2 h r s d i v i d e d by

    t h e

    i n i t i a l

    Gar d

    n e r

    v i s c o s i t y .

    8 ) F o i l a d h e s i o n i s m e a s u r e d by

    m a k i n g

    4 0 %

    n o n

    v o l a t i l e s o l u t i o n s

    i n

    a l c o h o l u s i n g th e

    l a m i n a t i n g p o l y

    a m i d e

    r e s i n s . The e s i n

    i s a p p l i e d t o 4X 0 i n c h p i e c e s

    o f

    corona t r e a t e d

    aluminum

    f o i l u s i n g a 4 Meyer

    c o a t e d

    w i r e

    w o u n d

    r o d and a l l o w e d t o d r y . A e n t i n e l

    Heat

    S e a l e r

    ( P a c k a g i n g

    I n d u s t r i e s , H y a n n i s , MA) s

    s e t

    t o

    200 ° F . ,

    6 0 p s i

    and

    5

    s e c o n d s . (Allow 1 5 m i n u t e s f o r

    t e m p e r a t u r e t o e q u i l i b r a t e . ) A n

    u n - p r i n t e d p i e c e

    o f

    f o i l

    i s

    p l a c e d on t o p

    o f

    a p r i n t e d

    s a m p l e a n d s e a l e d i n t h e

    S e n t i n e l s e a l e r . The sample i s

    c u t

    i n t o one

    i n c h

    wide

    s t r i p s .

    Using

    a

    “ T - P e e l ”

    method

    o f

    1 2

    i n c h e s

    p e r m i n u t e

    on

    a n I n s t r o n t e s t e r

    ( I n s t r o n

    4 2 0 1

    T e s t e r ,

    I n s t r o n

    C o r p . ,

    C a n t o n ,

    MA), t h e

    s a m p l e s a r e r a t e d i n grams p e r i n c h a t

    m a x i m u m

    l o a d .

    9 )

    Low t e m p e r a t u r e a d h e s i o n i s

    measured

    a s

    de

    s c r i b e d u n d e r F o i l Adhesion e x c e p t

    t h a t

    t h e t e m p e r a

    ture o n the S e n t i n e l i s re d u ce d t o

    150

    F.

    ~ I n t h e f o i l a d h e s i o n t e s t s , a l l c o m p o s i t i o n s

    showed

    c o m p a r a b l e

    p e r f o r m a n c e .

    S i m i l a r l y ,

    i n

    t h e l o w t e m p e r

    a t u r e a d h e s i o n t e s t s ,

    a l l

    c o m p o s i t i o n s

    d e m o n s t r a t e d

    c o m p a r a b l e p e r f o r m a n c e i n t h a t

    l a m i n a t e s

    o f l l c om p o

    s i t i o n s

    e x h i b i t e d d e s t r u c t i v e f a i l u r e i n T - p e e l t e s t i n g on

    v a r i o u s s u b s t r a t e s .

    TABLE

    Example No.

    l 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1

    S o f t e n i n g P t .

    1 2 3

    1 2 0 1 2 6

    1 2 9 1 3 7 1 1 5 1 2 2 1 2 5 1 2 7 1 3 1 1 2 7

  • 8/17/2019 Us 5154760

    6/6

    5 , 1 5 4 , 7 6 0

    9

    1 0

    TABLE - c o n t i n u e d

    E x a m p l e N o .

    l

    2 3

    4

    5 6 7 8 9 1 O 1 1

    Acid No.

    2 . 0 1 . 9 1 . 5 1 . 2 1 . 9

    2 . 7

    1 . 8

    1 . 6 1 . 0 1 . 2

    1 . 7

    A m i n e No.

    7 . 8 5 . 4 6 . 7

    6 . 2

    6 . 9

    6 . 8 5 . 4

    7 . 4 6 . 9 7 . 2

    6 . 7

    V ' s c .

    2 0 5 : C .

    1 3 2 0 0

    37250

    21200 41000

    27500

    1 7 2 0 0 7 0 0 0 0 1 7 4 4 0 40800

    28200

    2 4 7 5 0

    Gardner v i s e . 2 4 0 0 6 1 0 0 3 7 0 0 4 1 0 0 3 7 0 0 3 0 6 7 7 6 6 7 2 8 3 3 5 5 6 7 4 1 0 0 3 9 0 0

    Etch Reduc, ‘ 7 4 2 0 . 4 2 3 . 5 2 2 . 7 2 2 . 9 2 0 . 8 2 2 . 8 2 3 . 5 2 2 . 3

    1 9 . 0

    2 1 . 5 2 0 . 4

    Mn

    2 4 4 9 2 5 0 8

    3 0 3 7 2 7 6 8 3 0 4 5 4 5 6 1

    3 6 7 9

    2 7 9 2

    3 2 9 4

    1 6 9 2 2 7 7 3

    MW

    1 1 6 5 1 1 0 2 9 3 1 4 2 4 1 1 5 3 3 7 1 3 1 0 6 1 7 1 3 7 1 8 6 5 2 1 4 1 9 3

    2 0 9 0 5

    1 2 3 9 4 1 6 2 2 7

    V i s e .

    S t a b .

    1 . 0 3 6 0 1 . 0 1 7 4 1 . 0 8 7 1 1 . 0 6 6 4 1 . 5 7 8 6 1 . 0 1 7 4 1 . 0 5 8 2 1 . 2 0 4 9 1 . 0 3 3 0 1 . 3 1 3 3 1 . 0 9 6 7

    TABLE I

    C o m p a r a t i v e

    E x a m p l e

    N o .

    A B C D E F

    G

    S o f t e n i n g

    P t .

    1 0 3 1 2 1 1 3 7 1 1 2 1 3 0

    1 1 1

    1 3 1

    Acid No.

    . 9

    1 . 5 1 . 6 1 . 9 3 . 0 1 . 8 1 . 1

    A m i n e

    No.

    7 . 9

    5 . 2 6 . 7

    6 . 4

    8 . 2 7 . 0

    8 . 0

    V i s e . 2 0 5

    C . 1 7 7 0 0

    6 7 5 0 0

    5 0 5 0 0 3 3 5 0 0 6 5 2 0

    22500

    1 8 2 0 0

    Gardner

    v i s c . 2 8 3 3 6 9 3 3 5 5 6 7 5 0 3 3

    1 7 3 3 3900 2950

    Etch

    R e d u c . , 2 4 . 5

    2 4 . 0 2 4 . 4 2 5 . 4 2 1 . 6 2 2 . 9

    2 1 . 9

    Mn 3 1 5 1

    3 4 4 9 2 7 8 4 3 6 4 1

    2 1 1 8 2 1 1 2

    2 2 0 4

    MW 1 4 6 2 9 1 3 4 2 6 1 1 6 9 3 1 5 9 0 7 8 8 4 8 1 1 7 6 2 1 1 7 1 7

    V i s c . S t a b . 0 . 9 9 3 1

    1 . 0 1 7 4

    2 . 0 6 5 9 0 . 9 9 4 6 1 . 7 4 7 6 1 . 3 9 6 1

    1 . 6 8 8 2

    W h a t

    i s c l a i m e d

    i s :

    1 .

    A

    olyamide r e s i n

    c o m p o s i t i o n

    f o r u s e

    a s

    l a m i n a t

    i n g

    i n k

    r e s i n b i n d e r w h i c h c o m p r i s e s

    t h e

    c o n d e n s a t i o n

    r e a c t i o n p r o d u c t

    o f :

    ( a ) a C 3 6 d i m e r i z e d

    f a t t y a c i d ;

    ( b ) a t

    l e a s t one C6

    t o

    C10

    d i b a s i c

    a c i d ; ( 0 ) a t

    l e a s t

    one C1-C4

    a l k y l d i a m i n e ;

    a n d ( d ) a t l e a s t

    o n e p i p e r a z i n e - l i k e

    d i

    a m i n e ;

    t h e e q u i v a l e n t s o f a m i n e g r o u p s b e i n g

    s u b s t a n

    t i a l l y e q u a l t o t h e

    e q u i v a l e n t s

    o f c a r b o x y l g r o u p s ,

    where 3 5 t o

    4 5

    e q u i v a l e n t

    p e r c e n t o f t h e c a r b o x y l

    g r o u p s a r e

    c o n t r i b u t e d by

    t h e

    d i b a si c a c i d component,

    5 5 t o 6 5 e q u i v a l e n t p e r c e n t o f t h e c a r b o x y l g r o u p s a r e

    c o n t r i b u t e d by

    t h e

    d i m e r i z e d f a t t y

    a c i d

    component

    a n d

    7 8

    t o 8 8

    e q u i v a l e n t p e r c e n t

    o f

    t h e

    amine

    g r o u p s

    a r e

    c o n t r i b u t e d

    b y

    t h e p i p e r a z i n e - l i k e d i a m i n e c o m p o n e n t .

    2 . The

    p o l y a m i d e

    r e s i n

    c o m p o s i t i o n a c c o r d i n g

    t o

    c l a i m 1

    t h e

    d i b a s i c a c i d i s a z e l a i c a c i d .

    3 .

    The

    p o l y a m i d e

    r e s i n

    c o m p o s i t i o n a c c o r d i n g

    t o

    c l a i m 1

    w h e r e i n

    t h e p i p e r a z i n e - l i k e d i a m i n e i s p i p e r a

    zine.

    4 . The

    p o l y a m i d e

    r e s i n

    c o m p o s i t i o n a c c o r d i n g t o

    c l a i m

    1

    w h e r e i n

    t h e

    C 1

    t o

    C4 l k y l d i a m i n e s

    e t h y l e n e d i

    a m i n e .

    5 .

    A

    olyamide r e s i n

    c o m p o s i t i o n

    f o r u s e a s

    l a m i n a t

    i n g i n k r e s i n b i n d e r

    w h i c h c o m p r i s e s

    t h e c o n d e n s a t i o n

    r e a c t i o n p r o d u c t o f : ( a )

    a b o u t

    6 0 e q u i v a l e n t p e r c e n t o f a

    C 3 6 d i m e r i z e d f a t t y a c i d ; ( b ) a b o u t

    4 0

    e q u i v a l e n t p e r c e n t

    a z e l a i c

    a c i d ;

    ( c )

    e t h y l e n e d i a m j n e

    i n

    a n

    amount

    s u f f i c i e n t

    t o

    p r o v i d e

    a b o u t 2 t o a b o u t 6 e q u i v a l e n t p e r c e n t e x c e s s

    o f

    a m i n e g r o u p s ;

    a n d ( d )

    a b o u t 8 3 e q u i v a l e n t

    p e r c e n t

    p i p e r a z i n e .

    6 . A r i n t i n g i n k c o m p r i s i n g :

    ( a )

    a

    C2-C4

    a l i p h a t i c

    a l c o h o l

    s o l v e n t , ( b ) a p o l y a m i d e

    r e s i n

    c o m p o s i t i o n

    w h i c h c o m p r i s e s t h e

    c o n d e n s a t i o n

    r e a c t i o n p r o d u c t o f :

    ( a )

    a

    C 3 6 d i m e r i z e d f a t t y a c i d ; ( b ) a t l e a s t

    o n e

    C6

    t o C 1 0

    d i b a s i c

    a c i d ; ( 0 ) a t l e a s t

    o n e C1-C4 a l k y l

    d i a m i n e ; a n d

    ( d ) a t

    l e a s t

    o n e

    p i p e r a z i n e - l i k e

    d i a m i n e ;

    t h e e q u i v a l e n t s

    o f

    a m i n e

    g r o u p s

    b e i n g s u b s t a n t i a l l y

    e q u a l t o

    t h e

    e q u i v a

    l e n t s o f c a r b o x y l g r o u p s , where 3 0

    t o

    5 0 e q u i v a l e n t

    p e r c e n t

    o f

    t h e c a r b o x y l

    g r o u p s

    a r e

    c o n t r i b u t e d

    by t h e

    d i b a s i c a c i d

    component

    a n d 7 3 t o 9 3 e q u i v a l e n t p e r c e n t

    o f t h e amine g r o u p s a r e c o n t r i b u t e d by t h e

    p i p e r a z i n e

    l i k e d i a m i n e

    component, and

    ( c ) a c o l o r a n t d i s t r i b u t e d

    t h r o u g h t h e

    p r i n t i n g i n k

    i n a n e f f e c t i v e

    amount s u f f r

    c i e n t

    t o i m p a r t

    a c o l o r

    t o

    t h e r e s u l t i n g

    p r i n t i n g i n k .

    7 .

    The p r i n t i n g i n k a c c o r d i n g t o

    c l a i m

    6

    w h e r e i n

    t h e

    d i b a s i c a c i d

    i s a z e l a i c

    a c i d .

    2 5

    45

    5 0

    5 5

    6 5

    8 .

    The p r i n t i n g i n k a c c o r d i n g t o

    c l a i m

    6 w h e r e i n t h e

    p i p e r a z i n e - l i k e d i a m i n e

    i s

    p i p e r a z i n e .

    9 .

    The p r i n t i n g

    i n k

    a c c o r d i n g t o

    c l a i m 6

    w h e r e i n t h e

    C 1 t o

    C4

    l k y l d i a m i n e

    i s e t h y l e n e d i a m i n e .

    1 0 . A

    r i n t i n g i n k

    c o m p r i s i n g :

    a n

    a l c o h o l

    s o l v e n t ,

    a p o l y a m i d e r e s i n

    c o m p o s i t i o n w h i c h c o m p r i s e s

    t h e

    c o n d e n s a t i o n r e a c t i o n

    p r o d u c t o f : ( a )

    a C 3 6 d i m e r

    i z e d

    f a t t y a c i d ; ( b ) a t l e a s t

    o n e

    C6 t o

    C 1 0 d i b a s i c

    a c i d ;

    ( 0 ) a t

    l e a s t o n e

    C1-C4

    l k y l

    d i a m i n e ; a n d ( d ) a t

    l e a s t

    o n e p i p e r a z i n e - l i k e d i a m i n e ; t h e e q u i v a l e n t s

    o f

    a m i n e g r o u p s b e i n g s u b s t a n t i a l l y

    e q u a l

    t o t h e

    e q u i v a l e n t s

    o f c a r b o x y l

    g r o u p s ,

    where

    3 5

    t o

    4 5

    e q u i v a l e n t

    p e r c e n t o f t h e

    c a r b o x y l

    g r o u p s a r e con

    t r i b u t e d

    by t h e d i b a s i c a c i d

    c o m p o n e n t , 5 5 t o

    6 5

    e q u i v a l e n t p e r c e n t o f t h e c a r b o x y l

    g r o u p s

    a r e

    con

    t r i b u t e d by t h e d i m e r i z e d f a t t y a c i d

    component

    a n d

    7 8

    t o

    8 8 e q u i v a l e n t p e r c e n t

    o f

    t h e amine groups a r e

    c o n t r i b u t e d

    b y t h e p i p e r a z i n e - l i k e d i a m i n e

    compo

    n e n t ,

    and

    a

    c o l o r a n t

    d i s t r i b u t e d t h r o u g h

    t h e

    p r i n t i n g i n k i n a n

    e f f e c t i v e am o u nt s u f f i c i e n t t o impart a c o l o r t o t h e

    r e s u l t i n g

    p r i n t i n g

    i n k .

    1 1 .

    The

    p r i n t i n g i n k

    a c c o r d i n g

    t o c l a i m 1 0 w h e r e i n

    t h e

    d i b a s i c a c i d

    i s

    a z e l a i c a c i d .

    1 2 . The p r i n t i ng i n k a c c o r d i n g t o c l a i m 1 0 w h e r e i n

    t h e

    p i p e r a z i n e - l i k e

    d i a m i n e

    i s

    p i p e r a z i n e .

    1 3 .

    The

    p r i n t i n g

    i n k

    a c c o r d i n g

    t o c l a i m 1 0

    w h e r e i n

    t h e C 1

    t o

    C4

    l k y l

    d i a m i n e i s e t h y l e n e d i a m i n e .

    1 4 .

    The

    p r i n t i n g

    i n k

    a c c o r d i n g

    t o

    c l a i m

    1 0 w h e r e i n

    t h e a l c o h o l s o l v e n t i s

    c o m p r i s e d

    p r i m a r i l y

    o f

    a

    C2-C4

    aliphatic alcohol.

    1 5 .

    A

    r i n t i n g i n k c o m p r i s i n g :

    a C2-C4 l i p h a t i c

    a l c o h o l

    s o l v e n t ,

    a

    p o l y a m i d e

    r e s i n

    c o m p o s i t i o n

    w h i c h

    c o m p r i s e s

    t h e

    c o n d e n s a t i o n

    r e a c t i o n p r o d u c t

    o f : ( a ) a b o u t 6 0

    e q u i v a l e n t p e r c e n t

    o f

    a C 3 6 d i m e r i z e d

    f a t t y a c i d ;

    ( b )

    a b o u t

    4 0

    e q u i v a l e n t p e r c e n t

    a z e l a i c

    a c i d ; ( c ) e t h y l

    enediamine

    i n

    an

    am o u nt

    s u f f i c i e n t

    t o

    provide

    a b o u t 2 t o a b o u t 6 e q u i v a l e n t p e r c e n t e x c e s s o f

    a m i n e

    g r o u p s ;

    a n d

    1 )

    a b o u t

    8 3

    e q u i v a l e n t p e r c e n t

    p i p e r a z i n e , a n d

    a

    c o l o r a n t

    d i s t r i b u t e d

    through t h e

    p r i n t i n g i n k i n a n

    e f f e c t i v e am o u nt s u f f i c i e n t t o impart

    a

    c o l o r t o

    t h e

    r e s u l t i n g

    p r i n t i n g

    i n k .

    t t i i i t


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