CN110121535A - 水分散物及其制造方法、以及图像形成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水分散物及其制造方法、以及使用有上述水分散物的图像形成方法,所述水分散物含有微胶囊和水,所述微胶囊包含具有三维交联结构的壳、以及核,且壳及核中的至少一方具有热聚合性基团,所述三维交联结构包含选自氨基甲酸酯键及脲键中的至少一种键和作为亲水性基团的阴离子性基团及非离子性基团,且上述非离子性基团为基团(W)。在基团(W)中,RW1表示碳原子数1~6的可以分支的亚烷基,RW2表示碳原子数1~6的可以分支的烷基,nw表示2~200的整数,*表示键合位置。

Description

水分散物及其制造方法、以及图像形成方法
技术领域
本公开涉及水分散物及其制造方法、以及图像形成方法。
背景技术
一直以来,已知有包含核与壳的微胶囊分散于水系介质(包含水的介质)中的微胶囊的水分散物。
例如,公开有微胶囊分散于水系介质中的喷墨油墨,所述微胶囊具有:包含光聚合引发剂及紫外线固化性化合物的核;及具有通过共价键导入的分散性基团的经交联的高分子的壳(例如,参见国际公开第2015/158748号)。
另外,作为能够兼顾优异的耐刮擦性与耐久性以及优异的油墨喷出性的油墨,公开有包含作为核·壳型复合树脂粒子的水分散体的粘结剂的油墨,所述核·壳型复合树脂粒子包含由具有亲水性基团的氨基甲酸酯树脂构成的壳层及由乙烯基聚合物构成的核层(例如,参见国际公开第2012/073563号及日本特开2012-246486号公报)。
另外,作为适合用作印刷至各种塑料薄膜的层压的、具有优异的印刷适性、且具有粘接性、层压强度、热封及热杀菌处理耐性的水性印刷油墨组合物,已知有一种含有颜料、水性粘结剂树脂及水的水性印刷油墨组合物,其中,作为水性粘结剂树脂,含有:(A)通过使末端具有异氰酸酯基的自水分散性氨基甲酸酯系预聚物或该预聚物与其它聚异氰酸酯化合物的混合物分散于水中而成的水性分散体的异氰酸酯基与聚胺发生反应而得到的交联聚氨酯·脲树脂;(B)以含环氧基共聚物为核且以含羧基聚氨酯为壳的核壳型水分散性树脂(例如,参见日本特开平8-60063号公报)。
发明内容
发明要解决的技术课题
然而,在微胶囊的水分散物中,要求微胶囊的分散稳定性。另外,近年来,研究了各种使用微胶囊的水分散物来形成膜的方法,寻求形成硬度更优异的膜的方法。
特别是在将微胶囊的水分散物用作喷墨用油墨(以下,也简称为“油墨”。)时、将微胶囊的水分散物用作涂膜形成用涂布液(所谓的涂敷液)时等情况下,希望形成硬度更优异的膜。
关于上述方面,国际公开第2015/158748号中记载的微胶囊的水分散物虽然微胶囊的壳具有分散性基团,但微胶囊的分散稳定性并不充分,因此还有改良的空间。
另外,国际公开第2012/073563号、日本特开2012-246486号公报及日本特开平8-60063号公报中记载的微胶囊的水分散物由于不具有固化性,因此,无法形成硬度优异的膜。
本公开是鉴于如上所述的情形而完成的,其课题在于实现以下目的。
即,本公开的目的在于,提供一种微胶囊的分散稳定性优异、且能够形成硬度优异的膜的水分散物及其制造方法、以及使用有上述水分散物的图像形成方法。
用于解决技术课题的手段
用于解决课题的具体方法中包含以下方式。
<1>一种水分散物,其含有微胶囊和水,所述微胶囊包含具有三维交联结构的壳、以及核,且壳及核中的至少一方具有热聚合性基团,所述三维交联结构包含选自氨基甲酸酯键及脲键中的至少一种键和作为亲水性基团的阴离子性基团及非离子性基团,
上述非离子性基团为下述式(W)所示的基团(W)。
[化学式1]
式(W)中,
RW1表示碳原子数1~6的可以分支的亚烷基,RW2表示碳原子数1~6的可以分支的烷基,nw表示2~200的整数,*表示键合位置。
<2>如<1>所述的水分散物,其中,三维交联结构包含下述式(X1)~(X4)所示的结构中的至少一个。
[化学式2]
式(X1)中,RX1表示氢原子或碳原子数1~10的烷基,A表示阴离子性基团,*表示键合位置。
式(X2)中,RX2表示碳原子数1~10的烷基,A表示阴离子性基团,n表示1~5的整数,m表示0~4的整数,m及n的合计为1~5的整数,*表示键合位置。
式(X3)中,RX3表示氢原子或碳原子数1~10的烷基,A表示阴离子性基团,L表示二价的连接基团,*表示键合位置。
式(X4)中,A表示阴离子性基团,L表示二价的连接基团,*表示键合位置。
<3>如<1>或<2>所述的水分散物,其中,阴离子性基团为羧基及羧基的盐中的至少一种。
<4>如<1>~<3>中的任一项所述的水分散物,其中,上述非离子性基团相对于微胶囊的总固体成分的量为1质量%~20质量%。
<5>如<1>~<4>中的任一项所述的水分散物,其中,每1g微胶囊的总固体成分中的阴离子性基团的量为0.2mmol/g~1.5mmol/g。
<6>如<1>~<5>中的任一项所述的水分散物,其中,在将上述非离子性基团相对于微胶囊的总固体成分的量设为N质量%、且将每1g微胶囊的总固体成分中的阴离子性基团的量设为Ammol/g时,A相对于N之比为0.02~0.15。
<7>如<1>~<6>中的任一项所述的水分散物,其中,核包含热聚合性化合物。
<8>如<1>~<7>中的任一项所述的水分散物,其中,阴离子性表面活性剂的含量相对于水分散物的总量为1质量%以下。
<9>如<1>~<8>中的任一项所述的水分散物,其中,微胶囊的总固体成分量相对于水分散物的总固体成分为50质量%以上。
<10>如<1>~<9>中的任一项所述的水分散物,其用作喷墨用油墨。
<11>一种水分散物的制造方法,其是制造<1>~<10>中的任一项所述的水分散物的方法,
具有微胶囊形成工序:将包含有机溶剂、三官能以上的异氰酸酯化合物、导入有热聚合性基团的异氰酸酯化合物及热聚合性化合物中的至少一方的油相成分以及包含水的水相成分混合,并使其乳化,由此形成所述微胶囊,
满足下述中的至少一项:油相成分包含导入有上述非离子性基团的异氰酸酯化合物、以及、油相成分及水相成分中的至少一方包含具有上述非离子性基团和活性氢基的化合物,并且
满足下述中的至少一项:油相成分包含导入有上述阴离子性基团的异氰酸酯化合物、以及、油相成分及水相成分中的至少一方包含具有上述阴离子性基团和活性氢基的化合物。
<12>一种图像形成方法,其具有如下工序:
赋予工序,将<1>~<10>中的任一项所述的水分散物赋予至记录介质上;及
固化工序,通过加热或照射红外线使赋予在记录介质上的水分散物固化。
发明效果
根据本公开,可提供能够形成硬度优异的膜、且微胶囊的分散稳定性优异的水分散物及其制造方法、以及使用有上述水分散物的图像形成方法。
具体实施方式
下面,对本公开的具体实施方式详细地进行说明,但本公开并不受以下实施方式的任何限定。
在本说明书中,用“~”表示的数值范围是指将“~”的前后所记载的数值分别作为最小值及最大值而包含的范围。
在本说明书中,关于组合物中的各成分的量,当组合物中存在多种相当于各成分的物质时,只要没有特别说明,则是指存在于组合物中的该多种物质的合计量。
在本说明书中,“工序”这一术语,不仅是指独立的工序,即使在无法与其它工序明确区分的情况下,只要能够实现该工序的所期望的目的,则包括在本术语中。
在本说明书中,“(甲基)丙烯酸”为包含丙烯酸及甲基丙烯酸两者的概念,“(甲基)丙烯酸酯”为包含丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯两者的概念,“(甲基)丙烯酰基”为包含丙烯酰基及甲基丙烯酰基两者的概念。
<水分散物>
本公开的水分散物含有微胶囊和水,所述微胶囊包含具有三维交联结构的壳、以及核,且壳及核中的至少一方具有热聚合性基团,所述三维交联结构包含选自氨基甲酸酯键及脲键中的至少一种键和作为亲水性基团的阴离子性基团及非离子性基团,上述非离子性基团为下述式(W)所示的基团(W)。
[化学式3]
式(W)中,
RW1表示碳原子数1~6的可以分支的亚烷基,RW2表示碳原子数1~6的可以分支的烷基,nw表示2~200的整数,*表示键合位置。
本公开的水分散物能够形成硬度优异的膜,且微胶囊的分散稳定性优异。
对本公开的水分散物能够发挥这种效果的原因尚不明确,但本发明人等推测如下。
在本公开的水分散物中,作为分散质的微胶囊的壳具有三维交联结构,所述三维交联结构包含:作为亲水性基团的阴离子性基团(以下,也简称为“阴离子性基团”)及作为亲水性基团的非离子性基团(以下,也简称为“非离子性基团”);及选自氨基甲酸酯键及脲键中的至少一种键(以下,也称为“氨基甲酸酯键等”。)。
通过使微胶囊的壳具有阴离子性基团及非离子性基团两者,与仅具有阴离子性基团及非离子性基团中的任一个的情形相比,基于阴离子性基团的分散作用与基于非离子性基团的分散作用互相结合,微胶囊的分散稳定性显著提高。
微胶囊的壳具有作为上述基团(W)的非离子性基团作为非离子性基团。
以下,将作为基团(W)的非离子性基团也称为“特定非离子性基团”。
基团(W)(特定非离子性基团)为具有单末端被封端的聚醚结构的一价的基团。
基团(W)与具有两末端未被封端的聚醚结构的二价的基团相比,微胶囊的分散作用更优异。作为其原因,可考虑以下原因。由于基团(W)具有容易从壳的表面向分散介质中延伸的结构,因此与具有两末端未被封端的聚醚结构的二价的基团相比,容易扩大水分散物中的微胶囊彼此的距离。因此,认为基团(W)与具有两末端未被封端的聚醚结构的二价的基团相比,微胶囊的分散作用更优异。
另外,由于本公开中的微胶囊具备具有包含氨基甲酸酯键等的三维交联结构的壳,因此具有牢固的结构。
在本公开的水分散物中,由于各个微胶囊的结构牢固,因此,认为微胶囊彼此的凝聚或聚结受到抑制,进而,微胶囊的分散稳定性得以提高。
对于微胶囊的分散稳定性,例如,可通过对来自喷墨头的水分散物的喷出性及水分散物的保存稳定性进行评价来评价(参见后述的实施例)。例如,通过对喷出性进行评价,可以评价在制作水分散物之后比较短的期间内的分散稳定性,通过对保存稳定性进行评价,可评价在制作水分散物之后长期的分散稳定性。
相对于本公开的水分散物,国际公开第2015/158748号中记载的油墨中包含的微胶囊的壳中具有羧基等阴离子性基团但不具有非离子性基团。
因而,可认为国际公开第2015/158748号中记载的油墨与本公开的水分散物相比,微胶囊的分散稳定性较差。
另外,本公开的水分散物中的微胶囊具有热聚合性基团。
因此,本公开的水分散物具有通过加热或照射红外线而固化的热固化性。因而,根据本公开的水分散物,通过加热或照射红外线,能够形成硬度(例如,铅笔硬度)优异的膜。
对于热聚合性基团的优选方式,将进行后述。
相对于本公开的水分散物,国际公开第2012/073563号、日本特开2012-246486号公报及日本特开平8-60063号公报中记载的油墨原来不是固化性的组合物。因而,可认为通过这些文献中记载的技术而形成的膜与使用本公开的水分散物而形成的膜相比,膜硬度差。
另外,在本公开的水分散物中,通过使壳具有特定非离子性基团(即,基团(W)),膜的硬度进一步提高。其原因可推测如下。
即,具有两末端未被封端的聚醚结构的二价的基团容易存在于链状聚合物的主链部分。相对于此,特定非离子性基团(即,基团(W))由于是具有单末端被封端的聚醚结构的一价的基团,因此,容易存在于链状聚合物的侧链部分。因而,与具有两末端未被封端的聚醚结构的二价的基团相比,可认为基团(W)是能够自由移动的基团。因此,可认为通过在膜固化时(加热时或照射红外线时)增加基团(W)的运动性,可促进微胶囊彼此的融合,其结果是,膜的硬度进一步提高。
另外,如上所述,本公开的水分散物具有通过加热或照射红外线而固化的热固化性。因此,根据本公开的水分散物,能够形成对基材的密合性优异的膜。
需要说明的是,上述推测并非限定性地解释本公开的效果,而是作为一个例子来进行说明的。
在本公开的水分散物中,特定非离子性基团(即,基团(W))相对于微胶囊的总固体成分的量优选为1质量%~20质量%。当特定非离子性基团的量为上述范围时,微胶囊的分散稳定性进一步提高。
特定非离子性基团的量更优选为5质量%~20质量%。
另外,在本公开的水分散物中,每1g微胶囊的总固体成分中的阴离子性基团的量优选为0.2mmol/g~1.5mmol/g。当阴离子性基团的量为上述范围时,微胶囊的分散稳定性进一步提高。
上述阴离子性基团的量更优选为0.3mmol/g~1.3mmol/g。
另外,在本公开的水分散物中,在将特定非离子性基团(即,基团(W))相对于微胶囊的总固体成分的量设为N质量%、且将每1g微胶囊的总固体成分中的阴离子性基团的量设为Ammol/g时,A相对于N之比(A/N)优选为0.02~0.15。当比(A/N)为上述范围时,微胶囊的分散稳定性进一步提高。
上述比(A/N)更优选为0.02~0.11,进一步优选为0.03~0.10,特别优选为0.04~0.09。
本公开的水分散物可适合用作用于对基材(例如,记录介质)形成膜(例如,图像)的液体。
作为上述液体,可举出用于对作为记录介质的基材形成图像的油墨(例如,喷墨用油墨)、用于对基材形成涂膜的涂布液(涂敷液)等。
本公开的水分散物特别优选用作喷墨用油墨。将本公开的水分散物用作喷墨用油墨时,可形成硬度优异的图像。另外,本公开的水分散物由于分散稳定性优异,故从喷墨头的喷出性优异。进而,根据本公开的水分散物,还能够形成与记录介质的密合性优异的图像。
作为本公开的水分散物的用途之一的喷墨用油墨,可以是含有色材的喷墨用油墨(以下,也称为“着色油墨”),也可以是不含有色材的喷墨用油墨(所谓的透明油墨;以下,也称为“无色油墨”)。
对于作为本公开的水分散物的另一用途的涂布液也是同样的。
-基材-
在本公开中,作为用于形成膜的基材,没有特别限制,可使用公知的基材。
作为基材,可举出:纸、塑料(聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等)层压而成的纸、金属板(铝、锌、铜等金属的板)、塑料膜〔聚氯乙烯(PVC:Polyvinyl Chloride)树脂、二乙酸纤维素、三乙酸纤维素、丙酸纤维素、丁酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、硝酸纤维素、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET:Polyethylene Terephthalate)、聚乙烯(PE:Polyethylene)、聚苯乙烯(PS:Polystyrene)、聚丙烯(PP:Polypropylene)、聚碳酸酯(PC:Polycarbonate)、聚乙烯醇缩乙醛、丙烯酸类树脂等的膜〕、层压或蒸镀有上述金属的纸、层压或蒸镀有上述金属的塑料膜等。
本公开的水分散物能够形成对基材的密合性优异的膜,因此特别适合于对非吸收性基材形成膜的用途。
作为非吸收性的基材,优选为聚氯乙烯(PVC)基材、聚苯乙烯(PS)基材、聚碳酸酯(PC)基材、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)基材、聚乙烯(PE)基材、聚丙烯(PP)基材、丙烯酸类树脂基材等塑料基材。
本公开的水分散物也可以用于针对塑料基材以外的基材的图像形成的用途。
作为塑料基材以外的基材,可举出纺织品基材。
作为纺织品基材的原材料,例如,可举出:棉、丝、麻、羊毛等天然纤维;粘胶人造丝、莱赛尔(lyocell)等化学纤维;聚酯、聚酰胺、丙烯酸等合成纤维;作为选自由天然纤维、化学纤维及合成纤维构成的组中的至少两种的混合物;等等。
作为纺织品基材,可以使用国际公开第2015/158592号的段落0039~0042中记载的纺织品基材。
下面,对本公开的水分散物的各成分进行说明。
〔微胶囊〕
本公开的水分散物中含有的微胶囊包含具有三维交联结构的壳、以及核,所述三维交联结构包含选自氨基甲酸酯键及脲键中的至少一种键与阴离子性基团及特定非离子性基团,且壳及核中的至少一方具有热聚合性基团。
本公开中的微胶囊由具有包含氨基甲酸酯键及脲键中的至少一方的三维交联结构的最外侧的壳与作为内含于壳的区域的核构成。
可以通过如下方法来确认是微胶囊,即,将微胶囊的水分散物涂布于支撑体上,使其干燥而得到形态观察用样品之后,切割该样品,并用电子显微镜等对切割面进行观察。
本公开的水分散物可以仅包含一种上述微胶囊,也可以包含两种以上。
微胶囊是本公开的分散物中的分散质。
微胶囊的壳及核中的至少一方中具有热聚合性基团。
通过使微胶囊具有热聚合性基团,利用加热或照射红外线,能够使相互邻接的微胶囊彼此键合而形成交联结构。因此,根据本公开的水分散物,能够形成交联性高且硬度优异的膜。
作为壳及核中的至少一方中包含的热聚合性基团,从进一步提高膜的硬度的观点考虑,优选为环氧基、氧杂环丁烷基、氮丙啶基、氮杂环丁烷基、酮基、醛基或封端异氰酸酯基,更优选为环氧基或封端异氰酸酯基,特别优选为封端异氰酸酯基。
微胶囊可以仅含有一种热聚合性基团,也可以含有两种以上。
对于微胶囊具有热聚合性基团的情况,例如,可以通过傅里叶转换红外光谱测定(FT-IR)分析来确认。
在本公开的水分散物中,对微胶囊而言,可以在核及壳中的任一者中具有热聚合性基团,也可以在核及壳两者中具有热聚合性基团。
从膜的硬度的观点考虑,更优选核具有热聚合性基团,即,核包含热聚合性化合物。
在此,热聚合性化合物是指具有热聚合性基团的所有化合物。
<微胶囊的体积平均粒径>
从微胶囊的分散稳定性的观点考虑,微胶囊的体积平均粒径优选为0.01μm~10.0μm、更优选为0.01μm~5μm、进一步优选为0.05μm~1μm。
在本说明书中,“微胶囊的体积平均粒径”是指通过光散射法测定的值。
例如,使用LA-960(株式会社堀场制作所制)进行利用光散射法的微胶囊的体积平均粒径的测定。
<微胶囊的含量>
相对于水分散物的总量,本公开的水分散物中的微胶囊的含量优选为1质量%~50质量%、更优选为3质量%~40质量%、进一步优选为5质量%~30质量%。
当微胶囊的含量相对于水分散物的总量为1质量%以上时,所形成的膜的硬度进一步提高。另外,当微胶囊的含量相对于水分散物的总量为50质量%以下时,微胶囊的分散稳定性更优异。
另外,相对于水分散物的总固体成分量,本公开的水分散物中的微胶囊的总固体成分量优选为50质量%以上,更优选为60质量%以上,进一步优选为70质量%以上,进一步优选为80质量%以上,进一步优选为85质量%以上。
当微胶囊的总固体成分量相对于水分散物的总固体成分量为50质量%以上时,所形成的膜的硬度进一步提高,且水分散物的分散稳定性进一步提高。
<微胶囊的壳>
微胶囊的壳(以下,也简称为“壳”。)具有包含选自氨基甲酸酯键及脲键中的至少一种键与作为亲水性基团的阴离子性基团及作为亲水性基团的特定非离子性基团的三维交联结构。
(三维交联结构)
本公开中,“三维交联结构”是指通过交联而形成的立体网络结构。
通过如下方法来确认微胶囊的壳具有三维交联结构的情况。在液温25℃的条件下进行以下操作。
另外,在水分散物不含颜料的情况下,直接使用该水分散物进行以下操作,在水分散物含有颜料的情况下,首先,通过离心分离从水分散物中去除颜料,对去除了颜料的水分散物进行以下操作。
从水分散物中采集试样。对于所采集的试样,加入相对于该试样中的总固体成分为100质量倍的四氢呋喃(THF)并进行混合,制备稀释液。对于得到的稀释液,在80000rpm(round per minute;以下相同。)、40分钟的条件下实施离心分离。在离心分离后,通过目测来确认是否存在残渣。在存在残渣的情况下,用水使该残渣再分散而制备再分散物,对于得到的再分散物,使用湿式粒度分布测定装置(LA-960、株式会社堀场制作所制),进行利用光散射法的粒度分布的测定。
根据通过以上的操作确认到粒度分布的情况,判断为微胶囊的壳具有三维交联结构。
另外,三维交联结构具有选自氨基甲酸酯键及脲键中的至少一种键。三维交联结构优选具有氨基甲酸酯键及脲键两者。
每1g具有三维交联结构的壳中所包含的氨基甲酸酯键及脲键的合计量(mmol/g)优选为1mmol/g~10mmol/g、更优选为1.5mmol/g~9mmol/g、特别优选为2mmol/g~8mmol/g。
壳的三维交联结构优选包含下述结构(1)。
三维交联结构可以包含多个下述结构(1),多个结构(1)可以是相同结构,也可以是不同的结构。
[化学式4]
结构(1)中,X表示将选自由可以具有环结构的烃基、-NH-、>N-、-C(=O)-、-O-及-S-构成的组中的至少两个基团连接而形成的(p+m+n)价的有机基团。
结构(1)中,R1、R2及R3分别独立地表示可以具有环结构的碳原子数5~15的烃基。
结构(1)中,*表示键合位置,p、m及n分别为0以上,且p+m+n为3以上。
作为X、R1、R2及R3的分子量的合计,优选小于2000、优选小于1500、更优选小于1000。如果X、R1、R2及R3的分子量的合计小于2000,则能够提高内含于核中的化合物的内含率。
作为X表示的有机基团中的烃基,优选为直链状或支链状的碳原子数1~15的烃基,更优选为直链状或支链状的碳原子数1~10的烃基。
作为X表示的有机基团中的烃基、以及R1、R2及R3表示的烃基可以具有的环结构,可举出脂环结构、芳香环结构等。
作为脂环结构,可举出环己烷环结构、双环己烷环结构、双环癸烷环结构、异冰片环结构、二环戊烷环结构、金刚烷环结构、三环癸烷环结构等。
作为芳香环结构,可举出苯环结构、萘环结构、联苯环结构等。
结构(1)中,p为0以上,优选为1~10、更优选为1~8、进一步优选为1~6、特别优选为1~3。
结构(1)中,m为0以上,优选为1~10、更优选为1~8、进一步优选为1~6、特别优选为1~3。
结构(1)中,n为0以上,优选为1~10、更优选为1~8、进一步优选为1~6、特别优选为1~3。
结构(1)中,p+m+n优选为3~10的整数、更优选为3~8的整数、进一步优选为3~6的整数。
X表示的(p+m+n)价的有机基团优选为下述(X-1)~(X-12)中的任一个所示的基团。
[化学式5]
式(X-1)~式(X-12)中,n表示1~200的整数,优选表示1~50的整数、更优选表示1~15的整数、特别优选表示1~8的整数。
式(X-11)~式(X-12)中,*表示键合位置。
式(X-1)~式(X-10)中,Y表示下述的(Y-1)。
[化学式6]
(Y-1)中,*1表示与式(X-1)~式(X-10)中的S或O的键合位置,*2表示与结构(1)中的R1、R2或R3的键合位置。
结构(1)中,R1、R2及R3分别独立地表示可以具有环结构的碳原子数5~15的烃基。
R1、R2及R3中的烃基可以具有取代基,作为取代基,可举出后述的壳中可包含的亲水性基团。
R1、R2及R3优选分别独立地为下述(R-1)~(R-20)中的任一个所示的基团(以下,也称为基团(R-1)~基团(R-20))。基团(R-1)~基团(R-20)中,*表示键合位置。
[化学式7]
相对于壳的总质量,壳中的结构(1)的含有率优选为8质量%~100质量%、更优选为25质量%~100质量%、进一步优选为50质量%~100质量%。
壳优选包含下述结构(2)、结构(3)及结构(4)中的至少一个结构作为结构(1)。
[化学式8]
结构(2)中,R1、R2及R3分别独立地表示可以具有环结构的碳原子数5~15的烃基。
结构(2)的R1、R2及R3表示的烃基分别与结构(1)的R1、R2及R3表示的烃基的含义相同,优选范围也相同。
结构(2)中,*表示键合位置。
[化学式9]
结构(3)中,R1、R2及R3分别独立地表示可以具有环结构的碳原子数5~15的烃基。
结构(3)的R1、R2及R3表示的烃基分别与结构(1)的R1、R2及R3表示的烃基的含义相同,优选范围也相同。
结构(3)中,*表示键合位置。
[化学式10]
结构(4)中,R1、R2及R3分别独立地表示可以具有环结构的碳原子数5~15的烃基。
结构(4)的R1、R2及R3表示的烃基分别与结构(1)的R1、R2及R3表示的烃基的含义相同,优选范围也相同。
结构(4)中,*表示键合位置。
作为结构(1)~结构(4)的具体例,可举出下述表1所示的结构。
[表1]
微胶囊的壳的三维交联结构例如可以通过三官能以上的异氰酸酯化合物或二官能的异氰酸酯化合物与水或具有两个以上的活性氢基的化合物的反应来形成。
特别是在制造微胶囊时的原料包含至少一种具有三个以上的反应性基团(异氰酸酯基或活性氢基)的化合物的情况下,交联反应以三维更有效地进行,可更有效地形成立体网络结构。
微胶囊的壳的三维交联结构优选为通过三官能以上的异氰酸酯化合物与水的反应而形成的产物。
-三官能以上的异氰酸酯化合物-
三官能以上的异氰酸酯化合物为在分子内具有三个以上异氰酸酯基的化合物。
作为三官能以上的异氰酸酯化合物,例如,可举出三官能以上的芳香族异氰酸酯化合物、三官能以上的脂肪族异氰酸酯化合物等。
在本公开中,作为三官能以上的异氰酸酯化合物,公知的化合物及通过后述的方法合成的化合物均可以使用。
作为公知的化合物,例如可举出“聚氨酯树脂手册”(岩田敬治编,日刊工业新闻社发行(1987))中记载的化合物。
作为三官能以上的异氰酸酯化合物,优选为在分子内具有三个以上异氰酸酯基的化合物,具体而言,优选为下述式(X)表示的化合物。
[化学式11]
式(X)中,X1表示n价的有机基团。
式(X)中,n为3以上。n优选为3~10、更优选为3~8、进一步优选为3~6。
作为式(X)表示的化合物,优选为下述式(11)表示的化合物。
[化学式12]
式(11)中,X、R1、R2、R3、p、m及n与前述的结构(1)中的X、R1、R2、R3、p、m及n的含义相同,优选方式也相同。
三官能以上的异氰酸酯化合物优选为由二官能的异氰酸酯化合物(分子中具有两个异氰酸酯基的化合物)衍生的化合物。
从容易形成三维交联结构的观点考虑,三官能以上的异氰酸酯化合物更优选为由选自异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、三甲基六亚甲基二异氰酸酯、1,3-双(异氰酸酯基甲基)环己烷、间苯二甲基二异氰酸酯及二环己基甲烷4,4’-二异氰酸酯中的至少一种二官能的异氰酸酯化合物衍生的异氰酸酯化合物。
在此所说的“衍生的”是指使用上述二官能的异氰酸酯化合物作为原料,并包含源于上述二官能的异氰酸酯化合物的结构。
另外,作为三官能以上的异氰酸酯化合物,还优选作为二官能的异氰酸酯化合物(分子中具有两个异氰酸酯基的化合物)与分子中具有三个以上的活性氢基的化合物(例如,三官能以上的多元醇、三官能以上的多胺、三官能以上的多硫醇等)的加合物(加成物)的三官能以上的异氰酸酯化合物(加合型)、作为二官能的异氰酸酯化合物的三聚物的三官能以上的异氰酸酯化合物(缩二脲型或异氰脲酸酯型)、或苯异氰酸酯的甲醛缩合物等在分子内具有三个以上的异氰酸酯基的化合物。
这些三官能以上的异氰酸酯化合物可以是包含多个化合物的混合物,优选以下表示的式(11A)或式(11B)表示的化合物为这些混合物的主要成分,也可以包含其它成分。
-加合型-
作为加合型的三官能以上的异氰酸酯化合物,优选为下述式(11A)或式(11B)表示的化合物。
[化学式13]
式(11A)及式(11B)中,X2为(p+m+n)价的有机基团,p、m及n分别为0以上,且p+m+n为3以上。
式(11A)及式(11B)中,X3~X11分别独立地表示O、S或NH。
式(11A)及式(11B)中,R1~R6分别独立地表示二价的有机基团。
式(11A)及式(11B)中,Z表示二价的有机基团。
式(11A)及式(11B)中,作为X2,优选为将选自由可以具有环结构的烃基、-NH-、>N-、-C(=O)-、-O-及-S-构成的组中的至少两个连接而形成的(p+m+n)价的有机基团。
式(11A)及式(11B)中,作为p+m+n,优选为3~10,更优选为3~8,进一步优选为3~6。
式(11A)及式(11B)中,作为X3~X11,优选分别独立地为O或S,更优选为O。
式(11A)及式(11B)中,作为R1~R6,优选分别独立地为可以具有环结构的碳原子数5~15的烃基。
式(11A)及式(11B)中,R1~R6的优选方式分别独立地与结构(1)中的R1的优选方式相同。
式(11A)及式(11B)中,作为X2为可以具有环结构的烃基时的上述环结构,可举出脂环结构、芳香环结构等。
作为脂环结构,可举出环己烷环结构、双环己烷环结构、双环癸烷环结构、异冰片环结构、二环戊烷环结构、金刚烷环结构、三环癸烷环结构等。
作为芳香环结构,可举出苯环结构、萘环结构、联苯环结构等。
式(11A)及式(11B)中,作为R1~R6为可以具有环结构的碳原子数5~15的烃基时的上述环结构,可举出脂环结构、芳香环结构等。
作为脂环结构,可举出环己烷环结构、双环己烷环结构、双环癸烷环结构、异冰片环结构、二环戊烷环结构、金刚烷环结构、三环癸烷环结构等。
作为芳香环结构,可举出苯环结构、萘环结构、联苯环结构等。
式(11A)及式(11B)中,X2表示的(p+m+n)价的有机基团优选为下述(X2-1)~(X2-10)中的任一个所示的基团。
[化学式14]
式(X2-1)~式(X2-10)中,n表示1~200的整数,优选表示1~50的整数、更优选表示1~15的整数、特别优选表示1~8的整数。
式(X2-1)~式(X2-10)中,*表示键合位置。
式(11B)中,作为Z表示的二价的有机基团,优选为烃基、具有聚氧化烯结构的基团、具有聚己内酯结构的基团、具有聚碳酸酯结构的基团、或具有聚酯结构的基团。
Z中的烃基可以是直链状的烃基,也可以是支链状的烃基,还可以是环状的烃基。
Z中的烃基的碳原子数优选为2~30。
式(11A)及式(11B)中,作为R1~R6,优选分别独立地为前述的基团(R-1)~基团(R-20)。
式(11A)及式(11B)中,作为R1~R6,分别独立地更优选为由异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)衍生的基团(R-3)、由六亚甲基二异氰酸酯(HDI)衍生的基团(R-7)、由三甲基六亚甲基二异氰酸酯(TMHDI)衍生的基团(R-5)、由间苯二甲基二异氰酸酯(XDI)衍生的基团(R-9)、由1,3-双(异氰酸酯基甲基)环己烷衍生的基团(R-1)、及由二环己基甲烷4,4’-二异氰酸酯衍生的基团(R-2)中的任一个。
作为通式(11A)表示的化合物,优选为下述式(11A-1)表示的化合物。
[化学式15]
式(11A-1)中,R1、R2及R3与式(11A)中的R1、R2及R3的含义相同,优选方式也相同。
可以通过使后述的分子中具有三个以上的活性氢基的化合物与后述的二官能的异氰酸酯化合物反应来进行加合型的三官能以上的异氰酸酯化合物的合成。
在本说明书中,活性氢基是指羟基、伯氨基、仲氨基或巯基。
加合型的三官能以上的异氰酸酯化合物可以通过如下方法来得到:例如,将分子中具有三个以上的活性氢基的化合物与二官能的异氰酸酯化合物在有机溶剂中一边搅拌一边加热(50℃~100℃),或一边添加辛酸亚锡等催化剂一边在低温(0℃~70℃)下进行搅拌。
通常情况下,对于与分子中具有三个以上的活性氢基的化合物反应的二官能的异氰酸酯化合物的摩尔数(分子数),相对于分子中具有三个以上的活性氢基的化合物中的活性氢基的摩尔数(活性氢基的当量数),可使用0.6倍以上的摩尔数(分子数)的二官能的异氰酸酯化合物。二官能的异氰酸酯化合物的摩尔数优选为上述活性氢基的摩尔数的0.6倍~5倍、更优选为0.6倍~3倍、进一步优选为0.8倍~2倍。
另外,加合型的三官能以上的异氰酸酯化合物还可通过如下方法来得到,即,在合成分子中具有两个活性氢基的化合物与二官能的异氰酸酯化合物的加成物(预聚物)后,使该预聚物与分子中具有三个以上的活性氢基的化合物反应。
作为二官能的异氰酸酯化合物,可举出二官能的芳香族异氰酸酯化合物、二官能的脂肪族异氰酸酯化合物等。
作为二官能的异氰酸酯化合物的具体例,可举出:异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、间苯二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)、萘-1,4-二异氰酸酯、二苯基甲烷-4,4’-二异氰酸酯(MDI)、3,3’-二甲氧基-联苯二异氰酸酯、3,3’-二甲基二苯基甲烷-4,4’-二异氰酸酯、间苯二甲基二异氰酸酯(XDI)、对苯二甲基二异氰酸酯、4-氯亚二甲苯基-1,3-二异氰酸酯、2-甲基亚二甲苯基-1,3-二异氰酸酯、4,4’-二苯基丙烷二异氰酸酯、4,4’-二苯基六氟丙烷二异氰酸酯、三亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、亚丙基-1,2-二异氰酸酯、亚丁基-1,2-二异氰酸酯、亚环己基-1,2-二异氰酸酯、亚环己基-1,3-二异氰酸酯、亚环己基-1,4-二异氰酸酯、二环己基甲烷-4,4’-二异氰酸酯、1,4-双(异氰酸酯基甲基)环己烷、1,3-双(异氰酸酯基甲基)环己烷(HXDI)、降冰片烷二异氰酸酯(NBDI)、三甲基六亚甲基二异氰酸酯(TMHDI)、赖氨酸二异氰酸酯、1,3-双(2-异氰酸酯-2-丙基)苯等。
作为二官能的异氰酸酯化合物,优选为下述(I-1)~(I-24)所示的结构的化合物。
[化学式16]
其中,作为二官能的异氰酸酯化合物,特别优选为选自异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、三甲基六亚甲基二异氰酸酯(TMHDI)、1,3-双(异氰酸酯基甲基)环己烷(HXDI)、间苯二甲基二异氰酸酯(XDI)及二环己基甲烷-4,4’-二异氰酸酯(HMDI)中的至少一种化合物。
另外,作为二官能的异氰酸酯化合物,也可以使用由上述化合物衍生的二官能的异氰酸酯化合物。例如,可举出DURANATE(注册商标)D101、D201、A101(以上,旭化成株式会社)等。
分子中具有三个以上的活性氢基的化合物是分子中具有三个以上选自羟基、伯氨基、仲氨基、及巯基中的至少一种基团的化合物,例如,可举出下述(H-1)~(H-13)所示的结构的化合物。需要说明的是,在下述的结构中,n表示选自1~100的整数。
[化学式17]
作为加合型的三官能以上的异氰酸酯化合物,优选使用以下述表2所示的组合使分子中具有两个以上的活性氢基的化合物与二官能的异氰酸酯化合物反应而得到的化合物。
[表2]
在上述表2表示的化合物中,加合型的三官能以上的异氰酸酯化合物更优选为NCO102~NCO105、NCO107、NCO108、NCO111、及NCO113。
作为加合型的三官能以上的异氰酸酯化合物,可以使用已上市的市售品。
作为市售品的例子,可举出:TAKENATE(注册商标)D-102、D-103、D-103H、D-103M2、P49-75S、D-110N、D-120N、D-140N、D-160N(以上,三井化学株式会社)、DESMODUR(注册商标)L75、UL57SP(Sumika Bayer Urethane Co.,Ltd.)、CORONATE(注册商标)HL、HX、L(NipponPolyurethane Industry Co.,Ltd.)、P301-75E(旭化成株式会社)等。
其中,作为加合型的三官能以上的异氰酸酯化合物,更优选为选自三井化学株式会社的TAKENATE(注册商标)D-110N、D-120N、D-140N、及D-160N中的至少一种。
-缩二脲型或异氰脲酸酯型-
异氰脲酸酯型的三官能以上的异氰酸酯化合物优选为下述式(11C)表示的化合物。
缩二脲型的三官能以上的异氰酸酯化合物优选为下述式(11D)表示的化合物。
[化学式18]
式(11C)及式(11D)中,R1、R2及R3分别独立地表示二价的有机基团。
式(11C)及式(11D)中,R1、R2及R3优选分别独立地为碳原子数1~20的可以具有取代基的亚烷基、碳原子数1~20的可以具有取代基的亚环烷基或碳原子数1~20的可以具有取代基的亚芳基。
式(11C)及式(11D)中,R1、R2及R3特别优选分别独立地为选自上述的(R-1)~(R-20)所示的基团中的基团。
式(11C)及式(11D)中,作为R1~R3,分别独立地更优选为由异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)衍生的基团(R-3)、由六亚甲基二异氰酸酯(HDI)衍生的基团(R-7)、由三甲基六亚甲基二异氰酸酯(TMHDI)衍生的基团(R-5)、由间苯二甲基二异氰酸酯(XDI)衍生的基团(R-9)、由1,3-双(异氰酸酯基甲基)环己烷衍生的基团(R-1)、及由二环己基甲烷4,4’-二异氰酸酯衍生的基团(R-2)中的任一种。
作为异氰脲酸酯型的三官能以上的异氰酸酯化合物,可以使用已上市的市售品。
作为市售品的例子,可举出:TAKENATE(注册商标)D-127N、D-170N、D-170HN、D-172N、D-177N(以上,三井化学株式会社)、SUMIDUR N3300、DESMODUR(注册商标)N3600、N3900、Z4470BA(以上,Sumika Bayer Urethane Co.,Ltd.)、CORONATE(注册商标)HX、HK(以上,Nippon Polyurethane Industry Co.,Ltd.)、DURANATE(注册商标)TPA-100、TKA-100、TSA-100、TSS-100、TLA-100、TSE-100(以上,旭化成株式会社)等。
其中,作为异氰脲酸酯型的三官能以上的异氰酸酯化合物,更优选为选自三井化学株式会社的TAKENATE(注册商标)D-127N、以及旭化成株式会社的DURANATE(注册商标)TKA-100、TSS-100、及TSE-100中的至少一种。
作为缩二脲型的三官能以上的异氰酸酯化合物,可以使用已上市的市售品。
作为市售品的例子,可举出:TAKENATE(注册商标)D-165N、NP1100(以上,三井化学株式会社)、DESMODUR(注册商标)N3200(Sumika Bayer Urethane Co.,Ltd.)、DURANATE(注册商标)24A-100(旭化成株式会社)等。
其中,作为缩二脲型的三官能以上的异氰酸酯化合物,更优选为DURANATE(注册商标)24A-100(旭化成株式会社)。
在这些缩二脲型及异氰脲酸酯型的三官能以上的异氰酸酯化合物中,更优选为DURANATE(注册商标)24A-100(旭化成株式会社制)、D-120N、D-127(三井化学株式会社制)、TKA-100、TSS-100及TSE-100(旭化成株式会社制)。
每1g的三官能以上的异氰酸酯化合物中的异氰酸酯基含量(单位:mmol/g)优选为1mmol/g~10mmol/g、更优选为1.5mmol/g~8mmol/g、进一步优选为2mmol/g~6mmol/g。
异氰酸酯基含量可以如下计算,即,将目标异氰酸酯化合物溶解于脱水甲苯后,加入过量的二正丁基胺溶液而使其反应,用盐酸反滴定残留的二正丁基胺,根据滴定曲线上的拐点处的滴定量进行计算。
更具体而言,可以通过以下方法进行计算。
异氰酸酯基含量可以如下计算,即,使用电位差滴定装置(AT-510,京都电子工业株式会社制),在25℃下,使用1mol/L盐酸水溶液,通过下述的空白测定及试样测定所示的方法进行中和滴定,根据得到的滴定量Z1及Z2,通过下述式(N)进行计算。
异氰酸酯基含量(mmol/g)=(Z1-Z2)/(W×Y)…式(N)
式(N)中,Z1表示空白的滴定量,Z2表示试样的滴定量,W表示试样的固体成分,Y表示试样的质量。
~空白测定~
在100mL烧杯中,加入脱水甲苯10mL、2mol/L二正丁基胺溶液10.0mL、及异丙醇50mL进行混合而制备混合液。使用1mol/L盐酸溶液对该混合液进行中和滴定,以滴定曲线上的拐点为终点,求出直至终点为止的滴定量Z1(mL)。
~试样测定~
在100mL烧杯中采集固体成分W质量%的试样(异氰酸酯化合物)Yg,在该烧杯中加入脱水甲苯20(mL),使试样溶解而制备溶液。在该溶液中,加入2mol/L二正丁基胺溶液10.0mL进行混合,然后静置20分钟以上。在静置后的溶液中加入异丙醇50mL。然后,用1mol/L盐酸溶液进行中和滴定,以滴定曲线上的拐点为终点,求出直至终点的滴定量Z2(mL)。
(水或具有两个以上的活性氢基的化合物)
微胶囊的壳可以通过使上述的三官能以上的异氰酸酯化合物与水或具有两个以上的活性氢基的化合物反应来形成。
作为与三官能以上的异氰酸酯化合物反应的化合物,通常使用水。通过三官能以上的异氰酸酯化合物与水进行反应,可形成具有脲键的三维交联结构。
另外,作为与三官能以上的异氰酸酯化合物反应的化合物,除了水以外,还可以举出具有两个以上的活性氢基的化合物。
作为活性氢基,可举出:羟基、氨基(伯氨基及仲氨基)、巯基(即,硫醇基)等。
作为具有两个以上活性氢基的化合物,可举出:多官能醇、多官能酚、氮原子上具有氢原子的多官能胺、多官能硫醇等。
通过三官能以上的异氰酸酯化合物与多官能醇或多官能酚进行反应,可形成具有氨基甲酸酯键的三维交联结构。
通过三官能以上的异氰酸酯化合物与氮原子上具有氢原子的多官能胺进行反应,可形成具有脲键的三维交联结构。
作为多官能醇的具体例,可举出:丙二醇、甘油、三羟甲基丙烷、4,4’,4”-三羟基三苯基甲烷等。
作为多官能胺的具体例,可举出:二乙烯三胺、四乙烯五胺等。
作为多官能硫醇的具体例,可举出:1,3-丙烷二硫醇、1,2-乙烷二硫醇等。
作为多官能酚的具体例,可举出双酚A等。
具有两个以上的活性氢基的化合物可以单独使用一种,也可以并用两种以上。
需要说明的是,具有两个以上的活性氢基的化合物中,还包含上述的分子中具有三个以上的活性氢基的化合物。
(作为亲水性基团的特定非离子性基团)
壳的三维交联结构具有下述基团(W)作为亲水性基团的特定非离子性基团。由此,如前所述,水分散物的分散稳定性及膜的固化性提高。
壳的三维交联结构可以仅具有一种基团(W),也可以具有两种以上。
[化学式19]
式(W)中,RW1表示碳原子数1~6的可以分支的亚烷基,RW2表示碳原子数1~6的可以分支的烷基,nw表示2~200的整数,*表示键合位置。
式(W)中,RW1表示的碳原子数1~6的可以分支的亚烷基的碳原子数优选为2~4、进一步优选为2或3、特别优选为2(即,RW1为亚乙基)。
式(W)中,RW2表示的碳原子数1~6的可以分支的烷基的碳原子数优选为1~4,特别优选为1(即,RW2为甲基)。
式(W)中,nw表示2~200的整数,作为nw,优选为10~200的整数、优选为10~150的整数、更优选为20~150的整数、特别优选为20~100的整数。
壳不仅可以具有特定非离子性基团,而且还可以具有特定非离子性基团以外的非离子性基团(例如,具有两末端未被封端的聚醚结构的二价的基团)。
从更有效地发挥本公开的水分散物的效果的观点考虑,在壳中,特定非离子性基团相对于非离子性基团整体的含有比例优选为50质量%~100质量%、更优选为70质量%~100质量%、特别优选为80质量%~100质量%。
特定非离子性基团(即,基团(W))向壳的导入可通过使上述的三官能以上的异氰酸酯化合物与具有特定非离子性基团和活性氢基的化合物或导入有特定非离子性基团的异氰酸酯化合物中的至少一方与水或具有两个以上的活性氢基的化合物反应来进行。
导入有特定非离子性基团的异氰酸酯化合物例如可通过使二官能以上的异氰酸酯化合物与具有特定非离子性基团和活性氢基的化合物反应来制造。
-具有特定非离子性基团和活性氢基的化合物-
具有特定非离子性基团和活性氢基的化合物可以仅具有一个特定非离子性基团,也可以具有两个以上。
具有特定非离子性基团和活性氢基的化合物可以仅具有一个活性氢基,也可以具有两个以上。
作为具有特定非离子性基团和活性氢基的化合物,优选为选自由聚环氧乙烷的单醚体(单甲基醚、单乙基醚等)及聚环氧乙烷的单酯体(单乙酸酯、单(甲基)丙烯酸酯等)构成的组中的至少一种化合物。
-导入有特定非离子性基团的异氰酸酯化合物-
如上所述,在特定非离子性基团向壳的导入中,也可以使用导入有特定非离子性基团的异氰酸酯化合物。
导入至异氰酸酯化合物中的特定非离子性基团可以仅为一个,也可以为两个以上。
作为导入有特定非离子性基团的异氰酸酯化合物,优选为具有特定非离子性基团和活性氢基的化合物与具有两个以上的活性氢基的化合物、及二官能的异氰酸酯化合物(特别优选为异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、三甲基六亚甲基二异氰酸酯(TMHDI)、1,3-双(异氰酸酯基甲基)环己烷(HXDI)、间苯二甲基二异氰酸酯(XDI)、或二环己基甲烷-4,4’-二异氰酸酯(HMDI))的反应物;或具有特定非离子性基团和活性氢基的化合物与二官能的异氰酸酯化合物的反应物。
在将特定非离子性基团导入壳中时,作为导入有特定非离子性基团的异氰酸酯化合物,优选使用具有两个以上的活性氢基的化合物与二官能的异氰酸酯化合物和具有特定非离子性基团及活性氢基的化合物的加成物。
具有两个以上的活性氢基的化合物及二官能的异氰酸酯化合物的优选方式如前所述。
作为具有特定非离子性基团(即,基团(W))及活性氢基的化合物,优选为下述式(WM)表示的化合物。
[化学式20]
式(WM)中,RW1、RW2、及nw分别与前述的式(W)中的RW1、RW2、及nw的含义相同,优选方式也分别相同。
作为具有两个以上的活性氢基的化合物与二官能的异氰酸酯化合物和具有特定非离子性基团及活性氢基的化合物的加成物,优选为三羟甲基丙烷(TMP)与间苯二甲基二异氰酸酯(XDI)和聚乙二醇单甲醚(EO)的加成物(例如,三井化学株式会社的TAKENATE(注册商标)D-116N)。
在亲水性基团向壳的导入中使用具有特定非离子性基团和活性氢基的化合物的情况下,相对于微胶囊的总固体成分,具有特定非离子性基团和活性氢基的化合物的用量优选为0.1质量%~50质量%、更优选为0.1质量%~45质量%、进一步优选为0.1质量%~40质量%、进一步优选为1质量%~35质量%、进一步优选为3质量%~30质量%。
另外,导入有特定非离子性基团的异氰酸酯化合物还存在异氰酸酯基的平均官能团数为3以下的情况。然而,即使在此情况下,只要用于形成壳的原料中包含至少一种三官能以上的异氰酸酯化合物,就能够形成具有三维交联结构的壳。
(作为亲水性基团的阴离子性基团)
壳的三维交联结构具有至少一种作为亲水性基团的阴离子性基团。
作为阴离子性基团,从进一步提高微胶囊的分散稳定性的观点考虑,优选为选自由羧基、羧基的盐、磺基、磺基的盐、磷酸基、磷酸基的盐、膦酸基、膦酸基的盐、硫酸基及硫酸基的盐构成的组中的至少一种。
作为“盐”,优选为碱金属盐或有机胺盐,更优选为碱金属盐,特别优选为钠盐或钾盐。
其中,作为阴离子性基团,从微胶囊的分散稳定性的观点考虑,优选为选自由羧基、羧基的盐、磺基、磺基的盐、磷酸基及磷酸基的盐构成的组中的至少一种,更优选为选自羧基及羧基的盐中的至少一种。
对于壳的三维交联结构,从阴离子性基团容易向壳(三维交联结构)导入的观点考虑,作为包含阴离子性基团的结构,优选包含下述式(X1)~(X4)所示的结构(以下也称为结构(X1)~(X4))中的至少一个。
[化学式21]
式(X1)中,RX1表示氢原子或碳原子数1~10的烷基,A表示阴离子性基团,*表示键合位置。
式(X2)中,RX2表示碳原子数1~10的烷基,A表示阴离子性基团,n表示1~5的整数,m表示0~4的整数,m及n的合计为1~5的整数,*表示键合位置。
式(X3)中,RX3表示氢原子或碳原子数1~10的烷基,A表示阴离子性基团,L表示二价的连接基团,*表示键合位置。
式(X4)中,A表示阴离子性基团,L表示二价的连接基团,*表示键合位置。
式(X1)中,RX1表示氢原子或碳原子数1~10的烷基。
RX1中的碳原子数1~10的烷基可以是直链烷基,也可以是支链烷基,还可以是具有脂环结构的烷基(例如环烷基)。
作为RX1中的碳原子数1~10的烷基,例如,可举出:甲基、乙基、丙基、丁基、环己基等。
RX1中的碳原子数1~10的烷基的碳原子数优选为1~6。
作为RX1,特别优选为氢原子或碳原子数1~6的烷基。
式(X1)中,作为A表示的阴离子性基团,优选为选自由羧基、羧基的盐、磺基、磺基的盐、磷酸基、磷酸基的盐、膦酸基、膦酸基的盐、硫酸基、及硫酸基的盐构成的组中的至少一种,更优选为选自由羧基、羧基的盐、磺基、磺基的盐、磷酸基及磷酸基的盐构成的组中的至少一种,特别优选为选自羧基及羧基的盐中的至少一种。
作为A表示的阴离子性基团的优选方式中的“盐”,优选为碱金属盐或有机胺盐,更优选为碱金属盐,特别优选为钠盐或钾盐。
式(X2)中,RX2表示碳原子数1~10的烷基。
RX2表示的碳原子数1~10的烷基与式(X1)中的RX1的碳原子数1~10的烷基的含义相同,优选方式也相同。
式(X2)中的A表示的阴离子性基团的优选方式与式(X1)中的A表示的阴离子性基团的优选方式相同。
式(X2)中,n优选为1~3的整数、特别优选为2。
式(X2)中,m优选为0~2的整数、特别优选为0。
式(X3)中,RX3表示氢原子或碳原子数1~10的烷基。
式(X3)中,RX3中的碳原子数1~10的烷基与式(X1)中的RX1中的碳原子数1~10的烷基的含义相同,优选方式也相同。
式(X3)中,作为RX3,优选为氢原子或碳原子数1~6的烷基,特别优选为氢原子。
式(X3)中的A表示的阴离子性基团的优选方式与式(X1)中的A表示的阴离子性基团的优选方式相同。
式(X3)中,作为L表示的二价的连接基团,优选为碳原子数1~10的亚烷基或者碳原子数5~10的芳香族基团、或将选自由上述亚烷基及上述芳香族基团构成的组中的两种以上的基团组合而成的二价的基团。
式(X3)中,L中的碳原子数1~10的亚烷基可以是直链亚烷基,也可以是支链亚烷基,还可以是具有脂环结构的亚烷基(例如亚环烷基)。
作为L中的碳原子数1~10的亚烷基,例如,可举出:亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚环己基等。
作为L中的碳原子数5~10的芳香族基团,例如,可举出亚苯基。
作为L中的二价的连接基团,更优选为碳原子数1~10的亚烷基,进一步优选为碳原子数1~6的亚烷基。
式(X4)中的A及L分别与式(X3)中的A及L的含义相同,优选方式也相同。
上述结构(X1)及结构(X2)例如可以使用导入有阴离子性基团的异氰酸酯化合物来形成。
上述结构(X3)及结构(X4)例如可以使用具有阴离子性基团和作为活性氢基的氨基的化合物(例如氨基酸)来形成。更详细而言,上述结构(X3)例如可以使用赖氨酸来形成。上述结构(X4)例如可以使用β-丙氨酸、牛磺酸、或乙醇胺磷酸(EAP)来形成。
对于壳的三维交联结构,作为包含阴离子性基团的结构,优选至少包含结构(X3)或结构(X4)、更优选至少包含结构(X3)。换言之,阴离子性基团优选通过结构(X3)或结构(X4)导入壳中,更优选通过结构(X3)导入壳中。
由于脲键比氨基甲酸酯键更难接受水解,因此,与经由结构(X1)或结构(X2)的氨基甲酸酯键导入壳中的阴离子性基团相比,经由结构(X3)或结构(X4)(更优选为结构(X3))的脲键导入壳中的阴离子性基团以更牢固地键合于壳的三维交联结构的状态存在。因此,含有有助于分散性的阴离子性基团经由脲键导入壳中的具有结构(X3)或结构(X4)(更优选为结构(X3))的微胶囊的水分散物在微胶囊的分散稳定性、特别是长期的分散稳定性(即,保存稳定性)方面更优异。
阴离子性基团向壳的导入可通过使前述的三官能以上的异氰酸酯化合物与具有阴离子性基团和活性氢基的化合物或导入有阴离子性基团的异氰酸酯化合物中的至少一方与水或具有两个以上的活性氢基的化合物反应来进行。
导入有阴离子性基团的异氰酸酯化合物例如可通过使二官能以上的异氰酸酯化合物与具有阴离子性基团和活性氢基的化合物反应来制造。
-具有阴离子性基团和活性氢基的化合物-
具有阴离子性基团和活性氢基的化合物可以仅具有一个阴离子性基团,也可以具有两个以上。
具有阴离子性基团和活性氢基的化合物可以仅具有一个活性氢基,也可以具有两个以上。
作为具有阴离子性基团和活性氢基的化合物,可举出:α-氨基酸(具体而言,赖氨酸、丙氨酸、精氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸、半胱氨酸、谷氨酰胺、谷氨酸、甘氨酸、组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、丝氨酸、苏氨酸、色氨酸、酪氨酸、及缬氨酸)、β-氨基酸(例如β-丙氨酸)等氨基酸、苹果酸、牛磺酸、乙醇胺磷酸(EAP)等。
作为具有阴离子性基团和活性氢基的化合物,除了上述以外,还可举出以下的具体例。
[化学式22]
-导入有阴离子性基团的异氰酸酯化合物-
如前所述,在阴离子性基团向壳的导入中,还可以使用导入有阴离子性基团的异氰酸酯化合物。导入至异氰酸酯化合物中的阴离子性基团可以仅为一个,也可以为两个以上。
作为导入有阴离子性基团的异氰酸酯化合物,优选为:具有阴离子性基团和活性氢基的化合物与具有两个以上的活性氢基的化合物和二官能的异氰酸酯化合物(特别优选为异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、三甲基六亚甲基二异氰酸酯(TMHDI)、1,3-双(异氰酸酯基甲基)环己烷(HXDI)、间苯二甲基二异氰酸酯(XDI)或二环己基甲烷-4,4’-二异氰酸酯(HMDI))的反应物;或具有阴离子性基团和活性氢基的化合物与二官能的异氰酸酯化合物的反应物。
在阴离子性基团向壳的导入中使用具有阴离子性基团和活性氢基的化合物的情况下,相对于微胶囊的总固体成分,具有阴离子性基团和活性氢基的化合物的用量优选为0.1质量%~50质量%、更优选为0.1质量%~45质量%、进一步优选为0.1质量%~40质量%、进一步优选为1质量%~30质量%、进一步优选为3质量%~20质量%。
另外,导入有阴离子性基团的异氰酸酯化合物还存在异氰酸酯基的平均官能团数为3以下的情况。然而,即使在此情况下,只要用于形成壳的原料中包含至少一种三官能以上的异氰酸酯化合物,就能够形成具有三维交联结构的壳。
(壳中可包含的热聚合性基团)
如前所述,微胶囊的核及壳中的至少一方中具有热聚合性基团。
通过使微胶囊具有热聚合性基团,可使相互邻接的微胶囊彼此键合而形成交联结构,因此,能够形成交联性高、且硬度优异的膜。
微胶囊可以以在壳的三维交联结构中导入有热聚合性基团的方式具有热聚合性基团,也可以以在核中包含热聚合性化合物(即,具有热聚合性基团的化合物)的方式具有聚合性基团。另外,微胶囊可以以上述两种方式具有热聚合性基团。
下面,对热聚合性基团向壳的三维交联结构的导入方法进行说明。
对于核中可包含的热聚合性化合物,将进行后述。
作为热聚合性基团向壳的三维交联结构的导入方法,例如,可举出:在形成壳的三维交联结构时,使前述的三官能以上的异氰酸酯化合物与水或上述的具有两个以上的活性氢基的化合物和热聚合性基团导入用单体反应的方法;在制造前述的三官能以上的异氰酸酯化合物时,首先,使前述的二官能以上的异氰酸酯化合物与热聚合性基团导入用单体反应而制造导入有热聚合性基团的异氰酸酯化合物,接着,使该导入有热聚合性基团的异氰酸酯化合物与水或上述的具有两个以上的活性氢基的化合物反应的方法;及在制造微胶囊时,使热聚合性基团导入用单体与构成微胶囊的成分一同溶解于油相成分,在油相成分中添加水相成分,并进行混合、乳化的方法;等等。
作为热聚合性基团导入用单体,可举出具有至少一个活性氢基、且在至少一个末端具有热聚合性基团的化合物。
具有至少一个活性氢基、且在至少一个末端具有热聚合性基团的化合物可以用下述式(ma)表示。
L1LcmZn (ma)
式(ma)中,L1表示m+n价的连接基团,m及n分别独立地为选自1~100中的整数,Lc表示一价的热聚合性基团,Z表示活性氢基。
L1优选为二价以上的脂肪族基团、二价以上的芳香族基团、二价以上的杂环基、-O-、-S-、-NH-、-N<、-CO-、-SO-、-SO2-或它们的组合。
m及n优选分别独立地为1~50、更优选为2~20、进一步优选为3~10、特别优选为3~5。
作为Lc表示的一价的热聚合性基团,优选为环氧基、氧杂环丁烷基、氮丙啶基、氮杂环丁烷基、酮基、醛基或封端异氰酸酯基,更优选为环氧基或封端异氰酸酯基,特别优选为封端异氰酸酯基。
Z优选为OH、SH、NH或NH2,更优选为OH或NH2,进一步优选为OH。
热聚合性基团导入用单体可以是单独一种化合物,也可以使两种以上的化合物组合而成。
在制造导入有热聚合性基团的异氰酸酯化合物时,优选使聚异氰酸酯(即,三官能以上的异氰酸酯化合物)与热聚合性基团导入用单体(即,具有至少一个活性氢基且在至少一个末端具有热聚合性基团的化合物)以热聚合性基团导入用单体的活性氢基的摩尔数为聚异氰酸酯的异氰酸酯基的摩尔数的0.01倍~0.3倍(更优选为0.02倍~0.25倍,进一步优选为0.03倍~0.2倍)的比率进行反应。
导入有热聚合性基团的异氰酸酯化合物还存在异氰酸酯基的平均官能团数为3以下的情况。然而,即使在此情况下,只要用于形成壳的原料中包含至少一种三官能以上的异氰酸酯化合物,就能够形成具有三维交联结构的壳。
<微胶囊的核>
对微胶囊的核的成分没有特别限制,但优选核包含至少一种热聚合性化合物。
核除了包含这些以外,还可以包含后述的水分散物的其它成分。
(热聚合性化合物)
优选微胶囊的核包含热聚合性化合物。
根据微胶囊的核包含热聚合性化合物的方式,膜的固化灵敏度及膜的硬度进一步提高。
在微胶囊的核包含热聚合性化合物时,核可以仅包含一种热聚合性化合物,也可以包含两种以上。
在微胶囊的核包含热聚合性化合物时,热聚合性化合物的热聚合性基团作为核的热聚合性基团发挥功能。
需要说明的是,在微胶囊的核包含热聚合性化合物的方式中,不仅核可以具有热聚合性基团,而且壳也可以具有热聚合性基团。
微胶囊的核中可包含的热聚合性化合物可以是热聚合性单体、热聚合性低聚物及热聚合性聚合物中的任一种,从提高膜的固化灵敏度及膜的硬度的观点考虑,优选为热聚合性单体。
对于微胶囊的核中可包含的热聚合性化合物(优选为热聚合性单体。以下相同。)的含量(包含两种以上时为合计量),从提高膜的固化灵敏度及膜的硬度的观点考虑,相对于微胶囊的总固体成分量,优选为10质量%~70质量%,更优选为20质量%~60质量%,进一步优选为30质量%~55质量%。
作为热聚合性化合物的分子量,以重均分子量计,优选为100~100000,更优选为100~30000,进一步优选为100~10000,进一步优选为100~4000,进一步优选为100~2000,进一步优选为100~1000,进一步优选为100~900,进一步优选为100~800,特别优选为150~750。
需要说明的是,热聚合性化合物的重均分子量是通过凝胶渗透色谱(GPC)测定的值。
在本说明书中,利用凝胶渗透色谱(GPC)的测定可使用HLC(注册商标)-8020GPC(TOSOH CORPORATION)作为测定装置,使用3根TSKgel(注册商标)Super Multipore HZ-H(4.6mmID×15cm、TOSOH CORPORATION)作为色谱柱,并使用THF(四氢呋喃)作为洗脱液。另外,作为测定条件,将试样浓度设为0.45质量%,将流速设为0.35mL/min,将样品注入量设为10μl、及将测定温度设为40℃,使用差示折射率(RI)检测器来进行。
校准曲线由TOSOH CORPORATION的“标准试样TSK standard,聚苯乙烯”:“F-40”、“F-20”、“F-4”、“F-1”、“A-5000”、“A-2500”、“A-1000”、及“正丙苯”这八个样品进行制作。
-热聚合性单体-
热聚合性单体可从通过加热或照射红外线能够聚合的热聚合性单体的组中选择。作为热聚合性单体,例如,可举出:环氧化合物、氧杂环丁烷化合物、氮丙啶化合物、氮杂环丁烷化合物、酮化合物、醛化合物、封端异氰酸酯化合物等。其中,从进一步提高膜的硬度的观点考虑,特别优选为封端异氰酸酯化合物。
上述热聚合性单体中,作为环氧化合物,可举出:1,4-丁二醇二缩水甘油醚、3-(双(缩水甘油氧甲基)甲氧基)-1,2-丙二醇、氧化柠檬烯、2-联苯缩水甘油醚、3,4-环氧环己基甲基-3’,4’-环氧环己基甲酸酯、源于表氯醇-双酚S的环氧化物、环氧化苯乙烯、源于表氯醇-双酚F的环氧化物、源于表氯醇-双酚A的环氧化物、环氧化酚醛清漆、脂环式二环氧化物等二官能以下的环氧化合物;
多元酸的聚缩水甘油酯、多元醇的聚缩水甘油醚、聚氧化亚烷基二醇的聚缩水甘油醚、芳香族多元醇的聚缩水甘油酯、氨基甲酸酯聚环氧化合物、聚环氧聚丁二烯等三官能以上的环氧化合物等。
作为氧杂环丁烷化合物,可举出:3-乙基-3-羟基甲基-1-氧杂环丁烷、1,4双[3-乙基-3-氧杂环丁烷基甲氧基)甲基]苯、3-乙基-3-苯氧基甲基-氧杂环丁烷、双([1-乙基(3-氧杂环丁烷基)]甲基)醚、3-乙基-3-[(2-乙基己氧基)甲基]氧杂环丁烷、3-乙基-[(三乙氧基甲硅烷基丙氧基)甲基]氧杂环丁烷、3,3-二甲基-2-(对甲氧基苯基)-氧杂环丁烷等。
作为封端异氰酸酯化合物,可举出用封端剂(含活性氢化合物)将异氰酸酯化合物钝化而成的化合物。
作为异氰酸酯化合物,例如,优选为六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、亚二甲苯基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯三聚物、、三甲基亚己基二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、氢化亚二甲苯基二异氰酸酯、TAKENATE(注册商标;三井化学公司)、DURANATE(注册商标;旭化成公司)、Bayhydur(注册商标;Bayer AG公司)等市售的异氰酸酯、或使这些组合而成的二官能以上的异氰酸酯。
作为封端剂,可举出:内酰胺[例如ε-己内酰胺、δ-戊内酰胺、γ-丁内酰胺等]、肟[例如丙酮肟、甲基乙基酮肟(MEK肟)、甲基异丁基酮肟(MIBK肟)、环己酮肟等]、胺[例如脂肪族胺(二甲基胺、二异丙基胺、二正丙基胺、二异丁基胺等)、脂环式胺(甲基己胺、二环己基胺等)、芳香族胺(苯胺、二苯胺等)]、脂肪族醇[例如甲醇、乙醇、2-丙醇、正丁醇等]、苯酚及烷基苯酚[例如苯酚、甲酚、乙基苯酚、正丙基苯酚、异丙基苯酚、正丁基苯酚、辛基苯酚、壬基苯酚、二甲苯酚、二异丙基苯酚、二叔丁基苯酚等]、咪唑[例如咪唑、2-甲基咪唑等]、吡唑[例如吡唑、3-甲基吡唑、3,5-二甲基吡唑等]、亚胺[例如亚乙基亚胺、聚亚乙基亚胺等]、活性亚甲基[例如丙二酸二甲酯、丙二酸二乙酯、丙二酸二异丙酯、乙酰丙酮、乙酰乙酸甲酯、乙酰乙酸乙酯等]、日本特开2002-309217号公报及日本特开2008-239890号公报中记载的封端剂、以及这些封端剂的两种以上的混合物。其中,作为封端剂,优选为肟、内酰胺、吡唑、活性亚甲基、胺。
作为封端异氰酸酯化合物,可以使用已上市的市售品,例如,可优选使用Trixene(注册商标)BI7982、BI7641,BI7642、BI7950、BI7960、BI7991等(Baxenden ChemicalsLTD)、Bayhydur(注册商标;Bayer AG公司)。另外,还可优选使用国际公开第2015/158654号的段落0064中记载的化合物组。
热聚合性单体可通过如下方法来包含在微胶囊的核中,即,在制造微胶囊时,将热聚合性单体与构成微胶囊的成分一同作为油相成分溶解,在油相成分中添加水相成分,并进行混合、乳化。
作为热聚合性单体的分子量,以重均分子量计,优选为100~4000,更优选为100~2000,进一步优选为100~1000,进一步优选为100~900,进一步优选为100~800,特别优选为150~750。
需要说明的是,热聚合性单体的重均分子量是通过凝胶渗透色谱(GPC)测定的值。测定方法如上所述。
-热聚合性低聚物及热聚合性聚合物-
热聚合性化合物为热聚合性低聚物或热聚合性聚合物的方式在减少膜的固化收缩、抑制膜与基材的密合性下降方面有利。
在作为热聚合性化合物包含热聚合性低聚物或热聚合性聚合物时,优选包含后述的光热转换剂、热固化促进剂、或光热转换剂及热固化促进剂的方式。
作为热聚合性低聚物或热聚合性聚合物,例如,可举出环氧树脂。
作为热聚合性低聚物或热聚合性聚合物具有的热聚合性基团,特别优选为环氧基。
在微胶囊的核包含热聚合性低聚物或热聚合性聚合物作为热聚合性化合物时,热聚合性低聚物或热聚合性聚合物可以仅具有一种热聚合性基团,也可以具有两种以上热聚合性基团。
这些热聚合性基团可以通过高分子反应或共聚而导入聚合物或低聚物中。
作为热聚合性低聚物及热聚合性聚合物,可以使用已上市的市售品。
作为热聚合性低聚物及热聚合性聚合物的市售品的例子,可举出:EBECRYL(注册商标)3708(Daicel-Allnex Ltd.)、CN120、CN120B60、CN120B80、CN120E50(以上,SARTOMER公司)、Hitaloid 7851(日立化成株式会社)、EPICLON(注册商标)840(DIC公司)等环氧树脂等。
-热聚合性化合物的内含率-
在微胶囊的核包含热聚合性化合物时,从膜的固化灵敏度的观点考虑,热聚合性化合物的内含率(质量%)优选为10质量%以上、更优选为50质量%以上、进一步优选为70质量%以上、进一步优选为80质量%以上、进一步优选为90质量%以上、进一步优选为95质量%以上、进一步优选为97质量%以上、特别优选为99质量%以上。
在水分散物包含两种以上的热聚合性化合物时,优选至少一种热聚合性化合物的内含率为上述的优选范围。
在此,热聚合性化合物的内含率(质量%)是指制备水分散物时微胶囊的核中所包含的热聚合性化合物的量相对于水分散物中的热聚合性化合物的总量,是指如下操作而求出的值。
-热聚合性化合物的内含率(质量%)的测定方法-
在液温25℃的条件下进行以下的操作。
对于以下的操作,当水分散物不含有颜料时,直接使用该水分散物来进行,当水分散物含有颜料时,首先,通过离心分离从水分散物中去除颜料,对去除了颜料的水分散物进行以下的操作。
首先,从水分散物中采集两个相同质量的试样(以下,设为“试样1”及“试样2”。)。
对于试样1,加入相对于该试样1中的总固体成分为100质量倍的四氢呋喃(THF)并进行混合而制备稀释液。对于得到的稀释液,实施80000rpm、40分钟的条件的离心分离。采集通过离心分离而产生的上清液(以下,设为“上清液1”)。可认为通过该操作,试样1中所包含的所有热聚合性化合物被提取至上清液1中。通过液相色谱(例如,Waters Corporation的液相色谱装置)测定所采集的上清液1中所包含的热聚合性化合物的质量。将所得到的热聚合性化合物的质量设为“热聚合性化合物的总量”。
另外,对于试样2,实施与对上述稀释液实施的离心分离相同条件的离心分离。采集通过离心分离而产生的上清液(以下,设为“上清液2”)。可认为通过该操作,在试样2中,未内含于微胶囊的(即,游离的)热聚合性化合物被提取至上清液2中。通过液相色谱(例如,Waters Corporation的液相色谱装置)测定所采集的上清液2中所包含的热聚合性化合物的质量。将所得到的热聚合性化合物的质量设为“热聚合性化合物的游离量”。
基于上述“热聚合性化合物的总量”及上述“热聚合性化合物的游离量”,按照下述式求出热聚合性化合物的内含率(质量%)。
热聚合性化合物的内含率(质量%)=((热聚合性化合物的总量-热聚合性化合物的游离量)/热聚合性化合物的总量)×100
当水分散物包含两种以上的热聚合性化合物时,可以将两种以上的热聚合性化合物的合计量设为“热聚合性化合物的总量”,并将两种以上的热聚合性化合物的游离量的合计设为“热聚合性化合物的游离量”来求出两种以上的热聚合性化合物整体的内含率,也可以将其中任一种热聚合性化合物的量设为“热聚合性化合物的总量”,并将上述任一种热聚合性化合物的游离量设为“热聚合性化合物的游离量”来求出上述任一种热聚合性化合物的内含率。
需要说明的是,对于热聚合性化合物以外的成分是否包含在微胶囊的核中,也可以通过与调查微胶囊的核中是否包含热聚合性化合物的方法相同的方法进行确认。
其中,对于分子量1000以上的化合物,通过凝胶渗透色谱(GPC)测定上述上清液1及上清液2中所包含的化合物的质量,并分别设为“化合物的总量”及“化合物的游离量”来求出化合物的内含率(质量%)。关于GPC的测定条件,如前所述。
(光热转换剂)
在微胶囊的核包含热聚合性化合物(优选为热聚合性单体)时,核可以包含光热转换剂的至少一种。
光热转换剂是吸收红外线等的光(即,活性能量射线)而发热,使热聚合性化合物聚合固化的化合物。作为光热转换剂,可以使用公知的化合物。
作为光热转换剂,优选为红外线吸收剂。作为红外线吸收剂,例如,可举出:聚甲基吲哚鎓、吲哚菁绿、聚次甲基染料、克酮鎓染料、花青染料、部花青染料、方酸菁染料、硫属吡咯亚芳基染料、金属硫醇盐络合物染料、双(硫属吡喃)聚次甲基染料、氧吲哚嗪染料、二氨基烯丙基聚次甲基染料、中氮茚染料、吡喃鎓染料、醌型染料、醌染料、酞菁染料、萘酞菁染料、偶氮染料、次甲基偶氮染料、碳黑等。
光热转换剂可以通过如下方法来包含在微胶囊的核中,即,制造微胶囊时,将构成微胶囊的成分及光热转换剂作为油相溶解,在油相中添加水相并混合,对所得到的混合物进行乳化。
光热转换剂可以单独使用一种,也可以并用两种以上。
相对于微胶囊的总固体成分量,光热转换剂的含量优选为0.1质量%~25质量%,更优选为0.5质量%~20质量%,进一步优选为1质量%~15质量%。
对于光热转换剂的内含率(质量%)及内含率的测定方法,依据热聚合性化合物的内含率及内含率的测定方法。
(热固化促进剂)
微胶囊的核包含热聚合性化合物(优选为热聚合性单体)时,核可以包含热固化促进剂的至少一种。
热固化促进剂是催化促进热聚合性化合物(优选为热聚合性单体)的热固化反应的化合物。
作为热固化促进剂,可以使用公知的化合物。作为热固化促进剂,优选为酸或碱、及通过加热产生酸或碱的化合物,例如,可举出羧酸、磺酸、磷酸、脂肪族醇、苯酚、脂肪族胺、芳香族胺、咪唑(例如,2-甲基咪唑)、吡唑等。
热固化促进剂可以通过如下方法来包含在微胶囊的核中,即,制造微胶囊时,使形成微胶囊的成分与热固化促进剂进行混合并使其溶解来作为油相,在油相中添加水相并进行混合,对得到的混合物进行乳化。
热固化促进剂可以单独使用一种,也可以并用两种以上。
相对于微胶囊的总固体成分量,热固化促进剂的含量优选为0.1质量%~25质量%,更优选为0.5质量%~20质量%,进一步优选为1质量%~15质量%。
对于热固化促进剂的内含率(质量%)及内含率的测定方法,依据热聚合性化合物的内含率及内含率的测定方法。
(树脂)
微胶囊的核可以包含至少一种树脂。
在此所说的“树脂”是指上述的热聚合性低聚物及热聚合性聚合物以外的树脂,即,不具有热聚合性基团的树脂。
当微胶囊的核含有树脂时,微胶囊的强度得以提高,且所形成的膜的强度等能够进一步提高。
作为微胶囊的核中可包含的树脂,没有特别限制,例如,可举出:聚丙烯酸酯树脂、聚苯乙烯树脂、聚氨酯树脂、聚碳酸酯树脂、聚酯树脂等公知的树脂。
对于微胶囊的核中可包含的树脂的重均分子量,优选为5000~500000,更优选为10000~200000,进一步优选为10000~100000,特别优选为10000~50000。
相对于微胶囊的总固体成分量,微胶囊的核中可包含的树脂的含量(包含两种以上时为合计量)优选为1质量%~50质量%,更优选为5质量%~40质量%,进一步优选为10质量%~40质量%。
对于树脂的内含率(质量%)及内含率的测定方法,依据热聚合性化合物的内含率及内含率的测定方法。
(水)
本公开的水分散物包含水作为微胶囊的分散介质。
对水分散物中的水的含量没有特别限制,例如,相对于水分散物的总量,优选为10质量%~99质量%,更优选为20质量%~95质量%,进一步优选为30质量%~90质量%,特别优选为50质量%~90质量%。
(色材)
本公开的水分散物可以包含色材的至少一种。
本公开的水分散物包含色材时,优选色材包含在微胶囊的外部。
作为色材,没有特别限制,可从颜料、水溶性染料、分散染料等公知的色材中任意地选择使用。其中,从耐候性优异、富有颜色再现性方面考虑,作为色材,更优选为颜料。
作为颜料,没有特别限制,可根据目的适当选择。作为颜料,例如可举出公知的有机颜料及无机颜料。另外,作为颜料,还可举出:市售的颜料分散体、经表面处理的颜料(将颜料作为分散介质分散于水、液态有机化合物、不溶性树脂等中而成的颜料、用树脂、颜料衍生物等对颜料表面进行处理而成的颜料等)。
作为有机颜料及无机颜料,可举出:黄色颜料、红色颜料、品红色颜料、蓝色颜料、青色颜料、绿色颜料、橙色颜料、紫色颜料、褐色颜料、黑色颜料、白色颜料等。
在使用颜料作为色材的情况下,在制备颜料粒子时,根据需要可以使用颜料分散剂。
对于颜料等色材及颜料分散剂,可适当参见日本特开2014-040529号公报的段落0180~0200、国际公开第2016/052053号的段落0122~0129。
(其它成分)
本公开的水分散物根据需要可以含有上述的成分以外的其它成分。
其它成分可以包含在微胶囊的囊腔(即,微胶囊的内部),也可以包含在微胶囊的外部。
-有机溶剂-
本公开的水分散物可以含有至少一种有机溶剂。
当本公开的水分散物含有有机溶剂时,膜与基材的密合性可进一步提高。
本公开的水分散物含有有机溶剂时,相对于水分散物的总量,有机溶剂的含量优选为0.05质量%~50质量%,特别优选为0.1质量%~20质量%。
有机溶剂的具体例如下所述。
·醇类(甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、仲丁醇、叔丁醇、戊醇、己醇、环己醇、苯甲醇等);
·多元醇类(乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、二丙二醇、聚丙二醇、丁二醇、己二醇、戊二醇、甘油、己三醇、硫代二甘醇、2-甲基丙二醇等);
·多元醇醚类(乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单丁醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单丁醚、三丙二醇单甲醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇二甲醚、乙二醇单甲醚乙酸酯、三乙二醇单甲醚、三乙二醇单乙醚、三乙二醇单丁醚、乙二醇单苯醚、丙二醇单苯醚等);
·胺类(乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、N-乙基二乙醇胺、吗啉、N-乙基吗啉、乙二胺、二乙二胺、三乙四胺、四乙烯五胺、聚亚乙基亚胺、五甲基二乙烯三胺、四甲基丙二胺等);
·酰胺类(甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺等);
·杂环类(2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、环己基吡咯烷酮;2-噁唑烷酮、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮、γ-丁内酯等);
·亚砜类(二甲基亚砜等);
·砜类(环丁砜等);
·其它(尿素、乙腈、丙酮等)
-表面活性剂-
本公开的水分散物可以含有至少一种表面活性剂。
当本公开的水分散物含有表面活性剂时,分散物或包含分散物的组合物对基材的润湿性提高。可举出:聚氧乙烯烷基醚类、聚氧乙烯烷基烯丙基醚类、炔二醇类、聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物类、硅氧烷类等非离子性表面活性剂。
另外,作为表面活性剂,还可举出有机氟化合物。有机氟化合物优选为疏水性。
作为有机氟化合物,包含氟类表面活性剂、油状氟类化合物(例如氟油)及固态氟化合物树脂(例如四氟乙烯树脂),可以例示日本特公昭57-9053号公报(第8栏~第17栏)及日本特开昭62-135826号的公报中所记载的有机氟化合物。
需要说明的是,对于本公开的水分散物,如前所述,通过使微胶囊的壳包含作为亲水性基团的阴离子性基团及特定非离子性基团,微胶囊的分散稳定性优异,因此,可以实质上不含有为了提高分散性而添加的阴离子性表面活性剂。
在此,“实质上不含有”是指相对于水分散物的总量,含量为1质量%以下(优选为0.1质量%以下)。
水分散物实质上不含有阴离子性表面活性剂的方式具有能够抑制水分散物及使用该水分散物的组合物起泡这样的优点。另外,水分散物实质上不含有阴离子性表面活性剂的方式,特别是在组合了水分散物与具有阴离子性分散性基的颜料分散物时,还具有以下优点:能够抑制因阴离子性表面活性剂而导致系统中的离子浓度上升,阴离子性颜料分散剂的电离度下降,从而颜料的分散性下降的现象。
本公开的水分散物可采取阴离子性表面活性剂的含量相对于水分散物的总量为1质量%以下的方式。
-抗氧化剂-
本公开的水分散物可以包含抗氧化剂。
当本公开的水分散物含有抗氧化剂时,膜的耐候性等能够进一步提高。
作为抗氧化剂,可举出:对甲氧基苯酚、醌类(氢醌、苯醌、甲氧基苯醌等)、吩噻嗪、邻苯二酚类、烷基苯酚类(二丁基羟基甲苯(BHT)等)、烷基双酚类、二甲基二硫代氨基甲酸锌、二甲基二硫代氨基甲酸铜、二丁基二硫代氨基甲酸铜、水杨酸铜、硫代二丙酸酯类、巯基苯并咪唑、亚磷酸酯类、2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基(TEMPO)、2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶-1-氧基(TEMPOL)、铜铁灵Al、三(N-亚硝基-N-苯基羟基胺)铝盐等。
其中,作为抗氧化剂,优选为选自对甲氧基苯酚、邻苯二酚类、醌类、烷基苯酚类、TEMPO、TEMPOL、铜铁灵Al及三(N-亚硝基-N-苯基羟基胺)铝盐中的至少一种,更优选为选自对甲氧基苯酚、氢醌、苯醌、BHT、TEMPO、TEMPOL、铜铁灵Al及三(N-亚硝基-N-苯基羟基胺)铝盐中的至少一种。
-紫外线吸收剂-
本公开的水分散物可以包含紫外线吸收剂。
当本公开的水分散物含有紫外线吸收剂时,膜的耐候性等能够进一步提高。
作为紫外线吸收剂,没有特别限制,例如,可举出:苯并三唑类化合物、二苯甲酮类化合物、三嗪类化合物、苯并噁唑类化合物等公知的紫外线吸收剂。
(微胶囊的外部可含有的成分)
从控制膜物性、密合性、及喷出性的观点考虑,根据需要,本公开的水分散物可以在微胶囊的外部含有水溶性或水分散性的成分(例如,聚合性化合物、树脂等)。
在此,“水溶性”是指在105℃下干燥了2小时时,相对于25℃的蒸馏水100g的溶解量超过1g的性质。
另外,“水分散性”是指水不溶性且分散于水中的性质。在此,“水不溶性”是指在105℃下干燥了2小时时,相对于25℃的蒸馏水100g的溶解量为1g以下的性质。
作为微胶囊的外部可含有的成分,可举出国际公开第2016/052053号的段落0139~0157所记载的成分。
<水分散物的优选物性>
当将水分散物设为25℃~50℃时,本公开的水分散物的粘度优选为3mPa·s~15mPa·s,更优选为3mPa·s~13mPa·s。特别是将水分散物设为25℃时,本公开的水分散物的粘度优选为50mPa·s以下。当水分散物的粘度为上述范围时,在将水分散物作为油墨应用于喷墨记录时,能够实现较高的喷出稳定性。
需要说明的是,水分散物的粘度是使用粘度计(VISCOMETER TV-22,东机产业株式会社)测定的值。
〔水分散物的制造方法〕
对于本公开的水分散物的制造方法,只要是能够制造前述的水分散物的方法即可,没有特别限制。
作为制造本公开的水分散物的方法,从容易得到前述的水分散物的观点考虑,优选为以下说明的本实施方式的水分散物的制造方法。
本实施方式的水分散物的制造方法(以下,也称为“本实施方式的制造方法”)具有通过混合油相成分与水相成分并进行乳化来形成前述的微胶囊的微胶囊形成工序。
上述油相成分包含有机溶剂、三官能以上的异氰酸酯化合物、导入有热聚合性基团的异氰酸酯化合物及热聚合性化合物中的至少一方。
上述水相成分包含水。
本实施方式的制造方法满足下述中的至少一项:油相成分包含导入有特定非离子性基团的异氰酸酯化合物、以及、油相成分及水相成分中的至少一方包含具有特定非离子性基团和活性氢基的化合物。
而且,本实施方式的制造方法满足下述中的至少一项:油相成分包含导入有阴离子性基团的异氰酸酯化合物、以及、油相成分及水相成分中的至少一方包含具有阴离子性基团和活性氢基的化合物。
在本实施方式的制造方法中,油相成分及水相成分中的至少一方可以包含前述的具有两个以上的活性氢基的化合物。
<微胶囊形成工序>
微胶囊形成工序中,通过混合上述油相成分与上述水相成分,并对所得到的混合物进行乳化,形成以包围核的方式形成有具有三维交联结构的壳的微胶囊。所形成的微胶囊即为所制造的水分散物中的分散质。
另一方面,水相成分中的水即为所制造的水分散物中的分散介质。
在微胶囊形成工序中,详细而言,通过三官能以上的异氰酸酯化合物与水的反应,可形成具有包含脲键的三维交联结构的壳。
三官能以上的异氰酸酯化合物具有氨基甲酸酯键时,壳的三维交联结构中也会包含氨基甲酸酯键。
油相成分及水相成分中的至少一方包含前述的具有两个以上的活性氢基的化合物时,通过三官能以上的异氰酸酯化合物与具有两个以上的活性氢基的化合物的反应,可形成具有包含氨基甲酸酯键的三维交联结构的壳。
在本实施方式的制造方法中,具有特定非离子性基团和活性氢基的化合物及导入有特定非离子性基团的异氰酸酯化合物均为向壳导入特定非离子性基团用的材料。
详细而言,油相成分及水相成分中的至少一方包含具有特定非离子性基团和活性氢基的化合物时,通过该化合物的活性氢基与混合物中含有的任一异氰酸酯化合物(例如,三官能以上的异氰酸酯化合物)的异氰酸酯基的反应,特定非离子性基团被导入壳(即,形成具有特定非离子性基团的壳)中。
另一方面,油相成分包含导入有特定非离子性基团的异氰酸酯化合物时,导入有该特定非离子性基团的异氰酸酯化合物也参与壳的形成反应,因此,特定非离子性基团被导入壳(即,形成具有特定非离子性基团的壳)中。
根据油相成分包含导入有特定非离子性基团的异氰酸酯化合物的方式,更容易形成具有特定非离子性基团的壳。从该观点考虑,优选为油相成分包含导入有特定非离子性基团的异氰酸酯化合物的方式。
另外,上述具有阴离子性基团和活性氢基的化合物及上述导入有阴离子性基团的异氰酸酯化合物均为向壳导入阴离子性基团用的材料。
详细而言,油相成分及水相成分中的至少一方包含具有阴离子性基团和活性氢基的化合物时,通过该化合物的活性氢基与混合物中含有的任一异氰酸酯化合物(例如,三官能以上的异氰酸酯化合物)的异氰酸酯基的反应,阴离子性基团被导入壳(即,形成具有阴离子性基团的壳)中。
另一方面,油相成分包含导入有阴离子性基团的异氰酸酯化合物时,该导入有阴离子性基团的异氰酸酯化合物也参与壳的形成反应,因此,阴离子性基团被导入壳(即,形成具有阴离子性基团的壳)中。
油相成分及水相成分中的至少一方包含具有阴离子性基团和活性氢基的化合物的方式具有容易准备材料,即,具有阴离子性基团和活性氢基的化合物(例如,赖氨酸等α-氨基酸)的优点。从该观点考虑,优选为油相成分及水相成分中的至少一方包含具有阴离子性基团和活性氢基的化合物的方式。在该方式中,更优选具有阴离子性基团和活性氢基的化合物至少包含在水相成分中。
另一方面,从容易形成具有阴离子性基团的壳的观点考虑,还优选油相成分包含导入有阴离子性基团的异氰酸酯化合物的方式。
另外,本实施方式中的油相成分中,“导入有热聚合性基团的异氰酸酯化合物及热聚合性化合物中的至少一方”是向微胶囊导入热聚合性基团用的材料。
详细而言,油相成分包含热聚合性化合物时,以包围包含热聚合性化合物的核(即,具有热聚合性基团的壳)的方式形成具有三维交联结构的壳(即,形成包含含有热聚合性化合物的核与壳的微胶囊)。
另一方面,油相成分包含导入有热聚合性基团的异氰酸酯化合物时,该导入有热聚合性基团的异氰酸酯化合物也参与壳的形成反应,因此,热聚合性基团被导入壳(即,形成具有热聚合性基团的壳)中。
油相成分包含热聚合性化合物的方式在材料(热聚合性化合物)的选择范围广的方面有利。
另一方面,油相成分包含导入有热聚合性基团的异氰酸酯化合物的方式在使用所制造的水分散物形成膜时,通过加热或照射红外线,更容易形成微胶囊彼此的交联,因此,在所形成的膜的硬度方面有利。
作为油相成分中所包含的有机溶剂,可举出乙酸乙酯、甲基乙基酮等。
对于有机溶剂,优选在微胶囊的形成过程中,并且,在形成微胶囊后,其至少一部分被去除。
另外,有机溶剂在微胶囊的形成过程中可以作为核的成分中的一个而残留。
上述的三官能以上的异氰酸酯化合物、具有两个以上的活性氢基的化合物、具有特定非离子性基团和活性氢基的化合物、导入有特定非离子性基团的异氰酸酯化合物、导入有热聚合性基团的异氰酸酯化合物、热聚合性化合物、具有阴离子性基团和活性氢基的化合物、以及导入有阴离子性基团的异氰酸酯化合物的详细内容如在前述的“水分散物”项中说明。
另外,本实施方式的制造方法中的从油相成分及水相成分中去除了有机溶剂及水的总量与所制造的水分散物中的微胶囊的总固体成分量对应。
对于本实施方式的制造方法中使用的各成分的用量的优选范围,可以参考前述的“水分散物”项。在该参考时,前述的“水分散物”项中的“含量”及“微胶囊的总固体成分量”可分别理解为“用量”及“相对于从油相成分及水相成分中去除了有机溶剂及水的总量”。
在本实施方式的制造方法中,油相成分包含导入有特定非离子性基团的异氰酸酯化合物时,对于三官能以上的异氰酸酯化合物与导入有特定非离子性基团的异氰酸酯化合物的总含量,相对于从油相成分及水相成分中去除了有机溶剂及水的总量,优选为5质量%~50质量%,更优选为10质量%~45质量%,特别优选为15质量%~40质量%。
在本实施方式的制造方法中,油相成分包含导入有特定非离子性基团的异氰酸酯化合物时,对于导入有特定非离子性基团的异氰酸酯化合物中的特定非离子性基团的量,相对于三官能以上的异氰酸酯化合物与导入有特定非离子性基团的异氰酸酯化合物的总含量,优选为20质量%~80质量%,更优选为30质量%~70质量%,特别优选为40质量%~60质量%。
另外,在本实施方式的制造方法中,对于油相成分中的异氰酸酯化合物的总含量,相对于从油相成分及水相成分中去除了有机溶剂及水的总量,优选为5质量%~90质量%,更优选为10质量%~80质量%,特别优选为15质量%~75质量%。
另外,油相成分及水相成分中的至少一方可以含有碱性化合物作为对未被中和的阴离子性基团(羧基、磺基、磷酸基、膦酸基、硫酸基等)的中和剂。由此,在微胶囊的形成过程中,能够形成被中和的阴离子性基团(即,作为盐的形态的阴离子性基团;例如,羧基的盐、磺基的盐、磷酸基的盐、膦酸基的盐、硫酸基的盐等)。
使用上述碱性化合物(中和剂)时,优选使上述碱性化合物(中和剂)至少含于水相成分中。
作为碱性化合物,可举出氢氧化钠、氢氧化钾等无机碱、三乙胺等有机碱等。其中,作为碱性化合物,优选为氢氧化钠、氢氧化钾等无机碱。
另外,对作为盐的形态的阴离子性基团中的盐而言,可举出钠盐、钾盐等碱金属盐;三乙胺盐等有机胺盐等。其中,作为盐的形态的阴离子性基团中的盐,优选为钠盐、钾盐等碱金属盐。
油相成分中所含的各成分只要简单地进行混合即可,可以一次性混合所有成分,也可以将各成分分成几份进行混合。
对于水相成分中包含的各成分,与油相成分的情况相同,只要简单地进行混合即可,可以一次性混合所有成分,也可以将各成分分成几份进行混合。
作为油相成分与水相成分的混合方法,没有特别限制,例如,可举出利用搅拌的混合。
作为对通过混合而获得的混合物进行乳化的方法,没有特别限制,例如,可举出利用均质器等乳化装置(例如,分散机等)的乳化。
乳化时的分散机的转速例如为5000rpm~20000rpm,优选为10000rpm~15000rpm。
乳化时的旋转时间例如为1分钟~120分钟,优选为3分钟~60分钟,更优选为3分钟~30分钟,进一步优选为5分钟~15分钟。
微胶囊形成工序中的乳化可以在加热下进行。
通过在加热下进行乳化,能够更高效地进行通过乳化的微胶囊的形成反应。另外,通过在加热下进行乳化,容易从混合物中去除作为油相成分而包含的有机溶剂的至少一部分。
在加热下进行乳化时的加热温度(即,反应温度)优选为35℃~70℃,更优选为40℃~60℃。
在加热下进行乳化时的加热时间(即,反应时间)优选为6小时~50小时,更优选为12小时~40小时,进一步优选为15小时~35小时。
另外,微胶囊形成工序可包含对混合物(在例如低于35℃的温度下)进行乳化的乳化阶段与对在乳化阶段得到的乳化物(在例如35℃以上的温度下)进行加热的加热阶段。
根据微胶囊形成工序包含乳化阶段和加热阶段的方式,可形成具有更牢固的三维交联结构的壳,因此,能够制造可形成硬度更优异的膜的水分散物。
在微胶囊形成工序包含乳化阶段和加热阶段的方式中,加热阶段中的加热温度及加热时间的优选范围分别与在加热下进行乳化时的加热温度及加热时间的优选范围相同。
进而,上述加热阶段可以包含:去除乳化物中的有机溶剂的第一加热阶段;以比第一加热阶段更高的温度对乳化物进行加热的第二加热阶段。
根据上述加热阶段包含第一加热阶段和第二加热阶段的方式,可形成具有更加牢固的三维交联结构的壳,因此更优选。
作为本实施方式的制造方法的优选方式,可举出以下方式(1)~(5)。
方式(1)是如下方式:油相成分包含有机溶剂、三官能以上的异氰酸酯化合物、导入有特定非离子性基团的异氰酸酯化合物、热聚合性化合物,且水相成分包含水、具有阴离子性基团和活性氢基的化合物。
方式(2)是如下方式:油相成分包含有机溶剂、三官能以上的异氰酸酯化合物、具有特定非离子性基团和活性氢基的化合物、热聚合性化合物,且水相成分包含水、具有阴离子性基团和活性氢基的化合物。
方式(3)是如下方式:油相成分包含有机溶剂、三官能以上的异氰酸酯化合物、导入有特定非离子性基团的异氰酸酯化合物、导入有阴离子性基团的异氰酸酯化合物、热聚合性化合物,且水相成分包含水。
方式(4)是如下方式:油相成分包含有机溶剂、三官能以上的异氰酸酯化合物、导入有特定非离子性基团的异氰酸酯化合物、导入有热聚合性基团的异氰酸酯化合物、热聚合性化合物,且水相成分包含水、具有阴离子性基团和活性氢基的化合物。
方式(5)是如下方式:油相成分包含有机溶剂、三官能以上的异氰酸酯化合物、导入有特定非离子性基团的异氰酸酯化合物、导入有阴离子性基团的异氰酸酯化合物、导入有热聚合性基团的异氰酸酯化合物,且水相成分包含水。
<其它工序>
本实施方式的制造方法根据需要可以具有微胶囊形成工序以外的其他工序。
作为其他工序,可举出添加其它成分的工序。
对于所添加的其它成分,如作为水分散物中可含有的其它成分已经说明的那样。
〔图像形成方法〕
对于使用上述的水分散物来形成图像的方法,没有特别限制。
作为本公开的图像形成方法,从能够在记录介质上形成硬度优异的图像的观点考虑,优选为以下进行说明的本实施方式的图像形成方法。
本实施方式的图像形成方法具有以下工序:赋予工序,将前述的本公开的水分散物赋予至记录介质上;固化工序,通过加热或照射红外线而使赋予至记录介质上的水分散物固化。
根据本实施方式的图像形成方法,可在记录介质上形成硬度优异的图像。并且,所形成的图像与记录介质的密合性也优异。
<赋予工序>
赋予工序是将本公开的水分散物赋予至记录介质上的工序。
作为将水分散物赋予至记录介质上的方式,特别优选为将本公开的水分散物用作喷墨用油墨,通过喷墨法将水分散物(即,喷墨用油墨)赋予至记录介质上的方式。
作为记录介质,可使用前述的基材(例如,塑料基材)。
水分散物利用喷墨法向记录介质上的赋予可使用公知的喷墨记录装置来进行。
作为喷墨记录装置,没有特别限制,可以任意地选择使用能够实现目标分辨率的公知的喷墨记录装置。即,只要是包括市售品在内的公知的喷墨记录装置,均可进行本实施方式的图像形成方法中的水分散物向记录介质上的赋予。
作为喷墨记录装置,可举出包含油墨供给系统、温度传感器、加热装置等装置。
油墨供给系统例如由包含本公开的水分散物即油墨的主罐、供给配管、喷墨头跟前的油墨供给罐、过滤器、及压电型喷墨头构成。压电型喷墨头可以如下方式来驱动,即,能够以优选为320dpi(dot per inch)×320dpi~4000dpi×4000dpi、更优选为400dpi×400dpi~1600dpi×1600dpi、进一步优选为720dpi×720dpi的分辨率喷出优选为1pl~100pl、更优选为8pl~30pl的多尺寸墨点的方式驱动。在此,dpi表示每2.54cm(1英寸)的墨点数。
<固化工序>
固化工序是通过加热或照射红外线使赋予至记录介质上的水分散物固化的工序。
通过对赋予至记录介质上的水分散物进行加热或红外线的照射而使其固化,能够进行水分散物中的微胶囊中的热聚合性基团的交联反应,使图像定影,提高图像的膜强度等。
作为进行加热的加热装置,没有特别限制,例如,可举出:加热鼓、暖风、红外线灯、红外线LED、红外线加热器、热烘箱、加热板、红外线激光器、及红外线干燥机等。其中,从能够有效地对水分散物进行加热固化方面考虑,优选为在波长0.8μm~1.5μm或2.0μm~3.5μm具有极大吸收波长的且在近红外线~远红外线具有发光波长的发光二极管(LED)、放射近红外线~远红外线的加热器、在近红外线~远红外线具有振荡波长的激光器、或放射近红外线~远红外线的干燥机。
加热时的加热温度优选为40℃以上,更优选为40℃~200℃,进一步优选为100℃~180℃。加热温度是指记录介质上的水分散物的温度,可通过使用红外热像仪装置H2640(Nippon Avionics Co.,Ltd.制)的温度记录仪来进行测定。
加热时间可以考虑加热温度、水分散物的组成、及印刷速度等来适当设定。
另外,负责赋予至记录介质上的水分散物的加热固化的固化工序也可以兼作后述的加热干燥工序。
<其它工序>
本实施方式的图像形成方法可以具有前述的赋予工序及固化工序以外的其它工序。
作为其它工序,例如,可举出加热干燥工序。
(加热干燥工序)
本实施方式的图像形成方法可以根据需要在赋予工序之后且在固化工序之前还具有对记录介质上的水分散物进行加热干燥的加热干燥工序。
在加热干燥工序中,通过赋予至记录介质上的水分散物中含有的水、及根据需要而与水并用的有机溶剂被蒸发,图像被定影。
作为用于进行加热干燥的加热装置,没有特别限制,例如,可举出:加热鼓、暖风、红外线灯、热烘箱、加热板等加热装置。
加热温度优选为40℃以上,更优选为40℃~150℃,进一步优选为40℃~80℃。
需要说明的是,加热时间可以考虑水分散物的组成、印刷速度等来适当设定。
[实施例]
以下,通过实施例对本发明具体地进行说明,但本发明并不限定于以下的实施例。
〔向壳导入特定非离子性基团用材料的准备〕
作为向壳导入特定非离子性基团用材料(导入有特定非离子性基团的异氰酸酯化合物),准备了以下的材料。
·三井化学株式会社制的“TAKENATE(注册商标)D-116N”…是三羟甲基丙烷(TMP)与间苯二甲基二异氰酸酯(XDI)、聚乙二醇单甲醚(EO90)的加成物(结构如下所示)的50质量%乙酸乙酯溶液。
该加成物是导入有特定非离子性基团(详细而言,前述式(W)中,RW1为亚乙基且RW2为甲基且nw为90的基团)的异氰酸酯化合物与三官能异氰酸酯化合物的混合物。
导入有特定非离子性基团的异氰酸酯化合物有助于特定非离子性基团向壳的导入,三官能异氰酸酯化合物有助于形成具有三维交联结构的壳。
在该加成物(即,D-116N的固体成分)中,特定非离子性基团(详细而言,前述式(W)中,RW1为亚乙基且RW2为甲基且nw为90的基团(W))的含量相对于加成物总量为50质量%。
[化学式23]
〔比较用材料的准备〕
作为比较用材料,准备了用于将特定非离子性基团以外的非离子性基团导入壳中的下述材料。
·PEG1000二胺(比较用材料)…两末端为氨基的聚乙二醇(日本油脂,数均分子量1000)
·PTMG1000(比较用材料)…两末端为OH基的聚醚多元醇(三菱化学,数均分子量1000)
〔向壳导入阴离子性用材料的准备〕
作为向壳导入阴离子性基团用材料,分别准备了具有阴离子性基团和活性氢基的化合物,即赖氨酸(以下,也称为“lysine”)、β-丙氨酸(以下,也称为“β-alanine”)、牛磺酸(以下,也称为“taurine”)、以及乙醇胺磷酸(以下,也称为“EAP”)。以下示出它们的化合物结构。
另外,作为向壳导入阴离子性基团用材料,分别准备了导入有阴离子性基团的异氰酸酯化合物,即COOH-NCO-1、COOH-NCO-2、以及COOH-NCO-3。以下示出它们的化合物结构。
作为向壳导入阴离子性基团用材料,使用lysine及COOH-NCO-3时,作为壳的局部结构(包含阴离子性基团的部分的结构),形成前述结构(X3)。
作为向壳导入阴离子性基团用材料,使用β-alanine、taurine、及EAP时,作为壳的局部结构(包含阴离子性基团的部分的结构),形成前述结构(X4)。
作为向壳导入阴离子性基团用材料,使用COOH-NCO-1时,作为壳的局部结构(包含阴离子性基团的部分的结构),形成前述结构(X1)。
作为向壳导入阴离子性基团用材料,使用COOH-NCO-2时,作为壳的局部结构(包含阴离子性基团的部分的结构),形成前述结构(X2)。
每1g各材料的阴离子性基团的量(mmol/g)分别为6.84mmol/g(赖氨酸)、11.22mmol/g(β-丙氨酸)、7.99mmol/g(牛磺酸)、14.18mmol/g(EAP)、1.248mmol/g(COOH-NCO-1)、1.128mmol/g(COOH-NCO-2)、1.159mmol/g(COOH-NCO-3)。
[化学式24]
[化学式25]
如下操作合成了COOH-NCO-1、COOH-NCO-2、及COOH-NCO-3。
<COOH-NCO-1的合成>
向三口烧瓶中加入2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)(45g)、异佛尔酮二异氰酸酯(以下,也称为“IPDI”)(223.72g)及乙酸乙酯(499.05g),并加热至50℃,在其中添加NEOSTANN(注册商标)U-600(日东化成株式会社制,无机铋催化剂;以下,也简称为“U-600”)(0.7677g),使其反应3小时而获得了COOH-NCO-1(固体成分浓度35质量%)。
<COOH-NCO-2的合成>
向三口烧瓶中加入α-二羟基苯甲酸(45g)、IPDI(194.7g)、及乙酸乙酯(445.2g),并加热至50℃,在其中添加U-600(0.7677g),使其反应3小时而获得了COOH-NCO-2(固体成分浓度35质量%)。
<COOH-NCO-3的合成>
向三口烧瓶中加入lysine(赖氨酸)45g、D-120N(294.07g)、及乙酸乙酯(419.16g),并加热至50℃,在其中添加U-600(0.7677g),使其反应3小时而获得了COOH-NCO-3(固体成分浓度35质量%)。
在此,D-120是后述的TAKENATE(注册商标)D-120。
〔其它壳形成用材料的准备〕
作为其它壳形成用材料,准备了以下的材料。
·三井化学株式会社的TAKENATE(注册商标)D-110N…是三羟甲基丙烷(TMP)与苯二甲基二异氰酸酯(XDI)的加成物(三官能异氰酸酯化合物)的75质量%乙酸乙酯溶液。
·三井化学株式会社TAKENATE(注册商标)D-120N…是三羟甲基丙烷(TMP)与1,3-双(异氰酸酯基甲基)环己烷(HXDI)的加成物(三官能异氰酸酯化合物)的75质量%乙酸乙酯溶液。
·PEG1000二胺(比较用材料)…聚乙二醇(日本油脂,两末端胺,分子量1000)
·PTMG1000(比较用材料)…聚醚多元醇(三菱化学,分子量1000)
〔作为核材料的热聚合性化合物的准备〕
作为核材料的热聚合性化合物,准备了以下的热聚合性单体。
·封端异氰酸酯A…在60℃、2.67kPa(20torr)的条件下减压蒸馏去除了丙二醇单甲醚的TrixeneTMBI7982(封端异氰酸酯,Baxenden Chemicals LTD,分子量793)
·环氧树脂A…EPICLONTM840(具有环氧基的热聚合性低聚物,DIC公司,分子量340)
〔作为核材料的热固化促进剂的准备〕
作为核材料的热固化促进剂,准备了2-甲基咪唑。
〔实施例1~11、比较例1~4〕
<实施例1~6、8及9、以及比较例1~4的微胶囊的水分散物的制作>
作为使用有COOH-NCO-1、COOH-NCO-2、及COOH-NCO-3以外的材料作为阴离子性基团导入用材料的水分散物,制作了实施例1~6、8及9、以及比较例1~4的微胶囊的水分散物。以下,说明详细内容。
(油相成分的制备)
将下述表3所示的成分中阴离子性基团导入用材料以外的成分与乙酸乙酯55g混合,在室温下搅拌15分钟而得到了油相成分。
(水相成分的制备)
使下述表3所示的阴离子性基团导入用材料溶解于蒸馏水50g而得到了水相成分。
(微胶囊形成工序)
在油相成分中添加水相成分并进行混合,对于所得到的混合物,使用均质器以12000rpm使其乳化12分钟而得到了乳化物。
将所得到的乳化物添加到蒸馏水25g中,将所得到的液体在室温下搅拌了30分钟。
接着,将搅拌后的液体加热至45℃,在将液温保持在45℃的状态下搅拌4小时,由此从上述液体中蒸馏去除了乙酸乙酯。接着,将蒸馏去除了乙酸乙酯的液体加热至50℃,在将液温保持在50℃的状态下搅拌24小时,由此在液体中形成了微胶囊。接着,将包含微胶囊的液体用蒸馏水进行稀释,以使固体成分浓度成为20质量%,由此得到了微胶囊的水分散物(实施例1~6、8及9、以及比较例1~4的微胶囊的水分散物)。
<实施例7、10及11的微胶囊的水分散物的制作>
作为使用有COOH-NCO-1、COOH-NCO-2、或COOH-NCO-3作为阴离子性基团导入用材料的水分散物,制作了实施例7、10及11的微胶囊的水分散物。以下,说明详细内容。
(油相成分的制备)
将下述表3所示的所有成分与乙酸乙酯19g混合,在室温下搅拌15分钟而得到了油相成分。
(水相成分的准备)
作为水相成分,准备了蒸馏水43.1g。
(微胶囊形成工序)
在油相成分中添加水相成分并进行混合,对于所得到的混合物,使用均质器以12000rpm使其乳化12分钟而得到了乳化物。
将所得到的乳化物添加到蒸馏水10g中,将所得到的液体在室温下搅拌了30分钟。
接着,将搅拌后的液体加热至45℃,在将液温保持在45℃的状态下搅拌4小时,由此从上述液体中蒸馏去除了乙酸乙酯。接着,将蒸馏去除了乙酸乙酯的液体加热至50℃,在将液温保持在50℃的状态下搅拌24小时,由此在液体中形成了微胶囊。接着,将包含微胶囊的液体用蒸馏水进行稀释,以使固体成分浓度成为20质量%,由此得到了微胶囊的水分散物(实施例7、10及11的微胶囊的水分散物)。
<与微胶囊的水分散物相关的确认>
对于实施例1~11及比较例1~4的各个微胶囊的水分散物,分别进行了以下的确认。
(微胶囊的体积平均粒径)
通过光散射法测定了微胶囊的体积平均粒径。需要说明的是,在通过光散射法的微胶囊的体积平均粒径的测定中,使用了湿式粒度分布测定装置LA-960(株式会社堀场制作所制)。
其结果是,实施例1~11及比较例1~4的水分散物中包含的微胶囊的体积平均粒径均为0.10μm~0.20μm的范围。
(微胶囊的壳是否具有三维交联结构的确认)
通过以下方法确认了微胶囊的壳实际上是否具有三维交联结构。需要说明的是,在液温25℃的条件下进行了以下的操作。
从上述微胶囊的水分散物中采集了试样。对于所采集的试样,加入该试样中的总固体成分(本实施例中为微胶囊)的100质量倍的四氢呋喃(THF)并混合,从而制备了水分散物的稀释液。对所得到的稀释液实施了离心分离(80000rpm、40分钟)。离心分离后,通过目测确认有无残渣,当确认到残渣时,在该残渣中加入水,并使用搅拌器搅拌1小时,由此使残渣在水中再分散而得到了再分散液。对于所得到的再分散液,使用湿式粒度分布测定装置(LA-960、株式会社堀场制作所),进行了利用光散射法的粒度分布的测定。根据通过以上的操作确认到粒度分布的情况,判断为微胶囊的壳具有三维交联结构。
其结果是,确认到实施例1~11及比较例1~4的水分散物中包含的微胶囊的壳均具有三维交联结构。
(微胶囊的核是否包含热聚合性化合物的确认)
通过对微胶囊的水分散物测定热聚合性化合物的内含率(%),确认了微胶囊的核实际上是否包含热聚合性化合物。以下示出详细内容。需要说明的是,在液温25℃的条件下进行了以下的操作。
从上述微胶囊的水分散物中采集了两个相同质量的试样(以下,设为“试样1A”及“试样2A”。)。
对于试样1A,加入相对于该试样1A中的总固体成分为100质量倍的四氢呋喃(THF)并进行混合而制备了稀释液。对于所得到的稀释液,实施了80000rpm、40分钟的条件的离心分离。采集通过离心分离而产生的上清液(以下,设为“上清液1A”)。通过WatersCorporation的液相色谱装置“Waters2695”测定了所采集的上清液1A中所包含的热聚合性化合物的质量。将所得到的热聚合性化合物的质量设为“热聚合性化合物的总量”。
另外,对于试样2A,实施了与对上述稀释液实施的离心分离相同条件的离心分离。采集通过离心分离而产生的上清液(以下,设为“上清液2A”)。通过上述液相色谱装置测定了所采集的上清液2A中所包含的热聚合性化合物的质量。将所得到的热聚合性化合物的质量设为“热聚合性化合物的游离量”。
基于上述“热聚合性化合物的总量”及上述“热聚合性化合物的游离量”,按照下述式求出热聚合性化合物的内含率(质量%)。
热聚合性化合物的内含率(质量%)=((热聚合性化合物的总量-热聚合性化合物的游离量)/热聚合性化合物的总量)×100
以上的结果是,实施例1~11及比较例1~4的水分散物的水分散物中的热聚合性化合物的内含率均为99%以上,确认到微胶囊的核实际上包含热聚合性化合物。
<喷墨用油墨(无色油墨)的制作>
混合下述的“无色油墨的组成”所示的成分而制作了喷墨用油墨。
所制作的喷墨用油墨也是微胶囊的水分散物的一种方式。
在本实施例中,将在此制作的喷墨用油墨称为“无色油墨”,与上述中制作的微胶囊的水分散物进行区别。
-无色油墨的组成-
·微胶囊的水分散物…50g
·氟系表面活性剂(非离子性表面活性剂)(商品名:CAPSTONE(注册商标)FS-31,DuPont公司,固体成分浓度:25质量%)…0.3g
·甘油(有机溶剂)…5g
·水…45g
<无色油墨的评价>
使用上述中得到的无色油墨,进行了以下的评价。
将结果示于表3。
(固化膜的铅笔硬度)
使用RK PRINT COAT INSTRUMENTS LTD.制造的K手动涂布机的No.2刮棒,将上述中得到的无色油墨以10μm的厚度涂布于作为基材的聚苯乙烯(PS)片材(Robert Horne公司制造的“falcon hi impact polystyrene”)。在60℃下将所得到的涂膜加热3分钟而使其干燥。接着,通过对干燥后的涂膜照射紫外线(UV光)来使涂膜固化,从而得到了固化膜。
需要说明的是,在紫外线(UV光)的照射中,使用了作为曝光光源搭载无臭氧的金属卤化物灯MAN250L并设定为传送带速度35m/分钟、曝光强度2.0W/cm2的实验用UV小型传送带装置CSOT(GS Yuasa Power Supply Ltd.制)。
使用三菱铅笔株式会社制造的UNI(注册商标)作为铅笔,基于JIS K5600-5-4(1999年),对所得到的固化膜进行了铅笔硬度试验。
需要说明的是,铅笔硬度的容许范围为HB以上、优选为H以上。铅笔硬度为B以下的固化膜在处理时有可能产生刮痕,因此不优选。
(密合性(百格测试))
与上述铅笔硬度的评价中的固化膜的形成同样操作而形成了固化膜。
对所得到的固化膜实施依据ISO2409(划格法)的百格测试,并按照以下的评价基准,评价了对基材的密合性。
在该百格测试中,将划格间隔设为1mm,形成了25个1mm见方的正方形的格子。
在下述下述评价基准中,[A]表示固化膜的密合性最优异。另外,在下述评价基准中,实际使用上容许的级别为[A]及[B]。
在下述评价基准中,格子被剥离的比例(%)为通过下述式求出的值。下述式中的总格子数为25个。
格子被剥离的比例(%)=〔(发生剥离的格子数)/(总格子数)〕×100
-固化膜的密合性的评价基准-
A:格子被剥离的比例(%)为0%。
B:格子被剥离的比例(%)超过0%且为5%以下。
C:格子被剥离的比例(%)超过5%。
(无色油墨的喷出性)
作为无色油墨的分散稳定性的指标之一,进行了无色油墨的喷出性的评价。
将上述中得到的无色油墨(调液后在室温下1天以内)从喷墨打印机(SP-300V,Roland DG Corporation制)的喷头喷出30分钟(第一喷出)之后,停止了喷出。
自停止喷出经过规定时间之后,再次从上述喷头向作为基材的聚氯乙烯(PVC)片材(AVERY 400GLOSS WHITE PERMANENT、Avery Dennison公司)上喷出上述无色油墨而形成了5cm×5cm的实心图像。
目测观察所得到的图像,确认有无由不喷出喷嘴的产生等引起的墨点缺失,并按照下述评价基准评价了无色油墨的喷出性。
在下述评价基准中,[A]表示无色油墨的喷出性最优异。另外,在下述评价基准中,实际使用上容许的级别为[A]、[B]及[C]。
-无色油墨的喷出性的评价基准-
A:在自停止第一喷出之后经过5分钟之后的喷出中,观察不到由不喷出喷嘴的产生等引起的墨点缺失的发生,得到了良好的图像。
B:在自第一喷出停止之后经过4分钟后的喷出中,观察不到由不喷出喷嘴的产生等引起的墨点缺失的发生,得到了良好的图像,但在自第一喷出停止之后经过5分钟之后的喷出中,稍微观察到实际使用上不会带来障碍的程度的墨点缺失的发生。
C:在自第一喷出停止之后经过3分钟之后的喷出中,观察不到由不喷出喷嘴的产生等引起的墨点缺失的发生,得到了良好的图像,但在自第一喷出停止之后经过4分钟之后的喷出中,稍微观察到实际使用上不会带来障碍的程度的墨点缺失的发生。
D:即使在自第一喷出停止之后3分钟以内进行喷出,也存在由不喷出喷嘴的产生等引起的墨点缺失的发生,是无法实际使用的图像。
(无色油墨的保存稳定性)
作为无色油墨的分散稳定性的指标之一,进行了无色油墨的保存稳定性的评价。
将上述无色油墨密封于容器中,在60℃下经过两周。
对于经过两周之后的无色油墨,实施与上述喷出性的评价试验相同的评价试验,并按照相同的评价基准,评价了无色油墨的保存稳定性。
在上述评价基准中,[A]表示无色油墨的保存稳定性最优异。另外,在上述评价基准中,实际使用上容许的级别为[A]、[B]及[C]。
[表3]
如表3所示,在使用如下水分散物的实施例1~11中,固化膜的铅笔硬度优异,喷出性及保存稳定性(即,水分散物的分散稳定性)优异,所述水分散物含有微胶囊和水,所述微胶囊包含具有三维交联结构的壳、以及核,且壳及核中的至少一方具有热聚合性基团,所述三维交联结构包含选自氨基甲酸酯键及脲键中的至少一种键和作为亲水性基团的阴离子性基团及特定非离子性基团(即,基团(W))。
相对于此,在壳的三维交联结构不具有非离子性基团的比较例1及2、以及壳的三维交联结构不含特定非离子性基团而包含特定非离子性基团以外的非离子性基团的比较例3及4中,喷出性及保存稳定性(即,水分散物的分散稳定性)下降。
另外,由实施例1、4、8及9的对比可知,壳的阴离子性基团为羧基时(实施例1及4),与壳的阴离子性基团为磺基或磷酸基时(实施例8及9)相比,水分散物的分散稳定性更优异。
另外,由实施例5、7、10及11与其它实施例的对比可知,热聚合性基团为封端异氰酸酯基时,固化膜的铅笔硬度特别优异。
〔实施例101~107〕
<着色油墨的制作>
使用实施例1及5的各自的微胶囊的水分散物,制作着色油墨作为喷墨用油墨。
详细而言,将表4所示的各成分混合而制作了着色油墨。
所制作的着色油墨也是本实施方式的微胶囊的水分散物的一种方式,在此称为“着色油墨”,由此与在上述各实施例中制作的微胶囊的水分散物进行区别。
对于所制作的着色油墨,进行了与对上述无色油墨进行的密合性、喷出性及保存稳定性的各评价相同的评价。将结果示于表4。
[表4]
-表4的说明-
·Cab-o-jet 450C cyan pigment…Cabot Corporation制造的阴离子性自分散青色颜料分散物(固体成分浓度:15质量%、溶剂:水)
·Pro-jet Cyan APD1000…FUJIFILM(注册商标)Imaging Colorants,Inc.制造的青色颜料分散物(固体成分浓度:14质量%、溶剂:水)
·Capstone FS-3100…DuPont公司的氟系表面活性剂(非离子性表面活性剂)(固体成分浓度:100质量%)
·Capstone FS-31…DuPont公司的氟系表面活性剂(非离子性表面活性剂)(固体成分浓度:25质量%、溶剂:水)
·Alkanol XC…DuPont公司的阴离子性表面活性剂(固体成分浓度:100质量%)
·LAVELIN FP…第一工业制药株式会社制造的阴离子性表面活性剂(固体成分浓度:100质量%)
·Tego Twin4000…Evonik Japan Co.,Ltd.制造的硅氧烷类添加剂(固体成分浓度:100质量%)
如表4所示,实施例101~107的密合性、喷出性及保存稳定性的各评价结果均优异。
其中,在阴离子性表面活性剂的含量为1质量%以下的实施例101、102及104~106中,保存稳定性特别优异。
2016年12月27日申请的日本专利申请2016-252731号的全部公开内容通过参考而被引入本说明书中。
关于本说明书中记载的所有文献、专利申请、及技术标准,通过参考而编入各个文献、专利申请及技术标准时与具体且个别记载时相同程度地编入到本说明书中。

Claims (12)

1.一种水分散物,其含有微胶囊和水,所述微胶囊包含具有三维交联结构的壳、以及核,且所述壳及所述核中的至少一方具有热聚合性基团,所述三维交联结构包含选自氨基甲酸酯键及脲键中的至少一种键和作为亲水性基团的阴离子性基团及非离子性基团,
所述非离子性基团为下述式(W)所示的基团(W),
式(W)中,
RW1表示碳原子数1~6的可以分支的亚烷基,RW2表示碳原子数1~6的可以分支的烷基,nw表示2~200的整数,*表示键合位置。
2.根据权利要求1所述的水分散物,其中,所述三维交联结构包含下述式(X1)~(X4)所示的结构中的至少一个,
式(X1)中,RX1表示氢原子或碳原子数1~10的烷基,A表示阴离子性基团,*表示键合位置,
式(X2)中,RX2表示碳原子数1~10的烷基,A表示阴离子性基团,n表示1~5的整数,m表示0~4的整数,m及n的合计为1~5的整数,*表示键合位置,
式(X3)中,RX3表示氢原子或碳原子数1~10的烷基,A表示阴离子性基团,L表示二价的连接基团,*表示键合位置,
式(X4)中,A表示阴离子性基团,L表示二价的连接基团,*表示键合位置。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的水分散物,其中,所述阴离子性基团为羧基及羧基的盐中的至少一种。
4.根据权利要求1~权利要求3中的任一项所述的水分散物,其中,所述非离子性基团相对于所述微胶囊的总固体成分的量为1质量%~20质量%。
5.根据权利要求1~权利要求4中的任一项所述的水分散物,其中,每1g所述微胶囊的总固体成分中的所述阴离子性基团的量为0.2mmol/g~1.5mmol/g。
6.根据权利要求1~权利要求5中的任一项所述的水分散物,其中,在将所述非离子性基团相对于所述微胶囊的总固体成分的量设为N质量%、且将每1g所述微胶囊的总固体成分中的所述阴离子性基团的量设为Ammol/g时,所述A相对于所述N之比为0.02~0.15。
7.根据权利要求1~权利要求6中的任一项所述的水分散物,其中,所述核包含热聚合性化合物。
8.根据权利要求1~权利要求7中的任一项所述的水分散物,其中,所述阴离子性表面活性剂的含量相对于水分散物的总量为1质量%以下。
9.根据权利要求1~权利要求8中的任一项所述的水分散物,其中,所述微胶囊的总固体成分量相对于水分散物的总固体成分为50质量%以上。
10.根据权利要求1~权利要求9中的任一项所述的水分散物,其用作喷墨用油墨。
11.一种水分散物的制造方法,其是制造权利要求1~权利要求10中的任一项所述的水分散物的方法,
具有微胶囊形成工序:将油相成分以及包含水的水相成分混合,并使其乳化,由此形成所述微胶囊,所述油相成分包含有机溶剂、三官能以上的异氰酸酯化合物、和选自导入有热聚合性基团的异氰酸酯化合物及热聚合性化合物中的至少一方,
满足下述条件中的至少一项:所述油相成分包含导入有所述非离子性基团的异氰酸酯化合物;以及所述油相成分及所述水相成分中的至少一方包含具有所述非离子性基团和活性氢基的化合物,并且
满足下述条件中的至少一项:所述油相成分包含导入有所述阴离子性基团的异氰酸酯化合物;以及所述油相成分及所述水相成分中的至少一方包含具有所述阴离子性基团和活性氢基的化合物。
12.一种图像形成方法,其具有如下工序:
赋予工序,将权利要求1~权利要求10中的任一项所述的水分散物赋予至记录介质上;及
固化工序,通过加热或照射红外线使赋予在记录介质上的水分散物固化。
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