JP2013536274A - ポリウレタン分散剤をベースとする被架橋顔料分散物 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、その全体を参照により援用される、2010年7月16日出願の米国仮特許出願第61/364979号明細書からの米国特許法第119条の下での優先権を主張するものである。
(a)水性分散部分であって、ポリマー骨格に懸垂し、かつ、ポリマー鎖の末端にあり、そして−COOM、−OPO3M2、−PO3M2、−SO3M、−(CH2CHR5O)n−CH3、およびそれらの混合物からなる群から選択される前記分散部分と、
(b)架橋剤で架橋される架橋性部分であって、ポリマー骨格に懸垂している前記架橋性部分と
を持ったポリマーからなり;
ポリウレタン分散剤が式I:
各Mは独立して、Na、K、Li、HまたはN(R6)4であり;
各Yは独立して、O、SまたはNR4であり;
各Wは独立して、N、OまたはSであり;
各R1は独立して、C1〜C20アルキル、C3〜C20置換アルキル、C6〜C40アリールまたはC9〜C40置換アリールであり;
R2は、二官能性イソシアネート反応剤Z1およびZ2、ならびに疎水性ポリオールZ3からなり、ここで、少なくとも1つのZ1、少なくとも1つのZ2および少なくとも1つのZ3が存在し;
各R3は独立して、C1〜C20アルキル、C3〜C20置換アルキルまたは直結合(straight bond)であり、ただしR3が直結合であるとき、Xは−(CH2CHR5O)n−CH3であり;
各R4は独立して、−R3−X、H、C1〜C20アルキルまたはC3〜C20置換アルキルであり;
各R5は独立して、HまたはC1〜C12アルキルであり;
各R6は独立して、H、C1〜C20アルキル、C7〜C20アラルキルまたはC6〜C40アリールであり;
nは、2〜30の整数であり;
Z1は、水性分散部分で置換された二官能性イソシアネート反応剤であり;
Z2は、1つ以上の架橋性部分で置換された二官能性イソシアネート反応剤であり;
Z3は、3000未満のMWの疎水性ポリオールである)
の一般構造の少なくとも1つの化合物を含む顔料分散物を提供する。
ポリウレタンポリマーは、本開示の目的のためには、ポリマー骨格が(例えば、ジ−またはより高官能性モノマー、オリゴマーまたはポリマーポリイソシアネートからの)イソシアネート基と(例えば、ジ−またはより高官能性モノマー、オリゴマーまたはポリマーポリオールからの)ヒドロキシル基との反応に由来するウレタン結合を含有するポリマーである。かかるポリマーは、ウレタン結合に加えて、ウレアなどの他のイソシアネート由来結合、ならびにポリイソシアネート成分またはポリオール成分中に存在する(例えば、エステルおよびエーテル結合などの)他のタイプの結合をまた含有してもよい。
各Mは独立して、Na、K、Li、HまたはN(R6)4であり;
各Yは独立して、O、SまたはNR4であり;
各Wは独立して、N、OまたはSであり;
各R1は独立して、C1〜C20アルキル、C3〜C20置換アルキル、C6〜C40アリールまたはC9〜C40置換アリールであり;
R2は、二官能性イソシアネート反応剤Z1およびZ2、ならびに疎水性ポリオールZ3からなり、ここで、少なくとも1つのZ1、少なくとも1つのZ2および少なくとも1つのZ3が存在し;
各R3は独立して、C1〜C20アルキル、C3〜C20置換アルキルまたは直結合であり、ただしR3が直結合であるとき、Xは−(CH2CHR5O)n−CH3であり;
各R4は独立して、−R3−X、H、C1〜C20アルキルまたはC3〜C20置換アルキルであり;
各R5は独立して、HまたはC1〜C12アルキルであり;
各R6は独立して、H、C20アルキル、C7〜C20アラルキルまたはC6〜C40アリールであり;
nは、2〜30の整数であり;
Z1は、水性分散部分で置換された二官能性イソシアネート反応剤であり;
Z2は、1つ以上の架橋性部分で置換された二官能性イソシアネート反応剤であり;
Z3は、3000未満のMWの疎水性ポリオールである)
の一般構造の少なくとも1つの化合物を含む。
多くの場合疎水性ポリオールZ3は、KRATON LIQUID LとしてShellからおよびPOLYTAIL Hとして三菱化学から入手可能であるポリオレフィンから誘導される。より具体的には、Z3は、ポリエチレンジオール、ポリカーボネートジオール、ポリエステルカーボネートジオールおよびポリアクリレートジオールから誘導することができる。
式1の二官能性イソシアネート反応剤Z1は、イオン性であるまたはイオン化できる水性分散部分を含有する。本開示との関連で、用語「イソシアネート反応剤」、または「イソシアネート反応性の」は、イソシアネートと反応することが関連技術分野の当業者によく知られている基を含み、ヒドロキシル、第一級アミノおよび第二級アミノ基を典型的に含むと見なされる。用語「二官能性」は、2つのイソシアネート反応性基を含有することを意味する。
の構造で表されるα,α−ジメチロールアルカン酸が含まれる。追加のα,α−ジメチロールアルカン酸は、構造式R5C−(CH2OH)2−COOH(式中、R5は水素またはC1〜C8アルキルである)で表される。これらのイオン化できるジオールの例には、ジメチロール酢酸、2,2’−ジメチロールブタン酸、2,2’−ジメチロールプロピオン酸(DMPA)、および2,2’−ジメチロール酪酸が挙げられるが、それらに限定されない。好適なカルボキシレートにはまた、H2N−(CH2)4−CH(CO2H)−NH2、およびH2N−CH2−CH2−NH−CH2−CH2−CO2Naが含まれる。
ポリウレタン鎖を停止するための封止剤は通常、第一級もしくは第二級アミン、アルコール、またはメルカプトである。式Iで、封止剤は、ポリウレタン上でX−R3−Y−置換基として示されている。
好適なポリイソシアネートは、イソシアネート基に結合した芳香族、脂環式または脂肪族基を含有するものである。これらの化合物の混合物がまた使用されてもよい。芳香族イソシアネートが使用される場合、脂環式または脂肪族イソシアネートがその上に存在することができる。
ポリウレタン分散剤は、ポリマー骨格に懸垂する架橋性官能部分を有する。分散剤は従って架橋化合物と反応することができる。ポリマー分散剤に存在する好適な架橋性官能基および架橋化合物に存在してもよいコンパニオン架橋基が下表で特定される。
単独のまたは組み合わせた、多種多様な有機および無機顔料が、インク、とりわけインクジェットインクを製造するためにポリウレタン分散剤で分散されてもよい。用語「顔料」は本明細書で用いるところでは、分散剤で分散され、そして分散剤の存在下に分散条件下に処理されることを必要とする不溶性着色剤を意味する。着色剤にはまた、分散染料が含まれる。分散プロセスは、安定な分散した顔料をもたらす。本発明のポリウレタン分散剤で使用される顔料には、自己分散性顔料は含まれない。顔料粒子は、インクジェット印刷装置を通して、とりわけ約10ミクロン〜約50ミクロンの範囲の直径を通常有する噴出ノズルでインクの自由流れを可能にするために十分に小さい。粒径はまた、インクの寿命の全体にわたって決定的に重要であり、顔料分散安定性にも影響を及ぼす。極めて小さい粒子のブラウン運動は、粒子の凝集を防ぐのに役立つであろう。小さい粒子を最大色強度および光沢のために使用することがまた望ましい。有用な粒径の範囲は典型的には約0.005ミクロン〜約15ミクロンである。典型的には、顔料粒径は、約0.005〜約5ミクロン、最も典型的には約0.005〜約1ミクロンの範囲であるべきである。動的光散乱によって測定されるような平均粒径は約500nm未満、典型的には約300nm未満である。
本実施形態のポリウレタン分散剤は、一工程混合法または段階的方法によって製造することができる。分散剤としてのその使用前のポリウレタンの物理的形態は、水性分散物である。一工程混合法では、イソシアネート末端ポリウレタンは、溶媒中でZ1、Z2およびZ3を混合し、引き続きジイソシアネートを混合物に加えることによって製造される。この反応は、約40℃〜約100℃、典型的には約50℃〜約90℃で行われる。イソシアネート対イソシアネート反応性基(Z1、Z2およびZ3)の比は、約1.3:1〜約1:1、より典型的には約1.25:1〜約1.05:1である。イソシアネート含有率の標的百分率に達したとき、第一級もしくは第二級アミン封止剤が加えられる。ポリウレタン溶液は次に、高剪断操作下に脱イオン水の添加によって水性分散物に変換される。揮発性溶媒は、存在する場合、減圧下に蒸留される。
本開示に使用される顔料入り分散物は、当該技術分野で公知の任意の従来型ミリングプロセスを用いて製造することができる。ほとんどのミリングプロセスは、第1混合工程、引き続く第2粉砕工程を含む2工程プロセスを用いる。第1工程は、原料すべて、すなわち、顔料、分散剤、液体キャリア、中和剤およびブレンドされた「プレミックス」を提供するためのあらゆる任意選択の添加剤の混合を含む。典型的にはすべての液体原料は最初に、引き続き分散剤、最後に顔料が加えられる。混合は一般に撹拌混合容器で行われ、高速分散機(HSD)がこの混合工程のために特に好適である。HSDに取り付けられた、そして500rpm〜4000rpm、より典型的には2000rpm〜3500rpmで運転されるCowels型翼が所望の混合を達成するための最適剪断を提供する。十分な混合は通常、上記の条件下に15〜120分の期間混合した後に達成される。
架橋工程では、架橋化合物が、上に製造された顔料入り分散物と6時間〜8時間の期間室温または高められた温度で混合される。架橋反応を容易にするために、触媒を添加することが望ましい場合もある。有用な触媒は、液体に可溶性か不溶性かのどちらかであるものであることができ、架橋反応に依存して選択することができる。幾つかの好適な触媒には、ジブチルスズジラウレート(DBTDL)、トリブチルアミン(「TBA」)およびジメチルドデシルアミンが含まれる。架橋反応が完了した後、被架橋分散物のpHは、必要ならば、少なくとも約8.0に、より典型的には8.0〜12.0、最も典型的には8.0〜11.0に調整することができる。任意選択的に、分散物は、当該技術分野で公知の従来の濾過手順を用いてさらに処理されてもよい。分散物は、分散物から共溶媒および他の汚染物質、イオンまたは不純物を除去する限外濾過技法を用いて処理されてもよい。各分散物は次に、pH、導電率、粘度および粒径について試験することができる。分散物安定性は、用いられる分散剤の有用性を実証することにとって重要であると見なされる。
本開示の顔料入りインクは、水性キャリア媒体としても知られる、インクビヒクル、典型的には水性インクビヒクルと、水性分散物と任意選択的に他の原料とを含む。
ポリウレタン反応の程度は、イソシアネート含有率(NCO%)を検出するためのジブチルアミンでの滴定、ウレタン化学で用いられる一般的方法によって測定した。
ポリウレタン分散物、顔料およびインクについての粒径は、Honeywell/Microtrac(Montgomeryville PA)製のMicrotrac(登録商標)UPA 150分析計を用いる動的光散乱によって測定した。
溶媒を含まないポリウレタン分散物についての固形分は、Sartorius製の水分分析計、Model MA50で測定した。NMP、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、またはスルホランなどの、高沸点溶媒を含有するポリウレタン分散物については、固形分は、150℃オーブンにセットされたオーブン中での180分間ベーキング前後の重量差によって測定した。
下の表1にリストされる合計5つのポリウレタン分散剤を製造した。これらの分散剤は後で、顔料入り分散物および被架橋顔料分散物を製造するために使用した。
滴加漏斗、冷却器および攪拌機を備えた、乾燥したアルカリおよび酸を含まないフラスコに、窒素雰囲気下にTerathane(登録商標)650(156g)、DMPA(94.4g)、スルホラン(220g)およびDBTL(0.06g)を加えた。生じた混合物を60℃に加熱し、十分に混合した。この混合物にTMXDI(236g)をフラスコに取り付けた滴加漏斗によって加え、引き続き滴加漏斗中のあらゆる残存TMXDIをスルホラン(15g)でフラスコ中へリンスした。反応混合物のための温度を100℃に上げ、イソシアネート含有率が1.2%以下に達するまで100℃に維持した。温度を次に90℃まで冷やし、Tergitol 15−S−7(65.7g)およびBMEA(0.6g)を5分の期間にわたって滴加漏斗によって加え、引き続きスルホラン(5g)でリンスする間ずっと90℃に維持した。温度を90℃に60分間保持した後、水性KOH(637g、3重量%)を滴加漏斗によって10分の期間にわたって加え、これに脱イオン水(402g)が続いた。混合物を60℃に1時間維持し、室温に冷却して29.6%の固形分のポリウレタン分散剤を得た。
滴加漏斗、冷却器および攪拌機を備えた、乾燥したアルカリおよび酸を含まないフラスコに、窒素雰囲気下にEternacoll(登録商標)UH−50(129g)、DMPA(96g)、スルホラン(329g)およびDBTL(0.06g)を加えた。生じた混合物を60℃に加熱し、十分に混合した。この混合物にTMXDI(257g)をフラスコに取り付けた滴加漏斗によって加え、引き続き滴加漏斗中のあらゆる残存TMXDIをスルホラン(15g)でフラスコ中へリンスした。反応混合物のための温度を100℃に上げ、イソシアネート含有率が0.9%以下に達するまで100℃に維持した。温度を次に60℃まで冷やし、水性タウリン溶液(179g、17.8gのタウリンおよび8gのKOHを153.2gの脱イオン水に溶解させることによって調製した)を5分の期間にわたって滴加漏斗によって加え、引き続き滴加漏斗中の残存タウリン溶液をスルホラン(5g)でフラスコ中へリンスする間ずっと60℃に維持した。温度を60℃に5分間保持した後、水性KOH(757.4g、3重量%)を滴加漏斗によって10分の期間にわたって加え、これに脱イオン水(5g)が続いた。混合物を60℃に1時間維持し、室温に冷却して33.5%の固形分のポリウレタン分散剤を得た。
2Lの反応器にPolyTHF(154.4g、BASF、OH# 178.4)、乾燥スルホラン(220.7g)およびDMPA(53.7g)を装入した。混合物を78℃に加熱し、DBTL(0.11g)を加えた。生じた混合物に、反応温度を80℃に維持しながらIPDI(154.6g)を60分の期間にわたって加え、これに乾燥スルホラン(25.8g)が続いた。%NCOは6時間後に0.98%であった。反応混合物を50℃に冷やし、水(147.4g)に溶解させた、タウリン(49.7g)および水性45%KOH(12.4g)を5分の期間にわたって加えた。20分後に、ポリウレタン溶液を、水性45%KOH(25.0g)と水(349.4g)との混合物、引き続き追加の水(318.7g)を加えることによって高速混合下に反転させた。こうして製造されたポリウレタン分散剤は27.12%の固形分を含有し、11.4cPの粘度、6.96のpH、および3.0の多分散性指数で10333の測定Mnを有した。
滴加漏斗、冷却器および攪拌機を備えた、乾燥したアルカリおよび酸を含まないフラスコに、窒素雰囲気下にEternacoll(登録商標)UH−50(103g)、DMPA(77g)、スルホラン(234g)およびDBTL(0.06g)を加えた。生じた混合物を60℃に加熱し、十分に混合した。この混合物にTMXDI(202g)をフラスコに取り付けた滴加漏斗によって加え、引き続き滴加漏斗中のあらゆる残存TMXDIをスルホラン(15g)でフラスコ中へリンスした。反応混合物のための温度を100℃に上げ、イソシアネート含有率が0.7%以下に達するまで100℃に維持した。温度を次に90℃まで冷やし、Poly−EPS 520−Na(23g)を5分の期間にわたって滴加漏斗によって加え、引き続き滴加漏斗中の残存Poly−EPS 520−Naをスルホラン(5g)でフラスコ中へリンスする間ずっと90℃に維持した。温度を90℃に60分間保持した後、水性KOH(109.15g、3重量%)を滴加漏斗によって10分の期間にわたって加え、これに脱イオン水(5g)が続いた。混合物を60℃に1時間維持し、室温に冷却して28.2%の固形分のポリウレタン分散剤を得た。
滴加漏斗、冷却器および攪拌機を備えた、乾燥したアルカリおよび酸を含まないフラスコに、窒素雰囲気下にTerathane(登録商標)650(103g)、DMPA(77g)、スルホラン(227g)およびDBTL(0.06g)を加えた。生じた混合物を60℃に加熱し、十分に混合した。この混合物にTMXDI(190g)をフラスコに取り付けた滴加漏斗によって加え、引き続き滴加漏斗中のあらゆる残存TMXDIをスルホラン(15g)でフラスコ中へリンスした。反応混合物のための温度を100℃に上げ、イソシアネート含有率が0.7%以下に達するまで100℃に維持した。温度を次に90℃まで冷やし、Poly−EPS 520−Na(25g)を5分の期間にわたって滴加漏斗によって加え、引き続き滴加漏斗中の残存Poly−EPS 520−Naをスルホラン(5g)でフラスコ中へリンスする間ずっと90℃に維持した。温度を90℃に60分間保持した後、水性KOH(851g、3重量%)を滴加漏斗によって10分の期間にわたって加え、これに脱イオン水(5g)が続いた。混合物を60℃に1時間維持し、室温に冷却して30.65%の固形分のポリウレタン分散剤を得た。
顔料入り分散物をマゼンタおよびシアン顔料で製造した。表2の実施例について、PR122(マゼンタ)およびTRB−2(シアン)を用いた。
架橋工程で、架橋化合物Denacol(登録商標)321を、表2にリストされる顔料入り分散物の1つと混合し、6〜8時間効果的に撹拌しながら60℃〜80℃に加熱した。架橋反応が完了した後、必要に応じてpHを少なくとも約8.0に調整した。製造された5つの被架橋マゼンタ(Xl−M1〜XL−M5)、2つの被架橋シアン(XL−C1〜XL−C2)および3つの被架橋イエロー(XL−Y1〜XL−Y3)顔料分散物を下の表3にリストする。相当する顔料入り分散物、架橋部分および架橋部分対架橋化合物のモル比をまた表3にリストする。
インクは、顔料入り分散物ならびに記載されたポリウレタン分散剤を使用して製造された被架橋顔料分散物を使用して当業者に公知の従来法によって製造した。インクを、インクジェットインク調合物に好適な所定の操作によって処理する。
室温での各インクの初期粒径(Mv、D50、D95および%<204nm)ならびに60℃で72時間熟成後の粒径を測定し、表5にまとめた。分散物がインクへ調合された後の粒径の成長は、調合インクビヒクル中の分散物不安定性の指標である。表5に示されるように、被架橋顔料分散物を使って製造された、インク1〜7は、未架橋相当品を使って製造された相当するインクと比較されるときに、調合するとより安定であることが分かった。インク8〜10は調合するとインク8A〜10Aに匹敵する安定性を有することが分かった。被架橋顔料分散物を使って製造されたインク1、3〜10は、熟成試験後に安定であることが分かった。未架橋顔料分散物を使って製造されたインク1A、3A〜10Aは、熟成試験後に粒径の著しい増加があって不安定であることが分かった。このように、本発明の被架橋顔料分散物は、それらの非架橋相当品と比較して改善された安定性を実証した。
これらの分散物を、3%の顔料濃度をターゲットにして標準インクジェットインクビヒクルを使用してインクへ調合した。各インクをHP88カートリッジに満たし、HP K5400プリンター(Hewlett−Packard Co.)を用いて印刷した。信頼性試験は、カートリッジ中のインクがすべて消費されるまで試験画像を繰り返し印刷することからなった。典型的には、これは約160ページを要する。毎10ページの印刷後に、ノズルチェックパターンを印刷し、発射しない(消失)プリントヘッド中のノズルの数をカウントする。このプリントヘッドは約1,056ノズルを有する。あるいは平均ノズルアウトと言われる、消失ノズルの平均数は、印刷信頼性の尺度として用いられる。さらに、試験パターンを10ページ毎に印刷し、印刷品質について評価する。0.5pt線の平均線幅偏差を、ジェッティングの方向性誤りの指標として測定する。ドット数偏差と言われる、平方1/64番目色調(square 1/64th tone)中にカウントされるドットの数の変動は、ジェッティング持続可能性の指標として用いられる。平均ノズルアウトの値は、平均線幅偏差およびドット数偏差の値と一緒に、信頼性の総合的尺度をインクに提供する。一般に、これらの値が低ければ低いほど、印刷信頼性はより良好である。
Claims (22)
- 着色剤およびポリウレタン分散剤を含む水性顔料分散物物であって、前記ポリウレタン分散剤が、
(a)水性分散部分であって、ポリマー骨格に懸垂し、かつ、ポリマー鎖の末端にあり、そして−COOM、−OPO3M2、−PO3M2、−SO3M、−(CH2CHR5O)n−CH3、およびそれらの混合物からなる群から選択される前記分散部分と、
(b)架橋剤で架橋される架橋性部分であって、前記ポリマー骨格に懸垂している前記架橋性部分と
を持ったポリマーからなり;
前記ポリウレタン分散剤が式I:
各Mは独立して、Na、K、Li、HまたはN(R6)4であり;
各Yは独立して、O、SまたはNR4であり;
各Wは独立して、N、OまたはSであり;
各R1は独立して、C1〜C20アルキル、C3〜C20置換アルキル、C6〜C40アリールまたはC9〜C40置換アリールであり;
R2は、二官能性イソシアネート反応剤Z1およびZ2、ならびに疎水性ポリオールZ3からなり、ここで、少なくとも1つのZ1、少なくとも1つのZ2および少なくとも1つのZ3が存在し;
各R3は独立して、C1〜C20アルキル、C3〜C20置換アルキルまたは直結合であり、ただしR3が直結合であるとき、Xは−(CH2CHR5O)n−CH3であり;
各R4は独立して、−R3−X、H、C1〜C20アルキルまたはC3〜C20置換アルキルであり;
各R5は独立して、HまたはC1〜C12アルキルであり;
各R6は独立して、H、C1〜C20アルキル、C7〜C20アラルキルまたはC6〜C40アリールであり;
nは、2〜30の整数であり;
Z1は、水性分散部分で置換された二官能性イソシアネート反応剤であり;
Z2は、1つ以上の架橋性部分で置換された二官能性イソシアネート反応剤であり;
Z3は、3000未満のMWの疎水性ポリオールである、
の一般構造の少なくとも1つの化合物を含む顔料分散物。 - 前記架橋剤が、エポキシド、イソシアネート、カルボジイミド、N−メチロール、オキサゾリン、シラン、およびそれらの混合物からなる群から選択される1つ以上のメンバーである、請求項1に記載の顔料分散物。
- Z1が、前記水性分散部分で置換されたジオールである、請求項2に記載の顔料分散物。
- Z2が、1つ以上の架橋性部分で置換されたジオールである、請求項3に記載の顔料分散物。
- 前記水性分散部分が、1つ以上のカルボキシル基からなる、請求項4に記載の顔料分散物。
- 前記架橋性部分が、1つ以上のカルボキシル基からなる、請求項5に記載の顔料分散物。
- YがNR4である、請求項6に記載の顔料分散物。
- 各Xが−(CH2CHR5O)n−CH3である、請求項2に記載の顔料分散物。
- Z1が、水性分散部分で置換されたジオールである、請求項8に記載の顔料分散物。
- Z2が、1つ以上の架橋性部分で置換されたジオールである、請求項9に記載の顔料分散物。
- 各Xが−SO3Mである、請求項2に記載の顔料分散物。
- Z1が、前記水性分散部分で置換されたジオールである、請求項11に記載の顔料分散物。
- Z2が、1つ以上の架橋性部分で置換されたジオールである、請求項12に記載の顔料分散物。
- YがNR4である、請求項2に記載の顔料分散物。
- Z1が前記水性分散部分で置換されたジオールである、請求項14に記載の顔料分散物。
- Z2が1つ以上の架橋性部分で置換されたジオールである、請求項15に記載の顔料分散物。
- 各YがNR4であり、各R4が−R3−Xである、請求項2に記載の顔料分散物。
- 各WがOである、請求項17に記載の顔料分散物。
- 各WがNである、請求項17に記載の顔料分散物。
- 前記架橋性部分対前記架橋剤のモル比が15:1〜1:1.5である、請求項2に記載の顔料分散物。
- 前記架橋性部分対前記架橋剤のモル比が9:1〜1:1.1である、請求項20に記載の顔料分散物。
- 前記架橋性部分対前記架橋剤のモル比が8:1〜1:1である、請求項21に記載の顔料分散物。
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US20140060144A1 (en) * | 2012-08-30 | 2014-03-06 | Illnois Tool Works Inc. | Method and apparatus for calibrating dispensed deposits |
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CN108055854A (zh) * | 2016-07-26 | 2018-05-18 | 江门骅弘科技股份有限公司 | 一种乳化型水性通用色片 |
CN109880038B (zh) * | 2019-03-05 | 2021-09-28 | 广州浦利姆环保科技有限公司 | 水性聚氨酯及其制备方法、水性色浆 |
CN111320738B (zh) * | 2019-08-30 | 2021-01-12 | 珠海中墨科技有限公司 | 一种聚氨酯分散剂及其制备方法和一种色浆 |
CN111116860A (zh) * | 2020-01-02 | 2020-05-08 | 传美讯电子科技(珠海)有限公司 | 一种水性聚氨酯分散剂及含其的水性色浆 |
CN111574682B (zh) * | 2020-04-17 | 2021-06-18 | 珠海中墨科技有限公司 | 一种水性聚氨酯分散剂及含其的纺织数码印花用的色浆 |
WO2023007142A1 (en) | 2021-07-30 | 2023-02-02 | Sun Chemical Corporation | Textile inks |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02269723A (ja) * | 1989-04-12 | 1990-11-05 | Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd | 水系ウレタン樹脂組成物 |
JP2002503746A (ja) * | 1998-02-17 | 2002-02-05 | ミネソタ マイニング アンド マニュファクチャリング カンパニー | ポリウレタン分散剤を含有するインクジェットインク |
JP2005504156A (ja) * | 2001-09-26 | 2005-02-10 | ビーエーエスエフ アクチェンゲゼルシャフト | 架橋性ポリウレタンブロック共重合体、及びこれを分散バインダ組成物におけて使用する方法 |
JP2008542523A (ja) * | 2005-06-07 | 2008-11-27 | ルブリゾル アドバンスド マテリアルズ, インコーポレイテッド | 反応性二重結合を含むポリウレタンベースの顔料分散剤 |
JP2009506152A (ja) * | 2005-08-23 | 2009-02-12 | アクゾ ノーベル コーティングス インターナショナル ビー ヴィ | 分散性ポリウレタン樹脂 |
JP2011507993A (ja) * | 2007-12-10 | 2011-03-10 | イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー | 尿素末端ポリウレタン分散剤 |
JP2013511615A (ja) * | 2009-11-23 | 2013-04-04 | イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー | ポリウレタン分散剤をベースとする被架橋顔料分散系 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1495745C3 (de) | 1963-09-19 | 1978-06-01 | Bayer Ag, 5090 Leverkusen | Verfahren zur Herstellung wäßriger, emulgatorfreier Polyurethan-Latices |
US4108814A (en) | 1974-09-28 | 1978-08-22 | Bayer Aktiengesellschaft | Aqueous polyurethane dispersions from solvent-free prepolymers using sulfonate diols |
US4408008A (en) | 1981-07-24 | 1983-10-04 | Mobay Chemical Corporation | Stable, colloidal, aqueous dispersions of cross-linked urea-urethane polymers and their method of production |
JP2000154227A (ja) * | 1998-11-19 | 2000-06-06 | Mitsubishi Chemicals Corp | 水性ポリウレタン系分散剤 |
US6316586B1 (en) | 2000-08-15 | 2001-11-13 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Copolyether composition and processes therefor and therewith |
US20130022746A9 (en) * | 2007-12-10 | 2013-01-24 | Harry Joseph Spinelli | Aqueous inkjet inks with ionically stabilized dispersions and polyurethane ink additives |
WO2009137747A1 (en) * | 2008-05-08 | 2009-11-12 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Inkjet inks containing crosslinked polyurethanes |
CN102639654A (zh) * | 2009-11-23 | 2012-08-15 | E.I.内穆尔杜邦公司 | 包含基于聚氨酯分散剂的交联颜料分散体的喷墨油墨 |
TW201231567A (en) * | 2010-08-31 | 2012-08-01 | Du Pont | Ink-jet ink comprising cross-linked pigment dispersion and a polymeric binder |
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Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02269723A (ja) * | 1989-04-12 | 1990-11-05 | Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd | 水系ウレタン樹脂組成物 |
JP2002503746A (ja) * | 1998-02-17 | 2002-02-05 | ミネソタ マイニング アンド マニュファクチャリング カンパニー | ポリウレタン分散剤を含有するインクジェットインク |
JP2005504156A (ja) * | 2001-09-26 | 2005-02-10 | ビーエーエスエフ アクチェンゲゼルシャフト | 架橋性ポリウレタンブロック共重合体、及びこれを分散バインダ組成物におけて使用する方法 |
JP2008542523A (ja) * | 2005-06-07 | 2008-11-27 | ルブリゾル アドバンスド マテリアルズ, インコーポレイテッド | 反応性二重結合を含むポリウレタンベースの顔料分散剤 |
JP2009506152A (ja) * | 2005-08-23 | 2009-02-12 | アクゾ ノーベル コーティングス インターナショナル ビー ヴィ | 分散性ポリウレタン樹脂 |
JP2011507993A (ja) * | 2007-12-10 | 2011-03-10 | イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー | 尿素末端ポリウレタン分散剤 |
JP2013511615A (ja) * | 2009-11-23 | 2013-04-04 | イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー | ポリウレタン分散剤をベースとする被架橋顔料分散系 |
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