JP2018154829A - Polyurethane resin-coated pigment water dispersion - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polyurethane resin-coated pigment water dispersion which is excellent in adhesion to a base material by coating a pigment with a polyurethane resin, and is stably dispersed with time.SOLUTION: A polyurethane resin-coated pigment water dispersion (R) is a water dispersion of a pigment (P) in which a pigment (P0) is coated with a polyurethane resin (U), where the polyurethane resin (U) contains polyol (A) selected from the group consisting of polyester diol (A1), polycarbonate diol (A2) and polyether diol (A3), aliphatic diisocyanate (B1) and/or alicyclic diisocyanate (B2), and diol (D) having a carboxyl group and/or a carboxylate anion group as essential constituent monomers, and the content of the total of the carboxyl group and the carboxylate anion group based on the weight of the polyurethane resin (U) is 4-80 mg/g.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、ウレタン樹脂被覆顔料水分散体に関する。 The present invention relates to a urethane resin-coated pigment aqueous dispersion.

従来、顔料を水に分散させる方法として、界面活性剤を用いる方法、顔料表面に親水基を修飾させる方法、顔料を親水性樹脂で被覆する方法等が挙げられる。
これらの内、親水性樹脂で被覆する方法は分散安定性が高いことや顔料水分散体の粘度が比較的低粘度であることから検討が進められている。例えば、アニオン性基を含有する有機高分子化合物類で被覆した顔料分散体(例えば特許文献1)やロジン等で表面処理した顔料を、樹脂を用いて被覆した顔料分散体(例えば特許文献2)等が挙げられる。
しかしながら、インク等として使用する場合に基材との密着性が不十分であったり、経時で分散状態が変化し粘度が増減したりする課題がある。
Conventionally, methods for dispersing a pigment in water include a method using a surfactant, a method for modifying a hydrophilic group on the surface of the pigment, a method for coating the pigment with a hydrophilic resin, and the like.
Among these, a method of coating with a hydrophilic resin has been studied since the dispersion stability is high and the viscosity of the pigment aqueous dispersion is relatively low. For example, a pigment dispersion coated with an organic polymer compound containing an anionic group (for example, Patent Document 1) or a pigment dispersion surface-treated with a rosin or the like using a resin (for example, Patent Document 2) Etc.
However, when used as an ink or the like, there are problems in that the adhesion to the substrate is insufficient, or that the dispersion state changes with time and the viscosity increases or decreases.

特開平10−140065号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-140065 特開平10−36732号公報JP 10-36732 A

本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は顔料をポリウレタン樹脂被覆することでインク中での分散粒径が小粒子径であるためインクジェットノズルの吐出安定性と経時的に安定して分散するポリウレタン樹脂被覆顔料水性分散体を提供することにある。また、インクとして使用したときに基材の種類に応じて優れた密着性を提供する。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to cover the ejection stability and aging of an inkjet nozzle because the dispersed particle diameter in the ink is small by coating the pigment with polyurethane resin. Another object of the present invention is to provide an aqueous dispersion of a polyurethane resin-coated pigment that is stably dispersed. Further, when used as an ink, it provides excellent adhesion depending on the type of substrate.

本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討した結果、本発明に到達した。
即ち本発明は、顔料(P0)がポリウレタン樹脂(U)で被覆されてなる顔料(P)の水分散体であって、ポリウレタン樹脂(U)がポリエステルジオール(A1)、ポリカーボネートジオール(A2)、及びポリエーテルジオール(A3)からなる群より選ばれるポリオール(A)、脂肪族ジイソシアネート(B1)及び/又は脂環式ジイソシアネート(B2)、並びにカルボキシル基及び/又はカルボキシレートアニオン基を有するジオール(D)を必須構成単量体とし、ポリウレタン樹脂(U)の重量に基づくカルボキシレート アニオン基の含有量が4〜80mg/gであるポリウレタン樹脂被覆顔料水分散体(R);及びこのポリウレタン樹脂被覆顔料水分散体を含む水性インクである。
The inventors of the present invention have arrived at the present invention as a result of intensive studies to achieve the above object.
That is, the present invention is an aqueous dispersion of a pigment (P) in which the pigment (P0) is coated with a polyurethane resin (U), and the polyurethane resin (U) is a polyester diol (A1), a polycarbonate diol (A2), And a polyol (A) selected from the group consisting of a polyether diol (A3), an aliphatic diisocyanate (B1) and / or an alicyclic diisocyanate (B2), and a diol having a carboxyl group and / or a carboxylate anion group (D ) As an essential constituent monomer, and a polyurethane resin-coated pigment aqueous dispersion (R) having a carboxylate anion group content of 4 to 80 mg / g based on the weight of the polyurethane resin (U); and this polyurethane resin-coated pigment An aqueous ink containing an aqueous dispersion.

本発明によりインク中での分散粒径が小粒子径であるためインクジェットノズルの吐出安定性と経時的に安定して分散するポリウレタン樹脂被覆顔料水分散体が得られる。また、ポリオール成分を選択することにより、インクとして使用したときの基材の種類に応じて優れた密着性を提供する。 According to the present invention, since the dispersed particle diameter in the ink is a small particle diameter, an aqueous dispersion of a polyurethane resin-coated pigment that can be stably dispersed over time with the ejection stability of the inkjet nozzle can be obtained. Further, by selecting a polyol component, excellent adhesion is provided according to the type of base material when used as an ink.

本発明におけるポリウレタン樹脂被覆顔料水分散体(R)は、顔料(P0)がポリウレタン樹脂(U)で被覆されてなる顔料(P)の水分散体であって、ポリウレタン樹脂(U)がポリエステルジオール(A1)、ポリカーボネートジオール(A2)、及びポリエーテルジオール(A3)からなる群より選ばれるポリオール(A)、脂肪族ジイソシアネート(B1)及び/又は脂環式ジイソシアネート(B2)、並びにカルボキシル基及び/又はカルボキシレートアニオン基を有するジオール(D)を必須構成単量体とし、ポリウレタン樹脂(U)の重量に基づくカルボキシレート アニオン基の含有量が4〜80mg/gである。 The polyurethane resin-coated pigment aqueous dispersion (R) in the present invention is an aqueous dispersion of a pigment (P) obtained by coating a pigment (P0) with a polyurethane resin (U), and the polyurethane resin (U) is a polyester diol. (A1), polyol (A) selected from the group consisting of polycarbonate diol (A2) and polyether diol (A3), aliphatic diisocyanate (B1) and / or alicyclic diisocyanate (B2), and carboxyl group and / or Alternatively, the diol (D) having a carboxylate anion group is an essential constituent monomer, and the content of the carboxylate anion group based on the weight of the polyurethane resin (U) is 4 to 80 mg / g.

本発明のポリウレタン樹脂(U)に用いる本発明のポリオール(A)は、ポリエステルジオール(A1)、ポリカーボネートジオール(A2)、ポリエーテルジオール(A3)、及びこれらの併用が挙げられる。 Examples of the polyol (A) of the present invention used for the polyurethane resin (U) of the present invention include polyester diol (A1), polycarbonate diol (A2), polyether diol (A3), and combinations thereof.

本発明のポリエステルジオール(A1)としては、縮合型ポリエステルジオール、ポリラクトンジオール及びヒマシ油系ジオール等が挙げられる。 Examples of the polyester diol (A1) of the present invention include condensed polyester diols, polylactone diols, and castor oil-based diols.

縮合型ポリエステルジオールは、数平均分子量(Mn)が300未満である2価アルコールと炭素数2〜10のジカルボン酸又はそのエステル形成性誘導体とのポリエステルジオールである。 The condensed polyester diol is a polyester diol of a dihydric alcohol having a number average molecular weight (Mn) of less than 300 and a dicarboxylic acid having 2 to 10 carbon atoms or an ester-forming derivative thereof.

低分子量2価アルコールとしては、Mn300未満の2価の脂肪族2価アルコール及びMn300未満の2価のフェノールのアルキレンオキサイド(以下、AOと略記することがある)の低モル付加物が使用できる。
AOとしてはエチレンオキサイド(以下、EOと略称することがある)、プロピレンオキサイド(以下、POと略称することがある)1,2−、1,3−、2,3−又は1,4−ブチレンオキサイド等が挙げられる。
縮合型ポリエステルポリオールに使用できる低分子量2価アルコールの内好ましいのは、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサングリコール、ビスフェノールAのEO又はPO低モル付加物及びこれらの併用である。
縮合型ポリエステルジオールの構成成分として、3価以上のアルコール及び3価以上のカルボン酸又はそのエステル形成性誘導体を含んでいてもよい。
As the low molecular weight dihydric alcohol, a low molar adduct of a divalent aliphatic dihydric alcohol having an Mn of less than 300 and an alkylene oxide of a divalent phenol having an Mn of less than 300 (hereinafter sometimes abbreviated as AO) can be used.
As AO, ethylene oxide (hereinafter sometimes abbreviated as EO), propylene oxide (hereinafter sometimes abbreviated as PO) 1,2-, 1,3-, 2,3- or 1,4-butylene. Examples include oxides.
Among the low molecular weight dihydric alcohols that can be used in the condensation type polyester polyol, ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, 1,6-hexane glycol, bisphenol A EO or PO low mole Adducts and combinations thereof.
As a component of the condensed polyester diol, a trivalent or higher alcohol and a trivalent or higher carboxylic acid or an ester-forming derivative thereof may be included.

縮合型ポリエステルジオールに使用できる炭素数2〜10のジカルボン酸又はそのエステル形成性誘導体としては、脂肪族ジカルボン酸(コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバチン酸、フマル酸及びマレイン酸等)、脂環式ジカルボン酸(ダイマー酸等)、芳香族ジカルボン酸(テレフタル酸、イソフタル酸及びフタル酸等)、これらの無水物(無水コハク酸、無水マレイン酸、無水フタル酸等)、これらの酸ハロゲン化物(アジピン酸ジクロライド等)、これらの低分子量アルキルエステル(コハク酸ジメチル及びフタル酸ジメチル等)並びこれらの併用が挙げられる。3価又はそれ以上のポリカルボン酸としてはトリメリット酸及びピロメリット酸等が挙げられる。 Examples of the dicarboxylic acid having 2 to 10 carbon atoms or ester-forming derivatives thereof that can be used in the condensed polyester diol include aliphatic dicarboxylic acids (succinic acid, adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, fumaric acid, maleic acid, etc.), fat Cyclic dicarboxylic acids (such as dimer acids), aromatic dicarboxylic acids (such as terephthalic acid, isophthalic acid, and phthalic acid), anhydrides thereof (succinic anhydride, maleic anhydride, phthalic anhydride, etc.), and acid halides thereof (Such as adipic acid dichloride), low molecular weight alkyl esters thereof (such as dimethyl succinate and dimethyl phthalate), and combinations thereof. Examples of the trivalent or higher polycarboxylic acid include trimellitic acid and pyromellitic acid.

縮合型ポリエステルポリオールの具体例としては、ポリエチレンアジペートジオール、ポリブチレンアジペートジオール、ポリヘキサメチレンアジペートジオール、ポリヘキサメチレンイソフタレートジオール、ポリヘキサメチレンテレフタレートジオール、ポリネオペンチルアジペートジオール、ポリエチレンプロピレンアジペートジオール、ポリエチレンブチレンアジペートジオール、ポリブチレンヘキサメチレンアジペートジオール、ポリジエチレンアジペートジオール、ポリ(ポリテトラメチレンエーテル)アジペートジオール、ポリ(3−メチルペンチレンアジペート)ジオール、ポリエチレンアゼレートジオール、ポリエチレンセバケートジオール、ポリブチレンアゼレートジオール、ポリブチレンセバケートジオール及びポリネオペンチルテレフタレートジオール等が挙げられる。 Specific examples of the condensed polyester polyol include polyethylene adipate diol, polybutylene adipate diol, polyhexamethylene adipate diol, polyhexamethylene isophthalate diol, polyhexamethylene terephthalate diol, polyneopentyl adipate diol, polyethylene propylene adipate diol, polyethylene Butylene adipate diol, polybutylene hexamethylene adipate diol, polydiethylene adipate diol, poly (polytetramethylene ether) adipate diol, poly (3-methylpentylene adipate) diol, polyethylene azelate diol, polyethylene sebacate diol, polybutylene aze Rate diol, polybutylene sebacate diol and poly Oh pliers Rutere terephthalate diol.

縮合型ポリエステルポリオールの市販品としては、サンエスター2610[Mn=1,000のポリエチレンアジペートジオール、三洋化成工業(株)製]、サンエスター4620[Mn=2,000のポリテトラメチレンアジペートジオール]、サンエスター26
20[Mn=2,000のポリエチレンアジペートジオール、三洋化成工業(株)製]、クラレポリオールP−2010[Mn=2,000のポリ−3−メチル−1,5−ペンタ
ンアジペートジオール]、クラレポリオールP−3010[Mn=3,000のポリ−3
−メチル−1,5−ペンタンアジペートジオール]、クラレポリオールP−6010[Mn=6,000のポリ−3−メチル−1,5−ペンタンアジペートジオール]、クラレポ
リオールP−2020[Mn=2,000のポリ−3−メチル−1,5−ペンタンテレフ
タレートジオール]、P−2030[Mn=2,000のポリ−3−メチル−1,5−ペ
ンタンイソフタレートジオール]等が挙げられる。
As a commercially available product of condensed polyester polyol, Sanester 2610 [polyethylene adipate diol with Mn = 1,000, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.], Sanester 4620 [polytetramethylene adipate diol with Mn = 2,000], Sanester 26
20 [polyethylene adipate diol with Mn = 2,000, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.], Kuraray polyol P-2010 [poly-3-methyl-1,5-pentane adipate diol with Mn = 2,000], Kuraray polyol P-3010 [Poly-3 with Mn = 3,000
-Methyl-1,5-pentaneadipate diol], Kuraray polyol P-6010 [poly-3-methyl-1,5-pentane adipate diol with Mn = 6,000], Kuraray polyol P-2020 [Mn = 2,000. Poly-3-methyl-1,5-pentane terephthalate diol], P-2030 [poly-3-methyl-1,5-pentane isophthalate diol with Mn = 2,000] and the like.

ポリラクトンジオールは、上記低分子量2価アルコールへのラクトンの重付加物であり、ラクトンとしては、炭素数4〜12のラクトン(例えばγ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン及びε−カプロラクトン)等が挙げられる。
ポリラクトンポリオールの具体例としては、例えばポリカプロラクトンジオール、ポリバレロラクトンジオール及びポリカプロラクトントリオール等が挙げられる。
The polylactone diol is a polyadduct of lactone to the low molecular weight dihydric alcohol, and examples of the lactone include lactones having 4 to 12 carbon atoms (for example, γ-butyrolactone, γ-valerolactone and ε-caprolactone). It is done.
Specific examples of the polylactone polyol include polycaprolactone diol, polyvalerolactone diol, and polycaprolactone triol.

ヒマシ油系ポリオールには、ヒマシ油、及びポリオール又はAOで変性された変性ヒマシ油が含まれる。変性ヒマシ油はヒマシ油とポリオールとのエステル交換及び/又はAO付加により製造できる。ヒマシ油系ポリオールとしては、ヒマシ油、トリメチロールプロパン変性ヒマシ油、ペンタエリスリトール変性ヒマシ油、ヒマシ油のEO(4〜30モル)付加物等が挙げられる。 The castor oil-based polyol includes castor oil and modified castor oil modified with polyol or AO. Modified castor oil can be produced by transesterification of castor oil and polyol and / or AO addition. Castor oil-based polyols include castor oil, trimethylolpropane-modified castor oil, pentaerythritol-modified castor oil, and EO (4 to 30 mol) adduct of castor oil.

本発明のポリカーボネートジオール(A2)としては、上記低分子量2価アルコールと、低分子カーボネート化合物(例えば、アルキル基の炭素数1〜6のジアルキルカーボネート、炭素数2〜6のアルキレン基を有するアルキレンカーボネート及び炭素数6〜9のアリール基を有するジアリールカーボネート)とを、脱アルコール反応させながら縮合させることによって製造されるポリカーボネートジオール等が挙げられる。低分子量2価アルコール及びアルキレンカーボネートはそれぞれ2種以上併用してもよい。上記低分子量2価アルコールは3価以上のアルコールを含有していてもよい。 As the polycarbonate diol (A2) of the present invention, the low molecular weight dihydric alcohol and a low molecular carbonate compound (for example, an alkylene carbonate having an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms) And a polycarbonate diol produced by condensing a diaryl carbonate having an aryl group having 6 to 9 carbon atoms with a dealcoholization reaction. Two or more low molecular weight dihydric alcohols and alkylene carbonates may be used in combination. The low molecular weight dihydric alcohol may contain a trihydric or higher alcohol.

ポリカーボネートジオールの具体例としては、脂肪族ポリカーボネートとしてポリヘキサメチレンカーボネートジオール、ポリペンタメチレンカーボネートジオール、3−メチル−5−ペンタン−カーボネートジオール、ポリテトラメチレンカーボネートジオール及びポリ(テトラメチレン/ヘキサメチレン)カーボネートジオール(例えば1,4−ブタンジオールと1,6−ヘキサンジオールをジアルキルカーボネートと脱アルコール反応させながら縮合させて得られるジオール)等が挙げられる。芳香族ポリカーボネートとして、ポリ1,4−キシリレンカーボネートジオール、ビスフェノールA型ポリカーボネートジオール及びビスフェノールF型ポリカーボネートジオール等が挙げられる。 Specific examples of the polycarbonate diol include polyhexamethylene carbonate diol, polypentamethylene carbonate diol, 3-methyl-5-pentane carbonate diol, polytetramethylene carbonate diol and poly (tetramethylene / hexamethylene) carbonate as aliphatic polycarbonate. Diols (for example, diols obtained by condensing 1,4-butanediol and 1,6-hexanediol with a dealcohol reaction with a dialkyl carbonate) and the like. Examples of the aromatic polycarbonate include poly 1,4-xylylene carbonate diol, bisphenol A type polycarbonate diol, and bisphenol F type polycarbonate diol.

ポリカーボネートジオールの市販品としては、ニッポラン980R[Mn=2,000のポリヘキサメチレンカーボネートジオール、日本ポリウレタン工業(株)製]、クラレポリオールC−3090[Mn=3,000のポリ(3−メチル−5−ペンタンジオール/ヘキサメチレン)カーボネートジオール]、及びT4672[Mn=2,000のポリ(テトラメチレン/ヘキサメチレン)カーボネートジオール、旭化成ケミカルズ(株)製]等が挙げられる。   Commercially available products of polycarbonate diol include Nipponan 980R [polyhexamethylene carbonate diol with Mn = 2,000, manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.], Kuraray polyol C-3090 [poly (3-methyl--Mn = 3,000) 5-pentanediol / hexamethylene) carbonate diol], T4672 [poly (tetramethylene / hexamethylene) carbonate diol of Mn = 2,000, manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation], and the like.

本発明のポリエーテルジオール(A3)しては、脂肪族ポリエーテルジオール及び芳香族環含有ポリエーテルジオールが挙げられる。   Examples of the polyether diol (A3) of the present invention include aliphatic polyether diols and aromatic ring-containing polyether diols.

脂肪族ポリエーテルジオールとしては、例えばポリオキシエチレンポリオール[ポリエチレングリコール(以下、PEGと略記)等]、ポリオキシプロピレンポリオール[ポリプロピレングリコール等]、ポリオキシエチレン/プロピレンポリオール及びポリテトラメチレンエーテルグリコール等が挙げられる。 Examples of the aliphatic polyether diol include polyoxyethylene polyol [polyethylene glycol (hereinafter abbreviated as PEG), etc.], polyoxypropylene polyol [polypropylene glycol, etc.], polyoxyethylene / propylene polyol, polytetramethylene ether glycol, and the like. Can be mentioned.

脂肪族ポリエーテルジオールの市販品としては、PTMG1000[Mn=1,000のポリテトラメチレンエーテルグリコール、三菱化学(株)製]、PTMG2000[Mn=2,000のポリテトラメチレンエーテルグリコール、三菱化学(株)製]、PTMG3000[Mn=3,000のポリテトラメチレンエーテルグリコール、三菱化学(株)製]、PTGL3000[Mn=3,000の変性PTMG、保土谷化学工業(株)製]、及びサンニックスジオールGP−3000[Mn=3,000のポリプロピレンエーテルトリオール、三洋化成工業(株)製]等が挙げられる。   Commercially available aliphatic polyether diols include PTMG1000 [polytetramethylene ether glycol with Mn = 1,000, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation], PTMG2000 [polytetramethylene ether glycol with Mn = 2,000, Mitsubishi Chemical ( Co., Ltd.], PTMG3000 [polytetramethylene ether glycol of Mn = 3,000, manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd.], PTGL3000 [modified PTMG of Mn = 3,000, manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.], and Sun Nickxdiol GP-3000 [polypropylene ether triol with Mn = 3,000, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.] and the like.

芳香族ポリエーテルジオールとしては、例えばビスフェノールAのEO付加物[ビスフェノールAのEO2モル付加物、ビスフェノールAのEO4モル付加物、ビスフェノールAのEO6モル付加物、ビスフェノールAのEO8モル付加物、ビスフェノールAのEO10モル付加物及びビスフェノールAのEO20モル付加物等]及びビスフェノールAのPO付加物[ビスフェノールAのPO2モル付加物、ビスフェノールAのPO3モル付加物、ビスフェノールAのPO5モル付加物等]等のビスフェノール骨格を有するポリオール並びにレゾルシンのEO又はPO付加物等が挙げられる。 Examples of the aromatic polyether diol include an EO adduct of bisphenol A [EO 2 mol adduct of bisphenol A, EO 4 mol adduct of bisphenol A, EO 6 mol adduct of bisphenol A, EO 8 mol adduct of bisphenol A, and bisphenol A. EO 10 mol adduct and bisphenol A EO 20 mol adduct, etc.] and bisphenol A PO adduct [PO2 mol adduct of bisphenol A, PO3 mol adduct of bisphenol A, PO5 mol adduct of bisphenol A, etc.] Examples thereof include a polyol having a bisphenol skeleton and an EO or PO adduct of resorcin.

ポリウレタン樹脂被覆顔料水分散体の安定性の観点から、ポリエステルジオール(A1)、ポリカーボネートジオール(A2)、ポリエーテルジオール(A3)のポリオール(A)のうちの少なくとも1つが分子内に芳香環を有するポリオールであることが好ましい。 From the viewpoint of the stability of the polyurethane resin-coated pigment aqueous dispersion, at least one of the polyol (A) of the polyester diol (A1), polycarbonate diol (A2), and polyether diol (A3) has an aromatic ring in the molecule. A polyol is preferred.

本発明のポリウレタン樹脂被覆顔料水分散体をインクとして使用する際には、インクジェット方式による画像形成する相手の基材の種類によりその密着性は異なるが、ポリオール(A)の種類を選択することにより、高い密着性が得られる。
例えば、ポリエステルジオール(A1)では、コート紙、PETフィルムに対して親和性が高く、ポリウレタン樹脂にしたときの凝集力が高いため、前記基材に対しての密着性が高い。製膜後の柔軟性が劣るため、布帛に対しての密着性は低い。
ポリカーボネートジオール(A2)も同様の理由でコート紙、PETフィルムに対して密着性が高い反面、布帛に対する密着性は低い。なお、ポリエステルジオールよりもPETフィルムへの密着性が優れ、コート紙への密着性は劣る。
ポリエーテルジオール(A3)では、製膜後の柔軟性が高いため、布帛に対しての密着性に優れる。一方、凝集力が低いため、コート紙、PETフィルムに対しての密着性はポリエステルジオール(A1)、ポリカーボネートジオール(A2)に比べると密着性は劣る。
When the polyurethane resin-coated pigment aqueous dispersion of the present invention is used as an ink, the adhesion varies depending on the type of the base material with which the image is formed by the inkjet method, but by selecting the type of the polyol (A) High adhesion can be obtained.
For example, polyester diol (A1) has high affinity for coated paper and PET film, and has high cohesion when made into a polyurethane resin, and therefore has high adhesion to the substrate. Since the flexibility after film formation is poor, the adhesion to the fabric is low.
For the same reason, polycarbonate diol (A2) has high adhesion to coated paper and PET film, but has low adhesion to fabric. In addition, the adhesiveness to PET film is superior to the polyester diol, and the adhesiveness to coated paper is inferior.
In polyether diol (A3), since the flexibility after film formation is high, it has excellent adhesion to the fabric. On the other hand, since the cohesive force is low, the adhesion to coated paper and PET film is inferior to that of polyester diol (A1) and polycarbonate diol (A2).

本発明のポリウレタン樹脂(U)に用いる脂肪族ジイソシアネート(B1)としては、炭素数2〜18の脂肪族ジイソシアネート、脂環式ジイソシアネート(B2)としては、炭素数4〜15の脂環式ジイソシアネート等が挙げられる。 The aliphatic diisocyanate (B1) used for the polyurethane resin (U) of the present invention is an aliphatic diisocyanate having 2 to 18 carbon atoms, the alicyclic diisocyanate (B2) is an alicyclic diisocyanate having 4 to 15 carbon atoms, or the like. Is mentioned.

炭素数2〜18の脂肪族ジイソシアネート(B1)としては、例えばエチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、ドデカメチレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、2−イソシアナトエチル−2,6−ジイソシアナトヘキサノエート等が挙げられる。 Examples of the aliphatic diisocyanate (B1) having 2 to 18 carbon atoms include ethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate (HDI), dodecamethylene diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, lysine diisocyanate, 2- And isocyanatoethyl-2,6-diisocyanatohexanoate.

炭素数4〜15の脂環式ジイソシアネート(B2)としては、例えばイソホロンジイソシアネート(IPDI)、4,4−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(水添MDI)、シクロヘキシレンジイソシアネート、メチルシクロヘキシレンジイソシアネート(水添TDI)、ビス(2−イソシアナトエチル)−4−シクロヘキセン−1,2−ジカルボキシレート、2,5−又は2,6−ノルボルナンジイソシアネート等が挙げられる。 Examples of the alicyclic diisocyanate (B2) having 4 to 15 carbon atoms include isophorone diisocyanate (IPDI), 4,4-dicyclohexylmethane diisocyanate (hydrogenated MDI), cyclohexylene diisocyanate, methylcyclohexylene diisocyanate (hydrogenated TDI), Examples thereof include bis (2-isocyanatoethyl) -4-cyclohexene-1,2-dicarboxylate, 2,5- or 2,6-norbornane diisocyanate.

脂肪族ジイソシアネート(B1)及び脂環式ジイソシアネート(B2)の内、得られる皮膜の機械的強度及び耐候性の観点から好ましいのはIPDI及び水添MDIである。 Of the aliphatic diisocyanate (B1) and alicyclic diisocyanate (B2), IPDI and hydrogenated MDI are preferred from the viewpoint of the mechanical strength and weather resistance of the resulting film.

カルボキシル基及び/又はカルボキシレートアニオン基を有するジオール(D)としてはカルボキシル基を含有し、炭素数が2〜10の化合物[ジアルキロールアルカン酸(例えば2,2−ジメチロールプロピオン酸、2,2−ジメチロールブタン酸、2,2−ジメチロールヘプタン酸及び2,2−ジメチロールオクタン酸)]等並びにこれらの化合物を中和剤で中和した塩が挙げられる。   The diol (D) having a carboxyl group and / or a carboxylate anion group contains a carboxyl group and a compound having 2 to 10 carbon atoms [dialkylol alkanoic acid (for example, 2,2-dimethylolpropionic acid, 2, 2-dimethylolbutanoic acid, 2,2-dimethylolheptanoic acid and 2,2-dimethyloloctanoic acid)] and the like, and salts obtained by neutralizing these compounds with a neutralizing agent.

ジオール(D)の内、得られる皮膜の樹脂物性及びポリウレタン樹脂水性分散体の分散安定性の観点から好ましいのは、2,2−ジメチロールプロピオン酸及び2,2−ジメチロールブタン酸及びこれらの塩類であり、更に好ましいのは2,2−ジメチロールプロピオン酸及び2,2−ジメチロールブタン酸のアンモニア又は炭素数1〜20のアミン化合物による中和塩である。 Among the diols (D), 2,2-dimethylolpropionic acid and 2,2-dimethylolbutanoic acid and these are preferable from the viewpoint of the resin physical properties of the resulting film and the dispersion stability of the aqueous polyurethane resin dispersion. Salts are more preferable, and neutralized salts of 2,2-dimethylolpropionic acid and 2,2-dimethylolbutanoic acid with ammonia or an amine compound having 1 to 20 carbon atoms.

本発明におけるポリウレタン樹脂(U)は、必要により鎖伸長剤(H)を使用することができる。鎖伸長剤(H)としては、Mn又は化学式量300未満の低分子ポリオール(a2)、水、炭素数2〜10のジアミン類(例えばエチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、イソホロンジアミン、トルエンジアミン及びピペラジン)、炭素数2〜10のポリアルキレンポリアミン類(例えばジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン及びテトラエチレンペンタミン)、ヒドラジン又はその誘導体(二塩基酸ジヒドラジド例えばアジピン酸ジヒドラジド等)、炭素数2〜30のポリエポキシ化合物(例えば、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル等)及び炭素数2〜10のアミノアルコール類(例えばエタノールアミン、ジエタノールアミン、2−アミノ−2−メチルプロパノール及びトリエタノールアミン)等が挙げられる。 In the polyurethane resin (U) in the present invention, a chain extender (H) can be used if necessary. Examples of the chain extender (H) include Mn or a low molecular weight polyol (a2) having a chemical formula of less than 300, water, diamines having 2 to 10 carbon atoms (for example, ethylenediamine, propylenediamine, hexamethylenediamine, isophoronediamine, toluenediamine, and Piperazine), polyalkylene polyamines having 2 to 10 carbon atoms (for example, diethylenetriamine, triethylenetetramine and tetraethylenepentamine), hydrazine or a derivative thereof (dibasic acid dihydrazide such as adipic acid dihydrazide), polyoxygen having 2 to 30 carbon atoms, and the like. Epoxy compounds (for example, 1,6-hexanediol diglycidyl ether, trimethylolpropane polyglycidyl ether, etc.) and amino alcohols having 2 to 10 carbon atoms (for example, ethanolamine, diethanolamine, 2-amino No-2-methylpropanol and triethanolamine) and the like.

本発明におけるポリウレタン樹脂(U)は、必要により反応停止剤(J)を使用することができる。反応停止剤(J)としては、炭素数1〜8のモノアルコール類(メタノール、エタノール、イソプロパノール、セロソルブ類及びカルビトール類等)、炭素数1〜10のモノアミン類(モノメチルアミン、モノエチルアミン、モノブチルアミン、ジブチルアミン及びモノオクチルアミン等のモノ又はジアルキルアミン;モノエタノールアミン、ジエタノールアミン及びジイソプロパノールアミン等のモノ又はジアルカノールアミン等)が挙げられる。 In the polyurethane resin (U) in the present invention, a reaction terminator (J) can be used if necessary. As the reaction terminator (J), monoalcohols having 1 to 8 carbon atoms (methanol, ethanol, isopropanol, cellosolves, carbitols, etc.), monoamines having 1 to 10 carbon atoms (monomethylamine, monoethylamine, mono Mono- or dialkylamines such as butylamine, dibutylamine and monooctylamine; mono- or dialkanolamines such as monoethanolamine, diethanolamine and diisopropanolamine).

本発明におけるポリウレタン樹脂(U)は、必要により酸化防止剤、着色防止剤、耐候安定剤、可塑剤及び離型剤等の添加剤を含有することができる。これらの添加剤の使用量は(U)の重量に基づいて好ましくは10重量%以下、更に好ましくは3重量%以下、特に好ましくは1重量%以下である。 The polyurethane resin (U) in the present invention can contain additives such as antioxidants, anti-coloring agents, weathering stabilizers, plasticizers, and mold release agents as necessary. The amount of these additives used is preferably 10% by weight or less, more preferably 3% by weight or less, and particularly preferably 1% by weight or less based on the weight of (U).

前記脂肪族ジイソシアネート(B1)及び脂環式ジイソシアネート(B2)に含まれるイソシアネート基と、ポリエステルジオール(A1)、ポリカーボネートジオール(A2)およびジオール(D)に含まれる水酸基との当量比(NCO/OH)は分散安定性および粒径制御の観点から1.2〜1.8が好ましく、1.3〜1.6がさらに好ましい。 Equivalent ratio (NCO / OH) of the isocyanate group contained in the aliphatic diisocyanate (B1) and the alicyclic diisocyanate (B2) and the hydroxyl group contained in the polyester diol (A1), polycarbonate diol (A2) and diol (D) ) Is preferably 1.2 to 1.8, more preferably 1.3 to 1.6 from the viewpoint of dispersion stability and particle size control.

ポリウレタン樹脂(U)中の(U)の重量に基づくカルボキシレートアニオン基の含有量は4〜80mg/gであり、より好ましくは24〜50、さらに好ましくは25〜40である。含有量が4mg/g未満であると粒子が粗大化し分散安定性が低下し、含有量が80mg/gを超えると水溶性成分が増加し粘度が上昇する。
ここで、カルボキシレートアニオン基の重量はその対カチオンの重量は含まない。
ポリウレタン樹脂(U)中の(U)の重量に基づくカルボキシレートアニオン基の含有量の測定方法はJIS K 0070:1992記載の方法(電位差滴定法)で測定される酸価から算出できる。
Content of the carboxylate anion group based on the weight of (U) in a polyurethane resin (U) is 4-80 mg / g, More preferably, it is 24-50, More preferably, it is 25-40. When the content is less than 4 mg / g, the particles are coarsened and the dispersion stability is lowered, and when the content exceeds 80 mg / g, the water-soluble component is increased and the viscosity is increased.
Here, the weight of the carboxylate anion group does not include the weight of the counter cation.
The method for measuring the content of the carboxylate anion group based on the weight of (U) in the polyurethane resin (U) can be calculated from the acid value measured by the method described in JIS K 0070: 1992 (potentiometric titration method).

本発明に用いられる顔料(P0)としては無機顔料、有機顔料等を含む顔料粒子が挙げられる。更に詳しくは、黒色用顔料、イエローインク用顔料、マゼンタインク用顔料及びシアンインク用顔料等が挙げられる。また、顔料(P)の形状としては、特に制限はないが、例えば粒状が挙げられる。 Examples of the pigment (P0) used in the present invention include pigment particles containing an inorganic pigment, an organic pigment, and the like. More specifically, a black pigment, a yellow ink pigment, a magenta ink pigment, a cyan ink pigment, and the like can be given. Moreover, there is no restriction | limiting in particular as a shape of a pigment (P), For example, a granular form is mentioned.

無機顔料としては、例えば、カーボンブラック、酸化チタン、亜鉛華、酸化亜鉛、トリポン、酸化鉄、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、カオリナイト、モンモリロナイト、タルク、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、シリカ、アルミナ、カドミウムレッド、べんがら、モリブデンレッド、クロムバーミリオン、モリブデートオレンジ、黄鉛、クロムイエロー、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、チタンイエロー、酸化クロム、ピリジアン、コバルトグリーン、チタンコバルトグリーン、コバルトクロムグリーン、群青、ウルトラマリンブルー、紺青、コバルトブルー、セルリアンブルー、マンガンバイオレット、コバルトバイオレット、及びマイカ等が挙げられる。 Examples of inorganic pigments include carbon black, titanium oxide, zinc white, zinc oxide, tripone, iron oxide, aluminum oxide, silicon dioxide, kaolinite, montmorillonite, talc, barium sulfate, calcium carbonate, silica, alumina, cadmium red, Bengara, molybdenum red, chrome vermilion, molybdate orange, yellow lead, chrome yellow, cadmium yellow, yellow iron oxide, titanium yellow, chromium oxide, pyridian, cobalt green, titanium cobalt green, cobalt chrome green, ultramarine blue, ultramarine blue , Bitumen, cobalt blue, cerulean blue, manganese violet, cobalt violet, mica and the like.

有機顔料としては、例えば、アゾ系、アゾメチン系、ポリアゾ系、フタロシアニン系、キナクリドン系、アンスラキノン系、インジゴ系、チオインジゴ系、キノフタロン系、ベンツイミダゾロン系、イソインドリン系、及びイソインドリノン系顔料等が挙げられる。 Examples of organic pigments include azo, azomethine, polyazo, phthalocyanine, quinacridone, anthraquinone, indigo, thioindigo, quinophthalone, benzimidazolone, isoindoline, and isoindolinone pigments. Etc.

黒色用顔料としては、例えば、ファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラック(C.I.ピグメントブラック7)類、銅、鉄(C.I.ピグメントブラック11)などの金属類、酸化チタン等の金属化合物類、アニリンブラック(C.I.ピグメントブラック1)等の有機顔料などが挙げられる。 Examples of black pigments include, for example, carbon blacks (CI pigment black 7) such as furnace black, lamp black, acetylene black, and channel black, and metals such as copper and iron (CI pigment black 11). And metal compounds such as titanium oxide, and organic pigments such as aniline black (CI Pigment Black 1).

前記カーボンブラックの市販品としては、例えば、No.2300、No.900、MCF−88、No.33、No.40、No.45、No.52、MA7、MA8、MA100、No.2200B(いずれも、三菱化学社製);Raven700、同5750、同5250、同5000、同3500、同1255(いずれも、コロンビア社製);Regal400R、同330R、同660R、MogulL、Monarch700、同800、同880、同900、同1000、同1100、同1300、Monarch1400(いずれも、キャボット社製);カラーブラックFW1、同FW2、同FW2V、同FW18、同FW200、同S150、同S160、同S170、プリンテックス35、同U、同V、同140U、同140V、スペシャルブラック6、同5、同4A、同4(いずれも、デグッサ社製)などが挙げられる。 Examples of commercially available carbon black include No. 2300, no. 900, MCF-88, no. 33, no. 40, no. 45, no. 52, MA7, MA8, MA100, no. 2200B (all manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation); Raven700, 5750, 5250, 5000, 3500, 1255 (all manufactured by Columbia); Regal400R, 330R, 660R, MoguL, Monarch700, 800 880, 900, 1000, 1100, 1300, Monarch 1400 (all manufactured by Cabot Corporation); Color Black FW1, FW2, FW2V, FW18, FW200, S150, S160, S170 , Printex 35, U, V, 140U, 140V, Special Black 6, 5, 4A, 4 (all manufactured by Degussa).

イエローインク用顔料としては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。その例としては、C.I.ピグメントイエロー1、C.I.ピグメントイエロー2、C.I.ピグメントイエロー3、C.I.ピグメントイエロー12、C.I.ピグメントイエロー13、C.I.ピグメントイエロー14、C.I.ピグメントイエロー16、C.I.ピグメントイエロー17、C.I.ピグメントイエロー73、C.I.ピグメントイエロー74、C.I.ピグメントイエロー75、C.I.ピグメントイエロー83、C.I.ピグメントイエロー93、C.I.ピグメントイエロー95、C.I.ピグメントイエロー97、C.I.ピグメントイエロー98、C.I.ピグメントイエロー114、C.I.ピグメントイエロー120、C.I.ピグメントイエロー128、C.I.ピグメントイエロー129、C.I.ピグメントイエロー138、C.I.ピグメントイエロー150、C.I.ピグメントイエロー151、C.I.ピグメントイエロー154、C.I.ピグメントイエロー155、C.I.ピグメントイエロー174、C.I.ピグメントイエロー180、C.I.ピグメントイエロー185などが挙げられる。 There is no restriction | limiting in particular as a pigment for yellow ink, According to the objective, it can select suitably. Examples thereof include C.I. I. Pigment yellow 1, C.I. I. Pigment yellow 2, C.I. I. Pigment yellow 3, C.I. I. Pigment yellow 12, C.I. I. Pigment yellow 13, C.I. I. Pigment yellow 14, C.I. I. Pigment yellow 16, C.I. I. Pigment yellow 17, C.I. I. Pigment yellow 73, C.I. I. Pigment yellow 74, C.I. I. Pigment yellow 75, C.I. I. Pigment yellow 83, C.I. I. Pigment yellow 93, C.I. I. Pigment yellow 95, C.I. I. Pigment yellow 97, C.I. I. Pigment yellow 98, C.I. I. Pigment yellow 114, C.I. I. Pigment yellow 120, C.I. I. Pigment yellow 128, C.I. I. Pigment yellow 129, C.I. I. Pigment yellow 138, C.I. I. Pigment yellow 150, C.I. I. Pigment yellow 151, C.I. I. Pigment yellow 154, C.I. I. Pigment yellow 155, C.I. I. Pigment yellow 174, C.I. I. Pigment yellow 180, C.I. I. And CI Pigment Yellow 185.

マゼンタインク用顔料としては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。その例としては、C.I.ピグメントレッド5、C.I.ピグメントレッド7、C.I.ピグメントレッド12、C.I.ピグメントレッド48(Ca)、C.I.ピグメントレッド48(Mn)、C.I.ピグメントレッド57(Ca)、C.I.ピグメントレッド57:1、C.I.ピグメントレッド112、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド123、C.I.ピグメントレッド146、C.I.ピグメントレッド168、C.I.ピグメントレッド176、C.I.ピグメントレッド184、C.I.ピグメントレッド185、C.I.ピグメントレッド202、ピグメントバイオレット19、などが挙げられる。 There is no restriction | limiting in particular as a pigment for magenta ink, According to the objective, it can select suitably. Examples thereof include C.I. I. Pigment red 5, C.I. I. Pigment red 7, C.I. I. Pigment red 12, C.I. I. Pigment red 48 (Ca), C.I. I. Pigment red 48 (Mn), C.I. I. Pigment red 57 (Ca), C.I. I. Pigment red 57: 1, C.I. I. Pigment red 112, C.I. I. Pigment red 122, C.I. I. Pigment red 123, C.I. I. Pigment red 146, C.I. I. Pigment red 168, C.I. I. Pigment red 176, C.I. I. Pigment red 184, C.I. I. Pigment red 185, C.I. I. Pigment red 202, pigment violet 19, and the like.

シアンインク用顔料としては特に制限はなく目的に応じて適宜選択することができる。その例としては、C.I.ピグメントブルー1、C.I.ピグメントブルー2、C.I.ピグメントブルー3、C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー15:4、C.I.ピグメントブルー15:34、C.I.ピグメントブルー16、C.I.ピグメントブルー22、C.I.ピグメントブルー60、C.I.ピグメントブルー63、C.I.ピグメントブルー66;C.I.バットブルー4、C.I.バットブルー60、などが挙げられる。 There is no restriction | limiting in particular as a pigment for cyan inks, According to the objective, it can select suitably. Examples thereof include C.I. I. Pigment blue 1, C.I. I. Pigment blue 2, C.I. I. Pigment blue 3, C.I. I. Pigment blue 15, C.I. I. Pigment blue 15: 3, C.I. I. Pigment blue 15: 4, C.I. I. Pigment blue 15:34, C.I. I. Pigment blue 16, C.I. I. Pigment blue 22, C.I. I. Pigment blue 60, C.I. I. Pigment blue 63, C.I. I. Pigment blue 66; C.I. I. Bat Blue 4, C.I. I. Bat Blue 60 and the like.

また、本発明のために新たに製造された顔料を使用してもよい。また効果を損なわない範囲で上述した顔料を併用してもよい。 In addition, pigments newly produced for the present invention may be used. Moreover, you may use together the pigment mentioned above in the range which does not impair an effect.

ポリウレタン樹脂(U)と顔料(P0)との合計重量に基づいて顔料(P0)の含有量は分散安定性の観点から10〜40重量%が好ましく、20〜30重量%がさらに好ましい。
(R)の固形分濃度は、(R)の重量に基づいて好ましくは10〜80重量%、更に好ましくは20〜40重量%である。
Based on the total weight of the polyurethane resin (U) and the pigment (P0), the content of the pigment (P0) is preferably 10 to 40% by weight, more preferably 20 to 30% by weight from the viewpoint of dispersion stability.
The solid content concentration of (R) is preferably 10 to 80% by weight, more preferably 20 to 40% by weight, based on the weight of (R).

本発明における顔料(P)の体積平均粒子径は、分散安定性および粘度の観点から10〜300nmが好ましく、30〜150nmがさらに好ましい。
なお、この体積平均粒子径の測定方法は光散乱粒度分布測定装置で測定される。
The volume average particle diameter of the pigment (P) in the present invention is preferably from 10 to 300 nm, more preferably from 30 to 150 nm, from the viewpoints of dispersion stability and viscosity.
In addition, the measuring method of this volume average particle diameter is measured with the light-scattering particle size distribution measuring apparatus.

顔料分散は、乾燥・凝集した状態の顔料粒子を微細化し、分散媒体中に均一にかつ安定に分散させることである。顔料粒子が分散していく過程はぬれ、機械的解砕、安定化の3つ単位過程からなり、そのうちぬれと安定化に対し寄与が大きいのが顔料の表面修飾である。 In the pigment dispersion, the dried and agglomerated pigment particles are refined and dispersed uniformly and stably in the dispersion medium. The process of dispersing the pigment particles consists of three unit processes of wetting, mechanical disintegration, and stabilization. Of these, the surface modification of the pigment contributes greatly to wetting and stabilization.

顔料の表面修飾方法は物理的手法と化学的手法がある。物理的手法の例としては、顔料表面への分散剤の物理吸着があり、化学的手法の例としては、プラズマ処理、UV処理、グラフト重合、カップリング反応によって水酸基、カルボキシル基といった親水性の官能基を修飾する方法があげられる。
分散剤の物理吸着は、吸着していない分散剤が存在するため、粘度が高くなる傾向にある。また、吸着、脱離の平衡状態であるため、安定性が悪いといった課題がある。
顔料表面の親水基の化学修飾は、分子量の大きいカーボンブラックでは自己分散化が達成できるが、有機顔料は分子量が小さいため、親水基付与によって水に可溶となり、染料化することがある。
このような物理的、化学的な顔料の表面修飾の課題解決のため、顔料を水に対し不溶で、かつ水に対し自己分散性を持つ樹脂で被覆する樹脂被覆顔料分散体があげられる。
There are physical methods and chemical methods for surface modification of pigments. Examples of physical methods include physical adsorption of the dispersant on the pigment surface, and examples of chemical methods include hydrophilic functions such as hydroxyl groups and carboxyl groups by plasma treatment, UV treatment, graft polymerization, and coupling reactions. A method for modifying the group is mentioned.
The physical adsorption of the dispersant tends to increase the viscosity because there is a non-adsorbed dispersant. Moreover, since it is in an equilibrium state of adsorption and desorption, there is a problem that stability is poor.
As for the chemical modification of the hydrophilic group on the pigment surface, self-dispersion can be achieved with carbon black having a large molecular weight. However, since the organic pigment has a small molecular weight, it becomes soluble in water by adding a hydrophilic group and may be dyed.
In order to solve the problem of surface modification of such physical and chemical pigments, there is a resin-coated pigment dispersion in which the pigment is coated with a resin that is insoluble in water and self-dispersible in water.

樹脂被覆顔料の特徴として、非可逆のため分散状態の変化がなく、インクビヒクル中の溶剤に対し安定であるため、吐出、貯蔵安定性に優れている。また、樹脂自体にバインダー成分としての機能を持たすことができているため、画像の発色性、光沢性、密着性に優れるという利点がある。 As a characteristic of the resin-coated pigment, since it is irreversible, there is no change in the dispersion state, and since it is stable against the solvent in the ink vehicle, it is excellent in ejection and storage stability. Further, since the resin itself can have a function as a binder component, there is an advantage that the color development, glossiness and adhesion of the image are excellent.

樹脂被覆顔料の製造方法としては、従来公知のすべての方法を用いることが可能である。従来公知の方法として、顔料分散体表面にモノマーを吸着、重合させる表面重合法、樹脂溶液中で顔料を分散させ、樹脂に対しての貧溶媒を添加させ、顔料表面に樹脂を堆積させる表面堆積法、顔料と樹脂を溶融混練しマスターバッチ化、湿式で微細化する混練微細化法、高圧流体を用いた樹脂溶液の顔料凝集体への浸透と、大気圧下に放出したときの膨張エネルギーで微細化と被覆を同時に達成する方法、水に対して自己分散性を持つ樹脂と顔料を湿式で微細化し、前記有機相に水を投入することで樹脂被覆顔料を得る転相乳化法があげられる。
このうち、本発明のポリウレタン樹脂被覆顔料水分散体(R)を製造するのに最も適しているのは、体積平均粒子径、インクビヒクルへの安定性の観点から転相乳化法である。
As a method for producing a resin-coated pigment, all conventionally known methods can be used. As a conventionally known method, a surface polymerization method in which a monomer is adsorbed and polymerized on the surface of a pigment dispersion, a surface deposition in which a pigment is dispersed in a resin solution, a poor solvent for the resin is added, and the resin is deposited on the pigment surface. Method, master-batch by melting and kneading pigment and resin, kneading and refining method to refine by wet process, penetration of pigment solution into pigment aggregate using high-pressure fluid, and expansion energy when released under atmospheric pressure Examples include a method of simultaneously achieving fineness and coating, and a phase inversion emulsification method in which a resin and pigment having self-dispersibility in water are finely divided by wet, and water is added to the organic phase to obtain a resin-coated pigment. .
Among these, the phase inversion emulsification method is most suitable for producing the polyurethane resin-coated pigment aqueous dispersion (R) of the present invention from the viewpoint of volume average particle diameter and stability to an ink vehicle.

<ポリウレタン樹脂被覆顔料水分散体(R)の製造方法>
本発明のポリウレタン樹脂被覆顔料水分散体(R)は、例えば以下の工程にて製造される。
(i)ポリウレタンプレポリマー(T)を得る工程。
(ii)ポリウレタンプレポリマー(T)を有機溶剤(L)に溶解した液と顔料(P0)を混合、機械的解砕によって微細化し、有機溶媒系顔料スラリー(S)を得る工程。
(iii)中和剤(K)にて中和する工程。
(iv)得られた中和物を水に分散させて、鎖伸長剤(H)、反応停止剤(J)及び/若しくは水で反応させた後必要により有機溶剤(L)を除去する工程。
<Method for producing polyurethane resin-coated pigment aqueous dispersion (R)>
The polyurethane resin-coated pigment aqueous dispersion (R) of the present invention is produced, for example, by the following steps.
(I) A step of obtaining a polyurethane prepolymer (T).
(Ii) A step in which a solution obtained by dissolving the polyurethane prepolymer (T) in the organic solvent (L) and the pigment (P0) are mixed and refined by mechanical crushing to obtain an organic solvent pigment slurry (S).
(Iii) A step of neutralizing with a neutralizing agent (K).
(Iv) A step of dispersing the obtained neutralized product in water and reacting with the chain extender (H), the reaction terminator (J) and / or water and then removing the organic solvent (L) as necessary.

<製造工程(i)>
ポリウレタンプレポリマー(T)は、ポリエステルジオール(A1)及び/若しくはポリカーボネートジオール(A2)、脂肪族ジイソシアネート(B1)及び/若しくは脂環式ジイソシアネート(B2)、並びにカルボキシル基及び/若しくはカルボキシレートアニオン基を有するジオール(D)を、加熱可能な設備で加熱して反応することで得られる。例えば、容器中に(A1)及び/若しくは(A2)、(B1)及び/若しくは(B2)、(D)を仕込んで均一撹拌後、加熱乾燥機や加熱炉で無撹拌下に加熱する方法や、簡易加圧反応装置(オートクレーブ)、コルベン、一軸若しくは二軸の混練機、プラストミル又は万能混練機等で、攪拌又は混練しながら加熱して反応する方法等が挙げられる。なかでも、攪拌又は混練しながら加熱して反応する方法は、得られる(T)の均質性が高くなり、得られる皮膜の機械的物性、耐久性、耐薬品性及び耐磨耗性等がより優れる傾向があるため好ましい。
<Manufacturing process (i)>
The polyurethane prepolymer (T) comprises a polyester diol (A1) and / or a polycarbonate diol (A2), an aliphatic diisocyanate (B1) and / or an alicyclic diisocyanate (B2), and a carboxyl group and / or a carboxylate anion group. It can be obtained by reacting the diol (D) it has with a heatable facility. For example, a method in which (A1) and / or (A2), (B1) and / or (B2), (D) is charged in a container and uniformly stirred, and then heated without stirring in a heating dryer or heating furnace, And a method of reacting by heating with stirring or kneading in a simple pressure reactor (autoclave), Kolben, uniaxial or biaxial kneader, plast mill or universal kneader. Among them, the method of heating and reacting while stirring or kneading increases the homogeneity of the obtained (T), and the mechanical properties, durability, chemical resistance, wear resistance, etc. of the obtained film are more. This is preferable because it tends to be excellent.

ポリウレタンプレポリマー(T)を製造する際の反応温度は、(T)のアロハネート基及びビューレット基の含有量の観点から、60〜120℃が好ましく、更に好ましくは60〜110℃であり、最も好ましくは60〜100℃である。また、(T)を製造する際の時間は、使用する設備により適宜選択することができるが、一般的に1分〜100時間が好ましく、更に好ましくは3分〜30時間であり、特に好ましくは5分〜20時間である。この範囲であれば、本発明の効果を十分に発揮できる(T)が得られる。 The reaction temperature when producing the polyurethane prepolymer (T) is preferably 60 to 120 ° C, more preferably 60 to 110 ° C, from the viewpoint of the contents of the allophanate group and burette group of (T), most preferably Preferably it is 60-100 degreeC. The time for producing (T) can be appropriately selected depending on the equipment used, but generally 1 minute to 100 hours is preferable, more preferably 3 minutes to 30 hours, and particularly preferably. 5 minutes to 20 hours. If it is this range, (T) which can fully exhibit the effect of the present invention will be obtained.

ポリウレタンプレポリマー(T)は有機溶剤(L)を用いて希釈することができる。有機溶剤(L)としては、ケトン系溶剤(アセトン、メチルエチルケトン及びメチルイソブチルケトン等)、エステル系溶剤(酢酸エチル、酢酸ブチル及びγ−ブチロラクトン等)、エーテル系溶剤(THF等)、アミド系溶剤[N,N−ジメチルホルムアミド(以下、DMFと略記)、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン及びN−メチルカプロラクタム等]、アルコール系溶剤(メタノール、エタノール及びイソプロピルアルコール等)及び芳香族炭化水素系溶剤(トルエン及びキシレン等)等が挙げられる。これらの有機溶剤は1種を単独で用いてもよいし、2種類以上を併用してもよい。これらの内、ポリウレタンプレポリマー(T)の溶解性の観点から好ましいのはアミド系溶剤である。 The polyurethane prepolymer (T) can be diluted with an organic solvent (L). Examples of the organic solvent (L) include ketone solvents (acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, etc.), ester solvents (ethyl acetate, butyl acetate, γ-butyrolactone, etc.), ether solvents (THF, etc.), amide solvents [ N, N-dimethylformamide (hereinafter abbreviated as DMF), N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, N-methylcaprolactam, etc.], alcohol solvents (methanol, ethanol, isopropyl alcohol, etc.) and aroma Group hydrocarbon solvents (toluene, xylene, etc.). These organic solvents may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together. Of these, amide solvents are preferred from the viewpoint of solubility of the polyurethane prepolymer (T).

有機溶剤(L)はウレタン化反応前、ウレタン化反応中、ウレタン化反応後、乳化前のいずれの時期に添加しても良いが、反応系の均一性の観点からウレタン化反応前に使用するのが好ましい。 The organic solvent (L) may be added before the urethanization reaction, during the urethanization reaction, after the urethanization reaction, or before emulsification, but is used before the urethanization reaction from the viewpoint of the uniformity of the reaction system. Is preferred.

ウレタン化反応速度をコントロールするために、公知の反応触媒(オクチル酸錫及びビスマスオクチル酸塩等)及び反応遅延剤(リン酸等)等を使用することができる。これらの触媒又は反応遅延剤の添加量は、(T)の重量に基づき、好ましくは0.001〜3重量%、更に好ましくは0.005〜2重量%、特に好ましくは0.01〜1重量%である。 In order to control the urethanization reaction rate, known reaction catalysts (such as tin octylate and bismuth octylate) and reaction retarders (such as phosphoric acid) can be used. The addition amount of these catalysts or reaction retarders is preferably 0.001 to 3% by weight, more preferably 0.005 to 2% by weight, and particularly preferably 0.01 to 1% by weight based on the weight of (T). %.

<製造工程(ii)>
ポリウレタンプレポリマー(T)と顔料(P0)を混合する装置としては、(T)の合成に用いられた装置をそのまま使用することができる。
顔料(P0)を機械的解砕によって微細化する際に用いる分散機としては、例えば、ペイントシェーカーや、ボールミル、サンドミル、ナノミルを列挙することができる。具体的には、SCミル(日本コークス工業製)、TSU−6U(アイメックス製)などである。
<Manufacturing process (ii)>
As an apparatus for mixing the polyurethane prepolymer (T) and the pigment (P0), the apparatus used for the synthesis of (T) can be used as it is.
Examples of the disperser used when the pigment (P0) is refined by mechanical crushing include a paint shaker, a ball mill, a sand mill, and a nano mill. Specifically, they are SC mill (made by Nippon Coke Industries), TSU-6U (made by IMEX), etc.

<製造工程(iii)>
必要により該ポリウレタンプレポリマー(T)に導入されたカルボキシル基部分を中和剤(K)にて中和する。中和剤(K)は、ウレタン化反応前、ウレタン化反応中、ウレタン化反応後、乳化前、乳化中又は乳化水性媒体分散後のいずれの時期に添加しても良いが、ウレタン樹脂の安定性及びインク用複合粒子分散体の安定性の観点から、乳化前又は乳化中に添加することが好ましい。
<Manufacturing process (iii)>
If necessary, the carboxyl group portion introduced into the polyurethane prepolymer (T) is neutralized with a neutralizing agent (K). The neutralizing agent (K) may be added at any time before the urethanization reaction, during the urethanization reaction, after the urethanization reaction, before emulsification, during emulsification, or after dispersion of the emulsified aqueous medium. From the viewpoint of the properties and stability of the composite particle dispersion for ink, it is preferably added before or during emulsification.

(K)に用いられる中和剤は、ウレタン化反応前、ウレタン化反応中、ウレタン化反応後、水分散工程前、水分散工程中又は水分散後のいずれの時期に添加しても良いが、ウレタン樹脂の安定性及び水性分散体の安定性の観点から、水分散工程前又は水分散工程中に添加することが好ましい。また、脱溶剤時に揮発した中和剤を脱溶剤後に追添加しても良く、追添加する中和剤種は上記記載のものから自由に選択することができる。 The neutralizing agent used in (K) may be added at any time before the urethanization reaction, during the urethanization reaction, after the urethanization reaction, before the water dispersion step, during the water dispersion step or after the water dispersion. From the viewpoint of the stability of the urethane resin and the stability of the aqueous dispersion, it is preferably added before or during the water dispersion step. Further, the neutralizing agent volatilized at the time of solvent removal may be added after the solvent removal, and the type of neutralizing agent to be added can be freely selected from those described above.

(K)の使用量は、ポリウレタン樹脂被覆顔料水分散体の安定性の観点から、ポリウレタン樹脂(U)の重量に基づくカルボキシレートアニオン基の含有量が23〜80mg/gとなるよう調節する。中和工程におけるカルボキシル基の中和率は、分散安定性の観点から好ましくは20〜100%、さらに好ましくは60〜100%である。 The amount of (K) used is adjusted so that the carboxylate anion group content based on the weight of the polyurethane resin (U) is 23 to 80 mg / g from the viewpoint of the stability of the polyurethane resin-coated pigment aqueous dispersion. The neutralization rate of the carboxyl group in the neutralization step is preferably 20 to 100%, more preferably 60 to 100% from the viewpoint of dispersion stability.

<製造工程(iv)>
工程(iii)で得られた中和物を乳化する方法としては、例えば必要により有機溶剤(L)、分散剤(e)、鎖伸長剤(H)及び反応停止剤(J)の存在下で水性媒体に分散して、イソシアネート基が実質的に無くなるまで反応[水、(H)による鎖伸長、及び必要により(J)による反応停止]させ、必要により用いた有機溶剤(L)を留去する方法が挙げられる。
<Manufacturing process (iv)>
As a method for emulsifying the neutralized product obtained in step (iii), for example, in the presence of an organic solvent (L), a dispersant (e), a chain extender (H), and a reaction terminator (J) as necessary. Disperse in an aqueous medium and carry out the reaction [water, chain extension with (H), and if necessary, stop with (J)] until the isocyanate group is substantially eliminated, and distill off the organic solvent (L) if necessary. The method of doing is mentioned.

本発明における水性媒体とは、水及び水と前記有機溶剤(L)との混合物を意味する。水性媒体に使用される有機溶剤は、分散性の観点から水溶性の有機溶剤であることが好ましい。有機溶剤(L)を使用した場合には、ポリウレタン樹脂被覆顔料水性分散体の製造中及び/又は製造後に必要によりこれを留去してもよい。 The aqueous medium in the present invention means water and a mixture of water and the organic solvent (L). The organic solvent used in the aqueous medium is preferably a water-soluble organic solvent from the viewpoint of dispersibility. When the organic solvent (L) is used, it may be distilled off if necessary during and / or after the production of the aqueous polyurethane resin-coated pigment dispersion.

分散剤(e)としては、ノニオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤及びその他の乳化分散剤が挙げられる。(e)は単独で使用してもよいし、2種以上を併用することもできる。 Examples of the dispersant (e) include nonionic surfactants, anionic surfactants, cationic surfactants, amphoteric surfactants and other emulsifying dispersants. (E) may be used alone or in combination of two or more.

スラリー(S)を攪拌しながら、水を添加し、ポリウレタン樹脂被覆顔料(P)を分散する装置の方式は特に限定されず、例えば、(1)錨型撹拌方式、(2)回転子−固定子式方式[例えばホモミキサー(アズワン製)]、(3)ラインミル方式[例えばラインフローミキサー]、(4)静止管混合式[例えばスタティックミキサー]、(5)振動式[例えば「VIBRO MIXER」(冷化工業社製)]、(6)超音波衝撃式[例えば超音波ホモジナイザー]、(7)高圧衝撃式[例えばガウリンホモジナイザー(ガウリン社製)]、(8)膜乳化式[例えば膜乳化モジュール]、及び(9)遠心薄膜接触式[例えば「フィルミックス」(プライミックス社製)]等の乳化機が挙げられる。これらの内、好ましいのは、(2)である。 There is no particular limitation on the system of the apparatus for adding water and dispersing the polyurethane resin-coated pigment (P) while stirring the slurry (S). For example, (1) vertical stirring system, (2) rotor-fixed Child type [for example, homomixer (manufactured by ASONE)], (3) Line mill type [for example, line flow mixer], (4) Static tube mixing type [for example, static mixer], (5) Vibration type [for example, “VIBRO MIXER” ( Chilling Kogyo Co., Ltd.)], (6) Ultrasonic impact type [for example, ultrasonic homogenizer], (7) High pressure impact type [for example, Gaurin homogenizer (manufactured by Gaurin)], (8) ] And (9) Centrifugal thin film contact type [e.g., "Fillmix" (manufactured by Primemix)] and the like. Of these, (2) is preferable.

以下において本発明のポリウレタン樹脂被覆顔料水分散体(R)を用いた水性インク(X)の調製について説明する。 Hereinafter, the preparation of the water-based ink (X) using the aqueous polyurethane resin-coated pigment dispersion (R) of the present invention will be described.

水性インク(X)は、必要に応じて適宜選択したその他の成分を加えることができる。例えば架橋剤、粘度調整剤、消泡剤、防腐剤、劣化防止剤、安定化剤、凍結防止剤及び水等を1種又は2種以上含有することができる。 The water-based ink (X) can contain other components appropriately selected as necessary. For example, 1 type (s) or 2 or more types can be contained in a crosslinking agent, a viscosity modifier, an antifoamer, antiseptic | preservative, a degradation inhibitor, a stabilizer, antifreezing agent, water, etc.

架橋剤としては水溶性又は水性媒体分散性のアミノ樹脂、水溶性又は水性媒体分散性のポリエポキシド、水溶性又は水性媒体分散性のブロックドポリイソシアネート化合物、ポリエチレン尿素、水溶性又は水性媒体分散性のポリカルボジイミド樹脂、水溶性又は水性媒体分散性のポリオキサゾリン樹脂等が挙げられる。架橋剤の使用量は、ポリウレタン樹脂(A)が有する反応性基のモル数に対する架橋剤が有する反応性基のモル数が、0.05〜2.0倍となる量が好ましく、更に好ましくは0.1〜1.0倍となる量である。 Examples of crosslinking agents include water-soluble or aqueous medium-dispersible amino resins, water-soluble or aqueous medium-dispersible polyepoxides, water-soluble or aqueous medium-dispersed blocked polyisocyanate compounds, polyethylene urea, water-soluble or aqueous medium-dispersible compounds. Examples thereof include polycarbodiimide resins, water-soluble or aqueous medium-dispersible polyoxazoline resins, and the like. The amount of the crosslinking agent used is preferably such that the number of moles of the reactive group possessed by the crosslinking agent with respect to the number of moles of the reactive group possessed by the polyurethane resin (A) is 0.05 to 2.0 times. The amount is 0.1 to 1.0 times.

粘度調整剤としては増粘剤、例えば無機系粘度調整剤(ケイ酸ソーダやベントナイト等)、セルロース系粘度調整剤(Mnが20,000以上のメチルセルロール、カルボキシメチルセルロース及びヒドロキシメチルセルロース等)、タンパク質系粘度調整剤(カゼイン、カゼインソーダ及びカゼインアンモニウム等)、アクリル系(Mnが20,000以上のポリアクリル酸ナトリウム及びポリアクリル酸アンモニウム等)及びビニル系粘度調整剤(Mnが20,000以上のポリビニルアルコール等)が挙げられる。
消泡剤としては、長鎖アルコール(オクチルアルコール等)、ソルビタン誘導体(ソルビタンモノオレート等)、シリコーンオイル(ポリメチルシロキサン及びポリエーテル変性シリコーン等)等が挙げられる。
Viscosity modifiers include thickeners such as inorganic viscosity modifiers (such as sodium silicate and bentonite), cellulose viscosity modifiers (such as methylcellulose, carboxymethylcellulose, and hydroxymethylcellulose with Mn of 20,000 or more), proteins System viscosity modifiers (casein, casein soda, casein ammonium, etc.), acrylics (sodium polyacrylate and ammonium polyacrylate with Mn of 20,000 or more) and vinyl viscosity modifiers (Mn of 20,000 or more) Polyvinyl alcohol).
Examples of antifoaming agents include long-chain alcohols (such as octyl alcohol), sorbitan derivatives (such as sorbitan monooleate), and silicone oils (such as polymethylsiloxane and polyether-modified silicone).

防腐剤としては、有機窒素硫黄化合物系防腐剤及び有機硫黄ハロゲン化物系防腐剤等が挙げられる。
劣化防止剤及び安定化剤(紫外線吸収剤及び酸化防止剤等)としてはヒンダードフェノール系、ヒンダードアミン系、ヒドラジン系、リン系、ベンゾフェノン系及びベンゾトリアゾール系劣化防止剤及び安定化剤等が挙げられる。
凍結防止剤としては、エチレングリコール及びプロピレングリコール等が挙げられる。
粘度調整剤、消泡剤、防腐剤、劣化防止剤、安定化剤及び凍結防止剤の含有量は、水性塗料の重量に基づいてそれぞれ通常好ましくは5重量%以下、より好ましくは3重量%以下である。
Examples of the preservative include organic nitrogen sulfur compound preservatives and organic sulfur halide preservatives.
Deterioration inhibitors and stabilizers (such as UV absorbers and antioxidants) include hindered phenol-based, hindered amine-based, hydrazine-based, phosphorus-based, benzophenone-based and benzotriazole-based deterioration inhibitors and stabilizers. .
Examples of the antifreezing agent include ethylene glycol and propylene glycol.
The content of the viscosity modifier, antifoaming agent, antiseptic, deterioration preventing agent, stabilizer and antifreezing agent is usually preferably 5% by weight or less, more preferably 3% by weight or less, respectively, based on the weight of the aqueous paint. It is.

水性インク(X)には、乾燥後の塗膜外観を向上させる目的、塗装又は印刷ラインでの目詰まり防止のため乾燥を遅延させる目的等で更に溶剤を添加してもよい。添加する溶剤としては例えば炭素数1〜20の1価アルコール(メタノール、エタノール及びプロパノール等)、炭素数1〜20のグリコール類(エチレングリコール、プロピレングリコール及びジエチレングリコール等)、炭素数1〜20の3価以上のアルコール(グリセリン等)及び炭素数1〜20のセロソルブ類(メチル及びエチルセロソルブ等)等が使用できる。添加する溶剤の含有量は、水性塗料又はインクの重量基づいて、好ましくは80重量%以下、更に好ましくは70重量%以下である。 A solvent may be further added to the water-based ink (X) for the purpose of improving the appearance of the coated film after drying, or for the purpose of delaying drying in order to prevent clogging in the coating or printing line. Examples of the solvent to be added include monohydric alcohols having 1 to 20 carbon atoms (such as methanol, ethanol and propanol), glycols having 1 to 20 carbon atoms (such as ethylene glycol, propylene glycol and diethylene glycol), and 3 having 1 to 20 carbon atoms. Alcohols having higher valences (such as glycerin) and cellosolves having 1 to 20 carbon atoms (such as methyl and ethyl cellosolve) can be used. The content of the solvent to be added is preferably 80% by weight or less, more preferably 70% by weight or less, based on the weight of the aqueous paint or ink.

本発明のポリウレタン樹脂被覆顔料水分散体(R)を用いた水性インク(X)は、本発明の(R)と上記記載の各成分を混合、撹拌することで製造される。混合の際は全ての成分を同時に混合しても、各成分を段階的に投入して混合してもよい。
水性インク(X)の固形分濃度は、好ましくは3〜70重量%、更に好ましくは7〜60重量%である。
The water-based ink (X) using the polyurethane resin-coated pigment aqueous dispersion (R) of the present invention is produced by mixing and stirring the (R) of the present invention and the components described above. When mixing, all the components may be mixed at the same time, or each component may be added stepwise and mixed.
The solid content concentration of the water-based ink (X) is preferably 3 to 70% by weight, more preferably 7 to 60% by weight.

本発明のポリウレタン樹脂被覆顔料水分散体(R)は、オフセット印刷用インク、凸版印刷用インク、グラビア印刷用インク、シルク印刷用インク、インクジェット記録用インク、カラーフィルターなどの用途に使用することが出来る。 The polyurethane resin-coated pigment aqueous dispersion (R) of the present invention can be used for applications such as offset printing ink, relief printing ink, gravure printing ink, silk printing ink, inkjet recording ink, and color filter. I can do it.

以下、実施例を以て本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。以下、部は重量部を意味する。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention concretely, this invention is not limited to these. Hereinafter, the part means part by weight.

実施例1 <顔料水分散体(R−1)の製造>
撹拌機及び加熱装置を備えた簡易加圧反応装置にポリエステルジオール(A−1)としてサンエスター 4620(三洋化成工業製)57.8部、ヘキサメチレンジイソシアネート(B1−1)10.5部、2,2−ジメチロールプロピオン酸(D−1)1.7部及びメチルエチルケトン30部を仕込んで85℃で10時間攪拌してウレタン化反応を行い、ポリウレタンプレポリマー(T−1)のメチルエチルケトン溶液(V−1)を製造した。
次いで、顔料(P)としてカーボンブラックMA230(P−1)を17.5部加え、ガラスビーズ(ASGB−320、アズワン製)を117.5部加えた後、顔料分散機(TSU−6U、アイメックス製)にて4時間解砕させ、有機溶媒系顔料スラリー(S−1)を得た。
有機溶媒系顔料スラリー(S−1)235部に中和剤(K)としてトリエチルアミン1.0部を加え均一化した後、200rpmで撹拌しながら水を38部加え、混合物を分散させた。得られた分散体に鎖伸長剤(H)である10重量%のジエチレントリアミン水溶液を5.2部加え、減圧下に65℃で8時間かけてメチルエチルケトンを留去、ガラスビーズをフィルター除去し、ポリウレタン樹脂(U)に被覆された顔料水分散体(R−1)を得た。
Example 1 <Production of Pigment Water Dispersion (R-1)>
As a polyester diol (A-1), 57.8 parts Sanester 4620 (manufactured by Sanyo Chemical Industries), 10.5 parts hexamethylene diisocyanate (B1-1), 2 , 2-dimethylolpropionic acid (D-1) 1.7 parts and 30 parts of methyl ethyl ketone were added and stirred at 85 ° C. for 10 hours to carry out a urethanation reaction. A methyl ethyl ketone solution of polyurethane prepolymer (T-1) (V -1) was produced.
Next, 17.5 parts of carbon black MA230 (P-1) was added as a pigment (P), and 117.5 parts of glass beads (ASGB-320, manufactured by ASONE) were added, followed by a pigment disperser (TSU-6U, Imex). For 4 hours to obtain an organic solvent pigment slurry (S-1).
After adding and homogenizing 1.0 part of triethylamine as a neutralizing agent (K) to 235 parts of the organic solvent pigment slurry (S-1), 38 parts of water was added with stirring at 200 rpm to disperse the mixture. To the obtained dispersion, 5.2 parts of a 10% by weight diethylenetriamine aqueous solution as a chain extender (H) was added, methyl ethyl ketone was distilled off at 65 ° C. for 8 hours under reduced pressure, glass beads were removed by filtration, and polyurethane was removed. A pigment aqueous dispersion (R-1) coated with resin (U) was obtained.

実施例2 <顔料水分散体(R−2)の製造>
撹拌機及び加熱装置を備えた簡易加圧反応装置にポリエステルジオール(A−1)ヘキサメチレンジイソシアネート(B1−1)15.3部、2,2−ジメチロールプロピオン酸(D−1)4.8部及びメチルエチルケトン30部を仕込んで85℃で10時間攪拌してウレタン化反応を行い、ポリウレタンプレポリマーのメチルエチルケトン溶液(V−2)を製造した。次いで、カーボンブラックMA230(P−1)を17.5部加え、ガラスビーズを117.5部加えた後、顔料分散機にて4時間解砕させ、有機溶媒系顔料スラリー(S−2)を得た。
有機溶媒系顔料スラリー(S−2)235部にトリエチルアミン3.6部を加え均一化した後、200rpmで撹拌しながら水を388部加え混合物を分散させた。得られた分散体にジエチレントリアミン水溶液を8.5部加え、減圧下に65℃で8時間かけてメチルエチルケトンを留去、ガラスビーズをフィルター除去し、ポリウレタン樹脂(U)に被覆された顔料水分散体(R−2)を得た。
Example 2 <Production of pigment aqueous dispersion (R-2)>
In a simple pressure reactor equipped with a stirrer and a heating device, 15.3 parts of polyester diol (A-1) hexamethylene diisocyanate (B1-1), 2,2-dimethylolpropionic acid (D-1) 4.8 And 30 parts of methyl ethyl ketone were added and stirred at 85 ° C. for 10 hours to carry out a urethanation reaction to produce a methyl ethyl ketone solution (V-2) of a polyurethane prepolymer. Next, 17.5 parts of carbon black MA230 (P-1) was added, 117.5 parts of glass beads were added, and then crushed with a pigment disperser for 4 hours to obtain an organic solvent pigment slurry (S-2). Obtained.
After adding 3.6 parts of triethylamine to 235 parts of the organic solvent pigment slurry (S-2) and homogenizing, 388 parts of water was added with stirring at 200 rpm to disperse the mixture. 8.5 parts of diethylenetriamine aqueous solution was added to the obtained dispersion, methyl ethyl ketone was distilled off at 65 ° C. for 8 hours under reduced pressure, the glass beads were removed by filtration, and the pigment aqueous dispersion coated with polyurethane resin (U) (R-2) was obtained.

実施例3 <顔料水分散体(R−3)の製造>
撹拌機及び加熱装置を備えた簡易加圧反応装置にクラレポリオール P−2020(クラレ製)(A1−2)16.2部、ヘキサメチレンジイソシアネート(B1−1)22.6部、4,4'−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(B2−1)14.5部、2,2−ジメチロールプロピオン酸(D−1)16.7部及びメチルエチルケトン30部を仕込んで85℃で10時間攪拌してウレタン化反応を行い、ポリウレタンプレポリマーのメチルエチルケトン溶液(V−3)を製造した。次いで、カーボンブラックMA230(P−1)を17.5部加え、ガラスビーズを117.5部加えた後、顔料分散機にて4時間解砕させ、有機溶媒系顔料スラリー(S−3)を得た。
有機溶媒系顔料スラリー(S−3)235部にトリエチルアミン12.6部を加え均一化した後、200rpmで撹拌しながら水を388部加え混合物を分散させた。得られた分散体にジエチレントリアミン水溶液を11.5部加え、減圧下に65℃で8時間かけてメチルエチルケトンを留去、ガラスビーズをフィルター除去し、ポリウレタン樹脂(U)に被覆された顔料水分散体(R−3)を得た。
Example 3 <Production of Pigment Water Dispersion (R-3)>
Kuraray polyol P-2020 (manufactured by Kuraray) (A1-2) 16.2 parts, hexamethylene diisocyanate (B1-1) 22.6 parts, 4,4 ′ in a simple pressure reactor equipped with a stirrer and a heating device -14.5 parts of dicyclohexylmethane diisocyanate (B2-1), 16.7 parts of 2,2-dimethylolpropionic acid (D-1) and 30 parts of methyl ethyl ketone were added and stirred at 85 ° C for 10 hours to carry out a urethanization reaction. And a methyl ethyl ketone solution (V-3) of polyurethane prepolymer was produced. Next, 17.5 parts of carbon black MA230 (P-1) was added, 117.5 parts of glass beads were added, and then pulverized for 4 hours with a pigment disperser to obtain an organic solvent pigment slurry (S-3). Obtained.
After adding 12.6 parts of triethylamine to 235 parts of the organic solvent-based pigment slurry (S-3) and homogenizing, 388 parts of water was added with stirring at 200 rpm to disperse the mixture. 11.5 parts of diethylenetriamine aqueous solution was added to the obtained dispersion, methyl ethyl ketone was distilled off at 65 ° C. for 8 hours under reduced pressure, the glass beads were removed by filtration, and the pigment aqueous dispersion coated with polyurethane resin (U) (R-3) was obtained.

実施例4 <顔料水分散体(R−4)の製造>
撹拌機及び加熱装置を備えた簡易加圧反応装置にエタナコール UH−200(宇部興産製)(A2−1)20.4部、4,4'−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(B2−1)39.2部、2,2−ジメチロールプロピオン酸(D−1)10.4部及びメチルエチルケトン30部を仕込んで85℃で10時間攪拌してウレタン化反応を行い、ポリウレタンプレポリマーのメチルエチルケトン溶液(V−4)を製造した。次いで、ピグメントブルー15:3(P−2)を35.0部加え、ガラスビーズを117.5部加えた後、顔料分散機にて4時間解砕させ、有機溶媒系顔料スラリー(S−4)を得た。
有機溶媒系顔料スラリー(S−4)270部にトリエチルアミン7.9部を加え均一化した後、200rpmで撹拌しながら水を388部加え混合物を分散させた。得られた分散体にジエチレントリアミン水溶液を19.3部加え、減圧下に65℃で8時間かけてメチルエチルケトンを留去、ガラスビーズをフィルター除去し、ポリウレタン樹脂(U)に被覆された顔料水分散体(R−4)を得た。
Example 4 <Production of pigment aqueous dispersion (R-4)>
In a simple pressure reactor equipped with a stirrer and a heating device, 20.4 parts of Etanacol UH-200 (manufactured by Ube Industries) (A2-1), 39.2 parts of 4,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate (B2-1) , 2,2-dimethylolpropionic acid (D-1) 10.4 parts and methyl ethyl ketone 30 parts were stirred at 85 ° C. for 10 hours to carry out a urethanation reaction, and a methyl ethyl ketone solution of polyurethane prepolymer (V-4) Manufactured. Next, 35.0 parts of Pigment Blue 15: 3 (P-2) and 117.5 parts of glass beads were added, and then crushed with a pigment disperser for 4 hours to obtain an organic solvent pigment slurry (S-4). )
After 7.9 parts of triethylamine was added to 270 parts of the organic solvent-based pigment slurry (S-4) and homogenized, 388 parts of water was added with stirring at 200 rpm to disperse the mixture. 19.3 parts of diethylenetriamine aqueous solution was added to the resulting dispersion, methyl ethyl ketone was distilled off at 65 ° C. for 8 hours under reduced pressure, the glass beads were removed by filtration, and the pigment aqueous dispersion coated with polyurethane resin (U) (R-4) was obtained.

実施例5 <顔料水分散体(R−5)の製造>
撹拌機及び加熱装置を備えた簡易加圧反応装置にクラレポリオール P−2020(A1−2)21.6部、エタナコール UH−200(A2−1)21.6部、ヘキサメチレンジイソシアネート(B1−1)20.5部、2,2−ジメチロールプロピオン酸(D−1)6.3部及びメチルエチルケトン30部を仕込んで85℃で10時間攪拌してウレタン化反応を行い、ポリウレタンプレポリマーのメチルエチルケトン溶液(V−5)を製造した。次いでピグメントブルー15:3(P−2)を17.5部加え、ガラスビーズ(ASGB−320 アズワン製)を117.5部加えた後、顔料分散機にて4時間解砕させ、有機溶媒系顔料スラリー(S−5)を得た。
有機溶媒系顔料スラリー(S−5)235部にトリエチルアミン4.7部を加え均一化した後、200rpmで撹拌しながら水を388部加え混合物を分散させた。得られた分散体にジエチレントリアミン水溶液を16.8部加え、減圧下に65℃で8時間かけてメチルエチルケトンを留去、ガラスビーズをフィルター除去し、ポリウレタン樹脂(U)に被覆された顔料水分散体(R−5)を得た。
Example 5 <Production of pigment aqueous dispersion (R-5)>
In a simple pressure reactor equipped with a stirrer and a heating device, 21.6 parts of Kuraray polyol P-2020 (A1-2), 21.6 parts of etanacol UH-200 (A2-1), hexamethylene diisocyanate (B1-1) ) 20.5 parts, 2,2-dimethylolpropionic acid (D-1) 6.3 parts and methyl ethyl ketone 30 parts, and stirred at 85 ° C. for 10 hours to carry out a urethanation reaction, a polyurethane prepolymer methyl ethyl ketone solution (V-5) was produced. Next, 17.5 parts of Pigment Blue 15: 3 (P-2) was added, 117.5 parts of glass beads (ASGB-320 made by ASONE) were added, and the mixture was crushed with a pigment disperser for 4 hours. A pigment slurry (S-5) was obtained.
After 4.7 parts of triethylamine was added to 235 parts of the organic solvent-based pigment slurry (S-5) and homogenized, 388 parts of water was added with stirring at 200 rpm to disperse the mixture. 16.8 parts of diethylenetriamine aqueous solution was added to the obtained dispersion, methyl ethyl ketone was distilled off at 65 ° C. under reduced pressure for 8 hours, the glass beads were removed by filtration, and the pigment aqueous dispersion coated with polyurethane resin (U) (R-5) was obtained.

実施例6 <顔料水分散体(R−6)の製造>
撹拌機及び加熱装置を備えた簡易加圧反応装置にPTMG2000[Mn=2,000のポリ(オキシテトラメチレン)グリコール、三菱化学(株)製](A3−1)46.1部、ヘキサメチレンジイソシアネート(B1−1)17.6部、2,2−ジメチロールプロピオン酸(D−1)6.3部及びメチルエチルケトン30部を仕込んで85℃で10時間攪拌してウレタン化反応を行い、ポリウレタンプレポリマーのメチルエチルケトン溶液(V−6)を製造した。次いで、カーボンブラックMA230(P−1)を35.0部加え、ガラスビーズを135部加えた後、顔料分散機にて4時間解砕させ、有機溶媒系顔料スラリー(S−6)を得た。
有機溶媒系顔料スラリー(S−6)270部にトリエチルアミン4.7部を加え均一化した後、200rpmで撹拌しながら水を388部加え混合物を分散させた。得られた分散体にジエチレントリアミン水溶液を10.1部加え、減圧下に65℃で8時間かけてメチルエチルケトンを留去、ガラスビーズをフィルター除去し、ポリウレタン樹脂(U)に被覆された顔料水分散体(R−6)を得た。
Example 6 <Production of Pigment Water Dispersion (R-6)>
PTMG2000 [poly (oxytetramethylene) glycol with Mn = 2,000, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation] (A3-1), 46.1 parts, hexamethylene diisocyanate in a simple pressure reactor equipped with a stirrer and a heating device (B1-1) 17.6 parts, 2,2-dimethylolpropionic acid (D-1) 6.3 parts and methyl ethyl ketone 30 parts were charged and stirred at 85 ° C. for 10 hours to carry out urethanation reaction. A methyl ethyl ketone solution (V-6) of the polymer was produced. Next, 35.0 parts of carbon black MA230 (P-1) was added and 135 parts of glass beads were added, followed by crushing for 4 hours with a pigment disperser to obtain an organic solvent pigment slurry (S-6). .
After 4.7 parts of triethylamine was added to 270 parts of the organic solvent pigment slurry (S-6) and homogenized, 388 parts of water was added with stirring at 200 rpm to disperse the mixture. 10.1 parts of diethylenetriamine aqueous solution was added to the obtained dispersion, methyl ethyl ketone was distilled off at 65 ° C. for 8 hours under reduced pressure, the glass beads were removed by filtration, and the pigment aqueous dispersion coated with polyurethane resin (U) (R-6) was obtained.

比較例1 <顔料水分散体(R’−1)の製造>
撹拌機及び加熱装置を備えた簡易加圧反応装置にサンエスター 4620(A1−1)61.6部、ヘキサメチレンジイソシアネート(B1−1)8.2部、2,2−ジメチロールプロピオン酸(D−1)0.2部及びメチルエチルケトン30部を仕込んで85℃で10時間攪拌してウレタン化反応を行い、ポリウレタンプレポリマーのメチルエチルケトン溶液(V’−1)を製造した。次いで、カーボンブラックMA230(P−1)を17.5部加え、ガラスビーズを117.5部加えた後、顔料分散機にて4時間解砕させ、有機溶媒系顔料スラリー(S’−1)を得た。
有機溶媒系顔料スラリー(S’−1)235部にトリエチルアミン0.1部を加え均一化した後、200rpmで撹拌しながら水を388部加え混合物を分散させた。得られた分散体にジエチレントリアミン水溶液を3.6部加え、減圧下に65℃で8時間かけてメチルエチルケトンを留去、ガラスビーズをフィルター除去し、ポリウレタン樹脂(U)に被覆された顔料水分散体(R’−1)を得た。
Comparative Example 1 <Production of Pigment Water Dispersion (R′-1)>
In a simple pressure reactor equipped with a stirrer and a heating device, 61.6 parts Sanester 4620 (A1-1), 8.2 parts hexamethylene diisocyanate (B1-1), 2,2-dimethylolpropionic acid (D -1) 0.2 part and 30 parts of methyl ethyl ketone were added and stirred at 85 ° C. for 10 hours to carry out a urethanation reaction to produce a methyl ethyl ketone solution (V′-1) of a polyurethane prepolymer. Next, 17.5 parts of carbon black MA230 (P-1) was added, 117.5 parts of glass beads were added, and then pulverized with a pigment disperser for 4 hours to obtain an organic solvent pigment slurry (S′-1). Got.
After adding 0.1 part of triethylamine to 235 parts of the organic solvent pigment slurry (S′-1) and homogenizing, 388 parts of water was added with stirring at 200 rpm to disperse the mixture. 3.6 parts of diethylenetriamine aqueous solution was added to the obtained dispersion, methyl ethyl ketone was distilled off at 65 ° C. for 8 hours under reduced pressure, the glass beads were removed by filtration, and the pigment aqueous dispersion coated with polyurethane resin (U) (R′-1) was obtained.

比較例2 <顔料水分散体(R’−2)の製造>
撹拌機及び加熱装置を備えた簡易加圧反応装置にクラレポリオール P−2020(A1−2)24.3部、ヘキサメチレンジイソシアネート(B1−1)28.4部、2,2−ジメチロールプロピオン酸(D−1)17.3部及びメチルエチルケトン30部を仕込んで85℃で10時間攪拌してウレタン化反応を行い、ポリウレタンプレポリマーのメチルエチルケトン溶液(V’−2)を製造した。次いで、ピグメントブルー15:3(P−2)を17.5部加え、ガラスビーズを117.5部加えた後、顔料分散機にて4時間解砕させ、有機溶媒系顔料スラリー(S’−2)を得た。
有機溶媒系顔料スラリー(S’−2)235部にトリエチルアミン13.1部を加え均一化した後、200rpmで撹拌しながら水を382部加え混合物を分散させた。得られた分散体にジエチレントリアミン水溶液を6.9部加え、減圧下に65℃で8時間かけてメチルエチルケトンを留去、ガラスビーズをフィルター除去し、ポリウレタン樹脂(U)に被覆された顔料水分散体(R’−2)を得た。
Comparative Example 2 <Production of Pigment Water Dispersion (R′-2)>
24.3 parts of Kuraray polyol P-2020 (A1-2), 28.4 parts of hexamethylene diisocyanate (B1-1), 2,2-dimethylolpropionic acid in a simple pressure reactor equipped with a stirrer and a heating device (D-1) 17.3 parts and 30 parts of methyl ethyl ketone were added and stirred at 85 ° C. for 10 hours to carry out a urethanation reaction to produce a methyl ethyl ketone solution (V′-2) of a polyurethane prepolymer. Next, 17.5 parts of Pigment Blue 15: 3 (P-2) was added, 117.5 parts of glass beads were added, and the mixture was crushed with a pigment disperser for 4 hours to obtain an organic solvent-based pigment slurry (S′- 2) was obtained.
After adding 13.1 parts of triethylamine to 235 parts of the organic solvent pigment slurry (S′-2) and homogenizing, 382 parts of water was added with stirring at 200 rpm to disperse the mixture. 6.9 parts of diethylenetriamine aqueous solution was added to the resulting dispersion, methyl ethyl ketone was distilled off at 65 ° C. for 8 hours under reduced pressure, the glass beads were removed by filtration, and the pigment aqueous dispersion coated with polyurethane resin (U) (R′-2) was obtained.

比較例3 <顔料水分散体(R’−3)の製造>
撹拌機及び加熱装置を備えた簡易加圧反応装置にサンエスター 4620(A1−1)33.8部、芳香族ジイソシアネートのジフェニルメタンジイソシアネート(B’−1)27.8部、2,2−ジメチロールプロピオン酸(D−1)8.4部及びメチルエチルケトン30部を仕込んで85℃で10時間攪拌してウレタン化反応を行い、ポリウレタンプレポリマーのメチルエチルケトン溶液(V’−3)を製造した。次いでカーボンブラックMA230(P−1)を17.5部加え、ガラスビーズを117.5部加えた後、顔料分散機にて4時間解砕させ、有機溶媒系顔料スラリー(S’−3)を得た。
有機溶媒系顔料スラリー(S’−3)235部にトリエチルアミン6.3部を加え均一化した後、200rpmで撹拌しながら水を385部加え混合物を分散させた。得られた分散体にジエチレントリアミン水溶液を9.0部加え、減圧下に65℃で8時間かけてメチルエチルケトンを留去、ガラスビーズをフィルター除去し、ポリウレタン樹脂(U)に被覆された顔料水分散体(R’−3)を得た。
Comparative Example 3 <Production of Pigment Water Dispersion (R′-3)>
In a simple pressure reactor equipped with a stirrer and a heating device, 33.8 parts Sanester 4620 (A1-1), 27.8 parts diphenylmethane diisocyanate (B′-1) of aromatic diisocyanate, 2,2-dimethylol Propionic acid (D-1) (8.4 parts) and methyl ethyl ketone (30 parts) were added and stirred at 85 ° C. for 10 hours to carry out urethanation reaction to produce a polyurethane prepolymer methyl ethyl ketone solution (V′-3). Next, 17.5 parts of carbon black MA230 (P-1) was added, 117.5 parts of glass beads were added, and then the mixture was crushed with a pigment disperser for 4 hours to obtain an organic solvent pigment slurry (S′-3). Obtained.
After 6.3 parts of triethylamine was added to 235 parts of the organic solvent pigment slurry (S′-3) and homogenized, 385 parts of water was added with stirring at 200 rpm to disperse the mixture. 9.0 parts of diethylenetriamine aqueous solution was added to the obtained dispersion, methyl ethyl ketone was distilled off at 65 ° C. for 8 hours under reduced pressure, the glass beads were removed by filtration, and the pigment aqueous dispersion coated with polyurethane resin (U) (R′-3) was obtained.

比較例4 <顔料水分散体(W−1)の製造>
撹拌機及び加熱装置を備えた簡易加圧反応装置にサンエスター 4620(A1−1)46.1部、ヘキサメチレンジイソシアネート(B1−1)17.6部、2,2−ジメチロールプロピオン酸(D−1)6.3部及びメチルエチルケトン30部を仕込んで85℃で10時間攪拌してウレタン化反応を行い、ポリウレタンプレポリマーのメチルエチルケトン溶液(V’−4)を得た。
得られた(V’−4)82.5部にトリエチルアミンを3.6部加え均一化した後、200rpmで撹拌しながら水を318部加えポリウレタン樹脂を分散させた。得られたポリウレタン樹脂水分散体にジエチレントリアミン水溶液を8.5部加え、減圧下に65℃で8時間かけてメチルエチルケトンを留去し、ポリウレタン樹脂水分散体を得た。
さらに顔料水分散体[「Aqua−Black162」、東海カーボン(株)製、固形分20wt%]を87.5部加えポリウレタン樹脂水分散体と顔料水分散体との配合物(W−1)を得た。
Comparative Example 4 <Production of pigment aqueous dispersion (W-1)>
In a simple pressure reactor equipped with a stirrer and a heating device, 46.1 parts of Sun Ester 4620 (A1-1), 17.6 parts of hexamethylene diisocyanate (B1-1), 2,2-dimethylolpropionic acid (D -1) 6.3 parts and 30 parts of methyl ethyl ketone were charged and stirred at 85 ° C. for 10 hours to carry out a urethanization reaction to obtain a methyl ethyl ketone solution (V′-4) of a polyurethane prepolymer.
After 3.6 parts of triethylamine was added to 82.5 parts of the obtained (V′-4) and homogenized, 318 parts of water was added with stirring at 200 rpm to disperse the polyurethane resin. 8.5 parts of diethylenetriamine aqueous solution was added to the obtained polyurethane resin aqueous dispersion, and methyl ethyl ketone was distilled off at 65 ° C. for 8 hours under reduced pressure to obtain an aqueous polyurethane resin dispersion.
Furthermore, 87.5 parts of pigment water dispersion [“Aqua-Black 162”, manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd., solid content 20 wt%] was added, and a blend of polyurethane resin water dispersion and pigment water dispersion (W-1) was added. Obtained.

表1に(R−1)〜(R−6)、(R’−1)〜(R’−3)、(W−1)の内容を記載した。 Table 1 shows the contents of (R-1) to (R-6), (R'-1) to (R'-3), and (W-1).

Figure 2018154829
Figure 2018154829

<実施例7〜12、比較例6〜8>
表2に記載したように、実施例1〜6、比較例1〜3で得られたポリウレタン樹脂被覆水分散体(R−1)〜(R−6)、(R’−1)〜(R’−3)100部、プロピレングリコール25部、グリセリン25部、及びイオン交換水20部を配合し、10分間混合して、インク(X−1)〜(X−6)、(X’−1)〜(X’−3)を得た。
<Examples 7 to 12 and Comparative Examples 6 to 8>
As described in Table 2, the polyurethane resin-coated water dispersions (R-1) to (R-6) and (R′-1) to (R) obtained in Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 3 '-3) 100 parts, 25 parts of propylene glycol, 25 parts of glycerin, and 20 parts of ion-exchanged water were mixed and mixed for 10 minutes to obtain inks (X-1) to (X-6), (X'-1 ) To (X′-3) were obtained.

<比較例9>
比較例5で得られたポリウレタン樹脂水分散体と顔料水分散体との配合物(W−1)100部、プロピレングリコール25部、グリセリン25部、及びイオン交換水20を配合し、10分間混合して、インク(X’−4)を得た。
<Comparative Example 9>
Compound (W-1) 100 parts of the polyurethane resin water dispersion obtained in Comparative Example 5 and the pigment water dispersion, 25 parts of propylene glycol, 25 parts of glycerin, and 20 ion-exchanged water were mixed for 10 minutes. As a result, an ink (X′-4) was obtained.

Figure 2018154829
Figure 2018154829

得られた水性インクを用いた評価結果を表2に示す。尚、本発明における評価方法は以下の通りである。
<体積平均粒子径>
水性インクを、イオン交換水で顔料の固形分が0.01重量%となるよう希釈した後、光散乱粒度分布測定装置(堀場製作所製ナノ粒子解析装置SZ−100)を用いて測定した。
The evaluation results using the obtained water-based ink are shown in Table 2. In addition, the evaluation method in this invention is as follows.
<Volume average particle diameter>
The water-based ink was diluted with ion-exchanged water so that the solid content of the pigment was 0.01% by weight, and then measured using a light scattering particle size distribution analyzer (Nanoparticle analyzer SZ-100 manufactured by Horiba, Ltd.).

<水性インクの粘度>
水性インクの粘度は東機産業(株)製TVE−25型粘度計粘度計を用いて、回転数20rpmで測定した。
<Viscosity of water-based ink>
The viscosity of the water-based ink was measured at a rotation speed of 20 rpm using a TVE-25 viscometer viscometer manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.

<水性インクの保存安定性>
水性インクをスクリュー管に入れて70℃で1週間保存し、増粘および凝集の状態に関する保存安定性を保存前後の粘度変化率で評価した。
粘度変化率(%)=[1週間後の粘度−初期の粘度]×100/初期の粘度
<Storage stability of water-based ink>
The aqueous ink was put in a screw tube and stored at 70 ° C. for 1 week, and the storage stability with respect to the state of thickening and aggregation was evaluated by the rate of change in viscosity before and after storage.
Viscosity change rate (%) = [viscosity after 1 week−initial viscosity] × 100 / initial viscosity

<コート紙への密着性評価方法>
水性インクを5cm×20cmのコート紙(「オーロラコート」、日本製紙製)に乾燥後の膜厚が2μmとなるよう塗布し、140℃で10分乾燥し、塗膜を作製した。この塗膜面をセロテープ(登録商標)にて剥離テストを行い、残留する1mm角塗膜の数を調べた。
◎:残留量90%以上
○:残留量80%以上90%未満
△:残留量60%以上80%未満
×:残留量60%未満
<Method for evaluating adhesion to coated paper>
A water-based ink was applied to 5 cm × 20 cm coated paper (“Aurora Coat”, manufactured by Nippon Paper Industries Co., Ltd.) so that the film thickness after drying was 2 μm, and dried at 140 ° C. for 10 minutes to prepare a coating film. A peel test was performed on the surface of the coating film with cello tape (registered trademark), and the number of 1 mm square coating films remaining was examined.
◎: Residual amount 90% or more ○: Residual amount 80% or more and less than 90% △: Residual amount 60% or more and less than 80% ×: Residual amount 60% or less

<PETフィルムへの密着性評価方法>
表面処理ポリエステルフィルム(「エスペットE−5102」、東洋紡績製)に水性インクを固形分で2μmの厚みになるようにバーコーター塗布し、60℃で1分間乾燥後、この塗膜面をセロテープ(登録商標)にて剥離テストを行い、残留する1mm角塗膜の数を調べた。
◎:残留量90%以上
○:残留量80%以上90%未満
△:残留量60%以上80%未満
×:残留量60%未満
<Method for evaluating adhesion to PET film>
A surface-coated polyester film (“Espet E-5102”, manufactured by Toyobo Co., Ltd.) was coated with water-based ink to a thickness of 2 μm in solid content and dried at 60 ° C. for 1 minute. A peel test was performed with (registered trademark), and the number of 1 mm square coating films remaining was examined.
◎: Residual amount 90% or more ○: Residual amount 80% or more and less than 90% △: Residual amount 60% or more and less than 80% ×: Residual amount 60% or less

<布帛への密着性評価方法>
綿ブロード布に水性インクを塗布量が1mg/cmとなるように塗布し、160℃の循風乾燥機で5分間乾燥後、得られた布帛を用いてJIS L0849(II型)に規定された方法に準拠して湿潤試験を実施し、汚染グレースケールを基準として摩擦用白綿布への汚染を評価した。
○:摩擦堅牢性 湿摩擦4級
△:摩擦堅牢性 湿摩擦3級
×:摩擦堅牢性 湿摩擦2級
<Method for evaluating adhesion to fabric>
A water-based ink is applied to a cotton broad cloth so that the coating amount is 1 mg / cm 2 , dried for 5 minutes with a circulating dryer at 160 ° C., and the resulting fabric is used to define the JIS L0849 (Type II). The wet test was conducted in accordance with the above method, and the contamination of the white cotton fabric for friction was evaluated based on the contamination gray scale.
○: Friction fastness Wet friction class 4 △: Friction fastness Wet friction class 3 ×: Friction fastness Wet friction class 2

表2に示したように、実施例7〜12の本発明のポリウレタン樹脂被覆顔料水性分散体を含有する水性インクは保存安定性が優れることが明らかである。
また、実施例7〜12のポリウレタン樹脂被覆顔料水性分散体を含有する水性インクは、コート紙、PETフィルム、布帛のいずれかの基材に対して80%以上の優れた密着性を発揮する。一方、比較例6〜9はいずれの基材に対しても密着性が80%未満であった。
As shown in Table 2, it is apparent that the aqueous inks containing the aqueous polyurethane resin-coated pigment dispersions of Examples 7 to 12 of the present invention have excellent storage stability.
Moreover, the water-based ink containing the polyurethane resin-coated pigment aqueous dispersions of Examples 7 to 12 exhibits excellent adhesiveness of 80% or more with respect to any of the base materials of coated paper, PET film, and fabric. On the other hand, Comparative Examples 6 to 9 had an adhesiveness of less than 80% for any of the substrates.

本発明のポリウレタン樹脂被覆顔料水分散体は、インクジェットインク、水性塗料組成物、水性接着剤組成物、水性繊維加工処理剤組成物(顔料捺染用バインダー組成物、不織布用バインダー組成物、補強繊維用集束剤組成物、抗菌剤用バインダー組成物及び人工皮革・合成皮革用原料組成物等)、水性コーティング組成物(防水コーティング組成物、撥水コーティング組成物及び防汚コーティング組成物等)、水性紙処理剤組成物や水性インキ組成物等に好適に使用できる。 The polyurethane resin-coated pigment aqueous dispersion of the present invention comprises an inkjet ink, an aqueous coating composition, an aqueous adhesive composition, an aqueous fiber processing agent composition (a binder composition for pigment printing, a binder composition for nonwoven fabric, and a reinforcing fiber). Sizing agent composition, binder composition for antibacterial agent and raw material composition for artificial leather / synthetic leather, etc.), aqueous coating composition (waterproof coating composition, water repellent coating composition, antifouling coating composition, etc.), aqueous paper It can be suitably used for a treating agent composition, a water-based ink composition, and the like.

Claims (6)

顔料(P0)がポリウレタン樹脂(U)で被覆されてなる顔料(P)の水分散体であって、ポリウレタン樹脂(U)がポリエステルジオール(A1)、ポリカーボネートジオール(A2)、及びポリエーテルジオール(A3)からなる群より選ばれる1種以上のポリオール(A)、脂肪族ジイソシアネート(B1)及び/又は脂環式ジイソシアネート(B2)、並びにカルボキシル基及び/又はカルボキシレートアニオン基を有するジオール(D)を必須構成単量体とし、ポリウレタン樹脂(U)の重量に基づくカルボキシル基とカルボキシレートアニオン基の合計の含有量が4〜80mg/gであるポリウレタン樹脂被覆顔料水分散体(R)。   The pigment (P0) is an aqueous dispersion of the pigment (P) coated with the polyurethane resin (U), and the polyurethane resin (U) is a polyester diol (A1), a polycarbonate diol (A2), and a polyether diol ( One or more polyols (A) selected from the group consisting of A3), aliphatic diisocyanates (B1) and / or alicyclic diisocyanates (B2), and diols having carboxyl groups and / or carboxylate anion groups (D) Is an essential constituent monomer, and the polyurethane resin-coated pigment aqueous dispersion (R) has a total content of carboxyl groups and carboxylate anion groups of 4 to 80 mg / g based on the weight of the polyurethane resin (U). 脂肪族ジイソシアネート(B1)及び脂環式ジイソシアネート(B2)に含まれるイソシアネート基と、ポリエステルジオール(A1)、ポリカーボネートジオール(A2)及びジオール(D)に含まれる水酸基との当量比(NCO/OH)が1.2〜1.8である請求項1に記載の顔料水分散体。   Equivalent ratio (NCO / OH) of isocyanate group contained in aliphatic diisocyanate (B1) and alicyclic diisocyanate (B2) and hydroxyl group contained in polyester diol (A1), polycarbonate diol (A2) and diol (D) The pigment aqueous dispersion according to claim 1, wherein is from 1.2 to 1.8. 光散乱測定法による顔料(P)の体積平均粒子径が 10〜300nmである請求項1又は2に記載の顔料水分散体。   The pigment aqueous dispersion according to claim 1 or 2, wherein the volume average particle diameter of the pigment (P) by light scattering measurement is 10 to 300 nm. ポリウレタン樹脂(U)と顔料(P0)との合計重量に基づいて顔料(P0)の含有量が10〜40重量%である請求項1〜3のいずれか1項に記載の顔料水分散体
The pigment water dispersion according to any one of claims 1 to 3, wherein the content of the pigment (P0) is 10 to 40% by weight based on the total weight of the polyurethane resin (U) and the pigment (P0).
ポリオール(A)が分子内に芳香環を有するポリオールを含む請求項1〜4のいずれか1項に記載の顔料水分散体。   The pigment water dispersion according to any one of claims 1 to 4, wherein the polyol (A) contains a polyol having an aromatic ring in the molecule. 請求項1〜5のいずれか1項に記載のポリウレタン樹脂被覆顔料水分散体(R)を含む水性インク(X)。   A water-based ink (X) comprising the polyurethane resin-coated pigment aqueous dispersion (R) according to any one of claims 1 to 5.
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