JP2022098703A - 水性インクジェットインク用バインダー樹脂組成物、水性インクジェットインク及び印刷層 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、組成物の保存安定性及び吐出性、並びに、印刷物の耐擦過性及び耐洗濯性を達成しうるバインダー樹脂組成物を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の水性インクジェットインク用バインダー樹脂組成物は、ウレタン樹脂(I)、塩基性化合物(II)及び水性媒体(III)を含み、前記ウレタン樹脂(I)が、ポリオール(a)、ポリイソシアネート(b)及びポリアミン化合物(c)の反応物であり、前記ポリオール(a)が、結晶性ポリカーボネートジオール(a1)及び酸基を有するジオール(a2)を含むものであり、前記ポリイソシアネート(b)が、脂環式ポリイソシアネート(b1)を含むものであり、前記ポリアミン化合物(c)が、直鎖状ジアミン化合物(c1)を含むものであり、前記ウレタン樹脂(I)の酸価が、15mgKOH/g以上60mgKOH/g以下である。【選択図】なし
Description
本発明は、水性インクジェットインク用バインダー樹脂組成物、水性インクジェットインク及び印刷層に関する。
インクジェット(IJ)記録装置はインク組成物の小液滴を飛翔させ、紙などの記録媒体に付着させて印刷を行う印刷方式である。オンデマンド印刷需要の高まりを背景に、水性IJプリンターは近年、産業用ワイドフォーマット用途などで急速に利用が拡大している。
前記インクジェット記録装置に用いられるインクジェット用インクとしては、例えば、破断伸度が300%以上のポリカーボネート系ウレタン樹脂を含むものが提案されている(特許文献1参照)。
インクジェット用インクは染料インクと顔料インクに大別されるが、耐水性・耐候性の観点から顔料インクの利用が進められている。しかし顔料インクではメディア(被印刷物)への浸透性が低く、メディア上に顔料が残るため、印刷物は耐擦過性(スクラッチ)に課題がある。この問題は、水性ウレタン樹脂をバインダーとしてインクに添加し、顔料間の接着性を付与することで解決できるが、バインダー添加によりインクの保存安定性や吐出性が低下する場合がある。また、最近では、印刷物の耐洗濯性への要求も高まっている。
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、組成物の保存安定性及び吐出性、並びに、印刷物の耐擦過性及び耐洗濯性を達成しうるバインダー樹脂組成物を提供することを目的とする。
本発明者らは、鋭意検討した結果、特定のバインダー樹脂を用いることで、前記課題を解決しうることを見出して、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、以下の発明を含む。
[1]ウレタン樹脂(I)、塩基性化合物(II)及び水性媒体(III)を含み、前記ウレタン樹脂(I)が、ポリオール(a)、ポリイソシアネート(b)及びポリアミン化合物(c)の反応物であり、前記ポリオール(a)が、結晶性ポリカーボネートジオール(a1)及び酸基を有するジオール(a2)を含むものであり、前記ポリイソシアネート(b)が、脂環式ポリイソシアネート(b1)を含むものであり、前記ポリアミン化合物(c)が、直鎖状ジアミン化合物(c1)を含むものであり、前記ウレタン樹脂(I)の酸価が、15mgKOH/g以上60mgKOH/g以下である水性インクジェットインク用バインダー樹脂組成物。
[2]前記直鎖状ジアミン化合物(c1)が、炭素原子数5以下の直鎖状ジアミン化合物を含むものである[1]記載の水性インクジェットインク用バインダー樹脂組成物。
[3]前記塩基性化合物(II)が、金属水酸化物を含むものである[1]又は[2]記載の水性インクジェットインク用バインダー樹脂組成物。
[4]前記結晶性ポリカーボネートジオール(a1)が、40℃以上に融点を有する結晶性ポリカーボネートポリオールを含むものである[1]~[3]のいずれか1つに記載の水性インクジェットインク用バインダー樹脂組成物。
[5][1]~[4]のいずれか1つに記載の水性インクジェットインク用バインダー樹脂組成物を含む水性インクジェットインク。
[6][1]~[5]のいずれか1つに記載の水性インクジェットインクから形成される印刷層。
[1]ウレタン樹脂(I)、塩基性化合物(II)及び水性媒体(III)を含み、前記ウレタン樹脂(I)が、ポリオール(a)、ポリイソシアネート(b)及びポリアミン化合物(c)の反応物であり、前記ポリオール(a)が、結晶性ポリカーボネートジオール(a1)及び酸基を有するジオール(a2)を含むものであり、前記ポリイソシアネート(b)が、脂環式ポリイソシアネート(b1)を含むものであり、前記ポリアミン化合物(c)が、直鎖状ジアミン化合物(c1)を含むものであり、前記ウレタン樹脂(I)の酸価が、15mgKOH/g以上60mgKOH/g以下である水性インクジェットインク用バインダー樹脂組成物。
[2]前記直鎖状ジアミン化合物(c1)が、炭素原子数5以下の直鎖状ジアミン化合物を含むものである[1]記載の水性インクジェットインク用バインダー樹脂組成物。
[3]前記塩基性化合物(II)が、金属水酸化物を含むものである[1]又は[2]記載の水性インクジェットインク用バインダー樹脂組成物。
[4]前記結晶性ポリカーボネートジオール(a1)が、40℃以上に融点を有する結晶性ポリカーボネートポリオールを含むものである[1]~[3]のいずれか1つに記載の水性インクジェットインク用バインダー樹脂組成物。
[5][1]~[4]のいずれか1つに記載の水性インクジェットインク用バインダー樹脂組成物を含む水性インクジェットインク。
[6][1]~[5]のいずれか1つに記載の水性インクジェットインクから形成される印刷層。
本発明の水性インクジェットインク用バインダー樹脂組成物によれば、組成物の保存安定性及び吐出性、並びに、印刷物の耐擦過性及び耐洗濯性を達成しうる。
本発明の水性インクジェットインク用バインダー樹脂組成物(以下、単に「樹脂組成物」という場合がある。)は、ウレタン樹脂(I)、塩基性化合物(II)及び水性媒体(III)を含む。
前記ウレタン樹脂(I)は、少なくとも、ポリオール(a)、ポリイソシアネート(b)及びポリアミン化合物(c)の反応物である。
前記ポリオール(a)は、結晶性ポリカーボネートジオール(a1)及び酸基を有するジオール(a2)を含む。前記結晶性ポリカーボネートジオール(a1)を含むことで、印刷物の耐久性が向上しやすくなり、酸基を有するジオール(a2)を含むことで、樹脂組成物の安定性が向上しやすくなる。
前記結晶性ポリカーボネートジオール(a1)は、ポリカーボネート骨格を有するジオールであって、融点を有するものを表す。前記結晶性カーボネートジオール(a1)の融点は、好ましくは40℃以上、より好ましくは50℃以上、さらに好ましくは60℃以上であり、例えば100℃以下、80℃以下、70℃以下であってもよい。
前記結晶性ポリカーカーボネートジオール(a1)の融点は、示差走査熱量分析(DSC)により、融解による吸熱ピークを示す温度として、測定することができる。
前記結晶性ポリカーボネートジオール(a1)としては、具体的には、炭酸エステルと多価アルコールとのエステル化反応物、多価アルコールとホスゲンとの反応物等が挙げられる。
前記炭酸エステルとしては、1種又は2種以上を用いることができ、例えば、脂肪族カーボネート、脂環式カーボネート(以下、脂環構造を含むことを「脂環式」という場合がある。)、芳香族カーボネートが挙げられる(以下、芳香族構造を含むことを総称して「芳香族」という場合がある。)。脂肪族カーボネートとしては、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジ-n-ブチルカーボネート、ジイソブチルカーボネート、エチル-n-ブチルカーボネート、エチルイソブチルカーボネート等の飽和脂肪族カーボネート;エチレンカーボネート、トリメチレンカーボネート、テトラメチレンカーボネート、1,2-プロピレンカーボネート、1,2-ブチレンカーボネート、1,3-ブチレンカーボネート、2,3-ブチレンカーボネート、1,2-ペンチレンカーボネート、1,3-ペンチレンカーボネート、1,4-ペンチレンカーボネート、1,5-ペンチレンカーボネート、2,3-ペンチレンカーボネートおよび2,4-ペンチレンカーボネート等の不飽和脂肪族カーボネートなどが挙げられる。芳香族カーボネートとしては、ジフェニルカーボネート、ジベンジルカーボネート等が挙げられる。
前記多価アルコールとしては、1種又は2種以上を用いることができ、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ペンタンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等の直鎖状又は分岐鎖状のジオール;1,4-シクロヘキサンジメタノール、水添ビスフェノールA等の脂環式ジオール;トリメチロールメタン、トリメチロールプロパン、ジトリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール等の3官能以上のポリオールなどが挙げられる。
前記結晶性ポリカーボネートジオール(a1)の含有率は、前記ポリオール(a)中、好ましくは25質量%以上、より好ましくは35質量%以上、さらに好ましくは40質量%以上であり、好ましくは80質量%以下、より好ましくは70質量%以下、さらに好ましくは60質量%以下である。前記結晶性ポリカーボネートジオール(a1)の含有率を高めることで、得られる皮膜の耐久性が向上しやすくなる。
前記酸基を有するジオール(a2)としては、カルボキシル基又はスルホン酸基を有するジオールが挙げられ、カルボキシル基を有するジオールを含むことが好ましい。前記カルボキシル基を有するジオールとしては、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-ジメチロール酪酸、2,2-ジメチロール吉草酸等が挙げられる。これらの中でも2,2-ジメチロールプロピオン酸が好ましい。また、前記カルボキシル基を有するポリオールと各種ポリカルボン酸とを反応させて得られるカルボキシル基を有するポリエステルポリオールも使用することもできる。前記ポリカルボン酸としては、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸等の脂肪族ポリカルボン酸;1,4-シクロヘキサンジカルボン酸、シクロヘキサントリカルボン酸等の脂環式ポリカルボン酸;テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ポリカルボン酸;これらの酸無水物等が挙げられる。
前記カルボキシル基を有するジオールの含有率は、前記酸基を有するジオール(a2)中、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上、さらに好ましくは95質量%以上であり、上限は100質量%である。
前記スルホン酸基を有するポリオールとしては、例えば、5-スルホイソフタル酸、スルホテレフタル酸、4-スルホフタル酸、5[4-スルホフェノキシ]イソフタル酸等のジカルボン酸またそれらの塩と、前記芳香族構造を有するポリエステルポリオールの製造に使用可能なものとして例示した低分子量ポリオールとを反応させて得られるポリエステルポリオールが挙げられる。
前記結晶性ポリカーボネートジオール(a1)及び前記酸基を有するジオール(a2)の合計の含有率は、前記ポリオール(a)中、好ましくは30質量%以上、より好ましくは40質量%以上、さらに好ましくは50質量%以上であり、上限は100質量%である。
前記ポリオール(a)は、前記結晶性ポリカーボネートジオール(a1)及び酸基を有するジオール(a2)以外に、その他のポリオール(a3)を含んでいてもよい。前記その他のポリオール(a3)としては、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、前記結晶性ポリカーボネートジオール(a1)以外のポリカーボネートポリオール、低分子量ポリオール等が挙げられる。
前記ポリエーテルポリオールとしては、活性水素原子を2個以上有する化合物の1種又は2種以上を必要に応じて開始剤として用い、アルキレンオキシドを付加重合させたものなどが挙げられる。
前記開始剤としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、トリメチレングリコール、1,2-プロパンジオ-ル、1,3-プロパンジオ-ル、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ソルビトール、蔗糖、アコニット糖、トリメリット酸、ヘミメリット酸、リン酸、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリイソプロパノールアミン、ピロガロール、ジヒドロキシ安息香酸、ヒドロキシフタル酸、1,2,3-プロパントリチオール等が挙げられる。
前記アルキレンオキシドとしては、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、スチレンオキサイド、エピクロロヒドリン、テトラヒドロフラン等が挙げられる。
前記ポリエステルポリオールとしては、例えば、低分子量のポリオールと、ポリカルボン酸とを反応して得られるポリエステルポリオール;ε-カプロラクトン等の環状エステル化合物を開環重合反応して得られるポリエステルポリオール;これらを共重合して得られるポリエステルポリオール等が挙げられる。
前記ポリエステルポリオールの製造に用いられる低分子量のポリオールとしては、1種又は2種以上を用いることができ、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、1,2-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、2,3-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,5-ヘキサンジオール、1,6-ヘキサンジオール、2,5-ヘキサンジオール、1,7-ヘプタンジオール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオール、1,11-ウンデカンジオール、1,12-ドデカンジオール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、ネオペンチルグリコール、2-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール、2-メチル-1,8-オクタンジオール、グリセリン、トリメチロ-ルプロパン、ジトリメチロールプロパン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の分子量が50以上300以下である脂肪族ポリオール;シクロヘキサンジメタノール、水添ビスフェノールA等の脂環式構造を有するポリオール;ビスフェノールA及びビスフェノールF等の芳香族構造を有するポリオールなどが挙げられる。
前記ポリカルボン酸としては、1種又は2種以上を用いることができ、例えば、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸等の脂肪族ポリカルボン酸;1,4-シクロヘキサンジカルボン酸、シクロヘキサントリカルボン酸等の脂環式ポリカルボン酸;テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ポリカルボン酸;それらの無水物またはエステル化物などが挙げられる。
前記結晶性ポリカーボネートジオール(a1)以外のポリカーボネートポリオールとしては、前記結晶性ポリカーボネートジオール(a1)に該当しないポリカーボネートポリオールが全て含まれ、前記炭酸エステルと前記多価アルコールとのエステル化反応物、前記多アルコールとホスゲンとの反応物等のうち、前記結晶性ポリカーボネートジオール(a1)に該当しない化合物が挙げられる。
前記低分子量ポリオールは、分子量が500未満(好ましくは450以下、より好ましくは400以下であり、下限は50程度)のポリオールであり、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,2-プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、2-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、1,4-シクロヘキサンジオール、1,6-ヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール等の脂肪族ポリオール;シクロブタンジオール、シクロペンタンジオール、1,4-シクロヘキサンジオール、シクロヘプタンジオール、シクロオクタンジオール、ブチルシクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、ヒドロキシプロピルシクロヘキサノール、ジシクロヘキサンジオール、水素添加ビスフェノ-ルA、1,3-アダマンタンジオール、1,1’-ビシクロヘキシリデンジオール、シクロヘキサントリオール等の脂環式ポリオール;ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールAD、およびそれらのエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド付加物等の芳香族ポリオールなどが挙げられる。
前記その他のポリオール(a3)の含有率は、前記ポリオール(a)中、好ましくは40質量%以下、より好ましくは30質量%以下、さらに好ましくは20質量%以下であり、下限は0質量%である。
前記ポリイソシアネート(b)は、脂環式ポリイソシアネート(b1)を含む。前記脂環式ポリイソシアネート(b1)は、分子中に脂環式構造を有し、イソシアネート基を2個以上有する化合物である。前記脂環式ポリイソシアネート(b1)としては、1種又は2種以上を用いることができ、例えば、イソホロンジイソシアネート、ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、シクロヘキサンジイソシアネート、メチルシクロヘキサンジイソシアネート、ジシクロヘキシルジメチルメタンジイソシアネート、2,2’-ジメチルジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、ビス(4-イソシアナト-n-ブチリデン)ペンタエリスリトール、ダイマ酸ジイソシアネート、2-イソシアナトメチル-3-(3-イソシアナトプロピル)-5-イソシアナトメチル-ビシクロ〔2,2,1〕-ヘプタン、2-イソシアナトメチル-3-(3-イソシアナトプロピル)-6-イソシアナトメチル-ビシクロ〔2,2,1〕-ヘプタン、2-イソシアナトメチル-2-(3-イソシアナトプロピル)-5-イソシアナトメチル-ビシクロ〔2,2,1〕-ヘプタン、2-イソシアナトメチル-2-(3-イソシアナトプロピル)-6-イソシアナトメチル-ビシクロ〔2,2,1〕-ヘプタン、2-イソシアナトメチル-3-(3-イソシアナトプロピル)-6-(2-イソシアナトエチル)-ビシクロ〔2,2,1〕-ヘプタン、2-イソシアナトメチル-3-(3-イソシアナトプロピル)-6-(2-イソシアナトエチル)-ビシクロ〔2,1,1〕-ヘプタン、2-イソシアナトメチル-2-(3-イソシアナトプロピル)-5-(2-イソシアナトエチル)-ビシクロ〔2,2,1〕-ヘプタン、2-イソシアナトメチル-2-(3-イソシアナトプロピル)-6-(2-イソシアナトエチル)-ビシクロ〔2,2,1〕-ヘプタン、ノルボルネンジイソシアネート等が挙げられる。前記脂環式ポリイソシアネート(b1)としては、飽和脂環式ポリイソシアネートであることが好ましく、単環式の(縮合環を有しない)脂環式ポリイソシアネートであることが好ましい。これらの脂環式ポリイソシアネートは、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記脂環式ポリイソシアネート(b1)の含有率は、前記ポリイソシアネート(b)中、好ましくは30質量%以上、より好ましくは40質量%以上、さらに好ましくは50質量%以上であり、好ましくは95質量%以下より好ましくは90質量%以下、さらに好ましくは85質量%以下である。
前記ポリイソシアネート(b)は、前記脂環式ポリイソシアネート(b1)以外に、その他のポリイソシアネート(b2)を含んでいてもよい。前記その他のポリイソシアネート(b2)としては、脂肪族ポリイソシアネート、芳香族ポリイソシアネート等が挙げられる。
前記脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えば、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メチルエステル、キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート等が挙げられる。これらの脂肪族ポリイソシアネートは、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記芳香族ポリイソシアネートとしては、例えば、フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート等が挙げられる。これらの芳香族ポリイソシアネートは、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
前記ポリイソシアネート(b)に含まれるイソシアネート基と、前記ポリオール(b1)に含まれる水酸基とのモル比(NCO/OH)は、好ましくは1.05以上であり、好ましくは3以下、より好ましくは2以下である。
前記ポリアミン化合物(c)は、1分子中に、アミノ基を2個以上有する化合物であり、直鎖状ジアミン化合物(c1)を含む。前記直鎖状ジアミン化合物(c1)を含むことで、印刷物の耐久性を向上しやすくなる。
前記直鎖状ジアミン化合物(c1)は、1分子中に、アミノ基を2個有し、側鎖を有しない化合物である。前記直鎖状ジアミン化合物(c1)としては、エチレンジアミン、1,3-プロパンジアミン、1,3-ブタンジアミン、1,4-ブタンジアミン、1,5-ペンタメチレンジアミン、1,6-ヘキサメチレンジアミン等が挙げられる。
前記直鎖状ジアミン化合物(c1)の炭素原子数は、好ましくは6以下、より好ましくは5以下、さらに好ましくは4以下であり、好ましくは2以上である。
前記直鎖状ジアミン化合物(c1)の含有率は、前記ポリアミン化合物(c)中、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上、さらに好ましくは95質量%以上であり、上限は100質量%である。
前記ポリアミン化合物(c)は、前記直鎖状ジアミン化合物(c1)以外のその他のポリアミン化合物(c2)を含んでいてもよい。前記その他のポリアミン化合物(c2)としては、1,4-シクロヘキサンジアミン、3-アミノメチル-3,5,5-トリメチルシクロヘキシルアミン(イソホロンジアミン)、4,4’-ジシクロヘキシルメタンジアミン、2,5-ビス(アミノメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン、2,6-ビス(アミノメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン、1,3-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン等の脂環式ジアミン化合物;ヒドラジン等のヒドラジン化合物;o-トリレンジアミン、m-トリレンジアミン、p-トリレンジアミン等の芳香族ジアミン化合物;ジエチレントリアミン等のトリアミン化合物、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン等のアミノ基を4個以上有するポリアミン化合物などが挙げられる。
前記ポリアミン化合物(c)の量は、前記ポリオール(a)及び前記ポリイソシアネート(b)の合計100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは1.0質量部以上、さらに好ましくは2.0質量部以上であり、好ましくは10.0質量部以下、より好ましくは7.5質量部以下、さらに好ましくは5.0質量部以下である。
前記ポリオール(a)、ポリイソシアネート(b)及びポリアミン化合物(c)の反応順序は特に限定されず、ポリオール(a)、ポリイソシアネート(b)及びポリアミン化合物(c)を一度に反応させてもよく、順次反応させてもよく、例えば、ポリオール(a)とポリイソシアネート(b)との反応物と、ポリアミン化合物(c)とを反応させることが好ましい。
前記ウレタン樹脂(I)の酸価は、15mgKOH/g以上であり、好ましくは20mgKOH/g以上、より好ましくは25mgKOH/g以上、さらに好ましくは30mgKOH/g以上であり、60mgKOH/g以下であり、好ましくは55mgKOH/g以下、より好ましくは50mgKOH/g以下、より好ましくは40mgKOH/g以下である。
前記ウレタン樹脂(I)の重量平均分子量は、好ましくは10000以上、より好ましくは20000以上、より好ましくは50000以上であり、好ましくは2000000以下、より好ましくは1000000以下、さらに好ましくは500000以下である。
本願発明において、重量平均分子量、数平均分子量は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィ法を用い、ポリスチレンを標準試料とした換算値として測定することができる。
前記ウレタン樹脂(I)の含有率は、前記樹脂組成物中、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上、さらに好ましくは20質量%以上であり、好ましくは50質量%以下、より好ましくは40質量%以下、さらに好ましくは35質量%以下である。
前記塩基性化合物(II)を含むことで、ウレタン樹脂(I)に含まれる酸基を中和し、前記樹脂組成物の安定性を向上することができる。前記塩基性化合物としては、例えば、アンモニア、トリエチルアミン、モルホリン、モノエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン等の沸点が200℃以上の有機アミン;水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等の金属水酸化物などが挙げられる。
なかでも、前記塩基性化合物(II)としては、金属水酸化物を含むことが好ましい。前記金属水酸化物としては、アルカリ金属水酸化物又はアルカリ土類金属水酸化物が好ましく、アルカリ金属水酸化物がより好ましい。
前記金属水酸化物(好ましくはアルカリ金属水酸化物及び/又はアルカリ土類金属水酸化物、より好ましくはアルカリ金属水酸化物)の含有率は、前記塩基性化合物(II)中、好ましくは50質量%以上、より好ましくは60質量%以上、さらに好ましくは80質量%以上であり、上限は100質量%である。
前記塩基性化合物(II)は、前記樹脂組成物の水分散安定性を向上させる観点から、前記塩基性化合物が有する塩基性基及びその価数の積と、前記ウレタン樹脂に含まれる酸基及びその価数の積とのモル比(塩基性基/酸基)は、好ましくは0.5以上、より好ましくは0.8以上であり、好ましくは3以下、より好ましくは2以下である。
前記水性媒体(III)としては、水、水と混和しうる有機溶剤、及び、これらの混合物が挙げられる。前記水と混和しうる有機溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、n-プロパノール、イソプロピルアルコール、1,2-プロピレングリコール、1,3-ブチレングリコール等のアルコール溶剤;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン溶剤;エチレングリコール-n-ブチルエーテル、ジエチレングリコール-n-ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコール-n-ブチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエーテル等のグリコールエーテル溶剤;N-メチル-2-ピロリドン、N-エチル-2-ピロリドン等のラクタム溶剤;N,N-ジメチルホルムアミド等のアミド溶剤などが挙げられる。これらの水と混和する有機溶剤は、単独で用いることも2種以上併用することもできる。
前記水性媒体(III)としては、安全性や環境に対する負荷低減の観点から、水のみ、又は水及び水と混和しうる有機溶剤の混合物が好ましく、水のみがより好ましい。
前記水性媒体(III)の含有率は、前記樹脂組成物全量中、好ましくは30質量%以上、より好ましくは50質量%以上であり、好ましくは80質量%以下、より好ましくは70質量%以下である。
前記樹脂組成物は、前記ウレタン樹脂(I)、前記塩基性化合物(II)及び前記水性媒体(III)以外に、その他の添加剤(IV)を含んでいてもよい。前記その他の添加剤(IV)としては、架橋剤、可塑剤、帯電防止剤、ワックス、界面活性剤、光安定剤、流動調整剤、染料、レベリング剤、レオロジーコントロール剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、光触媒性化合物、防腐剤、粘度調整剤、pH調整剤、キレート剤等が挙げられる。
前記その他の添加剤の含有率は、前記樹脂組成物の不揮発分中、例えば30質量%以下、例えば20質量%以下であり、下限は0質量%であり、0.1質量以上であってもよい。
前記樹脂組成物を含むインクジェットインク組成物及び該インクジェットインク組成物から形成される印刷層も本発明の技術的範囲に包含される。
前記インクジェットインク組成物は、前記ウレタン樹脂(I)、前記塩基性化合物(II)、前記水性媒体(III)及び着色剤を含み、さらに、有機溶剤、表面調整剤、顔料分散樹脂、乾燥抑止剤、浸透剤、界面活性剤等の添加剤等を含んでいてもよい。
前記着色剤としては、染料及び顔料が挙げられ、顔料を含むことが好ましい。
前記顔料としては、例えば、カラーインデックス(The Society of Dyers and Colourists出版)でピグメントに分類されている化合物を用いることができ、無機顔料や有機顔料が挙げられる。
前記無機顔料としては、酸化鉄;カーボンブラック(コンタクト法、ファーネス法、サーマル法等により製造されたカーボンブラック);酸化チタン等が挙げられる。
前記カーボンブラックとしては、例えば、#2300、#2200B、#990、#900、#960、#980、#33、#40、#45、#45L、#52、HCF88、MA7、MA8、MA100等(以上、三菱ケミカル株式会社製);Ravenシリーズ(5750、5250、5000、3500、1255、700等)(以上、コロンビア社製);Regalシリーズ(400R、330R、660R等)、Mogulシリーズ(L、700等)、Monarchシリーズ(800、880、900、1000、100、1300、1400等)(以上、キャボット社製);Color Blackシリーズ(FW1、FW2、FW2V、FW18、FW200、S150、S160、S170)、Printexシリーズ(35、U、V、1400U等)、Special Blackシリーズ(6、5、4、4A等)、NIPEXシリーズ(150、160、170、180、95、90、85、80、75等)(以上、オリオン・エンジニアドカーボンズ株式会社製)などが挙げられる。
前記有機顔料としては、1種又は2種以上を用いることができ、化学構造によれば、アゾレーキ顔料、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料等のアゾ顔料;フタロシアニン顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリン顔料、キノフタロン顔料等の多環式顔料;塩基性染料型キレート、酸性染料型キレート等の染料キレート;ニトロ顔料;ニトロソ顔料;アニリンブラック等が挙げられる。
前記有機顔料としては、具体的には、
C.I.ピグメントイエロー1、2、12、13、14、16、17、73、74、75、83、93、95、97、98、109、110、114、120、128、129、138、150、151、154、155、174、180、185等のイエロー顔料;
C.I.ピグメントレッド5、7、12、48(Ca)、48(Mn)、57(Ca)、57:1、112、122、123、146、150、168、176、184、185、202、209、213、269、282等のマゼンダ顔料;
C.I.ピグメントブルー1、2、3、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、22、60、63、66等のシアン顔料;
C.I.ピグメントオレンジ5、13、16、17、34、36、43、51、64、71等のオレンジ顔料;
C.I.ピグメントバイオレット1、3、5:1、16、19、23、38等のバイオレット顔料;
C.I.ピグメントグリーン1、4、7、8、10、17、18、36等のグリーン顔料;
C.I.ピグメントレッド1、2、3、5、17、22、23、31、38、48:2、48:3、48:4、49:1、52:2、53:1、57:1、60:1、63:1、63:2、64:1、81、83、88、101、104、105、106、108、112、114、122、123、146、149、150、166、168、170、172、177、178、179、184、185、190、193、202、207、208、209、213、219、224、254、264等のレッド顔料などが挙げられる。
C.I.ピグメントイエロー1、2、12、13、14、16、17、73、74、75、83、93、95、97、98、109、110、114、120、128、129、138、150、151、154、155、174、180、185等のイエロー顔料;
C.I.ピグメントレッド5、7、12、48(Ca)、48(Mn)、57(Ca)、57:1、112、122、123、146、150、168、176、184、185、202、209、213、269、282等のマゼンダ顔料;
C.I.ピグメントブルー1、2、3、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、22、60、63、66等のシアン顔料;
C.I.ピグメントオレンジ5、13、16、17、34、36、43、51、64、71等のオレンジ顔料;
C.I.ピグメントバイオレット1、3、5:1、16、19、23、38等のバイオレット顔料;
C.I.ピグメントグリーン1、4、7、8、10、17、18、36等のグリーン顔料;
C.I.ピグメントレッド1、2、3、5、17、22、23、31、38、48:2、48:3、48:4、49:1、52:2、53:1、57:1、60:1、63:1、63:2、64:1、81、83、88、101、104、105、106、108、112、114、122、123、146、149、150、166、168、170、172、177、178、179、184、185、190、193、202、207、208、209、213、219、224、254、264等のレッド顔料などが挙げられる。
前記顔料の一次粒子径は、分散性の観点から、好ましくは25μm以下、より好ましくは10μm以下、さらに好ましくは1μm以下であり、安定性の観点から、例えば10nm以上、30nm以上であってもよい。前記一次粒子径は、透過型電子顕微鏡(TEM)により測定できる。
前記顔料の体積平均粒子径は、分散性の観点から、好ましくは1μm以下、より好ましくは250nm以下、さらに好ましくは200nm以下であり、安定性の観点から、例えば10nm以上、50nm以上であってもよい。前記顔料の体積平均粒子径は、レーザー回折法により測定できる。
前記顔料の含有率は、前記着色剤中、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上、さらに好ましくは95質量%以上であり、上限は100質量%である。
前記着色剤の含有率は、前記インクジェットインク組成物の固形分中、好ましくは1質量%以上、より好ましくは5質量%以上、さらに好ましくは10質量%以上であり、好ましくは90質量%以下、より好ましくは80質量%以下、さらに好ましくは70質量%以下である。
前記顔料分散剤は、親水部と疎水部とを有する化合物であり、水性媒体(III)中における顔料の分散性を向上する作用を有する。該顔料分散剤としては、スチレン-(メタ)アクリル酸共重合体、スチレン-(メタ)アクリル酸エステル-(メタ)アクリル酸共重合体、(メタ)アクリル酸エステル-(メタ)アクリル酸共重合体等のスチレン-アクリル酸共重合体等が挙げられる。前記スチレン-アクリル酸共重合体を用いる場合、前記水性顔料分散体には、水酸化カリウム等の塩基性化合物が共存していてもよい。
前記顔料分散剤の含有量は、前記着色剤100質量部に対して、好ましくは5質量部以上、より好ましくは10質量部以上、さらに好ましくは20質量部以上であり、好ましくは100質量部以下、より好ましくは70質量部以下、さらに好ましくは50質量部以下である。
前記有機溶剤としては、親水性有機溶剤(25℃において水と混和しうる有機溶剤)が好ましく、具体的には、アセトン、メチルエチルケトン、メチルブチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン溶剤;メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、2-メチル-1-プロパノール、1-ブタノール、2-ブタノール、ペンチルアルコール、2-メトキシエタノール等のアルコール溶剤;テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン、1,2-ジメトキシエタン等のエーテル溶剤;ジメチルホルムアミド、N-メチルピロリドン等のアミド溶剤;エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のグリコール溶剤;ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、およびこれらと同族のジオール等のジオール溶剤;ラウリン酸プロピレングリコール等のグリコールエステル溶剤;ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル等のグリコールエーテル溶剤;スルホラン;γ-ブチロラクトン等のラクトン溶剤;N-メチルピロリドン、N-(2-ヒドロキシエチル)ピロリドン、2-ピロリドン等のラクタム溶剤;アセトニトリル等のニトリル溶剤;グリセリン;ポリオキシアルキレンを付加したグリセリン等のグリセリン誘導体等;これらの1種又は2種以上の混合溶剤などが挙げられる。
前記顔料としてシアン顔料を用いる場合、前記有機溶剤としては、グリコール溶剤;ラクタム溶剤;エーテル溶剤;ジオール溶剤;ラクタム溶剤とアルコール溶剤との混合溶剤;ラクタム溶剤とグリコール溶剤との混合溶剤などが好ましく、トリエチレングリコール;N-(2-ヒドロキシエチル)ピロリドン;ジプロピレングリコール;N-メチルピロリドン;2-ピロリドン;テトラヒドロフラン;1,2-ヘキサンジオール;N-メチルピロリドンとメタノールとの混合溶剤;2-ピロリドンとジプロピレングリコールとの混合溶剤などがより好ましい。前記混合溶剤において、体積比(ラクタム溶剤/アルコール溶剤、ラクタム溶剤/グリコール溶剤)は、好ましくは1/9~9/1、より好ましくは3/7~7/3、さらに好ましくは4/6~6/4である。
前記顔料としてマゼンダ顔料を用いる場合、前記有機溶剤としては、グリコール溶剤;ラクタム溶剤;エーテル溶剤とアルコール溶剤との混合溶剤;ラクタム溶剤とアルコール溶剤との混合溶剤などが好ましく、ジプロピレングリコール;トリエチレングリコール;N-(2-ヒドロキシエチル)ピロリドン;N-メチルピロリドン;テトラヒドロフランとメタノールとの混合溶剤;2-ピロリドンとジプロピレングリコールとの混合溶剤などがより好ましい。前記混合溶剤において、体積比(エーテル溶剤/アルコール溶剤、ラクタム溶剤/アルコール溶剤)は、好ましくは1/9~9/1、より好ましくは3/7~7/3、さらに好ましくは4/6~6/4である。
前記顔料としてイエロー顔料を使用する場合、前記有機溶剤としては、ケトン溶剤;ニトリル溶剤;グリコール溶剤;ラクタム溶剤;ラクタム溶剤とグリコール溶剤との混合溶剤などが好ましく、メチルエチルケトン;アセトニトリル;プロピレングリコール;トリエチレングリコール;N-(2-ヒドロキシエチル)ピロリドン;N-メチルピロリドン;2-ピロリドンとジプロピレングリコールとの混合溶剤などがより好ましい。前記混合溶剤において、体積比(ラクタム溶剤/グリコール溶剤)は、好ましくは1/9~9/1、より好ましくは3/7~7/3、さらに好ましくは4/6~6/4である。
前記顔料としてブラック顔料を使用する場合、前記有機溶剤としては、ラクタム溶剤;ケトン溶剤;アミド溶剤が好ましく、トリエチレングリコール;N-(2-ヒドロキシエチル)ピロリドン;2-ピロリドン、N-メチルピロリドン、メチルエチルケトンがより好ましい。
前記顔料としてオレンジ顔料を使用する場合、前記有機溶剤としては、エーテル溶剤;ラクタム溶剤;ラクタム溶剤とグリコール溶剤との混合溶剤などが好ましく、トリエチレングリコール;N-(2-ヒドロキシエチル)ピロリドン;テトラヒドロフラン;2-ピロリドン;2-ピロリドンとジプロピレングリコールとの混合溶剤;N-メチルピロリドンとジプロピレングリコールとの混合溶剤などがより好ましく、トリエチレングリコール;N-(2-ヒドロキシエチル)ピロリドンがさらに好ましい。前記混合溶剤において、体積比(ラクタム溶剤/グリコール溶剤)は、好ましくは1/9~9/1、より好ましくは3/7~7/3、さらに好ましくは4/6~6/4である。
前記顔料としてバイオレット顔料を使用する場合、前記有機溶剤としては、ラクタム溶剤;アルコール溶剤;ラクタム溶剤とグリコール溶剤との混合溶剤などが好ましく、トリエチレングリコール;N-(2-ヒドロキシエチル)ピロリドン;N-メチルピロリドン;2-ピロリドン;2-プロパノール;2-ピロリドンとジプロピレングリコールとの混合溶剤がより好ましい。前記混合溶剤において、体積比(ラクタム溶剤/グリコール溶剤)は、好ましくは1/9~9/1、より好ましくは3/7~7/3、さらに好ましくは4/6~6/4である。
前記顔料としてグリーン顔料を使用する場合、前記有機溶剤としては、グリコール溶剤;ラクタム溶剤;アルコール溶剤;ジオール溶剤;ラクタム溶剤とグリコール溶剤との混合溶剤などが好ましく、ジプロピレングリコール;トリエチレングリコール;N-(2-ヒドロキシエチル)ピロリドン;N-メチルピロリドン;2-プロパノール;1,2-ヘキサンジオール;2-ピロリドンとジプロピレングリコールとの混合溶剤などがより好ましい。前記混合溶剤において、体積比(ラクタム溶剤/グリコール溶剤)は、好ましくは1/9~9/1、より好ましくは3/7~7/3、さらに好ましくは4/6~6/4である。
前記顔料としてレッド顔料を使用する場合、前記有機溶剤としては、グリコール溶剤;アルコール溶剤;ジオール溶剤;ラクタム溶剤とグリコール溶剤との混合溶剤などが好ましく、トリエチレングリコール;N-(2-ヒドロキシエチル)ピロリドン;ジプロピレングリコール;2-プロパノール:1,2-ヘキサンジオール;2-ピロリドンとジプロピレングリコールとの混合溶剤などがより好ましい。前記混合溶剤において、体積比(ラクタム溶剤/グリコール溶剤)は、好ましくは1/9~9/1、より好ましくは3/7~7/3、さらに好ましくは4/6~6/4である。
前記有機溶剤は、分散性及び保存安定性の観点から、前記顔料100質量部に対して、好ましくは1~300質量部、より好ましくは4~200質量部である。
前記インクジェットインク組成物は、予め、前記着色剤、前記顔料分散剤、前記有機溶剤、前記水性媒体及び必要に応じて用いる塩基性化合物を混合分散させることで、着色剤分散体を調製し、さらに、前記樹脂組成物、乾燥抑止剤、浸透剤、界面活性剤等の添加剤を混合することによって、製造することができる。前記着色剤分散体を調製する際、混合分散法としては、湿式分散法、混練分散法等が挙げられ、湿式分散法が好ましい。
乾燥抑止剤としては、水性媒体との混和性があり、インクジェットプリンターのヘッドの目詰まり防止効果が得られるものを使用することが好ましく、例えば、グリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、トリエチレングリコールモノ-n-ブチルエーテル、分子量2000以下のポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、1,3-プロピレングリコール、イソプロピレングリコール、イソブチレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、メソエリスリトール、ペンタエリスリトール、等が挙げられる。なかでも、前記乾燥抑止剤としては、グリセリン、トリエチレングリコールを使用することが、安全性が高く、インクの乾燥性、吐出性能に優れた効果を付与できるため好ましい。前記乾燥抑止剤の含有率は、前記インクジェットインク組成物中、3~50質量%であることが好ましい。
前記浸透剤としては、例えばエタノール、イソプロピルアルコール等の低級アルコール;エチレングリコールヘキシルエーテル、ジエチレングリコールブチルエーテル、プロピレングリコールプロピルエーテル等のアルキルアルコールのグリコールモノエーテルが挙げられる。前記浸透剤の含有率は、記録媒体へのインクの浸透性の改良や、記録媒体上でのインクのドット径を調整する観点から、前記インクジェットインク組成物中、0.01~10質量%であることが好ましい。
前記界面活性剤としては、例えば、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤等が挙げられ、表面張力等のインク特性を調整する観点から、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤が好ましい。
アニオン性界面活性剤としては、例えば、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルフェニルスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、高級脂肪酸塩、高級脂肪酸エステルの硫酸エステル塩、高級脂肪酸エステルのスルホン酸塩、高級アルコールエーテルの硫酸エステル塩及びスルホン酸塩、高級アルキルスルホコハク酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルカルボン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、アルキルリン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩等が挙げられ、これらの具体例として、ドデシルベンゼンスルホン酸塩、イソプロピルナフタレンスルホン酸塩、モノブチルフェニルフェノールモノスルホン酸塩、モノブチルビフェニルスルホン酸塩、ジブチルフェニルフェノールジスルホン酸塩等が好ましい。
ノニオン性界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、脂肪酸アルキロールアミド、アルキルアルカノールアミド、アセチレングリコール、アセチレングリコールのオキシエチレン付加物、ポリエチレングリコールポリプロピレングリコールブロックコポリマー等を挙げることができ、これらの中では、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンドデシルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、脂肪酸アルキロールアミド、アセチレングリコール、アセチレングリコールのオキシエチレン付加物、ポリエチレングリコールポリプロピレングリコールブロックコポリマーが好ましい。
その他の界面活性剤として、ポリシロキサンオキシエチレン付加物のようなシリコーン系界面活性剤;パーフルオロアルキルカルボン酸塩、パーフルオロアルキルスルホン酸塩、オキシエチレンパーフルオロアルキルエーテルのようなフッ素系界面活性剤;スピクリスポール酸、ラムノリピド、リゾレシチンのようなバイオサーファクタント等を使用してもよい。
前記界面活性剤の含有率は、印刷画像等のにじみ等を効果的に防止する観点から、前記インクジェットインク組成物中、好ましくは0.001~2質量%であり、より好ましくは0.001~1.5質量%であり、さらに好ましくは0.01~1質量%である。
インクジェット記録用水性インクは、各種記録媒体への印刷に使用することができる。前記記録媒体としては、複写機で一般的に使用されているコピー用紙(PPC紙)等の吸収性の記録媒体、インクの吸収層を有する記録媒体、インクの吸収性を有しない非吸水性の記録媒体、インクの吸水性の低い難吸収性の記録媒体等がありうる。
本発明の水性インクジェットインク用バインダー樹脂組成物は、組成物の保存安定性及び吐出性、並びに、印刷物の耐擦過性及び耐洗濯性を達成することができるため、各種記録媒体への印刷に有用である。
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
(製造例1:水性ウレタン樹脂分散体1の合成)
温度計、攪拌装置、還流冷却管及び窒素導入管を備えた4ッ口フラスコに、ポリマージオールとしてETERNACOLL UH-100(宇部興産製、数平均分子量1000の結晶性ポリカーボネートジオール)500.0質量部、酸性ジオールとして2,2―ジメチロールプロピオン酸(DMPA)33.4質量部、溶媒としてメチルエチルケトン(MEK)207.6質量部を入れ、十分に撹拌させた。次いで、イソシアネートとして水素添加4,4‘-ジフェニルメタンジイソシアネート(H12MDI)295.1質量部、触媒としてジブチルスズジラウリレート0.16質量部を加え、75℃で4時間反応させた。反応後、MEKを346.9質量部入れ、30分撹拌させるとともに、40℃以下まで冷却し、ウレタンプレポリマー溶液を得た。
得られたウレタンプレポリマー溶液に20質量%水酸化カリウム水溶液(固形分13.3質量部相当)を加え、15分撹拌させることにより酸基を中和させた。次いで強撹拌下でイオン交換水2540.6質量部を徐々に添加し、ウレタンを乳化させたのち、鎖伸長剤としてエチレンジアミン(EDA)20.3質量部を加え、40℃で3時間撹拌し鎖伸長反応を行った。反応完結後、減圧蒸留によりMEKを留去し、不揮発分30質量%、固形分酸価15mgKOH/gの水性ウレタン樹脂分散体1を合成した。
温度計、攪拌装置、還流冷却管及び窒素導入管を備えた4ッ口フラスコに、ポリマージオールとしてETERNACOLL UH-100(宇部興産製、数平均分子量1000の結晶性ポリカーボネートジオール)500.0質量部、酸性ジオールとして2,2―ジメチロールプロピオン酸(DMPA)33.4質量部、溶媒としてメチルエチルケトン(MEK)207.6質量部を入れ、十分に撹拌させた。次いで、イソシアネートとして水素添加4,4‘-ジフェニルメタンジイソシアネート(H12MDI)295.1質量部、触媒としてジブチルスズジラウリレート0.16質量部を加え、75℃で4時間反応させた。反応後、MEKを346.9質量部入れ、30分撹拌させるとともに、40℃以下まで冷却し、ウレタンプレポリマー溶液を得た。
得られたウレタンプレポリマー溶液に20質量%水酸化カリウム水溶液(固形分13.3質量部相当)を加え、15分撹拌させることにより酸基を中和させた。次いで強撹拌下でイオン交換水2540.6質量部を徐々に添加し、ウレタンを乳化させたのち、鎖伸長剤としてエチレンジアミン(EDA)20.3質量部を加え、40℃で3時間撹拌し鎖伸長反応を行った。反応完結後、減圧蒸留によりMEKを留去し、不揮発分30質量%、固形分酸価15mgKOH/gの水性ウレタン樹脂分散体1を合成した。
(製造例2:水性ウレタン樹脂分散体2の合成)
製造例1において、UH-100 500.0質量部を400.0質量部、DMPA33.4質量部を59.0質量部、H12MDI330.2質量部を330.5質量部、水酸化カリウム12.0質量部を23.5質量部、EDA20.3質量部を22.7質量部に変更した以外は同様の方法で、不揮発分30質量%、固形分酸価30 mgKOH/gの水性ウレタン樹脂分散体2を合成した。
製造例1において、UH-100 500.0質量部を400.0質量部、DMPA33.4質量部を59.0質量部、H12MDI330.2質量部を330.5質量部、水酸化カリウム12.0質量部を23.5質量部、EDA20.3質量部を22.7質量部に変更した以外は同様の方法で、不揮発分30質量%、固形分酸価30 mgKOH/gの水性ウレタン樹脂分散体2を合成した。
(製造例3:水性ウレタン樹脂分散体3の合成)
製造例1において、UH-100 500.0質量部を300.0質量部、DMPA33.4質量部を80.5質量部、H12MDI330.2質量部を354.2質量部、水酸化カリウム12.0質量部を32.0質量部、EDA20.3質量部を24.3質量部に変更した以外は同様の方法で、不揮発分30質量%、固形分酸価45 mgKOH/gの水性ウレタン樹脂分散体3を合成した。
製造例1において、UH-100 500.0質量部を300.0質量部、DMPA33.4質量部を80.5質量部、H12MDI330.2質量部を354.2質量部、水酸化カリウム12.0質量部を32.0質量部、EDA20.3質量部を24.3質量部に変更した以外は同様の方法で、不揮発分30質量%、固形分酸価45 mgKOH/gの水性ウレタン樹脂分散体3を合成した。
(製造例4:水性ウレタン樹脂分散体4の合成)
製造例1において、UH-100 500.0質量部を250.0質量部、DMPA33.4質量部を117.3質量部、H12MDI330.2質量部を442.7質量部、水酸化カリウム12.0質量部を46.6質量部、EDA20.3質量部を30.4質量部に変更した以外は同様の方法で、不揮発分30質量%、固形分酸価60 mgKOH/gの水性ウレタン樹脂分散体4を合成した。
製造例1において、UH-100 500.0質量部を250.0質量部、DMPA33.4質量部を117.3質量部、H12MDI330.2質量部を442.7質量部、水酸化カリウム12.0質量部を46.6質量部、EDA20.3質量部を30.4質量部に変更した以外は同様の方法で、不揮発分30質量%、固形分酸価60 mgKOH/gの水性ウレタン樹脂分散体4を合成した。
(製造例5:水性ウレタン樹脂分散体5の合成)
製造例1において、UH-100 500.0質量部を350.0質量部、DMPA33.4質量部を75.1質量部、H12MDI330.2質量部を358.1質量部、水酸化カリウム12.0質量部を29.9質量部、EDA20.3質量部を1,5-ペンタンジアミン41.8質量部に変更した以外は同様の方法で、不揮発分30質量%、固形分酸価40 mgKOH/gの水性ウレタン樹脂分散体5を合成した。
製造例1において、UH-100 500.0質量部を350.0質量部、DMPA33.4質量部を75.1質量部、H12MDI330.2質量部を358.1質量部、水酸化カリウム12.0質量部を29.9質量部、EDA20.3質量部を1,5-ペンタンジアミン41.8質量部に変更した以外は同様の方法で、不揮発分30質量%、固形分酸価40 mgKOH/gの水性ウレタン樹脂分散体5を合成した。
(製造例6:水性ウレタン樹脂分散体6の合成)
製造例1において、DMPA33.4質量部を40.2質量部、H12MDI330.2質量部をイソホロンジイソシアネート(IPDI)266.8質量部、水酸化カリウム12.0質量部を16.0質量部、EDA20.3質量部を21.6質量部に変更した以外は同様の方法で、不揮発分30質量%、固形分酸価20 mgKOH/gの水性ウレタン樹脂分散体6を合成した。
製造例1において、DMPA33.4質量部を40.2質量部、H12MDI330.2質量部をイソホロンジイソシアネート(IPDI)266.8質量部、水酸化カリウム12.0質量部を16.0質量部、EDA20.3質量部を21.6質量部に変更した以外は同様の方法で、不揮発分30質量%、固形分酸価20 mgKOH/gの水性ウレタン樹脂分散体6を合成した。
(製造例7:水性ウレタン樹脂7分散体の合成)
製造例1において、UH-100 500.0質量部を350.0質量部、DMPA33.4質量部を70.4質量部、H12MDI330.2質量部をイソホロンジイソシアネート(IPDI)291.8質量部、水酸化カリウム12.0質量部を28.0質量部、EDA20.3質量部を23.7質量部に変更した以外は同様の方法で、不揮発分30質量%、固形分酸価40 mgKOH/gの水性ウレタン樹脂分散体7を合成した。
製造例1において、UH-100 500.0質量部を350.0質量部、DMPA33.4質量部を70.4質量部、H12MDI330.2質量部をイソホロンジイソシアネート(IPDI)291.8質量部、水酸化カリウム12.0質量部を28.0質量部、EDA20.3質量部を23.7質量部に変更した以外は同様の方法で、不揮発分30質量%、固形分酸価40 mgKOH/gの水性ウレタン樹脂分散体7を合成した。
(製造例8:水性ウレタン樹脂分散体8の合成)
製造例1において、UH-100 500.0質量部をETERNACOLL UH-200(宇部興産製、数平均分子量2000の結晶性ポリカーボネートジオール)400.0質量部、DMPA33.4質量部を75.1質量部、H12MDI330.2質量部を299.1質量部、水酸化カリウム12.0質量部を29.9質量部に変更した以外は同様の方法で、不揮発分30質量%、固形分酸価40 mgKOH/gの水性ウレタン樹脂分散体8を合成した。
製造例1において、UH-100 500.0質量部をETERNACOLL UH-200(宇部興産製、数平均分子量2000の結晶性ポリカーボネートジオール)400.0質量部、DMPA33.4質量部を75.1質量部、H12MDI330.2質量部を299.1質量部、水酸化カリウム12.0質量部を29.9質量部に変更した以外は同様の方法で、不揮発分30質量%、固形分酸価40 mgKOH/gの水性ウレタン樹脂分散体8を合成した。
(製造例9:水性ウレタン樹脂分散体9の合成)
製造例1において、UH-100 500.0質量部をETERNACOLL UH-300(宇部興産製、数平均分子量3000の結晶性ポリカーボネートジオール)450.0質量部、DMPA33.4質量部を76.4質量部、H12MDI330.2質量部を283.3質量部、水酸化カリウム12.0質量部を30.4質量部、EDA20.3質量部を19.5質量部に変更した以外は同様の方法で、不揮発分30質量%、固形分酸価40 mgKOH/gの水性ウレタン樹脂分散体9を合成した。
製造例1において、UH-100 500.0質量部をETERNACOLL UH-300(宇部興産製、数平均分子量3000の結晶性ポリカーボネートジオール)450.0質量部、DMPA33.4質量部を76.4質量部、H12MDI330.2質量部を283.3質量部、水酸化カリウム12.0質量部を30.4質量部、EDA20.3質量部を19.5質量部に変更した以外は同様の方法で、不揮発分30質量%、固形分酸価40 mgKOH/gの水性ウレタン樹脂分散体9を合成した。
(製造例10:水性ウレタン樹脂分散体10の合成)
製造例1において、UH-100 500.0質量部を350.0質量部、DMPA33.4質量部を75.1質量部、H12MDI330.2質量部を358.1質量部、水酸化カリウム12.0質量部を29.9質量部、EDA20.3質量部を1,6-ヘキサメチレンジアミン(HDA)47.6質量部に変更した以外は同様の方法で、不揮発分30質量%、固形分酸価40 mgKOH/gの水性ウレタン樹脂分散体10を合成した。
製造例1において、UH-100 500.0質量部を350.0質量部、DMPA33.4質量部を75.1質量部、H12MDI330.2質量部を358.1質量部、水酸化カリウム12.0質量部を29.9質量部、EDA20.3質量部を1,6-ヘキサメチレンジアミン(HDA)47.6質量部に変更した以外は同様の方法で、不揮発分30質量%、固形分酸価40 mgKOH/gの水性ウレタン樹脂分散体10を合成した。
(製造例11:水性ウレタン樹脂分散体11の合成)
製造例1において、UH-100 500.0質量部を350.0質量部、DMPA33.4質量部を75.1質量部、H12MDI330.2質量部を358.1質量部、水酸化カリウム12.0質量部を29.9質量部、EDA20.3質量部を2,2-ジメチル-1,3-プロパンジアミン(DMPDA)41.8質量部に変更した以外は同様の方法で、不揮発分30質量%、固形分酸価40 mgKOH/gの水性ウレタン樹脂分散体11を合成した。
製造例1において、UH-100 500.0質量部を350.0質量部、DMPA33.4質量部を75.1質量部、H12MDI330.2質量部を358.1質量部、水酸化カリウム12.0質量部を29.9質量部、EDA20.3質量部を2,2-ジメチル-1,3-プロパンジアミン(DMPDA)41.8質量部に変更した以外は同様の方法で、不揮発分30質量%、固形分酸価40 mgKOH/gの水性ウレタン樹脂分散体11を合成した。
(製造例12:水性ウレタン樹脂分散体12の合成)
製造例1において、UH-100 500.0質量部を450.0質量部、DMPA33.4質量部を75.4質量部、H12MDI330.2質量部をヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)255.5質量部、水酸化カリウム12.0質量部を30.0質量部、EDA20.3質量部を27.4質量部に変更した以外は同様の方法で、不揮発分30質量%、固形分酸価40 mgKOH/gの水性ウレタン樹脂分散体12を合成した。
製造例1において、UH-100 500.0質量部を450.0質量部、DMPA33.4質量部を75.4質量部、H12MDI330.2質量部をヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)255.5質量部、水酸化カリウム12.0質量部を30.0質量部、EDA20.3質量部を27.4質量部に変更した以外は同様の方法で、不揮発分30質量%、固形分酸価40 mgKOH/gの水性ウレタン樹脂分散体12を合成した。
(製造例13:水性ウレタン樹脂分散体13の合成)
製造例1において、UH-100 500.0質量部をETERNACOLL UH-50(宇部興産製、数平均分子量500の結晶性ポリカーボネートジオール)280.0質量部、DMPA33.4質量部を75.1質量部、H12MDI330.2質量部を440.7質量部、水酸化カリウム12.0質量部を29.9質量部、EDA20.3質量部を30.3質量部に変更した以外は同様の方法で、不揮発分30質量%、固形分酸価40 mgKOH/gの水性ウレタン樹脂分散体13を合成した。
製造例1において、UH-100 500.0質量部をETERNACOLL UH-50(宇部興産製、数平均分子量500の結晶性ポリカーボネートジオール)280.0質量部、DMPA33.4質量部を75.1質量部、H12MDI330.2質量部を440.7質量部、水酸化カリウム12.0質量部を29.9質量部、EDA20.3質量部を30.3質量部に変更した以外は同様の方法で、不揮発分30質量%、固形分酸価40 mgKOH/gの水性ウレタン樹脂分散体13を合成した。
(製造例14:水性ウレタン樹脂分散体14の合成)
製造例1において、UH-100 500.0質量部をDURANOL T5651(旭化成製 分子量1000の非晶性ポリカーボネートジオール)350.0質量部、DMPA33.4質量部を75.1質量部、H12MDI330.2質量部を358.1質量部、水酸化カリウム12.0質量部を29.9質量部、EDA20.3質量部を24.6質量部に変更した以外は同様の方法で、不揮発分30質量%、固形分酸価40 mgKOH/gの水性ウレタン樹脂分散体14を合成した。
製造例1において、UH-100 500.0質量部をDURANOL T5651(旭化成製 分子量1000の非晶性ポリカーボネートジオール)350.0質量部、DMPA33.4質量部を75.1質量部、H12MDI330.2質量部を358.1質量部、水酸化カリウム12.0質量部を29.9質量部、EDA20.3質量部を24.6質量部に変更した以外は同様の方法で、不揮発分30質量%、固形分酸価40 mgKOH/gの水性ウレタン樹脂分散体14を合成した。
(製造例15:水性ウレタン樹脂分散体15の合成)
製造例1において、UH-100 500.0質量部をEXCENOL 1020(AGC製 分子量1000のポリエーテルジオール 以下PPG1000)350.0質量部、DMPA33.4質量部を75.1質量部、H12MDI330.2質量部を358.1質量部、水酸化カリウム12.0質量部を29.9質量部、EDA20.3質量部を24.6質量部に変更した以外は同様の方法で、不揮発分30質量%、固形分酸価40 mgKOH/gの水性ウレタン樹脂分散体15を合成した。
製造例1において、UH-100 500.0質量部をEXCENOL 1020(AGC製 分子量1000のポリエーテルジオール 以下PPG1000)350.0質量部、DMPA33.4質量部を75.1質量部、H12MDI330.2質量部を358.1質量部、水酸化カリウム12.0質量部を29.9質量部、EDA20.3質量部を24.6質量部に変更した以外は同様の方法で、不揮発分30質量%、固形分酸価40 mgKOH/gの水性ウレタン樹脂分散体15を合成した。
(製造例16:水性ウレタン樹脂分散体16の合成)
製造例1において、UH-100 500.0質量部をポリライト OD-X-2155(DIC製 分子量1000のポリエステルジオール 以下PEs)350.0質量部、DMPA33.4質量部を75.1質量部、H12MDI330.2質量部を358.1質量部、水酸化カリウム12.0質量部を29.9質量部、EDA20.3質量部を24.6質量部に変更した以外は同様の方法で、不揮発分30質量%、固形分酸価40 mgKOH/gの水性ウレタン樹脂分散体16を合成した。
製造例1において、UH-100 500.0質量部をポリライト OD-X-2155(DIC製 分子量1000のポリエステルジオール 以下PEs)350.0質量部、DMPA33.4質量部を75.1質量部、H12MDI330.2質量部を358.1質量部、水酸化カリウム12.0質量部を29.9質量部、EDA20.3質量部を24.6質量部に変更した以外は同様の方法で、不揮発分30質量%、固形分酸価40 mgKOH/gの水性ウレタン樹脂分散体16を合成した。
(製造例17:水性ウレタン樹脂分散体17の合成)
製造例1において、DMPA33.4質量部を20.1質量部、H12MDI330.2質量部を255.8質量部、水酸化カリウム12.0質量部を8.0質量部、EDA20.3質量部を17.6質量部に変更した以外は同様の方法で、不揮発分30質量%、固形分酸価10 mgKOH/gの水性ウレタン樹脂分散体17を合成した。
製造例1において、DMPA33.4質量部を20.1質量部、H12MDI330.2質量部を255.8質量部、水酸化カリウム12.0質量部を8.0質量部、EDA20.3質量部を17.6質量部に変更した以外は同様の方法で、不揮発分30質量%、固形分酸価10 mgKOH/gの水性ウレタン樹脂分散体17を合成した。
(製造例18:水性ウレタン樹脂分散体18の合成)
製造例1において、UH-100 500.0質量部を200.0質量部、DMPA33.4質量部を134.1質量部、H12MDI330.2質量部を472.2質量部、水酸化カリウム12.0質量部を53.3質量部、EDA20.3質量部を32.5質量部に変更した以外は同様の方法で、不揮発分30質量%、固形分酸価70 mgKOH/gの水性ウレタン樹脂分散体18を合成した。
製造例1において、UH-100 500.0質量部を200.0質量部、DMPA33.4質量部を134.1質量部、H12MDI330.2質量部を472.2質量部、水酸化カリウム12.0質量部を53.3質量部、EDA20.3質量部を32.5質量部に変更した以外は同様の方法で、不揮発分30質量%、固形分酸価70 mgKOH/gの水性ウレタン樹脂分散体18を合成した。
(製造例19:水性ウレタン樹脂分散体19の合成)
温度計、攪拌装置、還流冷却管及び窒素導入管を備えた4ッ口フラスコに、UH-100 350.0質量部、DMPA33.4質量部、MEK195.8質量部を入れ、十分に撹拌させた。次いで、H12MDI 358.1質量部、ジブチルスズジラウリレート0.18質量部を加え、75℃で3時間反応させた。その後50℃以下に冷却し、MEK350.9質量部、1,4-ブタンジオール(BG)36.9質量部を入れ、再び75℃に加温し10時間反応させた。反応後、MEK273.4質量部、メタノール5.0質量部を加え1時間撹拌させるとともに、40℃以下まで冷却しウレタン溶液を得た。
温度計、攪拌装置、還流冷却管及び窒素導入管を備えた4ッ口フラスコに、UH-100 350.0質量部、DMPA33.4質量部、MEK195.8質量部を入れ、十分に撹拌させた。次いで、H12MDI 358.1質量部、ジブチルスズジラウリレート0.18質量部を加え、75℃で3時間反応させた。その後50℃以下に冷却し、MEK350.9質量部、1,4-ブタンジオール(BG)36.9質量部を入れ、再び75℃に加温し10時間反応させた。反応後、MEK273.4質量部、メタノール5.0質量部を加え1時間撹拌させるとともに、40℃以下まで冷却しウレタン溶液を得た。
得られたウレタン溶液に水酸化カリウム29.9質量部を加え、30分撹拌させることにより酸基を中和させた。次いで強撹拌下でイオン交換水2877.7質量部を徐々に添加し、ウレタンを乳化させたのち、減圧蒸留によりMEKを留去し、不揮発分30質量%、固形分酸価40 mgKOH/gの水性ウレタン樹脂分散体19を合成した。
(実施例1~9、比較例1~10)
以下の手順で、顔料分散体、及びインクを製造した。
以下の手順で、顔料分散体、及びインクを製造した。
(顔料分散体の製造)
ミニプラネタリーミキサー(株式会社愛工舎mini-PLM)の0.5Lジャケット付タンクに、50質量部のC.I.ピグメントレッド122(DIC株式会社製「FASTOGEN Super Magenta RY」)、10質量部のスチレン-アクリル酸共重合体(重量平均分子量11,000、酸価180 mgKOH/g)を順番に投入し、ジャケット付タンクの温度を80℃に加温した状態で、自転回転数80rpm、公転回転数25rpmで10分間撹拌した。
ミニプラネタリーミキサー(株式会社愛工舎mini-PLM)の0.5Lジャケット付タンクに、50質量部のC.I.ピグメントレッド122(DIC株式会社製「FASTOGEN Super Magenta RY」)、10質量部のスチレン-アクリル酸共重合体(重量平均分子量11,000、酸価180 mgKOH/g)を順番に投入し、ジャケット付タンクの温度を80℃に加温した状態で、自転回転数80rpm、公転回転数25rpmで10分間撹拌した。
次に、ジャケット付タンクの温度を80℃に保温した状態で、5.29質量部の34質量%の水酸化カリウム水溶液、30質量部のトリエチレングリコールを前記組成物に加え、自転回転数80rpm、公転回転数25rpmで60分間混練を行うことによって、固形状の混練物を得た。
前記混練物に、イオン交換水100質量部とトリエチレングリコール10質量部を加え、ジューサーミキサーで10分間攪拌混合した。イオン交換水とProxel-GXL(ロンザジャパン株式会社)を混合することによって、顔料濃度が15.1質量%、トリエチレングリコール濃度が12.0質量%、Proxel-GXL濃度が0.1質量%の水性顔料分散体を得た。
(インクジェット印刷用顔料インクの製造)
前記で得た顔料分散体19.9質量部、製造例1~19で得た水性ウレタン樹脂分散体3.3質量部、2-ピロリジノン8.0質量部、トリエチレングリコールモノ-n-ブチルエーテル8.0質量部、グリセリン3.0質量部、サーフィノール440(エアープロダクツ社製)0.5質量部、イオン交換水57.3質量部を混合し、顔料濃度3.0質量%、ウレタン固形分濃度1.0質量%のインクジェット印刷用顔料インクを調整した。
前記で得た顔料分散体19.9質量部、製造例1~19で得た水性ウレタン樹脂分散体3.3質量部、2-ピロリジノン8.0質量部、トリエチレングリコールモノ-n-ブチルエーテル8.0質量部、グリセリン3.0質量部、サーフィノール440(エアープロダクツ社製)0.5質量部、イオン交換水57.3質量部を混合し、顔料濃度3.0質量%、ウレタン固形分濃度1.0質量%のインクジェット印刷用顔料インクを調整した。
得られたインクジェット印刷用顔料インクについて、以下の評価を行った。
(インクジェット印刷用顔料インクの保存安定性)
前記で得たインクジェット印刷用顔料インクをポリエチレン製容器に密栓し、60℃の恒温器で4週間の加熱試験を行った。加熱試験前のインクの粘度に対する、加熱試験後の粘度の変化を、下記式に基づいて算出し、顔料インクの保存安定性を評価した。前記評価がAまたはBであったものを実用上十分な保存安定性を有するものと評価した。
[(加熱試験後の顔料インクの粘度)/(加熱試験前の顔料インクの粘度)]×100
前記で得たインクジェット印刷用顔料インクをポリエチレン製容器に密栓し、60℃の恒温器で4週間の加熱試験を行った。加熱試験前のインクの粘度に対する、加熱試験後の粘度の変化を、下記式に基づいて算出し、顔料インクの保存安定性を評価した。前記評価がAまたはBであったものを実用上十分な保存安定性を有するものと評価した。
[(加熱試験後の顔料インクの粘度)/(加熱試験前の顔料インクの粘度)]×100
[判定基準]
A: 粘度の変化の割合が、5%未満
B: 粘度の変化の割合が、5%以上15%未満
C: 粘度の変化の割合が、15%以上
A: 粘度の変化の割合が、5%未満
B: 粘度の変化の割合が、5%以上15%未満
C: 粘度の変化の割合が、15%以上
(インクジェット印刷用顔料インクの吐出安定性)
前記で得たインクジェット印刷用水性インクを、市販のインクジェットプリンターENVY4500(HP社製)ブラックインクカートリッジに充填し、ノズルチェック用パターンを印刷した(1回目)。次に、モノクロモードでA4用紙1枚の340cm2の範囲に、印刷濃度設定100%でベタ印刷をした。次に、ノズルチェックテスト用パターンを再度印刷した(2回目)。前記1回目と2回目のノズルチェックテスト用パターンを比較することによって、インク吐出ノズルの目詰まり状態を評価した。前記評価がAまたはBであったものを実用上十分な吐出安定性を有するものと評価した。
前記で得たインクジェット印刷用水性インクを、市販のインクジェットプリンターENVY4500(HP社製)ブラックインクカートリッジに充填し、ノズルチェック用パターンを印刷した(1回目)。次に、モノクロモードでA4用紙1枚の340cm2の範囲に、印刷濃度設定100%でベタ印刷をした。次に、ノズルチェックテスト用パターンを再度印刷した(2回目)。前記1回目と2回目のノズルチェックテスト用パターンを比較することによって、インク吐出ノズルの目詰まり状態を評価した。前記評価がAまたはBであったものを実用上十分な吐出安定性を有するものと評価した。
[判定基準]
A:1回目及び2回目のノズルチェックテスト用パターンのいずれにおいても、印刷パターンの欠けが発生しなかった
B:1回目のノズルチェックテスト用パターンで確認された印刷パターンの欠けの数と、2回目のノズルチェックテスト用パターンで確認された印刷パターンの欠けの数とが同一であった。
C:1回目のノズルチェックテスト用パターンで確認された印刷パターンの欠けの数よりも、2回目のノズルチェックテスト用パターンで確認された印刷パターンの欠けの数の方が1~5個多かった。
D:1回目のノズルチェックテスト用パターンで確認された印刷パターンの欠けの数よりも、2回目のノズルチェックテスト用パターンで確認された印刷パターンの欠けの数の方が6個以上多かった。
A:1回目及び2回目のノズルチェックテスト用パターンのいずれにおいても、印刷パターンの欠けが発生しなかった
B:1回目のノズルチェックテスト用パターンで確認された印刷パターンの欠けの数と、2回目のノズルチェックテスト用パターンで確認された印刷パターンの欠けの数とが同一であった。
C:1回目のノズルチェックテスト用パターンで確認された印刷パターンの欠けの数よりも、2回目のノズルチェックテスト用パターンで確認された印刷パターンの欠けの数の方が1~5個多かった。
D:1回目のノズルチェックテスト用パターンで確認された印刷パターンの欠けの数よりも、2回目のノズルチェックテスト用パターンで確認された印刷パターンの欠けの数の方が6個以上多かった。
(耐擦過性)
前記で得たインクジェット印刷用水性インクを、市販のインクジェットプリンターENVY4500(HP社製)ブラックインクカートリッジに充填し、写真印刷用紙(HPアドバンスドフォトペーパー HP社製)の印刷面に印字濃度設定100%のベタ印刷を行った。
前記で得たインクジェット印刷用水性インクを、市販のインクジェットプリンターENVY4500(HP社製)ブラックインクカートリッジに充填し、写真印刷用紙(HPアドバンスドフォトペーパー HP社製)の印刷面に印字濃度設定100%のベタ印刷を行った。
前記印刷物を常温下で1分間乾燥した後、学振式摩擦試験機を用いて荷重200gの条件にて印刷紙と同じ紙で印刷面を1回摩擦させた。該印刷面の色等のこすれ具合を目視で評価し、評価がAまたはBであったものを実用上十分な耐擦過性を有するものと評価した。
[判定基準]
A:印刷面に傷は全くなく、色材の剥離等もみられなかった。
B:印刷表面に若干の傷が発生したものの、色材の剥離等はみられなかった。
C:印刷表面に著しい傷が発生し、色材の剥離等もみられた。
A:印刷面に傷は全くなく、色材の剥離等もみられなかった。
B:印刷表面に若干の傷が発生したものの、色材の剥離等はみられなかった。
C:印刷表面に著しい傷が発生し、色材の剥離等もみられた。
(耐洗濯性)
前記で得たインクジェット印刷用水性インクで綿ブロード全面を染色後、150℃で5分間乾燥させた。その後JISL0844:2011に基づいて調整した洗濯液を50℃に加温し、前記綿ブロードを浸漬(30分間)させた。次いでフードミキサー中で1分間撹拌させ、積分球分光測色計X-Riteでミキサー撹拌後の綿ブロードのODを測定した。下記の式に基づき耐洗濯指標を算出し、バインダー未添加インクよりも著しく良好であればA、良好であればB、同等であればC、劣ればDとした。前記評価がAまたはBであったものを実用上十分な耐洗濯性を有するものと評価した。
耐洗濯指標 =(撹拌後の綿ブロードのOD)/(撹拌前の綿ブロードのOD)
前記で得たインクジェット印刷用水性インクで綿ブロード全面を染色後、150℃で5分間乾燥させた。その後JISL0844:2011に基づいて調整した洗濯液を50℃に加温し、前記綿ブロードを浸漬(30分間)させた。次いでフードミキサー中で1分間撹拌させ、積分球分光測色計X-Riteでミキサー撹拌後の綿ブロードのODを測定した。下記の式に基づき耐洗濯指標を算出し、バインダー未添加インクよりも著しく良好であればA、良好であればB、同等であればC、劣ればDとした。前記評価がAまたはBであったものを実用上十分な耐洗濯性を有するものと評価した。
耐洗濯指標 =(撹拌後の綿ブロードのOD)/(撹拌前の綿ブロードのOD)
結果を表1に示す。
実施例に示すように、分子量1000~3000の結晶性ポリカーボネートジオール、脂環族イソシアネート、直鎖ジアミンを構成成分に持ち、酸価が15~60であるウレタンを使用した場合、インクの保存安定性、吐出安定性、耐擦過性、耐洗濯性いずれも良好な結果が得られた。
一方、比較例に示すように、それ以外のポリマージオール、非脂環族イソシアネート、分岐鎖を持つジアミンいずれか1つを構成成分に持つ場合、インクの保存安定性、吐出安定性、耐擦過性、耐洗濯性の少なくとも1つが実用に適さない水準であった。酸価が実施例の範囲外である場合、または鎖伸長剤として直鎖ジオールを用いた場合も同様であった。
本発明の水性インクジェットインク用バインダー樹脂組成物は、組成物の保存安定性及び吐出性、並びに、印刷物の耐擦過性及び耐洗濯性を達成することができるため、各種記録媒体への印刷に有用である。
Claims (6)
- ウレタン樹脂(I)、塩基性化合物(II)及び水性媒体(III)を含み、
前記ウレタン樹脂(I)が、ポリオール(a)、ポリイソシアネート(b)及びポリアミン化合物(c)の反応物であり、
前記ポリオール(a)が、結晶性ポリカーボネートジオール(a1)及び酸基を有するジオール(a2)を含むものであり、
前記ポリイソシアネート(b)が、脂環式ポリイソシアネート(b1)を含むものであり、
前記ポリアミン化合物(c)が、直鎖状ジアミン化合物(c1)を含むものであり、
前記ウレタン樹脂(I)の酸価が、15mgKOH/g以上60mgKOH/g以下である水性インクジェットインク用バインダー樹脂組成物。 - 前記直鎖状ジアミン化合物(c1)が、炭素原子数5以下の直鎖状ジアミン化合物を含むものである請求項1記載の水性インクジェットインク用バインダー樹脂組成物。
- 前記塩基性化合物(II)が、金属水酸化物を含むものである請求項1又は2記載の水性インクジェットインク用バインダー樹脂組成物。
- 前記結晶性ポリカーボネートジオール(a1)が、40℃以上に融点を有する結晶性ポリカーボネートポリオールを含むものである請求項1~3のいずれか1項記載の水性インクジェットインク用バインダー樹脂組成物。
- 請求項1~4のいずれか1項記載の水性インクジェットインク用バインダー樹脂組成物を含む水性インクジェットインク。
- 請求項1~5のいずれか1項記載の水性インクジェットインクから形成される印刷層。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2020212257A JP2022098703A (ja) | 2020-12-22 | 2020-12-22 | 水性インクジェットインク用バインダー樹脂組成物、水性インクジェットインク及び印刷層 |
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