WO2012020611A1 - ポリウレタン樹脂付加顔料、ポリウレタン樹脂付加顔料の製造方法、顔料分散組成物およびインクジェットインク組成物 - Google Patents

ポリウレタン樹脂付加顔料、ポリウレタン樹脂付加顔料の製造方法、顔料分散組成物およびインクジェットインク組成物 Download PDF

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water
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田中 重弘
麻美 竹中
由香利 石橋
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東海カーボン株式会社
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Definitions

  • An ink jet printer that employs an ink jet recording method is a method in which ink droplets are ejected from a fine nozzle head and characters and images are recorded on the surface of a recording medium such as paper. (Registered trademark) method and piezo method.
  • the former is a recording method that instantaneously heats the ink guided to the nozzle head with a heater to generate bubbles, and the ink expansion is intermittently ejected by volume expansion due to the bubbles
  • the latter is an electrostrictive element (piezoelectric element) Is a recording method in which an electrical signal is converted into a mechanical signal using ink and ink droplets stored in a nozzle head portion are ejected intermittently.
  • the basic compound (II) having a basic isocyanate (II) is referred to as “basic compound (II)”, and the water-dispersible polyurethane resin (III) having a terminal isocyanate group is referred to as “water-dispersible polyurethane resin (III)”.
  • the self-dispersing carbon black pigment having an acidic group on the surface is obtained by bonding at least one hydrophilic group containing an acidic group to the surface of the carbon black pigment directly or through another atomic group,
  • a suspension is made into a dispersion, a stable dispersion state can be maintained without adding a surfactant or a polymer compound, and the surface tension of the dispersion shows almost the same value as water.
  • the self-dispersing carbon black pigment includes those obtained by neutralizing a hydrophilic group such as the acidic group with a counter ion.
  • the pigment (I) having an acidic group on the surface is treated by acidifying the surface of each pigment with a synergist such as phthalocyanine sulfonic acid, or introducing an acidic group on the pigment surface by diazo coupling.
  • a synergist such as phthalocyanine sulfonic acid
  • diazo coupling an appropriate oxidation treatment to introduce an acidic group such as a phenolic hydroxyl group or a carboxyl group onto the pigment surface, and the above-described carbon black is preferred as a pigment to be subjected to these treatments.
  • the carbon black can be efficiently dispersed in the slurry, and acidic groups can be generated uniformly and effectively.
  • oxidizing by wet method it is preferable to oxidize with ozone water, hydrogen peroxide solution, peroxodiacid or salts thereof, and when oxidizing by dry (gas phase) method, ozone, oxygen, NO X , SO X, etc. It is preferable to oxidize by exposing carbon black to a gas atmosphere.
  • anionic surfactants include fatty acid salts, alkyl sulfate esters, alkylaryl sulfonates, and the like
  • nonionic surfactants include polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkylaryl ethers, and the like.
  • examples of the surfactant include alkylamine salts and quaternary ammonium salts.
  • the self-dispersing pigment that is, the pigment (I) having an acidic group on the surface
  • the pigment particles when neutralized by counter ions, the pigment particles are dispersed by repulsion of ions, and when the polymer is added to the surface, its storage stability
  • the polyurethane resin-added pigment of the present invention is a water-dispersible polyurethane having a terminal isocyanate group, which will be described later with respect to the pigment (I), even when the acidic group concentration on the surface of the pigment (I) is low.
  • the volume average particle size of carbon black dispersed in water is preferably 30 to 300 nm, more preferably 40 to 270 nm, and further preferably 50 to 250 nm. is there.
  • the volume average particle size of carbon black means a particle size of 50% (average particle size D50) as an integrated particle size in a volume-based integrated particle size distribution measured by a laser diffraction particle size distribution analyzer. To do.
  • glycol-based aqueous solvents such as ethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, and polyethylene glycol, dimethyl sulfoxide, sulfolane, and the like. It may be. However, since the glycol-based aqueous solvent having an alcoholic hydroxyl group may react with the terminal isocyanate group of the water-dispersible polyurethane resin (III) to be described later, the glycol-based aqueous medium suppresses the amount used, and will be described later. It is preferable to add it after the reaction with the polyurethane resin.
  • the pigment having an unreacted amino group on the surface which is a constituent material of the polyurethane resin addition pigment of the present invention, has a pigment (I) having an acidic group on the surface and an amino group selected from a primary amino group and a secondary amino group. It is preferably prepared by bringing a basic compound (II) having two or more molecules in the molecule into contact with each other by stirring in an aqueous medium at a temperature of 20 to 60 ° C. for 0.5 to 10 hours. .
  • the pigment (I) having an acidic group on the surface is brought into contact with the basic compound (II) in an aqueous medium, and the basic compound (II) is converted into the surface of the pigment (I) by an ionic force. It can be in a state in the vicinity.
  • the pigment (I) having an acidic group on its surface is brought into contact with a basic compound having two or more amino groups in the molecule selected from primary amino groups and secondary amino groups in an aqueous medium, thereby obtaining the pigment
  • a pigment having an unreacted amino group on the surface can be obtained by ionically attracting to the surface acidic group so that the basic compound is present in the vicinity of the pigment surface.
  • the unreacted amino group on the pigment surface forms a water-dispersible polyurethane resin (III) having a terminal isocyanate group, which will be described later, and a polyisourea bond, which will be described later.
  • the water-dispersible polyurethane resin (III) is a cyanate compound.
  • An extended chain, a branched structure, or a stitch structure can be formed together with (IV), and a highly crosslinked resin can be added to the pigment surface to impart excellent dispersibility, storage stability, and the like.
  • polyurethane resin (III) having a terminal isocyanate group in order to react with the amino group on the surface of carbon black existing in the aqueous medium, a functional group or molecular chain having a function capable of being dispersed in the aqueous medium is included in the molecule.
  • a polyurethane resin obtained by urethane-bonding a compound having two or more hydroxyl groups and a polyisocyanate compound is preferable.
  • polyol having at least two hydroxyl groups in the molecule side chain modified diols or the like chemically modified according to the purpose by reaction such as Michael addition can be used, and various hydrophobic groups and hydrophilic groups can be used in the side chain. By introducing, it is possible to widely design a balance between hydrophilicity and hydrophobicity in the obtained polyurethane resin.
  • (meth) acrylic acid alkyl esters For example, (meth) acrylic acid alkyl esters, (Meth) acrylic acid cycloalkyl ester, (meth) acrylic acid substituted aromatic ester, (meth) acrylic acid halogenated alkyl ester, (meth) acrylic acid ester, aromatic vinyl compound, vinyl cyanide compound, unsaturated dibasic There may be mentioned acids or their derivatives.
  • Examples of the (meth) acrylic acid cycloalkyl ester include cyclohexyl (meth) acrylate, methylcyclohexyl (meth) acrylate, bornyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, adamantyl (meth) acrylate, and the like. It is done.
  • Examples of the (meth) acrylic acid halogenated alkyl ester include fluoromethyl (meth) acrylate, fluoroethyl (meth) acrylate, and the like.
  • Examples of the (meth) acrylic acid ester include (meth) acrylic acid hydroxyalkyl ester, (meth) acrylic acid glycidyl, (meth) acrylic acid ethylene glycol ester, (meth) acrylic acid polyethylene glycol ester, and the like.
  • polymer polyol examples include polyester polyol such as polyester diol, polymer diol such as polycarbonate diol, polylactone diol, and polybutadiene diol, and polyether polyol.
  • polyester polyol such as polyester diol
  • polymer diol such as polycarbonate diol, polylactone diol, and polybutadiene diol
  • polyether polyol a polymer diol of a compound having a rosin skeleton or a hydrogenated rosin skeleton can be given.
  • the molecular weight of the polymer polyol is preferably in the range of 300 to 5000 in terms of number average molecular weight, and more preferably in the range of 500 to 3000 in terms of number average molecular weight.
  • Polyol equivalent ingredients that are raw materials for polyester polyols include alkyl monoglycidyl ethers such as butyl glycidyl ether, 2-ethylhexyl glycidyl ether, lauryl glycidyl ether, decyl glycidyl ether and stearyl glycidyl ether, and alkyl glycidyl esters (product names One or more of monoepoxy compounds such as Cardura E10 (manufactured by Shell Japan Co., Ltd.) can be mentioned.
  • alkyl monoglycidyl ethers such as butyl glycidyl ether, 2-ethylhexyl glycidyl ether, lauryl glycidyl ether, decyl glycidyl ether and stearyl glycidyl ether
  • alkyl glycidyl esters product names One or more of monoepoxy compounds
  • Polybasic acids and their anhydrides that are raw materials for polyester polyols include aliphatic dibasic acids such as succinic acid, adipic acid, azelaic acid, sebacic acid and dimer acid, and their anhydrides, dodecenyl succinic anhydride, Aromatic polybasic acids such as phthalic anhydride, isophthalic acid, terephthalic acid and trimellitic anhydride, and anhydrides thereof, alicyclic polybasic acids such as hydrophthalic anhydride and dimethyl-1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, and the like The anhydride of these is mentioned.
  • Examples of the polymer diol of a compound having a rosin skeleton or a hydrogenated rosin skeleton include Pine Crystal D-6011 and D-6240 (manufactured by Arakawa Chemical Industries).
  • the reaction between the basic compound (II) and the water-dispersible polyurethane resin (III) can be prioritized. Furthermore, by setting the reaction temperature at this time to 40 ° C. or less, preferably within 15 to 30 ° C., a further difference in reaction rate occurs, giving priority to the reaction between the basic compound (II) and the water-dispersible polyurethane resin (III). Can be made.
  • the water-dispersible polyurethane resin (III) thus obtained has a number average molecular weight calculated by the above formula of preferably 1000 to 15000, more preferably 1300 to 10000, and more preferably 1600 to 8000. More preferably.
  • the solid content acid value is preferably 20 to 200 mgKOH / g, more preferably 25 to 150 mgKOH / g, and further preferably 30 to 120 mgKOH / g.
  • the water-dispersible polyurethane resin (III) having a terminal isocyanate group and the polyisocyanate compound (IV) are mixed in advance and have an unreacted amino group on the surface in a mixed solution state. Preference is given to contacting with an aqueous solution of the pigment.
  • the inkjet ink composition of the present invention comprises the polyurethane resin addition pigment of the present invention or the polyurethane addition pigment obtained by the method of the present invention.
  • the inkjet ink composition of the present invention is the same as the pigment dispersion composition of the present invention except that its application is limited to inkjet ink applications, and the details thereof are the same as those described above. According to the inkjet ink composition of the present invention, excellent image density, dispersibility, storage stability, re-dissolvability, marker resistance and scratch resistance of the ink coating film can be exhibited.
  • the low-oxidation carbon black pigment A used as the pigment (I) having an acidic group on the surface, the water-dispersible polyurethane resin 1 and water used as the water-dispersible polyurethane resin (III) having a terminal isocyanate group The dispersible polyurethane resin 2 was produced by the following method.
  • the oxidized carbon black was filtered, dispersed in pure water, and neutralized with an aqueous sodium hydroxide solution.
  • the carbon black slurry was treated with a centrifuge (CR22F manufactured by Hitachi Koki Co., Ltd.) at a rotation speed of 7.5 ⁇ 10 ⁇ 3 s ⁇ 1 for 15 minutes. Thereafter, the remaining salt is separated and purified from the obtained supernatant by an ultrafiltration membrane (AHP-1010, manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd., molecular weight cut off 50000), so that the carbon black dispersion concentration becomes 20% by mass. The water was removed to obtain an aqueous dispersion of low oxidation carbon black A.
  • Black pigment (I) AquaBlack (registered trademark) 162 which is a carbon black pigment having an acidic group on the surface (made by Tokai Carbon Co., Ltd., solid content concentration: 19.2 mass%) 1042 mass 82.7 parts by mass of
  • the polydisperse polyurethane resin (III) is further used as the water dispersibility.
  • 76.5 parts by mass of polyurethane resin 2 (solid content: 58.8% by mass) and 5 parts by mass of Duranate TSE-100 (NCO group content: 12.1% by mass) manufactured by Asahi Kasei Chemicals as polyisocyanate compound (IV) Then, 6.5 parts by mass of N-methyl morpholine was mixed in advance and added while cooling, stirred at room temperature for 1 hour, heated to 40 ° C., further stirred at 40 ° C.
  • Pigment Dispersion Composition 3 As shown in Table 1, 100 parts by mass of the polyurethane resin-added pigment 3 obtained in (1), 66 parts by mass of glycerin, acetylenic diol surfactant (Surfide manufactured by Air Products) Knoll 104E) 0.6 parts by mass, 0.6 parts by mass of triethanolamine, and 132.8 parts by mass of ion-exchanged water were added and stirred to prepare pigment dispersion composition 3.

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Abstract

 優れた画像濃度、分散性、保存安定性、再溶解性、インク塗膜の耐マーカー性および耐擦過性を発揮する顔料を提供する。 表面に酸性基を有する顔料(I)と、一級アミノ基および二級アミノ基から選ばれるアミノ基を分子中に2以上有する塩基性化合物(II)とを水性媒体中で接触させて、表面に未反応アミノ基を有する顔料を作製した後、さらに、末端イソシアネート基を有する水分散性ポリウレタン樹脂(III)およびポリイソシアネート化合物(IV)とを接触させることにより、前記表面に未反応アミノ基を有する顔料と、末端イソシアネート基を有する水分散性ポリウレタン樹脂(III)およびポリイソシアネート化合物(IV)とを尿素結合させてなることを特徴とするポリウレタン樹脂付加顔料である。

Description

ポリウレタン樹脂付加顔料、ポリウレタン樹脂付加顔料の製造方法、顔料分散組成物およびインクジェットインク組成物
 本発明は、ポリウレタン樹脂付加顔料、ポリウレタン樹脂付加顔料の製造方法、顔料分散組成物およびインクジェットインク組成物に関する。
 近年、水性インキはその安全性と環境負荷が少ないことから幅広い分野で有機溶剤系インキに取ってかわり普及している。特にビジネス用途などではオフィスにおいて各種印刷に使用されるインクとして臭いのない水性色材が必要不可欠であり、産業用途でも作業環境、インキや塗料の取り扱いの安全性、廃液処理の問題から有機溶剤の使用をできる限り少なくする傾向が強まっている。また、水性着色材は、有機溶剤型着色材に比べ、製造時に防爆設備、排気設備、有機溶剤回収装置などの特別な装置が要らず製造コストが安価であることも普及の要因となっている。
 水性着色材としては主に染料と顔料の二つが用途に応じて使い分けられており、染料は階調性に優れ高解像度の画像形成がしやすい反面、耐光性が顔料と比べて悪く実用上問題がある。これに対して顔料は染料に対して分散性は劣るが、耐水性、耐光性が極めて優れており、分散技術の進歩により顔料インクが数多く提供されてきている。
 印刷製版を経て印刷されるグラビアインキ、オフセット印刷用の水性リキッドインクも開発されているが、水性インクを用いるオフィス向けの記録方法として最も普及し始めているものはインクジェット記録方法である。
 インクジェット記録方法は、微細なノズルヘッドからインク液滴を吐出して、文字や画像を紙などの記録媒体の表面に記録する方法であり、非接触で記録することにより、普通紙をはじめ多種多様な記録媒体にフルカラーで印刷版をおこすことなくオンデマンドで容易に印刷可能であることから広く普及し始めている。
 インクジェット記録方法を採用したインクジェットプリンターは、微細なノズルヘッドからインク液滴を吐出して、文字や画像を紙などの記録媒体の表面に記録する方法であり、代表的な記録方式としてバブルジェット(登録商標)方式とピエゾ方式とがある。前者はノズルヘッドまで導いたインクをヒーターで瞬間的に加熱して泡を発生させ、その泡による体積膨張でインク液を断続的に吐出する記録方式であり、後者は電歪素子(圧電素子)を用いて電気信号を機械信号に変換し、ノズルヘッド部分に貯えたインク液滴を断続的に吐出する記録方式である。
 インクジェットプリンター用インク組成物(インクジェットインク組成物)のうち、黒色インク組成物は、主に文書印刷を目的としてオフィス等で多用されており、各プリンターの記録方式、記録速度に最適化された水性黒色顔料インク組成物が数多く提供されている。
 例えば、黒色顔料の表面を親水化して、水性媒体に対する分散性を向上させた水性黒色顔料インク組成物が提案されているが(例えば、特許文献1参照)、特許文献1記載の方法では、普通紙に印字した場合に紙の内部にインク組成物が浸透してしまうことから、画像濃度が低下したり裏移りを生じたり、記録紙がカールする等の課題を生じていた。特に、近年、インクジェットプリンターの印刷速度の高速化に伴い、単位時間あたりのインク吐出量が増える傾向にあるため、従来の水性黒色顔料では十分な画像濃度が得られない場合があった。
 また、顔料は、粒子間の凝集力に比べて他の物質、例えば有機高分子、水および有機溶剤等との親和性が弱いために、通常の混合または分散条件では、均一に混合または分散することが極めて困難であるため、顔料表面に、各種の界面活性剤や樹脂等からなる分散剤を吸着させ、顔料表面全体を該分散剤で被覆して、固体状または液体状の他成分との親和性を高めることにより、顔料の分散性を改良する検討が数多くなされている(例えば、特許文献2参照)。
 更に、産業用途においては、プリンターの印刷速度が速く、パーソナル用途と異なりヘッドクリーニングを頻繁に行うことができないため、インクジェットインク組成物としては、連続吐出、断続吐出を繰り返してもヘッドに汚れや詰まりを生じさせない、再溶解性(乾燥後のインク組成物が未乾燥のインク組成物に再溶解し、連続吐出、断続吐出を繰り返してもノズルヘッドに汚れや詰まりを生じさせない特性)も求められるようになっており、スプレー塗装用組成物等の分野においても同様の技術課題が存在している。
特開平08-003498号公報 特開平08-218015号公報
 しかしながら、本発明者等が鋭意検討したところ、顔料表面に分散剤を吸着させてなる従来の水系顔料インク組成物においては、ノズルヘッドに設けられた細いノズルからインク組成物が吐出される際に、強い剪断力が加わって分散剤が離脱したり、長期保存中に分散剤が離脱したりする等して顔料の分散状態が不安定になり、保存安定性の悪化を引き起こすことが判明した。インク塗膜の耐擦過性、耐マーカー性を向上すべくアクリルエマルションなどの水性分散樹脂を添加すると保存安定性、吐出安定性の低下を招く。また、顔料全体を分散剤で被覆してマイクロカプセル化した場合には、保存安定性に優れる反面、画像濃度が大きく低下してしまう。
 また、顔料表面の官能基濃度を下げて、紙などの被印刷物に浸透せずに表面に止まる着色剤のほうが画像濃度が高くなることが知られているが、この場合、分散安定性、再溶解性、耐擦過性を低下させてしまう。
 従って、本発明は、こうした相反する関係にある、画像濃度、分散性、保存安定性、再溶解性、インク塗膜の耐マーカー性および耐擦過性に優れる顔料、該顔料の製造方法、顔料分散組成物およびインクジェットインク組成物を提供することを目的とするものである。
 上記目的を達成するために、本発明者等が鋭意検討したところ、表面に酸性基を有する顔料(I)と、一級アミノ基および二級アミノ基から選ばれるアミノ基を分子中に2以上有する塩基性化合物(II)とを水性媒体中で接触させて、表面に未反応アミノ基を有する顔料を作製した後、さらに、末端イソシアネート基を有する水分散性ポリウレタン樹脂(III)およびポリイソシアネート化合物(IV)とを接触させることにより、前記表面に未反応アミノ基を有する顔料と末端イソシアネート基を有する水分散性ポリウレタン樹脂(III)とを尿素結合させてなるポリウレタン樹脂付加顔料により、上記技術課題を解決し得ることを見出し、本知見に基づいて本発明を完成するに至った。
 すなわち、本発明は、
(1)表面に酸性基を有する顔料(I)と、一級アミノ基および二級アミノ基から選ばれるアミノ基を分子中に2以上有する塩基性化合物(II)とを水性媒体中で接触させて、表面に未反応アミノ基を有する顔料を作製した後、さらに、 
 末端イソシアネート基を有する水分散性ポリウレタン樹脂(III)およびポリイソシアネート化合物(IV)とを接触させることにより、
 前記表面に未反応アミノ基を有する顔料と末端イソシアネート基を有する水分散性ポリウレタン樹脂(III)とを尿素結合させてなる
ことを特徴とするポリウレタン樹脂付加顔料、
(2)前記末端イソシアネート基を有する水分散性ポリウレタン樹脂(III)の固形分酸価が20~120mgKOH/gである上記(1)に記載のポリウレタン樹脂付加顔料、
(3)前記表面に酸性基を有する顔料(I)が、表面に酸性基を有する自己分散型カーボンブラックである上記(1)に記載のポリウレタン樹脂付加顔料、
(4)前記表面に酸性基を有する顔料(I)が、表面に酸性基を有する自己分散型カーボンブラックである上記(2)に記載のポリウレタン樹脂付加顔料、
(5)ポリウレタン樹脂付加顔料を製造する方法であって、
 表面に酸性基を有する顔料(I)と、一級アミノ基および二級アミノ基から選ばれるアミノ基を分子中に2以上有する塩基性化合物(II)とを水性媒体中で接触させて、表面に未反応アミノ基を有する顔料を作製した後、さらに、
 末端イソシアネート基を有する水分散性ポリウレタン樹脂(III)およびポリイソシアネート化合物(IV)とを接触させることにより、
 前記表面に未反応アミノ基を有する顔料と末端イソシアネート基を有する水分散性ポリウレタン樹脂(III)とを尿素結合させる
ことを特徴とするポリウレタン樹脂付加顔料の製造方法、
(6)前記末端イソシアネート基を有する水分散性ポリウレタン樹脂(III)の固形分酸価が20~120mgKOH/gである上記(5)に記載のポリウレタン樹脂付加顔料の製造方法、
(7)前記表面に酸性基を有する顔料(I)が、表面に酸性基を有する自己分散型カーボンブラックである上記(5)に記載のポリウレタン樹脂付加顔料の製造方法、
(8)前記表面に酸性基を有する顔料(I)が、表面に酸性基を有する自己分散型カーボンブラックである上記(6)に記載のポリウレタン樹脂付加顔料の製造方法、
(9)上記(1)~(4)のいずれか1項に記載のポリウレタン樹脂付加顔料を含むことを特徴とする顔料分散組成物、
(10)上記(5)~(8)のいずれか1項に記載の方法で得られたポリウレタン樹脂付加顔料を含むことを特徴とする顔料分散組成物、
(11)上記(1)~(4)のいずれか1項に記載のポリウレタン樹脂付加顔料を含むことを特徴とするインクジェットインク組成物、
(12)上記(5)~(8)のいずれか1項に記載の方法で得られたポリウレタン樹脂付加顔料を含むことを特徴とするインクジェットインク組成物、
を提供するものである(なお、以下、適宜、表面に酸性基を有する顔料(I)を「顔料(I)」、一級アミノ基および二級アミノ基から選ばれるアミノ基を分子中に2以上有する塩基性化合物(II)を「塩基性化合物(II)」、末端イソシアネート基を有する水分散性ポリウレタン樹脂(III)を「水分散性ポリウレタン樹脂(III)」とそれぞれ称するものとする)。
 本発明によれば、表面に酸性基を有する顔料(I)と、一級アミノ基および二級アミノ基から選ばれるアミノ基を分子中に2以上有する塩基性化合物(II)とを水性媒体中で接触させることにより、イオン的な作用力によって両者を予め近接させることができ、末端イソシアネート基を有する水分散性ポリウレタン樹脂(III)およびポリイソシアネート化合物(IV)をさらに接触させることにより、顔料表面の未反応アミノ基と末端イソシアネート基を有する水分散性ポリウレタン樹脂(III)とを尿素結合させつつ、水分散性ポリウレタン樹脂(III)がポリイソシアネート化合物(IV)とともに延長鎖、分岐構造あるいは編み目構造を形成して、顔料表面に高架橋の樹脂を付加してなるポリウレタン樹脂付加顔料を提供することができる。そして、本発明によれば、ポリウレタン樹脂付加顔料が、上記特定の構造を有することにより、優れた画像濃度、分散性、保存安定性、再溶解性、インク塗膜の耐マーカー性および耐擦過性を発揮することができる。
 また、本発明によれば、上記ポリウレタン樹脂付加顔料の製造方法、顔料分散組成物およびインクジェットインク組成物を提供することができる。
 先ず、本発明のポリウレタン樹脂付加顔料について説明する。
 本発明のポリウレタン樹脂付加顔料は、表面に酸性基を有する顔料(I)と、一級アミノ基および二級アミノ基から選ばれるアミノ基を分子中に2以上有する塩基性化合物(II)とを水性媒体中で接触させて、表面に未反応アミノ基を有する顔料を作製した後、さらに、末端イソシアネート基を有する水分散性ポリウレタン樹脂(III)およびポリイソシアネート化合物(IV)とを接触させることにより、前記表面に未反応アミノ基を有する顔料と末端イソシアネート基を有する水分散性ポリウレタン樹脂(III)とを尿素結合させてなることを特徴とするものである。
 本発明のポリウレタン樹脂付加顔料において、表面に酸性基を有する顔料(I)としては、表面が酸性の顔料が好ましく、シナジストにより表面酸性処理した各種顔料や、ジアゾカップリングにより表面に酸性基を導入した顔料や、適宜酸化処理することにより表面にフェノール性水酸基やカルボキシル基などの酸性基を導入した顔料や、表面処理により酸性にした顔料をさらに対イオンで中和した顔料を挙げることができる。
 本発明のポリウレタン樹脂付加顔料において、表面に酸性基を有する顔料(I)としては、表面に酸性基を有する黒色顔料が好ましく、黒色顔料として、具体的には、アイボリーブラック、ピーチブラック、ランプブラック、マルスブラック、ビチューム、チタンブラック、カーボンブラック等を挙げることができ、これ等の中で、カーボンブラックが、インクジェット記録用黒色顔料として用いたときに漆黒度と着色力に優れることから、好適に使用することができる。表面に酸性基を有する顔料(I)としては、インク組成物の分散性や吐出安定性等を考慮すると、特に、表面に酸性基を有する自己分散型カーボンブラックが好適である。
 表面に酸性基を有する自己分散型カーボンブラック顔料とは、酸性基を含む少なくとも一種の親水性基がカーボンブラック顔料の表面に直接、若しくは他の原子団を介して結合したものであって、水中に懸濁して分散液とした際に界面活性剤や高分子化合物を添加することなく安定した分散状態を保持することができ、その分散液の表面張力がほとんど水と同等の値を示すものを意味し、本出願書類において、自己分散型カーボンブラック顔料には、上記酸性基等の親水性基を対イオンで中和したものも含むものとする。
 カーボンブラックとしては、ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、サーマルブラックを挙げることができ、これ等のカーボンブラックは、炭素含有量が高く、無定形構造に由来する黒色度が高く、ピーチブラックやランプブラック等に比較して乾燥速度が速く、保存安定性が高く、安価であることから、好ましく使用することができる。
 上記カーボンブラックのうち、ファーネスブラックやチャンネルブラック等の超微細カーボンブラックを用いると、得られる水性顔料分散体をインクジェットプリンター用インク組成物に用いたときに、高解像度で印刷品質に優れるものを得ることができる。
 カーボンブラックとしては、窒素吸着比表面積(NSA)が50m/g以上であるものが好ましく、50~300m/gであるものがより好ましく、80~250m/gであるものがさらに好ましい。また、カーボンブラックとしては、DBP吸収量が50cm/100g以上であるものが好ましく、50~200cm/100gであるものがより好ましく、80~180cm/100gであるものがさらに好ましい。
 また、表面に酸性基を有する顔料(I)が表面に酸性基を有する自己分散型カーボンブラックである場合、カルボキシル基当量が200~1200μmol/gであるものが好ましく、400~1000μmol/gであるものがより好ましく、600~800μmol/gであるものがさらに好ましい。
 カーボンブラックのNSAおよびDBP吸収量が上記範囲内にあることにより、得られる水性顔料分散体をインクジェットインク組成物に用いたときに、水性媒体に対して優れた分散性や、インキ性能を発揮することができる。
 なお、本出願書類において、カーボンブラックのNSAは、JIS K6217-2に規定される「ゴム用カーボンブラック-基本特性-第2部、比表面積の求め方-窒素吸着法、単点法」に従って測定した値を意味し、DBP吸収量は、JISK6217-4に規定される「ゴム用カーボンブラック-基本特性-第4部、DBP吸収量の求め方」に従って測定した値を意味する。
 また、カーボンブラックを構成する一次粒子の平均粒径は、10~70nmであることが好適であり、15~43nmであることがより好適であり、18~30nmであることがさらに好適である。なお、本出願書類において、カーボンブラックを構成する一次粒子の平均粒径は、15Å以上の分解能を持つ電子顕微鏡により2000~10000個の一次粒子の粒径を測定したときの算術平均を意味する。
 カーボンブラックの具体例としては、トーカブラック#8500、トーカブラック#8500F、トーカブラック#7550SB、トーカブラック#7550F(以上東海カーボン(株)製)、#650、#750、MA600、#44B、#44、#45B、MA7、MA11、#47、#45、#33、#45L、#47、#50、#52、MA77、MA8(以上三菱化学(株)製)、FW200、FW2V、FWI、FW18PS、NIpex180IQ、FW1、Special Black6、S160、S170(以上Degussa社製)、Black Pearls 1000M、Black Pearls 800、Black Pearls 880、Monarch 1300、Monarch 700、Monarch 880、CRX 1444、Regal 330R、Regal 660R、Regal 660、Regal 415R、Regal 415、Black Pearls 4630、Monarch 4630(以上Cabot社製)、Raven 7000、Raven 3500、Raven 5250、Raven 5750、Raven 5000ULTRAII、HV 3396、Raven 1255、Raven 1250、Raven 1190、Raven 1000、Raven 1020、Raven 1035、Raven 1100ULTRA、Raven 1170、Raven 1200(以上Columbian社製)、DB1305(以上KOSCO社製)、SUNBLACK700、705、710、715、720、725、300、305、320、325、X25、X45(以上旭カーボン(株)製)、N220、N110、N234、N121(以上Sid Richardson社製)、ニテロン#300(以上新日化カーボン(株)製)、ショウブラックN134、N110、N220、N234、N219(以上昭和キャボット社製)などを挙げることができる。
 本発明のポリウレタン樹脂付加顔料において、表面に酸性基を有する顔料(I)は、上記各顔料表面をフタロシアニンスルフォン酸などのシナジストで酸性に処理したり、ジアゾカップリングにより顔料表面に酸性基を導入したり、適宜酸化処理して顔料表面にフェノール性水酸基やカルボキシル基などの酸性基を導入することにより得ることができ、これ等の処理を施す顔料としては、上記カーボンブラックが好ましい。
 酸化処理は、液相法および気相法等の公知の方法により行うことができる。
 液相法により酸化処理する場合は、酸化剤として、過酸化水素水、硝酸、硫酸、塩素酸塩、過硫酸塩、過炭酸塩など種々の酸化剤を用いることができ、例えば、上記酸化剤を含む水溶液中に、カーボンブラック等の顔料を投入し、攪拌処理することにより、表面に酸性基を有する顔料を得ることができ、酸化剤の投入量および反応温度を制御することで、カーボンブラック表面に酸性基を均一に導入することができる。
 また、気相法による酸化処理は、オゾン酸化や空気酸化による方法を挙げることができ、上記気相法によれば、乾燥コストがかからず、液相法に比べて操作が容易である等の利点がある。
 酸化処理などによって顔料表面に導入される酸性基としては、アミノ基を有する塩基性化合物と酸・塩基反応して塩を形成し得るものであれば特に制限されず、例えば、カルボキシル基、スルホン基等を挙げることができる。これら酸性基の導入量は、気相酸化条件もしくは液相酸化条件を制御することにより制御することができる。
 以下、表面に酸性基を有する黒色顔料として、カーボンブラックの酸化処理物を液相法で製造する場合を例にとって説明する。
 カーボンブラックと、酸化剤および水性媒体(好ましくは脱イオン水)とを適宜な量比で攪拌槽にて混合して、混合攪拌槽中で適宜な温度、例えば室温~90℃の温度下、好ましくは60~90℃の温度下で十分に攪拌混合することにより、カーボンブラックが酸化されて、カーボンブラック粒子凝集体の表面にカルボキシル基やヒドロキシル基などの親水性の官能基が生成してなる表面が酸化された顔料の水分散体(スラリー)を得ることができる。
 この場合、カーボンブラックを予め湿式あるいは乾式酸化しておくとスラリー中にカーボンブラックを効率よく分散させることができ、均一かつ効果的に酸性基を生成することができる。湿式法により酸化する場合、オゾン水、過酸化水素水、ペルオキソ二酸あるいはその塩類により酸化することが好ましく、乾式(気相)法により酸化する場合、オゾン、酸素、NO、SOなどのガス雰囲気中にカーボンブラックを曝すことにより酸化することが好ましい。
 また、スラリー中に表面が酸化された顔料を均一に分散させるために界面活性剤を添加することも好ましく、界面活性剤としてはアニオン系、ノニオン系、カチオン系いずれも使用することができる。例えば、アニオン系界面活性剤としては、脂肪酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルアリールスルホン酸塩などが、ノニオン系界面活性剤としては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アリールエーテルなどが、カチオン系界面活性剤としてはアルキルアミン塩、第4級アンモニウム塩などが例示される。
 このようにして得られた表面が酸化された顔料のスラリーは、そのまま塩基性化合物との反応に供してもよいし、表面が酸化された顔料の凝集物が発生したり粘度が増加したりすることを抑制するために、部分中和処理(表面官能基である酸性基の一部を中和する処理)を施してもよい。
 部分中和処理を施す場合、予め、酸化処理により生じた還元塩(酸化剤の還元化物)を除去することが好ましく、還元塩を除去することによって、以下の中和反応が効率的に進行して水分散性が向上し、表面酸化顔料の再凝集を抑制することができる。還元塩の除去は、限外濾過膜(UF)、逆浸透膜(RO)、電気透析膜などの分離膜を用いて行うことが好ましい。
 表面酸化顔料の部分中和処理は、上記スラリーに中和剤を加え、加温しながら行うことが好ましい。中和剤としては、水酸化カリウム、水酸化ナトリウムなどのアルカリ塩類、アンモニア、エタノールアミン、トリエタノールアミン、ジメチルアミノエタノール、第4級アミンなどの有機アミン類が例示されるが、この限りではない。中和剤の添加量は、顔料表面官能基量によっても異なるので一概に決めることは出来ないが表面酸性官能基に対し50~100モル%であることが好ましい。中和反応は常温で行ってもよいが、中和剤を撹拌槽中の顔料スラリーに投入し、40~100℃で、1~16時間攪拌を行うことが好ましい。
 また、顔料スラリー中に大きな未分散塊や粗粒が存在する場合には、遠心分離や濾過などの方法により除去することが好ましく、未分散塊や粗粒を除去することにより、得られる水性顔料分散体の粒度分布を制御することができ、水性顔料分散体をインクジェットプリンター用インク組成物に使用したときに、印刷時におけるノズルの目詰りの発生を抑制することができる。
 スラリーの中和処理を行った場合は、中和処理により生じた塩類(中和剤の酸化物)を除去することが好ましく、上記塩類を除去することにより、顔料の水分散性を向上させ、表面酸化顔料の再擬集を抑制することができる。上記塩は、限外濾過膜(UF)、逆浸透膜(RO)、電気透析膜などの分離膜により除去することが好ましい。
 一般に、自己分散型顔料、即ち表面に酸性基を有する顔料(I)は対イオンによって中和されるとイオンの反発によって顔料粒子が分散し、表面にポリマーを付加した場合にはその保存安定性を高めることができるが、顔料表面の酸性基の濃度が低い場合には、分散安定性を欠くことになる。これに対して、本発明のポリウレタン樹脂付加顔料は、特に顔料(I)表面の酸性基濃度が低い場合であっても、顔料(I)に対して後述する末端イソシアネート基を有する水分散性ポリウレタン樹脂(III)を尿素結合により付加してなるものであることにより優れた分散性と分散安定性を発揮することができる。
 スラリー中における、表面に酸性基を有する顔料の濃度は、3~30質量% であることが好ましく、4~28質量%であることがより好ましく、5~25質量%であることがさらに好ましい。スラリー中における、表面に酸性基を有する顔料の濃度が上記範囲内にあることにより、後述する一級アミノ基および二級アミノ基から選ばれるアミノ基を分子中に2以上有する塩基性化合物(II)を、スラリー中に所定量投入することで、上記顔料と塩基性化合物との反応を容易に行うことができる。
 上述した方法によって、表面に酸性基を有する顔料(I)を得ることができるが、表面に酸性基を有する顔料としては、市販品を用いることもでき、自己分散型カーボンブラックとして市販されているAquaBlack(登録商標)162、AquaBlack(登録商標)164(いずれも東海カーボン(株)製)等の比較的分散安定性の高いカーボンブラックや、これ等の自己分散型カーボンブラックに対して、表面の酸性基濃度が50%以上100%未満であるカーボンブラックを挙げることができる。表面に酸性基を有する顔料(I)として、市販品を使用する場合には、後述する一級アミノ基および二級アミノ基から選ばれるアミノ基を分子中に2以上有する塩基性化合物との反応前に、塩基性化合物との反応を行う水性媒体中に予め分散することが好ましく、この場合、顔料の濃度が上記スラリー中の顔料濃度と同様の濃度になるように分散することがより好ましい。
 また、水に分散しているカーボンブラックの体積平均粒径は、30~300nmであることが好適であり、40~270nmであることがより好適であり、50~250nmであることがさらに好適である。なお、本出願書類において、カーボンブラックの体積平均粒径は、レーザー回折式粒度分布測定装置により測定された、体積基準積算粒度分布における積算粒度で50%の粒径(平均粒径D50)を意味する。
 一級アミノ基または二級アミノ基から選ばれるアミノ基を分子中に2以上有する塩基性化合物(II)としては、顔料表面の酸性基と酸・塩基反応し得るとともに、後述する水分散性ポリウレタン樹脂(III)の末端イソシアネート基と尿素結合し得るものであれば、特に制限されず、例えば、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、1、3-プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン等の脂肪族多価アミンや、フェニレンジアミン、ジアミノナフタレン、キシレンジアミン等の芳香族多価アミンや、ピペラジン、N-アミノエチルピペラジン、イソホロンジアミン等の脂環式多価アミン等が挙げられ、これらを単独でまたは複数使用することができる。
 本発明のポリウレタン樹脂付加顔料は、表面に酸性基を有する顔料(I)と、一級アミノ基および二級アミノ基から選ばれるアミノ基を分子中に2以上有する塩基性化合物(II)とを、水性媒体中で接触させてなる表面に未反応アミノ基を有する顔料を構成材料として調製されてなる。
 表面に酸性基を有する顔料(I)と、一級アミノ基および二級アミノ基から選ばれるアミノ基を分子中に2以上有する塩基性化合物(II)とを接触させる水性媒体としては水であることが好ましく、水以外の水性媒体としては、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類など水溶性でアミンとの反応、イソシアネートとの反応が起きない溶媒が好ましい。具体的には、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール等のグリコール系水性溶媒や、ジメチルスルホキシド、スルホラン等が挙げられ、これらの水性媒体を2種以上混合してなるものであってもよい。ただし、アルコール性水酸基を有するグリコール系水性溶媒は、後述する水分散性ポリウレタン樹脂(III)の末端イソシアネート基と反応する場合があることから、グリコール系水性媒体は、その使用量を抑制し、後述するポリウレタン樹脂との反応後に添加することが好ましい。
 本発明のポリウレタン樹脂付加顔料の構成材料となる、表面に未反応アミノ基を有する顔料は、表面に酸性基を有する顔料(I)と、一級アミノ基および二級アミノ基から選ばれるアミノ基を分子中に2以上有する塩基性化合物(II)とを、水性媒体中で、20~60℃の温度下、0.5~10時間攪拌することにより接触させ、反応させることにより作製することが好ましい。
 上記反応により、表面に酸性基を有する顔料(I)と塩基性化合物(II)とを水性媒体中で接触させ、イオン的な作用力によって、塩基性化合物(II)が顔料(I)の表面近傍に存在する状態とすることができる。
 塩基性化合物(II)の使用量は、顔料(I)の表面に対して後述する末端イソシアネート基を有する水分散性ポリウレタン樹脂(III)およびポリイソシアネート化合物(IV)からなる樹脂架橋物を形成し得る必要十分な量であることが好ましく、塩基性化合物(II)のアミノ基に対する水分散性ポリウレタン樹脂(III)およびポリイソシアネート化合物(IV)のイソシアネート基の当量比(NCO/(-(R)Hおよび-NH))が0.1~2当量比となる量であることが好ましい。
 表面に酸性基を有する顔料(I)に対して、一級アミノ基および二級アミノ基から選ばれるアミノ基を分子中に2以上有する塩基性化合物を、水性媒体中で接触させることにより、上記顔料表面酸性基にイオン的に引き寄せられ、塩基性化合物が顔料表面に近傍に存在する状態にして、表面に未反応アミノ基を有する顔料にすることができる。そして、この顔料表面の未反応アミノ基によって、後述する末端イソシアネート基を有する水分散性ポリウレタン樹脂(III)と後述するポリイソ尿素結合を形成し、さらに上記水分散性ポリウレタン樹脂(III)がシアネート化合物(IV)とともに延長鎖、分岐構造あるいは編み目構造を形成して、顔料表面に高架橋の樹脂を付加し優れた分散性や保存安定性等を付与することができる。
 本発明のポリウレタン樹脂付加顔料は、上記表面に未反応アミノ基を有する顔料に対して、末端イソシアネート基を有する水分散性ポリウレタン樹脂(III)および水分散性ポリウレタン樹脂(III)に溶解したポリイソシアネート化合物(IV)とを接触させてなるものである。
 上記顔料表面のアミノ基と水分散性ポリウレタン樹脂(III)のイソシアネート基は瞬時に反応して、尿素結合を形成する。このため、顔料表面においてポリウレタン樹脂(III)の架橋、鎖伸長が起こり、顔料表面に対し化学的な結合や、物理的付着が生じ、表面が水分散性ポリウレタン樹脂(III)で被覆されたポリマー付加顔料を得ることができる。
 本出願書類において、末端イソシアネート基を有する水分散性ポリウレタン樹脂(III)とは、分子末端にイソシアネート基を有し、常温下、水中において分散性を示すポリウレタン樹脂を意味する。
 末端イソシアネート基を有する水分散性ポリウレタン樹脂(III)としては、該末端イソシアネート基が、上記顔料表面に存在するアミノ基と尿素結合し得るものであれば特に制限されない。
 末端イソシアネート基を有するポリウレタン樹脂(III)としては、水性媒体中に存在するカーボンブラック表面のアミノ基と反応させるために、分子中に少なくとも水性媒体に分散しうる機能を有する官能基または分子鎖を有し且つ2以上の水酸基を有する化合物と、ポリイソシアネート化合物とをウレタン結合させてなるポリウレタン樹脂が好ましい。
 分子中に水性媒体に分散しうる官能基または分子鎖を有する2以上の水酸基を有する化合物としては、最終段階でポリウレタン樹脂を水性媒体中に転相させる塩を形成し得る官能基を有するものが好ましく、具体的には、三級カルボキシル基含有ポリオール化合物を挙げることができる。
 三級カルボキシル基含有ポリオール化合物としては、例えば、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸、ジメチロール酢酸、ジメチロール酪酸、ジメチロール吉草酸、ジメチロールカプロン酸等のポリヒドロキシカルボン酸類を挙げることができ、これ等のうち、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸等のジヒドロキシモノカルボン酸が好ましい。上記化合物が有する三級カルボキシル基はイソシアネート化合物との反応性が極めて低いことから、ウレタン結合反応を阻害することなく、目的とする水分散性ポリウレタン樹脂を効率よく生成することができる。
 また、上述の三級カルボキシル基含有ポリオール化合物の配合量を制御することにより、得られるポリウレタン樹脂の酸価を制御することが可能であり、酸価を高くすると水溶性、水分散性が高くなる。このように、酸価を調整することで水分散性ポリウレタン樹脂の水溶性、水分散性を調整することができる。また、水溶性、水分散性を調整するためには、三級カルボキシル基含有ポリオール化合物以外に、更にノニオン性の分子鎖を有するジオール化合物を使用することができる。ノニオン性の分子鎖を有するジオール化合物としては、ポリエチレングリコールジオール(PEG)、或いはポリエチレングリコールジオール(PEG)とポリプロピレングリコールジオール(PPG)、ポリブチレングリコールジオール(PBG)との共重合ジオールに代表されるポリアルキレングリコールジオールを挙げることができる。
 三級カルボキシル基含有ポリオール化合物やノニオン性の分子鎖を有するジオール化合物とともに、分子中に少なくとも2個の水酸基を有するポリオールを任意の割合で用いることもできる。
 分子中に少なくとも2個の水酸基を有するポリオールとしては、マイケル付加等の反応により目的に応じた化学修飾を行った側鎖修飾ジオール等を用いることもでき、側鎖に種々の疎水基や親水基を導入することで、得られるポリウレタン樹脂における親水性と疎水性のバランス設計を幅広く行うことができる。
 上記側鎖修飾ジオールは、ジアルカノールアミンと(メタ)アクリル酸誘導体との付加反応により合成することができる。マイケル付加等の反応は、ジアルカノールアミンとメタクリル酸誘導体との反応よりも低温で反応し反応性の高いアクリル酸誘導体との付加反応が制御しやすく好ましい。ジアルカノールアミンとしては、ジエタノールアミン、ジプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン等の二級アミンのジヒドロキシアルキル置換体、(メタ)アクリル酸誘導体としては、特に限定されないが、例えば、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリル酸シクロアルキルエステル、(メタ)アクリル酸置換芳香族エステル、(メタ)アクリル酸ハロゲン化アルキルエステル、(メタ)アクリル酸エステル、芳香族ビニル化合物、シアン化ビニル化合物、不飽和二塩基酸またはその誘導体を挙げることができる。
 上記(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、たとえば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸2―エチルヘキシル等が挙げられる。
 上記(メタ)アクリル酸シクロアルキルエステルとしては、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸メチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ボルニル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリル酸アダマンチル等が挙げられる。
 上記(メタ)アクリル酸芳香族エステルとしては、たとえば、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸ベンジル等が挙げられる。
 上記(メタ)アクリル酸ハロゲン化アルキルエステルとしては、たとえば、(メタ)アクリル酸フルオロメチル、(メタ)アクリル酸フルオロエチル等が挙げられる。
 上記(メタ)アクリル酸エステルとしては、(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルエステル、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸エチレングリコールエステル、(メタ)アクリル酸ポリエチレングリコールエステル等が挙げられる。
 上記芳香族ビニル化合物としては、スチレン、α-メチルスチレン、α-エチルスチレン等のα-置換スチレン、フルオロスチレン、メチルスチレン等の核置換スチレン等が挙
げられる。
 その他、(メタ)アクリル酸誘導体としては、2エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート等の脂肪族モノアクリレート;シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート等の脂環構造を有するモノアクリレート;ベンジル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシテトラエチレングリコール(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシエチル(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシテトラエチレングリコール(メタ)アクリレート等の芳香族モノアクリレート;メトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、ブトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシジプロピレングリコール(メタ)アクリレート等のアルキルエーテルアクリレート;2-(メタ)アクリロイルオキシエチルハイドロゲンサクシネート、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルハイドロゲンヘキサヒドロフタレート、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルハイドロゲンフタレート、2-(メタ)アクリロイルオキシプロピルハイドロゲンフタレート等の二塩基酸モノ(メタ)アクリロイルオキシエステル;モノ2-エチルヘキシルエーテルポリオキシエチレングリコール(メタ)アクリレート、モノノニルフェニルエーテルポリオキシエチレングリコール(メタ)アクリレート、モノ2-エチルヘキシルエーテルポリオキシプロピレングリコール(メタ)アクリレート、モノノニルフェニルエーテルポリオキシプロピレングリコール(メタ)アクリレート等のモノアルキルエーテルポリオキシアルキレングリコール(メタ)アクリレート;ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート等のポリオキシエチレンエーテル結合を有するモノアクリレート;2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、グリセリンモノ(メタ)アクリレート、2ヒドロキシ-3-ブトキシプロピル(メタ)アクリレート、2ヒドロキシ-3-フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートのε-カプロラクトン付加物等のヒドロキシル基を有するモノ(メタ)アクリレート;グリシジル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート等の脂環エーテル(メタ)アクリレート;N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、モルホリノ(メタ)アクリレート、N,N-ジメチルアクリルアミド、ジメチルアミノプロピルアクリレート、N-イソプロピルアクリルアミド等の含窒素モノアクリレート、ポリオキシエチレン燐酸エステルモノ(メタ)アクリレート、ポリオキシプロピレン燐酸エステルモノ(メタ)アクリレート等のポリオキシアルキレン燐酸エステルモノ(メタ)アクリレート等を挙げることができる。
 上記側鎖修飾ジオールを得るマイケル付加反応に供する原料としては、メタクリル酸誘導体よりもアクリル酸誘導体の方がアミンとの反応性が高く反応温度も低いため好ましい。
 また分子中に少なくとも2個の水酸基を有するポリオールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、シクロヘキサン-1,4-ジメタノール、1,3-ブチレングリコール、1,4-ブチレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,6-ヘキサンジオール、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-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオール、2-メチル-1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、シクロヘキシルジメタノールなどのジオール類、或いは高分子ポリオールを挙げることができる。
 高分子ポリオールとしては、ポリエステルジオール等のポリエステルポリオールや、ポリカーボネートジオール、ポリラクトンジオール、ポリブタジエンジオールなどの高分子ジオールや、ポリエーテルポリオールを挙げることができる。また、ロジン骨格または水添ロジン骨格を有する化合物のポリマージオールが挙げられる。高分子ポリオールの分子量は、数平均分子量で300~5000の範囲のものが好ましく、数平均分子量で500~3000のものがより好ましい。
 ポリエステルポリオールとしては、以下のポリオール、ポリオール同効成分のうちの1種または2種以上と、多塩基酸およびそれら無水物等のうちの1種または2種以上とが縮合反応することによって得られるものが挙げられる。
 ポリエステルポリオールの原料ポリオールとして例を挙げると、エチレングリコール、プロピレングリコール、シクロヘキサン-1,4-ジメタノール、1,3-ブチレングリコール、1,4-ブチレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,6-ヘキサンジオール、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-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオール、2-メチル-1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、シクロヘキサンジメタノール、ビスフェノールA、ビスフェノールF、水添ビスフェノールA、水添ビスフェノールF、ひまし油変性ジオール、ひまし油変性ポリオール等を挙げることができる。
 ポリエステルポリオールの原料である、ポリオール同効成分としては、ブチルグリシジルエーテル、2-エチルヘキシルグリシジルエーテル、ラウリルグリシジルエーテル、デシルグリシジルエーテルおよびステアリルグリシジルエーテル等のアルキルモノグリシジルエーテル類、並びにアルキルグリシジルエステル(製品名カージュラE10:シェルジャパン社製)等モノエポキシ化合物のうちの1種または2種以上が挙げられる。
 ポリエステルポリオールの原料である、多塩基酸およびそれらの無水物としては、琥珀酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバチン酸およびダイマー酸等の脂肪族二塩基酸並びにそれらの無水物、ドデセニル無水琥珀酸、無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸および無水トリメリット酸等の芳香族多塩基酸並びにそれらの無水物、無水ヒドロフタル酸およびジメチル-1,4-シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環族多塩基酸並びにそれらの無水物等が挙げられる。
 ポリラクトンジオールとしては、上記ポリオール、上記ポリエステルポリオールなどの水酸基末端化合物を出発物質としてε-カプロラクトン、β-メチル-δ-バレロラクトンなどのラクトン環を持つモノマーの開環付加重合によって得られるポリエステルポリオールもポリエステルポリオールの例として挙げられる。
 ポリカーボネートジオールとしては、1,4ブタンジオール、1,6ヘキサンジオール、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-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオール、1,9-ノナンジオール、2-メチル-1,8-オクタンジオールなどのジオールを原料にしたポリカーボネートジオールが挙げられる。
 ポリブタジエンジオールとしては、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
(ただし、k=0.2、l=0.2、m=0.6で、nは正の整数である。)で表されるポリブタジエンジオールPoly bdR-15HT、R-45HT(出光興産社製)や、ポリイソプレンジオールPoly ip(出光興産社製)や、下記式
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
(式中、nは正の整数を示す。)で表わされるα、ω―ポリブタジエングリコールG-1000、G-2000、G-3000(日本曹達社製)などが挙げられる。
 ポリエーテルポリオールとしては、ポリエチレングリコールジオール(PEG)、ポリプロピレングリコールジオール(PPG)、ポリブチレングリコールジオール(PBG) に代表されるポリアルキレングリコール類、ビスフェノールA、ビスフェノールF、水添ビスフェノールA、水添ビスフェノールFなどを出発物質として、プロピレンオキサイド、テトラヒドロフラン、ブチレンオキサイドを付加させたポリエーテルポリオールが挙げられる。
 ロジン骨格または水添ロジン骨格を有する化合物のポリマージオールとしては、パインクリスタルD-6011、D-6240(荒川化学工業社製)が挙げられる。
 一方、ポリイソシアネート化合物としては、分子中にイソシアネート基を2以上含有するものであれば特に限定されない。目的に応じてジイソシアネート化合物或いはイソシアネート基を3以上含有するポリイソシアネート化合物を用いてもよい。
 ジイソシアネート化合物としては、例えば、ジフェニルメタンジイソシアネート(以下MDIと略記)、ポリフェニレンポリメチレンポリイソシアネート、トリレンジイソシアネート(以下TDIと略記)、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、イソホロンジイソシアネート(以下IPDIと略記)、ヘキサメチレンジイソシアネート(以下HDIと略記)、テトラメチレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、1,3-シクロヘキシレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、水素添加ジフェニルメタンジイソシアネート(水添MDI)、水素添加キシリレンジイソシアネート、1,3-ビス(イソシアネートメチル)-シクロヘキサン(水添XDI)等を挙げることができ、また、これらのイソシアネート基を有する化合物のイソシアネート基の一部をビューレット、アロファネート、カルボジイミド、ウレトンイミン、オキサゾリドン、アミド、イミド、イソシアヌレート、ウレトジオン等に変性したものが挙げられる。これらは必要に応じて、単独または2種以上を併用することができる。
 これ等のジイソシアネート化合物のうち、芳香族系ジイソシアネート化合物のイソシアネート化合物よりも水との反応速度が遅い非芳香族系ジイソシアネート化合物が好ましい。水との反応性を考慮すると、水分散性ポリウレタン樹脂(III)の末端イソシアネート基は、比較的水との反応が緩慢な脂環族、脂肪族ジイソシアネートが望ましく、分子末端イソシアネート基を脂環族、脂肪族ジイソシアネート由来にすることで分子中に芳香族系ジイソシアネート化合物を導入することもできる。このような水分散性ポリウレタン樹脂(III)は、例えば、反応初段に芳香族系ジイソシアネートと過剰(モル比)のジオールとを反応させて、次いで脂環族、脂肪族ジイソシアネートを反応させることにより作製することができる。ジオールとの反応性が芳香族系ジイソシアネートの方が高いことから、この反応性差を利用して反応温度などを制御し、末端イソシアネート基を脂環族、脂肪族ジイソシアネート由来のイソシアネートにすることもできる。
 末端イソシアネート基を有する水分散性ポリウレタン樹脂(III)あるいは後述するポリイソシアネート化合物(IV)のイソシアネート基は、水に分散した顔料(I)の表面に存在するアミノ基を分子中に2以上有する塩基性化合物(II)と反応する際に、水とアミノ基との競争反応を生じる。ジイソシアネート化合物としては、MDIやTDI等の芳香族系ジイソシアネート化合物のイソシアネート基よりも水との反応速度が遅い非芳香族系ジイソシアネート化合物が好ましく、特にIPDI、水添MDIに代表される肪環族ジイソシアネート化合物或いは1,6-ヘキサメチレンジイソシアネートに代表される脂肪族ジイソシアネートを分子末端に用いることで、塩基性化合物(II)と水分散性ポリウレタン樹脂(III)の反応を優先させることができる。さらにはこのときの反応温度を40℃以下、好ましくは15~30℃以内にすることでさらに反応速度差が生じ、塩基性化合物(II)と水分散性ポリウレタン樹脂(III)との反応を優先させることができる。
 上記分子中に少なくとも2個の水酸基を有するポリオール化合物とジイソシアネート化合物とをウレタン結合させて末端イソシアネート基を有する水分散性ポリウレタン樹脂(III)を調製するためには、分子中に少なくとも2個の水酸基を有する化合物における水酸基の当量数に対してジイソシアネート化合物のイソシアネート基の当量数が2当量以上多い配合比(分子中に少なくとも2個の水酸基を有する化合物としてジオール化合物を用いる場合には、ジイソシアネート化合物のモル数が1モル多い配合比)にすることにより、両末端にイソシアネート基が存在するポリウレタン樹脂を得ることができる。また、多段階的にイソシアネート末端オリゴマーを合成して分子量を上げていく方法も、精度良くイソシアネート末端のポリマーを得ることができ、分子量分布のばらつきの少ないポリウレタン樹脂が得られるため有用である。
 上記ポリウレタン樹脂を得るためには、分子中に2個の水酸基を有する化合物とジイソシアネート化合物との反応を例にとると、有機溶媒中で、ジオールの全モル数nの時、ジイソシアネートの全モル数(n+1)となるように反応することによって、末端イソシアネート基を有する水分散性ポリウレタン樹脂(III)が合成できる。
 水分散性ポリウレタン樹脂(III)は、水に分散する機能を与えるために、固形分酸価が20~120mgKOH/gであることが好ましく、30~110mgKOH/gであることがより好ましく、35~100mgKOH/gであることがさらに好ましい。
 上記酸価は、三級カルボキシル基含有ジオール化合物のモル数を調整することによって調整することができる。
 なお、本出願において、分子中に水性媒体に分散しうる官能基または分子鎖を含みかつ2個以上の水酸基を有する化合物として三級カルボキシル基含有ジオール化合物を用い、ポリイソシアネート化合物としてジイソシアネート化合物を用いたときの、水分散性ポリウレタン樹脂(III)の酸価(AN)は、以下の式によって算出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
(ただし、上式において、a1:ジメチロールプロピオン酸などの三級カルボキシル基含有ジオール化合物のモル数、A1:ジメチロールプロピオン酸などの三級カルボキシル基含有ジオール化合物の分子量、a2、a3・・・an:その他のジオールのモル数、A2、A3・・・An:その他のジオールの分子量、b1,b2,b3・・・bn:ジイソシアネートのモル数、B1,B2,B3・・・Bn:ジイソシアネートの分子量である。)
 また、上記ポリオール類としてジオール化合物を用い、ポリイソシアネート化合物としてジイソシアネート化合物を用いたときの、水分散性ポリウレタン樹脂(III)の数平均分子量は、次式により算出、調整することができる。
   数平均分子量=nA’+(n+1)B’
(ただし、上式において、n:ポリオール類の全モル数、A’:ポリオール類の数平均分子量、B’:ジイソシアネートの数平均分子量である。)
 このようにして得られた水分散性ポリウレタン樹脂(III)は、上記式によって算出される数平均分子量が、1000~15000であることが好ましく、1300~10000であることがより好ましく、1600~8000であることがさらに好ましい。また、固形分酸価が20~200mgKOH/gであることが好ましく、25~150mgKOH/gであることがより好ましく、30~120mgKOH/gであることがさらに好ましい。
 上記ポリオール類として、二官能を超えるポリオール、ポリイソシアネート化合物を用いてポリウレタン樹脂を調製するときは、P.J フローリーのゲル化式などを参考にそのモル分率を調整しゲル化を防ぐ様工夫することが望ましい。
 末端イソシアネート基を有する水分散性ポリウレタン樹脂(III)を得る場合、上記ポリオール類とポリイソシアネート化合物との反応温度は、副反応を押さえる意味から60~80℃が望ましく、無溶媒、或いは酢酸エチル、メチルエチルケトン、アセトニトリルなどの通常ウレタン反応に用いられる公知、任意の有機溶媒を用いて反応することができる。ウレタン反応触媒は三級アミン系触媒、ジブチル錫ラウリレート、オクチル酸第一錫などの公知任意の触媒が使える。無触媒でも反応することができる。
 水分散性ポリウレタン樹脂(III)が三級カルボキシル基含有ポリオール化合物等から構成されてなるものである場合は、ポリウレタン樹脂を水性媒体液中に転相する際に、適宜、トリエチルアミン、トリメチルアミン、N-メチルモルホリン、トリブチルアミン、N-メチルピラジン、メチルイミダゾール等の三級アミンを添加することが好ましい。
 水分散性ポリウレタン樹脂(III)は、分子鎖中に陰イオンまたはノニオン性水分散性基を有するものであることが好ましく、陰イオンを有する場合には水に分散する前に予め対イオンで中和することが好ましい。
 本発明のポリウレタン樹脂付加顔料において、ポリイソシアネート化合物(IV)としては、MDI、TDI、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、ナフタレンジイソシアネートなどの芳香族イソシアネート類、ヘキサメ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、ドデカメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネートなどの脂肪族イソシアネート類、イソホロンジイソシアネート、1,3-シクロヘキシレンジイソシアネート、水素添加ジフェニルメタンジイソシアネート、水素添加キシリレンジイソシアネート等の脂環族イソシアネート類などのイソシアネート基を有する化合物のイソシアネート基の一部をビウレット、アロファネート、カルボジイミド、ウレトンイミン、オキサゾリドン、アミド、イミド、イソシアヌレート、ウレトジオン等に変性したポリイソシアネート化合物が挙げられる。これらは必要に応じて、単独又は2種以上を併用することができる。
 ポリイソシアネート化合物(IV)も、水分散性ポリウレタン樹脂(III)と同様に、水との反応速度が遅い非芳香族系ジイソシアネート化合物の誘導体であることが好ましく、特に水添XDI、IPDI、水添MDIに代表される肪環族ジイソシアネート化合物誘導体或いは1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネートに代表される脂肪族ジイソシアネート誘導体からなるポリイソシアネート化合物(IV)が好ましい。
 肪環族ジイソシアネート、脂肪族ジイソシアネートから誘導されるポリイソシアネートとしてはビウレット型、イソシアヌレート型、ポリオールアダクト型、2官能プレポリマー型などのポリイソシアネート化合物が挙げられる。また必要に応じて水分散型ポリイソシアネート化合物を用いることができる。
 通常、ポリイソシアネート化合物(IV)単独では水性媒体に対する分散性を有さないが、末端イソシアネート基を有する水分散性ポリウレタン樹脂(III)との共存下において水性媒体に分散することができる。
 本発明のポリウレタン樹脂付加顔料は、表面に酸性基を有する顔料(I)と、一級アミノ基および二級アミノ基から選ばれるアミノ基を分子中に2以上有する塩基性化合物(II)とを接触させてなる表面に未反応アミノ基を有する顔料に対し、さらに末端イソシアネート基を有する水分散性ポリウレタン樹脂(III)およびポリイソシアネート化合物(IV)とを接触させてなるものである。
 分散性を向上させるため、末端イソシアネート基を有する水分散性ポリウレタン樹脂(III)およびポリイソシアネート化合物(IV)は、予め混合液にしておき、混合液の状態で上記表面に未反応アミノ基を有する顔料の水性溶液と接触させることが好ましい。
 末端イソシアネート基を有する水分散性ポリウレタン樹脂(III)及びポリイソシアネート化合物(IV)は、好ましくは40℃以下、より好ましくは15~30℃の温度下で上記表面に未反応アミノ基を有する顔料の水性溶液と混合することが好ましい。
 上述したように、末端イソシアネート基を有する水分散性ポリウレタン樹脂(III)あるいはポリイソシアネート化合物(IV)のイソシアネート基は、上記表面に未反応アミノ基を有する顔料と反応する際に、水とアミノ基との競争反応を生じるが、反応温度を40℃以下にすることで反応速度差を生じ、アミノ基を分子中に2以上有する塩基性化合物(II)と末端イソシアネート基を有する水分散性ポリウレタン樹脂(III)の反応を優先させることができる。
 末端イソシアネート基を有する水分散性ポリウレタン樹脂(III)およびポリイソシアネート化合物(IV)の合計添加量は、固形分換算で、顔料(I)100質量部に対して、0.5~200重量部であることが好ましく、2~100質量部であることがより好ましい。上記添加量が、顔料(I)100質量部に対して0.5質量部より少ない場合には十分な性能を有するインク乾燥塗膜が得難くなり、200質量部を超える場合は、十分な画像濃度が得難くなる。
 末端イソシアネート基を有する水分散性ポリウレタン樹脂(III)とポリイソシアネート化合物(IV)との混合質量比は、水分散性ポリウレタン樹脂(III)の水性媒体に対する分散性に依存し、水性媒体に対する分散性が低いポリイソシアネート化合物(IV)を上記表面に未反応アミノ基を有する顔料の水性溶液と混合したときに、水分散性ポリウレタン樹脂(III)およびポリイソシアネート化合物(IV)の両者が分散し得る割合ならば特に制限されない。
 末端イソシアネート基を有する水分散性ポリウレタン樹脂(III)とポリイソシアネート化合物(IV)との混合質量比は、水分散性ポリウレタン樹脂(III)100質量部に対し、ポリイソシアネート化合物(IV)が1~50質量部であることが好ましく、2~30質量部であることがより好ましく、3~20質量部であることがさらに好ましい。
 ポリイソシアネート化合物(IV)の混合比が高くなると、後述する顔料表面のポリマーの架橋度が高くなり耐擦過性や耐水性を高めることができるが、再溶解性は低下し易くなる。従って、上記混合比は、耐擦過性や耐水性と再溶解性などとの適度なバランスを考慮して決定することが望ましい。
 上記表面に未反応アミノ基を有する顔料の水性溶液に対し、水分散性ポリウレタン樹脂(III)およびポリイソシアネート化合物(IV)とを接触させることにより、水分散性ポリウレタン樹脂(III)のイソシアネート基と顔料表面のアミノ基とが反応して尿素結合を生じる。上記反応は通常瞬時に行われると考えられるが、40~50℃の温度条件下、1時間以上攪拌して反応を完結させることが好ましい。
 上記反応終了後、適宜50℃程度に加温しつつ減圧蒸留することにより、反応に供した原料に混入した有機溶媒を除去することができる。
 このように、本発明のポリウレタン樹脂付加顔料は、上記顔料表面の未反応アミノ基に対し、水分散性ポリウレタン樹脂(III)を尿素結合させてなるものであり、水分散性ポリウレタン樹脂(III)とともにさらにポリイソシアネート化合物(IV)を用いることにより、水分散性ポリウレタン樹脂(III)の架橋度を上げて顔料表面に高架橋ポリマーを付加してなるものである。そして、上記ポリイソシアネート化合物が分岐状の化合物である場合には、上記水分散性ポリウレタン樹脂(III)の架橋構造に分岐構造を付与して、顔料表面に分岐構造あるいは編み目構造を形成してなる高架橋ポリマーを付加してなる構造を有することができる。このように、鎖延長、分岐構造あるいは編み目構造を形成してなる高架橋ポリマーを付加した顔料は硬く、強靱な皮膜を有することになることから、該皮膜を適度に形成することにより、本発明のポリウレタン樹脂付加顔料は、顔料分散組成物に用いたときに、優れた耐擦過性、耐マーカー性、画像濃度、分散性、保存安定性等の効果を発揮することができる。
 特に、本発明のポリウレタン樹脂付加顔料は、顔料(I)表面の酸性基濃度が低い場合であっても、顔料(I)に対して末端イソシアネート基を有する水分散性ポリウレタン樹脂(III)を尿素結合により付加してなるものであることにより優れた分散性や分散安定性を発揮することができる。
 次に、本発明のポリウレタン樹脂付加顔料の製造方法について説明する。
 本発明のポリウレタン付加顔料の製造方法は、ポリウレタン樹脂付加顔料を製造する方法であって、表面に酸性基を有する顔料(I)と、一級アミノ基および二級アミノ基から選ばれるアミノ基を分子中に2以上有する塩基性化合物(II)とを水性媒体中で接触させて、表面に未反応アミノ基を有する顔料を作製した後、さらに、末端イソシアネート基を有する水分散性ポリウレタン樹脂(III)およびポリイソシアネート化合物(IV)とを接触させることにより、前記表面に未反応アミノ基を有する顔料と末端イソシアネート基を有する水分散性ポリウレタン樹脂(III)とを尿素結合させることを特徴とするものである。
 本発明の製造方法の詳細は、上記本発明のポリウレタン樹脂付加顔料の説明で説明した内容と同様である。
 次に、本発明の顔料分散組成物について説明する。
 本発明の顔料分散組成物は、本発明のポリウレタン樹脂付加顔料または本発明の方法で得られたポリウレタン付加顔料を含むことを特徴とするものである。
 本発明の顔料分散組成物において必須成分となるポリウレタン樹脂付加顔料の詳細は、上述したとおりである。
 本発明の顔料分散組成物は、ポリウレタン樹脂付加顔料とともに、適宜公知任意の、水性分散樹脂、保湿剤、防腐剤、乳化剤、pH調整剤、消泡剤、塗膜表面平滑剤等の添加剤、水に分散したワックス、樹脂エマルションなどを含んでもよい。
 保湿剤としては、グリセリン、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、などのポリオキシアルキレンエーテルグリコール或いはポリオキシアルキレンエーテルグリコールのモノアルキルエーテル、ジアルキルエーテル等から選ばれる一種以上を挙げることができる。
 本発明の顔料分散組成物は、例えば、攪拌容器中に、攪拌しながら、ポリウレタン樹脂付加顔料を加えつつ、さらに公知任意の、水性分散樹脂、保湿剤、防腐剤、乳化剤、PH調整剤、消泡剤、塗膜表面平滑剤等の添加剤、水に分散したワックス、樹脂エマルションなどを添加して、攪拌し、必要に応じて水、水溶性有機溶媒で粘度を調整して、公知任意の濾過方法により濾過することにより製造することができる。
 本発明の顔料分散組成物において、顔料濃度(組成物中における顔料(I)の質量割合)は、顔料の種類や顔料分散組成物の使用目的に応じて適宜選択することができ、通常は2~20質量%程度であり、カーボンブラック顔料を用いたインクジェットインク組成物として用いる場合には、2~15質量%とすることができる。 
 また、本発明の顔料分散組成物は、固形分換算で、顔料(I)100質量部に対して、水分散性ポリウレタン樹脂(III)と任意に添加する水性分散樹脂との総量が2~200質量部となるように調製されていることが好ましく、3~150質量部となるように調製されていることがより好ましく、5~100質量部となるように調製されていることがさらに好ましい。
 本発明の顔料分散組成物によれば、優れた画像濃度、分散性、保存安定性、再溶解性、インク塗膜の耐マーカー性および耐擦過性を発揮することができる。
 次に、本発明のインクジェットインキ組成物について説明する。
 本発明のインクジェットインキ組成物は、本発明のポリウレタン樹脂付加顔料または本発明の方法で得られたポリウレタン付加顔料を含むことを特徴とする。
 本発明のインクジェットインキ組成物は、その用途がインクジェットインキ用途に限定されることを除けば本発明の顔料分散組成物と同様であり、その詳細については上述した内容と同様である。
 本発明のインクジェットインキ組成物によれば、優れた画像濃度、分散性、保存安定性、再溶解性、インク塗膜の耐マーカー性および耐擦過性を発揮することができる。
 以下に本発明の内容を具体的な例を比較例とともに挙げつつ説明する。ただし、本発明はこれら例に限定されるものではない。
 以下の実施例において、表面に酸性基を有する顔料(I)として使用した低酸化カーボンブラック顔料A、末端イソシアネート基を有する水分散性ポリウレタン樹脂(III)として使用した水分散性ポリウレタン樹脂1および水分散性ポリウレタン樹脂2は、それぞれ以下の方法より作製したものである。
(低酸化カーボンブラック顔料Aの作製)
 窒素吸着比表面積が170m/g、DBP吸収量が115cm/100gであるカーボンブラックaを100gと、該カーボンブラック単位表面積当たり0.10mmol/m反応するように下記式1により秤量したペルオキソ二硫酸ナトリウム(Na)を純水に溶解し3dmとした水溶液とを、反応容器中に添加し、反応温度60℃ 、反応時間10時間、攪拌速度0.12s-1で酸化処理した。
 次いで、上記酸化処理したカーボンブラックを濾別し、純水中に分散させて水酸化ナトリウム水溶液で中和した。中和後、カーボンブラックのスラリーを遠心分離器(日立工機製CR22F)で回転数7.5×10-3-1にて15分間処理した。その後、得られた上澄み液から、限外濾過膜(旭化成(株)製、AHP-1010、分画分子量50000〕により残存する塩を分離精製し、さらにカーボンブラック分散濃度が20質量%となるように水分を除去して、低酸化カーボンブラックAの水分散体を得た。
(式1)ペルオキソ二硫酸ナトリウムの必要量(mg)=ペルオキソ二硫酸ナトリウムのカーボンブラックの単位面積当たりの必要モル数(mmol/m)×カーボンブラックの比表面積(m/g)×カーボンブラック量(g)×ペルオキソ二硫酸ナトリウムの当量(238 .1g/mol)に従って計算する。
 例えば、100gのカーボンブラックaを処理するために必要なペルオキソ二硫酸ナトリウムの質量は、0.10(mmol/m)×170(m/g)×100(g)×238.1(g/mol)=404770(mg)=404.77(g)となる。
(水分散性ポリウレタン樹脂1の合成)
 撹拌棒、窒素ガス吹き込み管、玉入れ冷却管付きのフラスコに、メチルエチルケトン(MEK)200質量部、ジメチロールプロピオン酸76.5質量部 [2.8モル比]、イソホロンジイソシアネート(住化バイエルウレタン社製ディスモジュールI)240質量部[5.3モル比]加え、65℃にて6時間反応した。
 上記76.5質量部のジメチロールプロピオン酸および240質量部のイソホロンジイソシアネートとの反応物に対し、更にひまし油変性ジオールHS-2G-150(豊国製油社製/数平均分子量765.3)78質量部 [0.5モル比]、クラレポリエステルジオールP-1050(数平均分子量994、(株)クラレ製)を101.3質量部 [0.5モル比]、ポリエチレンエーテルグリコール#1000(日本油脂社製、数平均分子量1020)104質量部[0.5モル比]、MEK200質量部を加えて65℃にて3時間反応させた。このときの反応溶液のイソシアネート基の質量%は1.71質量%、固形分酸価は53.4mgKOH/gであった。
 上記76.5質量部のジメチロールプロピオン酸および240質量部のイソホロンジイソシアネートとの反応物に対し、78質量部のひまし油変性ジオール等を反応させた反応物を、35℃まで冷却した後、さらにN-メチルモロホリンを46質量部加えて30分間攪拌することにより、不揮発分60.2質量%、ガードナー気泡粘度:T-U、GPC数平均分子量3400、質量平均分子量7800、NCO基のモル数に対するOH基のモル数の比(OH基のモル数/NCO基のモル数)が4.3/5.3である末端イソシアネート基を有する水性ポリイソシアネートポリウレタン樹脂(水分散性ポリウレタン樹脂1)を得た。
(水分散性ポリウレタン樹脂2の合成)
 撹拌棒、窒素ガス吹き込み管、玉入れ冷却管付きのフラスコにメチルエチルケトン200質量部、ジメチロールプロピオン酸68質量部 [3モル比]、水添MDI(住化バイエルウレタン製ディスモジュールW)を243.6質量部[2.5モル比]加え、60℃にて6時間反応した。
 上記68質量部のジメチロールプロピオン酸および243.6質量部の水添MDIとの反応物に対し、更にひまし油変性ジオールHS-2G-150(豊国製油社製  数平均分子量765.3)64.7質量部 [0.5モル比]、クラレポリエステルジオールP-2050(数平均分子量2066、株式会社クラレ製)174.6質量部 [0.5モル比]、ポリエチレンエーテルグリコール#600(日本油脂社製/数平均分子量941)49.1質量部[0.3モル比]を添加して、65℃にて3時間反応させた。このときの反応溶液のイソシアネート基の質量%は1.42質量%、固形分酸価は47.4mgKOH/gであった。
 上記68質量部のジメチロールプロピオン酸および243.6質量部の水添MDIとの反応物に対し、64.7質量部のひまし油変性ジオール等を反応させた反応物を、35℃まで冷却した後、さらにN-メチルモロホリンを42質量部加えて30分間攪拌することにより、不揮発分58.8質量%、ガードナー気泡粘度:Z4-Z5、GPC数平均分子量3500、質量平均分子量8050、NCO基のモル数に対するOH基のモル数の比(OH基のモル数/NCO基のモル数)が4.5/5.5である末端イソシアネート基を有する水性ポリイソシアネートポリウレタン樹脂(水分散性ポリウレタン樹脂2)を得た。
(実施例1) 
(1)ポリウレタン樹脂付加顔料1の作製
 顔料(I)として、表面に酸性基を有するカーボンブラック顔料であるAquaBlack(登録商標)162(東海カーボン社製、固形分濃度19.2質量%)1042質量部、塩基性化合物(II)としてピペラジン・6HO (Mw=194)の10質量%水溶液82.7質量部を添加し、常温で30分攪拌した。
 上記1042質量部のAquaBlack(登録商標)162と82.7質量部のピペラジン・6HOとを攪拌した攪拌物に対し、さらにポリイソシアネートポリウレタン樹脂(III)として、上記水分散性ポリウレタン樹脂1(固形分60.2質量%)を119.6質量部、イソシアネート化合物(IV)として旭化成ケミカルズ社製デュラネートTSS-100(NCO基含有割合19.2質量%)8質量部、N-メチルモロホリン11質量部を予め混合した後冷却しながら添加し、常温で1時間攪拌した後40℃に昇温し、更に40℃で1時間撹拌後、50℃にて減圧蒸留して反応溶媒のMEKを溜去することにより、不揮発分28質量%のポリウレタン樹脂付加顔料1を得た。
 得られたポリウレタン樹脂付加顔料1において、ポリイソシアネートポリウレタン樹脂(III)とポリイソシアネート化合物(IV)の総質量に対する顔料(I)の質量比(顔料(I)の質量/(ポリイソシアネートポリウレタン樹脂(III)とポリイソシアネート化合物(IV)の総質量))は、固形分換算で100/40、ポリイソシアネート化合物(IV)に対するポリイソシアネートポリウレタン樹脂(III)の質量比(ポリイソシアネートポリウレタン樹脂(III)/ポリイソシアネート化合物(IV))は、固形分換算で90/10であった。
(2)顔料分散組成物1の作製
 表1に示すように、(1)で得たポリウレタン樹脂付加顔料100質量部に対して、グリセリン66質量部、アセチレンジオール系界面活性剤(エアープロダクツ社製サーフィノール104E)0.6質量部、トリエタノールアミン0.6質量部、イオン交換水132.8質量部を表1に示す組成となるように添加し攪拌して顔料分散組成物1を作製した。
(実施例2)
(1)ポリウレタン樹脂付加顔料2の作製
 顔料(I)として、表面に酸性基を有する上記低酸化カーボンブラック顔料Aの水分散体(固形分濃度20.0質量%、カルボキシル基当量600マイクロモル/g)1042質量部に対し、塩基性化合物(II)としてピペラジン・6HO (Mw=194)の10質量%水溶液を39.1質量部添加し、常温で30分攪拌した。
 上記1042質量部の低酸化カーボンブラックAの水分散体と39.1質量部のピペラジン・6HOとを撹拌した攪拌物に対し、さらに、ポリイソシアネートポリウレタン樹脂(III)として、上記水分散性ポリウレタン樹脂2(固形分58.8質量%)を76.5質量部、ポリイソシアネート化合物(IV)として、旭化成ケミカルズ社製デュラネートTSE-100(NCO基含有割合12.1質量%)を5質量部、N-メチルモロホリン6.5質量部を予め混合した後冷却しながら添加し、常温で1時間攪拌した後40℃に昇温し、更に40℃で1時間撹拌後、50℃にて減圧蒸留して反応溶媒のMEKを溜去することにより、不揮発分25質量%のポリウレタン樹脂付加顔料2を得た。
 得られたポリウレタン樹脂付加顔料2において、ポリイソシアネートポリウレタン樹脂(III)とポリイソシアネート化合物(IV)の総質量に対する顔料(I)の質量比(顔料(I)の質量/(ポリイソシアネートポリウレタン樹脂(III)とポリイソシアネート化合物(IV)の総質量))は、固形分換算で100/25、ポリイソシアネート化合物(IV)に対するポリイソシアネートポリウレタン樹脂(III)の質量比(ポリイソシアネートポリウレタン樹脂(III)/ポリイソシアネート化合物(IV))は、固形分換算で90/10であった。
(2)顔料分散組成物2の作製
 表1に示すように、(1)で得たポリウレタン樹脂付加顔料2を100質量部、グリセリン66質量部、アセチレンジオール系界面活性剤(エアープロダクツ社製サーフィノール104E)0.6質量部、トリエタノールアミン0.6質量部、イオン交換水132.8質量部を添加し攪拌して顔料分散組成物2を作製した。
(実施例3)
(1)ポリウレタン樹脂付加顔料3の作製
 顔料(I)として、表面に酸性基を有する上記低酸化カーボンブラック顔料Aの水分散体(固形分濃度20.0質量%、カルボキシル基当量600マイクロモル/g)1042質量部に対し、塩基性化合物(II)としてピペラジン・6HO(Mw=194)の10質量%水溶液を67.6質量部添加し、常温で30分攪拌した。
 上記1042質量部の低酸化カーボンブラックAの水分散体と67.6質量部のピペラジン・6HOとを撹拌した攪拌物に対し、さらに、ポリイソシアネートポリウレタン樹脂(III)として、上記水分散性ポリウレタン樹脂1(固形分60.2質量%)を126.2質量部、ポリイソシアネート化合物(IV)として、旭化成ケミカルズ社製デュラネートTSS-100(NCO基含有割合19.2質量%)を4質量部、N-メチルモロホリン10.9質量部を予め混合した後冷却しながら添加し、常温で1時間攪拌した後40℃に昇温し、更に40℃で1時間撹拌後、50℃にて減圧蒸留して反応溶媒のMEKを溜去することにより、不揮発分28質量%のポリウレタン樹脂付加顔料3を得た。
 得られたポリウレタン樹脂付加顔料3において、ポリイソシアネートポリウレタン樹脂(III)とポリイソシアネート化合物(IV)の総質量に対する顔料(I)の質量比(顔料(I)の質量/(ポリイソシアネートポリウレタン樹脂(III)とポリイソシアネート化合物(IV)の総質量))は、固形分換算で100/40、ポリイソシアネート化合物(IV)に対するポリイソシアネートポリウレタン樹脂(III)の質量比(ポリイソシアネートポリウレタン樹脂(III)/ポリイソシアネート化合物(IV))は、固形分換算で95/5であった。
(2)顔料分散組成物3の作製
 表1に示すように、(1)で得たポリウレタン樹脂付加顔料3を100質量部、グリセリン66質量部、アセチレンジオール系界面活性剤(エアープロダクツ社製サーフィノール104E)0.6質量部、トリエタノールアミン0.6質量部、イオン交換水132.8質量部を添加し攪拌して顔料分散組成物3を作製した。
(実施例4)
(1)ポリウレタン樹脂付加顔料4の作製
 ポリイソシアネートポリウレタン樹脂(III)として、上記水分散性ポリウレタン樹脂2(固形分58.8質量%)を91.8質量部、ポリイソシアネート化合物(IV)として、旭化成ケミカルズ社製デュラネートTSE-100(NCO基含有割合12.1質量%)を6質量部、ジメチルエタノールアミン9.2質量部を予め混合して得られた混合液を、反応容器中で冷却しながら攪拌混合した。
 上記91.8質量部の水分散性ポリウレタン樹脂2と6質量部のデュラネートTSE-100と9.2質量部のジメチルエタノールアミンとを混合した混合液を含む反応容器に、さらに、顔料(I)として、表面に酸性基を有する上記低酸化カーボンブラック顔料Aの水分散体(固形分濃度20.0質量%、カルボキシル基当量600マイクロモル/g)1042質量部に対し、塩基性化合物(II)としてピペラジン・6HO(Mw=194)の10質量%水溶液56.4質量部を予め冷却しながら30分間攪拌混合して得た混合液を上記冷却を継続しながら添加した。
 その後、冷却をやめた状態で1時間攪拌した後40℃に昇温し、更に40℃で1時間撹拌後、50℃にて減圧蒸留して反応溶媒のMEKを溜去することにより、不揮発分26質量%のポリウレタン樹脂付加顔料4を得た。
 得られたポリウレタン樹脂付加顔料4において、ポリイソシアネートポリウレタン樹脂(III)とポリイソシアネート化合物(IV)の総質量に対する顔料(I)の質量比(顔料(I)の質量/(ポリイソシアネートポリウレタン樹脂(III)とポリイソシアネート化合物(IV)の総質量))は、固形分換算で100/30、ポリイソシアネート化合物(IV)に対するポリイソシアネートポリウレタン樹脂(III)の質量比(ポリイソシアネートポリウレタン樹脂(III)/ポリイソシアネート化合物(IV))は、固形分換算で90/10であった。
(2)顔料分散組成物4の作製
 表1に示すように、(1)で得たポリウレタン樹脂付加顔料4を100質量部、グリセリン66質量部、アセチレンジオール系界面活性剤(エアープロダクツ社製サーフィノール104E)0.6質量部、トリエタノールアミン0.6質量部、イオン交換水132.8質量部を添加し攪拌して顔料分散組成物4を作製した。
(実施例5)
(1)ポリウレタン樹脂付加顔料5の作製
 ポリイソシアネートポリウレタン樹脂(III)として、上記水分散性ポリウレタン樹脂2(固形分58.8質量%)を91.8質量部、ポリイソシアネート化合物(IV)として、旭化成ケミカルズ社製デュラネートTSE-100(NCO基含有割合12.1質量%)を6質量部、ジメチルエタノールアミン9.2質量部を予め混合して得られた混合液を、反応容器中で冷却しながら攪拌混合した。
 上記91.8質量部の水分散性ポリウレタン樹脂2と6質量部のデュラネートTSE-100と9.2質量部のジメチルエタノールアミンとを混合した混合液を含む反応容器に、さらに、顔料(I)として、表面に酸性基を有する上記低酸化カーボンブラック顔料Aの水分散体(固形分濃度20.0質量%、カルボキシル基当量600マイクロモル/g)1042質量部に対し、塩基性化合物(II)としてピペラジン・6HO (Mw=194)の10質量%水溶液56.4質量部を予め冷却しながら30分間攪拌混合して得た混合液を上記冷却を継続しながら上記反応容器に加えた。
 その後、冷却をやめた状態で1時間攪拌した後40℃に昇温し、更に40℃で1時間撹拌後、さらに上記低酸化カーボンブラック顔料Aの水分散体1042質量部に対し、DIC社製ポリウレタンディスパージョンハイドランAP-40F(不揮発分22質量%)を90.9質量部加え、50℃にて減圧蒸留して反応溶媒のMEKを溜去することにより、不揮発分28質量%のポリウレタン樹脂付加顔料5を得た。
 得られたポリウレタン樹脂付加顔料5において、顔料(I)の質量/(ポリイソシアネートポリウレタン樹脂(III)とポリイソシアネート化合物(IV)の総質量)/ポリウレタンディスパージョンハイドランAP-40Fの質量で表わされる質量比は、固形分換算で100/30/10、ポリイソシアネート化合物(IV)に対するポリイソシアネートポリウレタン樹脂(III)の質量比(ポリイソシアネートポリウレタン樹脂(III)/ポリイソシアネート化合物(IV))は、固形分換算で90/10であった。
(2)顔料分散組成物5の作製
 表1に示すように、(1)で得たポリウレタン樹脂付加顔料5を100質量部、グリセリン66質量部、アセチレンジオール系界面活性剤(エアープロダクツ社製サーフィノール104E)0.6質量部、トリエタノールアミン0.6質量部、イオン交換水132.8質量部を添加し攪拌して顔料分散組成物5を作製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
(比較例1)比較顔料分散組成物1の作製
 表2に示すように、表面に酸性基を有する上記低酸化カーボンブラック顔料Aの水分散体(固形分濃度20.0質量%、カルボキシル基当量600マイクロモル/g)104.2質量部に対し、グリセリン66質量部、アセチレンジオール系界面活性剤(エアープロダクツ社製サーフィノール104E)0.6質量部、トリエタノールアミン0.6質量部、イオン交換水128.6質量部を添加し攪拌して、比較顔料分散組成物1を作製した。
(比較例2)比較顔料分散組成物2の作製
 表2に示すように、表面に酸性基を有する上記低酸化カーボンブラック顔料Aの水分散体(固形分濃度20.0質量%、カルボキシル基当量600マイクロモル/g)104.2質量部に対し、DIC社製水分散型ポリウレタン樹脂 ハイドラン AP-40F(不揮発分22質量%)36.4質量部、グリセリン66質量部、アセチレンジオール系界面活性剤(エアープロダクツ社製サーフィノール104E)0.6質量部、トリエタノールアミン0.6質量部、イオン交換水92.3質量部を添加し攪拌して、比較顔料分散組成物2を作製した。
 上記ハイドランAP-40Fに対する低酸化カーボンブラック顔料Aの質量比は、(低酸化カーボンブラック顔料A/ハイドランAP-40F)は、固形分換算で100/40であった。
(比較例3)比較顔料分散組成物3の作製
 表2に示すように、表面に酸性基を有するAquaBlack(登録商標)164(東海カーボン(株)製、固形分濃度19.2質量%)104.2質量部に対し、グリセリン66質量部、アセチレンジオール系界面活性剤(エアープロダクツ社製サーフィノール104E)0.6質量部、トリエタノールアミン0.6質量部、イオン交換水128.6質量部を添加し攪拌して、比較顔料分散組成物3を作製した。
(比較例4)比較顔料分散組成物2の作製
 表2に示すように、表面に酸性基を有するAquaBlack(登録商標)164(東海カーボン(株)製、固形分濃度19.2質量%)104.2質量部に対し、DIC社製水分散型ポリウレタン樹脂 ハイドラン AP-40F(不揮発分22質量%)36.4質量部、グリセリン66質量部、アセチレンジオール系界面活性剤(エアープロダクツ社製サーフィノール104E)0.6質量部、トリエタノールアミン0.6質量部、イオン交換水92.3質量部を添加し攪拌して、比較顔料分散組成物4を作製した。
 上記ハイドランAP-40Fに対するAquaBlack(登録商標)164の質量比は、(AquaBlack(登録商標)164/ハイドランAP-40F)は、固形分換算で100/40であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
<画像濃度評価>
 実施例1~実施例5および比較例1~比較例4で得た各顔料分散組成物に対してイオン交換水を加え、顔料濃度でそれぞれ6.7質量%になるように調製して、インクジェットインキ組成物とした。
 得られたインクジェットインキ組成物を、各々インクカートリッジに充填し、インクジェットプリンターEM-930C(セイコーエプソン社製)で印字を行い、普通紙画像サンプルを反射型光学色濃度計(X-Rite
Inc.製 X-Rite 504)で測定したO.D.平均値を下記基準で評価することにより、画像濃度評価を行った。結果を表3および表4に示す。
○:O.D.値:1.4以上
△:O.D.値:1.3以上1.4未満
×:O.D.値:1.3未満
<保存安定性評価>
 上記6.7質量%に濃度調製したインクジェットインキ組成物を密閉式ガラス瓶に入れ、インキュベーターにおいて70℃で4週間保存して、試験前後における粘度(mPa・s)および粒径(nm)をそれぞれ測定し、以下の基準により、保存安定性評価を行った。結果を表3および表4に示す。
○:4周間経過時まで粘度(または粒径)の変化率が-5%~+5%の範囲内にある。 
△:4周間経過時の粘度(または粒径)の変化率が-5%~+5%の範囲外にあるが、-10%~+10%の範囲内にある。
× : 4周間経過時の粘度(または粒径)の変化率が-10%~+10%の範囲外にある。
<再溶解性>
 上記6.7質量%に濃度調製したインクジェットインキ組成物をテフロン(登録商標)シート上に一滴落とし(繰り返し数n=4)、インキュベーターにより50℃で1時間乾燥後、イオン交換水で洗い流し、滴下したインキの痕跡が残るかどうか目視観察して、以下の基準により、再溶解性を評価した。結果を表3および表4に示す。
○:痕跡が見えない
△:痕跡の輪が0%を超え30%以下残る。
×:痕跡の輪が70%以上残る。
<耐マーカー性>
 上記6.7質量%に濃度調製したインクジェットインキ組成物をインクカートリッジに充填し、インクジェットプリンターEM-930C(セイコーエプソン社製)で普通紙上に印字した後、普通紙印字部の文字上をコクヨ社ラインマーカーペン(PM-LM103Y)で線を描き、以下の基準により耐マーカー性を評価した。結果を表3および表4に示す。
○:印字部が汚れない。
△:印字部や文字の周りにわずかに汚れ、滲みが認められる。
×:印字部が滲み印字部以外が汚れる。
<耐擦過性>
 上記6.7質量%に濃度調製したインクジェットインキ組成物をインクカートリッジに充填し、インクジェットプリンターEM-930C(セイコーエプソン社製)で印字し、ベタ刷り部分をSDL Atlas社製クロックメーターCM-5(擦過性試験機)で300g加重し、10往復擦過する前後のOD値(黒色度)をX-Rite Inc.製 X-Rite 504にて測定して、以下の基準により耐擦過性を評価した。結果を表3および表4に示す。
○:擦過試験前後のOD値の比が97%以上である。
△:擦過性試験前後のOD値の比が90%以上97%未満である。
×:擦過性試験前後のOD値の比が90%未満である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
 表3および表4の結果より、実施例1~5で得られたポリウレタン樹脂付加顔料を含む顔料分散組成物は、優れた画像濃度、分散性および保存安定性を発揮するとともに、再溶解性が高く、インク塗膜の耐マーカー性、耐擦過性に優れるものであることが分かる。
 本発明によれば、優れた画像濃度、分散性、保存安定性、再溶解性、インク塗膜の耐マーカー性および耐擦過性を発揮する顔料を提供することができるとともに、該顔料の製造方法、顔料分散組成物およびインクジェットインク組成物を提供することができる。

Claims (12)

  1.  表面に酸性基を有する顔料(I)と、一級アミノ基および二級アミノ基から選ばれるアミノ基を分子中に2以上有する塩基性化合物(II)とを水性媒体中で接触させて、表面に未反応アミノ基を有する顔料を作製した後、さらに、
     末端イソシアネート基を有する水分散性ポリウレタン樹脂(III)およびポリイソシアネート化合物(IV)とを接触させることにより、
     前記表面に未反応アミノ基を有する顔料と末端イソシアネート基を有する水分散性ポリウレタン樹脂(III)とを尿素結合させてなる
    ことを特徴とするポリウレタン樹脂付加顔料。
  2.  前記末端イソシアネート基を有する水分散性ポリウレタン樹脂(III)の固形分酸価が20~120mgKOH/gである請求項1に記載のポリウレタン樹脂付加顔料。
  3.  前記表面に酸性基を有する顔料(I)が、表面に酸性基を有する自己分散型カーボンブラックである請求項1に記載のポリウレタン樹脂付加顔料。
  4.  前記表面に酸性基を有する顔料(I)が、表面に酸性基を有する自己分散型カーボンブラックである請求項2に記載のポリウレタン樹脂付加顔料。
  5.  ポリウレタン樹脂付加顔料を製造する方法であって、
     表面に酸性基を有する顔料(I)と、一級アミノ基および二級アミノ基から選ばれるアミノ基を分子中に2以上有する塩基性化合物(II)とを水性媒体中で接触させて、表面に未反応アミノ基を有する顔料を作製した後、さらに、
     末端イソシアネート基を有する水分散性ポリウレタン樹脂(III)およびポリイソシアネート化合物(IV)とを接触させることにより、
     前記表面に未反応アミノ基を有する顔料と末端イソシアネート基を有する水分散性ポリウレタン樹脂(III)およびポリイソシアネート化合物(IV)とを尿素結合させる
    ことを特徴とするポリウレタン樹脂付加顔料の製造方法。
  6.  前記末端イソシアネート基を有する水分散性ポリウレタン樹脂(III)の固形分酸価が20~120mgKOH/gである請求項5に記載のポリウレタン樹脂付加顔料の製造方法。
  7.  前記表面に酸性基を有する顔料(I)が、表面に酸性基を有する自己分散型カーボンブラックである請求項5に記載のポリウレタン樹脂付加顔料の製造方法。
  8.  前記表面に酸性基を有する顔料(I)が、表面に酸性基を有する自己分散型カーボンブラックである請求項6に記載のポリウレタン樹脂付加顔料の製造方法。
  9.  請求項1~請求項4のいずれか1項に記載のポリウレタン樹脂付加顔料を含むことを特徴とする顔料分散組成物。
  10.  請求項5~請求項8のいずれか1項に記載の方法で得られたポリウレタン樹脂付加顔料を含むことを特徴とする顔料分散組成物。
  11.  請求項1~請求項4のいずれか1項に記載のポリウレタン樹脂付加顔料を含むことを特徴とするインクジェットインク組成物。
  12.  請求項5~請求項8のいずれか1項に記載の方法で得られたポリウレタン樹脂付加顔料を含むことを特徴とするインクジェットインク組成物。
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