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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2026059995
(43)【公開日】2026-04-08
(54)【発明の名称】インクジェット用インク
(51)【国際特許分類】
   C09D 11/30 20140101AFI20260401BHJP
   D06P 5/30 20060101ALI20260401BHJP
【FI】
C09D11/30
D06P5/30
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2024168278
(22)【出願日】2024-09-27
(71)【出願人】
【識別番号】000001270
【氏名又は名称】コニカミノルタ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000671
【氏名又は名称】IBC一番町弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】仁藤 謙
(72)【発明者】
【氏名】住友 宏
(72)【発明者】
【氏名】木部 佳延
(72)【発明者】
【氏名】辻合 雄造
(72)【発明者】
【氏名】西野 正和
【テーマコード(参考)】
4H157
4J039
【Fターム(参考)】
4H157AA01
4H157BA81
4H157CA03
4H157CA14
4H157CA38
4H157CB08
4H157CC01
4H157DA01
4H157DA34
4H157GA06
4J039AE04
4J039BC09
4J039BE01
4J039CA06
4J039EA36
4J039EA41
4J039EA42
4J039EA44
4J039EA46
4J039FA03
4J039GA24
(57)【要約】
【課題】着色剤が安定的かつ高度に分散されているとともに、優れた射出安定性(液滴形成性及び液滴回復性)を有し、捺染物の風合い及び摩擦堅牢性を向上することができるインクジェット用インクを提供する。
【解決手段】(A)ポリイソシアネートを由来とする構成単位、(B)ポリオールを由来とする構成単位及び(C)ポリアミンを由来とする構成単位を有するウレタン樹脂と、有機溶媒と、を含み、前記(B)ポリオールが、(B1)ポリエーテルポリオール並びに(B2)カルボキシ基及び/又はカルボキシレート基を有するジオール化合物を含み、前記(C)ポリアミンが、(C1)アミノ基、イミノ基及びヒドラジド基から選択される基を2個有する第1ポリアミン、ならびに、(C2)アミノ基、イミノ基及びヒドラジド基から選択される基を3個又は4個有する第2ポリアミンを含み、前記有機溶媒と前記ウレタン樹脂との質量比(有機溶媒の質量/ウレタン樹脂の質量)が、1.0以上である、インクジェット用インク。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
(A)ポリイソシアネートを由来とする構成単位、(B)ポリオールを由来とする構成単位及び(C)ポリアミンを由来とする構成単位を有するウレタン樹脂と、
有機溶媒と、
を含み、
前記(B)ポリオールが、(B1)ポリエーテルポリオール並びに(B2)カルボキシ基及び/又はカルボキシレート基を有するジオール化合物を含み、
前記(C)ポリアミンが、(C1)アミノ基、イミノ基及びヒドラジド基から選択される基を2個有する第1ポリアミン、並びに、(C2)アミノ基、イミノ基及びヒドラジド基から選択される基を3個又は4個有する第2ポリアミンを含み、
前記有機溶媒と前記ウレタン樹脂との質量比(有機溶媒の質量/ウレタン樹脂の質量)が、1.0以上である、インクジェット用インク。
【請求項2】
前記ウレタン樹脂の含有量が、インク全質量に対して、5質量%以上20質量%以下である、請求項1に記載のインクジェット用インク。
【請求項3】
前記有機溶媒が、グリコール系溶媒を含む、請求項1又は2に記載のインクジェット用インク。
【請求項4】
前記有機溶媒が、オクタノール/水分配係数が-1.80以下のグリコール系溶媒を含む、請求項1又は2に記載のインクジェット用インク。
【請求項5】
前記有機溶媒の含有量が、インク全質量に対して、10質量%以上50質量%以下である、請求項1又は2に記載のインクジェット用インク。
【請求項6】
着色剤をさらに含み、
前記着色剤と前記ウレタン樹脂との質量比(着色剤の質量/ウレタン樹脂の質量)が、0.05~2.0である、請求項1又は2に記載のインクジェット用インク。
【請求項7】
前記ウレタン樹脂の酸価が、5mgKOH/g以上30mgKOH/g未満である、請求項1又は2に記載のインクジェット用インク。
【請求項8】
前記第2ポリアミンが、ジエチレントリアミン又はトリエチレンテトラミンを含む、請求項1又は2に記載のインクジェット用インク。
【請求項9】
前記ポリエーテルポリオールが、ポリテトラメチレングリコールを含む、請求項1又は2に記載のインクジェット用インク。
【請求項10】
前記ウレタン樹脂のガラス転移温度が、0℃以下である、請求項1または2に記載のインクジェット用インク。
【請求項11】
布帛の捺染に用いられる、請求項1又は2に記載のインクジェット用インク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、インクジェット用インクに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、布帛(織布や不織布)に対する記録方法としては、スクリーン捺染法、ローラー捺染法等が用いられてきたが、近年では、短時間で染色でき、生産効率が高いことから、インクジェット記録方法により布帛への画像形成を行う、インクジェット捺染が広く行われている。
【0003】
インクジェット捺染における捺染用インクとしては、着色剤として染料と顔料とがある。顔料を用いた場合、耐光性が高く、また洗浄等の後処理が不要という点で、染料に比べ有利である。顔料を用いた捺染の場合、布帛の繊維等に顔料を物理的に固着(定着)させることが重要となる。そのため、顔料捺染用のインクジェットインク組成物としては、顔料を布帛に定着させるためのバインダ樹脂を配合する検討が進められている。バインダ樹脂としては、インクジェット捺染された布帛(以下、捺染物)において風合いを損なわないことが求められる。例えば、特許文献1、2には、バインダ樹脂として比較的柔軟なウレタン樹脂を用いた捺染インクジェットインク組成物が開示されている。
【0004】
また、インクジェット方式を利用した捺染方法には、それに特有の課題も存在する。インクジェット方式において、吐出されたインクは、液柱として吐出されて後に液滴として飛翔するが、この液柱が何らかの原因により途中で分離等にすることより、メインの液滴とサテライトの液滴とに分かれてしまう現象が発生しうる。この現象が発生すると捺染物において本来意図していない箇所に画像が転写され、捺染物の意匠性(クリアさ)とも関連する捺染物の印刷品質が損なわれてしまう。このような液滴形成性を向上(サテライト滴の抑制)することを目的として、特許文献3ではプリントシステムの面からの検討がなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特許第6776775号明細書
【特許文献2】特開2020-84013号公報
【特許文献3】特開2018-015974号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
インクジェット捺染において、一般的に、ウレタン樹脂をバインダ樹脂として含有したインクジェットインク組成物を用いると布帛の風合いは柔軟性があり良好であるが、柔軟であるがゆえ、摩擦堅牢性が十分でないという問題が生じる。すなわち、捺染物において、風合いと摩擦堅牢性とはトレードオフの関係である。特許文献1、2で提案されたインクジェットインク組成物であっても、捺染物において風合いと摩擦堅牢性とが十分であるとはいえず、さらなる改良の余地があった。
【0007】
また、捺染用のインクジェットインク組成物は水溶性有機溶媒を含んで構成されることが多いが、ウレタン樹脂は水溶性有機溶媒に対して溶解し易い。そのため、ウレタン樹脂を含有するインクジェットインク組成物は、射出時の高せん断力に対する安定性(射出安定性)が悪化する傾向がある。例えば、インクジェット印刷においては、インクジェットノズルから射出された液滴が分離して、サテライト滴が発生してしまうと、上述のように捺染物の印刷品質が損なわれる。また、インクジェットノズルにおいてインクジェットインク組成物の乾燥が促進されると、インクジェットノズルの目詰まりが生じてしまい、液滴が射出されない、又は液滴が均一に射出されず、印刷品質が損なわれる。そのため、印刷品質を向上するためには、インクジェットインク組成物の射出安定性(優れた液滴形成性及び液滴回復性)が必要とされる。また、特許文献3の技術とは別のアプローチで液滴形成性の向上を検討することも、捺染物の印刷品質を向上させることに資すると考える。
【0008】
また、顔料捺染用のインクジェットインク組成物では、顔料が分散状態で存在している。そのため、顔料の凝集による沈降が大きな問題となる。顔料の凝集による沈降は、インクジェットノズルにおいて目詰まりを引き起こす。インクジェットノズルからの吐出安定性という観点から、インクジェットインク組成物において顔料が安定的かつ高度に分散されていることが必要である。これまでの顔料捺染用のインクジェットインク組成物は、インクジェットインク組成物の射出安定性(優れた液滴形成性及び液滴回復性)やインクジェットノズルからの吐出安定性を良好なものとする点では必ずしも十分であるとはいえず、さらなる改良の余地があった。
【0009】
本発明は、このような従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、着色剤が安定的かつ高度に分散されているとともに、優れた射出安定性(液滴形成性及び液滴回復性)を有し、捺染物の風合い及び摩擦堅牢性を向上することができるインクジェット用インクを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記課題を解決するための本発明の一態様は、下記[1]~[14]に記載のインクジェット用インクに関する。
【0011】
[1](A)ポリイソシアネートを由来とする構成単位、(B)ポリオールを由来とする構成単位及び(C)ポリアミンを由来とする構成単位を有するウレタン樹脂と、
有機溶媒と、
を含み、
前記(B)ポリオールが、(B1)ポリエーテルポリオール並びに(B2)カルボキシ基及び/又はカルボキシレート基を有するジオール化合物を含み、
前記(C)ポリアミンが、(C1)アミノ基、イミノ基及びヒドラジド基から選択される基を2個有する第1ポリアミン、並びに、(C2)アミノ基、イミノ基及びヒドラジド基から選択される基を3個又は4個有する第2ポリアミンを含み、
前記有機溶媒と前記ウレタン樹脂との質量比(有機溶媒の質量/ウレタン樹脂の質量)が、1.0以上である、インクジェット用インク。
【0012】
[2]前記ウレタン樹脂の含有量が、インク全質量に対して、5質量%以上20質量%以下である、[1]に記載のインクジェット用インク。
【0013】
[3]前記有機溶媒が、グリコール系溶媒を含む、[1]又は[2]に記載のインクジェット用インク。
【0014】
[4]前記有機溶媒が、オクタノール/水分配係数が-1.80以下のグリコール系溶媒を含む、[1]~[3]のいずれかに記載のインクジェット用インク。
【0015】
[5]前記有機溶媒の含有量が、インク全質量に対して、10質量%以上50質量%以下である、[1]~[4]のいずれかに記載のインクジェット用インク。
【0016】
[6]着色剤をさらに含み、
前記着色剤と前記ウレタン樹脂との質量比(着色剤の質量/ウレタン樹脂の質量)が、0.05~2.0である、[1]~[5]のいずれかに記載のインクジェット用インク。
【0017】
[7]前記ウレタン樹脂の酸価が、5mgKOH/g以上30mgKOH/g未満である、[1]~[6]のいずれかに記載のインクジェット用インク。
【0018】
[8]前記第2ポリアミンが、ジエチレントリアミン又はトリエチレンテトラミンを含む、[1]~[7]のいずれかに記載のインクジェット用インク。
【0019】
[9]前記ポリエーテルポリオールが、ポリテトラメチレングリコールを含む、[1]~[8]のいずれかに記載のインクジェット用インク。
【0020】
[10]前記ウレタン樹脂のガラス転移温度が、0℃以下である[1]~[9]のいずれかに記載のインクジェット用インク。
【0021】
[11]布帛の捺染に用いられる、[1]~[10]のいずれかに記載のインクジェット用インク。
【発明の効果】
【0022】
本発明によれば、着色剤が安定的かつ高度に分散されているとともに、優れた射出安定性(液滴形成性及び液滴回復性)を有し、捺染物の風合い及び摩擦堅牢性を向上することができるインクジェット用インクが提供される。
【発明を実施するための形態】
【0023】
以下、本発明を実施するための形態について、詳細に説明する。ここで示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するために例示するものであって、本発明を限定するものではない。よって、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者などにより考え得る実施可能な他の形態、使用方法及び運用技術などは全て本発明の範囲、要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。本明細書に記載される実施の形態は、任意に組み合わせることにより、他の実施の形態とすることができる。また、本明細書において、範囲を示す「X~Y」は「X以上Y以下」を意味し、「重量」と「質量」、「重量%」と「質量%」及び「重量部」と「質量部」は同義語として扱う。本明細書において、「A及び/又はB」は、A又はB、並びにA及びBの形態を包含する。また、本明細書において、「(メタ)アクリル」との語は、アクリル及びメタクリルの双方を包含する。よって、例えば、「(メタ)アクリル酸」との語は、アクリル酸及びメタクリル酸の双方を包含する。同様に、「(メタ)アクリレート」との語は、アクリレート及びメタクリレートの双方を包含し、「(メタ)アクリルアミド」との語は、アクリルアミド及びメタクリルアミドの双方を包含する。本明細書において、特記しない限り、操作及び物性等の測定は室温(20℃以上25℃以下)/相対湿度40%RH以上50%RH以下の条件で行う。
【0024】
《インクジェット用インク》
本発明の一形態は、(A)ポリイソシアネートを由来とする構成単位、(B)ポリオールを由来とする構成単位及び(C)ポリアミンを由来とする構成単位を有するウレタン樹脂と、有機溶媒と、を含み、前記(B)ポリオールが、(B1)ポリエーテルポリオール並びに(B2)カルボキシ基及び/又はカルボキシレート基を有するジオール化合物を含み、前記(C)ポリアミンが、(C1)アミノ基、イミノ基及びヒドラジド基から選択される基を2個有する第1ポリアミン、並びに、(C2)アミノ基、イミノ基及びヒドラジド基から選択される基を3個又は4個有する第2ポリアミンを含み、前記有機溶媒と前記ウレタン樹脂との質量比(有機溶媒の質量/ウレタン樹脂の質量)が、1.0以上である、インクジェット用インクである。かような構成のインクジェット用インク(以下、「本形態に係るインクジェット用インク」、「本形態に係るインク」または「インク」とも称する)は、着色剤が安定的かつ高度に分散されているとともに、優れた射出安定性(液滴形成性及び液滴回復性)を有し、捺染物の風合い及び摩擦堅牢性を向上することができる。
【0025】
本形態に係るインクが上記効果を奏するメカニズムは、以下のように考えられる。ウレタン樹脂は比較的柔軟な樹脂であるため、インクジェット用インクにおいてバインダとして用いることで風合いを向上させうるが、柔軟であるがゆえに摩擦堅牢性が劣る傾向にある。そこで、伸長剤として第1ポリアミンと第2ポリアミンとを組み合わせて用いることで、インクジェット用インクにおいて風合いと摩擦堅牢性とを兼ね備えることを見出した。さらに、本形態に係るインクにおいて、ウレタン樹脂は、乳化重合法で作製されて水分散体とされている。したがって、ウレタン樹脂は、粒子状(以下、粒子状に分散されたウレタン樹脂を「ウレタン樹脂粒子」または「樹脂粒子」と称する)となり、表面に分散基を出すことで、分散性を維持している。しかしながら、ウレタン樹脂は、一部のモノマーが残留したり、重合反応が不十分な低分子量体が生成したりすることがある、それらは有機溶媒に対して溶解し易いために、樹脂粒子内から外相(粒子の外相)に溶け出すことがありうる。そのようなウレタン樹脂粒子を含むインクジェット用インクは、通常の保存状態では良好な分散性を示していても、長期間の保存においては、分散安定性が低下し粘度変動が生じるという課題があった。また、インクジェットヘッドによる射出時には、インクジェット用インクに高いせん断力がかかりやすい。この高いせん断力によりウレタン樹脂粒子の形状が変形しやすく、ウレタン樹脂の疎水部が表面に露出し、分散性が低下してしまい、ウレタン樹脂粒子が凝集し、インクジェットヘッドによる射出安定性が低下するという課題が確認された。例えば、射出時に形成されるインクジェット用インクの液滴の形状が不安定になったり、間欠後の使用において液滴の吐出速度が大幅に低下、又は吐出ができなくなるという射出安定性に対する課題が生じていた。
【0026】
本発明では、インクジェット用インクに使用する有機溶媒の量をウレタン樹脂に対して1以上とすることにより、インクジェット射出時にウレタン樹脂粒子が安定な分散状態を保つことができることを見出した。すなわち、有機溶媒の量とウレタン樹脂との量をある特定の関係とすることで、ウレタン樹脂粒子の分散状態維持に効果的に作用することを見出した。本形態に係るインクにおいては、有機溶媒の量をウレタン樹脂に対して1以上とすることにより、インクジェット用インクにおいてウレタン樹脂の分散安定性が向上する。これにより、インクジェット用インクにおいて、ウレタン樹脂の分散状態が変化しにくいため、長期安定性が高くなる。また、インクジェット用インクに高いせん断力がかかっても、樹脂粒子の凝集を抑制でき、射出安定性を向上することができるものと考えられる。以上のように、本形態に係るインクジェット用インクは、着色剤及びウレタン樹脂粒子が安定的かつ高度に分散されているとともに、優れた射出安定性(液滴形成性及び液滴回復性)を有し、捺染物の風合い及び摩擦堅牢性を向上することができる。なお、上記メカニズムは、推測であり、本発明の技術的範囲は、上記メカニズムに制限されない。
【0027】
本明細書において、「インクジェット用インク」とはウレタン樹脂又はウレタン樹脂粒子(ウレタン樹脂水分散体)を含有する組成物であることを意味し、有機溶媒等を含むことで液状(インク状)となった組成物を含む意味として使用する。
【0028】
本形態に係るインクは、着色剤を含有するインクジェット用インクであってもよい。本形態に係るインクは、着色剤を含有することにより本発明の効果が発揮される。また、本形態に係るインクは、着色剤として顔料を含有することにより本発明の効果がより一層発揮される。
【0029】
[ウレタン樹脂]
本形態に係るインクは、ウレタン樹脂を含む。ウレタン樹脂(「ポリウレタン樹脂」とも称する)は、インクジェットインクに含まれうる着色剤を繊維に定着するためのバインダ樹脂として機能しうる。本形態に係るインクは、ウレタン樹脂を含有しているため、基材(記録媒体)や記録物等の表面(例えば、布帛の表面)に塗布されることにより、良好な風合いと優れた摩擦堅牢性とを備えた印刷物(例えば、捺染物)を形成することができる。
【0030】
本形態に係るインクにおいて、ウレタン樹脂は、(A)ポリイソシアネートを由来とする構成単位、(B)ポリオールを由来とする構成単位及び(C)ポリアミンを由来とする構成単位を有し、前記(B)ポリオールが、(B1)ポリエーテルポリオール並びに(B2)カルボキシ基及び/又はカルボキシレート基を有するジオール化合物を含み、前記(C)ポリアミンが、(C1)アミノ基、イミノ基及びヒドラジド基から選択される基を2個有する第1ポリアミン、並びに、(C2)アミノ基、イミノ基及びヒドラジド基から選択される基を3個又は4個有する第2ポリアミンを含む。
【0031】
本形態に係るウレタン樹脂は、ウレタン樹脂が水分散された樹脂分散体(すなわち、ウレタン樹脂水分散体)であるのが好ましい。以下、ウレタン樹脂及びウレタン樹脂水分散体の構成について、詳細に説明する。
【0032】
上述のように、本形態に係るウレタン樹脂は、水に分散された形態であるのが好ましい。よって、ウレタン樹脂水分散体としては、(A)ポリイソシアネートを由来とする構成単位、(B)ポリオールを由来とする構成単位及び(C)ポリアミンを由来とする構成単位を有するウレタン樹脂と、水と、を含み、前記(B)ポリオールが、(B1)ポリエーテルポリオール並びに(B2)カルボキシ基及び/又はカルボキシレート基を有するジオール化合物を含み、前記(C)ポリアミンが、(C1)アミノ基、イミノ基及びヒドラジド基から選択される基を2個有する第1ポリアミン、並びに、(C2)アミノ基、イミノ基及びヒドラジド基から選択される基を3個又は4個有する第2ポリアミンを含む。
【0033】
(A)ポリイソシアネート
本形態に係るウレタン樹脂は、(A)ポリイソシアネートを由来とする構成単位を有する。ポリイソシアネートとしては特に制限はなく、例えば、芳香族ポリイソシアネート化合物、脂肪族ポリイソシアネート化合物、脂環式ポリイソシアネート化合物などを挙げることができる。芳香族ポリイソシアネート化合物としては、例えば、トルエンジイソシアネート(TDI)、キシリレンジイソシアネート(XDI)、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、ナフタレンジイソシアネート(NDI)、テトラメチルキシリレンジイソシアネートなどを挙げることができる。脂肪族ポリイソシアネート化合物としては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)などのアルキレンジイソシアネートを挙げることができる。ここでアルキレンジイソシアネートにおけるアルキレンの炭素数としては2~10、3~9、4~8、あるいは、5~7が好適である。脂環式ポリイソシアネート化合物としては、シクロアルキレンジイソシアネート、ジシクロアルキルアルカンジイソシアネートなどが挙げられる。ここでジシクロアルキルアルカンジイソシアネートにおけるシクロアルキルの炭素数は5~8が好適であり、ジシクロアルキルアルカンジイソシアネートにおけるアルカンの炭素数としては1~4あるいは1~3が好適である。脂環式ポリイソシアネート化合物の具体例としては、例えば、1,3-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ジシクロへキシルメタンジイソシアネート(H12MDI)、ノルボルナンジイソシアネートなどを挙げることができる。よって、本発明の一実施形態によれば、ポリイソシアネートは、芳香族ジイソシアネート化合物、脂肪族ジイソシアネート化合物、及び脂環式ジイソシアネート化合物からなる群より選択される1種以上のジイソシアネート化合物である。これらのポリイソシアネート化合物は、1種を単独で、あるいは、2種以上を組み合わせて用いることもできる。
【0034】
(B)ポリオール
本形態に係るウレタン樹脂は、(B)ポリオールを由来とする構成単位を有し、当該(B)ポリオールが、(B1)ポリエーテルポリオール並びに(B2)カルボキシ基及び/又はカルボキシレート基を有するジオール化合物を含む。
【0035】
(B1)ポリエーテルポリオール
本発明の一実施形態において、(B1)ポリエーテルポリオールとしては、ポリアルキレンエーテルグリコールが挙げられる。ポリアルキレンエーテルグリコールにおけるアルキレンの炭素数は2~6、2~5、あるいは、3又は4であることが好適である。かかるアルキレンは直鎖状又は分岐鎖状でありうる。(B1)ポリエーテルポリオールの具体例としては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、又はそれらのブロックもしくはランダム共重合からなるポリオールなどを挙げることができる。
【0036】
本発明の一実施形態において、(B1)ポリエーテルポリオールの数平均分子量は、500~5,000、1,000~4,000、あるいは、1,500~3,000でありうる。数平均分子量は、(B1)ポリエーテルオールの水酸基価を用いて次式により算出した。水酸基価はJIS K 1557-1:2007 A法に準じ求めた。なお、後述のポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオールの数平均分子量の測定も同様の方法で算出する。
【0037】
【数1】
【0038】
本発明の一実施形態において(B)ポリオールは、本発明の性能を損なわない範囲において、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール及び低分子多価アルコールから選択される少なくとも1種を含みうる。ここで低分子多価アルコールの数平均分子量(分子量)は500未満あるいは400以下でありうる。
【0039】
本発明の一実施形態において、ポリカーボネートポリオールとしては、例えば、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、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、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、あるいはビスフェノールAのエチレンオキサイド又はプロピレンオキサイド付加物、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトール等から選ばれる1種又は2種以上のポリオール類;と、ジエチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジフェニルカーボネート等から選ばれる1種又は2種以上のカーボネート類との脱アルコール反応、脱フェノール反応等で得られるものが挙げられる。上記ポリカーボネートポリオールは、1種を単独で用いることができ、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0040】
本発明の一実施形態において、ポリエステルポリオールとしては、例えば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、コハク酸、マロン酸、アジピン酸、セバシン酸、1,4-シクロヘキシルジカルボン酸、マレイン酸、フマル酸等から選ばれる1種又は2種以上の二塩基酸と、前述のポリカーボネートポリオールの合成に用いられる1種又は2種以上のポリオール類との重縮合反応により得られるものが挙げられる。上記ポリエステルポリオールは、1種を単独で用いることができ、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0041】
本発明の一実施形態において、ポリカーボネートポリオールとポリエステルポリオールの数平均分子量は、それぞれ独立して、500~5,000、1,000~4,000、あるいは、1,500~3,000でありうる。
【0042】
本発明の一実施形態において、低分子多価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトールなどが挙げられる。
【0043】
本発明の一実施形態において、(B)に含まれる(B1)ポリエーテルポリオール並びに(B)に含まれうるポリカーボネートポリオール及びポリエステルポリオールの総質量に対する(B1)ポリエーテルポリオールの質量が、40質量%以上、50質量%以上、60質量%以上、70質量%以上、80質量%以上、あるいは90質量%以上(上限は、100質量%)である。かような下限を有することによって、液滴形成性が向上する。
【0044】
本発明の一実施形態において、(B)ポリオールの総モル数に対する低分子多価アルコールの総モル数が、50モル%以下、40モル%以下、38モル%以下、30モル%以下、20モル%以下、10モル%以下、5モル%以下、あるいは、1モル%以下である(下限は、0モル%)。かような上限を有することによって、得られるウレタン樹脂の柔軟性と印刷物の風合いが向上する。
【0045】
本発明の一実施形態において、(B)ポリオールの総質量に対する低分子多価アルコールの総質量が、5.0質量%以下、4.0質量%以下、3.4質量%以下、3.0質量%以下、あるいは、1.0質量%以下である(下限は、0質量%)。かような上限を有することによって、得られるウレタン樹脂の柔軟性と印刷物の風合いが向上する。
【0046】
なお、(B)に含まれる(B1)ポリエーテルポリオール並びに(B)に含まれうるポリカーボネートポリオール及びポリエステルポリオールは通常カルボキシ基及びカルボキシレート基のいずれも有しない。
【0047】
(B2)カルボキシ基及び/又はカルボキシレート基を有するジオール化合物
本発明の一実施形態において、本発明のウレタン樹脂は(B2)カルボキシ基及び/又はカルボキシレート基を有するジオール化合物を由来とする構成単位を有する。ここでウレタン樹脂は、一般的には疎水性(親油性)であり、水性(水分散性)ではない。本発明の一実施形態において、ウレタン樹脂は、カルボキシレート基を有する。かような実施形態であることによって、本形態に係るウレタン樹脂水分散体に含まれるウレタン樹脂は水性(水への分散性)の特性を備えうる。本発明の一実施形態において、(B2)1分子中に含まれるカルボキシ基及びカルボキシレート基から選ばれる基の数が、1つ、2つ又は3つである。
【0048】
本発明の一実施形態において、(B2)が1分子中に1つのアルキル基を有する。当該アルキル基の炭素数は1~6、あるいは、1又は2であることが好適である。当該アルキル基は、直鎖状であることが好適である。本発明の一実施形態において、(B2)としては、例えば、2,2-ジメチロールプロピオン酸(DMPA)、2,2-ジメチロールブタン酸(DMBA)等、あるいは、その中和物を挙げることができる。また、このようなカルボキシ基及び/又はカルボキシレート基を有するジオール化合物は、1種を単独で用いることができ、又は、2種以上を組み合わせて用いることもできる。
【0049】
本発明の一実施形態において、(B)ポリオールの総モル数に対する前記(B1)及び前記(B2)の総モル数が50モル%以上、50モル%超、55モル%以上、60モル%以上、65モル%以上、70モル%以上、75モル%以上、80モル%以上、85モル%以上、90モル%以上、あるいは、95モル%以上である。
【0050】
本発明の一実施形態において、前記(B)の総モル数に対する前記(B2)のモル数が、45モル%超、47モル%以上あるいは49モル%以上である。本発明の一実施形態において、前記(B)の総モル数に対する前記(B2)のモル数が、70モル%以下、65モル%以下あるいは60モル%以下である。
【0051】
本発明の一実施形態において、ウレタン樹脂が有するカルボキシレート基とカルボキシ基の総モル数に対するカルボキシレート基の総モル数(いわゆる中和率)が40モル%以上である。本発明の一実施形態において、ウレタン樹脂が有するカルボキシレート基とカルボキシ基との総モル数に対するカルボキシレート基の総モル数が、40~100モル%、あるいは、50~80モル%である。ウレタン樹脂がカルボキシレート基を有するようにするためには、またウレタン樹脂が有するカルボキシレート基とカルボキシ基との総モル数に対するカルボキシレート基の総モル数を一定下限値以上にするためには、(B2)としてカルボキシレート基を有するジオール化合物を原料として用いる方法や、(B2)としてカルボキシ基を有するジオール化合物のカルボキシ基の少なくとも一部を中和することにより得られた少なくとも一部がカルボキシレート基であるジオール化合物を原料として用いる方法や、(B2)としてカルボキシ基を有するジオール化合物を原料として用い後述のプレポリマーを得た後に中和を行う方法等が挙げられる。なお本発明では、プレポリマーを得た後に中和を行う方法が好ましい。よって、本発明の一実施形態において、ウレタン樹脂は、(A)を由来とする構成単位及び(B)を由来とする構成単位を有し、末端にイソシアネート基を有するプレポリマーを由来とする構成単位を有する。中和について詳細は後述する。
【0052】
本発明の一実施形態において、(B)が、脂肪族環式構造を含まない。
【0053】
(C)ポリアミン
本形態に係るウレタン樹脂は、(C)ポリアミンを由来とする構成単位を有し、(C)ポリアミンが、(C1)アミノ基、イミノ基及びヒドラジド基から選択される基を2個有する第1ポリアミン、並びに、(C2)アミノ基、イミノ基及びヒドラジド基から選択される基を3個又は4個有する第2ポリアミンを含む。
【0054】
本発明の一実施形態において、(C)ポリアミンは後述するプレポリマーの鎖伸長剤として用いられうる。なお鎖伸長剤としては、官能基数(活性水素を有する官能基の数)が3価のものとして、ヒドロキシ基を有する化合物が知られているが(例えば、トリメチロールプロパンや、アミノエチルエタノールアミン等)、これを用いると鎖伸長が不十分となって液滴形成性が悪化する傾向があり、(C)との併用を制限するものではないが、使用しない方が好ましい。
【0055】
本形態に係るウレタン樹脂は、(C)ポリアミンを由来とする構成単位を有し、(C)ポリアミンが、(C1)アミノ基、イミノ基及びヒドラジド基から選択される基を2個有する第1ポリアミン、並びに、(C2)アミノ基、イミノ基及びヒドラジド基から選択される基を3個又は4個有する第2ポリアミンを含む。
【0056】
本発明の一実施形態において、(C1)は、アルキレンジアミン、炭素原子を有しないジアミン及び炭素数5~8のシクロアルカン構造を有するジアミンの少なくとも一種でありうる。本発明の一実施形態において、アルキレンジアミンのアルキル基は炭素数1~12でありうる。本発明の一実施形態において、シクロアルカン構造を有するジアミンは、ジアミノアルキルシクロアルカンでありうり、ジアミノアルキルシクロアルカンにおけるアルキルの炭素数は1~4、1~3、あるいは1又は2であり、ジアミノアルキルシクロアルカンにおけるシクロアルカンの炭素数は5~8、あるいは、5~7でありうる。
【0057】
本発明の一実施形態において、(C1)としては、例えば、エチレンジアミン、1,3-プロパンジアミン、プロピレンジアミン、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、ジアミノジシクロヘキシルメタン、ヒドラジン、ピペラジン、2-メチルピペラジン、イソホロンジアミン、ノルボランジアミン、1,3-ビスアミノシクロヘキサン、1,3-ビスアミノメチルシクロヘキサン、1,4-ビスアミノメチルシクロヘキサン、ジアミノジフェニルメタン、トリレンジアミン、キシリレンジアミン等のジアミン;ジ第一級アミン及びモノカルボン酸から誘導されるアミドアミン;ジ第一級アミンのモノケチミン等の水溶性アミン誘導体;シュウ酸ジヒドラジド、マロン酸ジヒドラジド、コハク酸ジヒドラジド、グルタル酸ジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド、セバシン酸ジヒドラジド、マレイン酸ジヒドラジド、フマル酸ジヒドラジド、イタコン酸ジヒドラジド、1,1’-エチレンヒドラジン、1,1’-トリメチレンヒドラジン、1,1’-(1,4-ブチレン)ジヒドラジン等のヒドラジン誘導体などを挙げることができる。これらの中で、エチレンジアミン、ヒドラジン、ピペラジン、イソホロンジアミン、1,3-ビスアミノメチルシクロヘキサン、1,4-ビスアミノメチルシクロヘキサン及びノルボランジアミンを特に好適に使用することができる。
【0058】
本発明の一実施形態において、(C2)としては、例えば、一般式:HN((CHNH)H(ここでnは2~6、mは2又は3である)で表されるものが好ましく、具体的には、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、イミノビスプロピルアミンなどを挙げることができる。これらの中で、ジエチレントリアミン及びトリエチレンテトラミンを特に好適に使用することができる。一実施形態によれば、(C2)第2ポリアミンは、ジエチレントリアミン又はトリエチレンテトラミンを含む。
【0059】
本形態に係るウレタン樹脂は、上述のとおり、(C1)アミノ基、イミノ基及びヒドラジド基から選択される基を2個有する第1ポリアミンを由来とする構成単位、並びに、(C2)アミノ基、イミノ基及びヒドラジド基から選択される基を3個又は4個有する第2ポリアミンを由来とする構成単位を有する。このような構成とすることによって、得られるウレタン樹脂水分散体の液滴形成性が良好となる。
【0060】
本発明の一実施形態において、(C)は、アミノ基及びイミノ基から選択される基を5個以上有するポリアミンや、ポリエチレンイミン等を含んでもよい。本発明の一実施形態において、(C)の総モル数に対する(C1)及び(C2)の総モル数は、80モル%以上、85モル%以上、90モル%以上、95モル%以上、あるいは、98モル%以上である(上限は、100モル%)。かかる下限を有することによって印刷物の柔軟性を向上することができる。本発明の一実施形態において、(C)の総質量に対する(C1)及び(C2)の総質量が80質量%以上、85質量%以上、90質量%以上、95質量%以上、あるいは、98質量%以上である(上限は、100質量%)。かかる下限を有することによって印刷物の柔軟性を向上することができる。
【0061】
本発明の一実施形態において、(C1)及び(C2)の総モル数に対する(C2)の総モル数が、1.0~96.0モル%である。かかる範囲であることによって、液滴形成性と印刷物の風合いの両立をより効率的に達成することができる。本発明の一実施形態において、(C1)及び(C2)の総モル数に対する(C2)の総モル数が、2.0モル%以上、4.0モル%以上、6.0モル%以上、8.0モル%以上、10.0モル%以上、12.0モル%以上、20.0モル%以上、40.0モル%以上、60.0モル%以上、80.0モル%以上、あるいは、90.0モル%以上である。本発明の一実施形態において、(C1)及び(C2)の総モル数に対する(C2)の総モル数が、95.0モル%以下、85.0モル%以下、65.0モル%以下、55.0モル%以下、35.0モル%以下、25.0モル%以下、23.0モル%以下、18.0モル%以下、16.0モル%以下、14.0モル%以下、8.0モル%以下、あるいは、3.0モル%以下である。
【0062】
本発明の一実施形態において、(C1)及び(C2)の総質量に対する(C2)の質量が、2.0~98.0質量%である。かかる範囲であることによって、液滴形成性と印刷物の風合いの両立をより効率的に達成することができる。本発明の一実施形態において、(C1)及び(C2)の総質量に対する(C2)の質量が、3.0質量%以上、5.0質量%以上、10.0質量%以上、15.0質量%以上、20.0質量%以上、25.0質量%以上、30.0質量%以上、50.0質量%以上、70.0質量%以上、あるいは、90.0質量%以上である。本発明の一実施形態において、(C1)及び(C2)の総質量に対する(C2)の質量が、80.0質量%以下、60.0質量%以下、40.0質量%以下、30.0質量%以下、28.0質量%以下、20.0質量%以下、12.0質量%以下、8.0質量%以下、あるいは、4.0質量%以下である。
【0063】
一実施形態によれば、本形態に係るインクにおいて、(A)のイソシアネート基の総モル数に対する、(C)の官能基(アミノ基、イミノ基及びヒドラジド基)の総モル数は、好ましくは10~40モル%、より好ましくは15~30モル%である。
【0064】
本発明の一実施形態において、ウレタン樹脂が有する全構成単位の総モル数に対して65モル%以上、70モル%以上が、80モル%以上、あるいは、90モル%以上が、(A)を由来とする構成単位、(B1)を由来とする構成単位、前記(B2)を由来とする構成単位、前記(C1)を由来とする構成単位、及び、前記(C2)を由来とする構成単位からなる。本発明の一実施形態によれば、ポリウレタン樹脂は、架橋性基(例えば、イソシアネート基)を実質的に含有しないことが好ましい。本発明の一実施形態によれば、イソシアネート基を実質的に含有しないポリウレタン樹脂とするには、例えば、末端イソシアネート基含有ウレタンプレポリマーを、鎖伸長剤を用いて鎖伸長させる際に、イソシアネート基が残存しないように鎖伸長剤を用いることが挙げられる。
【0065】
本発明の一実施形態において、ウレタン樹脂の酸価は、保存安定性、液滴形成性、印刷物の風合(柔軟性)の観点から、4~32mgKOH/g、あるいは、5mgKOH/g以上30mgKOH/g未満である。なお、酸価はウレタン樹脂中のカルボキシ基及びカルボキシレート基(COO)の含有量から算出することができる。ウレタン樹脂の酸価が5mgKOH/g未満の場合はウレタン樹脂水分散体の保存安定性が低下する虞があり、30mgKOH/g以上である場合、印刷物の風合いが悪化する虞がある。なお、ウレタン樹脂の酸価の算出は以下のようにして行うことができる。すなわち、ウレタン樹脂をN,N-ジメチルホルムアミドに溶解したものを測定試料として用意する。そして、電位差自動滴定装置(商品名「AT510」、京都電子工業製)を使用し、水酸化カリウムエタノール滴定液で電位差滴定することで、ウレタン樹脂の酸価を測定することができる。
【0066】
本発明の一実施形態において、ウレタン樹脂の酸価は、7~25mgKOH/g、10~24mgKOH/g、15~23mgKOH/g、あるいは、17~22mgKOH/gである。かような範囲であることによって、保存安定性、液滴形成性、印刷物の風合(柔軟性)がより向上する。
【0067】
(ウレタン樹脂と水とを含むウレタン樹脂水分散体の製造方法)
本形態に係るウレタン樹脂と水とを含むウレタン樹脂水分散体は、例えば以下のようにして製造することができる。
【0068】
(プレポリマーの作製)
例えば、(A)、及び、それと反応する、(B1)と(B2)とを含む(B)を、イソシアネート基が多くなるような使用量で反応させ、末端にイソシアネート基を有するようしてプレポリマーを合成する。ここで、(A)に含まれるイソシアネート基の総モル数に対する(B)に含まれるヒドロキシ基の総モル数は、70~90モル%とすることが好ましい。かかる範囲であることによって、イソシアネート基末端プレポリマーの粘度を適正にできて乳化が容易となり、また、ウレタン結合・ウレア結合の割合を適切にできるので、ウレタン樹脂が過度に固くなることを抑制し、柔軟性、成膜性を向上することができる。このようなイソシアネート基末端プレポリマーを製造する具体的な方法としては特に制限はなく、例えば、従来公知の一段式のいわゆるワンショット法、多段式のイソシアネート重付加反応法等により製造することができる。この時の反応温度は、40~150℃であることが好ましい。また、この時の反応時間は、60~500分であることが好ましい。なお、反応中又は反応終了後に、イソシアネート基と反応しない溶媒を添加することができる。このような溶媒としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、トルエン、テトラヒドロフラン等を使用することができる。この際、必要に応じて、ジブチル錫ジラウレート、スタナスオクトエート、ジブチル錫ジ-2-エチルヘキソエート、トリエチルアミン、トリエチレンジアミン、N-メチルモルホリン、ビスマストリス(2-エチルヘキサノエート)等の反応触媒、あるいは燐酸、燐酸水素ナトリウム、パラトルエンスルホン酸、アジピン酸、塩化ベンゾイル等の反応抑制剤を添加してもよい。
【0069】
(中和)
(B2)としてカルボキシレート基を有するジオール化合物を用いなかった場合や、用いた場合であってもその使用量ではウレタン樹脂が所定の中和率に満たないような場合、ウレタン樹脂が所定の中和率となるように、任意の中和剤を用いてプレポリマーのカルボキシ基を中和することができる。このように、カルボキシ基を有するイソシアネート基末端プレポリマーが中和されているようにするには、カルボキシ基を有するイソシアネート基末端プレポリマーの調製前又は調製後に適宜公知の方法を用いて行うことができる。このような中和に用いる中和剤としては、例えば、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリ-n-プロピルアミン、トリブチルアミン、N-メチル-ジエタノールアミン、ジメチルアミノエタノール(別名:N,N-ジメチルモノエタノールアミン、2-(ジメチルアミノ)エタノール)、N,N-ジエチルモノエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアミン類、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、アンモニア等を挙げることができる。中でも、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリ-n-プロピルアミン、N,N-ジメチルモノエタノールアミン(2-(ジメチルアミノ)エタノール)、トリブチルアミン等の第三級アミン類が特に好ましい。好ましくは、得られるウレタン樹脂が有するカルボキシレート基とカルボキシ基との総モル数に対するカルボキシレート基の総モル数が40モル%以上である。本発明の一実施形態において、得られるウレタン樹脂が有するカルボキシレート基とカルボキシ基との総モル数に対するカルボキシレート基の総モル数が、40~100モル%、あるいは、50~80モル%である。
【0070】
(乳化)
続いて、イソシアネート基末端プレポリマーを水に乳化分散させることが好ましい。水に乳化分散させる際に用いる乳化機器に特に制限はなく、例えば、ホモミキサー、ホモジナイザー、ディスパー等を挙げることができる。乳化分散させる際には、プレポリマーを、特に乳化剤を用いずに0~40℃の温度範囲で水に乳化分散させて、イソシアネート基と水との反応を極力抑えることが好ましい。さらに、このように乳化分散させる際には、必要に応じて、燐酸、燐酸二水素ナトリウム、燐酸水素二ナトリウム、パラトルエンスルホン酸、アジピン酸、塩化ベンゾイル等の反応抑制剤を添加することができる。
【0071】
(鎖伸長)
続いて、鎖延長剤として機能しうる(C)及び必要に応じて他の架橋剤と、プレポリマーとを接触させることを有して、鎖延長反応や架橋反応を行う。例えば、水に乳化分散させた末端イソシアネート基含有ウレタンプレポリマーを、鎖伸長剤を用いて鎖伸長させる。末端イソシアネート基含有ウレタンプレポリマーと(C)との反応は、20~50℃の反応温度で、通常、末端イソシアネート基含有ウレタンプレポリマーと(C)との混合後、30~120分間で完結する。
【0072】
(脱溶剤)
上記において有機溶媒を使用した場合にはそれを除去することが好ましい。除去の条件としては、減圧下、30~80℃で溶媒を留去することが望ましい。
【0073】
本形態に係るウレタン樹脂水分散体は水を含み、本発明の一実施形態によれば、ウレタン樹脂水分散体の総質量に対するウレタン樹脂(樹脂固形分(不揮発分))の質量は、20~60質量%の範囲である。なお、ウレタン樹脂水分散体中の樹脂固形分濃度は、水を追加又は留去することで調整することも可能である。
【0074】
このようなプレポリマーを介する製造方法によれば、(A)を由来とする構成単位及び(B)を由来とする構成単位を有する、末端にイソシアネート基を有するプレポリマーを由来とする構成単位と、前記(C)を由来とする構成単位と、を有するウレタン樹脂を得ることができる。
【0075】
ウレタン樹脂水分散体における樹脂粒子の体積平均粒子径(d50)は、特に制限されないが、インクジェットヘッドのノズル詰まりを生じにくくする観点では、300nm以下であることが好ましく、130nm以下であることがより好ましい。ウレタン樹脂水分散体における樹脂粒子の体積平均粒子径(d50)の下限値は、例えば10nmとしうる。ウレタン樹脂水分散体における樹脂粒子の体積平均粒子径(d50)は、動的光散乱式粒子径分布測定装置を用いて測定され、積算体積粒度分布における積算体積が小粒径側から50%となるときの50%粒径である。
【0076】
ウレタン樹脂水分散体において、ウレタン樹脂のガラス転移温度(Tg)は、特に制限されないが、画像形成後でも布帛が硬くなりにくく、風合いを維持しやすくする観点では、低いことが好ましい。ウレタン樹脂のTgは、0℃以下であり、-80℃~0℃であることが好ましい。なお、Tgの算出は、ウレタン樹脂分散体の乾燥膜(フィルム状試料)の動的粘弾性測定により測定される、E’及び損失弾性率(E”)の比(E”/E’)である損失正接(tanδ)の温度依存性におけるピーク(最大値)を示す温度として求めることができる。
【0077】
本形態に係るウレタン樹脂水分散体は、下記態様及び実施形態を包含する。
【0078】
[1](A)ポリイソシアネートを由来とする構成単位、(B)ポリオールを由来とする構成単位及び(C)ポリアミンを由来とする構成単位を有するウレタン樹脂と、水と、を含み、前記(B)ポリオールが、(B1)ポリエーテルポリオール並びに(B2)カルボキシ基及び/又はカルボキシレート基を有するジオール化合物を含み、前記(C)ポリアミンが、(C1)アミノ基、イミノ基及びヒドラジド基から選択される基を2個有する第1ポリアミン、並びに、(C2)アミノ基、イミノ基及びヒドラジド基から選択される基を3個又は4個有する第2ポリアミンを含む、インクジェットインク用のウレタン樹脂水分散体;
[2]前記ウレタン樹脂が、前記(A)を由来とする構成単位及び前記(B)を由来とする構成単位を有する、末端にイソシアネート基を有するプレポリマーを由来とする構成単位と、前記(C)を由来とする構成単位と、を有する、上記[1]に記載のウレタン樹脂水分散体;
[3]前記ウレタン樹脂が、カルボキシレート基を含む、上記[1]又は[2]に記載のウレタン樹脂水分散体;
[4]前記ウレタン樹脂が有するカルボキシレート基とカルボキシ基との総モル数に対するカルボキシレート基の総モル数が40モル%以上である、上記[1]~[3]のいずれかに記載のウレタン樹脂水分散体;
[5]前記(C1)及び(C2)の総モル数に対する前記(C2)の総モル数が、1.0~96.0モル%である、上記[1]~[4]のいずれかに記載のウレタン樹脂水分散体;
[6]前記ウレタン樹脂の酸価が、5mgKOH/g以上30mgKOH/g未満である、上記[1]~[5]のいずれかに記載のウレタン樹脂水分散体;
[7]前記(A)に含まれるイソシアネート基の総モル数に対する前記(B)に含まれるヒドロキシ基の総モル数が、70~90モル%である、上記[1]~[6]のいずれかに記載のウレタン樹脂水分散体;
[8]前記(B)が、脂肪族環式構造を含まない、上記[1]~[7]のいずれかに記載のウレタン樹脂水分散体;
[9]前記(B)の総モル数に対する前記(B1)及び前記(B2)の総モル数が50モル%以上である、請求項上記[1]~[8]のいずれかに記載のウレタン樹脂水分散体;
[10]前記(C)の総モル数に対する前記(C1)及び前記(C2)の総モル数が80モル%以上である、上記[1]~[9]のいずれかに記載のウレタン樹脂水分散体;
[11]前記ウレタン樹脂が有する全構成単位の総モル数に対して65モル%以上が、前記(A)を由来とする構成単位、前記(B1)を由来とする構成単位、前記(B2)を由来とする構成単位、前記(C1)を由来とする構成単位、及び、前記(C2)を由来とする構成単位からなる、上記[1]~[10]のいずれかに記載のウレタン樹脂水分散体。
【0079】
[有機溶媒]
本形態に係るインクは、有機溶媒を含む。有機溶媒は、常温常圧(25℃、1013hPa)において液体の有機化合物であればよいが、水溶性有機溶媒であるのが好ましい。水溶性有機溶媒は、保湿剤として機能するだけでなく、乾燥防止剤としても機能する。
【0080】
本形態に係るインクにおいて、有機溶媒とウレタン樹脂との質量比(有機溶媒の質量/ウレタン樹脂の質量)は、1.0以上である。有機溶媒の質量/ウレタン樹脂の質量が1.0以上であることにより、着色剤及びウレタン樹脂粒子が安定的かつ高度に分散されているとともに、優れた射出安定性(液滴形成性及び液滴回復性)を発揮することができる。有機溶媒の質量/ウレタン樹脂の質量が1.0未満の場合、射出時に着色剤及びウレタン樹脂粒子の分散性が低下し、インクの安定性が低下する。また、液滴形成性又は/及び液滴回復性が低下する。
【0081】
本形態に係るインクにおいて、有機溶媒とウレタン樹脂との質量比(有機溶媒の質量/ウレタン樹脂の質量)は、好ましくは1.5以上であり、より好ましくは1.8以上であり、さらに好ましくは2.0以上であり、特に好ましくは2.3以上であり、最も好ましくは2.5以上である。本形態に係るインクにおいて、有機溶媒とウレタン樹脂との質量比(有機溶媒の質量/ウレタン樹脂の質量)は、好ましくは10以下であり、より好ましくは8.0以下であり、さらに好ましくは7.0以下であり、特に好ましくは6.0以下であり、最も好ましくは5.0以下である。すなわち、本形態に係るインクにおいて、有機溶媒とウレタン樹脂との質量比(有機溶媒の質量/ウレタン樹脂の質量)は、好ましくは1.5以上10以下であり、より好ましくは1.8以上8.0以下であり、さらに好ましくは2.0以上7.0以下であり、特に好ましくは2.3以上6.0以下であり、最も好ましくは2.5以上5.0以下である。一実施形態によれば、本形態に係るインクにおいて、有機溶媒とウレタン樹脂との質量比(有機溶媒の質量/ウレタン樹脂の質量)は、2.1超、2.2以上、2.3超、または2.4以上である。一実施形態によれば、本形態に係るインクにおいて、有機溶媒とウレタン樹脂との質量比(有機溶媒の質量/ウレタン樹脂の質量)は、5.0未満、4.5以下、4.0以下、3.5以下、または3.0以上である有機溶媒とウレタン樹脂との質量比が上記範囲内であれば、着色剤及びウレタン樹脂粒子をより安定的かつ高度に分散することができ、より優れた射出安定性(液滴形成性及び液滴回復性)を発揮することができる。
【0082】
水溶性有機溶媒としては、
メタノール、エタノール、n-プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n-ブチルアルコール、sec-ブチルアルコール、tert-ブチルアルコール、イソブチルアルコール、n-ペンタノール等のアルコール系溶媒;
3-メトキシ-3-メチル-1-ブタノール、1-メトキシ-2-プロパノール(プロピレングリコールモノメチルエーテル)、3-メトキシ-n-ブタノール等のアルコキシアルコール系溶媒;
エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、1,3-プロパンジオール、イソブチレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール、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、2-メチル-1,2-プロパンジオール、2-メチル-1,2-プロパンジオール、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、1,2-ペンタンジオール、1,3-ペンタンジオール、1,2-ヘキサンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、2-メチル-2,4-ペンタンジオール、3-メチル-1,3-ブタンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、2-メチル-2,4-ペンタンジオール等のジオール系溶媒;
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、1,2,6-ヘキサントリオール等のトリオール類:
ジグリセリン、メソエリスリトール、ペンタエリスリトール等の4価アルコール系溶媒;
エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル(3-メトキシ-1-ブタノール)、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、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、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル、テトラエチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノn-ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノn-ブチルエーテル、トリエチレングリコールモノn-ブチルエーテル、プロピレングリコールモノn-ブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノn-ブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノn-ブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノn-ブチルエーテル等の多価アルコールのモノアルキルエーテル系溶媒;
ジ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エチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールエチルメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジエチルエーテル、テトラエチレングリコールエチルメチルエーテル、プロピ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ジエチルエーテル、プロピレングリコールエチルメチルエーテル、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ジエチルエーテル、ジプロピレングリコールエチルメチルエーテル、トリプロピレングリコールジメチルエーテル、トリプロピレングリコールジエチルエーテル、トリプロピレングリコールエチルメチルエーテル等の多価アルコールのジアルキルエーテル系溶媒;
アセトン、メチルエチルケトン、ジアセトンアルコール、テキサノール(2-メチルプロパン酸3-ヒドロキシ-2,2,4-トリメチルペンチル)等のケトン系溶媒又はケトアルコール系溶媒;
テトラヒドロフラン、ジオキサン(1,4-ジオキサン等を含む。)等のエーテル系溶媒;
ポリエチレングリコール(例えば、質量平均分子量200の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オキシエチレン又はオキシプロピレン(共)重合体系溶媒;
ホルムアミド、アセトアミド、プロパンアミド、ブタンアミド、イソブチルアミド、ペンタンアミド、N-メチルホルムアミド、N-メチルアセトアミド、N-メチルプロパンアミド、N-メチルブタンアミド、N-メチルイソブチルアミド、N-メチルペンタンアミド、N-エチルホルムアミド、N-エチルアセトアミド等のアミド系溶媒;
2-ピロリドン、N-メチルピロリドン、3-メトキシ-N,N-ジメチプロピオンアミド、3-ブトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド等のアミド系溶媒;
N-メチルモルホリン、N-エチルモルホリン、N-ホルミルモルホリン、N-ヒドロキシエチルモルホリン、2-ヒドロキシルエチルモルホリン、4-アセチルモルホリン等のモルホリン系溶媒;
テトラメチル尿素、ジメチルイミダゾリジノン等の尿素系溶媒;
エチレンカーボネート、2,3-ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、プロピレンカーボネート等のカーボネート系溶媒;
エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トリプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールジアセテート、ジエチレングリコールジアセテート、プロピレングリコールジアセテート、ジプロピレングリコールジアセテート、3-メトキシブチルアセテート等のアセテート系溶媒;
γ-ブチロラクトン、α-メチレン-γ-ブチロラクトン、ε-カプロラクトン、γ-バレロラクトン、γ-ヘキサノラクトン、γ-ヘプタノラクトン、δ-バレロラクトン、δ-ヘキサノラクトン、δ-ヘプタラクトン、δ-オクタラクトン、δ-ノナラクトン、δ-デカラクトン、δ-ウンデカラクトン、γ,γ-ジメチル-γ-ブチロラクトン、α-メチル-γ-ブチロラクトン、γ-クロトラクトン、α-メチレン-γ-ブチロラクトン、β-メチル-γ-ブチロラクトン、6-メチルバレロラクトン等のラクトン系溶媒;
等を挙げることができる。水溶性有機溶媒は、1種単独であってもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0083】
一実施形態によれば、水溶性有機溶媒は、保湿及び乾燥防止等の観点から、沸点が200℃以下の溶媒を含むことが好ましい。また、一実施形態によれば、水溶性有機溶媒は、インクジェットヘッドでの完全乾燥防止のために、沸点が250℃以上の溶媒を含むのが好ましい。
【0084】
一実施形態によれば、水溶性有機溶媒は、保湿及び乾燥防止等の観点から、グリコール系溶媒を含むことが好ましい。水溶性有機溶媒がグリコール系溶媒である場合、着色剤の分散性をより向上させることができ、安定的かつ高度に分散されたインクとなる。ここで、グリコール系溶媒とは、水酸基を2つ有する化合物(グリコール化合物)及びその水酸基の一方又は両方の水素原子が他の基で置換されたエーテル化合物の何れかに属することを意味するものであってよい。エーテル化合物は、脂肪族のエーテル化合物が好ましい。また、グリコール化合物が有する水酸基の一方の水素原子が他の基で置換されたエーテル化合物が好ましい。
【0085】
グリコール系溶媒としては、例えば、3-メトキシ-3-メチル-1-ブタノール、1-メトキシ-2-プロパノール(プロピレングリコールモノメチルエーテル)、3-メトキシ-n-ブタノール等のアルコキシアルコール系溶媒;エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、1,3-プロパンジオール、イソブチレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール、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、2-メチル-1,2-プロパンジオール、2-メチル-1,2-プロパンジオール、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、1,2-ペンタンジオール、1,3-ペンタンジオール、1,2-ヘキサンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、2-メチル-2,4-ペンタンジオール、3-メチル-1,3-ブタンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、2-メチル-2,4-ペンタンジオール等のジオール系溶媒;ポリエチレングリコール(例えば、質量平均分子量200の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オキシエチレン又はオキシプロピレン(共)重合体系溶媒;エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル(3-メトキシ-1-ブタノール)、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、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、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル、テトラエチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノn-ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノn-ブチルエーテル、トリエチレングリコールモノn-ブチルエーテル、プロピレングリコールモノn-ブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノn-ブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノn-ブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノn-ブチルエーテル等の多価アルコールのモノアルキルエーテル系溶媒;ジ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エチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールエチルメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジエチルエーテル、テトラエチレングリコールエチルメチルエーテル、プロピ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ジエチルエーテル、プロピレングリコールエチルメチルエーテル、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ジエチルエーテル、ジプロピレングリコールエチルメチルエーテル、トリプロピレングリコールジメチルエーテル、トリプロピレングリコールジエチルエーテル、トリプロピレングリコールエチルメチルエーテル等の多価アルコールのジアルキルエーテル系溶媒;等が挙げられる。これらの中でも、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、イソブチレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール(例えば、質量平均分子量200のポリエチレングリコール)が好ましい。
【0086】
一実施形態によれば、水溶性有機溶媒は、オクタノール/水分配係数が-1.80以下のグリコール系溶媒を含むことが好ましい。この場合、インクジェット印刷時において射出される液滴の安定性が高く、射出安定性(液滴形成性及び液滴回復性)がより一層優れたものとなる。オクタノール/水分配係数は、オクタノールと水の混合物に物質を溶解させたときのオクタノール中の物質濃度と水中の-1.90以下のグリコール系溶媒を含むことが好ましく、-1.95以下のグリコール系溶媒を含むことが好ましく、-2.00以下のグリコール系溶媒を含むことが好ましく、物質濃度との比であり、Kow又は常用対数値Log Kowで表され、本明細書では、常用対数値Log Kowの値を用いる。水溶性有機溶媒の「1-オクタノール/水分配係数」(以下、「分配係数」と称する)は、実施例に記載の方法により測定される。グリコール系溶媒は、オクタノール/水分配係数が-1.90以下であることがより好ましく、-1.95以下であることがさらに好ましく、-2.00以下であることが特に好ましい。グリコール系溶媒のオクタノール/水分配係数は、-15.0以上であることが好ましく、-12.0以上であることがより好ましく、-10.0以上であることがさらに好ましく、-8.00以上であることが特に好ましく、-5.00以下であることが最も好ましい。
【0087】
水溶性有機溶媒の分配係数と沸点とを例示すると、例えば、グリセリン(分配係数:-1.76、沸点:290℃)、プロピレングリコール(分配係数:-0.92、沸点:188℃)、ジプロピレングリコール(分配係数:-0.75、沸点:232℃)、ジエチレングリコール(分配係数:-1.39、沸点:244℃)、トリエチレングリコール(分配係数:-1.98、沸点:285℃)、テトラエチレングリコール(分配係数:-2.02、沸点:314℃)、質量平均分子量200のポリエチレングリコール(分配係数:-2.02、沸点:>200℃)、質量平均分子量400のポリエチレングリコール(分配係数:-3.67、沸点:>200℃)、質量平均分子量1000のポリエチレングリコール(分配係数:-7.13、沸点:>200℃)、質量平均分子量2000のポリエチレングリコール(分配係数:-13.33、沸点:>200℃)、トリエチレングリコールモノエチルエーテル(分配係数:-2.79、沸点:255℃)、エチレングリコール(分配係数:-1.36、沸点:197℃)、1,2-ヘキサンジオール(分配係数:0.58、沸点:170℃)等である。
【0088】
本形態に係るインクにおいて、水溶性有機溶媒は2種以上を組み合わせて用いるのが好ましい。一実施形態によれば、本形態に係るインクにおいて、沸点が200℃以下の溶媒と;沸点が250℃以上の溶媒と;を組み合わせて用いるのが好ましい。すなわち、一実施形態によれば、本形態に係るインクにおいて、水溶性有機溶媒は、沸点200℃以下の溶媒と;沸点が250℃以上の溶媒と;を含む。沸点200℃以下の溶媒は、グリコール系溶媒であることが好ましい。これより、着色剤及びウレタン樹脂粒子の分散性をより向上させることができ、安定的かつ高度に分散されたインクが得られる。例えば、インクにおける優れた分散性によって、射出安定性において液滴回復性がより一層向上する。よって、一実施形態によれば、本形態に係るインクにおいて、水溶性有機溶媒は、沸点が250℃以上の溶媒と;沸点200℃以下のグルコール系溶媒と;を含む。
【0089】
本形態に係るインクにおいて、水溶性有機溶媒は3種以上を組み合わせて用いるのが好ましい。一実施形態によれば、本形態に係るインクにおいて、沸点200℃以下の溶媒と;沸点が250℃以上の溶媒と;オクタノール/水分配係数が-1.80を超えるグリコール系溶媒と;を含む。すなわち、水溶性有機溶媒は、例えば、沸点200℃以下の溶媒(好ましくは沸点200℃以下のグルコール系溶媒)と;沸点が250℃以上の溶媒と;オクタノール/水分配係数が-1.80以下のグリコール系溶媒と;を含有する。これより、着色剤及びウレタン樹脂粒子の分散性をより向上させることができ、安定的かつ高度に分散されたインクが得られる。例えば、インクにおける優れた分散性によって、射出安定性において液滴形成性がより一層向上する。
【0090】
本形態に係るインクにおいて、水溶性有機溶媒は、グリコール系溶媒を2種以上組み合わせて用いるのが好ましい。一実施形態によれば、本形態に係るインクにおいて、沸点が250℃以上の溶媒と;沸点200℃以下である第1のグリコール系溶媒と;オクタノール/水分配係数が-1.80以下である第2のグリコール系溶媒と;を含む。すなわち、本形態に係るインクにおいて、水溶性有機溶媒は、沸点が250℃以上の溶媒と;沸点200℃以下である第1のグリコール系溶媒と;オクタノール/水分配係数が-1.80以下である第2のグリコール系溶媒と;を含むのが好ましい。これより、着色剤及びウレタン樹脂粒子の分散性をより向上させることができ、安定的かつ高度に分散されたインクが得られる。例えば、インクにおける優れた分散性によって、射出安定性において液滴形成性及び液滴回復性がより一層向上する。
【0091】
第1のグリコール系溶媒のオクタノール/水分配係数については特に制限されないが、例えば、-1.80を超えるのが好ましく、-1.5以上であるのがより好ましく、-1.2以上であるのがさらに好ましく、-1.0以上であるのが特に好ましい。第2のグリコール系溶媒は、オクタノール/水分配係数が-1.90以下であることがより好ましく、-1.95以下であることがさらに好ましく、-2.00以下であることが特に好ましい。第2のグリコール系溶媒の沸点は特に制限されないが、例えば、沸点が200℃を超えるのが好ましい。
【0092】
沸点が250℃以上の溶媒としては、例えば、グリセリン等が好ましく用いられる。第1のグリコール系溶媒としては、例えば、プロピレングリコール、エチレングリコール等が好ましく用いられ、第2のグリコール系溶媒としては、例えば、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール200等が好ましく用いられる。水溶性有機溶媒として、沸点が250℃以上の溶媒(以下、「溶媒a1」)と;グリコール系溶媒(以下、「溶媒a2」)と;を含有する場合、溶媒a1と;溶媒a2と;の含有量比(溶媒a1:溶媒a2)(質量比)が、1:99~95:5であることが好ましく、5:95~90:10であることがより好ましく、10:80~80:20であることがさらに好ましく、20:80~70:30であることが特に好ましく、30:70~60:40であることが最も好ましい。溶媒a1と溶媒a2との含有量比が上記の範囲にあることにより、摩擦堅牢性に優れた捺染物が得られると共に、インクの乾燥や増粘に起因するノズルの目詰まりを防止し、広い温度域において、吐出安定性に優れる記録方法を提供することができる。
【0093】
水溶性有機溶媒として、グリコール系溶媒を、沸点200℃以下である第1のグリコール系溶媒(以下、「溶媒b1」)と;オクタノール/水分配係数が-1.80以下の第2のグリコール系溶媒(以下、「溶媒b2」)と;の2種含有する場合、溶媒b1と;溶媒b2と;の含有量比(溶媒b1:溶媒b2)(質量比)が、1:99~95:5であることが好ましく、5:95~90:10であることがより好ましく、10:80~80:20であることがさらに好ましく、20:80~60:40であることが特に好ましく、25:75~50:50であることが最も好ましい。溶媒b1と溶媒b2との含有量比が上記の範囲にあることにより、摩擦堅牢性に優れた捺染物が得られると共に、インクの乾燥や増粘に起因するノズルの目詰まりを防止し、広い温度域において、吐出安定性に優れる記録方法を提供することができる。
【0094】
一実施形態によれば、有機溶媒は、グリセリン、プロピレングリコール、エチレングリコール、1,2-ヘキサンジオール、ジプロピレングリコール、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、ポリエチレングリコール、及びトリエチレングリコールモノエチルエーテルからなる群より選択される1種以上である。
【0095】
有機溶媒の含有量は、インク全質量(100質量%)に対して、例えば、10質量%以上50質量%以下が好ましく、15質量%以上45質量%以下がより好ましく、18質量%以上42質量%以下がさらに好ましく、20質量%以上40質量%以下が特に好ましく、22質量%以上35質量%以下が最も好ましい。有機溶媒の含有量が上記範囲内であれば、着色剤の分散性をより向上させることができ、安定的かつ高度に分散されたインクが得られる。2種以上の有機溶媒を含有する場合は、有機溶媒の含有量はその合計量とする。
【0096】
有機溶媒の含有量は、有機溶媒と着色剤との質量比(有機溶媒の質量/着色剤の質量)が、0.1~20.0であるのが好ましく、0.5~15.0であるのがより好ましく、1.0~12.0であるのがさらに好ましく、1.5~10.0であるのが特に好ましく、2.0~9.5であるのが最も好ましい。一実施形態によれば有機溶媒と着色剤との質量比(有機溶媒の質量/着色剤の質量)は、3.0~10.0であってもよく、4.0~10.0であってもよく、5.0~10.0であってもよく、5.5~9.0であってもよい。
【0097】
[水]
本形態に係るインクは、水を含んでいてもよい。水としては、イオン交換水、蒸留水、及び精製水等を用いることが好ましい。
【0098】
水の含有量は、水と有機溶媒の質量比(水の質量/有機溶媒の質量)が、0.1~20.0であるのが好ましく、0.2~15.0であるのがより好ましく、0.3~10.0であるのがさらに好ましく、0.5~8.0であるのが特に好ましく、1.2~7.0であるのが最も好ましい。一実施形態によれば有機溶媒と着色剤との質量比(有機溶媒の質量/着色剤の質量)は、1.0~6.0であってもよく、1.0~5.0であってもよく、1.0~4.0であってもよく、1.5~5.0であってもよく、2.0~5.0または2.0~4.0であってもよい。
【0099】
水の含有量は、インク全質量(100質量%)に対して、例えば、20質量%以上90質量%以下が好ましく、25質量%以上88質量%以下がより好ましく、30質量%以上85質量%以下がさらに好ましく、40質量%以上82質量%以下が特に好ましく、50質量%以上80質量%以下が最も好ましい。
【0100】
[着色剤]
本形態に係るインクは、着色剤を含んでいてもよい。着色剤としては、顔料または染料が用いられる。本形態に係るインクにおいて、インクの構成成分に対して良好な分散性を有し、かつ耐候性に優れることから、着色剤としては顔料が好ましい。また、着色剤は、固体着色剤でありうる。
【0101】
本形態に係るインクに含まれる顔料は、特に限定されないが、例えばカラーインデックスに記載される下記番号の有機顔料又は無機顔料であることが好ましい。
【0102】
橙顔料の例としては、Pigment Orange31、43等が挙げられる。
【0103】
赤又はマゼンタ顔料の例には、Pigment Red 3、5、19、22、31、38、43、48:1、48:2、48:3、48:4、48:5、49:1、53:1、57:1、57:2、58:4、63:1、81、81:1、81:2、81:3、81:4、88、104、108、112、122、123、144、146、149、166、168、169、170、177、178、179、184、185、208、216、226、257、Pigment Violet 3、19、23、29、30、37、50、88、Pigment Orange 13、16、20、34、36、43が含まれる。赤又はマゼンタ顔料としては、混晶が用いられてもよい。
【0104】
青又はシアン顔料の例には、Pigment Blue 1、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、17-1、22、27、28、29、36、60が含まれる。
【0105】
緑顔料又は黄顔料の例には、Pigment Green 7、26、36、50が含まれる。黄顔料の例には、Pigment Yellow 1、3、12、13、14、15、17、34、35、37、55、74、81、83、93、94,95、97、108、109、110、128、137、138、139、151、153、154、155、157、166、167、168、180、185、193、213が含まれる。
【0106】
黒顔料の例には、Pigment Black 7、28、26が含まれる。
【0107】
顔料の市販品の例には、クロモファインイエロー2080、5900、5930、AF-1300、2700L、クロモファインオレンジ3700L、6730、クロモファインスカーレット6750、クロモファインマゼンタ6880、6886、6891N、6790、6887、クロモファインバイオレット RE、クロモファインレッド6820、6830、クロモファインブルーHS-3、5187、5108、5197、5085N、SR-5020、5026、5050、4920、4927、4937、4824、4933GN-EP、4940、4973、5205、5208、5214、5221、5000P、クロモファイングリーン2GN、2GO、2G-550D、5310、5370、6830、クロモファインブラックA-1103、セイカファストエロー10GH、A-3、2035、2054、2200、2270、2300、2400(B)、2500、2600、ZAY-260、2700(B)、2770、セイカファストレッド8040、C405(F)、CA120、LR-116、1531B、8060R、1547、ZAW-262、1537B、GY、4R-4016、3820、3891、ZA-215、セイカファストカーミン6B1476T-7、1483LT、3840、3な870、セイカファストボルドー10B-430、セイカライトローズR40、セイカライトバイオレットB800、7805、セイカファストマルーン460N、セイカファストオレンジ900、2900、セイカライトブルーC718、A612、シアニンブルー4933M、4933GN-EP、4940、4973(大日精化工業製); KET Yellow 401、402、403、404、405、406、416、424、KET Orange 501、KET Red 301、302、303、304、305、306、307、308、309、310、336、337、338、346、KET Blue 101、102、103、104、105、106、111、118、124、KET Green 201、ファーストゲンスーパーマゼンタ RY(DIC株式会社製);Colortex Yellow 301、314、315、316、P-624、314、U10GN、U3GN、UNN、UA-414、U263、Finecol Yellow T-13、T-05、Pigment Yellow1705、Colortex Orange 202、Colortex Red101、103、115、116、D3B、P-625、102、H-1024、105C、UFN、UCN、UBN、U3BN、URN、UGN、UG276、U456、U457、105C、USN、Colortex Maroon601、Colortex BrownB610N、Colortex Violet600、Pigment Red 122、ColortexBlue516、517、518、519、A818、P-908、510、Colortex Green402、403、Colortex Black 702、U905(山陽色素製);Lionol Yellow1405G、Lionol Blue FG7330、FG7350、FG7400G、FG7405G、ES、ESP-S(東洋インキ製)、Toner Magenta E02、Permanent RubinF6B、Toner Yellow HG、Permanent Yellow GG-02、Hostapeam BlueB2G(ヘキストインダストリ製);Novoperm P-HG、Hostaperm Pink E、Hostaperm Blue B2G(クラリアント製);カーボンブラック#2600、#2400、#2350、#2200、#1000、#990、#980、#970、#960、#950、#850、MCF88、#750、#650、MA600、MA7、MA8、MA11、MA100、MA100R、MA77、#52、#50、#47、#45、#45L、#40、#33、#32、#30、#25、#20、#10、#5、#44、CF9(三菱化学製)が含まれる。
【0108】
顔料は、インク中における分散性を高める観点から、顔料分散剤でさらに分散されていることが好ましい。顔料分散剤については、後述する。
【0109】
また、顔料は、自己分散性顔料であってもよい。自己分散性顔料は、顔料粒子の表面を、親水性基を有する基で修飾したものであり、顔料粒子と、その表面に結合した親水性を有する基とを有する。親水性基の例には、カルボキシ基、スルホン酸基、及びリン含有基が含まれる。リン含有基の例には、リン酸基、ホスホン酸基、ホスフィン酸基、ホスファイト基、ホスフェート基が含まれる。
【0110】
自己分散性顔料の市販品の例には、
Cabot社Cab-0-Jet(登録商標)200K、250C、260M、270V(スルホン酸基含有自己分散性顔料)、
Cab-0-Jet(登録商標)300K(カルボン酸基含有自己分散性顔料)、
Cab-0-Jet(登録商標)400K、450C、465M、470V、480V(リン酸基含有自己分散性顔料)
が含まれる。
【0111】
染料としては、固体の染料であることが好適であり、例えば分散染料でありうる。
【0112】
分散染料の例には、C.I.Disperse Yellow:3、4、5、7、9、13、23、24、30、33、34、42、44、49、50、51、54、56、58、60、63、64、66、68、71、74、76、79、82、83、85、86、88、90、91、93、98、99、100、104、108、114、116、118、119、122、124、126、135、140、141、149、160、162、163、164、165、179、180、182、183、184、186、192、198、199、202、204、210、211、215、216、218、224、227、231、232;C.I.Disperse Orange:1、3、5、7、11、13、17、20、21、25、29、30、31、32、33、37、38、42、43、44、45、46、47、48、49、50、53、54、55、56、57、58、59、61、66、71、73、76、78、80、89、90、91、93、96、97、119、127、130、139、142;C.I.Disperse Red:1、4、5、7、11、12、13、15、17、27、43、44、50、52、53、54、55、56、58、59、60、65、72、73、74、75、76、78、81、82、86、88、90、91、92、93、96、103、105、106、107、108、110、111、113、117、118、121、122、126、127、128、131、132、134,135、137、143、145、146、151、152、153、154、157、159、164、167、169、177、179、181、183、184、185、188、189、190、191、192、200、201、202、203、205、206、207、210、221、224、225、227、229、239、240、257、258、277、278、279、281、288、298、302、303、310、311、312、320、324、328、337、343;C.I.Disperse Violet:1、4、8、23、26、27、28、31、33、35、36、38、40、43、46、48、50、51、52、56、57、59、61、63、69、77;C.I.Disperse Green9;C.I.Disperse Brown:1、2、4、9、13、19;C.I.Disperse Blue:3、7、9、14、16、19、20、26、27、35、43、44、54、55、56、58、60、62、64、71、72、73、75、77、79、79:1、79:2、81、82、83、87、91、93、94、95、96、102、106、108、112、113、115、118、120、122、125、128、130、139、141、142、143、146、148、149、153、154、158、165、167、171、173、174、176、181、183、185、186、187、189、197、198、200、201、205、207、211、214、224、225、257、259、267、268、270、281、284、285、287、288、291、291:1、293、295、297、301、315、330、333、373;C.I.Disperse Black1、3、10、24が含まれる。
【0113】
着色剤の含有量は、特に限定されないが、インクの粘度を後述する範囲に調整しやすく、より高濃度の画像を形成する観点では、インク全質量に対して0.3質量%~12.0質量%であることが好ましい。着色剤の含有量が、インク全質量に対して、0.3質量%以上であると、得られる画像の色が鮮やかになりやすく、12.0質量%以下であると、インクの粘度が高くなりすぎないため、吐出安定性が損なわれにくい。同様の観点から、着色剤の含有量は、インク全質量に対して0.5質量%~8.0質量%であることがより好ましい。
【0114】
着色剤の含有量は、着色剤とウレタン樹脂との質量比(着色剤の質量/ウレタン樹脂の質量)が、0.05~2.0であるのが好ましく、0.06~1.5であるのがより好ましく、0.08~1.2であるのがさらに好ましく、0.1~1.0であるのが特に好ましく、0.1~0.8であるのが最も好ましい。一実施形態によれば、着色剤とウレタン樹脂との質量比(着色剤の質量/ウレタン樹脂の質量)は、0.06~1.0であってもよく、0.06~0.6であってもよい。着色剤とウレタン樹脂との質量比が上記範囲内であれば、着色剤の分散性をより向上させることができ、安定的かつ高度に分散されたインクが得られる。
【0115】
着色剤として顔料を用いる場合も上記と同様の顔料とウレタン樹脂との質量比(顔料の質量/ウレタン樹脂の質量)が好適に適用できる。すなわち、顔料とウレタン樹脂との質量比(顔料の質量/ウレタン樹脂の質量)が、0.05~2.0であるのが好ましく、0.06~1.5であるのがより好ましく、0.08~1.2であるのがさらに好ましく、0.1~1.0であるのが特に好ましく、0.1~0.8であるのが最も好ましい。一実施形態によれば、顔料とウレタン樹脂との質量比(顔料の質量/ウレタン樹脂の質量)は、0.06~1.0であってもよく、0.06~0.6であってもよい。顔料とウレタン樹脂との質量比が上記範囲内であれば、顔料の分散性をより向上させることができ、安定的かつ高度に分散されたインクが得られる。
【0116】
〔顔料分散剤〕
本形態に係るインクは、着色剤として顔料を用いる場合、顔料分散剤を含んでいてもよい。顔料分散剤は、インク中で、顔料粒子の表面を取り囲むように存在するか、又は、顔料粒子の表面に吸着されて、顔料分散液を形成し、顔料を良好に分散させる。本形態に係るインクに含まれる顔料分散剤としては、好ましくは高分子分散剤であり、より好ましくはアニオン性高分子分散剤である。
【0117】
アニオン性高分子分散剤は、カルボン酸基、リン含有基、スルホン酸基等の親水性基を有する高分子分散剤であり、好ましくはカルボン酸基を有する高分子分散剤である。
【0118】
カルボン酸基を有する高分子分散剤は、ポリカルボン酸又はその塩でありうる。ポリカルボン酸の例には、アクリル酸又はその誘導体、マレイン酸又はその誘導体、イタコン酸又はその誘導体、フマル酸又はその誘導体から選ばれるモノマーの(共)重合体及びこれらの塩が含まれる。共重合体を構成する他のモノマーの例には、スチレンやビニルナフタレンが含まれる。
【0119】
アニオン性高分子分散剤のアニオン性基当量は、顔料粒子を十分に分散させる観点では、例えば1.1~3.8meq/gであることが好ましい。アニオン性基当量が上記範囲内であると、アニオン性高分子分散剤の分子量を大きくしなくても、高い顔料分散性が得られやすい。アニオン性高分子分散剤のアニオン性基当量は、酸価から求めることができる。酸価は、JIS K0070に準拠して測定することができる。
【0120】
高分子分散剤の重量平均分子量(Mw)は、特に制限されないが、5000~30000であることが好ましい。高分子分散剤のMwが5000以上であると、顔料粒子を十分に分散させやすく、30000以下であると、インクが増粘しすぎないため、布帛への浸透性が損なわれにくい。高分子分散剤のMwは、上記と同様の方法で測定することができる。
【0121】
高分子分散剤の含有量は、顔料粒子を十分に分散させるとともに、布帛に対する浸透性を損なわない程度の粘度を有する範囲であればよく、特に制限されないが、顔料に対して20~100質量%であることが好ましく、25~60質量%であることがより好ましい。これら顔料分散剤は、単独でもまたは2種以上組み合わせて用いてもよい。
【0122】
[他の成分]
本形態に係るインクは、必要に応じて上記以外の他の成分をさらに含んでもよい。他の成分の例には中和剤等の添加剤が含まれる。なお、本形態に係るインクにおいて、常温固体の多価アルコール及びベタインを含有しないのが好ましい。常温固体の多価アルコール及びベタインは、乾燥後の布帛に残留してしまうためである。
【0123】
(添加剤)
添加剤の例には、中和剤、界面活性剤、防腐剤、防黴剤、pH調整剤等が含まれる。
【0124】
本形態に係るインクにおいて、上記ウレタン樹脂がカルボキシ基、スルホン酸基などのアニオン性基を有するとき、インクは、中和剤をさらに含有してもよい。中和剤は、公知の塩基性化合物を用いることができ、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア、トリエチルアミンなどを用いることができる。本形態に係るインクにおいて、着色剤として顔料を用いる場合、顔料分散液が中和剤を含むことで、上記アニオン性基が顔料分散液中で解離することを適度に助長して、より分散性を高めることができる。
【0125】
中和剤の含有量は、特に限定されないが、中和率が30%以上100%以下になるような量を含むことが好ましい。上記中和率は、以下の式(A)で求めることができる。
【0126】
中和率(%)=
(塩基性化合物の質量[g]/(塩基性化合物の当量[g/mol]×塩基性化合物の価数))÷((顔料分散剤の酸価[mgKOH/g]×顔料分散剤の質量[g])/(56[g/mol]×1000)) 式(A)
界面活性剤は、インクの表面張力を低下させて、布帛に対する濡れ性を高めうる。界面活性剤の種類は、特に制限されないが、例えば、アセチレングリコール系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤等でありうる。界面活性剤の市販品の例には、オルフィンE1010(日信化学工業株式会社製)等が挙げられる。
【0127】
防腐剤又は防黴剤の例には、芳香族ハロゲン化合物(例えば、Preventol CMK)、メチレンジチオシアナート、含ハロゲン窒素硫黄化合物、1,2-ベンズイソチアゾリン-3-オン(例えば、PROXEL GXL)等が含まれる。
【0128】
pH調整剤の例には、クエン酸、クエン酸ナトリウム、クエン酸カリウム、塩酸、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、有機アミン等が含まれる。
【0129】
《インクジェット用インクの製造方法》
本形態のインクジェット用インクは、任意の方法で製造することができる。本形態のインクジェット用インクに含まれるウレタン樹脂は、有機溶媒(好ましくは水溶性有機溶媒)を用いる溶液重合によって製造することが好ましく、ウレタン樹脂と水とを含むウレタン樹脂水分散体の製造方法で上述したように、水を用いる溶液重合(乳化重合)によって製造することがより好ましい。これらの有機溶媒(好ましくは水溶性有機溶媒、より好ましくは水)を溶媒として用いると、重合して得られるポリマー溶液(すなわち、ウレタン樹脂分散液、好ましくはウレタン樹脂水分散体)をそのまま用いて着色剤分散液(例えば、顔料分散液)を調製することが可能であることから、工程を簡略化することができる。例えば、本形態のインクジェット用インクは、(i)着色剤と、着色剤分散剤(例えば、顔料分散液)と、溶媒(水等)とを混合して、着色剤分散液を得る工程と;(ii)得られた着色剤分散液と、本形態に係るウレタン樹脂水分散体と、有機溶媒と、必要に応じて水とを混合する工程と;を経て製造されうる。
【0130】
《インクジェット捺染方法》
本発明によれば、本形態に係るインクジェット用インクを布帛へ付着させて記録するインクジェット捺染方法も提供される。すなわち、本発明によれば、本形態に係るインクジェット用インクの液滴を、インクジェット方式で布帛上に付与する工程を含む、画像形成方法も提供される。以下、インクジェット捺染方法(画像形成方法)について、本形態に係る捺染方法と称する。
【0131】
本形態に係る捺染方法は、具体的には、(1)インクジェット記録ヘッドからインクジェット用インクを吐出させて、布帛上にインクジェット用インクの液滴を付与する工程(インク付与工程)と;(2)布帛に付与したインクジェット用インクを乾燥及び定着させる工程(乾燥及び定着工程)と;を含む。
【0132】
また、本形態に係る捺染方法は、必要に応じて、(3)布帛を前処理する工程(前処理工程)や、(4)後処理液を付与する工程(後処理工程)をさらに含んでもよい。
【0133】
インク付与工程((1)の工程)
インクジェット記録ヘッドからインクジェット用インクを吐出させて、布帛上にインクジェット用インクの液滴を付与する工程である。
【0134】
布帛を構成する繊維素材の種類は、特に制限されず、綿(セルロース繊維)、麻、羊毛、絹等の天然繊維や;レーヨン、ビニロン、ナイロン、アクリル、ポリウレタン、ポリプロピレン、ポリエステル、アセテート、トリアセテート、ポリアミド、ポリウレタン等の合成繊維、ポリ乳酸等の生分解性繊維等が挙げられ、これらの混紡繊維であってもよい。布帛としては、上記に挙げた繊維を、織物、編物、不織布等いずれの形態にしたものでもよい。本形態に係る捺染方法で使用する布帛は、これらのうち綿、麻等のセルロースを含む繊維で形成されたものがより好ましい。このような布帛を用いることで、着色剤のよりすぐれた定着性を得ることができる。
【0135】
本形態に係る捺染方法は、着色剤の吸着速度や定着性を高める観点から、布帛は、少なくとも表面にカチオン性基又は酸基を有するものであることが好ましい。少なくとも表面にカチオン性基又は酸基を有する布帛は、前処理されたものであってもよいし、前処理されていないものであってもよい。例えば、(3)布帛を前処理する工程(前処理工程)を経ることにより、少なくとも表面にカチオン性基又は酸基を有する布帛が得られる。
【0136】
乾燥及び定着工程((2)の工程)
乾燥工程では、布帛に付与したインクジェット用インクを乾燥させて、インクジェット用インク中の溶媒成分を除去する。それにより、布帛に着色剤を定着させる。
【0137】
乾燥方法は、特に制限されず、ヒーター、温風乾燥機、加熱ローラ等を用いた方法でありうる。中でも、温風乾燥機とヒーターを用いて、布帛の両面を加熱して乾燥させることが好ましい。
【0138】
乾燥温度は、インクジェット用インク中の溶媒成分を蒸発させるように設定されればよい。具体的には、乾燥温度は、溶媒成分が蒸発する温度以上(Tg+170)℃以下(Tgは、ウレタン樹脂粒子のTgを意味する)であることが好ましい。乾燥温度は、室温であってもよい。
【0139】
本形態に係る捺染方法では、布帛に付与された樹脂粒子のTgが低いため、インクジェット用インクの乾燥時に、樹脂粒子同士が融着しても、硬い被膜を形成しにくい。それにより、布帛の風合いは損なわれにくい。
【0140】
前処理工程((3)の工程)
本形態に係る捺染方法は、必要に応じて、(3)布帛を前処理する工程(前処理工程)をさらに含んでもよい。前処理工程では、布帛に前処理液を付与する。前処理液の種類は、特に制限されず、インクジェット用インクの組成に応じて選択されうる。例えば、上記インクジェット用インクにおいては、前処理液は、酸基又はカチオン性基を有する化合物を含むことが好ましい。前処理液に含まれる酸基又はカチオン性基を有する化合物は、インクジェット用インクに含まれるウレタン樹脂や第2処理液に含まれるアニオン性成分を凝集させる。凝集は、電気的作用を利用したものであることが好ましい。
【0141】
酸基又はカチオン性基を有する化合物におけるカチオン性基としては、2級アミノ基、3級アミノ基、4級アンモニウム塩基等が挙げられる。酸基又はカチオン性基を有する化合物の例には、カチオン性樹脂、カチオン性界面活性剤が挙げられ、好ましくはカチオン性樹脂である。
【0142】
カチオン性樹脂の例には、カチオン性のウレタン樹脂、カチオン性のオレフィン樹脂、カチオン性のアルキルアミン樹脂が挙げられる。市販品の例には、MPT-60(三菱鉛筆社製)、ユニセンスKHE100L(センカ社製)、MZ477(高松油脂社製、ウレタン樹脂)が含まれる。中でも、上記ブロック共重合体との相互作用又は反応をより生じやすい観点では、カチオン性のアルキルアミン樹脂MPT-60、ユニセンスKHE100L(センカ社製)が好ましい。
【0143】
前処理液を付与する方法は、特に制限されず、例えばパッド法、コーティング法、スプレー法、インクジェット法等でありうる。布帛に付与された前処理液は、温風、ホットプレート又はヒートローラーを用いて加熱乾燥させることもできる。
【0144】
後処理工程((4)の工程)
本形態に係る捺染方法は、必要に応じて、(4)後処理液を付与する工程(後処理工程)をさらに含んでもよい。後処理工程では、布帛に付与したインクジェット用インク上に、後処理液を付与する。第2処理液は、アニオン性成分を含むのが好ましい。アニオン性成分は、インクジェット用インクに含まれるアニオン性樹脂分散体(すなわち、ウレタン樹脂水分散体)と同様のものを使用できる。第2処理液に含まれるウレタン樹脂水分散体の酸価、Tgや平均粒子径の好ましい範囲も、インクジェット用インクに含まれるウレタン樹脂水分散体と同様である。
【0145】
後処理液の付与は、前処理液の付与方法と同様の方法で行うことができる。中でも、スプレー法やインクジェット法が好ましい。
【0146】
以上のように、本発明によれば、前処理液を布帛のインクジェットインクの印字領域に塗布する工程と;ウレタン樹脂と、有機溶媒と、を含む、インクジェット用インクを布帛のインクジェットインクの印字領域に印字する工程と;前記処理液と前記インクとが塗布及び印字された布帛を加熱する工程と;を含み、前記ウレタン樹脂が、(A)ポリイソシアネートを由来とする構成単位、(B)ポリオールを由来とする構成単位及び(C)ポリアミンを由来とする構成単位を有し、前記(B)ポリオールが、(B1)ポリエーテルポリオール並びに(B2)カルボキシ基及び/又はカルボキシレート基を有するジオール化合物を含み、前記(C)ポリアミンが、(C1)アミノ基、イミノ基及びヒドラジド基から選択される基を2個有する第1ポリアミン、並びに、(C2)アミノ基、イミノ基及びヒドラジド基から選択される基を3個又は4個有する第2ポリアミンを含む、インクジェット捺染物の製造方法も提供される。
【0147】
[インクジェットインクセット]
本形態に係る捺染方法において用いられる上記インクジェット用インクは、前処理液と共に用いられるのが好ましい。よって、一実施形態によれば、本発明は、上記インクジェット用インクと、前処理液と、を含む、インクジェットインクセットも提供する。
【0148】
インクジェットインクセットは、前処理液と、上記インクジェット用インクとを含み、後処理液をさらに含んでもよい。インクジェットインクセットは、後処理液を含むことが好ましい。インクジェットインクセットが後処理液を含むことにより、摩擦堅牢性がより高まりやすくなる。
【0149】
《捺染物》
得られる捺染物(画像形成物)は、布帛と、当該布帛上に配置された画像層とを含む。
【0150】
画像層は、上記インクジェット用インクに由来する成分を含み、必要に応じて後処理液等の他の液に由来する成分をさらに含んでもよい。例えば、画像層は、インク層を含み、必要に応じて後処理層等の他の層をさらに含んでもよい。
【0151】
このように、画像層は、上記インクジェット用インクに由来する、ウレタン樹脂を含む。そのため、得られる捺染物(画像形成物)は、風合いを良好に維持しつつ、良好な摩擦堅牢性を有する。
【0152】
《摩擦堅牢性》
乾摩擦堅牢性は、以下の手順で測定することができる。得られた画像形成物について、JIS L0849:2013に従って、I型試験機で乾燥摩擦堅牢度試験を行い、汚染用グレースケールを用いて評価する。具体的には、画像を形成した部分について、約9Nの荷重で100mmの長さを綿布で、捺染物(評価用布帛)に対して10回往復摩擦を付与する。綿布の湿潤状態はJIS規格記載の方法で約100%の湿潤状態とする。捺染物(評価用布帛)に摩擦を付与した後、綿布に付着した色の濃度を汚染用グレースケールの同濃度に対応する級で判定する。
【0153】
《風合い》
風合いは、以下の手順で測定することができる。KES-FB2-A純曲げ試験機(カトーテック社製)を用いて、曲げ応力B-MEAN[gf×cm/cm]を測定し、未加工布帛との差異ΔBを算出する。布帛の幅は20cmとする。風合いの評価は、ΔBが、0.12以下であれば好ましく、0.09以下がより好ましく、0.06以下がさらに好ましい。
【0154】
《液滴形成性》
液滴形成性は、以下の手順で測定することができる。環境温湿度が20℃40%RH環境において、KM1024iヘッドにインクを導入した後、連続吐出評価にて液滴形成性(液滴形成の安定性)を評価する。液滴形成性は、好ましくは軽微なサテライト及び軽微な主滴ブレが発生する程度であり(液滴形成性が許容)、より好ましくは軽微なサテライトが発生する程度であり(液滴形成性が良好)、さらに好ましくはサテライトの発生がない(液滴形成性が優れている)。
【0155】
《液滴回復性》
液滴回復性は、以下の手順で測定することができる。環境温湿度が20℃40%RHの標準環境において、KM1024iヘッドにインクを導入した後、未保湿状態で10分放置した後の吐出回復性にて液滴回復性を評価する。液滴回復性は、好ましくは簡易メンテナンスで全ノズル回復する程度であり(液滴回復性が許容)、より好ましくは吐出動作で全ノズル回復する程度であり(液滴回復性が良好)、さらに好ましくは短い吐出動作で全ノズル回復する程度である(液滴回復性が優れている)。
【0156】
《インク保存安定性》
本形態に係るインクジェット用インクは、インク保存安定性に優れる。インク保存安定性は、以下の手順で測定することができる。インクを50℃14日保管した後の粘度をE型粘度計にて測定し、室温(25℃)14日保管したインクとの粘度の差異を算出する。インク保存安定性は、好ましくはインク粘度変動が±0.3mPa・s以上±0.5mPa・s未満であり(インク保存安定性が許容)、より好ましくはインク粘度変動が±0.2mPa・s以上±0.3mPa・s未満であり(インク保存安定性が良好)、さらに好ましくはインク粘度変動が±0.1mPa・s以上±0.2mPa・s未満であり、特に好ましくはインク粘度変動が±0.1mPa・s未満である(インク保存安定性が顕著優れている)。
【実施例0157】
本発明を、以下の実施例及び比較例を用いてさらに詳細に説明する。ただし、本発明の技術的範囲が以下の実施例のみに制限されるわけではない。なお、特記しない限り、「%」及び「部」は、それぞれ、「質量%」及び「質量部」を意味する。また、下記実施例において、特記しない限り、操作は室温(20℃以上25℃以下)/相対湿度30%RH以上50%RH以下の条件下で行われた。
【0158】
《バインダ樹脂分散液の製造》
(1)ウレタン樹脂水分散体1の製造(鎖伸長剤2官能及び3官能の併用) 攪拌機、還流冷却管、温度計及び窒素吹込み管を備えた4ツ口フラスコに、ポリテトラメチレングリコール(数平均分子量2,000)205.6質量部(40.0mol)、ジメチロールプロピオン酸14.9質量部(43.3mol)、溶媒としてメチルエチルケトン123.4質量部を量り取り、均一に混合した後、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート67.3質量部(100.0mol)を加え、85±5℃で300分間反応させ、イソシアネート基の含有量が1.30質量%である末端イソシアネート基含有ウレタンプレポリマーのメチルエチルケトン溶液(以下、ウレタンプレポリマー溶液)を得た。
【0159】
その後、ウレタンプレポリマー溶液を冷却し、40℃でジメチルアミノエタノール9.9質量部(43.3mol)を加え中和反応を行った。次に、ウレタンプレポリマー溶液中に、水708.8質量部を攪拌しながら徐々に加えて、末端イソシアネート基含有ウレタンプレポリマーを乳化分散させた。この乳化分散液に、ヒドラジン1水和物を1.6質量部(12.4mol)及びジエチレントリアミン0.6質量部(2.3mol)を添加し、40±5℃で90分間攪拌した後、減圧下にて40℃で脱溶剤(脱メチルエチルケトン)を行い、ウレタン樹脂固形分(不揮発分):30.0質量%のウレタン樹脂水分散体1を得た。ここで、当該伸長反応において、第2ポリアミン/(第1ポリアミン+第2ポリアミン)(mol%)=15.7(すなわち、mol%:C2/(C1+C2)=15.7)であり、第2ポリアミン/(第1ポリアミン+第2ポリアミン)(質量%)=27.7(すなわち、質量%:C2/(C1+C2)=27,7)でであった。得られたウレタン樹脂の酸価は、21.5mgKOH/g、ガラス転移温度は-65~-75℃の範囲内であった。また、ウレタン樹脂水分散体1における樹脂粒子の体積平均粒子径(d50)は30~50nmの範囲内であった。なお、ウレタン樹脂水分散体1におけるウレタン樹脂のガラス転移温度、およびウレタン樹脂水分散体1における樹脂粒子の体積平均粒子径(d50)は下記に記載の方法により算出した。
【0160】
(2)ウレタン樹脂水分散体2の製造(鎖伸長剤2官能及び4官能の併用)
ウレタン樹脂水分散体1の製造において、ジエチレントリアミン0.6質量部(2.3mol)の代わりにトリエチレンテトラミン0.6質量部(1.7mol)を用いた以外は、上記ウレタン樹脂水分散体1と同様にしてウレタン樹脂水分散体2を製造した。得られたウレタン樹脂水分散体2におけるウレタン樹脂の酸価は、21.5mgKOH/g、ガラス転移温度は-65~-75℃の範囲内であった。また、ウレタン樹脂水分散体2における樹脂粒子の体積平均粒子径(d50)は30~50nmの範囲内であった。
【0161】
(3)ウレタン樹脂水分散体3の製造(鎖伸長剤2官能のみ)
ウレタン樹脂水分散体1の製造において、ジエチレントリアミン0.6質量部(2.3mol)の代わりにヒドラジン1水和物0.4質量部(3.4mol)(ヒドラジン1水和物の合計量2.0質量部(15.8mol))を用いた以外は、上記ウレタン樹脂水分散体1と同様にしてウレタン樹脂水分散体3を製造した。得られたウレタン樹脂水分散体3におけるウレタン樹脂の酸価は、21.5mgKOH/g、ガラス転移温度は-65~-75℃の範囲内であった。また、ウレタン樹脂水分散体3における樹脂粒子の体積平均粒子径(d50)は30~50nmの範囲内であった。
【0162】
(4)ウレタン樹脂水分散体4の製造(鎖伸長剤4官能のみ)
ウレタン樹脂水分散体1の製造において、ヒドラジン1水和物1.6質量部(12.4mol)及びジエチレントリアミン0.6質量部(2.3mol)の代わりにトリエチレンテトラミン3.0質量部(11.5mol)を用いた以外は、上記ウレタン樹脂水分散体1と同様にしてウレタン樹脂水分散体4を製造した。。得られたウレタン樹脂水分散体4におけるウレタン樹脂の酸価は、21.5mgKOH/g、ガラス転移温度は-65~-75℃の範囲内であった。また、ウレタン樹脂水分散体4における樹脂粒子の体積平均粒子径(d50)は30~50nmの範囲内であった。
【0163】
<ガラス転移温度の測定>
ウレタン樹脂水分散体を、樹脂の乾燥膜厚が400μmになるように剥離フィルムに塗工し、室温20℃、湿度65%RHにて48時間放置した後、乾燥機に120℃で45分熱処理させ、ポリウレタン樹脂フィルムを作製した。このウレタン樹脂フィルムを剥離フィルムから剥がし、動的粘弾性測定に適したサイズの短冊状にカットし、ウレタン樹脂試料とした。このウレタン樹脂試料について、動的粘弾性測定装置(株式会社日立ハイテク製、商品名「DMA7100」)を用い、引張モード、周波数10Hz、温度-120~180℃、昇温速度5℃/分の条件にて動的粘弾性の測定を行った。この測定により得られた、貯蔵弾性率(E’)、損失弾性率(E”)、及び損失正接(tanδ)の温度依存性(横軸が温度)を表すグラフを作成した。そして、tanδの温度依存性におけるピークを示す温度を、ガラス転移温度(℃)とした。
【0164】
<体積平均粒子径(d50)>
イオン交換水を用いてウレタン樹脂水分散体を60倍に希釈し、動的光散乱式粒径分布測定装置(マルバーン社製「ゼータサイザー ナノZS」)を用いて希釈液を測定し、ウレタン樹脂水分散体における樹脂粒子の体積平均粒子径d50を求めた。
【0165】
《顔料分散液の製造》
顔料分散剤としてスチレン・ブチルアクリレート・メタクリル酸共重合体(アニオン性高分子分散剤、重量平均分子量16000、アニオン性基当量3.5meq/g)7質量部に対し、水63質量部を混合した後、加温攪拌し、中和度50質量%に相当する水酸化ナトリウムを添加し、顔料分散剤の中和物を調製した。この混合液に、Pigment Red 122を30質量部添加し、予備混合した後、0.5mmジルコニアビーズを体積率で50体積%充填したサンドグラインダーを用いて分散させて、顔料濃度30質量%のマゼンタ顔料分散液を得た。
【0166】
《前処理液の製造》
保湿性溶媒としてプロピレングリコールを20質量%及びグリセリンを10質量%、界面活性剤としてサーフィノールE1010を0.1質量%、防腐剤としてProxelGXL(S)を0.1質量%、酸基又はカチオン性基を有する化合物としてアルキルアミン・エピクロロヒドリン付与物の四級塩を2質量%、及び残部となるようにイオン交換水を混合しインクジェット用前処理液を得た。
【0167】
《後処理液の製造》
保湿性溶媒としてプロピレングリコールを20質量%及びグリセリンを10質量%、界面活性剤としてサーフィノールE1010を0.1質量%、防腐剤としてProxelGXL(S)を0.1質量%、アニオン性樹脂分散体としてウレタン樹脂水分散体を33.3質量%、及び残部となるようにイオン交換水を混合しインクジェット用後処理液を得た。
【0168】
《インクジェット用インクの製造》
下記表1および表2に記載の配合で実施例1~13及び比較例1~4のインクジェット用インク(インク1~13及びC1~C4)を調製した。具体的には、表1および表2に記載の組成比となる量で、イオン交換水に、有機溶媒、活性剤(オルフィンE1010)、及び防腐剤(ProxelGXL(S))を順に添加し、室温にて15分以上撹拌して溶媒混合液を得た。次に、別容器にて、表1および表2に記載の組成比となる量のウレタン樹脂水分散体を撹拌しているところに溶媒混合液をゆっくり添加した後、20分以上撹拌してウレタン樹脂混合液を得た。次に、別容器にて、表1および表2に記載の組成比となる量の着色剤分散液を撹拌しているところにウレタン樹脂混合液をゆっくり添加し、20分以上撹拌した後にろ過を行い、インクジェット用インク(インク1~13及びC1~C4)とした。
【0169】
《インクジェット用インクの評価》
<評価用布帛>
KM1024iヘッドを搭載した簡易印画試験機にて、上記の通り作成した前処理液、インクジェット用インク及び後処理液を綿サテンに順にプリントした。画像は布帛上に200mm×200mmの100%ベタ画像を印画した。塗布済みの布帛を、150℃3分で乾燥させた。
【0170】
<摩擦堅牢性>
得られた評価用布帛について、JIS L0849に従って、I型試験機で湿潤摩擦堅牢度試験を行い、以下の通り評価した。
【0171】
具体的には、評価用布帛の画像を形成した部分に対し、約9Nの荷重で100mmの長さを綿布で10回往復摩擦を行った。綿布の湿潤状態はJIS規格記載の方法で約100%の湿潤状態とした。綿布により評価用布帛に摩擦を付与した後、綿布を乾燥し、汚染用のグレースケールを使用し、綿布の汚染の評価をした。汚染の評価は、以下の評価基準に基づき判断し、評価が3以上であれば、許容範囲とした。汚染の評価結果は表3に示した。
【0172】
評価基準;
5:3-4級相当以上
4:3級相当
3:2-3級相当
2:2級相当
1:2級相当未満。
【0173】
<風合い>
KES-FB2-A純曲げ試験機(カトーテック社製)を用いて、曲げ応力B-MEAN[gf×cm/cm]を測定し、未加工布帛との差異ΔBを算出した。布帛の幅は20cmとした。風合いの評価は、以下の評価基準に基づき判断し、評価が3以上であれば、許容範囲とした。風合いの評価結果は表3に示した。
【0174】
評価基準;
5:ΔB≦0.06
4:ΔB≦0.09
3:ΔB≦0.12
2:ΔB≦0.15
1:ΔB>0.15。
【0175】
<液滴形成性>
環境温湿度が20℃40%RH環境において、KM1024iヘッドにインクを導入した後、連続吐出評価にて液滴形成性(液滴形成の安定性)を評価した。液滴形成性の評価は、以下の評価基準に基づき判断し、評価が3以上であれば、許容範囲とした。なお、下記基準の「主滴ブレ」とは、主滴が定位置にとどまらず上下に揺れる現象を意味する。液滴形成性の評価結果は表3に示した。
【0176】
評価基準;
5:液滴形成が安定
4:軽微なサテライトが発生するが、液滴形成は安定
3:軽微なサテライト及び軽微な主滴ブレが発生するが液滴形成は許容レベル
2:サテライト及び主滴ブレが発生し、液滴形成がやや不安定
1:サテライト及び主滴ブレが発生し液滴形成が不安定。
【0177】
<液滴回復性>
環境温湿度が20℃40%RHの標準環境において、KM1024iヘッドにインクを導入した後、未保湿状態で10分放置した後の吐出回復性にて液滴回復性を評価した。液滴回復性の評価は、以下の評価基準に基づき判断し、評価が3以上であれば、許容範囲とした。なお、下記基準の「吐出動作」とは、インクの吐き捨て動作のことを意味し、200発吐出×10回で行った。「短い吐出動作」とは、具体的には200発吐出×10回未満である。液滴回復性の評価結果は表3に示した。
【0178】
評価基準;
5:短い吐出動作で全ノズル回復する
4:吐出動作で全ノズル回復する
3:簡易メンテナンスで全ノズル回復
2:パージメンテナンスで全ノズル回復
1:パージメンテナンスで回復しないノズルあり。
【0179】
<インク保存安定性>
50℃14日保管後のインクの粘度をE型粘度計にて測定し、室温保管品との粘度の差異を算出し、インク保存性を評価した。インク保存安定性は、以下の評価基準に基づき判断し、評価がB以上であれば、許容範囲とした。インク保存安定性の評価結果は表3に示した。
【0180】
評価基準;
++:インク粘度変動が±0.1mPa・s未満
:インク粘度変動が±0.1mPa・s以上±0.2mPa・s未満
A:インク粘度変動が±0.2mPa・s以上±0.3mPa・s未満
B:インク粘度変動が±0.3mPa・s以上±0.5mPa・s未満
C:インク粘度変動が±0.5mPa・s以上。
【0181】
【表1】
【0182】
【表2】
【0183】
【表3】