(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-08-15
(45)【発行日】2023-08-23
(54)【発明の名称】水性インクジェットインク用バインダー樹脂組成物、水性インクジェットインク及び印刷層
(51)【国際特許分類】
C09D 11/30 20140101AFI20230816BHJP
C09D 11/38 20140101ALI20230816BHJP
C08L 75/04 20060101ALI20230816BHJP
C08K 3/22 20060101ALI20230816BHJP
B41M 5/00 20060101ALI20230816BHJP
【FI】
C09D11/30
C09D11/38
C08L75/04
C08K3/22
B41M5/00 120
(21)【出願番号】P 2023501484
(86)(22)【出願日】2022-08-18
(86)【国際出願番号】 JP2022031159
(87)【国際公開番号】W WO2023032689
(87)【国際公開日】2023-03-09
【審査請求日】2023-01-10
(31)【優先権主張番号】P 2021140993
(32)【優先日】2021-08-31
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】000002886
【氏名又は名称】DIC株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100149445
【氏名又は名称】大野 孝幸
(74)【代理人】
【識別番号】100163290
【氏名又は名称】岩本 明洋
(74)【代理人】
【識別番号】100214673
【氏名又は名称】菅谷 英史
(74)【代理人】
【識別番号】100186646
【氏名又は名称】丹羽 雅裕
(72)【発明者】
【氏名】新海 智照
(72)【発明者】
【氏名】内藤 和香奈
【審査官】桜田 政美
(56)【参考文献】
【文献】特表2013-520545(JP,A)
【文献】特開2013-234214(JP,A)
【文献】特表2011-507994(JP,A)
【文献】特開2018-109129(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C09D 11/30
C09D 11/38
C08L 75/04
C08K 3/22
B41M 5/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ウレタン樹脂(I)、塩基性化合物(II)及び水性媒体(III)を含み、
前記ウレタン樹脂(I)が、ポリオール(a)、ポリイソシアネート(b)及びアミン化合物(c)の反応物であり、
前記ポリオール(a)が、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール及びポリカーボネートポリオールからなる群より選ばれる1種以上のポリマージオール(a1)を含み、
前記ポリオール(a)中、前記ポリマージオール(a1)の含有量が、25質量%以上であり、
前記アミン化合物(c)が、構造が異なるものを2種類以上使用し、そのうちの1つとして直鎖状ジアミン化合物(c1 1)又はヒドラジン化合物(c1 2)を含み、さらに第一級又は第二級モノアミン化合物(c2 1)を含み、
前記直鎖状ジアミン化合物が、エチレンジアミン、1,3-プロパンジアミン、1,3-ブタンジアミン、1,4-ブタンジアミン、1,5-ペンタメチレンジアミン及び1,6-ヘキサメチレンジアミンからなる群より選ばれる1種以上の直鎖状ジアミン化合物を含み、
前記第一級又は第二級モノアミン化合物(c2 1)が、N-モノエタノールアミン、モノイソプロパノールアミン、N-メチルエタノールアミン、N-エチルエタノールアミン、N-(ヒドロキシメチル)エタノールアミン、ジエタノールアミン、N-プロピルエタノールアミン、N-エチル-2-メトキシエチルアミン、ビス(2-メトキシエチル)アミン、ジイソプロパノールアミン、3-(メチルアミノ)-1-プロパノール及び3-(イソプロピルアミノ)プロパノールからなる群から選ばれるものを含み、
前記塩基性化合物(II)が、金属水酸化物を含むものである水性インクジェットインク用バインダー樹脂組成物。
【請求項2】
前記アミン化合物(c)中、前記第一級又は第二級モノアミン化合物(c2 1)の含有率が、1.0質量%以上である請求項1に記載の水性インクジェットインク用バインダー樹脂組成物。
【請求項3】
前記塩基性化合物(II)中、前記金属水酸化物の含有率が、50質量%以上である請求項1又は2に記載の水性インクジェットインク用バインダー樹脂組成物。
【請求項4】
前記ポリイソシアネート(b)が、脂環式ポリイソシアネート(b1)を含むものである請求項1又は2に記載の水性インクジェットインク用バインダー組成物。
【請求項5】
請求項1に記載の水性インクジェットインク用バインダー樹脂組成物を含む水性インクジェットインク。
【請求項6】
請求項
5記載の水性インクジェットインクから形成される印刷層。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、水性インクジェットインク用バインダー樹脂組成物、水性インクジェットインク及び印刷層に関する。
【背景技術】
【0002】
インクジェット(IJ)記録装置はインク組成物の小液滴を飛翔させ、紙などの記録媒体に付着させて印刷を行う印刷方式である。オンデマンド印刷需要の高まりを背景に、水性IJプリンターは近年、産業用ワイドフォーマット用途などで急速に利用が拡大している。
【0003】
前記インクジェット記録装置に用いられるインクジェット用インクとしては、例えば、破断伸度が300%以上のポリカーボネート系ウレタン樹脂を含むものが提案されている(特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
インクジェット用インクは染料インクと顔料インクに大別されるが、耐水性、耐候性の観点から顔料インクの利用が進められている。しかし顔料インクでは記録媒体(被印刷物)への浸透性が低く、記録媒体上に顔料が残るため、印刷物は耐擦過性(スクラッチ)に課題がある。この問題は、水性ウレタン樹脂をバインダーとしてインクに添加し、顔料間の接着性を付与することで解決できるが、バインダー添加によりインクの保存安定性や吐出性が低下する場合がある。
【0006】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、保存安定性及び吐出性、並びに、印刷物の耐擦過性及び発色性に優れる水性インクジェットインク及び印刷物の製造に使用可能なバインダー樹脂組成物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】
【0007】
本発明者らは、鋭意検討した結果、特定のバインダー樹脂を用いることで、前記課題を解決しうることを見出して、本発明を完成した。
【0008】
すなわち、本発明は、以下の発明を含む。
[1]ウレタン樹脂(I)、塩基性化合物(II)及び水性媒体(III)を含み、前記ウレタン樹脂(I)が、ポリオール(a)、ポリイソシアネート(b)及びアミン化合物(c)の反応物であり、前記アミン化合物(c)が、構造が異なるものを2種類以上使用し、そのうちの1つとして直鎖状ジアミン化合物(c1-1)又はヒドラジン化合物(c1-2)を含むものである水性インクジェットインク用バインダー樹脂組成物。
[2]前記アミン化合物(c)がさらに第一級又は第二級モノアミン化合物(c2-1)、脂環式ジアミン化合物(c2-2)、芳香族ジアミン化合物(c2-3)、トリアミン化合物(c2-4)、又はテトラアミン化合物(c2-5)を含むものである[1]記載の水性インクジェットインク用バインダー樹脂組成物。
[3]前記塩基性化合物(II)が、金属水酸化物を含むものである請求項[1]又は[2]に記載の水性インクジェットインク用バインダー樹脂組成物。
[4]前記ポリオール(a)が、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール及びポリカーボネートポリオールからなる群より選ばれる1種以上のポリマージオール(a1)を含むものである[1]~[3]のいずれか1つに記載の水性インクジェットインク用バインダー樹脂組成物。
[5][1]~[4]のいずれか1つに記載の水性インクジェットインク用バインダー樹脂組成物を含む水性インクジェットインク。
[6][5]に記載の水性インクジェットインクから形成される印刷層。
【発明の効果】
【0009】
本発明の水性インクジェットインク用バインダー樹脂組成物によれば、保存安定性及び吐出性に優れた水性インクジェットインク、並びに、耐擦過性及び発色性に優れた印刷物を得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本発明の水性インクジェットインク用バインダー樹脂組成物(以下、単に「樹脂組成物」という場合がある。)は、ウレタン樹脂(I)、塩基性化合物(II)及び水性媒体(III)を含む。
【0011】
前記ウレタン樹脂(I)は、少なくとも、ポリオール(a)、ポリイソシアネート(b)及びアミン化合物(c)の反応物である。
【0012】
前記ポリオール(a)は、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール及びポリカーボネートポリオールからなる群より選ばれる1種以上のポリマージオール(a1)及び酸基を有するジオール(a2)を含む。前記ポリマージオール(a1)を含むことで、印刷物の耐久性が向上しやすくなり、酸基を有するジオール(a2)を含むことで、樹脂組成物の安定性が向上しやすくなる。ポリマージオール(a1)として、ポリエーテルポリオール及びポリカーボネートポリオールからなる群より選ばれる1種以上のポリマージオールを用いることが水性インクジェットインクの保存安定性や印刷物の擦過性を向上させる観点からより好ましい。
【0013】
前記ポリエーテルポリオールとしては、活性水素原子を2個以上有する化合物の1種又は2種以上を必要に応じて開始剤として用い、アルキレンオキシドを付加重合させたものなどが挙げられる。
【0014】
前記開始剤としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、トリメチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ソルビトール、蔗糖、アコニット糖、トリメリット酸、ヘミメリット酸、リン酸、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリイソプロパノールアミン、ピロガロール、ジヒドロキシ安息香酸、ヒドロキシフタル酸、1,2,3-プロパントリチオール等が挙げられる。
【0015】
前記アルキレンオキシドとしては、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、スチレンオキサイド、エピクロロヒドリン、テトラヒドロフラン等が挙げられる。
【0016】
前記ポリエステルポリオールとしては、例えば、低分子量のポリオールと、ポリカルボン酸とを反応して得られるポリエステルポリオール;ε-カプロラクトン等の環状エステル化合物を開環重合反応して得られるポリエステルポリオール;これらを共重合して得られるポリエステルポリオール等が挙げられる。
【0017】
前記ポリエステルポリオールの製造に用いられる低分子量のポリオールとしては、1種又は2種以上を用いることができ、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、1,2-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、2,3-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,5-ヘキサンジオール、1,6-ヘキサンジオール、2,5-ヘキサンジオール、1,7-ヘプタンジオール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,1-デカンジオール、1,11-ウンデカンジオール、1,12-ドデカンジオール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、ネオペンチルグリコール、2-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール、2-メチル-1,8-オクタンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ジトリメチロールプロパン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の分子量が50以上300以下である脂肪族ポリオール;シクロヘキサンジメタノール、水添ビスフェノールA等の脂環式構造を有するポリオール;ビスフェノールA及びビスフェノールF等の芳香族構造を有するポリオールなどが挙げられる。
【0018】
前記ポリカルボン酸としては、1種又は2種以上を用いることができ、例えば、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸等の脂肪族ポリカルボン酸;1,4-シクロヘキサンジカルボン酸、シクロヘキサントリカルボン酸等の脂環式ポリカルボン酸;テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ポリカルボン酸;それらの無水物またはエステル化物などが挙げられる。
【0019】
前記ポリカーボネートポリオールとしては、具体的には、炭酸エステルと多価アルコールとのエステル化反応物、多価アルコールとホスゲンとの反応物等が挙げられる。
【0020】
前記炭酸エステルとしては、1種又は2種以上を用いることができ、例えば、脂肪族カーボネート、脂環式カーボネート(以下、脂環構造を含むことを「脂環式」という場合がある。)、芳香族カーボネートが挙げられる(以下、芳香族構造を含むことを総称して「芳香族」という場合がある。)。脂肪族カーボネートとしては、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジ-n-ブチルカーボネート、ジイソブチルカーボネート、エチル-n-ブチルカーボネート、エチルイソブチルカーボネート等の飽和脂肪族カーボネート;エチレンカーボネート、トリメチレンカーボネート、テトラメチレンカーボネート、1,2-プロピレンカーボネート、1,2-ブチレンカーボネート、1,3-ブチレンカーボネート、2,3-ブチレンカーボネート、1,2-ペンチレンカーボネート、1,3-ペンチレンカーボネート、1,4-ペンチレンカーボネート、1,5-ペンチレンカーボネート、2,3-ペンチレンカーボネートおよび2,4-ペンチレンカーボネート等の不飽和脂肪族カーボネートなどが挙げられる。芳香族カーボネートとしては、ジフェニルカーボネート、ジベンジルカーボネート等が挙げられる。
【0021】
前記多価アルコールとしては、1種又は2種以上を用いることができ、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ペンタンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等の直鎖状又は分岐鎖状のジオール;1,4-シクロヘキサンジメタノール、水添ビスフェノールA等の脂環式ジオール;トリメチロールメタン、トリメチロールプロパン、ジトリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール等の3官能以上のポリオールなどが挙げられる。
【0022】
前記ポリマージオール(a1)の含有率は、前記ポリオール(a)中、好ましくは25質量%以上、より好ましくは35質量%以上、さらに好ましくは40質量%以上であり、好ましくは80質量%以下、より好ましくは70質量%以下、さらに好ましくは60質量%以下である。前記結晶性ポリカーボネートジオールの含有率を高めることで、得られる皮膜の耐久性が向上しやすくなる。
【0023】
前記酸基を有するジオール(a2)としては、カルボキシル基又はスルホン酸基を有するジオールが挙げられ、カルボキシル基を有するジオールを含むことが好ましい。前記カルボキシル基を有するジオールとしては、例えば、2,2-ジメチロールプロピオン酸、2,2-ジメチロールブタン酸、2,2-ジメチロール酪酸、2,2-ジメチロール吉草酸等が挙げられる。これらの中でも2,2-ジメチロールプロピオン酸が好ましい。また、前記カルボキシル基を有するポリオールと各種ポリカルボン酸とを反応させて得られるカルボキシル基を有するポリエステルポリオールも使用することもできる。前記ポリカルボン酸としては、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸等の脂肪族ポリカルボン酸;1,4-シクロヘキサンジカルボン酸、シクロヘキサントリカルボン酸等の脂環式ポリカルボン酸;テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ポリカルボン酸;これらの酸無水物等が挙げられる。
【0024】
前記カルボキシル基を有するジオールの含有率は、前記酸基を有するジオール(a2)中、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上、さらに好ましくは95質量%以上であり、上限は100質量%である。
【0025】
前記スルホン酸基を有するポリオールとしては、例えば、5-スルホイソフタル酸、スルホテレフタル酸、4-スルホフタル酸、5[4-スルホフェノキシ]イソフタル酸等のジカルボン酸またそれらの塩と、前記芳香族構造を有するポリエステルポリオールの製造に使用可能なものとして例示した低分子量ポリオールとを反応させて得られるポリエステルポリオールが挙げられる。
【0026】
前記結晶性ポリカーボネートジオール(a1)及び前記酸基を有するジオール(a2)の合計の含有率は、前記ポリオール(a)中、好ましくは30質量%以上、より好ましくは40質量%以上、さらに好ましくは50質量%以上であり、上限は100質量%である。
【0027】
前記ポリオール(a)は、前記ポリマージオール(a1)及び酸基を有するジオール(a2)以外に、その他のポリオール(a3)を含んでいてもよい。前記その他のポリオール(a3)としては、低分子量ポリオール等が挙げられる。
【0028】
前記低分子量ポリオールは、分子量が500未満(好ましくは450以下、より好ましくは400以下であり、下限は50程度)のポリオールであり、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,2-プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、2-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、1,4-シクロヘキサンジオール、1,6-ヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール等の脂肪族ポリオール;シクロブタンジオール、シクロペンタンジオール、1,4-シクロヘキサンジオール、シクロヘプタンジオール、シクロオクタンジオール、ブチルシクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、ヒドロキシプロピルシクロヘキサノール、ジシクロヘキサンジオール、水素添加ビスフェノールA、1,3-アダマンタンジオール、1,1’-ビシクロヘキシリデンジオール、シクロヘキサントリオール等の脂環式ポリオール;ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールAD、およびそれらのエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド付加物等の芳香族ポリオールなどが挙げられる。
【0029】
前記その他のポリオール(a3)の含有率は、前記ポリオール(a)中、好ましくは40質量%以下、より好ましくは30質量%以下、さらに好ましくは20質量%以下であり、下限は0質量%である。
【0030】
前記ポリイソシアネート(b)は、脂環式ポリイソシアネート(b1)を含む。前記脂環式ポリイソシアネート(b1)は、分子中に脂環式構造を有し、イソシアネート基を2個以上有する化合物である。前記脂環式ポリイソシアネート(b1)としては、1種又は2種以上を用いることができ、例えば、イソホロンジイソシアネート、ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、シクロヘキサンジイソシアネート、メチルシクロヘキサンジイソシアネート、ジシクロヘキシルジメチルメタンジイソシアネート、2,2’-ジメチルジシクロヘキシルメタンジイソシアネート
、ビス(4-イソシアナト-n-ブチリデン)ペンタエリスリトール、ダイマ酸ジイソシアネート、2-イソシアナトメチル-3-(3-イソシアナトプロピル)-5-イソシアナトメチル-ビシクロ〔2,2,1〕-ヘプタン、2-イソシアナトメチル-3-(3-イソシアナトプロピル)-6-イソシアナトメチル-ビシクロ〔2,2,1〕-ヘプタン、2-イソシアナトメチル-2-(3-イソシアナトプロピル)-5-イソシアナトメチル-ビシクロ〔2,2,1〕-ヘプタン、2-イソシアナトメチル-2-(3-イソシアナトプロピル)-6-イソシアナトメチル-ビシクロ〔2,2,1〕-ヘプタン、2-イソシアナトメチル-3-(3-イソシアナトプロピル)-6-(2-イソシアナトエチル)-ビシクロ〔2,2,1〕-ヘプタン、2-イソシアナトメチル-3-(3-イソシアナトプロピル)-6-(2-イソシアナトエチル)-ビシクロ〔2,1,1〕-ヘプタン、2-イソシアナトメチル-2-(3-イソシアナトプロピル)-5-(2-イソシアナトエチル)-ビシクロ〔2,2,1〕-ヘプタン、2-イソシアナトメチル-2-(3-イソシアナトプロピル)-6-(2-イソシアナトエチル)-ビシクロ〔2,2,1〕-ヘプタン、ノルボルネンジイソシアネート等が挙げられる。前記脂環式ポリイソシアネート(b1)としては、飽和脂環式ポリイソシアネートであることが好ましく、単環式の(縮合環を有しない)脂環式ポリイソシアネートであることが好ましい。これらの脂環式ポリイソシアネートは、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
【0031】
前記脂環式ポリイソシアネート(b1)の含有率は、前記ポリイソシアネート(b)中、好ましくは30質量%以上、より好ましくは40質量%以上、さらに好ましくは50質量%以上であり、好ましくは95質量%以下より好ましくは90質量%以下、さらに好ましくは85質量%以下である。
【0032】
前記ポリイソシアネート(b)は、前記脂環式ポリイソシアネート(b1)以外に、その他のポリイソシアネート(b2)を含んでいてもよい。前記その他のポリイソシアネート(b2)としては、脂肪族ポリイソシアネート、芳香族ポリイソシアネート等が挙げられる。
【0033】
前記脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネートメチルエステル、キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート等が挙げられる。これらの脂肪族ポリイソシアネートは、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
【0034】
前記芳香族ポリイソシアネートとしては、例えば、フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート等が挙げられる。これらの芳香族ポリイソシアネートは、単独で用いることも2種以上を併用することもできる。
【0035】
前記ポリイソシアネート(b)に含まれるイソシアネート基と、前記ポリオール(b1)に含まれる水酸基とのモル比(NCO/OH)は、好ましくは1.05以上であり、好ましくは3以下、より好ましくは2以下である。
【0036】
前記アミン化合物(c)は、構造が異なるものを2種類以上使用し、そのうちの1つとして直鎖状ジアミン化合物(c1-1)又はヒドラジン化合物(c1-2)を含むものである。構造が異なるアミン化合物を2種類以上併用することにより、インクの吐出性に優れ印刷物の発色性が優れるようになる。
【0037】
前記アミン化合物(c)は、直鎖状ジアミン化合物(c1-1)又はヒドラジン化合物(c1-2)を含むことで、印刷物の耐久性を向上しやすくなる。
【0038】
前記直鎖状ジアミン化合物(c1-1)は、1分子中に、アミノ基を2個有し、側鎖を有しない化合物である。前記直鎖状ジアミン化合物(c1-1)としては、エチレンジアミン、1,3-プロパンジアミン、1,3-ブタンジアミン、1,4-ブタンジアミン、1,5-ペンタメチレンジアミン、1,6-ヘキサメチレンジアミン等が挙げられる。
【0039】
前記直鎖状ジアミン化合物(c1-1)の炭素原子数は、好ましくは6以下、より好ましくは5以下、さらに好ましくは4以下であり、好ましくは2以上である。
【0040】
前記直鎖状ジアミン化合物(c1-1)の含有率は、前記アミン化合物(c)中、好ましくは50質量%以上、より好ましくは70質量%以上、さらに好ましくは80質量%以上であり、上限は95質量%である。
【0041】
前記ヒドラジン化合物(c1-2)としては、ヒドラジン、モノメチルヒドラジン、1,2-ジメチルヒドラジン、2-ヒドロキシエチルヒドラジン、フェニルヒドラジン、1,2-ジフェニルヒドラジン等が挙げられる。
【0042】
前記ヒドラジン化合物(c1-2)の含有率は、前記アミン化合物(c)中、好ましくは50質量%以上、より好ましくは70質量%以上、さらに好ましくは80質量%以上であり、上限は95質量%である。
【0043】
前記アミン化合物(c)は、前記直鎖状ジアミン化合物(c1-1)又はヒドラジン化合物(c1-2)以外のその他のアミン化合物(c2)を含むことが好ましい。前記その他のアミン化合物(c2)としては、第一級又は第二級モノアミン化合物(c2-1)、脂環式ジアミン化合物(c2-2)、芳香族ジアミン化合物(c2-3)、アミノ基を3個有するトリアミン化合物(c2-4)、アミノ基を4個有するテトラアミン化合物(c2-5)などが挙げられる。中でも、アミン化合物として第一級又は第二級モノアミン化合物(c2-1)、脂環式ジアミン化合物(c2-2)、及び/又はトリアミン化合物(c2-4)を前記直鎖状ジアミン化合物(c1-1)又はヒドラジン化合物(c1-2)と併用することにより印刷物の耐擦過性及び発色性に優れるものが得られることから好ましい。
【0044】
前記第一級又は第二級モノアミン化合物(c2-1)としては、ノルマルブチルアミン、イソブチルアミン、モノエタノールアミン、モノイソプロパノールアミン、N-メチルエタノールアミン、N-エチルエタノールアミン、N-(ヒドロキシメチル)エタノールアミン、ジエタノールアミン、N-プロピルエタノールアミン、N-エチル-2-メトキシエチルアミン、ビス(2-メトキシエチル)アミン、ジイソプロパノールアミン、3-(メチルアミノ)-1-プロパノール、3-(イソプロピルアミノ)プロパノール、ジエチルアミン、ジブチルアミン、ピロリジン、ピペリジン、モルホリンなどが挙げられる。
【0045】
前記脂環式ジアミン化合物(c2-2)としては、1,4-シクロヘキサンジアミン、3-アミノメチル-3,5,5-トリメチルシクロヘキシルアミン(イソホロンジアミン)、4,4’-ジシクロヘキシルメタンジアミン、2,5-ビス(アミノメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン、2,6-ビス(アミノメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン、1,3-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン等が挙げられる。
【0046】
前記芳香族ジアミン化合物(c2-3)としては、o-トリレンジアミン、m-トリレンジアミン、p-トリレンジアミン等が挙げられる。
【0047】
前記トリアミン化合物(c2-4)としては、ジエチレントリアミン等が挙げられる。
【0048】
前記テトラアミン化合物(c2-5)としては、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン等が挙げられる。
【0049】
前記その他のアミン化合物(c2)の含有率、より具体的に化合物(c2-1)~化合物(c2-5)で表される化合物の合計含有率、さらに具体的に化合物(c2-1)、化合物(c2-2)及び/又は化合物(c2-4)の合計含有率、特に具体的に化合物(c2-1)、化合物(c2-2)又は化合物(c2-4)の含有率は、前記アミン化合物(c)中、好ましくは1.0質量%以上、より好ましくは5.0質量%以上、さらに好ましくは10.0質量%以上であり、上限は50.0質量%である。
【0050】
前記アミン化合物(c)の合計使用量は、前記ポリオール(a)及び前記ポリイソシアネート(b)の合計100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは1.0質量部以上、さらに好ましくは2.0質量部以上であり、好ましくは15.0質量部以下、より好ましくは12.5質量部以下、さらに好ましくは10.0質量部以下である。
【0051】
前記ポリオール(a)、ポリイソシアネート(b)及びアミン化合物(c)の反応順序は特に限定されず、ポリオール(a)、ポリイソシアネート(b)及びポリアミン化合物(c)を一度に反応させてもよく、順次反応させてもよく、例えば、ポリオール(a)とポリイソシアネート(b)との反応物と、アミン化合物(c)とを反応させることが好ましい。
【0052】
前記ウレタン樹脂(I)の酸価は、15mgKOH/g以上であり、好ましくは20mgKOH/g以上、より好ましくは25mgKOH/g以上、さらに好ましくは30mgKOH/g以上であり、60mgKOH/g以下であり、好ましくは55mgKOH/g以下、より好ましくは50mgKOH/g以下、より好ましくは40mgKOH/g以下である。
【0053】
前記ウレタン樹脂(I)の重量平均分子量は、好ましくは10000以上、より好ましくは20000以上、より好ましくは50000以上であり、好ましくは2000000以下、より好ましくは1000000以下、さらに好ましくは500000以下である。
【0054】
本願発明において、重量平均分子量、数平均分子量は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィ法を用い、ポリスチレンを標準試料とした換算値として測定することができる。
【0055】
前記ウレタン樹脂(I)の含有率は、前記樹脂組成物中、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上、さらに好ましくは20質量%以上であり、好ましくは50質量%以下、より好ましくは40質量%以下、さらに好ましくは35質量%以下である。
【0056】
前記塩基性化合物(II)を含むことで、ウレタン樹脂(I)に含まれる酸基を中和し、前記樹脂組成物の安定性を向上することができる。前記塩基性化合物としては、例えば、アンモニア、トリエチルアミン、モルホリン、モノエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン等の沸点が200℃以上の有機アミン;水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等の金属水酸化物などが挙げられる。
【0057】
なかでも、前記塩基性化合物(II)としては、金属水酸化物を含むことが好ましい。前記金属水酸化物としては、アルカリ金属水酸化物又はアルカリ土類金属水酸化物が好ましく、アルカリ金属水酸化物がより好ましい。
【0058】
前記金属水酸化物(好ましくはアルカリ金属水酸化物及び/又はアルカリ土類金属水酸化物、より好ましくはアルカリ金属水酸化物)の含有率は、前記塩基性化合物(II)中、好ましくは50質量%以上、より好ましくは60質量%以上、さらに好ましくは80質量%以上であり、上限は100質量%である。
【0059】
前記塩基性化合物(II)は、前記樹脂組成物の水分散安定性を向上させる観点から、前記塩基性化合物が有する塩基性基及びその価数の積と、前記ウレタン樹脂に含まれる酸基及びその価数の積とのモル比(塩基性基/酸基)は、好ましくは0.5以上、より好ましくは0.8以上であり、好ましくは3以下、より好ましくは2以下である。
【0060】
前記水性媒体(III)としては、水、水と混和しうる有機溶剤、及び、これらの混合物が挙げられる。前記水と混和しうる有機溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、n-プロパノール、イソプロピルアルコール、1,2-プロピレングリコール、1,3-ブチレングリコール等のアルコール溶剤;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン溶剤;エチレングリコール-n-ブチルエーテル、ジエチレングリコール-n-ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコール-n-ブチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエーテル等のグリコールエーテル溶剤;N-メチル-2-ピロリドン、N-エチル-2-ピロリドン等のラクタム溶剤;N,N-ジメチルホルムアミド等のアミド溶剤などが挙げられる。これらの水と混和する有機溶剤は、単独で用いることも2種以上併用することもできる。
【0061】
前記水性媒体(III)としては、安全性や環境に対する負荷低減の観点から、水のみ、又は水及び水と混和しうる有機溶剤の混合物が好ましく、水のみがより好ましい。
【0062】
前記水性媒体(III)の含有率は、前記樹脂組成物全量中、好ましくは30質量%以上、より好ましくは50質量%以上であり、好ましくは80質量%以下、より好ましくは70質量%以下である。
【0063】
前記樹脂組成物は、前記ウレタン樹脂(I)、前記塩基性化合物(II)及び前記水性媒体(III)以外に、その他の添加剤(IV)を含んでいてもよい。前記その他の添加剤(IV)としては、架橋剤、可塑剤、帯電防止剤、ワックス、界面活性剤、光安定剤、流動調整剤、染料、レベリング剤、レオロジーコントロール剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、光触媒性化合物、防腐剤、粘度調整剤、pH調整剤、キレート剤等が挙げられる。
【0064】
前記その他の添加剤の含有率は、前記樹脂組成物の不揮発分中、例えば30質量%以下、例えば20質量%以下であり、下限は0質量%であり、0.1質量%以上であってもよい。
【0065】
前記樹脂組成物を含む水性インクジェットインク及び水性インクジェットインクから形成される印刷層も本発明の技術的範囲に包含される。
【0066】
前記水性インクジェットインクは、前記ウレタン樹脂(I)、前記塩基性化合物(II)、前記水性媒体(III)及び着色剤を含み、さらに、有機溶剤、表面調整剤、顔料分散樹脂、乾燥抑止剤、浸透剤、界面活性剤等の添加剤等を含んでいてもよい。
【0067】
前記着色剤としては、染料及び顔料が挙げられ、顔料を含むことが好ましい。
【0068】
前記顔料としては、例えば、カラーインデックス(The Society of Dyers and Colourists出版)でピグメントに分類されている化合物を用いることができ、無機顔料や有機顔料が挙げられる。
【0069】
前記無機顔料としては、酸化鉄;カーボンブラック(コンタクト法、ファーネス法、サーマル法等により製造されたカーボンブラック);酸化チタン等が挙げられる。
【0070】
前記カーボンブラックとしては、例えば、#2300、#2200B、#990、#900、#960、#980、#33、#40、#45、#45L、#52、HCF88、MA7、MA8、MA100等(以上、三菱ケミカル株式会社製);Ravenシリーズ(5750、5250、5000、3500、1255、700等)(以上、コロンビア社製);Regalシリーズ(400R、330R、660R等)、Mogulシリーズ(L、700等)、Monarchシリーズ(800、880、900、1000、100、1300、1400等)(以上、キャボット社製);Color Blackシリーズ(FW1、FW2、FW2V、FW18、FW200、S150、S160、S170)、Printexシリーズ(35、U、V、1400U等)、Special Blackシリーズ(6、5、4、4A等)、NIPEXシリーズ(150、160、170、180、95、90、85、80、75等)(以上、オリオン・エンジニアドカーボンズ株式会社製)などが挙げられる。
【0071】
前記有機顔料としては、1種又は2種以上を用いることができ、化学構造によれば、アゾレーキ顔料、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料等のアゾ顔料;フタロシアニン顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリン顔料、キノフタロン顔料等の多環式顔料;塩基性染料型キレート、酸性染料型キレート等の染料キレート;ニトロ顔料;ニトロソ顔料;アニリンブラック等が挙げられる。
【0072】
前記有機顔料としては、具体的には、
C.I.ピグメントイエロー1、2、12、13、14、16、17、73、74、75、83、93、95、97、98、109、110、114、120、128、129、138、150、151、154、155、174、180、185等のイエロー顔料;
C.I.ピグメントレッド5、7、12、48(Ca)、48(Mn)、57(Ca)、57:1、112、122、123、146、150、168、176、184、185、202、209、213、269、282等のマゼンダ顔料;
C.I.ピグメントブルー1、2、3、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、22、60、63、66等のシアン顔料;
C.I.ピグメントオレンジ5、13、16、17、34、36、43、51、64、71等のオレンジ顔料;
C.I.ピグメントバイオレット1、3、5:1、16、19、23、38等のバイオレット顔料;
C.I.ピグメントグリーン1、4、7、8、10、17、18、36等のグリーン顔料;
C.I.ピグメントレッド1、2、3、5、17、22、23、31、38、48:2、48:3、48:4、49:1、52:2、53:1、57:1、60:1、63:1、63:2、64:1、81、83、88、101、104、105、106、108、112、114、122、123、146、149、150、166、168、170、172、177、178、179、184、185、190、193、202、207、208、209、213、219、224、254、264等のレッド顔料などが挙げられる。
【0073】
前記顔料の一次粒子径は、分散性の観点から、好ましくは25μm以下、より好ましくは10μm以下、さらに好ましくは1μm以下であり、安定性の観点から、例えば10nm以上、30nm以上であってもよい。前記一次粒子径は、透過型電子顕微鏡(TEM)により測定できる。
【0074】
前記顔料の体積平均粒子径は、分散性の観点から、好ましくは1μm以下、より好ましくは250nm以下、さらに好ましくは200nm以下であり、安定性の観点から、例えば10nm以上、50nm以上であってもよい。前記顔料の体積平均粒子径は、レーザー回折法により測定できる。
【0075】
前記顔料の含有率は、前記着色剤中、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上、さらに好ましくは95質量%以上であり、上限は100質量%である。
【0076】
前記着色剤の含有率は、前記水性インクジェットインクの固形分中、好ましくは1質量%以上、より好ましくは5質量%以上、さらに好ましくは10質量%以上であり、好ましくは90質量%以下、より好ましくは80質量%以下、さらに好ましくは70質量%以下である。
【0077】
前記顔料分散剤は、親水部と疎水部とを有する化合物であり、水性媒体(III)中における顔料の分散性を向上する作用を有する。該顔料分散剤としては、スチレン-(メタ)アクリル酸共重合体、スチレン-(メタ)アクリル酸エステル-(メタ)アクリル酸共重合体、(メタ)アクリル酸エステル-(メタ)アクリル酸共重合体等のスチレン-アクリル酸共重合体等が挙げられる。前記スチレン-アクリル酸共重合体を用いる場合、前記水性顔料分散体には、水酸化カリウム等の塩基性化合物が共存していてもよい。
【0078】
前記顔料分散剤の含有量は、前記着色剤100質量部に対して、好ましくは5質量部以上、より好ましくは10質量部以上、さらに好ましくは20質量部以上であり、好ましくは100質量部以下、より好ましくは70質量部以下、さらに好ましくは50質量部以下である。
【0079】
前記有機溶剤としては、親水性有機溶剤(25℃において水と混和しうる有機溶剤)が好ましく、具体的には、アセトン、メチルエチルケトン、メチルブチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン溶剤;メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、2-メチル-1-プロパノール、1-ブタノール、2-ブタノール、ペンチルアルコール、2-メトキシエタノール等のアルコール溶剤;テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン、1,2-ジメトキシエタン等のエーテル溶剤;ジメチルホルムアミド、N-メチルピロリドン等のアミド溶剤;エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のグリコール溶剤;ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、およびこれらと同族のジオール等のジオール溶剤;ラウリン酸プロピレングリコール等のグリコールエステル溶剤;ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル等のグリコールエーテル溶剤;スルホラン; γ-ブチロラクトン等のラクトン溶剤;N-メチルピロリドン、N-(2-ヒドロキシエチル)ピロリドン、2-ピロリドン等のラクタム溶剤;アセトニトリル等のニトリル溶剤;グリセリン;ポリオキシアルキレンを付加したグリセリン等のグリセリン誘導体等;これらの1種又は2種以上の混合溶剤などが挙げられる。
【0080】
前記顔料としてシアン顔料を用いる場合、前記有機溶剤としては、グリコール溶剤;ラクタム溶剤;エーテル溶剤;ジオール溶剤;ラクタム溶剤とアルコール溶剤との混合溶剤;ラクタム溶剤とグリコール溶剤との混合溶剤などが好ましく、トリエチレングリコール;N-(2-ヒドロキシエチル)ピロリドン;ジプロピレングリコール;N-メチルピロリドン;2-ピロリドン;テトラヒドロフラン;1,2-ヘキサンジオール;N-メチルピロリドンとメタノールとの混合溶剤;2-ピロリドンとジプロピレングリコールとの混合溶剤などがより好ましい。前記混合溶剤において、体積比(ラクタム溶剤/アルコール溶剤、ラクタム溶剤/グリコール溶剤)は、好ましくは1/9~9/1、より好ましくは3/7~7/3、さらに好ましくは4/6~6/4である。
【0081】
前記顔料としてマゼンダ顔料を用いる場合、前記有機溶剤としては、グリコール溶剤;ラクタム溶剤;エーテル溶剤とアルコール溶剤との混合溶剤;ラクタム溶剤とアルコール溶剤との混合溶剤などが好ましく、ジプロピレングリコール;トリエチレングリコール;N-(2-ヒドロキシエチル)ピロリドン;N-メチルピロリドン;テトラヒドロフランとメタノールとの混合溶剤;2-ピロリドンとジプロピレングリコールとの混合溶剤などがより好ましい。前記混合溶剤において、体積比(エーテル溶剤/アルコール溶剤、ラクタム溶剤/アルコール溶剤)は、好ましくは1/9~9/1、より好ましくは3/7~7/3、さらに好ましくは4/6~6/4である。
【0082】
前記顔料としてイエロー顔料を使用する場合、前記有機溶剤としては、ケトン溶剤;ニトリル溶剤;グリコール溶剤;ラクタム溶剤;ラクタム溶剤とグリコール溶剤との混合溶剤などが好ましく、メチルエチルケトン;アセトニトリル;プロピレングリコール;トリエチレングリコール;N-(2-ヒドロキシエチル)ピロリドン;N-メチルピロリドン;2-ピロリドンとジプロピレングリコールとの混合溶剤などがより好ましい。前記混合溶剤において、体積比(ラクタム溶剤/グリコール溶剤)は、好ましくは1/9~9/1、より好ましくは3/7~7/3、さらに好ましくは4/6~6/4である。
【0083】
前記顔料としてブラック顔料を使用する場合、前記有機溶剤としては、ラクタム溶剤;ケトン溶剤;アミド溶剤が好ましく、トリエチレングリコール;N-(2-ヒドロキシエチル)ピロリドン;2-ピロリドン、N-メチルピロリドン、メチルエチルケトンがより好ましい。
【0084】
前記顔料としてオレンジ顔料を使用する場合、前記有機溶剤としては、エーテル溶剤;ラクタム溶剤;ラクタム溶剤とグリコール溶剤との混合溶剤などが好ましく、トリエチレングリコール;N-(2-ヒドロキシエチル)ピロリドン;テトラヒドロフラン;2-ピロリドン;2-ピロリドンとジプロピレングリコールとの混合溶剤;N-メチルピロリドンとジプロピレングリコールとの混合溶剤などがより好ましく、トリエチレングリコール;N-(2-ヒドロキシエチル)ピロリドンがさらに好ましい。前記混合溶剤において、体積比(ラクタム溶剤/グリコール溶剤)は、好ましくは1/9~9/1、より好ましくは3/7~7/3、さらに好ましくは4/6~6/4である。
【0085】
前記顔料としてバイオレット顔料を使用する場合、前記有機溶剤としては、ラクタム溶剤;アルコール溶剤;ラクタム溶剤とグリコール溶剤との混合溶剤などが好ましく、トリエチレングリコール;N-(2-ヒドロキシエチル)ピロリドン;N-メチルピロリドン;2-ピロリドン;2-プロパノール;2-ピロリドンとジプロピレングリコールとの混合溶剤がより好ましい。前記混合溶剤において、体積比(ラクタム溶剤/グリコール溶剤)は、好ましくは1/9~9/1、より好ましくは3/7~7/3、さらに好ましくは4/6~6/4である。
【0086】
前記顔料としてグリーン顔料を使用する場合、前記有機溶剤としては、グリコール溶剤;ラクタム溶剤;アルコール溶剤;ジオール溶剤;ラクタム溶剤とグリコール溶剤との混合溶剤などが好ましく、ジプロピレングリコール;トリエチレングリコール;N-(2-ヒドロキシエチル)ピロリドン;N-メチルピロリドン;2-プロパノール;1,2-ヘキサンジオール;2-ピロリドンとジプロピレングリコールとの混合溶剤などがより好ましい。前記混合溶剤において、体積比(ラクタム溶剤/グリコール溶剤)は、好ましくは1/9~9/1、より好ましくは3/7~7/3、さらに好ましくは4/6~6/4である。
【0087】
前記顔料としてレッド顔料を使用する場合、前記有機溶剤としては、グリコール溶剤;アルコール溶剤;ジオール溶剤;ラクタム溶剤とグリコール溶剤との混合溶剤などが好ましく、トリエチレングリコール;N-(2-ヒドロキシエチル)ピロリドン;ジプロピレングリコール;2-プロパノール:1,2-ヘキサンジオール;2-ピロリドンとジプロピレングリコールとの混合溶剤などがより好ましい。前記混合溶剤において、体積比(ラクタム溶剤/グリコール溶剤)は、好ましくは1/9~9/1、より好ましくは3/7~7/3、さらに好ましくは4/6~6/4である。
【0088】
前記有機溶剤は、分散性及び保存安定性の観点から、前記顔料100質量部に対して、好ましくは1~300質量部、より好ましくは4~200質量部である。
【0089】
前記水性インクジェットインクは、予め、前記着色剤、前記顔料分散剤、前記有機溶剤、前記水性媒体及び必要に応じて用いる塩基性化合物を混合分散させることで、着色剤分散体を調製し、さらに、前記樹脂組成物、乾燥抑止剤、浸透剤、界面活性剤等の添加剤を混合することによって、製造することができる。前記着色剤分散体を調製する際、混合分散法としては、湿式分散法、混練分散法等が挙げられ、湿式分散法が好ましい。
【0090】
乾燥抑止剤としては、水性媒体との混和性があり、インクジェットプリンターのヘッドの目詰まり防止効果が得られるものを使用することが好ましく、例えば、グリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、トリエチレングリコールモノ-n-ブチルエーテル、分子量2000以下のポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、1,3-プロピレングリコール、イソプロピレングリコール、イソブチレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、メソエリスリトール、ペンタエリスリトール、等が挙げられる。なかでも、前記乾燥抑止剤としては、グリセリン、トリエチレングリコールを使用することが、安全性が高く、インクの乾燥性、吐出性能に優れた効果を付与できるため好ましい。前記乾燥抑止剤の含有率は、前記水性インクジェットインク中、3~50質量%であることが好ましい。
【0091】
前記浸透剤としては、例えばエタノール、イソプロピルアルコール等の低級アルコール;エチレングリコールヘキシルエーテル、ジエチレングリコールブチルエーテル、プロピレングリコールプロピルエーテル等のアルキルアルコールのグリコールモノエーテルが挙げられる。前記浸透剤の含有率は、記録媒体へのインクの浸透性の改良や、記録媒体上でのインクのドット径を調整する観点から、前記水性インクジェットインク中、0.01~10質量%であることが好ましい。
【0092】
前記界面活性剤としては、例えば、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤等が挙げられ、表面張力等のインク特性を調整する観点から、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤が好ましい。
【0093】
アニオン性界面活性剤としては、例えば、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルフェニルスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、高級脂肪酸塩、高級脂肪酸エステルの硫酸エステル塩、高級脂肪酸エステルのスルホン酸塩、高級アルコールエーテルの硫酸エステル塩及びスルホン酸塩、高級アルキルスルホコハク酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルカルボン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、アルキルリン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩等が挙げられ、これらの具体例として、ドデシルベンゼンスルホン酸塩、イソプロピルナフタレンスルホン酸塩、モノブチルフェニルフェノールモノスルホン酸塩、モノブチルビフェニルスルホン酸塩、ジブチルフェニルフェノールジスルホン酸塩等が好ましい。
【0094】
ノニオン性界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、脂肪酸アルキロールアミド、アルキルアルカノールアミド、アセチレングリコール、アセチレングリコールのオキシエチレン付加物、ポリエチレングリコールポリプロピレングリコールブロックコポリマー等を挙げることができ、これらの中では、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンドデシルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、脂肪酸アルキロールアミド、アセチレングリコール、アセチレングリコールのオキシエチレン付加物、ポリエチレングリコールポリプロピレングリコールブロックコポリマーが好ましい。
【0095】
その他の界面活性剤として、ポリシロキサンオキシエチレン付加物のようなシリコーン系界面活性剤;パーフルオロアルキルカルボン酸塩、パーフルオロアルキルスルホン酸塩、オキシエチレンパーフルオロアルキルエーテルのようなフッ素系界面活性剤;スピクリスポール酸、ラムノリピド、リゾレシチンのようなバイオサーファクタント等を使用してもよい。
【0096】
前記界面活性剤の含有率は、印刷画像等のにじみ等を効果的に防止する観点から、前記水性インクジェットインク中、好ましくは0.001~2質量%であり、より好ましくは0.001~1.5質量%であり、さらに好ましくは0.01~1質量%である。
【0097】
水性インクジェットインクは、各種記録媒体への印刷に使用することができる。前記記録媒体としては、複写機で一般的に使用されているコピー用紙(PPC紙)等の吸収性の記録媒体、インクの吸収層を有する記録媒体、インクの吸収性を有しない非吸水性の記録媒体、インクの吸水性の低い難吸収性の記録媒体等がありうる。
【0098】
本発明の水性インクジェットインク用バインダー樹脂組成物は、組成物の保存安定性及び吐出性、並びに、印刷物の耐擦過性及び耐洗濯性を達成することができるため、各種記録媒体への印刷に有用である。
【実施例】
【0099】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前記及び後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
【0100】
(製造例1)
(水性ウレタン樹脂分散体1の合成)
温度計、攪拌装置、還流冷却管及び窒素導入管を備えた4ッ口フラスコに、ポリマージオールとしてエクセノール1020(AGC社製、数平均分子量1000のポリプロピレングリコール型ポリエーテルポリオール、以後PPG1000と表記することがある)500.0質量部、酸性ジオールとして2,2―ジメチロールプロピオン酸(DMPA)42.2質量部を入れ、十分に撹拌させた。次いで、イソシアネートとして水素添加4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート(H12MDI)320.7質量部、触媒としてジブチルスズジラウリレート0.16質量部、溶媒としてメチルエチルケトン(MEK)を加え十分に撹拌させ、不揮発分を80質量%に調整後、75℃で反応させた。NCO濃度測定により反応終了を確認後、MEKを加え30分撹拌させるとともに40℃以下まで冷却し、不揮発分60質量%のウレタンプレポリマー溶液を得た。
得られたウレタンプレポリマー溶液に48質量%水酸化カリウム水溶液を、前記DMPAの酸基を100%中和するために必要な量加え、15分撹拌させることにより酸基を中和させた。次いで強撹拌下でイオン交換水をプレポリマー溶液の2倍量徐々に添加し、ウレタンを乳化させたのち、鎖伸長剤としてエチレンジアミン(EDA)19.8質量部およびN-モノエタノールアミン(MEA)4.5質量部を加え、40℃で3時間撹拌し鎖伸長反応を行った。反応完結後、減圧蒸留によりMEKを留去し、イオン交換水により不揮発分を調整することにより、不揮発分30質量%、固形分酸価20 mgKOH/gの水性ウレタン樹脂分散体1を合成した。
【0101】
(製造例2)
(水性ウレタン樹脂分散体2の合成)
製造例1において、エクセノール1020 500.0質量部を350.0質量部、DMPA42.2質量部を93.9質量部、H12MDI320.7質量部を413.2質量部、EDA19.8質量部を25.6質量部、MEA4.5質量部を5.8質量部に変更した以外は製造例1と同様の方法で、不揮発分30質量%、固形分酸価45 mgKOH/gの水性ウレタン樹脂分散体2を合成した。
【0102】
(製造例3)
(水性ウレタン樹脂分散体3の合成)
製造例1において、エクセノール1020をETERNACOLL UH-100(宇部興産製、数平均分子量1000の結晶性ポリカーボネートジオール)350.0質量部、DMPA42.2質量部を93.9質量部、H12MDI320.7質量部を413.2質量部、EDA19.8質量部を25.6質量部、MEA4.5質量部を5.8質量部に変更した以外は製造例1と同様の方法で、不揮発分30質量%、固形分酸価45 mgKOH/gの水性ウレタン樹脂分散体3を合成した。
【0103】
(製造例4)
(水性ウレタン樹脂分散体4の合成)
製造例1において、DMPA42.2質量部を38.9質量部、H12MDI320.7質量部をイソホロンジイソシアネート(IPDI)263.4質量部、EDA19.8質量部を19.2質量部、MEA4.5質量部を4.3質量部に変更した以外は製造例1と同様の方法で、不揮発分30質量%、固形分酸価20 mgKOH/gの水性ウレタン樹脂分散体4を合成した。
【0104】
(製造例5)
(水性ウレタン樹脂分散体5の合成)
製造例1において、エクセノール1020 500.0質量部を350.0質量部、DMPA42.2質量部を98.6質量部、H12MDI320.7質量部をIPDI361.8質量部、EDA19.8質量部を26.4質量部、MEA4.5質量部を6.0質量部に変更した以外は製造例1と同様の方法で、不揮発分30質量%、固形分酸価50 mgKOH/gの水性ウレタン樹脂分散体5を合成した。
【0105】
(製造例6)
(水性ウレタン樹脂分散体6の合成)
製造例1において、エクセノール1020 500.0質量部を350.0質量部、DMPA42.2質量部を93.9質量部、H12MDI320.7質量部を413.2質量部、EDA19.8質量部を22.7質量部、MEA4.5質量部をイソホロンジアミン(IPDA)16.1質量部に変更した以外は製造例1と同様の方法で、不揮発分30質量%、固形分酸価45 mgKOH/gの水性ウレタン樹脂分散体6を合成した。
【0106】
(製造例7)
(水性ウレタン樹脂分散体7の合成)
製造例1において、エクセノール1020 500.0質量部を350.0質量部、DMPA42.2質量部を98.6質量部、H12MDI320.7質量部をIPDI361.8質量部、EDA19.8質量部を23.5質量部、MEA4.5質量部をジエチレントリアミン(DETA)6.7質量部に変更した以外は製造例1と同様の方法で、不揮発分30質量%、固形分酸価50 mgKOH/gの水性ウレタン樹脂分散体7を合成した。
【0107】
(製造例8)
(水性ウレタン樹脂分散体8の合成)
製造例1において、エクセノール1020 500.0質量部を400.0質量部、DMPA42.2質量部を77.8質量部、H12MDI320.7質量部をIPDI326.8質量部、EDA19.8質量部をヒドラジン一水和物(HYD)20.9質量部、MEA4.5質量部を2.7質量部に変更した以外は製造例1と同様の方法で、不揮発分30質量%、固形分酸価40 mgKOH/gの水性ウレタン樹脂分散体8を合成した。
【0108】
(製造例9)
(水性ウレタン樹脂分散体9の合成)
製造例1において、DMPA42.2質量部を40.2質量部、H12MDI320.7質量部を314.8質量部、EDA19.8質量部を21.6質量部、MEA4.5質量部を不使用とした以外は製造例1と同様の方法で、不揮発分30質量%、固形分酸価20 mgKOH/gの水性ウレタン樹脂分散体9を合成した。
【0109】
(製造例10)
(水性ウレタン樹脂分散体10の合成)
製造例1において、エクセノール1020 500.0質量部を350.0質量部、DMPA42.2質量部を93.9質量部、H12MDI320.7質量部を413.2質量部、EDA19.8質量部を28.4質量部、MEA4.5質量部を不使用とした以外は製造例1と同様の方法で、不揮発分30質量%、固形分酸価45 mgKOH/gの水性ウレタン樹脂分散体10を合成した。
【0110】
(製造例11)
(水性ウレタン樹脂分散体11の合成)
製造例1において、DMPA42.2質量部を67.1質量部、H12MDI320.7質量部をIPDI333.5質量部、EDA19.8質量部を27.0質量部、MEA4.5質量部を不使用とした以外は製造例1と同様の方法で、不揮発分30質量%、固形分酸価30 mgKOH/gの水性ウレタン樹脂分散体11を合成した。
【0111】
(実施例1~5及び8、参考例6及び7、比較例1~3)
<顔料分散体の製造>
ミニプラネタリーミキサー(株式会社愛工舎mini-PLM)の0.5Lジャケット付タンクに、50質量部のC.I.ピグメントレッド122(DIC株式会社製「FASTOGEN Super Magenta RY」)C.I.ピグメントブルー15:3(DIC株式会社製、SBG-SD)、10質量部のスチレン-アクリル酸共重合体(重量平均分子量11,000、酸価180 mgKOH/g)を順番に投入し、ジャケット付タンクの温度を80℃に加温した状態で、自転回転数80rpm、公転回転数25rpmで10分間撹拌した。
【0112】
次に、ジャケット付タンクの温度を80℃に保温した状態で、5.3質量部の34質量%水酸化カリウム水溶液、30質量部のトリエチレングリコールを前記組成物に加え、自転回転数80rpm、公転回転数25rpmで60分間混練を行うことによって、固形状の混練物を得た。
【0113】
前記混練物に、イオン交換水100質量部とトリエチレングリコール10質量部を加え、ジューサーミキサーで10分間攪拌混合した。イオン交換水とProxel-GXL(ロンザジャパン株式会社)を混合することによって、顔料濃度が15.0質量%、トリエチレングリコール濃度が12.0質量%、Proxel-GXL濃度が0.1質量%、不揮発分が18.2質量%の水性顔料分散体を得た。
【0114】
<水性インクジェットインクの製造>
前記で得た顔料分散体20.0質量部、製造例1~10で得た水性ウレタン樹脂分散体3.3質量部、2-ピロリジノン8.0質量部、トリエチレングリコールモノ-n-ブチルエーテル8.0質量部、グリセリン3.0質量部、サーフィノール440(エアープロダクツ社製)0.5質量部、イオン交換水57.3質量部を混合し、顔料濃度3.0%、ウレタン固形分濃度1.0質量%の水性インクジェットインクを得た。
【0115】
<耐擦過性>
前記で得た水性インクジェットインクを、バーコーター#3を用いて写真印刷用紙(HPアドバンスドフォトペーパー HP社製)に塗布し、試験用印刷物を得た。前記印刷物を室温下で1日乾燥させた後、学振式摩擦試験機を用いて摩擦試験を実施した。試験時には摩擦用アームに普通紙を貼付け、荷重200gの条件にてアームを20往復させた。該印刷面のこすれ具合を目視で評価し、評価がAまたはBであったものを実用上十分な耐擦過性を有するものと評価した。
【0116】
[判定基準]
A:印刷面に傷は全くなく、色材の剥離等もみられなかった。
【0117】
B:印刷表面に若干の傷が発生したものの、色材の剥離等はみられなかった。
【0118】
C:印刷表面に著しい傷が発生し、色材の剥離等もみられた。
【0119】
<インク吐出性>
前記で得た水性インクジェットインクを、市販のインクジェットプリンタENVY4500(HP社製)ブラックインクカートリッジに充填し、透明なOHPシート上に印字濃度設定100%のベタ印刷を行うことで評価用印刷物を得た。そして未印刷のOHPシートをリファレンスとし、OHPシートの印刷面の吸光度(536nm付近の極大ピークにおける値)を測定した。吸光度をバインダー未添加インクのものと比較し、以下の式に従って吐出性指数を算出した。
吐出性指数 =(バインダー添加インクの吸光度)/(バインダー未添加インクの吸光度)
吐出性指数0.80以上をA、0.70以上0.79以下をB、0.60以上0.69以下をC、0.59以下をDとした。評価がAまたはBであったものを実用上十分な吐出性を有するものと評価した。
【0120】
なお、「バインダー未添加インク」としては、前記で得た顔料分散体20.0質量部、2-ピロリジノン8.0質量部、トリエチレングリコールモノ-n-ブチルエーテル8.0質量部、グリセリン3.0質量部、サーフィノール440(エアープロダクツ社製)0.5質量部、イオン交換水60.5質量部を混合し、顔料濃度3.0質量%、ウレタン固形分濃度0質量%の水性インクジェットインクを使用した。
【0121】
<普通紙発色性>
前記で得た水性インクジェットインクを、市販のインクジェットプリンタENVY4500(HP社製)ブラックインクカートリッジに充填し、普通紙上に印字濃度設定100%のベタパターンを印刷した。前記印刷物の印刷濃度(OD)を積分球分光測色計X-Riteにより測定し、以下の式に従って発色性指数を算出した。
発色性指数 =(バインダー添加インク印刷面のOD)/(バインダー未添加インク印刷面のOD)
発色性指数0.90以上をA、0.80以上0.89以下をB、0.60以上0.79以下をC、0.59以下をDとした。評価がAまたはBであったものを実用上十分な発色性を有するものと評価した。
【0122】
【0123】
表に示すように、2種類以上のアミンを併用した場合、耐擦過性、吐出安定性、普通紙安定性いずれも良好な結果が得られた。一方で1種類のアミンのみを使用した場合、耐擦過性に優れるものの、吐出性および発色性が実用に適さない水準であった。
【産業上の利用可能性】
【0124】
本発明の水性インクジェットインク用バインダー樹脂組成物は、水性インクジェットインクの吐出性、並びに、印刷物の耐擦過性及び発色性に優れるため、各種記録媒体への印刷に有用である。