Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7340467B2 - 水性インク用樹脂エマルション - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7340467B2 - 水性インク用樹脂エマルション - Google Patents

水性インク用樹脂エマルション Download PDF

Info

Publication number
JP7340467B2
JP7340467B2 JP2020010714A JP2020010714A JP7340467B2 JP 7340467 B2 JP7340467 B2 JP 7340467B2 JP 2020010714 A JP2020010714 A JP 2020010714A JP 2020010714 A JP2020010714 A JP 2020010714A JP 7340467 B2 JP7340467 B2 JP 7340467B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
meth
emulsion
mass
water
acrylate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2020010714A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2021116354A (ja
Inventor
匠 伊藤
芳峰 坂元
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Shokubai Co Ltd
Original Assignee
Nippon Shokubai Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Shokubai Co Ltd filed Critical Nippon Shokubai Co Ltd
Priority to JP2020010714A priority Critical patent/JP7340467B2/ja
Publication of JP2021116354A publication Critical patent/JP2021116354A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7340467B2 publication Critical patent/JP7340467B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Polymerisation Methods In General (AREA)
  • Graft Or Block Polymers (AREA)
  • Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)

Description

本発明は、水性インク用樹脂エマルションに関する。さらに詳しくは、本発明は、水性インク用樹脂エマルションおよびその製造方法、ならびに当該水性インク用樹脂エマルションを含有する水性インクに関する。本発明の水性インクは、例えば、インクジェット用水性インク、フレキソ印刷用インク、オフセット印刷用インク、リソグラフ印刷用インク、グラビア印刷用インク、スクリーン印刷用インクなどのインク、なかでも特にインクジェット用水性インクとして好適に使用することができる。
インクは、溶媒の主成分として有機溶媒が用いられている有機溶媒系インクと溶媒の主成分として水が用いられている水性インクとに大別される。
有機溶媒系インク組成物は、溶媒の主成分が有機溶媒であることから、耐水性が良好である半面、当該有機溶媒系インク組成物には、人体に対する安全性に劣るとともに有機溶媒に基づく臭気が発生することから、水性インクが着目されている。
保存安定性に優れ、カール防止性、耐擦傷性、耐水性および耐候性に総合的に優れた塗膜を形成する水性インク組成物として、エマルション粒子を含有する樹脂エマルションを必須成分として含有する水性インク組成物であって、さらに非水溶性硬化性モノマーおよび非水溶性硬化性オリゴマーからなる群より選ばれた少なくとも1種の非水溶性硬化性化合物を含有し、前記エマルション粒子を構成しているポリマーのガラス転移温度が0~120℃であり、前記水性インク組成物の最低造膜温度が0~30℃であることを特徴とする水性インク組成物が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
前記水性インク組成物は、カール防止性、耐擦傷性、耐水性および耐候性に総合的に優れた塗膜を形成することから、例えば、紙、樹脂シートないし樹脂フィルム、金属板、木材板、革などの材料からなる基材に対し、インクジェット印刷、フレキソ印刷、オフセット印刷、リソグラフ印刷、グラビア印刷、スクリーン印刷、インクリボンなどによって所望の文字などの情報、模様、色などを形成し、基材に意匠性、耐擦傷性、耐水性、耐候性などを付与する際の印刷インクなどの産業用インクに好適に使用することができるものである。
近年においては、耐引っ掻き傷性のみならず、可撓性、基材に対する密着性および耐ブロッキング性に優れた水性インクの開発が望まれている。
特許第6258662号公報
本発明は、前記従来技術に鑑みてなされたものであり、耐引っ掻き傷性のみならず、可撓性、基材に対する密着性および耐ブロッキング性に優れた水性インク水性インク、ならびに当該水性インクに好適に使用することができる水性インク用樹脂エマルションおよびその製造方法を提供することを課題とする。
本発明は、
(1) 内層および外層を有するエマルション粒子を含有する水性インク用樹脂エマルションであって、前記内層を構成するポリマーのガラス転移温度が80℃以上であり、前記外層を構成するポリマーのガラス転移温度が10℃以下であることを特徴とする水性インク用樹脂エマルション、
(2) 内層および外層を有するエマルション粒子を含有する水性インク用樹脂エマルションを製造する方法であって、ポリマーのガラス転移温度が80℃以上である内層を構成するエマルション粒子を形成させた後、当該内層を構成するエマルション粒子上にポリマーのガラス転移温度が10℃以下である外層を形成させることを特徴とする水性インク用樹脂エマルションの製造方法、および
(3) 前記(1)に記載の水性インク用樹脂エマルションを含有してなる水性インク
に関する。
本発明によれば、耐引っ掻き傷性のみならず、可撓性、基材に対する密着性および耐ブロッキング性に優れた水性インク水性インク、ならびに当該水性インクに好適に使用することができる水性インク用樹脂エマルションおよびその製造方法が提供される。
本発明の水性インク用樹脂エマルションは、前記したように、内層および外層を有するエマルション粒子を含有する水性インク用樹脂エマルションであり、前記内層を構成するポリマーのガラス転移温度が80℃以上であり、前記外層を構成するポリマーのガラス転移温度が10℃以下であることを特徴とする。
本発明の水性インクは、前記水性インク用樹脂エマルションが用いられていることから、可撓性、耐ブロッキング性、基材に対する密着性および耐引っ掻き傷性に優れている。
本発明の水性インク用樹脂エマルションは、ポリマーのガラス転移温度が80℃以上である内層を構成するエマルション粒子を形成させた後、当該内層を構成するエマルション粒子上にポリマーのガラス転移温度が10℃以下である外層を形成させることによって調製することができる。
エマルション粒子の内層は、内層用モノマー成分を乳化重合させることによって調整することができる。
内層用モノマー成分に用いられるモノマーとしては、単官能モノマーおよび多官能モノマーが挙げられる。単官能モノマーおよび多官能モノマーは、それぞれ単独で用いてもよく、併用してもよい。内層用モノマー成分に多官能モノマーのみを使用することが考えられるが、通常、単官能モノマーのみを使用するか、または単官能モノマーと多官能モノマーとを併用する。
単官能モノマーの代表例としてエチレン性不飽和モノマーなどのラジカル重合性モノマーが挙げられる。エチレン性不飽和モノマーとしては、例えば、アルキル(メタ)アクリレート、水酸基含有(メタ)アクリレート、アラルキル(メタ)アクリレート、アルコキシアルキル(メタ)アクリレート、カルボキシル基含有エチレン性不飽和モノマー、オキソ基含有エチレン性不飽和モノマー、フッ素原子含有エチレン性不飽和モノマー、窒素原子含有エチレン性不飽和モノマー、スチレン系モノマー、エポキシ基含有エチレン性不飽和モノマー、シラン基含有エチレン性不飽和モノマー、カルボニル基含有エチレン性不飽和モノマー、アジリジニル基含有エチレン性不飽和モノマーなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのエチレン性不飽和モノマーは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
なお、本発明において、「(メタ)アクリレート」は、「アクリレート」または「メタクリレート」を意味する。「(メタ)アクリル」は、「アクリル」または「メタクリル」を意味する。また、「(メタ)アクリロイル」は、「アクリロイル」または「メタクリロイル」を意味する。
アルキル(メタ)アクリレートとしては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、tert-ブチル(メタ)アクリレート、sec-ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、n-オクチル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、n-ラウリル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、2-(アセトアセトキシ)エチル(メタ)アクリレー
ト、2-エチルへキシルカルビトール(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、4-メチルシクロへキシルメチル(メタ)アクリレート、tert-ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、シクロドデシル(メタ)アクリレートなどのアルキル基の炭素数が1~18であるアルキル(メタ)アクリレートなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのモノマーは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
水酸基含有(メタ)アクリレートとしては、例えば、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、3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ヒドロキシ(メタ)アクリレートなどのヒドロキシアルキル基の炭素数が1~18であるヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのモノマーは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
アラルキル(メタ)アクリレートとしては、例えば、ベンジル(メタ)アクリレート、フェニルエチル(メタ)アクリレート、メチルベンジル(メタ)アクリレート、ナフチルメチル(メタ)アクリレートなどの炭素数が7~18のアラルキル基を有するアラルキル(メタ)アクリレートなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのモノマーは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
アルコキシアルキル(メタ)アクリレートとしては、例えば、メトキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシブチル(メタ)アクリレート、エトキシブチル(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリプロポキシ(メタ)アクリレートなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのモノマーは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
カルボキシル基含有エチレン性不飽和モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、イタコン酸、シトラコン酸、無水マレイン酸、マレイン酸モノメチルエステル、マレイン酸モノブチルエステル、イタコン酸モノメチルエステル、イタコン酸モノブチルエステル、ビニル安息香酸、シュウ酸モノヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、カルボキシル基末端カプロラクトン変性(メタ)アクリレートなどのカルボキシル基含有脂肪族系モノマーなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのモノマーは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。これらのカルボキシル基含有エチレン性不飽和モノマーのなかでは、エマルション粒子の分散安定性を向上させる観点から、アクリル酸、メタクリル酸およびイタコン酸が好ましく、アクリル酸およびメタクリル酸がより好ましい。
オキソ基含有エチレン性不飽和モノマーとしては、例えば、エチレングリコール(メタ)アクリレート、エチレングリコールメトキシ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコール(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールメトキシ(メタ)アクリレートなどの(ジ)エチレングリコール(メトキシ)(メタ)アクリレートなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのモノマーは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
フッ素原子含有エチレン性不飽和モノマーとしては、例えば、トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、テトラフルオロプロピル(メタ)アクリレート、オクタフルオロペンチル(メタ)アクリレート、パーフルオロブチルエチル(メタ)アクリレート、パーフルオロイソノニルエチル(メタ)アクリレート、パーフルオロオクチルエチル(メタ)アクリレートなどのエステル部にフッ素原子を有するフッ素原子含有アルキル(メタ)アクリレートなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのモノマーは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
窒素原子含有エチレン性不飽和モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリルアミド、N-モノメチル(メタ)アクリルアミド、N-モノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N-n-プロピル(メタ)アクリルアミド、N-イソプロピル(メタ)アクリルアミド、メチレンビス(メタ)アクリルアミド、N-メチロール(メタ)アクリルアミド、N-ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミドなどのアクリルアミド化合物、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、モルホリンのエチレンオキサイド付加(メタ)アクリレートなどの窒素原子含有(メタ)アクリレート化合物、N-ビニルピロリドン、N-ビニルピリジン、N-ビニルイミダゾール、N-ビニルピロール、N-ビニルオキサゾリドン、N-ビニルサクシンイミド、N-ビニルメチルカルバメート、N,N-メチルビニルアセトアミド、(メタ)アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド、2-イソプロペニル-2-オキサゾリン、2-ビニル-2-オキサゾリン、(メタ)アクリロニトリルなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのモノマーは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
スチレン系モノマーとしては、例えば、スチレン、α-メチルスチレン、o-メチルスチレン、m-メチルスチレン、p-メチルスチレン、o-エチルスチレン、m-エチルスチレン、p-エチルスチレン、o-tert-ブチルスチレン、m-tert-ブチルスチレン、p-tert-ブチルスチレンなどのアルキル基の炭素数が1~4であるアルキルキルスチレン、o-メトキシスチレン、m-メトキシスチレン、p-メトキシスチレン、o-エトキシスチレン、m-エトキシスチレン、p-エトキシスチレン、o-tert-ブトキシスチレン、m-tert-ブトキシスチレン、p-tert-ブトキシスチレンなどのアルコキシ基の炭素数が1~4であるアルコキシスチレン、o-フルオロスチレン、m-フルオロスチレン、p-フルオロスチレン、o-クロロスチレン、m-クロロスチレン、p-クロロスチレン、o-ブロモスチレン、m-ブロモスチレン、p-ブロモスチレンなどのハロゲン原子含有スチレン、o-アセトキシスチレン、m-アセトキシスチレン、p-アセトキシスチレンなどのアセトキシスチレン、ビニルトルエンなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのモノマーは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
スチレン系モノマーは、ベンゼン環にメチル基、tert-ブチル基などのアルキル基、ニトロ基、ニトリル基、アルコキシル基、アシル基、スルホン基、ヒドロキシル基、ハロゲン原子などの官能基が存在していてもよい。
スチレン系モノマーのなかでは、可撓性、耐ブロッキング性、基材に対する密着性および耐引っ掻き傷性を向上させる観点から、スチレン、アルキル基の炭素数が1~4であるアルキルキルスチレンおよびアルコキシ基の炭素数が1~4であるアルコキシスチレンが好ましく、スチレンおよびアルキル基の炭素数が1~4であるアルキルキルスチレンがより好ましく、スチレンおよびアルキル基の炭素数が1または2であるアルキルキルスチレンがさらに好ましく、スチレンがさらに一層好ましい。
エポキシ基含有エチレン性不飽和モノマーとしては、例えば、グリシジル(メタ)アクリレート、α-メチルグリシジル(メタ)アクリレート、グリシジルアリルエーテル、オキソシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレートなどのエポキシ基含有(メタ)アクリレートなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのモノマーは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
シラン基含有エチレン性不飽和モノマーとしては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリ(メトキシエトキシ)シラン、γ-(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、2-スチリルエチルトリメトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、γ-(メタ)アクリロイルオキシプロピルヒドロキシシラン、γ-(メタ)アクリロイルオキシプロピルメチルヒドロキシシランなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのモノマーは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
カルボニル基含有エチレン性不飽和モノマーとしては、例えば、アクロレイン、ホウミルスチロール、ビニルエチルケトン、(メタ)アクリルオキシアルキルプロペナール、アセトニル(メタ)アクリレート、ジアセトン(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートアセチルアセテート、ブタンジオール-1,4-アクリレートアセチルアセテートなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのモノマーは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
アジリジニル基含有エチレン性不飽和モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリロイルアジリジン、(メタ)アクリル酸2-アジリジニルエチルなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのモノマーは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
多官能モノマーとしては、例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,3-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,4-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド変性1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9-ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシド変性ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレートなどの炭素数1~10の多価アルコールのジ(メタ)アクリレート;エチレンオキシドの付加モル数が2~50のポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシドの付加モル数が2~50のポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレートなどの炭素数2~4のアルキレンオキシド基の付加モル数が2~50であるアルキルジ(メタ)アクリレート;エトキシ化グリセリントリ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシド変性グリセロールトリ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールモノヒドロキシトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリエトキシトリ(メタ)アクリレートなどの炭素数1~10の多価アルコールのトリ(メタ)アクリレート;ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレートなどの炭素数1~10の多価アルコールのテトラ(メタ)アクリレート;ペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトール(モノヒドロキシ)ペンタ(メタ)アクリレートなどの炭素数1~10の多価アルコールのペンタ(メタ)アクリレート;ペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートなどの炭素数1~10の多価アルコールのヘキサ(メタ)アクリレート;ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、2-(2’-ビニルオキシエトキシエチル)(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレートなどのエポキシ基含有(メタ)アクリレート;ウレタン(メタ)アクリレートなどの多官能(メタ)アクリレートなどが挙げられるが、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの多官能モノマーは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
本発明においては、エマルション粒子に紫外線安定性または紫外線吸収性を付与する観点から、本発明の目的が阻害されない範囲内で、紫外線安定性モノマー、紫外線吸収性モノマーなどのモノマーを内層用モノマー成分に含有させることが好ましい。
紫外線安定性モノマーとしては、例えば、4-(メタ)アクリロイルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、4-(メタ)アクリロイルアミノ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、4-(メタ)アクリロイルオキシ-1,2,2,6,6-ペンタメチルピペリジン、4-(メタ)アクリロイル-1-メトキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、4-シアノ-4-(メタ)アクリロイルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、1-(メタ)アクリロイル-4-(メタ)アクリロイルアミノ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、4-クロトノイルアミノ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、4-(メタ)アクリロイルアミノ-1,2,2,6,6-ペンタメチルピペリジン、4-シアノ-4-(メタ)アクリロイルアミノ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、4-クロトノイルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、1-(メタ)アクリロイル-4-シアノ-4-(メタ)アクリロイルアミノ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、1-クロトノイル-4-クロトノイルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジンなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのモノマーは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。これらの紫外線安定性モノマーのなかでは、4-(メタ)アクリロイルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、4-(メタ)アクリロイルオキシ-1,2,2,6,6-ペンタメチルピペリジン、4-シアノ-4-(メタ)アクリロイルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジンなどのピペリジル基含有(メタ)アクリレートが好ましい。
紫外線吸収性モノマーとしては、例えば、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収性モノマー、ベンゾフェノン系紫外線吸収性モノマーなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのモノマーは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
ベンゾトリアゾール系紫外線吸収性モノマーとしては、例えば、2-[2’-ヒドロキシ-5’-(メタ)アクリロイルオキシメチルフェニル]-2H-ベンゾトリアゾール、2-[2’-ヒドロキシ-5’-(メタ)アクリロイルオキシエチルフェニル]-2H-ベンゾトリアゾール、2-[2’-ヒドロキシ-5’-(メタ)アクリロイルオキシメチルフェニル]-5-tert-ブチル-2H-ベンゾトリアゾール、2-[2’-ヒドロキシ-5’-(メタ)アクリロイルアミノメチル-5’-tert-オクチルフェニル]-2H-ベンゾトリアゾール、2-[2’-ヒドロキシ-5’-(メタ)アクリロイルオキシプロピルフェニル]-2H-ベンゾトリアゾール、2-[2’-ヒドロキシ-5’-(メタ)アクリロイルオキシヘキシルフェニル]-2H-ベンゾトリアゾール、2-[2’-ヒドロキシ-3’-tert-ブチル-5’-(メタ)アクリロイルオキシエチルフェニル]-2H-ベンゾトリアゾール、2-[2’-ヒドロキシ-3’-tert-ブチル-5’-(メタ)アクリロイルオキシエチルフェニル]-5-クロロ-2H-ベンゾトリアゾール、2-[2’-ヒドロキシ-5’-tert-ブチル-3’-(メタ)アクリロイルオキシエチルフェニル]-2H-ベンゾトリアゾール、2-[2’-ヒドロキシ-5’-(メタ)アクリロイルオキシエチルフェニル]-5-クロロ-2H-ベンゾトリアゾール、2-[2’-ヒドロキシ-5’-(メタ)アクリロイルオキシエチルフェニル]-5-シアノ-2H-ベンゾトリアゾール、2-[2’-ヒドロキシ-5’-(メタ)アクリロイルオキシエチルフェニル]-5-tert-ブチル-2H-ベンゾトリアゾール、2-[2’-ヒドロキシ-5’-(β-(メタ)アクリロイルオキシエトキシ)-3’-tert-ブチルフェニル]-4-tert-ブチル-2H-ベンゾトリアゾールなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのモノマーは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
ベンゾフェノン系紫外線吸収性モノマーとしては、例えば、2-ヒドロキシ-4-(メタ)アクリロイルオキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-[2-ヒドロキシ-3-(メタ)アクリロイルオキシ]プロポキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-[2-(メタ)アクリロイルオキシ]エトキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-[3-(メタ)アクリロイルオキシ-2-ヒドロキシプロポキシ]ベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-3-tert-ブチル-4-[2-(メタ)アクリロイルオキシ]ブトキシベンゾフェノンなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのモノマーは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
内層用モノマー成分は、可撓性、耐ブロッキング性、基材に対する密着性および耐引っ掻き傷性を向上させる観点から、アルキル(メタ)アクリレートおよびスチレン系モノマーを含有することが好ましく、アルキル基の炭素数が1~8であるアルキル(メタ)アクリレートおよびスチレン系モノマーを含有することがより好ましい。
内層用モノマー成分におけるアルキル(メタ)アクリレートの含有率は、可撓性、耐ブロッキング性、基材に対する密着性および耐引っ掻き傷性を向上させる観点から、好ましくは0~80質量%、より好ましくは3~70質量%である。
内層用モノマー成分におけるスチレン系モノマーの含有率は、可撓性、耐ブロッキング性、基材に対する密着性および耐引っ掻き傷性を向上させる観点から、好ましくは20~100質量%、より好ましくは30~97質量%である。
内層用モノマー成分に(メタ)アクリル酸などに代表されるカルボキシル基含有エチレン性不飽和モノマーが含まれていてもよいが、可撓性、耐ブロッキング性、基材に対する密着性および耐引っ掻き傷性を向上させる観点から、内層用モノマー成分におけるカルボキシル基含有エチレン性不飽和モノマーの含有率は、好ましくは5質量%以下、より好ましくは3質量%以下、さらに好ましくは1質量%以下であり、その下限値は0質量%である。
内層用モノマー成分を乳化重合させる方法としては、例えば、メタノールなどの低級アルコールなどの水溶性有機溶媒と水とを含む水性媒体、水などの媒体中に乳化剤を溶解させ、撹拌下で内層用モノマー成分および重合開始剤を滴下させる方法、乳化剤および水を用いてあらかじめ乳化させておいた内層用モノマー成分を水または水性媒体中に滴下させる方法などが挙げられるが、本発明は、かかる方法のみに限定されるものではない。なお、媒体の量は、得られる樹脂エマルションに含まれる不揮発分量を考慮して適宜設定すればよい。媒体は、あらかじめ反応容器に仕込んでおいてもよく、あるいはプレエマルションとして使用してもよい。また、媒体は、必要により、内層用モノマー成分を乳化重合させ、樹脂エマルションを製造しているときに用いてもよい。
内層用モノマー成分を乳化重合させる際には、内層用モノマー成分、乳化剤および媒体を混合した後に乳化重合を行なってもよく、内層用モノマー成分、乳化剤および媒体を撹拌することによって乳化させ、プレエマルションを調製した後に乳化重合を行なってもよく、あるいは内層用モノマー成分、乳化剤および媒体のうちの少なくとも1種類とその残部のプレエマルションとを混合して乳化重合を行なってもよい。内層用モノマー成分、乳化剤および媒体は、それぞれ一括添加してもよく、分割添加してもよく、あるいは連続滴下してもよい。
乳化剤としては、アニオン性乳化剤、ノニオン性乳化剤、カチオン性乳化剤、両性乳化剤、高分子乳化剤などが挙げられ、これらの乳化剤は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
アニオン性乳化剤としては、例えば、アンモニウムドデシルサルフェート、ナトリウムドデシルサルフェートなどのアルキルサルフェート塩;アンモニウムドデシルスルホネート、ナトリウムドデシルスルホネート、ナトリウムアルキルジフェニルエーテルジスルホネートなどのアルキルスルホネート塩;アンモニウムドデシルベンゼンスルホネート、ナトリウムドデシルナフタレンスルホネートなどのアルキルアリールスルホネート塩;ポリオキシエチレンアルキルスルホネート塩;ポリオキシエチレンアルキルサルフェート塩;ポリオキシエチレンアルキルアリールサルフェート塩;ジアルキルスルホコハク酸塩;アリールスルホン酸-ホルマリン縮合物;アンモニウムラウリレート、ナトリウムステアリレートなどの脂肪酸塩;ビス(ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル)メタクリレートスルホネート塩、プロペニル-アルキルスルホコハク酸エステル塩、(メタ)アクリル酸ポリオキシエチレンスルホネート塩、(メタ)アクリル酸ポリオキシエチレンホスフォネート塩、アリルオキシメチルアルキルオキシポリオキシエチレンのスルホネート塩などのアリル基を有する硫酸エステルまたはその塩;ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸エステル塩、アリルオキシメチルアルコキシエチルポリオキシエチレンの硫酸エステル塩、ポリオキシアルキレンアルケニルエーテル硫酸アンモニウム塩などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
ノニオン性乳化剤としては、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アリールエーテル、ポリエチレングリコールとポリプロピレングリコールとの縮合物、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、脂肪酸モノグリセライド、エチレンオキサイドと脂肪族アミンとの縮合体、アリルオキシメチルアルコキシエチルヒドロキシポリオキシエチレン、ポリオキシアルキレンアルケニルエーテルなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
カチオン性乳化剤としては、例えば、ドデシルアンモニウムクロライドなどのアルキルアンモニウム塩などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
両性乳化剤としては、例えば、ベタインエステル型乳化剤などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
高分子乳化剤としては、例えば、ポリアクリル酸ナトリウムなどのポリ(メタ)アクリル酸塩;ポリビニルアルコール;ポリビニルピロリドン;ポリヒドロキシエチルアクリレートなどのポリヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート;これらのポリマーを構成するモノマーのうちの1種以上を共重合成分とする共ポリマーなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
また、可撓性、耐ブロッキング性、基材に対する密着性および耐引っ掻き傷性を向上させる観点から、重合性基を有する乳化剤、すなわち、いわゆる反応性乳化剤が好ましく、環境保護の観点から、非ノニルフェニル型の乳化剤が好ましい。
反応性乳化剤としては、例えば、プロペニル-アルキルスルホコハク酸エステル塩、(メタ)アクリル酸ポリオキシエチレンスルホネート塩、ポリオキシエチレンアルキルプロペニルフェニルエーテル硫酸アンモニウム〔例えば、第一工業製薬(株)製、商品名:アクアロンHS-10、アクアロンBC-10など〕、アリルオキシメチルアルキルオキシポリオキシエチレンのスルホネート塩〔例えば、第一工業製薬(株)製、商品名:アクアロンKH-10など〕、アリルオキシメチルノニルフェノキシエチルヒドロキシポリオキシエチレンのスルホネート塩〔例えば、(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソープSE-10など〕、アリルオキシメチルアルコキシエチルヒドロキシポリオキシエチレン硫酸エステル塩〔例えば、(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソープSR-10、SR-20、SR-30など〕、ビス(ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル)メタクリレート化スルホネート塩〔例えば、日本乳化剤(株)製、商品名:アントックスMS-60など〕、アリルオキシメチルアルコキシエチルヒドロキシポリオキシエチレン〔例えば、(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソープER-10、ER-20、ER-30、ER-40など〕、ポリオキシエチレンアルキルプロペニルフェニルエーテル〔例えば、第一工業製薬(株)製、商品名:アクアロンRN-20など〕、アリルオキシメチルノニルフェノキシエチルヒドロキシポリオキシエチレン〔例えば、(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソープNE-10、NE-20、NE-30など〕などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの反応性乳化剤は、いずれもそれぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
内層用モノマー成分100質量部あたりの乳化剤の量は、重合安定性を向上させる観点から、好ましくは0.01質量部以上、より好ましくは0.5質量部以上、さらに好ましくは1質量部以上であり、可撓性、耐ブロッキング性、基材に対する密着性および耐引っ掻き傷性を向上させる観点から、好ましくは20質量部以下、より好ましくは15質量部以下、さらに好ましくは12質量部以下である。
内層用モノマー成分を重合させる際には重合開始剤を用いることが好ましい。重合開始剤としては、例えば、アゾビスイソブチロニトリル、2,2-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)、2,2-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2-アゾビス(2-ジアミノプロパン)ハイドロクロライド、4,4-アゾビス(4-シアノ吉草酸)、2,2-アゾビス(2-メチルプロピオンアミジン)などのアゾ化合物;過硫酸カリウムなどの過硫酸塩;過酸化水素、ベンゾイルパーオキサイド、パラクロロベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、過酸化アンモニウムなどの過酸化物などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの重合開始剤は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
内層用モノマー成分100質量部あたりの重合開始剤の量は、重合速度を高め、未反応の内層用モノマー成分の残存量を低減させる観点から、好ましくは0.01質量部以上、より好ましくは0.05質量部以上、さらに好ましくは0.1質量部以上であり、可撓性、耐ブロッキング性、基材に対する密着性および耐引っ掻き傷性を向上させる観点から、好ましくは1質量部以下、より好ましくは0.8質量部以下、さらに好ましくは0.5質量部以下である。
重合開始剤の添加方法は、特に限定されない。その添加方法としては、例えば、一括仕込み、分割仕込み、連続滴下などが挙げられる。また、重合反応の終了時期を早める観点から、内層用モノマー成分を反応系内に添加する終了前またはその終了後に、重合開始剤の一部を添加してもよい。
なお、重合開始剤の分解を促進するために、例えば、亜硫酸水素ナトリウムなどの還元剤、硫酸第一鉄などの遷移金属塩などの重合開始剤の分解剤を反応系内に適量で添加してもよい。
また、エマルション粒子を構成する樹脂の重量平均分子量を調整するために、内層用モノマー成分に連鎖移動剤を用いることができる。連鎖移動剤を内層用モノマー成分に用いた場合には、連鎖移動剤を内層用モノマー成分に用いなかった場合と対比して、一般にエマルション粒子を構成する樹脂を低分子量化させることができる。連鎖移動剤としては、例えば、チオグリコール酸2-エチルヘキシル、tert-ドデシルメルカプタン、n-オクチルメルカプタン、n-ドデシルメルカプタン、メルカプト酢酸、β-メルカプトプロピオン酸、2-メルカプトエタノール、α-メチルスチレン、α-メチルスチレンダイマーなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの連鎖移動剤は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。内層用モノマー成分100質量部あたりの連鎖移動剤の量は、エマルション粒子を構成する樹脂の重量平均分子量を調整する観点から、0.01~10質量部であることが好ましい。
内層用モノマー成分を重合させるときの反応系内には、必要により、pH緩衝剤、キレート剤、造膜助剤などの添加剤を添加してもよい。添加剤の量は、その種類によって異なるので一概には決定することができない。通常、内層用モノマー成分100質量部あたりの添加剤の量は、好ましくは0.01~5質量部程度、より好ましくは0.1~3質量部程度である。
内層用モノマー成分を乳化重合させる際の雰囲気は、特に限定されないが、重合反応の効率を高める観点から、窒素ガスなどの不活性ガスであることが好ましい。
内層用モノマー成分を乳化重合させる際の重合温度は、特に限定がないが、通常、好ましくは10~100℃、より好ましくは40~95℃、さらに好ましくは50~60℃である。重合温度は、一定であってもよく、重合反応の途中で変化させてもよい。
内層用モノマー成分を乳化重合させる重合時間は、特に限定がなく、重合反応の進行状況に応じて適宜設定すればよいが、通常、2~8時間程度である。
なお、内層用モノマー成分を乳化重合させるとき、得られるポリマーが有する酸性基の一部または全部が中和剤で中和されるようにしてもよい。中和剤は、内層用モノマー成分を重合させる前に使用してもよく、乳化重合反応の際またはその終了後に使用してもよい。
中和剤としては、例えば、水酸化ナトリウムなどのアルカリ金属やアルカリ土類金属の水酸化物;炭酸カルシウムなどのアルカリ金属やアルカリ土類金属の炭酸化物;アンモニア、モノメチルアミンなどの有機アミンなどのアルカリ性物質が挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの中和剤のなかでは、可撓性、耐ブロッキング性、基材に対する密着性および耐引っ掻き傷性を向上させる観点から、アンモニアなどの揮発性を有するアルカリ性物質が好ましい。中和剤は、水溶液の状態で用いてもよい。
また、内層用モノマー成分を乳化重合させるとき、シランカップリング剤を適量で用いてもよい。シランカップリング剤としては、例えば、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、アリル基、プロペニル基などの重合性不飽和結合を有するシランカップリング剤などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
以上のようにして内層用モノマー成分を乳化重合させることにより、内層を構成するエマルション粒子を含有する樹脂エマルションが得られる。内層を構成するポリマーは、架橋構造を有していてもよい。
内層を構成するエマルション粒子において、当該内層を構成するポリマーのガラス転移温度は、可撓性、耐ブロッキング性、基材に対する密着性および耐引っ掻き傷性を向上させる観点から、80℃以上、好ましくは85℃以上であり、当該ガラス転移温度の上限値は、可撓性、耐ブロッキング性、基材に対する密着性および耐引っ掻き傷性を向上させる観点から、好ましくは120℃以下、より好ましくは110℃以下である。内層を構成するポリマーのガラス転移温度は、内層用モノマー成分に用いられるモノマーの種類およびその量を調整することによって容易に調整することができる。
なお、本明細書において、ポリマーのガラス転移温度(Tg)は、当該ポリマーの原料として用いられるモノマー成分に使用されているモノマーのホモポリマーのガラス転移温度を用いて、式:
1/Tg=Σ(Wm/Tgm)/100
〔式中、Wmは樹脂層を構成する内層用モノマー成分におけるモノマーmの含有率(質量%)、Tgmはモノマーmのホモポリマーのガラス転移温度(絶対温度:K)を示す〕
で表されるフォックス(Fox)の式に基づいて求められた温度を意味する。
本明細書においては、ポリマーのガラス転移温度は、特に断りがない限り、前記フォックス(Fox)の式に基づいて求められたガラス転移温度を意味する。
内層および外層を有するエマルション粒子を構成するポリマー全体のガラス転移温度は、当該内層および外層を形成させる際に用いられたすべてのモノマー成分に使用されているモノマーからなるホモポリマーのガラス転移温度を用いて、前記フォックス(FOX)の式に基づいて求められたガラス転移温度を意味する。
なお、特殊モノマー、多官能モノマーなどのようにガラス転移温度が不明のモノマーについては、モノマー成分における当該ガラス転移温度が不明のモノマーの合計量が質量分率で10質量%以下である場合、ガラス転移温度が判明しているモノマーのみを用いてガラス転移温度が求められる。モノマー成分におけるガラス転移温度が不明のモノマーの合計量が質量分率で10質量%を超える場合には、ポリマーのガラス転移温度は、示差走査熱量分析(DSC)、示差熱量分析(DTA)、熱機械分析(TMA)などによって求められる。
ポリマーのガラス転移温度は、例えば、メチルメタクリレートのホモポリマーでは105℃、2-エチルヘキシルアクリレートのホモポリマーでは-70℃、n-ブチルアクリレートのホモポリマーでは-56℃、n-ブチルメタクリレートのホモポリマーでは20℃、2-ヒドロキシエチルメタクリレートのホモポリマーでは55℃、アクリル酸のホモポリマーでは95℃、メタクリル酸のホモポリマーでは130℃、スチレンのホモポリマーでは100℃、4-メタクリロイルオキシ-1,2,2,6,6-ペンタメチルピペリジンのホモポリマーでは130℃、シクロヘキシルメタクリレートのホモポリマーでは83℃である。
次に、内層を構成するエマルション粒子を含有する樹脂エマルションに外層用モノマー成分を添加し、当該外層用モノマー成分を乳化重合させることにより、内層および外層を有するエマルション粒子を含有する樹脂エマルションが得られる。
前記で得られた樹脂エマルションに含まれている内層を構成するエマルション粒子上に外層を形成させる場合には、前記樹脂エマルション中で前記と同様にして外層用モノマー成分を乳化重合させることにより、内層を構成するエマルション粒子上に外層を形成させることができる。
内層を構成するエマルション粒子上に外層を形成させる場合、内層を構成するエマルション粒子を製造する際の重合反応率が90%以上、好ましくは95%以上に到達した後に外層を形成させるための外層用モノマー成分を乳化重合させることが、エマルション粒子内に内層と外層との層分離構造を形成させる観点から好ましい。
外層用モノマー成分に用いられるモノマーとしては、内層用モノマー成分に用いられるモノマー成分と同様に、単官能モノマーおよび多官能モノマーが挙げられる。単官能モノマーおよび多官能モノマーは、それぞれ単独で用いてもよく、併用してもよい。外層用モノマー成分に多官能モノマーのみを使用することが考えられるが、通常、単官能モノマーのみを使用するか、または単官能モノマーと多官能モノマーとを併用する。
単官能モノマーの代表例として、前記内層用モノマー成分に用いられるエチレン性不飽和モノマーなどのラジカル重合性モノマーを例示することができる。エチレン性不飽和モノマーとしては、例えば、アルキル(メタ)アクリレート、水酸基含有(メタ)アクリレート、アラルキル(メタ)アクリレート、アルコキシアルキル(メタ)アクリレート、カルボキシル基含有エチレン性不飽和モノマー、オキソ基含有エチレン性不飽和モノマー、フッ素原子含有エチレン性不飽和モノマー、窒素原子含有エチレン性不飽和モノマー、スチレン系モノマー、エポキシ基含有エチレン性不飽和モノマー、シラン基含有エチレン性不飽和モノマー、カルボニル基含有エチレン性不飽和モノマー、アジリジニル基含有エチレン性不飽和モノマーなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのエチレン性不飽和モノマーは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。アルキル(メタ)アクリレート、水酸基含有(メタ)アクリレート、アラルキル(メタ)アクリレート、アルコキシアルキル(メタ)アクリレート、カルボキシル基含有エチレン性不飽和モノマー、オキソ基含有エチレン性不飽和モノマー、フッ素原子含有エチレン性不飽和モノマー、窒素原子含有エチレン性不飽和モノマー、スチレン系モノマー、エポキシ基含有エチレン性不飽和モノマー、シラン基含有エチレン性不飽和モノマー、カルボニル基含有エチレン性不飽和モノマーおよびアジリジニル基含有エチレン性不飽和モノマーとしては、前記内層用モノマー成分に用いられるものと同様のものを例示することができる。これらのモノマーは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
カルボキシル基含有エチレン性不飽和モノマーのなかでは、エマルション粒子の分散安定性を向上させる観点から、アクリル酸、メタクリル酸およびイタコン酸が好ましく、アクリル酸およびメタクリル酸がより好ましい。スチレン系モノマーのなかでは、可撓性、耐ブロッキング性、基材に対する密着性および耐引っ掻き傷性を向上させる観点から、スチレン、アルキル基の炭素数が1~4であるアルキルキルスチレンおよびアルコキシ基の炭素数が1~4であるアルコキシスチレンが好ましく、スチレンおよびアルキル基の炭素数が1~4であるアルキルキルスチレンがより好ましく、スチレンおよびアルキル基の炭素数が1または2であるアルキルキルスチレンがさらに好ましく、スチレンがさらに一層好ましい。
多官能モノマーとしては、前記内層用モノマー成分に用いられるものと同様のものを例示することができる。
外層用モノマー成分には、エマルション粒子に紫外線安定性または紫外線吸収性を付与する観点から、本発明の目的が阻害されない範囲内で、紫外線安定性モノマー、紫外線吸収性モノマーなどを含有させることが好ましい。紫外線安定性モノマーおよび紫外線吸収性モノマーとしては、前記内層用モノマー成分に用いられるものと同様のものを例示することができる。
外層用モノマー成分は、可撓性、耐ブロッキング性、基材に対する密着性および耐引っ掻き傷性を向上させる観点、アルキル(メタ)アクリレート、スチレン系モノマー、水酸基含有(メタ)アクリレートおよび紫外線安定性モノマーを含有することが好ましく、アルキル基の炭素数が1~8であるアルキル(メタ)アクリレート、スチレン系モノマーおよび紫外線安定性モノマーを含有することがより好ましい。
外層用モノマー成分におけるアルキル(メタ)アクリレートの含有率は、可撓性、耐ブロッキング性、基材に対する密着性および耐引っ掻き傷性を向上させる観点から、好ましくは40~97質量%、より好ましくは45~95質量%である。外層用モノマー成分におけるアルキル基の炭素数が1~3であるアルキル(メタ)アクリレート、好ましくはメチル(メタ)アクリレートの含有率は、可撓性、耐ブロッキング性、基材に対する密着性および耐引っ掻き傷性を向上させる観点から、好ましくは5~50質量%、より好ましくは10~45質量%である。外層用モノマー成分におけるアルキル基の炭素数が4~8であるアルキル(メタ)アクリレートの含有率は、可撓性、耐ブロッキング性、基材に対する密着性および耐引っ掻き傷性を向上させる観点から、好ましくは30~75質量%、より好ましくは35~70質量%である。
外層用モノマー成分におけるスチレン系モノマーの含有率は、可撓性、耐ブロッキング性、基材に対する密着性および耐引っ掻き傷性を向上させる観点から、好ましくは0~50質量%、より好ましくは0~45質量%である。
外層用モノマー成分におけるスチレン系モノマーの含有率は、可撓性、耐ブロッキング性、基材に対する密着性および耐引っ掻き傷性を向上させる観点から、好ましくは20~100質量%、より好ましくは30~97質量%である。
外層用モノマー成分における水酸基含有(メタ)アクリレートの含有率は、可撓性、耐ブロッキング性、基材に対する密着性および耐引っ掻き傷性を向上させる観点から、好ましくは0.5~10質量%、より好ましくは1~5質量%である。
外層用モノマー成分における紫外線安定性モノマーの含有率は、可撓性、耐ブロッキング性、基材に対する密着性および耐引っ掻き傷性を向上させる観点から、好ましくは0.5~10質量%、より好ましくは1~5質量%である。
外層用モノマー成分を乳化重合させる方法、重合反応条件などは、いずれも内層用モノマー成分を乳化重合させる方法、重合反応条件などと同様であればよい。
以上のようにして内層を構成するエマルション粒子を含有する樹脂エマルション中で外層用モノマー成分を乳化重合させることにより、内層および外層を有するエマルション粒子を含有する樹脂エマルションが得られる。なお、外層を構成するポリマーは、必要により架橋構造を有していてもよい。
外層を構成するポリマーのガラス転移温度は、可撓性、耐ブロッキング性、基材に対する密着性および耐引っ掻き傷性を向上させる観点から、10℃以下、好ましくは5℃以下、さらに好ましくは0℃以下であり、当該ガラス転移温度の下限値は、可撓性、耐ブロッキング性、基材に対する密着性および耐引っ掻き傷性を向上させる観点から、好ましくは-50℃以上、より好ましくは-45℃以上、さらに好ましくは-40℃以上である。外層を構成するポリマーのガラス転移温度は、外層用モノマー成分に用いられるモノマーの種類およびその量を調整することによって容易に調整することができる。
内層のポリマーのガラス転移温度と外層のポリマーのガラス転移温度との差は、可撓性、耐ブロッキング性、基材に対する密着性および耐引っ掻き傷性を向上させる観点から、好ましくは50~150℃、より好ましくは60~145℃、さらに好ましくは70~140℃、さらに一層好ましくは80~135℃である。
エマルション粒子を構成している全ポリマーのガラス転移温度は、可撓性、耐ブロッキング性、基材に対する密着性および耐引っ掻き傷性を向上させる観点から、好ましくは-30~45℃、より好ましくは-25~40℃、さらに好ましくは-20~35℃である。エマルション粒子を構成する全ポリマーのガラス転移温度は、内層用モノマー成分および外層用モノマー成分に用いられるモノマーの種類およびその量を調整することによって容易に調整することができる。
エマルション粒子の樹脂層全体の酸価は、可撓性、耐ブロッキング性、基材に対する密着性および耐引っ掻き傷性を向上させる観点から、好ましくは5mgKOH/g以下、より好ましくは3mgKOH/g以下、さらに好ましくは1mgKOH/g以下、さらに一層好ましくは0.5mgKOH/g以下、特に好ましくは0.3mgKOH/g以下である。なお、酸価は、主としてエマルション粒子が有するカルボキシル基に由来するものであり、エマルション粒子1gを水酸化カリウムで中和させる際に必要な水酸化カリウムの量(mg)を意味する。酸価は、エマルション粒子の原料として用いられる全モノマー成分に含まれている酸基含有エチレン性不飽和モノマーの量に基づいて算出することができる。
樹脂エマルションに含まれるエマルション粒子は、2段の乳化重合によって調製された内層と外層の2層の樹脂層を有するものであってもよく、本発明の目的が阻害されない範囲で、内層の下層、内層と外層との間の中間層、外層の上層などの前記内層および外層以外の樹脂層が形成されていてもよい。
エマルション粒子が有する樹脂層の数は、可撓性、耐ブロッキング性、基材に対する密着性および耐引っ掻き傷性を向上させる観点から、2層以上であり、好ましくは2層または3層であり、より好ましくは2層である。なお、エマルション粒子が有する複数の樹脂層の各境界は、必ずしも明確である必要がなく、隣接する樹脂層同士が互いに混ざり合っていてもよい。
内層を構成している樹脂層と外層を構成している樹脂層との質量比(内層を構成している樹脂層/外層を構成している樹脂層)は、可撓性、耐ブロッキング性、基材に対する密着性および耐引っ掻き傷性を向上させる観点から、好ましくは10/90~90/10、より好ましくは20/80~80/20、さらに好ましくは30/70~70/30、さらに一層好ましくは40/60~60/40である。
エマルション粒子に含まれている全ポリマーの重量平均分子量は、可撓性、耐ブロッキング性、基材に対する密着性および耐引っ掻き傷性を向上させる観点から、好ましくは10万以上、より好ましくは30万以上、さらに好ましくは40万以上、さらに一層好ましくは50万以上である。当該ポリマーの重量平均分子量の上限値は、架橋構造を有する場合、その重量平均分子量を測定することが困難なため、特に限定されないが、架橋構造を有しない場合には、可撓性、耐ブロッキング性、基材に対する密着性および耐引っ掻き傷性を向上させる観点から、400万以下であることが好ましい。
本発明において、エマルション粒子に含まれている全ポリマーの重量平均分子量は、RI検出器を装備したゲルパーミエイションクロマトグラフィー〔東ソー(株)製、品番:HLC-8120GPC、カラム:TSKgel G-5000HXLとTSKgel GMHXL-Lとを直列に使用、展開溶媒:テトラヒドロフラン(THF)〕を用いて作成されるゲルパーミエイションクロマトグラフィーのチャートと、東ソー(株)製の標準ポリスチレンF-450、A-5000、A-1000およびA-300を用いて作成される校正曲線から求められた重量平均分子量(ポリスチレン換算)を意味する。
以上のようにして得られた樹脂エマルションは、本発明の水性インク用樹脂エマルションとして用いることができる。
エマルション粒子の平均粒子径は、エマルション粒子自体の機械的安定性を向上させる観点から、好ましくは50nm以上、より好ましくは100nm以上、さらに好ましくは200nm以上であり、透明性に優れ、耐水性および凍結融解繰り返し安定性に優れた塗膜を形成する観点から、好ましくは400nm以下、より好ましくは350nm以下、さらに好ましくは300nm以下である。なお、本発明において、エマルション粒子の平均粒子径は、動的光散乱法による粒度分布測定器〔大塚電子(株)製、品番:FPAR-1000〕を用いて測定したときのキュムラント法で得られた値である。
水性インク用樹脂エマルションの不揮発分量は、水性インクの生産性を向上させる観点から、好ましくは10質量%以上、より好ましくは20質量%以上であり、水性インクの取り扱い性を向上させる観点から、好ましくは70質量%以下、より好ましくは60質量%以下である。本発明において、水性インク用樹脂エマルションの不揮発分量は、水性インク用樹脂エマルション1gを秤量し、熱風乾燥機で120℃の温度で1時間乾燥させ、得られた乾燥残渣を不揮発分とし、式:
〔水性インク用樹脂エマルションの不揮発分量(質量%)〕
=(〔乾燥残渣の質量〕÷〔水性インク用樹脂エマルション1g〕)×100
に基づいて求められた値である。
水性インク用樹脂エマルションの最低造膜温度は、基材に対する密着性を向上させる観点から、好ましくは60℃以下、より好ましくは50℃以下、さらに好ましくは40℃以下であり、耐水性および耐ブロッキング性を向上させる観点から、好ましくは-5℃以上、より好ましくは5℃以上、さらに好ましくは10℃以上である。なお、水性インク用樹脂エマルションの最低造膜温度は、熱勾配試験機の上に置いたガラス板上にエマルションを厚さが0.2mmとなるようにアプリケーターで塗工して乾燥させ、クラックが生じたときの温度を意味する。
本発明の水性インクは、水性インク用樹脂エマルションおよび着色剤を含有する。着色剤の色相としては、例えば、ホワイト、ブラック、グレーなどの無彩色およびイエロー、マゼンタ、シアン、ブルー、レッド、オレンジ、グリーンなどの有彩色が挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
着色剤としては、顔料および染料が挙げられる。これらのなかでは、耐候性に優れていることから、顔料が好ましい。顔料を用いる場合、当該顔料は、例えば、ペーストなどの顔料分散液の形態で用いてもよい。顔料としては、有機顔料および無機顔料が挙げられ、これらは、それぞれ単独で用いてもよく、併用してもよい。
有機顔料としては、例えば、ベンジジン、ハンザイエローなどのアゾ顔料、アゾメチン顔料、メチン顔料、アントラキノン顔料、フタロシアニンブルーなどのフタロシアニン顔料、ペリノン顔料、ペリレン顔料、ジケトピロロピロール顔料、チオインジゴ顔料、イミノイソインドリン顔料、イミノイソインドリノン顔料、キナクリドンレッドやキナクリドンバイオレットなどのキナクリドン顔料、フラバントロン顔料、インダントロン顔料、アントラピリミジン顔料、カルバゾール顔料、モノアリーライドイエロー、ジアリーライドイエロー、ベンゾイミダゾロンイエロー、トリルオレンジ、ナフトールオレンジ、キノフタロン顔料などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの有機顔料は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。好ましい有機顔料としては、例えば、C.I.ピグメント・イエロー、C.I.ピグメント・レッド、C.I.ピグメント・オレンジ、C.I.ピグメント・バイオレット、C.I.ピグメント・ブルー、C.I.ピグメント・グリーンなどが挙げられる。
無機顔料としては、例えば、二酸化チタン、三酸化アンチモン、亜鉛華、リトポン、鉛白、赤色酸化鉄、黒色酸化鉄、酸化鉄、酸化クロムグリーン、カーボンブラック、黄鉛、モリブデン赤、フェロシアン化第二鉄(プルシアンブルー)、ウルトラマリン、クロム酸鉛などをはじめ、雲母(マイカ)、クレー、アルミニウム粉末、タルク、ケイ酸アルミニウムなどの扁平形状を有する顔料、炭酸カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、硫酸バリウム、炭酸マグネシウムなどの体質顔料などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの無機顔料は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
顔料の平均粒子径は、水性インクにおける分散安定性を向上させる観点から、好ましくは30nm以上、より好ましくは50nm以上であり、インクジェット用水性インクとして使用したとき、ノズルの目詰まりを防止し、ノズルヘッドからの水性インクの吐出安定性を高める観点から、好ましくは200nm以下、より好ましくは150nm以下である。なお、顔料の平均粒子径は、レーザー回折散乱法 粒度分布測定装置〔ベックマン・コールター社製、品番:LS13320〕を用いて測定された体積平均粒子径を意味する。
染料としては、例えば、C.I.ソルベント・ブラック、C.I.ソルベント・レッド、C.I.ソルベント・イエロー、C.I.ソルベント・ブルー、C.I.ソルベント・グリーン、C.I.ソルベント・オレンジ、C.I.ソルベント・バイオレットなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
水性インクに用いられる水性インク用樹脂エマルションの不揮発分100質量部あたりの着色剤の量は、水性インクで形成された印字または画像を十分に着色させる観点から、好ましくは50質量部以上、より好ましくは100質量部以上であり、均一な塗膜を形成させる観点から、好ましくは300質量部以下、より好ましくは200質量部以下である。
なお、水性インクにおける着色剤の分散性を向上させる観点から、当該水性インクには、水をはじめ水溶性有機溶媒を含有させてもよい。水溶性有機溶媒としては、例えば、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、1,3-プロパンジオール、グリセリン、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコールなどの多価アルコール;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、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノイソブチルエーテルなどのエチレングリコールモノエーテル;ジ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エチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノイソプロピルエーテル、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イソブチルエーテルなどのジエチレングリコールモノエーテル;プロピ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エチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノイソプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノイソブチルエーテルなどのプロピレングリコールモノエーテル;ポリエチレングリコールモノメチルエーテル、ポリエチレングリコールモノエチルエーテル、ポリエチレングリコールモノプロピルエーテル、ポリエチレングリコールモノイソプロピルエーテル、ポリエチレングリコールモノブチルエーテル、ポリエチレングリコールモノイソブチルエーテルなどのポリエチレングリコールモノエーテル;ポリプロピレングリコールモノメチルエーテル、ポリプロピレングリコールモノエチルエーテル、ポリプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ポリプロピレングリコールモノイソプロピルエーテル、ポリプロピレングリコールモノブチルエーテル、ポリプロピレングリコールモノイソブチルエーテルなどのポリプロピレングリコールモノエーテルなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの水溶性有機溶媒は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。これらの水溶性有機溶媒のなかではジエチレングリコール、トリ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モノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノイソプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルおよびジエチレングリコールモノイソブチルエーテルが好ましい。
水溶性有機溶媒の量は、水性インクに含まれる着色剤の種類およびその量などによって異なるので一概には決定することができないことから、水性インクに含まれる着色剤の種類およびその量などに応じて適宜決定することが好ましい。
本発明の水性インクは、前記水性インク用樹脂エマルションおよび着色剤を含有するものであるが、本発明の目的が阻害されない範囲内で、前記水性インク用樹脂エマルション以外の樹脂エマルション、水溶性樹脂、水分散性樹脂などの樹脂が含まれていてもよい。また、本発明の水性インクには、本発明の目的が阻害されない範囲内で、例えば、界面活性剤、成膜助剤、紫外線吸収剤、紫外線防止剤、充填剤、レベリング剤、分散剤、増粘剤、湿潤剤、可塑剤、安定剤、酸化防止剤などの添加剤が適量で含まれていてもよい。
本発明の水性インクの不揮発分量は、水性インクの生産性を向上させる観点から、好ましくは10質量%以上、より好ましくは20質量%以上であり、水性インクの取り扱い性を向上させる観点から、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。本発明において、本発明の水性インクの不揮発分量は、前記水性インク用樹脂エマルションの不揮発分量と同様にして測定したときの値である。
本発明においては、例えば、インクジェット記録装置などを用いて本発明の水性インクを記録媒体上に所定のパターンで吐出することにより、所定のパターンを有する印字または画像を形成することができる。
記録媒体としては、例えば、紙をはじめ、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンなどの樹脂フィルムが積層された紙(コート紙など)、アルミニウム、亜鉛、銅などの金属板、セルロース、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリビニルアセタール、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂などの樹脂フィルム、金属被膜を有する紙、金属被膜を有する樹脂フィルムなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
また、本発明においては、例えば、インクジェット記録装置などを用いて本発明の水性インクを綿などの天然繊維、ポリエステル繊維、アクリル繊維、ポリアミド繊維などの合成繊維などからなる布帛などの繊維製品に捺染することにより、所望のデザインを当該繊維製品に付与することができる。
以上のようにして得られる本発明の水性インクは、可撓性、耐ブロッキング性、基材に対する密着性および耐引っ掻き傷性に総合的に優れているので、例えば、インクジェット用水性インク、フレキソ印刷用インク、オフセット印刷用インク、リソグラフ印刷用インク、グラビア印刷用インク、スクリーン印刷用インクなどのインク、なかでも特にインクジェット用水性インクとして好適に使用することができる。
次に本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではない。
実施例1
滴下ロート、撹拌機、窒素ガス導入管、温度計および還流冷却管を備えたフラスコ内に脱イオン水767gを仕込んだ。滴下ロートに脱イオン水169g、乳化剤〔(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソープSR-20〕の25%水溶液70g、2-エチルヘキシルアクリレート17gおよびスチレン483gからなる1段目滴下用プレエマルションを調製し、そのうち全モノマー成分の総量の2質量%にあたる30gをフラスコ内に添加し、ゆるやかに窒素ガスを吹き込みながら80℃まで昇温し、5%過硫酸アンモニウム水溶液30gを添加し、重合を開始した。その後、滴下用プレエマルションの残部と5%過硫酸アンモニウム水溶液20gを120分間にわたりフラスコ内に均一に滴下した。
滴下終了後、フラスコの内容物を80℃で60分間維持し、引き続いて脱イオン水169g、乳化剤〔(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソープSR-20〕の25%水溶液70g、2-エチルヘキシルアクリレート236g、メチルメタクリレート224g、2-ヒドロキシエチルメタクリレート20gおよび紫外線安定性モノマーとして4-(メタ)アクリロイルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン〔(株)ADEKA製、商品名:アデカスタブLA-87〕10gからなる2段目滴下用プレエマルションおよび5%過硫酸アンモニウム水溶液10gを60分間にわたって均一にフラスコ内に滴下した。
滴下終了後、フラスコの内容物を80℃で60分間維持し、25%アンモニア水を添加することによってpHを9に調整し、重合反応を終了した。得られた反応液を室温まで冷却した後、300メッシュ(JISメッシュ、以下同様)の金網で濾過し、水性インク用樹脂エマルションを得た。
なお、各実施例および各比較例において、前記pHは、pHメーター〔(株)堀場製作所製、品番:F-23〕を用いて25℃で測定したときの値である。
前記得られた水性インク用樹脂エマルションにおける不揮発分の含有率は45質量%であり、当該水性インク用樹脂エマルションに含まれるエマルション粒子は、2層構造を有しており、エマルション粒子の平均粒子径は200nm、エマルション粒子を構成するポリマーの重量平均分子量は620000であった。エマルション粒子の内層のガラス転移温度は90℃であり、外層のガラス転移温度は-5℃であり、内層と外層のガラス転移温度の差は95℃であり、エマルション粒子の樹脂層全体のガラス転移温度は35℃であった。また、エマルション粒子の樹脂層全体の酸価は0.1mgKOH/g未満であ
った。
実施例2
滴下ロート、撹拌機、窒素ガス導入管、温度計および還流冷却管を備えたフラスコ内に脱イオン水767gを仕込んだ。滴下ロートに脱イオン水169g、乳化剤〔(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソープSR-20〕の25%水溶液70g、2-エチルヘキシルアクリレート25g、メチルメタクリレート270g、スチレン200gおよびアクリル酸5gからなる1段目滴下用プレエマルションを調製し、そのうち全モノマー成分の総量の2質量%にあたる30gをフラスコ内に添加し、ゆるやかに窒素ガスを吹き込みながら80℃まで昇温し、5%過硫酸アンモニウム水溶液30gを添加し、重合を開始した。その後、滴下用プレエマルションの残部と5%過硫酸アンモニウム水溶液20gを120分間にわたりフラスコ内に均一に滴下した。
滴下終了後、フラスコの内容物を80℃で60分間維持し、引き続いて脱イオン水169g、乳化剤〔(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソープSR-20〕の25%水溶液70g、2-エチルヘキシルアクリレート194g、メチルメタクリレート66g、スチレン200g、2-ヒドロキシエチルメタクリレート20gおよび紫外線安定性モノマーとして4-(メタ)アクリロイルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン〔(株)ADEKA製、商品名:アデカスタブLA-87〕20gからなる2段目滴下用プレエマルションおよび5%過硫酸アンモニウム水溶液10gを60分間にわたって均一にフラスコ内に滴下した。
滴下終了後、フラスコの内容物を80℃で60分間維持し、25%アンモニア水を添加することによってpHを9に調整し、重合反応を終了した。得られた反応液を室温まで冷却した後、300メッシュの金網で濾過し、水性インク用樹脂エマルションを得た。
前記得られた水性インク用樹脂エマルションにおける不揮発分の含有率は45質量%であり、当該水性インク用樹脂エマルションに含まれるエマルション粒子は、2層構造を有しており、エマルション粒子の平均粒子径は230nm、エマルション粒子を構成するポリマーの重量平均分子量は600000であった。エマルション粒子の内層のガラス転移温度は87℃であり、外層のガラス転移温度は8℃であり、内層と外層のガラス転移温度の差は79℃であり、エマルション粒子の樹脂層全体のガラス転移温度は40℃であった。また、エマルション粒子の樹脂層全体の酸価は4mgKOH/gであった。
実施例3
滴下ロート、撹拌機、窒素ガス導入管、温度計および還流冷却管を備えたフラスコ内に脱イオン水767gを仕込んだ。滴下ロートに脱イオン水169g、乳化剤〔(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソープSR-10〕の25%水溶液100g、2-エチルヘキシルアクリレート17gおよびスチレン483gからなる1段目滴下用プレエマルションを調製し、そのうち全モノマー成分の総量の2質量%にあたる30gをフラスコ内に添加し、ゆるやかに窒素ガスを吹き込みながら80℃まで昇温し、5%過硫酸アンモニウム水溶液30gを添加し、重合を開始した。その後、滴下用プレエマルションの残部と5%過硫酸アンモニウム水溶液20gを120分間にわたりフラスコ内に均一に滴下した。
滴下終了後、フラスコの内容物を80℃で60分間維持し、引き続いて脱イオン水169g、乳化剤〔(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソープSR-10〕の25%水溶液100g、2-エチルヘキシルアクリレート236g、メチルメタクリレート224g、2-ヒドロキシエチルメタクリレート20gおよび紫外線安定性モノマーとして4-(メタ)アクリロイルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン〔(株)ADEKA製、商品名:アデカスタブLA-87〕20gからなる2段目滴下用プレエマルションおよび5%過硫酸アンモニウム水溶液10gを60分間にわたって均一にフラスコ内に滴下した。
滴下終了後、フラスコの内容物を80℃で60分間維持し、25%アンモニア水を添加することによってpHを9に調整し、重合反応を終了した。得られた反応液を室温まで冷却した後、300メッシュの金網で濾過し、水性インク用樹脂エマルションを得た。
前記得られた水性インク用樹脂エマルションにおける不揮発分の含有率は45質量%であり、当該水性インク用樹脂エマルションに含まれるエマルション粒子は、2層構造を有しており、エマルション粒子の平均粒子径は200nm、エマルション粒子を構成するポリマーの重量平均分子量は620000であった。エマルション粒子の内層のガラス転移温度は90℃であり、外層のガラス転移温度は-5℃であり、内層と外層のガラス転移温度の差は95℃であり、エマルション粒子の樹脂層全体のガラス転移温度は35℃であった。また、エマルション粒子の樹脂層全体の酸価は0.1mgKOH/g未満であった。
実施例4
滴下ロート、撹拌機、窒素ガス導入管、温度計および還流冷却管を備えたフラスコ内に脱イオン水767gを仕込んだ。滴下ロートに脱イオン水169g、乳化剤〔(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソープSR-10〕の25%水溶液50g、2-エチルヘキシルアクリレート17gおよびスチレン483gからなる1段目滴下用プレエマルションを調製し、そのうち全モノマー成分の総量の2質量%にあたる30gをフラスコ内に添加し、ゆるやかに窒素ガスを吹き込みながら80℃まで昇温し、5%過硫酸アンモニウム水溶液30gを添加し、重合を開始した。その後、滴下用プレエマルションの残部と5%過硫酸アンモニウム水溶液20gを120分間にわたりフラスコ内に均一に滴下した。
滴下終了後、フラスコの内容物を80℃で60分間維持し、引き続いて脱イオン水169g、乳化剤〔(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソープSR-10〕の25%水溶液50g、2-エチルヘキシルアクリレート236g、メチルメタクリレート224g、2-ヒドロキシエチルメタクリレート20gおよび紫外線安定性モノマーとして4-(メタ)アクリロイルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン〔(株)ADEKA製、商品名:アデカスタブLA-87〕20gからなる2段目滴下用プレエマルションおよび5%過硫酸アンモニウム水溶液10gを60分間にわたって均一にフラスコ内に滴下した。
滴下終了後、フラスコの内容物を80℃で60分間維持し、25%アンモニア水を添加することによってpHを9に調整し、重合反応を終了した。得られた反応液を室温まで冷却した後、300メッシュの金網で濾過し、水性インク用樹脂エマルションを得た。
前記得られた水性インク用樹脂エマルションにおける不揮発分の含有率は45質量%であり、当該水性インク用樹脂エマルションに含まれるエマルション粒子は、2層構造を有しており、エマルション粒子の平均粒子径は250nm、エマルション粒子を構成するポリマーの重量平均分子量は620000であった。エマルション粒子の内層のガラス転移温度は90℃であり、外層のガラス転移温度は-5℃であり、内層と外層のガラス転移温度の差は95℃であり、エマルション粒子の樹脂層全体のガラス転移温度は35℃であった。また、エマルション粒子の樹脂層全体の酸価は0.1mgKOH/g未満であった。
実施例5
滴下ロート、撹拌機、窒素ガス導入管、温度計および還流冷却管を備えたフラスコ内に脱イオン水767gを仕込んだ。滴下ロートに脱イオン水169g、乳化剤〔(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソープSR-10〕の25%水溶液30g、2-エチルヘキシルアクリレート17gおよびスチレン483gからなる1段目滴下用プレエマルションを調製し、そのうち全モノマー成分の総量の2質量%にあたる30gをフラスコ内に添加し、ゆるやかに窒素ガスを吹き込みながら80℃まで昇温し、5%過硫酸アンモニウム水溶液30gを添加し、重合を開始した。その後、滴下用プレエマルションの残部と5%過硫酸アンモニウム水溶液20gを120分間にわたりフラスコ内に均一に滴下した。
滴下終了後、フラスコの内容物を80℃で60分間維持し、引き続いて脱イオン水169g、乳化剤〔(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソープSR-10〕の25%水溶液30g、2-エチルヘキシルアクリレート236g、メチルメタクリレート224g、2-ヒドロキシエチルメタクリレート20gおよび紫外線安定性モノマーとして4-(メタ)アクリロイルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン〔(株)ADEKA製、商品名:アデカスタブLA-87〕20gからなる2段目滴下用プレエマルションおよび5%過硫酸アンモニウム水溶液10gを60分間にわたって均一にフラスコ内に滴下した。
滴下終了後、フラスコの内容物を80℃で60分間維持し、25%アンモニア水を添加することによってpHを9に調整し、重合反応を終了した。得られた反応液を室温まで冷却した後、300メッシュの金網で濾過し、水性インク用樹脂エマルションを得た。
前記得られた水性インク用樹脂エマルションにおける不揮発分の含有率は45質量%であり、当該水性インク用樹脂エマルションに含まれるエマルション粒子は、2層構造を有しており、エマルション粒子の平均粒子径は280nm、エマルション粒子を構成するポリマーの重量平均分子量は620000であった。エマルション粒子の内層のガラス転移温度は90℃であり、外層のガラス転移温度は-5℃であり、内層と外層のガラス転移温度の差は95℃であり、エマルション粒子の樹脂層全体のガラス転移温度は35℃であった。また、エマルション粒子の樹脂層全体の酸価は0.1mgKOH/g未満であった。
実施例6
滴下ロート、撹拌機、窒素ガス導入管、温度計および還流冷却管を備えたフラスコ内に脱イオン水767gを仕込んだ。滴下ロートに脱イオン水169g、乳化剤〔(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソープSR-30〕の25%水溶液30g、メチルメタクリレート150gおよびスチレン350gからなる1段目滴下用プレエマルションを調製し、そのうち全モノマー成分の総量の2質量%にあたる30gをフラスコ内に添加し、ゆるやかに窒素ガスを吹き込みながら80℃まで昇温し、5%過硫酸アンモニウム水溶液30gを添加し、重合を開始した。その後、滴下用プレエマルションの残部と5%過硫酸アンモニウム水溶液20gを120分間にわたりフラスコ内に均一に滴下した。
滴下終了後、フラスコの内容物を80℃で60分間維持し、引き続いて脱イオン水169g、乳化剤〔(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソープSR-30〕の25%水溶液30g、2-エチルヘキシルアクリレート287g、メチルメタクリレート188g、2-ヒドロキシエチルメタクリレート5gおよび紫外線安定性モノマーとして4-(メタ)アクリロイルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン〔(株)ADEKA製、商品名:アデカスタブLA-87〕20gからなる2段目滴下用プレエマルションおよび5%過硫酸アンモニウム水溶液10gを60分間にわたって均一にフラスコ内に滴下した。
滴下終了後、フラスコの内容物を80℃で60分間維持し、25%アンモニア水を添加することによってpHを9に調整し、重合反応を終了した。得られた反応液を室温まで冷却した後、300メッシュの金網で濾過し、水性インク用樹脂エマルションを得た。
前記得られた水性インク用樹脂エマルションにおける不揮発分の含有率は45質量%であり、当該水性インク用樹脂エマルションに含まれるエマルション粒子は、2層構造を有しており、エマルション粒子の平均粒子径は300nm、エマルション粒子を構成するポリマーの重量平均分子量は600000であった。エマルション粒子の内層のガラス転移温度は101℃であり、外層のガラス転移温度は-20℃であり、内層と外層のガラス転移温度の差は121℃であり、エマルション粒子の樹脂層全体のガラス転移温度は30℃であった。また、エマルション粒子の樹脂層全体の酸価は0.1mgKOH/g未満であった。
実施例7
滴下ロート、撹拌機、窒素ガス導入管、温度計および還流冷却管を備えたフラスコ内に脱イオン水767gを仕込んだ。滴下ロートに脱イオン水68g、乳化剤〔(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソープSR-20〕の25%水溶液28g、2-エチルヘキシルアクリレート7gおよびスチレン193gからなる1段目滴下用プレエマルションを調製し、そのうち全モノマー成分の総量の2質量%にあたる30gをフラスコ内に添加し、ゆるやかに窒素ガスを吹き込みながら80℃まで昇温し、5%過硫酸アンモニウム水溶液30gを添加し、重合を開始した。その後、滴下用プレエマルションの残部と5%過硫酸アンモニウム水溶液20gを120分間にわたりフラスコ内に均一に滴下した。
滴下終了後、フラスコの内容物を80℃で60分間維持し、引き続いて脱イオン水271g、乳化剤〔(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソープSR-20〕の25%水溶液112g、2-エチルヘキシルアクリレート550g、メチルメタクリレート200g、2-ヒドロキシエチルメタクリレート20gおよび紫外線安定性モノマーとして4-(メタ)アクリロイルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン〔(株)ADEKA製、商品名:アデカスタブLA-87〕30gからなる2段目滴下用プレエマルションおよび5%過硫酸アンモニウム水溶液10gを60分間にわたって均一にフラスコ内に滴下した。
滴下終了後、フラスコの内容物を80℃で60分間維持し、25%アンモニア水を添加することによってpHを9に調整し、重合反応を終了した。得られた反応液を室温まで冷却した後、300メッシュの金網で濾過し、水性インク用樹脂エマルションを得た。
前記得られた水性インク用樹脂エマルションにおける不揮発分の含有率は45質量%であり、当該水性インク用樹脂エマルションに含まれるエマルション粒子は、2層構造を有しており、エマルション粒子の平均粒子径は240nm、エマルション粒子を構成するポリマーの重量平均分子量は580000であった。エマルション粒子の内層のガラス転移温度は89℃であり、外層のガラス転移温度は-36℃であり、内層と外層のガラス転移温度の差は125℃であり、エマルション粒子の樹脂層全体のガラス転移温度は-18℃であった。また、エマルション粒子の樹脂層全体の酸価は0.1mgKOH/g未満であった。
実施例8
滴下ロート、撹拌機、窒素ガス導入管、温度計および還流冷却管を備えたフラスコ内に脱イオン水767gを仕込んだ。滴下ロートに脱イオン水68g、乳化剤〔(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソープSR-20〕の25%水溶液28g、2-エチルヘキシルアクリレート7gおよびスチレン193gからなる1段目滴下用プレエマルションを調製し、そのうち全モノマー成分の総量の2質量%にあたる30gをフラスコ内に添加し、ゆるやかに窒素ガスを吹き込みながら80℃まで昇温し、5%過硫酸アンモニウム水溶液30gを添加し、重合を開始した。その後、滴下用プレエマルションの残部と5%過硫酸アンモニウム水溶液20gを120分間にわたりフラスコ内に均一に滴下した。
滴下終了後、フラスコの内容物を80℃で60分間維持し、引き続いて脱イオン水271g、乳化剤〔(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソープSR-20〕の25%水溶液112g、2-エチルヘキシルアクリレート450g、メチルメタクリレート300g、2-ヒドロキシエチルメタクリレート20gおよび紫外線安定性モノマーとして4-(メタ)アクリロイルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン〔(株)ADEKA製、商品名:アデカスタブLA-87〕30gからなる2段目滴下用プレエマルションおよび5%過硫酸アンモニウム水溶液10gを60分間にわたって均一にフラスコ内に滴下した。
滴下終了後、フラスコの内容物を80℃で60分間維持し、25%アンモニア水を添加することによってpHを9に調整し、重合反応を終了した。得られた反応液を室温まで冷却した後、300メッシュの金網で濾過し、水性インク用樹脂エマルションを得た。
前記得られた水性インク用樹脂エマルションにおける不揮発分の含有率は45質量%であり、当該水性インク用樹脂エマルションに含まれるエマルション粒子は、2層構造を有しており、エマルション粒子の平均粒子径は240nm、エマルション粒子を構成するポリマーの重量平均分子量は565000であった。エマルション粒子の内層のガラス転移温度は89℃であり、外層のガラス転移温度は-19℃であり、内層と外層のガラス転移温度の差は108℃であり、エマルション粒子の樹脂層全体のガラス転移温度は-3℃であった。また、エマルション粒子の樹脂層全体の酸価は0.1mgKOH/g未満であった。
実施例9
滴下ロート、撹拌機、窒素ガス導入管、温度計および還流冷却管を備えたフラスコ内に脱イオン水767gを仕込んだ。滴下ロートに脱イオン水169g、乳化剤〔第一工業製薬(株)製、商品名:アクアロンBC-10〕の25%水溶液50g、2-エチルヘキシルアクリレート17gおよびスチレン483gからなる1段目滴下用プレエマルションを調製し、そのうち全モノマー成分の総量の2質量%にあたる30gをフラスコ内に添加し、ゆるやかに窒素ガスを吹き込みながら80℃まで昇温し、5%過硫酸アンモニウム水溶液30gを添加し、重合を開始した。その後、滴下用プレエマルションの残部と5%過硫酸アンモニウム水溶液20gを120分間にわたりフラスコ内に均一に滴下した。
滴下終了後、フラスコの内容物を80℃で60分間維持し、引き続いて脱イオン水169g、乳化剤〔第一工業製薬(株)製、商品名:アクアロンBC-10〕の25%水溶液50g、2-エチルヘキシルアクリレート236g、メチルメタクリレート224g、2-ヒドロキシエチルメタクリレート20gおよび紫外線安定性モノマーとして4-(メタ)アクリロイルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン〔(株)ADEKA製、商品名:アデカスタブLA-87〕20gからなる2段目滴下用プレエマルションおよび5%過硫酸アンモニウム水溶液10gを60分間にわたって均一にフラスコ内に滴下した。
滴下終了後、フラスコの内容物を80℃で60分間維持し、25%アンモニア水を添加することによってpHを9に調整し、重合反応を終了した。得られた反応液を室温まで冷却した後、300メッシュの金網で濾過し、水性インク用樹脂エマルションを得た。
前記得られた水性インク用樹脂エマルションにおける不揮発分の含有率は45質量%であり、当該水性インク用樹脂エマルションに含まれるエマルション粒子は、2層構造を有しており、エマルション粒子の平均粒子径は250nm、エマルション粒子を構成するポリマーの重量平均分子量は620000であった。エマルション粒子の内層のガラス転移温度は90℃であり、外層のガラス転移温度は-5℃であり、内層と外層のガラス転移温度の差は95℃であり、エマルション粒子の樹脂層全体のガラス転移温度は35℃であった。また、エマルション粒子の樹脂層全体の酸価は0.1mgKOH/g未満であった。
比較例1
滴下ロート、撹拌機、窒素ガス導入管、温度計および還流冷却管を備えたフラスコ内に脱イオン水767gを仕込んだ。滴下ロートに脱イオン水169g、乳化剤〔(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソープSR-20〕の25%水溶液50g、2-エチルヘキシルアクリレート236g、メチルメタクリレート224g、2-ヒドロキシエチルメタクリレート20gおよび紫外線安定性モノマーとして4-(メタ)アクリロイルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン〔(株)ADEKA製、商品名:アデカスタブLA-87〕20gからなる1段目滴下用プレエマルションを調製し、そのうち全モノマー成分の総量の2質量%にあたる30gをフラスコ内に添加し、ゆるやかに窒素ガスを吹き込みながら80℃まで昇温し、5%過硫酸アンモニウム水溶液30gを添加し、重合を開始した。その後、滴下用プレエマルションの残部と5%過硫酸アンモニウム水溶液20gを120分間にわたりフラスコ内に均一に滴下した。
滴下終了後、フラスコの内容物を80℃で60分間維持し、引き続いて脱イオン水169g、乳化剤〔(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソープSR-20〕の25%水溶液70g、2-エチルヘキシルアクリレート17gおよびスチレン483gからなる2段目滴下用プレエマルションおよび5%過硫酸アンモニウム水溶液10gを60分間にわたって均一にフラスコ内に滴下した。
滴下終了後、フラスコの内容物を80℃で60分間維持し、25%アンモニア水を添加することによってpHを9に調整し、重合反応を終了した。得られた反応液を室温まで冷却した後、300メッシュの金網で濾過し、水性インク用樹脂エマルションを得た。
前記得られた水性インク用樹脂エマルションにおける不揮発分の含有率は45質量%であり、当該水性インク用樹脂エマルションに含まれるエマルション粒子は、2層構造を有しており、エマルション粒子の平均粒子径は250nm、エマルション粒子を構成するポリマーの重量平均分子量は530000であった。エマルション粒子の内層のガラス転移温度は-5℃であり、外層のガラス転移温度は90℃であり、内層と外層のガラス転移温度の差は-95℃であり、エマルション粒子の樹脂層全体のガラス転移温度は35℃であった。また、エマルション粒子の樹脂層全体の酸価は0.1mgKOH/g未満であった。
比較例2
滴下ロート、撹拌機、窒素ガス導入管、温度計および還流冷却管を備えたフラスコ内に脱イオン水767gを仕込んだ。滴下ロートに脱イオン水169g、乳化剤〔(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソープSR-20〕の25%水溶液70g、2-エチルヘキシルアクリレート130g、メチルメタクリレート185gおよびスチレン185gからなる1段目滴下用プレエマルションを調製し、そのうち全モノマー成分の総量の2質量%にあたる30gをフラスコ内に添加し、ゆるやかに窒素ガスを吹き込みながら80℃まで昇温し、5%過硫酸アンモニウム水溶液30gを添加し、重合を開始した。その後、滴下用プレエマルションの残部と5%過硫酸アンモニウム水溶液20gを120分間にわたりフラスコ内に均一に滴下した。
滴下終了後、フラスコの内容物を80℃で60分間維持し、引き続いて脱イオン水169g、乳化剤〔(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソープSR-20〕の25%水溶液70g、2-エチルヘキシルアクリレート130g、メチルメタクリレート165g、スチレン165g、2-ヒドロキシエチルメタクリレート20gおよび紫外線安定性モノマーとして4-(メタ)アクリロイルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン〔(株)ADEKA製、商品名:アデカスタブLA-87〕20gからなる2段目滴下用プレエマルションおよび5%過硫酸アンモニウム水溶液10gを60分間にわたって均一にフラスコ内に滴下した。
滴下終了後、フラスコの内容物を80℃で60分間維持し、25%アンモニア水を添加することによってpHを9に調整し、重合反応を終了した。得られた反応液を室温まで冷却した後、300メッシュの金網で濾過し、水性インク用樹脂エマルションを得た。
前記得られた水性インク用樹脂エマルションにおける不揮発分の含有率は45質量%であり、当該水性インク用樹脂エマルションに含まれるエマルション粒子は、2層構造を有しており、エマルション粒子の平均粒子径は240nm、エマルション粒子を構成するポリマーの重量平均分子量は520000であった。エマルション粒子の内層のガラス転移温度は35℃であり、外層のガラス転移温度は34℃であり、内層と外層のガラス転移温度の差は1℃であり、エマルション粒子の樹脂層全体のガラス転移温度は34℃であった。また、エマルション粒子の樹脂層全体の酸価は0.1mgKOH/g未満であった。
比較例3
滴下ロート、撹拌機、窒素ガス導入管、温度計および還流冷却管を備えたフラスコ内に脱イオン水747gを仕込んだ。滴下ロートに脱イオン水403g、乳化剤〔(株)ADEKA製、商品名:アデカリアソープSR-20〕の25%水溶液40g、2-エチルヘキシルアクリレート72g、スチレン867g、アクリル酸51g、2-ヒドロキシエチルメタクリレート10gおよび紫外線安定性モノマーとして4-(メタ)アクリロイルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン〔(株)ADEKA製、商品名:アデカスタブLA-87〕20gからなる滴下用プレエマルションを調製し、そのうち全モノマー成分の総量の2質量%にあたる30gをフラスコ内に添加し、ゆるやかに窒素ガスを吹き込みながら80℃まで昇温し、5%過硫酸アンモニウム水溶液30gを添加し、重合を開始した。その後、滴下用プレエマルションの残部と5%過硫酸アンモニウム水溶液30gを120分間にわたりフラスコ内に均一に滴下した。
滴下終了後、フラスコの内容物を80℃で60分間維持し、25%アンモニア水を添加することによってpHを9に調整し、重合反応を終了した。得られた反応液を室温まで冷却した後、300メッシュの金網で濾過し、水性インク用樹脂エマルションを得た。
前記得られた水性インク用樹脂エマルションにおける不揮発分の含有率は45質量%であり、当該水性インク用樹脂エマルションに含まれるエマルション粒子は、1層構造を有しており、エマルション粒子の平均粒子径は60nm、エマルション粒子を構成するポリマーの重量平均分子量は380000であった。エマルション粒子のガラス転移温度は80℃であった。また、エマルション粒子の樹脂層全体の酸価は40mgKOH/gであった。
次に、各実施例または各比較例で得られた水性インク用樹脂エマルションを用い、以下の方法に基づいて水性インクを調製した。
(1)水性インクの調製
各実施例または各比較例で得られた水性インク用樹脂エマルション22gをホモディスパーで回転速度1000min-1にて撹拌しながら、白色ペースト23g、プロピレングリコール10g、ジエチレングリコールモノイソプロピルエーテル15g、ポリエーテル変性シリコーン界面活性剤〔信越化学工業(株)製、品番:KF-6011〕0.4gおよび全量が100gとなるようにイオン交換水を当に添加し、さらに30分間撹拌した後、平均孔径が3μmのフィルター〔アドバンテック(株)製、品番:MCP-3-C10S〕で濾過することにより、水性インクを得た。
なお、前記白色ペーストは、脱イオン水428g、分散剤〔第一工業製薬(株)製、商品名:ディスコートN-14〕50g、プロピレングリコール60g、酸化チタン〔石原産業(株)製、品番:CR-95、平均粒子径:0.28μm〕1000gおよび分散媒体としてガラスビーズ(直径:1mm)200gをホモディスパーで回転速度3000min-1にて120分間分散させた後、300メッシュの金網で濾過することにより、調製した。
(2)インクジェット印刷物の作製
温度25±1℃および相対湿度30±5%の空気中でインクジェットプリントヘッド〔京セラ(株)製、品番:KJ4B-YH06WST-STDV〕を装備した印字評価装置〔(株)ジェネシス製〕に水性インクを充填した。
次に、印字評価装置において、ヘッド電圧を26Vに、周波数を4kHzに、吐出液滴量を12pL(ピコリットル)に、ヘッド温度を32℃に、解像度を600dpiに、負圧を-4.0kPaに設定した。記録媒体としてコロナ処理ポリエステルフィルム〔フタムラ化学(株)製、商品名:太閤ポリエステルフィルムFE2001〕を用い、当該コロナ処理ポリエステルフィルムの長手方向と搬送方向とが同一方向となるようにして搬送台に固定した。印字命令を前記印字評価装置に転送し、水性インクをインクジェット記録方式でコロナ処理ポリエステルフィルム上に打ち込み量100%(12pL、600×600dpi)でベタ画像を印刷し、その直後に70℃の乾燥機で当該コロナ処理ポリエステルフィルムを10秒間乾燥させることにより、試験用シートを得た。
各実施例または各比較例で得られた水性インクおよび前記で得られた試験用シートを用いて以下の物性を調べた。その結果を表1に示す。
(1)可撓性
試験用シートを-10℃、-5℃または5℃の雰囲気中で30分間静置した後、当該雰囲気中で試験用シートを2つ折りに折り曲げたときの折り目の状況を目視にて観察し、以下の評価基準に基づいて可撓性を評価した。
〔評価基準〕
5:-10℃の雰囲気中で試験用シートの折り曲目に異状が認められない。
4:-5℃の雰囲気中で試験用シートの折り曲目に異状が認められないが、-10℃の雰囲気中で試験用シートの折り曲目に僅かに割れが認められる。
3:-5℃の雰囲気中で試験用シートの折り曲目に異状が認められないが、-10℃の雰囲気中で試験用シートの折り曲目に明らかな割れが認められる。
2:5℃の雰囲気中で試験用シートの折り曲目に異状が認められないが、-5℃の雰囲気中で試験用シートの折り曲目に僅かな割れが認められる。
1:5℃の雰囲気中で試験用シートの折り曲目に異状が認められないが、-5℃の雰囲気中で試験用シートの折り曲目に明らかな割れが認められる。
0:5℃の雰囲気中で試験用シートの折り曲目に割れが認められる。
(2)耐ブロッキング性
試験用シートの印刷面にコロナ処理が施されていないポリエステルフィルムを重ね合わせ、当該ポリエステルフィルムの上に25℃の空気中で2N/cm2の荷重を1時間加えた後、当該ポリエステルフィルムを素早く引き剥がし、そのときの抵抗感を観察し、以下の評価基準に基づいて耐ブロッキング性を評価した。
〔評価基準〕
5:ポリエステルフィルムを引き剥がすときに抵抗がまったく感じられない。
4:ポリエステルフィルムを引き剥がすときに抵抗がごく僅かだけ感じられる。
3:ポリエステルフィルムを引き剥がすときに抵抗が少しだけ感じられる。
2:ポリエステルフィルムを引き剥がすときに抵抗が明らかに感じられる。
1:ポリエステルフィルムを引き剥がすときに抵抗が強く感じられる。
0:ポリエステルフィルムを引き剥がすときに抵抗が非常に強く感じられる。
(3)密着性
試験用シートの印刷画像を手指の爪で擦り、以下の評価基準に基づいて基材に対する密着性を評価した。
〔評価基準〕
5:印刷画像を手指の爪で擦っても画像がまったく剥がれない。
4:印刷画像を手指の爪で擦ると画像がごく僅かだけ剥がれる。
3:印刷画像を手指の爪で擦ると画像が僅かに剥がれる。
2:印刷画像を手指の爪で擦ると画像が少しだけ剥がれる。
1:印刷画像を手指の爪で擦ると画像が明確に剥がれる。
0:印刷画像を手指の爪で擦ると画像が容易に剥がれる。
(3)耐引っ掻き傷性
試験用シートの印刷画像に対し、JIS K5600に準拠して鉛筆硬度試験を行ないい、耐引っ掻き傷性を以下の評価基準に基づいて評価した。
〔評価基準〕
5:鉛筆硬度がF以上
4:鉛筆硬度がHB
3:鉛筆硬度がB
2:鉛筆硬度が2B
1:鉛筆硬度が3B
0:鉛筆硬度が4B以下
(4)総合評価
各試験項目の点数を合計した値を総合評価の指標とした。
Figure 0007340467000001
表1に示された結果から、各実施例で得られた水性インクは、いずれも、各比較例で得られた水性インクと比べて可撓性、耐ブロッキング性、密着性および耐引っ掻き傷性に総合的に優れていることがわかる。
本発明の水性インクは、可撓性、耐ブロッキング性、密着性および耐引っ掻き傷性に総合的に優れていることから、例えば、紙、樹脂シートないし樹脂フィルム、金属板、木材板、革などの材料からなる基材に対し、インクジェット印刷、フレキソ印刷、オフセット印刷、リソグラフ印刷、グラビア印刷、スクリーン印刷、インクリボンなどによって所望の文字などの情報、模様、色などを形成する印刷インクなどの産業用インクに好適に使用することができる。

Claims (13)

  1. エマルション粒子の樹脂層として内層および外層を有するエマルション粒子を含有する水性インク用樹脂エマルションであって、前記内層を構成するポリマーのガラス転移温度が80℃以上であり、前記外層を構成するポリマーのガラス転移温度が10℃以下であり、前記エマルション粒子の樹脂層全体の酸価が5mgKOH/g以下であることを特徴とする水性インク用樹脂エマルション。
  2. 前記内層を形成させる際に用いられる内層用モノマー成分におけるカルボキシル基含有エチレン性不飽和モノマーの含有率が5質量%以下である請求項1に記載の水性インク用樹脂エマルション。
  3. 前記外層を形成させる際に用いられる外層用モノマー成分におけるアルキル基の炭素数が1~3であるアルキル(メタ)アクリレートの含有率が5~50質量%である請求項1または2に記載の水性インク用樹脂エマルション。
  4. 前記外層を形成させる際に用いられる外層用モノマー成分における水酸基含有(メタ)アクリレートの含有率が0.5~10質量%である請求項1~3のいずれかに記載の水性インク用樹脂エマルション。
  5. 前記外層を形成させる際に用いられる外層用モノマー成分における紫外線安定性モノマーの含有率が0.5~10質量%である請求項1~4のいずれかに記載の水性インク用樹脂エマルション。
  6. エマルション粒子の樹脂層として内層および外層を有するエマルション粒子を含有する水性インク用樹脂エマルションを製造する方法であって、ポリマーのガラス転移温度が80℃以上である内層を構成するエマルション粒子を形成させた後、当該内層を構成するエマルション粒子上にポリマーのガラス転移温度が10℃以下である外層を形成させる際に、前記エマルション粒子の樹脂層全体の酸価を5mgKOH/g以下に調整することを特徴とする水性インク用樹脂エマルションの製造方法。
  7. 請求項1~5のいずれかに記載の水性インク用樹脂エマルションおよび着色剤を含有してなる水性インク。
  8. 前記水性インク用樹脂エマルションの不揮発分100質量部あたりの着色剤の量が50質量部以上300質量部以下である請求項7に記載の水性インク。
  9. 前記水性インクがジエチレングリコール、トリ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モノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノイソプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルおよびジエチレングリコールモノイソブチルエーテルからなる群から選ばれた少なくとも1種の水溶性有機溶媒を含有する請求項7または8に記載の水性インク。
  10. 前記水性インクにおける不揮発分量が20質量%以上80質量%以下である請求項7~9のいずれかに記載の水性インク。
  11. 前記水性インクがインクジェット用水性インクである請求項7~10のいずれかに記載の水性インク。
  12. 前記水性インクが記録媒体に用いられ、当該記録媒体が樹脂フィルムである請求項7~11のいずれかに記載の水性インク。
  13. 前記水性インクが繊維製品に用いられる水性インクである請求項7~11のいずれかに記載の水性インク。
JP2020010714A 2020-01-27 2020-01-27 水性インク用樹脂エマルション Active JP7340467B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020010714A JP7340467B2 (ja) 2020-01-27 2020-01-27 水性インク用樹脂エマルション

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020010714A JP7340467B2 (ja) 2020-01-27 2020-01-27 水性インク用樹脂エマルション

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021116354A JP2021116354A (ja) 2021-08-10
JP7340467B2 true JP7340467B2 (ja) 2023-09-07

Family

ID=77174095

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020010714A Active JP7340467B2 (ja) 2020-01-27 2020-01-27 水性インク用樹脂エマルション

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7340467B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7803107B2 (ja) * 2021-12-13 2026-01-21 コニカミノルタ株式会社 水性インクジェットインク用樹脂分散体、水性インクジェットインク及びその製造方法
JP2024079368A (ja) * 2022-11-30 2024-06-11 株式会社日本触媒 インク用樹脂エマルション

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003003035A (ja) 2001-06-18 2003-01-08 Dainippon Toryo Co Ltd 水性エマルション組成物
JP2003147150A (ja) 2001-08-27 2003-05-21 Dainippon Ink & Chem Inc 重合体水性分散液およびその製造方法
JP2008063567A (ja) 2006-08-10 2008-03-21 Asahi Kasei Chemicals Corp 水性樹脂分散体
JP2012197451A (ja) 2004-12-14 2012-10-18 Sk Kaken Co Ltd エマルションの製造方法、ならびに、そのエマルションを用いた塗料
JP2013227361A (ja) 2012-04-24 2013-11-07 Nippon Shokubai Co Ltd 水性樹脂組成物およびその製造方法
JP2015199966A (ja) 2015-06-09 2015-11-12 日立マクセル株式会社 インクジェット記録用水性顔料インク

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003003035A (ja) 2001-06-18 2003-01-08 Dainippon Toryo Co Ltd 水性エマルション組成物
JP2003147150A (ja) 2001-08-27 2003-05-21 Dainippon Ink & Chem Inc 重合体水性分散液およびその製造方法
JP2012197451A (ja) 2004-12-14 2012-10-18 Sk Kaken Co Ltd エマルションの製造方法、ならびに、そのエマルションを用いた塗料
JP2008063567A (ja) 2006-08-10 2008-03-21 Asahi Kasei Chemicals Corp 水性樹脂分散体
JP2013227361A (ja) 2012-04-24 2013-11-07 Nippon Shokubai Co Ltd 水性樹脂組成物およびその製造方法
JP2015199966A (ja) 2015-06-09 2015-11-12 日立マクセル株式会社 インクジェット記録用水性顔料インク

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021116354A (ja) 2021-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7446694B2 (ja) 水性インク用エマルション及びそれを含む水性インク用インク組成物
JP7296487B2 (ja) 水性インク用樹脂エマルション
JP7340467B2 (ja) 水性インク用樹脂エマルション
JP7356898B2 (ja) 水性インク用樹脂エマルション
JP7410185B2 (ja) インクジェット用インク
JP7696411B2 (ja) インクジェット用インク
JP6258662B2 (ja) 水性インク組成物
JP7719872B2 (ja) アクリル系樹脂を含む水性インク用水性分散体
JP7847436B2 (ja) 重合体含有水性分散体ならびに水性インク
JP7847441B2 (ja) 水性分散体ならびに水性インク
JP2015081322A (ja) 水性インク用改質剤
JP2024106776A (ja) クリアインク組成物
JP7433110B2 (ja) 水性樹脂組成物
JP7454993B2 (ja) 水性樹脂組成物
JP2024079368A (ja) インク用樹脂エマルション
JP2025011680A (ja) 活性光線硬化型組成物、活性光線硬化型インキ組成物、及びこれらの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20221006

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230523

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230530

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230718

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230816

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230828

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7340467

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150