JP7845019B2 - Aqueous polyurethane resin dispersion for inkjet inks - Google Patents
Aqueous polyurethane resin dispersion for inkjet inksInfo
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Description
本発明はインクジェットインク用ポリウレタン樹脂水性分散体に関する。 This invention relates to an aqueous dispersion of polyurethane resin for inkjet inks.
近年、ドロップオンデマンドで印刷可能な利点を生かし、商業用、産業用にインクジェット技術が利用されはじめている。そして商業用、産業用のインクジェットインクは従来のインクとは異なり、記録メディアが普通紙だけでなく印刷用塗工紙、プラスチックフィルム、布帛等多岐にわたり、優れた初期分散性、保存安定性、耐久性(耐擦過性)が求められる。
さらに近年、従来の染料捺染に対し、繊維種による着色剤の選定を必要とせず、加工方法も単純であり、また蒸し工程や水洗・ソーピング工程も必要としない顔料捺染についてもドロップオンデマンドで印刷可能なインクジェットインクでの利用が期待されている。上記方法を利用すれば、エネルギーコストが低減され、また廃液が発生しないため、環境面において安全な加工方法である。
上記のような商業用、産業用、顔料捺染用途では高いレベルの耐擦過性を要求されるため、ポリエステルを原料に用いたポリウレタン樹脂(特許文献1及び特許文献2)が検討されている。
In recent years, inkjet technology has begun to be used for commercial and industrial purposes, leveraging its advantages of drop-on-demand printing. Unlike conventional inks, commercial and industrial inkjet inks are used on a wide range of recording media, including not only plain paper but also coated printing paper, plastic films, and fabrics, requiring excellent initial dispersibility, storage stability, and durability (abrasion resistance).
Furthermore, in recent years, pigment printing, which eliminates the need to select colorants based on fiber type, the processing method is simpler, and it does not require steaming or washing/soaping processes, is also expected to be used with drop-on-demand inkjet inks. Using the above method reduces energy costs and eliminates wastewater, making it an environmentally safe processing method.
For commercial, industrial, and pigment printing applications like those described above, a high level of abrasion resistance is required, and therefore, polyurethane resins using polyester as a raw material (Patent Documents 1 and 2) are being considered.
しかしながら、特許文献1により得られるウレタン樹脂は、記録媒体が普通紙の場合、優れた耐擦過性を得られるものの、布帛に印捺した場合の耐久性については未だ充分とは言えない。また特許文献2においても、初期分散性、保存安定性に優れた顔料分散体は得られるものの、綿布帛、印刷用塗工紙に対する耐擦過性については未だ充分ではなく、それらの改善が望まれている。 However, while the urethane resin obtained by Patent Document 1 exhibits excellent abrasion resistance when the recording medium is ordinary paper, its durability when printed on fabric is still insufficient. Similarly, while Patent Document 2 yields a pigment dispersion with excellent initial dispersibility and storage stability, its abrasion resistance to cotton fabric and coated printing paper is still insufficient, and further improvements are desired.
本発明の目的は、インクジェットインク用ポリウレタン樹脂水性分散体として、印刷用塗工紙、段ボール、綿布帛に対し、優れた耐擦過性を有するポリウレタン樹脂水性分散体を提供することにある。 The object of the present invention is to provide a polyurethane resin aqueous dispersion for inkjet inks that exhibits excellent abrasion resistance to coated paper for printing, corrugated cardboard, and cotton fabrics.
本発明者は、これらの問題点を解決するべく鋭意検討した結果、本発明に到達した。
すなわち本発明は、ポリオール成分とポリイソシアネート成分とを反応させてなるポリウレタン樹脂(U)と水とを含有し、上記ポリオール成分が結晶性ポリエステルポリオールを含有するポリオール成分であり、ポリウレタン樹脂(U)の吸水率が6重量%以下であるインクジェットインク用ポリウレタン樹脂水性分散体である。
The inventors of this invention arrived at this present invention as a result of diligent research to solve these problems.
In other words, the present invention is an aqueous polyurethane resin dispersion for inkjet inks, containing a polyurethane resin (U) obtained by reacting a polyol component and a polyisocyanate component, and water, wherein the polyol component is a polyol component containing a crystalline polyester polyol, and the water absorption rate of the polyurethane resin (U) is 6% by weight or less.
本発明により、インクジェットインク用ポリウレタン樹脂水性分散体として、印刷用塗工紙、段ボール、綿布帛に対し、優れた耐擦過性を有するポリウレタン樹脂水性分散体を提供することが可能になる。 This invention makes it possible to provide a polyurethane resin aqueous dispersion for inkjet inks that exhibits excellent abrasion resistance to coated paper for printing, corrugated cardboard, and cotton fabrics.
本発明のインクジェットインク用ポリウレタン樹脂水性分散体は、ポリオール成分とポリイソシアネート成分とを反応させてなるポリウレタン樹脂(U)と水とを含有する。
上記ポリオール成分は、結晶性ポリエステルポリオールを含有するポリオール成分である。上記ポリウレタン樹脂(U)の吸水率は、6重量%以下である。
The aqueous polyurethane resin dispersion for inkjet inks of the present invention contains a polyurethane resin (U) obtained by reacting a polyol component with a polyisocyanate component, and water.
The above polyol component is a polyol component containing a crystalline polyester polyol. The water absorption rate of the above polyurethane resin (U) is 6% by weight or less.
本発明において、結晶性とは、JIS K7121に記載の方法に則り、示差走査熱量計(DSC)を用いて試料の転移温度測定を行った場合に、吸熱ピークのピークトップ温度が存在することを意味する。
以下に吸熱ピークのピークトップ温度の測定条件を記載する。
示差走査熱量計(例えばTAインスツルメンツ社製、Q2000)を用いて測定する。試料を20℃から10℃/分の条件で150℃まで第一回目の昇温を行い、続いて150℃から10℃/分の条件で0℃まで冷却し、続いて0℃から10℃/分の条件で150℃まで第二回目の昇温をした際の第二回目の昇温過程の吸熱ピークのトップを示す温度を吸熱ピークのピークトップ温度とする。
In this invention, crystallinity means that when the transition temperature of a sample is measured using a differential scanning calorimeter (DSC) in accordance with the method described in JIS K7121, an endothermic peak peak top temperature exists.
The measurement conditions for the peak top temperature of the endothermic peak are described below.
Measurements are taken using a differential scanning calorimeter (e.g., TA Instruments Q2000). The sample is first heated from 20°C to 150°C at a rate of 10°C/min, then cooled from 150°C to 0°C at a rate of 10°C/min, and then heated again from 0°C to 150°C at a rate of 10°C/min. The temperature at which the endothermic peak peaks during the second heating process are identified is defined as the endothermic peak top temperature.
ポリウレタン樹脂(U)が、結晶性ポリエステルポリオールを含有するポリオール成分を構成単量体(構成単位)に含むことによって、水に対する膨潤度を低下させることができるため、耐擦過性を向上することができる。
結晶性ポリエステルポリオールとして、炭素数2~20の多価アルコールと、炭素数2~20の多価カルボン酸又はそのエステル形成性誘導体[酸無水物、低級(炭素数1~4)アルキルエステル及び酸ハライド等]との脱水縮合により得られる縮合型ポリエステルポリオール等が挙げられる。結晶性ポリエステルポリオールは、1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。
By including a polyol component containing a crystalline polyester polyol in its constituent monomers (constituent units), the polyurethane resin (U) can reduce its degree of swelling in water, thereby improving its abrasion resistance.
Examples of crystalline polyester polyols include condensation-type polyester polyols obtained by dehydration condensation of a polyhydric alcohol having 2 to 20 carbon atoms and a polyhydric carboxylic acid having 2 to 20 carbon atoms or its ester-forming derivative [such as acid anhydrides, lower (1 to 4 carbon atoms) alkyl esters, and acid halides]. Crystalline polyester polyols may be used individually or in combination of two or more types.
炭素数2~20の多価アルコールとしては、炭素数2~20の飽和脂肪族ジオール、炭素数6~20の脂環式ジオール、炭素数3~20の3価アルコール、炭素数5~20の4~8価アルコールが挙げられる。炭素数2~20の多価アルコールは、1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。 Examples of polyhydric alcohols with 2 to 20 carbon atoms include saturated aliphatic diols with 2 to 20 carbon atoms, alicyclic diols with 6 to 20 carbon atoms, trihydric alcohols with 3 to 20 carbon atoms, and tetrahydric alcohols with 5 to 20 carbon atoms. Polyhydric alcohols with 2 to 20 carbon atoms may be used individually or in combination of two or more.
炭素数2~20の飽和脂肪族ジオールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、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、1,6-ヘキサンジオール、1,7-ヘプタンジオール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-ドデカンジオール、1,11-ウンデカンジオール、1,12-ドデカンジオール、1,13-トリデカンジオール、1,14-テトラデカンジオール、1,18-オクタデカンジオール、1,20-エイコサンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール及びテトラエチレングリコール等の直鎖ジオール等が挙げられる。 Examples of saturated aliphatic diols having 2 to 20 carbon atoms include ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,7-heptanediol, 1,8-octanediol, 1,9-nonanediol, 1,10-dodecanediol, 1,11-undecanediol, 1,12-dodecanediol, 1,13-tridecanediol, 1,14-tetradecanediol, 1,18-octadecanediol, 1,20-eicosanediol, diethylene glycol, triethylene glycol, and tetraethylene glycol, among other linear diols.
炭素数6~20の脂環式ジオールとしては、1,4-シクロヘキサンジオール、1,3-又は1,4-シクロヘキサンジメタノール、1,3-シクロペンタンジオール、1,4-シクロヘプタンジオール、2,5-ビス(ヒドロキシメチル)-1,4-ジオキサン、2,7-ノルボルナンジオール、テトラヒドロフランジメタノール、1,4-ビス(ヒドロキシエトキシ)シクロヘキサン、1,4-ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン及び2,2-ビス(4-ヒドロキシシクロヘキシル)プロパン等が挙げられる。 Examples of alicyclic diols having 6 to 20 carbon atoms include 1,4-cyclohexanediol, 1,3- or 1,4-cyclohexanedimethanol, 1,3-cyclopentanediol, 1,4-cycloheptanediol, 2,5-bis(hydroxymethyl)-1,4-dioxane, 2,7-norbornanediol, tetrahydrofrangimethanol, 1,4-bis(hydroxyethoxy)cyclohexane, 1,4-bis(hydroxymethyl)cyclohexane, and 2,2-bis(4-hydroxycyclohexyl)propane.
炭素数3~20の3価アルコールとしては、脂肪族トリオール(グリセリン及びトリメチロールプロパン等)等が挙げられる。 Examples of trihydric alcohols with 3 to 20 carbon atoms include aliphatic triols (such as glycerin and trimethylolpropane).
炭素数5~20の4~8価アルコールとしては、脂肪族ポリオール(ペンタエリスリトール、ソルビトール、マンニトール、ソルビタン、ジグリセリン及びジペンタエリスリトール等)や、糖類(ショ糖、グルコース、マンノース、フルクトース、メチルグルコシド及びその誘導体)等が挙げられる。 Examples of tetravalent to octavalent alcohols with 5 to 20 carbon atoms include aliphatic polyols (such as pentaerythritol, sorbitol, mannitol, sorbitan, diglycerin, and dipentaerythritol) and sugars (sucrose, glucose, mannose, fructose, methyl glucoside, and their derivatives).
炭素数2~20の多価アルコールの内、ポリウレタン樹脂の初期分散性、保存安定性、耐擦過性の観点から好ましいものは、炭素数2~20の飽和脂肪族ジオールであり、より好ましくは、炭素数3~12の脂肪族ジオールであり、更に好ましくは炭素数4~12の脂肪族ジオールである。一態様において、炭素数2~20の多価アルコールとして、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,12-ドデカンジオールが更により好ましく、特に好ましくは1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,12-ドデカンジオールである。炭素数2~20の多価アルコール中の、2価のアルコールの重量割合は、80重量%以上が好ましく、80~100重量%がより好ましく、100重量%が更に好ましい。一態様においては、炭素数2~20の多価アルコール中の、炭素数3~12(好ましくは炭素数4~12)の脂肪族ジオールの重量割合は、80重量%以上が好ましく、80~100重量%がより好ましく、100重量%が更に好ましい。脂肪族ジオールは、好ましくは飽和脂肪族ジオールである。 Among polyhydric alcohols having 2 to 20 carbon atoms, saturated aliphatic diols having 2 to 20 carbon atoms are preferred from the viewpoint of initial dispersibility, storage stability, and abrasion resistance of polyurethane resins, more preferably aliphatic diols having 3 to 12 carbon atoms, and even more preferably aliphatic diols having 4 to 12 carbon atoms. In one embodiment, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, and 1,12-dodecanediol are even more preferred as polyhydric alcohols having 2 to 20 carbon atoms, and particularly preferred are 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, and 1,12-dodecanediol. The weight percentage of dihydric alcohols in the polyhydric alcohols having 2 to 20 carbon atoms is preferably 80% by weight or more, more preferably 80 to 100% by weight, and even more preferably 100% by weight. In one embodiment, the weight percentage of aliphatic diols having 3 to 12 carbon atoms (preferably 4 to 12 carbon atoms) in polyhydric alcohols having 2 to 20 carbon atoms is preferably 80% by weight or more, more preferably 80 to 100% by weight, and even more preferably 100% by weight. The aliphatic diol is preferably a saturated aliphatic diol.
炭素数2~20の多価カルボン酸又はそのエステル形成性誘導体としては、脂肪族ジカルボン酸(コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、デカンジカルボン酸(ドデカン2酸)、オクタデカンジカルボン酸、デシルコハク酸、フマル酸及びマレイン酸等)、脂環式ジカルボン酸(ダイマー酸等)、芳香族ジカルボン酸(テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、t-ブチルイソフタル酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸及び4,4’-ビフェニルジカルボン酸等)、3価又はそれ以上の多価カルボン酸(トリメリット酸及びピロメリット酸等)、これらの無水物(無水コハク酸、無水マレイン酸、無水フタル酸及び無水トリメリット酸等)、これらの酸ハロゲン化物(アジピン酸ジクロライド等)、これらの低分子量アルキルエステル(コハク酸ジメチル及びフタル酸ジメチル等)が挙げられる。炭素数2~20の多価カルボン酸又はそのエステル形成性誘導体は、1種を用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 Examples of polycarboxylic acids having 2 to 20 carbon atoms or their ester-forming derivatives include aliphatic dicarboxylic acids (such as succinic acid, adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, decanedicarboxylic acid (dodecane diic acid), octadecanedicarboxylic acid, decyl succinic acid, fumaric acid, and maleic acid), alicyclic dicarboxylic acids (such as dimer acid), aromatic dicarboxylic acids (such as terephthalic acid, isophthalic acid, phthalic acid, t-butylisophthalic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, and 4,4'-biphenyldicarboxylic acid), trivalent or higher polycarboxylic acids (such as trimellitic acid and pyromellitic acid), anhydrides thereof (such as succinic anhydride, maleic anhydride, phthalic anhydride, and trimellitic anhydride), acid halides thereof (such as adipic acid dichloride), and low molecular weight alkyl esters thereof (such as dimethyl succinate and dimethyl phthalate). A single polycarboxylic acid having 2 to 20 carbon atoms or its ester-forming derivative may be used, or two or more may be used in combination.
ポリウレタン樹脂の初期分散性、保存安定性、耐擦過性の観点から、炭素数2~20の多価カルボン酸又はそのエステル形成性誘導体の中で、炭素数2~20の脂肪族ジカルボン酸、そのエステル形成性誘導体及びこれらの併用が好ましく、炭素数4~12の脂肪族ジカルボン酸がより好ましく、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、デカンジカルボン酸が更に好ましい。炭素数2~20の多価カルボン酸又はそのエステル形成性誘導体中の、ジカルボン酸の重量割合は、80重量%以上が好ましく、80~100重量%がより好ましく、100重量%が更に好ましい。一態様においては、炭素数2~20の多価カルボン酸又はそのエステル形成性誘導体中の、炭素数4~12の脂肪族ジカルボン酸の重量割合は、80重量%以上が好ましく、80~100重量%がより好ましく、100重量%が更に好ましい。 From the viewpoint of initial dispersibility, storage stability, and abrasion resistance of polyurethane resins, polycarboxylic acids having 2 to 20 carbon atoms or their ester-forming derivatives are preferred, with aliphatic dicarboxylic acids having 2 to 20 carbon atoms, their ester-forming derivatives, and combinations thereof being preferred. Aliphatic dicarboxylic acids having 4 to 12 carbon atoms are more preferred, and succinic acid, adipic acid, sebacic acid, and decanedicarboxylic acid are even more preferred. The weight percentage of dicarboxylic acid in the polycarboxylic acid having 2 to 20 carbon atoms or its ester-forming derivative is preferably 80% by weight or more, more preferably 80 to 100% by weight, and even more preferably 100% by weight. In one embodiment, the weight percentage of aliphatic dicarboxylic acid having 4 to 12 carbon atoms in the polycarboxylic acid having 2 to 20 carbon atoms or its ester-forming derivative is preferably 80% by weight or more, more preferably 80 to 100% by weight, and even more preferably 100% by weight.
本発明においては、ポリウレタン樹脂の初期分散性、保存安定性、耐擦過性の観点から、結晶性ポリエステルポリオールが、炭素数4~12の脂肪族ジカルボン酸と炭素数3~12(好ましくは炭素数4~12)の脂肪族ジオールとの脱水縮合により得られるポリエステルポリオールであることが好ましい。 In this invention, from the viewpoint of initial dispersibility, storage stability, and abrasion resistance of the polyurethane resin, it is preferable that the crystalline polyester polyol is a polyester polyol obtained by dehydration condensation of an aliphatic dicarboxylic acid having 4 to 12 carbon atoms and an aliphatic diol having 3 to 12 carbon atoms (preferably 4 to 12 carbon atoms).
結晶性ポリエステルポリオールは、その構成単量体に、上記の炭素数2~20の多価アルコール及び炭素数2~20の多価カルボン酸又はそのエステル形成性誘導体以外の単量体を含んでいてもよく、含んでいなくてもよい。結晶性ポリエステルポリオールの構成単量体中に、炭素数2~20の多価アルコール及び炭素数2~20の多価カルボン酸又はそのエステル形成性誘導体の合計が、80重量%以上であることが好ましく、80~100重量%であることがより好ましい。 Crystalline polyester polyols may or may not contain monomers other than the above-mentioned polyhydric alcohols having 2 to 20 carbon atoms and polycarboxylic acids having 2 to 20 carbon atoms or their ester-forming derivatives. Preferably, the total amount of polyhydric alcohols having 2 to 20 carbon atoms and polycarboxylic acids having 2 to 20 carbon atoms or their ester-forming derivatives in the constituent monomers of the crystalline polyester polyol is 80% by weight or more, and more preferably 80% to 100% by weight.
結晶性ポリエステルポリオールは、水酸基価が好ましくは30~120mgKOH/gであり、より好ましくは50~100mgKOH/gである。水酸基価は、JIS K1557に記載の方法で測定することができる。
水酸基価が30mgKOH/g未満であるとポリウレタン樹脂の分子量が増大し、ポリウレタン樹脂水分散体の粘度が増大する場合がある。水酸基価が120mgKOH/gより大きいと結晶性ポリエステルポリオールに由来する耐擦過性が発現しにくくなる場合がある。
The crystalline polyester polyol preferably has a hydroxyl value of 30 to 120 mg KOH/g, and more preferably 50 to 100 mg KOH/g. The hydroxyl value can be measured by the method described in JIS K1557.
If the hydroxyl value is less than 30 mgKOH/g, the molecular weight of the polyurethane resin may increase, and the viscosity of the polyurethane resin aqueous dispersion may increase. If the hydroxyl value is greater than 120 mgKOH/g, the abrasion resistance derived from crystalline polyester polyols may not be as pronounced.
結晶性ポリエステルポリオールは、融点が90℃以下であることが好ましく、50~85℃であることがより好ましく、60~80℃であることが更に好ましい。結晶性ポリエステルポリオールの融点が上記範囲であると、溶剤溶解性が良好となり、粒度分布がシャープかつ耐擦過性に優れたポリウレタン樹脂水分散体が得られる。融点は、示差走査熱量計(DSC)を用いて測定される。
本発明において、結晶性ポリエステルポリオール又は樹脂の融点とは、示差走査熱量計(DSC)を用いて、結晶性ポリエステルポリオール(又は樹脂)を、20℃から10℃/minの条件で150℃まで第一回目の昇温(第一昇温過程)を行い、続いて1分間150℃で保持した後、150℃から10℃/分の条件で0℃まで冷却し、続いて1分間0℃で保持した後、0℃から10℃/分の条件で150℃まで第二回目の昇温(第二昇温過程)をすることで得られるDSC曲線のうち、第二回目の昇温過程で得られる融解(吸熱)ピークの頂点における温度である。
The crystalline polyester polyol preferably has a melting point of 90°C or lower, more preferably 50 to 85°C, and even more preferably 60 to 80°C. When the melting point of the crystalline polyester polyol is within the above range, good solvent solubility is obtained, resulting in a polyurethane resin aqueous dispersion with a sharp particle size distribution and excellent abrasion resistance. The melting point is measured using a differential scanning calorimeter (DSC).
In the present invention, the melting point of a crystalline polyester polyol or resin is the temperature at the peak of the melting (endothermic) peak obtained during the second heating process in the DSC curve obtained by using a differential scanning calorimeter (DSC) to heat the crystalline polyester polyol (or resin) from 20°C to 150°C under conditions of 10°C/min for the first heating process, then holding it at 150°C for 1 minute, then cooling it from 150°C to 0°C under conditions of 10°C/min, then holding it at 0°C for 1 minute, and finally heating it from 0°C to 150°C under conditions of 10°C/min for the second heating process.
一態様において、炭素数4~12の脂肪族ジカルボン酸と炭素数3~12の脂肪族ジオールはバイオマス由来原料を使うことができる。バイオマス由来原料とは、植物由来原料を指す。 In one embodiment, aliphatic dicarboxylic acids with 4 to 12 carbon atoms and aliphatic diols with 3 to 12 carbon atoms can be produced using biomass-derived raw materials. Biomass-derived raw materials refer to plant-derived raw materials.
一態様において、ポリウレタン樹脂(U)中のバイオマス濃度は、石油資源枯渇解消、環境配慮の観点から、20重量%以上が好ましく、40重量%がより好ましく、60重量%がさらに好ましい。上記のバイオマス濃度は、ポリウレタン樹脂(U)の重量に対する用いたバイオマス由来の構成単量体の重量割合(百分率)を意味する。 In one embodiment, the biomass concentration in the polyurethane resin (U) is preferably 20% by weight or more, more preferably 40% by weight, and even more preferably 60% by weight, from the viewpoint of addressing the depletion of petroleum resources and considering environmental concerns. The above biomass concentration refers to the weight ratio (percentage) of the biomass-derived constituent monomers used relative to the weight of the polyurethane resin (U).
バイオマス由来原料の炭素数2~20(好ましくは炭素数3~12、より好ましくは炭素数4~12)の飽和脂肪族ジオールとしては、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール等が挙げられる。 Examples of saturated aliphatic diols derived from biomass with 2 to 20 carbon atoms (preferably 3 to 12 carbon atoms, more preferably 4 to 12 carbon atoms) include 1,3-propanediol and 1,4-butanediol.
バイオマス由来原料の炭素数4~12の脂肪族ジカルボン酸としては、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸等が挙げられる。 Examples of aliphatic dicarboxylic acids with 4 to 12 carbon atoms derived from biomass include succinic acid, adipic acid, azelaic acid, and sebacic acid.
ポリオール成分は、結晶性ポリエステルポリオール以外のポリオールを含有してもよい。結晶性ポリエステルポリオール以外のポリオールとして、非晶性ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリエーテルポリオール、低分子量ポリオール、親水性基を有するポリオール等が挙げられる。結晶性ポリエステルポリオール以外のポリオールは、1種であってもよく、2種以上であってもよい。中でも、低分子量ポリオール、親水性基を有するポリオールが好ましい。 The polyol component may contain polyols other than crystalline polyester polyols. Examples of polyols other than crystalline polyester polyols include amorphous polyester polyols, polycarbonate polyols, polyether polyols, low molecular weight polyols, and polyols having hydrophilic groups. The polyols other than crystalline polyester polyols may be one type or two or more types. Among these, low molecular weight polyols and polyols having hydrophilic groups are preferred.
ポリオール成分中の結晶性ポリエステルポリオールの重量割合は、ポリオール成分に対して70重量%以上であることが好ましく、75~95重量%であることがより好ましく、88~93重量%であることがより好ましい。 The weight percentage of crystalline polyester polyol in the polyol component is preferably 70% by weight or more, more preferably 75-95% by weight, and even more preferably 88-93% by weight relative to the polyol component.
低分子量ポリオールとして、低分子量ジオールが好ましい。低分子量ジオールとして、上記の炭素数2~20の飽和脂肪族ジオールが挙げられ、好ましくは炭素数3~10の直鎖ジオールであり、より好ましくは、炭素数4~10の直鎖ジオールであり、更に好ましくは、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオールであり、特に好ましくは、1,4-ブタンジオールである。低分子量ポリオールを使用すると、ポリウレタン樹脂中のハードセグメント(ウレタン結合部位)同士の凝集力が向上するため、飽和吸水率、機械強度が向上し、耐擦過性(特に湿摩擦堅牢度)に優れるため好ましい。ポリオール成分が低分子量ポリオールを含有する場合、低分子量ポリオールは、ポリオール成分及びポリイソシアネート成分の合計重量に対して、0.1~3重量%が好ましく、0.3~2重量%がより好ましい。 As the low molecular weight polyol, a low molecular weight diol is preferred. Examples of low molecular weight diols include saturated aliphatic diols having 2 to 20 carbon atoms, preferably linear diols having 3 to 10 carbon atoms, more preferably linear diols having 4 to 10 carbon atoms, even more preferably 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, or 1,6-hexanediol, and particularly preferably 1,4-butanediol. Using a low molecular weight polyol is preferable because it improves the cohesive force between hard segments (urethane bonding sites) in the polyurethane resin, thereby improving saturated water absorption, mechanical strength, and excellent abrasion resistance (especially wet friction fastness). When the polyol component contains a low molecular weight polyol, the amount of the low molecular weight polyol is preferably 0.1 to 3% by weight, and more preferably 0.3 to 2% by weight, relative to the total weight of the polyol component and the polyisocyanate component.
親水性基を有するポリオールにおける親水性基とは、カルボキシル基、カルボキシレートアニオン基、スルホ基、スルホナト基及びスルファミン酸基を意味する。親水性基を有するポリオールは、これらの親水性基のいずれか1種を有するものであればよく、2種以上を有していてもよい。親水性基は、好ましくは、カルボキシル基及び/又はカルボキシレートアニオン基である。親水性基を有するポリオールとして、親水性基を有するジオールが好ましい。 In polyols having hydrophilic groups, the hydrophilic group refers to a carboxyl group, a carboxylate anion group, a sulfo group, a sulfonate group, and a sulfamic acid group. A polyol having hydrophilic groups may have one of these hydrophilic groups, or it may have two or more. The hydrophilic group is preferably a carboxyl group and/or a carboxylate anion group. A hydrophilic diol is preferred as the polyol having hydrophilic groups.
親水性基を有するポリオールとしては、例えばカルボキシル基を有し、炭素数が2~10のジオール[ジアルキロールアルカン酸(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-ジメチロールヘプタン酸及び2,2-ジメチロールオクタン酸)、酒石酸等]、スルホ基を有する炭素数が2~16の化合物[3-(2,3-ジヒドロキシプロポキシ)-1-プロパンスルホン酸等]、スルファミン酸基を有する炭素数が2~10の化合物[N,N-ビス(2-ヒドロキシルエチル)スルファミン酸等]等並びにこれらの化合物を後述の中和剤で中和した塩が挙げられる。これらの内で好ましいのは、カルボキシル基及び/又はカルボキシレートアニオン基を有するジオール及びこれらを中和剤で中和した塩であり、より好ましいものは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及びこれらを中和剤で中和した塩であり、更に好ましいものは2,2-ジメチロールプロピオン酸及びこれを中和剤で中和した塩である。親水性基を有するポリオールは、1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。 Examples of hydrophilic polyols include diols having a carboxyl group and having 2 to 10 carbon atoms [dialkylol alkano acids (e.g., 2,2-dimethylolpropionic acid, 2,2-dimethylolbutanoic acid, 2,2-dimethylolheptanoic acid, and 2,2-dimethyloloctanoic acid), tartaric acid, etc.], compounds having a sulfo group and having 2 to 16 carbon atoms [e.g., 3-(2,3-dihydroxypropoxy)-1-propanesulfonic acid], compounds having a sulfamic acid group and having 2 to 10 carbon atoms [e.g., N,N-bis(2-hydroxyethyl)sulfamic acid], etc., and salts obtained by neutralizing these compounds with the neutralizing agents described later. Of these, preferred are diols having a carboxyl group and/or a carboxylate anion group and salts obtained by neutralizing them with a neutralizing agent; more preferred are 2,2-dimethylolpropionic acid, 2,2-dimethylolbutanoic acid and salts obtained by neutralizing them with a neutralizing agent; and even more preferred are 2,2-dimethylolpropionic acid and salts obtained by neutralizing it with a neutralizing agent. The hydrophilic polyols may be used individually or in combination of two or more.
上記親水性基を有するポリオールの中和に用いられる中和剤としては、例えばアンモニア、炭素数1~20のアミン化合物及びアルカリ金属(ナトリウム、カリウム及びリチウム等)の水酸化物が挙げられる。
炭素数1~20のアミン化合物としては、モノメチルアミン、モノエチルアミン、モノブチルアミン、モノエタノールアミン及び2-アミノ-2-メチル-1-プロパノール等の1級アミン;ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジブチルアミン、ジエタノールアミン及びN-メチルジエタノールアミン等の2級アミン;並びにトリメチルアミン、トリエチルアミン、ジメチルエチルアミン及びトリエタノールアミン等の3級アミンが挙げられる。
これらの内、ポリウレタン樹脂の飽和吸水率の観点から好ましいものは、炭素数1~20のアミン化合物であり、より好ましいものはトリエチルアミンである。
Examples of neutralizing agents used for neutralizing the hydrophilic polyols mentioned above include ammonia, amine compounds having 1 to 20 carbon atoms, and hydroxides of alkali metals (such as sodium, potassium, and lithium).
Examples of amine compounds having 1 to 20 carbon atoms include primary amines such as monomethylamine, monoethylamine, monobutylamine, monoethanolamine, and 2-amino-2-methyl-1-propanol; secondary amines such as dimethylamine, diethylamine, dibutylamine, diethanolamine, and N-methyldiethanolamine; and tertiary amines such as trimethylamine, triethylamine, dimethylethylamine, and triethanolamine.
Of these, amine compounds having 1 to 20 carbon atoms are preferred from the viewpoint of the saturation water absorption rate of polyurethane resin, and triethylamine is more preferred.
一態様において、ポリオール成分は、親水性基を有するポリオールを含むことが好ましい。ポリウレタン樹脂(U)が親水性基を有するポリオールを構成単量体に含むと、ポリウレタン樹脂(U)が小粒子径かつ、粒度分布がシャープな水分散体となるため好ましい。
親水性基を有するポリオールの重量割合は、ポリウレタン樹脂の初期分散性、保存安定性の観点から、ポリオール成分及びポリイソシアネート成分の合計重量に対して、好ましくは2.5~7.5重量%であり、より好ましくは4.0~6.0重量%である。
In one embodiment, the polyol component preferably includes a polyol having hydrophilic groups. It is preferable that the polyurethane resin (U) contains a polyol having hydrophilic groups as a constituent monomer because it results in an aqueous dispersion of the polyurethane resin (U) with small particle size and a sharp particle size distribution.
From the viewpoint of initial dispersibility and storage stability of the polyurethane resin, the weight percentage of the polyol having hydrophilic groups is preferably 2.5 to 7.5% by weight, and more preferably 4.0 to 6.0% by weight, relative to the total weight of the polyol component and the polyisocyanate component.
ポリウレタン樹脂(U)に用いるポリイソシアネート成分としては、2個以上のイソシアネート基を有する炭素数6~20(イソシアネート基中の炭素を除く、以下同様)の芳香族ポリイソシアネート、炭素数2~18の脂肪族ポリイソシアネート、炭素数4~15の脂環式ポリイソシアネート、炭素数8~15の芳香脂肪族ポリイソシアネート及びこれらのポリイソシアネートの誘導体(例えばイソシアヌレート化物)が挙げられる。
ポリイソシアネート成分は、1種を用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
Examples of polyisocyanate components used in polyurethane resin (U) include aromatic polyisocyanates having 6 to 20 carbon atoms (excluding carbon atoms in the isocyanate groups, the same applies hereinafter) having two or more isocyanate groups, aliphatic polyisocyanates having 2 to 18 carbon atoms, alicyclic polyisocyanates having 4 to 15 carbon atoms, aromatic aliphatic polyisocyanates having 8 to 15 carbon atoms, and derivatives of these polyisocyanates (e.g., isocyanurates).
The polyisocyanate component may be used alone, or two or more may be used in combination.
炭素数6~20の芳香族ポリイソシアネートとしては、例えば1,3-又は1,4-フェニレンジイソシアネート、2,4-又は2,6-トリレンジイソシアネート(TDI)、4,4’-又は2,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、1,5-ナフチレンジイソシアネート、4,4’,4’’-トリフェニルメタントリイソシアネート、m-又はp-イソシアナトフェニルスルホニルイソシアネート、クルードMDI等が挙げられる。 Examples of aromatic polyisocyanates having 6 to 20 carbon atoms include 1,3- or 1,4-phenylenediisocyanate, 2,4- or 2,6-tolylenediisocyanate (TDI), 4,4'- or 2,4'-diphenylmethanediisocyanate (MDI), 1,5-naphthylenediisocyanate, 4,4',4''-triphenylmethanetriisocyanate, m- or p-isocyanatophenylsulfonyl isocyanate, crude MDI, and the like.
炭素数2~18の脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えば、エチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、ドデカメチレンジイソシアネート、2,2,4-トリメチル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、2-イソシアナトエチル-2,6-ジイソシアナトヘキサノエート等が挙げられる。 Examples of aliphatic polyisocyanates having 2 to 18 carbon atoms include ethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate (HDI), dodecamethylene diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, lysine diisocyanate, and 2-isocyanatoethyl-2,6-diisocyanatohexanoate.
炭素数4~15の脂環式ポリイソシアネートとしては、例えばイソホロンジイソシアネート(IPDI)、ジシクロヘキシルメタン-4,4-ジイソシアネート(水添MDI)、シクロヘキシレンジイソシアネート、メチルシクロヘキシレンジイソシアネート(水添TDI)、ビス(2-イソシアナトエチル)-4-シクロヘキセン-1,2-ジカルボキシレート、2,5-又は2,6-ノルボルナンジイソシアネート等が挙げられる。 Examples of alicyclic polyisocyanates having 4 to 15 carbon atoms include isophorone diisocyanate (IPDI), dicyclohexylmethane-4,4-diisocyanate (hydrogenated MDI), cyclohexylene diisocyanate, methylcyclohexylene diisocyanate (hydrogenated TDI), bis(2-isocyanatoethyl)-4-cyclohexene-1,2-dicarboxylate, and 2,5- or 2,6-norbornane diisocyanate.
炭素数8~15の芳香脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えばm-又はp-キシリレンジイソシアネート(XDI)、α,α,α’,α’-テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)などが挙げられる。 Examples of aromatic aliphatic polyisocyanates having 8 to 15 carbon atoms include m- or p-xylylene diisocyanate (XDI) and α,α,α',α'-tetramethylxylylene diisocyanate (TMXDI).
ポリウレタン樹脂の初期分散性、力学的強度の観点から、ポリイソシアネート成分として、炭素数2~18の脂肪族ポリイソシアネート及び炭素数4~15の脂環式ポリイソシアネートが好ましく、炭素数4~15の脂環式ポリイソシアネートがより好ましく、IPDI及び水添MDIが更に好ましい。 From the viewpoint of initial dispersibility and mechanical strength of the polyurethane resin, aliphatic polyisocyanates with 2 to 18 carbon atoms and alicyclic polyisocyanates with 4 to 15 carbon atoms are preferred as the polyisocyanate component, alicyclic polyisocyanates with 4 to 15 carbon atoms are more preferred, and IPDI and hydrogenated MDI are even more preferred.
ポリイソシアネート成分に含まれるイソシアネート基と、ポリオール成分に含まれる水酸基とのモル比(NCO/OH)は、ポリウレタン樹脂の組成分布の均一化、力学的強度の観点から1.2~1.8が好ましく、1.3~1.6がさらに好ましい。 The molar ratio (NCO/OH) of isocyanate groups in the polyisocyanate component to hydroxyl groups in the polyol component is preferably 1.2 to 1.8, and more preferably 1.3 to 1.6, from the viewpoint of uniformity of the compositional distribution of the polyurethane resin and mechanical strength.
ポリウレタン樹脂(U)は、上記のポリオール成分及びポリイソシアネート成分を必須の構成単量体(構成単位)とするが、ポリオール成分及びポリイソシアネート成分以外の化合物を構成単量体に含んでいてもよい。ポリオール成分及びポリイソシアネート成分以外の構成単量体として、例えば、鎖伸長剤、反応停止剤等が挙げられる。これらを1種使用してもよく、2種以上を併用してもよい。一態様においては、ポリウレタン樹脂(U)は、上記のポリオール成分とポリイソシアネート成分とを反応させてなるイソシアネート基を末端に有するウレタンプレポリマーと、鎖伸長剤との反応物であることが好ましい。 The polyurethane resin (U) has the above-mentioned polyol component and polyisocyanate component as essential constituent monomers (constituent units), but may also contain compounds other than the polyol component and polyisocyanate component as constituent monomers. Examples of constituent monomers other than the polyol component and polyisocyanate component include chain extenders and reaction inhibitors. These may be used individually or in combination of two or more. In one embodiment, the polyurethane resin (U) is preferably a reaction product of a urethane prepolymer having isocyanate groups at its terminals, obtained by reacting the above-mentioned polyol component and polyisocyanate component, and a chain extender.
ポリウレタン樹脂(U)には、鎖伸長剤を使用することが好ましい。鎖伸長剤としては、水、炭素数2~10のジアミン類(例えば、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、イソホロンジアミン、トルエンジアミン及びピペラジン)、炭素数2~10のポリアルキレンポリアミン類(例えば、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン及びテトラエチレンペンタミン)、ヒドラジン又はその誘導体(二塩基酸ジヒドラジド、例えば、アジピン酸ジヒドラジド等)、炭素数2~30のポリエポキシ化合物(例えば、1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル等)及び炭素数2~10のアミノアルコール類(例えば、エタノールアミン、ジエタノールアミン、2-アミノ-2-メチルプロパノール及びトリエタノールアミン)等が挙げられる。鎖伸長剤として、炭素数2~10のジアミン類が好ましく、2級のジアミン類がより好ましく、イソホロンジアミンが更に好ましい。ポリウレタン樹脂(U)が、上記化合物を構成単量体に含むと、ウレタン基部分の凝集力が向上し、水に対する膨潤度を低下できるため優れた湿摩擦堅牢性を発現する。また、ジアミン類を使用すると、アミンによる伸長反応によって炭酸ガスの発生が抑制され、炭酸アミン塩の生成量が低下するため保存安定性が向上するため好ましい。 It is preferable to use a chain extender in the polyurethane resin (U). Examples of chain extenders include water, C2-C10 diamines (e.g., ethylenediamine, propylenediamine, hexamethylenediamine, isophoronediamine, toluenediamine, and piperazine), C2-C10 polyalkylene polyamines (e.g., diethylenetriamine, triethylenetetramine, and tetraethylenepentamine), hydrazine or its derivatives (dibasic acid dihydrazides, e.g., adipic acid dihydrazide), C2-C30 polyepoxy compounds (e.g., 1,6-hexanediol diglycidyl ether, trimethylolpropane polyglycidyl ether, etc.), and C2-C10 amino alcohols (e.g., ethanolamine, diethanolamine, 2-amino-2-methylpropanol, and triethanolamine). As a chain extender, diamines having 2 to 10 carbon atoms are preferred, secondary diamines are more preferred, and isophorone diamines are even more preferred. When the polyurethane resin (U) contains the above compound as a constituent monomer, the cohesive force of the urethane group portion is improved, and the degree of swelling in water is reduced, resulting in excellent wet friction fastness. Furthermore, the use of diamines is preferable because the generation of carbon dioxide is suppressed by the amine-mediated extension reaction, reducing the amount of carbonate amine salt produced and thus improving storage stability.
鎖伸長剤の使用量は、ウレタンプレポリマー末端のイソシアネート基に対する鎖伸長剤の活性水素含有基のモル比率が、0.1~2となる範囲が好ましく、より好ましくは0.5~1.5となる範囲である。 The amount of chain extender used is preferably in the range of 0.1 to 2, and more preferably in the range of 0.5 to 1.5, where the molar ratio of the active hydrogen-containing group of the chain extender to the isocyanate group at the end of the urethane prepolymer is 0.1 to 2.
ポリウレタン樹脂(U)には、必要により反応停止剤を使用することができる。反応停止剤としては、炭素数1~8のモノアルコール類(メタノール、エタノール、イソプロパノール、セロソルブ類及びカルビトール類等)、炭素数1~10のモノアミン類(モノメチルアミン、モノエチルアミン、モノブチルアミン、ジブチルアミン及びモノオクチルアミン等のモノ又はジアルキルアミン;モノエタノールアミン、ジエタノールアミン及びジイソプロパノールアミン等のモノ又はジアルカノールアミン等)が挙げられる。 A reaction stopper may be used with the polyurethane resin (U) as needed. Examples of reaction stoppers include monoalcohols with 1 to 8 carbon atoms (methanol, ethanol, isopropanol, cellosolves, and carbitols, etc.) and monoamines with 1 to 10 carbon atoms (mono- or dialkylamines such as monomethylamine, monoethylamine, monobutylamine, dibutylamine, and monooctylamine; mono- or dialkanolamines such as monoethanolamine, diethanolamine, and diisopropanolamine, etc.).
本発明のポリウレタン樹脂水性分散体を製造する方法としては、例えば、以下の[1]及び[2]の方法等が挙げられる。
[1]ポリオール成分、ポリイソシアネート成分、必要により鎖伸長剤及び反応停止剤を、親水性溶剤の存在下又は非存在下で一段又は多段で反応させてポリウレタン樹脂(U)を製造し、必要によりカルボキシル基を中和剤により塩として、水性媒体に分散させた後に、必要により親水性溶剤を留去する方法。
[2]ポリオール成分とポリイソシアネート成分とを、親水性溶剤の存在下又は非存在下で一段又は多段で反応させてイソシアネート基を末端に有するウレタンプレポリマー(P)を製造し、次いで必要によりウレタンプレポリマー(P)中のカルボキシル基を中和剤により塩として水性媒体に分散させて、鎖伸長剤及び/又は反応停止剤とウレタンプレポリマー(P)中のイソシアネート基とを反応させた後に、必要により親水性溶剤を留去する方法。
[1]及び[2]の方法の内、ポリウレタン樹脂(U)の分散安定性及び耐擦過性の観点から好ましいのは[2]の方法である。
Examples of methods for producing the polyurethane resin aqueous dispersion of the present invention include the following methods [1] and [2].
[1] A method for producing a polyurethane resin (U) by reacting a polyol component, a polyisocyanate component, and optionally a chain extender and a reaction stopper in one or more steps in the presence or absence of a hydrophilic solvent, and optionally dispersing the carboxyl group as a salt with a neutralizing agent in an aqueous medium, and optionally distilling off the hydrophilic solvent.
[2] A method comprising reacting a polyol component and a polyisocyanate component in one or more steps in the presence or absence of a hydrophilic solvent to produce a urethane prepolymer (P) having isocyanate groups at its termini, then, if necessary, dispersing the carboxyl groups in the urethane prepolymer (P) as a salt in an aqueous medium with a neutralizing agent, reacting a chain extender and/or reaction stopper with the isocyanate groups in the urethane prepolymer (P), and then, if necessary, distilling off the hydrophilic solvent.
Of the methods [1] and [2], method [2] is preferred from the viewpoint of dispersion stability and abrasion resistance of the polyurethane resin (U).
ポリウレタン樹脂水性分散体の製造に使用される親水性溶剤としては、NCO基と実質的に非反応性のもの(アセトン、エチルメチルケトンなどのケトン類、エステル類、エーテル類、アミド類、アルコール類)が挙げられる。これらのうち好ましいものは、テトラヒドロフランである。水性媒体は、水のみであってよいが、水及び親水性溶剤の混合液を使用することもできる。親水性溶剤と水との重量比(親水性溶剤/水)は、0/100~50/50が好ましく、35/65~45/55がより好ましい。
親水性溶剤を使用した場合には、ポリウレタン樹脂水性分散体形成後に必要によりこれを留去してもよい。
Hydrophilic solvents used in the production of aqueous polyurethane resin dispersions include those that are substantially inactive with NCO groups (acetone, ketones such as ethyl methyl ketone, esters, ethers, amides, and alcohols). Of these, tetrahydrofuran is preferred. The aqueous medium may be water alone, but a mixture of water and hydrophilic solvent can also be used. The weight ratio of hydrophilic solvent to water (hydrophilic solvent/water) is preferably 0/100 to 50/50, and more preferably 35/65 to 45/55.
If a hydrophilic solvent is used, it may be removed by distillation after the formation of the aqueous polyurethane resin dispersion, if necessary.
親水性基を有するポリオールを使用する場合、当該化合物は、ウレタンプレポリマーの製造前、製造中又は製造後に中和剤を用いて中和することができる。中和により、乳化時のポリウレタン樹脂の分散安定性が良好になる。 When using a polyol with hydrophilic groups, the compound can be neutralized with a neutralizing agent before, during, or after the production of the urethane prepolymer. Neutralization improves the dispersion stability of the polyurethane resin during emulsification.
ウレタンプレポリマーの形成は、好ましくは20℃~150℃、より好ましくは60℃~110℃の反応で行われ、反応時間は、好ましくは2~20時間である。
ウレタンプレポリマーの形成は、NCO基と実質的に非反応性の有機溶剤の存在下又は非存在下で行うことができる。ウレタンプレポリマーは、通常、0.5~10%の遊離NCO基含量を有する。NCO基と実質的に非反応性の有機溶媒として、上記の親水性溶剤が挙げられ、好ましいのはテトラヒドロフランである。
The formation of the urethane prepolymer is preferably carried out by a reaction at 20°C to 150°C, more preferably 60°C to 110°C, with a reaction time of preferably 2 to 20 hours.
The urethane prepolymer can be formed in or out of the presence of an organic solvent that is substantially inactive with NCO groups. The urethane prepolymer typically has a free NCO group content of 0.5 to 10%. Examples of organic solvents that are substantially inactive with NCO groups include the hydrophilic solvents mentioned above, with tetrahydrofuran being preferred.
上記のウレタンプレポリマーの製造においては、反応を促進させるため、必要により通常のウレタン反応に使用される触媒を使用してもよい。触媒には、アミン触媒、例えばトリエチルアミン、N-エチルモルホリン、トリエチレンジアミン及び米国特許第4524104号明細書に記載のシクロアミジン類[1,8-ジアザ-ビシクロ(5,4,0)ウンデセン-7(サンアプロ製、DBU)など];錫系触媒、例えばジブチル錫ジラウリレート、ジオクチル錫ジラウリレート及びオクチル酸錫;チタン系触媒、例えばテトラブチルチタネートが挙げられる。 In the production of the above-mentioned urethane prepolymer, catalysts commonly used in urethane reactions may be used as needed to accelerate the reaction. Examples of catalysts include amine catalysts, such as triethylamine, N-ethylmorpholine, triethylenediamine, and cycloamidines described in U.S. Patent No. 4,524,104 [e.g., 1,8-diazabicyclo(5,4,0)undecene-7 (manufactured by Sunapro, DBU)]; tin-based catalysts, such as dibutyltin dilaurylate, dioctyltin dilaurylate, and tin octoate; and titanium-based catalysts, such as tetrabutyl titanate.
ポリウレタン樹脂(U)の重量に基づくウレア基の含有割合は、好ましくは0.01~0.2重量%、より好ましくは0.05~0.1重量%である。ポリウレタン樹脂(U)の重量に基づくウレア基の含有割合が0.01~0.2重量%(好ましくは0.05~0.1重量%)であると、ポリウレタン樹脂中のウレア基含量が適切であり、力学的強度と水分散体の粘度の両立可能であるため好ましい。 The urea group content based on the weight of the polyurethane resin (U) is preferably 0.01 to 0.2% by weight, more preferably 0.05 to 0.1% by weight. A urea group content of 0.01 to 0.2% by weight (preferably 0.05 to 0.1% by weight) in the polyurethane resin is preferable because it provides an appropriate urea group content in the polyurethane resin, allowing for a balance between mechanical strength and viscosity of the aqueous dispersion.
ポリウレタン樹脂水性分散体においては、通常、ポリウレタン樹脂(U)からなる粒子が水中に分散している。ポリウレタン樹脂水性分散体における粒子の粒子径は、貯蔵安定性及び粘度の観点から、好ましくは20~100nm、より好ましくは35~65nmである。本発明において、粒子径は、キュムラント平均径を意味する。粒子径は光散乱粒度分布測定装置[例えば、大塚電子(株)製「DLS-8000」]で測定し、求めることができる。 In polyurethane resin aqueous dispersions, particles made of polyurethane resin (U) are typically dispersed in water. From the viewpoint of storage stability and viscosity, the particle size of the particles in the polyurethane resin aqueous dispersion is preferably 20 to 100 nm, more preferably 35 to 65 nm. In this invention, particle size refers to the cumulant average diameter. The particle size can be measured and determined using a light scattering particle size distribution analyzer [for example, the "DLS-8000" manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.].
ポリウレタン樹脂水性分散体は、必要により乳化剤、架橋剤、耐候安定化剤、平滑剤等の添加剤を含有することができる。添加剤は、1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。添加剤の使用量は、ポリウレタン樹脂(U)の重量に基づいて好ましくは15重量%以下、より好ましくは10重量%以下、更に好ましくは5重量%以下である。 The aqueous dispersion of polyurethane resin may contain additives such as emulsifiers, crosslinking agents, weather-resistant stabilizers, and smoothing agents as needed. The additives may be used individually or in combination of two or more. The amount of additive used is preferably 15% by weight or less, more preferably 10% by weight or less, and even more preferably 5% by weight or less, based on the weight of the polyurethane resin (U).
一態様において、本発明のポリウレタン樹脂水性分散体は、乳化剤を含むことが好ましい。本発明のポリウレタン樹脂水性分散体が乳化剤を含むと、ポリウレタン樹脂(U)の初期分散性、乾摩擦堅牢度がより良好となる。乳化剤は、ポリウレタン樹脂水性分散体を製造する際に添加することが好ましい。 In one embodiment, the aqueous polyurethane resin dispersion of the present invention preferably contains an emulsifier. When the aqueous polyurethane resin dispersion of the present invention contains an emulsifier, the initial dispersibility and dry friction fastness of the polyurethane resin (U) are improved. The emulsifier is preferably added during the production of the aqueous polyurethane resin dispersion.
ポリウレタン樹脂水性分散体を製造する際に乳化剤を使用する場合、乳化剤は、製造におけるいずれの時期に添加してもよい。一態様においては、イソシアネート末端ウレタンプレポリマーの分散性及び水性分散体の安定性の観点から、ウレタンプレポリマーを水性媒体に分散させる前又は分散させる際に添加することが好ましい。乳化剤は、ウレタンプレポリマー、水性媒体のいずれか一方に加えても、双方に加えてもよい。乳化剤がウレタンプレポリマーと反応性の場合には水性媒体に加えるのが好ましい。乳化剤の添加量は、ウレタンプレポリマーの重量に基づいて、好ましくは0.2~10重量%、より好ましくは0.3~6重量%である。 When using an emulsifier in the production of an aqueous polyurethane resin dispersion, the emulsifier may be added at any stage of production. In one embodiment, from the viewpoint of the dispersibility of the isocyanate-terminated urethane prepolymer and the stability of the aqueous dispersion, it is preferable to add the emulsifier before or during the dispersion of the urethane prepolymer in the aqueous medium. The emulsifier may be added to either the urethane prepolymer or the aqueous medium, or to both. If the emulsifier is reactive with the urethane prepolymer, it is preferable to add it to the aqueous medium. The amount of emulsifier added is preferably 0.2 to 10% by weight, more preferably 0.3 to 6% by weight, based on the weight of the urethane prepolymer.
乳化剤として、非イオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤及びその他の乳化分散剤等が挙げられる。乳化剤は、1種を使用してもよく、2種以上を併用してもよい。これらの中で、非イオン性界面活性剤が好ましい。 Examples of emulsifiers include nonionic surfactants, anionic surfactants, cationic surfactants, amphoteric surfactants, and other emulsifying dispersants. One type of emulsifier may be used, or two or more types may be used in combination. Among these, nonionic surfactants are preferred.
非イオン性界面活性剤として、脂肪族系アルコール(炭素数8~24)アルキレンオキサイド(AO)(炭素数2~8)付加物(重合度=1~100)、(ポリ)オキシアルキレン(炭素数2~8、重合度=1~100)高級脂肪酸(炭素数8~24)エステル[例えば、モノオレイン酸ポリエチレングリコールエステル(HLB=6~17)、モノステアリン酸ポリエチレングリコールエステル(HLB=8~15)、ジステアリン酸ポリエチレングリコールエステル(HLB=8~14)等のモノ又はジ脂肪酸ポリエチレングリコールエステル]、多価(2価~10価又はそれ以上)アルコール脂肪酸(炭素数8~24)エステル[モノステアリン酸グリセリン、モノステアリン酸エチレングリコール、脂肪酸ソルビタンエステル(モノオレイン酸ソルビタン、モノラウリン酸ソルビタン)等]、(ポリ)オキシアルキレン(炭素数2~8、重合度=1~100)多価(2価~10価又はそれ以上)アルコール高級脂肪酸(炭素数8~24)エステル[モノラウリン酸ポリオキシエチレンソルビタン(HLB=10~16)、ポリオキシエチレンジオレイン酸メチルグルコシド(HLB=17)等]、脂肪酸アルカノールアミド[1:1型ヤシ油脂肪酸ジエタノールアミド、1:1型ラウリン酸ジエタノールアミド等]、(ポリ)オキシアルキレン(炭素数2~8、重合度=1~100)アルキル(炭素数1~22)フェニルエーテル、(ポリ)オキシアルキレン(炭素数2~8、重合度=1~100)アルキル(炭素数8~24)アミノエーテル及びアルキル(炭素数8~24)ジアルキル(炭素数1~6)アミンオキシド[ラウリルジメチルアミンオキシド等]等が挙げられる。
中でも、(ポリ)オキシエチレン高級脂肪酸(炭素数8~24)エステル(HLB=6~17)、多価(2価~6価)アルコール脂肪酸(炭素数8~24)エステルが好ましく、モノ脂肪酸(好ましくは、炭素数12~24)ポリエチレングリコールエステル、脂肪酸(好ましくは、炭素数12~24)ソルビタンエステルが好ましい。一態様において、初期分散性、乾摩擦堅牢度が優れることから、本発明のインクジェットインク用ポリウレタン樹脂水性分散体は、脂肪酸ソルビタンエステル及び/又はモノ脂肪酸ポリエチレングリコールエステルを含有することが好ましい。脂肪酸ソルビタンエステルとして、炭素数12~20の脂肪酸のソルビタンエステルが好ましく、オレイン酸ソルビタンがより好ましい。モノ脂肪酸ポリエチレングリコールエステルとして、炭素数12~20の脂肪酸のポリエチレングリコールエステル(HLB=6~17)が好ましく、モノオレイン酸ポリエチレングリコールエステル(HLB=8~14)がより好ましい。
Nonionic surfactants include aliphatic alcohol (8-24 carbon atoms) alkylene oxide (AO) (2-8 carbon atoms) adducts (degree of polymerization = 1-100), (poly)oxyalkylene (2-8 carbon atoms, degree of polymerization = 1-100) higher fatty acid (8-24 carbon atoms) esters [for example, polyethylene glycol monooleate (HLB = 6-17), polyethylene glycol monostearate (HLB = 8-15), polyethylene glycol distearate (HLB = 8-14), and other mono or di-fatty acid polyethylene glycol esters], and polyvalent (2-10 or more) alcohol fatty acid (8-24 carbon atoms) esters [glyceryl monostearate, ethylene glycol monostearate, fatty acid sorbitan esters (sorbitan monooleate, sorbitan monolaurate)]. Examples include (poly)oxyalkylene (2-8 carbon atoms, degree of polymerization = 1-100) polyvalent (2-10 or more) alcohol higher fatty acid (8-24 carbon atoms) esters [polyoxyethylene sorbitan monolaurate (HLB = 10-16), polyoxyethylene dioleate methyl glucoside (HLB = 17), etc.], fatty acid alkanolamides [1:1 type coconut oil fatty acid diethanolamide, 1:1 type lauric acid diethanolamide, etc.], (poly)oxyalkylene (2-8 carbon atoms, degree of polymerization = 1-100) alkyl (1-22 carbon atoms) phenyl ethers, (poly)oxyalkylene (2-8 carbon atoms, degree of polymerization = 1-100) alkyl (8-24 carbon atoms) amino ethers and alkyl (8-24 carbon atoms) dialkyl (1-6 carbon atoms) amine oxides [lauryldimethylamine oxide, etc.].
Among these, (poly)oxyethylene higher fatty acid (8-24 carbon atoms) esters (HLB = 6-17) and polyvalent (divalent to hexavalent) alcohol fatty acid (8-24 carbon atoms) esters are preferred, and monofatty acid (preferably 12-24 carbon atoms) polyethylene glycol esters and fatty acid (preferably 12-24 carbon atoms) sorbitan esters are preferred. In one embodiment, the aqueous polyurethane resin dispersion for inkjet ink of the present invention preferably contains fatty acid sorbitan esters and/or monofatty acid polyethylene glycol esters because of excellent initial dispersibility and dry friction fastness. As fatty acid sorbitan esters, sorbitan esters of fatty acids with 12-20 carbon atoms are preferred, and sorbitan oleate is more preferred. As monofatty acid polyethylene glycol esters, polyethylene glycol esters of fatty acids with 12-20 carbon atoms (HLB = 6-17) are preferred, and monooleate polyethylene glycol esters (HLB = 8-14) are more preferred.
本発明において、HLBとは、親水性と親油性とのバランスを示す尺度であり、HLBが高いほど無機性が高いことを意味し、例えば、「界面活性剤入門、2007年、三洋化成工業株式会社発行、藤本武彦著、212頁」に記載されている小田法による計算値として知られているものであり、グリフィン法による計算値ではない。HLB値は有機化合物の有機性の値と無機性の値との比率から計算することができる。
HLB=10×無機性/有機性
なお、HLBを導き出すための有機性の値及び無機性の値については、上記「界面活性剤入門」の213頁に記載の表の値を用いて算出できる。
In this invention, HLB is a measure that indicates the balance between hydrophilicity and lipophilicity, with higher HLB values indicating higher inorganic properties. For example, it is known as a value calculated using the Oda method, as described in "Introduction to Surfactants," 2007, published by Sanyo Chemical Industries, Ltd., authored by Takehiko Fujimoto, p. 212, and is not a value calculated using the Griffin method. The HLB value can be calculated from the ratio of the organic value to the inorganic value of an organic compound.
HLB = 10 × Inorganic / Organic. The organic and inorganic values used to derive HLB can be calculated using the values in the table on page 213 of the above-mentioned "Introduction to Surfactants".
アニオン性界面活性剤として、例えば炭素数8~24の炭化水素基を有するエーテルカルボン酸又はその塩[ラウリルエーテル酢酸ナトリウム及び(ポリ)オキシエチレン(付加モル数1~100)ラウリルエーテル酢酸ナトリウム等];炭素数8~24の炭化水素基を有する硫酸エステル又はエーテル硫酸エステル及びそれらの塩[ラウリル硫酸ナトリウム、(ポリ)オキシエチレン(付加モル数1~100)ラウリル硫酸ナトリウム、(ポリ)オキシエチレン(付加モル数1~100)ラウリル硫酸トリエタノールアミン及び(ポリ)オキシエチレン(付加モル数1~100)ヤシ油脂肪酸モノエタノールアミド硫酸ナトリウム等];炭素数8~24の炭化水素基を有するスルホン酸塩[ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等];炭素数8~24の炭化水素基を1個又は2個有するスルホコハク酸塩;炭素数8~24の炭化水素基を有するリン酸エステル又はエーテルリン酸エステル及びそれらの塩[ラウリルリン酸ナトリウム及び(ポリ)オキシエチレン(付加モル数1~100)ラウリルエーテルリン酸ナトリウム等];炭素数8~24の炭化水素基を有する脂肪酸塩[ラウリン酸ナトリウム及びラウリン酸トリエタノールアミン等];並びに炭素数8~24の炭化水素基を有するアシル化アミノ酸塩[ヤシ油脂肪酸メチルタウリンナトリウム、ヤシ油脂肪酸サルコシンナトリウム、ヤシ油脂肪酸サルコシントリエタノールアミン、N-ヤシ油脂肪酸アシル-L-グルタミン酸トリエタノールアミン、N-ヤシ油脂肪酸アシル-L-グルタミン酸ナトリウム及びラウロイルメチル-β-アラニンナトリウム等]が挙げられる。 Anionic surfactants include, for example, ether carboxylic acids or salts thereof having hydrocarbon groups with 8 to 24 carbon atoms [such as sodium lauryl ether acetate and (poly)oxyethylene (1 to 100 added moles) sodium lauryl ether acetate]; sulfate esters or ether sulfate esters and salts thereof having hydrocarbon groups with 8 to 24 carbon atoms [such as sodium lauryl sulfate, (poly)oxyethylene (1 to 100 added moles) sodium lauryl sulfate, (poly)oxyethylene (1 to 100 added moles) triethanolamine lauryl sulfate and (poly)oxyethylene (1 to 100 added moles) coconut oil fatty acid monoethanolamide sulfate sodium]; sulfonates having hydrocarbon groups with 8 to 24 carbon atoms [such as sodium dodecylbenzenesulfonate]; hydrocarbon groups with 8 to 24 carbon atoms Examples include sulfosuccinates having one or two hydrocarbon groups; phosphate esters or ether phosphate esters having hydrocarbon groups with 8 to 24 carbon atoms and their salts [e.g., sodium lauryl phosphate and (poly)oxyethylene (1 to 100 moles added) sodium lauryl ether phosphate]; fatty acid salts having hydrocarbon groups with 8 to 24 carbon atoms [e.g., sodium laurate and triethanolamine laurate]; and acylated amino acid salts having hydrocarbon groups with 8 to 24 carbon atoms [e.g., sodium methyl taurate, sodium sarcosinate, triethanolamine sarcosinate, triethanolamine acyl-L-glutamate, triethanolamine acyl-L-glutamate, sodium lauroyl methyl-β-alanine].
カチオン性界面活性剤としては、例えば第4級アンモニウム塩型[塩化ステアリルトリメチルアンモニウム、塩化ベヘニルトリメチルアンモニウム、塩化ジステアリルジメチルアンモニウム及びエチル硫酸ラノリン脂肪酸アミノプロピルエチルジメチルアンモニウム等]並びにアミン塩型[ステアリン酸ジエチルアミノエチルアミド乳酸塩、ジラウリルアミン塩酸塩及びオレイルアミン乳酸塩等]が挙げられる。 Examples of cationic surfactants include quaternary ammonium salts [such as stearyltrimethylammonium chloride, behenyltrimethylammonium chloride, distearyldimethylammonium chloride, and lanolin fatty acid aminopropylethyldimethylammonium ethyl sulfate] and amine salts [such as diethylaminoethylamide lactate stearate, dilaurylamine hydrochloride, and oleylamine lactate].
両性界面活性剤としては、例えばベタイン型両性界面活性剤[ヤシ油脂肪酸アミドプロピルジメチルアミノ酢酸ベタイン、ラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン、2-アルキル-N-カルボキシメチル-N-ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタイン、ラウリルヒドロキシスルホベタイン及びラウロイルアミドエチルヒドロキシエチルカルボキシメチルベタインヒドロキシプロピルリン酸ナトリウム等]並びにアミノ酸型両性界面活性剤[β-ラウリルアミノプロピオン酸ナトリウム等]が挙げられる。 Examples of amphoteric surfactants include betaine-type amphoteric surfactants [such as coconut oil fatty acid amidopropyl dimethylaminoacetic acid betaine, lauryl dimethylaminoacetic acid betaine, 2-alkyl-N-carboxymethyl-N-hydroxyethylimidazolinium betaine, lauryl hydroxysulfobetaine, and lauroylamide ethyl hydroxyethyl carboxymethyl betaine hydroxypropyl sodium phosphate] and amino acid-type amphoteric surfactants [such as β-laurylaminopropionate sodium].
その他の乳化分散剤としては、例えばポリビニルアルコール、デンプン及びその誘導体、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース及びヒドロキシエチルセルロース等のセルロース誘導体並びにポリアクリル酸ソーダ等のカルボキシル基含有(共)重合体及び米国特許第5906704号明細書に記載のウレタン基又はエステル基を有する乳化分散剤[例えばポリラクトンポリオールとポリエーテルジオールをポリイソシアネートで連結させたもの]等が挙げられる。 Other emulsifying dispersants include, for example, polyvinyl alcohol, starch and its derivatives, cellulose derivatives such as carboxymethylcellulose, methylcellulose, and hydroxyethylcellulose, carboxyl group-containing (co)polymers such as sodium polyacrylate, and emulsifying dispersants having urethane groups or ester groups as described in U.S. Patent No. 5,906,704 [for example, polylactone polyols and polyether diols linked by polyisocyanate].
ポリウレタン樹脂水性分散体が乳化剤を含有する場合、その含有量は、ポリウレタン樹脂(U)の重量に基づいて、好ましくは0.2~10重量%、より好ましくは0.3~6重量%である。 When the aqueous dispersion of polyurethane resin contains an emulsifier, its content is preferably 0.2 to 10% by weight, more preferably 0.3 to 6% by weight, based on the weight of the polyurethane resin (U).
ポリウレタン樹脂水性分散体の製造において、乳化分散させるための装置は特に限定されず、例えば下記の方式の乳化機が挙げられる。
1)錨型撹拌方式、2)回転子-固定子式方式[例えば「エバラマイルダー」(荏原製作所製)]、3)ラインミル方式[例えばラインフローミキサー]、4)静止管混合式[例えばスタティックミキサー]、5)振動式[例えば「VIBROMIXER」(冷化工業社製)]、6)超音波衝撃式[例えば超音波ホモジナイザー]、7)高圧衝撃式[例えばガウリンホモジナイザー(ガウリン社)]、8)乳化式[例えば膜乳化モジュール]及び9)遠心薄膜接触式[例えばフィルミックス]。これらのうち、好ましいのは、錨型撹拌方式である。
In the production of aqueous polyurethane resin dispersions, the apparatus for emulsification and dispersion is not particularly limited, and examples include the emulsifier of the following type.
1) Anchor-type stirring method, 2) Rotor-stator type [e.g., "Ebara Milder" (manufactured by Ebara Corporation)], 3) Line mill type [e.g., line flow mixer], 4) Stationary tube mixing type [e.g., static mixer], 5) Vibration type [e.g., "VIBROMIXER" (manufactured by Reika Kogyo Co., Ltd.)], 6) Ultrasonic impact type [e.g., ultrasonic homogenizer], 7) High-pressure impact type [e.g., Gaurin homogenizer (Gaurin Corporation)], 8) Emulsification type [e.g., membrane emulsification module], and 9) Centrifugal thin film contact type [e.g., Filmix]. Of these, the anchor-type stirring method is preferred.
本発明におけるポリウレタン樹脂(U)は、吸水率が6重量%以下である。ポリウレタン樹脂(U)の吸水率が6重量%を超えると、印刷用塗工紙、段ボール、綿布帛に対する耐擦過性が不充分となる。ポリウレタン樹脂(U)の吸水率は、5重量%以下であることが好ましく、3重量%以下であることがより好ましい。ポリウレタン樹脂(U)の吸水率は、0.5重量%以上であってよく、1重量%以上であることが好ましい。ポリウレタン樹脂(U)吸水率は、実施例に記載の方法で測定することができる。ポリウレタン樹脂(U)の吸水率を調整する方法として、低極性のポリマーポリオール(例えば結晶性ポリエステルポリオール)の導入、低分子量ジオールの導入、架橋構造の導入、揮発性の中和剤の使用等が挙げられる。 The polyurethane resin (U) in this invention has a water absorption rate of 6% by weight or less. If the water absorption rate of the polyurethane resin (U) exceeds 6% by weight, its abrasion resistance to coated printing paper, corrugated cardboard, and cotton fabrics becomes insufficient. The water absorption rate of the polyurethane resin (U) is preferably 5% by weight or less, and more preferably 3% by weight or less. The water absorption rate of the polyurethane resin (U) may be 0.5% by weight or more, and preferably 1% by weight or more. The water absorption rate of the polyurethane resin (U) can be measured by the method described in the examples. Methods for adjusting the water absorption rate of the polyurethane resin (U) include the introduction of low-polarity polymer polyols (e.g., crystalline polyester polyols), the introduction of low-molecular-weight diols, the introduction of cross-linked structures, and the use of volatile neutralizing agents.
本発明におけるポリウレタン樹脂(U)は、貯蔵弾性率G’が0.1~1.0MPaであることが好ましい。ポリウレタン樹脂(U)の貯蔵弾性率G’が上記の範囲であると、力学的強度の向上、飽和吸水率の低下により摩擦堅牢度がより優れる。ポリウレタン樹脂(U)の貯蔵弾性率G’は、0.2~0.7MPaがより好ましい。本発明において、貯蔵弾性率G’は、160℃における貯蔵弾性率である。貯蔵弾性率G’は、粘弾性測定装置で測定することができる。 In this invention, the polyurethane resin (U) preferably has a storage modulus G' of 0.1 to 1.0 MPa. When the storage modulus G' of the polyurethane resin (U) is within this range, the frictional fastness is improved due to increased mechanical strength and reduced saturated water absorption. A storage modulus G' of 0.2 to 0.7 MPa is more preferable. In this invention, the storage modulus G' is the storage modulus at 160°C. The storage modulus G' can be measured using a viscoelasticity measuring device.
本発明におけるポリウレタン樹脂(U)は、融点が80℃以下であるか、又は、融点を有さないことが好ましい。ポリウレタン樹脂(U)の融点は、示差走査熱量計(DSC)を用いて、上記の結晶性ポリエステルポリオールの融点と同じ方法で測定される。
ポリウレタン樹脂(U)の融点が80℃以下であるか、ポリウレタン樹脂(U)が融点を有さないと、綿布帛に対する耐擦過性がより良好になる。ポリウレタン樹脂(U)が融点を有する場合、融点は65℃以下であることが好ましく、40~60℃であることが好ましい。一態様において、ポリウレタン樹脂(U)は、融点を有さないことがより好ましい。
In the present invention, the polyurethane resin (U) preferably has a melting point of 80°C or lower, or has no melting point. The melting point of the polyurethane resin (U) is measured using a differential scanning calorimeter (DSC) in the same manner as the melting point of the crystalline polyester polyol described above.
If the polyurethane resin (U) has a melting point of 80°C or less, or if the polyurethane resin (U) has no melting point, the abrasion resistance to cotton fabric will be better. If the polyurethane resin (U) has a melting point, it is preferably 65°C or less, and preferably 40 to 60°C. In one embodiment, it is more preferable that the polyurethane resin (U) has no melting point.
本発明のポリウレタン樹脂水性分散体の固形分濃度は、好ましくは10~70重量%、より好ましくは20~50重量%である。ポリウレタン樹脂水性分散体中の水の含有量は、30~80重量%であることが好ましく、50~70重量%であることがより好ましい。 The solid content concentration of the polyurethane resin aqueous dispersion of the present invention is preferably 10 to 70% by weight, more preferably 20 to 50% by weight. The water content in the polyurethane resin aqueous dispersion is preferably 30 to 80% by weight, and more preferably 50 to 70% by weight.
ポリウレタン樹脂水性分散体の粘度は、25℃で3.0~20.0mPa・sが好ましく、5.0~10.0mPa・sがより好ましい。粘度は、コーンプレート粘度計を用いて、実施例に記載の条件で測定することができる。 The viscosity of the aqueous polyurethane resin dispersion is preferably 3.0 to 20.0 mPa·s at 25°C, and more preferably 5.0 to 10.0 mPa·s. The viscosity can be measured using a cone-plate viscometer under the conditions described in the examples.
本発明のポリウレタン樹脂水性分散体は、インクジェットインク用ポリウレタン樹脂水性分散体である。本発明のポリウレタン樹脂水性分散体は、インクジェットインクの製造に使用される。インクジェットインクは、本発明のポリウレタン樹脂水性分散体以外に、顔料を含有することが好ましい。インクジェットインクは、保湿剤、浸透剤等を含有することができる。 The polyurethane resin aqueous dispersion of the present invention is a polyurethane resin aqueous dispersion for inkjet inks. The polyurethane resin aqueous dispersion of the present invention is used in the manufacture of inkjet inks. Inkjet inks preferably contain pigments in addition to the polyurethane resin aqueous dispersion of the present invention. Inkjet inks may also contain humectants, penetrating agents, etc.
インクジェットインクにおける本発明のポリウレタン樹脂水性分散体の固形分の含有量は、インクジェットインクの重量に基づいて、好ましくは0.1~60重量%、より好ましくは1~20重量%である。ポリウレタン樹脂水性分散体の含有量は、インクジェットインクの重量に基づいて好ましくは1~90重量%、より好ましくは5~50%である。 The solid content of the polyurethane resin aqueous dispersion of the present invention in the inkjet ink is preferably 0.1 to 60% by weight, more preferably 1 to 20% by weight, based on the weight of the inkjet ink. The content of the polyurethane resin aqueous dispersion is preferably 1 to 90% by weight, more preferably 5 to 50%, based on the weight of the inkjet ink.
顔料の含有量は、インクジェットインクの重量に基づいて、好ましくは0.1~30重量%、より好ましくは1~10重量%である。保湿剤の含有量は、インクジェットインクの重量に基づいて、好ましくは0.1~90重量%、より好ましくは1~50重量%である。 The pigment content is preferably 0.1 to 30% by weight, more preferably 1 to 10% by weight, based on the weight of the inkjet ink. The humectant content is preferably 0.1 to 90% by weight, more preferably 1 to 50% by weight, based on the weight of the inkjet ink.
顔料としては、従来公知の有機及び無機顔料(例えば白色顔料、黒色顔料、灰色顔料、赤色顔料、茶色顔料、黄色顔料、緑色顔料、青色顔料、紫色顔料及びメタリック顔料、天然有機顔料合成系有機顔料、ニトロソ顔料、ニトロ顔料、顔料色素型アゾ顔料、水溶性染料からつくるアゾレーキ、難溶性染料からつくるアゾレーキ、塩基性染料からつくるレーキ、酸性染料からつくるレーキ、キサンタンレーキ、アントラキノンレーキ、バット染料からの顔料及びフタロシアニン顔料、昼光蛍光等の有機顔料)等が挙げられる。 Examples of pigments include conventionally known organic and inorganic pigments (e.g., white pigments, black pigments, gray pigments, red pigments, brown pigments, yellow pigments, green pigments, blue pigments, purple pigments, and metallic pigments; synthetic organic pigments derived from natural organic pigments; nitroso pigments; nitro pigments; pigment-type azo pigments; azo lakes made from water-soluble dyes; azo lakes made from poorly soluble dyes; lakes made from basic dyes; lakes made from acid dyes; xanthan lakes; anthraquinone lakes; pigments and phthalocyanine pigments derived from vat dyes; and organic pigments such as daylight fluorescent pigments).
具体的な有機及び無機顔料を以下に例示する。
白色顔料としては、酸化チタン、亜鉛華、硫化亜鉛、酸化アンチモン、酸化ジルコニウムなどの無機顔料が挙げられる。無機顔料以外に、中空樹脂微粒子や、高分子微粒子を使用することもできる。
顔料の平均粒径は200~300nmであることが好ましい。顔料の平均粒径が200nm未満の場合は隠蔽力が不充分となる傾向がみられ、300nmを超える場合は吐出安定性が不充分となる傾向にある。
Examples of specific organic and inorganic pigments are given below.
Examples of white pigments include inorganic pigments such as titanium dioxide, zinc oxide, zinc sulfide, antimony oxide, and zirconium oxide. In addition to inorganic pigments, hollow resin microparticles and polymer microparticles can also be used.
The average particle size of the pigment is preferably 200 to 300 nm. If the average particle size of the pigment is less than 200 nm, the opacity tends to be insufficient, and if it exceeds 300 nm, the discharge stability tends to be insufficient.
なかでも、隠蔽力の観点から、酸化チタンを使用することが好ましい。酸化チタンの平均粒径も、同様に200~300nmであることが好ましい。 In particular, titanium dioxide is preferred from the viewpoint of opacity. Similarly, the average particle size of the titanium dioxide is preferably 200 to 300 nm.
マゼンタ用の顔料としては、特に限定されないが、C.I.ピグメントレッド2、C.I.ピグメントレッド3、C.I.ピグメントレッド5、C.I.ピグメントレッド6、C.I.ピグメントレッド7、C.I.ピグメントレッド15、C.I.ピグメントレッド16、C.I.ピグメントレッド48:1、C.I.ピグメントレッド53:1、C.I.ピグメントレッド57:1、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド123、C.I.ピグメントレッド139、C.I.ピグメントレッド144、C.I.ピグメントレッド149、C.I.ピグメントレッド166、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド178、C.I.ピグメントレッド222等が挙げられる。 While not particularly limited, the following pigments are used for magenta: C.I. Pigment Red 2, C.I. Pigment Red 3, C.I. Pigment Red 5, C.I. Pigment Red 6, C.I. Pigment Red 7, C.I. Pigment Red 15, C.I. Pigment Red 16, C.I. Pigment Red 48:1, C.I. Pigment Red 53:1, C.I. Pigment Red 57:1, C.I. Pigment Red 122, C.I. Pigment Red 123, C.I. Pigment Red 139, C.I. Pigment Red 144, C.I. Pigment Red 149, C.I. Pigment Red 166, C.I. Pigment Red 177, C. Examples include I. Pigment Red 178 and C. I. Pigment Red 222.
イエロー用の顔料としては、特に限定されないが、C.I.ピグメントオレンジ31、C.I.ピグメントオレンジ43、C.I.ピグメントイエロー12、C.I.ピグメントイエロー13、C.I.ピグメントイエロー14、C.I.ピグメントイエロー15、C.I.ピグメントイエロー17、C.I.ピグメントイエロー74、C.I.ピグメントイエロー93、C.I.ピグメントイエロー94、C.I.ピグメントイエロー128、C.I.ピグメントイエロー138、ピグメントイエロー180等が挙げられる。 While not particularly limited, examples of pigments for yellow include C.I. Pigment Orange 31, C.I. Pigment Orange 43, C.I. Pigment Yellow 12, C.I. Pigment Yellow 13, C.I. Pigment Yellow 14, C.I. Pigment Yellow 15, C.I. Pigment Yellow 17, C.I. Pigment Yellow 74, C.I. Pigment Yellow 93, C.I. Pigment Yellow 94, C.I. Pigment Yellow 128, C.I. Pigment Yellow 138, and Pigment Yellow 180.
シアン用の顔料としては、特に限定されないが、C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15:2、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー16、C.I.ピグメントブルー60、C.I.ピグメントグリーン7等が挙げられる。 Pigments for cyan are not particularly limited, but examples include C.I. Pigment Blue 15, C.I. Pigment Blue 15:2, C.I. Pigment Blue 15:3, C.I. Pigment Blue 16, C.I. Pigment Blue 60, and C.I. Pigment Green 7.
保湿剤は、水性インクの保湿成分として用いられる。保湿剤は、水に対する溶解度が25℃において、50重量%以上、好ましくは60重量%以上である化合物が好ましく、飽和蒸気圧(20℃)が0.001kPa未満が好ましい。
保湿剤は特に限定されないが、沸点が100℃以上であるものが好ましい。保湿剤として、例えば、グリセリン、ジグリセリン、プロピレングリコール、エチレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,4-プロパンジオール、トリエチレングリコールモノブチルエーテルが挙げられる。
The humectant is used as a moisturizing component in water-based inks. The humectant is preferably a compound that has a solubility in water of 50% by weight or more, preferably 60% by weight or more, at 25°C, and a saturated vapor pressure (20°C) of less than 0.001 kPa.
The humectant is not particularly limited, but one with a boiling point of 100°C or higher is preferred. Examples of humectants include glycerin, diglycerin, propylene glycol, ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-propanediol, and triethylene glycol monobutyl ether.
インクジェットインクには、塗膜形成補助やバインダー機能の向上等を目的として、必要により本発明のポリウレタン樹脂水性分散体におけるポリウレタン樹脂(U)以外に、他の水性媒体分散性樹脂又は水溶性樹脂を併用していてもよい。 In addition to the polyurethane resin (U) in the aqueous polyurethane resin dispersion of the present invention, other aqueous media dispersible resins or water-soluble resins may be used in combination with the inkjet ink, as necessary, for purposes such as assisting in film formation or improving binder function.
インクジェットインクに併用される他の水性媒体分散性樹脂又は水溶性樹脂としては、例えば本発明におけるポリウレタン樹脂以外の水性媒体分散性又は水溶性のポリウレタン樹脂、ポリアクリル樹脂及びポリエステル樹脂等が挙げられる。 Other aqueous media-dispersible or water-soluble resins used in combination with inkjet inks include, for example, aqueous media-dispersible or water-soluble polyurethane resins other than the polyurethane resin used in the present invention, polyacrylic resins, and polyester resins.
インクジェットインクは、更にpH調整剤、粘度調整剤、消泡剤、防腐剤、劣化防止剤、安定化剤、凍結防止剤及び水等を1種又は2種以上含有することができる。 Inkjet ink may further contain one or more of the following: pH adjusters, viscosity adjusters, defoamers, preservatives, degradation inhibitors, stabilizers, antifreeze agents, and water.
本発明のインクジェットインク用ポリウレタン樹脂水性分散体を含有するインクジェットインクは、例えば、印刷用塗工紙用、段ボール用、綿布帛用のインクジェットインクとして好適に使用することができる。インクジェットインクを使用する印刷の方法としては、特に限定されないが、家庭における印刷、業務における印刷、サイングラフィック用印刷、顔料捺染印刷等が挙げられる。好ましくは、顔料捺染印刷が挙げられる。 The inkjet ink containing the polyurethane resin aqueous dispersion for inkjet inks of the present invention can be suitably used, for example, as an inkjet ink for coated paper for printing, corrugated cardboard, and cotton fabrics. The printing method using the inkjet ink is not particularly limited, but examples include home printing, business printing, sign graphic printing, and pigment printing. Pigment printing is preferred.
本明細書には以下の事項が開示されている。 This specification discloses the following:
本開示(1)は ポリオール成分とポリイソシアネート成分とを反応させてなるポリウレタン樹脂(U)と水とを含有し、
前記ポリオール成分が結晶性ポリエステルポリオールを含有するポリオール成分であり、ポリウレタン樹脂(U)の吸水率が6重量%以下であるインクジェットインク用ポリウレタン樹脂水性分散体である。
The present disclosure (1) contains a polyurethane resin (U) obtained by reacting a polyol component and a polyisocyanate component, and water.
The polyol component is a polyol component containing a crystalline polyester polyol, and the polyurethane resin (U) has a water absorption rate of 6% by weight or less, making it an aqueous dispersion of polyurethane resin for inkjet ink.
本開示(2)は 前記ポリウレタン樹脂(U)の貯蔵弾性率G’が0.1~1.0MPaである本開示(1)に記載のインクジェットインク用ポリウレタン樹脂水性分散体である。 Disclosure (2) is an aqueous dispersion of polyurethane resin for inkjet ink according to Disclosure (1), wherein the storage modulus G' of the polyurethane resin (U) is 0.1 to 1.0 MPa.
本開示(3)は 前記結晶性ポリエステルポリオールが炭素数4~12の脂肪族ジカルボン酸と炭素数3~12の脂肪族ジオールとの脱水縮合により得られるポリエステルポリオールである本開示(1)又は(2)に記載のインクジェットインク用ポリウレタン樹脂水性分散体である。 Disclosure (3) is an aqueous dispersion of polyurethane resin for inkjet ink according to Disclosure (1) or (2), wherein the crystalline polyester polyol is a polyester polyol obtained by dehydration condensation of an aliphatic dicarboxylic acid having 4 to 12 carbon atoms and an aliphatic diol having 3 to 12 carbon atoms.
本開示(4)は 脂肪酸ソルビタンエステル及び/又はモノ脂肪酸ポリエチレングリコールエステルをさらに含有する、本開示(1)~(3)のいずれかとの任意の組合せのインクジェットインク用ポリウレタン樹脂水性分散体である。 Disclosure (4) is an aqueous polyurethane resin dispersion for inkjet inks, further containing a fatty acid sorbitan ester and/or a monofatty acid polyethylene glycol ester, in any combination with any of Disclosures (1) to (3).
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。以下、特に定めない限り「部」は重量部を示す。 The present invention will be described in detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. Hereinafter, unless otherwise specified, "parts" refers to parts by weight.
<製造例1>
冷却管、温度計、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、1,6-ヘキサンジオール451.2部、ドデカン2酸649.9部及び縮合触媒としてチタニウムジイソプロポキシビストリエタノールアミネート2部を投入し、200℃で窒素気流下にて、生成する水を留去しながら3時間反応させた。更に0.5~2.5kPaの減圧下にて、200℃で6時間反応させた。酸価(mgKOH/g)が1未満になった時点で反応槽から反応物を取り出し、水酸基価(mgKOH/g)100、融点70℃の結晶性ポリエステルポリオール(B-1)を得た。
<Manufacturing Example 1>
In a reaction vessel equipped with a condenser, thermometer, stirrer, and nitrogen inlet, 451.2 parts of 1,6-hexanediol, 649.9 parts of dodecane diacitate, and 2 parts of titanium diisopropoxybistriethanolamine as a condensation catalyst were added, and the reaction was carried out at 200°C under a nitrogen stream for 3 hours while distilling off the water produced. The reaction was then carried out at 200°C for 6 hours under reduced pressure of 0.5 to 2.5 kPa. When the acid value (mg KOH/g) fell below 1, the reactants were removed from the reaction vessel, yielding a crystalline polyester polyol (B-1) with a hydroxyl value (mg KOH/g) of 100 and a melting point of 70°C.
<製造例2~11>
使用する原料の使用量を表1に記載のものに変更する以外は製造例1と同様にして、結晶性ポリエステルポリオール(B-2)~(B-11)を得た。
<Manufacturing Examples 2-11>
Crystalline polyester polyols (B-2) to (B-11) were obtained in the same manner as in Production Example 1, except that the amount of raw materials used was changed to those listed in Table 1.
<製造例12>
冷却管、温度計、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、ソルビトール39部、オレイン酸61部及び溶剤としてキシレン50部を投入し、180℃で窒素気流下にて、生成する水を留去しながら3時間反応させた。酸価(mgKOH/g)が1未満になった時点で反応系を減圧にして、キシレンを除去しソルビトールとオレイン酸のエステル化物(オレイン酸ソルビタン)(O-1)を得た。
<Manufacturing Example 12>
In a reaction vessel equipped with a condenser, thermometer, stirrer, and nitrogen inlet tube, 39 parts sorbitol, 61 parts oleic acid, and 50 parts xylene as a solvent were added and the reaction was carried out at 180°C under a nitrogen stream for 3 hours while distilling off the water produced. When the acid value (mg KOH/g) fell below 1, the reaction system was reduced to a reduced pressure, and the xylene was removed to obtain an ester of sorbitol and oleic acid (sorbitan oleate) (O-1).
<製造例13>
冷却管、温度計、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、ポリオキシエチレンモノメチルエーテル(関東化学株式会社製ポリエチレングリコールモノメチルエーテル220、Mn=220)44部、オレイン酸56部及び溶剤としてキシレン50部を投入し、180℃で窒素気流下にて、生成する水を留去しながら3時間反応させた。酸価(mgKOH/g)が1未満になった時点で反応系を減圧にして、キシレンを除去しモノオレイン酸ポリエチレングリコールエステル(O-2)を得た。
<Manufacturing Example 13>
In a reaction vessel equipped with a condenser, thermometer, stirrer, and nitrogen inlet tube, 44 parts of polyoxyethylene monomethyl ether (polyethylene glycol monomethyl ether 220, Mn=220, manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.), 56 parts of oleic acid, and 50 parts of xylene as a solvent were added and the reaction was carried out at 180°C under a nitrogen stream for 3 hours while distilling off the water produced. When the acid value (mgKOH/g) fell below 1, the reaction system was reduced to a reduced pressure, and the xylene was removed to obtain polyethylene glycol monooleate ester (O-2).
<比較製造例1>
使用する原料の使用量を表1に記載のものに変更する以外は製造例1と同様にして、ポリエステルポリオール(B’-1)を得た。
<Comparative Manufacturing Example 1>
Polyester polyol (B'-1) was obtained in the same manner as in Production Example 1, except that the amount of raw materials used was changed to those listed in Table 1.
結晶性ポリエステルポリオール(B-1)~(B-11)及びポリエステルポリオール(B’-1)の融点及び水酸基価を後記する方法で測定した。結果を表1に示す。ポリエステルポリオール(B’-1)は融点を有さず、非晶性であった。 The melting points and hydroxyl values of crystalline polyester polyols (B-1) to (B-11) and polyester polyol (B'-1) were measured using the method described below. The results are shown in Table 1. Polyester polyol (B'-1) had no melting point and was amorphous.
表1中の記載は以下の通りである。
バイオマス由来1,3-プロパンジオール:トウモロコシを原料とした100%植物由来原料の1,3-プロパンジオール「デュポン社製 Bio-PDO」
バイオマス由来1,4-ブタンジオール:サトウキビ、トウモロコシを原料とした100%植物由来原料の1,4-ブタンジオール「Genomatica社製 1,4-ブタンジオール」
バイオマス由来コハク酸:サトウキビ、トウモロコシを原料とした100%植物由来原料のコハク酸「GC Innovation America社製 コハク酸」
バイオマス由来セバシン酸:ひまし油を原料としたセバシン酸「豊国精油社製 セバシン酸」
The information in Table 1 is as follows:
Biomass-derived 1,3-propanediol: 1,3-propanediol made from corn, a 100% plant-derived ingredient, "DuPont Bio-PDO".
Biomass-derived 1,4-butanediol: 1,4-butanediol made from 100% plant-derived raw materials, sugarcane and corn. ("Genomatica 1,4-butanediol")
Biomass-derived succinic acid: 100% plant-derived succinic acid made from sugarcane and corn, manufactured by GC Innovation America.
Biomass-derived sebacic acid: Sebacic acid made from castor oil, manufactured by Toyokuni Seiyu Co., Ltd.
<実施例1>
撹拌機及び加熱装置を備えた簡易加圧反応装置に結晶性ポリエステルポリオール(B-1)57.33部、低分子量ジオールである1,4-ブタンジオール(1,4-BD)0.98部、側鎖にカルボキシル基を有するポリオール成分としての2,2-ジメチロールプロピオン酸(DMPA)4.96部、ポリイソシアネート成分としてのジシクロヘキシルメタン-4,4-ジイソシアネート(MDI-H)36.24部及び反応用有機溶剤としてのテトラヒドロフラン100部を仕込み、70℃で12時間攪拌しウレタン化反応を行い、イソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(P-1)のテトラヒドロフラン溶液を製造した。
次いで得られたウレタンプレポリマー(P-1)のテトラヒドロフラン溶液に中和剤としてのトリエチルアミン(TEA)3.73部を加えて均一化した後、200rpmで撹拌しながら水性媒体としてのイオン交換水250部を加え、ポリウレタンプレポリマーを水に分散させた。得られた分散体に伸長剤であるイソホロンジアミン(IPDA)4.46部を撹拌下で加えて伸長反応を30分行い、更に減圧下60℃に加熱してテトラヒドロフランを留去した。その後、水を加えて固形分濃度を30重量%に調整することでポリウレタン樹脂水性分散体(Q-1)を得た。
<Example 1>
In a simple pressurized reaction apparatus equipped with a stirrer and a heating device, 57.33 parts of crystalline polyester polyol (B-1), 0.98 parts of 1,4-butanediol (1,4-BD), a low molecular weight diol, 4.96 parts of 2,2-dimethylolpropionic acid (DMPA) as a polyol component having carboxyl groups in its side chains, 36.24 parts of dicyclohexylmethane-4,4-diisocyanate (MDI-H) as a polyisocyanate component, and 100 parts of tetrahydrofuran as an organic solvent for the reaction were charged and stirred at 70°C for 12 hours to carry out a urethane formation reaction, thereby producing a tetrahydrofuran solution of urethane prepolymer (P-1) having isocyanate groups.
Next, 3.73 parts of triethylamine (TEA) as a neutralizing agent were added to the tetrahydrofuran solution of the obtained urethane prepolymer (P-1) and homogenized. Then, 250 parts of ion-exchanged water as an aqueous medium were added while stirring at 200 rpm to disperse the polyurethane prepolymer in water. 4.46 parts of isophorone diamine (IPDA) as an extension agent were added to the resulting dispersion under stirring, and the extension reaction was carried out for 30 minutes. The dispersion was then heated under reduced pressure to 60°C to remove the tetrahydrofuran by distillation. After that, water was added to adjust the solid content concentration to 30% by weight to obtain an aqueous polyurethane resin dispersion (Q-1).
<実施例2>
実施例1で得られたウレタンプレポリマー(P-1)のテトラヒドロフラン溶液に中和剤としてのトリエチルアミン3.73部及び製造例12で作製したソルビトールとオレイン酸のエステル化物(O-1)5.00部を加えて均一化した後、200rpmで撹拌しながら水性媒体としてのイオン交換水250部を加え、ポリウレタンプレポリマーを水に分散させた。得られた分散体に伸長剤であるイソホロンジアミン4.46部を撹拌下で加えて伸長反応を30分行い、更に減圧下60℃に加熱してテトラヒドロフランを留去した。その後、水を加えて固形分濃度を30重量%に調整することでポリウレタン樹脂水性分散体(Q-2)を得た。
<Example 2>
To the tetrahydrofuran solution of the urethane prepolymer (P-1) obtained in Example 1, 3.73 parts of triethylamine as a neutralizing agent and 5.00 parts of the sorbitol and oleic acid ester (O-1) prepared in Production Example 12 were added and homogenized. Then, 250 parts of ion-exchanged water as an aqueous medium were added while stirring at 200 rpm to disperse the polyurethane prepolymer in water. 4.46 parts of isophorone diamine as an extension agent were added to the resulting dispersion under stirring, and the extension reaction was carried out for 30 minutes. The mixture was then heated under reduced pressure to 60°C to remove the tetrahydrofuran. Subsequently, water was added to adjust the solid content concentration to 30% by weight to obtain an aqueous polyurethane resin dispersion (Q-2).
<実施例3>
使用する原料の使用量を表2に記載のものに変更する以外は実施例2と同様にして、ポリウレタン樹脂水性分散体(Q-3)を得た。
<Example 3>
A polyurethane resin aqueous dispersion (Q-3) was obtained in the same manner as in Example 2, except that the amount of raw materials used was changed to those listed in Table 2.
<実施例4~14>
使用する原料の使用量を表2に記載のものに変更する以外は実施例1と同様にして、ポリウレタン樹脂水性分散体(Q-4)~(Q-14)を得た。
<Examples 4-14>
Aqueous polyurethane resin dispersions (Q-4) to (Q-14) were obtained in the same manner as in Example 1, except that the amount of raw materials used was changed to those listed in Table 2.
<実施例15、16>
使用する原料の使用量を表3に記載のものに変更する以外は実施例2と同様にして、ポリウレタン樹脂水性分散体(Q-15)、(Q-16)を得た。
<Examples 15 and 16>
Aqueous polyurethane resin dispersions (Q-15) and (Q-16) were obtained in the same manner as in Example 2, except that the amount of raw materials used was changed to those listed in Table 3.
<実施例17~19>
使用する原料の使用量を表3に記載のものに変更する以外は実施例1と同様にして、ポリウレタン樹脂水性分散体(Q-17)~(Q-19)を得た。
<Examples 17-19>
Aqueous polyurethane resin dispersions (Q-17) to (Q-19) were obtained in the same manner as in Example 1, except that the amount of raw materials used was changed to those listed in Table 3.
<比較例1~4>
使用する原料の使用量を表3に記載のものに変更する以外は実施例1と同様にして、ポリウレタン樹脂水性分散体(Q’-1)~(Q’-4)を得た。
<Comparative Examples 1-4>
Aqueous polyurethane resin dispersions (Q'-1) to (Q'-4) were obtained in the same manner as in Example 1, except that the amount of raw materials used was changed to those listed in Table 3.
実施例1~19及び比較例1~4で得られたポリウレタン樹脂水性分散体(固形分濃度30重量%)の粒子径及び粘度を下記の方法で測定した(初期分散性)。結果を表2及び表3に示す。 The particle size and viscosity of the aqueous polyurethane resin dispersions (solid content concentration 30% by weight) obtained in Examples 1-19 and Comparative Examples 1-4 were measured by the following method (initial dispersibility). The results are shown in Tables 2 and 3.
<粒子径の測定方法>
ポリウレタン樹脂水性分散体(Q-1)~(Q-19)、(Q’-1)~(Q’-4)の粒子径は光散乱粒度分布測定装置[大塚電子(株)製「DLS-8000」]で測定し、得られたキュムラント平均径を粒子径とした。
<Method for measuring particle size>
The particle sizes of the polyurethane resin aqueous dispersions (Q-1) to (Q-19) and (Q'-1) to (Q'-4) were measured using a light scattering particle size distribution analyzer [DLS-8000 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.], and the resulting cumulant average diameter was defined as the particle size.
<粘度の測定方法>
ポリウレタン樹脂水性分散体(Q-1)~(Q-19)、(Q’-1)~(Q’-4)の粘度は下記測定装置及び条件を用いて測定した。
装置 :MCR92(Anton Paar社製)
治具 :50mmコーンプレート
せん断速度:200 1/s
測定温度:25℃
<Method for measuring viscosity>
The viscosity of the polyurethane resin aqueous dispersions (Q-1) to (Q-19) and (Q'-1) to (Q'-4) was measured using the following measuring device and conditions.
Equipment: MCR92 (manufactured by Anton Paar)
Fixture: 50mm cone plate; Shearing speed: 200 1/s
Measurement temperature: 25℃
<保存安定性の評価方法>
ポリウレタン樹脂水性分散体(Q-1)~(Q-19)、(Q’-1)~(Q’-4)を循風乾燥機[エスペック(株)のSPH-201]にて70℃で1週間静置し、取り出し後の粒子径と粘度を、上記の方法で測定した。
加速試験(70℃で1週間)前後の粒子径、粘度の測定結果から変化率(100×加速試験後の測定値/加速試験前の測定値)を算出した。粒子径及び粘度の変化率(%)を表2及び表3に示す(保存安定性)。粒子径、粘度の変化率が10%以内であれば実用レベルである。
<Method for evaluating storage stability>
Aqueous polyurethane resin dispersions (Q-1) to (Q-19) and (Q'-1) to (Q'-4) were left to stand for one week at 70°C in a circulating air dryer [SPH-201 from ESPEC Corporation], and the particle size and viscosity after removal were measured using the method described above.
The percentage change (100 × measured value after accelerated testing / measured value before accelerated testing) was calculated from the particle size and viscosity measurements before and after the accelerated testing (1 week at 70°C). The percentage changes in particle size and viscosity (%) are shown in Tables 2 and 3 (storage stability). A percentage change of 10% or less in particle size and viscosity is considered to be at a practical level.
<乾燥樹脂被膜の作製方法>
実施例1~19又は比較例1~4で得られたポリウレタン樹脂水性分散体(Q-1)~(Q-19)、(Q’-1)~(Q’-4)8.5gをディスポトレーDT-2(アズワン社製)に注ぎ、液面を均一にならした後、室温にて5時間静置後、105℃で3時間乾燥させてポリウレタン樹脂(U-1)~(U-19)、(U’-1)~(U’-4)を得た。
<Method for preparing a dried resin coating>
8.5 g each of the polyurethane resin aqueous dispersions (Q-1) to (Q-19) and (Q'-1) to (Q'-4) obtained in Examples 1 to 19 or Comparative Examples 1 to 4 was poured into a disposable tray DT-2 (manufactured by AS ONE Corporation), the liquid surface was leveled uniformly, and after standing at room temperature for 5 hours, it was dried at 105°C for 3 hours to obtain polyurethane resins (U-1) to (U-19) and (U'-1) to (U'-4).
ポリウレタン樹脂(U-1)~(U-19)、(U’-1)~(U’-4)の融点、貯蔵弾性率G’及び吸水率を下記の方法で測定した。結果を表2及び表3に示す。 The melting points, storage modulus G', and water absorption rates of polyurethane resins (U-1) to (U-19) and (U'-1) to (U'-4) were measured using the method described below. The results are shown in Tables 2 and 3.
<水酸基価の測定方法>
ポリエステルポリオール(B-1)~(B-11)、及び(B’-1)の水酸基価はJIS K1557記載の方法で測定した。
<Method for measuring hydroxyl value>
The hydroxyl values of polyester polyols (B-1) to (B-11) and (B'-1) were measured by the method described in JIS K1557.
<融点の測定方法>
ポリエステルポリオール(B-1)~(B-11)、(B’-1)、ポリウレタン樹脂(U-1)~(U-19)、(U’-1)~(U’-4)の融点は、示差走査熱量計(DSC)(TAインスツルメンツ社製Q2000)を用いて、下記条件下で測定した。得られた測定結果から吸発熱量と温度とのグラフを作成し、第二昇温過程にて得られる融解(吸熱)ピークの頂点における温度を融点とした。
・サンプル容器:アルミニウム製サンプルパン
・サンプル量:2.5mg
・リファレンスアルミニウム製サンプルパン(空容器)
・雰囲気:窒素(流量50mL/min)
(第一昇温過程)
・開始温度:20℃
・昇温速度:10℃/min
・終了温度:150℃
・保持時間:1min
・降温速度:10℃/min
・終了温度:0℃
・保持時間:1min
(第二昇温過程)
・昇温速度:10℃/min
・終了温度:150℃
<Method for measuring the melting point>
The melting points of polyester polyols (B-1) to (B-11), (B'-1), polyurethane resins (U-1) to (U-19), (U'-1) to (U'-4) were measured using a differential scanning calorimeter (DSC) (TA Instruments Q2000) under the following conditions. A graph of endothermic and heat generation and temperature was created from the obtained measurement results, and the temperature at the peak of the melting (endothermic) peak obtained in the second heating process was defined as the melting point.
• Sample container: Aluminum sample pan • Sample quantity: 2.5 mg
• Reference aluminum sample pan (empty container)
• Atmosphere: Nitrogen (flow rate 50 mL/min)
(First heating process)
・Starting temperature: 20℃
• Heating rate: 10°C/min
・End temperature: 150℃
・Holding time: 1min
・Cooling rate: 10℃/min
・Ending temperature: 0℃
・Holding time: 1min
(Second heating process)
• Heating rate: 10°C/min
・End temperature: 150℃
<貯蔵弾性率G’の測定方法>
ポリウレタン樹脂(U-1)~(U-19)、(U’-1)~(U’-4)の貯蔵弾性率G’は、下記粘弾性測定装置を用いて測定した。160℃における貯蔵弾性率G’(160℃)(MPa)を表2及び表3に示す。
装置 :MCR92(Anton Paar社製)
治具 :8mmパラレルプレート
周波数 :11Hz
歪み率 :0.5%
昇温速度:5℃/分
昇温開始:20℃
昇温終了:160℃
1cm×1cmに裁断したものを測定試料とした。
<Method for measuring the storage modulus G'>
The storage modulus G' of polyurethane resins (U-1) to (U-19) and (U'-1) to (U'-4) was measured using the viscoelasticity measuring device described below. The storage modulus G' (160°C) (MPa) at 160°C is shown in Tables 2 and 3.
Equipment: MCR92 (manufactured by Anton Paar)
Fixture: 8mm parallel plate; Frequency: 11Hz
Distortion rate: 0.5%
Heating rate: 5°C/min Heating start: 20°C
Heating complete: 160°C
The sample used for measurement was cut into 1 cm x 1 cm pieces.
<吸水率の測定方法>
ポリウレタン樹脂(U-1)~(U-19)、(U’-1)~(U’-4)の2cm×2cmに裁断した樹脂サンプルの重量(もとの重量)を電子天秤で秤量したのち、25℃のイオン交換水100g中に浸漬させた。1時間後にピンセットでサンプルを回収し、表面に付着している水分を除去した後、再度重量(浸漬後重量)を測定した。測定した重量から以下の式にて樹脂の吸水率を算出した。
吸水率(%)=100×(浸漬後重量-もとの重量)/もとの重量
ポリウレタン樹脂の吸水率(%)を表2及び表3に示す。
<Method for measuring water absorption rate>
Polyurethane resin samples (U-1) to (U-19) and (U'-1) to (U'-4) were cut into 2cm x 2cm pieces. The original weights of these samples were weighed using an electronic balance, and then immersed in 100g of deionized water at 25°C. After one hour, the samples were collected with tweezers, any moisture adhering to the surface was removed, and the weight (weight after immersion) was measured again. The water absorption rate of the resin was calculated from the measured weight using the following formula.
Water absorption rate (%) = 100 × (Weight after immersion - Original weight) / Original weight The water absorption rates (%) of polyurethane resin are shown in Tables 2 and 3.
<印刷インク(L-1)~(L-19)、(L’-1)~(L-’4)の製造>
実施例1~19又は比較例1~4で得られたポリウレタン樹脂水性分散体(Q-1)~(Q-19)、(Q’-1)~(Q’-4)20部、顔料[カーボンブラック水分散体{東海カーボン(株)製「Aqua-Black162」、固形分濃度20重量%}]20部、保湿剤としてのグリセリン15部、プロピレングリコール1.5部、浸透剤としてのトリエチレングリコール1.5部及び水42部を容器に仕込み、10分間混合して印刷インク(L-1)~(L-19)及び比較用の印刷インク(L’-1)~(L’-4)を作製した。
<Manufacturing of printing inks (L-1) to (L-19), (L'-1) to (L'-4)>
20 parts each of the polyurethane resin aqueous dispersions (Q-1) to (Q-19) and (Q'-1) to (Q'-4) obtained in Examples 1 to 19 or Comparative Examples 1 to 4, 20 parts of pigment [carbon black aqueous dispersion {Aqua-Black 162 manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd., solid content concentration 20% by weight}], 15 parts of glycerin as a humectant, 1.5 parts of propylene glycol, 1.5 parts of triethylene glycol as a penetrating agent, and 42 parts of water were placed in a container and mixed for 10 minutes to produce printing inks (L-1) to (L-19) and comparative printing inks (L'-1) to (L'-4).
<印刷用塗工紙での摩擦堅牢度(耐擦過性)評価方法>
印刷用塗工紙[三菱製紙(株)製高級アート]に印刷インク(L-1)~(L-19)及び比較用の印刷インク(L’-1)~(L’-4)を乾燥後の厚みが1μmになるようにそれぞれバーコーターで塗布し、70℃で2分間乾燥させ、印刷用塗工紙上にポリウレタン樹脂が塗工された試験片(2cm×6cm)を作製した。作製した試験片を速度変動摩擦測定機[(株)トリニティーラボ製トライボマスターμv1000]の測定部位に貼り付け、圧子に1cm×1cmの綿布帛(金巾3号)を両面テープで取り付けた後、200gの荷重をかけ、擦過ストローク2cm、擦過速度2400mm/minで100往復実施した。圧子の綿布帛(金巾3号)側の移染濃度を分光測色計[エックスライト社製X-rite938]にて9点測定し、測定結果の平均値を移染濃度とした。移染濃度を、以下の基準で評価し、結果を表2及び表3に示した。移染濃度が低いほど、摩擦堅牢度に優れる。
◎:移染濃度0.10以下
〇:移染濃度が0.10より大きく0.15以下
△:移染濃度が0.15より大きく0.20以下
×:移染濃度が0.20より大きく0.30以下
移染濃度0.15以下は実用レベルである。
<Method for evaluating the abrasion fastness (abrasion resistance) of coated paper for printing>
Printing inks (L-1) to (L-19) and comparative printing inks (L'-1) to (L'-4) were applied to coated printing paper [high-grade art paper manufactured by Mitsubishi Paper Mills Ltd.] using a bar coater so that the thickness after drying was 1 μm. The paper was dried at 70°C for 2 minutes to prepare test pieces (2 cm x 6 cm) coated with polyurethane resin on the coated printing paper. The prepared test pieces were attached to the measurement area of a speed-variable friction measuring machine [Tribomaster μv1000 manufactured by Trinity Labs Co., Ltd.], and a 1 cm x 1 cm piece of cotton cloth (Kanahaba No. 3) was attached to the indenter with double-sided tape. A load of 200 g was applied, and 100 back-and-forth cycles were performed with a friction stroke of 2 cm and a friction speed of 2400 mm/min. The color transfer density on the cotton fabric (No. 3) side of the indenter was measured at 9 points using a spectrophotometer [X-rite 938, manufactured by X-Rite Corporation], and the average of the measurement results was taken as the color transfer density. The color transfer density was evaluated according to the following criteria, and the results are shown in Tables 2 and 3. The lower the color transfer density, the better the abrasion fastness.
◎: Transfer concentration 0.10 or less ○: Transfer concentration greater than 0.10 and 0.15 or less △: Transfer concentration greater than 0.15 and 0.20 or less ×: Transfer concentration greater than 0.20 and 0.30 or less A transfer concentration of 0.15 or less is at a practical level.
<段ボールでの摩擦堅牢度(耐擦過性)評価方法>
段ボール[王子コンテナー(株)製プレファイン]に印刷インク(L-1)~(L-19)及び比較用の印刷インク(L’-1)~(L’-4)を乾燥後の厚みが1μmになるようにそれぞれバーコーターで塗布し、70℃で2分間乾燥させ、段ボール上にポリウレタン樹脂が塗工された試験片(2cm×6cm)を作製した。作製した試験片を速度変動摩擦測定機[(株)トリニティーラボ製トライボマスターμv1000]の測定部位に貼り付け、圧子に1cm×1cmの綿布帛(金巾3号)を両面テープで取り付けた後、200gの荷重をかけ、擦過ストローク2cm、擦過速度2400mm/minで100往復実施した。圧子の綿布帛(金巾3号)側の移染濃度を分光測色計[エックスライト社製X-rite938]にて9点測定し、測定結果の平均値を移染濃度とした。移染濃度を、以下の基準で評価し、結果を表2及び表3に示した。移染濃度が低いほど、摩擦堅牢度に優れる。
◎:移染濃度0.10以下
〇:移染濃度が0.10より大きく0.15以下
△:移染濃度が0.15より大きく0.20以下
×:移染濃度が0.20より大きく0.30以下
移染濃度0.15以下は実用レベルである。
<Method for evaluating the friction fastness (abrasion resistance) of corrugated cardboard>
A test piece (2 cm x 6 cm) was prepared by coating corrugated cardboard [Prefine, manufactured by Oji Container Co., Ltd.] with printing inks (L-1) to (L-19) and comparative printing inks (L'-1) to (L'-4) using a bar coater so that the thickness after drying was 1 μm, and drying at 70°C for 2 minutes to create a polyurethane resin coating on the corrugated cardboard. The prepared test piece was attached to the measurement area of a speed-variable friction measuring machine [Tribomaster μv1000, manufactured by Trinity Lab Co., Ltd.], and a 1 cm x 1 cm cotton cloth (Kanahaba No. 3) was attached to the indenter with double-sided tape. A load of 200 g was applied, and 100 back-and-forth cycles were performed with a friction stroke of 2 cm and a friction speed of 2400 mm/min. The color transfer density on the cotton cloth (Kanahaba No. 3) side of the indenter was measured at 9 points using a spectrophotometer [X-rite 938, manufactured by X-Rite Corporation], and the average value of the measurement results was taken as the color transfer density. The color transfer concentration was evaluated according to the following criteria, and the results are shown in Tables 2 and 3. Lower color transfer concentrations indicate better abrasion fastness.
◎: Transfer concentration 0.10 or less ○: Transfer concentration greater than 0.10 and 0.15 or less △: Transfer concentration greater than 0.15 and 0.20 or less ×: Transfer concentration greater than 0.20 and 0.30 or less A transfer concentration of 0.15 or less is at a practical level.
<綿布帛での乾摩擦堅牢度(耐擦過性)評価方法>
綿ブロード無地に印刷インク(L-1)~(L-19)及び比較用の印刷インク(L’-1)~(L’-4)を乾燥後の厚みが1μmになるようにそれぞれバーコーターで塗布し、160℃で10分間乾燥させ、綿ブロード無地上にポリウレタン樹脂が塗工された試験片(4cm×12cm)を作製した。JIS L0849-2に準拠して乾摩擦堅牢度を評価した。荷重200gで、100往復擦った。金巾3号側の移染濃度を分光測色計[エックスライト社製X-rite938]にて9点測定し、測定結果の平均値を移染濃度とした。移染濃度を、以下の基準で評価し、結果を表2及び表3に示した。移染濃度が低いほど、摩擦堅牢度に優れる。
◎:移染濃度0.10以下
〇:移染濃度が0.10より大きく0.15以下
△:移染濃度が0.15より大きく0.20以下
×:移染濃度が0.20より大きく0.30以下
移染濃度0.15以下は実用レベルである。
<Method for evaluating the dry abrasion fastness (abrasion resistance) of cotton fabrics>
Plain cotton broadcloth was coated with printing inks (L-1) to (L-19) and comparative printing inks (L'-1) to (L'-4) using a bar coater to a dry thickness of 1 μm. The coated cotton broadcloth was dried at 160°C for 10 minutes to create test pieces (4 cm x 12 cm) coated with polyurethane resin. Dry rubbing fastness was evaluated according to JIS L0849-2. A load of 200 g was applied, and the pieces were rubbed back and forth 100 times. The color transfer density on the No. 3 cloth side was measured at 9 points using a spectrophotometer [X-rite 938], and the average of the measurement results was taken as the color transfer density. The color transfer density was evaluated according to the following criteria, and the results are shown in Tables 2 and 3. A lower color transfer density indicates better rubbing fastness.
◎: Transfer concentration 0.10 or less ○: Transfer concentration greater than 0.10 and 0.15 or less △: Transfer concentration greater than 0.15 and 0.20 or less ×: Transfer concentration greater than 0.20 and 0.30 or less A transfer concentration of 0.15 or less is at a practical level.
<綿布帛での湿摩擦堅牢度(耐擦過性)評価方法>
綿ブロード無地に印刷インク(L-1)~(L-19)及び比較用の印刷インク(L’-1)~(L’-4)を乾燥後の厚みが1μmになるようにそれぞれバーコーターで塗布し、160℃で10分間乾燥させ、綿ブロード無地上にポリウレタン樹脂が塗工された試験片(4cm×12cm)を作製した。JIS L0849-2に準拠して湿摩擦堅牢度を評価した。荷重200gで、100往復擦った。金巾3号側の移染濃度を分光測色計[エックスライト社製X-rite938]にて9点測定し、測定結果の平均値を移染濃度とした。移染濃度を、以下の基準で評価し、結果を表2及び表3に示した。移染濃度が低いほど、摩擦堅牢度に優れる。
◎:移染濃度0.20以下
〇:移染濃度が0.20より大きく0.25以下
△:移染濃度が0.25より大きく0.30以下
×:移染濃度が0.30より大きく0.40以下
移染濃度0.25以下は実用レベルである。
<Method for evaluating the wet abrasion fastness (abrasion resistance) of cotton fabrics>
Plain cotton broadcloth was coated with printing inks (L-1) to (L-19) and comparative printing inks (L'-1) to (L'-4) using a bar coater to a dry thickness of 1 μm. The coated cotton broadcloth was dried at 160°C for 10 minutes to create test pieces (4 cm x 12 cm) coated with polyurethane resin. Wet friction fastness was evaluated according to JIS L0849-2. A load of 200 g was applied, and the pieces were rubbed back and forth 100 times. The color transfer density on the No. 3 cloth side was measured at 9 points using a spectrophotometer [X-rite 938], and the average of the measurement results was taken as the color transfer density. The color transfer density was evaluated according to the following criteria, and the results are shown in Tables 2 and 3. A lower color transfer density indicates better friction fastness.
◎: Transfer concentration 0.20 or less ○: Transfer concentration greater than 0.20 and 0.25 or less △: Transfer concentration greater than 0.25 and 0.30 or less ×: Transfer concentration greater than 0.30 and 0.40 or less A transfer concentration of 0.25 or less is at a practical level.
表2及び表3中の記載は以下の通りである。
1,4-BD:1,4-ブタンジオール
DMPA:2,2-ジメチロールプロピオン酸
ポリカーボネートジオール:旭化成(株)製のデュラノール(登録商標)G4672
MDI-H:ジシクロヘキシルメタン-4,4-ジイソシアネート
IPDI:イソホロンジイソシアネート
TEA:トリエチルアミン
IPDA:イソホロンジアミン
製造例12(O-1):製造例12で製造したソルビトールとオレイン酸のエステル化物(O-1)
製造例13(O-2):製造例13で製造したモノオレイン酸ポリエチレングリコールエステル(O-2)
The information in Tables 2 and 3 is as follows:
1,4-BD: 1,4-butanediol DMPA: 2,2-dimethylolpropionic acid polycarbonate diol: Duranol® G4672 manufactured by Asahi Kasei Corporation
MDI-H: Dicyclohexylmethane-4,4-diisocyanate IPDI: Isophorone diisocyanate TEA: Triethylamine IPDA: Isophorone diamine Production Example 12 (O-1): Ester of sorbitol and oleic acid produced in Production Example 12 (O-1)
Manufacturing Example 13 (O-2): Polyethylene glycol monooleate ester (O-2) manufactured in Manufacturing Example 13
実施例1~19の印刷インク(L-1)~(L-19)は、初期分散性、保存安定性に優れ、かつ、印刷用塗工紙、段ボール、綿布帛に対し優れた耐擦過性を有していた。結晶性ポリエステルポリオールを原料に使用していないポリウレタン樹脂水性分散体を使用した比較用の印刷インク(L’-1)及び(L’-2)は、摩擦堅牢度が不充分であった(比較例1及び2)。吸水率が6重量%より大きいポリウレタン樹脂の水性分散体を使用した比較用の印刷インク(L’-3)及び(L’-4)は、摩擦堅牢度が不充分であった(比較例3及び4)。
The printing inks (L-1) to (L-19) of Examples 1 to 19 exhibited excellent initial dispersibility and storage stability, as well as excellent abrasion resistance to coated paper for printing, corrugated cardboard, and cotton fabrics. Comparative printing inks (L'-1) and (L'-2), which used aqueous dispersions of polyurethane resin that did not use crystalline polyester polyol as a raw material, had insufficient abrasion fastness (Comparative Examples 1 and 2). Comparative printing inks (L'-3) and (L'-4), which used aqueous dispersions of polyurethane resin with a water absorption rate greater than 6% by weight, also had insufficient abrasion fastness (Comparative Examples 3 and 4).
Claims (3)
前記ポリオール成分が結晶性ポリエステルポリオール及び炭素数2~20の飽和脂肪族ジオールを含有するポリオール成分であり、
前記結晶性ポリエステルポリオールが、炭素数4~12の脂肪族ジカルボン酸と炭素数3~12の脂肪族ジオールとの脱水縮合により得られるポリエステルポリオールであり、
ポリウレタン樹脂(U)の吸水率が6重量%以下であり、ポリウレタン樹脂(U)の貯蔵弾性率G’が0.1~1.0MPaであるインクジェットインク用ポリウレタン樹脂水性分散体。 It contains a polyurethane resin (U) obtained by reacting a polyol component, a polyisocyanate component, and a chain extender, and water.
The polyol component is a polyol component containing a crystalline polyester polyol and a saturated aliphatic diol having 2 to 20 carbon atoms .
The crystalline polyester polyol is a polyester polyol obtained by dehydration condensation of an aliphatic dicarboxylic acid having 4 to 12 carbon atoms and an aliphatic diol having 3 to 12 carbon atoms.
An aqueous dispersion of polyurethane resin for inkjet ink, wherein the water absorption rate of the polyurethane resin (U) is 6% by weight or less, and the storage modulus G' of the polyurethane resin (U) is 0.1 to 1.0 MPa.
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