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JP2017031287A - Polymer aqueous dispersion, process for producing the same, aqueous pigment dispersion and ink jet recording ink - Google Patents

Polymer aqueous dispersion, process for producing the same, aqueous pigment dispersion and ink jet recording ink Download PDF

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JP2017031287A JP2015151208A JP2015151208A JP2017031287A JP 2017031287 A JP2017031287 A JP 2017031287A JP 2015151208 A JP2015151208 A JP 2015151208A JP 2015151208 A JP2015151208 A JP 2015151208A JP 2017031287 A JP2017031287 A JP 2017031287A
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路 田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polymer water dispersion useful as a coated film forming component achieving high adhesiveness, high stretchability and high durability.SOLUTION: There are provided a polymer water dispersion containing a resin fine particle where a specific urethane polymer (I), a vinyl polymer (II) and an A-B block copolymer (III) with mass ratio of (I):(II):(III) is 10 to 80:10 to 80:10 to 80, where (I) is dispersed in water by having an anionic group, (II) has molecular weight of 50,000 to 400,000 and the copolymer (III) has: an A block composed of methacrylic acid-based monomers which is practically insoluble in water and has molecular weight of 1,000 to 10,000, molecular weight distribution is 1.5 or less; and a B block that contains methacrylic acid as a constituent monomer and has acid value of 50 to 300 mgKOH/g and molecular weight of 1,000 to 10,000 and the polymer (III) has number average molecular weight of 2,000 to 20,000, molecular weight distribution is 1.5 or less and acidic value of 30 to 200 mgKOH/g and a manufacturing method therefor.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、ポリマー水分散体、その製造方法、インクジェットインク用水性顔料分散液及びインクジェット記録用インクに関し、更に詳しくは、例えば、紙、紙以外の、樹脂フィルム、繊維製品、金属等の各種の材質に、インクジェット印刷する際に使用されるインク中に含有させた場合に、バインダー成分として効果的に機能し得るポリマー水分散体、その製造方法、該ポリマー水分散体を含んでなる水性顔料分散液及びインクジェット記録用インクに関する。   The present invention relates to an aqueous polymer dispersion, a method for producing the same, an aqueous pigment dispersion for inkjet ink, and an inkjet recording ink. A polymer aqueous dispersion that can effectively function as a binder component when contained in an ink used for ink jet printing as a material, a production method thereof, and an aqueous pigment dispersion comprising the polymer aqueous dispersion The present invention relates to a liquid and an ink for inkjet recording.

近年における水性インクジェット印刷によって印刷する対象物は、紙だけでなく、樹脂フィルムや繊維製品や金属等であり、その印刷メディアが多岐にわたっている。特に、紙以外の印刷メディアに記録された印画物では、その印画物が、こすりなどによって剥がれてしまうことが生じやすく、これを防止する目的で(耐擦性)、インクジェット記録用インク中に、被膜形成成分としてバインダー成分が添加されている。このバインダー成分には、水溶液の粘度が低いポリマーのエマルジョンが使用されており、ポリウレタン水分散体やアクリル系エマルジョンが使用されている(特許文献1〜3等参照)。   Objects to be printed by water-based inkjet printing in recent years are not only paper, but also resin films, textile products, metals, and the like, and their print media are diverse. In particular, in a printed matter recorded on a printing medium other than paper, the printed matter is likely to be peeled off by rubbing or the like, and for the purpose of preventing this (rubbing resistance), A binder component is added as a film forming component. For this binder component, a polymer emulsion having a low aqueous solution viscosity is used, and a polyurethane water dispersion or an acrylic emulsion is used (see Patent Documents 1 to 3, etc.).

特表2003−520279号公報Special table 2003-520279 gazette 特開2004−197090号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-197090 特開2005−179679号公報JP 2005-179679 A 国際公開第WO2012/124212号International Publication No. WO2012 / 124212

例えば、インクを構成するバインダー成分としてポリウレタン水分散体を使用した場合、そのウレタンポリマーの高密着性が得られ、印画物において、高度な耐擦性や伸縮性を得ることができるが、一方で、インクジェット印刷の際のインク吐出において、連続吐出安定性が悪いといった課題があった。その理由としては、ポリウレタンは、その構造中に水溶解性基が少ないことなどが影響していると思われる。また、本発明者らの検討によれば、インク中に含有させたポリウレタンがいったん乾燥してしまうと、再溶解性がなく、ヘッドの詰まりなどの不具合を生じることがあった。また、ポリウレタンは、インクに使用されている顔料分散剤との相溶性が悪い場合があり、顔料の微分散の保存安定性が悪いという課題もあった。   For example, when a polyurethane water dispersion is used as the binder component constituting the ink, high adhesion of the urethane polymer can be obtained, and in the printed matter, high abrasion resistance and stretchability can be obtained. In the ink discharge during ink jet printing, there is a problem that the continuous discharge stability is poor. The reason seems to be that polyurethane is influenced by the fact that there are few water-soluble groups in its structure. Further, according to the study by the present inventors, once the polyurethane contained in the ink is dried, there is no re-dissolution property, and problems such as clogging of the head may occur. In addition, polyurethane has poor compatibility with the pigment dispersant used in the ink, and there is a problem that the storage stability of the fine dispersion of the pigment is poor.

また、アクリル系エマルジョンでは、その粒子の安定性が高いため、インクを構成するバインダー成分として使用した場合に、吐出安定性もよく、再溶解性が付与されるため、様々な方法が提案されている(特許文献4)。しかしながら、アクリルポリマーの密着性が足りず、形成した印画物の耐擦性や伸縮性が足りない場合があるという課題があった。   In addition, since the acrylic emulsion has high particle stability, when it is used as a binder component constituting an ink, it has good ejection stability and re-dissolvability, and various methods have been proposed. (Patent Document 4). However, there is a problem in that the adhesion of the acrylic polymer is insufficient, and the formed printed matter may have insufficient abrasion resistance and stretchability.

上記した実情に鑑み、本発明の目的は、例えば、インクジェット記録用インクのような水性液状組成物にバインダー成分として適用した場合に、形成された樹脂被膜が、基材への高密着性を示すとともに、高伸縮性や高耐久性を示し、繊維製品等に形成した被膜が、高い密着性と柔軟性を併せ持つ優れたものになり、しかも、ポリマー水分散体を添加したことによって、インクの保存安定性や吐出安定性が損なわれることがなく、更に、乾燥した際における再溶解性が高い有用なポリマー水分散体を提供することにある。更に、本発明の目的は、顔料を含有したインクにおいて有用な、上記効果を示すとともに、形成した印画物の耐擦性や伸縮性を向上させる有用な水性顔料分散液を提供することにある。   In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a resin film formed with high adhesion to a substrate when applied as a binder component to an aqueous liquid composition such as ink for inkjet recording. In addition, the film formed on textiles and the like that shows high stretchability and high durability is excellent with both high adhesion and flexibility, and the addition of a polymer aqueous dispersion preserves ink. An object of the present invention is to provide a useful polymer aqueous dispersion which is not impaired in stability and ejection stability and has high re-solubility when dried. Furthermore, an object of the present invention is to provide a useful aqueous pigment dispersion that exhibits the above-mentioned effects, which is useful in pigment-containing inks, and that improves the abrasion resistance and stretchability of the formed printed matter.

上記の目的は、下記の本発明によって達成される。すなわち、本発明は、ウレタンポリマー(I)、ビニル系ポリマー(II)及び、メタクリル酸系モノマーを構成成分とするA−Bブロックコポリマー(III)の3種のポリマーが複合化されてなる樹脂微粒子を含むポリマー水分散体であって、前記複合化した樹脂微粒子を構成する3種のポリマー(I):(II):(III)の質量比が、10〜80:10〜80:10〜80であり、前記ウレタンポリマー(I)は、その構造中に、イオン化されたアニオン性基を有することで水に分散するウレタンポリマーであり、前記ビニル系ポリマー(II)は、ビニル系モノマーを重合して得られた、必要に応じて架橋構造を有してもよい、ゲルパークロマトグラフにおけるポリスチレン換算の数平均分子量が50000〜400000のものであり、前記A−Bブロックコポリマー(III)は、その90質量%以上がメタクリル酸系モノマーで構成され、Aのポリマーブロックが、実質的に水に不溶で、その数平均分子量が1000〜10000で、且つ、分子量分布が1.5以下であり、Bのポリマーブロックが、メタクリル酸を少なくとも構成モノマーとし、その酸価が50〜300mgKOH/gで、且つ、その数平均分子量(A−Bブロックコポリマー全体の数平均分子量からAのポリマーブロックの数平均分子量を引いた分子量)が1000〜10000であり、前記A−Bブロックコポリマーの数平均分子量が2000〜20000で、その分子量分布が1.5以下であり、且つ、その酸価が30〜200mgKOH/gであることを特徴とするポリマー水分散体を提供する。   The above object is achieved by the present invention described below. That is, the present invention is a resin fine particle in which three types of polymers of urethane polymer (I), vinyl polymer (II), and AB block copolymer (III) having a methacrylic acid monomer as a constituent are combined. An aqueous polymer dispersion containing the following three polymer mass ratios (I) :( II) :( III) constituting the composite resin fine particles: 10-80: 10-80: 10-80 The urethane polymer (I) is a urethane polymer having an ionized anionic group in its structure and dispersed in water, and the vinyl polymer (II) is obtained by polymerizing a vinyl monomer. The polystyrene-reduced number average molecular weight in the gel perchromatograph may be 50,000 to 400,000, which may have a cross-linked structure as required. The B block copolymer (III) is composed of 90% by mass or more of a methacrylic acid monomer, the polymer block of A is substantially insoluble in water, its number average molecular weight is 1000 to 10,000, and molecular weight distribution Is 1.5 or less, and the polymer block of B has methacrylic acid as at least a constituent monomer, an acid value of 50 to 300 mgKOH / g, and a number average molecular weight (number average molecular weight of the entire AB block copolymer). The molecular weight obtained by subtracting the number average molecular weight of the polymer block of A from 1000 to 10000, the number average molecular weight of the AB block copolymer is 2000 to 20000, the molecular weight distribution is 1.5 or less, and A polymer aqueous dispersion characterized by having an acid value of 30 to 200 mg KOH / g is provided.

本発明のポリマー水分散体の好ましい形態としては、以下のものが挙げられる。すなわち、前記複合化した樹脂微粒子の平均粒子径が50〜200nmであり、且つ、その粒度分布が単峰性であること;前記A−Bブロックコポリマー(III)を構成しているAのポリマーブロックの形成成分であるメタクリル酸系モノマーが、メタクリル酸ベンジル又はメタクリル酸シクロヘキシルの少なくともいずれかを含むこと;前記ウレタンポリマー(I)が、イソシアネート成分と、ポリオール成分及び/又はポリマーポリオール成分と、ジメチロールアルカン酸成分と、必要に応じて鎖延長剤としてのジアミン成分とを反応させてなる反応物であり、前記ポリマーポリオール成分として、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリシロキサンポリオール及びポリビニルポリオールからなる群から選択されたいずれか1種以上が使用されており、且つ、該ポリマーの酸価が10〜100mgKOH/gであることが挙げられる。   The following are mentioned as a preferable form of the polymer aqueous dispersion of this invention. That is, the composite resin fine particles have an average particle size of 50 to 200 nm and the particle size distribution is unimodal; the polymer block of A constituting the AB block copolymer (III) The methacrylic acid monomer, which is a forming component of the polymer, contains at least one of benzyl methacrylate or cyclohexyl methacrylate; the urethane polymer (I) contains an isocyanate component, a polyol component and / or a polymer polyol component, and dimethylol. It is a reaction product obtained by reacting an alkanoic acid component with a diamine component as a chain extender as required, and the polymer polyol component is selected from the group consisting of polyether polyol, polycarbonate polyol, polysiloxane polyol and polyvinyl polyol. Want to be selected Re one or more are used, and the acid value of the polymer are mentioned to be 10 to 100 mg / g.

本発明は、別の実施形態として、上記した本発明のポリマー水分散体の製造方法であって、水中に、前記アニオン性基をアルカリで中和することで水に分散させた前記ウレタンポリマー(I)と、前記Bのポリマーブロックを構成するメタクリル酸のカルボキシ基をアルカリで中和することで水に分散させた前記A−Bブロックコポリマー(III)とを存在させ、これら2種のポリマーの存在下で、ラジカル重合開始剤を使用して、ビニル系モノマーを添加して重合させることで前記ビニル系ポリマー(II)を得て3種のポリマーを複合化させて前記樹脂微粒子を形成することを特徴とするポリマー水分散体の製造方法を提供する。   As another embodiment, the present invention provides the above-described method for producing a polymer aqueous dispersion of the present invention, wherein the urethane polymer dispersed in water by neutralizing the anionic group with water in water ( I) and the AB block copolymer (III) dispersed in water by neutralizing the carboxy group of methacrylic acid constituting the polymer block of B with an alkali. Using the radical polymerization initiator in the presence, the vinyl polymer (II) is obtained by adding and polymerizing the vinyl monomer, and the resin fine particles are formed by combining the three polymers. A method for producing an aqueous polymer dispersion is provided.

本発明のポリマー水分散体の製造方法の好ましい形態としては、以下のものが挙げられる。すなわち、前記ウレタンポリマー(I)として、前記アニオン性基がアルカリにて中和されて水に分散している、光散乱測定による平均粒子径が10〜100nmである水分散体を用い、且つ、前記3種のポリマーを複合化して得た樹脂微粒子の平均粒子径が50〜200nmであり、その粒度分布が単峰性であること;前記アニオン性基を中和するためのアルカリが、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル又は(メタ)アクリル酸ジエチルアミノエチルの少なくともいずれかであり、前記アニオン性基の一部又は全部を中和すること;前記A−Bブロックコポリマー(III)を構成しているAのポリマーブロックの形成成分であるメタクリル酸系モノマーが、メタクリル酸ベンジル又はメタクリル酸シクロヘキシルの少なくともいずれかを含むこと;前記A−Bブロックコポリマー(III)として、重合開始化合物を使用するリビングラジカル重合を利用して得られたものを使用すること;前記ウレタンポリマー(I)として、イソシアネート成分と、ポリオール成分及び/又はポリマーポリオール成分と、ジメチロールアルカン酸成分と、必要に応じて鎖延長剤としてジアミン成分とを反応して得られた、該ポリマーの酸価が10〜100mgKOH/gであって、且つ、前記ポリマーポリオール成分として、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリシロキサンポリオール及びポリビニルポリオールからなる群から選択されたいずれか1種以上を使用して形成したものを用いること;が挙げられる。   The following are mentioned as a preferable form of the manufacturing method of the polymer aqueous dispersion of this invention. That is, as the urethane polymer (I), an aqueous dispersion in which the anionic group is neutralized with an alkali and dispersed in water, an average particle diameter by light scattering measurement is 10 to 100 nm, and The resin fine particles obtained by complexing the three kinds of polymers have an average particle size of 50 to 200 nm, and the particle size distribution is unimodal; the alkali for neutralizing the anionic group is (meta ) At least one of dimethylaminoethyl acrylate and diethylaminoethyl (meth) acrylate, neutralizing part or all of the anionic group; constituting the AB block copolymer (III) The methacrylic acid monomer which is a component for forming the polymer block of A is at least one of benzyl methacrylate and cyclohexyl methacrylate Containing; using as AB block copolymer (III) what was obtained using the living radical polymerization which uses a polymerization initiating compound; As said urethane polymer (I), an isocyanate component and a polyol component And / or the polymer polyol component, the dimethylolalkanoic acid component, and optionally the diamine component as a chain extender, the acid value of the polymer is 10 to 100 mg KOH / g, and As the polymer polyol component, use is made of one or more selected from the group consisting of polyether polyol, polycarbonate polyol, polysiloxane polyol and polyvinyl polyol.

本発明は、別の実施形態として、少なくとも、顔料、顔料分散剤、有機溶媒、水及びバインダー成分を含んでなり、該バインダー成分が、上記いずれかのポリマー水分散体であることを特徴とする水性顔料分散液を提供する。   As another embodiment, the present invention includes at least a pigment, a pigment dispersant, an organic solvent, water, and a binder component, and the binder component is any one of the above polymer aqueous dispersions. An aqueous pigment dispersion is provided.

本発明の水性顔料分散液の好ましい形態としては、以下のものが挙げられる。すなわち、前記顔料分散剤が、先に記載のA−Bブロックコポリマー(III)であること;前記有機溶媒が、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチ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メチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル、3−メトキシ−3−メチル−1−ブタノール及びグリセリンからなる群から選ばれる少なくとも1種であること;前記顔料と、前記バインダー成分であるポリマー水分散体のポリマーの質量比が、顔料100部に対して、50〜300部であること;が挙げられる。   The following are mentioned as a preferable form of the aqueous pigment dispersion liquid of this invention. That is, the pigment dispersant is the AB block copolymer (III) described above; the organic solvent is diethylene glycol monobutyl ether, triethylene glycol monobutyl ether, tetraethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, At least one selected from the group consisting of propylene glycol monopropyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether, tetraethylene glycol dimethyl ether, polyethylene glycol monomethyl ether, 3-methoxy-3-methyl-1-butanol and glycerin The mass ratio of the pigment to the polymer in the polymer aqueous dispersion as the binder component is 100 parts by weight of the pigment. Te, it is 50 to 300 parts; include.

本発明は、別の実施形態として、上記いずれかのポリマー水分散体を含有してなることを特徴とするインクジェット記録用インクを提供する。   As another embodiment of the present invention, there is provided an ink for ink-jet recording comprising any one of the above polymer aqueous dispersions.

本発明は、別の実施形態として、上記いずれかの水性顔料分散液を含有してなることを特徴とするインクジェット記録用インクを提供する。   As another embodiment of the present invention, there is provided an ink for ink-jet recording comprising any one of the above aqueous pigment dispersions.

本発明によれば、ポリマー水分散体を構成する樹脂微粒子を、特有のウレタンポリマー(I)、特有のビニル系ポリマー(II)、特有のA−Bブロックコポリマー(III)の3種の異なるポリマーを複合化してなる微粒子(以下、「ポリマー複合微粒子」或いは「複合微粒子」とも呼ぶ)としたことで、それぞれのポリマーの性質によってもたらされる個々の性能が問題なく発揮され、これらによって相乗効果が得られ、従来技術では到底達成することができなかった下記に挙げる大きな効果が実現される。   According to the present invention, the resin fine particles constituting the polymer aqueous dispersion are divided into three different polymers: a specific urethane polymer (I), a specific vinyl polymer (II), and a specific AB block copolymer (III). By combining them into fine particles (hereinafter also referred to as “polymer composite fine particles” or “composite fine particles”), the individual performances brought about by the properties of the respective polymers can be exhibited without any problems, and synergistic effects can be obtained by these. Therefore, the following great effects that could not be achieved with the prior art are realized.

具体的には、本発明のポリマー水分散体をバインダー成分として用いた場合に、ウレタンポリマー(I)によって、形成される樹脂被膜には、基材への高い密着性、高伸縮性、高耐久性が付与され、ビニル系ポリマー(II)によって、例えば、繊維製品への捺染等に使用した場合、その被膜は、良好な手触りや風合いを醸し出すと同時に、高い柔軟性や密着性等の効果を示すものとなる。   Specifically, when the polymer aqueous dispersion of the present invention is used as a binder component, the resin film formed by the urethane polymer (I) has high adhesion to the substrate, high elasticity, and high durability. For example, when used for printing on textiles, etc., the film exhibits good touch and texture, and at the same time has high flexibility and adhesion. It will be shown.

更に、これらのポリマーに加えて特有のA−Bブロックコポリマー(III)を複合化させたことで、本発明のポリマー水分散体をバインダー成分として用いた場合に、上記に加えて下記の効果が得られる。構成するBのポリマーブロックが高酸価であるため、複合微粒子は、水への溶解が良好なものとなり、例えば、インクジェット記録用インクのような水性液状組成物に用いた場合に、その吐出安定性、水性液状組成物中における複合微粒子の保存安定性や機械的安定性を良好なものにできる。更に、複合微粒子自体の水親和性を高めることができ、その結果、水性液状組成物が乾燥しても容易に再溶解して再度顔料分散液となり、再溶解性の効果が発揮される。   Furthermore, in addition to these polymers, when the polymer aqueous dispersion of the present invention is used as a binder component by combining a specific AB block copolymer (III) in addition to the above, the following effects can be obtained. can get. Since the polymer block of B constituting the compound has a high acid value, the composite fine particles have a good solubility in water. For example, when used in an aqueous liquid composition such as an ink for ink jet recording, the discharge stability is improved. And storage stability and mechanical stability of the composite fine particles in the aqueous liquid composition can be improved. Furthermore, the water affinity of the composite fine particles themselves can be increased, and as a result, even when the aqueous liquid composition is dried, it is easily redissolved and becomes a pigment dispersion again, thereby exhibiting the effect of resolubility.

更に、本発明の好ましい形態では、例えば、インクジェット記録用インクに用いる、顔料、顔料分散剤、有機溶媒、水及びバインダー成分を含む水性顔料分散液とする場合に、上記ポリマー複合微粒子をバインダー成分として用い、同時に、上記顔料を分散するための顔料分散剤に、本発明のポリマー水分散体を構成するA−Bブロックコポリマー(III)を用いる。このように構成することで、ポリマー水分散体と、分散させた顔料粒子の相溶性をよりよくすることができ、水性顔料分散液の保存安定性を妨げる原因となる、顔料及びポリマーの凝集や沈殿等の発生を効果的に抑制することが可能になる。この結果、本発明によれば、水性顔料分散液や、これを用いた顔料インクにおいて高度な保存安定性が達成される。なお、A−Bブロックコポリマー(III)を顔料分散剤として用いたことで、ポリマー複合微粒子を、水性顔料分散液中に添加したことが顔料の分散性を妨げる原因とならないといった利点もある。   Furthermore, in a preferred embodiment of the present invention, for example, in the case of an aqueous pigment dispersion containing a pigment, a pigment dispersant, an organic solvent, water, and a binder component used in an inkjet recording ink, the polymer composite fine particles are used as a binder component. At the same time, the AB block copolymer (III) constituting the polymer aqueous dispersion of the present invention is used as a pigment dispersant for dispersing the pigment. By comprising in this way, the compatibility of the polymer water dispersion and the dispersed pigment particles can be improved, and the aggregation of the pigment and polymer, which causes the storage stability of the aqueous pigment dispersion, is hindered. The occurrence of precipitation and the like can be effectively suppressed. As a result, according to the present invention, high storage stability is achieved in the aqueous pigment dispersion and the pigment ink using the same. Note that the use of the AB block copolymer (III) as a pigment dispersant has an advantage that the addition of the polymer composite fine particles to the aqueous pigment dispersion does not hinder the dispersibility of the pigment.

なお、本発明を構成するA−Bブロックコポリマー(III)は、特有のモノマーを特定の条件でリビングラジカル重合することで、設計に応じた所望の構造のものに確実にすることができる。ここで、該リビングラジカル重合は、酸性基やアミノ基を有するビニル系モノマーの重合が可能なものである。後述するように、特に本発明で利用するリビングラジカル重合方法は、特殊な材料を必要とすることなく、従来のラジカル重合に重合開始化合物と触媒を添加するだけでできる容易な重合方法であり、特殊な製造設備や材料の精製が必要でないために、コスト的にも有利であり、環境にも優しいという利点があり、この点も本発明の大きな効果である。   In addition, AB block copolymer (III) which comprises this invention can be reliably made into the thing of the desired structure according to a design by carrying out the living radical polymerization of a specific monomer on specific conditions. Here, the living radical polymerization is capable of polymerizing a vinyl monomer having an acidic group or an amino group. As will be described later, the living radical polymerization method particularly used in the present invention is an easy polymerization method that does not require a special material and can be performed simply by adding a polymerization initiating compound and a catalyst to conventional radical polymerization. Since no special manufacturing equipment or purification of materials is required, there is an advantage that it is advantageous in terms of cost and friendly to the environment, and this point is also a great effect of the present invention.

以下に、本発明の好ましい形態を挙げて本発明を詳細に説明する。まず、本発明では、本発明を特徴づける異なる3種のポリマーから形成されてなる樹脂微粒子を、「3種の異なるポリマーが複合化されてなる樹脂微粒子」と規定するが、このように規定した理由は、後述するように、本発明のポリマー水分散体は、3種のポリマーを混合したものでなく、重合反応によって形成した3種のポリマーからなる1つの粒度分布(「単峰性」)を示すポリマーからなる水分散体であり、「複合化」と表現する以外に、的確に規定ができなかったことによる。すなわち、その製造方法に規定したように、本発明のポリマー水分散体は、ウレタンポリマー(I)の水分散体と、A−Bブロックコポリマー(III)の水分散液の存在下で、ビニル系モノマーを添加して乳化重合させてビニル系ポリマー(II)を形成しており、それぞれのポリマー粒子が個々に存在するものでないことは明らかであり、更に、その形成された粒子が示す挙動から、ビニル系ポリマー(II)がシェルとなり、他のポリマーがコアとなるものでもないことによる。本発明者らの検討によれば、本発明を特徴づける複合微粒子は、A−Bブロックコポリマー(III)が、ウレタンポリマー(I)と、乳化重合で形成されたビニル系ポリマー(II)を包括したような粒子となっていると考えられる。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to preferred embodiments of the present invention. First, in the present invention, resin fine particles formed from three different types of polymers that characterize the present invention are defined as “resin fine particles formed by combining three different types of polymers”. The reason is that, as will be described later, the polymer aqueous dispersion of the present invention is not a mixture of three types of polymers, but a single particle size distribution (“unimodal”) consisting of three types of polymers formed by a polymerization reaction. This is because it was an aqueous dispersion composed of a polymer exhibiting the following, and it could not be precisely defined other than expressing “composite”. That is, as defined in the production method, the polymer aqueous dispersion of the present invention is a vinyl-based polymer in the presence of an aqueous dispersion of urethane polymer (I) and an aqueous dispersion of AB block copolymer (III). Monomer is added and emulsion polymerized to form a vinyl polymer (II), and it is clear that each polymer particle is not individually present, and further, from the behavior of the formed particle, This is because the vinyl polymer (II) is the shell and the other polymer is not the core. According to the study by the present inventors, the composite fine particles characterizing the present invention include an AB block copolymer (III) including a urethane polymer (I) and a vinyl polymer (II) formed by emulsion polymerization. It is thought that the particles are like that.

発明者らは、上記した従来技術の課題について鋭意検討を行った結果、特定のウレタンポリマー、特定のビニル系ポリマー、特定のA−Bブロックコポリマーの3種のポリマーを複合化させてなる複合微粒子からなるポリマー水分散体は、インクジェット記録用インクのような水性液状組成物において、バインダー成分として極めて有用なものになることを見出して、本発明を達成するに至った。すなわち、上記構成の複合微粒子をバインダー成分として用いることで、インクは、従来の樹脂微粒子を含有させたインク等に比べて明らかに、吐出安定性及び再溶解性に優れ、形成した印画物は、密着性、耐擦性、高伸縮性等の諸物性に優れたものとなる。更に、本発明のポリマー水分散体によれば、これを水性顔料分散液や、インクジェット記録用インクに添加した場合に、本発明を構成するA−Bブロックコポリマー(III)を顔料分散剤として用いることで、該顔料分散剤と複合微粒子との相溶性に優れることから、樹脂微粒子や顔料が凝集することなく、高度な保存安定性を実現することも可能になる。   As a result of intensive studies on the above-described problems of the prior art, the inventors have obtained composite fine particles obtained by combining three types of polymers: a specific urethane polymer, a specific vinyl polymer, and a specific AB block copolymer. It has been found that an aqueous polymer dispersion comprising the above is extremely useful as a binder component in an aqueous liquid composition such as an ink for ink jet recording, and has achieved the present invention. That is, by using the composite fine particles having the above structure as a binder component, the ink is clearly superior in ejection stability and re-dissolvability as compared with ink containing conventional resin fine particles, and the printed matter formed is Excellent physical properties such as adhesion, abrasion resistance and high stretchability. Furthermore, according to the polymer aqueous dispersion of the present invention, when this is added to an aqueous pigment dispersion or an ink for inkjet recording, the AB block copolymer (III) constituting the present invention is used as a pigment dispersant. Thus, since the compatibility between the pigment dispersant and the composite fine particles is excellent, it is possible to realize high storage stability without aggregation of the resin fine particles and the pigment.

上記した顕著な効果を実現できる、本発明のポリマー水分散体の特徴は、分散している樹脂粒子が、ウレタンポリマー(I)、ビニル系ポリマー(II)、メタクリル酸系モノマーを構成成分としてなるA−Bブロックコポリマー(III)の3種の異なるポリマーを複合化させた複合微粒子を含有し、且つ、複合化させた3種のポリマー(I):(II):(III)の質量比が、10〜80:10〜80:10〜80となるように構成したことにある。以下、これらの3種のポリマーについて、それぞれ説明する。   The feature of the polymer aqueous dispersion of the present invention capable of realizing the above-mentioned remarkable effect is that the dispersed resin particles are composed of urethane polymer (I), vinyl polymer (II), and methacrylic acid monomer The composite contains fine particles in which three different polymers of the AB block copolymer (III) are combined, and the combined three types of polymers (I) :( II) :( III) have a mass ratio of 10 to 80:10 to 80:10 to 80. Hereinafter, each of these three types of polymers will be described.

〔ウレタンポリマー(I)〕
まず、本発明を特徴づけるポリマー複合微粒子を構成する第1のポリマー成分であるウレタンポリマー(I)について説明する。ウレタンポリマー(I)は、本発明によって達成される前記した顕著な効果の中で、特に形成した樹脂被膜における、基材への高密着性、高伸縮性、耐擦性等の高耐久性を実現させるために重要なポリマー成分である。上記効果は、ウレタンポリマー(I)のもつ、ウレタン結合の水素結合、ソフトセグメントとハードセグメントの物理的結合による高凝集性によって得られたものと考えられる。
[Urethane polymer (I)]
First, the urethane polymer (I) which is the first polymer component constituting the polymer composite fine particles characterizing the present invention will be described. Among the remarkable effects achieved by the present invention, the urethane polymer (I) has high durability such as high adhesion to a substrate, high stretchability, and abrasion resistance, particularly in the formed resin film. It is an important polymer component for realizing. The above effect is considered to be obtained by the high agglomeration property of the urethane polymer (I) by the hydrogen bond of the urethane bond and the physical bond of the soft segment and the hard segment.

本発明のポリマー水分散体を構成するウレタンポリマー(I)は、その構造中に、イオン化されたアニオン性基を有することで水に分散するものであれば、特に限定されない。ウレタンポリマー(I)を形成する際には、モノマー成分として、アニオン性基を有する化合物が使用される。このアニオン性基がアルカリで中和されることによって、ウレタンポリマー(I)を水に微粒子状で分散することができ、ウレタンディスパージョンとも称される。このアニオン性基は特に限定はないが、例えば、カルボキシ基、スルホン酸基及びリン酸基が挙げられる。特に被膜の耐水性、原料の入手の容易さから、上記に挙げた中でもカルボキシ基を有する化合物が好ましい。   The urethane polymer (I) constituting the polymer aqueous dispersion of the present invention is not particularly limited as long as it has an ionized anionic group in its structure and is dispersed in water. When forming the urethane polymer (I), a compound having an anionic group is used as a monomer component. By neutralizing the anionic group with an alkali, the urethane polymer (I) can be dispersed in water in the form of fine particles, which is also referred to as a urethane dispersion. The anionic group is not particularly limited, and examples thereof include a carboxy group, a sulfonic acid group, and a phosphoric acid group. In particular, the compounds having a carboxy group are preferred among the above-mentioned because of the water resistance of the film and the availability of raw materials.

ウレタンポリマー(I)を作製する際に好適なモノマー成分として使用されるカルボキシ基を有する化合物は、ウレタン結合しうる水酸基を有する化合物であればよく、例えば、ヒドロキシアルカンカルボン酸が挙げられる。本発明者らの検討によれば、その中でもジメチロールアルカン酸が好ましい。ジメチロールアルカン酸としては、例えば、α,α−ジメチロールプロパン酸、α,α−ジメチロールブタン酸、α,α−ジメチロールプロピオン酸、α,α−ジメチロール酪酸、ジメチロール酢酸、ジヒドロキシコハク酸及びジヒドロキシ安息香酸などが挙げられる。特に好ましくは、入手が容易な、α,α−ジメチロールプロパン酸やα,α−ジメチロールブタン酸が特に好ましい。   The compound having a carboxy group used as a suitable monomer component when producing the urethane polymer (I) may be any compound having a hydroxyl group capable of urethane bonding, and examples thereof include hydroxyalkanecarboxylic acids. According to the study by the present inventors, among them, dimethylolalkanoic acid is preferable. Examples of dimethylolalkanoic acid include α, α-dimethylolpropanoic acid, α, α-dimethylolbutanoic acid, α, α-dimethylolpropionic acid, α, α-dimethylolbutyric acid, dimethylolacetic acid, dihydroxysuccinic acid, and And dihydroxybenzoic acid. Particularly preferable are α, α-dimethylolpropanoic acid and α, α-dimethylolbutanoic acid, which are easily available.

ウレタンポリマー(I)を作製する際に設計する、これらのジメチロールアルカン酸の導入量は、ウレタンポリマーの水分散性、耐水性、それによって得られる平均粒子径といった観点から決定される。好ましくは、このジメチロールアルカン酸を導入することによるウレタンポリマー(I)の酸価は、10〜100mgKOH/gとなるようにすることが好ましい。10mgKOH/gより小さいと、得られるウレタンポリマー(I)の分散粒子径が、本発明で好適に使用する平均粒子径範囲である100nmより大きくなり、インクジェットヘッドの詰まりなどを生じる可能性があるので好ましくない。また、100mgKOH/gより大きいと、ウレタンポリマー(I)が水分散体にならず水に溶解してしまったり、ウレタンポリマー(I)自体の耐水性が悪くなってしまう可能性がある。より好ましくは、20〜80mg/KOHである。なお、酸価は、樹脂1gを中和するのに必要な水酸化カリウムのmgであり、測定としては、有機溶媒(例えばトルエン/エタノール=70/30質量比)に溶解させた樹脂を、0.1N水酸化カリウムを滴定液、フェノールフタレイン液を指示薬として滴定して行う。本発明において、酸価は、このようにして測定した値を使用する。   The amount of these dimethylolalkanoic acids introduced when the urethane polymer (I) is produced is determined from the viewpoints of water dispersibility of the urethane polymer, water resistance, and the average particle size obtained thereby. Preferably, the acid value of the urethane polymer (I) by introducing the dimethylolalkanoic acid is preferably 10 to 100 mgKOH / g. If it is less than 10 mg KOH / g, the dispersed particle diameter of the resulting urethane polymer (I) becomes larger than the average particle diameter range of 100 nm which is preferably used in the present invention, which may cause clogging of the inkjet head. It is not preferable. On the other hand, if it is greater than 100 mgKOH / g, the urethane polymer (I) may not dissolve in water but dissolve in water, or the water resistance of the urethane polymer (I) itself may deteriorate. More preferably, it is 20-80 mg / KOH. The acid value is mg of potassium hydroxide necessary to neutralize 1 g of the resin. For measurement, a resin dissolved in an organic solvent (for example, toluene / ethanol = 70/30 mass ratio) is 0 Perform titration with 1N potassium hydroxide as titrant and phenolphthalein as indicator. In this invention, the value measured in this way is used for an acid value.

本発明を構成するウレタンポリマー(I)は、更に具体的には、イソシアネート成分と、ポリオール成分及び/又はポリマーポリオール成分と、上記に挙げたような酸性基を付与するジメチロールアルカン酸成分と、必要に応じて鎖延長剤としてジアミン成分とを用い、これらを反応して得られたものであることが好ましい。このように、ウレタンポリマー(I)は、いずれも従来公知の材料で得られるポリマーであるが、以下に、これらの成分について説明する。   The urethane polymer (I) constituting the present invention more specifically includes an isocyanate component, a polyol component and / or a polymer polyol component, and a dimethylolalkanoic acid component that imparts an acidic group as described above, It is preferable to use a diamine component as a chain extender as necessary and to react these components. As described above, the urethane polymer (I) is a polymer obtained from a conventionally known material, and these components will be described below.

イソシアネート成分としては、トルエンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等の様々なジイソシアネート化合物が挙げられ、それらのアロファネート結合、ビューレット結合したポリイソシアネート化合物も使用でき、特に限定されない。黄変を抑制する観点から、脂肪族、脂環式のジイソシアネート化合物が好適である。   Examples of the isocyanate component include various diisocyanate compounds such as toluene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, and isophorone diisocyanate. These allophanate-bonded and burette-bonded polyisocyanate compounds can also be used, and are not particularly limited. From the viewpoint of suppressing yellowing, aliphatic and alicyclic diisocyanate compounds are preferred.

ポリオール成分としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4ブタンジオール、ネオペンチルグリコール等のジオール化合物、グリセリン等の3つ以上の水酸基を有するポリオールも使用でき、特に限定されない。   As the polyol component, diol compounds such as ethylene glycol, propylene glycol, 1,4 butanediol and neopentyl glycol, and polyols having three or more hydroxyl groups such as glycerin can be used, and are not particularly limited.

また、ポリマーポリオール成分としては、ポリエステル、ポリエーテル、ポリカーボネート、ポリビニル、ポリシロキサン等のポリマー構造の両末端に水酸基が結合しているポリマージオールが挙げられる。しかし、ポリエステルの場合は、その構造中のエステル基が水性顔料分散液や水性インクジェット記録用インクにおいて、その水溶液のpHがアルカリ性である場合、そのポリエステルジオールのエステル基が、長期の保存や、加温して保存した時に加水分解してしまい、ウレタンポリマー(I)のポリマー物性が変わってしまう可能性があるので、あまり好ましくない。そのため、本発明では、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリビニルポリオール及びポリシロキサンポリオールを用いることが好ましい。   Examples of the polymer polyol component include polymer diols in which hydroxyl groups are bonded to both ends of a polymer structure such as polyester, polyether, polycarbonate, polyvinyl, and polysiloxane. However, in the case of polyester, when the ester group in the structure is an aqueous pigment dispersion or aqueous inkjet recording ink and the pH of the aqueous solution is alkaline, the ester group of the polyester diol can be stored for a long time or added. Since it hydrolyzes when it preserve | saves and warms and there exists a possibility that the polymer physical property of urethane polymer (I) may change, it is not so preferable. Therefore, in this invention, it is preferable to use polyether polyol, polycarbonate polyol, polyvinyl polyol, and polysiloxane polyol.

前記したポリマーポリオールであれば、特に限定はないが、例示すると、ポリエチレングリコール、ポリプロレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のポリエーテルジオール;ポリビスフェノールAカーボネートジオール、ポリヘキサメチレンカーボネートジオール等のカーボネートジオール;ポリビニルエチルエーテルジオール、ポリスチレンジオール等のポリビニルジオール;ポリジメチルシロキサンジオール、ポリフェニルメチルシロキサンジオール等のポリシロキサンポリオールが挙げられる。これらの分子量は特に限定されないが、末端基の水酸基価定量による平均分子量が500〜3000であることが好ましい。3000より大きいと、このポリマーポリオールの性質が強くなり過ぎ、ウレタン結合の凝集性が発揮せず、耐久性が悪くなる場合がある。   Although it will not specifically limit if it is an above-mentioned polymer polyol, For example, Polyether glycol, such as polyethyleneglycol, a polyprolene glycol, polytetramethylene glycol; Carbonate diols, such as polybisphenol A carbonate diol and polyhexamethylene carbonate diol; Examples thereof include polyvinyl diols such as polyvinyl ethyl ether diol and polystyrene diol; and polysiloxane polyols such as polydimethylsiloxane diol and polyphenylmethylsiloxane diol. These molecular weights are not particularly limited, but it is preferable that the average molecular weight determined by hydroxyl value determination of the terminal group is 500 to 3000. If it exceeds 3000, the properties of the polymer polyol become too strong, the cohesiveness of the urethane bond cannot be exhibited, and the durability may deteriorate.

ウレタンポリマー(I)の調製においては、必要に応じて、鎖延長剤としてジアミン成分を使用することができる。ジアミン成分は、前記したイソシアネート成分、ポリオール成分、ポリマーポリオール成分、ジメチロールアルカン酸成分でイソシアネート末端のウレタンプレポリマーを合成し、ウレタン水分散体とすべく、カルボキシ基をアルカリで中和して又は中和しながら、ジアミン成分を加えて、ウレタンプレポリマーのイソシアネートとジアミンのアミノ基でウレア結合を形成させて、鎖延長させる化合物である。特に化合物としては限定されないが、例示すると、ヒドラジン、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、イソホロンジアミン等が挙げられる。また、ポリエチレングリコールジアミン等のポリマージアミンも使用できる。このポリマージアミンは鎖延長剤として使用してもよいが、ウレタンプレポリマーを合成する際に使用しても問題はない。   In the preparation of the urethane polymer (I), a diamine component can be used as a chain extender, if necessary. The diamine component is prepared by synthesizing an isocyanate-terminated urethane prepolymer with the above-mentioned isocyanate component, polyol component, polymer polyol component, and dimethylolalkanoic acid component, and neutralizing the carboxy group with an alkali to form a urethane water dispersion. While neutralizing, a diamine component is added to form a urea bond between the isocyanate of the urethane prepolymer and the amino group of the diamine, thereby extending the chain. Although it does not specifically limit as a compound, For example, a hydrazine, ethylenediamine, hexamethylenediamine, isophoronediamine etc. will be mentioned. Also, polymer diamines such as polyethylene glycol diamine can be used. Although this polymer diamine may be used as a chain extender, there is no problem even if it is used in the synthesis of a urethane prepolymer.

ウレタンポリマー(I)中のカルボキシ基を中和するのに必要なアルカリとしては、特に限定はなく、アンモニア;トリメチルアミン、ジメチルアミノエタノール、トリエチルアミン、ジエタノールメチルアミン、トリエタノールアミン等の有機アミン;水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物が挙げられ、これらの一種以上が使用される。より好ましくは、特に、有機アミンにおいて、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチルや(メタ)アクリル酸ジエチルアミノエチル等の、アミノ基を有するビニル系モノマーをアルカリの一部又は全部として使用して中和することがよい。   The alkali necessary for neutralizing the carboxy group in the urethane polymer (I) is not particularly limited, and ammonia; organic amines such as trimethylamine, dimethylaminoethanol, triethylamine, diethanolmethylamine, triethanolamine; Alkali metal hydroxides such as lithium, sodium hydroxide, and potassium hydroxide are listed, and one or more of these are used. More preferably, the organic amine is neutralized by using a vinyl monomer having an amino group such as dimethylaminoethyl (meth) acrylate or diethylaminoethyl (meth) acrylate as part or all of the alkali. It is good.

これは、本発明を特徴づける複合微粒子を得る方法において、ビニル系ポリマー(II)を形成する際に、他のポリマーの存在下、ビニル系モノマーを添加して重合して複合化するとしたことを考慮したことによる。すなわち、ウレタンポリマー(I)の、カルボキシ基等のアニオン性基を中和する際に用いた、上記アミノ基を有するビニル系モノマーの付加重合性基であるビニル基が、添加したビニル系モノマーと付加重合してポリマー化し、これによってウレタンポリマー(I)とビニル系ポリマー(II)との複合化が、より確実に良好に行われる。   This is because, in the method of obtaining composite fine particles characterizing the present invention, when the vinyl polymer (II) is formed, a vinyl monomer is added and polymerized in the presence of another polymer to form a composite. It depends on consideration. That is, the vinyl group which is an addition polymerizable group of the vinyl monomer having an amino group used when neutralizing an anionic group such as a carboxy group of the urethane polymer (I) is By addition polymerization, the polymer is polymerized, whereby the urethane polymer (I) and the vinyl polymer (II) are combined more reliably and satisfactorily.

そのほかの材料として、必要に応じて、末端にイソシアネートが残存した場合、そのイソシアネートを消滅させるため、低級アルコールや低級アミンなどを使用してもよい。   As other materials, if necessary, when an isocyanate remains at the terminal, a lower alcohol, a lower amine, or the like may be used to extinguish the isocyanate.

本発明を構成するウレタンポリマー(I)は従来公知の方法で得ることができ、特に限定されない。例示すると、前記したように、イソシアネート成分、ジオール成分、アニオン性基を有する化合物を、必要に応じてイソシアネートと反応する基を有しない有機溶媒中で、末端イソシアネートのウレタンプレポリマーを得る。この条件や反応比率は任意であり、反応の温度としては20℃〜150℃であり、オクチル酸錫やジアザビシクロウンデセン等の触媒も使用してもよく、所望するイソシアネート%になるまで反応させる。得られたウレタンプレポリマーに、アルカリを加えた後、水を添加して、又は水に溶解したアルカリ水溶液を添加して、必要に応じてジアミン化合物にて鎖延長して、本発明を構成するウレタンポリマー(I)の水分散体を得る。このようにして得られるウレタンポリマー(I)の数平均分子量は特に限定されず、10000〜100000であることが、耐擦性などの耐久性を付与できるため好ましい。本発明で言う数平均分子量とは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(以下、GPCと称す)での測定におけるポリスチレン換算の数平均分子量をいい、以下、実施例を含めて同様である。   The urethane polymer (I) constituting the present invention can be obtained by a conventionally known method and is not particularly limited. Illustratively, as described above, a urethane prepolymer of a terminal isocyanate is obtained in an organic solvent having an isocyanate component, a diol component, and a compound having an anionic group, if necessary, in an organic solvent that does not have a group that reacts with isocyanate. The conditions and reaction ratio are arbitrary, the reaction temperature is 20 ° C. to 150 ° C., and a catalyst such as tin octylate or diazabicycloundecene may be used. Let After adding alkali to the obtained urethane prepolymer, water is added or an aqueous alkali solution dissolved in water is added, and the chain is extended with a diamine compound as necessary to constitute the present invention. An aqueous dispersion of urethane polymer (I) is obtained. The number average molecular weight of the urethane polymer (I) thus obtained is not particularly limited, and is preferably 10,000 to 100,000 because durability such as abrasion resistance can be imparted. The number average molecular weight referred to in the present invention refers to the number average molecular weight in terms of polystyrene in the measurement by gel permeation chromatography (hereinafter referred to as GPC), and the same applies hereinafter including Examples.

本発明を構成するウレタンポリマー(I)は、水に分散するものであり、複合化の際には水に分散させた分散体を用いるが、ウレタンポリマー(I)を水分散体として得る場合に、特に有機溶媒を使用しなくてもよい。一方、使用する場合は、イソシアネート基と高い反応性を有する基、水酸基、アミノ基、チオール等を有しない有機溶媒を使用することが好ましい。具体的には、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系溶媒、酢酸エチル等のエステル系溶媒、トルエン等の炭化水素系溶媒、テトラヒドロフラン、エチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル系溶媒、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のグリコール系溶媒、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン等のアミド系溶剤等を用いるとよい。3種の異なるポリマーの複合化の際に用いるウレタンポリマー(I)の水分散体は、これらの溶剤を含んでいてもよい。しかし、本発明者らの検討によれば、前記した、水中で、添加したビニル系モノマーを重合して本発明を構成するビニル系ポリマー(II)を得て複合化する際に溶媒が存在すると、添加したビニル系モノマーが水系溶媒に溶解して、うまく複合微粒子を得ることができない場合があるので、好ましくは脱溶剤するとよい。また、有機溶媒を含有していても2%未満であることが好ましい。これらの観点から、上記で使用する有機溶媒は、脱溶剤しやすい、沸点が100℃以下の低沸点溶媒が好ましい。   The urethane polymer (I) constituting the present invention is dispersed in water, and a dispersion dispersed in water is used at the time of compounding. When the urethane polymer (I) is obtained as an aqueous dispersion, In particular, it is not necessary to use an organic solvent. On the other hand, when using, it is preferable to use the organic solvent which does not have a group, a hydroxyl group, an amino group, a thiol etc. which have high reactivity with an isocyanate group. Specifically, ketone solvents such as acetone and methyl ethyl ketone, ester solvents such as ethyl acetate, hydrocarbon solvents such as toluene, ether solvents such as tetrahydrofuran and ethylene glycol dimethyl ether, and glycol solvents such as propylene glycol monomethyl ether acetate A solvent, an amide solvent such as dimethylformamide, dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, or the like may be used. The aqueous dispersion of urethane polymer (I) used in the composite of three different polymers may contain these solvents. However, according to the study by the present inventors, the presence of a solvent when the above-mentioned vinyl monomer (II) constituting the present invention is obtained by polymerization of the added vinyl monomer in water as described above is combined. In some cases, the added vinyl monomer is dissolved in an aqueous solvent and composite fine particles cannot be obtained successfully. Therefore, it is preferable to remove the solvent. Moreover, even if it contains the organic solvent, it is preferable that it is less than 2%. From these viewpoints, the organic solvent used above is preferably a low-boiling solvent having a boiling point of 100 ° C. or lower that is easy to remove the solvent.

本発明のポリマー水分散体を作製する際には、前記アニオン性基をアルカリで中和することで水に分散させた、上記の材料、手法によって得られるウレタンポリマー(I)の水分散体を使用するが、その光散乱測定における平均粒子径が10〜100nmであることがより好ましい。平均粒子径が上記範囲であることが好ましい理由は、本発明のポリマー水分散体を構成する複合微粒子は、その平均粒子径が50〜200nmであることが好ましいことによる。すなわち、複合微粒子の粒子径がこの範囲に収まるように、複合微粒子の製造に使用するウレタンポリマー(I)の水分散体の平均粒子径が設定される。10nmより小さいと、粘度が高かったり、本発明を特徴づける複合化がうまくいかない場合があり、100nmを超えると、本発明の複合微粒子の平均粒子径が大きくなり過ぎてしまい、また、本発明のポリマー水分散体をインクのバインダー成分として使用した場合に、ヘッドの詰まりや、インクの濾過性の悪化などを起こす可能性があるので好ましくない。好ましくは20〜120nmである。   When preparing the polymer aqueous dispersion of the present invention, an aqueous dispersion of the urethane polymer (I) obtained by the above-mentioned materials and methods, wherein the anionic group is neutralized with an alkali and dispersed in water. Although used, the average particle diameter in the light scattering measurement is more preferably 10 to 100 nm. The reason why the average particle size is preferably in the above range is that the composite fine particles constituting the polymer aqueous dispersion of the present invention preferably have an average particle size of 50 to 200 nm. That is, the average particle size of the aqueous dispersion of urethane polymer (I) used for the production of the composite fine particles is set so that the particle size of the composite fine particles is within this range. If it is smaller than 10 nm, the viscosity may be high or the complexing characterizing the present invention may not be successful. If it exceeds 100 nm, the average particle diameter of the composite fine particles of the present invention becomes too large, and the polymer of the present invention When an aqueous dispersion is used as a binder component of the ink, it is not preferable because the head may be clogged or the filterability of the ink may be deteriorated. Preferably it is 20-120 nm.

上記で粒子径の測定に用いた光散乱測定とは、動的光散乱法ともよばれる方法であり、粒子に単色光を照射し、粒子にあたって出てくる散乱光を検出して解析することで、粒子の拡散係数を得ることができ、この拡散係数から平均粒子径を測定することができる方法である。なお、本発明で規定する分散体を構成する粒子の平均粒子径は、いずれも、この方法で測定した数平均粒子径を指す。その測定装置や手法は特に限定されない。   The light scattering measurement used for the particle diameter measurement above is a method called dynamic light scattering method, and irradiates the particle with monochromatic light, and detects and analyzes the scattered light coming out of the particle, In this method, the diffusion coefficient of particles can be obtained, and the average particle diameter can be measured from the diffusion coefficient. The average particle diameter of the particles constituting the dispersion defined in the present invention is the number average particle diameter measured by this method. The measuring device and method are not particularly limited.

[ビニル系ポリマー(II)]
次に、本発明を特徴づけるポリマー複合微粒子を構成する第2の成分であるビニル系ポリマー(II)について説明する。該ビニル系ポリマーは、本発明のポリマー水分散体をバインダー成分として使用した場合において、形成した被膜の、密着性、粘着性、耐擦性等の耐久性を高め、及び、本発明のポリマー水分散体を捺染に使用した場合における、形成した被膜の手触り、風合いをよくするために重要なポリマー成分である。
[Vinyl polymer (II)]
Next, the vinyl polymer (II) which is the second component constituting the polymer composite fine particles characterizing the present invention will be described. The vinyl polymer increases the durability of the formed film such as adhesion, tackiness, and abrasion resistance when the polymer aqueous dispersion of the present invention is used as a binder component, and the polymer water of the present invention. When the dispersion is used for printing, it is an important polymer component for improving the feel and texture of the formed film.

ビニル系ポリマー(II)は、詳細は後記するが、先に説明したウレタンポリマー(I)の水分散体と、A−Bブロックコポリマー(III)の水分散体との存在下、ラジカル開始剤を使用して、ビニル系モノマーを添加して重合を行って得られるポリマー成分である。いわゆる乳化重合である。該乳化重合において、どのような機構で3つのポリマーが複合化するかの詳細は不明であるが、得られる微粒子の特性から、A−Bブロックコポリマー(III)が、ウレタンポリマー(I)と、上記乳化重合で形成されたビニル系ポリマー(II)を包括したような粒子となると考えられる。乳化重合であるため、形成されるビニル系ポリマー(II)の分子量は、本発明で規定するように、数平均分子量が50000〜400000と大きく、前記した効果である基材への密着性等に大きく寄与するものである。   The vinyl polymer (II) will be described in detail later. In the presence of the aqueous dispersion of the urethane polymer (I) described above and the aqueous dispersion of the AB block copolymer (III), a radical initiator is used. It is a polymer component obtained by using and polymerizing by adding a vinyl monomer. This is so-called emulsion polymerization. In the emulsion polymerization, the details of the mechanism by which the three polymers are combined are unclear, but from the characteristics of the resulting fine particles, the AB block copolymer (III) is converted into the urethane polymer (I), It is considered that the particles include the vinyl polymer (II) formed by the emulsion polymerization. Since it is emulsion polymerization, the molecular weight of the vinyl polymer (II) to be formed is as large as 50,000 to 400,000 as the number average molecular weight is defined in the present invention. It greatly contributes.

使用されるビニル系モノマーとしては、特に限定はなく、ラジカル重合しうる付加重合性ビニルモノマーが挙げられ、特に限定されない。例示すると、スチレン、ビニルトルエン、ビニルナフタレン、ビニル安息香酸及びその低級アルコールエステル、ビニルカルバゾール、スチレンスルホン酸やその低級アルコールエステル、N−ビニルピリジン等の芳香族、複素環ビニルモノマー;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、シクロヘキサンカルボン酸ビニル、安息香酸ビニル等の脂肪族、脂環族、芳香族カルボン酸ビニルエステルモノマー;   The vinyl monomer used is not particularly limited, and examples thereof include addition-polymerizable vinyl monomers capable of radical polymerization, and are not particularly limited. Examples include aromatic, heterocyclic vinyl monomers such as styrene, vinyl toluene, vinyl naphthalene, vinyl benzoic acid and its lower alcohol ester, vinyl carbazole, styrene sulfonic acid and its lower alcohol ester, N-vinyl pyridine; vinyl acetate, propion Aliphatic, alicyclic and aromatic carboxylic acid vinyl ester monomers such as vinyl acid vinyl, cyclohexane carboxylic acid vinyl and vinyl benzoate;

(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸トリデシル、(メタ)アクリル酸オクタデシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸トリメチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸t−ブチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリル酸トリシクロデシル、(メタ)アクリル酸アダマンチル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸フェノキシエチル、   (Meth) acrylic acid, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate, Hexyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, decyl (meth) acrylate, tridecyl (meth) acrylate, octadecyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate , Trimethylcyclohexyl (meth) acrylate, t-butylcyclohexyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, tricyclodecyl (meth) acrylate, adamantyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, ( Meth) acrylic acid phenoxyethyl,

(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸メトキシエチル、(メタ)アクリル酸エトキシエチル、(メタ)アクリル酸テトラヒドロフルフリル、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸ナフチル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル及びそれらの塩化メチルや塩化ベンジルで4級化したモノマー、(メタ)アクリル酸ジエチルアミノエチル及びそれらの塩化メチルや塩化ベンジルで4級化したモノマー、(メタ)アクリル酸t−ブチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸トリフルオロエチル、(メタ)アクリル酸ヘプタデカフルオロデシル、(メタ)アクリル酸ポリ(n=2以上)エチレングリコール、(メタ)アクリル酸ポリ(n=2以上)プロピレングリコール、(メタ)アクリル酸ポリ(n=2以上)エチレングリコールモノメチルエーテル、(メタ)アクリル酸シクロペンテニルオキシエチル、(メタ)アクリロイロキシエチルイソシアネート、2−(2’−ヒドロキシ−5−(メタ)アクリロイロキシエチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール(耐光性を向上させるのに効果的である)、(メタ)アクリル酸テトラメチルピペリジニル、(メタ)アクリル酸ペンタメチルピペリジニル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチルにフタル酸、コハク酸、マレイン酸、トリメリット酸等の多塩基酸を反応させたモノマー及びその低級アルコールエステル、(メタ)アクリロイロキシエチルリン酸エステル等の(メタ)アクリル酸系ポリマー;   2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, hydroxybutyl (meth) acrylate, methoxyethyl (meth) acrylate, ethoxyethyl (meth) acrylate, tetrahydro (meth) acrylate Furfuryl, glycidyl (meth) acrylate, phenyl (meth) acrylate, naphthyl (meth) acrylate, dimethylaminoethyl (meth) acrylate and monomers quaternized with methyl chloride or benzyl chloride, (meth) Diethylaminoethyl acrylate and monomers quaternized with methyl chloride or benzyl chloride, t-butylaminoethyl (meth) acrylate, trifluoroethyl (meth) acrylate, heptadecafluorodecyl (meth) acrylate, ( (Meth) acrylic acid poly (n = 2 or more) Tylene glycol, (meth) acrylic acid poly (n = 2 or more) propylene glycol, (meth) acrylic acid poly (n = 2 or more) ethylene glycol monomethyl ether, (meth) acrylic acid cyclopentenyloxyethyl, (meth) acryloyl Roxyethyl isocyanate, 2- (2′-hydroxy-5- (meth) acryloyloxyethylphenyl) -2H-benzotriazole (effective for improving light resistance), tetramethyl (meth) acrylate Peridinyl, (meth) acrylic acid pentamethylpiperidinyl, (meth) acrylic acid hydroxyethyl monomer and polybasic acid such as phthalic acid, succinic acid, maleic acid, trimellitic acid and lower alcohol ester thereof, Such as (meth) acryloyloxyethyl phosphate ) Acrylic acid polymer;

(メタ)アクリルアミド、ジメチル(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリロイルモルホリン、N−メチロール(メタ)アクリルアミド等のアミド系モノマー;(メタ)アクリロニトリル;N−ビニルピロリドン;無水マレイン酸、マレイン酸及びそのモノ、ジ低級アルコールエステル、N−フェニルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、無水イタコン酸、イタコン酸及びそのモノ、ジ低級アルコールエステル等の2塩基酸ビニル系モノマーなどが挙げられ、一種以上使用され、特に限定されず、その必要とされる性状、効果によって選択される。   Amide monomers such as (meth) acrylamide, dimethyl (meth) acrylamide, (meth) acryloylmorpholine, N-methylol (meth) acrylamide; (meth) acrylonitrile; N-vinylpyrrolidone; maleic anhydride, maleic acid and mono thereof, Dibasic alcohol ester, N-phenylmaleimide, N-cyclohexylmaleimide, itaconic anhydride, itaconic acid and its mono- and dibasic vinyl ester monomers such as di-lower alcohol ester, etc. are used, and one or more types are used and particularly limited. However, it is selected according to the required properties and effects.

また、必要に応じて、単官能のビニル系モノマーだけではなく、付加重合性基を多数有する多官能性ビニルモノマーも使用でき、そのまま、または、前記したモノマーと併用して使用することができる。多官能性であることから、これらを使用することでビニル系ポリマー(II)は架橋構造をとり、これにより形成される被膜の耐久性が向上すると考えられる。この多官能性ビニル系モノマーとしては、特に限定されないが、例示すると、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、メタクリロイロキシエチルアクリレート、(メタ)アクリル酸アリル、(メタ)アクリル酸ビニロキシエトキシエチル、ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物のジ(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、グリセリルトリ(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ヘキサ(メタ)アクリレート、ポリエーテルジオールやポリカーボネートジオールの(メタ)アクリル酸エステル等が挙げられる。このような多官能性モノマーを適宜に使用する場合の量は、特に限定されないが、単官能モノマーに対して5%以下、より好ましくは3%以下とする。これは、架橋成分が多過ぎると、このポリマー複合粒子が膜にならない場合があるからである。   Further, if necessary, not only a monofunctional vinyl monomer but also a polyfunctional vinyl monomer having a large number of addition polymerizable groups can be used as it is or in combination with the above-described monomers. Since it is polyfunctional, it is considered that the vinyl polymer (II) has a crosslinked structure by using these, and the durability of the film formed thereby is improved. Although it does not specifically limit as this polyfunctional vinyl-type monomer, For example, divinylbenzene, ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, butylene glycol di (meta) ) Acrylate, hexanediol di (meth) acrylate, methacryloyloxyethyl acrylate, allyl (meth) acrylate, vinyloxyethoxyethyl (meth) acrylate, di (meth) acrylate of bisphenol A alkylene oxide adduct, trimethylol Propane tri (meth) acrylate, glyceryl tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, poly Terujioru and polycarbonate diol (meth) acrylic acid ester. The amount when such a polyfunctional monomer is appropriately used is not particularly limited, but is 5% or less, more preferably 3% or less based on the monofunctional monomer. This is because if the crosslinking component is too much, the polymer composite particles may not form a film.

更には、ポリマーの片末端が付加重合性基を有するマクロモノマーも使用でき、そのマクロモノマーは限定されない。例えば、(メタ)アクリロイルポリスチレン、(メタ)アクリロイルポリメタクリル酸メチル、(メタ)アクリロイルポリジメチルシロキサンなどが例示される。このようなマクロモノマーを使用することで、ビニル系ポリマーの構造をグラフト構造とすることができる。   Furthermore, a macromonomer having an addition polymerizable group at one end of the polymer can be used, and the macromonomer is not limited. Examples include (meth) acryloyl polystyrene, (meth) acryloyl polymethyl methacrylate, (meth) acryloyl polydimethylsiloxane, and the like. By using such a macromonomer, the structure of the vinyl polymer can be a graft structure.

上記に挙げたモノマー類を構成成分として形成されるビニル系ポリマー(II)は、形成した被膜に、耐久性、風合い等の効果を出すため、ゲルパークロマトグラフにおけるポリスチレン換算の数平均分子量が50000〜400000であることを要す。また、必要に応じて架橋構造を有するものであってもよい。数平均分子量が50000より小さいと、その期待する耐久性を得ることができない場合があり、400000超ではうまく複合化できない場合がある。より好ましくは、70000〜200000である。また、前記したような多官能性ビニル系モノマーを使用した場合、架橋構造をとることができる。ビニル系ポリマーが架橋し、3次元網目架橋構造をとることで、溶媒に不溶となる。すなわち、塗布して膜となった場合は、耐溶剤性、耐水性の向上が期待できる。なお、本発明を構成するビニル系ポリマー(II)の重合方法の詳細については、後述する。   The vinyl-based polymer (II) formed with the above-mentioned monomers as a constituent component exerts effects such as durability and texture on the formed film, so that the number average molecular weight in terms of polystyrene in the gel perchromatograph is 50,000- It needs to be 400,000. Moreover, you may have a crosslinked structure as needed. If the number average molecular weight is less than 50000, the expected durability may not be obtained, and if it exceeds 400000, it may not be successfully combined. More preferably, it is 70000-200000. Moreover, when a polyfunctional vinyl monomer as described above is used, a crosslinked structure can be taken. The vinyl polymer is cross-linked and takes a three-dimensional network cross-linked structure, so that it becomes insoluble in the solvent. That is, when a film is formed by coating, improvement in solvent resistance and water resistance can be expected. In addition, the detail of the polymerization method of vinyl-type polymer (II) which comprises this invention is mentioned later.

[A−Bブロックコポリマー(III)]
次に、本発明を特徴づけるポリマー複合微粒子を構成する第3の成分であるA−Bブロックコポリマー(III)、更に詳しくは、メタクリル酸系モノマーを構成成分とするA−Bブロックコポリマー(III)について説明する。A−Bブロックコポリマー(III)は、本発明において、複合微粒子の水分散安定性、再溶解性、吐出安定性等の効果を発揮するのに重要なポリマー成分である。より詳しくは、A−Bブロックコポリマー(III)は、その90質量%以上がメタクリル酸系モノマーで構成され、Aのポリマーブロックが、実質的に水に不溶で、数平均分子量が1000〜10000であり、その分子量分布が1.5以下であり、Bのポリマーブロックは、メタクリル酸を少なくとも構成モノマーとし、且つ、Bのポリマーブロックの酸価が50〜300mgKOH/gであり、その分子量(A−Bブロックコポリマー全体の数平均分子量からAのポリマーブロックの数平均分子量を引いた分子量)が、1000〜10000であり、A−Bブロックコポリマーの数平均分子量が2000〜20000で、その分子量分布が1.5以下であり、且つ、酸価が30〜200mgKOH/gであることを要す。
[AB block copolymer (III)]
Next, the AB block copolymer (III), which is the third component constituting the polymer composite fine particles characterizing the present invention, and more specifically, the AB block copolymer (III) comprising a methacrylic acid monomer as a constituent component. Will be described. The AB block copolymer (III) is an important polymer component in the present invention for exhibiting effects such as aqueous dispersion stability, re-dissolvability, and ejection stability of the composite fine particles. More specifically, the AB block copolymer (III) is composed of 90% by mass or more of a methacrylic acid monomer, the polymer block of A is substantially insoluble in water, and the number average molecular weight is 1000 to 10,000. The molecular weight distribution is 1.5 or less, the polymer block of B has methacrylic acid as at least a constituent monomer, the acid value of the polymer block of B is 50 to 300 mgKOH / g, and the molecular weight (A− The molecular weight obtained by subtracting the number average molecular weight of the polymer block of A from the number average molecular weight of the entire B block copolymer is 1000 to 10,000, the number average molecular weight of the AB block copolymer is 2000 to 20000, and the molecular weight distribution is 1 0.5 or less, and the acid value is required to be 30 to 200 mgKOH / g.

すなわち、本発明を構成するA−Bブロックコポリマー(III)は、AのポリマーブロックとBのポリマーブロックとからなり、Aのポリマーブロックは実質的に水に不溶である疎水性ポリマーブロックであり、Bのポリマーはカルボキシ基を有し、そのカルボキシ基がアルカリで中和されて水に溶解する親水性のポリマーブロックという構成である。Aのポリマーブロックは水に実質的に不溶であるので、水に添加すると析出するが、Bのポリマーブロックはそのカルボキシ基がアルカリにて中和されると、水に溶解するポリマーブロックであるので、水に実質的に不溶のAのポリマーブロックを微粒子に分散させることができる。このAの疎水性ポリマーブロックが、前記したウレタンポリマー(I)及びビニル系ポリマー(II)に作用して、この2つのポリマー粒子を複合化させる働きがあると考えられる。また、A−Bブロックコポリマー(III)を構成するB鎖の親水性ポリマーブロックは、水に溶解するポリマーブロックであるので、上記した疎水性ポリマー部を複合化して複合微粒子となった場合、その粒子表面に水可溶性鎖が存在することになる。このような構造となることで、立体障害や電気的反発によって、複合微粒子を水中に安定に存在させることができると考えられる。また、水に溶解するポリマーであるので、この微粒子が乾燥しても再度水を添加することで、溶解、分散し、再溶解性を与える効果を発揮したものと考えられる。   That is, the AB block copolymer (III) constituting the present invention comprises a polymer block of A and a polymer block of B, and the polymer block of A is a hydrophobic polymer block that is substantially insoluble in water, The polymer of B has a structure of a hydrophilic polymer block which has a carboxy group and the carboxy group is neutralized with an alkali and dissolved in water. Since the polymer block of A is substantially insoluble in water, it precipitates when added to water, but the polymer block of B is a polymer block that dissolves in water when its carboxy group is neutralized with an alkali. A polymer block substantially insoluble in water can be dispersed in the fine particles. It is considered that the hydrophobic polymer block of A acts on the urethane polymer (I) and the vinyl polymer (II), and has a function of combining the two polymer particles. Further, since the hydrophilic polymer block of B chain constituting the AB block copolymer (III) is a polymer block dissolved in water, when the above-mentioned hydrophobic polymer part is complexed into complex fine particles, Water soluble chains will be present on the particle surface. With such a structure, it is considered that the composite fine particles can be stably present in water due to steric hindrance or electrical repulsion. In addition, since it is a polymer that dissolves in water, it is considered that even when the fine particles are dried, the effect of giving re-solubility by dissolving and dispersing by adding water again is considered.

本発明を構成するA−Bブロックコポリマー(III)の構成について説明すると、下記の要件を全て満たすものであることを要す。まず、その90質量%以上がメタクリル酸系モノマーで構成される。そして、Aのポリマーブロックが、実質的に水に不溶で、数平均分子量が1000〜10000であり、その分子量分布が1.5以下である疎水性のポリマーブロックである。更に、Bのポリマーブロックは、メタクリル酸を少なくとも構成モノマーとしてなり、その酸価が50〜300mgKOH/gであり、且つ、その分子量(A−Bブロックコポリマー全体の数平均分子量からAのポリマーブロックの数平均分子量を引いた分子量、以下同様。)が1000〜10000である。更に、A−Bブロックコポリマーの数平均分子量が2000〜20000で、その分子量分布が1.5以下であり、且つ、酸価が30〜200mgKOH/gであることを要す。   The constitution of the AB block copolymer (III) constituting the present invention will be described, and it is necessary to satisfy all the following requirements. First, 90% by mass or more thereof is composed of a methacrylic acid monomer. The polymer block A is a hydrophobic polymer block that is substantially insoluble in water, has a number average molecular weight of 1,000 to 10,000, and has a molecular weight distribution of 1.5 or less. Furthermore, the polymer block of B has methacrylic acid as at least a constituent monomer, an acid value of 50 to 300 mgKOH / g, and a molecular weight (from the number average molecular weight of the entire AB block copolymer, The molecular weight obtained by subtracting the number average molecular weight, the same shall apply hereinafter) is 1000 to 10,000. Further, it is necessary that the AB block copolymer has a number average molecular weight of 2000 to 20000, a molecular weight distribution of 1.5 or less, and an acid value of 30 to 200 mgKOH / g.

Aのポリマーブロックは、実質的に水に不溶のポリマーブロックであり、その形成には、下記に挙げるような従来公知のメタクリル酸系モノマーが使用され、水に溶解しないように設計される。Aポリマーブロックを合成する際に用いるモノマーとしては、例えば、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸2−プロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸t−ブチル、メタクリル酸n−ヘキシル、メタクリル酸n−オクチル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸デシル、メタクリル酸イソデシル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸オクタデシル等の脂肪族アルコールのメタクリレートエステル;メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸3−メチルシクロヘキシル、メタクリル酸3−エチルシクロヘキシル、メタクリル酸3,3,5−トリメチルシクロヘキシル、メタクリル酸4−t−ブチルシクロヘキシル、メタクリル酸トリシクロデシル、メタクリル酸ジシクロペンテニルオキシエチル、メタクリル酸イソボルニル、メタクリル酸アダマンチル等の脂環族アルコール又はそれらのアルコキシアルカノールのメタクリレートエステル;メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ナフチル、メタクリル酸フェノキシエチル、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸パラクミルフェノキシエチル等の芳香族基含有のメタクリレートエステルが挙げられる。   The polymer block of A is a polymer block that is substantially insoluble in water, and conventionally known methacrylic acid monomers such as those listed below are used for its formation and are designed not to dissolve in water. Examples of the monomer used for synthesizing the A polymer block include, for example, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, 2-propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, t-butyl methacrylate. , Methacrylate esters of aliphatic alcohols such as n-hexyl methacrylate, n-octyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, decyl methacrylate, isodecyl methacrylate, dodecyl methacrylate, octadecyl methacrylate; cyclohexyl methacrylate, methacrylic acid 3 -Methylcyclohexyl, 3-ethylcyclohexyl methacrylate, 3,3,5-trimethylcyclohexyl methacrylate, 4-t-butylcyclohexyl methacrylate, tricyclomethacrylate Sil, methacrylates of alicyclic alcohols such as dicyclopentenyloxyethyl methacrylate, isobornyl methacrylate, adamantyl methacrylate or alkoxyalkanols thereof; phenyl methacrylate, naphthyl methacrylate, phenoxyethyl methacrylate, benzyl methacrylate, methacrylic acid An aromatic group-containing methacrylate ester such as paracumylphenoxyethyl acid may be mentioned.

加えて芳香族基を含有するメタクリレートとして、紫外線吸収能をもつ2−(4−ベンゾキシ−3−ヒドロキシフェノキシ)エチルメタクリレート、2−(2’−ヒドロキシ−5−メタクリロイロキシエチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール等のメタクリレートエステルが挙げられる。このようなモノマーを使用することで、形成した被膜に紫外線吸収能を持たせることができ、併用する染料や顔料の耐光性を向上させることができる。   In addition, as a methacrylate containing an aromatic group, 2- (4-benzoxy-3-hydroxyphenoxy) ethyl methacrylate, 2- (2′-hydroxy-5-methacryloyloxyethylphenyl) -2H—having ultraviolet absorption ability And methacrylate esters such as benzotriazole. By using such a monomer, the formed film can be provided with an ultraviolet absorbing ability, and the light resistance of the dye or pigment used in combination can be improved.

その他、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル、メタクリル酸2−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸4−ヒドロキシブチル、メタクリル酸メトキシエチル、メタクリル酸エトキシエチル、メタクリル酸ブトキシエチル、メタクリル酸メトキシエトキシエチル、ポリ(n=2以上)エチレングリコールモノメタクリレート、メトキシポリ(n=2以上)エチレングリコールメタクリレート、メタクリル酸グリセリル等のグリコール系のメタクリレートエステル;メタクリル酸N,N−ジメチルアミノエチル、メタクリル酸N,N−ジエチルアミノエチル、メタクリル酸N−t−ブチルアミノエチル、メタクリル酸トリメチルアミノエチルクロライド、メタクリル酸テトラメチルピペリジニル、メタクリル酸ペンタメチルピペリジニル等のアミノ基又は第4級アンモニウム塩基含有メタクリレート;メタクリル酸テトラヒドロフルフリル等の環状エーテル基含有メタクリレート;メタクリル酸2,2,2−トリフルオロエチル、メタクリル酸1−クロロ−2−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸ヘプタデカフルオロデシル等のハロゲン元素含有アルコール類のメタクリレートエステル;メタクリル酸トリメチルシリル、メタクリル酸(ポリ)ジメチルシリコーン等のケイ素原子含有アルコール類のメタクリレートエステルを用いることもできる。   In addition, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, 4-hydroxybutyl methacrylate, methoxyethyl methacrylate, ethoxyethyl methacrylate, butoxyethyl methacrylate, methoxyethoxyethyl methacrylate, poly (n = 2 or more) ) Glycol-based methacrylate esters such as ethylene glycol monomethacrylate, methoxypoly (n = 2 or more) ethylene glycol methacrylate, glyceryl methacrylate; N, N-dimethylaminoethyl methacrylate, N, N-diethylaminoethyl methacrylate, N methacrylate -Amino such as t-butylaminoethyl, trimethylaminoethyl chloride methacrylate, tetramethylpiperidinyl methacrylate, pentamethylpiperidinyl methacrylate Or quaternary ammonium base-containing methacrylate; cyclic ether group-containing methacrylate such as tetrahydrofurfuryl methacrylate; 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate, 1-chloro-2-hydroxypropyl methacrylate, heptadecafluoromethacrylate Methacrylate esters of halogen-containing alcohols such as decyl; methacrylate esters of silicon atom-containing alcohols such as trimethylsilyl methacrylate and (poly) dimethylsilicone methacrylate can also be used.

本発明を構成するA−Bブロックコポリマー(III)は、アルカリで中和してBのポリマーブロックを水可溶とさせ、Aのポリマーブロックは、実質的に水に不溶であることを要す。Aポリマーブロックを合成する際には、このアルカリで中和しても実質的にAのポリマーブロックが水に可溶にならない程度に、カルボキシ基やリン酸基を有するメタクリレートを使用してもよい。カルボキシ基を有するモノマーとしては、メタクリル酸、メタクリル酸2−ヒドロキシエチルに、コハク酸、マレイン酸、フタル酸等の2塩基酸を反応させたメタクリレート、メタクリロイロキシエチルリン酸等が使用できる。Aのポリマーブロックを実質的に水に不溶とするためには、他のモノマー成分により限定はできないが、好ましくは0〜30mgKOH/g、より好ましくは0〜10mgKOH/gの酸価とする。   The AB block copolymer (III) constituting the present invention is neutralized with an alkali to make the B polymer block water-soluble, and the A polymer block needs to be substantially insoluble in water. . When synthesizing the A polymer block, a methacrylate having a carboxy group or a phosphate group may be used to such an extent that the polymer block of A is not substantially soluble in water even when neutralized with this alkali. . As the monomer having a carboxy group, methacrylate, methacryloyloxyethyl phosphate, or the like obtained by reacting methacrylic acid or 2-hydroxyethyl methacrylate with a dibasic acid such as succinic acid, maleic acid, or phthalic acid can be used. In order to make the polymer block of A substantially insoluble in water, it is not limited by other monomer components, but the acid value is preferably 0 to 30 mgKOH / g, more preferably 0 to 10 mgKOH / g.

また、A−Bブロックコポリマー(III)のBのポリマーブロックは、カルボキシ基を有しているので、Aのポリマーブロックには、このカルボキシ基と反応する官能基、例えば、グリシジル基、イソシアネート基、オキセタニル基などは含有しないほうが好ましい。これらの官能基がカルボキシ基と反応してゲルしてしまう可能性があるからである。   In addition, since the polymer block of B of the AB block copolymer (III) has a carboxy group, the polymer block of A has a functional group that reacts with the carboxy group, such as a glycidyl group, an isocyanate group, It is preferable not to contain an oxetanyl group. This is because these functional groups may react with the carboxy group and cause gelation.

Aのポリマーブロックを設計する場合、上記に挙げたような化合物から選択されたモノマーを構成成分とし、実質的に水に不溶となるように、その種類、組成量が調整される。更に、このAのポリマーブロックは、複合微粒子を得る際に、他のポリマー成分を包含、含有させる必要があるので、より好ましくは、Aのポリマーブロックの高疎水性を発現させるため、前記したモノマーの中でも、芳香族基又は脂環族基を有するメタクリレートを用いることが好ましい。芳香族環は、そのベンゼン核によって、また、脂環族環は、疎水性が高く硬質であることから、好適であると考えられる。特に好ましくは、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸シクロヘキシルのいずれか1種以上のモノマーを構成成分とすることが好ましい。メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸シクロヘキシルは汎用性が高く、そのホモポリマーのガラス転移温度が100℃以下であることから、被膜生成が良好となる可能性がある。これらのモノマーは、Aのポリマーブロックの内、50%以上を構成することが好ましい。   When designing the polymer block of A, the type and composition amount are adjusted so that the monomer selected from the compounds listed above is a constituent component and is substantially insoluble in water. Further, since the polymer block of A needs to include and contain other polymer components when obtaining composite fine particles, more preferably, the monomer described above is used to express the high hydrophobicity of the polymer block of A. Among these, it is preferable to use a methacrylate having an aromatic group or an alicyclic group. Aromatic rings are considered suitable because of their benzene nuclei, and alicyclic rings are highly hydrophobic and hard. Particularly preferably, one or more monomers of benzyl methacrylate and cyclohexyl methacrylate are used as a constituent. Since benzyl methacrylate and cyclohexyl methacrylate are highly versatile and the homopolymer has a glass transition temperature of 100 ° C. or less, film formation may be good. These monomers preferably constitute 50% or more of the polymer block of A.

また、本発明においてAのポリマーブロックは、実質的に水に不溶であり、且つ、数平均分子量が1000〜10000であって、その分子量の分布を示すPDIが1.5以下であることを要す。1000未満であると、分子量が小さ過ぎて水に溶解してしまって、複合微粒子の良好な粒子形成することができず、10000よりも大きいと、A−Bブロックコポリマーを水に分散させた時、Aのポリマーブロックだけで大きな粒子径となってしまい、十分に他のポリマー成分を取り込むことができない可能性がある。より好ましくは、Aのポリマーブロックの数平均分子量は3000〜8000である。   In the present invention, the polymer block A is substantially insoluble in water, has a number average molecular weight of 1,000 to 10,000, and requires a PDI indicating a distribution of the molecular weight of 1.5 or less. The When the molecular weight is less than 1000, the molecular weight is too small to dissolve in water, and good fine particles cannot be formed. When the molecular weight is greater than 10,000, the AB block copolymer is dispersed in water. , Only the polymer block of A results in a large particle size and may not be able to sufficiently incorporate other polymer components. More preferably, the number average molecular weight of the polymer block of A is 3000 to 8000.

また、Aのポリマーブロックの分子量の分布を表すPDIは1.5以下であることを要す。このPDIが、1.5以上であると、上記した数平均分子量の範囲以外の分子量のポリマーを多く含む可能性があり、上記した不具合が生じるおそれがある。AのポリマーブロックのPDIは、1.3以下であることがより好ましい。   The PDI representing the molecular weight distribution of the polymer block of A needs to be 1.5 or less. If this PDI is 1.5 or more, a polymer having a molecular weight outside the range of the number average molecular weight described above may be contained in a large amount, and the above-described problems may occur. The PDI of the polymer block of A is more preferably 1.3 or less.

次に、本発明を構成するA−Bブロックコポリマー(III)のBのポリマーブロックについて説明する。Bのポリマーブロックは、A−Bブロックコポリマーの水に溶解するポリマーブロックの働きをし、Aのポリマーブロックの微粒子化時、または他のポリマー類を取り込んで複合微粒子となった時に、水への親和性を高め、分散や乳化の安定性に寄与する。この水溶解性を出すために、Bのポリマーブロックにはカルボキシ基を必須とし、モノマー成分としては、メタクリル酸を必須成分とする。水への親和性を高めるためには、前記したようなカルボキシ基を有するエステル型のメタクリレートであってもよいと考えられるが、それらのエステル型では、そのエステルが加水分解してしまい、水への親和性を損ねてしまう可能性があるので好ましくない。本発明では、メタクリル酸を構成成分とすることを規定するが、このメタクリル酸に含まれるカルボキシ基が、アルカリで中和されイオン化して水可溶性となる。本発明では、このメタクリル酸の量を酸価で規定しており、具体的には、その酸価が50〜300mgKOH/gであることを要すとしている。50mgKOH/g未満であると、十分な水可溶性が得られず、300mgKOH/gより大きいと水への親和性が大きく、水に溶解した時に粘度が高くなったり、また被膜となった場合、耐水性の問題が生じたりする可能性がある。より好ましくは、70〜250mgKOH/gである。このメタクリル酸由来の酸価になるように、他のメタクリレート系モノマーを構成成分として調整される。このモノマーは限定されず、上記したメタクリレート系モノマーの一種以上が使用される。   Next, the B polymer block of the AB block copolymer (III) constituting the present invention will be described. The polymer block of B serves as a polymer block that dissolves in the water of the AB block copolymer. When the polymer block of A is microparticulated or when other polymers are incorporated into composite microparticles, Increases affinity and contributes to dispersion and emulsification stability. In order to obtain this water solubility, a carboxy group is essential for the polymer block of B, and methacrylic acid is an essential component as a monomer component. In order to increase the affinity for water, it is considered that the ester type methacrylate having the carboxy group as described above may be used. However, in these ester types, the ester is hydrolyzed and the water is lost. This is not preferable because the affinity may be impaired. In the present invention, it is specified that methacrylic acid is a constituent component, but the carboxy group contained in the methacrylic acid is neutralized with an alkali and ionized to become water-soluble. In the present invention, the amount of methacrylic acid is defined by the acid value, and specifically, the acid value is required to be 50 to 300 mgKOH / g. If it is less than 50 mgKOH / g, sufficient water solubility cannot be obtained, and if it is greater than 300 mgKOH / g, it has a high affinity for water. Problems may occur. More preferably, it is 70-250 mgKOH / g. Another methacrylate monomer is adjusted as a constituent component so as to have an acid value derived from methacrylic acid. This monomer is not limited, and one or more of the above-mentioned methacrylate monomers are used.

本発明者らの検討によれば、Bのポリマーブロックが上記酸価の範囲内であっても、使用する他のモノマーによっては、Bのポリマーブロックの水への溶解性が不足する場合がある。その場合には、Bのポリマーブロックを製造する際に、メタクリル酸に加え、Bのポリマーブロックを水に溶解させる水への親和性が高いものとできる、他のモノマーを使用してもよい。このモノマーは、酸性基を有しないモノマーであって、水酸基やポリアルキレングリコール鎖を有するモノマーであってよい。具体的には、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル、ポリ(n=2以上)エチレングリコールモノメタクリレート、メタクリル酸ポリ(n=2以上)エチレングリコールモノメチルエーテル、メタクリル酸ポリ(n=2以上)エチレングリコールモノエチルエーテル等の1種以上が挙げられる。その種類は特に限定されず、しかし、その使用量が多いと、バインダー成分として使用した複合微粒子が被膜となった場合、耐水性が悪くなる可能性がある。このため、Bのポリマーブロックを構成するモノマーの50%以下の範囲内で使用するとよい。   According to the study by the present inventors, even when the polymer block of B is within the above acid value range, the solubility of B polymer block in water may be insufficient depending on other monomers used. . In that case, when manufacturing the polymer block of B, in addition to methacrylic acid, you may use the other monomer which can be made into the thing with high affinity to the water which dissolves the polymer block of B in water. This monomer may be a monomer having no acidic group and having a hydroxyl group or a polyalkylene glycol chain. Specifically, 2-hydroxyethyl methacrylate, poly (n = 2 or more) ethylene glycol monomethacrylate, poly (methacrylate) (n = 2 or more) ethylene glycol monomethyl ether, poly (methacrylate) (n = 2 or more) ethylene glycol mono 1 or more types, such as ethyl ether, are mentioned. The type is not particularly limited. However, if the amount used is large, when the composite fine particles used as the binder component become a film, the water resistance may deteriorate. For this reason, it is good to use within 50% or less of the monomer which comprises the polymer block of B.

また、Bのポリマーブロックの分子量は、全体のA−Bブロックコポリマーの数平均分子量から、Aのポリマーブロックの数平均分子量を引いた値で規定される。本発明で使用するA−Bブロックコポリマーの適する数平均分子量が2000〜20000であり、且つ、Aのポリマーブロックの数平均分子量1000〜10000であることから、本発明では、Bのポリマーブロックの数平均分子量を1000〜10000と規定した。より好ましくは2000〜8000である。   The molecular weight of the B polymer block is defined by a value obtained by subtracting the number average molecular weight of the A polymer block from the number average molecular weight of the entire AB block copolymer. Since the suitable number average molecular weight of the AB block copolymer used in the present invention is 2000 to 20000 and the number average molecular weight of the polymer block of A is 1000 to 10,000, in the present invention, the number of polymer blocks of B is The average molecular weight was defined as 1000 to 10,000. More preferably, it is 2000-8000.

上記したAのポリマーブロックと、Bのポリマーブロックとで構成される本発明で使用するA−Bブロックコポリマー(III)は、その数平均分子量が2000〜20000であり、且つ、全体のPDIが1.5以下であることを要す。本発明者らの検討によれば、その数平均分子量が2000未満では、ウレタンポリマー(I)とビニル系ポリマー(II)とA−Bブロックコポリマー(III)を複合化した複合微粒子の水分散体を、バインダー成分に使用して被膜を形成した時に、ポリマーとして分子量が小さいので、強度が悪く、被膜性能として不良である場合がある。一方、20000以上では、分子量が大き過ぎて、複合微粒子の水分散体を、例えば、インクジェット記録用インクに利用した場合に、インクの粘度が高くなってしまったり、分子として大き過ぎて、配合上、分子数が少なくなり、分散や乳化に作用する量が足りなくなり、うまく分散や乳化ができなかったりする。本発明を構成するA−Bブロックコポリマー(III)の数平均分子量は、3000〜15000であることがより好ましい。   The AB block copolymer (III) used in the present invention composed of the above-described polymer block A and polymer block B has a number average molecular weight of 2000 to 20000 and an overall PDI of 1 .5 or less. According to the study by the present inventors, when the number average molecular weight is less than 2000, an aqueous dispersion of composite fine particles in which the urethane polymer (I), the vinyl polymer (II), and the AB block copolymer (III) are combined. Is used as a binder component to form a film, the polymer has a low molecular weight, so the strength is poor and the film performance may be poor. On the other hand, if it is 20000 or more, the molecular weight is too large, and when an aqueous dispersion of composite fine particles is used for, for example, an ink for ink jet recording, the viscosity of the ink becomes high or the molecular weight is too large. The number of molecules decreases, the amount acting on dispersion and emulsification is insufficient, and dispersion and emulsification cannot be performed well. The number average molecular weight of the AB block copolymer (III) constituting the present invention is more preferably 3000 to 15000.

また、本発明を構成するA−Bブロックコポリマー(III)のPDIは、1.5以下であることを要す。PDIは、前記したように、限定されている分子量の範囲を極力維持するために必要なことで、分子量が揃っていることで、より安定なエマルジョン粒子を形成することができる。より好ましくは、1.4以下である。   Further, the PDI of the AB block copolymer (III) constituting the present invention is required to be 1.5 or less. As described above, PDI is necessary for maintaining the limited molecular weight range as much as possible, and can form more stable emulsion particles because the molecular weight is uniform. More preferably, it is 1.4 or less.

以上の分子量範囲、Bのポリマーブロックの酸価の範囲を規定したことから、本発明を構成するA−Bブロックコポリマー(III)の酸価を、30〜200mgKOH/gであるとした。本発明者らの検討によれば、30mgKOH/gより小さいと複合微粒子の安定性が足りない場合があり、200mgKOH/gより大きいと、その複合微粒子の被膜の耐水性が悪くなる場合がある。好ましくは、50〜120mgKOH/gである。   Since the molecular weight range and the acid value range of the polymer block of B were defined, the acid value of the AB block copolymer (III) constituting the present invention was determined to be 30 to 200 mgKOH / g. According to the study by the present inventors, if the particle size is less than 30 mgKOH / g, the stability of the composite fine particles may be insufficient, and if it exceeds 200 mgKOH / g, the water resistance of the coating film of the composite fine particles may be deteriorated. Preferably, it is 50-120 mgKOH / g.

[複合微粒子]
次に、上記した特有のウレタンポリマー(I)、特有のビニル系ポリマー(II)、特有のA−Bブロックコポリマー(III)の3種の異なるポリマーを複合化してなる本発明を特徴づける複合微粒子について説明する。該複合微粒子は、前記したポリウレタンコポリマー(I)、ビニル系ポリマー(II)、A−Bブロックコポリマー(III)を質量比で、(I):(II):(III)が10〜80:10〜80:10〜80となるように構成されている。本発明者らの検討によれば、本発明で規定する上記構成比で3種の異なるポリマーを複合化したことで、前記したように、本発明の効果である、形成被膜に要求される、優れた密着性、被膜の耐久性や耐水性、伸縮性が実現され、また、インク等の水性液状組成物にバインダー成分として適用した場合に、複合微粒子の分散安定性や機械的安定性、吐出安定性、再溶解性等の種々の効果を発揮するものとなる。
[Composite fine particles]
Next, composite fine particles characterizing the present invention formed by combining three different polymers of the above-mentioned specific urethane polymer (I), specific vinyl polymer (II), and specific AB block copolymer (III) Will be described. The composite fine particles are composed of the above-mentioned polyurethane copolymer (I), vinyl polymer (II), and AB block copolymer (III) in a mass ratio of (I) :( II) :( III) of 10 to 80:10. It is comprised so that it may become ~ 80: 10-80. According to the study of the present inventors, as described above, by forming a composite of three different polymers with the above-mentioned composition ratio defined in the present invention, it is required for the formed film, which is the effect of the present invention. Excellent adhesion, coating durability, water resistance, and stretchability are realized, and when applied as a binder component to an aqueous liquid composition such as ink, the dispersion stability and mechanical stability of composite fine particles, ejection Various effects such as stability and re-solubility are exhibited.

上記したそれぞれのポリマーの質量は、上記した範囲内で、例えば、本発明のポリマー水分散体をバインダー成分として使用したインクジェット記録用インクにおける印刷用途に対応して、それぞれ選択して設計すればよい。例えば、高度なフィルムへの密着性が必要な場合にはウレタンポリマー(I)がリッチになるようにし、捺染で繊維製品に風合いを与えることが必要な場合は、ビニル系ポリマー(II)がリッチになるようにし、インク中における複合微粒子の安定性や吐出安定性をより向上させたい場合には、A−Bブロックコポリマー(III)がリッチになるようにすればよい。このことは、いずれかのポリマーをリッチにした複合微粒子とすることで、目的とする性能を得ることができることを意味しており、その質量比を適宜に設計でき、これにより用途に応じた性能を実現できる構成としたことも、本発明の特徴の一つである。以下、複合微粒子を構成するそれぞれのポリマーの質量比について説明する。   The mass of each of the above-described polymers may be selected and designed within the above-described range, for example, corresponding to the printing application in the ink for inkjet recording using the polymer aqueous dispersion of the present invention as a binder component. . For example, the urethane polymer (I) should be rich when high film adhesion is required, and the vinyl polymer (II) should be rich when it is necessary to give the fabric a texture by printing. In order to further improve the stability and ejection stability of the composite fine particles in the ink, the AB block copolymer (III) may be made rich. This means that the desired performance can be obtained by making the composite fine particles rich in any of the polymers, and the mass ratio can be designed appropriately. It is also one of the features of the present invention that the configuration can be realized. Hereinafter, the mass ratio of each polymer constituting the composite fine particles will be described.

ウレタンポリマー(I)は、基材への密着性、被膜の耐久性等の効果を発揮するものであるが、複合微粒子中に10〜80質量%含有する。10質量%より少ないと、このウレタンポリマーの性質が発揮できず、80質量%より多いと、相対的に、併用するビニル系ポリマー(II)やA−Bブロックコポリマー(III)の量が少なくなり過ぎ、ビニル系ポリマー(II)やA−Bブロックコポリマー(III)の性質や効果が発揮できない場合がある。より好ましくは、ウレタンポリマー(II)の性能を発揮し、且つ、他のポリマー成分の性能を発揮させるには、10〜70質量%、より好ましくは20〜60質量%である。   The urethane polymer (I) exhibits effects such as adhesion to the substrate and durability of the coating, but is contained in an amount of 10 to 80% by mass in the composite fine particles. If the content is less than 10% by mass, the properties of this urethane polymer cannot be exhibited. Therefore, the properties and effects of the vinyl polymer (II) and the AB block copolymer (III) may not be exhibited. More preferably, it is 10 to 70% by mass, more preferably 20 to 60% by mass in order to exhibit the performance of the urethane polymer (II) and the performance of other polymer components.

ビニル系ポリマー(II)は、複合微粒子中に10〜80質量%の構成比で含有される。10質量%より少ないと、このビニル系ポリマーの性質が発揮されず、また、80質量%より多いと、相対的に他のポリマーが少なくなり過ぎ、併用するウレタン系ポリマー(I)やA−Bブロックコポリマー(III)の性質が発揮できない場合がある。より好ましくは、ウレタンポリマー(II)の性能を発揮し、且つ、他のポリマー成分の性能を発揮させるには、10〜70質量%、より好ましくは20〜60質量%である。   The vinyl polymer (II) is contained in the composite fine particles at a composition ratio of 10 to 80% by mass. If it is less than 10% by mass, the properties of this vinyl polymer will not be exhibited, and if it is more than 80% by mass, other polymers will be relatively less and the urethane polymer (I) and AB used together. The properties of the block copolymer (III) may not be exhibited. More preferably, it is 10 to 70% by mass, more preferably 20 to 60% by mass in order to exhibit the performance of the urethane polymer (II) and the performance of other polymer components.

A−Bブロックコポリマー(III)は、複合微粒子中に10〜80質量%の構成比で含有される。10質量%より少ないと、この複合微粒子のインク中等における安定性や吐出安定性が悪くなる場合があり、また、80質量%より多いと、相対的に併用する他のポリマーが少なくなり過ぎ、ウレタン系ポリマー(I)やビニル系ポリマー(II)の性質が発揮できない場合が生じる。また、水に溶解するブロックを有していることから、複合微粒子によって形成した被膜の耐水性が悪くなる場合がある。より好ましくは、他のポリマー成分の性能を発揮させるには、A−Bブロックコポリマー(III)は10〜70質量%、より好ましくは20〜60質量%である。本発明を特徴づける複合微粒子は、以上の構成比からなる3種の異なるポリマーで構成されている。   The AB block copolymer (III) is contained in the composite fine particles at a composition ratio of 10 to 80% by mass. If the amount is less than 10% by mass, the stability of the composite fine particles in the ink or the ejection stability may be deteriorated. If the amount is more than 80% by mass, the other polymer used in combination becomes too small, and urethane. In some cases, the properties of the polymer (I) and the vinyl polymer (II) cannot be exhibited. Moreover, since it has the block which melt | dissolves in water, the water resistance of the film formed with composite fine particles may worsen. More preferably, the AB block copolymer (III) is 10 to 70% by mass, more preferably 20 to 60% by mass, in order to exhibit the performance of other polymer components. The composite fine particles characterizing the present invention are composed of three different polymers having the above-described composition ratio.

本発明を特徴づける複合微粒子の平均粒子径は、50〜200nmであることが好ましい。前記したように、好適に使用されるウレタンポリマー(I)の平均粒子径は10〜100nmであり、そのウレタンポリマー(I)の水分散体とA−Bブロックコポリマー(III)の水分散体が存在している水中にビニル系モノマーを添加して重合することでビニル系ポリマー(II)を形成させるので、ウレタンポリマー(I)の水分散体の粒子径よりは大きくなる。本発明者らの検討によれば、50nm未満であると粘度が高くなるおそれがあり、200nm超であるとフィルターの濾過性が悪い場合や、インクジェット記録用インクに適用した場合に、ヘッドの詰まりが生じるおそれがあり、安定性した効果が得られない場合があるので好ましくない。より好ましくは、50〜150nmである。これらは、3種のポリマーの質量比、使用するA−Bブロックコポリマー(III)の使用量によって適宜に調整される。   The average particle size of the composite fine particles characterizing the present invention is preferably 50 to 200 nm. As described above, the urethane polymer (I) preferably used has an average particle diameter of 10 to 100 nm, and the urethane polymer (I) aqueous dispersion and the AB block copolymer (III) aqueous dispersion are Since the vinyl polymer (II) is formed by adding and polymerizing a vinyl monomer in the existing water, the particle size is larger than the particle size of the aqueous dispersion of the urethane polymer (I). According to the study by the present inventors, when the thickness is less than 50 nm, the viscosity may be increased. When the thickness is more than 200 nm, clogging of the head occurs when the filter has poor filterability or is applied to ink for ink jet recording. This is not preferable because a stable effect may not be obtained. More preferably, it is 50-150 nm. These are appropriately adjusted depending on the mass ratio of the three polymers and the amount of the AB block copolymer (III) used.

また、本発明を特徴づける複合微粒子は、上記粒子径であって、且つ、その粒度分布は単峰性を示すものであることが好ましい。「単峰性」とは、その分布が1つのピークで表されることであり、ウレタンポリマー(I)、ビニル系ポリマー(II)、A−Bブロックコポリマー(III)のそれぞれの成分の粒子分布を示すような分布を有しておらず、それらの3種のポリマーが単一の粒子径を示す1つの分布からなるものであり、3種のポリマーが良好な状態に複合微粒子化している証拠としても使用できる。すなわち、本発明者らの検討によれば、前記したウレタンポリマー(I)及びA−Bブロックコポリマー(III)の水分散体の存在下、ビニル系モノマーを添加して重合させてビニル系ポリマー(II)を形成する製造方法によって得られる水分散体は、単一の粒度分布を有するものとなり、これら3種の異なるポリマーが良好な状態に複合化すると考えられる。   In addition, the composite fine particles characterizing the present invention preferably have the above-mentioned particle diameter, and the particle size distribution exhibits a single peak. “Unimodal” means that the distribution is represented by one peak, and the particle distribution of each component of urethane polymer (I), vinyl polymer (II), and AB block copolymer (III). Evidence that these three types of polymers are composed of one distribution having a single particle size, and that the three types of polymers are finely divided into fine particles. Can also be used. That is, according to the study by the present inventors, in the presence of the aqueous dispersion of the urethane polymer (I) and the AB block copolymer (III), a vinyl monomer is added and polymerized to give a vinyl polymer ( The aqueous dispersion obtained by the production method forming II) has a single particle size distribution, and it is considered that these three different polymers are complexed in a good state.

[複合微粒子を含むポリマー水分散体の製造方法]
次に、本発明のポリマー水分散体の製造方法について詳細に説明する。該製造方法は、水中に、その構造中のアニオン性基がアルカリにて中和されて水に分散しているウレタンポリマー(I)と、Bのポリマーブロックを構成するメタクリル酸のカルボキシ基がアルカリにて中和されて水に分散しているA−Bブロックコポリマーとの存在下、ラジカル重合開始剤を使用して、ビニル系モノマーを添加して重合してビニル系ポリマー(II)を得て、3種のポリマーを複合化して複合微粒子とすることを特徴とする。
[Method for producing polymer aqueous dispersion containing composite fine particles]
Next, the manufacturing method of the polymer water dispersion of this invention is demonstrated in detail. The production method comprises a urethane polymer (I) in which an anionic group in its structure is neutralized with an alkali and dispersed in water, and a carboxy group of methacrylic acid constituting a polymer block of B is an alkali. In the presence of AB block copolymer neutralized with water and dispersed in water, using a radical polymerization initiator, a vinyl monomer is added and polymerized to obtain a vinyl polymer (II). Three types of polymers are combined to form composite fine particles.

まず、前記したウレタンポリマー(I)のアニオン性基をアルカリで中和して得られる水分散体と、Bのポリマーブロックのカルボキシ基をアルカリにて中和してBのポリマーブロックを水に溶解させてAのポリマーブロックが粒子を形成しているA−Bブロックコポリマー(III)の水分散体とを用意する。ウレタンポリマー(I)の水分散体は前記した方法で得られ、A−Bブロックコポリマー(III)の水分散体は、その水分散液の形態で使用してもよいし、前記ウレタンポリマー(I)の水分散体に、A−Bブロックコポリマーの固形物を添加して且つアルカリを添加して、Bのポリマーブロックを中和して水溶解させて、A−Bブロックコポリマー(III)の水分散体としてもよい。必要なのは、ビニル系モノマーを重合する際、その水系中に、ウレタンポリマー(I)とA−Bブロックコポリマー(III)を存在させることである。本発明者らの検討によれば、どちらか一方の存在下、ビニル系モノマーを添加して重合して、その後にいずれか一方のポリマーを添加しても、本発明の複合微粒子となることはできない。また、その水中におけるそれぞれの固形分は任意であり、粘度により設計され特に限定されない。   First, the aqueous dispersion obtained by neutralizing the anionic group of the urethane polymer (I) with an alkali and the carboxy group of the B polymer block are neutralized with an alkali to dissolve the B polymer block in water. And an aqueous dispersion of AB block copolymer (III) in which the polymer block of A forms particles. The aqueous dispersion of urethane polymer (I) is obtained by the above-described method, and the aqueous dispersion of AB block copolymer (III) may be used in the form of the aqueous dispersion, or the urethane polymer (I The solid block of AB block copolymer is added to the water dispersion of (2) and an alkali is added to neutralize the polymer block of B and dissolve in water, and the water of AB block copolymer (III) is added. It may be a dispersion. What is required is that when the vinyl monomer is polymerized, the urethane polymer (I) and the AB block copolymer (III) are present in the aqueous system. According to the study by the present inventors, the composite fine particles of the present invention can be obtained by adding and polymerizing a vinyl monomer in the presence of either one, and then adding either one of the polymers. Can not. Moreover, each solid content in the water is arbitrary, and it is designed by the viscosity and is not particularly limited.

このように、ウレタンポリマー(I)とA−Bブロックコポリマー(III)とが分散している水分散液に、ラジカルを発生するラジカル重合開始剤を使用し、次いで、ビニル系モノマーを添加して重合することで、本発明を特徴づける複合微粒子を容易に得ることができる。この重合方法は、従来公知の乳化重合と同様である。この際に使用するラジカル重合開始剤としては、水性、油性のアゾ系、過酸化物系の化合物が使用され、水性の場合は、予め水系中に添加して、油性の場合は、ビニル系モノマーに溶解して使用される。その化合物としては、特に限定はなく、ラジカル重合開始剤としては、例示すると、過硫酸リチウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム等の過酸化物系化合物;2,2’−アゾビス(2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン)や2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)、その無機酸・有機酸塩などのアゾ系化合物;前記した油性のアゾ系開始剤;過酸化ベンゾイル、ラウロイルパーオキサイド、t−ブチルラウリン酸過エステル等の油性の過酸化物等が用いられる。その量はビニル系モノマーに対して、質量基準で、0.1〜5%であり、より好ましくは0.2〜1%である。   In this way, a radical polymerization initiator that generates radicals is used in the aqueous dispersion in which the urethane polymer (I) and the AB block copolymer (III) are dispersed, and then a vinyl monomer is added. By polymerizing, composite fine particles characterizing the present invention can be easily obtained. This polymerization method is the same as conventionally known emulsion polymerization. As the radical polymerization initiator used in this case, an aqueous, oily azo or peroxide compound is used. If it is aqueous, it is added to the aqueous system in advance, and if it is oily, it is a vinyl monomer. Used by dissolving in The compound is not particularly limited, and examples of the radical polymerization initiator include peroxide compounds such as lithium persulfate, sodium persulfate, and potassium persulfate; 2,2′-azobis (2- (2 -Imidazolin-2-yl) propane), 2,2'-azobis (2-amidinopropane), azo compounds such as inorganic acids and organic acid salts thereof; oily azo initiators as described above; benzoyl peroxide, lauroyl Oily peroxides such as peroxides and t-butyl lauric acid overesters are used. The amount thereof is 0.1 to 5%, more preferably 0.2 to 1%, based on the weight of the vinyl monomer.

次に、ビニル系モノマーを添加して重合する工程について説明する。ビニル系モノマーを添加する際、モノマーは全量添加してもよいが、好ましくは、滴下して重合する。滴下することで、ビニル系モノマーの重合する際の発熱を除熱できるので好ましい。その滴下の速度は特に限定はない。この重合条件の温度は、特に限定はなく、使用されるラジカル開始剤の10時間半減期温度以上が好ましい。また、この得られる複合微粒子の水分散体のポリマーの固形分は特に限定はないが、固形分が高過ぎると粘度が高くなったり、うまく複合化されず析出してしまったりする。このため、好ましくは10〜50質量%、より好ましくは20〜40質量%である。また、重合中のpHについては任意であるが、pH4〜10とすることが好ましい。pHが低過ぎると、アニオン基が中和されて水分散体となっているウレタンポリマー(I)や、A−Bブロックコポリマー(III)のイオン性が弱くなり析出してしまうおそれがあるし、高過ぎると添加するビニル系モノマーが加水分解してしまうおそれがある。pHが酸性〜中性である場合、すなわち、pHが4〜8未満の場合は、重合が終了した後、pHをアルカリ性、すなわち、8〜10付近にするようアルカリを添加することが好ましい。これは、pHがアルカリ性を示すことで、A−Bブロックコポリマー(III)のカルボキシ基が十分イオン化され、水に溶解して、複合微粒子の水分散安定性、機械的安定性を高めることができるからである。   Next, the process of adding and polymerizing a vinyl monomer will be described. When the vinyl monomer is added, the whole amount of the monomer may be added, but it is preferably dropped and polymerized. The dripping is preferable because heat generated during polymerization of the vinyl monomer can be removed. The dropping speed is not particularly limited. The temperature of the polymerization conditions is not particularly limited, and is preferably 10 hours half-life temperature or more of the radical initiator used. The solid content of the polymer in the aqueous dispersion of composite fine particles obtained is not particularly limited. However, if the solid content is too high, the viscosity becomes high or the composite is not well combined and precipitates. For this reason, Preferably it is 10-50 mass%, More preferably, it is 20-40 mass%. Further, the pH during the polymerization is arbitrary, but it is preferably pH 4-10. If the pH is too low, the ionicity of the urethane polymer (I) and the AB block copolymer (III) in which the anionic group is neutralized to form an aqueous dispersion may weaken and precipitate, If it is too high, the added vinyl monomer may be hydrolyzed. When the pH is acidic to neutral, that is, when the pH is less than 4 to 8, it is preferable to add alkali so that the pH becomes alkaline, that is, around 8 to 10 after the polymerization is completed. This is because when the pH is alkaline, the carboxy group of the AB block copolymer (III) is sufficiently ionized and dissolved in water, thereby improving the water dispersion stability and mechanical stability of the composite fine particles. Because.

上記したビニル系モノマーを重合する工程で、必要に応じて、他の添加剤を添加して重合してもよいし、重合が終了した後、添加してもよい。添加剤としては、界面活性剤、消泡剤、レベリング剤、増粘剤、光安定剤、紫外線吸収剤、防腐剤、pH調整剤、グリセリンやグリコール溶媒等の水溶性の有機溶剤、粘度調整剤等が挙げられる。   In the step of polymerizing the above-mentioned vinyl monomer, if necessary, other additives may be added for polymerization, or after the polymerization is completed, it may be added. Additives include surfactants, antifoaming agents, leveling agents, thickeners, light stabilizers, UV absorbers, preservatives, pH adjusters, water-soluble organic solvents such as glycerin and glycol solvents, viscosity modifiers Etc.

本発明のポリマー水分散体は、界面活性剤を使用しなくても、十分な機械的安定性、粒子の水分散安定性を得ることができるが、界面活性剤を併用して、より安定性を向上させてもよい。界面活性剤としては、例えば、アルキル硫酸エステル塩、アルキルアリール硫酸エステル塩、アルキルアリールスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルスルホン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテルスルホン酸塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルアリールリン酸エステル塩等のアニオン系活性剤;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、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマー、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミンエーテル、脂肪酸ジエタノールジアミド、ソルビタン脂肪酸エステル、アセチレンアルコール類、アセチレングリコール類等の非イオン系界面活性剤;アルキルアミン塩、第4級アンモニウム塩等のカチオン系界面活性剤;アルキルベタイン、アミンオキサイド等の両性界面活性剤等を使用することができる。   The polymer aqueous dispersion of the present invention can obtain sufficient mechanical stability and water dispersion stability of particles without using a surfactant, but it is more stable when used in combination with a surfactant. May be improved. As the surfactant, for example, alkyl sulfate ester salt, alkyl aryl sulfate ester salt, alkyl aryl sulfonate, alkyl naphthalene sulfonate, polyoxyethylene alkyl ether sulfonate, polyoxyethylene alkyl aryl ether sulfonate, Anionic activators such as naphthalene sulfonic acid formalin condensate, polyoxyethylene alkyl phosphate ester salt, polyoxyethylene alkyl aryl phosphate ester salt; polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl aryl ether, polyoxyethylene polyoxy Propylene block polymer, sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene alkylamine ether, fatty acid diethanoldiamide, sorbitan fatty acid ester, acetate Nonionic surfactants such as len alcohols and acetylene glycols; cationic surfactants such as alkylamine salts and quaternary ammonium salts; amphoteric surfactants such as alkylbetaines and amine oxides may be used it can.

本発明においては、反応性界面活性剤を用いることがより好ましく、反応性界面活性剤は限定されないが、市販品の具体例(いずれも商品名)を例示すると、「アデカリアソープSE−20N」、「アデカリアソープSE−10N」、「アデカリアソープPP−70」、「アデカリアソープPP−710」、「アデカリアソープSR−10」、「アデカリアソープSR−20」〔以上、ADEKA社製〕、「エレミノールJS−2」、「エレミノールRS−30」〔以上、三洋化成工業社製〕、「ラテムルS−180A」、「ラテムルS−180」、「ラテムルPD−104」〔以上、花王社製〕、「アクアロンBC−05」、「アクアロンBC−10」、「アクアロンBC−20」、「アクアロンHS−05」、「アクアロンHS−10」、「アクアロンHS−20」、「ニューフロンティアS−510」、「アクアロンKH−05」、「アクアロンKH−10」〔以上、第一工業製薬社製〕、「アントックスMS−60」、「アントックスMS−2N」〔以上、日本乳化剤社製〕、「フォスフィノ−ルTX」〔以上、東邦化学工業社製〕等が挙げられる。これらは添加するビニル系モノマーの0.1〜5%の範囲内で使用することができる。   In the present invention, it is more preferable to use a reactive surfactant, and the reactive surfactant is not limited, but specific examples (all are trade names) of commercially available products are exemplified by “Adekari Soap SE-20N”. "Adekaria soap SE-10N", "Adekaria soap PP-70", "Adekaria soap PP-710", "Adekaria soap SR-10", "Adekaria soap SR-20" [above, ADEKA Made by], "Eleminol JS-2", "Eleminol RS-30" (manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.), "Latemul S-180A", "Latemul S-180", "Latemul PD-104" [above, Kao Manufactured by AQUALON BC-05, AQUALON BC-10, AQUALON BC-20, AQUALON HS-05, AQUALON HS-10 “Aqualon HS-20”, “New Frontier S-510”, “Aquaron KH-05”, “Aquaron KH-10” (manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.), “Antox MS-60”, “Antox MS-2N "[manufactured by Nippon Emulsifier Co., Ltd.]," phosphinol TX "[manufactured by Toho Chemical Industry Co., Ltd.], and the like. These can be used in the range of 0.1 to 5% of the vinyl monomer to be added.

上記重合後に得られた水分散体は、そのままでもよいが、粗大粒子や析出物を除去するために、濾過工程、フィルター除去を行うことが好ましい。しかし、そのまま使用しても本発明の顔料分散液の製造工程やインクの製造工程において、濾過・フィルター除去するので問題はない。得られた水分散体の粘度は特に限定はないが、好ましくは4〜300mPa・s/25℃である。以上のようにして、本発明の複合微粒子を含有してなるポリマー水分散体を得ることができる。   The aqueous dispersion obtained after the polymerization may be used as it is, but it is preferable to perform a filtration step and filter removal in order to remove coarse particles and precipitates. However, even if it is used as it is, there is no problem because it is filtered and removed in the manufacturing process of the pigment dispersion and the manufacturing process of the ink of the present invention. The viscosity of the obtained aqueous dispersion is not particularly limited, but is preferably 4 to 300 mPa · s / 25 ° C. As described above, a polymer aqueous dispersion containing the composite fine particles of the present invention can be obtained.

[ポリマー水分散体の使用]
次に、本発明の複合微粒子を含有してなるポリマー水分散体の使用について説明する。本発明のポリマー水分散体(以下、単に水分散体と称す場合がある)は、インクジェットインク用のバインダー成分(被膜形成成分)として好適に使用される。インクジェット印刷は、近年、紙だけでなく、各種プラスチック等のフィルム、合成繊維やセルロース繊維等の印画としての捺染に使用される。この各メディアに対する密着性、画像の耐久性を付与する被膜成分として使用される。その使用は、インクジェットインクに使用される各色の顔料分散液やインクに添加して使用される。
[Use of polymer dispersion]
Next, the use of the polymer aqueous dispersion containing the composite fine particles of the present invention will be described. The polymer aqueous dispersion of the present invention (hereinafter sometimes simply referred to as an aqueous dispersion) is suitably used as a binder component (film forming component) for inkjet ink. Ink-jet printing is used in recent years for printing not only on paper but also on films of various plastics, printed images of synthetic fibers and cellulose fibers. It is used as a coating component that imparts adhesion to each medium and image durability. The use is added to the pigment dispersion liquid and ink of each color used for inkjet ink.

(顔料分散液)
まず、本発明の水分散体を使用して得られる顔料分散液について説明する。該顔料分散液は、少なくとも顔料、顔料分散剤、有機溶媒、水、バインダー成分とからなる顔料分散液であって、このバインダー成分として本発明の水分散体を利用するものである。
(Pigment dispersion)
First, a pigment dispersion obtained by using the aqueous dispersion of the present invention will be described. The pigment dispersion is a pigment dispersion composed of at least a pigment, a pigment dispersant, an organic solvent, water, and a binder component, and uses the aqueous dispersion of the present invention as the binder component.

本発明の顔料分散液の特徴は、前記した構成の複合微粒子を含む本発明のポリマー水分散体をバインダー成分としたことにある。このバインダーとしての量は、顔料100質量部に対して、50〜300質量部とすることが好ましい。この複合微粒子は印画後、乾燥して樹脂被膜となり、印画物の耐久性を高める作用をするが、50部未満であると耐擦性や耐摩耗性が足りない場合があり、300部より多いとインクの粘度が高くなり過ぎてしまったり、顔料の濃度が足りず発色が悪くなったりする場合があるので好ましくない。より好ましくは60〜200部である。   The pigment dispersion of the present invention is characterized in that the polymer aqueous dispersion of the present invention containing the composite fine particles having the above-described constitution is used as a binder component. The amount as the binder is preferably 50 to 300 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the pigment. The composite fine particles are dried to form a resin film after printing, and act to increase the durability of the printed matter. And the viscosity of the ink becomes excessively high, or the pigment concentration is insufficient and color development may be deteriorated. More preferably, it is 60-200 parts.

顔料は、従来公知のものが使用され、特に限定されない。有機顔料、無機顔料が使用され、有機顔料としては、その結晶状態、混合結晶物、固溶体等、限定はされない。有機顔料及び無機顔料の具体例としては、キナクリドン系顔料、アンスラキノン系顔料、ジケトピロロピロール顔料、ペリレン系顔料、フタロシアニンブルー系顔料、フタロシアニングリーン系顔料、イソインドリノン系顔料、インジゴ・チオインジゴ顔料、ジオキサジン系顔料、キノフタロン顔料、ニッケルアゾ顔料、不溶性アゾ系顔料、溶性アゾ系顔料、高分子量アゾ系顔料、カーボンブラック顔料、複合酸化物系黒色顔料、酸化鉄ブラック顔料、酸化チタン系黒色顔料、アゾメチンアゾ系黒色顔料、及び酸化チタン系顔料からなる群より選択される、赤色、緑色、青色、黄色、橙色、紫色、黒色、及び白色顔料を挙げることができる。これらの顔料の平均粒子径は特に限定はないが、好ましくは、有機顔料であれば、平均一次粒子径が150nm未満であり、無機顔料やフィラーであれば300nm未満である。   Conventionally known pigments are used and are not particularly limited. Organic pigments and inorganic pigments are used, and the organic pigment is not limited in its crystalline state, mixed crystal, solid solution, and the like. Specific examples of organic pigments and inorganic pigments include quinacridone pigments, anthraquinone pigments, diketopyrrolopyrrole pigments, perylene pigments, phthalocyanine blue pigments, phthalocyanine green pigments, isoindolinone pigments, indigo thioindigo pigments. , Dioxazine pigment, quinophthalone pigment, nickel azo pigment, insoluble azo pigment, soluble azo pigment, high molecular weight azo pigment, carbon black pigment, composite oxide black pigment, iron oxide black pigment, titanium oxide black pigment, azomethine azo And red, green, blue, yellow, orange, purple, black and white pigments selected from the group consisting of black pigments and titanium oxide pigments. The average particle diameter of these pigments is not particularly limited, but preferably the average primary particle diameter is less than 150 nm for organic pigments and less than 300 nm for inorganic pigments and fillers.

インクジェットインク用インクの顔料としては、発色性、分散性、耐候性の観点から、カラーインデックスナンバー(C.I.)で示すと、C.I.ピグメントブルー−15:3、15:4、C.I.ピグメントレッド−122、269、C.I.ピグメントバイオレット−19、C.I.ピグメントイエロー−74、155、180、C.I.ピグメントグリーン−36、C.I.ピグメントオレンジ−43、C.I.ピグメントブラック−7等が具体的に挙げられ、且つ、平均一次粒子径が150nm未満であることが好ましい。必要に応じて、これらの顔料の類似構造であり、スルホン酸基などのアニオン性基が結合している色素誘導体(シナジスト)を使用してもよい。また、顔料の表面にカルボキシ基やリン酸基、スルホン酸基、ポリエチレングリコール鎖などを導入して得られる自己分散性顔料も使用できる。この顔料は顔料分散液中の顔料において、カーボンブラックや有機顔料の場合は5〜30質量%、より好ましくは8〜20質量%、無機顔料の場合は、10〜70質量%、より好ましくは20〜60質量%の含有率である。   From the viewpoint of color development, dispersibility, and weather resistance, pigments for inks for inkjet inks can be represented by C.I. I. Pigment Blue-15: 3, 15: 4, C.I. I. Pigment red-122, 269, C.I. I. Pigment violet-19, C.I. I. Pigment yellow-74, 155, 180, C.I. I. Pigment green-36, C.I. I. Pigment orange-43, C.I. I. CI pigment black-7 and the like are specifically mentioned, and the average primary particle diameter is preferably less than 150 nm. If necessary, a pigment derivative (synergist) having a similar structure to these pigments and having an anionic group such as a sulfonic acid group bonded thereto may be used. Self-dispersing pigments obtained by introducing a carboxy group, a phosphoric acid group, a sulfonic acid group, a polyethylene glycol chain or the like on the surface of the pigment can also be used. This pigment is a pigment in a pigment dispersion. In the case of carbon black or organic pigment, it is 5 to 30% by mass, more preferably 8 to 20% by mass, and in the case of an inorganic pigment, 10 to 70% by mass, more preferably 20%. The content is ˜60% by mass.

次に、上記した顔料を分散するための顔料分散剤について説明する。この顔料分散剤は、好ましくは、(メタ)アクリル系分散剤、スチレン系分散剤であり、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、イタコン酸等のカルボキシ基含有モノマーをアニオン性基として持つ、ランダムコポリマー型、ブロックコポリマー型、グラフトコポリマー型、デンドリマー型の構造を有するアクリル系ポリマーが使用できる。このアニオン性基がアルカリにて中和されて、水に溶解、分散、乳化する構造の分散剤が好ましい。この分散剤で顔料を分散する、或いは、この分散剤にて顔料を被覆させて分散して得られる顔料分散である。   Next, a pigment dispersant for dispersing the above-described pigment will be described. This pigment dispersant is preferably a (meth) acrylic dispersant or a styrene dispersant, and has a carboxy group-containing monomer such as (meth) acrylic acid, maleic acid, itaconic acid as an anionic group. An acrylic polymer having a structure of type, block copolymer type, graft copolymer type, or dendrimer type can be used. A dispersant having a structure in which this anionic group is neutralized with an alkali and dissolved, dispersed, or emulsified in water is preferable. This is a pigment dispersion obtained by dispersing a pigment with this dispersant, or by dispersing the pigment by coating with this dispersant.

本発明において特に好ましい形態は、顔料分散剤として、先に説明した本発明の水分散体を構成するA−Bブロックコポリマー(III)を使用することである。すなわち、バインダー成分として使用する複合微粒子を構成しているA−Bブロックコポリマー(III)と同じA−Bブロックコポリマーを顔料分散剤として用い、顔料粒子を分散した構成とすることで、同様のポリマーであることから、異種ポリマー共存による非相溶性や相互作用がなく、顔料分散した液に本発明のポリマー水分散体を添加しても凝集や析出を起こすことがない。本発明で規定したように、複合微粒子に使用されるA−Bブロックコポリマー(III)は、疎水性のポリマーブロックであるAのポリマーブロックと、アルカリにて中和され水に溶解する親水性のBのポリマーブロックとからなるため、顔料分散剤として有効に機能する。更にAのポリマーブロックが疎水性のポリマー鎖であるため、顔料に吸着、堆積することで、脱離することなく、また、Bのポリマーブロックが水に溶解し、立体反発、電気的反発によって、顔料の微粒子分散が達成される。また、構造中に、水に溶解する親水性鎖を有するため、乾燥しても水系媒体にて容易に再度分散することができる。本発明を特徴づける複合微粒子に使用されるA−Bブロックコポリマー(III)と、顔料分散剤としてのA−Bブロックコポリマーは全く同じでもよいが、それを構成するモノマー組成が同一であれば、そのモノマーの構成組成比は関係なく、前記の効果を発揮することができる。この顔料分散剤は、顔料に対して任意の割合で使用でき、顔料100部に対して、5〜100%が好ましく、有機顔料の場合は、10〜100%、無機顔料の場合は、5〜50質量%がより好ましい。   A particularly preferred form in the present invention is to use the AB block copolymer (III) constituting the aqueous dispersion of the present invention described above as a pigment dispersant. That is, by using the same AB block copolymer as the AB block copolymer (III) constituting the composite fine particles used as the binder component as a pigment dispersant, the same polymer can be obtained by dispersing the pigment particles. Therefore, there is no incompatibility and interaction due to the coexistence of different polymers, and no aggregation or precipitation occurs even when the aqueous polymer dispersion of the present invention is added to the pigment-dispersed liquid. As defined in the present invention, the AB block copolymer (III) used for the composite fine particles is composed of a polymer block of A which is a hydrophobic polymer block, and a hydrophilic polymer which is neutralized with an alkali and dissolved in water. Since it consists of the polymer block of B, it functions effectively as a pigment dispersant. Furthermore, since the polymer block of A is a hydrophobic polymer chain, it is adsorbed and deposited on the pigment, so that it does not desorb, and the polymer block of B dissolves in water, and steric repulsion and electrical repulsion Fine particle dispersion of the pigment is achieved. In addition, since the structure has a hydrophilic chain that dissolves in water, it can be easily dispersed again in an aqueous medium even after drying. The AB block copolymer (III) used for the composite fine particles characterizing the present invention and the AB block copolymer as a pigment dispersant may be exactly the same, but if the monomer composition constituting the same is the same, The above effects can be exhibited regardless of the composition ratio of the monomer. This pigment dispersant can be used in an arbitrary ratio with respect to the pigment, preferably 5 to 100% with respect to 100 parts of the pigment, 10 to 100% in the case of an organic pigment, 50 mass% is more preferable.

本発明の顔料分散液を構成する液媒体としては、有機溶媒及び水が使用される。水性であるため水は必須であり、有機溶媒は、その粘度調整や、インクに適用した場合の吐出性、再溶解性、乾燥性、浸透性等が考慮されて使用される。有機溶媒としては、様々な種類の溶媒が使用できるが、特に好ましくは、水に溶解する溶媒であり、更に、環境安全、取扱い性、作業性等の観点、本発明のポリマー水分散体の膜を形成する際の造膜温度を下げること等から、また、本発明の複合微粒子分散体の保存安定性を妨げない性質が必要なことから、下記に挙げるものを使用することが好ましい。例えば、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチ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メチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル、3−メトキシ−3−メチル−1−ブタノール及びグリセリンの群から選ばれる少なくとも1種以上が挙げられる。有機溶媒の含有量は、その量は有機顔料を使用した場合は、顔料分散液中に5〜40%含むことが好ましい。無機顔料の場合は、その液媒体中として5〜50%含むことが好ましい。   As a liquid medium constituting the pigment dispersion of the present invention, an organic solvent and water are used. Since it is aqueous, water is essential, and the organic solvent is used in consideration of viscosity adjustment, ejection properties when applied to ink, re-dissolvability, drying properties, permeability, and the like. As the organic solvent, various types of solvents can be used. Particularly preferred is a solvent that dissolves in water. Further, from the viewpoints of environmental safety, handleability, workability, etc., the polymer aqueous dispersion film of the present invention From the viewpoint of lowering the film forming temperature at the time of forming the film, and the property that does not hinder the storage stability of the composite fine particle dispersion of the present invention, it is preferable to use the following. For example, diethylene glycol monobutyl ether, triethylene glycol monobutyl ether, tetraethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether, tetraethylene glycol dimethyl ether, polyethylene glycol monomethyl ether , 3-methoxy-3-methyl-1-butanol and at least one selected from the group of glycerin. When the organic pigment is used, the content of the organic solvent is preferably 5 to 40% in the pigment dispersion. In the case of an inorganic pigment, it is preferable to contain 5 to 50% in the liquid medium.

本発明の顔料分散液は、以上を構成成分とするであるが、必要に応じて他の添加剤を適宜に添加してもよい。添加剤としては、前記した複合微粒子を製造する際の添加剤等が使用できる。その他に、染料等の他の着色剤成分や非水溶性有機溶媒等、必要に応じては、膜を形成するため他のバインダー成分を添加してもよい。例えば、水溶性のポリマー、エマルジョン等の形態で、ポリアクリレート、ポリスチレンアクリレート、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリウレタン等のポリマーを利用でき、特に限定されない。その量は、本発明の所期の目的を損なわない限り、任意である。   The pigment dispersion of the present invention has the above as constituents, but other additives may be appropriately added as necessary. As an additive, the additive at the time of manufacturing the above-mentioned composite fine particles can be used. In addition, other binder components such as other colorant components such as dyes and water-insoluble organic solvents may be added as necessary to form a film. For example, polymers such as polyacrylate, polystyrene acrylate, polyolefin, polyester, and polyurethane can be used in the form of a water-soluble polymer, emulsion, and the like, and are not particularly limited. The amount thereof is arbitrary as long as the intended purpose of the present invention is not impaired.

本発明の顔料分散液の製造方法は、本発明の水分散体、顔料、顔料分散剤、有機溶媒、水を従来公知の方法で分散して得ることができ、特に限定されない。分散機としては、例えば、ニーダー、二本ロール、三本ロール、ミラクルKCK(商品名、浅田鉄鋼社製)といった混練機や、超音波分散機や、高圧ホモジナイザーである、マイクロフルイダイザー(商品名、みずほ工業社製)、ナノマイザー(商品名、吉田機械興業社製)、スターバースト(商品名、スギノマシン社製)、G−スマッシャー(商品名、リックス社製)等が挙げられる。また、ガラスやジルコン等のビーズメディアを使用したものでは、ボールミル、サンドミルや横型メディアミル分散機、コロイドミル等が使用できる。その分散方法は特に限定されない。   The method for producing the pigment dispersion of the present invention can be obtained by dispersing the water dispersion, pigment, pigment dispersant, organic solvent, and water of the present invention by a conventionally known method, and is not particularly limited. Examples of the disperser include a kneader such as a kneader, two-roll, three-roll, and Miracle KCK (trade name, manufactured by Asada Steel Corporation), an ultrasonic disperser, and a microfluidizer (trade name) that is a high-pressure homogenizer. , Mizuho Kogyo Co., Ltd.), Nanomizer (trade name, manufactured by Yoshida Kikai Kogyo Co., Ltd.), Starburst (trade name, manufactured by Sugino Machine Co., Ltd.), G-Smasher (trade name, manufactured by Rix Corporation), and the like. In the case of using a bead medium such as glass or zircon, a ball mill, a sand mill, a horizontal media mill disperser, a colloid mill, or the like can be used. The dispersion method is not particularly limited.

本発明では、所望の粒度や分布を有する顔料の分散体を得るために、分散機の粉砕メディアのサイズを小さくする、粉砕メディアの充填率を大きくする、また、処理時間を長くする、吐出速度を遅くする、粉砕後フィルターや遠心分離機等で分級するなどの手法や、それらの手法の組み合わせを用いることができる。得られた顔料分散液は、そのままでもよいが、遠心分離機にかけたり、任意のフィルターを通したりして、粗大粒子を除去することが好ましい。以上のようにして、本発明の顔料分散液を得ることができる。   In the present invention, in order to obtain a pigment dispersion having a desired particle size and distribution, the size of the grinding media of the disperser is reduced, the filling rate of the grinding media is increased, and the processing time is increased. It is possible to use a method such as slowing down, classifying with a filter or centrifuge after pulverization, or a combination of these methods. The obtained pigment dispersion may be used as it is, but it is preferable to remove coarse particles by centrifuging or passing through an arbitrary filter. As described above, the pigment dispersion of the present invention can be obtained.

上記のようにして得られる本発明の顔料分散液の物性に関しては、粘度等の物性については特に限定されず任意である。粘度の範囲としては、1〜100mPa・s、好ましくは3〜50mPa・sが挙げられるが、要望される顔料濃度や用途によって違ってくるので限定されない。その他の物性についても特に限定はない。本発明の顔料分散液は、様々な物品の着色剤として使用することができる。例えば、塗料、グラビアインキ、オフセットインキ、インクジェット記録用インク、コーティング剤、文具用カラー等の顔料着色剤組成物の材料として用いることができる。特に、低粘度化と顔料の高微細化が可能であるとともに、長期保存安定性が良好であることから、水性のインクジェットインク用の着色剤として好適である。   Regarding the physical properties of the pigment dispersion of the present invention obtained as described above, the physical properties such as viscosity are not particularly limited and are arbitrary. The viscosity range is 1 to 100 mPa · s, preferably 3 to 50 mPa · s, but is not limited because it varies depending on the desired pigment concentration and application. Other physical properties are not particularly limited. The pigment dispersion of the present invention can be used as a colorant for various articles. For example, it can be used as a material for pigment colorant compositions such as paint, gravure ink, offset ink, ink jet recording ink, coating agent, stationery color and the like. In particular, it is suitable as a colorant for water-based ink-jet inks because it can reduce viscosity and increase the fineness of the pigment and has good long-term storage stability.

本発明のインクジェット記録用インクは、本発明のポリマー水分散体或いは上記で説明した本発明の顔料分散液を含有してなることを特徴とする。すなわち、前記したバインダー成分として本発明の水分散体を含む形での顔料分散液を使用してインクを得ることができる。しかし、これに限定されず、バインダー成分を除いた従来の顔料分散液を予め調製して、本発明の水分散体を添加してインクとすることもできる。それらの製造方法、処方、配合される材料は特に限定はなく、任意である。   The ink for inkjet recording of the present invention is characterized by containing the aqueous polymer dispersion of the present invention or the pigment dispersion of the present invention described above. That is, an ink can be obtained using the pigment dispersion in the form containing the aqueous dispersion of the present invention as the binder component. However, the present invention is not limited to this, and a conventional pigment dispersion excluding the binder component can be prepared in advance, and the aqueous dispersion of the present invention can be added to obtain an ink. There are no particular limitations on the production method, formulation, and materials to be blended, and any material can be used.

[A−Bブロックコポリマー(III)の調製]
上記したように、本発明を特徴づける複合微粒子を構成するA−Bブロックコポリマー(III)(以下、コポリマー(III)とも称す)は、本発明の水性顔料分散液を構成する顔料分散剤としても有用であるが、該ブロックコポリマーは、以下の重合方法で得ることが好ましい。先に述べたように、本発明で使用するコポリマー(III)は、分子量が揃ったA−Bブロックコポリマーであるが、リビングラジカル重合方法で製造することが好適である。特に、重合開始化合物を使用するリビングラジカル重合を利用することが好ましい。具体的には、重合開始化合物及び触媒の存在下、前記メタクリレート系モノマー類を含有するモノマー成分をリビングラジカル重合する工程を含み、重合開始化合物が、ヨウ素とヨウ素化合物の少なくともいずれかであり、触媒が、ハロゲン化リン、フォスファイト系化合物、フォスフィネート化合物、イミド系化合物、フェノール系化合物、ジフェニルメタン系化合物、及びシクロペンタジエン系化合物からなる群より選択される少なくとも一種の化合物である製造方法を利用することが好ましい。該製造方法によれば、容易にA−Bブロックコポリマー(III)を得ることができ、この方法によって得られるコポリマーを利用することで、本発明のポリマー水分散体の製造工程の簡略化や低コスト化が図れる。
[Preparation of AB Block Copolymer (III)]
As described above, the AB block copolymer (III) (hereinafter also referred to as copolymer (III)) constituting the composite fine particles characterizing the present invention is also used as a pigment dispersant constituting the aqueous pigment dispersion of the present invention. Although useful, the block copolymer is preferably obtained by the following polymerization method. As described above, the copolymer (III) used in the present invention is an AB block copolymer having a uniform molecular weight, but is preferably produced by a living radical polymerization method. In particular, it is preferable to use living radical polymerization using a polymerization initiating compound. Specifically, the method includes living radical polymerization of a monomer component containing the methacrylate monomers in the presence of a polymerization initiating compound and a catalyst, wherein the polymerization initiating compound is at least one of iodine and an iodine compound, Is a production method in which is a compound selected from the group consisting of phosphorus halides, phosphite compounds, phosphinate compounds, imide compounds, phenol compounds, diphenylmethane compounds, and cyclopentadiene compounds It is preferable to do. According to the production method, the AB block copolymer (III) can be easily obtained. By using the copolymer obtained by this method, the production process of the polymer aqueous dispersion of the present invention can be simplified and reduced. Cost can be reduced.

リビングラジカル重合としては、様々な方法が発明されており、アミンオキシドラジカルの解離と結合を利用するニトロキサイド法(NMP法)、銅、ルテニウム、ニッケル、鉄等の重金属と、これらの重金属と錯体を形成するリガンドとを使用し、ハロゲン化合物を開始化合物として用いて重合する原子移動ラジカル重合(ATRP法)、ジチオカルボン酸エステルやザンテート化合物等を開始化合物として使用するとともに、付加重合性モノマーとラジカル開始剤を使用して重合する可逆的付加開裂型連鎖移動重合(RAFT法)及びMADIX法、有機テルル、有機ビスマス、有機アンチモン、ハロゲン化アンチモン、有機ゲルマニウム、ハロゲン化ゲルマニウム等の重金属を用いる方法(DT法)等が挙げられる。これらの方法も重合開始化合物を用いており、本発明に適応することができる。   Various methods have been invented for living radical polymerization, such as nitroxide method (NMP method) utilizing dissociation and bonding of amine oxide radicals, heavy metals such as copper, ruthenium, nickel and iron, and these heavy metals and complexes. Atom transfer radical polymerization (ATRP method) in which a halogen compound is used as a starting compound, using a ligand to form, a dithiocarboxylic acid ester or a xanthate compound as a starting compound, and an addition polymerizable monomer and radical initiation Reversible addition-fragmentation chain transfer polymerization (RAFT method) and MIXX method, a method using heavy metals such as organic tellurium, organic bismuth, organic antimony, antimony halide, organic germanium, germanium halide (DT) Law). These methods also use a polymerization initiating compound and can be applied to the present invention.

しかしながら、これらの方法では、本発明で所望するコポリマー(III)を得るには問題がある。例えば、NMP法では、テトラメチルピペリジンオキシドラジカルなどのアミンオキシドを使用するが、100℃以上の高温条件下で重合することが必要とされるし、メタクリレート系モノマーを用いた場合には、重合が進行しないといった問題もある。   However, these methods have a problem in obtaining the desired copolymer (III) in the present invention. For example, in the NMP method, an amine oxide such as a tetramethylpiperidine oxide radical is used, but it is necessary to polymerize under a high temperature condition of 100 ° C. or higher. There is also a problem of not progressing.

ATRP法では、重金属を使用する必要があるし、酸化還元を伴う重合方法なので、酸素の除去が必要である。アミン化合物をリガンドとして錯体を形成させて重合する方法では、重合系に酸性物質が存在すると錯体の形成が阻害されてしまうので、酸基を有する付加重合性モノマーをそのまま重合させることは困難である。保護基で酸基を保護したモノマーを重合し、重合後に保護基を脱離させる必要があるが、煩雑であり、酸基をポリマーブロックに導入することは容易なことではない。   In the ATRP method, it is necessary to use a heavy metal, and since it is a polymerization method involving redox, it is necessary to remove oxygen. In the polymerization method in which a complex is formed using an amine compound as a ligand, the formation of the complex is hindered if an acidic substance is present in the polymerization system. Therefore, it is difficult to polymerize an addition polymerizable monomer having an acid group as it is. . Although it is necessary to polymerize the monomer which protected the acid group with the protecting group and to remove the protecting group after the polymerization, it is complicated and it is not easy to introduce the acid group into the polymer block.

RAFT法及びMADIX法では、ジチオカルボン酸エステルやザンテート化合物等の特殊な化合物が必要であり、これらは硫黄系の化合物であるので、得られるポリマーには硫黄系の不快な臭気が残りやすく、着色されている場合もあり、得られたポリマーから臭気や着色を除去する必要がある。また、メタクリレート系モノマーの重合もうまくいかない場合がある。また、そのジチオカルボン酸エステルやザンテート化合物等の硫黄エステルはアミノ基で分解する可能性があり、ポリマーが低分子量化したり、硫黄臭が発生したりする。   The RAFT method and the MADIX method require special compounds such as dithiocarboxylic acid esters and xanthate compounds, and these are sulfur-based compounds, so that the resulting polymer tends to have an unpleasant sulfur-based odor and is colored. In some cases, it is necessary to remove odor and coloring from the obtained polymer. In addition, polymerization of methacrylate monomers may not be successful. In addition, sulfur esters such as dithiocarboxylic acid esters and xanthate compounds may be decomposed by amino groups, resulting in a polymer having a low molecular weight or a sulfur odor.

更に、DT法では、ATRP法と同様に重金属を使用する必要があり、得られたポリマーから重金属を除去する必要があるとともに、発生した重金属を含む排水の浄化の問題もある。上記したような状況下、前記した重合方法は、重金属化合物の使用が必須でなく、ポリマーの精製が必須でなく、特殊な化合物を合成する必要がなく、市場にある比較的安価な材料を用いるだけで容易に、本発明で所望するコポリマー(III)を製造することができる。また、重合条件が穏和であり、従来のラジカル重合方法と同様の条件で重合することができ、特筆すべきは、カルボキシ基等を有するモノマーをそのままリビングラジカル重合できるところにある。   Furthermore, in the DT method, it is necessary to use heavy metals as in the ATRP method, it is necessary to remove heavy metals from the obtained polymer, and there is also a problem of purification of waste water containing the generated heavy metals. Under the circumstances described above, the polymerization method described above does not require the use of heavy metal compounds, does not require purification of the polymer, does not require the synthesis of special compounds, and uses relatively inexpensive materials on the market. The copolymer (III) desired in the present invention can be easily produced simply by this. In addition, the polymerization conditions are mild, the polymerization can be carried out under the same conditions as in the conventional radical polymerization method, and it should be noted that a monomer having a carboxy group or the like can be directly subjected to living radical polymerization.

本発明で所望するコポリマー(III)は、先述したように、重合開始化合物及び触媒の存在下、メタクリレート系モノマーを含有するモノマー成分をリビングラジカル重合する工程(重合工程)を有する製造方法によって、容易に且つ確実に得ることができる。このリビングラジカル重合では、様々な官能基が使用できる。   As described above, the copolymer (III) desired in the present invention can be easily obtained by a production method having a step (polymerization step) of living radical polymerization of a monomer component containing a methacrylate monomer in the presence of a polymerization initiating compound and a catalyst. And can be obtained reliably. In this living radical polymerization, various functional groups can be used.

上記重合工程では、ヨウ素とヨウ素化合物の少なくともいずれかを重合開始化合物として使用して、メタクリレート系モノマーを含有するモノマー成分をリビングラジカル重合によって重合する。重合開始化合物として用いるヨウ素やヨウ素化合物に熱や光を与えると、ヨウ素ラジカルが解離する。そして、上記製造方法では、ヨウ素ラジカルが解離した状態でモノマーが挿入された後、直ちにヨウ素ラジカルがポリマー末端ラジカルと再度結合して安定化し、停止反応を防止しながら重合反応が進行する。   In the polymerization step, at least one of iodine and an iodine compound is used as a polymerization initiating compound, and a monomer component containing a methacrylate monomer is polymerized by living radical polymerization. When heat or light is applied to iodine or iodine compound used as a polymerization initiating compound, iodine radicals are dissociated. And in the said manufacturing method, after a monomer is inserted in the state which the iodine radical dissociated, the iodine radical immediately couple | bonds with a polymer terminal radical again, is stabilized, and a polymerization reaction advances, preventing termination reaction.

ヨウ素化合物の具体例としては、2−アイオド−1−フェニルエタン、1−アイオド−1−フェニルエタンなどのアルキルヨウ化物;2−シアノ−2−アイオドプロパン、2−シアノ−2−アイオドブタン、1−シアノ−1−アイオドシクロヘキサン、2−シアノ−2アイオド−2,4−ジメチルペンタン、2−シアノ−2−アイオド−4−メトキシ−2,4−ジメチルペンタンなどのシアノ基含有ヨウ化物などが挙げられる。   Specific examples of the iodine compound include alkyl iodides such as 2-iodo-1-phenylethane and 1-iodo-1-phenylethane; 2-cyano-2-iodopropane, 2-cyano-2-iodobutane, 1 Cyano group-containing iodides such as cyano-1-iodocyclohexane, 2-cyano-2iodo-2,4-dimethylpentane, 2-cyano-2-iodo-4-methoxy-2,4-dimethylpentane, and the like. Can be mentioned.

これらのヨウ素化合物は、市販品をそのまま使用してもよいが、従来公知の方法で調製したものでもよい。例えば、アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ化合物とヨウ素とを反応させることで、ヨウ素化合物を得ることができる。また、上記のヨウ素化合物のヨウ素が臭素又は塩素などのハロゲン原子に置換した有機ハロゲン化物に、第4級アンモニウムアイオダイドやヨウ化ナトリウム等のヨウ化物塩を反応させ、ハロゲン交換させることでもヨウ素化合物を得ることができる。   As these iodine compounds, commercially available products may be used as they are, but those prepared by a conventionally known method may also be used. For example, an iodine compound can be obtained by reacting an azo compound such as azobisisobutyronitrile with iodine. Further, the iodine compound can be obtained by reacting an organic halide obtained by substituting iodine of the above iodine compound with a halogen atom such as bromine or chlorine and an iodide salt such as quaternary ammonium iodide or sodium iodide, and exchanging the halogen. Can be obtained.

重合工程では、重合開始化合物とともに、重合開始化合物のヨウ素を引き抜くことができる触媒を使用する。触媒としては、ハロゲン化リン、フォスファイト系化合物、フォスフィネート化合物等のリン系化合物;イミド系化合物などの窒素系化合物;フェノール系化合物等の酸素系化合物;ジフェニルメタン系化合物、シクロペンタジエン系化合物等の炭化水素系化合物を用いることができる。これらの触媒は、単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることもできる。   In the polymerization step, a catalyst capable of extracting iodine of the polymerization initiating compound is used together with the polymerization initiating compound. Examples of the catalyst include phosphorus compounds such as phosphorus halides, phosphite compounds, and phosphinate compounds; nitrogen compounds such as imide compounds; oxygen compounds such as phenol compounds; diphenylmethane compounds and cyclopentadiene compounds. The following hydrocarbon compounds can be used. These catalysts can be used alone or in combination of two or more.

リン系化合物の具体例としては、三ヨウ化リン、ジエチルフォスファイト、ジブチルフォスファイト、エトキシフェニルフォスフィネート、フェニルフェノキシフォスフィネート等が挙げられる。窒素系化合物としては、スクシンイミド、2,2−ジメチルスクシンイミド、マレイミド、フタルイミド、N−アイオドスクシンイミド、ヒダントイン等が挙げられる。酸素系化合物としては、フェノール、ヒドロキノン、メトキシヒドロキノン、t−ブチルフェノール、カテコール、ジ−t−ブチルヒドロキシトルエン等が挙げられる。炭化水素系化合物としては、シクロヘキサジエン、ジフェニルメタン等を挙げることができる。   Specific examples of the phosphorus compound include phosphorus triiodide, diethyl phosphite, dibutyl phosphite, ethoxyphenyl phosphinate, phenylphenoxy phosphinate and the like. Examples of the nitrogen-based compound include succinimide, 2,2-dimethylsuccinimide, maleimide, phthalimide, N-iodosuccinimide, and hydantoin. Examples of the oxygen compound include phenol, hydroquinone, methoxyhydroquinone, t-butylphenol, catechol, and di-t-butylhydroxytoluene. Examples of the hydrocarbon compound include cyclohexadiene and diphenylmethane.

これらの触媒の使用量(モル数)は、重合開始化合物の使用量(モル数)未満とすることが好ましい。触媒の使用量(モル数)が多過ぎると、重合が制御され過ぎてしまい、重合が進行しにくくなる場合がある。また、リビングラジカル重合の際の温度(重合温度)は30〜100℃とすることが好ましい。温度が高過ぎると、重合末端のヨウ素が分解してしまい、末端が安定せずにリビング重合とならない場合がある。また、本発明で利用する重合方法では、末端はヨウ素が結合しており、このヨウ素をラジカルとして解離させてラジカルが発生して、その末端が安定であることが好ましい。ここで、アクリレートやビニル系などの場合、末端は2級のヨウ化物であり、比較的安定でヨウ素ラジカルとして外れず、重合が進行しない、または分布が広くなってしまうという可能性がある。温度を上げて解離することができるが、好ましは、上記温度範囲で温和に重合することが環境、エネルギーの点で好ましい。従って、ラジカルが発生しやすく、比較的安定な3級のヨウ化物のほうが好ましく、本発明で使用するリビングラジカル重合においては、メタクリレート系のモノマーが適している。   The use amount (number of moles) of these catalysts is preferably less than the use amount (number of moles) of the polymerization initiating compound. If the amount of the catalyst used (number of moles) is too large, polymerization may be over-controlled and polymerization may not proceed easily. Moreover, it is preferable that the temperature (polymerization temperature) in the case of living radical polymerization shall be 30-100 degreeC. If the temperature is too high, iodine at the polymerization terminal is decomposed, and the terminal may not be stable and living polymerization may not be performed. Further, in the polymerization method used in the present invention, iodine is bonded to the terminal, and it is preferable that the iodine is dissociated as a radical to generate a radical and the terminal is stable. Here, in the case of acrylate, vinyl, etc., the terminal is a secondary iodide, which is relatively stable and does not come off as an iodine radical, and there is a possibility that the polymerization does not proceed or the distribution becomes wide. Although dissociation can be carried out by raising the temperature, it is preferred that the polymerization be carried out gently in the above temperature range from the viewpoint of environment and energy. Therefore, a tertiary iodide which is easy to generate radicals and is relatively stable is preferable, and a methacrylate monomer is suitable for the living radical polymerization used in the present invention.

また、重合工程においては、通常、ラジカルを発生しうる重合開始剤を添加する。重合開始剤としては、従来公知のアゾ系開始剤や過酸化物系開始剤が使用される。なお、上記の重合温度の範囲で十分にラジカルが発生する重合開始剤を用いることが好ましい。具体的には、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、等のアゾ系開始剤を用いることが好ましい。当該重合開始剤の使用量は、モノマーに対して0.001〜0.1モル倍とすることが好ましく、0.002〜0.05モル倍とすることがより好ましい。重合開始剤の使用量が少な過ぎると重合反応が十分に進行しない場合がある。一方、重合開始剤の使用量が多過ぎると、リビングラジカル重合反応ではない通常のラジカル重合反応が副反応として進行してしまう場合がある。   In the polymerization step, a polymerization initiator that can generate radicals is usually added. As the polymerization initiator, conventionally known azo initiators and peroxide initiators are used. It is preferable to use a polymerization initiator that generates radicals sufficiently within the above polymerization temperature range. Specifically, it is preferable to use an azo initiator such as 2,2'-azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile). The amount of the polymerization initiator used is preferably 0.001 to 0.1 mol times, more preferably 0.002 to 0.05 mol times with respect to the monomer. If the amount of the polymerization initiator used is too small, the polymerization reaction may not proceed sufficiently. On the other hand, if the amount of the polymerization initiator used is too large, a normal radical polymerization reaction that is not a living radical polymerization reaction may proceed as a side reaction.

リビングラジカル重合は、有機溶剤を使用しないバルク重合であってもよいが、有機溶剤を使用する溶液重合とすることが好ましい。有機溶剤としては、重合開始化合物、触媒、モノマー成分、及び重合開始剤などの成分を溶解しうるものであることが好ましい。   Living radical polymerization may be bulk polymerization that does not use an organic solvent, but is preferably solution polymerization that uses an organic solvent. The organic solvent is preferably one that can dissolve components such as a polymerization initiator compound, a catalyst, a monomer component, and a polymerization initiator.

有機溶剤の具体例としては、ヘキサン、オクタン、デカン、イソデカン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン等の炭化水素系溶剤;メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、ヘキサノール、ベンジルアルコール、シクロヘキサノール等のアルコール系溶剤;エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、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プロピルエーテル、ジグライム、トリグライム、テトラグライム、ジプロピリングリコールジメチルエーテル、ブチルカルビトール、ブチルトリエチレングリコール、メチルジプロピレングリコール、メチルセロソルブアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート等のグリコール系溶剤;ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、メチルシクロプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、アニソール等のエーテル系溶剤;メチルエチルケトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、イソホロン、アセトフェノン等のケトン系溶剤;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸プロピル、酪酸メチル、酪酸エチル、カプロラクトン、乳酸メチル、乳酸エチル、琥珀酸ジメチル、アジピン酸ジメチル、グルタル酸ジメチル等のエステル系溶剤;クロロホルム、ジクロロエタン等のハロゲン化溶剤;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ピロリドン、N−メチルピロリドン、カプロラクタム等のアミド系溶剤の他、ジメチルスルホキシド、スルホラン、テトラメチル尿素、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、炭酸ジメチル等を挙げることができる。これらの有機溶剤は、単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。   Specific examples of organic solvents include hexane, octane, decane, isodecane, cyclohexane, methylcyclohexane, toluene, xylene, ethylbenzene and other hydrocarbon solvents; methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, isobutanol, hexanol, benzyl alcohol , Alcohol solvents such as cyclohexanol; ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol propyl ether, diglyme, triglyme, tetra Glyme, dipropylin glycol dimethyl ether, butyl carbonate Glycol solvents such as bitol, butyltriethylene glycol, methyl dipropylene glycol, methyl cellosolve acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, dipropylene glycol butyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate; diethyl ether, dipropyl ether, methylcyclopropyl ether, Ether solvents such as tetrahydrofuran, dioxane, anisole; ketone solvents such as methyl ethyl ketone, diethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, isophorone, acetophenone; methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, propyl acetate, methyl butyrate, ethyl butyrate, caprolactone , Methyl lactate, ethyl lactate, dimethyl oxalate, dimethyl adipate Ester solvents such as dimethyl glutarate; halogenated solvents such as chloroform and dichloroethane; amide solvents such as dimethylformamide, dimethylacetamide, pyrrolidone, N-methylpyrrolidone, caprolactam, dimethyl sulfoxide, sulfolane, tetramethylurea, Examples thereof include ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate and the like. These organic solvents can be used alone or in combination of two or more.

また、重合に使用したこれらの有機溶剤は、A−Bブロックコポリマー(III)の溶液としてそのまま使用できるし、必要に応じて、溶液からコポリマー(III)を取りしだして固形とすることができる。この方法としては、例えば、貧溶剤に析出させて濾過、乾燥したり、溶液を乾燥してポリマーだけを取り出したりして、ポリマーの固形物として得ることもできる。得られた固体のコポリマー(III)は、前記したように、そのまま使用してもよいし、上記溶液にアルカリ水溶液を添加して、カルボキシ基を中和して水溶液化してもよい。または、固体で取り出した場合は、水媒体に添加して、アルカリでカルボキシ基を中和して水に溶解、分散させて使用することができる。   Further, these organic solvents used for the polymerization can be used as they are as a solution of the AB block copolymer (III), and if necessary, the copolymer (III) can be taken out from the solution and solidified. . As this method, for example, it is possible to obtain a polymer solid by precipitating in a poor solvent, filtering and drying, or drying the solution and taking out only the polymer. As described above, the obtained solid copolymer (III) may be used as it is, or an aqueous alkali solution may be added to the above solution to neutralize the carboxy group to form an aqueous solution. Alternatively, when it is taken out as a solid, it can be used by adding it to an aqueous medium, neutralizing the carboxy group with an alkali, and dissolving and dispersing in water.

前記した溶液重合する場合において、重合液の固形分濃度(モノマー濃度)は5〜80質量%とすることが好ましく、20〜60質量%とすることが更に好ましい。重合液の固形分濃度が5質量%未満であると、モノマー濃度が低過ぎて重合が完結しない場合がある。一方、重合液の固形分濃度が80質量%超またはバルク重合であると、重合液の粘度が高過ぎてしまい、撹拌が困難になって重合収率が低下する傾向にある。リビングラジカル重合は、モノマーがなくなるまで行うことが好ましい。具体的には、重合時間は0.5〜48時間とすることが好ましく、実質的には1〜24時間とすることがより好ましい。また、重合雰囲気は特に限定されず、通常の範囲内で酸素が存在する雰囲気であっても、窒素気流雰囲気であってもよい。また、重合に使用する材料(モノマー等)は、蒸留、活性炭処理又はアルミナ処理等により不純物を除去したものを用いてもよい。勿論、市販品をそのまま用いてもよい。更に、遮光下で重合を行ってもよいし、ガラスなどの透明容器中で重合を行ってもよい。   In the case of the above solution polymerization, the solid content concentration (monomer concentration) of the polymerization solution is preferably 5 to 80% by mass, and more preferably 20 to 60% by mass. When the solid content concentration of the polymerization liquid is less than 5% by mass, the monomer concentration may be too low to complete the polymerization. On the other hand, when the solid content concentration of the polymerization liquid exceeds 80% by mass or bulk polymerization, the viscosity of the polymerization liquid becomes too high, and stirring tends to be difficult and the polymerization yield tends to decrease. Living radical polymerization is preferably carried out until the monomer runs out. Specifically, the polymerization time is preferably 0.5 to 48 hours, and more preferably 1 to 24 hours. The polymerization atmosphere is not particularly limited, and may be an atmosphere in which oxygen exists within a normal range or a nitrogen stream atmosphere. The material (monomer, etc.) used for the polymerization may be a material from which impurities have been removed by distillation, activated carbon treatment, alumina treatment, or the like. Of course, you may use a commercial item as it is. Furthermore, polymerization may be performed under light shielding, or polymerization may be performed in a transparent container such as glass.

本発明で使用するコポリマー(III)は、上記リビングラジカル重合する際のメタクリレート系モノマー類と、重合開始化合物の使用バランスをモル比で調整することによって、主鎖の分子量が制御されてなるものになる。具体的には、重合開始化合物のモル数に対して、モノマーのモル数を適切に設定することで、その主鎖が、任意の分子量であるポリマーを得ることができる。例えば、重合開始化合物を1モル使用し、分子量100のモノマーを500モル使用して重合した場合、「1×100×500=50000」の理論分子量を有するポリマーを得ることができる。すなわち、主鎖のポリマーの理論分子量を下記式(1)で算出することができる。上記の「分子量」は、数平均分子量(Mn)と重量平均分子量(Mw)のいずれをも含む概念である。重合開始化合物の量は前記した通りである。
「主鎖のポリマーの理論分子量」=「重合開始化合物1モル」×「モノマー分子量」×「モノマーのモル数/重合開始化合物のモル数」 ・・・(1)
The copolymer (III) used in the present invention is one in which the molecular weight of the main chain is controlled by adjusting the use balance of the methacrylate monomers and the polymerization initiating compound at the time of the above living radical polymerization. Become. Specifically, a polymer whose main chain has an arbitrary molecular weight can be obtained by appropriately setting the number of moles of the monomer with respect to the number of moles of the polymerization initiating compound. For example, when 1 mol of a polymerization initiating compound is used and 500 mol of a monomer having a molecular weight of 100 is used for polymerization, a polymer having a theoretical molecular weight of “1 × 100 × 500 = 50000” can be obtained. That is, the theoretical molecular weight of the main chain polymer can be calculated by the following formula (1). The “molecular weight” is a concept including both the number average molecular weight (Mn) and the weight average molecular weight (Mw). The amount of the polymerization initiating compound is as described above.
“Theoretical molecular weight of main chain polymer” = “1 mol of polymerization initiation compound” × “monomer molecular weight” × “number of moles of monomer / number of moles of polymerization initiation compound” (1)

重合工程においては、2分子停止や不均化の副反応を伴う場合があるので、上記の理論分子量を有する主鎖のポリマーが得られない場合がある。これらの副反応が起こらずに得られたものであることが好ましい。また、重合率は100%でなくてもよい。更に、重合を一旦終了した後、重合開始化合物や触媒を添加して残存するモノマーを消費させて重合を完結させてもよい。   In the polymerization process, there may be a case in which a bimolecular termination or a disproportionation side reaction is involved, so that a main chain polymer having the above theoretical molecular weight may not be obtained. It is preferable that these are obtained without causing side reactions. The polymerization rate may not be 100%. Furthermore, once the polymerization is completed, the polymerization may be completed by adding a polymerization initiating compound or a catalyst and consuming the remaining monomer.

また、コポリマー(III)のブロック化のポリマー重合の順序としては、実質的に水に不溶のAのポリマーブロックを重合した後、カルボキシ基を有するモノマーの混合液を添加してBのポリマーブロックを形成してもよいし、逆にカルボキシ基を有するモノマーのポリマーブロックを形成した後、実質的に水に不溶になるようにもう一方のポリマーブロックを形成するモノマーを添加して重合してもよい。好適には、実質的に水に不溶のポリマーブロックを形成した後、カルボキシ基を有するモノマーを添加して重合する。   In addition, the order of block polymerization of the copolymer (III) is as follows. After polymerizing a polymer block of A substantially insoluble in water, a mixture of monomers having a carboxy group is added to form a polymer block of B. Alternatively, after forming a polymer block of a monomer having a carboxy group, a monomer that forms another polymer block may be added and polymerized so as to be substantially insoluble in water. . Preferably, after forming a polymer block substantially insoluble in water, a monomer having a carboxy group is added and polymerized.

以上のようにしてコポリマー(III)を得ることができる。前記したように、本発明の水分散体は、このA−Bブロックコポリマー(III)のBのポリマーブロックのカルボキシ基をアルカリにて中和して水溶液にして、前記したウレタンポリマー(I)の水分散体との存在下、ビニル系モノマーを添加して重合してビニル系ポリマー(II)を形成し、これらの3種のポリマーを複合化することで得られる。この際に中和させるアルカリとしては、従来公知のものが使用され、特に限定されない。具体例としては、アンモニア;モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルカノールアミン;水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物等が使用され、カルボキシ基の60モル%以上、好ましくは100%以上使用して、水溶液化させて使用する。   The copolymer (III) can be obtained as described above. As described above, the aqueous dispersion of the present invention is prepared by neutralizing the carboxy group of the B polymer block of the AB block copolymer (III) with an alkali to form an aqueous solution. In the presence of an aqueous dispersion, a vinyl monomer is added and polymerized to form a vinyl polymer (II), and these three types of polymers are combined. As the alkali to be neutralized at this time, conventionally known alkalis are used and are not particularly limited. Specific examples include ammonia; alkanolamines such as monoethanolamine, diethanolamine, and triethanolamine; alkali metal hydroxides such as lithium hydroxide, sodium hydroxide, and potassium hydroxide; and 60 mol% of the carboxy group. As described above, preferably 100% or more is used to make an aqueous solution.

次に、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。なお、文中「部」または「%」とあるのは質量基準である。   EXAMPLES Next, although an Example and a comparative example are given and this invention is demonstrated further more concretely, this invention is not limited at all by these examples. In the text, “part” or “%” is based on mass.

[合成例1:A−Bブロックコポリマー(III)の合成(1)]
撹拌機、コンデンサー、温度計及び窒素導入管を取り付けた1リッターのセパラブルフラスコの反応装置に下記のものを仕込み、下記のようにしてAのブロックコポリマーを合成した。具体的には、上記反応装置に、有機溶剤としてプロピレングリコールモノプロピルエーテル(以下、PPGと略記)408.8部、重合開始化合物としてのヨウ素化合物を得るため、ヨウ素を3.8部と、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)(以下、V−70と略記)を9.3部、触媒としてジフェニルメタン(以下、DPMと略記)を0.1部、更に、メタクリル酸ベンジル(以下、BzMAと略記)を158.6部仕込んで撹拌し、45℃に加温した。
[Synthesis Example 1: Synthesis of AB Block Copolymer (III) (1)]
The following was charged into a 1-liter separable flask reactor equipped with a stirrer, condenser, thermometer and nitrogen inlet tube, and the block copolymer A was synthesized as follows. Specifically, in order to obtain 408.8 parts of propylene glycol monopropyl ether (hereinafter abbreviated as PPG) as an organic solvent and iodine compound as a polymerization initiating compound, 3.8 parts of iodine and 2 , 2′-azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile) (hereinafter abbreviated as V-70), 0.1 part of diphenylmethane (hereinafter abbreviated as DPM) as a catalyst, , 158.6 parts of benzyl methacrylate (hereinafter abbreviated as BzMA) was charged and stirred, and the mixture was heated to 45 ° C.

2時間後、ヨウ素の褐色が消え、この間に、重合開始剤であるV−70がヨウ素と反応してヨウ素化合物である重合開始化合物となったことが確認できた。更に、上記の温度を維持して3時間重合を行い、この時点で反応溶液の一部をサンプリングした。このサンプリング物の固形分を測定したところ29.4%であり、これに基づいて算出した重合率はほぼ100%であった。以下、重合率は、上記と同様の方法で算出した。また、テトラヒドロフラン(以下、THFと略記)を展開溶媒とするGPCにて測定したところ、数平均分子量(Mn)が5100(ポリスチレン換算値)、分散度(PDI)が1.20であった。以下、数平均分子量は、いずれもTHF溶媒を展開溶媒とするGPCの示差屈折率検出器の測定値である。以上のようにして、Aのブロックコポリマーを得た。   After 2 hours, the brown color of iodine disappeared, and during this time, it was confirmed that the polymerization initiator V-70 reacted with iodine to become a polymerization initiator compound which was an iodine compound. Further, polymerization was carried out for 3 hours while maintaining the above temperature, and a part of the reaction solution was sampled at this point. When the solid content of this sample was measured, it was 29.4%, and the polymerization rate calculated based on this was almost 100%. Hereinafter, the polymerization rate was calculated by the same method as described above. Further, when measured by GPC using tetrahydrofuran (hereinafter abbreviated as THF) as a developing solvent, the number average molecular weight (Mn) was 5100 (polystyrene conversion value) and the dispersity (PDI) was 1.20. Hereinafter, the number average molecular weight is a value measured by a differential refractive index detector of GPC using a THF solvent as a developing solvent. A block copolymer of A was obtained as described above.

次いで、上記で得たAのポリマーブロック溶液を40℃に降温した後、メタクリル酸(以下、MAAと略記)を38.7部、BzMAを132.2部添加して、更に、40℃で4時間重合し、Bのポリマーブロックを形成した。B鎖中の酸価を計算により求めると149.9mgKOH/gである。尚、B鎖中の酸価は、以下のように算出した。   Next, after the temperature of the polymer block solution of A obtained above was lowered to 40 ° C., 38.7 parts of methacrylic acid (hereinafter abbreviated as MAA) and 132.2 parts of BzMA were added. Polymerization was performed for a time to form a polymer block of B. The acid value in the B chain is calculated to be 149.9 mgKOH / g. The acid value in the B chain was calculated as follows.

まず、B鎖組成1部あたりのMAA量を求める。
38.7/(38.7+132.2)=0.23部
次いで、MAAの分子量を86.1、KOHの分子量を56.1として用いると、B鎖の酸価は、下記式で算出される。以下、B鎖中の酸価は、同様の方法にて算出した。
(0.23/86.1)×56.1×1000=149.9mgKOH/g
First, the amount of MAA per part of B chain composition is determined.
38.7 / (38.7 + 132.2) = 0.23 parts Next, when the molecular weight of MAA is 86.1 and the molecular weight of KOH is 56.1, the acid value of the B chain is calculated by the following formula: . Hereinafter, the acid value in the B chain was calculated by the same method.
(0.23 / 86.1) × 56.1 × 1000 = 149.9 mgKOH / g

このポリマー溶液は固形分50.0%であり、ほぼ100%の重合率であることが確認できた。また、数平均分子量は12200、分散度は1.37であり、ピークトップ分子量(Ptと略記)は16800であった。Aのポリマーブロックを形成した際よりも分子量が高分子量側にずれていることが確認されたことより、ブロックコポリマーが形成されたと考えられる。Bのポリマーブロックの分子量は、A−Bブロックコポリマーの数平均分子量から、Aのポリマーブロックの数平均分子量を引いた値として算出することができ、Mn=7100と算出された。   This polymer solution had a solid content of 50.0%, and it was confirmed that the polymerization rate was almost 100%. The number average molecular weight was 12,200, the degree of dispersion was 1.37, and the peak top molecular weight (abbreviated as Pt) was 16,800. It was considered that the block copolymer was formed from the fact that it was confirmed that the molecular weight was shifted to the higher molecular weight side than when the polymer block of A was formed. The molecular weight of the polymer block of B can be calculated as a value obtained by subtracting the number average molecular weight of the polymer block of A from the number average molecular weight of the AB block copolymer, and calculated as Mn = 7100.

更に、サンプリング物を、トルエン、エタノールにて希釈した後、フェノールフタレイン溶液を指示薬として、0.1%エタノール性水酸化カリウム溶液を用いた酸塩基滴定によってA−Bブロックコポリマー全体の実測の酸価を求めたところ、実測の酸価は、84.7mgKOH/gであった。尚、以下、実測の酸価は、いずれも上記と同様の操作を行い、算出した値である。   Further, after the sample was diluted with toluene and ethanol, the acid of the whole AB block copolymer was measured by acid-base titration using a 0.1% ethanolic potassium hydroxide solution with a phenolphthalein solution as an indicator. When the value was determined, the actually measured acid value was 84.7 mgKOH / g. In the following, the actually measured acid values are values calculated by performing the same operation as described above.

次いで、反応溶液を2Lのビーカーに移し、撹拌機を用いて撹拌しながら、1Lの水を徐々に加えてポリマーを析出させた。析出したポリマーをブフナー漏斗で吸引濾過した後、ろ集物を2Lの水で洗浄し、80℃の乾燥機で24時間乾燥させてA−Bブロックコポリマーの固形物を得た。これをABP−1と称す。   Next, the reaction solution was transferred to a 2 L beaker, and 1 L of water was gradually added while stirring using a stirrer to precipitate a polymer. The precipitated polymer was subjected to suction filtration with a Buchner funnel, and then the collected filtrate was washed with 2 L of water and dried in a dryer at 80 ° C. for 24 hours to obtain a solid AB block copolymer. This is referred to as ABP-1.

[合成例2:A−Bブロックコポリマー(III)の合成(2)]
合成例1と同様の装置を用いて、PPGを290.9部、ヨウ素を3.8部、V−70を9.3部、DPMを0.1部、更に、メタクリル酸シクロヘキシル(以下、CHMAと略記)を113.6部仕込んで撹拌し、45℃で5時間重合を行い、Aのブロックコポリマーを形成した。重合率はほぼ100%であった。また、GPCによる分子量測定では、数平均分子量(Mn)が3500、分散度(PDI)が1.14であった。
[Synthesis Example 2: Synthesis of AB Block Copolymer (III) (2)]
Using the same apparatus as in Synthesis Example 1, 290.9 parts of PPG, 3.8 parts of iodine, 9.3 parts of V-70, 0.1 part of DPM, and cyclohexyl methacrylate (hereinafter referred to as CHMA). 113.6 parts) was stirred and polymerized at 45 ° C. for 5 hours to form A block copolymer. The polymerization rate was almost 100%. Moreover, in the molecular weight measurement by GPC, the number average molecular weight (Mn) was 3500, and dispersion degree (PDI) was 1.14.

Aのポリマーブロック溶液を40℃に降温した後、MAAを45.2部、BzMAを119.0部添加して、更に4時間重合し、Bのポリマーブロックを形成した。B鎖中の理論酸価は179.5mgKOH/gである。固形分は49.8%で、重合率はほぼ100%であり、Mnは8800、分散度は1.30、ピークトップ分子量(Pt)は12400であった。また、上記Mnの値より算出したBのポリマーブロックの数平均分子量は、5300である。また、得られたコポリマーの実測の酸価は、106.0mgKOH/gであった。次いで、合成例1と同様の方法によりA−Bブロックコポリマーの固形物を得た。これをABP−2と称す。   After the temperature of the polymer block solution of A was lowered to 40 ° C., 45.2 parts of MAA and 119.0 parts of BzMA were added, and polymerization was further performed for 4 hours to form a polymer block of B. The theoretical acid value in the B chain is 179.5 mg KOH / g. The solid content was 49.8%, the polymerization rate was almost 100%, the Mn was 8800, the degree of dispersion was 1.30, and the peak top molecular weight (Pt) was 12400. The number average molecular weight of the polymer block B calculated from the Mn value is 5300. Moreover, the actually measured acid value of the obtained copolymer was 106.0 mgKOH / g. Next, an AB block copolymer solid was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1. This is referred to as ABP-2.

[合成例3:A−Bブロックコポリマー(III)の合成(3)]
合成例1と同様の装置を用いて、PPGを411.0部、ヨウ素を3.8部、V−70を9.3部、DPMを0.1部、更に、BzMA92.5部とCHMAを88.3部仕込んで撹拌し、45℃で5時間重合を行い、Aのブロックコポリマーを形成した。重合率はほぼ100%であった。また、GPCによる分子量測定では、数平均分子量(Mn)が5700、分散度(PDI)が1.21であった。
[Synthesis Example 3: Synthesis of AB Block Copolymer (III) (3)]
Using the same apparatus as in Synthesis Example 1, 411.0 parts of PPG, 3.8 parts of iodine, 9.3 parts of V-70, 0.1 part of DPM, 92.5 parts of BzMA and CHMA 88.3 parts were charged and stirred, and polymerization was carried out at 45 ° C. for 5 hours to form a block copolymer of A. The polymerization rate was almost 100%. Further, in the molecular weight measurement by GPC, the number average molecular weight (Mn) was 5700, and the dispersity (PDI) was 1.21.

Aのポリマーブロック溶液を40℃に降温した後、MAAを45.2部、BzMAを158.6部添加して、更に4時間重合し、Bのポリマーブロックを形成した。B鎖中の理論酸価は144.5mgKOH/gである。また、固形分は50.3%で、重合率はほぼ100%であり、Mnは12100、分散度は1.39、Ptは17400であった。上記Mnの値より算出したBのポリマーブロックの数平均分子量は6400である。また、得られたコポリマーの実測の酸価は、73.6mgKOH/gであった。次いで、合成例1と同様の方法によりA−Bブロックコポリマーの固形物を得た。これをABP−3と称す。   After the temperature of the polymer block solution of A was lowered to 40 ° C., 45.2 parts of MAA and 158.6 parts of BzMA were added, followed by polymerization for 4 hours to form a polymer block of B. The theoretical acid value in the B chain is 144.5 mg KOH / g. The solid content was 50.3%, the polymerization rate was almost 100%, Mn was 12100, the degree of dispersion was 1.39, and Pt was 17400. The number average molecular weight of the polymer block of B calculated from the value of Mn is 6400. The actually measured acid value of the obtained copolymer was 73.6 mgKOH / g. Next, an AB block copolymer solid was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1. This is referred to as ABP-3.

[合成例4:A−Bブロックコポリマー(III)の合成(4)]
実施例1と同様の装置を用いて、PPGを366.2部、ヨウ素を3.8部、V−70を9.3部、DPMを0.1部、更に、BzMAを158.6部仕込んで撹拌し、45℃で5時間重合を行い、Aのブロックコポリマーを形成した。重合率はほぼ100%であった。また、GPCによる分子量測定では、数平均分子量(Mn)が5000、分散度(PDI)が1.20であった。
[Synthesis Example 4: Synthesis of AB Block Copolymer (III) (4)]
Using the same apparatus as in Example 1, 366.2 parts of PPG, 3.8 parts of iodine, 9.3 parts of V-70, 0.1 part of DPM, and 158.6 parts of BzMA are charged. And a polymerization was carried out at 45 ° C. for 5 hours to form a block copolymer of A. The polymerization rate was almost 100%. Moreover, in the molecular weight measurement by GPC, the number average molecular weight (Mn) was 5000, and dispersion degree (PDI) was 1.20.

Aのポリマーブロック溶液を40℃に降温した後、MAAを32.3部、BzMAを132.2部と、メトキシポリエチレングリコールメタクリレート(n≒9、「商品名PME−400」、日油社製、以下、「PME−400」と略記)を30.0部添加して、更に4時間重合し、Bのポリマーブロックを形成した。B鎖中の理論酸価は108.2mgKOH/gである。固形分は49.8%で、重合率はほぼ100%であり、Mnは10400、分散度は1.35、Ptは14900であった。上記Mnの値より算出したBのポリマーブロックの数平均分子量は5400である。また、得られたコポリマーの実測の酸価は、58.5mgKOH/gであった。次いで、合成例1と同様の方法によりA−Bブロックコポリマーの固形物を得た。これをABP−4と称す。   After the temperature of the polymer block solution of A was lowered to 40 ° C., 32.3 parts of MAA, 132.2 parts of BzMA, methoxypolyethylene glycol methacrylate (n≈9, “trade name PME-400”, manufactured by NOF Corporation, (Hereinafter abbreviated as “PME-400”) was added in an amount of 30.0 parts, followed by further polymerization for 4 hours to form a polymer block of B. The theoretical acid value in the B chain is 108.2 mg KOH / g. The solid content was 49.8%, the polymerization rate was almost 100%, Mn was 10400, the degree of dispersion was 1.35, and Pt was 14900. The number average molecular weight of the polymer block of B calculated from the value of Mn is 5400. The actually measured acid value of the obtained copolymer was 58.5 mgKOH / g. Next, an AB block copolymer solid was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1. This is referred to as ABP-4.

上記の各合成例で得られたポリマーの組成及び物性を表1に示す。

Figure 2017031287
Table 1 shows the compositions and physical properties of the polymers obtained in the above synthesis examples.
Figure 2017031287

[合成例5:ウレタンポリマー(I)の合成(1)]
撹拌機、コンデンサー、温度計、窒素ガス導入管及び減圧装置を取り付けた1リッターのセパラブルフラスコの反応装置に、平均分子量2000のポリプロピレングリコール(以下、PPG−2000と略記)を120.0部、1,4−ブタンジオール(以下、1,4−BDと略記)を1.4部、ジメチロールプロピオン酸(以下、DMPAと略記)を28.2部、イソホロンジイソシアネート(以下、IPDIと略記)を95.0部、希釈溶剤としてアセトン24.5部を、窒素ガスを流しながら仕込んで撹拌し、70℃に加温した。この温度を保持しながら、6時間反応させて末端NCO基のウレタンプレポリマーを得た。
[Synthesis Example 5: Synthesis of Urethane Polymer (I) (1)]
In a reactor of a 1 liter separable flask equipped with a stirrer, a condenser, a thermometer, a nitrogen gas inlet tube and a decompression device, 120.0 parts of polypropylene glycol having an average molecular weight of 2000 (hereinafter abbreviated as PPG-2000), 1.4 parts 1,4-butanediol (hereinafter abbreviated as 1,4-BD), 28.2 parts dimethylolpropionic acid (hereinafter abbreviated as DMPA), and isophorone diisocyanate (hereinafter abbreviated as IPDI). 95.0 parts and 24.5 parts of acetone as a diluting solvent were charged and stirred while flowing nitrogen gas, and heated to 70 ° C. While maintaining this temperature, the reaction was performed for 6 hours to obtain a urethane prepolymer having a terminal NCO group.

次いで、反応溶液を40℃まで冷却し、メタクリル酸2−(ジメチルアミノ)エチル(以下、DMAEMAと略記)33.0部を撹拌しながら徐々に加えてウレタンプレポリマー中のカルボキシ基を中和した後、イソホロンジアミン10.2部とイオン交換水431.7部の混合物を加えて激しく撹拌混合し、更に1時間撹拌することで鎖伸長反応を行った。反応容器を減圧した後、65℃に加温し、1時間脱溶剤することで、ウレタンポリマー水分散体を得た。   Next, the reaction solution was cooled to 40 ° C., and 33.0 parts of 2- (dimethylamino) ethyl methacrylate (hereinafter abbreviated as DMAEMA) was gradually added with stirring to neutralize the carboxy group in the urethane prepolymer. Thereafter, a mixture of 10.2 parts of isophoronediamine and 431.7 parts of ion-exchanged water was added, vigorously stirred and mixed, and further stirred for 1 hour to carry out a chain extension reaction. After depressurizing the reaction vessel, the mixture was heated to 65 ° C. and desolvated for 1 hour to obtain a urethane polymer aqueous dispersion.

このウレタンポリマー水分散体の固形分測定を測定したところ、39.5%であった。その理論酸価は46.3mgKOH/gである。また、光散乱法による平均粒子径を求めたところ、52nmであった。得られたサンプル1g分取してイオン交換水50mlで希釈し、1Mの希塩酸を2ml加えてポリマーを析出させ、100℃の乾燥機で乾燥させたもののGPC測定を行ったところ、数平均分子量(Mn)は45800であり、分散度(PDI)は5.35であった。これをPUD−1と称す。   The solid content of this urethane polymer aqueous dispersion was measured and found to be 39.5%. Its theoretical acid value is 46.3 mg KOH / g. The average particle diameter determined by the light scattering method was 52 nm. 1 g of the obtained sample was taken and diluted with 50 ml of ion-exchanged water, 2 ml of 1M dilute hydrochloric acid was added to precipitate a polymer, and GPC measurement was carried out on what was dried with a dryer at 100 ° C. The number average molecular weight ( Mn) was 45800, and the degree of dispersion (PDI) was 5.35. This is referred to as PUD-1.

[合成例6:ウレタンポリマー(I)の合成(2)]
合成例5と同様の装置を用いて、エタナコールUH−200(宇部興産社製、平均分子量2000のポリカーボネートジオール)を120.0部、1,4−BDを1.4部、DMPAを28.2部、IPDIを95.0部、希釈溶剤としてアセトン24.5部を、窒素ガスを流しながら仕込んで撹拌し、70℃に加温した。この温度を保持しながら、6時間反応させて末端NCO基のウレタンプレポリマーを得た。
[Synthesis Example 6: Synthesis of Urethane Polymer (I) (2)]
Using the same apparatus as in Synthesis Example 5, 120.0 parts of etanacol UH-200 (manufactured by Ube Industries, polycarbonate diol having an average molecular weight of 2000), 1.4 parts of 1,4-BD, 28.2 parts of DMPA Part, 95.0 parts of IPDI, and 24.5 parts of acetone as a diluting solvent were stirred while flowing nitrogen gas, and heated to 70 ° C. While maintaining this temperature, the reaction was performed for 6 hours to obtain a urethane prepolymer having a terminal NCO group.

次いで、反応溶液を40℃まで冷却し、トリエチルアミン21.3部を撹拌しながら徐々に加えてウレタンプレポリマー中のカルボキシ基を中和した後、1,6−ヘキサメチレンジアミン8.7部とイオン交換水411.8部の混合物を加えて激しく撹拌混合し、更に1時間撹拌することで鎖伸長反応を行った。反応容器を減圧した後、65℃に加温し、1時間脱溶剤することで、ウレタンポリマー水分散体を得た。   Next, the reaction solution was cooled to 40 ° C., and 21.3 parts of triethylamine was gradually added with stirring to neutralize the carboxy group in the urethane prepolymer, and then 8.7 parts of 1,6-hexamethylenediamine and ions A chain extension reaction was carried out by adding 411.8 parts of exchange water and stirring vigorously, followed by further stirring for 1 hour. After depressurizing the reaction vessel, the mixture was heated to 65 ° C. and desolvated for 1 hour to obtain a urethane polymer aqueous dispersion.

このウレタンポリマー水分散体の固形分測定を測定したところ、39.7%であった。その理論酸価は46.3mgKOH/gである。また、光散乱法による平均粒子径を求めたところ、61nmであった。また、GPC測定による数平均分子量(Mn)は56700であり、分散度(PDI)は5.41であった。これをPUD−2と称す。   The solid content of this urethane polymer aqueous dispersion was measured and found to be 39.7%. Its theoretical acid value is 46.3 mg KOH / g. The average particle diameter determined by the light scattering method was 61 nm. Moreover, the number average molecular weight (Mn) by GPC measurement was 56700, and dispersion degree (PDI) was 5.41. This is referred to as PUD-2.

[実施例1:複合微粒子の合成(1)]
撹拌機、コンデンサー、滴下ロート、温度計及び窒素導入管を取り付けた1リッターのセパラブルフラスコに、先に合成例1で調製した固形物の、本発明で規定するA−Bブロックコポリマー(III)であるABP−1を40.0部、該ABP−1中のカルボキシ基の中和剤としてN,N−ジメチルアミノエタノール(以下、DMAEと略記)を5.4部、イオン交換水358.1部を仕込み、窒素ガスを流しながら80℃に加温して1時間撹拌することで水溶液化させた。この溶液のpHは8.5であった。
[Example 1: Synthesis of composite fine particles (1)]
The AB block copolymer (III) as defined in the present invention of the solid material prepared in Synthesis Example 1 previously in a 1-liter separable flask equipped with a stirrer, condenser, dropping funnel, thermometer and nitrogen inlet tube. 40.0 parts of ABP-1 and 5.4 parts of N, N-dimethylaminoethanol (hereinafter abbreviated as DMAE) as a neutralizing agent for the carboxy group in the ABP-1 and 358.1 ion-exchanged water The solution was heated to 80 ° C. while flowing nitrogen gas and stirred for 1 hour to form an aqueous solution. The pH of this solution was 8.5.

次いで、容器内の温度を50℃に降温し、先に合成例5で調製した、本発明で規定したウレタンポリマー(I)であるPUD−1(固形分39.5%)を202.5部添加して、10分間撹拌することで均一化させた。反応容器内を75℃に昇温した後、重合開始剤として過硫酸カリウム(以下、KPSと略記)を0.6部加えて溶解させた。これに、ビニル系モノマーとしてスチレン(以下、Stと略記)40.0部とアクリル酸ブチル(以下、BAと略記)40.0部の混合物を、滴下ロートを用いて2時間かけて滴下し、重合させて本発明で規定したビニル系ポリマー(II)を得た。滴下終了後、そのままの温度で4時間熟成し、冷却後、400メッシュの金網で濾過して、3種のポリマーを含むことを必須とする複合樹脂微粒子の水分散体を得た。3種のポリマーI:II:IIIの質量比は、40:40:20である。   Subsequently, the temperature in the container was lowered to 50 ° C., and 202.5 parts of PUD-1 (solid content 39.5%), which was the urethane polymer (I) previously prepared in Synthesis Example 5 and defined in the present invention. The mixture was added and homogenized by stirring for 10 minutes. After raising the temperature in the reaction vessel to 75 ° C., 0.6 part of potassium persulfate (hereinafter abbreviated as KPS) was added and dissolved as a polymerization initiator. To this, a mixture of 40.0 parts of styrene (hereinafter abbreviated as St) and 40.0 parts of butyl acrylate (hereinafter abbreviated as BA) as a vinyl monomer was dropped over 2 hours using a dropping funnel, By polymerization, a vinyl polymer (II) defined in the present invention was obtained. After completion of the dropping, the mixture was aged at the same temperature for 4 hours, cooled, and filtered through a 400 mesh wire netting to obtain an aqueous dispersion of composite resin fine particles essential to contain three kinds of polymers. The mass ratio of the three polymers I: II: III is 40:40:20.

得られた複合微粒子の光散乱法による平均粒子径は124nmであり、粒度分布は単峰性であったことから、目的とする本発明で規定する複合微粒子が得られたことが確認できた。また、その固形分は29.8%、pHは8.6であり、コーンプレート型粘度計を用いて25℃における粘度を測定したところ、4.8mPa・sであった。なお、複合微粒子水分散体の粘度測定は、以下においても、このようにして行った。   The obtained composite fine particles had an average particle size of 124 nm by the light scattering method and the particle size distribution was unimodal. Thus, it was confirmed that the intended composite fine particles defined in the present invention were obtained. The solid content was 29.8%, the pH was 8.6, and the viscosity at 25 ° C. was measured using a cone plate viscometer. As a result, it was 4.8 mPa · s. The viscosity of the composite fine particle aqueous dispersion was measured in the same manner as described below.

得られたサンプルを1g分取してイオン交換水50mlで希釈し、1Mの希塩酸を2ml加えてポリマーを析出させ、100℃の乾燥機で乾燥させたもののGPC測定を行った。その結果、ビニル系ポリマー(II)の数平均分子量は165400であり、分散度は3.21であった。これをAUE−1と称す。なお、ビニル系ポリマー(II)の分子量測定は、以下においても、上記のようにして行った。   1 g of the obtained sample was taken and diluted with 50 ml of ion-exchanged water, 2 ml of 1M dilute hydrochloric acid was added to precipitate the polymer, and GPC measurement was performed on the polymer dried by a dryer at 100 ° C. As a result, the vinyl polymer (II) had a number average molecular weight of 165400 and a dispersity of 3.21. This is referred to as AUE-1. The molecular weight of the vinyl polymer (II) was also measured as described above.

[実施例2:複合微粒子の合成(2)]
実施例1と同様の装置を用い、先に合成例2で調製した固形物のABP−2を60.0部、該ABP−2中のカルボキシ基の中和剤としてDMAEを10.1部、イオン交換水400.5部を仕込み、窒素ガスを流しながら80℃に加温して1時間撹拌することで水溶液化させた。この溶液のpHは8.8であった。
[Example 2: Synthesis of composite fine particles (2)]
Using the same apparatus as in Example 1, 60.0 parts of the solid ABP-2 prepared in Synthesis Example 2 above, 10.1 parts of DMAE as a neutralizing agent for the carboxy group in the ABP-2, 400.5 parts of ion-exchanged water was charged, heated to 80 ° C. while flowing nitrogen gas, and stirred for 1 hour to form an aqueous solution. The pH of this solution was 8.8.

次いで、容器内の温度を50℃に降温し、先に合成例6で調製した、本発明で規定したウレタンポリマー(I)であるPUD−2(固形分39.7%)を151.1部添加して、10分間撹拌することで均一化させた。反応容器内を75℃に昇温した後、KPSを0.6部加えて溶解させ、アクリル酸シクロヘキシル(以下、CHAと略記)を39.6部、BAを39.6部と架橋剤としてエチレングリコールジメタクリレート(以下、EDMAと略記)0.8部の混合物を、滴下ロートを用いて2時間かけて滴下し、重合させ、本発明で規定したビニル系ポリマー(II)を得た。滴下終了後、そのままの温度で4時間熟成し、冷却後、400メッシュの金網で濾過して、3種のポリマーを含む複合微粒子の水分散体を得た。3種のポリマーI:II:IIIの質量比は、30:40:30である。   Next, the temperature in the container was lowered to 50 ° C., and 151.1 parts of PUD-2 (solid content 39.7%), which was the urethane polymer (I) previously prepared in Synthesis Example 6 and defined in the present invention. The mixture was added and homogenized by stirring for 10 minutes. After raising the temperature in the reaction vessel to 75 ° C., 0.6 parts of KPS was added and dissolved, 39.6 parts of cyclohexyl acrylate (hereinafter abbreviated as CHA), 39.6 parts of BA, and ethylene as a crosslinking agent. A mixture of 0.8 parts of glycol dimethacrylate (hereinafter abbreviated as EDMA) was dropped over 2 hours using a dropping funnel and polymerized to obtain a vinyl polymer (II) as defined in the present invention. After completion of dropping, the mixture was aged at the same temperature for 4 hours, cooled, and filtered through a 400 mesh wire netting to obtain an aqueous dispersion of composite fine particles containing three kinds of polymers. The mass ratio of the three polymers I: II: III is 30:40:30.

得られた複合微粒子の光散乱法による平均粒子径は105nmであり、粒度分布は単峰性であったことから、目的とする本発明で規定する複合微粒子が得られたことが確認できた。また、固形分は29.9%、pHは8.9、粘度は5.0mPa・sであった。これをAUE−2と称す。   The obtained composite fine particles had an average particle size of 105 nm by the light scattering method and the particle size distribution was unimodal, so that it was confirmed that the intended composite fine particles defined in the present invention were obtained. The solid content was 29.9%, the pH was 8.9, and the viscosity was 5.0 mPa · s. This is referred to as AUE-2.

[実施例3:複合微粒子の合成(3)]
実施例1と同様の装置を用い、先に合成例3で調製した固形物のABP−3を80.0部、該ABP−3中のカルボキシ基の中和剤として水酸化ナトリウム(NaOH)を4.2部、イオン交換水355.7部を仕込み、窒素ガスを流しながら80℃に加温して1時間撹拌することで水溶液化させた。この溶液のpHは9.0であった。
[Example 3: Synthesis of composite fine particles (3)]
Using the same apparatus as in Example 1, 80.0 parts of the solid ABP-3 previously prepared in Synthesis Example 3 was used, and sodium hydroxide (NaOH) was used as a neutralizing agent for the carboxy group in the ABP-3. 4.2 parts and 355.7 parts of ion-exchanged water were charged, and heated to 80 ° C. while flowing nitrogen gas, and stirred for 1 hour to form an aqueous solution. The pH of this solution was 9.0.

次いで、容器内の温度を50℃に降温し、先に合成例6で調製した、本発明で規定したウレタンポリマー(I)であるPUD−2(固形分39.7%)を201.5部添加して、10分間撹拌することで均一化させた。反応容器内を75℃に昇温した後、KPSを0.3部加えて溶解させ、Stを16.0部、アクリル酸2−エチルヘキシル(以下、2−EHAと略記)を24.0部の混合物を、滴下ロートを用いて2時間かけて滴下し、重合させ、本発明で規定したビニル系ポリマー(II)を得た。滴下終了後、そのままの温度で4時間熟成し、冷却後、400メッシュの金網で濾過して、3種のポリマーを含む複合微粒子の水分散体を得た。3種のポリマーI:II:IIIの質量比は、40:20:40である。   Next, the temperature in the container was lowered to 50 ° C., and 201.5 parts of PUD-2 (solid content 39.7%), which was previously prepared in Synthesis Example 6 and was the urethane polymer (I) defined in the present invention. The mixture was added and homogenized by stirring for 10 minutes. After raising the temperature in the reaction vessel to 75 ° C., 0.3 part of KPS was added and dissolved, 16.0 parts of St, and 24.0 parts of 2-ethylhexyl acrylate (hereinafter abbreviated as 2-EHA). The mixture was dropped using a dropping funnel over 2 hours and polymerized to obtain a vinyl polymer (II) defined in the present invention. After completion of dropping, the mixture was aged at the same temperature for 4 hours, cooled, and filtered through a 400 mesh wire netting to obtain an aqueous dispersion of composite fine particles containing three kinds of polymers. The mass ratio of the three polymers I: II: III is 40:20:40.

得られた複合微粒子の光散乱法による平均粒子径は86nmであり、粒度分布は単峰性であったことから、目的とする本発明で規定する複合微粒子が得られたことが確認できた。また、固形分は29.7%、pHは9.0、粘度は5.3mPa・sであった。これをAUE−3と称す。重合して得たビニル系ポリマー(II)のGPC測定による数平均分子量は216500であり、分散度は3.35であった。   The average particle diameter of the obtained composite fine particles by light scattering method was 86 nm and the particle size distribution was unimodal. Therefore, it was confirmed that the intended composite fine particles defined in the present invention were obtained. The solid content was 29.7%, the pH was 9.0, and the viscosity was 5.3 mPa · s. This is referred to as AUE-3. The number average molecular weight of the vinyl polymer (II) obtained by polymerization as measured by GPC was 216500, and the degree of dispersion was 3.35.

[実施例4:複合微粒子の合成(4)]
実施例1と同様の装置を用い、先に合成例4で調製した固形物のABP−4を80.0部、該ABP−4中のカルボキシ基の中和剤としてNaOHを3.3部、イオン交換水415.3部を仕込み、窒素ガスを流しながら80℃に加温して1時間撹拌することで水溶液化させた。この溶液のpHは8.5であった。
[Example 4: Synthesis of composite fine particles (4)]
Using the same apparatus as in Example 1, 80.0 parts of the solid ABP-4 prepared in Synthesis Example 4 previously, 3.3 parts of NaOH as a neutralizing agent for the carboxy group in the ABP-4, 415.3 parts of ion-exchanged water was charged, heated to 80 ° C. while flowing nitrogen gas, and stirred for 1 hour to form an aqueous solution. The pH of this solution was 8.5.

次いで、容器内の温度を50℃に降温し、先に合成例5で調製した、本発明で規定したウレタンポリマー(I)であるPUD−1(固形分39.5%)を101.3部添加して、10分間撹拌することで均一化させた。反応容器内を75℃に昇温した後、KPSを0.6部加えて溶解させ、アクリル酸エチル(以下、EAと略記)を55.4部、BAを23.8部、EDMAを0.8部の混合物を、滴下ロートを用いて2時間かけて滴下し、重合させ、本発明で規定したビニル系ポリマー(II)を得た。滴下終了後、そのままの温度で4時間熟成し、冷却後、400メッシュの金網で濾過して、3種のポリマーを含む複合微粒子の水分散体を得た。3種のポリマーI:II:IIIの質量比は、20:40:40である。   Next, the temperature in the container was lowered to 50 ° C., and 101.3 parts of PUD-1 (solid content 39.5%), which was previously prepared in Synthesis Example 5, which is the urethane polymer (I) defined in the present invention. The mixture was added and homogenized by stirring for 10 minutes. After raising the temperature in the reaction vessel to 75 ° C., 0.6 part of KPS was added and dissolved, 55.4 parts of ethyl acrylate (hereinafter abbreviated as EA), 23.8 parts of BA, and 0.2 part of EDMA. 8 parts of the mixture was dropped using a dropping funnel over 2 hours and polymerized to obtain a vinyl polymer (II) defined in the present invention. After completion of dropping, the mixture was aged at the same temperature for 4 hours, cooled, and filtered through a 400 mesh wire netting to obtain an aqueous dispersion of composite fine particles containing three kinds of polymers. The mass ratio of the three polymers I: II: III is 20:40:40.

得られた複合微粒子の光散乱法による平均粒子径は103nmであり、粒度分布は単峰性であったことから、目的とする本発明で規定する複合微粒子が得られたことが確認できた。また、固形分は30.0%、pHは8.6、粘度は4.7mPa・sであった。これをAUE−4と称す。   The obtained composite fine particles had an average particle size of 103 nm by the light scattering method and the particle size distribution was unimodal, so that it was confirmed that the intended composite fine particles defined in the present invention were obtained. The solid content was 30.0%, the pH was 8.6, and the viscosity was 4.7 mPa · s. This is referred to as AUE-4.

[実施例5:複合微粒子の合成(5)]
実施例1と同様の装置を用い、先に合成例3で調製した固形物のABP−3を40.0部、該ABP−3中のカルボキシ基の中和剤としてAMPを4.7部、イオン交換水419.1部を仕込み、窒素ガスを流しながら80℃に加温して1時間撹拌することで水溶液化させた。この溶液のpHは8.0であった。
[Example 5: Synthesis of composite fine particles (5)]
Using the same apparatus as in Example 1, 40.0 parts of ABP-3 in the solid matter prepared in Synthesis Example 3 above, 4.7 parts of AMP as a neutralizing agent for the carboxy group in ABP-3, 419.1 parts of ion-exchanged water was charged, heated to 80 ° C. while flowing nitrogen gas, and stirred for 1 hour to form an aqueous solution. The pH of this solution was 8.0.

次いで、容器内の温度を50℃に降温し、先に合成例5で調製した、本発明で規定したウレタンポリマー(I)であるPUD−1(固形分39.5%)を101.3部添加して、10分間撹拌することで均一化させた。反応容器内を75℃に昇温した後、KPSを0.9部加えて溶解させ、アクリル酸ベンジル(以下、BzAと略記)を59.4部、BAを59.4部、EDMAを1.2部の混合物を、滴下ロートを用いて2時間かけて滴下し、重合させて、本発明で規定したビニル系ポリマー(II)を得た。滴下終了後、そのままの温度で4時間熟成し、冷却後、400メッシュの金網で濾過して、3種のポリマーを含む複合微粒子の水分散体を得た。3種のポリマーI:II:IIIの質量比は、20:60:20である。   Next, the temperature in the container was lowered to 50 ° C., and 101.3 parts of PUD-1 (solid content 39.5%), which was previously prepared in Synthesis Example 5, which is the urethane polymer (I) defined in the present invention. The mixture was added and homogenized by stirring for 10 minutes. After raising the temperature in the reaction vessel to 75 ° C., 0.9 part of KPS was added and dissolved, and 59.4 parts of benzyl acrylate (hereinafter abbreviated as BzA), 59.4 parts of BA, and 1. Two parts of the mixture was dropped using a dropping funnel over 2 hours and polymerized to obtain a vinyl polymer (II) defined in the present invention. After completion of dropping, the mixture was aged at the same temperature for 4 hours, cooled, and filtered through a 400 mesh wire netting to obtain an aqueous dispersion of composite fine particles containing three kinds of polymers. The mass ratio of the three polymers I: II: III is 20:60:20.

得られた複合微粒子の光散乱法による平均粒子径は137nmであり、粒度分布は単峰性であったことから、目的とする本発明で規定する複合微粒子が得られたことが確認できた。また、固形分は30.4%、pHは8.3、粘度は6.2mPa・sであった。これをAUE−5と称す。   The obtained composite fine particles had an average particle diameter of 137 nm as measured by the light scattering method, and the particle size distribution was unimodal. Thus, it was confirmed that the intended composite fine particles defined in the present invention were obtained. The solid content was 30.4%, the pH was 8.3, and the viscosity was 6.2 mPa · s. This is referred to as AUE-5.

[実施例6:ビニル系ポリマー(II)及び複合微粒子の合成例(6)]
実施例1と同様の装置を用い、先に合成例4で調製した固形物のABP−4を40.0部、該ABP−4中のカルボキシ基の中和剤として28%アンモニア水(以下、NH3と略記)を2.5部、イオン交換水352.5部を仕込み、窒素ガスを流しながら80℃に加温して1時間撹拌することで水溶液化させた。この溶液のpHは8.2であった。
[Example 6: Synthesis example (6) of vinyl polymer (II) and composite fine particles]
Using the same apparatus as in Example 1, 40.0 parts of the solid ABP-4 previously prepared in Synthesis Example 4 and 28% aqueous ammonia (hereinafter referred to as the neutralizing agent for the carboxy group in the ABP-4) NH3 (abbreviated as NH3) and ion-exchanged water 352.5 parts were charged, heated to 80 ° C. while flowing nitrogen gas, and stirred for 1 hour to form an aqueous solution. The pH of this solution was 8.2.

次いで、容器内の温度を50℃に降温し、先に合成例6で調製した、本発明で規定したウレタンポリマー(I)であるPUD−2(固形分39.7%)を201.5部添加して、10分間撹拌することで均一化させた。反応容器内を75℃に昇温した後、KPSを0.6部加えて溶解させ、Stを28.0部、BAを48.0部、アクリロニトリル(以下、ANと略記)を4部の混合物を、滴下ロートを用いて2時間かけて滴下し、重合させ、本発明で規定したビニル系ポリマー(II)を得た。滴下終了後、そのままの温度で4時間熟成し、冷却後、400メッシュの金網で濾過して3種のポリマーを含むことを必須とする複合微粒子の水分散体を得た。3種のポリマーI:II:IIIの質量比は、40:40:20である。   Next, the temperature in the container was lowered to 50 ° C., and 201.5 parts of PUD-2 (solid content 39.7%), which was previously prepared in Synthesis Example 6 and was the urethane polymer (I) defined in the present invention. The mixture was added and homogenized by stirring for 10 minutes. After raising the temperature in the reaction vessel to 75 ° C., 0.6 parts of KPS was added and dissolved, and 28.0 parts of St, 48.0 parts of BA, and 4 parts of acrylonitrile (hereinafter abbreviated as AN). Was dropped over 2 hours using a dropping funnel and polymerized to obtain a vinyl polymer (II) defined in the present invention. After completion of the dropping, the mixture was aged at the same temperature for 4 hours, cooled, and then filtered through a 400 mesh wire netting to obtain an aqueous dispersion of composite fine particles essential to contain three kinds of polymers. The mass ratio of the three polymers I: II: III is 40:40:20.

得られた複合微粒子の光散乱法による平均粒子径は118nmであり、粒度分布は単峰性であったことから、目的とする本発明で規定する複合微粒子が得られたことが確認できた。また、固形分は30.4%、pHは8.5、粘度は6.0mPa・sであった。これをAUE−6と称す。上記で重合して形成したビニル系ポリマー(II)のGPC測定による数平均分子量は368900であり、分散度は3.31であった。   The obtained composite fine particles had an average particle diameter of 118 nm by a light scattering method and a particle size distribution that was unimodal. Thus, it was confirmed that the intended composite fine particles defined in the present invention were obtained. The solid content was 30.4%, the pH was 8.5, and the viscosity was 6.0 mPa · s. This is referred to as AUE-6. The vinyl polymer (II) formed by polymerization as described above had a number average molecular weight of 368900 as measured by GPC and a dispersity of 3.31.

[比較例1:ビニル系モノマー重合時にA−Bブロックコポリマー(III)を含まない系]
実施例1と同様の装置を用い、先に合成例5で調製した、本発明で規定したウレタンポリマー(I)であるPUD−1(固形分39.5%)を202.5部と、イオン交換水250.8部を仕込み、窒素ガスを流しながら反応容器内を75℃に昇温した後、重合開始剤としてKPSを1.0部加えて溶解させた。次いで、ビニル系モノマーとして、スチレン40.0部とBA40.0部の混合物を、滴下ロートを用いて2時間かけて滴下して重合させた。しかし、滴下の途中から析出物が多く発生し、均一な分散体を得ることができなかった。この理由は、実施例の場合と異なり、ビニル系モノマーの重合系に、A−Bブロックコポリマー(III)が存在しないために、ビニル系ポリマー(II)が安定に微粒子化されなかったためと考えられる。
[Comparative Example 1: System not containing AB block copolymer (III) during polymerization of vinyl monomer]
Using the same apparatus as in Example 1, 202.5 parts of PUD-1 (solid content 39.5%), which is the urethane polymer (I) previously defined in Synthesis Example 5, and defined in the present invention, 250.8 parts of exchange water was charged, the temperature in the reaction vessel was raised to 75 ° C. while flowing nitrogen gas, and then 1.0 part of KPS was added and dissolved as a polymerization initiator. Next, as a vinyl monomer, a mixture of 40.0 parts of styrene and 40.0 parts of BA was dropped using a dropping funnel over 2 hours for polymerization. However, many precipitates were generated in the middle of dropping, and a uniform dispersion could not be obtained. The reason for this is considered to be that, unlike the example, the vinyl polymer (II) was not stably atomized because the AB block copolymer (III) was not present in the polymerization system of the vinyl monomer. .

[比較例2:ウレタンポリマー(I)を後で混合させた系]
実施例1と同様の装置を用い、先に合成例1で調製した固形物の、本発明で規定するA−Bブロックコポリマー(III)であるABP−1を40.0部、中和剤としてDMAEを4.4部、イオン交換水480.7部を仕込み、窒素ガスを流しながら80℃に加温して1時間加熱溶解させることで、水溶液化させた。この溶液のpHは8.5であった。反応容器内を75℃に降温した後、重合開始剤としてKPSを1.0部加えて溶解させ、ビニル系モノマーとして、スチレン40.0部とBA40.0部の混合物を、滴下ロートを用いて2時間かけて滴下し、重合させた。滴下終了後、そのままの温度で4時間熟成した。そして、冷却後、先に合成例5で調製した、本発明で規定したウレタンポリマー(I)であるPUD−1(固形分39.5%)を202.5部添加して10分間撹拌して均一化した後、400メッシュの金網で濾過して、微粒子の水分散体を得た。
[Comparative Example 2: System in which urethane polymer (I) was mixed later]
Using the same apparatus as in Example 1, 40.0 parts of ABP-1 which is the AB block copolymer (III) defined in the present invention of the solid previously prepared in Synthesis Example 1 was used as a neutralizing agent. 4.4 parts of DMAE and 480.7 parts of ion-exchanged water were charged, heated to 80 ° C. while flowing nitrogen gas, and dissolved by heating for 1 hour to obtain an aqueous solution. The pH of this solution was 8.5. After the temperature in the reaction vessel is lowered to 75 ° C., 1.0 part of KPS is added and dissolved as a polymerization initiator, and a mixture of 40.0 parts of styrene and 40.0 parts of BA is used as a vinyl monomer using a dropping funnel. The solution was dropped and polymerized over 2 hours. After completion of dropping, the mixture was aged at the same temperature for 4 hours. Then, after cooling, 202.5 parts of PUD-1 (solid content 39.5%), which is the urethane polymer (I) specified in the present invention, prepared previously in Synthesis Example 5 was added and stirred for 10 minutes. After homogenization, the mixture was filtered through a 400 mesh wire mesh to obtain an aqueous dispersion of fine particles.

得られた微粒子の水分散体の光散乱法による粒子径の測定では、50nm付近と220nm付近に二つのピークがあり、粒度分布が単峰でなく、本発明で目的とするような複合微粒子が得られなかった。全体としての平均粒子径は138nmであった。また、固形分は29.8%、pHは8.4、粘度は6.9mPa・sであった。重合によって形成したGPC測定によるビニル系ポリマーの数平均分子量は179000であり、分散度は2.95であった。この例は、重合工程での複合化が行われずに、単にウレタンポリマー(I)が混合されたサンプルとなった。これをCSE−1と称す。   In the measurement of the particle diameter by the light scattering method of the obtained aqueous dispersion of fine particles, there are two peaks near 50 nm and 220 nm, and the particle size distribution is not unimodal. It was not obtained. The average particle size as a whole was 138 nm. The solid content was 29.8%, the pH was 8.4, and the viscosity was 6.9 mPa · s. The number average molecular weight of the vinyl polymer as measured by GPC determined by polymerization was 179000, and the degree of dispersion was 2.95. This example was a sample in which the urethane polymer (I) was simply mixed without being combined in the polymerization step. This is referred to as CSE-1.

[比較例3:ウレタンポリマー(I)を使用しない系]
実施例1と同様の装置を用い、先に合成例1で調製した固形物の、本発明で規定するA−Bブロックコポリマー(III)であるABP−1を40.0部、中和剤としてDMAEを4.4部、イオン交換水274.7部を仕込み、窒素ガスを流しながら80℃に加温して1時間加熱溶解させることで水溶液化させた。この溶液のpHは8.5であった。反応容器内を75℃に降温した後、重合開始剤としてKPSを1.0部加えて溶解させ、ビニル系モノマーとして、スチレン40.0部とBA40.0部の混合物を、滴下ロートを用いて2時間かけて滴下し、重合させた。滴下終了後、そのままの温度で4時間熟成し、冷却後、400メッシュの金網で濾過して微粒子の水分散体を得た。
[Comparative Example 3: System not using urethane polymer (I)]
Using the same apparatus as in Example 1, 40.0 parts of ABP-1 which is the AB block copolymer (III) defined in the present invention of the solid previously prepared in Synthesis Example 1 was used as a neutralizing agent. 4.4 parts of DMAE and 274.7 parts of ion-exchanged water were charged, heated to 80 ° C. while flowing nitrogen gas, and dissolved by heating for 1 hour to form an aqueous solution. The pH of this solution was 8.5. After the temperature in the reaction vessel is lowered to 75 ° C., 1.0 part of KPS is added and dissolved as a polymerization initiator, and a mixture of 40.0 parts of styrene and 40.0 parts of BA is used as a vinyl monomer using a dropping funnel. The solution was dropped and polymerized over 2 hours. After completion of the dropwise addition, the mixture was aged at the same temperature for 4 hours, cooled, and filtered through a 400 mesh wire mesh to obtain an aqueous dispersion of fine particles.

得られた微粒子の水分散体の光散乱法による平均粒子径は157nmであり、粒度分布は単峰性であった。また、固形分は30.1%、pHは8.6、粘度は4.5mPa・sであった。上記で重合したビニル系ポリマー(II)のGPC測定による数平均分子量は169400であり、分散度は3.29であった。これは、微粒子中にウレタン成分を含まないサンプルである。これをCSE−2と称す。   The average particle size of the obtained aqueous dispersion of fine particles by light scattering was 157 nm, and the particle size distribution was unimodal. The solid content was 30.1%, the pH was 8.6, and the viscosity was 4.5 mPa · s. The vinyl polymer (II) polymerized above had a number average molecular weight of 169400 as measured by GPC, and a dispersity of 3.29. This is a sample containing no urethane component in the fine particles. This is referred to as CSE-2.

上記の各実施例及び比較例で得られたポリマー水分散体の組成及び物性を表2にまとめて示した。

Figure 2017031287
Table 2 summarizes the compositions and physical properties of the polymer aqueous dispersions obtained in the above Examples and Comparative Examples.
Figure 2017031287

[実施例7:ポリマー水分散体を有するシアン色顔料分散液の調製]
合成例1で得た、本発明で規定するA−Bブロックコポリマー(III)であるABP−1のアンモニア中和水溶液(固形分20%)200部と、ジエチレングリコールモノブチルエーテル80部、イオン交換水320部を混合して均一溶液とした後、シアン色顔料としてC.I.ピグメントブルー15:3(銅フタロシアニン顔料、A220JC、大日精化工業社製)200部を添加してディスパーで混合することにより、ミルベースを調製した。
[Example 7: Preparation of cyan pigment dispersion having polymer aqueous dispersion]
200 parts of an ammonia neutralized aqueous solution (solid content 20%) of ABP-1 which is the AB block copolymer (III) defined in the present invention obtained in Synthesis Example 1, 80 parts of diethylene glycol monobutyl ether, 320 of ion-exchanged water After mixing the parts to make a uniform solution, C.I. I. A mill base was prepared by adding 200 parts of Pigment Blue 15: 3 (copper phthalocyanine pigment, A220JC, manufactured by Dainichi Seika Kogyo Co., Ltd.) and mixing with a disper.

横型媒体分散機「ダイノミル0.6リットルECM型」(商品名、シンマルエンタープライゼス社製、ジルコニアビーズ径0.5mm)を使用し、周速10m/sで、上記で調製したミルベースの分散処理を2時間行って分散液を得た。次に、得られた分散液を遠心分離処理(7500回転、20分間)した後、ポアサイズ10μmのメンブレンフィルターで濾過し、イオン交換水を添加して顔料濃度15%の分散体とした。以下、これをプレシアン顔料分散液と称す。次いで、このプレシアン顔料分散液100部に対し、実施例1で得たポリマー水分散体のAUE−1を25部添加し混合して、本発明で規定する複合微粒子を有する本実施例のシアン顔料分散液を得た。この分散体に含まれる顔料粒子の粒度分布測定を行ったところ、102nmであった。また、E型粘度計で測定した分散体の粘度は6.10mPa・sであった。   Dispersion of the mill base prepared above at a peripheral speed of 10 m / s using a horizontal medium disperser “Dynomill 0.6 liter ECM type” (trade name, manufactured by Shinmaru Enterprises Co., Ltd., zirconia bead diameter 0.5 mm) For 2 hours to obtain a dispersion. Next, the obtained dispersion was centrifuged (7500 rpm, 20 minutes), filtered through a membrane filter having a pore size of 10 μm, and ion-exchanged water was added to obtain a dispersion having a pigment concentration of 15%. Hereinafter, this is referred to as a Plesian pigment dispersion. Next, 25 parts of the polymer aqueous dispersion AUE-1 obtained in Example 1 was added to and mixed with 100 parts of this Presian pigment dispersion, and the cyan pigment of this example having composite fine particles as defined in the present invention. A dispersion was obtained. The particle size distribution of the pigment particles contained in this dispersion was measured and found to be 102 nm. The viscosity of the dispersion measured with an E-type viscometer was 6.10 mPa · s.

[比較例4:比較シアン色顔料分散体]
実施例7で使用したAUE−1を、合成例5で調製した、本発明で規定するウレタンポリマー(I)であるPUD−1に替えた以外は同様にして行い、比較シアン色顔料分散体を得た。この分散体に含まれる顔料粒子の粒度分布測定を行ったところ、その平均粒子径は102nmであった。また、E型粘度計で測定した顔料分散体の粘度は5.40mPa・sであった。
[Comparative Example 4: Comparative cyan pigment dispersion]
AUE-1 used in Example 7 was carried out in the same manner except that it was changed to PUD-1, which is the urethane polymer (I) defined in the present invention, prepared in Synthesis Example 5, and a comparative cyan pigment dispersion was obtained. Obtained. When the particle size distribution of the pigment particles contained in this dispersion was measured, the average particle size was 102 nm. Further, the viscosity of the pigment dispersion measured with an E-type viscometer was 5.40 mPa · s.

[実施例8〜10:マゼンタ色、イエロー色、ブラック色の顔料分散体の調製]
実施例7で使用したシアン色顔料に替えて、マゼンタ色顔料としてC.I.ピグメントレッド122(ジメチルキナクリドン顔料、CFR−130P、大日精化工業社製)、イエロー色顔料としてC.I.ピグメントイエロー74(モノアゾイエロー顔料、セイカファーストエロー2016G、大日精化工業社製)、ブラック色顔料としてC.I.ピグメントブラック7(デグサ社製、S−170)をそれぞれに用いたこと以外は上記の実施例7と同様にして、実施例1で得たポリマー水分散体であるAUE−1をそれぞれ有する各色の顔料分散液を得た。実施例7と同様にして、上記で得られた各分散液に含まれる顔料粒子の粒度分布を測定し、平均粒子径(nm)を測定した。また、実施例7と同様にして、各顔料分散液の粘度を測定した。表3に、これらの結果を、製造直後における顔料分散液の測定結果としてまとめて示した。なお、表3中にシアン色顔料分散液についても併せて示した。
[Examples 8 to 10: Preparation of magenta, yellow, and black pigment dispersions]
In place of the cyan pigment used in Example 7, C.I. I. Pigment Red 122 (dimethylquinacridone pigment, CFR-130P, manufactured by Dainichi Seika Kogyo Co., Ltd.), C.I. I. Pigment Yellow 74 (monoazo yellow pigment, Seika First Yellow 2016G, manufactured by Dainichi Seika Kogyo Co., Ltd.), C.I. I. Pigment black 7 (manufactured by Degussa, S-170) was used in the same manner as in Example 7 above, but for each color having AUE-1 as the polymer aqueous dispersion obtained in Example 1. A pigment dispersion was obtained. In the same manner as in Example 7, the particle size distribution of pigment particles contained in each dispersion obtained above was measured, and the average particle size (nm) was measured. Further, the viscosity of each pigment dispersion was measured in the same manner as in Example 7. Table 3 summarizes these results as the measurement results of the pigment dispersion immediately after production. In Table 3, the cyan pigment dispersion is also shown.

[各色顔料分散体について評価]
実施例7〜10及び比較例4の各色顔料分散液の保存安定性について、以下の方法で評価した。具体的には、各色顔料分散液を70℃で1週間保存し、実施例7と同様にして、保存後における各顔料分散液の、平均粒子径、粘度、目視による外観観察を行った。その結果を表3中に示した。
[Evaluation for each color pigment dispersion]
The storage stability of each of the color pigment dispersions of Examples 7 to 10 and Comparative Example 4 was evaluated by the following method. Specifically, each color pigment dispersion was stored at 70 ° C. for one week, and in the same manner as in Example 7, the average particle diameter, viscosity, and visual appearance of each pigment dispersion after storage were observed. The results are shown in Table 3.

Figure 2017031287
Figure 2017031287

表3に示されているように、ウレタンエマルジョンを入れた比較例4の顔料分散液は、70℃で1週間保存後、粒子径が大きくなり、その外観も凝集気味であり、粘度も高くなっていた。これに対し、本発明の実施例の各顔料分散液(エマルジョン)は、70℃で1週間保存後においても、粒子径、粘度及び外観とも変化なく、安定していることが確認された。   As shown in Table 3, the pigment dispersion of Comparative Example 4 containing a urethane emulsion had a particle size that increased after storage for 1 week at 70 ° C., and its appearance was cohesive and its viscosity increased. It was. On the other hand, it was confirmed that the pigment dispersions (emulsions) of the examples of the present invention were stable with no change in particle diameter, viscosity and appearance even after storage at 70 ° C. for 1 week.

[実施例11:シアン色インクジェットインク(1)の調製]
実施例7で得たシアン色の顔料分散液100部と、エマルジョンバインダーとして、実施例1で得たポリマー水分散体であるAUE−1を50部、1,2−ヘキサンジオール15部、グリセリン30部、サーフィノール465(商品名、エアープロダクト製)3部、イオン交換水105部を混合して、十分に撹拌した後、ポアサイズ10μmのメンブレンフィルターで濾過し、本実施例のシアン色のインクジェットインクを得た。このインクジェットインクの粘度は2.62mPa・sであった。
[Example 11: Preparation of cyan inkjet ink (1)]
100 parts of the cyan pigment dispersion obtained in Example 7 and 50 parts of AUE-1 which is the polymer aqueous dispersion obtained in Example 1 as an emulsion binder, 15 parts of 1,2-hexanediol, and glycerin 30 3 parts, Surfinol 465 (trade name, manufactured by Air Products) and 105 parts of ion-exchanged water were mixed and sufficiently stirred, and then filtered through a membrane filter having a pore size of 10 μm. The cyan inkjet ink of this example Got. The viscosity of this inkjet ink was 2.62 mPa · s.

[実施例12〜14:マゼンタ色、イエロー色、ブラック色インクジェットインクの調製]
実施例11で用いたシアン色の顔料分散液の替わりに、実施例8〜10でそれぞれに得たマゼンタ色、イエロー色、ブラック色の各色顔料分散体を用いた以外は実施例11と同様の方法で、各色のインクジェットインクをそれぞれ調製した。そして、得られたインクジェットインクの粘度測定を行い、その結果を表4に示した。
[Examples 12 to 14: Preparation of magenta, yellow and black inkjet inks]
Instead of the cyan pigment dispersion used in Example 11, the same magenta, yellow and black color pigment dispersions as obtained in Examples 8 to 10 were used, respectively. Each color ink-jet ink was prepared by the method. And the viscosity measurement of the obtained inkjet ink was performed, and the result was shown in Table 4.

[実施例15〜19:ポリマー水分散体を替えたインクジェットインクの調製]
実施例11で用いた、本発明で規定するポリマー水分散体であるエマルジョンバインダーのAUE−1に替えて、実施例2〜6でそれぞれ得た、本発明で規定するポリマー水分散体であるエマルジョンバインダーAUE−2〜AUE−6を用いた以外は実施例11と同様の方法で、シアン色のインクジェットインク(2)〜(6)をそれぞれ調製した。そして、得られた各インクジェットインクの粘度測定を行い、その結果を表4に示した。
[Examples 15 to 19: Preparation of inkjet ink in which polymer aqueous dispersion was changed]
The emulsion which is the polymer aqueous dispersion defined in the present invention, obtained in each of Examples 2 to 6, instead of the emulsion binder AUE-1 which is the polymer aqueous dispersion defined in the present invention used in Example 11. Cyan inkjet inks (2) to (6) were prepared in the same manner as in Example 11 except that binders AUE-2 to AUE-6 were used. And the viscosity measurement of each obtained inkjet ink was performed, and the result was shown in Table 4.

[比較例5〜7]
実施例11で用いた実施例7で得たシアン色の顔料分散液の替わりに、比較例4で得たシアン色の顔料分散液を用い、実施例11で用いたエマルジョンバインダーのAUE−1の替わりに、比較例2、3でそれぞれに得たCSE−1、2及び合成例5で得たウレタンエマルジョンPUD−1を用いた以外は実施例11と同様の方法でシアン色インクジェットインク(7)〜(9)を調製した。そして、得られた各インクジェットインクの粘度測定を行い、その結果を表4に示した。
[Comparative Examples 5 to 7]
Instead of the cyan pigment dispersion obtained in Example 7 used in Example 11, the cyan pigment dispersion obtained in Comparative Example 4 was used, and the emulsion binder AUE-1 used in Example 11 was used. Instead, cyan inkjet ink (7) was prepared in the same manner as in Example 11 except that CSE-1 and CSE-2 obtained in Comparative Examples 2 and 3 and urethane emulsion PUD-1 obtained in Synthesis Example 5 were used. To (9) were prepared. And the viscosity measurement of each obtained inkjet ink was performed, and the result was shown in Table 4.

表4中に、先のようにして得た実施例11〜19及び比較例5〜7の各インクジェット記録用インクについて測定した、それぞれのインクの粘度測定結果をまとめて示した。

Figure 2017031287
In Table 4, the viscosity measurement result of each ink measured about each ink for inkjet recording of Examples 11-19 and Comparative Examples 5-7 obtained as mentioned above was shown collectively.
Figure 2017031287

[インクの評価]
(インクの吐出性評価と、光沢紙印刷適性及び光沢紙に対する密着性評価)
実施例11〜19及び比較例5〜7の各インクジェットインクをそれぞれカートリッジに充填し、セイコーエプソン社製のインクジェットプリンタ「EM930C」(商品名)を使用して、コニカミノルタ社製のインクジェット用光沢紙「Photolike QP」(商品名)に、高速印刷ドラフトモードにてベタ印刷を行った。その結果、実施例11〜19及び比較例6の構成のインクジェットインクを用いた場合は、100枚印刷してもヘッドにつまりが発生せず、印画物にかすれやスジが発生せず、良好な印画状態を示すことを確認した。
[Evaluation of ink]
(Evaluation of ink ejection properties, printability of glossy paper and adhesion to glossy paper)
Each inkjet ink of Examples 11 to 19 and Comparative Examples 5 to 7 is filled in a cartridge, and using an inkjet printer “EM930C” (trade name) manufactured by Seiko Epson Corporation, glossy paper for inkjet manufactured by Konica Minolta Solid printing was performed on “Photolike QP” (trade name) in the high-speed printing draft mode. As a result, when the inkjet inks having the configurations of Examples 11 to 19 and Comparative Example 6 were used, the head was not clogged even after printing 100 sheets, and the prints were not blurred or streaked. It was confirmed to show the printing state.

これに対して、比較例5及び7のインクジェットインクを用いた場合には、比較例5のインクでは10枚印刷したところで、比較例7のインクでは8枚印刷したところで、いずれも印画部にスジが発生した。その後、徐々にスジやかすれが発生し、比較例5のインクでは28枚目で、比較例7のインクでは21枚目で印画不能となった。これは、ウレタンエマルジョンの吐出安定性が低いことに起因したと考えられる。一方で、実施例11〜19及び比較例6のインクでは、複合化された微粒子にアクリル系のA−Bブロックコポリマーが存在することにより粒子安定性が高く、優れた吐出安定性を示したと考えられる。   In contrast, when the inkjet inks of Comparative Examples 5 and 7 were used, 10 sheets were printed with the ink of Comparative Example 5 and 8 sheets were printed with the ink of Comparative Example 7, both of which were streaked in the print portion. There has occurred. Thereafter, streaks and fading gradually occurred, and printing was impossible on the 28th sheet with the ink of Comparative Example 5 and on the 21st sheet with the ink of Comparative Example 7. This is considered due to the low discharge stability of the urethane emulsion. On the other hand, the inks of Examples 11 to 19 and Comparative Example 6 were considered to have high particle stability due to the presence of the acrylic AB block copolymer in the composite fine particles, and exhibited excellent ejection stability. It is done.

上記のようにしてベタ印刷を行って得た印画物を室温で24時間放置後、micro−TRI−gloss(BYK社製)を用いて20°グロスを測定し、この印画部を指でこすった後、再度グロス測定をしてグロス低下があるかの判定を行って、光沢紙耐擦性として、各インクの光沢紙印刷適性及び密着性を評価した。   The print obtained by performing solid printing as described above was allowed to stand at room temperature for 24 hours, and then measured for 20 ° gloss using micro-TRI-gloss (manufactured by BYK), and the print portion was rubbed with a finger. Thereafter, the gloss measurement was performed again to determine whether there was a gloss reduction, and the gloss paper printability and adhesion of each ink were evaluated as gloss paper rubbing resistance.

この結果、実施例11〜19及び比較例5と7のインクを用いた場合には、グロス低下が殆どなく、良好な耐擦性を示したものの、比較例6で得たインクでは、グロスの低下が確認された。上記した結果から、比較例6のようなインク中にウレタンポリマーを含有していないアクリルエマルジョンでは、形成した画像の密着性が不十分であり、耐擦性が劣ったと考えられる。   As a result, when the inks of Examples 11 to 19 and Comparative Examples 5 and 7 were used, there was almost no reduction in gloss and good abrasion resistance was obtained, but the ink obtained in Comparative Example 6 was not glossy. Decline was confirmed. From the results described above, it is considered that the acrylic emulsion containing no urethane polymer in the ink as in Comparative Example 6 has insufficient adhesion to the formed image and is inferior in abrasion resistance.

(フィルム印画物における密着性評価)
前述の光沢紙印刷適性評価で用いたと同様の、各インク及びインクジェットプリンタを用いてPETフィルムに、同様にしてベタ印刷を行った。そして、得られた各印画物を70℃の乾燥機に5分間入れて乾燥させ、印画部にカッターにて碁盤目状の切れ目を入れた後、セロテープ(登録商標)を貼り付け一気に剥がす密着性試験を行った。
(Evaluation of adhesion in film prints)
Solid printing was similarly performed on a PET film using each ink and an inkjet printer similar to those used in the glossy paper printability evaluation described above. Then, each printed matter obtained is put in a dryer at 70 ° C. for 5 minutes to dry, and after making a grid-like cut with a cutter in the printed part, adhesive tape (registered trademark) is applied and peeled off at once. A test was conducted.

この結果、実施例11〜19及び比較例5と7のインクを用いた場合には、印画部の剥がれが全くなく、良好な密着性を示した。一方で、比較例6で得たインクでは、印画部の一部が剥がれてしまった。その理由は、ウレタン成分を含有していないアクリルエマルジョンでは基材への密着性が不十分であるため、剥がれが生じてしまったと考えられる。   As a result, when the inks of Examples 11 to 19 and Comparative Examples 5 and 7 were used, the printed part was not peeled off at all and showed good adhesion. On the other hand, in the ink obtained in Comparative Example 6, a part of the print portion was peeled off. The reason is considered that the acrylic emulsion containing no urethane component has insufficient adhesion to the base material, and thus has been peeled off.

PETフィルムの代わりに塩化ビニルフィルム、表面処理ポリエチレンフィルムを使用して同様の試験を行ったところ、PETフィルムを用いたときと同様の結果を得た。   When the same test was performed using a vinyl chloride film and a surface-treated polyethylene film instead of the PET film, the same result as that obtained when the PET film was used was obtained.

(繊維印画物における密着性評価)
前述の光沢紙印刷適性評価で用いたと同様の、インク及びインクジェットプリンタを用いてインクジェット用コットンクロスに、同様にしてベタ印刷を行った。そして、得られた各印画物を70℃の乾燥機に5分間入れて乾燥させた。繊維印画物に対する密着性評価として、下記の試験を行った。乾燥後、印画部の光学濃度を光学濃度計(商品名「マクベスRD−914」、マクベス社製)を用いて測定した。その後、印画物を、イオン交換水を入れたビーカーに入れてマグネチックスターラーで10時間撹拌した後に印画物を取り出し、70℃の乾燥機中で3時間乾燥させた後、上記したと同様の方法で光学濃度を再度測定して、光学濃度が低下するかを試験した。
(Evaluation of adhesion in fiber prints)
Solid printing was performed in the same manner on the cotton cloth for ink jet using the same ink and ink jet printer as those used in the above-mentioned evaluation of glossy paper printability. Then, each printed matter obtained was put in a dryer at 70 ° C. for 5 minutes and dried. The following test was performed as adhesive evaluation with respect to a fiber print. After drying, the optical density of the printed part was measured using an optical densitometer (trade name “Macbeth RD-914”, manufactured by Macbeth). Thereafter, the printed matter is put in a beaker containing ion-exchanged water and stirred with a magnetic stirrer for 10 hours, then the printed matter is taken out, dried in a dryer at 70 ° C. for 3 hours, and then the same method as described above. Then, the optical density was measured again to test whether the optical density decreased.

この結果、実施例11〜19及び比較例5と7のインクを用いて形成した印画物の場合は、光学濃度が殆ど低下せず、良好な密着性を示した。一方で、比較例6で得たインクでは、光学濃度が低下した。ポリウレタン成分を含有していないアクリルエマルジョンではコットンへの密着性が不十分であるため、色落ちしてしまったと考えられる。   As a result, in the case of prints formed using the inks of Examples 11 to 19 and Comparative Examples 5 and 7, the optical density was hardly lowered and good adhesion was exhibited. On the other hand, in the ink obtained in Comparative Example 6, the optical density was lowered. The acrylic emulsion containing no polyurethane component is considered to have lost color due to insufficient adhesion to cotton.

上記した結果から、本発明のポリマー水分散体をエマルジョンバインダーとして用いれば、連続吐出安定性に優れ、各種材料に対する印画物が、しかも密着性及び耐擦性に優れたものとなる水性インクジェットインクを提供することができることが確認できた。   From the above results, when the aqueous polymer dispersion of the present invention is used as an emulsion binder, an aqueous inkjet ink that has excellent continuous ejection stability, prints for various materials, and excellent adhesion and rub resistance can be obtained. It was confirmed that it could be provided.

本発明の活用例としては、特に、本発明を特徴づける3種のポリマーを必須とする複合微粒子を含有してなるポリマー水分散体を添加したインクジェットインクが挙げられる。該インクは、樹脂微粒子を含有するものでありながらインクの低粘度化が達成でき、高速印刷性、インクの再溶解性がともに優れ、且つ、光沢紙やフィルムや繊維への画像の密着性も実現できるものであり、高速印刷対応のインクジェット印刷システムに適するインクジェットインクを提供でき、今後の展開が期待される。   Examples of the use of the present invention include an inkjet ink to which a polymer aqueous dispersion containing composite fine particles essentially comprising three kinds of polymers characterizing the present invention is added. Although the ink contains resin fine particles, it can achieve a low viscosity of the ink, is excellent in both high-speed printability and ink re-dissolvability, and has good image adhesion to glossy paper, film, and fibers. It can be realized, can provide an ink-jet ink suitable for an ink-jet printing system compatible with high-speed printing, and future development is expected.

Claims (16)

ウレタンポリマー(I)、ビニル系ポリマー(II)及び、メタクリル酸系モノマーを構成成分とするA−Bブロックコポリマー(III)の3種のポリマーが複合化されてなる樹脂微粒子を含有してなるポリマー水分散体であって、
前記複合化した樹脂微粒子を構成する3種のポリマー(I):(II):(III)の質量比が、10〜80:10〜80:10〜80であり、
前記ウレタンポリマー(I)は、その構造中に、イオン化されたアニオン性基を有することで水に分散するウレタンポリマーであり、
前記ビニル系ポリマー(II)は、ビニル系モノマーを重合して得られた、必要に応じて架橋構造を有してもよい、ゲルパークロマトグラフにおけるポリスチレン換算の数平均分子量が50000〜400000のものであり、
前記A−Bブロックコポリマー(III)は、その90質量%以上がメタクリル酸系モノマーで構成され、
Aのポリマーブロックが、実質的に水に不溶で、その数平均分子量が1000〜10000で、且つ、分子量分布が1.5以下であり、
Bのポリマーブロックが、メタクリル酸を少なくとも構成モノマーとし、その酸価が50〜300mgKOH/gで、且つ、その数平均分子量(A−Bブロックコポリマー全体の数平均分子量からAのポリマーブロックの数平均分子量を引いた分子量)が1000〜10000であり、
前記A−Bブロックコポリマーの数平均分子量が2000〜20000で、その分子量分布が1.5以下であり、且つ、その酸価が30〜200mgKOH/gであることを特徴とするポリマー水分散体。
Polymer comprising resin fine particles formed by complexing three types of polymers, urethane polymer (I), vinyl polymer (II), and AB block copolymer (III) containing methacrylic acid monomer as constituent components An aqueous dispersion,
The mass ratio of the three types of polymers (I) :( II) :( III) constituting the composite resin fine particles is 10-80: 10-80: 10-80,
The urethane polymer (I) is a urethane polymer that has an ionized anionic group in its structure and is dispersed in water.
The vinyl polymer (II) is obtained by polymerizing a vinyl monomer, and may have a cross-linked structure as necessary, and has a polystyrene-reduced number average molecular weight of 50,000 to 400,000 in a gel perchromatograph. Yes,
90% by mass or more of the AB block copolymer (III) is composed of a methacrylic acid monomer,
The polymer block of A is substantially insoluble in water, its number average molecular weight is 1000 to 10,000, and the molecular weight distribution is 1.5 or less,
The polymer block of B has methacrylic acid as at least a constituent monomer, an acid value of 50 to 300 mgKOH / g, and its number average molecular weight (number average of the polymer blocks of A from the number average molecular weight of the whole AB block copolymer) The molecular weight minus the molecular weight) is 1000-10000,
A polymer aqueous dispersion, wherein the AB block copolymer has a number average molecular weight of 2000 to 20000, a molecular weight distribution of 1.5 or less, and an acid value of 30 to 200 mgKOH / g.
前記複合化した樹脂微粒子の平均粒子径が50〜200nmであり、且つ、その粒度分布が単峰性である請求項1に記載のポリマー水分散体。   2. The polymer aqueous dispersion according to claim 1, wherein the composite resin fine particles have an average particle diameter of 50 to 200 nm and a monomodal particle size distribution. 前記A−Bブロックコポリマー(III)を構成しているAのポリマーブロックの形成成分であるメタクリル酸系モノマーが、メタクリル酸ベンジル又はメタクリル酸シクロヘキシルの少なくともいずれかを含む請求項1又は2に記載のポリマー水分散体。   The methacrylic acid monomer, which is a component for forming the polymer block of A constituting the AB block copolymer (III), contains at least one of benzyl methacrylate or cyclohexyl methacrylate. Polymer water dispersion. 前記ウレタンポリマー(I)が、イソシアネート成分と、ポリオール成分及び/又はポリマーポリオール成分と、ジメチロールアルカン酸成分と、必要に応じて鎖延長剤としてのジアミン成分とを反応させてなる反応物であり、前記ポリマーポリオール成分として、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリシロキサンポリオール及びポリビニルポリオールからなる群から選択されたいずれか1種以上が使用されており、且つ、該ポリマーの酸価が10〜100mgKOH/gである請求項1〜3のいずれか1項に記載のポリマー水分散体。   The urethane polymer (I) is a reaction product obtained by reacting an isocyanate component, a polyol component and / or a polymer polyol component, a dimethylolalkanoic acid component, and, if necessary, a diamine component as a chain extender. As the polymer polyol component, any one or more selected from the group consisting of polyether polyol, polycarbonate polyol, polysiloxane polyol and polyvinyl polyol is used, and the acid value of the polymer is 10 to 100 mgKOH / It is g, The polymer water dispersion of any one of Claims 1-3. 請求項1に記載のポリマー水分散体の製造方法であって、
水中に、前記アニオン性基をアルカリで中和することで水に分散させた前記ウレタンポリマー(I)と、前記Bのポリマーブロックを構成するメタクリル酸のカルボキシ基をアルカリで中和することで水に分散させた前記A−Bブロックコポリマー(III)とを存在させ、これら2種のポリマーの存在下で、ラジカル重合開始剤を使用して、ビニル系モノマーを添加して重合させることで前記ビニル系ポリマー(II)を得て3種のポリマーを複合化させて前記樹脂微粒子を形成することを特徴とするポリマー水分散体の製造方法。
It is a manufacturing method of the polymer water dispersion according to claim 1,
The urethane polymer (I) dispersed in water by neutralizing the anionic group with water in water, and water by neutralizing the carboxy group of methacrylic acid constituting the polymer block of B with water. The AB block copolymer (III) dispersed in is present, and in the presence of these two types of polymers, a radical polymerization initiator is used and a vinyl monomer is added to polymerize the vinyl. A method for producing a polymer aqueous dispersion, comprising obtaining a polymer (II) and combining three kinds of polymers to form the resin fine particles.
前記ウレタンポリマー(I)として、前記アニオン性基がアルカリにて中和されて水に分散している、光散乱測定による平均粒子径が10〜100nmである水分散体を用い、且つ、前記3種のポリマーを複合化して得た樹脂微粒子の平均粒子径が50〜200nmであり、その粒度分布が単峰性である請求項5に記載のポリマー水分散体の製造方法。   As the urethane polymer (I), an aqueous dispersion in which the anionic group is neutralized with an alkali and dispersed in water, and an average particle diameter by light scattering measurement is 10 to 100 nm, and the 3 6. The method for producing an aqueous polymer dispersion according to claim 5, wherein the resin fine particles obtained by complexing the seed polymer have an average particle size of 50 to 200 nm and a particle size distribution that is unimodal. 前記アニオン性基を中和するためのアルカリが、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル又は(メタ)アクリル酸ジエチルアミノエチルの少なくともいずれかであり、前記アニオン性基の一部又は全部を中和する請求項5又は6に記載のポリマー水分散体の製造方法。   The alkali for neutralizing the anionic group is at least one of dimethylaminoethyl (meth) acrylate and diethylaminoethyl (meth) acrylate, and neutralizes part or all of the anionic group Item 7. A method for producing an aqueous polymer dispersion according to Item 5 or 6. 前記A−Bブロックコポリマー(III)を構成しているAのポリマーブロックの形成成分であるメタクリル酸系モノマーが、メタクリル酸ベンジル又はメタクリル酸シクロヘキシルの少なくともいずれかを含む請求項5〜7のいずれか1項に記載のポリマー水分散体の製造方法。   The methacrylic acid monomer, which is a component for forming the polymer block of A constituting the AB block copolymer (III), contains at least one of benzyl methacrylate or cyclohexyl methacrylate. A method for producing a polymer aqueous dispersion according to item 1. 前記A−Bブロックコポリマー(III)として、重合開始化合物を使用するリビングラジカル重合を利用して得られたものを使用する、請求項5〜8のいずれか1項に記載のポリマー水分散体の製造方法。   The polymer aqueous dispersion according to any one of claims 5 to 8, wherein the AB block copolymer (III) is obtained by using living radical polymerization using a polymerization initiating compound. Production method. 前記ウレタンポリマー(I)として、イソシアネート成分と、ポリオール成分及び/又はポリマーポリオール成分と、ジメチロールアルカン酸成分と、必要に応じて鎖延長剤としてジアミン成分とを反応して得られた、該ポリマーの酸価が10〜100mgKOH/gであって、且つ、前記ポリマーポリオール成分として、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリシロキサンポリオール及びポリビニルポリオールからなる群から選択されたいずれか1種以上を使用して形成したものを用いる請求項5〜9のいずれか1項に記載のポリマー水分散体の製造方法。   As the urethane polymer (I), the polymer obtained by reacting an isocyanate component, a polyol component and / or a polymer polyol component, a dimethylolalkanoic acid component, and, if necessary, a diamine component as a chain extender. And the polymer polyol component is any one or more selected from the group consisting of polyether polyols, polycarbonate polyols, polysiloxane polyols, and polyvinyl polyols. The method for producing a polymer aqueous dispersion according to any one of claims 5 to 9, wherein the formed polymer is used. 少なくとも、顔料、顔料分散剤、有機溶媒、水及びバインダー成分を含んでなり、該バインダー成分が、請求項1〜4のいずれか1項に記載のポリマー水分散体であることを特徴とする水性顔料分散液。   An aqueous solution comprising at least a pigment, a pigment dispersant, an organic solvent, water, and a binder component, wherein the binder component is the polymer water dispersion according to any one of claims 1 to 4. Pigment dispersion. 前記顔料分散剤が、請求項1に記載のA−Bブロックコポリマー(III)である請求項11に記載の水性顔料分散液。   The aqueous pigment dispersion according to claim 11, wherein the pigment dispersant is the AB block copolymer (III) according to claim 1. 前記有機溶媒が、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチ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メチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル、3−メトキシ−3−メチル−1−ブタノール及びグリセリンからなる群から選ばれる少なくとも1種である請求項11又は12に記載の水性顔料分散液。   The organic solvent is diethylene glycol monobutyl ether, triethylene glycol monobutyl ether, tetraethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether, tetraethylene glycol dimethyl ether, polyethylene The aqueous pigment dispersion according to claim 11 or 12, which is at least one selected from the group consisting of glycol monomethyl ether, 3-methoxy-3-methyl-1-butanol and glycerin. 前記顔料と、前記バインダー成分であるポリマー水分散体のポリマーの質量比が、顔料100部に対して、50〜300部である請求項11〜13のいずれか1項に記載の水性顔料分散液。   14. The aqueous pigment dispersion according to claim 11, wherein a mass ratio of the pigment and the polymer of the polymer aqueous dispersion that is the binder component is 50 to 300 parts with respect to 100 parts of the pigment. . 請求項1〜4のいずれか1項に記載のポリマー水分散体を含有してなることを特徴とするインクジェット記録用インク。   An ink for ink-jet recording comprising the polymer aqueous dispersion according to any one of claims 1 to 4. 請求項11〜14のいずれか1項に記載の水性顔料分散液を含有してなることを特徴とするインクジェット記録用インク。   An ink for inkjet recording, comprising the aqueous pigment dispersion according to any one of claims 11 to 14.
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