[go: up one dir, main page]

JP2026002493A - Water-based pigment dispersions - Google Patents

Water-based pigment dispersions

Info

Publication number
JP2026002493A
JP2026002493A JP2024100532A JP2024100532A JP2026002493A JP 2026002493 A JP2026002493 A JP 2026002493A JP 2024100532 A JP2024100532 A JP 2024100532A JP 2024100532 A JP2024100532 A JP 2024100532A JP 2026002493 A JP2026002493 A JP 2026002493A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
acrylic resin
water
less
mass
pigment
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2024100532A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
佑樹 尾崎
和真 森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kao Corp
Original Assignee
Kao Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kao Corp filed Critical Kao Corp
Priority to JP2024100532A priority Critical patent/JP2026002493A/en
Publication of JP2026002493A publication Critical patent/JP2026002493A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Ink Jet Recording Methods And Recording Media Thereof (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
  • Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)
  • Ink Jet (AREA)

Abstract

【課題】水系インクに用いた際に、保存安定性及び連続吐出性に優れ、かつ、樹脂フィルムへの印刷物のインク塗膜の基材密着性(耐テープ剥離性)に優れる水系顔料分散体、及び該水系顔料分散体を含有する水系インクに関する。
【解決手段】[1]顔料を含有するアクリル樹脂粒子の水系顔料分散体であり、該顔料を含有するアクリル樹脂粒子が、(メタ)アクリル酸(a-1)由来の構成単位、シクロアルキルアクリレート(a-2)由来の構成単位、及びスチレン(a-3)由来の構成単位を含むアクリル樹脂Aを含み、該アクリル樹脂A中のシクロアルキルアクリレート(a-2)由来の構成単位とスチレン(a-3)由来の構成単位との質量比(a-2)/(a-3)が2.1以上36以下である、水系顔料分散体、及び[2]前記[1]に記載の水系顔料分散体及び水溶性有機溶剤を含有する、水系インク。
【選択図】なし
The present invention relates to an aqueous pigment dispersion that, when used in an aqueous ink, has excellent storage stability and continuous dischargeability, and also has excellent substrate adhesion (tape peel resistance) of the ink coating film of a printed material on a resin film, and to an aqueous ink containing the aqueous pigment dispersion.
[Solution] [1] An aqueous pigment dispersion of acrylic resin particles containing a pigment, wherein the acrylic resin particles containing the pigment contain an acrylic resin A containing structural units derived from (meth)acrylic acid (a-1), structural units derived from a cycloalkyl acrylate (a-2), and structural units derived from a styrene (a-3), and the mass ratio (a-2)/(a-3) of the structural units derived from the cycloalkyl acrylate (a-2) to the structural units derived from the styrene (a-3) in the acrylic resin A is 2.1 or more and 36 or less; and [2] an aqueous ink containing the aqueous pigment dispersion according to [1] above and a water-soluble organic solvent.
[Selection diagram] None

Description

本発明は、水系顔料分散体、及び該水系顔料分散体を含有する水系インクに関する。 The present invention relates to an aqueous pigment dispersion and an aqueous ink containing the aqueous pigment dispersion.

インクジェット記録方式を用いる印刷方法は、微細なノズルからインク液滴を吐出し、直接印刷基材に付着させて、文字や画像が記録された印刷物等を得る方法である。この方式は、フルカラー化が容易でかつ安価であり、普通紙やラベル紙、樹脂フィルム等の様々な印刷基材が使用可能、被印刷基材に対して非接触、という数多くの利点があるため普及が著しい。特に印刷物の耐候性や耐水性の観点から、着色剤に顔料を用いるものが主流となってきている。 Printing methods using inkjet recording eject ink droplets from minute nozzles and deposit them directly onto a printing substrate, producing printed matter with recorded characters and images. This method has become extremely popular due to its many advantages: it is easy to produce full color, is inexpensive, can be used with a variety of printing substrates such as plain paper, label paper, and resin film, and does not come into contact with the substrate. In particular, from the perspective of weather resistance and water resistance of printed matter, the use of pigments as colorants has become mainstream.

特許文献1には、特にインクジェット用インクとして用いた場合に、優れた分散安定性を有し、安定した吐出を行うことのできる顔料分散体、並びにインクジェット用インクを提供することを目的として、特定の構造を有する顔料と、該顔料の分散剤であり、且つ、アニオン性基を有する単量体単位を含有する樹脂と、を含むことを特徴とする顔料分散体が開示されている。 Patent Document 1 discloses a pigment dispersion that contains a pigment having a specific structure and a resin that serves as a dispersant for the pigment and contains monomer units having an anionic group, with the aim of providing a pigment dispersion and inkjet ink that has excellent dispersion stability and enables stable ejection, particularly when used as an inkjet ink.

特開2016-216568号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-216568

ところで、食料品等のパッケージ印刷等の産業印刷市場においては、耐久性の観点から印刷基材として主に樹脂フィルムが用いられている。印刷基材として樹脂フィルムを用いる特有の課題として、得られる印刷物のインク塗膜の基材密着性、特に耐テープ剥離性が挙げられる。印刷物のインク塗膜の耐テープ剥離性が不足する場合、インク塗膜が樹脂フィルムから剥離し易く、印刷物の美粧性及び情報を損なう。そのため、樹脂フィルムへ印刷する際に得られる印刷物のインク塗膜の基材密着性(耐テープ剥離性)の向上が求められている。特に水系インクを用いて樹脂フィルムへ印刷する場合、水系インクにより形成されるインク塗膜が樹脂フィルムに十分に密着する必要がある。
また、食料品等のパッケージ印刷等の産業印刷市場においては、パッケージの生産性の観点から、効率的に印刷が可能なインクが求められており、連続的にインクジェット印刷を行った際に、安定的にインクが吐出されるという、いわゆる連続吐出性が求められている。更に、同様の観点から、インクの保存安定性の更なる向上も求められている。
本発明は、水系インクに用いた際に、保存安定性及び連続吐出性に優れ、かつ、樹脂フィルムへの印刷物のインク塗膜の基材密着性(耐テープ剥離性)に優れる水系顔料分散体、及び該水系顔料分散体を含有する水系インクに関する。
In the industrial printing market, such as packaging printing for food products, resin films are primarily used as printing substrates from the perspective of durability. A particular issue with using resin films as printing substrates is the substrate adhesion, particularly tape peel resistance, of the ink coating film of the resulting printed matter. If the tape peel resistance of the ink coating film of the printed matter is insufficient, the ink coating film is likely to peel off from the resin film, impairing the aesthetic appeal and information of the printed matter. Therefore, there is a demand for improved substrate adhesion (tape peel resistance) of the ink coating film of the printed matter obtained when printing on a resin film. In particular, when printing on a resin film using a water-based ink, the ink coating film formed by the water-based ink needs to adhere sufficiently to the resin film.
Furthermore, in the industrial printing market, such as packaging printing for food products, there is a demand for inks that enable efficient printing from the viewpoint of packaging productivity, and there is a demand for inks that can be stably ejected when inkjet printing is performed continuously, i.e., so-called continuous ejection properties. Furthermore, from the same viewpoint, there is also a demand for further improvement in the storage stability of inks.
The present invention relates to an aqueous pigment dispersion that, when used in an aqueous ink, has excellent storage stability and continuous dischargeability, and also has excellent substrate adhesion (tape peel resistance) of an ink coating film of a printed material on a resin film, and to an aqueous ink containing the aqueous pigment dispersion.

本発明者らは、顔料を含有するアクリル樹脂粒子の水系顔料分散体において、該顔料を含有するアクリル樹脂粒子を構成するアクリル樹脂Aにおけるシクロアルキルアクリレート由来の構成単位とスチレン由来の構成単位との質量比が、特定の範囲内であることにより、上記課題を解決し得ることを見出した。
本発明は、以下の[1]~[2]に関する。
[1] 顔料を含有するアクリル樹脂粒子の水系顔料分散体であり、該顔料を含有するアクリル樹脂粒子が、(メタ)アクリル酸(a-1)由来の構成単位、シクロアルキルアクリレート(a-2)由来の構成単位、及びスチレン(a-3)由来の構成単位を含むアクリル樹脂Aを含み、該アクリル樹脂A中のシクロアルキルアクリレート(a-2)由来の構成単位とスチレン(a-3)由来の構成単位との質量比(a-2)/(a-3)が2.1以上36以下である、水系顔料分散体。
[2] [1]に記載の水系顔料分散体及び水溶性有機溶剤を含有する、水系インク。
The present inventors have found that, in an aqueous pigment dispersion of pigment-containing acrylic resin particles, the above-described problems can be solved by ensuring that the mass ratio of cycloalkyl acrylate-derived structural units to styrene-derived structural units in acrylic resin A constituting the pigment-containing acrylic resin particles is within a specific range.
The present invention relates to the following [1] and [2].
[1] An aqueous pigment dispersion of acrylic resin particles containing a pigment, wherein the acrylic resin particles containing the pigment contain an acrylic resin A containing structural units derived from (meth)acrylic acid (a-1), structural units derived from a cycloalkyl acrylate (a-2), and structural units derived from a styrene (a-3), and the mass ratio (a-2)/(a-3) of the structural units derived from the cycloalkyl acrylate (a-2) to the structural units derived from the styrene (a-3) in the acrylic resin A is 2.1 or more and 36 or less.
[2] A water-based ink containing the water-based pigment dispersion according to [1] and a water-soluble organic solvent.

本発明によれば、水系インクに用いた際に、保存安定性及び連続吐出性に優れ、かつ、樹脂フィルムへの印刷物のインク塗膜の基材密着性(耐テープ剥離性)に優れる水系顔料分散体、及び該水系顔料分散体を含有する水系インクが提供できる。 The present invention provides an aqueous pigment dispersion that, when used in an aqueous ink, has excellent storage stability and continuous dischargeability, and also provides excellent substrate adhesion (tape peel resistance) of the ink coating film of a printed material on a resin film, as well as an aqueous ink containing the aqueous pigment dispersion.

[水系顔料分散体]
本発明の水系顔料分散体は、顔料を含有するアクリル樹脂粒子(以下、「顔料含有アクリル樹脂粒子」ともいう)の水系顔料分散体であり、該顔料を含有するアクリル樹脂粒子が、(メタ)アクリル酸(a-1)由来の構成単位、シクロアルキルアクリレート(a-2)由来の構成単位、及びスチレン(a-3)由来の構成単位を含むアクリル樹脂Aを含み、該アクリル樹脂A中のシクロアルキルアクリレート(a-2)由来の構成単位とスチレン(a-3)由来の構成単位との質量比(a-2)/(a-3)が2.1以上36以下である。
[Water-based pigment dispersion]
The aqueous pigment dispersion of the present invention is an aqueous pigment dispersion of acrylic resin particles containing a pigment (hereinafter also referred to as "pigment-containing acrylic resin particles"). The acrylic resin particles containing the pigment contain an acrylic resin A which contains structural units derived from (meth)acrylic acid (a-1), structural units derived from a cycloalkyl acrylate (a-2), and structural units derived from a styrene (a-3). In the acrylic resin A, the mass ratio (a-2)/(a-3) of the structural units derived from the cycloalkyl acrylate (a-2) to the structural units derived from the styrene (a-3) is 2.1 or more and 36 or less.

本発明において「水系」とは、液体成分において水が質量基準で最大の比率を占めていることを意味する。水としては、脱イオン水、又は蒸留水が好ましく用いられる。
また、本発明において「(メタ)アクリル酸」とは、アクリル酸及び/又はメタクリル酸を示し、「アルキル(メタ)アクリレート」とは、アルキルアクリレート及び/又はアルキルメタクリレートを示す。
本発明に係る印刷基材における「非吸液性」とは、印刷基材と純水との接触時間100m秒における該印刷基材の吸水量が1g/m以下であることを意味する。
本発明に係る印刷基材における「疎水的」とは、表面自由エネルギー(濡れ張力)が、45mN/m以下であることを意味する。印刷基材の表面自由エネルギー(濡れ張力)は、JIS K6768:1999の濡れ張力試験法に準拠した方法で、濡れ張力試験用混合液(富士フイルム和光純薬株式会社製)を用いて測定される。
本発明における「基材密着性」とは、疎水的かつ非吸液の樹脂フィルムへの印刷に用いる際に得られる印刷物のインク塗膜の耐テープ剥離性を意味し、単に「基材密着性」と称することがある。
In the present invention, the term "aqueous system" means that water accounts for the largest proportion by mass of the liquid components. As the water, deionized water or distilled water is preferably used.
In the present invention, the term "(meth)acrylic acid" refers to acrylic acid and/or methacrylic acid, and the term "alkyl (meth)acrylate" refers to alkyl acrylate and/or alkyl methacrylate.
The term "liquid-non-absorbent" in the context of the printing substrate of the present invention means that the amount of water absorbed by the printing substrate when the printing substrate is in contact with pure water for 100 ms is 1 g/m 2 or less.
The term "hydrophobic" in the context of the printing substrate according to the present invention means that the surface free energy (wetting tension) is 45 mN/m or less. The surface free energy (wetting tension) of the printing substrate is measured using a wetting tension test mixture (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) in accordance with the wetting tension test method of JIS K6768:1999.
In the present invention, "adhesion to substrate" means the tape peel resistance of the ink coating film of the printed matter obtained when used for printing on a hydrophobic, non-liquid-absorbing resin film, and may be simply referred to as "adhesion to substrate."

本発明の水系顔料分散体は、水系インクに用いた際に、保存安定性及び連続吐出性に優れ、かつ、樹脂フィルムへの印刷物のインク塗膜の基材密着性(耐テープ剥離性)に優れる。その理由は必ずしも明らかではないが、以下のように考えられる。
本発明において、顔料含有アクリル樹脂粒子に含まれるアクリル樹脂Aは、(メタ)アクリル酸(a-1)由来の構成単位、シクロアルキルアクリレート(a-2)由来の構成単位、及びスチレン(a-3)由来の構成単位を含む。
アクリル樹脂Aにおいて、(メタ)アクリル酸(a-1)の構成単位は、水系媒体中への分散基として機能する。また、アクリル樹脂Aにおいて、スチレン(a-3)由来の構成単位は疎水性が高いことから、アクリル樹脂Aが顔料表面に強く吸着することができるため、アクリル樹脂Aが顔料から脱離することを抑制する。このため、本発明における顔料含有アクリル樹脂粒子は、該アクリル樹脂Aが含まれるため、水系顔料分散体中に分散することが可能となる。
ここで、アクリル樹脂A中のスチレン(a-3)由来の構成単位の比率が高いと、ノズルやプリントヘッド内にてインクが乾燥して濃縮された際、スチレン(a-3)由来の構成単位を起点として顔料含有アクリル樹脂粒子同士が強く凝集してしまうことから、プリントヘッドにインクを再充填しても、凝集物が再分散されないため、連続吐出性が低下する場合があった。
本発明の水系顔料分散体は、アクリル樹脂A中のシクロアルキルアクリレート(a-2)由来の構成単位とスチレン(a-3)由来の構成単位との質量比が特定の範囲である。
シクロアルキルアクリレート(a-2)由来の構成単位はアクリル樹脂の主鎖にメチル基を有さないため、運動性が高い。シクロアルキルエステル部位は、かさ高く、また、芳香環のようなπ-πスタッキング性を有さないため、堅牢な凝集物の生成が抑制され、連続吐出時に再び水系インク(水)が供給されると、凝集物が容易に再分散される。これにより、水系インクの保存安定性と及び連続吐出性を共に高めることができると考えられる。
また、シクロアルキルアクリレート(a-2)由来の構成単位のシクロアルキルエステル部位は、疎水性が高いため、印刷基材として用いる樹脂フィルムに対し親和性が高く、本発明の水系顔料分散体を水系インクとして適用することで、顔料含有アクリル樹脂粒子の樹脂フィルムに対する濡れ性が向上する。そして、樹脂フィルムとシクロアルキルアクリレート(a-2)由来の構成単位を含むアクリル樹脂Aの主鎖との間でファンデルワールス相互作用を効率的に発現できるため、樹脂フィルムに対するインク塗膜の基材密着性が向上すると考えられる。
The aqueous pigment dispersion of the present invention, when used in an aqueous ink, is excellent in storage stability and continuous dischargeability, and also in substrate adhesion (tape peel resistance) of the ink coating film of a printed material on a resin film. The reasons for this are not necessarily clear, but are thought to be as follows.
In the present invention, the acrylic resin A contained in the pigment-containing acrylic resin particles contains a structural unit derived from (meth)acrylic acid (a-1), a structural unit derived from a cycloalkyl acrylate (a-2), and a structural unit derived from styrene (a-3).
In the acrylic resin A, the structural unit of (meth)acrylic acid (a-1) functions as a dispersing group in an aqueous medium. In addition, in the acrylic resin A, the structural unit derived from styrene (a-3) is highly hydrophobic, and therefore the acrylic resin A can be strongly adsorbed to the pigment surface, thereby preventing the acrylic resin A from being detached from the pigment. Therefore, the pigment-containing acrylic resin particles of the present invention contain the acrylic resin A, and therefore can be dispersed in an aqueous pigment dispersion.
Here, if the ratio of the structural unit derived from styrene (a-3) in the acrylic resin A is high, when the ink dries and concentrates inside the nozzle or print head, the pigment-containing acrylic resin particles strongly aggregate with each other, originating from the structural unit derived from styrene (a-3). Therefore, even if the print head is refilled with the ink, the aggregates are not redispersed, which may result in a decrease in continuous ejection properties.
In the water-based pigment dispersion of the present invention, the mass ratio of the structural units derived from the cycloalkyl acrylate (a-2) to the structural units derived from the styrene (a-3) in the acrylic resin A is within a specific range.
The structural unit derived from cycloalkyl acrylate (a-2) has high mobility because it does not have a methyl group in the main chain of the acrylic resin. The cycloalkyl ester moiety is bulky and does not have the π-π stacking property of aromatic rings, so the formation of robust aggregates is suppressed, and when water-based ink (water) is supplied again during continuous ejection, the aggregates are easily redispersed. This is thought to improve both the storage stability and continuous ejection properties of the water-based ink.
Furthermore, the cycloalkyl ester moiety of the structural unit derived from the cycloalkyl acrylate (a-2) is highly hydrophobic and therefore has a high affinity for the resin film used as the printing substrate, and by using the aqueous pigment dispersion of the present invention as an aqueous ink, the wettability of the pigment-containing acrylic resin particles to the resin film is improved. Furthermore, van der Waals interactions can be efficiently expressed between the resin film and the main chain of the acrylic resin A containing the structural unit derived from the cycloalkyl acrylate (a-2), which is thought to improve the substrate adhesion of the ink coating to the resin film.

<顔料を含有するアクリル樹脂粒子>
本発明の水系インク中の顔料含有アクリル樹脂粒子の形態としては、アクリル樹脂Aが顔料を内包(カプセル化)した形態、アクリル樹脂A中に顔料が均一に分散された形態、アクリル樹脂Aの粒子の表面から顔料が露出した形態、アクリル樹脂Aが顔料に吸着している形態、及びこれらの混合物等が含まれる。
<Pigment-containing acrylic resin particles>
The form of the pigment-containing acrylic resin particles in the water-based ink of the present invention includes a form in which the pigment is encapsulated by the acrylic resin A, a form in which the pigment is uniformly dispersed in the acrylic resin A, a form in which the pigment is exposed on the surface of the acrylic resin A particles, a form in which the acrylic resin A is adsorbed to the pigment, and mixtures of these.

(顔料)
本発明に係る顔料含有アクリル樹脂粒子を構成する顔料は、無機顔料及び有機顔料のいずれであってもよい。
無機顔料としては、例えば、カーボンブラック、金属酸化物が挙げられ、黒色インクにおいては、カーボンブラックが好ましい。カーボンブラックとしては、例えば、ファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラックが挙げられる。白色インクにおいては、二酸化チタン、酸化亜鉛、シリカ、アルミナ、酸化マグネシウム等の金属酸化物などが挙げられる。
有機顔料としては、例えば、アゾ顔料、ジアゾ顔料、フタロシアニン顔料、キナクリドン顔料、イソインドリノン顔料、ジオキサジン顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料、チオインジゴ顔料、アントラキノン顔料、キノフタロン顔料が挙げられる。
無彩色インクにおいては、ホワイト、ブラック、グレー等の無彩色顔料、有彩色インクにおいては、イエロー、マゼンタ、シアン、レッド、ブルー、オレンジ、グリーン等の有彩色顔料をいずれも用いることができる。
前記顔料は単独で又は2種以上を混合して用いることができる。
(Pigment)
The pigment constituting the pigment-containing acrylic resin particles according to the present invention may be either an inorganic pigment or an organic pigment.
Examples of inorganic pigments include carbon black and metal oxides, and carbon black is preferred for black inks. Examples of carbon black include furnace black, lamp black, acetylene black, and channel black. Examples of inorganic pigments for white inks include titanium dioxide, zinc oxide, silica, alumina, magnesium oxide, and other metal oxides.
Examples of organic pigments include azo pigments, diazo pigments, phthalocyanine pigments, quinacridone pigments, isoindolinone pigments, dioxazine pigments, perylene pigments, perinone pigments, thioindigo pigments, anthraquinone pigments, and quinophthalone pigments.
In the achromatic ink, achromatic pigments such as white, black, and gray can be used, while in the chromatic ink, chromatic pigments such as yellow, magenta, cyan, red, blue, orange, and green can be used.
The pigments may be used alone or in combination of two or more.

(アクリル樹脂A)
顔料含有アクリル樹脂粒子を構成するアクリル樹脂Aは、(メタ)アクリル酸(a-1)由来の構成単位、シクロアルキルアクリレート(a-2)由来の構成単位、及びスチレン(a-3)由来の構成単位を含むアクリル樹脂Aを含み、該アクリル樹脂A中のシクロアルキルアクリレート(a-2)由来の構成単位とスチレン(a-3)由来の構成単位との質量比(a-2)/(a-3)が2.1以上36以下である。アクリル樹脂Aが前記構成を有するため、本発明の水系顔料分散体は、水系インクとして用いた際に、保存安定性及び連続吐出性に優れ、印刷塗膜の基材密着性に優れる。
(Acrylic Resin A)
The acrylic resin A constituting the pigment-containing acrylic resin particles contains an acrylic resin A containing structural units derived from (meth)acrylic acid (a-1), structural units derived from a cycloalkyl acrylate (a-2), and structural units derived from a styrene (a-3), and the mass ratio (a-2)/(a-3) of the structural units derived from the cycloalkyl acrylate (a-2) to the structural units derived from the styrene (a-3) in the acrylic resin A is 2.1 or more and 36 or less. Because the acrylic resin A has the above-described structure, the aqueous pigment dispersion of the present invention, when used as an aqueous ink, exhibits excellent storage stability and continuous dischargeability, and exhibits excellent substrate adhesion of the printed coating film.

〔(メタ)アクリル酸(a-1)〕
(メタ)アクリル酸(a-1)は、保存安定性、連続吐出性及び基材密着性を向上させる観点から、アクリル酸及びメタクリル酸からなる群から選ばれる少なくとも1種であり、好ましくはアクリル酸である。
[(Meth)acrylic acid (a-1)]
The (meth)acrylic acid (a-1) is at least one selected from the group consisting of acrylic acid and methacrylic acid, preferably acrylic acid, from the viewpoint of improving storage stability, continuous dischargeability, and substrate adhesion.

〔シクロアルキルアクリレート(a-2)〕
シクロアルキルアクリレート(a-2)のシクロアルキル基の炭素数は、顔料の分散安定性を向上させて、保存安定性及び連続吐出性を向上させる観点、並びに基材密着性を向上させる観点から、好ましくは4以上、より好ましくは5以上であり、そして、好ましくは12以下、より好ましくは8以下、更に好ましくは7以下である。
シクロアルキルアクリレート(a-2)としては、顔料の分散安定性を向上させて、保存安定性及び連続吐出性を向上させる観点、並びに基材密着性を向上させる観点から、好ましくはシクロペンチルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、及びシクロヘプチルアクリレートからなる群から選ばれる1種以上であり、より好ましくはシクロヘキシルアクリレートである。
[Cycloalkyl acrylate (a-2)]
The number of carbon atoms in the cycloalkyl group of the cycloalkyl acrylate (a-2) is preferably 4 or more, more preferably 5 or more, from the viewpoint of improving the dispersion stability of the pigment, and thereby improving storage stability and continuous dischargeability, as well as improving adhesion to a substrate, and is preferably 12 or less, more preferably 8 or less, and even more preferably 7 or less.
The cycloalkyl acrylate (a-2) is preferably at least one selected from the group consisting of cyclopentyl acrylate, cyclohexyl acrylate, and cycloheptyl acrylate, and more preferably cyclohexyl acrylate, from the viewpoint of improving the dispersion stability of the pigment, thereby improving storage stability and continuous dischargeability, and improving adhesion to the substrate.

〔スチレン(a-3)〕
本発明の水系顔料分散体において、アクリル樹脂Aは、スチレン(a-3)由来の構成単位を有する。スチレン(a-3)由来の構成単位を有することで、保存安定性が向上される。
[Styrene (a-3)]
In the water-based pigment dispersion of the present invention, the acrylic resin A has a structural unit derived from styrene (a-3). By having a structural unit derived from styrene (a-3), storage stability is improved.

アクリル樹脂Aは、本発明の効果を阻害しない範囲で、前記モノマー(a-1)~(a-3)以外の他のモノマー由来の構成単位を有してもよい。他のモノマーとしては、前記モノマー(a-1)~(a-3)以外のイオン性モノマー、芳香族基を有する疎水性モノマー、ノニオン性モノマー等が挙げられる。 Acrylic resin A may contain structural units derived from monomers other than the monomers (a-1) to (a-3) described above, as long as the effects of the present invention are not impaired. Examples of other monomers include ionic monomers other than the monomers (a-1) to (a-3), hydrophobic monomers having aromatic groups, and nonionic monomers.

アクリル樹脂Aは、必要に応じ、架橋されていてもよい。すなわち、アクリル樹脂Aは、架橋構造を有していてもよい。
アクリル樹脂Aが架橋構造を有する場合、架橋構造を有するアクリル樹脂Aは、前記モノマー(a-1)由来の構成単位、前記モノマー(a-2)由来の構成単位、前記モノマー(a-3)由来の構成単位、及び架橋剤由来の構成単位を有することが好ましい。
The acrylic resin A may be crosslinked as needed, that is, the acrylic resin A may have a crosslinked structure.
When the acrylic resin A has a crosslinked structure, the acrylic resin A having a crosslinked structure preferably has a structural unit derived from the monomer (a-1), a structural unit derived from the monomer (a-2), a structural unit derived from the monomer (a-3), and a structural unit derived from a crosslinking agent.

アクリル樹脂Aが架橋構造を有する場合、架橋剤としては、多官能エポキシ架橋剤が好ましい。
多官能エポキシ架橋剤としては、顔料の分散安定性を向上させて、保存安定性及び連続吐出性をより向上させる観点から、好ましくは炭素数3以上8以下の炭化水素基を有する多価アルコールのポリグリシジルエーテル化合物である。
When the acrylic resin A has a crosslinked structure, the crosslinking agent is preferably a polyfunctional epoxy crosslinking agent.
The polyfunctional epoxy crosslinking agent is preferably a polyglycidyl ether compound of a polyhydric alcohol having a hydrocarbon group having from 3 to 8 carbon atoms, from the viewpoint of improving the dispersion stability of the pigment and further improving storage stability and continuous dischargeability.

架橋剤の分子量は、水系媒体中で効率よく架橋反応させる観点から、好ましくは120以上、より好ましくは150以上であり、そして、好ましくは2,000以下、より好ましくは1,500以下、更に好ましくは500以下である。 From the viewpoint of efficient crosslinking reaction in an aqueous medium, the molecular weight of the crosslinking agent is preferably 120 or more, more preferably 150 or more, and preferably 2,000 or less, more preferably 1,500 or less, and even more preferably 500 or less.

架橋剤のエポキシ当量(g/eq.)は、好ましくは90以上、より好ましくは100以上であり、そして、好ましくは300以下、より好ましくは200以下である。 The epoxy equivalent weight (g/eq.) of the crosslinker is preferably 90 or more, more preferably 100 or more, and preferably 300 or less, more preferably 200 or less.

架橋剤の水溶率は、水系媒体中で効率よく架橋反応させる観点から、好ましくは50質量%以下、より好ましくは40質量%以下、更に好ましくは35質量%以下である。ここで、水溶率とは、25℃の水90質量部に架橋剤10質量部を溶解したときの溶解率(質量%)をいう。 From the viewpoint of efficient crosslinking reaction in an aqueous medium, the water solubility of the crosslinking agent is preferably 50% by mass or less, more preferably 40% by mass or less, and even more preferably 35% by mass or less. Here, the water solubility refers to the solubility (% by mass) when 10 parts by mass of the crosslinking agent is dissolved in 90 parts by mass of water at 25°C.

架橋剤の好適例としては、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、及び1,4-シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテルからなる群から選ばれる1種以上のポリグリシジルエーテルが好ましく挙げられ、より好ましくはトリメチロールプロパンポリグリシジルエーテルである。 Preferred examples of crosslinking agents include one or more polyglycidyl ethers selected from the group consisting of trimethylolpropane polyglycidyl ether, 1,6-hexanediol diglycidyl ether, and 1,4-cyclohexanedimethanol diglycidyl ether, with trimethylolpropane polyglycidyl ether being more preferred.

アクリル樹脂Aが架橋構造を有する場合、架橋構造を有するアクリル樹脂Aの架橋率は、顔料の分散安定性を向上させて、保存安定性及び連続吐出性をより向上させる観点から、架橋前のアクリル樹脂Aのカルボキシ基のモル当量数に対する架橋剤のエポキシ基のモル当量数の比率で、好ましくは5モル%以上、より好ましくは10モル%以上、更に好ましくは15モル%以上であり、そして、前記と同様の観点から、好ましくは60モル%以下、より好ましくは55モル%以下、更に好ましくは50モル%以下である。 When acrylic resin A has a crosslinked structure, the crosslinking rate of acrylic resin A having a crosslinked structure, expressed as the ratio of the molar equivalents of epoxy groups in the crosslinking agent to the molar equivalents of carboxy groups in acrylic resin A before crosslinking, is preferably 5 mol% or more, more preferably 10 mol% or more, and even more preferably 15 mol% or more, from the viewpoints of improving the dispersion stability of the pigment and further improving storage stability and continuous dischargeability. From the same viewpoints as above, the crosslinking rate is preferably 60 mol% or less, more preferably 55 mol% or less, and even more preferably 50 mol% or less.

(アクリル樹脂A中における、各構成単位の含有量)
アクリル樹脂Aを構成する原料モノマー中の(メタ)アクリル酸(a-1)の含有量又はアクリル樹脂Aの全構成単位中における(メタ)アクリル酸(a-1)由来の構成単位の含有量は、保存安定性、連続吐出性及び基材密着性を向上させる観点から、好ましくは15質量%以上、より好ましくは18質量%以上、更に好ましくは20質量%以上、より更に好ましくは23質量%以上であり、そして、好ましくは35質量%以下、より好ましくは32質量%以下、更に好ましくは30質量%以下、より更に好ましくは28質量%以下である。
(Content of each structural unit in acrylic resin A)
The content of (meth)acrylic acid (a-1) in the raw material monomers constituting the acrylic resin A, or the content of structural units derived from (meth)acrylic acid (a-1) in all structural units of the acrylic resin A, is, from the viewpoint of improving storage stability, continuous dischargeability, and substrate adhesion, preferably 15% by mass or more, more preferably 18% by mass or more, even more preferably 20% by mass or more, still more preferably 23% by mass or more, and is preferably 35% by mass or less, more preferably 32% by mass or less, even more preferably 30% by mass or less, and still more preferably 28% by mass or less.

アクリル樹脂Aを構成する原料モノマー中のシクロアルキルアクリレート(a-2)の含有量、又はアクリル樹脂Aの全構成単位中におけるシクロアルキルアクリレート(a-2)由来の構成単位の含有量は、保存安定性、連続吐出性及び基材密着性を向上させる観点から、好ましくは20質量%以上、より好ましくは40質量%以上、更に好ましくは50質量%以上より更に好ましくは55質量%以上であり、そして、好ましくは80質量%以下より好ましくは75質量%以下、更に好ましくは70質量%以下、より更に好ましくは65質量%以下である。 From the viewpoint of improving storage stability, continuous dischargeability, and substrate adhesion, the content of cycloalkyl acrylate (a-2) in the raw material monomers constituting acrylic resin A, or the content of structural units derived from cycloalkyl acrylate (a-2) in all structural units of acrylic resin A, is preferably 20% by mass or more, more preferably 40% by mass or more, even more preferably 50% by mass or more, and even more preferably 55% by mass or more, and is preferably 80% by mass or less, more preferably 75% by mass or less, even more preferably 70% by mass or less, and even more preferably 65% by mass or less.

アクリル樹脂Aを構成する原料モノマー中のスチレン(a-3)の含有量、又はアクリル樹脂Aの全構成単位中におけるスチレン(a-3)由来の構成単位の含有量は、保存安定性、連続吐出性及び基材密着性を向上させる観点から、好ましくは2質量%以上、より好ましくは4質量%以上、更に好ましくは6質量%以上、より更に好ましくは10質量%以上であり、そして、好ましくは24質量%以下、より好ましくは22質量%以下、更に好ましくは18質量%以下、より更に好ましくは15質量%以下である。 From the viewpoint of improving storage stability, continuous dischargeability, and substrate adhesion, the content of styrene (a-3) in the raw material monomers constituting acrylic resin A, or the content of structural units derived from styrene (a-3) in all structural units of acrylic resin A, is preferably 2% by mass or more, more preferably 4% by mass or more, even more preferably 6% by mass or more, still more preferably 10% by mass or more, and is preferably 24% by mass or less, more preferably 22% by mass or less, even more preferably 18% by mass or less, and still more preferably 15% by mass or less.

アクリル樹脂Aを構成する原料モノマー中の(メタ)アクリル酸(a-1)の含有量とシクロアルキルアクリレート(a-2)の含有量との質量比、又はアクリル樹脂A中の(メタ)アクリル酸(a-1)由来の構成単位の含有量とシクロアルキルアクリレート(a-2)由来の構成単位の含有量との質量比(a-1)/(a-2)は、保存安定性、連続吐出性及び基材密着性を向上させる観点から、好ましくは0.2以上、より好ましくは0.25以上、更に好ましくは0.3以上であり、そして、好ましくは1.5以下、より好ましくは1.0以下、更に好ましくは0.75以下、より更に好ましくは0.5以下である。 The mass ratio of the content of (meth)acrylic acid (a-1) to the content of cycloalkyl acrylate (a-2) in the raw material monomers constituting acrylic resin A, or the mass ratio (a-1)/(a-2) of the content of structural units derived from (meth)acrylic acid (a-1) to the content of structural units derived from cycloalkyl acrylate (a-2) in acrylic resin A, is preferably 0.2 or more, more preferably 0.25 or more, even more preferably 0.3 or more, from the viewpoint of improving storage stability, continuous dischargeability, and substrate adhesion, and is preferably 1.5 or less, more preferably 1.0 or less, even more preferably 0.75 or less, and even more preferably 0.5 or less.

アクリル樹脂Aを構成する原料モノマー中の(メタ)アクリル酸(a-1)の含有量とスチレン(a-3)の含有量との質量比、又はアクリル樹脂A中の(メタ)アクリル酸(a-1)由来の構成単位の含有量とスチレン(a-3)由来の構成単位の含有量との質量比(a-1)/(a-3)は、保存安定性、連続吐出性及び基材密着性を向上させる観点から、好ましくは0.65以上、より好ましくは1.0以上、更に好ましくは1.2以上、より更に好ましくは1.5以上であり、そして、好ましくは15以下、より好ましくは10以下、更に好ましくは6.0以下、より更に好ましくは3.0以下である。 The mass ratio of the content of (meth)acrylic acid (a-1) to the content of styrene (a-3) in the raw material monomers constituting acrylic resin A, or the mass ratio (a-1)/(a-3) of the content of structural units derived from (meth)acrylic acid (a-1) to the content of structural units derived from styrene (a-3) in acrylic resin A, is preferably 0.65 or more, more preferably 1.0 or more, even more preferably 1.2 or more, still more preferably 1.5 or more, from the viewpoint of improving storage stability, continuous dischargeability, and substrate adhesion, and is preferably 15 or less, more preferably 10 or less, even more preferably 6.0 or less, and still more preferably 3.0 or less.

アクリル樹脂Aを構成する原料モノマー中のシクロアルキルアクリレート(a-2)の含有量とスチレン(a-3)の含有量との質量比、又はアクリル樹脂A中のシクロアルキルアクリレート(a-2)由来の構成単位の含有量とスチレン(a-3)由来の構成単位の含有量との質量比(a-2)/(a-3)は、保存安定性、連続吐出性及び基材密着性を向上させる観点から、2.1以上であり、好ましくは2.5以上、より好ましくは3.0以上、更に好ましくは4.0以上、より更に好ましくは5.0以上であり、そして、36以下であり、好ましくは25以下であり、より好ましくは15以下、更に好ましくは10以下、より更に好ましくは6.0以下である。 The mass ratio of the content of cycloalkyl acrylate (a-2) to the content of styrene (a-3) in the raw material monomers constituting acrylic resin A, or the mass ratio (a-2)/(a-3) of the content of structural units derived from cycloalkyl acrylate (a-2) to the content of structural units derived from styrene (a-3) in acrylic resin A, is 2.1 or more, preferably 2.5 or more, more preferably 3.0 or more, even more preferably 4.0 or more, still more preferably 5.0 or more, and is 36 or less, preferably 25 or less, more preferably 15 or less, even more preferably 10 or less, and still more preferably 6.0 or less, from the viewpoint of improving storage stability, continuous dischargeability, and substrate adhesion.

(アクリル樹脂Aの物性)
アクリル樹脂Aの酸価は、保存安定性、連続吐出性及び基材密着性を向上させる観点から、好ましくは50mgKOH/g以上、より好ましくは100mgKOH/g以上、更に好ましくは150mgKOH/g以上であり、そして、好ましくは300mgKOH/g以下、より好ましくは260mgKOH/g以下、更に好ましくは230mgKOH/g以下である。
アクリル樹脂Aの酸価は、実施例に記載の方法により測定される。
(Physical properties of acrylic resin A)
From the viewpoint of improving storage stability, continuous dischargeability, and substrate adhesion, the acid value of the acrylic resin A is preferably 50 mgKOH/g or more, more preferably 100 mgKOH/g or more, even more preferably 150 mgKOH/g or more, and is preferably 300 mgKOH/g or less, more preferably 260 mgKOH/g or less, even more preferably 230 mgKOH/g or less.
The acid value of the acrylic resin A is measured by the method described in the examples.

アクリル樹脂Aの重量平均分子量は、保存安定性、連続吐出性及び基材密着性を向上させる観点から、好ましくは5,000以上、より好ましくは10,000以上であり、そして、好ましくは100,000以下、より好ましくは50,000以下、更に好ましくは25,000以下である。
アクリル樹脂Aの重量平均分子量は、実施例に記載の方法により測定される。
The weight average molecular weight of the acrylic resin A is preferably 5,000 or more, more preferably 10,000 or more, and is preferably 100,000 or less, more preferably 50,000 or less, and even more preferably 25,000 or less, from the viewpoint of improving storage stability, continuous dischargeability, and substrate adhesion.
The weight average molecular weight of the acrylic resin A is measured by the method described in the examples.

(アクリル樹脂Aの製造)
アクリル樹脂Aは、前記モノマー(a-1)~(a-3)等を含む原料モノマーを公知の重合法等により共重合させることにより製造できる。
(Production of acrylic resin A)
The acrylic resin A can be produced by copolymerizing raw material monomers including the above-mentioned monomers (a-1) to (a-3) by a known polymerization method.

(中和剤)
アクリル樹脂Aの酸基は、中和剤により中和されてもよい。これにより、中和後に発現する該酸基の電荷反発力が大きくなり、本発明の水系分散体中の顔料含有アクリル樹脂粒子の凝集が抑制され分散安定性がより向上し、保存安定性及び連続吐出性がより向上すると考えられる。
中和する場合は、pHが7以上11以下になるように中和することが好ましい。
(Neutralizing agent)
The acid groups of the acrylic resin A may be neutralized with a neutralizing agent. This increases the charge repulsion force of the acid groups that occurs after neutralization, which is thought to suppress aggregation of the pigment-containing acrylic resin particles in the aqueous dispersion of the present invention, further improving dispersion stability, storage stability, and continuous dischargeability.
In the case of neutralization, it is preferable to neutralize so that the pH is 7 or more and 11 or less.

中和剤としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物;アンモニア;有機アミン等の塩基が挙げられる。これらの中でも、好ましくは水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、及び有機アミンからなる群から選ばれる1種以上であり、より好ましくは水酸化ナトリウムである。
中和剤として用いる有機アミンの好適な例としては、例えば、アルキルアミン、アルカノールアミン、アミノアルカンジオール、アルコキシアミン、複素環式アミンが挙げられる。これらの中でも、アルカノールアミンがより好ましい。
アルカノールアミンとしては、トリエタノールアミン、N-メチルジエタノールアミン、N-エチルジエタノールアミン、N,N-ジメチルエタノールアミン、及びN,N-ジエチルエタノールアミンからなる群から選ばれる1種以上が好ましく挙げられ、トリエタノールアミン及びN,N-ジメチルエタノールアミンからなる群から選ばれる1種以上がより好ましい。
Examples of the neutralizing agent include alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide, ammonia, and bases such as organic amines. Among these, preferred is one or more selected from the group consisting of sodium hydroxide, potassium hydroxide, and organic amines, and more preferred is sodium hydroxide.
Suitable examples of organic amines used as neutralizing agents include alkylamines, alkanolamines, aminoalkanediols, alkoxyamines, and heterocyclic amines. Among these, alkanolamines are more preferred.
The alkanolamine is preferably at least one selected from the group consisting of triethanolamine, N-methyldiethanolamine, N-ethyldiethanolamine, N,N-dimethylethanolamine, and N,N-diethylethanolamine, and more preferably at least one selected from the group consisting of triethanolamine and N,N-dimethylethanolamine.

アクリル樹脂Aの酸基の中和度は、連続吐出性を向上させる観点から、好ましくは20モル%以上、より好ましくは30モル%以上であり、そして、好ましくは100モル%以下、より好ましくは90モル%以下である。
ここで中和度は、アクリル樹脂Aの酸基に対する中和剤の使用当量として下記式(1)によって求めることができる。中和剤の使用当量が100モル%以下の場合、中和度と同義である。中和剤の使用当量が100モル%を超える場合には、中和剤がアクリル樹脂Aのカルボキシ基に対して過剰であることを意味し、この時のアクリル樹脂Aの中和度は100モル%とみなす。
中和剤の使用当量(モル%)=〔{中和剤の添加質量(g)/中和剤の当量}/[{アクリル樹脂Aの酸価(mgKOH/g)×アクリル樹脂Aの質量(g)}/(56×1000)]〕×100 (1)
From the viewpoint of improving continuous dischargeability, the degree of neutralization of the acid groups of the acrylic resin A is preferably 20 mol % or more, more preferably 30 mol % or more, and is preferably 100 mol % or less, more preferably 90 mol % or less.
Here, the degree of neutralization can be calculated by the following formula (1) as the equivalent amount of neutralizer used relative to the acid groups of acrylic resin A. When the equivalent amount of neutralizer used is 100 mol% or less, it is synonymous with the degree of neutralization. When the equivalent amount of neutralizer used exceeds 100 mol%, it means that the neutralizer is in excess relative to the carboxy groups of acrylic resin A, and in this case, the degree of neutralization of acrylic resin A is considered to be 100 mol%.
Equivalent amount of neutralizing agent used (mol %)=[{weight (g) of neutralizing agent added/equivalent amount of neutralizing agent}/[{acid value of acrylic resin A (mg KOH/g) × weight (g) of acrylic resin A}/(56 × 1000)]] × 100 (1)

<水系顔料分散体の製造方法>
本発明の水系顔料分散体は、下記の工程1及び2を含む方法により、効率的に製造できる。
工程1:顔料、アクリル樹脂A、有機溶媒、及び水を含む顔料混合物を分散処理して顔料分散液を得る工程
工程2:工程1で得られた顔料分散液から有機溶媒を除去し、顔料を含有するアクリル樹脂粒子の水系顔料分散体を得る工程
<Method for producing water-based pigment dispersion>
The water-based pigment dispersion of the present invention can be efficiently produced by a method including the following steps 1 and 2.
Step 1: A step of dispersing a pigment mixture containing a pigment, acrylic resin A, an organic solvent, and water to obtain a pigment dispersion. Step 2: A step of removing the organic solvent from the pigment dispersion obtained in Step 1 to obtain an aqueous pigment dispersion of acrylic resin particles containing the pigment.

また、アクリル樹脂Aが架橋構造を有する場合、本発明において、水系顔料分散体の製造方法は、工程2の後に、更に下記の工程3を含むことが好ましい。
工程3:工程2で得られた水系顔料分散体に多官能エポキシ架橋剤を添加し、アクリル樹脂Aを多官能エポキシ架橋剤により架橋させる工程
Furthermore, when the acrylic resin A has a crosslinked structure, the method for producing the water-based pigment dispersion in the present invention preferably further includes the following step 3 after step 2.
Step 3: A step of adding a polyfunctional epoxy crosslinking agent to the aqueous pigment dispersion obtained in Step 2, and crosslinking the acrylic resin A with the polyfunctional epoxy crosslinking agent.

(工程1)
工程1における顔料混合物は、アクリル樹脂Aを有機溶媒に溶解させて得られたアクリル樹脂Aの有機溶媒溶液に、顔料、水、及び必要に応じて中和剤、界面活性剤等を加えて混合する方法により得ることが好ましい。
工程1で用いる有機溶媒に制限はないが、ケトン類、エーテル類、エステル類、炭素数1以上3以下の脂肪族アルコール等が好ましく、顔料への濡れ性、水分散性ポリマーの顔料への吸着性を向上させる観点から、炭素数4以上8以下のケトンがより好ましく、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンが更に好ましく、メチルエチルケトンがより更に好ましい。アクリル樹脂Aを溶液重合法で合成した場合には、重合で用いた溶媒をそのまま用いてもよい。
また、アクリル樹脂Aは、予め中和剤で中和してなるものであってもよい。
また、工程1において界面活性剤を用いる場合は、後述の本発明の水系インクで用いる界面活性剤と同様のものが挙げられる。
(Step 1)
The pigment mixture in step 1 is preferably obtained by a method in which a pigment, water, and, if necessary, a neutralizing agent, a surfactant, and the like are added to an organic solvent solution of acrylic resin A obtained by dissolving acrylic resin A in an organic solvent, and then the mixture is mixed.
Although there are no restrictions on the organic solvent used in step 1, preferred are ketones, ethers, esters, aliphatic alcohols having from 1 to 3 carbon atoms, and from the viewpoint of improving the wettability to the pigment and the adsorption of the water-dispersible polymer to the pigment, more preferred are ketones having from 4 to 8 carbon atoms, even more preferred are methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, and even more preferred is methyl ethyl ketone. When acrylic resin A is synthesized by solution polymerization, the solvent used in polymerization may be used as is.
The acrylic resin A may be previously neutralized with a neutralizing agent.
When a surfactant is used in step 1, the surfactant may be the same as that used in the water-based ink of the present invention, which will be described later.

工程1における分散処理は、剪断応力による本分散だけで顔料を所望の粒径となるまで微粒化することもできるが、均一な水系顔料分散体を得る観点から、顔料混合物を予備分散した後、更に本分散することが好ましい。
予備分散に用いる分散機としては、アンカー翼、ディスパー翼等の一般に用いられている混合撹拌装置を用いることができる。
本分散に用いる剪断応力を与える手段としては、例えば、ロールミル、ニーダー等の混練機、マイクロフルイダイザー等の高圧ホモジナイザー、ペイントシェーカー、ビーズミル等のメディア式分散機が挙げられる。これらの中でも、顔料を小粒径化する観点から、高圧ホモジナイザー及びビーズミルからなる群から選ばれる1種以上を用いることが好ましい。
In the dispersion treatment in step 1, the pigment can be atomized to a desired particle size by main dispersion using shear stress alone, but from the viewpoint of obtaining a uniform aqueous pigment dispersion, it is preferable to pre-disperse the pigment mixture and then further carry out main dispersion.
As a dispersing machine used for preliminary dispersion, a commonly used mixing and stirring device such as an anchor blade or a disperser blade can be used.
Examples of means for applying shear stress used in the dispersion include kneaders such as roll mills and kneaders, high-pressure homogenizers such as microfluidizers, and media-type dispersers such as paint shakers and bead mills. Among these, from the viewpoint of reducing the particle size of the pigment, it is preferable to use one or more types selected from the group consisting of high-pressure homogenizers and bead mills.

(工程2)
工程2における有機溶媒の除去は、公知の方法で行うことができる。得られた水系顔料分散体中の有機溶媒は実質的に除去されていることが好ましいが、本発明の目的を損なわない限り、例えば0.1質量%以下残留していてもよい。
また、粗大粒子等を除去する目的で、有機溶媒を除去した水系顔料分散体を、更に遠心分離した後、液相部分を回収してフィルター等で濾過し、該フィルター等を通過してなるものを、水系顔料分散体として得ることが好ましい。
(Step 2)
The organic solvent can be removed by a known method in step 2. It is preferable that the organic solvent is substantially removed from the obtained aqueous pigment dispersion, but it may remain in an amount of, for example, 0.1% by mass or less, as long as the object of the present invention is not impaired.
Furthermore, in order to remove coarse particles and the like, it is preferable that the aqueous pigment dispersion from which the organic solvent has been removed is further centrifuged, and then the liquid phase portion is recovered and filtered with a filter or the like, and the portion that has passed through the filter or the like is obtained as the aqueous pigment dispersion.

(工程3)
工程3は、工程2で得られた水系顔料分散体に多官能エポキシ架橋剤を添加し、アクリル樹脂Aを多官能エポキシ架橋剤で架橋させる工程である。
本発明において、アクリル樹脂Aが架橋構造を有する場合、工程2で形成される顔料含有アクリル樹脂粒子の表層部に架橋構造を形成させることができる。これにより、アクリル樹脂Aが多官能エポキシ架橋剤で架橋されてなるポリマーが顔料表面に強固に吸着又は固定化され、顔料の凝集が抑制されると考えられる。その結果、得られる水系インクにおける顔料の分散安定性を向上され、保存安定性及び連続吐出性がより向上されると考えられる。
工程3における架橋処理の温度は、反応効率の観点から、好ましくは40℃以上、より好ましくは50℃以上であり、そして、好ましくは100℃以下、より好ましくは95℃以下である。
(Step 3)
Step 3 is a step of adding a polyfunctional epoxy crosslinking agent to the aqueous pigment dispersion obtained in step 2, and crosslinking the acrylic resin A with the polyfunctional epoxy crosslinking agent.
In the present invention, when the acrylic resin A has a crosslinked structure, a crosslinked structure can be formed in the surface layer portion of the pigment-containing acrylic resin particles formed in step 2. This is thought to cause the polymer formed by crosslinking the acrylic resin A with the polyfunctional epoxy crosslinking agent to be firmly adsorbed or fixed to the pigment surface, thereby suppressing aggregation of the pigment. As a result, it is thought that the dispersion stability of the pigment in the resulting water-based ink is improved, and the storage stability and continuous ejection ability are further improved.
From the viewpoint of reaction efficiency, the temperature of the crosslinking treatment in step 3 is preferably 40° C. or higher, more preferably 50° C. or higher, and preferably 100° C. or lower, more preferably 95° C. or lower.

<水系顔料分散体の物性>
本発明の水系顔料分散体の固形分濃度は、水系インクの生産性の観点、保存安定性及び連続吐出性を向上させる観点、及び基材密着性を向上させる観点から、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上、更に好ましくは15質量%以上であり、そして、好ましくは35質量%以下、より好ましくは30質量%以下、更に好ましくは25質量%以下である。
固形分濃度は、実施例に記載の方法により測定される。
<Physical properties of water-based pigment dispersion>
[0047] The solids concentration of the aqueous pigment dispersion of the present invention is, from the viewpoint of productivity of the aqueous ink, improving storage stability and continuous ejection property, and improving adhesion to a substrate, preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, even more preferably 15% by mass or more, and is preferably 35% by mass or less, more preferably 30% by mass or less, even more preferably 25% by mass or less.
The solid content concentration is measured by the method described in the Examples.

本発明の水系顔料分散体中の顔料の含有量は、水系インクの生産性の観点、保存安定性及び連続吐出性を向上させる観点、及び印刷濃度の観点から、好ましくは3質量%以上、より好ましくは7質量%以上、更に好ましくは10質量%以上であり、そして、好ましくは28質量%以下、より好ましくは20質量%以下、更に好ましくは15質量%以下である。 From the viewpoints of productivity of the water-based ink, improving storage stability and continuous ejection, and print density, the pigment content in the water-based pigment dispersion of the present invention is preferably 3% by mass or more, more preferably 7% by mass or more, even more preferably 10% by mass or more, and is preferably 28% by mass or less, more preferably 20% by mass or less, even more preferably 15% by mass or less.

本発明の水系顔料分散体中の顔料及びアクリル樹脂の合計含有量に対する顔料の含有量の質量比[顔料/(顔料+アクリル樹脂)]は、保存安定性及び連続吐出性を向上させる観点、及び基材密着性を向上させる観点から、好ましくは0.45以上、より好ましくは0.50以上、更に好ましくは0.55以上であり、そして、好ましくは0.80以下、より好ましくは0.75以下、更に好ましくは0.70以下、より更に好ましくは0.65以下である。 The mass ratio of the pigment content to the total content of the pigment and acrylic resin in the aqueous pigment dispersion of the present invention [pigment/(pigment + acrylic resin)] is preferably 0.45 or more, more preferably 0.50 or more, even more preferably 0.55 or more, from the viewpoints of improving storage stability and continuous dischargeability, and improving substrate adhesion, and is preferably 0.80 or less, more preferably 0.75 or less, even more preferably 0.70 or less, and even more preferably 0.65 or less.

本発明の水系顔料分散体中の顔料含有アクリル樹脂粒子の平均粒径は、連続吐出性を向上させる観点、及び基材密着性を向上させる観点から、好ましくは50nm以上、より好ましくは70nm以上、更に好ましくは80nm以上、より更に好ましくは90nm以上であり、そして、好ましくは400nm以下、より好ましくは300nm以下、更に好ましくは200nm以下、より更に好ましくは150nm以下である。
本発明の水系顔料分散体中の顔料含有アクリル樹脂粒子の平均粒径は、実施例に記載の方法により測定される。
[0044] The average particle size of the pigment-containing acrylic resin particles in the aqueous pigment dispersion of the present invention is, from the viewpoint of improving continuous dischargeability and improving adhesion to a substrate, preferably 50 nm or more, more preferably 70 nm or more, even more preferably 80 nm or more, still more preferably 90 nm or more, and is preferably 400 nm or less, more preferably 300 nm or less, even more preferably 200 nm or less, and still more preferably 150 nm or less.
The average particle size of the pigment-containing acrylic resin particles in the water-based pigment dispersion of the present invention is measured by the method described in the Examples.

本発明の水系顔料分散体の20℃における粘度は、水系インクの生産性の観点から、好ましくは1.0mPa・s以上、より好ましくは1.5mPa・s以上、更に好ましくは2.0mPa・s以上であり、そして、好ましくは15mPa・s以下、より好ましくは10mPa・s以下、更に好ましくは5mPa・s以下である。
本発明の水系顔料分散体の20℃における粘度は、実施例に記載の方法により求められる。
From the viewpoint of productivity of the aqueous ink, the viscosity of the aqueous pigment dispersion of the present invention at 20°C is preferably 1.0 mPa s or more, more preferably 1.5 mPa s or more, even more preferably 2.0 mPa s or more, and is preferably 15 mPa s or less, more preferably 10 mPa s or less, even more preferably 5 mPa s or less.
The viscosity at 20° C. of the water-based pigment dispersion of the present invention can be determined by the method described in the examples.

[水系インク]
本発明の水系インクは、上述の本発明の水系顔料分散体及び水溶性有機溶剤を含有する。本発明の水系インクは、本発明の水系顔料分散体及び水溶性有機溶剤を含有することから、保存安定性及び連続吐出性に優れ、かつ、樹脂フィルムへの印刷物のインク塗膜の基材密着性に優れる。
<水溶性有機溶剤>
水溶性有機溶剤は、水と任意の割合で混合できる有機溶剤である。水溶性有機溶剤は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
水溶性有機溶剤としては、例えば、多価アルコール、多価アルコールアルキルエーテル、含窒素複素環化合物、アミド、アミン、含硫黄化合物が挙げられる。これらの中でも、水溶性有機溶剤は、保存安定性及び連続吐出性を向上させる観点、及び基材密着性を向上させる観点から、好ましくは多価アルコール及び多価アルコールアルキルエーテルからなる群から選ばれる1種以上を含む。
[Water-based ink]
The water-based ink of the present invention contains the water-based pigment dispersion of the present invention and a water-soluble organic solvent. Because the water-based ink of the present invention contains the water-based pigment dispersion of the present invention and a water-soluble organic solvent, the water-based ink of the present invention has excellent storage stability and continuous dischargeability, and also has excellent substrate adhesion of the ink coating film of a printed material onto a resin film.
<Water-soluble organic solvent>
The water-soluble organic solvent is an organic solvent that can be mixed with water in any ratio. The water-soluble organic solvents can be used alone or in combination of two or more.
Examples of the water-soluble organic solvent include polyhydric alcohols, polyhydric alcohol alkyl ethers, nitrogen-containing heterocyclic compounds, amides, amines, and sulfur-containing compounds. Among these, the water-soluble organic solvent preferably contains at least one selected from the group consisting of polyhydric alcohols and polyhydric alcohol alkyl ethers, from the viewpoints of improving storage stability and continuous dischargeability, and improving substrate adhesion.

多価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール(1,2-プロパンジオール)、1,2-ペンタンジオール、1,2-ヘキサンジオール、1,2-オクタンジオール等のアルカンジオール;ジエチレングリコール、トリエチレングリコール等のポリアルキレングリコール;グリセリン;トリメチロールプロパンが挙げられる。これらの中でも、多価アルコールは、好ましくはプロピレングリコール、1,2-ヘキサンジオール、トリエチレングリコール、及びグリセリンからなる群から選ばれる1種以上であり、より好ましくはプロピレングリコールである。 Examples of polyhydric alcohols include alkanediols such as ethylene glycol, propylene glycol (1,2-propanediol), 1,2-pentanediol, 1,2-hexanediol, and 1,2-octanediol; polyalkylene glycols such as diethylene glycol and triethylene glycol; glycerin; and trimethylolpropane. Among these, the polyhydric alcohol is preferably one or more selected from the group consisting of propylene glycol, 1,2-hexanediol, triethylene glycol, and glycerin, and more preferably propylene glycol.

多価アルコールエーテルとしては、モノアルキレングリコールモノアルキルエーテル、ジアルキレングリコールモノアルキルエーテル、トリアルキレングリコールモノアルキルエーテル等の(ポリ)アルキレングリコールモノアルキルエーテル;モノアルキレングリコールジアルキルエーテル、ジアルキレングリコールジアルキルエーテル等の(ポリ)アルキレングリコールジアルキルエーテルが挙げられる。これらの中でも、多価アルコールエーテルは、好ましくは(ポリ)アルキレングリコールモノアルキルエーテルであり、より好ましくはジアルキレングリコールモノアルキルエーテルである。
多価アルコールエーテルのアルキレンオキシド基としては、エチレンオキシド基及びプロピレンオキシド基からなる群から選ばれる1種以上が挙げられ、エチレンオキシド基がより好ましい。
多価グリコールエーテルは、炭素数が2以上8以下である炭化水素基を少なくとも1つ有する。
Examples of the polyhydric alcohol ether include (poly)alkylene glycol monoalkyl ethers such as monoalkylene glycol monoalkyl ethers, dialkylene glycol monoalkyl ethers, and trialkylene glycol monoalkyl ethers; and (poly)alkylene glycol dialkyl ethers such as monoalkylene glycol dialkyl ethers and dialkylene glycol dialkyl ethers. Among these, the polyhydric alcohol ether is preferably a (poly)alkylene glycol monoalkyl ether, and more preferably a dialkylene glycol monoalkyl ether.
The alkylene oxide group of the polyhydric alcohol ether may be at least one selected from the group consisting of an ethylene oxide group and a propylene oxide group, with an ethylene oxide group being more preferred.
The polyhydric glycol ether has at least one hydrocarbon group having 2 to 8 carbon atoms.

(ポリ)アルキレングリコールモノアルキルエーテルとしては、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノ-n-ブチルエーテル、エチレングリコールモノイソブチルエーテル、エチレングリコールモノ-n-ヘキシルエーテル等のエチレングリコールモノアルキルエーテル;ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノイソプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノ-n-ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノイソブチルエーテル、ジエチレングリコールモノ-n-ヘキシルエーテル等のジエチレングリコールモノアルキルエーテル;トリエチレングリコールモノブチルエーテル等のトリエチレングリコールモノアルキルエーテル;プロピレングリコールモノ-n-プロピルエーテル等のプロピレングリコールモノアルキルエーテル;ジプロピレングリコールモノアルキルエーテル;トリプロピレングリコールモノアルキルエーテル;エチレングリコールモノベンジルエーテル等のエチレングリコールアリールエーテルからなる群から選ばれる1種以上が好ましく挙げられる。これらの中でも、(ポリ)アルキレングリコールモノアルキルエーテルとしては、好ましくはジエチレングリコールモノアルキルエーテル、より好ましくはジエチレングリコールモノ-n-ブチルエーテルである。 Preferred examples of (poly)alkylene glycol monoalkyl ethers include one or more selected from the group consisting of ethylene glycol monoalkyl ethers such as ethylene glycol monoisopropyl ether, ethylene glycol mono-n-butyl ether, ethylene glycol monoisobutyl ether, and ethylene glycol mono-n-hexyl ether; diethylene glycol monoalkyl ethers such as diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monoisopropyl ether, diethylene glycol mono-n-butyl ether, diethylene glycol monoisobutyl ether, and diethylene glycol mono-n-hexyl ether; triethylene glycol monoalkyl ethers such as triethylene glycol monobutyl ether; propylene glycol monoalkyl ethers such as propylene glycol mono-n-propyl ether; dipropylene glycol monoalkyl ethers; tripropylene glycol monoalkyl ethers; and ethylene glycol aryl ethers such as ethylene glycol monobenzyl ether. Among these, preferred (poly)alkylene glycol monoalkyl ethers are diethylene glycol monoalkyl ethers, and more preferably diethylene glycol mono-n-butyl ether.

(ポリ)アルキレングリコールジアルキルエーテルとしては、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル等のジエチレングリコールジアルキルエーテルが挙げられる。 (Poly)alkylene glycol dialkyl ethers include diethylene glycol dialkyl ethers such as diethylene glycol methyl ethyl ether and diethylene glycol diethyl ether.

水溶性有機溶剤は、保存安定性及び連続吐出性を向上させる観点、及び基材密着性を向上させる観点から、好ましくは多価アルコール、及び多価アルコールアルキルエーテルからなる群から選ばれる1種以上を含み、より好ましくは、多価アルコール、及び(ポリ)アルキレングリコールモノアルキルエーテルからなる群から選ばれる1種以上を含み、更に好ましくは、多価アルコール、及びジアルキレングリコールモノアルキルエーテルからなる群から選ばれる1種以上を含み、より更に好ましくはプロピレングリコール及びジエチレングリコールモノ-n-ブチルエーテルからなる群から選ばれる1種以上を含む。 From the viewpoints of improving storage stability and continuous dischargeability, and improving substrate adhesion, the water-soluble organic solvent preferably contains one or more solvents selected from the group consisting of polyhydric alcohols and polyhydric alcohol alkyl ethers, more preferably one or more solvents selected from the group consisting of polyhydric alcohols and (poly)alkylene glycol monoalkyl ethers, even more preferably one or more solvents selected from the group consisting of polyhydric alcohols and dialkylene glycol monoalkyl ethers, and even more preferably one or more solvents selected from the group consisting of propylene glycol and diethylene glycol mono-n-butyl ether.

(各種添加剤)
本発明の水系インクには、必要に応じて定着樹脂、界面活性剤、保湿剤、湿潤剤、濡れ・浸透剤、粘度調整剤、消泡剤、防腐剤、防黴剤、防錆剤等の各種添加剤を含有してもよい。
(Various additives)
The water-based ink of the present invention may contain various additives, such as a fixing resin, a surfactant, a humectant, a wetting agent, a wetting/penetrating agent, a viscosity adjuster, an antifoaming agent, an antiseptic, an antifungal agent, and an antirust agent, as needed.

〔界面活性剤〕
界面活性剤としては、例えば、ノニオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、両性界面活性剤が挙げられる。これらの中でも、ノニオン性界面活性剤が好ましい。
ノニオン性界面活性剤としては、例えば、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル系界面活性剤、アセチレングリコール系界面活性剤、多価アルコール系界面活性剤、脂肪酸アルカノールアミド、シリコーン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤が挙げられる。
これらの中でも、保存安定性及び連続吐出性向上の観点、消泡性の観点、及び樹脂フィルムへの濡れ性の観点から、好ましくはアセチレングリコール系界面活性剤、及びシリコーン系界面活性剤からなる群から選ばれる1種以上であり、より好ましくはアセチレングリコール系界面活性剤である。
アセチレングリコール系界面活性剤としては、2,4,7,9-テトラメチル-5-デシン-4,7-ジオール、3,6-ジメチル-4-オクチン-3,6-ジオール、3,5-ジメチル-1-ヘキシン-3-オール、2,4-ジメチル-5-ヘキシン-3-オール等のアセチレン系ジオール、及びそれらアセチレン系ジオールのエチレンオキシド付加物が挙げられる。
アセチレングリコール系界面活性剤の市販品例としては、日信化学工業株式会社製の「サーフィノール」シリーズ、「オルフィン」シリーズ等が挙げられる。
シリコーン系界面活性剤としては、ポリエーテル変性シリコーンが好ましい。
シリコーン系界面活性剤の市販品例としては、信越化学工業株式会社製のKFシリーズ;KF-353、KF-355A、KF-642、KF-6011等、日信化学工業株式会社製のシルフェイスSAGシリーズ、ビックケミー・ジャパン株式会社製のBYKシリーズ等が挙げられる。
[Surfactant]
Examples of surfactants include nonionic surfactants, anionic surfactants, and amphoteric surfactants. Of these, nonionic surfactants are preferred.
Examples of nonionic surfactants include polyoxyalkylene alkyl ether surfactants, acetylene glycol surfactants, polyhydric alcohol surfactants, fatty acid alkanolamides, silicone surfactants, and fluorine surfactants.
Among these, from the viewpoints of improving storage stability and continuous ejection property, defoaming property, and wettability to a resin film, one or more surfactants selected from the group consisting of acetylene glycol-based surfactants and silicone-based surfactants are preferred, and acetylene glycol-based surfactants are more preferred.
Examples of acetylene glycol surfactants include acetylene diols such as 2,4,7,9-tetramethyl-5-decyne-4,7-diol, 3,6-dimethyl-4-octyne-3,6-diol, 3,5-dimethyl-1-hexyn-3-ol, and 2,4-dimethyl-5-hexyn-3-ol, and ethylene oxide adducts of these acetylene diols.
Examples of commercially available acetylene glycol surfactants include the "Surfynol" series and the "Olfine" series manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd.
As the silicone surfactant, polyether-modified silicone is preferred.
Commercially available examples of silicone surfactants include the KF series (KF-353, KF-355A, KF-642, KF-6011, etc.) manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., the Silface SAG series manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd., and the BYK series manufactured by BYK Japan K.K.

<水系インクの製造方法>
本発明の水系インクは、顔料含有アクリル樹脂粒子、水溶性有機溶媒、水、及び必要に応じて、界面活性剤、定着樹脂等の各種添加剤を混合することにより、製造することができる。
<Method of manufacturing water-based ink>
The water-based ink of the present invention can be produced by mixing pigment-containing acrylic resin particles, a water-soluble organic solvent, water, and, if necessary, various additives such as a surfactant and a fixing resin.

<水系インクの各成分の含有量及び物性>
本発明の水系インク中の顔料含有アクリル樹脂粒子の含有量は、連続吐出性を向上させる観点、基材密着性を向上させる観点から、及び印刷濃度の観点から、好ましくは2質量%以上、より好ましくは4質量%以上、更に好ましくは6質量%以上であり、そして、好ましくは20質量%以下、より好ましくは15質量%以下、更に好ましくは10質量%以下である。
<Contents and properties of each component of water-based ink>
From the viewpoints of improving continuous jetting ability, improving adhesion to the substrate, and print density, the content of pigment-containing acrylic resin particles in the water-based ink of the present invention is preferably 2% by mass or more, more preferably 4% by mass or more, even more preferably 6% by mass or more, and is preferably 20% by mass or less, more preferably 15% by mass or less, even more preferably 10% by mass or less.

本発明の水系インク中の顔料の含有量は、印刷濃度の観点から、好ましくは1質量%以上、より好ましくは2質量%以上、更に好ましくは3質量%以上であり、そして、好ましくは12質量%以下、より好ましくは9質量%以下、更に好ましくは6質量%以下である。 From the viewpoint of print density, the pigment content in the water-based ink of the present invention is preferably 1% by mass or more, more preferably 2% by mass or more, even more preferably 3% by mass or more, and preferably 12% by mass or less, more preferably 9% by mass or less, even more preferably 6% by mass or less.

本発明の水系インク中のアクリル樹脂Aの含有量は、連続吐出性を向上させる観点、及び基材密着性を向上させる観点から、好ましくは1質量%以上、より好ましくは2質量%以上、更に好ましくは3質量%以上であり、そして、好ましくは8質量%以下、より好ましくは6質量%以下、更に好ましくは4質量%以下である。 From the viewpoint of improving continuous jetting properties and improving adhesion to the substrate, the content of acrylic resin A in the water-based ink of the present invention is preferably 1% by mass or more, more preferably 2% by mass or more, even more preferably 3% by mass or more, and preferably 8% by mass or less, more preferably 6% by mass or less, even more preferably 4% by mass or less.

本発明の水系インク中の顔料及びアクリル樹脂Aの合計含有量に対する顔料の含有量の質量比[顔料/(顔料+アクリル樹脂A)]は、基材密着性を向上させる観点から、好ましくは0.45以上、より好ましくは0.50以上、更に好ましくは0.55以上であり、そして、好ましくは0.80以下、より好ましくは0.75以下、更に好ましくは0.70以下、より更に好ましくは0.65以下である。 From the viewpoint of improving substrate adhesion, the mass ratio of the pigment content to the total content of pigment and acrylic resin A in the water-based ink of the present invention [pigment/(pigment + acrylic resin A)] is preferably 0.45 or more, more preferably 0.50 or more, even more preferably 0.55 or more, and is preferably 0.80 or less, more preferably 0.75 or less, even more preferably 0.70 or less, and even more preferably 0.65 or less.

本発明の水系インク中の水溶性有機溶剤の含有量は、連続吐出性を向上させる観点、及び基材密着性を向上させる観点から、好ましくは5質量%以上、より好ましくは8質量%以上、更に好ましくは10質量%以上であり、そして、好ましくは30質量%以下、より好ましくは20質量%以下、更に好ましくは15質量%以下である。 From the viewpoint of improving continuous jetting properties and improving adhesion to the substrate, the content of the water-soluble organic solvent in the water-based ink of the present invention is preferably 5% by mass or more, more preferably 8% by mass or more, even more preferably 10% by mass or more, and is preferably 30% by mass or less, more preferably 20% by mass or less, even more preferably 15% by mass or less.

本発明の水系インクが界面活性剤を含む場合、本発明の水系インク中の界面活性剤の含有量は、連続吐出性を向上させる観点、及び基材密着性を向上させる観点から、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.2質量%以上、更に好ましくは0.3質量%以上であり、そして、好ましくは2質量%以下、より好ましくは1.5質量%以下、更に好ましくは1質量%以下である。 When the water-based ink of the present invention contains a surfactant, the content of the surfactant in the water-based ink of the present invention is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.2% by mass or more, even more preferably 0.3% by mass or more, from the viewpoint of improving continuous ejection properties and improving adhesion to the substrate, and is preferably 2% by mass or less, more preferably 1.5% by mass or less, even more preferably 1% by mass or less.

本発明の水系インク中の水の含有量は、連続吐出性を向上させる観点、及び基材密着性を向上させる観点、好ましくは35質量%以上、より好ましくは45質量%以上、更に好ましくは55質量%以上であり、そして、好ましくは93質量%以下、より好ましくは90質量%以下、更に好ましくは85質量%以下である。 From the viewpoint of improving continuous jetting properties and improving adhesion to the substrate, the water content in the water-based ink of the present invention is preferably 35% by mass or more, more preferably 45% by mass or more, even more preferably 55% by mass or more, and is preferably 93% by mass or less, more preferably 90% by mass or less, even more preferably 85% by mass or less.

本発明の水系インク中の顔料含有アクリル樹脂粒子の平均粒径は、連続吐出性を向上させる観点、及び基材密着性を向上させる観点から、好ましくは50nm以上、より好ましくは70nm以上であり、そして、好ましくは400nm以下、より好ましくは200nm以下、更に好ましくは150nm以下である。
本発明の水系インク中の顔料含有アクリル樹脂粒子の平均粒径は、実施例に記載の方法により測定される。
The average particle size of the pigment-containing acrylic resin particles in the water-based ink of the present invention is preferably 50 nm or more, more preferably 70 nm or more, from the viewpoint of improving continuous jetting properties and improving adhesion to a substrate, and is preferably 400 nm or less, more preferably 200 nm or less, and even more preferably 150 nm or less.
The average particle size of the pigment-containing acrylic resin particles in the water-based ink of the present invention is measured by the method described in the Examples.

本発明の水系インクの20℃におけるの粘度は、好ましくは1mPa・s以上、より好ましくは2mPa・s以上であり、そして、好ましくは12mPa・s以下、より好ましくは9mPa・s以下である。
水系インクの粘度は、実施例に記載の方法により測定される。
The viscosity of the water-based ink of the present invention at 20° C. is preferably 1 mPa·s or more, more preferably 2 mPa·s or more, and is preferably 12 mPa·s or less, more preferably 9 mPa·s or less.
The viscosity of the water-based ink is measured by the method described in the examples.

本発明の水系インクは、インクジェット印刷用、グラビア印刷用、フレキソ印刷用等の各種印刷用インクとして用いることができるが、連続吐出性を向上させる観点、及び基材密着性を向上させる観点から、インクジェット印刷用の水系インクとして用いることが好ましい。
本発明の水系インクをインクジェット印刷用の水系インクとして用いる場合、該水系インクは、公知のインクジェット印刷装置に装填し、樹脂フィルム等の印刷基材にインク液滴として吐出させて画像等を印刷することができる。インク液滴の吐出方式としては、ピエゾ式、サーマル式、静電式のいずれも採用することができる。
The water-based ink of the present invention can be used as an ink for various printing purposes such as inkjet printing, gravure printing, and flexographic printing. From the viewpoints of improving continuous ejection properties and improving adhesion to a substrate, it is preferably used as a water-based ink for inkjet printing.
When the aqueous ink of the present invention is used as an aqueous ink for inkjet printing, the aqueous ink can be loaded into a known inkjet printing device and ejected as ink droplets onto a printing substrate such as a resin film to print an image, etc. The ink droplet ejection method can be any of a piezoelectric, thermal, or electrostatic method.

本発明の水系インクを用いる印刷に用いられる印刷基材としては、基材密着性の観点から、樹脂フィルムが好ましい。すなわち、本発明の水系インクは、樹脂フィルムを印刷基材として用いる印刷に用いられることが好ましい。
樹脂フィルムとしては、透明合成樹脂フィルムが挙げられ、例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム等のポリエステルフィルム;塩化ビニルフィルム;ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンフィルム等のポリオレフィンフィルム;ナイロンフィルム等のポリアミドフィルムなどが挙げられる。これらの樹脂フィルムは、二軸延伸フィルム、一軸延伸フィルム等の延伸フィルム又は無延伸フィルムであってもよい。また、これらの樹脂フィルムは、樹脂フィルム表面に極性官能基を付与し、水系インクの樹脂フィルムに対する濡れ性を向上させ、該極性官能基と該シクロアルキルエステル部位との間で水素結合を形成させて、基材密着性を向上させる観点からは、コロナ放電処理等の表面処理がされたものを用いることが好ましい。
これらの中でも、表面自由エネルギーが45mN/m以下の樹脂フィルムが好ましく、ポリエステルフィルム、延伸ポリプロピレンフィルム、及びポリエチレンフィルムからなる群から選ばれる1種以上がより好ましく、コロナ放電処理されたポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、コロナ放電処理された二軸延伸ポリプロピレン(OPP)フィルム、及びコロナ放電処理されたポリエチレン(PE)フィルム等からなる群から選ばれる1種以上が更に好ましい。
From the viewpoint of substrate adhesion, a resin film is preferred as a printing substrate used in printing with the water-based ink of the present invention. That is, the water-based ink of the present invention is preferably used in printing using a resin film as a printing substrate.
Examples of the resin film include transparent synthetic resin films, such as polyester films such as polyethylene terephthalate films; vinyl chloride films; polyolefin films such as polypropylene films and polyethylene films; and polyamide films such as nylon films. These resin films may be stretched films such as biaxially stretched films and uniaxially stretched films, or unstretched films. Furthermore, it is preferable to use these resin films that have been subjected to surface treatment such as corona discharge treatment, in order to impart polar functional groups to the resin film surface, improve the wettability of the resin film with aqueous ink, and form hydrogen bonds between the polar functional groups and the cycloalkyl ester moieties to improve substrate adhesion.
Among these, a resin film having a surface free energy of 45 mN/m or less is preferred, and one or more selected from the group consisting of polyester film, oriented polypropylene film, and polyethylene film is more preferred, and one or more selected from the group consisting of corona discharge-treated polyethylene terephthalate (PET) film, corona discharge-treated biaxially oriented polypropylene (OPP) film, corona discharge-treated polyethylene (PE) film, etc. is even more preferred.

以下の製造例、実施例及び比較例において、「部」及び「%」は特記しない限り「質量部」及び「質量%」である。なお、各物性等の測定、算出方法は以下のとおりである。 In the following production examples, examples, and comparative examples, "parts" and "%" are "parts by mass" and "% by mass" unless otherwise specified. The methods for measuring and calculating each physical property are as follows:

(測定方法)
〔アクリル樹脂Aの重量平均分子量の測定〕
ゲル浸透クロマトグラフィー法により求めた。測定条件を下記に示す。
GPC装置:東ソー株式会社製「HLC-8320GPC」
カラム:東ソー株式会社製の「TSKgel SuperAWM-H」、「TSKgel SuperAW3000」、「TSKgel guardcolum Super AW-H」
溶離液:N,N-ジメチルホルムアミドに、リン酸及びリチウムブロマイドをそれぞれ60mmol/Lと50mmol/Lの濃度となるように溶解した液
流速:0.5mL/min
標準物質:分子量既知の単分散ポリスチレンキット〔PStQuick B(F-550、F-80、F-10、F-1、A-1000)、PStQuick C(F-288、F-40、F-4、A-5000、A-500)〕(以上、東ソー株式会社製)
測定サンプル:ガラスバイアル中にてアクリル樹脂A 0.1gを前記溶離液10mLと混合し、25℃で10時間、マグネチックスターラーで撹拌し、シリンジフィルター「DISMIC-13HP」(PTFE製、0.2μm、ADVANTEC製)で濾過したものを用いた。
(Measurement method)
[Measurement of weight average molecular weight of acrylic resin A]
The measurement was performed by gel permeation chromatography under the following conditions.
GPC device: Tosoh Corporation "HLC-8320GPC"
Columns: "TSKgel SuperAWM-H", "TSKgel SuperAW3000", and "TSKgel guardcolum Super AW-H" manufactured by Tosoh Corporation
Eluent: N,N-dimethylformamide dissolved with phosphoric acid and lithium bromide at concentrations of 60 mmol/L and 50 mmol/L, respectively. Flow rate: 0.5 mL/min
Standard material: Monodisperse polystyrene kit with known molecular weight [PStQuick B (F-550, F-80, F-10, F-1, A-1000), PStQuick C (F-288, F-40, F-4, A-5000, A-500)] (Tosoh Corporation)
Measurement sample: 0.1 g of acrylic resin A was mixed with 10 mL of the eluent in a glass vial, stirred with a magnetic stirrer at 25°C for 10 hours, and filtered through a syringe filter "DISMIC-13HP" (PTFE, 0.2 µm, manufactured by ADVANTEC) and used.

(測定方法)
〔アクリル樹脂Aの酸価の測定〕
電位差自動滴定装置(京都電子工業株式会社製、電動ビューレット、型番:APB-610)にアクリル樹脂Aを、トルエンとアセトン(2:1)を混合した滴定溶剤に溶かし、電位差滴定法により0.1N水酸化カリウム/エタノール溶液で滴定し、滴定曲線上の変曲点を終点とした。水酸化カリウム溶液の終点までの滴定量から酸価(mgKOH/g)を算出した。
(Measurement method)
[Measurement of Acid Value of Acrylic Resin A]
Acrylic resin A was dissolved in a titration solvent consisting of a mixture of toluene and acetone (2:1) in an automatic potentiometric titrator (Kyoto Electronics Manufacturing Co., Ltd., electric burette, model number: APB-610), and titrated with a 0.1 N potassium hydroxide/ethanol solution by potentiometric titration, with the inflection point on the titration curve being the endpoint. The acid value (mg KOH/g) was calculated from the titration amount of the potassium hydroxide solution up to the endpoint.

〔固形分濃度の測定〕
30mLのポリプロピレン製容器(φ=40mm、高さ=30mm)にデシケーター中で恒量化した硫酸ナトリウム約10gを精秤し、そこへサンプル約1gを添加して混合させた後、質量を精秤した。次にこれを、105℃で2時間維持して、揮発分を除去し、さらにデシケーター内で15分間放置した後、質量を精秤した。揮発分除去後のサンプルの質量を固形分として、添加したサンプルの質量で除して固形分濃度(%)とした。
[Measurement of solids concentration]
Approximately 10 g of sodium sulfate was weighed out in a 30 mL polypropylene container (φ = 40 mm, height = 30 mm) at a constant weight in a desiccator, and approximately 1 g of the sample was added and mixed, after which the mass was precisely weighed. This was then maintained at 105°C for 2 hours to remove volatiles, and the container was left in the desiccator for a further 15 minutes before being precisely weighed. The mass of the sample after volatiles removal was taken as the solid content and divided by the mass of the added sample to obtain the solid content concentration (%).

〔水系顔料分散体、及び水系インクの平均粒径の測定〕
レーザー粒子解析システム「ELS-8000」(大塚電子株式会社製)を用いてキュムラント解析を行い、得られたキュムラント平均粒径を、水系顔料分散体、又は水系インクの平均粒径とした。測定試料には、測定する粒子の濃度が5×10-3%(固形分濃度換算)になるように水で希釈した分散液を用いた。測定条件は、温度25℃、入射光と検出器との角度90°、積算回数100回であり、分散溶媒の屈折率として水の屈折率(1.333)を入力した。
[Measurement of average particle size of water-based pigment dispersion and water-based ink]
Cumulant analysis was performed using a laser particle analysis system "ELS-8000" (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.), and the obtained cumulant average particle size was taken as the average particle size of the water-based pigment dispersion or water-based ink. The measurement sample used was a dispersion diluted with water so that the concentration of the particles to be measured was 5 x 10-3 % (converted to solids concentration). The measurement conditions were a temperature of 25°C, an angle between the incident light and the detector of 90°, and 100 cumulative measurements, and the refractive index of water (1.333) was entered as the refractive index of the dispersion solvent.

〔水系顔料分散体及び水系インクの粘度〕
E型粘度計「TV-25」(東機産業株式会社製、標準コーンロータ1°34’×R24使用、回転数50rpm)を用いて、水系顔料分散体、及び水系インクを20℃にて測定した。
[Viscosity of Water-Based Pigment Dispersion and Water-Based Ink]
The aqueous pigment dispersion and the aqueous ink were measured at 20° C. using an E-type viscometer "TV-25" (manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd., using a standard cone rotor 1°34' x R24, rotation speed 50 rpm).

(アクリル樹脂Aの製造)
製造例1(アクリル樹脂A1)の製造
撹拌機、還流冷却器、及び滴下槽を備えた反応容器に初期仕込みとして、原料モノマーとしてアクリル酸2.6部、シクロヘキシルアクリレート7.1部、及びスチレン0.3部、重合溶媒としてメチルエチルケトン(以下、「MEK」と表記する)13.5部、及び脱イオン水1.5部(原料モノマーと重合溶媒の全量の10分の1)を投入し、反応容器の温度を77℃に維持して10分間撹拌した。
次いで、原料モノマーとしてアクリル酸23.4部、シクロヘキシルアクリレート63.9部、及びスチレン2.7部、重合溶媒としてMEK121.5部、及び脱イオン水13.5部(原料モノマーと重合溶媒の全量の10分の9)、重合開始剤として4,4’-アゾビス(4-シアノ吉草酸)0.56部、並びに連鎖移動剤として3-メルカプトプロピオン酸0.41部の混合物を5時間かけて反応容器に連続的に添加した。添加終了後、1時間重合反応を行った後、室温まで冷却を行うことで重合反応を終了させて、アクリル樹脂A1の溶液(樹脂固形分濃度40%)を得た。得られたアクリル樹脂A1の物性を、表1に示す。
(Production of acrylic resin A)
Production Example 1 (Production of Acrylic Resin A1) A reaction vessel equipped with a stirrer, a reflux condenser, and a dropping tank was initially charged with 2.6 parts of acrylic acid, 7.1 parts of cyclohexyl acrylate, and 0.3 parts of styrene as raw material monomers, 13.5 parts of methyl ethyl ketone (hereinafter referred to as "MEK") as a polymerization solvent, and 1.5 parts of deionized water (one-tenth of the total amount of the raw material monomers and the polymerization solvent), and the mixture was stirred for 10 minutes while maintaining the temperature of the reaction vessel at 77°C.
Next, 23.4 parts of acrylic acid, 63.9 parts of cyclohexyl acrylate, and 2.7 parts of styrene as raw material monomers, 121.5 parts of MEK as a polymerization solvent, and 13.5 parts of deionized water (9/10 of the total amount of raw material monomers and polymerization solvent), 0.56 parts of 4,4'-azobis(4-cyanovaleric acid) as a polymerization initiator, and a mixture of 0.41 parts of 3-mercaptopropionic acid as a chain transfer agent were continuously added to the reaction vessel over 5 hours. After completion of the addition, the polymerization reaction was carried out for 1 hour, and then the polymerization reaction was terminated by cooling to room temperature, yielding a solution of acrylic resin A1 (resin solids concentration 40%). The physical properties of the obtained acrylic resin A1 are shown in Table 1.

製造例2~10、21~23(アクリル樹脂A2~A10、A21~A23の製造)
製造例1において、アクリル樹脂Aを構成するモノマー組成を表1に示す条件に変更した以外は、製造例1と同様にして、アクリル樹脂Aの溶液(樹脂固形分濃度40%)を得た。なお、製造例23で得られるアクリル樹脂A23は、シクロアルキルアクリレート由来の構成単位の原料モノマーを用いず、代わりにシクロヘキシルメタクリレートを用いたものである。得られた各アクリル樹脂Aの物性を表1に示す。
Production Examples 2 to 10, 21 to 23 (Production of Acrylic Resins A2 to A10, A21 to A23)
A solution of acrylic resin A (resin solids concentration 40%) was obtained in the same manner as in Production Example 1, except that the monomer composition constituting acrylic resin A in Production Example 1 was changed to the conditions shown in Table 1. Acrylic resin A23 obtained in Production Example 23 did not use a raw material monomer for a structural unit derived from cycloalkyl acrylate, but instead used cyclohexyl methacrylate. The physical properties of each acrylic resin A obtained are shown in Table 1.

(水系顔料分散体の製造)
実施例1-1(水系顔料分散体D1の製造)
製造例A1で得られたアクリル樹脂A1の溶液(樹脂固形分濃度40%)41.7部にMEK0.6部、5N水酸化ナトリウム水溶液8.5部(中和度60モル%)、脱イオン水163.7部を加え、更にシアン顔料(DIC株式会社製、商品名:Fastogen Blue CA5380 15:3)25.0部を加え、顔料混合液を得た(顔料の質量の、顔料とアクリル樹脂Aの合計の質量に対する比[顔料/(顔料+アクリル樹脂A)]=0.60)。
得られた顔料混合液を、ディスパー翼を用いて7000rpm、20℃の条件下で1時間混合した後、更にマイクロフルイダイザー(Microfluidics社製、高圧ホモジナイザー、商品名:M-140K)を用いて、180MPaの圧力で10パス分散処理して、顔料分散液を得た。
得られた顔料分散液から、減圧下60℃でMEKを除去し、更に一部の水を除去して遠心分離した後、液層部分をメンブランフィルター(ザルトリウス社製、商品名:ミニザルトシリンジフィルター、孔径:5μm、材質:酢酸セルロース)でろ過して粗大粒子を除き、顔料含有アクリル樹脂粒子の水系顔料分散体D1(顔料及びアクリル樹脂Aの合計濃度20%)を得た。得られた水系顔料分散体D1の物性を表2に示す。
(Production of Water-Based Pigment Dispersion)
Example 1-1 (Production of Water-Based Pigment Dispersion D1)
To 41.7 parts of the acrylic resin A1 solution (resin solids concentration: 40%) obtained in Production Example A1, 0.6 parts of MEK, 8.5 parts of a 5N aqueous sodium hydroxide solution (degree of neutralization: 60 mol%), and 163.7 parts of deionized water were added, and 25.0 parts of a cyan pigment (manufactured by DIC Corporation, trade name: Fastogen Blue CA5380 15:3) were further added to obtain a pigment mixed liquid (ratio of the pigment mass to the total mass of the pigment and acrylic resin A [pigment/(pigment + acrylic resin A)] = 0.60).
The obtained pigment mixture was mixed for 1 hour using a disper blade at 7000 rpm and 20°C, and then further subjected to a dispersion treatment of 10 passes at a pressure of 180 MPa using a Microfluidizer (high-pressure homogenizer, manufactured by Microfluidics, product name: M-140K), to obtain a pigment dispersion.
From the obtained pigment dispersion, MEK was removed at 60°C under reduced pressure, and then some of the water was removed and the mixture was centrifuged. The liquid layer was then filtered through a membrane filter (manufactured by Sartorius, trade name: Minisart Syringe Filter, pore size: 5 μm, material: cellulose acetate) to remove coarse particles, yielding an aqueous pigment dispersion D1 of pigment-containing acrylic resin particles (total concentration of pigment and acrylic resin A: 20%). The physical properties of the obtained aqueous pigment dispersion D1 are shown in Table 2.

実施例1-2~1-13、比較例1-1~1-3(水系顔料分散体D2~D13、D21~D23の製造)
実施例1-1において、アクリル樹脂Aの種類、並びに中和剤の種類を、表2に示すように変更した以外は、実施例1-1と同様にして、各顔料含有アクリル樹脂粒子の水系分散体(いずれも顔料及びアクリル樹脂Aの合計濃度20%、樹脂の中和度60モル%)を得た。得られた各水系顔料分散体の物性を表2に示す。
Examples 1-2 to 1-13 and Comparative Examples 1-1 to 1-3 (Production of Water-Based Pigment Dispersions D2 to D13 and D21 to D23)
Aqueous dispersions of pigment-containing acrylic resin particles (total concentration of pigment and acrylic resin A: 20%, degree of neutralization of resin: 60 mol%) were obtained in the same manner as in Example 1-1, except that the type of acrylic resin A and the type of neutralizing agent in Example 1-1 were changed as shown in Table 2. The physical properties of the obtained aqueous pigment dispersions are shown in Table 2.

実施例1-14(水系顔料分散体D14の製造)
得られた水系顔料分散体D3 94.32部をねじ口付きガラス瓶に取り、多官能エポキシ架橋剤としてトリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル(ナガセケムテックス株式会社製「デナコールEX-321LT」、分子量:302、エポキシ価:139g/eq.、水溶率27%)1.14部、及び水系顔料分散体の合計が100部になるように脱イオン水を添加して密栓し、スターラーで撹拌しながら90℃で5時間加熱した。その後、室温まで降温し、メンブランフィルター(ザルトリウス社製、商品名:ミニザルトシリンジフィルター、孔径:5μm、材質:酢酸セルロース)でろ過して粗大粒子を除き、架橋構造を有する顔料含有アクリル樹脂粒子を含有する水系顔料分散体D14(顔料及び架橋構造を有するアクリル樹脂A3の合計濃度20%)を得た。得られた各水系顔料分散体D14の物性を表2に示す。
Example 1-14 (Preparation of Water-Based Pigment Dispersion D14)
94.32 parts of the obtained aqueous pigment dispersion D3 was transferred to a screw-cap glass bottle, and 1.14 parts of trimethylolpropane polyglycidyl ether (Denacol EX-321LT, manufactured by Nagase ChemteX Corporation, molecular weight: 302, epoxy value: 139 g/eq., water solubility: 27%) as a polyfunctional epoxy crosslinker and deionized water were added so that the total amount of the aqueous pigment dispersion was 100 parts. The bottle was then sealed and heated at 90°C for 5 hours while stirring with a stirrer. The temperature was then lowered to room temperature, and the bottle was filtered through a membrane filter (manufactured by Sartorius GmbH, trade name: Minisart Syringe Filter, pore size: 5 μm, material: cellulose acetate) to remove coarse particles, yielding aqueous pigment dispersion D14 (total concentration of pigment and acrylic resin A3 having a crosslinked structure: 20%) containing pigment-containing acrylic resin particles having a crosslinked structure. The physical properties of each aqueous pigment dispersion D14 obtained are shown in Table 2.

(水系インクの製造)
実施例2-1(水系インク1の製造)
表3に示すインク組成となるように、顔料含有アクリル樹脂粒子の水系顔料分散体D1を、顔料及びアクリル樹脂Aの合計分として8.3部(顔料含有量5.0部)、プロピレングリコール8.0部、ジエチレングリコールモノブチルエーテル5.0部、アセチレングリコール系界面活性剤(日信化学工業株式会社製、商品名:サーフィノール440(2,4,7,9-テトラメチル-5-デシン-4,7-ジオールのエチレンオキシド(9モル)付加物、有効分100%))0.5部、及び水系インク全量の合計が100部になるように脱イオン水を添加して撹拌した後、メンブランフィルター(商品名:ミニザルトシリンジフィルター、孔径:5μm、材質:酢酸セルロース)でろ過して水系インク1を得た。得られた水系インク1の物性を表3に示す。
(Production of water-based ink)
Example 2-1 (Production of Water-Based Ink 1)
To obtain the ink composition shown in Table 3, Water-Based Pigment Dispersion D1 of pigment-containing acrylic resin particles was mixed with 8.3 parts (pigment content 5.0 parts) as the total of the pigment and acrylic resin A, 8.0 parts of propylene glycol, 5.0 parts of diethylene glycol monobutyl ether, 0.5 parts of an acetylene glycol surfactant (manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd., trade name: Surfynol 440 (ethylene oxide (9 moles) adduct of 2,4,7,9-tetramethyl-5-decyne-4,7-diol, active content 100%)), and deionized water so that the total amount of the water-based ink was 100 parts. The mixture was stirred and then filtered through a membrane filter (trade name: Minisart Syringe Filter, pore size: 5 μm, material: cellulose acetate), to obtain Water-Based Ink 1. The physical properties of the resulting Water-Based Ink 1 are shown in Table 3.

実施例2-2~2-14、及び比較例2-1~2-3(水系インク2~14、21~23の製造)
実施例2-1において、水系インクの組成を、表3に示す条件に変更した以外は、実施例2-1と同様にして、各水系インクを得た。得られた各水系インクの物性を表3に示す。
Examples 2-2 to 2-14 and Comparative Examples 2-1 to 2-3 (Production of Water-Based Inks 2 to 14, 21 to 23)
Each water-based ink was obtained in the same manner as in Example 2-1, except that the composition of the water-based ink was changed to the conditions shown in Table 3. The physical properties of each water-based ink obtained are shown in Table 3.

(評価方法)
上記の実施例及び比較例で得られた水系インク1~14、21~23を用いて、下記に示す方法で保存安定性、連続吐出性、及び基材密着性の評価を行った。評価結果を表3に示す。
(Evaluation method)
The storage stability, continuous ejection property, and substrate adhesion of the water-based inks 1 to 14 and 21 to 23 obtained in the above Examples and Comparative Examples were evaluated by the methods described below. The evaluation results are shown in Table 3.

<保存安定性の評価>
実施例及び比較例の水系インクを70℃恒温室下で7日間保存し、水系インクの保存後の粘度を、上記「水系顔料分散体及び水系インクの粘度」と同様の方法で測定した。
保管前の粘度及び保管後の粘度から、粘度変化率を下記式により算出(小数点以下は切り捨て)した。粘度変化率が小さいほど、保存安定性が良好である。
粘度変化率(%)=[〔保存後の粘度/保存前の粘度〕-1]×100
<Evaluation of storage stability>
The water-based inks of the Examples and Comparative Examples were stored in a thermostatic chamber at 70° C. for 7 days, and the viscosity of the water-based ink after storage was measured in the same manner as in the above "Viscosity of water-based pigment dispersion and water-based ink."
The viscosity change rate was calculated from the viscosity before and after storage using the following formula (decimals are discarded). The smaller the viscosity change rate, the better the storage stability.
Viscosity change rate (%) = [[viscosity after storage/viscosity before storage] - 1] x 100

<連続吐出性の評価>
サーマル方式のインクジェットヘッドを有するインクジェット記録装置「LPP-6010N」(LGエレクトロニクス社製)の送液チューブを引き出し、チューブをインクタンクへ投入して印刷できるように改造した装置を用い、該インクタンクに各水系インクを充填して、印刷条件をベストモード(解像度:縦1,600dpi×横1,600dpi)、Dutyは100%に設定した。
該装置を温度25±1℃、相対湿度30±5%の環境に設置し、A4サイズの普通紙に1枚印刷して、光学濃度計で印字濃度を測定後、100枚ごとに該光学濃度計で印字濃度を測定する操作を挟みながら印刷を継続し、1枚目の印字濃度より0.04低くなる結果が2回連続したときの印刷できた枚数を吐出性の指標とし、その枚数を下記評価基準で評価した。下記評価基準においては、印刷できた枚数が多いほど、連続吐出性に優れることを示す。
普通紙としてはHP All-in-One printing paper(Hewlett-Packard社製)を用い、光学濃度計はX-Rite社製のスペクトロアイ(SpectroEye)を用いた。
(評価基準)
A:A4サイズ普通紙15,000枚以上
B:A4サイズ普通紙10,000枚以上15,000枚未満
C:A4サイズ普通紙7,500枚以上10,000枚未満
D:A4サイズ普通紙1,000枚以上7,500枚未満
<Evaluation of continuous ejection>
The ink supply tube of an inkjet recording device "LPP-6010N" (manufactured by LG Electronics) equipped with a thermal inkjet head was pulled out and inserted into an ink tank, and the device was modified to enable printing. Each water-based ink was filled into the ink tank, and the printing conditions were set to best mode (resolution: 1,600 dpi vertical x 1,600 dpi horizontal) and a duty of 100%.
The device was placed in an environment of a temperature of 25±1°C and a relative humidity of 30±5%, one sheet of A4 size plain paper was printed, the print density was measured with an optical densitometer, and then printing was continued while measuring the print density with the optical densitometer every 100 sheets, and the number of sheets that could be printed when the print density of the first sheet was 0.04 lower for two consecutive times was used as an index of ejection property, and this number was evaluated according to the following evaluation criteria. In the following evaluation criteria, the more sheets that could be printed, the better the continuous ejection property.
HP All-in-One printing paper (manufactured by Hewlett-Packard) was used as the plain paper, and SpectroEye (manufactured by X-Rite) was used as the optical densitometer.
(Evaluation criteria)
A: 15,000 or more sheets of A4 size plain paper B: 10,000 or more sheets but less than 15,000 sheets of A4 size plain paper C: 7,500 or more sheets but less than 10,000 sheets of A4 size plain paper D: 1,000 or more sheets but less than 7,500 sheets of A4 size plain paper

<基材密着性の評価>
印刷評価装置(セイコーエプソン株式会社製、インクジェットプリンタ、PX105、ピエゾ式)を用い、印刷基材排出部分にA4サイズのフィルムヒーター(株式会社河合電器製作所製)を固定してインクが撃ち込まれる部分が50℃に加熱できるようにした。
印刷基材は、下記に示す樹脂フィルムをA4サイズにカットしたものを用いた。
温度25±1℃、相対湿度30±5%の環境で、前記印刷評価装置のカートリッジに実施例及び比較例の各水系インクを充填し、インク100%dutyで50mm×50mmのベタ画像を印刷した後、50℃に加熱できるように設定してフィルムヒーター上で3分間乾燥して印刷物を得た。得られた印刷物の印刷面に長さ50mm、幅15mmのテープ「ナイスタックNo.4」(登録商標)(ニチバン株式会社製)を、1cmの余白を残し4cm貼りつけ、テンシロン万能材料試験機(株式会社エー・アンド・デイ製、商品名:RTC―1150A)を用いてT型剥離試験を行い、基材密着性の指標である剥離強度(N/15mm)を測定し、下記の評価基準で基材密着性を評価した。
数値が大きいほど基材密着性が優れる。
(印刷基材)
OPPフィルム:ポリプロピレンフィルム、フタムラ化学株式会社製、品番:FOR-AQ、厚さ:20μm
<Evaluation of Adhesion to Substrate>
A printing evaluation device (Seiko Epson Corporation, inkjet printer, PX105, piezo type) was used, and an A4 size film heater (Kawai Electric Works, Ltd.) was fixed to the printing substrate discharge section so that the area where the ink was injected could be heated to 50°C.
The printing substrate used was a resin film shown below cut to A4 size.
In an environment of a temperature of 25±1°C and a relative humidity of 30±5%, the cartridges of the printing evaluation device were filled with each of the aqueous inks of the Examples and Comparative Examples, and a 50 mm x 50 mm solid image was printed with the ink at 100% duty. The image was then dried for 3 minutes on a film heater set to heat at 50°C to obtain a printed product. A 50 mm long, 15 mm wide tape "Nice Tack No. 4" (registered trademark) (manufactured by Nichiban Co., Ltd.) was attached to the printed surface of the obtained printed product over a 4 cm area, leaving a 1 cm margin, and a T-peel test was performed using a Tensilon universal material testing machine (manufactured by A&D Co., Ltd., product name: RTC-1150A). The peel strength (N/15 mm), which is an index of substrate adhesion, was measured, and the substrate adhesion was evaluated according to the following evaluation criteria.
The larger the value, the better the adhesion to the substrate.
(Printing base material)
OPP film: Polypropylene film, manufactured by Futamura Chemical Co., Ltd., product number: FOR-AQ, thickness: 20 μm

表3より、実施例1-1~1-14の水系顔料分散体を含む実施例2-1~2-14の水系インクは、保存安定性及び連続吐出性に優れ、かつ、樹脂フィルムへの印刷物のインク塗膜の基材密着性に優れることが確認された。
一方、比較例1-1の水系顔料分散液を含む比較例2-1の水系インクは、アクリル樹脂A中のシクロアルキルアクリレート(a-2)由来の構成単位とスチレン(a-3)由来の構成単位との質量比(a-2)/(a-3)が36を超えていたため、保存安定性及び連続吐出性が劣る結果となった。
また、比較例1-2の水系顔料分散液を含む比較例2-2の水系インクは、アクリル樹脂A中のシクロアルキルアクリレート(a-2)由来の構成単位とスチレン(a-3)由来の構成単位との質量比(a-2)/(a-3)が2.1未満であったため、連続吐出性が劣る結果となった。
また、比較例1-3の水系顔料分散液を含む比較例2-3の水系インクは、アクリル樹脂Aがシクロアルキルアクリレート(a-1)由来の構成単位を有さないため、連続吐出性が劣る結果となった。
From Table 3, it was confirmed that the water-based inks of Examples 2-1 to 2-14, which contained the water-based pigment dispersions of Examples 1-1 to 1-14, were excellent in storage stability and continuous dischargeability, and also in substrate adhesion of the ink coating film of the printed matter to the resin film.
On the other hand, the water-based ink of Comparative Example 2-1 containing the water-based pigment dispersion of Comparative Example 1-1 had a mass ratio (a-2)/(a-3) of the structural units derived from cycloalkyl acrylate (a-2) to the structural units derived from styrene (a-3) in the acrylic resin A of more than 36, and therefore the storage stability and continuous ejection properties were poor.
Furthermore, the water-based ink of Comparative Example 2-2, which contained the water-based pigment dispersion of Comparative Example 1-2, had a mass ratio (a-2)/(a-3) of the structural units derived from cycloalkyl acrylate (a-2) to the structural units derived from styrene (a-3) in the acrylic resin A of less than 2.1, and therefore exhibited poor continuous ejection properties.
Furthermore, the aqueous ink of Comparative Example 2-3 containing the aqueous pigment dispersion of Comparative Example 1-3 had poor continuous ejection properties because the acrylic resin A did not have a structural unit derived from cycloalkyl acrylate (a-1).

本発明によれば、水系インクに用いた際に、保存安定性及び連続吐出性に優れ、かつ、樹脂フィルムへの印刷物のインク塗膜の基材密着性(耐テープ剥離性)に優れる水系顔料分散体、及び該水系顔料分散体を含有する水系インクを得ることができる。
According to the present invention, it is possible to obtain an aqueous pigment dispersion that, when used in an aqueous ink, has excellent storage stability and continuous dischargeability, and also has excellent substrate adhesion (tape peel resistance) of an ink coating film of a printed material on a resin film, and an aqueous ink containing the aqueous pigment dispersion.

Claims (8)

顔料を含有するアクリル樹脂粒子の水系顔料分散体であり、
該顔料を含有するアクリル樹脂粒子が、(メタ)アクリル酸(a-1)由来の構成単位、シクロアルキルアクリレート(a-2)由来の構成単位、及びスチレン(a-3)由来の構成単位を含むアクリル樹脂Aを含み、
該アクリル樹脂A中のシクロアルキルアクリレート(a-2)由来の構成単位とスチレン(a-3)由来の構成単位との質量比(a-2)/(a-3)が2.1以上36以下である、水系顔料分散体。
An aqueous pigment dispersion of acrylic resin particles containing a pigment,
the acrylic resin particles containing the pigment contain an acrylic resin A that includes a structural unit derived from (meth)acrylic acid (a-1), a structural unit derived from a cycloalkyl acrylate (a-2), and a structural unit derived from styrene (a-3);
the mass ratio (a-2)/(a-3) of the structural units derived from the cycloalkyl acrylate (a-2) to the structural units derived from the styrene (a-3) in the acrylic resin A is 2.1 or more and 36 or less.
前記アクリル樹脂Aの全構成単位中における前記シクロアルキルアクリレート(a-2)由来の構成単位の含有量が、20質量%以上80質量%以下である、請求項1に記載の水系顔料分散体。 The aqueous pigment dispersion according to claim 1, wherein the content of structural units derived from the cycloalkyl acrylate (a-2) in all structural units of the acrylic resin A is 20% by mass or more and 80% by mass or less. 前記アクリル樹脂Aの全構成単位中における前記(メタ)アクリル酸(a-1)由来の構成単位の含有量が、15質量%以上35質量%以下である、請求項1に記載の水系顔料分散体。 The aqueous pigment dispersion according to claim 1, wherein the content of structural units derived from the (meth)acrylic acid (a-1) in all structural units of the acrylic resin A is 15% by mass or more and 35% by mass or less. 前記アクリル樹脂Aの酸価が、50mgKOH/g以上300mgKOH/g以下である、請求項1に記載の水系顔料分散体。 The aqueous pigment dispersion according to claim 1, wherein the acid value of the acrylic resin A is 50 mg KOH/g or more and 300 mg KOH/g or less. 前記シクロアルキルアクリレート(a-2)が、シクロペンチルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート及びシクロペンチルアクリレートからなる群から選ばれる1種以上である、請求項1に記載の水系顔料分散体。 The aqueous pigment dispersion according to claim 1, wherein the cycloalkyl acrylate (a-2) is one or more selected from the group consisting of cyclopentyl acrylate, cyclohexyl acrylate, and cyclopentyl acrylate. 請求項1~5のいずれか1項に記載の水系顔料分散体及び水溶性有機溶剤を含有する、水系インク。 A water-based ink containing the water-based pigment dispersion according to any one of claims 1 to 5 and a water-soluble organic solvent. 樹脂フィルムを印刷基材とする印刷に用いられる、請求項6に記載の水系インク。 The water-based ink according to claim 6, which is used for printing on a resin film as the printing substrate. インクジェット印刷用である、請求項6に記載の水系インク。
The water-based ink of claim 6 for ink-jet printing.
JP2024100532A 2024-06-21 2024-06-21 Water-based pigment dispersions Pending JP2026002493A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2024100532A JP2026002493A (en) 2024-06-21 2024-06-21 Water-based pigment dispersions

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2024100532A JP2026002493A (en) 2024-06-21 2024-06-21 Water-based pigment dispersions

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2026002493A true JP2026002493A (en) 2026-01-08

Family

ID=98329760

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2024100532A Pending JP2026002493A (en) 2024-06-21 2024-06-21 Water-based pigment dispersions

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2026002493A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6272449B2 (en) Water-based pigment dispersion
JP5872873B2 (en) Water-based ink for ink jet recording and ink jet recording method
JP2016125057A (en) Water-based ink
JP2015013990A (en) Water-based ink for inkjet recording
WO2009123008A1 (en) Nonaqueous ink jet ink, process for producing nonaqueous ink jet ink, and ink jet recording method
JP7249776B2 (en) Water-based ink for inkjet printing
WO2017110997A1 (en) Aqueous pigment dispersion
JP6059584B2 (en) Water-based ink for inkjet recording
JP2018104545A (en) Aqueous pigment dispersion
JP5981840B2 (en) Water-based ink for inkjet recording
JP2019183066A (en) Water-based ink
JP6334917B2 (en) Inkjet recording method
JP2026002493A (en) Water-based pigment dispersions
JP7805751B2 (en) Water-based ink for inkjet printing
JP7740915B2 (en) Water-based ink for inkjet printing
WO2019131479A1 (en) Aqueous ink for inkjet recording
CN113316617B (en) Water-based ink for inkjet printing
JP2011116859A (en) Aqueous ink-jet recording ink
JP2024095007A (en) Water-based dispersion of pigment-containing acrylic resin particles
JP7685387B2 (en) Water-based ink for ink-jet printing
JP7781684B2 (en) Water-based ink for inkjet printing
JP7431399B1 (en) Ink set and printed matter manufacturing method
JP7583574B2 (en) Water-in-oil emulsion ink
JP2020104478A (en) Inkjet printing method
JP7641739B2 (en) Water-based pigment dispersions

Legal Events

Date Code Title Description
RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20250228

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20250331