JP2000128954A - ポリウレタン樹脂および印刷インキ用バインダー - Google Patents
ポリウレタン樹脂および印刷インキ用バインダーInfo
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Abstract
し、しかも非塩素系樹脂からなるポリウレタン樹脂を提
供すること。 【解決手段】 (1)テルペンフェノール系樹脂、
(2)高分子ポリオールおよび/または(3)鎖伸長剤
および/または(4)重合停止剤、および(5)ジイソ
シアネート化合物を主成分として反応させて得られるポ
リウレタン樹脂を用いる。
Description
関する。本発明のポリウレタン樹脂は、ポリエチレン
(以下PEと略す)、ポリプロピレン(以下PPと略
す)、ポリエステル(以下PETと略す)、ナイロン
(以下NYと略す)等の各種プラスチックに対して良好
な接着性を示し、たとえば、印刷インキ、塗料、接着剤
などの各種コーティング剤のバインダーに使用できる。
特に、本発明のポリウレタン樹脂は、印刷インキ用バイ
ンダーとして有用である。
ィルムは、包装内容物の複雑化、包装技術の高度化に伴
い各種のものが開発され、その結果内容物に適合しうる
フィルムを適宜選択して使用されるようになった。
印刷インキ用バインダーとしては、ロジン変性マレイン
酸樹脂、硝化綿、公知の各種ポリウレタン樹脂、塩素化
ポリオレフィン、ポリアミド樹脂、塩化ビニル−酢酸ビ
ニル共重合樹脂、ポリエステル樹脂などが使用されてい
る。しかし、被印刷物としてのPP、PET及びNYの
いずれのフィルムに対しても優れた接着性を有するもの
はない。そのため必然的に、使用されるフィルムの特性
に合致するインキが個々に設計されねばならず、これら
インキの種類は多岐に亘っている。
ンダーとする印刷インキはPETフィルムやNYフィル
ムに対して単独で優れた接着力を有するが、汎用フィル
ムであるPEフィルムやPPフィルム等のポリオレフィ
ンフィルムに対しては充分な接着力がない。一方、塩素
化ポリオレフィンはポリオレフィンフィルムに対しては
良好な接着力を示すがPETフィルムやNYフィルムに
対しては充分な接着力がない。
は、ポリウレタン樹脂と塩素化ポリオレフィンを混合ま
たは反応させ、各種被印刷物への接着性を向上させたも
のが提案されている。しかし、塩素化ポリオレフィンは
塩素を含有していることから、経時的に脱塩化水素反応
による経時安定性の問題や、発生した塩化水素による充
填容器の腐食や樹脂の着色等の問題がある。さらには、
塩素化ポリオレフィンはリサイクル過程や燃焼時におい
て、塩素ガスを発生するためダイオキシン生成の原因に
なるなどの環境に悪影響を及ぼす危険性があり、環境保
護の立場からも塩素を含有しない環境にやさしい印刷イ
ンキ用バインダーが要求されている。
Y、PE、PPなどの各種プラスチックに対する優れた
接着性を有し、しかも非塩素系樹脂からなるポリウレタ
ン樹脂を提供することを目的とする。
術の課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、下記のよ
うなポリウレタン樹脂が前記従来技術の課題をことごと
く解決しうることを見出し本発明を完成するに至った。
ール系樹脂、(2)高分子ポリオールおよび(3)ジイ
ソシアネート化合物を主成分として反応させて得られる
ポリウレタン樹脂;(1)テルペンフェノール系樹脂、
(2)高分子ポリオール、(3)ジイソシアネート化合
物ならびに(4)鎖伸長剤および/または(5)重合停
止剤を主成分として反応させて得られるポリウレタン樹
脂;前記ポリウレタン樹脂を用いた印刷インキ用バイン
ダー;前記印刷インキ用バインダーを含有してなる印刷
インキ組成物、に関する。
ル系樹脂としては、たとえば、α−ピネン、β−ピネ
ン、ジペンテン、リモネン等のテルペン類を、フェノー
ル類の存在する反応系内で重合する方法等により製造さ
れるものを使用できる。なお、フェノール類としては、
フェノール、ビスフェノールA、またはクレゾール、キ
シレノール、p−t−ブチルフェノール、p−オクチル
フェノール、p−ノニルフェノール等のアルキルフェノ
ール類があげられる。また本発明では、これらのテルペ
ンフェノール樹脂をより反応性の高い官能基に置換する
ために、たとえば、フェノール性水酸基にアルキレンオ
キサイドやエポキシ化合物を付加した付加物を(1)テ
ルペンフェノール系樹脂として使用することができる。
これら(1)テルペンフェノール系樹脂の重量平均分子
量は通常200〜2000程度のものを使用するのが好
ましい。
酸化エチレン、酸化プロピレン、テトラヒドロフラン等
の重合体または共重合体等のポリエーテルポリオール
類;エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリ
エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,
3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,
4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ペンタ
ンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、
1,6−ヘキサンジオール、オクタンジオール、1,4
−ブチンジオール、ジプロピレングリコール等の飽和も
しくは不飽和の各種公知の低分子グリコール類またはn
−ブチルグリシジルエーテル、2−エチルヘキシルグリ
シジルエーテル等のアルキルグリシジルエーテル類、バ
ーサティック酸グリシジルエステル等のモノカルボン酸
グリシジルエステル類と、アジピン酸、マレイン酸、フ
マル酸、無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、
コハク酸、しゅう酸、マロン酸、グルタル酸、ピメリン
酸、アゼライン酸、セバシン酸、スベリン酸等の二塩基
酸またはこれらに対応する酸無水物やダイマー酸などと
を脱水縮合せしめて得られるポリエステルポリオール
類;環状エステル化合物を開環重合して得られるポリエ
ステルポリオール類;その他ポリカーボネートポリオー
ル類、ポリブタジエングリコール類、ビスフェノールA
にエチレンオキサイドまたはプロピレンオキサイドを付
加して得られたグリコール類等の一般にポリウレタン樹
脂の製造に用いられる各種公知の高分子ポリオールがあ
げられる。
グリコール類と二塩基酸とから得られる高分子ポリオー
ルの場合には、該グリコール類のうち5モル%までは以
下の各種ポリオールに置換することができる。たとえば
グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロール
エタン、1,2,6−ヘキサントリオール、1,2,4
−ブタントリオール、ソルビトール、ペンタエリスリト
ール等があげられる。
量は、得られるポリウレタン樹脂の溶解性、乾燥性、耐
ブロッキング性等を考慮して適宜決定され、通常は70
0〜10000程度、好ましくは1000〜6000の
範囲内とするのがよい。数平均分子量が700未満にな
ると溶解性の低下に伴ない印刷適性が低下する傾向があ
り、また10000を越えると乾燥性及び耐ブロッキン
グ性が低下する傾向がある。
芳香族、脂肪族または脂環族の各種公知のジイソシアネ
ート類を使用することができる。たとえば、1,5−ナ
フチレンジイソシアネート、4,4′−ジフェニルメタ
ンジイソシアネート、4,4′−ジフェニルジメチルメ
タンジイソシアネート、4,4′−ジベンジルイソシア
ネート、ジアルキルジフェニルメタンジイソシアネー
ト、テトラアルキルジフェニルメタンジイソシアネー
ト、1,3−フェニレンジイソシアネート、1,4−フ
ェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネー
ト、ブタン−1,4−ジイソシアネート、ヘキサメチレ
ンジイソシアネート、イソプロピレンジイソシアネー
ト、メチレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチ
ルヘキサメチレンジイソシアネート、2,4,4−トリ
メチルヘキサメチレンジイソシアネート、シクロヘキサ
ン−1,4−ジイソシアネート、キシリレンジイソシア
ネート、水素化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、リジンジイソシアネート、ジシク
ロヘキシルメタン−4,4′−ジイソシアネート、1,
3−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、メ
チルシクロヘキサンジイソシアネート、m−テトラメチ
ルキシリレンジイソシアネートやダイマー酸のカルボキ
シル基をイソシアネート基に転化したダイマージイソシ
アネート等がその代表例としてあげられる。
テルペンフェノール系樹脂、(2)高分子ポリオールお
よび(3)ジイソシアネート化合物からなる。当該
(1)と(2)との使用割合は、オレフィン、PET、
NYなどに対する接着性を考慮して決定され、通常、重
量比で、(1)/(2)が1/99〜70/30程度、
さらには5/95〜50/50の範囲内とするのが好ま
しい。(1)テルペンフェノール系樹脂の割合が1未満
であるとオレフィンへの接着性が十分でなく、また70
を超えるとPET、NYなどに対する接着性が十分でな
くなる。また、(3)ジイソシアネート化合物の使用量
は、(1)テルペンフェノール系樹脂および(2)高分
子ポリオールの活性水素基量を考慮して決定される。通
常、(3)ジイソシアネート化合物のイソシアネート基
/(1)テルペンフェノール系樹脂および(2)高分子
ポリオールの活性水素基量の当量比が0.8〜1.2/
1の範囲とするのが好ましい。
の(4)鎖伸長剤を用いて高分子量化することもでき
る。各種公知の(4)鎖伸長剤として、たとえばエチレ
ンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジア
ミン、トリエチレンテトラミン、ジエチレントリアミ
ン、イソホロンジアミン、ジシクロヘキシルメタン−
4,4′−ジアミンなどがあげられる。その他、2−ヒ
ドロキシエチルエチレンジアミン、2−ヒドロキシエチ
ルプロピレンジアミン、ジ−2−ヒドロキシエチルエチ
レンジアミン、ジ−2−ヒドロキシエチルプロピレンジ
アミン、2−ヒドロキシプロピルエチレンジアミン、ジ
−2−ヒドロキシプロピルエチレンジアミン等の分子内
に水酸基を有するジアミン類および前記したポリエステ
ルジオールの項で説明した低分子グリコールやダイマー
酸のカルボキシル基をアミノ基に転化したダイマージア
ミン等もその代表例としてあげられる。さらには本発明
のポリウレタン樹脂は、(5)鎖長停止剤を使用するこ
ともできる。(5)鎖長停止剤としては、たとえば、ジ
−n−ブチルアミン等のジアルキルアミン類やエタノー
ル、イソプロピルアルコール等のアルコール類があげら
れる。
(5)鎖長停止剤を使用する場合にも、イソシアネート
基/活性水素基量((1)、(2)、(4)および/ま
たは(5))の当量比が0.8〜1.2/1の範囲とす
るのが好ましい。
としては、(1)テルペンフェノール系樹脂、(2)高
分子ポリオールならびに(3)ジイソシアネート化合
物、必要により(4)鎖伸長剤および/または(5)重
合停止剤を、適当な溶媒中で一度に反応させる一段法が
あげられる。また、(1)テルペンフェノール系樹脂お
よび(2)高分子ポリオールと(3)ジイソシアネート
化合物とを、イソシアネート基過剰の条件で反応させ、
(1)テルペンフェノール系樹脂および(2)高分子ポ
リオールの末端にイソシアネート基を有するプレポリマ
ーを調製し、次いでこれを適当な溶媒中で(4)鎖伸長
剤および必要に応じて(5)重合停止剤と反応させる二
段法を採用しうる。均一なポリマー溶液をうる目的には
二段法が好ましい。これら製造法において、使用される
溶剤としては通常、印刷インキ用の溶剤としてよく知ら
れているベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族溶
剤;酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶剤;メタ
ノール、エタノール、イソプロパノール、n-ブタノール
等のアルコール系溶剤; アセトン、メチルエチルケト
ン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶剤を単独ま
たは混合して使用できる。
合、プレポリマーと(4)鎖伸長剤および必要に応じて
(5)重合停止剤とを反応させる際の条件については特
に限定はされないが、プレポリマーの末端に有する遊離
のイソシアネート基を1当量とした場合に、(4)鎖伸
長剤中のイソシアネート基と反応しうる活性水素の合計
当量が0.5〜2当量の範囲内であるのがよく、特に活
性水素含有基がアミノ基の場合には0.5〜1.3当量
の範囲であるのが好ましい。前記活性水素が0.5当量
未満の場合、乾燥性、耐ブロッキング性、皮膜強度が充
分でなく、前記活性水素が2当量より過剰になった場合
には、鎖伸長剤が未反応のまま残存する可能性があり好
ましくない。
使用でき、たとえば、印刷インキ、塗料、接着剤などの
各種コーティング剤のバインダーに使用できる。特に本
発明のポリウレタン樹脂は、特に印刷インキ用バインダ
ーとして有用である。
用バインダーとして使用される場合には、得られる印刷
インキの乾燥性、耐ブロッキング性、皮膜強度、耐油
性、粘度等を考慮して、数平均分子量が適宜に決定され
る。通常、ポリウレタン樹脂の数平均分子量は、500
0〜100000の範囲とするのがよい。
タン樹脂は、通常、樹脂溶液として用いられる。樹脂固
形分濃度は特に制限はされず、印刷インキとして用いる
場合、印刷時の作業性等を考慮して適宜決定すればよ
く、通常は15〜60重量%程度、粘度は50〜100
000cP/25℃程度の範囲に調整するのが実用上好
適である。
脂を印刷インキ用バインダーとして用い、印刷インキを
調製するには通常の手段を採用できる。すなわち、着色
剤、溶剤、さらに必要に応じて流動性および表面皮膜を
改良するための界面活性剤、ワックス、その他添加剤が
適宜配合され、ボールミル、アトライター、サンドミル
等の通常のインキ製造装置を用いて混練することにより
印刷インキが製造される。なお、印刷インキとして用い
る場合、本発明のポリウレタン樹脂の配合量は、その樹
脂固形分が3〜20重量%になるように配合するのが好
ましい。また、本発明の印刷インキには、その性能を逸
脱しない限り、本発明以外のポリウレタン樹脂、硝化
綿、エチレン/酢酸ビニル共重合体等の樹脂を併用する
こともできる。
してのPET、NY、PE、PPなどの各種プラスチッ
クのいずれに対しても優れた接着性を有し、印刷イン
キ、塗料、接着剤などの各種コーティング剤のバインダ
ーとして使用できる。特に、本発明のポリウレタン樹脂
は、各種プラスチックフィルムへの優れた接着性を有す
ることから、印刷インキ用バインダーとして有用であ
り、印刷適性、ラミネート加工適性に優れており、PP
ダイレクト・ラミネート加工、ボイル加工、レトルト加
工、ドライラミネート加工、エクストルージョンラミネ
ート加工などへ適用できる。さらには、本発明のポリウ
レタン樹脂を印刷インキ用バインダーとする印刷インキ
は、塩素系樹脂を使用していないので、安定性がよく、
容器等の腐食の問題もない。
本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれら実施
例に限定されるものではない。尚、部および%は重量基
準である。
コに、テルペンフェノール樹脂(ヤスハラケミカル(株)
製、商品名「YSポリスター2130」)200部、分
子量2000のポリ(3−メチル−1,5−ペンチレン
アジペート)グリコール((株)クラレ製,商品名「ク
ラポールP2010」)800部とイソホロンジイソシ
アネート97.3部を仕込み、窒素気流下に100℃で
6時間反応させた。これにメチルエチルケトン2560
部を加えて樹脂溶液とした。こうして得られたポリウレ
タン樹脂溶液は、樹脂固形分濃度が30%、粘度が20
0cP/25℃、GPCによる数平均分子量は2200
0であった。
コに、テルペンフェノール樹脂(ヤスハラケミカル(株)
製、商品名「YSポリスター2130」)200部、分
子量2000のポリ(3−メチル−1,5−ペンチレン
アジペート)グリコール((株)クラレ製,商品名「ク
ラポールP2010」)800部とイソホロンジイソシ
アネート209部を仕込み、窒素気流下に100℃で6
時間反応させ遊離イソシアネート価3.27%のプレポ
リマーとなし、これにメチルエチルケトン518部を加
えてウレタンプレポリマーの均一溶液とした。次いで、
イソホロンジアミン72.4部、ジ−n−ブチルアミン
11.7部、メチルエチルケトン1487部及びイソプ
ロピルアルコール1001部からなる混合物の存在下に
上記ウレタンプレポリマー溶液1720部を添加し、5
0℃で3時間反応させた。こうして得られたポリウレタ
ン樹脂溶液は、樹脂固形分濃度が30%、粘度が250
cP/25℃、GPCによる数平均分子量は20000
であった。
ケミカル(株)製,商品名「YSポリスター2130」)
を同テルペンフェノール樹脂のエチレンオキサイド付加
体200部に変えた以外は実施例2と同様に反応させ
た。こうして得られたポリウレタン樹脂溶液は、樹脂固
形分濃度が30%、粘度が350cP/25℃、GPC
による数平均分子量は22000であった。
コに、テルペンフェノール樹脂(ヤスハラケミカル(株)
製,商品名「YSポリスター2130」)のエチレンオ
キサイド付加体600部、ポリ(3−メチル−1,5−
ペンチレンアジペート)グリコール((株)クラレ製、
商品名「クラポールP2010」)400部とイソホロ
ンジイソシアネート193部を仕込み、窒素気流下に1
00℃で6時間反応させ遊離イソシアネート価3.21
%のプレポリマーとなし、これにメチルエチルケトン5
11部を加えてウレタンプレポリマーの均一溶液とし
た。次いで、イソホロンジアミン69.6部、ジ−n−
ブチルアミン10.9部、メチルエチルケトン1467
部及びイソプロピルアルコール988部からなる混合物
の存在下に上記ウレタンプレポリマー溶液1700部を
添加し、50℃で3時間反応させた。こうして得られた
ポリウレタン樹脂溶液は、樹脂固形分濃度が30%、粘
度が200cP/25℃、GPCによる数平均分子量は
18000であった。
コに、テルペンフェノール樹脂(ヤスハラケミカル(株)
製、商品名「YSポリスター2130」)のエチレンオ
キサイド付加体100部、ポリ(3−メチル−1,5−
ペンチレンアジペート)グリコール((株)クラレ製、
商品名「クラポールP2010」)900部とイソホロ
ンジイソシアネート216部を仕込み、窒素気流下に1
00℃で6時間反応させ遊離イソシアネート価3.35
%のプレポリマーとなし、これにメチルエチルケトン5
21部を加えてウレタンプレポリマーの均一溶液とし
た。次いで、イソホロンジアミン80.9部、ジ−n−
ブチルアミン1.7部、メチルエチルケトン1495部
及びイソプロピルアルコール1007部からなる混合物
の存在下に上記ウレタンプレポリマー溶液1730部を
添加し、50℃で3時間反応させた。こうして得られた
ポリウレタン樹脂溶液は、樹脂固形分濃度が30%、粘
度が550cP/25℃、GPCによる数平均分子量は
38000であった。
コに、テルペンフェノール樹脂(ヤスハラケミカル(株)
製、商品名「YSポリスターT145」)100部、分
子量2000のポリ(3−メチル−1,5−ペンチレン
アジペート)グリコール((株)クラレ製、商品名「ク
ラポールP2010」)900部とイソホロンジイソシ
アネート232部を仕込み、窒素気流下に100℃で6
時間反応させ遊離イソシアネート価3.37%のプレポ
リマーとなし、これにメチルエチルケトン528部を加
えてウレタンプレポリマーの均一溶液とした。次いで、
イソホロンジアミン76.6部、ジ−n−ブチルアミン
11.4部、メチルエチルケトン1525部及びイソプ
ロピルアルコール1027部からなる混合物の存在下に
上記ウレタンプレポリマー溶液1760部を添加し、5
0℃で3時間反応させた。こうして得られたポリウレタ
ン樹脂溶液は、樹脂固形分濃度が30%、粘度が400
cP/25℃、GPCによる数平均分子量は25000
であった。
コに、ポリ(3−メチル−1,5−ペンチレンアジペー
ト)グリコール((株)クラレ製、商品名「クラポール
P2010」)1000部とイソホロンジイソシアネー
ト222部を仕込み、窒素気流下に100℃で6時間反
応させ遊離イソシアネート価3.44%のプレポリマー
となし、これにメチルエチルケトン523部を加えてウ
レタンプレポリマーの均一溶液とした。次いで、イソホ
ロンジアミン73.8部、ジ−n−ブチルアミン16.
9部、メチルエチルケトン1518部及びイソプロピル
アルコール1020部からなる混合物の存在下に上記ウ
レタンプレポリマー溶液1745部を添加し、50℃で
3時間反応させた。こうして得られたポリウレタン樹脂
溶液は、樹脂固形分濃度が30%、粘度が600cP/
25℃、GPCによる数平均分子量は21000であっ
た。
ル型)30部、トルエン10部、メチルエチルケトン1
0部、イソプロピルアルコール10部、実施例1〜5お
よび比較例1で得られたポリウレタン樹脂溶液を40
部、それぞれペイントシェイカーで練肉して白色印刷イ
ンキを調製した。
て、ポリウレタン樹脂溶液として比較例1で得られたポ
リウレタン樹脂溶液32部を用い、さらに塩素化ポリプ
ロピレン(商品名「スーパークロン813A」,日本製
紙(株)製,30%トルエン溶液)を8部 使用した他
は調製例1と同様にして白色印刷インキを調製した。
刷インキを、版深30μmのグラビア版を備えた簡易グ
ラビア印刷機により厚さ15μmのコロナ放電処理OP
Pの放電処理面、厚さ11μmのPETの片面、および
厚さ15μmのコロナ放電処理NYの放電処理面に印刷
して、40〜50℃で乾燥し、印刷フィルムを得た。
にセロファンテ−プを貼り付け、これを急速に剥したと
きの印刷皮膜の外観を以下の基準で観察評価した。評価
結果を表1に示す。 ◎:全く剥れなかった。 〇:印刷皮膜の80%以上がフィルムに残った。 △:印刷皮膜の50〜80%以上がフィルムに残った。 ×:印刷皮膜の50%以下がフィルムに残った。
石油缶に室温にて保存し、3ヶ月間後、容器内部の腐食
状態の有無を確認した。評価結果を表1に示す。
Claims (6)
- 【請求項1】 (1)テルペンフェノール系樹脂、
(2)高分子ポリオールおよび(3)ジイソシアネート
化合物を主成分として反応させて得られるポリウレタン
樹脂。 - 【請求項2】 (1)テルペンフェノール系樹脂、
(2)高分子ポリオール、(3)ジイソシアネート化合
物ならびに(4)鎖伸長剤および/または(5)重合停
止剤を主成分として反応させて得られるポリウレタン樹
脂。 - 【請求項3】 (1)テルペンフェノール系樹脂と
(2)高分子ポリオールの使用割合(1)/(2)が重
量比で、1/99〜70/30である請求項1または2
記載のポリウレタン樹脂。 - 【請求項4】 ポリウレタン樹脂の数平均分子量が50
00〜100000である請求項1〜3のいずれかに記
載のポリウレタン樹脂。 - 【請求項5】 請求項1〜4のいずれかに記載のポリウ
レタン樹脂を用いた印刷インキ用バインダー。 - 【請求項6】 請求項5の印刷インキ用バインダーを含
有してなる印刷インキ組成物。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30645998A JP4134401B2 (ja) | 1998-10-28 | 1998-10-28 | ポリウレタン樹脂および印刷インキ用バインダー |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30645998A JP4134401B2 (ja) | 1998-10-28 | 1998-10-28 | ポリウレタン樹脂および印刷インキ用バインダー |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000128954A true JP2000128954A (ja) | 2000-05-09 |
JP4134401B2 JP4134401B2 (ja) | 2008-08-20 |
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ID=17957272
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30645998A Expired - Lifetime JP4134401B2 (ja) | 1998-10-28 | 1998-10-28 | ポリウレタン樹脂および印刷インキ用バインダー |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4134401B2 (ja) |
Cited By (3)
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