JP2002241463A - 水性ウレタン樹脂の製造方法 - Google Patents
水性ウレタン樹脂の製造方法Info
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Abstract
産性に優れ、さらに耐水性等の物性にも優れた水性ウレ
タン樹脂の製造方法を提供すること。 【解決手段】 両末端に脂肪族炭化水素の炭素に
結合したイソシアネート基を有しさらに分子側鎖にカル
ボキシル基を有する線状ウレタンプレポリマーと、ジア
ミンとを反応し、得られた線状ウレタンプレポリマー中
のカルボキシル基を塩基で中和することによる水性ウレ
タン樹脂の製造方法であって、有機溶媒を使用せず水の
存在下で製造する水性ウレタン樹脂の製造方法。
Description
脂、とりわけ、グラビア印刷インキのバインダーとして
有用な水性ウレタン樹脂の製造方法に関する。
論、生産性にも優れるバインダーおよび該バインダーを
含有してなる印刷インキの要望が高まってきている。例
えば、特開平7−82333号公報、特開平10−23
1342号公報には、アセトンまたはメチルエチルケト
ン等の有機溶媒の存在下で反応させたウレタン樹脂を、
トリエチルアミンで中和し、水に分散した後、脱溶剤し
て得られる水性グラビア印刷インキ組成物が開示されて
いる。しかしながら、反応で用いたアセトンまたはメチ
ルエチルケトンの脱溶剤工程が必要であり、生産性、環
境保全への配慮を十分満足するものではかった。
する課題は、環境保全に配慮するとともに、生産性に優
れ、さらに耐水性等の物性にも優れた水性ウレタン樹脂
の製造方法を提供することにある。
について鋭意検討を重ねた結果、両末端に脂肪族炭化水
素の炭素に結合したイソシアネート基を有しさらに分子
側鎖にカルボキシル基を有する線状ウレタンプレポリマ
ーと、ジアミンとを反応して得られたウレタンプレポリ
マー中のカルボキシル基を塩基で中和することにより水
性ウレタン樹脂が得られ、かつ該水性ウレタン樹脂の製
造工程において、有機溶媒を使用せずに水の存在下で製
造が行えることを見出し、本発明を完成させるに到っ
た。
の炭素に結合したイソシアネート基(以下、脂肪族イソ
シアネート基、と略記する)を有し、かつ両末端の脂肪
族イソシアネート基のうちの70モル%以上が2級およ
び/または3級の脂肪族炭化水素の炭素に結合したイソ
シアネート基(以下、2級および/または3級の脂肪族
イソシアネート基と略記する)であり、さらに分子側鎖
にカルボキシル基を有する線状ウレタンプレポリマー
(A)中のカルボキシル基の1部または全部を、水の存
在下で塩基により中和してジアミン(B)と反応させ、
鎖伸長させてカルボキシル基が中和されたウレタン樹脂
(I)とすることにより、水中にウレタン樹脂(I)を分
散または溶解させることを特徴とする水性ウレタン樹脂
の製造方法を提供するものであり、また本発明は、上記
の製造方法が印刷インキバインダー用ウレタン樹脂の製
造方法であるものを提供するものである。
する。本発明で用いる、線状ウレタンプレポリマー
(A)は、両末端に脂肪族イソシアネート基を有し、さ
らに分子側鎖にカルボキシル基を有する線状ウレタンプ
レポリマーであって、かつ、両末端の脂肪族イソシアネ
ート基のうちの70モル%以上が2級および/または3
級の脂肪族イソシアネート基である線状ウレタンプレポ
リマーであれば特に限定されないが、なかでも、両末端
に2級および/または3級の脂肪族イソシアネート基を
有する線状ウレタンプレポリマー(A1)が好ましい。
(A)は、例えば、分子側鎖にカルボキシル基を有する
ジオール(a1)と、その他のジオール(a2)と、2
個の脂肪族イソシアネート基を有するジイソシアネート
(a3)とを反応させて得ることができる。ジイソシア
ネート(a3)の脂肪族イソシアネート基は、線状脂肪
族でも脂環式でもよい。
(A)の両末端の脂肪族イソシアネート基のうち、2級
および/または3級脂肪族イソシアネート基が70モル
%未満であると、水とイソシアネート基との反応が起こ
るため、製造したウレタン樹脂組成物の分子量が低下し
て付着性等の物性が低下するため、好ましくない。
ンプレポリマー(A1)は、その両末端が2級および/
または3級の脂肪族イソシアネート基であれば、その製
造方法は限定されないが、例えば、2個の脂肪族イソシ
アネート基を有するジイソシアネート(a3)に対し、
その他のジオール(a2)を過剰に用いて両末端に水酸
基をもつプレポリマーを合成した後に、2個のイソシア
ネート基が2級および/または3級の脂肪族イソシアネ
ート基であるジイソシアネート(a3−1)を反応させ
るか、または、その他のジオール(a2)と2個のイソ
シアネート基が2級および/または3級の脂肪族イソシ
アネート基であるジイソシアネート(a3−1)とを反
応させて得ることができる。
イソシアネート(a3)の2個のイソシアネート基とし
ては、上記の2級および/または3級の脂肪族イソシア
ネート基を有するジイソシアネート(a3−1)以外
に、例えば、2個の1級脂肪族イソシアネート基を有す
るジイソシアネート(a3−2)、2級と1級の脂肪族
イソシアネート基を有するジイソシアネート(a3−
3)が挙げられる。
とは、脂肪族炭化水素の炭素に結合したイソシアネート
基を言い、また、1級、2級、3級脂肪族イソシアネー
ト基とは、1級、2級、3級の脂肪族炭化水素の炭素に
結合したイソシアネート基をいう。
ソシアネート基を有するジイソシアネート(a3−1)
としては、炭素数9〜17の脂肪族イソシアネート基を
有するジイソシアネートが好ましく、例えば、イソプロ
ピリデンビス−4−シクロヘキシルジイソシアネート、
ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、メチルシク
ロヘキサンジイソシアネート、テトラメチルキシリレン
ジイソシアネート等が挙げられる。
するジイソシアネート(a3−2)としては、例えば、
ヘキサメチレンジイソシアネート、メタキシリレンジイ
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、ダイマー酸ジイソシアネート等が挙
げられる。
するジイソシアネート(a3−3)としては、例えば、
イソホロンジイソシアネート、リジンジイソシアネート
メチルエステル等が挙げられる。
イソシアネート基を有する線状ウレタンプレポリマー
(A1)は、具体的には、例えば、2個の1級脂肪族イ
ソシアネート基を有するジイソシアネート(a3−2)
を使用し、分子側鎖にカルボキシル基を有するジオール
(a1)と、その他のジオール(a2)とを過剰に用い
て、両末端に水酸基をもつプレポリマーを合成した後、
2個の2級および/または3級の脂肪族イソシアネート
基を有するジイソシアネート(a3−1)を反応させて
得ることができる。このとき2個の2級および/または
3級の脂肪族イソシアネート基を有するジイソシアネー
ト(a3−1)と、2個の1級脂肪族イソシアネート基
を有するイソシアネート(a3−2)とのモル比〔(a
3−1)/(a3−2)〕は、2/8〜5/5であるこ
とが好ましい。
ト基を有するジイソシアネート(a3−2)を、2級と
1級の脂肪族イソシアネート基を有するジイソシアネー
ト(a3−3)に代えて使用することもできる。
と、その他のジオール(a2)とは、重量比〔(a1)
/(a2)〕が(1/99)〜(30/70)であるこ
とが好ましく、なかでも(5/95)〜(25/75)
であることが特に好ましい。
としては、例えば、ジメチロールプロピオン酸、ジメチ
ロールブタン酸、ジメチロールペンタン酸、ジメチロー
ル酪酸、ジメチロール吉草酸等が挙げられる。
エーテルジオール、ポリエステルジオールが好ましい。
ポレエチレングリコール、ポリプロピレングリコ−ル、
ポリオキシテトラメチレングリコール、これらの共重合
ポリエーテルジオール等が挙げられる。
ボン酸とジオールとの縮合反応により得ることができ
る。ジカルボン酸としては、例えば、アジピン酸、こは
く酸、グルタル酸、マレイン酸、フマル酸等の脂肪族系
ジカルボン酸、またはその無水物;フタル酸、イソフタ
ル酸、テレフタル酸等の芳香族系カルボン酸、またはそ
の無水物等が挙げられる。またジオールとしては、例え
ば、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,
2−ブチレングリコール、1,3−ブチレングリコー
ル、1,4−ブタンジオール、2,3−ブチレングリコ
ール、イソブチレングリコール、ネオペンチルグリコー
ル、2−メチル−2−プロピル−1,3−プロパンジオ
ール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジ
オ−ル、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、3−
メチル−1,5ペンタンジオール、2,2,4−トリメ
チル−1,3−ペンタンジオール、2−エチル−1,3
−ヘキサンジオール、2,5−メチル−2,5−ヘキサ
ンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、
1,4−ブチンジオール、1,4−ブテンジオール、
2,5−ジメチル−3−ヘキシン−2,5−ジオール等
が挙げられる。
ε−カプロラクトン、β−メチル−δ−バレロラクトン
等のラクトン化合物と、ジオールモノマー、ポリエステ
ルポリオール、ポリエーテル等のジオール化合物を15
0〜250℃に加熱、攪拌して得ることもできる。
は、高速印刷時の版の摩耗性を低減し、また付着性を良
好に保つため300〜5,000が好ましい。
(A)としては、2個の2級および/または3級の脂肪
族イソシアネート基を有するジイソシアネート(a3−
1)と、カルボキシル基を有するジオール(a1)と、
その他ジオール(a2)とを反応させて得られるものが
好ましい。
ジアミン、脂環式ジアミン、複素環ジアミン等が挙げら
れ、このうち、1分子中に1個以上の水酸基を有するジ
アミンおよび/またはポリエーテル骨格を持つジアミン
であることが好ましい。
有するアルカノールアミン、1分子中に1〜10個のエ
ーテル基を有するエーテルアミンが特に好ましい。
ミノエチルエタノールアミン、アミノエチルイソプロパ
ノールアミン、アミノエチルプロパノールアミン、アミ
ノエチルブタノールアミン、アミノエチルイソブタノー
ルアミン、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、ジ−(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、2,3−ジ−ヒドロキシプロピレンエチレン等
が挙げられる。
レングリコールジアミン、トリエチレングリコールジア
ミン、テトラエチレングリコールジアミン等を含む分子
量104〜2000のポリオキシエチレンジアミン;ジ
プロピレングリコールジアミン、トリプロピレングリコ
ールジアミン、テトラプロピレングリコールジアミン等
を含む分子量132〜2000のポリオキシプロピレン
ジアミン;およびこのポリオキシエチレンジアミンとポ
リオキシプロピレンジアミンの共重合物;ビス−(3−
アミノプロピル)−エーテル、1,2−ビス−(3−ア
ミノプロポキシ)−エタン、1,3−ビス−(3−アミ
プロポキシ)−2,2−ジメチルプロパン等が挙げられ
る。
を併用しても使用することができ、必要に応じて、ジノ
ルマルブチルアミン、ジイソブチルアミン、2−エチル
ヘキシルアミン等のモノアミンを併用することができ
る。
水の存在下で、線状ウレタンプレポリマー(A)中のカ
ルボキシル基の一部または全部を塩基により中和した
後、ジアミン(B)と反応させ、鎖伸長させてカルボキ
シル基が中和されたウレタン樹脂(I)とすることによ
り、水中にウレタン樹脂(I)を分散または溶解させる
ことにより製造(製造方法1)するか、
に、水と塩基との混合物を加えて、該ウレタンプレポリ
マー中のカルボキシル基の一部または全部を中和した
後、ジアミン(B)と反応させ、鎖伸長させてカルボキ
シル基が中和されたウレタン樹脂(I)とすることによ
り、水中にウレタン樹脂(I)を分散または溶解させる
ことにより、製造(製造方法2)するか
に、水と塩基とジアミン(B)との混合物を加えて、該
ウレタンプレポリマー中のカルボキシル基の一部または
全部を中和すると共に、ジアミン(B)と反応させ、鎖
伸長させてカルボキシル基が中和されたウレタン樹脂
(I)とすることにより、水中にウレタン樹脂(I)を分
散または溶解させることにより、製造(製造方法3)す
ることができる。
たは製造方法2が特に好ましい。
ボキシル基の中和に用いる塩基としては、例えば、アン
モニアまたはアンモニア水、トリメチルアミン、トリエ
チルアミン、N,N−ジメチルエタノーアミン、N,N
−ジエチルエタノーアミン等が挙げられる。このうち、
アンモニアまたはアンモニア水が、インキの乾燥性が良
好である点から、好ましい。
樹脂の数平均分子量は、付着性を良好に保ち、また版の
摩耗性と印刷物の濃度が低下を防止するため10,00
0〜100,000であることが好ましく、なかでも2
0,000〜60,000であることが特に好ましい。数
平均分子量とは、ゲルパーミエーションクロマトグラフ
(GPC)により測定された値で示される分子量をい
い、その数値はポリスチレン換算値である。
樹脂をバインダー樹脂として用いた印刷インキは、例え
ば、上記製造方法で得られた水性ウレタン樹脂と、着色
剤と、アルコール系溶剤を含有した水性媒体とを含有
し、その他必要により充填剤、添加剤等を分散混合する
ことにより得られる。
いるアルコール系溶剤としては、メタノール、エタノー
ル、ノルマルプロパノール、イソプロパノール、ノルマ
ルブタノール、イソブタノール、ターシャリーブタノー
ル等の炭素数1〜7の脂肪族アルコール;プロピレング
リコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールイ
ソプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチル
エーテル等のグリコールエーテル類等が挙げられる。
機系顔料、染料等の通常のインキにおいて使用される各
種のものが使用できる。
B、レーキレッドC、パーマネントレッド2B、ジスア
ゾイエロー、ピラゾロンオレンジ、カーミンFB、クロ
モフタルイエロー、クロモフタルレッド、フタロシアニ
ンブルー、フタロシアニングリーン、ジオキサジンバイ
オレット、キナクリドンマゼンタ、キナクリドンレッ
ド、インダンスロンブルー、ピリミジンイエロー、チオ
インジゴボルドー、チオインジゴマゼンタ、ペリレンレ
ッド、ペリノンオレンジ、イソインドリノンイエロー、
アニリンブラック、ジケトピロロピロ−ルレッド、昼光
蛍光顔料等が挙げられる。
ラック、アルミニウム粉、ブロンズ粉、クロムバーミリ
オン、黄鉛、カドミウムイエロー、カドミウムレッド、
群青、紺青、ベンガラ、黄色酸化鉄、鉄黒、酸化チタ
ン、酸化亜鉛等が挙げられる。
キ、ローダン6Gレーキ、ビクトリアピュアブルーレー
キ、アルカリブルーGトーナー、ブリリアントグリーン
レーキ等が挙げられ、その他、コールタール等を使用す
ることもできる。
顔料または無機系顔料が好ましい。
て使用されるものであれば特に限定はないが、例えば炭
酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の炭酸塩;沈降性硫
酸バリウム等の硫酸塩;シリカ、タルク等の珪酸塩等が
挙げられ、これらは単独または2種以上を併用して使用
することができる。
消泡剤、その他各種が使用できる。
分の配合量は、水性ウレタン樹脂(固形分として)5〜
30重量%、アルコール系溶剤4〜60重量%、水10
〜70、着色剤0〜55重量%、充填剤0〜20重量
%、添加剤0〜10重量%の範囲が好ましく、なかで
も、水性ウレタン樹脂(固形分として)5〜20重量
%、アルコール系溶剤10〜50重量%、着色剤0〜5
0重量%、充填剤0〜10重量%、添加剤0〜3重量%
の範囲であることが特に好ましい。
例えば、紙等の吸収性基材、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート(PE
T)、ポリプロピレン(PP)等、プラスチックなどの
非吸収性基材が挙げられる。
および比較応用例により、さらに具体的に説明する。以
下において、部及び%は特に断りのない限り、すべて重
量基準であるものとする。
入管を備えた1リットル四ツ口フラスコに分子量2,0
00のポリオキシテトラメチレングリコール200部と
分子量1,000のポリオキシテトラメチレングリコー
ル100部とジメチロールブタン酸(以下、DMBA、
と称す)44.5部を仕込み、窒素ガスを流し、撹拌し
ながら90℃に昇温した。続いて、テトラメチルキシリ
レンジイソシアネート147部を加え、イソシアネート
基の残存率であるNCO%が1.7に達する迄115℃
で反応し、さらに100℃まで冷却することにより、両
末端に3級の脂肪族イソシアネート基を有する線状ウレ
タンプレポリマーを得た。次に撹拌機、温度計、ジムロ
ート型還流冷却管、窒素ガス導入管を備えた2リットル
四ツ口フラスコに水1,034部、を仕込み、窒素ガス
を流し、25℃で攪拌した。続いて、得られた線状ウレ
タンプレポリマー442部を加え、さらに25%アンモ
ニア水18部を加え、35℃で15分間撹拌し、線状ウ
レタンプレポリマーの水分散液を得た。さらに、アミノ
エチルエタノールアミン9部を加え、35℃で3時間反
応して水性ウレタン樹脂分散液(X−1)を得た。
入管を備えた1リットル四ツ口フラスコに分子量2,0
00のネオペンチルグリコールとアジピン酸との縮合物
200部と分子量1,000のメチルペンタンジオール
とアジピン酸との縮合物100部とDMBA44.5を
仕込み、窒素ガスを流し、撹拌しながら90℃に昇温し
た。続いて、テトラメチルキシリレンジイソシアネート
147部を加え、イソシアネート基の残存率であるNC
O%が1.7に達する迄115℃で反応し、さらに10
0℃まで冷却し、両末端に3級の脂肪族イソシアネート
基を有する線状ウレタンプレポリマーを得た。次に攪拌
機、温度計、ジムロート型還流冷却管、窒素ガス導入管
を備えた2リットル四ツ口フラスコに水1,034部を
仕込み、窒素ガスを流し、25℃で撹拌した。続いて線
状ウレタンプレポリマー442部を加え、さらに25%
アンモニア水18部を加えて35℃で15分間撹拌し、
線状ウレタンプレポリマーの水分散液を得た。さらに、
トリエチレングリコ−ルジアミン13部を加え、35℃
で3時間反応して水性ウレタン樹脂分散液(X−2)を
得た。
入管を備えた1リットル四ツ口フラスコに分子量2,0
00のポリオキシテトラメチレングリコール200部と
分子量1,000のポリプロピレングリコール100部
とDMBA44.5を仕込み、窒素ガスを流し、撹拌し
ながら90℃に昇温した。続いて、イソプロピリデンビ
ス−4−シクロヘキシルイソシアネ−ト58を加え、イ
ソシアネート基の残存率であるNCO%が0に達する迄
115℃で反応して、両末端が水酸基のプレポリマーを
得た。続いて、テトラメチルキシリレンジイソシアネー
ト98部を加え、イソシアネート基の残存率であるNC
O%が1.7に達する迄115℃で反応し、さらに10
0℃まで冷却し、両末端に3級の脂肪族イソシアネート
基を有する線状ウレタンプレポリマーを得た。次に水
1,173部と25%アンモニア水18部の混合物を仕
込み、35℃で15分間撹拌し、線状ウレタンプレポリ
マーの水分散液を得た。さらに、アミノエチルエタノ−
ルアミン11部を加え、35℃で3時間反応して水性ウ
レタン樹脂分散液(X−3)を得た。
入管を備えた1リットル四ツ口フラスコに分子量1,0
00のメチルペンタンジオールとアジピン酸との縮合物
100部と分子量1,000のポリオキシテトラメチレ
ングリコ−ルの200部とDMBA59を仕込み、窒素
ガスを流し、撹拌しながら90℃に昇温した。続いて、
イソホロンジイソシアネ−ト134を加え、イソシアネ
ート基の残存率であるNCO%が0に達する迄100℃
で反応し、両末端が水酸基のプレポリマーを得た。続い
て、テトラメチルキシリレンジイソシアネート49部を
加え、イソシアネート基の残存率であるNCO%が1.
55に達する迄115℃で反応した。さらに100℃ま
で冷却し、両末端に3級の脂肪族イソシアネート基を有
する線状ウレタンプレポリマーを得た。次に撹拌機、温
度計、ジムロート型還流冷却管、窒素ガス導入管を備え
た2リットル四ツ口フラスコに水1,133部を仕込
み、窒素ガスを流し、25℃で撹拌した。続いて線状ウ
レタンプレポリマー487部を加え、さらに25%アン
モニア水24部を加え、35℃で15分間撹拌し、線状
ウレタンプレポリマーの水溶液を得た。さらに、アミノ
エチルエタノールアミン9部を加え、35℃で3時間反
応して水性ウレタン樹脂溶液(X−4)を得た。
入管を備えた1リットル四ツ口フラスコに水酸基価分子
量2,000のポリプロピレングリコール200部と分
子量1,000のポリプロピレングリコール100部と
DMBA30を仕込み、窒素ガスを流し、撹拌しながら
80℃に昇温した。続いて、イソホロンジイソシアネー
ト112部を加え、イソシアネート基の残存率であるN
CO%が1.9に達する迄、100℃で反応して、両末
端にイソシアネート基を有する線状ウレタンプレポリマ
ーを得た。続いてメチルエチルケトン747部とイソプ
ロピルアルコール320部を加え、両末端にイソシアネ
ート基を有する線状ウレタンプレポリマーの溶液を得
た。さらにイソホロンジアミン16部を加え、40℃で
3時間反応して溶剤可溶性ウレタン樹脂溶液を得た。次
に25%のアンモニア水13部を加え、さらに水1,1
08部を加え水分散させた後、メチルエチルケトンとイ
ソプロピルアルコ−ルを加熱減圧下にて留去させて、水
性ウレタン樹脂分散液(RX−1)を得た。
入管を備えた1リットル四ツ口フラスコに分子量1,5
00のポリプロピレングリコ−ル300部とDMBA3
0を仕込み、窒素ガスを流し、撹拌しながら80℃に昇
温した。続いて、ヘキサメチレンジイソシアネート84
部を加え、イソシアネート基の残存率であるNCO%が
2.0に達する迄、100℃で反応して、両末端にイソ
シアネート基を有する線状ウレタンプレポリマーを得
た。、続いてアセトン105部を加え、両末端にイソシ
アネート基を有する線状ウレタンプレポリマーの溶液を
得た。次に撹拌機、温度計、ジムロート型還流冷却管、
窒素ガス導入管を備えた2リットル四ツ口フラスコに水
851部、トリエチルアミン18部を仕込み、窒素ガス
を流し、25℃で撹拌した。続いて線状ウレタンプレポ
リマーの溶液373部を加え、35℃で15分間撹拌
し、線状ウレタンプレポリマーの水分散液を得た。さら
に、ヒドラジン2.7部を加え、40℃で3時間反応し
て、加熱減圧下にてアセトンを留去させて、水性ウレタ
ン樹脂分散液(RX−2)を得た。
値を第1表に示す。
測定した。 分子量 :GPC(THF溶媒、40℃)でポリスチレ
ン換算による分子量分布測定により数平均分子量を算出
した。 不揮発分:樹脂溶液1gをイソプロピルアルコール5g
で希釈し、107℃で2時間乾燥し、不揮発分を算出し
た。
(ペイントシェーカー)を用いて1時間分散した後、
「第2表(2)粘度」で示す溶剤を用いて、ザーンカッ
プNo.3での粘度が18秒となるように粘度調製を行
い、印刷インキを作成した。この印刷インキを用いて、
株式会社東谷鉄工所製のベビ−印刷機を用いてPPフィ
ルムに印刷し、80℃で15秒乾燥した後、下記の評価
試験を行った。その結果を第3表に示す。
た。ケトンまたはアミン臭のないものを○、わずかにケ
トンまたはアミン臭のするものを△、ケトンまたはアミ
ン臭のあるものを×とした。 (2)耐熱水性:印刷したPPフィルムの印刷面に2液
イソシアネ−ト系接着剤を塗布し、ラミネーターでポリ
エチレンフィルムを張り合わせた。このフィルムを張り
合わせた印刷物を95℃の熱水に1時間浸漬し評価し
た。フィルムを張り合わせた印刷物の外観に変化のない
ものを○、フィルムを張り合わせた印刷物の1部分が剥
離したものを△、フィルムを張り合わせた印刷物が完全
に剥離したものを×とした。 (3)耐水性:印刷したPPフィルムを25℃の水に2
4時間浸漬し評価した。印刷したPPフィルムの外観に
変化のないものを○、印刷したPPフィルムの外観の1
部分にブリスターの発生したものを△、印刷したPPフ
ィルムの外観にブリスタ−の発生したものを×とした。 (4)付着性:セロテ−プ(登録商標)を印刷面に貼り
付け、貼り付けたセロテープを剥離し測定した。全く剥
離しないものを○、一部分剥離したものを△、セロテ−
プ幅と同等以上の幅で剥離したものを×とした。
有機溶媒を使用せずに水を使用することによって、環境
保全に配慮するとともに、生産性に優れ、さらに耐熱水
性、耐水性、付着性等の性能バランスに優れた水性ウレ
タン樹脂の製造方法を提供するとともに、該製造方法に
よって得られた水性ウレタン樹脂をバインダー樹脂とし
た印刷インキは、溶剤として従来使用されていたメチル
エチルケトン、トルエン等は使用せずに水とアルコール
を使用することが可能である。
Claims (9)
- 【請求項1】 両末端に脂肪族炭化水素の炭素に結合し
たイソシアネート基(以下、脂肪族イソシアネート基、
と略記する)を有し、かつ両末端の脂肪族イソシアネー
ト基のうちの70モル%以上が2級および/または3級
の脂肪族炭化水素の炭素に結合したイソシアネート基
(以下、2級および/または3級の脂肪族イソシアネー
ト基と略記する)であり、さらに分子側鎖にカルボキシ
ル基を有する線状ウレタンプレポリマー(A)中のカル
ボキシル基の1部または全部を、水の存在下で塩基によ
り中和した後、ジアミン(B)と反応させ、鎖伸長させ
てカルボキシル基が中和されたウレタン樹脂(I)とす
ることにより、水中にウレタン樹脂(I)を分散または
溶解させることを特徴とする水性ウレタン樹脂の製造方
法。 - 【請求項2】 両末端に脂肪族イソシアネート基を有
し、かつ両末端のイソシアネート基のうちの70モル%
以上が2級および/または3級の脂肪族イソシアネート
であり、さらに分子側鎖にカルボキシル基を有する線状
ウレタンプレポリマー(A)に、水と塩基との混合物を
加えて、該ウレタンプレポリマー中のカルボキシル基の
一部または全部を中和した後、ジアミン(B)と反応さ
せ、鎖伸長させてカルボキシル基が中和されたウレタン
樹脂(I)とすることにより、水中にウレタン樹脂(I)
を分散または溶解させることを特徴とする水性ウレタン
樹脂の製造方法。 - 【請求項3】 両末端に脂肪族イソシアネート基を有
し、かつ両末端のイソシアネート基のうちの70モル%
以上が2級および/または3級の脂肪族イソシアネート
であり、さらに分子側鎖にカルボキシル基を有する線状
ウレタンプレポリマー(A)に、水、塩基、及びジアミ
ン(B)の混合物を加えて、該ウレタンプレポリマー中
のカルボキシル基の一部または全部を中和すると共に、
ジアミン(B)と反応させ、鎖伸長させてカルボキシル
基が中和されたウレタン樹脂(I)とすることにより、
水中にウレタン樹脂(I)を分散または溶解させること
を特徴とする水性ウレタン樹脂の製造方法。 - 【請求項4】 線状ウレタンプレポリマー(A)が、両
末端に2級および/または3級の脂肪族イソシアネート
基を有し、さらに分子側鎖にカルボキシル基を有する線
状ウレタンプレポリマー(A1)である請求項1、2ま
たは3記載の水性ウレタン樹脂の製造方法。 - 【請求項5】 線状ウレタンプレポリマー(A)が、2
個の脂肪族イソシアネート基を有するジイソシアネート
(a3)に対し、カルボキシル基を有するジオール(a
1)および、その他のジオール(a2)を過剰に用い
て、両末端に水酸基を有するプレポリマーを合成した後
に、2個のイソシアネート基が2級および/または3級
の脂肪族イソシアネート基であるジイソシアネート(a
3−1)を反応させるか、または、カルボキシル基を有
するジオール(a1)および、その他のジオール(a
2)と、2個のイソシアネート基が2級および/または
3級の脂肪族イソシアネート基であるジイソシアネート
(a3−1)とを反応させて得られたものである請求項
4記載の水性ウレタン樹脂の製造方法。 - 【請求項6】 カルボキシル基を有するジオール(a
1)と、その他のジオール(a2)との重量比〔(a
1)/(a2)〕が1/99〜30/70である請求項
5記載の水性ウレタン樹脂の製造方法。 - 【請求項7】 ジオール(a2)がポリエーテルジオー
ルおよび/またはポリエステルジオールである請求項5
または6記載の水性ウレタン樹脂の製造方法。 - 【請求項8】 ジアミン(B)が、1分子中に1個以上
の水酸基を有するジアミンおよび/またはポリエーテル
骨格を持つジアミンである請求項1〜7のいずれか1項
記載の水性ウレタン樹脂の製造方法。 - 【請求項9】 印刷インキバインダー用ウレタン樹脂の
製造方法である請求項1〜8のいずれか1項記載の水性
ウレタン樹脂の製造方法。
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JP2001040022A JP2002241463A (ja) | 2001-02-16 | 2001-02-16 | 水性ウレタン樹脂の製造方法 |
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