JP2003119241A - Aqueous polyurethane resin - Google Patents

Aqueous polyurethane resin

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JP2003119241A
JP2003119241A JP2001316775A JP2001316775A JP2003119241A JP 2003119241 A JP2003119241 A JP 2003119241A JP 2001316775 A JP2001316775 A JP 2001316775A JP 2001316775 A JP2001316775 A JP 2001316775A JP 2003119241 A JP2003119241 A JP 2003119241A
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polyurethane resin
aqueous polyurethane
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徹 東本
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良寛 櫻井
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an aqueous polyurethane resin having the flexibility which aqueous polyurethane resins inherently possess, and excellent adhesion and blocking resistance to plastics such as nylons and polyesters. SOLUTION: The aqueous polyurethane which is used can be obtained by reacting a high molecular weight polyol, a hydride of a petroleum resin having active hydrogens, and a polyisocyanate compound as the major components.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、水性ポリウレタン
樹脂に関する。さらに詳しくは、ナイロンやポリエステ
ルなどのプラスチックに対してもすぐれた密着性や耐ブ
ロッキング性を有し、塗料、インキ、ガラス飛散防止
膜、合成皮革、人工皮革、不織布、織布、紙、木、鋼
板、ゴム、皮、フロアーポリッシュ、ガラス繊維の集束
剤、インクジェット受容層などのコーティング剤や接着
剤、粘着剤などに好適に使用しうる水性ポリウレタン樹
脂に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an aqueous polyurethane resin. More specifically, it has excellent adhesion and blocking resistance to plastics such as nylon and polyester, and has paints, inks, glass shatterproof films, synthetic leather, artificial leather, non-woven fabrics, woven fabrics, paper, wood, The present invention relates to an aqueous polyurethane resin which can be suitably used for a steel sheet, rubber, leather, floor polish, glass fiber sizing agent, coating agent for an ink jet receiving layer, adhesive, pressure sensitive adhesive and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、塗料、インキなどのコーティング
剤や接着剤としては、高分子の有機溶剤溶液が主に用い
られていたが、近年、大気汚染をはじめとする公害の防
止、消防法上の規制、労働条件の安全性や衛生面などが
考慮され、水溶性高分子や高分子のエマルジョンといっ
たものが用いられるようになってきた。当該水溶性高分
子としては、近年、その柔軟性に特徴を有する水性ポリ
ウレタン樹脂などが開発されているものの、従来の水性
ポリウレタン樹脂は、プラスチックに対する密着性や耐
ブロッキング性が不十分であるという欠点があった。
2. Description of the Related Art Conventionally, polymer organic solvent solutions have been mainly used as coating agents and adhesives for paints, inks, etc., but in recent years, prevention of pollution such as air pollution, and fire prevention law. In consideration of regulations, safety of working conditions and hygiene, water-soluble polymers and polymer emulsions have come to be used. As the water-soluble polymer, an aqueous polyurethane resin having characteristics of flexibility has been developed in recent years, but the conventional aqueous polyurethane resin has a drawback that adhesion and blocking resistance to plastic are insufficient. was there.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記従来技
術に鑑みてなされたものであり、水性ポリウレタン樹脂
特有の柔軟性を有し、ナイロンやポリエステルなどのプ
ラスチックに対してもすぐれた密着性および耐ブロッキ
ング性を有する水性ポリウレタン樹脂を提供することを
目的とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned prior art and has the flexibility peculiar to an aqueous polyurethane resin and has excellent adhesion to plastics such as nylon and polyester. And an aqueous polyurethane resin having blocking resistance.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決すべく、鋭意検討を行なったところ、石油樹脂の
水素化物を水性ポリウレタン樹脂骨格に導入することに
より、前記課題を悉く解決しうることを見出した。本発
明はかかる知見に基づいて完成されたものである。
[Means for Solving the Problems] The inventors of the present invention have made extensive studies to solve the above problems. As a result, by introducing a hydride of a petroleum resin into an aqueous polyurethane resin skeleton, the above problems are solved. I found that I could do it. The present invention has been completed based on such findings.

【0005】すなわち、本発明は、高分子量ポリオー
ル、活性水素を有する石油樹脂の水素化物およびポリイ
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
水性ポリウレタン樹脂;当該水性ポリウレタン樹脂を用
いた印刷インキ用バインダー;当該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。
That is, the present invention provides an aqueous polyurethane resin obtained by reacting a high molecular weight polyol, a hydride of a petroleum resin having active hydrogen and a polyisocyanate compound as main components; a binder for a printing ink using the aqueous polyurethane resin. A printing ink composition containing the binder for a printing ink.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】本発明の水性ポリウレタン樹脂の
構成成分である当該活性水素を有する石油樹脂の水素化
物は、重合性モノマー(石油留分に含まれるイソプレ
ン、ノルマルペンテン等のC5留分、スチレン、ビニル
トルエン、α−メチルスチレン、インデン類等のC9留
分、シクロペンタジエン、ジシクロペンタジエン等のシ
クロペンタジエン系留分、およびこれらの混合物やこれ
らの精製物、または別途合成した当該重合性モノマー等
のことをいう)と、活性水素含有化合物(イソシアネー
ト基と反応可能な、アルコール性水酸基、フェノール性
水酸基、アミノ基、カルボキシル基等の活性水素を含有
する官能基(以下、「活性水素基」という)を分子内に
有する化合物等のことをいう)とから構成される活性水
素を有する石油樹脂を、水素化することで得られる化合
物である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The hydride of a petroleum resin having active hydrogen, which is a constituent of the aqueous polyurethane resin of the present invention, is a polymerizable monomer (C5 fraction such as isoprene and normal pentene contained in petroleum fraction, C9 fraction such as styrene, vinyltoluene, α-methylstyrene and indene, cyclopentadiene fraction such as cyclopentadiene and dicyclopentadiene, a mixture thereof, a purified product thereof, or a separately synthesized polymerizable monomer. Etc.) and an active hydrogen-containing compound (a functional group containing an active hydrogen such as an alcoholic hydroxyl group, a phenolic hydroxyl group, an amino group or a carboxyl group capable of reacting with an isocyanate group (hereinafter referred to as “active hydrogen group”). Which is a compound having in the molecule) and a petroleum resin having active hydrogen Is a compound obtained by hydrogenation.

【0007】前記重合性モノマーとしては、各種フィル
ムに対して良好な密着性を示し、かつ水素化が容易であ
ることから、C5留分としてシクロペンタジエン、C9
留分として芳香族炭化水素、およびこれら化合物に対応
する別途合成した重合性モノマーを好適に使用できる。
As the above-mentioned polymerizable monomer, since it exhibits good adhesion to various films and is easily hydrogenated, cyclopentadiene and C9 are used as C5 fractions.
As the fraction, aromatic hydrocarbons and separately synthesized polymerizable monomers corresponding to these compounds can be preferably used.

【0008】前記活性水素含有化合物としては、アリル
アルコール等の重合性不飽和結合を有するアルコール化
合物、フェノール系化合物等の水酸基含有化合物、マレ
イン酸またはその無水物等の重合性不飽和結合を有する
カルボン酸化合物、アニリン、アリルアミン等の重合性
不飽和結合を有するアミン化合物があげられる。これら
のうち、フェノール系化合物は前記活性水素を有する石
油樹脂へ導入できるフェノール性水酸基の量(水酸基価)
がある程度制限される傾向にある。また、マレイン酸ま
たはその無水物等の重合性不飽和結合を有するカルボン
酸化合物により活性水素基を付与した前記活性水素を有
する石油樹脂では、これを水素化すると着色しやすい傾
向にある。一方、アリルアルコール等の重合性不飽和結
合を有するアルコール化合物により活性水素基を付与し
た場合は水酸基の量を制御しやすく、また、活性水素を
有する石油樹脂を水素化した場合に着色しにくいという
利点がある。
Examples of the active hydrogen-containing compound include an alcohol compound having a polymerizable unsaturated bond such as allyl alcohol, a hydroxyl group-containing compound such as a phenolic compound, and a carboxylic acid having a polymerizable unsaturated bond such as maleic acid or an anhydride thereof. Examples thereof include acid compounds, amine compounds having a polymerizable unsaturated bond such as aniline and allylamine. Of these, the phenolic compound is the amount of phenolic hydroxyl groups that can be introduced into the petroleum resin having active hydrogen (hydroxyl value).
There is a tendency to be limited to some extent. Further, a petroleum resin having active hydrogen having an active hydrogen group provided by a carboxylic acid compound having a polymerizable unsaturated bond such as maleic acid or its anhydride tends to be colored when hydrogenated. On the other hand, when an active hydrogen group is added by an alcohol compound having a polymerizable unsaturated bond such as allyl alcohol, it is easy to control the amount of hydroxyl groups, and it is difficult to color when a petroleum resin having active hydrogen is hydrogenated. There are advantages.

【0009】前記活性水素を有する石油樹脂は、前記重
合性モノマーを重合させる際に当該反応系内に前記活性
水素含有化合物を存在させ、カチオン重合法または熱重
合法などの各種公知の重合方法により製造することがで
きる
The above-mentioned petroleum resin having active hydrogen is prepared by allowing the above-mentioned active hydrogen-containing compound to exist in the reaction system at the time of polymerizing the above-mentioned polymerizable monomer and carrying out various known polymerization methods such as cationic polymerization method or thermal polymerization method. Can be manufactured

【0010】また、活性水素を有する石油樹脂の他の製
造方法としては、前記重合性モノマーと、分子内にエス
テル等の官能基および重合性不飽和基を含有する化合物
とからなる重合物を加水分解する方法があげられる。具
体的には、前記重合性モノマーを重合させる際に酢酸ビ
ニル等のモノマーを存在させ、カチオン重合法または熱
重合法などの各種公知の重合方法によりエステル基を導
入した重合物を合成し、これをケン化して当該エステル
基を水酸基に変換すればよい。
As another method for producing a petroleum resin having active hydrogen, a polymerized product of the above-mentioned polymerizable monomer and a compound having a functional group such as ester and a polymerizable unsaturated group in the molecule is hydrolyzed. There is a method of disassembling. Specifically, a monomer such as vinyl acetate is present when the polymerizable monomer is polymerized, and a polymer having an ester group introduced is synthesized by various known polymerization methods such as a cationic polymerization method or a thermal polymerization method. May be saponified to convert the ester group into a hydroxyl group.

【0011】前記方法の中では、その簡便性の点で、前
記した重合性モノマーを重合させる際に活性水素含有化
合物を反応させる方法が好ましい。
Among the above methods, the method of reacting an active hydrogen-containing compound when polymerizing the above-mentioned polymerizable monomer is preferable from the viewpoint of its simplicity.

【0012】また、活性水素を有する石油樹脂として
は、前記のようにして当該樹脂中に導入された活性水素
基をさらに変性し、反応性をより高くしたものを使用す
ることもできる。たとえば、当該樹脂中に導入した活性
水素基が水酸基やフェノール性水酸基である場合には、
これら官能基にアルキレンオキサイドやエポキシ化合物
を付加してなる付加物として使用することができ、また
活性水素基がカルボキシル基の場合には、ヒドロキシア
ミン化合物とのアミド化物として使用することもでき
る。
As the petroleum resin having active hydrogen, it is also possible to use a resin having a higher reactivity by further modifying the active hydrogen group introduced into the resin as described above. For example, when the active hydrogen group introduced into the resin is a hydroxyl group or a phenolic hydroxyl group,
It can be used as an adduct obtained by adding an alkylene oxide or an epoxy compound to these functional groups, and can also be used as an amidation product with a hydroxyamine compound when the active hydrogen group is a carboxyl group.

【0013】このようにして得られた活性水素を有する
石油樹脂は、分子内に活性水素を有するため、ジイソシ
アネート化合物と反応が可能となる。当該樹脂として
は、重合性モノマーがC9留分である場合は、これと反
応させる活性水素含有化合物としてフェノール等が好ま
しく、また、重合性モノマーがシクロペンタジエンやジ
シクロペンタジエン等のシクロペンタジエン系留分であ
る場合は、これと反応させる活性水素含有化合物として
アリルアルコール等が好ましいが、特に得られる活性水
素を有する石油樹脂1分子当たりの平均水酸基含有量を
多くすることができるアルコール変性ジシクロペンタジ
エン系樹脂を用いれば、得られるポリウレタン樹脂を高
分子量化させることができる点で好ましい。
The thus-obtained petroleum resin having active hydrogen has active hydrogen in its molecule, and therefore can react with a diisocyanate compound. When the polymerizable monomer is a C9 fraction, the resin is preferably phenol or the like as an active hydrogen-containing compound to be reacted therewith, and the polymerizable monomer is a cyclopentadiene-based fraction such as cyclopentadiene or dicyclopentadiene. When it is, allyl alcohol or the like is preferable as the active hydrogen-containing compound to be reacted therewith, but in particular, an alcohol-modified dicyclopentadiene system capable of increasing the average hydroxyl group content per molecule of the obtained active hydrogen-containing petroleum resin. The use of a resin is preferable because the obtained polyurethane resin can have a high molecular weight.

【0014】活性水素を有する石油樹脂中の活性水素の
量としては、例えば活性水素含有基が水酸基の場合に
は、水酸基価を70〜250程度、好ましくは100〜
220とするのがよい。水酸基価が70より小さいと、
当該活性水素を有する石油樹脂の水素化物とジイソシア
ネート化合物との反応性が落ち、得られるポリウレタン
樹脂の密着性、耐ブロッキング性が低下する傾向にあ
る。一方、水酸基価が250より大きい場合は得られる
ポリウレタン樹脂の耐水性が悪化する傾向にある。
The amount of active hydrogen in the petroleum resin having active hydrogen is, for example, when the active hydrogen-containing group is a hydroxyl group, the hydroxyl value is about 70 to 250, preferably 100 to 250.
220 is preferable. If the hydroxyl value is less than 70,
The reactivity between the hydride of the petroleum resin having the active hydrogen and the diisocyanate compound is lowered, and the adhesiveness and blocking resistance of the resulting polyurethane resin tend to be lowered. On the other hand, when the hydroxyl value is greater than 250, the water resistance of the resulting polyurethane resin tends to deteriorate.

【0015】本発明に用いられる活性水素を有する石油
樹脂の水素化物は、上記した活性水素を有する石油樹脂
を溶融、または溶剤に溶解した状態で各種公知の水素化
触媒の下、水素化反応を行い、得られるものである。
The hydride of a petroleum resin having active hydrogen used in the present invention is subjected to a hydrogenation reaction in the state where the above-mentioned petroleum resin having active hydrogen is melted or dissolved in a solvent under various known hydrogenation catalysts. It is what you do and get.

【0016】上記水素化反応の反応条件としては、水素
化圧力は1〜30MPa程度、好ましくは3〜25MP
aであり、反応温度は50〜350℃程度、好ましくは
100〜320℃である。水素化圧力が1MPaに満た
ない場合または反応温度が50℃に満たない場合には水
素化反応が進行し難くなる傾向にある。水素化圧力が3
0MPaを超える場合には、特殊な設備が必要となり、
また反応温度が350℃を超える場合には樹脂の分解反
応が著しくなる傾向にある。また、水素化の反応時間
は、通常、10分〜10時間程度、好ましくは20分〜
7時間である。反応時間が10分に満たない場合には、
水素化反応が進行し難いため触媒を多く使用する必要が
ある。また、反応時間が10時間を超える場合には生産
性が劣る傾向にある。なお、上記記載の範囲は、当該範
囲外での水素化条件を排除するものではなく、たとえば
水素化圧力が1MPa未満であってもかかる水素化圧力
で反応を起こしうる触媒を用いれば水素化反応を行うこ
とができる。
As the reaction conditions for the hydrogenation reaction, the hydrogenation pressure is about 1 to 30 MPa, preferably 3 to 25 MP.
a and the reaction temperature is about 50 to 350 ° C, preferably 100 to 320 ° C. When the hydrogenation pressure is less than 1 MPa or the reaction temperature is less than 50 ° C., the hydrogenation reaction tends to be difficult to proceed. Hydrogenation pressure is 3
If it exceeds 0 MPa, special equipment is required,
When the reaction temperature exceeds 350 ° C, the decomposition reaction of the resin tends to be remarkable. The reaction time for hydrogenation is usually about 10 minutes to 10 hours, preferably 20 minutes to
7 hours. If the reaction time is less than 10 minutes,
Since the hydrogenation reaction is difficult to proceed, it is necessary to use a large amount of catalyst. If the reaction time exceeds 10 hours, the productivity tends to be poor. In addition, the above-mentioned range does not exclude hydrogenation conditions outside the range, and for example, a hydrogenation reaction can be performed by using a catalyst that can react even at a hydrogenation pressure of less than 1 MPa. It can be performed.

【0017】水素化触媒としては、ニッケル、パラジウ
ム、白金、コバルト、ロジウム、ルテニウム、レニウム
等の金属またはこれらの酸化物、硫化物等の金属化合物
等、各種のものを使用できる。かかる水素化触媒は多孔
質で表面積の大きなアルミナ、シリカ、シリカアルミナ
(珪藻土)、カーボン、チタニア等の担体に担持して使
用してもよい。触媒の使用量は、原料樹脂である変性炭
化水素樹脂に対して、通常0.01〜10重量%程度で
ある。
As the hydrogenation catalyst, various metals such as metals such as nickel, palladium, platinum, cobalt, rhodium, ruthenium and rhenium or metal compounds such as oxides and sulfides thereof can be used. Such a hydrogenation catalyst may be used by supporting it on a carrier such as porous alumina having a large surface area, silica, silica alumina (diatomaceous earth), carbon or titania. The amount of the catalyst used is usually about 0.01 to 10% by weight based on the modified hydrocarbon resin as the raw material resin.

【0018】なお、水素化の反応時間や触媒の使用量に
ついては、反応形式として回分式を採用した場合を説明
したが、その他の反応形式である流通式(固定床式、流
動床式等)を採用することも可能である。
Regarding the hydrogenation reaction time and the amount of the catalyst used, the case of using the batch system as the reaction system has been described, but other reaction systems such as the flow system (fixed bed system, fluidized bed system). It is also possible to adopt.

【0019】水素化反応時に使用する溶剤としては、当
該反応に際して不活性であって、原料樹脂である活性水
素を有する石油樹脂や生成物である活性水素を有する石
油樹脂の水素化物を溶解しうる溶剤である限り特に制限
なく使用できる。たとえば、テトラヒドロフラン、ジオ
キサン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン、
2−エチルヘキサン、シクロヘキサン、デカリン、ター
ペン、イソプロピルアルコール、n−ブタノール、2−
メチル−2−プロパノール、シクロヘキサノール、n−
ヘキサノール、2−エチルヘキサノール、ノンアロマテ
ィクス系炭化水素溶剤(例えば商品名「シェルゾールD
−40」シェルジャパン株式会社製)、イソパラフィン
系炭化水素溶剤(例えば「シェルゾールD−70」シェ
ルジャパン株式会社製)、その他各種公知のミネラルス
ピリット類等が挙げられ、これらの1種または2種以上
を組み合わせて使用できる。溶剤の使用量は特に限定さ
れないが、変性炭化水素樹脂に対して通常、5重量%以
上であり、好ましくは10〜70重量%の範囲で用いれ
ばよい。
As a solvent used in the hydrogenation reaction, a petroleum resin having an active hydrogen as a raw material resin or a hydride of a petroleum resin having an active hydrogen as a product, which is inert in the reaction, can be dissolved. Any solvent can be used without particular limitation. For example, tetrahydrofuran, dioxane, n-hexane, n-heptane, n-octane,
2-ethylhexane, cyclohexane, decalin, terpene, isopropyl alcohol, n-butanol, 2-
Methyl-2-propanol, cyclohexanol, n-
Hexanol, 2-ethylhexanol, non-aromatic hydrocarbon solvent (for example, trade name "Shellsol D
-40 "manufactured by Shell Japan Co., Ltd.), an isoparaffin hydrocarbon solvent (for example," Shellzol D-70 "manufactured by Shell Japan Co., Ltd.), and various other known mineral spirits, and the like, or one or two of them. The above can be used in combination. The amount of the solvent used is not particularly limited, but is usually 5% by weight or more, preferably 10 to 70% by weight, based on the modified hydrocarbon resin.

【0020】活性水素を有する石油樹脂の水素化物は、
通常、水素化率が5〜100%であり、ガードナー色数
(JIS K5400)基準で3以下と色調に優れるも
のである。
The hydride of petroleum resin having active hydrogen is
Usually, the hydrogenation rate is 5 to 100%, and the color tone is excellent as 3 or less based on Gardner color number (JIS K5400).

【0021】また、活性水素を有する石油樹脂の水素化
物の数平均分子量は、特に制限されないが、作業性を考
慮すると、通常200〜3000程度とするのが好まし
い。
The number average molecular weight of the hydride of a petroleum resin having active hydrogen is not particularly limited, but in view of workability, it is usually preferably about 200 to 3000.

【0022】また、活性水素を有する石油樹脂の水素化
物は分子内にイソシアネート基と反応する活性水素基を
含有するため本発明のポリウレタン樹脂の構成成分とす
ることができる。活性水素基としてはアミノ基、カルボ
キシル基等がイソシアネートに対する反応性の点で好ま
しいが、臭気や着色がなく、しかも製造が容易である点
で水酸基が特に好ましい。
Further, a hydride of a petroleum resin having active hydrogen contains an active hydrogen group which reacts with an isocyanate group in the molecule and thus can be used as a constituent component of the polyurethane resin of the present invention. As the active hydrogen group, an amino group, a carboxyl group and the like are preferable in terms of reactivity with isocyanate, but a hydroxyl group is particularly preferable in terms of no odor or coloration and easy production.

【0023】高分子量ポリオールとしては、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量ポリオールがあげられる。こ
れらの中では、水性ポリウレタン樹脂の水に対する分散
性が良好であるという点から、水溶性ポリオールである
ことが好ましい。水溶性ポリオールとしては特に制限さ
れず、公知のものを使用できる。具体的には、例えば、
ポリオキシエチレングリコール類、ポリオキシエチレン
グリコール類をアルコール成分とするポリエステルポリ
オール類などがあげられる。該水溶性ポリオールの配合
量は、とくに限定されず、用いられる水溶性ポリオール
の種類などによって適宜調整されればよいが、たとえば
ポリオキシエチレングリコールを用いる場合には、水へ
の分散安定性の点から、得られる水性ポリウレタン樹脂
の樹脂固形分の20重量%以上、耐水性の点から、えら
れる水性ポリウレタン樹脂の樹脂固形分の80重量%以
下となるように調整することが望ましい。
As the high molecular weight polyol, polyether polyols such as polymers or copolymers of ethylene oxide, propylene oxide, tetrahydrofuran, etc .; ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3 -Propanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, pentanediol,
Various known saturated or unsaturated low molecular weight glycols such as 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, octanediol, 1,4-butynediol and dipropylene glycol, or n-butylglycidyl Ether, alkyl glycidyl ethers such as 2-ethylhexyl glycidyl ether, monocarboxylic acid glycidyl esters such as versatic acid glycidyl ester, and adipic acid, maleic acid, fumaric acid, phthalic anhydride, isophthalic acid, terephthalic acid, succinic acid Polyester polyols obtained by dehydration condensation of dibasic acid such as oxalic acid, malonic acid, glutaric acid, pimelic acid, azelaic acid, sebacic acid and suberic acid, or acid anhydrides or dimer acids corresponding thereto; Ring-opening of cyclic ester compound Polyester polyols obtained by other methods; other known polycarbonate polyols, polybutadiene glycols, glycols obtained by adding ethylene oxide or propylene oxide to bisphenol A, and various known high molecular weight polyols generally used for producing polyurethane resins. Can be given. Among these, water-soluble polyols are preferable because the water-based polyurethane resin has good dispersibility in water. The water-soluble polyol is not particularly limited, and known ones can be used. Specifically, for example,
Examples thereof include polyoxyethylene glycols and polyester polyols containing polyoxyethylene glycols as an alcohol component. The blending amount of the water-soluble polyol is not particularly limited and may be appropriately adjusted depending on the type of the water-soluble polyol to be used. When polyoxyethylene glycol is used, for example, the dispersion stability in water is Therefore, it is desirable to adjust the resin solid content of the obtained aqueous polyurethane resin to be 20% by weight or more, and from the viewpoint of water resistance, the resin solid content of the obtained aqueous polyurethane resin should be 80% by weight or less.

【0024】前記ポリイソシアネート化合物の代表例と
しては、たとえばジイソシアネート化合物があげられ
る。前記ジイソシアネート化合物の具体例としては、た
とえば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、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、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、ダイマー酸が
有するカルボキシル基をイソシアネート基に置き換えた
ダイマージイソシアネートなどの鎖状脂肪族ジイソシア
ネート;シクロヘキサン−1,4−ジイソシアネート、
イソホロ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−ジ(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
ジイソシアネートなどの環状脂肪族ジイソシアネート;
4,4´−ジフェニルジメチルメタンジイソシアネート
などのジアルキルジフェニルメタンジイソシアネート、
4,4´−ジフェニルテトラメチルメタンジイソシアネ
ートなどのテトラアルキルジフェニルメタンジイソシア
ネート、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、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、キシリレンジイソシアネー
ト、m−テトラメチルキシリレンジイソシアネートなど
の芳香族ジイソシアネート;リジンジイソシアネートな
どのアミノ酸ジイソシアネートなどがあげられる。これ
らのジイソシアネート化合物をはじめとする前記ポリイ
ソシアネート化合物は、単独でまたは2種以上を混合し
て用いられる。これらのジイソシアネート化合物の中で
は、鎖状脂肪族ジイソシアネートおよび環状脂肪族ジイ
ソシアネートを用いることにより耐候性を向上させるこ
とができる。
A typical example of the polyisocyanate compound is a diisocyanate compound. Specific examples of the diisocyanate compound include methylene diisocyanate, isopropylene diisocyanate, butane-1,4-diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, 2,4,4-trimethylhexamethylene diisocyanate. A chain aliphatic diisocyanate such as dimerisocyanate in which the carboxyl group of dimer acid is replaced with an isocyanate group; cyclohexane-1,4-diisocyanate,
Cyclic aliphatic diisocyanates such as isophorone diisocyanate, dicyclohexylmethane-4,4'-diisocyanate, 1,3-di (isocyanatomethyl) cyclohexane, methylcyclohexane diisocyanate;
Dialkyldiphenylmethane diisocyanates such as 4,4′-diphenyldimethylmethane diisocyanate,
Tetraalkyldiphenylmethane diisocyanate such as 4,4′-diphenyltetramethylmethane diisocyanate, 1,5-naphthylene diisocyanate, 4,4
′ -Diphenylmethane diisocyanate, 4,4′-diphenyldimethylmethane diisocyanate, 4,4′-
Examples thereof include aromatic diisocyanates such as dibenzyl isocyanate, 1,3-phenylene diisocyanate, 1,4-phenylene diisocyanate, tolylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, and m-tetramethylxylylene diisocyanate; amino acid diisocyanates such as lysine diisocyanate. The polyisocyanate compounds including these diisocyanate compounds may be used alone or in admixture of two or more. Among these diisocyanate compounds, weather resistance can be improved by using a chain aliphatic diisocyanate and a cyclic aliphatic diisocyanate.

【0025】前記活性水素を有する石油樹脂の水素化物
と高分子量ポリオールとの使用割合は重量比で1/99
〜70/30であることが好ましい。活性水素を有する
石油樹脂の水素化物が1未満の場合本発明の効果である
密着性や耐ブロッキング性が十分現れず、また70を超
える場合水性ポリウレタン樹脂の特徴である柔軟性が損
なわれる傾向がある。また、高分子量ポリオール、活性
水素を有する石油樹脂の水素化物およびポリイソシアネ
ート化合物との配合割合は、得られる水性ポリウレタン
の乾燥性および耐ブロッキング性の観点から、高分子量
ポリオールおよび活性水素を有する石油樹脂の水素化物
が有する活性水素基とポリイソシアネート化合物が有す
るNCO基とのモル比(以下、NCO基/活性水素基比
という)が1.1/1以上、好ましくは1.3/1以上
となるように調整することが望ましく、えられる水性ポ
リウレタン樹脂から形成された皮膜が硬くなりすぎない
ようにするためには、かかるNCO基/活性水素基比が
10/1以下、好ましくは8/1以下となるように調整
することが望ましい。
The use ratio of the hydride of the above-mentioned petroleum resin having active hydrogen and the high molecular weight polyol is 1/99 by weight.
It is preferably ˜70 / 30. When the hydride of the petroleum resin having active hydrogen is less than 1, the adhesion and blocking resistance which are the effects of the present invention do not sufficiently appear, and when it exceeds 70, the flexibility characteristic of the aqueous polyurethane resin tends to be impaired. is there. Further, the mixing ratio of the high molecular weight polyol, the hydride of the petroleum resin having active hydrogen and the polyisocyanate compound is from the viewpoint of the drying property and blocking resistance of the obtained aqueous polyurethane, the petroleum resin having the high molecular weight polyol and active hydrogen. The molar ratio of the active hydrogen group of the hydride to the NCO group of the polyisocyanate compound (hereinafter referred to as NCO group / active hydrogen group ratio) is 1.1 / 1 or more, preferably 1.3 / 1 or more. In order to prevent the film formed from the obtained aqueous polyurethane resin from becoming too hard, the NCO group / active hydrogen group ratio is 10/1 or less, preferably 8/1 or less. It is desirable to adjust so that

【0026】また、本発明では必要に応じて鎖伸長剤を
使用することができる。鎖伸長剤の具体例としては、た
とえば前記高分子量ポリオールの項で示した低分子グリ
コール類;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´−ジアミンなどのアミン;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などの分子
内に水酸基を有するジアミン;ダイマー酸のカルボキシ
ル基をアミノ基に置き換えたダイマージアミン、ヒドラ
ジン、アジピン酸ジヒドラジドなどがあげられる。これ
らの鎖伸長剤は、単独でまたは2種以上を混合して用い
られる。これらの鎖伸長剤の中では、水に対する分散性
を向上させる目的で、ポリウレタン樹脂にイオン性官能
基を付与するためには、イオン性官能基を有する鎖伸長
剤を用いることが好ましい。イオン性官能基としては、
特に制限されないが、例えば、4級アミノ塩基やカルボ
ン酸塩基などがあげられる。具体例として、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−プロピルジエタノールアミン、N−イソプロピルジ
エタノールアミン、N−ブチルジエタノールアミン、N
−イソブチルジエタノールアミン、N−オレイルジエタ
ノールアミン、N−ステアリルジエタノールアミン、エ
トキシ化椰子油アミン、N−アリルジエタノールアミ
ン、N−メチルジイソプロパノールアミン、N−エチル
ジイソプロパノールアミン、N−プロピルジイソプロパ
ノールアミン、N−ブチルジイソプロパノールアミン、
ジメチルジエトキシヒドラジン、プロポキシメチルジエ
タノールアミン、N−(3−アミノプロピル)−N−メ
チルエタノールアミン、N,N´−ビス(オキシエチ
ル)プロピレンジアミン、ジエタノールアミノアセトア
ミド、ジエタノールアミノプロピオンアミド、N,N−
ビス(オキシメチル)セミカルバジドなどのアルコキシ
化鎖状脂肪族アミン;N−シクロヘキシルジイソプロパ
ノールアミンなどのアルコキシ化環状脂肪族アミン;
N,N−ジエトキシアニリン、N,N−ジエトキシトル
イジン、N,N−ジエトキシ−1−アミノピリジン、
N,N´−ビス(2−ヒドロキシエチル)−N、N´−
ジエチルヘキサヒドロ−p−フェニレンジアミン、N,
N´−ビス(オキシエチル)フェニルセミカルバジドな
どのアルコキシ化芳香族アミン;N,N´−ジエトキシ
ピペラジン、N−2−ヒドロキシエチルピペラジンなど
のアルコキシ化複素環アミン;N−メチル−N,N−ビ
ス(3−アミノプロピル)アミン、N−(3−アミノプ
ロピル)−N,N´−ジメチルエチレンジアミン、N,
N´−ビス(3−アミノプロピル)−N,N´−ジメチ
ルエチレンジアミン、2−メチル−2−[(N,N−ジ
メチルアミノ)メチル]プロパン−1,3−ジオールな
どの鎖状脂肪族アミン;2,6−ジアミノピリジン、
p,p´−ビス−アミノメチルジベンジルメチルアミン
などの芳香族アミン;N,N´−ビス(3−アミノプロ
ピル)ピペラジン、N−(2−アミノエチル)ピペラジ
ンなどの複素環アミンなどがあげられる。なお、前記鎖
伸長剤の有する塩基性チッ素は、前記鎖伸長剤を水に分
散させる前、または前記鎖伸長剤を水に分散させたあと
で、塩化物イオン、硫酸塩イオン、有機物カルボン酸の
アニオンなどの4級化剤を用いて4級化される。
In the present invention, a chain extender can be used if necessary. Specific examples of the chain extender include, for example, the low molecular weight glycols shown in the section of the high molecular weight polyol; ethylenediamine, propylenediamine, hexamethylenediamine, triethylenetetramine, diethylenetriamine, isophoronediamine, dicyclohexylmethane-4,4'-. Amine such as diamine; 2-hydroxyethylethylenediamine, 2-hydroxyethylpropylenediamine, di-2-hydroxyethylethylenediamine, di-2-hydroxyethylpropylenediamine, 2-hydroxypropylethylenediamine, di-2-hydroxypropylethylenediamine, etc. Diamines having a hydroxyl group in the molecule; dimer diamines obtained by replacing the carboxyl group of dimer acid with amino groups, hydrazine, adipic acid dihydrazide, etc. It is. These chain extenders may be used alone or in admixture of two or more. Among these chain extenders, it is preferable to use a chain extender having an ionic functional group in order to impart an ionic functional group to the polyurethane resin for the purpose of improving dispersibility in water. As the ionic functional group,
Although not particularly limited, examples thereof include a quaternary amino base and a carboxylate group. As a specific example, N-methyldiethanolamine, N-ethyldiethanolamine,
N-propyldiethanolamine, N-isopropyldiethanolamine, N-butyldiethanolamine, N
-Isobutyldiethanolamine, N-oleyldiethanolamine, N-stearyldiethanolamine, ethoxylated palm oil amine, N-allyldiethanolamine, N-methyldiisopropanolamine, N-ethyldiisopropanolamine, N-propyldiisopropanolamine, N-butyldiamine Isopropanolamine,
Dimethyldiethoxyhydrazine, propoxymethyldiethanolamine, N- (3-aminopropyl) -N-methylethanolamine, N, N'-bis (oxyethyl) propylenediamine, diethanolaminoacetamide, diethanolaminopropionamide, N, N-
Alkoxylated chain aliphatic amines such as bis (oxymethyl) semicarbazide; alkoxylated cycloaliphatic amines such as N-cyclohexyldiisopropanolamine;
N, N-diethoxyaniline, N, N-diethoxytoluidine, N, N-diethoxy-1-aminopyridine,
N, N'-bis (2-hydroxyethyl) -N, N'-
Diethyl hexahydro-p-phenylenediamine, N,
Alkoxylated aromatic amines such as N'-bis (oxyethyl) phenylsemicarbazide; Alkoxylated heterocyclic amines such as N, N'-diethoxypiperazine, N-2-hydroxyethylpiperazine; N-methyl-N, N-bis (3-aminopropyl) amine, N- (3-aminopropyl) -N, N'-dimethylethylenediamine, N,
Chain aliphatic amines such as N'-bis (3-aminopropyl) -N, N'-dimethylethylenediamine and 2-methyl-2-[(N, N-dimethylamino) methyl] propane-1,3-diol 2,6-diaminopyridine,
aromatic amines such as p, p′-bis-aminomethyldibenzylmethylamine; heterocyclic amines such as N, N′-bis (3-aminopropyl) piperazine and N- (2-aminoethyl) piperazine. To be The basic nitrogen contained in the chain extender is a chloride ion, a sulfate ion, or an organic carboxylic acid before the chain extender is dispersed in water or after the chain extender is dispersed in water. It is quaternized by using a quaternizing agent such as anion.

【0027】前記カルボキシル基を有する鎖伸長剤は、
カルボン酸塩基をえられるポリウレタンに導入する際に
用いられ、その具体例としては、たとえばグリセリン
酸、ジオキシマレイン酸、ジオキシフマル酸、酒石酸、
ジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸、
2,2−ジメチロール吉草酸、2,2−ジメチロールペ
ンタン酸、4,4−ジ(ヒドロキシフェニル)吉草酸、
4,4−ジ(ヒドロキシフェニル)酪酸などの脂肪族カ
ルボン酸;2,6−ジオキシ安息香酸などの芳香族カル
ボン酸などがあげられる。また、かかる鎖伸長剤の有す
るカルボキシル基は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウ
ムなどのアルカリ金属水酸化物;アンモニア;トリメチ
ルアミン、トリエチルアミン、トリエタノールアミン、
トリイソプロパノールアミン、N−メチルジエタノール
アミンやN−エチルジエタノールアミンをはじめとする
N−アルキルジエタノールアミン、N,N−ジメチルエ
タノールアミンやN,N−ジエチルエタノールアミンを
はじめとするN,N−ジアルキルエタノールアミンなど
の3級アミンなどの中和剤を用いて中和される。また、
かかる鎖伸長剤は、前記重合成分を水に分散させる前に
用いてもよく、前記重合成分を水に分散させたあとに用
いてもよい。
The chain extender having a carboxyl group is
It is used when introducing a carboxylic acid group into an obtainable polyurethane, and specific examples thereof include glyceric acid, dioxymaleic acid, dioxyfumaric acid, tartaric acid,
Dimethylolpropionic acid, dimethylolbutanoic acid,
2,2-dimethylolvaleric acid, 2,2-dimethylolpentanoic acid, 4,4-di (hydroxyphenyl) valeric acid,
Aliphatic carboxylic acids such as 4,4-di (hydroxyphenyl) butyric acid; and aromatic carboxylic acids such as 2,6-dioxybenzoic acid. The carboxyl group of the chain extender includes alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide; ammonia; trimethylamine, triethylamine, triethanolamine,
Such as N-alkyldiethanolamine such as triisopropanolamine, N-methyldiethanolamine and N-ethyldiethanolamine, and N, N-dialkylethanolamine such as N, N-dimethylethanolamine and N, N-diethylethanolamine. It is neutralized with a neutralizing agent such as a tertiary amine. Also,
Such a chain extender may be used before dispersing the polymerization component in water, or may be used after dispersing the polymerization component in water.

【0028】前記鎖伸長剤の配合量は、特に限定はない
が、えられる水性ポリウレタン樹脂から形成される皮膜
の柔軟性および強靭性を両立させるという観点から、前
記重合成分の1〜20重量%、好ましくは3〜10重量
%となるように調整することが望ましい。
The amount of the chain extender to be blended is not particularly limited, but from the viewpoint of achieving both flexibility and toughness of the film formed from the obtained aqueous polyurethane resin, 1 to 20% by weight of the polymerizing component is used. It is desirable to adjust the content to be preferably 3 to 10% by weight.

【0029】前記イオン性官能基を有する鎖伸長剤を用
いる場合の配合量は、特に限定されないが、たとえば前
記塩基性チッ素を有するポリウレタン樹脂中の塩基性チ
ッ素が、該ポリウレタン樹脂の樹脂固形分1gに対して
3×10−5〜1.8×10−3グラム当量程度となる
ように調整することが好ましい。また、前記イオン性官
能基を有する鎖伸長剤であるカルボキシル基を有する鎖
伸長剤の配合量は、とくに限定はないが、たとえばかか
るカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂中のカルボ
キシル基が、該ポリウレタン樹脂の樹脂固形分1gに対
して3×10 −5〜1.8×10−3グラム当量程度と
なるように調整することが好ましい。
The chain extender having the ionic functional group is used.
If there is no particular limitation, the compounding amount is not particularly limited.
Basic Nitrogen in Polyurethane Resin Having Basic Nitrogen
Fluorine is added to the resin solid content of 1g of the polyurethane resin.
3 x 10-5~ 1.8 x 10-3It becomes about gram equivalent
It is preferable to adjust so that. Also, the ionic officer
A chain having a carboxyl group, which is a chain extender having a functional group
The amount of the extender compounded is not particularly limited.
Carbohydrate in Polyurethane Resin Having Carboxyl Group
The xyl group corresponds to 1 g of resin solid content of the polyurethane resin.
Then 3 × 10 -5~ 1.8 x 10-3About gram equivalent
It is preferable to adjust so that

【0030】また本発明では必要に応じて鎖長停止剤を
使用することが出来る。鎖長停止剤の具体例としては、
たとえばジ−n−ブチルアミン、ジエタノールアミンな
どのモノアミン;エタノール、イソプロパノールなどの
1価アルコールなどがあげられ、これらの鎖長停止剤
は、単独でまたは2種以上を混合して用いられる。
In the present invention, a chain length terminator may be used if necessary. Specific examples of the chain length terminator include:
Examples thereof include monoamines such as di-n-butylamine and diethanolamine; monohydric alcohols such as ethanol and isopropanol. These chain length terminators may be used alone or in admixture of two or more.

【0031】前記鎖長停止剤の配合量は、特に限定され
ないが、得られる水性ポリウレタン樹脂の分子量制御を
容易にするという観点から、前記重合成分の0.1〜5
重量%、好ましくは0.5〜3重量%となるように調整
することが望ましい。
The amount of the chain length terminator blended is not particularly limited, but from the viewpoint of facilitating the control of the molecular weight of the obtained aqueous polyurethane resin, 0.1 to 5 of the above-mentioned polymerization component is used.
It is desirable to adjust the content to be 0.5% by weight, preferably 0.5 to 3% by weight.

【0032】本発明の水性ポリウレタン樹脂はこれらの
成分を公知の方法により反応させることにより得られ
る。なお、得られる水性ポリウレタン樹脂の主成分は、
高分子量ポリオールの水酸基と、活性水素を有する石油
樹脂の水素化物の活性水素基が、ポリイソシアネートの
イソシアネート基と反応し、例えば、当該石油樹脂の活
性水素基がアルコール性水酸基またはフェノール性水酸
基の場合はウレタン結合を介して、該石油樹脂の活性水
素基がアミノ基の場合はウレタン結合およびウレア結合
を介して、該石油樹脂の活性水素基がカルボキシル基の
場合はウレタン結合およびアミド結合を介して結合した
ものである。なお、得られた水性ポリウレタン樹脂の数
平均分子量は、通常5000〜100000程度であ
る。なお、水性ポリウレタンの水に対する分散性を向上
させる方法としては、水溶性ポリオールを用いる方法
と、得られる水性ポリウレタン樹脂にイオン性官能基を
付与させる方法を例示したが、これらの方法のうち少な
くとも一方が採用されることが効果的である。本発明の
水性ポリウレタン樹脂は前記各成分を反応させることに
より得られるが、通常は水性ポリウレタン樹脂として単
離されず、そのまま水溶液として印刷インキ用バインダ
ーとして用いられる。以下に、それぞれの方法による印
刷インキ用バインダーの製造方法について説明する。
The aqueous polyurethane resin of the present invention can be obtained by reacting these components by a known method. The main component of the obtained aqueous polyurethane resin is
The hydroxyl group of the high molecular weight polyol and the active hydrogen group of the hydride of the petroleum resin having active hydrogen react with the isocyanate group of the polyisocyanate, for example, when the active hydrogen group of the petroleum resin is an alcoholic hydroxyl group or a phenolic hydroxyl group. Via a urethane bond, via an urethane bond and a urea bond when the active hydrogen group of the petroleum resin is an amino group, and via a urethane bond and an amide bond when the active hydrogen group of the petroleum resin is a carboxyl group. It is a combination. The number average molecular weight of the obtained aqueous polyurethane resin is usually about 5,000 to 100,000. As a method for improving the dispersibility of water-based polyurethane in water, a method using a water-soluble polyol and a method for imparting an ionic functional group to the obtained water-based polyurethane resin are exemplified, but at least one of these methods is used. Is effectively adopted. The aqueous polyurethane resin of the present invention can be obtained by reacting the above-mentioned components, but it is usually not isolated as an aqueous polyurethane resin but used as an aqueous solution as a binder for printing ink. Below, the manufacturing method of the binder for printing inks by each method is demonstrated.

【0033】水溶性ポリオールを用いて得られた水性ポ
リウレタン樹脂を水に分散させる方法としては、例え
ば、ポリオキシエチレングリコールなどの水溶性ポリオ
ールを含有した高分子量ポリオール、活性水素を有する
石油樹脂の水素化物、ポリイソシアネート化合物および
必要に応じて鎖伸長剤や鎖長停止剤を、ポリイソシアネ
ート化合物が有するNCO基に対して、水溶性ポリオー
ルを含有した高分子量ポリオール、活性水素を有する石
油樹脂の水素化物、鎖伸長剤および鎖長停止剤の活性水
素基が過剰となる条件で共重合させたのちに適当な有機
溶剤中に加え、得られたポリウレタン樹脂溶液を水に分
散させ、必要に応じ有機溶剤を除去する方法、ポリオキ
シエチレングリコールなどの水溶性ポリオールを含有し
た高分子量ポリオール、活性水素を有する石油樹脂の水
素化物およびポリイソシアネート化合物を、水溶性ポリ
オールを含有した高分子量ポリオールおよび活性水素を
有する石油樹脂の水素化物の活性水素基の合計に対し
て、ポリイソシアネート化合物が有するNCO基が過剰
となる条件で共重合させ、分子鎖の末端にNCO基を有
するプレポリマーを生成させ、かかるプレポリマーを適
当な有機溶剤に加えて調製した溶液を水に分散させ、か
かる溶液中に鎖伸長剤および必要に応じて鎖長停止剤を
加えて反応を進行させたのち、有機溶剤を除去する方法
などがあげられる。なお、前記有機溶剤としては、とく
に限定がなく、通常用いられているものであればよい。
かかる有機溶剤の具体例としては、たとえばベンゼン、
トルエン、キシレンなどの芳香族系溶剤;酢酸エチル、
酢酸ブチルなどのエステル系溶剤;アセトン、メチルエ
チルケトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン
などのケトン系溶剤;ジメチルホルムアミドなどのアミ
ド系溶剤;ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド系
溶剤;ジメチルエーテル、ジエチルエーテルなどのエー
テル系溶剤、イソプロピルアルコール、エタノールなど
のアルコール類;N−メチルピロリドンなどがあげられ
る。これらの有機溶剤は、単独でまたは2種以上を混合
して用いられる。
As a method for dispersing the aqueous polyurethane resin obtained by using the water-soluble polyol in water, for example, a high-molecular weight polyol containing a water-soluble polyol such as polyoxyethylene glycol, hydrogen of a petroleum resin having active hydrogen is used. Hydride, a polyisocyanate compound and, if necessary, a chain extender or chain terminating agent, a high molecular weight polyol containing a water-soluble polyol with respect to the NCO group of the polyisocyanate compound, a hydride of a petroleum resin having active hydrogen , A chain extender and a chain length terminating agent are copolymerized under conditions where the active hydrogen groups are excessive, and then added to a suitable organic solvent, and the resulting polyurethane resin solution is dispersed in water, and if necessary, an organic solvent is added. Removal method, high molecular weight polyol containing water-soluble polyol such as polyoxyethylene glycol , A polyisocyanate compound having a hydride of a petroleum resin having active hydrogen and a polyisocyanate compound with respect to a total of active hydrogen groups of a high molecular weight polyol containing a water-soluble polyol and a hydride of a petroleum resin having active hydrogen Copolymerization is carried out under conditions in which the NCO group becomes excessive to form a prepolymer having an NCO group at the end of the molecular chain, and a solution prepared by adding such a prepolymer to an appropriate organic solvent is dispersed in water, A method in which a chain extender and, if necessary, a chain length terminator are added to the mixture to allow the reaction to proceed, and then the organic solvent is removed can be mentioned. The organic solvent is not particularly limited, and may be a commonly used one.
Specific examples of such an organic solvent include, for example, benzene,
Aromatic solvents such as toluene and xylene; ethyl acetate,
Ester solvents such as butyl acetate; ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, methyl isobutyl ketone; amide solvents such as dimethylformamide; sulfoxide solvents such as dimethyl sulfoxide; ether solvents such as dimethyl ether and diethyl ether. Alcohols such as isopropyl alcohol and ethanol; N-methylpyrrolidone and the like can be mentioned. These organic solvents may be used alone or in admixture of two or more.

【0034】イオン性官能基を付与させる方法により得
られたイオン性官能基を有する水性ポリウレタン樹脂を
水に分散させる方法の具体例としては、例えば、高分子
量ポリオール、活性水素を有する石油樹脂の水素化物と
ポリイソシアネート化合物とを、高分子量ポリオールお
よび活性水素を有する石油樹脂の水素化物の活性水素基
に対してポリイソシアネート化合物が有するNCO基が
過剰となる条件で共重合させて分子鎖の末端にNCO基
を有するプレポリマーを生成させ、かかるプレポリマー
を適当な有機溶剤の溶液とし、かかる溶液に前記イオン
性官能基を有する鎖伸長剤を含有した鎖伸長剤および必
要に応じて鎖長停止剤を加えて反応させ、そののち前記
4級化剤または中和剤を用いて4級化または中和し、さ
らに水に分散させたのちに必要に応じ有機溶剤を除去す
る方法、高分子量ポリオール、活性水素を有する石油樹
脂の水素化物、ポリイソシアネート化合物、前記イオン
性官能基を有する鎖伸長剤を含有した鎖伸長剤および必
要に応じて鎖長停止剤を適当な有機溶剤中で一度に反応
させたのち、前記4級化剤または中和剤を用いて4級化
または中和を行ない、ついで水に分散させてから必要に
応じ有機溶剤を除去する方法、高分子量ポリオール、活
性水素を有する石油樹脂の水素化物、ポリイソシアネー
ト化合物および前記イオン性官能基を有する鎖伸長剤
を、高分子量ポリオール、活性水素を有する石油樹脂の
水素化物および前記イオン性官能基を有する鎖伸長剤の
活性水素基に対して、ポリイソシアネート化合物が有す
るNCO基が過剰となる条件で適当な有機溶剤中で反応
させて分子の末端にNCO基を有するプレポリマーを生
成させ、前記4級化剤または中和剤を用いて4級化また
は中和を行なったのち、水に分散させ、ついで鎖伸長剤
および必要に応じて鎖長停止剤を加えて反応させ、その
のち必要に応じて有機溶剤を除去する方法などがあげら
れる。
Specific examples of the method of dispersing the ionic functional group-containing aqueous polyurethane resin obtained by the method of imparting an ionic functional group in water include, for example, high molecular weight polyol and hydrogen of petroleum resin having active hydrogen. And a polyisocyanate compound are copolymerized at the terminal of the molecular chain by copolymerizing the polyisocyanate compound and the NCO group of the polyisocyanate compound in excess of the active hydrogen group of the hydride of the petroleum resin having a high molecular weight polyol and active hydrogen. A chain extender containing a chain extender having the above ionic functional group in a solution of a prepolymer having an NCO group, prepared as a solution in a suitable organic solvent, and a chain terminator if necessary Is added and reacted, and then quaternized or neutralized using the above-mentioned quaternizing agent or neutralizing agent, and further dispersed in water. After that, a method of removing an organic solvent as required, a high molecular weight polyol, a hydride of a petroleum resin having active hydrogen, a polyisocyanate compound, a chain extender containing the chain extender having the ionic functional group, and if necessary Chain reaction with a chain terminating agent in a suitable organic solvent at once, and then quaternization or neutralization is carried out using the quaternizing agent or neutralizing agent described above, followed by dispersing in water, if necessary. Method for removing organic solvent, high molecular weight polyol, hydride of petroleum resin having active hydrogen, polyisocyanate compound and chain extender having ionic functional group, high molecular weight polyol, hydride of petroleum resin having active hydrogen And suitable under the condition that the NCO group of the polyisocyanate compound is excessive with respect to the active hydrogen group of the chain extender having the ionic functional group. A prepolymer having an NCO group at the end of the molecule is formed by reacting in an organic solvent, quaternization or neutralization is performed using the quaternizing agent or neutralizing agent, and then dispersed in water. Examples thereof include a method in which a chain extender and, if necessary, a chain length terminator are added and reacted, and then the organic solvent is removed as necessary.

【0035】これらの中では、分散安定性や耐水性など
にすぐれた水性ポリウレタン樹脂が得られることから、
イオン性官能基を有する水性ポリウレタン樹脂を用いる
ことが好ましい。
Among these, since an aqueous polyurethane resin excellent in dispersion stability and water resistance can be obtained,
It is preferable to use an aqueous polyurethane resin having an ionic functional group.

【0036】このようにして得られた印刷インキ用バイ
ンダーは、顔料などを加えて練肉および分散を行ない、
必要に応じて本発明で得られるものとは異なる水性ポリ
ウレタン樹脂、水性ポリアミド樹脂、水性アクリル酸エ
ステル系共重合体塩、水性スチレン−マレイン酸系共重
合体の塩などの水系樹脂、ブロッキング防止剤や可塑剤
などの添加剤を適宜配合することにより、印刷インキ組
成物を容易に得ることができる。
The printing ink binder thus obtained is kneaded and dispersed by adding a pigment or the like,
If necessary, an aqueous polyurethane resin different from that obtained in the present invention, an aqueous polyamide resin, an aqueous acrylic acid ester-based copolymer salt, an aqueous resin such as a salt of an aqueous styrene-maleic acid-based copolymer, an antiblocking agent. A printing ink composition can be easily obtained by appropriately adding additives such as or plasticizer.

【0037】なお、本発明によってえられる水性ポリウ
レタン樹脂が、ナイロンやポリエステルなどのプラスチ
ックに対するすぐれた密着性や耐ブロッキング性を有す
る理由は明らかではないが、強靭で耐熱性に優れる石油
樹脂の水素化物の骨格が、かかる水性ポリウレタン樹脂
中に含有されていることにもとづくものと思料される。
The reason why the aqueous polyurethane resin obtained by the present invention has excellent adhesion and blocking resistance to plastics such as nylon and polyester is not clear, but it is a hydride of petroleum resin which is tough and excellent in heat resistance. It is considered that the skeleton of is based on the fact that it is contained in such an aqueous polyurethane resin.

【0038】[0038]

【発明の効果】本発明によれば、水性ポリウレタン樹脂
特有の柔軟性を有し、特に印刷インキ用バインダーとし
て使用した場合、ナイロンやポリエステルなどのプラス
チックに対してもすぐれた密着性および耐ブロッキング
性を有する水性ポリウレタン樹脂を提供できる。なお、
当該水性ポリウレタン樹脂は、密着性や耐ブロッキング
性に優れるため、塗料、ガラス飛散防止膜、合成皮革、
人工皮革、不織布、織布、紙、木、鋼板、ゴム、皮、フ
ロアーポリッシュ、ガラス繊維の集束剤、インクジェッ
ト受容層などのコーティング剤、接着剤、粘着剤などに
好適に用いることができる。
EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, it has flexibility peculiar to an aqueous polyurethane resin, and particularly when it is used as a binder for printing ink, it has excellent adhesion and blocking resistance to plastics such as nylon and polyester. It is possible to provide an aqueous polyurethane resin having In addition,
Since the water-based polyurethane resin has excellent adhesion and blocking resistance, it is used as a paint, a glass shatterproof film, synthetic leather,
It can be suitably used for artificial leather, non-woven fabric, woven fabric, paper, wood, steel plate, rubber, leather, floor polish, glass fiber sizing agent, coating agent for ink jet receiving layer, adhesive, pressure sensitive adhesive and the like.

【0039】[0039]

【実施例】次に、本発明の水性ポリウレタン樹脂を実施
例にもとづいてさらに詳細に説明するが、本発明はかか
る実施例のみに限定されるものではない。
EXAMPLES Next, the aqueous polyurethane resin of the present invention will be described in more detail based on examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0040】実施例1 攪拌機、温度計、冷却管および窒素ガス導入管を備えた
反応容器に、ジメチロールブタン酸59.4部、数平均
分子量2000のポリプロピレングリコール312.8
部、アルコール変性ジシクロペンタジエン重合体の水素
化物(数平均分子量590、水酸基価190mgKOH
/g)134.0部を仕込み、窒素気流下110℃にて
1時間かけて混合溶解させた。ついで85℃まで冷却し
た後、イソホロンジイソシアネート243.9部を仕込
み、85℃にて5時間反応を行い、イソシアネート基末
端のウレタンプレポリマー750部を得た。このウレタ
ンプレポリマーを70℃まで冷却した。水1225部、
イソプロピルアルコール225部、トリエチルアミン4
0.5部、アジピン酸ジヒドラジド52.6部からなる
水溶液中に、攪拌下に前記ウレタンプレポリマーを添
加、分散させ、50℃にて3時間反応させた。こうして
得られたポリウレタン樹脂水分散液は、樹脂固形分濃度
35%、粘度600mPa・s/25℃、pH8.0で
あった。
Example 1 In a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, a cooling tube and a nitrogen gas introducing tube, 59.4 parts of dimethylolbutanoic acid and polypropylene glycol 312.8 having a number average molecular weight of 2000 were obtained.
Part, hydride of alcohol-modified dicyclopentadiene polymer (number average molecular weight 590, hydroxyl value 190 mgKOH
/ G) 134.0 parts were charged and mixed and dissolved at 110 ° C. for 1 hour under a nitrogen stream. Then, after cooling to 85 ° C., 243.9 parts of isophorone diisocyanate was charged and reacted at 85 ° C. for 5 hours to obtain 750 parts of an isocyanate group-terminated urethane prepolymer. The urethane prepolymer was cooled to 70 ° C. 1225 parts of water,
225 parts isopropyl alcohol, 4 triethylamine
The urethane prepolymer was added and dispersed under stirring in an aqueous solution consisting of 0.5 part and 52.6 parts of adipic acid dihydrazide, and reacted at 50 ° C. for 3 hours. The thus obtained aqueous dispersion of polyurethane resin had a resin solid content concentration of 35%, a viscosity of 600 mPa · s / 25 ° C. and a pH of 8.0.

【0041】比較例1 攪拌機、温度計、冷却管および窒素ガス導入管を備えた
反応容器に、ジメチロールブタン酸59.4、数平均分
子量2000のポリプロピレングリコール489.9部
を仕込み、窒素気流下110℃にて1時間かけて混合溶
解させた。ついで85℃まで冷却した後、イソホロンジ
イソシアネート200.8部を仕込み、85℃にて5時
間反応を行い、イソシアネート基末端のウレタンプレポ
リマー750部を得た。このウレタンプレポリマーを7
0℃まで冷却した。水1208部、イソプロピルアルコ
ール225部、トリエチルアミン40.5部、アジピン
酸ジヒドラジド43.3部からなる水溶液中に、攪拌下
に前記ウレタンプレポリマーを添加、分散させ、50℃
にて3時間反応させた。こうして得られたポリウレタン
樹脂水分散液は、樹脂固形分濃度35%、粘度500m
Pa・s/25℃、pH8.0であった。
Comparative Example 1 A reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, a cooling tube and a nitrogen gas introducing tube was charged with 59.4 parts of dimethylolbutanoic acid and 489.9 parts of polypropylene glycol having a number average molecular weight of 2000, under a nitrogen stream. The mixture was mixed and dissolved at 110 ° C. for 1 hour. Then, after cooling to 85 ° C., 200.8 parts of isophorone diisocyanate was charged and reacted at 85 ° C. for 5 hours to obtain 750 parts of an isocyanate group-terminated urethane prepolymer. 7 parts of this urethane prepolymer
Cooled to 0 ° C. The urethane prepolymer was added to and dispersed in an aqueous solution of 1208 parts of water, 225 parts of isopropyl alcohol, 40.5 parts of triethylamine, and 43.3 parts of adipic acid dihydrazide with stirring, and the mixture was heated to 50 ° C.
Was reacted for 3 hours. The aqueous dispersion of polyurethane resin thus obtained has a resin solid content concentration of 35% and a viscosity of 500 m.
It was Pa · s / 25 ° C. and pH 8.0.

【0042】実施例1及び比較例1で得た各ポリウレタ
ン樹脂水分散液について、以下の項目について評価を行
った。結果を表1に示す。
Each of the polyurethane resin aqueous dispersions obtained in Example 1 and Comparative Example 1 was evaluated for the following items. The results are shown in Table 1.

【0043】密着性:各ポリウレタン樹脂水分散液を、
コロナ処理を施したポリプロピレンフィルム(OP
P)、ポリエチレンテレフタレートフィルム(PE
T)、及びナイロンフィルム(NY)処理面にバーコー
ター(No.4)を使用して塗工した後にヒートガンで
1分間乾燥し、ポリウレタン樹脂の塗膜を得た。次いで
塗工面に粘着テープを貼り、塗工面に対して垂直方向に
引き剥がした時の塗膜の残り具合を目視評価した。 ○:全く剥がれなかった。 △:50%以上残った。 ×:50%未満が残った。
Adhesion: Each polyurethane resin aqueous dispersion is
Corona treated polypropylene film (OP
P), polyethylene terephthalate film (PE
T) and a nylon film (NY) treated surface were coated with a bar coater (No. 4) and then dried with a heat gun for 1 minute to obtain a polyurethane resin coating film. Next, an adhesive tape was attached to the coated surface, and the remaining condition of the coating film when peeled off in the direction perpendicular to the coated surface was visually evaluated. ◯: No peeling occurred. Δ: 50% or more remained. X: Less than 50% remained.

【0044】耐ブロッキング性:下記の組成の混合物を
それぞれペイントシェイカーで練肉し、藍色印刷インキ
を調整した。 フタロシアニンブルー 15部 ポリウレタン樹脂の水分散液 50部 イソプロピルアルコール 5部 イオン交換水 30部 市販の延伸ポリプロピレン(OPP)フィルムに、これ
らの藍色印刷インキをバーコーター(No.6)で展色
し、ヒートガンで30秒間乾燥した。乾燥後、それぞれ
の展色物のインキ面に対し、インキを展色していない延
伸ポリプロピレンフィルムを貼り合わせ、0.5MPa
の荷重をかけて50℃にて15時間放置した後、フィル
ムを引き剥がして以下の基準にて判定を行なった。結果
を表2に示す。 ○:フィルム同士が抵抗感なく剥がれる。 △:フィルム同士を剥がす際に抵抗感はあるが、インキ
が展色していない側のフィルムに転移することはない。 ×:フィルム同士を剥がす際に抵抗感があり、しかもイ
ンキが展色していない側のフィルムに一部転移する。
Blocking resistance: A mixture of the following compositions was kneaded with a paint shaker to prepare a blue printing ink. Phthalocyanine blue 15 parts Aqueous dispersion of polyurethane resin 50 parts Isopropyl alcohol 5 parts Ion-exchanged water 30 parts Commercially available oriented polypropylene (OPP) film, these indigo printing inks are spread with a bar coater (No. 6), It was dried with a heat gun for 30 seconds. After drying, a stretched polypropylene film on which no ink has been spread is attached to the ink surface of each of the spread products, and 0.5 MPa is applied.
After being left at 50 ° C. for 15 hours under a load of 1, the film was peeled off and the judgment was made according to the following criteria. The results are shown in Table 2. ◯: The films peeled off without resistance. Δ: There is resistance when the films are peeled from each other, but the ink does not transfer to the film on the side where the color is not spread. X: There is resistance when the films are peeled off, and the ink is partially transferred to the film on the side where the color is not spread.

【0045】[0045]

【表1】 [Table 1]

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4J034 BA07 CA04 CA15 CA17 CA22 CB03 CB04 CB05 CB07 CB08 CC03 CC08 CC23 CC26 CC33 CC34 CC45 CC52 CC61 CC62 DA01 DB03 DB07 DF01 DF02 DF20 DF22 DG03 DG04 DG06 DG16 DP03 DQ09 HA01 HA07 HC03 HC12 HC13 HC17 HC22 HC46 HC52 HC61 HC64 HC67 HC71 HC73 JA03 JA13 QC05 RA07 4J039 AD18 AE04 AF07 BC03 BC04 BC07 BC08 BC12 BC16 BC18 BC22 BC23 BC36 BC54 CA06   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F-term (reference) 4J034 BA07 CA04 CA15 CA17 CA22                       CB03 CB04 CB05 CB07 CB08                       CC03 CC08 CC23 CC26 CC33                       CC34 CC45 CC52 CC61 CC62                       DA01 DB03 DB07 DF01 DF02                       DF20 DF22 DG03 DG04 DG06                       DG16 DP03 DQ09 HA01 HA07                       HC03 HC12 HC13 HC17 HC22                       HC46 HC52 HC61 HC64 HC67                       HC71 HC73 JA03 JA13 QC05                       RA07                 4J039 AD18 AE04 AF07 BC03 BC04                       BC07 BC08 BC12 BC16 BC18                       BC22 BC23 BC36 BC54 CA06

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 高分子量ポリオール、活性水素を有する
石油樹脂の水素化物およびポリ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水性ポリウレタン樹
脂。
1. An aqueous polyurethane resin obtained by reacting a high molecular weight polyol, a hydride of a petroleum resin having active hydrogen, and a polyisocyanate compound as main components.
【請求項2】 活性水素を有する石油樹脂の水素化物
が、アルコール変性ジシクロペンタジエン系樹脂の水素
化物である請求項1記載の水性ポリウレタン樹脂。
2. The aqueous polyurethane resin according to claim 1, wherein the hydride of a petroleum resin having active hydrogen is a hydride of an alcohol-modified dicyclopentadiene resin.
【請求項3】 活性水素を有する石油樹脂の水素化物と
高分子量ポリオールの使用割合が重量比で、1/99〜
70/30である請求項1、2のいずれかに記載の水性
ポリウレタン樹脂。
3. The weight ratio of the hydride of petroleum resin having active hydrogen to the high molecular weight polyol is 1/99 to.
70/30, The water-based polyurethane resin according to any one of claims 1 and 2.
【請求項4】 高分子量ポリオールが水溶性ポリオール
である請求項1〜3のいずれかに記載の水性ポリウレタ
ン樹脂。
4. The aqueous polyurethane resin according to claim 1, wherein the high molecular weight polyol is a water-soluble polyol.
【請求項5】 イオン性官能基を有する請求項1〜4の
いずれかに記載の水性ポリウレタン樹脂。
5. The aqueous polyurethane resin according to claim 1, which has an ionic functional group.
【請求項6】 請求項1〜5のいずれかに記載の水性ポ
リウレタン樹脂を用いた印刷インキ用バインダー。
6. A printing ink binder using the aqueous polyurethane resin according to claim 1.
【請求項7】 請求項6に記載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。
7. A printing ink composition comprising the binder for printing ink according to claim 6.
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