JP2006182871A - Active energy ray-curing type water-based resin composition - Google Patents

Active energy ray-curing type water-based resin composition Download PDF

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JP2006182871A JP2004376410A JP2004376410A JP2006182871A JP 2006182871 A JP2006182871 A JP 2006182871A JP 2004376410 A JP2004376410 A JP 2004376410A JP 2004376410 A JP2004376410 A JP 2004376410A JP 2006182871 A JP2006182871 A JP 2006182871A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an active energy ray-curing type water-based resin composition having little environmental pollution, excellent in preservation stability, highly sensitive to energy rays and giving practical coating film strength in a short time. <P>SOLUTION: The active energy ray-curing type water-based resin composition contains a water-dispersive polyurethane inner salt prepared by dispersing, in water, a reaction product obtained by reacting (a) a polyhydroxy compound having at least one optically reactive onium group bonded to a chromophore through a bonding group and ≥2 hydroxy groups with (b) a polyhydroxy compound having at least one sulfonate group and ≥2 hydroxy groups as essential ingredients. The active energy ray-curing type water-based resin composition also contains a water-dispersive polyurethane prepared by dispersing, in water, a reaction product obtained by reacting the compound (a), the compound (b) and a compound (c) having at least one unsaturated double bond and at least one hydroxy group as essential ingredients, and a photoinitiator. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、活性エネルギー線、特に紫外線照射によって硬化する水性の樹脂組成物であり、さらには水性でありながら硬化後は疎水性の塗膜となる水性樹脂組成物であり、耐久性の優れた塗料、印刷用インキ、インクジェット記録用インキ、接着剤、コーティング材などのバインダーとして有用な活性エネルギー線硬化型水性樹脂組成物に関する。   The present invention is an aqueous resin composition that is cured by irradiation with active energy rays, particularly ultraviolet rays, and further is an aqueous resin composition that is aqueous but forms a hydrophobic coating after curing, and has excellent durability. The present invention relates to an active energy ray-curable aqueous resin composition useful as a binder for paints, printing inks, ink jet recording inks, adhesives, coating materials and the like.

活性エネルギー線硬化性の樹脂は、実質的に有機溶剤を含有していないため、塗工、印刷での使用時の作業環境の安全性と衛生性に優れている。さらに、硬化速度が速く、生産性向上と省エネルギーの観点から有利のため、無公害の塗料、インキ、コーティング材用の樹脂組成物として期待されており、従来の有機溶剤系塗料、インキ、コーティング材に代わって徐々にその実用化の領域が広がっている。   Since the active energy ray-curable resin does not substantially contain an organic solvent, it is excellent in safety and hygiene of the working environment during use in coating and printing. Furthermore, it is expected to be a non-polluting resin composition for paints, inks, and coating materials because it has a high curing speed and is advantageous from the viewpoint of productivity improvement and energy saving. Conventional organic solvent-based paints, inks, and coating materials Instead, the field of practical application is gradually expanding.

しかし、従来の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、概して高粘度であるので、塗工粘度やレオロジー特性の調節のために、多量の反応性希釈剤を使用するか、又は有機溶剤を併用することで対処されているのが現状である。反応性希釈剤を多量に使用した場合には、皮膚刺激、過敏性障害や硬化性低下、硬度などの硬化物物性低下などの問題を招き、また、有機溶剤を併用する場合には大気汚染や火災の危険性が高くなり、また労働衛生上好ましくない。 However, since the conventional active energy ray-curable resin composition is generally high in viscosity, a large amount of a reactive diluent or an organic solvent is used in combination for adjusting coating viscosity and rheological properties. This is the current situation. When a large amount of reactive diluent is used, it causes problems such as skin irritation, hypersensitivity disorder, reduced curability, and reduced physical properties of the cured product such as hardness. The risk of fire is high, and it is not preferable for occupational health.

活性エネルギー線硬化型水性樹脂組成物は、上に述べた従来の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の欠点である高粘度、安全性と衛生性の問題を一挙の解決するとともに、塗膜の総合的性能向上、原材料のコスト削減が図れるため、近年特に注目されている。   The active energy ray curable aqueous resin composition solves the problems of high viscosity, safety and hygiene, which are the disadvantages of the conventional active energy ray curable resin composition described above, as well as comprehensive coating. In recent years, it has attracted much attention because it can improve performance and reduce costs of raw materials.

活性エネルギー線硬化型水性樹脂組成物としてこれまで提案されているものとしては、1.水溶性樹脂型、2.エマルジョン型、3.コロイダルディスパージョン型、4.強制乳化型などがある。これらの中で代表的な素材としては、上記2のタイプの属するウレタンアクリレートディスパージョンが挙げられる。このウレタンアクリレートディスパージョンは、他の水溶性樹脂型、エマルジョン型、強制乳化型に比べると、塗工適性、塗膜性能が総合的に優れている。   Examples of active energy ray-curable aqueous resin compositions that have been proposed so far are: 1. Water-soluble resin type 2. Emulsion type 3. Colloidal dispersion type There are forced emulsification types. Among these, typical materials include urethane acrylate dispersions to which the above two types belong. This urethane acrylate dispersion is generally excellent in coating suitability and coating film performance as compared with other water-soluble resin types, emulsion types, and forced emulsification types.

ウレタンアクリレートディスパージョンは公知の方法で合成できる。ジイソシアネートとジオールと、カルボン酸を含むジオールとを反応させて、イソシアネート基を末端に有するカルボキシル基含有ポリウレタンオリゴマーを調整した後、ヒドロキシ基含有アクリルモノマーを反応させ、中和後に水中に分散させることによって、分子末端に不飽和二重結合を含有するウレタンアクリレートの水分散液が得られる。   The urethane acrylate dispersion can be synthesized by a known method. By reacting a diisocyanate, a diol, and a diol containing a carboxylic acid to prepare a carboxyl group-containing polyurethane oligomer having an isocyanate group at the end, then reacting a hydroxy group-containing acrylic monomer, and dispersing in water after neutralization An aqueous dispersion of urethane acrylate containing an unsaturated double bond at the molecular end is obtained.

従来技術によるウレタンアクリレートディスパージョンに基づくコーティング組成物においては、水分散化のために必須であるカルボン酸塩またはカルボン酸が硬化後にも存在しているために、活性エネルギー線を照射して架橋させて得られる塗膜の耐水性などの耐久性が不十分であるという問題がある。本発明の目的は、従来技術では達成が困難である、活性エネルギー線の照射による硬化後に優れた耐久性を与える、活性エネルギー線硬化型水性樹脂組成物を提供することにある。   In the coating composition based on the urethane acrylate dispersion according to the prior art, the carboxylate or carboxylic acid, which is essential for water dispersion, is present after curing. There is a problem that durability such as water resistance of the coating film obtained is insufficient. An object of the present invention is to provide an active energy ray-curable aqueous resin composition that provides excellent durability after curing by irradiation with active energy rays, which is difficult to achieve with the prior art.

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、結合基を介して発色団に結合した少なくとも1個の光反応性オニウム基と2個以上のヒドロキシル基を有するポリヒドロキシ化合物、(b)少なくとも1個のスルホネート基と2個以上のヒドロキシル基を有するポリヒドロキシ化合物および(c)1分子中に2個以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネート化合物を必須成分として反応せしめることによって得られる反応生成物を水に分散した水分散性ポリウレタン内部塩を用いることによって、従来達成できなかった課題を達成できることを見出し、本発明を完成させるに至った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that a polyhydroxy compound having at least one photoreactive onium group and two or more hydroxyl groups bonded to a chromophore via a bonding group, ( b) a reaction obtained by reacting, as essential components, a polyhydroxy compound having at least one sulfonate group and two or more hydroxyl groups, and (c) a polyisocyanate compound having two or more isocyanate groups in one molecule. By using a water-dispersible polyurethane inner salt in which the product is dispersed in water, it has been found that problems that could not be achieved conventionally can be achieved, and the present invention has been completed.

結合基を介して発色団に結合した光反応性オニウム基は、活性エネルギー線の照射により求核性のスルホネートアニオンと反応し、架橋構造を形成すると同時に、オニウム基のイオン性を消失するために、疎水性に変換する。このような結合基を介して発色団に結合した光反応性オニウム基とカルボキシレート、アルコキシド、フェノキシドなどのアニオン性基を含有するポリマーが水溶性であり、光硬化性を有し、硬化後に疎水性に変換することが特表平8―509820や特表平9―501609に記載されている。しかし、これらのポリマーは活性エネルギー線に対して感度が低すぎるという問題があった。そこで、鋭意検討の末、光反応性オニウム基とスルホネート基を内部塩として同時に含有するポリウレタンが活性エネルギー線に対して高感度であり、しかも安定な水分散性を示し、活性エネルギー線照射した塗膜が耐水性、接着性、耐薬品性に優れていることを見出した。これらのポリウレタンエマルジョンやディスパージョンについてはこれまで報告はなく、本発明の活性エネルギー線硬化型水性樹脂組成物は新規な材料である。 The photoreactive onium group bonded to the chromophore via the linking group reacts with the nucleophilic sulfonate anion upon irradiation with active energy rays to form a cross-linked structure and at the same time to lose the ionicity of the onium group. , Convert to hydrophobic. A polymer containing a photoreactive onium group bonded to a chromophore through such a linking group and an anionic group such as carboxylate, alkoxide, or phenoxide is water-soluble, has photocurability, and is hydrophobic after curing. Conversion to gender is described in JP-T-8-509820 and JP-T-9-501609. However, these polymers have a problem that the sensitivity to active energy rays is too low. Therefore, after intensive studies, polyurethanes containing photoreactive onium groups and sulfonate groups at the same time as internal salts are highly sensitive to active energy rays, exhibit stable water dispersibility, and are coated with active energy rays. It has been found that the film is excellent in water resistance, adhesion and chemical resistance. These polyurethane emulsions and dispersions have not been reported so far, and the active energy ray-curable aqueous resin composition of the present invention is a novel material.

すなわち、本発明は、(a)結合基を介して発色団に結合した少なくとも1個の光反応性オニウム基と2個以上のヒドロキシル基を有するポリヒドロキシ化合物、(b)少なくとも1個のスルホネート基と2個以上のヒドロキシル基を有するポリヒドロキシ化合物および(c)1分子中に2個以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネート化合物を必須成分として反応せしめることによって得られる反応生成物を水に分散した水分散性ポリウレタン内部塩を含有することを特徴とする活性エネルギー線硬化型水性樹脂組成物であり、さらに(a)、(b)、(c)と(d)少なくとも1個の不飽和二重結合と少なくとも1個のヒドロキシル基を有する化合物を必須成分として反応せしめることによって得られる反応生成物を水に分散した水分散性ポリウレタン内部塩と、光重合開始剤を含有することを特徴とする活性エネルギー線硬化型水性樹脂組成物であり、また、分子内に2個以上の不飽和二重結合を有する化合物を更に含むことを特徴とする活性エネルギー線硬化型水性樹脂組成物に関する。 That is, the present invention relates to (a) a polyhydroxy compound having at least one photoreactive onium group and two or more hydroxyl groups bonded to the chromophore via a linking group, and (b) at least one sulfonate group. Water in which a reaction product obtained by reacting a polyhydroxy compound having two or more hydroxyl groups and (c) a polyisocyanate compound having two or more isocyanate groups in one molecule as an essential component is dispersed in water An active energy ray-curable aqueous resin composition comprising a dispersible polyurethane inner salt, and (a), (b), (c) and (d) at least one unsaturated double bond And a reaction product obtained by reacting a compound having at least one hydroxyl group as an essential component with water. An active energy ray-curable aqueous resin composition comprising a water-dispersible polyurethane inner salt and a photopolymerization initiator, and a compound having two or more unsaturated double bonds in the molecule The present invention further relates to an active energy ray-curable aqueous resin composition.

本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組は、親水性基であるオニウム基カチオンとスルホネートアニオンを含有するために、自己乳化性を有し安定な水分散体となる。そして、光反応性オニウム基カチオンとスルホネート基アニオンは活性エネルギー線照射により架橋構造形成と同時に疎水性基に変換するために、得られた硬化塗膜には親水性基がないか、又は少なく、又架橋構造を形成するために、耐水性、耐摩耗性、耐薬品性に優れた塗膜を形成することができる。このため環境汚染の少ない有用な水性バインダー組成物とすることができる。   Since the active energy ray-curable resin group of the present invention contains an onium group cation and a sulfonate anion which are hydrophilic groups, it is a self-emulsifiable and stable aqueous dispersion. And since the photoreactive onium group cation and the sulfonate group anion are converted to a hydrophobic group simultaneously with the formation of a crosslinked structure by irradiation with active energy rays, the obtained cured coating film has no or few hydrophilic groups, Moreover, in order to form a crosslinked structure, a coating film excellent in water resistance, abrasion resistance and chemical resistance can be formed. For this reason, it can be set as a useful aqueous binder composition with little environmental pollution.

以下、本発明の活性エネルギー線硬化型水性樹脂組成物について詳細に説明する。本発明の水分散性ポリウレタンは、例えば次の方法で製造される。まず、有機溶媒中で(a)結合基を介して発色団に結合した少なくとも1個の光反応性オニウム基と2個以上のヒドロキシル基を有するポリヒドロキシ化合物、(b)少なくとも1個のスルホネート基と2個以上のヒドロキシル基を有するポリヒドロキシ化合物および(c)1分子中に2個以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネート化合物を重付加反応させ、末端にイソシアネート基を有するプレポリマーを製造した後、末端のイソシアネート基を、(d)少なくとも1個の不飽和二重結合と少なくとも1個のヒドロキシル基を有する化合物と反応させて活性イソシアネート基を封止必須成分として反応せしめる。続いて、水を加えることによってO/W型のエマルジョンへ転換させる。続いて、減圧下に有機溶剤と一部の水を回収することによって水分散性ウレタンを得る。さらに、適当なイオン交換樹脂を接触する既知の方法により内部塩化することにより水分散性ウレタン内部塩を得ることができる。 Hereinafter, the active energy ray-curable aqueous resin composition of the present invention will be described in detail. The water-dispersible polyurethane of the present invention is produced, for example, by the following method. First, (a) a polyhydroxy compound having at least one photoreactive onium group and two or more hydroxyl groups bonded to the chromophore via an linking group in an organic solvent, (b) at least one sulfonate group And a polyhydroxy compound having two or more hydroxyl groups and (c) a polyisocyanate compound having two or more isocyanate groups in one molecule, and a prepolymer having an isocyanate group at the terminal is produced, The terminal isocyanate group is reacted with (d) a compound having at least one unsaturated double bond and at least one hydroxyl group to react the active isocyanate group as an essential component for sealing. Subsequently, it is converted into an O / W type emulsion by adding water. Subsequently, the water-dispersible urethane is obtained by recovering the organic solvent and a part of the water under reduced pressure. Furthermore, a water-dispersible urethane internal salt can be obtained by internal salification by a known method of contacting an appropriate ion exchange resin.

本発明において使用される結合基を介して発色団に結合した少なくとも1個の光反応性オニウム基と2個以上のヒドロキシル基を有するポリヒドロキシ化合物の好ましい具体例としては、ビスフェノールAジグリシジルエーテルとトリアルキルアミン、ジアルキススルフィド、トリアルキルホスフィンなどのオニウム前駆体との反応生成物が挙げられる。さらに光反応性オニウム基と会合する対アニオンは、活性エネルギー線を照射した時に、光反応性オニウム基とスルホネートとの反応を阻害しないように選択する。従来の方法で、オニウム基の対アニオンを適当なイオン交換樹脂と接触させることにより、所望の対アニオンへと転化させることができる。好ましい対アニオンとして重炭酸アニオンが挙げられる。 Preferable specific examples of the polyhydroxy compound having at least one photoreactive onium group and two or more hydroxyl groups bonded to the chromophore through a bonding group used in the present invention include bisphenol A diglycidyl ether and Reaction products with onium precursors such as trialkylamines, dialkissulfides, and trialkylphosphines can be mentioned. Further, the counter anion associated with the photoreactive onium group is selected so as not to inhibit the reaction between the photoreactive onium group and the sulfonate when irradiated with active energy rays. The onium group counter anion can be converted to the desired counter anion by contacting it with a suitable ion exchange resin in a conventional manner. A preferred counter anion is a bicarbonate anion.

本発明のオニウム基の量は、水溶性又は自己乳化性と硬化塗膜の耐久性や光感度を考慮すると、活性エネルギー線硬化型水性樹脂組成物の乾燥重量に対して、30〜3000ミリモル/kg、好ましくは50〜2000ミリモル/kg、さらに好ましくは80〜2000ミリモル/kgである。 The amount of the onium group of the present invention is 30 to 3000 mmol / wt based on the dry weight of the active energy ray-curable aqueous resin composition in consideration of water solubility or self-emulsifying property, durability of the cured coating film and light sensitivity. kg, preferably 50 to 2000 mmol / kg, more preferably 80 to 2000 mmol / kg.

本発明において使用される少なくとも1個のスルホネート基と2個以上のヒドロキシル基を有するポリヒドロキシ化合物の好ましい具体例として、フェニルスルホン酸ナトリウムを含有するジオールが挙げられる。例えば、5−スルホイソフタル酸ジメチルナトリウム塩を4モルのジエチレングリコールと150℃で反応させ、さらにε―カプロラクトンと反応させてフェニルスルホン酸ナトリウム含有ポリカプロラクトンジオールを得た。ポリウレタン合成後に、適当なイオン交換樹脂と接触させることにより、容易にナトリウムを除去できる。 A preferred specific example of the polyhydroxy compound having at least one sulfonate group and two or more hydroxyl groups used in the present invention is a diol containing sodium phenylsulfonate. For example, 5-sulfoisophthalic acid dimethyl sodium salt was reacted with 4 mol of diethylene glycol at 150 ° C. and further reacted with ε-caprolactone to obtain sodium phenylsulfonate-containing polycaprolactone diol. After polyurethane synthesis, sodium can be easily removed by contacting with an appropriate ion exchange resin.

本発明のスルホネート基の量は、光反応性オニウム基カチオンとの内部塩化させるために、基本的に光反応性オニウム基と同モルであることが望ましいが、必要に応じてモル比を変えることも出来る。   The amount of the sulfonate group of the present invention is basically preferably the same mole as the photoreactive onium group in order to internally salify with the photoreactive onium group cation, but the molar ratio may be changed as necessary. You can also.

本発明において使用される、1分子中に2個以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネート化合物としては、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレ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、m−フェニレンジイソシアネート、キシレ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などの芳香族ジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネートなどの脂肪族または脂肪環族ジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネートも環状三量体などのトリイソシアネートなどが挙げられる。しかし、これらに限定されるものではない。   Examples of the polyisocyanate compound having two or more isocyanate groups in one molecule used in the present invention include 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, 1,5-naphthylene diisocyanate, 4 , 4'-diphenylmethane diisocyanate, m-phenylene diisocyanate, xylene diisocyanate, 4,4'-diphenyldimethylmethane diisocyanate, 4,4'-dibenzyl isocyanate and other aromatic diisocyanates, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, etc. Examples of the aliphatic or alicyclic diisocyanate and hexamethylene diisocyanate include triisocyanate such as cyclic trimer. However, it is not limited to these.

本発明において使用される、少なくとも1個の不飽和二重結合と少なくとも1個のヒドロキシル基を有する化合物としては次のものが挙げられる。ヒドロキシル基および少なくとも1個の不飽和二重結合を有する好適な化合物は、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートなどのヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。不飽和二重結合を2個以上導入するためには、グリセリンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートなどの多価アルコールのポリ(メタ)アクリレートが挙げられる。少なくとも2個以上のヒドロキシル基を有する好適なポリオールを用いると、不飽和二重結合はポリウレタン鎖の末端だけでなく、ポリマー骨格の側鎖にも組み込むことができる。この目的に好適な化合物として、グリセリンモノ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンモノ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレートが挙げられる。   Examples of the compound having at least one unsaturated double bond and at least one hydroxyl group used in the present invention include the following. Suitable compounds having a hydroxyl group and at least one unsaturated double bond are hydroxyalkyl (meth) such as 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate and the like. Examples include acrylate, polypropylene glycol mono (meth) acrylate, and polyethylene glycol mono (meth) acrylate. In order to introduce two or more unsaturated double bonds, polyvalents such as glycerin di (meth) acrylate, trimethylolpropane di (meth) acrylate, pentaerythritol di (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, etc. Examples include poly (meth) acrylates of alcohol. With suitable polyols having at least two hydroxyl groups, unsaturated double bonds can be incorporated not only at the ends of the polyurethane chain but also at the side chains of the polymer backbone. Suitable compounds for this purpose include glycerin mono (meth) acrylate, trimethylolpropane mono (meth) acrylate, and pentaerythritol di (meth) acrylate.

本発明の水分散性ポリウレタン内部塩の製造において、硬化塗膜の皮膜形成性、弾性率などの物性をコントロールするために、高分子量および、又は低分子量のポリオール、有利にはジオールが使用される。好ましいポリオールの例として、多価アルコールと多塩基酸のエステルから選ばれるポリエステルポリオール、ヘキサメチレンカーボネート。ペンタメチレンカーボネートなどのポリカーボネートジオール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコールなどのポリエーテルジオール、ポリカプロラクンジオール、ポリブチロラクトンジオールなどのポリラクトンジオール、ポリヒドロキシオレフィンなどが挙げられる。   In the production of the water dispersible polyurethane inner salt of the present invention, a high molecular weight or low molecular weight polyol, preferably a diol, is used in order to control physical properties such as film forming property and elastic modulus of the cured coating film. . Examples of preferred polyols include polyester polyols and hexamethylene carbonates selected from esters of polyhydric alcohols and polybasic acids. Polycarbonate diols such as pentamethylene carbonate, polyether diols such as polyethylene glycol, polypropylene glycol and polytetramethylene glycol, polylactone diols such as polycaprolacton diol and polybutyrolactone diol, and polyhydroxy olefins.

本発明において使用される光重合開始剤としては、活性エネルギー線の照射によって、ビニル重合を開始できる機能を有する物質であれば特に制限されるものではない。具体例としては、2,2−ジメトキシ−ジフェニルメタン−1−オン、1−ヒドロキシ−シクロヘキシルフェニルケトン、ベンゾフェノン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパノン−1、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキシド、1−[4−2−(ヒドロキシエトキシ)フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン、鉄アレン錯体、ベンゾイン、ベンジルジメチルケタール、2,4,6−トリメチルベンゾフェノン、4−メチルベンゾフェノン、2−イソプロピリチオキサントン、4−イソプロピルチオキサントンなどが挙げられるが、特にこれらに限定されるわけではない。   The photopolymerization initiator used in the present invention is not particularly limited as long as it is a substance having a function capable of initiating vinyl polymerization by irradiation with active energy rays. Specific examples include 2,2-dimethoxy-diphenylmethane-1-one, 1-hydroxy-cyclohexyl phenyl ketone, benzophenone, 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropanone-1, 2-Benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone-1, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphos Fin oxide, 1- [4-2-2- (hydroxyethoxy) phenyl] -2-hydroxy-2-methyl-1-propan-1-one, iron allene complex, benzoin, benzyldimethyl ketal, 2,4,6-trimethyl Benzophenone, 4-methylbenzophenone, 2-isopropylidhioxanthone, 4-i Like propyl thioxanthone, but it is not particularly limited thereto.

光重合開始剤の配合量は、水分散性ポリウレタン内部塩および分子内に2個以上の不飽和二重結合を有する化合物の乾燥重量に対して、0〜10重量%であることが好ましい。   The blending amount of the photopolymerization initiator is preferably 0 to 10% by weight based on the dry weight of the water-dispersible polyurethane inner salt and the compound having two or more unsaturated double bonds in the molecule.

本発明において使用される、分子内に2個以上の不飽和二重結合を有する化合物としては、一般に紫外線硬化性の塗料、インキ、レジストなどで使用されている(メタ)アクリレート系オリゴマーなどが使用できる。これらの中で好ましいものは、トリメチロールプロマンのプロピレンオキサイド3モル付加物のトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロマンのエチレンオキサイド3モル付加物のトリアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートなどの多官能(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレート、ポリエーテル(メタ)アクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレート、ジアリルフタレートなどの不飽和オリゴマー、不飽和ポリエステルなどが挙げられるが特にこれらに限定されるわけではない。   As the compound having two or more unsaturated double bonds in the molecule used in the present invention, (meth) acrylate oligomers generally used in UV curable paints, inks, resists, etc. are used. it can. Among these, preferred are tri (meth) acrylates of trimethylol proman propylene oxide 3 mol adduct, triacrylates of trimethylol proman ethylene oxide 3 mol adduct, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, and the like. Polyfunctional (meth) acrylate, epoxy (meth) acrylate, urethane (meth) acrylate, polyether (meth) acrylate, polyester (meth) acrylate, unsaturated oligomers such as diallyl phthalate, unsaturated polyester, etc. However, it is not limited to these.

分子内に2個以上の不飽和二重結合を有する化合物の配合量は、水分散性ポリウレタン内部塩の乾燥重量に対して、0〜50重量%であることが好ましい。   The compounding amount of the compound having two or more unsaturated double bonds in the molecule is preferably 0 to 50% by weight based on the dry weight of the water-dispersible polyurethane inner salt.

本発明の活性エネルギー線硬化型水性樹脂組成物は、更に密着性、硬度などの特性を向上する目的で必要に応じて、硫酸バリウム、チタン酸バリウム、酸化ケイ素粉、微粉状ケイ素、無定形シリカ、タルク、クレー、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、酸化アルムニウム、雲母粉などの公知の無機充填剤が使用できる。その使用量は、本発明の組成中の0〜60重量%が好ましく、特に好ましくは5〜40重量%である。   The active energy ray-curable aqueous resin composition of the present invention may further comprise barium sulfate, barium titanate, silicon oxide powder, finely divided silicon, and amorphous silica for the purpose of further improving properties such as adhesion and hardness. Well-known inorganic fillers such as talc, clay, magnesium carbonate, calcium carbonate, aluminum oxide, and mica powder can be used. The amount to be used is preferably 0 to 60% by weight, particularly preferably 5 to 40% by weight in the composition of the present invention.

必要に応じて、着色顔料や染料などの色材を使用できる。着色顔料としては、次のものを挙げることができる。イエロー顔料としては、ピグメントイエロー1、2、3、12、13、14、16、17、55、73、74、75、83、93、95、97、98、109、110、114、128、138、139、150、151、154及び180などを挙げることができる。マゼンタ顔料としては、ピグメントレッド5、7、12、48(Ca)、48(Mn)、57:1、57(Sr)、57:2、122、123、168、184、202、238等を挙げることができる。シアン顔料としては、ピグメントブルー1、2、3、13、15、16、22、60、及びバットブルー4及び60等を挙げることができる。また黒顔料としてはカーボンブラックを好適に用いることができる。 Color materials such as coloring pigments and dyes can be used as necessary. Examples of the coloring pigment include the following. Examples of yellow pigments include Pigment Yellow 1, 2, 3, 12, 13, 14, 16, 17, 55, 73, 74, 75, 83, 93, 95, 97, 98, 109, 110, 114, 128, and 138. 139, 150, 151, 154 and 180. Examples of the magenta pigment include Pigment Red 5, 7, 12, 48 (Ca), 48 (Mn), 57: 1, 57 (Sr), 57: 2, 122, 123, 168, 184, 202, 238 and the like. be able to. Examples of cyan pigments include pigment blue 1, 2, 3, 13, 15, 16, 22, 60, and bat blue 4 and 60. Carbon black can be suitably used as the black pigment.

染料としては、カチオン性の染料を好適に用いることが次のものを挙げることができる。本発明における塩基性染料としてはアクリジン系、メチン系、ポリメチン系、アゾ系、アゾメチン系、キサンテン系、チオキサンテン系、オキサジン系、チオキサジン系、トリアリルメタン系、シアニン系、アントラキノン系、フタロシアニン系等公知の塩基性染料を用いることができる。特にプロセスカラ−の三原色用としては、イエロ−としてC.I.Basic Yellow 11、12、13、21、23、24、33、40、51、54、63、71、87が、マゼンタとしてC.I.Basic Red 13、14、45、19、26、27、34、35、36、38、39、42、43、45、46、50、51、52、53、56、59、63、65、66、71、C.I.Basic Violet 7、11、14、15、16、18、19、20、28、29、30、33、34、35、36、38、39、41、44が、シアンとしてC.I.Basic Blue 3、22、33、41、45、54、63、65、66、67、75、77、85、87、88、109、116が好ましく用いられる。   As the dye, a cationic dye can be preferably used as follows. As basic dyes in the present invention, acridine, methine, polymethine, azo, azomethine, xanthene, thioxanthene, oxazine, thioxazine, triallylmethane, cyanine, anthraquinone, phthalocyanine, etc. A known basic dye can be used. Especially for the three primary colors of the process color, C.I. I. Basic Yellow 11, 12, 13, 21, 23, 24, 33, 40, 51, 54, 63, 71, 87 are C.I. I. Basic Red 13, 14, 45, 19, 26, 27, 34, 35, 36, 38, 39, 42, 43, 45, 46, 50, 51, 52, 53, 56, 59, 63, 65, 66, 71, C.I. I. Basic Violet 7, 11, 14, 15, 16, 18, 19, 20, 28, 29, 30, 33, 34, 35, 36, 38, 39, 41, 44 are C.I. I. Basic Blue 3, 22, 33, 41, 45, 54, 63, 65, 66, 67, 75, 77, 85, 87, 88, 109, 116 are preferably used.

色材の特殊な例として、染料にて着色されたポリマーの微粒子を用いることが出来る。より具体的には カチオン染料にて染着されたアニオン基含有ポリマーの微粒子、酸性染料、直接染料で染着されたカチオン基含有ポリマー、あるいは油性染料、分散染料などで着色されたポリマー粒子を用いることが可能である。   As a special example of the color material, polymer fine particles colored with a dye can be used. More specifically, anionic group-containing polymer fine particles dyed with a cationic dye, acid dyes, cationic group-containing polymers dyed with direct dyes, or polymer particles colored with oily dyes, disperse dyes, etc. are used. It is possible.

更にハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、ターシャル−ブチルカテコール、ピロガロール、フェノチアジンなどの重合禁止剤、アスベスト、オルベン、ベントン、モンモリロナイトなどの公知の増粘剤、シリコーン系、フッ素系、高分子系などの消泡剤および又は、レベリング剤、イミダゾール系、チアゾール系、トリアゾール系、シランカップリング剤などの密着性付与剤のような公知の添加剤を用いることができる。また、他の光重合性オリゴマー類の強制分散体、二重結合含有の水性アクリル樹脂及び他の水性ウレタン樹脂、水性アクリル樹脂などの公知のバインダー樹脂を適宜の範囲で混合して使用できる。 Furthermore, polymerization inhibitors such as hydroquinone, hydroquinone monomethyl ether, tertiary-butylcatechol, pyrogallol, phenothiazine, etc., known thickeners such as asbestos, olben, benton, montmorillonite, antifoaming agents such as silicones, fluorines, and polymers Alternatively, known additives such as leveling agents, imidazole-based, thiazole-based, triazole-based, and adhesion-imparting agents such as silane coupling agents can be used. Further, known binder resins such as forced dispersions of other photopolymerizable oligomers, double bond-containing aqueous acrylic resins, other aqueous urethane resins, and aqueous acrylic resins can be mixed and used within an appropriate range.

本発明の組成物の媒体は基本的には水である。さらに、水に必要に応じて水溶性有機化合物を添加して得られる水性媒体を好適に用いることができる。水溶性有機化合物は、主に、組成物に不揮発性を与え、粘度を低下させ、かつ被塗布基材への組成物の濡れ性を確保するために用いられるものであり、かかる目的に適合するものであれば利用できる。なお、被塗布基材が非吸収性である場合は、水性媒体は水のみで形成するか、または水溶性有機溶媒を用いる場合では、水性媒体の蒸発が容易か、あるいは水性媒体全てが硬化膜中に取り込まれるものであることが好ましい。   The medium of the composition of the present invention is basically water. Furthermore, the aqueous medium obtained by adding a water-soluble organic compound to water as needed can be used suitably. The water-soluble organic compound is mainly used for imparting non-volatility to the composition, reducing the viscosity, and ensuring the wettability of the composition to the substrate to be coated, and is suitable for such purpose. Anything can be used. When the substrate to be coated is non-absorbable, the aqueous medium is formed only with water, or when a water-soluble organic solvent is used, the aqueous medium is easily evaporated, or all of the aqueous medium is a cured film. It is preferable that it is taken in.

水溶性有機化合物としては、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、セプタノール、C8以上の高級アルコール、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、トリプロピレングリコール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,6−ヘキサントリオール、1,2,5−ペンタントリオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、ジメチルスルホキシド、ダイアセトンアルコール、グリセリンモノアリルエーテル、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ポリエチレングリコール300、チオジグリコール、N−メチル−2−ピロリドン、2−ピロリドン、γ−ブチロラクトン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、スルフォラン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ネオペンチルグリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、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アリルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、β−ジヒドロキシエチルウレア、ウレア、アセトニルアセトン、ペンタエリスリトール、1,4−シクロヘキサンジオール、ヘキシレングリコール、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、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フェニルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノイソブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、グリセリンモノアセテート、グリセリンジアセテート、グリセリントリアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、シクロヘキサノール、1,2−シクロヘキサンジオール、1−ブタノール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、3−ヘキセン−2,5−ジオール、2,3−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、2,4−ペンタンジオール、2,5−ヘキサンジオール、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等を挙げることができ、これらの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。   Examples of water-soluble organic compounds include methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, pentanol, hexanol, sepanol, C8 or higher alcohols, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tripropylene glycol, 1,2,4-butane. Triol, 1,2,6-hexanetriol, 1,2,5-pentanetriol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, dimethyl sulfoxide, diacetone alcohol, glycerin mono Allyl ether, propylene glycol, butylene glycol, polyethylene glycol 300, thiodiglycol, N-methyl-2-pyrrolidone, 2-pyrrolidone, γ-butyrolactone, 1,3-dimethyl 2-Imidazolidinone, sulfolane, trimethylolpropane, trimethylolethane, neopentyl glycol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoisopropyl ether, ethylene glycol monoallyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl Ether, triethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, β-dihydroxyethyl urea, urea, acetonyl acetone, pentaerythritol, 1,4-cyclohexanediol, hexylene Glycol, ethylene glycol mono Propyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monoisobutyl ether, ethylene glycol monophenyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monoisobutyl ether, triethylene glycol monobutyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol diethyl ether, tetra Ethylene glycol dimethyl ether, tetraethylene glycol diethyl ether, propylene glycol monobutyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monopropyl ether, dipropylene glycol monobutyl ether, tripropylene glycol monomethyl Ether, glycerol monoacetate, glycerol diacetate, glycerol triacetate, ethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monomethyl ether acetate, cyclohexanol, 1,2-cyclohexanediol, 1-butanol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 3 -Hexene-2,5-diol, 2,3-butanediol, 1,5-pentanediol, 2,4-pentanediol, 2,5-hexanediol, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, etc. These can be used alone or in combination of two or more.

本発明の組成物は、必要な成分を水性媒体中に配合することで調製することができる。各成分の混合順序は特に限定されないが、混合は速やかに不均一な状態を長く保持することなく行うことが好ましい。   The composition of this invention can be prepared by mix | blending a required component in an aqueous medium. The order of mixing the components is not particularly limited. However, it is preferable that the mixing be performed quickly without maintaining a non-uniform state for a long time.

本発明の組成物は、ハケ塗り、スプレー塗装、カーテンコート、で一夫コート、スピンコート、スクリーン印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷、インクジェット印刷等の定法により塗膜化可能である。処理装置としては、これら塗布機に活性エネルギー線照射装置を装着した構造のものが好適に利用できる。   The composition of the present invention can be formed into a coating film by a conventional method such as brush coating, spray coating, curtain coating, monocoating, spin coating, screen printing, gravure printing, flexographic printing, inkjet printing or the like. As the processing apparatus, those having a structure in which an active energy ray irradiation apparatus is mounted on these coating machines can be suitably used.

活性エネルギー線は、塗布部を出た被塗布機剤の塗布面に上部あるいは下部から照射される。透明な被塗布基材の場合は必要に応じて上下両方からの照射も効果的である。塗布から照射エリアへの時間間隔は、組成物に含まれる水分の量により調整できることが必要である。また塗布エリアから活性エネルギー線照射装置との間に、加熱乾燥を行う機構を設置することも可能である。   The active energy ray is irradiated from the upper part or the lower part to the coating surface of the coating machine agent that has left the coating part. In the case of a transparent substrate to be coated, irradiation from both above and below is effective as necessary. The time interval from application to irradiation area must be adjustable by the amount of moisture contained in the composition. It is also possible to install a mechanism for heating and drying between the application area and the active energy ray irradiation apparatus.

照射装置に用いる活性エネルギー線源としては、水銀の蒸気圧が点灯中で1〜10Paであるような、いわゆる低圧水銀ランプ、あるいはそれ以上の圧力を有する高圧水銀ランプ、さらに高い圧力の超高圧水銀灯、蛍光体が塗布された水銀灯、レーザー、蛍光管、冷陰極管、その他の放電管等を用いることができ、特に水銀ランプが実用上好ましい。水銀ランプの活性エネルギー線領域の発光スペクトルは184〜450nmの範囲であり、組成物中の活性エネルギー線重合性化合物を効率的に反応させるのに適している。水銀ランプには、メタルハライドランプ、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、クセノンフラッシュランプ、ディープUVランプ、UVレーザーなどが実用化されており、発光波長領域としては上記範囲を含むので、電源サイズ、入力強度、ランプ形状などに応じて適宜選択して用いることができる。光源は、硬化型組成物の吸収波長との適性を考慮して選択することが好ましい。本発明の活性エネルギー線硬化型水性樹脂組成物において反応性オニウム基がベンジルオニウム基および又はナフチルメチレンオニウム基の場合には、200〜300nmの波長を有する紫外線を発振する水銀ランプが特に好ましい。   As an active energy ray source used for the irradiation device, a so-called low-pressure mercury lamp whose mercury vapor pressure is 1 to 10 Pa during lighting, a high-pressure mercury lamp having a higher pressure, or an ultra-high-pressure mercury lamp having a higher pressure. Further, a mercury lamp coated with a phosphor, a laser, a fluorescent tube, a cold cathode tube, other discharge tubes, and the like can be used. In particular, a mercury lamp is practically preferable. The emission spectrum of the active energy ray region of the mercury lamp is in the range of 184 to 450 nm, which is suitable for efficiently reacting the active energy ray polymerizable compound in the composition. As mercury lamps, metal halide lamps, high-pressure mercury lamps, ultra-high pressure mercury lamps, xenon flash lamps, deep UV lamps, UV lasers, etc. have been put into practical use, and the emission wavelength range includes the above range, so the power supply size, input intensity, It can be appropriately selected and used according to the lamp shape and the like. The light source is preferably selected in consideration of suitability with the absorption wavelength of the curable composition. In the active energy ray-curable aqueous resin composition of the present invention, when the reactive onium group is a benzylonium group and / or a naphthylmethyleneonium group, a mercury lamp that oscillates ultraviolet rays having a wavelength of 200 to 300 nm is particularly preferable.

必要な活性エネルギー線強度は、紫外部のエネルギー総量が1〜1000mW/cm2程度のものがより良好な重合速度を得る上で望ましい。照射時間は0.1〜100秒の範囲が実用的である。積算照射量が不足していると固着した組成物の被塗布基材への付着力が十分に出ない場合があり、必要な積算照射量を考慮して照射処理を行うのが好ましい。組成物を活性エネルギー線で硬化させて被塗布基材に固着させることで、良好な定着、擦過性、耐水性などが得られる。それとともに、被塗布基材自体のカール、コックルなどの変形も抑制され、取扱性、保存性を向上させることが可能となる。 The necessary active energy ray intensity is desirable for obtaining a better polymerization rate when the total energy in the ultraviolet region is about 1 to 1000 mW / cm 2 . The irradiation time is practically in the range of 0.1 to 100 seconds. If the integrated irradiation amount is insufficient, the adhesive force of the fixed composition to the substrate to be coated may not be sufficient, and it is preferable to perform the irradiation treatment in consideration of the necessary integrated irradiation amount. By fixing the composition with active energy rays and fixing it to the substrate to be coated, good fixing, scratching, water resistance and the like can be obtained. At the same time, deformation of the substrate to be coated itself, such as curling and cockle, is also suppressed, and handling and storage can be improved.

(作用)
本発明の活性エネルギー線硬化性組成物は、親水性基である光反応性オニウム基とスルホネート基の内部塩を含有するために自己乳化性を有している。しかも、活性エネルギー線照射によりオニウム基とスルホネート基が反応して、イオン性を消失するために疎水性基に変換すると同時に架橋反応も起こるために、得られた硬化塗膜には親水性基がないか又は少なく、かつ強固な架橋構造を形成する。したがって、耐水性、耐摩耗、耐薬品性に優れた塗膜を形成することができる。
(Function)
The active energy ray-curable composition of the present invention has a self-emulsifying property because it contains a photoreactive onium group, which is a hydrophilic group, and an internal salt of a sulfonate group. In addition, since the onium group and the sulfonate group react with each other by irradiation with active energy rays and are converted to hydrophobic groups in order to lose ionicity, a crosslinking reaction also takes place at the same time. There is no or little and a strong cross-linked structure is formed. Therefore, a coating film excellent in water resistance, abrasion resistance, and chemical resistance can be formed.

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.

合成例1
ジオール1(アンモニウム基含有)の合成
メカニカルスターラー、還流冷却器、および窒素ガスバブラーを備えた500mlの三つ口フラスコの中に、ビスフェノールAジグリシジルエーテル(エポキシ当量190) 10.3g、ジメチルモノエタノールアミン5.5g、氷酢酸3.5mlおよび溶媒であるテトラヒドロフラン175mlを入れた。溶液を50℃で約50時間攪拌してから、冷却し、エバポレーターで溶媒を除去し、ジオール1を得た。
Synthesis example 1
Synthesis of diol 1 (containing ammonium group) In a 500 ml three-necked flask equipped with a mechanical stirrer, reflux condenser, and nitrogen gas bubbler, 10.3 g of bisphenol A diglycidyl ether (epoxy equivalent 190), Dimethyl monoethanolamine 5.5 g, glacial acetic acid 3.5 ml and a solvent tetrahydrofuran 175 ml were added. The solution was stirred at 50 ° C. for about 50 hours, then cooled, and the solvent was removed with an evaporator to obtain diol 1.

合成例2
ジオール2(スルホニウム基含有)の合成
メカニカルスターラー、還流冷却器、および窒素ガスバブラーを備えた500mlの三つ口フラスコの中に、ビスフェノールAジグリシジルエーテル(エポキシ当量190) 10.3g、ジメチルスルフィド3.7g、酢酸5mlおよび溶媒であるテトラヒドロフラン175mlを入れた。溶液を50℃で約50時間攪拌してから、冷却し、エバポレーターで溶媒を除去し、ジオール2を得た。
Synthesis example 2
Synthesis of diol 2 (containing sulfonium group) In a 500 ml three-necked flask equipped with a mechanical stirrer, reflux condenser, and nitrogen gas bubbler, 10.3 g of bisphenol A diglycidyl ether (epoxy equivalent 190), 3.7 g of dimethyl sulfide, 5 ml of acetic acid and 175 ml of tetrahydrofuran as a solvent were added. The solution was stirred at 50 ° C. for about 50 hours, then cooled, and the solvent was removed with an evaporator to obtain diol 2.

合成例3
ジオール3(ホスホニウム基含有)の合成
メカニカルスターラー、還流冷却器、および窒素ガスバブラーを備えた500mlの三つ口フラスコの中に、ビスフェノールAジグリシジルエーテル(エポキシ当量190) 10.3g、トリ(n−ブチル)ホスフィン120g、酢酸5mlおよび溶媒であるテトラヒドロフラン175mlを入れた。溶液を50℃で約50時間攪拌し、次に還流温度で2日間加熱した。冷却した後、エバポレーターで溶媒を除去し、ジオール3を得た。
Synthesis example 3
Synthesis of diol 3 (containing phosphonium group) In a 500 ml three-necked flask equipped with a mechanical stirrer, reflux condenser and nitrogen gas bubbler, 10.3 g of bisphenol A diglycidyl ether (epoxy equivalent 190), 120 g of tri (n-butyl) phosphine, 5 ml of acetic acid and 175 ml of tetrahydrofuran as a solvent were added. The solution was stirred at 50 ° C. for about 50 hours and then heated at reflux temperature for 2 days. After cooling, the solvent was removed with an evaporator to obtain diol 3.

合成例4
ジオール4(フェニルスルホン酸ナトリウム含有)の合成
5−スルホイソフタル酸ジメチルのナトリウム塩201g(0.68モル)、ジエチレングリコール286.6g(2.7モル)、酢酸亜鉛0.49g(2.7ミリモル)を混合し、150℃で10時間反応させた。遊離するメタノールを溜去して、室温に冷却した後、ε―カプロラクトン1038g(9.2モル)とジブチルスズジラウレート0.89g(1.4ミリモル)を加え、150℃で6時間反応させた。室温に冷却した後、生成物を徐々に結晶化させて固体状のジオール4(分子量600)を得た。
Synthesis example 4
Synthesis of diol 4 (containing sodium phenylsulfonate) Sodium salt of dimethyl 5-sulfoisophthalate 201 g (0.68 mol), diethylene glycol 286.6 g (2.7 mol), zinc acetate 0.49 g (2.7 mmol) Were mixed and reacted at 150 ° C. for 10 hours. After distilling off the liberated methanol and cooling to room temperature, 1038 g (9.2 mol) of ε-caprolactone and 0.89 g (1.4 mmol) of dibutyltin dilaurate were added and reacted at 150 ° C. for 6 hours. After cooling to room temperature, the product was gradually crystallized to obtain solid diol 4 (molecular weight 600).

合成例5
ポリウレタン分散液1
下記組成の原料を還流冷却器、温度計、窒素ガス導入口とスターラーを備えた四つ口フラスコに、ポリテトラメチレングリコール(保土ヶ谷化学工業社製PTG−850SN,分子量850)293g、ジオール1を63.7g、ジオール4を60g、ハイドロキノン0.35g、酢酸エチル150gを投入し、空気中で攪拌しながら90℃まで昇温して均一に溶解した。続いて、122gのイソホロンジイソシアネート、0.9gの有機スズ触媒KS−1260(共同薬品株式会社製)および0.2gのアミン系触媒U−CAT―SA102(サンアプロ株式会社製)を添加し、90±5℃で2時間反応させた。続いて、イオン交換水565gを加え、次に減圧下で酢酸エチルを溜去した。さらに、次にこの水溶液を、2000mlのあらかじめ塩酸を用いて対カチオンをプロトンに交換した陽イオン交換樹脂(アンバーライトIR120B)に加えて約1日攪拌した。陽イオン交換樹脂をろ別し、さらに樹脂を水/t−ブタノールで洗浄して、ろ液を集めた。さらに、あらかじめ重炭酸ナトリウムを用いて対アニオンを重炭酸アニオンに交換した2000mlの陰イオン交換樹脂(アンバーライトIRA400J)に加えて約1日攪拌した。陰イオン交換樹脂をろ別し、さらに樹脂を水/t−ブタノールで洗浄して、ろ液集めた。このろ液を60mmHg以上の真空度でエバポレーションし、さらに水を添加して固形分25%になるように希釈した後、濡れ改質剤ポリフローKL−260(共栄社化学株式会社製)0.1重量%を添加して、ポリウレタン分散液1を得た。
Synthesis example 5
Polyurethane dispersion 1
Into a four-necked flask equipped with a reflux condenser, a thermometer, a nitrogen gas inlet and a stirrer, 293 g of polytetramethylene glycol (Hodogaya Chemical Co., Ltd. PTG-850SN, molecular weight 850), 63 of Diol 1 0.7 g, 60 g of diol 4, 0.35 g of hydroquinone, and 150 g of ethyl acetate were added, and the mixture was heated to 90 ° C. with stirring in the air and dissolved uniformly. Subsequently, 122 g of isophorone diisocyanate, 0.9 g of organotin catalyst KS-1260 (manufactured by Kyodo Yakuhin Co., Ltd.) and 0.2 g of amine catalyst U-CAT-SA102 (manufactured by San Apro Co., Ltd.) were added, and 90 ± The reaction was performed at 5 ° C. for 2 hours. Subsequently, 565 g of ion-exchanged water was added, and then ethyl acetate was distilled off under reduced pressure. Further, this aqueous solution was then added to cation exchange resin (Amberlite IR120B) in which the counter cation was exchanged with proton using 2000 ml of hydrochloric acid in advance and stirred for about 1 day. The cation exchange resin was filtered off, the resin was further washed with water / t-butanol, and the filtrate was collected. Further, it was added to 2000 ml of an anion exchange resin (Amberlite IRA400J) in which the counter anion was exchanged with the bicarbonate anion using sodium bicarbonate in advance and stirred for about 1 day. The anion exchange resin was filtered off, the resin was further washed with water / t-butanol, and the filtrate was collected. The filtrate was evaporated at a vacuum degree of 60 mmHg or more, further diluted with water to a solid content of 25%, and then wet modifier Polyflow KL-260 (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) 0.1. The polyurethane dispersion 1 was obtained by adding% by weight.

合成例6
ポリウレタン分散液2
下記組成の原料を還流冷却器、温度計、窒素ガス導入口とスターラーを備えた四つ口フラスコに、ポリテトラメチレングリコール(保土ヶ谷化学工業社製PTG−850SN,分子量850)293g、ジオール1を63.7g、ジオール4を60g、ハイドロキノン0.35g、酢酸エチル150gを投入し、空気中で攪拌しながら90℃まで昇温して均一に溶解した。続いて、142gのイソホロンジイソシアネート、0.9gの有機スズ触媒KS−1260(共同薬品株式会社製)および0.2gのアミン系触媒U−CAT―SA102(サンアプロ株式会社製)を添加し、90±5℃で2時間反応させた。続いて、反応混合物に23gのアクリル酸2−エチルヘキシルを添加し、さらに2時間、90±5℃で反応を続けた。反応混合物を65℃まで冷却し、5.5gの光開始剤イルガキュアー907(チバスペシャルティーケミカル社製)を添加し、30分間攪拌を続けた。続いて、イオン交換水565gを加え、次に減圧下で酢酸エチルを溜去した。さらに、次にこの水溶液を、2000mlのあらかじめ塩酸を用いて対カチオンをプロトンに交換した陽イオン交換樹脂(アンバーライトIR120B)に加えて約1日攪拌した。陽イオン交換樹脂をろ別し、さらに樹脂を水/t−ブタノールで洗浄して、ろ液を集めた。さらに、あらかじめ重炭酸ナトリウムを用いて対アニオンを重炭酸アニオンに交換した2000mlの陰イオン交換樹脂(アンバーライトIRA400J)に加えて約1日攪拌した。陰イオン交換樹脂をろ別し、さらに樹脂を水/t−ブタノールで洗浄して、ろ液集めた。このろ液を60mmHg以上の真空度でエバポレーションし、さらに水を添加して固形分25%になるように希釈した後、濡れ改質剤ポリフローKL−260(共栄社化学株式会社製)0.1重量%を添加して、ポリウレタン分散液2を得た。
Synthesis Example 6
Polyurethane dispersion 2
Into a four-necked flask equipped with a reflux condenser, a thermometer, a nitrogen gas inlet and a stirrer, 293 g of polytetramethylene glycol (Hodogaya Chemical Co., Ltd. PTG-850SN, molecular weight 850) and 63 of diol 1 were prepared. 0.7 g, 60 g of diol 4, 0.35 g of hydroquinone, and 150 g of ethyl acetate were added, and the mixture was heated to 90 ° C. with stirring in the air and dissolved uniformly. Subsequently, 142 g of isophorone diisocyanate, 0.9 g of organotin catalyst KS-1260 (manufactured by Kyodo Yakuhin Co., Ltd.) and 0.2 g of amine catalyst U-CAT-SA102 (manufactured by San Apro Co., Ltd.) were added, and 90 ± The reaction was performed at 5 ° C. for 2 hours. Subsequently, 23 g of 2-ethylhexyl acrylate was added to the reaction mixture, and the reaction was continued at 90 ± 5 ° C. for another 2 hours. The reaction mixture was cooled to 65 ° C., 5.5 g of photoinitiator Irgacure 907 (manufactured by Ciba Specialty Chemicals) was added, and stirring was continued for 30 minutes. Subsequently, 565 g of ion-exchanged water was added, and then ethyl acetate was distilled off under reduced pressure. Further, this aqueous solution was then added to cation exchange resin (Amberlite IR120B) in which the counter cation was exchanged with proton using 2000 ml of hydrochloric acid in advance and stirred for about 1 day. The cation exchange resin was filtered off, the resin was further washed with water / t-butanol, and the filtrate was collected. Further, it was added to 2000 ml of an anion exchange resin (Amberlite IRA400J) in which the counter anion was exchanged with the bicarbonate anion using sodium bicarbonate in advance and stirred for about 1 day. The anion exchange resin was filtered off, the resin was further washed with water / t-butanol, and the filtrate was collected. The filtrate was evaporated at a vacuum degree of 60 mmHg or more, further diluted with water to a solid content of 25%, and then wet modifier Polyflow KL-260 (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) 0.1. The polyurethane dispersion 2 was obtained by adding% by weight.

合成例6
ポリウレタン分散液3
下記組成の原料を還流冷却器、温度計、窒素ガス導入口とスターラーを備えた四つ口フラスコに、ポリテトラメチレングリコール(保土ヶ谷化学工業社製PTG−850SN,分子量850)293g、ジオール2を58.3g、ジオール4を60g、ハイドロキノン0.35g、酢酸エチル150gを投入し、空気中で攪拌しながら90℃まで昇温して均一に溶解した。続いて、122gのイソホロンジイソシアネート、0.9gの有機スズ触媒KS−1260(共同薬品株式会社製)および0.2gのアミン系触媒U−CAT―SA102(サンアプロ株式会社製)を添加し、90±5℃で2時間反応させた。続いて、イオン交換水565gを加え、次に減圧下で酢酸エチルを溜去した。さらに、次にこの水溶液を、2000mlのあらかじめ塩酸を用いて対カチオンをプロトンに交換した陽イオン交換樹脂(アンバーライトIR120B)に加えて約1日攪拌した。陽イオン交換樹脂をろ別し、さらに樹脂を水/t−ブタノールで洗浄して、ろ液を集めた。さらに、あらかじめ重炭酸ナトリウムを用いて対アニオンを重炭酸アニオンに交換した2000mlの陰イオン交換樹脂(アンバーライトIRA400J)に加えて約1日攪拌した。陰イオン交換樹脂をろ別し、さらに樹脂を水/t−ブタノールで洗浄して、ろ液集めた。このろ液を60mmHg以上の真空度でエバポレーションし、さらに水を添加して固形分25%になるように希釈した後、濡れ改質剤ポリフローKL−260(共栄社化学株式会社製)0.1重量%を添加して、ポリウレタン分散液3を得た。
Synthesis Example 6
Polyurethane dispersion 3
Into a four-necked flask equipped with a reflux condenser, a thermometer, a nitrogen gas inlet and a stirrer, 293 g of polytetramethylene glycol (Hodogaya Chemical Co., Ltd. PTG-850SN, molecular weight 850) and 58 of diol 2 were mixed. .3 g, 60 g of diol 4, 0.35 g of hydroquinone, and 150 g of ethyl acetate were added, and the mixture was heated to 90 ° C. while stirring in the air and dissolved uniformly. Subsequently, 122 g of isophorone diisocyanate, 0.9 g of organotin catalyst KS-1260 (manufactured by Kyodo Yakuhin Co., Ltd.) and 0.2 g of amine catalyst U-CAT-SA102 (manufactured by San Apro Co., Ltd.) were added, and 90 ± The reaction was performed at 5 ° C. for 2 hours. Subsequently, 565 g of ion-exchanged water was added, and then ethyl acetate was distilled off under reduced pressure. Further, this aqueous solution was then added to cation exchange resin (Amberlite IR120B) in which the counter cation was exchanged with proton using 2000 ml of hydrochloric acid in advance and stirred for about 1 day. The cation exchange resin was filtered off, the resin was further washed with water / t-butanol, and the filtrate was collected. Further, it was added to 2000 ml of an anion exchange resin (Amberlite IRA400J) in which the counter anion was exchanged with the bicarbonate anion using sodium bicarbonate in advance and stirred for about 1 day. The anion exchange resin was filtered off, the resin was further washed with water / t-butanol, and the filtrate was collected. The filtrate was evaporated at a vacuum degree of 60 mmHg or more, further diluted with water to a solid content of 25%, and then wet modifier Polyflow KL-260 (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) 0.1. % By weight was added to obtain a polyurethane dispersion 3.

合成例7
ポリウレタン分散液4
下記組成の原料を還流冷却器、温度計、窒素ガス導入口とスターラーを備えた四つ口フラスコに、ポリテトラメチレングリコール(保土ヶ谷化学工業社製PTG−850SN,分子量850)293g、ジオール2を58.3g、ジオール4を60g、ハイドロキノン0.35g、酢酸エチル150gを投入し、空気中で攪拌しながら90℃まで昇温して均一に溶解した。続いて、142gのイソホロンジイソシアネート、0.9gの有機スズ触媒KS−1260(共同薬品株式会社製)および0.2gのアミン系触媒U−CAT―SA102(サンアプロ株式会社製)を添加し、90±5℃で2時間反応させた。続いて、反応混合物に23gのアクリル酸2−エチルヘキシルを添加し、さらに2時間、90±5℃で反応を続けた。反応混合物を65℃まで冷却し、5.5gの光開始剤イルガキュアー907(チバスペシャルティーケミカル社製)を添加し、30分間攪拌を続けた。
続いて、イオン交換水565gを加え、次に減圧下で酢酸エチルを溜去した。さらに、次にこの水溶液を、2000mlのあらかじめ塩酸を用いて対カチオンをプロトンに交換した陽イオン交換樹脂(アンバーライトIR120B)に加えて約1日攪拌した。陽イオン交換樹脂をろ別し、さらに樹脂を水/t−ブタノールで洗浄して、ろ液を集めた。さらに、あらかじめ重炭酸ナトリウムを用いて対アニオンを重炭酸アニオンに交換した2000mlの陰イオン交換樹脂(アンバーライトIRA400J)に加えて約1日攪拌した。陰イオン交換樹脂をろ別し、さらに樹脂を水/t−ブタノールで洗浄して、ろ液集めた。このろ液を60mmHg以上の真空度でエバポレーションし、さらに水を添加して固形分25%になるように希釈した後、濡れ改質剤ポリフローKL−260(共栄社化学株式会社製)0.1重量%を添加して、ポリウレタン分散液4を得た。
Synthesis example 7
Polyurethane dispersion 4
Into a four-necked flask equipped with a reflux condenser, a thermometer, a nitrogen gas inlet and a stirrer, 293 g of polytetramethylene glycol (Hodogaya Chemical Co., Ltd. PTG-850SN, molecular weight 850) and 58 of diol 2 were mixed. .3 g, 60 g of diol 4, 0.35 g of hydroquinone, and 150 g of ethyl acetate were added, and the mixture was heated to 90 ° C. while stirring in the air and dissolved uniformly. Subsequently, 142 g of isophorone diisocyanate, 0.9 g of organotin catalyst KS-1260 (manufactured by Kyodo Yakuhin Co., Ltd.) and 0.2 g of amine catalyst U-CAT-SA102 (manufactured by San Apro Co., Ltd.) were added, and 90 ± The reaction was performed at 5 ° C. for 2 hours. Subsequently, 23 g of 2-ethylhexyl acrylate was added to the reaction mixture, and the reaction was continued at 90 ± 5 ° C. for another 2 hours. The reaction mixture was cooled to 65 ° C., 5.5 g of photoinitiator Irgacure 907 (manufactured by Ciba Specialty Chemicals) was added, and stirring was continued for 30 minutes.
Subsequently, 565 g of ion-exchanged water was added, and then ethyl acetate was distilled off under reduced pressure. Further, this aqueous solution was then added to cation exchange resin (Amberlite IR120B) in which the counter cation was exchanged with proton using 2000 ml of hydrochloric acid in advance and stirred for about 1 day. The cation exchange resin was filtered off, the resin was further washed with water / t-butanol, and the filtrate was collected. Further, it was added to 2000 ml of an anion exchange resin (Amberlite IRA400J) in which the counter anion was exchanged with the bicarbonate anion using sodium bicarbonate in advance and stirred for about 1 day. The anion exchange resin was filtered off, the resin was further washed with water / t-butanol, and the filtrate was collected. This filtrate was evaporated at a vacuum degree of 60 mmHg or more, further diluted with water to a solid content of 25%, and then wet modifier Polyflow KL-260 (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) 0.1. The polyurethane dispersion 4 was obtained by adding% by weight.

合成例8
ポリウレタン分散液5
下記組成の原料を還流冷却器、温度計、窒素ガス導入口とスターラーを備えた四つ口フラスコに、ポリテトラメチレングリコール(保土ヶ谷化学工業社製PTG−850SN,分子量850)293g、ジオール3を86.3g、ジオール4を60g、ハイドロキノン0.35g、酢酸エチル150gを投入し、空気中で攪拌しながら90℃まで昇温して均一に溶解した。続いて、122gのイソホロンジイソシアネート、0.9gの有機スズ触媒KS−1260(共同薬品株式会社製)および0.2gのアミン系触媒U−CAT―SA102(サンアプロ株式会社製)を添加し、90±5℃で2時間反応させた。続いて、イオン交換水565gを加え、次に減圧下で酢酸エチルを溜去した。さらに、次にこの水溶液を、2000mlのあらかじめ塩酸を用いて対カチオンをプロトンに交換した陽イオン交換樹脂(アンバーライトIR120B)に加えて約1日攪拌した。陽イオン交換樹脂をろ別し、さらに樹脂を水/t−ブタノールで洗浄して、ろ液を集めた。さらに、あらかじめ重炭酸ナトリウムを用いて対アニオンを重炭酸アニオンに交換した2000mlの陰イオン交換樹脂(アンバーライトIRA400J)に加えて約1日攪拌した。陰イオン交換樹脂をろ別し、さらに樹脂を水/t−ブタノールで洗浄して、ろ液集めた。このろ液を60mmHg以上の真空度でエバポレーションし、さらに水を添加して固形分25%になるように希釈した後、濡れ改質剤ポリフローKL−260(共栄社化学株式会社製)0.1重量%を添加して、ポリウレタン分散液5を得た。
Synthesis example 8
Polyurethane dispersion 5
Into a four-necked flask equipped with a reflux condenser, a thermometer, a nitrogen gas inlet and a stirrer, 293 g of polytetramethylene glycol (Hodogaya Chemical Co., Ltd. PTG-850SN, molecular weight 850) and 86 of diol 3 were prepared with the following composition. .3 g, 60 g of diol 4, 0.35 g of hydroquinone, and 150 g of ethyl acetate were added, and the mixture was heated to 90 ° C. while stirring in the air and dissolved uniformly. Subsequently, 122 g of isophorone diisocyanate, 0.9 g of organotin catalyst KS-1260 (manufactured by Kyodo Yakuhin Co., Ltd.) and 0.2 g of amine catalyst U-CAT-SA102 (manufactured by San Apro Co., Ltd.) were added, and 90 ± The reaction was performed at 5 ° C. for 2 hours. Subsequently, 565 g of ion-exchanged water was added, and then ethyl acetate was distilled off under reduced pressure. Further, this aqueous solution was then added to cation exchange resin (Amberlite IR120B) in which the counter cation was exchanged with proton using 2000 ml of hydrochloric acid in advance and stirred for about 1 day. The cation exchange resin was filtered off, the resin was further washed with water / t-butanol, and the filtrate was collected. Further, it was added to 2000 ml of an anion exchange resin (Amberlite IRA400J) in which the counter anion was exchanged with the bicarbonate anion using sodium bicarbonate in advance and stirred for about 1 day. The anion exchange resin was filtered off, the resin was further washed with water / t-butanol, and the filtrate was collected. The filtrate was evaporated at a vacuum degree of 60 mmHg or more, further diluted with water to a solid content of 25%, and then wet modifier Polyflow KL-260 (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) 0.1. The polyurethane dispersion 5 was obtained by adding% by weight.

合成例9
ポリウレタン分散液6
下記組成の原料を還流冷却器、温度計、窒素ガス導入口とスターラーを備えた四つ口フラスコに、ポリテトラメチレングリコール(保土ヶ谷化学工業社製PTG−850SN,分子量850)293g、ジオール3を86.3g、ジオール4を60g、ハイドロキノン0.35g、酢酸エチル150gを投入し、空気中で攪拌しながら90℃まで昇温して均一に溶解した。続いて、142gのイソホロンジイソシアネート、0.9gの有機スズ触媒KS−1260(共同薬品株式会社製)および0.2gのアミン系触媒U−CAT―SA102(サンアプロ株式会社製)を添加し、90±5℃で2時間反応させた。続いて、反応混合物に23gのアクリル酸2−エチルヘキシルを添加し、さらに2時間、90±5℃で反応を続けた。反応混合物を65℃まで冷却し、5.5gの光開始剤イルガキュアー907(チバスペシャルティーケミカル社製)を添加し、30分間攪拌を続けた。
続いて、イオン交換水565gを加え、次に減圧下で酢酸エチルを溜去した。さらに、次にこの水溶液を、2000mlのあらかじめ塩酸を用いて対カチオンをプロトンに交換した陽イオン交換樹脂(アンバーライトIR120B)に加えて約1日攪拌した。陽イオン交換樹脂をろ別し、さらに樹脂を水/t−ブタノールで洗浄して、ろ液を集めた。さらに、あらかじめ重炭酸ナトリウムを用いて対アニオンを重炭酸アニオンに交換した2000mlの陰イオン交換樹脂(アンバーライトIRA400J)に加えて約1日攪拌した。陰イオン交換樹脂をろ別し、さらに樹脂を水/t−ブタノールで洗浄して、ろ液集めた。このろ液を60mmHg以上の真空度でエバポレーションし、さらに水を添加して固形分25%になるように希釈した後、濡れ改質剤ポリフローKL−260(共栄社化学株式会社製)0.1重量%を添加して、ポリウレタン分散液6を得た。
Synthesis Example 9
Polyurethane dispersion 6
Into a four-necked flask equipped with a reflux condenser, a thermometer, a nitrogen gas inlet and a stirrer, 293 g of polytetramethylene glycol (Hodogaya Chemical Co., Ltd. PTG-850SN, molecular weight 850) and 86 of diol 3 were prepared with the following composition. .3 g, 60 g of diol 4, 0.35 g of hydroquinone, and 150 g of ethyl acetate were added, and the mixture was heated to 90 ° C. while stirring in the air and dissolved uniformly. Subsequently, 142 g of isophorone diisocyanate, 0.9 g of organotin catalyst KS-1260 (manufactured by Kyodo Yakuhin Co., Ltd.) and 0.2 g of amine catalyst U-CAT-SA102 (manufactured by San Apro Co., Ltd.) were added, and 90 ± The reaction was performed at 5 ° C. for 2 hours. Subsequently, 23 g of 2-ethylhexyl acrylate was added to the reaction mixture, and the reaction was continued at 90 ± 5 ° C. for another 2 hours. The reaction mixture was cooled to 65 ° C., 5.5 g of photoinitiator Irgacure 907 (manufactured by Ciba Specialty Chemicals) was added, and stirring was continued for 30 minutes.
Subsequently, 565 g of ion-exchanged water was added, and then ethyl acetate was distilled off under reduced pressure. Further, this aqueous solution was then added to cation exchange resin (Amberlite IR120B) in which the counter cation was exchanged with proton using 2000 ml of hydrochloric acid in advance and stirred for about 1 day. The cation exchange resin was filtered off, the resin was further washed with water / t-butanol, and the filtrate was collected. Further, it was added to 2000 ml of an anion exchange resin (Amberlite IRA400J) in which the counter anion was exchanged with the bicarbonate anion using sodium bicarbonate in advance and stirred for about 1 day. The anion exchange resin was filtered off, the resin was further washed with water / t-butanol, and the filtrate was collected. The filtrate was evaporated at a vacuum degree of 60 mmHg or more, further diluted with water to a solid content of 25%, and then wet modifier Polyflow KL-260 (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) 0.1. The polyurethane dispersion 6 was obtained by adding% by weight.

合成例10
ポリウレタン分散液7
合成例5と同じようにしてポリウレタン水分散液を得たが、ただし陽イオン交換樹脂による処理、および陰イオン交換樹脂による処理をせずに、ポリウレタン分散液7を得た。
Synthesis Example 10
Polyurethane dispersion 7
A polyurethane water dispersion was obtained in the same manner as in Synthesis Example 5, except that the polyurethane dispersion 7 was obtained without the treatment with a cation exchange resin and the treatment with an anion exchange resin.

合成例11
ポリウレタン分散液8
下記組成の原料を還流冷却器、温度計、窒素ガス導入口とスターラーを備えた四つ口フラスコに、ポリテトラメチレングリコール(保土ヶ谷化学工業社製PTG−850SN,分子量850)293g、ジオール1を63.7g、ジメチロールプロピオン酸13.3g、ハイドロキノン0.35g、酢酸エチル150gを投入し、空気中で攪拌しながら90℃まで昇温して均一に溶解した。続いて、122gのイソホロンジイソシアネート、0.9gの有機スズ触媒KS−1260(共同薬品株式会社製)および0.2gのアミン系触媒U−CAT―SA102(サンアプロ株式会社製)を添加し、90±5℃で2時間反応させた。続いて、イオン交換水565gを加え、次に減圧下で酢酸エチルを溜去した。さらに、次にこの水溶液を、さらに、あらかじめ重炭酸ナトリウムを用いて対アニオンを重炭酸アニオンに交換した2000mlの陰イオン交換樹脂(アンバーライトIRA400J)に加えて約1日攪拌した。陰イオン交換樹脂をろ別し、さらに樹脂を水/t−ブタノールで洗浄して、ろ液集めた。このろ液を60mmHg以上の真空度でエバポレーションし、さらに水を添加して固形分25%になるように希釈した後、濡れ改質剤ポリフローKL−260(共栄社化学株式会社製)0.1重量%を添加して、ポリウレタン分散液8を得た。
Synthesis Example 11
Polyurethane dispersion 8
Into a four-necked flask equipped with a reflux condenser, a thermometer, a nitrogen gas inlet and a stirrer, 293 g of polytetramethylene glycol (Hodogaya Chemical Co., Ltd. PTG-850SN, molecular weight 850) and 63 of diol 1 were prepared. 0.7 g, 13.3 g of dimethylolpropionic acid, 0.35 g of hydroquinone, and 150 g of ethyl acetate were added, and the mixture was heated to 90 ° C. with stirring in the air and dissolved uniformly. Subsequently, 122 g of isophorone diisocyanate, 0.9 g of organotin catalyst KS-1260 (manufactured by Kyodo Yakuhin Co., Ltd.) and 0.2 g of amine catalyst U-CAT-SA102 (manufactured by San Apro Co., Ltd.) were added, and 90 ± The reaction was performed at 5 ° C. for 2 hours. Subsequently, 565 g of ion-exchanged water was added, and then ethyl acetate was distilled off under reduced pressure. Further, this aqueous solution was further added to 2000 ml of an anion exchange resin (Amberlite IRA400J) in which the counter anion was exchanged with the bicarbonate anion using sodium bicarbonate in advance and stirred for about 1 day. The anion exchange resin was filtered off, the resin was further washed with water / t-butanol, and the filtrate was collected. The filtrate was evaporated at a vacuum degree of 60 mmHg or more, further diluted with water to a solid content of 25%, and then wet modifier Polyflow KL-260 (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) 0.1. The polyurethane dispersion 8 was obtained by adding% by weight.

合成例12
ポリウレタン分散液9
下記組成の原料を還流冷却器、温度計、窒素ガス導入口とスターラーを備えた四つ口フラスコに、ポリテトラメチレングリコール(保土ヶ谷化学工業社製PTG−850SN,分子量850)293g、ジメチロールプロピオン酸を26.6g、ポリブチロラクトンジオール(分子量500)を50g、ハイドロキノン0.35g、酢酸エチル150gを投入し、空気中で攪拌しながら90℃まで昇温して均一に溶解した。
続いて、122gのイソホロンジイソシアネート、0.9gの有機スズ触媒KS−1260(共同薬品株式会社製)および0.2gのアミン系触媒U−CAT―SA102(サンアプロ株式会社製)を添加し、90±5℃で2時間反応させた。続いて、トリエチルアミン21gを加え、さらにイオン交換水565gを加え、次に減圧下で酢酸エチルを溜去した。水を添加して固形分25%になるように希釈した後、濡れ改質剤ポリフローKL−260(共栄社化学株式会社製)0.1重量%を添加して、ポリウレタン分散液9を得た。
Synthesis Example 12
Polyurethane dispersion 9
In a four-necked flask equipped with a reflux condenser, thermometer, nitrogen gas inlet and stirrer, 293 g of polytetramethylene glycol (Hodogaya Chemical Co., Ltd. PTG-850SN, molecular weight 850), dimethylolpropionic acid 26.6 g, 50 g of polybutyrolactone diol (molecular weight 500), 0.35 g of hydroquinone and 150 g of ethyl acetate were added, and the mixture was heated to 90 ° C. with stirring in the air and dissolved uniformly.
Subsequently, 122 g of isophorone diisocyanate, 0.9 g of organotin catalyst KS-1260 (manufactured by Kyodo Yakuhin Co., Ltd.) and 0.2 g of amine catalyst U-CAT-SA102 (manufactured by San Apro Co., Ltd.) were added, and 90 ± The reaction was performed at 5 ° C. for 2 hours. Subsequently, 21 g of triethylamine was added, 565 g of ion-exchanged water was further added, and then ethyl acetate was distilled off under reduced pressure. After adding water and diluting to a solid content of 25%, 0.1% by weight of a wetting modifier Polyflow KL-260 (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) was added to obtain a polyurethane dispersion 9.

実施例1
ポリウレタン水分散液1を冷間圧延鋼板にバーコーターにて乾燥膜厚4g/m2とな
るように塗布した後、80℃で2分間乾燥した。この被膜を殺菌ランプ(発振ピーク波長254nm)にて紫外線を照射して硬化させた後、各種試験を行った。
Example 1
Polyurethane aqueous dispersion 1 was applied to a cold-rolled steel sheet with a bar coater so as to have a dry film thickness of 4 g / m 2, and then dried at 80 ° C. for 2 minutes. This film was cured by irradiating ultraviolet rays with a sterilizing lamp (oscillation peak wavelength 254 nm), and then various tests were performed.

実施例2〜6
ポリウレタン分散液1の代わりにポリウレタン分散液2〜6を用いる他は、実施例1と同様の操作を行い、硬化膜を得て試験を行った。
Examples 2-6
Except for using polyurethane dispersions 2 to 6 instead of polyurethane dispersion 1, the same operation as in Example 1 was performed to obtain a cured film for testing.

比較例1〜3
ポリウレタン分散液1の代わりにポリウレタン分散液7〜9を用いる他は、実施例1と同様の操作を行い、硬化膜を得て試験を行った。
Comparative Examples 1-3
Except for using the polyurethane dispersions 7 to 9 instead of the polyurethane dispersion 1, the same operation as in Example 1 was performed to obtain a cured film and tested.

表1に、各組成物の組成を示した。   Table 1 shows the composition of each composition.

Figure 2006182871
Figure 2006182871

各試験方法は以下のとおりである。 Each test method is as follows.

(1)接着性
所定量の光照射を行ったサンプルを、JISの塗膜評価方法にあるK5600−5−6付着性(クロスカット法)によるセロテープ(登録商標)剥離試験により評価した。
(2)耐水性
所定量の光照射を行ったサンプルを1時間、80℃の水に浸漬し、取り出した後に、前述の接着性試験を行い、耐水性の評価とした。
(3)耐薬品性
酢酸エチルをガーゼにしみ込ませ、このガーゼを用いて所定量の光照射を行ったサンプルの表面を擦るラビングテストを行い、塗膜外観の変化を見た。評価結果は以下のように表記した。
評価基準;
◎:非常に良好
○:良好
△:やや悪い
×:不良
(1) Adhesiveness The sample irradiated with a predetermined amount of light was evaluated by a cello tape (registered trademark) peeling test based on K5600-5-6 adhesion (cross-cut method) in the JIS coating film evaluation method.
(2) Water resistance A sample subjected to a predetermined amount of light irradiation was immersed in water at 80 ° C. for 1 hour and taken out, and then the above-mentioned adhesion test was performed to evaluate water resistance.
(3) Chemical resistance Ethyl acetate was soaked in gauze, and a rubbing test was performed by rubbing the surface of a sample irradiated with a predetermined amount of light using this gauze, and changes in the appearance of the coating film were observed. The evaluation results were expressed as follows.
Evaluation criteria;
◎: Very good ○: Good △: Slightly bad ×: Poor

得られた評価結果を表2に示した。 The obtained evaluation results are shown in Table 2.

Figure 2006182871
Figure 2006182871

以上の結果から、親水基として結合基を介して発色団に結合した光反応性オニウム基とスルホネート基を内部塩として含有するポリウレタンに基づく活性エネルギー線硬化型組成物の塗膜は、紫外線照射により塗膜の接着性、耐水性、耐薬品性が明らかに優れており、しかも高感度であることが解る。 From the above results, the coating film of the active energy ray-curable composition based on polyurethane containing the photoreactive onium group bonded to the chromophore through a bonding group as a hydrophilic group and a sulfonate group as an internal salt is obtained by ultraviolet irradiation. It can be seen that the adhesiveness, water resistance, and chemical resistance of the coating film are clearly excellent and high sensitivity.

本発明の水性活性エネルギー線硬化性組成物は、活性エネルギー線に対する感度が高く、水性でありながら、耐水性、耐摩耗性に優れた塗膜を形成することができ、画像記録用などのインクやコーティング剤などの用途で、環境汚染の少ない有用な水性バインダー組成物として利用が期待できるものである。   The aqueous active energy ray-curable composition of the present invention has high sensitivity to active energy rays, can form a coating film excellent in water resistance and abrasion resistance while being aqueous, and is an ink for image recording or the like. It can be expected to be used as a useful aqueous binder composition with less environmental pollution in applications such as coating agents and coating agents.

Claims (3)

(1)(a)結合基を介して発色団に結合した少なくとも1個の光反応性オニウム基と2個以上のヒドロキシル基を有するポリヒドロキシ化合物、(b)少なくとも1個のスルホネート基と2個以上のヒドロキシル基を有するポリヒドロキシ化合物および(c)1分子中に2個以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネート化合物を必須成分として反応せしめることによって得られる反応生成物を水に分散した水分散性ポリウレタン内部塩を含有することを特徴とする活性エネルギー線硬化型水性樹脂組成物。 (1) (a) a polyhydroxy compound having at least one photoreactive onium group and two or more hydroxyl groups bonded to the chromophore via a linking group, (b) at least one sulfonate group and two Water-dispersible polyurethane in which a reaction product obtained by reacting the above-mentioned polyhydroxy compound having a hydroxyl group and (c) a polyisocyanate compound having two or more isocyanate groups in one molecule as an essential component is dispersed in water. An active energy ray-curable aqueous resin composition comprising an internal salt. (1)(a)結合基を介して発色団に結合した少なくとも1個の光反応性オニウム基と2個以上のヒドロキシル基を有するポリヒドロキシ化合物、(b)少なくとも1個のスルホネート基と2個以上のヒドロキシル基を有するポリヒドロキシ化合物、(c)1分子中に2個以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネート化合物および(d)少なくとも1個の不飽和二重結合と少なくとも1個のヒドロキシル基を有する化合物を必須成分として反応せしめることによって得られる反応生成物を水に分散した水分散性ポリウレタン内部塩と(2)光重合開始剤を含有することを特徴とする活性エネルギー線硬化型水性樹脂組成物。 (1) (a) a polyhydroxy compound having at least one photoreactive onium group and two or more hydroxyl groups bonded to the chromophore via a linking group, (b) at least one sulfonate group and two A polyhydroxy compound having the above hydroxyl groups, (c) a polyisocyanate compound having two or more isocyanate groups in one molecule, and (d) having at least one unsaturated double bond and at least one hydroxyl group. An active energy ray-curable aqueous resin composition comprising a water-dispersible polyurethane inner salt in which a reaction product obtained by reacting a compound as an essential component is dispersed in water and (2) a photopolymerization initiator . 分子内に2個以上の不飽和二重結合を有する化合物を更に含むことを特徴とする請求項2記載の活性エネルギー線硬化型水性樹脂組成物。 The active energy ray-curable aqueous resin composition according to claim 2, further comprising a compound having two or more unsaturated double bonds in the molecule.
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