JP2008049706A - Aqueous urethane resin, aqueous printing ink composition, and packaging material using the composition - Google Patents

Aqueous urethane resin, aqueous printing ink composition, and packaging material using the composition Download PDF

Info

Publication number
JP2008049706A
JP2008049706A JP2007216903A JP2007216903A JP2008049706A JP 2008049706 A JP2008049706 A JP 2008049706A JP 2007216903 A JP2007216903 A JP 2007216903A JP 2007216903 A JP2007216903 A JP 2007216903A JP 2008049706 A JP2008049706 A JP 2008049706A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
urethane resin
compound
water
group
aqueous
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2007216903A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4506797B2 (en
Inventor
Noribumi Watanabe
紀文 渡辺
Hideki Yasuda
秀樹 安田
Tsunehiro Noda
倫弘 野田
Kaoru Sudo
馨 須藤
Masato Ohashi
正人 大橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyo Ink Mfg Co Ltd
Original Assignee
Toyo Ink Mfg Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyo Ink Mfg Co Ltd filed Critical Toyo Ink Mfg Co Ltd
Priority to JP2007216903A priority Critical patent/JP4506797B2/en
Publication of JP2008049706A publication Critical patent/JP2008049706A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4506797B2 publication Critical patent/JP4506797B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an aqueous urethane resin which exhibits good adhesiveness and lamination properties even for a nonpolar plastic film, and also imparts good water resistance and boil resistance to the resultant ink film. <P>SOLUTION: The aqueous urethane resin (d) comprises three constituents of a compound (a) having a tertiary amino group and a functional group capable of reacting an isocyanate group in a same molecule, a compound (b) having a carboxyl group and a hydroxyl group in a same molecule, and an organic polyisocyanate (c). <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、水性ウレタン樹脂及び水性印刷インキ組成物並びに該組成物を用いた包装材料に関する。   The present invention relates to a water-based urethane resin and a water-based printing ink composition, and a packaging material using the composition.

近年、印刷インキ業界において作業時の安全衛生性、環境の保護、包装材の残留溶剤の低減等の見地からますます印刷インキの水性化への要望が強まっている。しかしながら、水性印刷インキは溶剤型インキと比較すると乾燥が遅く、基材への接着性、濡れも不良で、また耐水性が低いことからラミネ−ト加工物のボイル適性が劣るという問題があった。また、プラスチックフィルム基材においては、接着汎用性の点から水性ウレタン樹脂を用いた水性印刷インキが幅広く使用されているが、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム等のポリオレフイン系フィルムへの接着性は低く、実用上大きな問題であった。ポリオレフィン系フィルムへの接着性を向上させる手段として、特開平第6-206972号公報には分子内にヒドラジン残基を有するウレタン樹脂が開示されている。樹脂中のヒドラジン残基が処理フィルム面の官能基と相互作用しフィルムに対する接着性向上に寄与すると考えられているが、ヒドラジン残基を導入する時ヒドラジド基を有する鎖延長剤を用いるので、未反応のヒドラジン化合物が皮膜中に残り、耐水性を低下させることが起きる。このためラミネ−ト加工した加工物をボイル、レトルト処理した時にインキとフィルム面が剥離するデラミネ−ションやブリスタ−の発生といった問題が生じたり、フィルムの処理方法、処理度、又は経時変化によって接着性がばらつきやすい欠点があった。   In recent years, there has been an increasing demand for water-based printing inks in the printing ink industry from the standpoints of safety and health during work, environmental protection, and reduction of residual solvents in packaging materials. However, water-based printing inks have a problem that drying is slow compared with solvent-based inks, adhesion to a substrate and wettability are poor, and water resistance is low, resulting in poor boilability of laminated products. . Also, for plastic film substrates, water-based printing inks using water-based urethane resins are widely used from the viewpoint of versatility of adhesion, but their adhesion to polyolefin films such as polyethylene films and polypropylene films is low and practical. It was a big problem. As a means for improving the adhesion to a polyolefin film, JP-A-6-206972 discloses a urethane resin having a hydrazine residue in the molecule. It is thought that the hydrazine residue in the resin interacts with the functional group on the treated film surface and contributes to improving the adhesion to the film, but when introducing a hydrazine residue, a chain extender having a hydrazide group is used. The reactive hydrazine compound remains in the film, resulting in a decrease in water resistance. For this reason, problems such as delamination and blistering occur when ink and film surfaces are peeled off when the processed workpiece is boiled or retorted, and adhesion occurs depending on the processing method, processing degree, or change over time of the film. There was a drawback that the properties were likely to vary.

このように、従来の技術では水性ウレタン樹脂のプラスチックフィルムへの接着性、とりわけポリオレフインフィルム等の非極性フィルムへの接着性を、耐水性、ボイル、レトルト適性等を損なうことなく向上させることは困難であった。このようなことからボイル耐性、レトルト耐性を必要とする包装材料のラミネ−ト用印刷インキにおいて優れた接着性、耐水性を有する皮膜を形成する水性印刷インキが印刷、包装材分野において強く要望されていた。   Thus, it is difficult to improve the adhesion of water-based urethane resin to plastic films, especially adhesion to non-polar films such as polyolefin film, without impairing water resistance, boiling, retort suitability, etc. Met. For this reason, water-based printing inks that form films with excellent adhesion and water resistance in printing inks for laminating packaging materials that require boil resistance and retort resistance are strongly desired in the field of printing and packaging materials. It was.

本発明者らは、上述した如き課題を解決するために鋭意努力した結果、特定の水性ウレタン樹脂を含有する水性印刷インキ組成物が、ポリオレフィンフィルムに対して優れた接着性を有し、しかも耐水性、ラミネ−ト適性に優れたインキ皮膜を与えることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of diligent efforts to solve the above-described problems, the present inventors have found that a water-based printing ink composition containing a specific water-based urethane resin has excellent adhesiveness to a polyolefin film and has water resistance. The present invention has been completed by finding that an ink film having excellent properties and laminating suitability can be obtained.

すなわち、第1の発明は、3級アミノ基を有し、かつイソシアネート基と反応し得る官能基を同一分子内に有する化合物(a)と、カルボキシル基及びヒドロキシル基を同一分子内に有する化合物(b)と、有機ポリイソシアネ−ト(c)の、少なくとも3成分から成ることを特徴とする水性ウレタン樹脂(d)である。   That is, in the first invention, a compound (a) having a tertiary amino group and having a functional group capable of reacting with an isocyanate group in the same molecule, and a compound having a carboxyl group and a hydroxyl group in the same molecule ( An aqueous urethane resin (d) comprising at least three components, b) and an organic polyisocyanate (c).

第2の発明は、化合物(a)のイソシアネート基と反応し得る官能基がヒドロキシル基であることを特徴とする第1の発明に記載の水性ウレタン樹脂(d)である。   A second invention is the aqueous urethane resin (d) according to the first invention, wherein the functional group capable of reacting with the isocyanate group of the compound (a) is a hydroxyl group.

第3の発明は、化合物(a)がN-メチルジエタノ−ルアミン、N,N-ビス(2-ヒド
ロキシプロピル)アニリンからなる群より選ばれる1種以上であることを特徴とする第1又は第2の発明に記載の水性ウレタン樹脂(d)である。
According to a third invention, the compound (a) is one or more selected from the group consisting of N-methyldiethanolamine and N, N-bis (2-hydroxypropyl) aniline. It is water-based urethane resin (d) as described in invention of this.

第4の発明は、化合物(a)と化合物(b)のモル比a/bが0.01〜0.7であることを特徴とする第1〜第3の発明いずれか記載の水性ウレタン樹脂(d)である。   4th invention is the water-based urethane resin in any one of 1st-3rd invention, wherein molar ratio a / b of a compound (a) and a compound (b) is 0.01-0.7 (D).

第5の発明は、第1〜第4の発明いずれか記載の水性ウレタン樹脂(d)を含有する水性印刷インキ組成物である。   5th invention is the water-based printing ink composition containing the water-based urethane resin (d) in any one of 1st-4th invention.

第6の発明は、第5の発明に記載の水性印刷インキ組成物をプラスチックフィルム上に印刷し、ラミネ−ト加工して成る包装材料である。   6th invention is the packaging material formed by printing the water-based printing ink composition as described in 5th invention on a plastic film, and laminating.

本発明の水性ウレタン樹脂は、特定の割合の3級アミノ基とカルボキシル基を有し、柔軟性と架橋性を合わせ持つ構造を有しているため、該樹脂を用いた本発明の水性印刷インキ組成物はプラスチックフィルムへの接着性、とりわけ非極性プラスチックフィルムに対して良好な接着性を発現すると共にインキ被膜は良好な耐水性を有している。   Since the water-based urethane resin of the present invention has a specific proportion of tertiary amino group and carboxyl group and has a structure having both flexibility and crosslinkability, the water-based printing ink of the present invention using the resin The composition exhibits adhesion to a plastic film, particularly good adhesion to a nonpolar plastic film, and the ink coating has good water resistance.

また、該組成物をプラスチックフィルム上に印刷しラミネ−ト加工した包装材料は、ラミネ−ト強度、ボイル適性が良好であり、特に食品用の包装材料として有用である。   Further, a packaging material obtained by printing the composition on a plastic film and laminating it has good laminating strength and boilability, and is particularly useful as a packaging material for food.

本発明に用いられる、3級アミノ基を有し、かつイソシアネート基と反応し得る官能基を同一分子内に有する化合物(a)において、イソシアネート基と反応し得る官能基としては、ヒドロキシル基、アミノ基、カルボキシル基等が挙げられる。イソシアネート基と反応し得る官能基がヒドロキシル基である化合物としてヒドロキシル基を2個有するN-
メチルジエタノ−ルアミン、N-エチルジエタノ−ルアミン、N-ブチルジエタノ−ルアミン、N-t−ブチルジエタノ−ルアミン、ジヒドロキシイソプロピルエチルアミン、ジヒ
ドロキシイソプロピルn−ブチルアミン、ジヒドロキシイソプロピルt−ブチルアミン、N,N-ビス(2-ヒドロキシプロピル)アニリンが挙げられ、また、ヒドロキシル基を1個有する化合物としては、N,N-ジメチルエタノ−ルアミン、N,N-ジエチルエタノ−ルアミン、N,N-ジブチルエタノ−ルアミン、3-(ジメチルアミノ)1-プロパノール
、3−(ジエチルアミノ)1−プロパノ−ル、ヒドロキシエチルアニリン、2、4、6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノ−ル等が挙げられ、これらの1種、または2種以上の組み合わせで用いられる。水性樹脂の安定性及びプラスチックフィルムへの接着性の観点からはN-メチルジエタノ−ルアミン、N,N-ビス(2-ヒドロキシプロピル)アニ
リンが好ましい。
In the compound (a) having a tertiary amino group and a functional group capable of reacting with an isocyanate group in the same molecule used in the present invention, the functional group capable of reacting with the isocyanate group includes a hydroxyl group, amino Group, carboxyl group and the like. N- having two hydroxyl groups as a compound whose functional group capable of reacting with an isocyanate group is a hydroxyl group
Methyldiethanolamine, N-ethyldiethanolamine, N-butyldiethanolamine, Nt-butyldiethanolamine, dihydroxyisopropylethylamine, dihydroxyisopropyl n-butylamine, dihydroxyisopropyl t-butylamine, N, N-bis (2-hydroxypropyl) ) Aniline, and examples of the compound having one hydroxyl group include N, N-dimethylethanolamine, N, N-diethylethanolamine, N, N-dibutylethanolamine, and 3- (dimethylamino). Examples include 1-propanol, 3- (diethylamino) 1-propanol, hydroxyethylaniline, 2,4,6-tris (dimethylaminomethyl) phenol, and the like, or one or a combination of two or more thereof. Used in N-methyldiethanolamine and N, N-bis (2-hydroxypropyl) aniline are preferred from the viewpoint of the stability of the aqueous resin and the adhesiveness to the plastic film.

イソシアネート基と反応し得る官能基がアミノ基である化合物としては、一級アミノ基を2個有するN,N-ビス(アミノエチル)メチルアミン、N,N-ビス(アミノプロピル)メチルアミン、N,N-ビス(アミノプロピル)エチルアミンや、一級アミノ基を1個
有するN,N-ジメチル1,3-ジアミノプロパン、N,N-ジエチル1,3-ジアミノプロパン、N,N-ジエチルエチレンジアミン、N,N-ジメチルエチレンジアミン等が挙げられ、これらの1種、または2種以上の組み合わせで用いられる。
Examples of the compound in which the functional group capable of reacting with an isocyanate group is an amino group include N, N-bis (aminoethyl) methylamine, N, N-bis (aminopropyl) methylamine having two primary amino groups, N, N-bis (aminopropyl) ethylamine, N, N-dimethyl 1,3-diaminopropane having one primary amino group, N, N-diethyl 1,3-diaminopropane, N, N-diethylethylenediamine, N, N-dimethylethylenediamine etc. are mentioned, These are used alone or in combination of two or more.

本発明に用いられるカルボキシル基及びヒドロキシル基を同一分子内に有する化合物(b)としては、ジメチロールプロピオン酸、2、2ージメチロール酢酸、2、2ージメチロール酪酸、2、2ージメチロールペンタン酸、ジヒドロキシプロピオン酸等のジメチロールアルカン酸、ジヒドロキシコハク酸、ジヒドロキシ安息香酸が挙げられる。特に、反応性、溶解性の点からはジメチロールプロピオン酸、2、2ージメチロール酪酸が好ましい。   Examples of the compound (b) having a carboxyl group and a hydroxyl group in the same molecule used in the present invention include dimethylolpropionic acid, 2,2-dimethylolacetic acid, 2,2-dimethylolbutyric acid, 2,2-dimethylolpentanoic acid, dihydroxy. Examples thereof include dimethylolalkanoic acid such as propionic acid, dihydroxysuccinic acid, and dihydroxybenzoic acid. In particular, dimethylolpropionic acid and 2,2-dimethylolbutyric acid are preferable from the viewpoint of reactivity and solubility.

化合物(b)はウレタン樹脂の水性化に寄与している。化合物(b)以外にウレタン樹脂を水性化するために用いられる成分として、ポリエチレングリコ−ルが挙げられるが、これのみを用いると水性樹脂の粘度が極めて高くなったり、インキの耐水性、耐ボイル性が低下する。また、スルフォン酸基を有する水性ウレタン樹脂を用いるとインキの耐水性が低下し、いずれも実用上問題がある。   The compound (b) contributes to making the urethane resin water-based. In addition to the compound (b), polyethylene glycol can be used as a component for making the urethane resin aqueous. If only this is used, the viscosity of the aqueous resin becomes extremely high, or the water resistance and boil resistance of the ink are increased. Sex is reduced. Moreover, when the water-based urethane resin which has a sulfonic acid group is used, the water resistance of ink will fall and all have a problem in practical use.

水性ウレタン樹脂(d)における化合物(b)の含有量としては、水性化能を上げて粒径が小さい分散体にして顔料分散を高める観点から水性ウレタン樹脂(d)の固形分の3重量%以上、また、インキの耐水性を高める観点から20重量%以下が好ましい。これらカルボキシル基含有化合物を用いると自己乳化性のウレタン樹脂が得られる。   The content of the compound (b) in the water-based urethane resin (d) is 3% by weight of the solid content of the water-based urethane resin (d) from the viewpoint of increasing the water-dispersing ability and increasing the pigment dispersion by increasing the water-dispersibility. In addition, from the viewpoint of increasing the water resistance of the ink, 20% by weight or less is preferable. When these carboxyl group-containing compounds are used, a self-emulsifiable urethane resin can be obtained.

また、水性ウレタン樹脂(d)における化合物(a)及び化合物(b)のモル比a/bは、非極性プラスチックフィルムに対する良好な接着性を有する観点から0.01以上、
水性ウレタン樹脂(d)の安定性、耐水性、ラミネ−ト適性の観点から0.7以下である
ことが好ましい。この範囲においては安定な水性ウレタン樹脂を形成すると共にポリオレフインフィルムに対して特に優れた接着性及び良好な耐水性、ラミネ−ト適性を発現する。
In addition, the molar ratio a / b of the compound (a) and the compound (b) in the aqueous urethane resin (d) is 0.01 or more from the viewpoint of having good adhesion to a nonpolar plastic film,
From the viewpoint of the stability, water resistance and laminating suitability of the aqueous urethane resin (d), it is preferably 0.7 or less. In this range, a stable aqueous urethane resin is formed, and particularly excellent adhesion to the polyolefin film, good water resistance, and laminating suitability are exhibited.

このような優れた接着性、インキ皮膜を有している理由の一つとして、本発明で得られるウレタン樹脂が比較的軟らかい骨格を有しているため、非極性プラスチックフィルムに対しても粘着力で接着し易いことと、水性ウレタン樹脂の分子内、及び分子間の酸/塩基の相互作用により架橋類似構造を形成するため、強靭さも同時に発現することが考えられる。   One of the reasons for having such excellent adhesiveness and ink film is that the urethane resin obtained in the present invention has a relatively soft skeleton, so it can also adhere to nonpolar plastic films. It is considered that toughness is developed at the same time because a cross-linked structure is formed by the interaction of acid / base in the molecule of the aqueous urethane resin and between the molecules.

本発明においては一般的にウレタン合成に用いられるヒドロキシル基含有化合物を使うことができる。例えば、一分子中に水酸基を2個有する低分子量グリコ−ル、高分子量グリコール類、一分子中に水酸基を3個以上有するポリオール等がある。低分子量グリコールとして、ジエチレングリコール、トリメチレングリコール、トリエチレングリコール、
プロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ネオペンチルグリコール等、また同じく水酸基を2個有するものとして1,4シクロヘキサンジメタノール、1,4シクロヘキサンジオール等が挙げられる。
In the present invention, a hydroxyl group-containing compound generally used for urethane synthesis can be used. For example, there are low molecular weight glycols having two hydroxyl groups in one molecule, high molecular weight glycols, polyols having three or more hydroxyl groups in one molecule, and the like. Low molecular weight glycols include diethylene glycol, trimethylene glycol, triethylene glycol,
Examples of propylene glycol, butylene glycol, hexamethylene glycol, neopentyl glycol, and the like, and those having two hydroxyl groups include 1,4 cyclohexane dimethanol and 1,4 cyclohexane diol.

高分子量グリコ−ルとしては、ポリエーテル系、ポリエステル系、エポキシ系等がある。ポリエーテル系としてはポリエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、ポリ(エチレン/プロピレン)グリコール、ポリテトラメチレングリコール等がある。ポリエステル系は、ジオールと二塩基酸の重縮合より得られる。ジオールとしては、前記のエチレングリコール、ジエチレングリコールの他、ジプロピレングリコール、1、4ーブタンジオール、1、6ーヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、二塩基酸としてはアジピン酸、アゼライン酸、セバチン酸、イソフタル酸、テレフタル酸が挙げられる。その他、水酸基を2個有する高分子量体として、ポリカプロラクトン、ポリβーメチルーδーバレロラクトン等のラクトン系開環重合体、ポリカーボネイト等がある。   High molecular weight glycols include polyethers, polyesters, epoxies, and the like. Polyethers include polyethylene glycol, polyoxypropylene glycol, poly (ethylene / propylene) glycol, polytetramethylene glycol and the like. The polyester system is obtained by polycondensation of diol and dibasic acid. As the diol, in addition to the above-mentioned ethylene glycol and diethylene glycol, dipropylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, and dibasic acids include adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, isophthalic acid, Examples include terephthalic acid. In addition, examples of the high molecular weight compound having two hydroxyl groups include lactone ring-opening polymers such as polycaprolactone, poly β-methyl-δ-valerolactone, and polycarbonate.

水酸基を3個以上有するものとしてトリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,2,6−ヘキサントリオール、ペンタエリスリトール等が挙げられる。これら水酸基を3個以上有するポリオールはウレタン樹脂がゲル化しない範囲内で必要に応じて使用する事ができる。   Examples of those having three or more hydroxyl groups include trimethylolethane, trimethylolpropane, 1,2,6-hexanetriol, and pentaerythritol. These polyols having three or more hydroxyl groups can be used as needed within a range in which the urethane resin does not gel.

これらヒドロキシル基含有化合物は1種、又は2種以上の組み合わせで用いることができる。フィルム基材への接着性、インキの皮膜物性、あるいは耐水性等のバランスを取るためには、一般に化学構造の異なる2種類以上を併用したり、それらの分子量を適宜選択する必要がある。水性ウレタン樹脂の製造において、ポリエチレングリコールを併用すると水溶化が容易になり安定な分散体、ハイドロゾル、水溶解型樹脂が得られる。ポリエチレングリコ−ルの使用量は、水性ウレタン樹脂固形分中1〜20重量%が好ましい。1重量%未満では水性樹脂の安定性が不十分で樹脂の酸価を上げないとハイドロゾル、水溶解型樹脂が得難くなる。また、20重量%を越えると水性化する時粘度が高くなったり、また、インキの耐水性が不良となる場合がある。   These hydroxyl group-containing compounds can be used alone or in combination of two or more. In order to balance the adhesiveness to the film substrate, the physical properties of the ink film, the water resistance, etc., it is generally necessary to use two or more types having different chemical structures, or to appropriately select their molecular weights. In the production of an aqueous urethane resin, when polyethylene glycol is used in combination, water-solubilization is facilitated, and a stable dispersion, hydrosol, and water-soluble resin can be obtained. The amount of polyethylene glycol used is preferably 1 to 20% by weight based on the solid content of the aqueous urethane resin. If it is less than 1% by weight, the stability of the aqueous resin is insufficient, and it is difficult to obtain a hydrosol or water-soluble resin unless the acid value of the resin is increased. On the other hand, if it exceeds 20% by weight, the viscosity may increase when it becomes water-based, and the water resistance of the ink may be poor.

本発明に用いられる有機ポリイソシアネート(c)としては、芳香族、脂肪族、脂環式の2官能性イソシアネート、3官能性イソシアネ−ト等が挙げられる。2官能性イソシアネ−トとしては、例えば、2、4ートリレンジイソシアネート、2、6ートリレンジイソシアネート、mーフェニレンジイソシアネート、pーフェニレンジイソシアネート、4、4’ージフェニルメタンジイソシアネート、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、キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、1、4ーシクロヘキシレンジイソシアネート、4、4’ージシクロヘキシルメタンジイソシアネート、3、3’ージメチルー4、4’ービフェニレンジイソシアネート、3、3’ージメトキシー4、4’ーブフェニレンジイソシアネート、3、3’ージクロロー4、4’ービフェニレンジイソシアネート、1、5ーナフタレンジイソシアネート、1、5ーテトラヒドロナフタレンジイソシアネート、2、5(2、6)-ビシクロ[2、2、1]ヘプタンビス(イソシアナ−トメチル)(ノルボルナンジイソシアナ−ト)等が挙げられ、これらは1種、又は2種以上の組み合わせで使用できる。   Examples of the organic polyisocyanate (c) used in the present invention include aromatic, aliphatic, and alicyclic bifunctional isocyanates and trifunctional isocyanates. Examples of the bifunctional isocyanate include 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, m-phenylene diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, hexa Methylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, 1,4-cyclohexylene diisocyanate, 4, 4'-dicyclohexylmethane diisocyanate, 3, 3'-dimethyl-4, 4'-biphenylene diisocyanate, 3, 3'-dimethoxy- 4,4'-Buphenylene diisocyanate, 3,3'-Dichloro-4,4'-biphenylene diisocyanate, 1,5-naphtha Diisocyanate, 1,5-tetrahydronaphthalene diisocyanate, 2,5 (2,6) -bicyclo [2,2,1] heptanebis (isocyanatomethyl) (norbornane diisocyanate) and the like. It can be used in a combination of two or more species.

3官能イソシアネ−トとしては、1)トリメチロ−ルプロパンのアダクト体、例えばタケネ−トD−160N(武田薬品工業(株)製)、スミジュ−ルHT(住友バイエルウレタン(株)製)、2)ビュレット体、例えばタケネ−トD−165N(武田薬品工業(株)製)スミジュ−ルN3200(住友バイエルウレタン(株)製)、3)イソシアヌレ−ト環タイプ、例えばVESTANAT T1890(ヒュルス(株)製)等が挙げられる。3官能イソシアネ−トを使用する場合は、凝集力の向上と反応時の粘度制御の観点から水性ウレタン樹脂(d)の固形分の0.05〜2重量%であることが特に好ましい。   Examples of trifunctional isocyanates include: 1) Adducts of trimethylolpropane, for example, Takenate D-160N (manufactured by Takeda Pharmaceutical Co., Ltd.), Sumidur HT (manufactured by Sumitomo Bayer Urethane Co., Ltd.), 2) Burette body, for example, Takenet D-165N (manufactured by Takeda Pharmaceutical Co., Ltd.), Sumijuur N3200 (manufactured by Sumitomo Bayer Urethane Co., Ltd.), 3) isocyanurate ring type, for example, VESTANAT T1890 (manufactured by Huls) ) And the like. In the case of using a trifunctional isocyanate, it is particularly preferably 0.05 to 2% by weight of the solid content of the aqueous urethane resin (d) from the viewpoint of improving the cohesive force and controlling the viscosity during the reaction.

本発明に用いられる水性ウレタン樹脂(d)は、1)有機溶剤を用いたアセトン法、2)溶剤を全く使用しない無溶剤合成法等により得ることができる。後者においては一般に粘度が高くなるため撹拌装置、原料組成及び鎖延長方法に工夫が必要である。以下、1)アセトン法、2)無溶剤合成法をそれぞれ説明する。   The aqueous urethane resin (d) used in the present invention can be obtained by 1) an acetone method using an organic solvent, or 2) a solvent-free synthesis method using no solvent at all. In the latter case, since the viscosity is generally increased, it is necessary to devise a stirrer, a raw material composition and a chain extension method. Hereinafter, 1) the acetone method and 2) the solventless synthesis method will be described.

1)アセトン法とは、特に粘度が極めて高くなる反応や部分的にゲル化等不均一になりやすい反応において、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶剤、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶剤、トルエン、キシレン等の芳香族有機溶剤を使用して合成する方法である。具体的には、化合物(a)において、イソシアネート基と反応し得る官能基がアミノ基である場合、また、アミノ基以外であっても、鎖延長剤としてアミン系化合物、ヒドラジド化合物、ピペラジン系化合物等を使用する場合は、ウレア結合が生成するため粘度が極めて高くなり、攪拌等が困難になりやすい。また、ウレア結合が生成しない反応でも低分子量のポリオールを多く使用すると同様なことが起きる。以上のような場合、有機溶剤を使用すると粘度が低下し、合成反応を均一に、スムーズに行うことができる。   1) Acetone method is a reaction in which viscosity is extremely high or a reaction that tends to be non-uniform, such as gelation, in particular, ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, and methyl isobutyl ketone, and esters such as ethyl acetate and butyl acetate. This is a method of synthesis using an aromatic organic solvent such as a system solvent, toluene or xylene. Specifically, in the compound (a), when the functional group capable of reacting with an isocyanate group is an amino group, and even if it is other than an amino group, an amine compound, a hydrazide compound, a piperazine compound as a chain extender And the like are used, a urea bond is generated, so that the viscosity becomes extremely high and stirring or the like tends to be difficult. In addition, even in a reaction in which no urea bond is formed, the same thing occurs when a large amount of low molecular weight polyol is used. In such a case, when an organic solvent is used, the viscosity decreases, and the synthesis reaction can be performed uniformly and smoothly.

イソシアネートとポリオール化合物との反応には触媒を使うことが好ましい。触媒としては、公知の金属系触媒、アミン系触媒が使用できる。金属系触媒としては、ジブチル錫ジラウレート、オクトエ酸錫、ジブチル錫ジ(2−エチルヘキソエート)、 2ーエチル
ヘキソエート鉛、チタン酸2ーエチルヘキシル、2ーエチルヘキソエート鉄、2ーエチルヘキソエートコバルト、ナフテン酸亜鉛、ナフテン酸コバルト、テトラ−n−ブチルすず等が挙げられる。アミン系触媒としてはテトラメチルブタンジアミン等の3級アミン等が挙げられる。
A catalyst is preferably used for the reaction between the isocyanate and the polyol compound. As the catalyst, a known metal catalyst or amine catalyst can be used. Examples of the metal catalyst include dibutyltin dilaurate, tin octoate, dibutyltin di (2-ethylhexoate), 2-ethylhexoate lead, 2-ethylhexyl titanate, 2-ethylhexoate iron, 2- Examples thereof include ethylhexoate cobalt, zinc naphthenate, cobalt naphthenate, and tetra-n-butyltin. Examples of amine-based catalysts include tertiary amines such as tetramethylbutanediamine.

ウレタン化反応は、50〜100℃で10分〜10時間行うのが好ましい。反応の終点は、粘度測定、IR測定によるNCOピ−ク、滴定によるNCO%測定等により判断される。   The urethanization reaction is preferably performed at 50 to 100 ° C. for 10 minutes to 10 hours. The end point of the reaction is judged by viscosity measurement, NCO peak by IR measurement, NCO% measurement by titration, and the like.

鎖延長剤としてはエチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、2,2,4トリメチルヘキサメチレンジアミン等の脂肪族ジアミン、イソホロンジアミン、1,4ジアミノシクロヘキサン等の脂環式ジアミン、マロン酸ジヒドラジド、コハク酸ジヒドラジド、グルタル酸ジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド、セバシン酸ジヒドラジド等のヒドラジド化合物等が挙げられる。更にウレタン樹脂がゲル化しない範囲内でジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン等のポリアミンを使用することもできる。また、エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,3プロパンジオール、1,4ブタンジオール等のグリコール類等も使用可能である。   Chain extenders include ethylenediamine, hexamethylenediamine, aliphatic diamines such as 2,2,4 trimethylhexamethylenediamine, alicyclic diamines such as isophorone diamine, 1,4 diaminocyclohexane, malonic acid dihydrazide, succinic acid dihydrazide, glutar And hydrazide compounds such as acid dihydrazide, adipic acid dihydrazide, and sebacic acid dihydrazide. Furthermore, polyamines such as diethylenetriamine and triethylenetetramine can be used within a range in which the urethane resin does not gel. In addition, glycols such as ethylene glycol, diethylene glycol, 1,3 propanediol and 1,4 butanediol can also be used.

鎖延長反応は、30〜80℃で10分〜10時間行うのが好ましい。反応の終点は、粘度測定、IR測定によるNCOピ−ク、滴定によるアミン価測定等により判断される。   The chain extension reaction is preferably performed at 30 to 80 ° C. for 10 minutes to 10 hours. The end point of the reaction is judged by viscosity measurement, NCO peak by IR measurement, amine value measurement by titration, and the like.

所定の分子量を有するウレタン樹脂が得られた後、これを水性化するには、樹脂中のカルボキシル基を塩基性化合物で中和することが好ましい。塩基性化合物としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ヘキシルアミン、オクチルアミン、エタノールアミン、プロパノールアミン、ジエタノールアミン、N−メチルジエタノールアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、N,N−ジメチルエタノールアミン、2−ジメチルアミノー2ーメチル−1−プロパノール、2ーアミノー2ーメチルー1−プロパノール、モルホリン等が挙げられ、これらは1種、又は2種以上の組み合わせで用いられる。塩基性化合物の種類によってはポリウレタン溶液へのなじみ易さ、水性化後の安定性が異なる場合があるので適宜選択する必要がある。これらのうち、印刷物の耐水性、残留臭気等の点からアンモニアが好ましい。   After obtaining a urethane resin having a predetermined molecular weight, it is preferable to neutralize the carboxyl group in the resin with a basic compound in order to make it aqueous. Basic compounds include sodium hydroxide, potassium hydroxide, ammonia, methylamine, ethylamine, propylamine, butylamine, hexylamine, octylamine, ethanolamine, propanolamine, diethanolamine, N-methyldiethanolamine, dimethylamine, diethylamine, Examples include triethylamine, N, N-dimethylethanolamine, 2-dimethylamino-2-methyl-1-propanol, 2-amino-2-methyl-1-propanol, and morpholine. These are used alone or in combination of two or more. . Depending on the type of the basic compound, the compatibility with the polyurethane solution and the stability after being made into an aqueous solution may be different, so it is necessary to select them appropriately. Of these, ammonia is preferable from the viewpoints of water resistance, residual odor and the like of the printed matter.

ジメチロールアルカン酸等のカルボキシル基を有する化合物の中和においては、カルボキシル基1当量に対し0.4〜1.2当量が好ましい。ウレタン樹脂を水性化する方法は、前記したカルボキシル基含有ジオールを用い、塩基で中和する方法、水溶化能の高いポリエチレングリコ−ルを用いる方法等がある。特に両者を併用すると水溶性樹脂としての安定性、インキとしての耐水性にもバランスのとれた樹脂が得られる。   In neutralization of a compound having a carboxyl group such as dimethylolalkanoic acid, 0.4 to 1.2 equivalents are preferable with respect to 1 equivalent of the carboxyl group. As a method of making the urethane resin aqueous, there are a method of neutralizing with a base using the above-mentioned carboxyl group-containing diol, a method of using polyethylene glycol having a high water-solubilizing ability, and the like. In particular, when both are used in combination, a resin having a good balance between stability as a water-soluble resin and water resistance as an ink can be obtained.

1)アセトン法においては、用いた溶剤の種類や量によっては脱溶剤する必要がある。脱溶剤は、例えば反応溶液に水及び中和剤である塩基性化合物を添加した後、温度を上げて常圧下、又は減圧下で溶剤を必要量溜去する方法で行うことができる。   1) In the acetone method, it is necessary to remove the solvent depending on the type and amount of the solvent used. Solvent removal can be performed, for example, by adding water and a basic compound as a neutralizing agent to the reaction solution, and then raising the temperature and distilling the required amount of the solvent under normal pressure or reduced pressure.

化合物(a)において、イソシアネート基と反応し得る官能基がアミノ基以外であり、またアミン系等の鎖延長剤を同時に使用しない場合、樹脂組成によっては有機溶剤を全く使わない2)無溶剤合成法を用いることが可能である。   In compound (a), when the functional group capable of reacting with an isocyanate group is other than an amino group, and an amine-based chain extender is not used at the same time, no organic solvent is used depending on the resin composition. 2) Solvent-free synthesis The method can be used.

無溶剤合成法では、1)ポリオ−ル及びイソシアネ−トを最初から仕込んでも良いし、またポリオ−ルを仕込んだ後、イソシアネ−トを添加しても良い。合成反応においては一般に粘度が問題となるため、攪拌が十分可能な程度に温度を上げて粘度を下げることが好ましい。反応は樹脂原料を十分に溶解、溶融させ、均一状態で始めることが好ましい。反応開始温度が低かったり、樹脂原料同士、原料/生成樹脂間の相溶性が不十分であると、一部原料が溶融原料中に分散したり、外観が僅かに不透明になる。この状態でも製造可能であるが、反応温度を、例えばポリエチレングリコ−ルを含むポリオ−ルの場合、相溶温度以上にすると相溶性の悪いジオ−ル類でもより均一な樹脂を得ることができる。   In the solventless synthesis method, 1) the polyol and isocyanate may be charged from the beginning, or the isocyanate may be added after the polyol is charged. In the synthesis reaction, viscosity is generally a problem. Therefore, it is preferable to raise the temperature to such an extent that stirring is sufficiently possible and lower the viscosity. It is preferable to start the reaction in a uniform state by sufficiently dissolving and melting the resin raw material. If the reaction start temperature is low, or the compatibility between the resin raw materials and the raw material / generated resin is insufficient, a part of the raw materials are dispersed in the molten raw material, or the appearance becomes slightly opaque. Although it can be produced even in this state, when the reaction temperature is, for example, a polyol containing polyethylene glycol, a more uniform resin can be obtained even with less compatible diols if the reaction temperature is higher than the compatibility temperature. .

ウレタン化反応は90〜200℃で10分〜5時間行うのが好ましい。反応の終点は粘度測定、IR測定によるNCOピ−ク、滴定によるNCO%測定等により判断される。   The urethanization reaction is preferably performed at 90 to 200 ° C. for 10 minutes to 5 hours. The end point of the reaction is judged by viscosity measurement, NCO peak by IR measurement, NCO% measurement by titration, and the like.

ポリウレタン樹脂の水性化は前述の塩基性化合物によるカルボキシル基の中和、ポリエチレングリコール等による水溶化により行われる。無溶媒で反応させた場合、水性化は水、塩基性化合物のみでも可能である。しかし、有機溶剤は粘度が高い反応物を一旦、樹脂溶液にし、水性化をスム-ズにする働きがあるため、有機溶剤を助剤としてポリウレタン
樹脂の水性化前に使用すると、水性化が容易に行われる。その際、ポリウレタン樹脂の合成終了後にそのまま直接添加したり、逆に有機溶剤の中にポリウレタン樹脂を添加して溶解させることも可能である。
The polyurethane resin is made water-based by neutralizing the carboxyl group with the aforementioned basic compound or water-solubilizing with polyethylene glycol or the like. When the reaction is carried out in the absence of a solvent, it is possible to make the aqueous solution using only water or a basic compound. However, the organic solvent has the function of converting the high-viscosity reaction product into a resin solution and smoothing the aqueous solution. Therefore, when an organic solvent is used as an auxiliary agent before making the polyurethane resin aqueous, it is easy to make it aqueous. To be done. At that time, it is possible to add directly after the synthesis of the polyurethane resin, or to add and dissolve the polyurethane resin in an organic solvent.

有機溶剤としてアルコ−ルを使用すると、一般に水性印刷インキにはアルコ−ルを併用する場合が多いことから脱溶剤しなくてもそのまま使用できる利点がある。アルコールとしては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコ−ル、t−ブチルアルコ−ル、エチレングリコール、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−nーブチルエーテル、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ーn−ヘキシルエーテル、ジエチレングリコ−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、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、ジエチレングリコールモノ−n−ヘキシルエーテル、2,2,4−トリメチルペンタンジオールー1、3ーモノイソブチレート(テキサノール、イーストマンケミカル社製)等が挙げられ、特にイソプロピルアルコ−ル、n−プロピルアルコ−ル、n−ブチルアルコ−ル、エタノ−ル、メタノ−ルが好ましい。これらは1種、又は2種以上の組み合わせで用いることができる。これらのアルコールから目的とする印刷インキの印刷粘度−希釈性、乾燥性、成膜性に適したアルコ−ルを適宜選択することにより、脱溶剤過程を省略する事も可能となる。   When alcohol is used as the organic solvent, alcohol is generally used in combination with water-based printing inks. Examples of the alcohol include methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, t-butyl alcohol, ethylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoisopropyl. Ether, ethylene glycol mono-n-butyl ether, ethylene glycol monoisobutyl ether, ethylene glycol mono-n-hexyl ether, diethylene glycol, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monoisobutyl ether, diethylene glycol mono-n -Hexyl ether, 2, , 4-trimethylpentanediol-1,3-monoisobutyrate (Texanol, manufactured by Eastman Chemical Co., Ltd.), etc., and particularly isopropyl alcohol, n-propyl alcohol, n-butyl alcohol, ethanol And methanol are preferred. These can be used alone or in combination of two or more. By appropriately selecting an alcohol suitable for the printing viscosity-dilutability, drying property, and film-forming property of the target printing ink from these alcohols, the solvent removal process can be omitted.

水性ウレタン樹脂を得る第二の方法である無溶剤合成法は、溶剤を用いることにより発生するコスト等を0にできることから、生産、コスト上のメリットは極めて大きい。特に印刷物の残留溶剤量が問題とされる場合、脱溶剤工程が全生産工程に占める割合が多くなり、水性ウレタン樹脂の生産コストを上げる大きな要因となっている。   The solvent-free synthesis method, which is the second method for obtaining an aqueous urethane resin, can greatly reduce the cost and the like generated by using a solvent, and therefore has great advantages in production and cost. In particular, when the amount of residual solvent in the printed matter is a problem, the proportion of the solvent removal process in the entire production process increases, which is a major factor in increasing the production cost of the aqueous urethane resin.

本発明の水性ウレタン樹脂は、前述の方法で得ることができるが、水性ウレタン樹脂の安定性を改良する目的で少量の界面活性剤を併用することも可能である。界面活性剤としては、脂肪酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルフォン酸塩、ナフタレンスルフォン酸塩、アルキルスルフォコハク酸塩等のアニオン性界面活性剤;ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエステル等のノニオン性界面活性剤が挙げられる。 使用に際しては、水又は水/塩基性化合物の混合物に溶解、分散した状態で添加する方法、或いは助剤としてアルコ−ルを用いた場合、アルコ−ルに添加して使用する方法等が挙げられる。このようにして得られた水性ウレタン樹脂は、樹脂組成、溶剤組成、中和度等によりエマルジョン、コロイダルデスパージョン、水溶解型等の様々な形態となり、それぞれの特徴を活かして使用できる。   The aqueous urethane resin of the present invention can be obtained by the above-described method, but a small amount of a surfactant can be used in combination for the purpose of improving the stability of the aqueous urethane resin. Surfactants include anionic surfactants such as fatty acid salts, alkyl sulfate esters, alkylbenzene sulfonates, naphthalene sulfonates, and alkylsulfosuccinates; polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkyl esters, Nonionic surfactants such as polyoxyethylene alkylphenyl ether and polyoxyethylene alkylphenyl ester are exemplified. In use, a method of adding in a state of being dissolved or dispersed in water or a mixture of water / basic compound, or a method of adding an alcohol to the alcohol when used as an auxiliary agent, etc. . The aqueous urethane resin thus obtained can be used in various forms such as emulsion, colloidal dispersion, water-soluble type, etc. depending on the resin composition, solvent composition, neutralization degree, etc.

本発明の水性印刷インキ組成物は、水性ウレタン樹脂に必要に応じて顔料や消泡剤、増粘剤、レベリング剤、紫外線吸収剤等の添加剤や、アルコ−ル系、ケトン系、エステル系等の有機溶剤等で構成される。その製造の一例としては顔料、水性ウレタン樹脂を混練(例えば、ボ−ルミル、アトライタ−、サンドミル等)した後、添加剤等を混合する。混練においては、必要に応じて顔料分散剤を使用することもできる。本発明の水性ウレタン樹脂の他、従来の水性ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、スチレン-アクリ
ル樹脂、スチレン-無水マレイン酸樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、セルロ−ス系樹脂
、塩素化ポリオレフイン等の水性樹脂の併用も可能である。
The water-based printing ink composition of the present invention is a water-based urethane resin, if necessary, additives such as pigments, antifoaming agents, thickeners, leveling agents, UV absorbers, alcohol-based, ketone-based, ester-based It is composed of organic solvents such as As an example of the production, a pigment and an aqueous urethane resin are kneaded (for example, a ball mill, an attritor, a sand mill, etc.), and then additives and the like are mixed. In kneading, a pigment dispersant may be used as necessary. In addition to the aqueous urethane resin of the present invention, conventional aqueous urethane resins, polyester resins, acrylic resins, styrene-acrylic resins, styrene-maleic anhydride resins, rosin-modified maleic acid resins, cellulose resins, chlorinated polyolefins, etc. A combination of aqueous resins is also possible.

水性印刷インキ組成物は、公知のグラビア印刷方式、フレキソ印刷方式でプラスチックフィルム上に印刷できる。   The aqueous printing ink composition can be printed on a plastic film by a known gravure printing method or flexographic printing method.

プラスチックフィルムとしては、ポリエステル系、ナイロン、ポリオレフイン等が挙げられる。ポリオレフインフィルムの場合、水酸基、カルボニル基等の官能基を有する表面処理ポリオレフインフィルムを用いると良好な印刷物が得られる。   Examples of the plastic film include polyester, nylon, and polyolefin. In the case of a polyolefin film, a good printed matter can be obtained by using a surface-treated polyolefin film having a functional group such as a hydroxyl group or a carbonyl group.

本発明の包装材料は、プラスチックフィルム上に本発明の水性印刷インキ組成物を印刷し、ラミネ−トしたラミネ−ト加工物をエ−ジングして得られる。
ラミネ−ト加工法としては、1)得られた印刷物の印刷面に、必要に応じてアンカ-コ
−ト剤を塗布後、溶融樹脂を積層する押し出しラミネ−ト法、2)接着剤を塗布後、必要に応じて乾燥させプラスチックフィルムを積層するドライラミネ-ト法等が挙げられる。
溶融樹脂としては低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン-酢酸ビニル共重合体
等が使用でき、接着剤としてはイミン系、イソシアネ−ト系、ポリブタジエン系、チタネ−ト系等が挙げられる。
本発明の包装材料は、一般の包装材料、特に食品用途の包装材料として好適に用いられる。
The packaging material of the present invention is obtained by printing the water-based printing ink composition of the present invention on a plastic film and aging a laminated laminate product.
The laminating method is as follows: 1) Extrusion laminating method in which molten resin is laminated after applying an anchoring agent to the printed surface of the obtained printed matter, if necessary. 2) Applying an adhesive. Thereafter, a dry lamination method in which a plastic film is laminated by drying as necessary is exemplified.
As the molten resin, low density polyethylene, polypropylene, ethylene-vinyl acetate copolymer and the like can be used, and as the adhesive, imine, isocyanate, polybutadiene, titanate and the like can be mentioned.
The packaging material of the present invention is suitably used as a general packaging material, particularly a packaging material for food use.

以下、本発明を具体的に説明する。以下の記載において部は重量部を示す。
[合成例1]
還流冷却管、滴下漏斗、ガス導入管、撹拌装置、温度計を備えた4ツ口の2000mlフラスコに平均分子量約2,000(水酸基価55.9)のポリ(3−メチルペンタンア
ジペート)163.8部、平均分子量約2,000(水酸基価56.3)のポリエチレングルコール15.1部、ジメチロールプロピオン酸19.7部、Nーメチルジエタノールア
ミン0.3部を仕込み、乾燥窒素で置換し、100℃まで昇温した。撹拌下、イソホロンジイソシアネ−ト51.0部を20分間で滴下し、温度を徐々に140℃まで昇温した。
更に30分間反応させウレタン樹脂を得た。次に冷却しながらアンモニア水8.9部を含
む蒸留水750部を加え、水性ウレタン樹脂(A)が得られた(分子量約38,500)。
The present invention will be specifically described below. In the following description, parts indicate parts by weight.
[Synthesis Example 1]
Poly (3-methylpentane adipate) having an average molecular weight of about 2,000 (hydroxyl value 55.9) in a four-necked 2000 ml flask equipped with a reflux condenser, a dropping funnel, a gas inlet tube, a stirrer, and a thermometer 163. 8 parts, 15.1 parts of polyethylene glycol having an average molecular weight of about 2,000 (hydroxyl value 56.3), 19.7 parts of dimethylolpropionic acid, and 0.3 parts of N-methyldiethanolamine were charged and replaced with dry nitrogen. The temperature was raised to 100 ° C. Under stirring, 51.0 parts of isophorone diisocyanate was added dropwise over 20 minutes, and the temperature was gradually raised to 140 ° C.
The reaction was further continued for 30 minutes to obtain a urethane resin. Next, 750 parts of distilled water containing 8.9 parts of aqueous ammonia was added while cooling to obtain an aqueous urethane resin (A) (molecular weight about 38,500).

[合成例2]
還流冷却管、滴下漏斗、ガス導入管、撹拌装置、温度計を備えた4ツ口の2000mlフラスコに平均分子量約2,000(水酸基価55.8)のポリテトラメチレングリコー
ル111.0部、平均分子量約2,000(水酸基価56.3)のポリエチレングルコー
ル10.7部、1,4シクロヘキサンジメタノール4.3部、ジメチロールブタン酸23
.4部、ジブチル錫ジラウレート0.1部、メチルエチルケトン200部を仕込み、乾燥窒素で置換し80℃まで昇温した。攪拌下、イソホロンジイソシアネート80.4部を20分で滴下し3時間反応させた。反応物を40℃に冷却し、N,N-ビス(アミノプロピル)メチルアミン12.6部、イソホロンジアミン7.7部、メチルエチルケトン100部からなる混合物を30分で滴下し、更に同じ温度で1時間反応させ鎖延長を行った。次に水880部、アンモニア水9.6部を添加し、温度を上げ溶剤430部を脱溶剤し、固形分が25%になるよう調整し、水性ウレタン樹脂(B)が得られた(分子量約38,700)。
[Synthesis Example 2]
111.0 parts of polytetramethylene glycol having an average molecular weight of about 2,000 (hydroxyl value 55.8), averaged in a four-necked 2000 ml flask equipped with a reflux condenser, a dropping funnel, a gas introduction pipe, a stirrer, and a thermometer 10.7 parts of polyethylene glycol having a molecular weight of about 2,000 (hydroxyl value 56.3), 4.3 parts of 1,4 cyclohexanedimethanol, 23 dimethylolbutanoic acid
. 4 parts, 0.1 part of dibutyltin dilaurate, and 200 parts of methyl ethyl ketone were charged, replaced with dry nitrogen, and heated to 80 ° C. Under stirring, 80.4 parts of isophorone diisocyanate was added dropwise over 20 minutes and reacted for 3 hours. The reaction product was cooled to 40 ° C., and a mixture consisting of 12.6 parts of N, N-bis (aminopropyl) methylamine, 7.7 parts of isophoronediamine, and 100 parts of methyl ethyl ketone was added dropwise over 30 minutes. The reaction was allowed to proceed for chain extension. Next, 880 parts of water and 9.6 parts of aqueous ammonia were added, the temperature was raised, 430 parts of the solvent was removed, and the solid content was adjusted to 25%, whereby an aqueous urethane resin (B) was obtained (molecular weight About 38,700).

合成例1〜12で得られた水性ウレタン樹脂の組成を表1に示す。尚、合成例3〜10は合成例1と同じ方法で、合成例11、12は合成例2と同じ方法で合成した。   Table 1 shows the compositions of the aqueous urethane resins obtained in Synthesis Examples 1 to 12. Synthesis examples 3 to 10 were synthesized by the same method as synthesis example 1, and synthesis examples 11 and 12 were synthesized by the same method as synthesis example 2.

Figure 2008049706
Figure 2008049706

[実施例1〜10、比較例1〜2]
水性ウレタン樹脂(A〜L)50部、フタロシアニン系青色顔料(東洋インキ製造株式会社製 リオノ−ルブル−KLH)15部、消泡剤0.1部、イソプロピルアルコ−ル5部、水29.9部をアイガーミル(アイガー社製)にて10分間撹拌し、水性印刷インキ組成物を得た。該印刷インキ組成物を水/イソプロピルアルコ−ル=1/1の混合溶剤を用いてザ−ンカップ#3(離合社製)で16秒になるように調整し、評価用の水性印刷インキ組成物を得た。
[Examples 1-10, Comparative Examples 1-2]
50 parts of an aqueous urethane resin (A to L), 15 parts of a phthalocyanine blue pigment (Lionol Blue-KLH manufactured by Toyo Ink Manufacturing Co., Ltd.), 0.1 part of an antifoaming agent, 5 parts of isopropyl alcohol, and 29.9 water The part was stirred for 10 minutes with an Eiger mill (manufactured by Eiger) to obtain an aqueous printing ink composition. The printing ink composition was adjusted to 16 seconds with Zarn Cup # 3 (manufactured by Kogaisha) using a mixed solvent of water / isopropyl alcohol = 1/1, and an aqueous printing ink composition for evaluation. Got.

尚、用いた水性ウレタン樹脂は以下のとおりである。
実施例1は水性ウレタン樹脂(A)、
実施例2は水性ウレタン樹脂(B)、
実施例3は水性ウレタン樹脂(C)、
実施例4は水性ウレタン樹脂(D)、
実施例5は水性ウレタン樹脂(E)、
実施例6は水性ウレタン樹脂(F)、
実施例7は水性ウレタン樹脂(G)、
実施例8は水性ウレタン樹脂(H)、
実施例9は水性ウレタン樹脂(I)、
実施例10は水性ウレタン樹脂(J)、
比較例1は水性ウレタン樹脂(K)、
比較例2は水性ウレタン樹脂(L)。
In addition, the used water-based urethane resin is as follows.
Example 1 is an aqueous urethane resin (A),
Example 2 is an aqueous urethane resin (B),
Example 3 is an aqueous urethane resin (C),
Example 4 is an aqueous urethane resin (D),
Example 5 is an aqueous urethane resin (E),
Example 6 is an aqueous urethane resin (F),
Example 7 is an aqueous urethane resin (G),
Example 8 is an aqueous urethane resin (H),
Example 9 is an aqueous urethane resin (I),
Example 10 is an aqueous urethane resin (J),
Comparative Example 1 is an aqueous urethane resin (K),
Comparative Example 2 is an aqueous urethane resin (L).

上記の藍色インキをグラビア印刷機(版深25μ)にて処理ポリプロピレンフィルム(以下OPP、東洋紡績社製「パイレンP2161」、厚さ20μ)、ポリエチレンテレフタレ−トフィルム(以下PET、東洋紡績社製「エステルE5100」、厚さ15μm)上に印刷して印刷サンプルを得、接着性、耐水性を評価した。また、押し出しラミネ−ト強度評価用として、OPP印刷物にはイミン系接着剤(東洋モ−トン株式会社製、EL420)、PET印刷物に対してはイソシアネ−ト系アンカ−コ−ト剤(東洋モ−トン株式会社製、EL510/CAT-RT80)を塗工後、低密度ポリエチレンを用いラミネート加工を行った。尚、PETについては印刷する前に、先に調整した印刷インキ中のカルボキシル基と同じ比率のカルボジイミド基を有する様カルボジイミド化合物(日清紡製、カルボジライトV−02)を添加した。PETラミネ−ト加工物については40℃、2日間のエージングを行い、ボイル評価用のサンプルとした。   Polypropylene film (hereinafter referred to as OPP, “Pyrene P2161” manufactured by Toyobo Co., Ltd., thickness 20 μ), polyethylene terephthalate film (hereinafter referred to as PET, manufactured by Toyobo Co., Ltd.) A print sample was obtained by printing on “Ester E5100” (thickness: 15 μm), and the adhesion and water resistance were evaluated. For evaluation of extrusion laminating strength, an imine adhesive (EL420) manufactured by Toyo Motor Co., Ltd. is used for OPP printed materials, and an isocyanate anchor coating agent (Toyo Motor Co., Ltd.) for PET printed materials. -After the application of EL510 / CAT-RT80 manufactured by Ton Co., Ltd., lamination was performed using low-density polyethylene. In addition, about PET, the carbodiimide compound (Nisshinbo make, carbodilite V-02) which has the carbodiimide group of the same ratio as the carboxyl group in the printing ink prepared previously was added before printing. The processed PET laminate was aged at 40 ° C. for 2 days to obtain a sample for boil evaluation.

下記に接着性、耐水性、押し出しラミネ−ト強度、ボイル試験の評価方法及び判定基準を記す。   The adhesiveness, water resistance, extrusion laminating strength, evaluation method of the boil test, and criteria are described below.

1)OPP、PETフィルムへの接着性の評価
印刷サンプルの印刷面にセロテープを貼り付け、これを剥がした時、印刷皮膜がフィルム面から剥離する度合いによりその接着性を評価した。
◎ 印刷皮膜が全く剥離しない。
○ 印刷皮膜の面積の20%以下が剥離。
△ 印刷皮膜の20%を越え50%以下の面積が剥離。
× 印刷皮膜の50%を越える面積が剥離。
1) Evaluation of adhesiveness to OPP and PET films When the cellophane was affixed to the printing surface of a print sample and peeled off, the adhesiveness was evaluated by the degree to which the printed film peeled from the film surface.
◎ The printed film does not peel at all.
○ 20% or less of the printed film area is peeled off.
△ The area of more than 20% and less than 50% of the printed film peels.
× The area exceeding 50% of the printed film is peeled off.

2)耐水性の評価
印刷サンプルの印刷皮膜を水を含ませた脱脂綿で20回擦った後、その表面状態を目視観察した。
◎ 印刷皮膜が全く溶出しない。
○ 印刷皮膜の面積の20%以下が溶出。
△ 印刷皮膜の20%を越え50%以下の面積が溶出。
× 印刷皮膜の50%を越える面積が溶出。
2) Evaluation of water resistance After the print film of the print sample was rubbed 20 times with absorbent cotton soaked in water, the surface condition was visually observed.
◎ The printed film does not elute at all.
○ Less than 20% of the printed film area is eluted.
△ The area of more than 20% and less than 50% of the printed film is eluted.
× The area exceeding 50% of the printed film is eluted.

3)押し出しラミネ−ト強度の評価
ラミネート加工物を幅15mmに裁断してT型剥離強度を測定した。
3) Evaluation of extrusion laminating strength The laminated product was cut into a width of 15 mm, and the T-type peel strength was measured.

4)耐ボイル性の評価
PETラミネ−ト加工物を製袋し、内部に水を入れ密封後、95℃、30分のボイル試験を行った。
○ 全くデラミネーション、ブリスターが生じない。
△ 僅かにデラミネーション、ブリスターが生じる。
× かなりデラミネーション、ブリスターが生じる。
4) Evaluation of boil resistance A PET laminate processed product was made into a bag, water was put inside and sealed, and then a boil test was performed at 95 ° C. for 30 minutes.
○ No delamination or blistering occurs.
△ Slight delamination and blistering occur.
× Considerable delamination and blistering.

Figure 2008049706
Figure 2008049706

Claims (8)

3級アミノ基を有し、かつイソシアネート基と反応し得る官能基を同一分子内に有する化合物(a)と、カルボキシル基及びヒドロキシル基を同一分子内に有する化合物(b)と、有機ポリイソシアネ−ト(c)の、少なくとも3成分を無溶剤下で反応してなるウレタン樹脂を含む水性印刷インキ組成物を、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン、もしくはポリプロピレンフイルム上に印刷し、更に接着剤もしくはアンカーコート剤、及びポリエチレンフイルムを順次積層してなることを特徴とするラミネート加工物。   A compound (a) having a tertiary amino group and a functional group capable of reacting with an isocyanate group in the same molecule; a compound (b) having a carboxyl group and a hydroxyl group in the same molecule; and an organic polyisocyanate. A water-based printing ink composition containing a urethane resin obtained by reacting at least three components in the absence of a solvent of (c) is printed on a polyethylene terephthalate, nylon, or polypropylene film, and further an adhesive or an anchor coating agent, and Laminated product obtained by sequentially laminating polyethylene films. ウレタン樹脂が、ウレア結合を有していないことを特徴とする請求項1記載のラミネート加工物。   The laminate processed product according to claim 1, wherein the urethane resin has no urea bond. 化合物(a)のイソシアネート基と反応し得る官能基がヒドロキシル基であることを特徴とする請求項1または2記載のラミネート加工物。   The laminated product according to claim 1 or 2, wherein the functional group capable of reacting with the isocyanate group of the compound (a) is a hydroxyl group. 化合物(a)がN−メチルジエタノールアミン、N,N−ビス(2−ヒドロキシプロピル)アニリンからなる群より選ばれる1種以上であることを特徴とする請求項1〜3いずれか記載のラミネート加工物。   The laminated product according to any one of claims 1 to 3, wherein the compound (a) is at least one selected from the group consisting of N-methyldiethanolamine and N, N-bis (2-hydroxypropyl) aniline. . 化合物(a)と化合物(b)のモル比a/bが0.01〜0.7であることを特徴とする請求項1〜4いずれか記載のラミネート加工物。   The laminate processed product according to any one of claims 1 to 4, wherein the molar ratio a / b of the compound (a) to the compound (b) is 0.01 to 0.7. ウレタン樹脂が、90〜200℃のウレタン化反応により得られるものであることを特徴とする請求項1〜5いずれか記載のラミネート加工物。   The laminate processed product according to any one of claims 1 to 5, wherein the urethane resin is obtained by a urethanization reaction at 90 to 200 ° C. ウレタン樹脂が、ウレタン化反応後に水、アルコール及び中和剤によって水性化された水性ウレタン樹脂(d)であることを特徴とする請求項1〜6いずれか記載のラミネート加工物。   The laminate processed product according to any one of claims 1 to 6, wherein the urethane resin is a water-based urethane resin (d) that has been made water-based with water, alcohol, and a neutralizing agent after the urethanization reaction. 請求項1〜7いずれか記載のラミネート加工物より形成された包装材料。   A packaging material formed from the laminated product according to claim 1.
JP2007216903A 2007-08-23 2007-08-23 Water-based urethane resin and water-based printing ink composition, and packaging material using the composition Expired - Fee Related JP4506797B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007216903A JP4506797B2 (en) 2007-08-23 2007-08-23 Water-based urethane resin and water-based printing ink composition, and packaging material using the composition

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007216903A JP4506797B2 (en) 2007-08-23 2007-08-23 Water-based urethane resin and water-based printing ink composition, and packaging material using the composition

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000245237A Division JP4026306B2 (en) 2000-08-11 2000-08-11 Water-based urethane resin and water-based printing ink composition, and packaging material using the composition

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008049706A true JP2008049706A (en) 2008-03-06
JP4506797B2 JP4506797B2 (en) 2010-07-21

Family

ID=39234178

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007216903A Expired - Fee Related JP4506797B2 (en) 2007-08-23 2007-08-23 Water-based urethane resin and water-based printing ink composition, and packaging material using the composition

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4506797B2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012208400A (en) * 2011-03-30 2012-10-25 Kirin Beverage Corp Print label
JP2014162025A (en) * 2013-02-22 2014-09-08 Nissha Printing Co Ltd Protective sheet used for metal decorative plate
EP2452988A4 (en) * 2009-07-09 2015-05-06 Dainippon Ink & Chemicals Binder for ink-jet printing ink, ink-jet printing ink containing same, and printed matter
JP6380775B1 (en) * 2017-04-25 2018-08-29 東洋インキScホールディングス株式会社 Rotary printing ink and its use
CN115960489A (en) * 2022-12-26 2023-04-14 黄山新力油墨科技有限公司 Flexible plastic ink applied to extrusion compounding process

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54102383A (en) * 1978-01-30 1979-08-11 Toppan Printing Co Ltd Packaging material
JPH0753661A (en) * 1993-08-11 1995-02-28 Toyo Ink Mfg Co Ltd Aqueous polyurethane and aqueous resin composition containing the same
JPH1036471A (en) * 1996-07-30 1998-02-10 Kanebo Nsc Ltd Production of aqueous dispersion of ampholytic polyurethane resin
WO1998044026A1 (en) * 1997-03-28 1998-10-08 Asahi Glass Company Ltd. Fluororesin films, laminate produced by using the same, and process for producing laminate

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54102383A (en) * 1978-01-30 1979-08-11 Toppan Printing Co Ltd Packaging material
JPH0753661A (en) * 1993-08-11 1995-02-28 Toyo Ink Mfg Co Ltd Aqueous polyurethane and aqueous resin composition containing the same
JPH1036471A (en) * 1996-07-30 1998-02-10 Kanebo Nsc Ltd Production of aqueous dispersion of ampholytic polyurethane resin
WO1998044026A1 (en) * 1997-03-28 1998-10-08 Asahi Glass Company Ltd. Fluororesin films, laminate produced by using the same, and process for producing laminate

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2452988A4 (en) * 2009-07-09 2015-05-06 Dainippon Ink & Chemicals Binder for ink-jet printing ink, ink-jet printing ink containing same, and printed matter
JP2012208400A (en) * 2011-03-30 2012-10-25 Kirin Beverage Corp Print label
JP2014162025A (en) * 2013-02-22 2014-09-08 Nissha Printing Co Ltd Protective sheet used for metal decorative plate
JP6380775B1 (en) * 2017-04-25 2018-08-29 東洋インキScホールディングス株式会社 Rotary printing ink and its use
WO2018198984A1 (en) * 2017-04-25 2018-11-01 東洋インキScホールディングス株式会社 Rotary printing ink and use thereof
JP2018184512A (en) * 2017-04-25 2018-11-22 東洋インキScホールディングス株式会社 Rotary printing ink and use thereof
CN115960489A (en) * 2022-12-26 2023-04-14 黄山新力油墨科技有限公司 Flexible plastic ink applied to extrusion compounding process

Also Published As

Publication number Publication date
JP4506797B2 (en) 2010-07-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6388131B2 (en) Water-based primer composition and printed matter
JP6278166B1 (en) Urethane adhesive, polyol composition for urethane adhesive, polyisocyanate composition for urethane adhesive, cured product of urethane adhesive, and laminated film
JP5493798B2 (en) Solvent type gravure ink
WO2015068412A1 (en) Binder for printing ink, laminate ink composition for soft packaging, and printed article
JP6136105B2 (en) Aqueous polyurethane resin and use thereof
TWI754044B (en) Web Printing Ink, Gravure Web Printing Ink Set, Flexographic Web Printing Ink Set, Plastic Film Web Printing and Laminate
JP2017165025A (en) Laminate and method for producing the same
JP4506797B2 (en) Water-based urethane resin and water-based printing ink composition, and packaging material using the composition
JP5035742B2 (en) Aqueous polyurethane emulsion composition
JP2021119235A (en) Gravure ink, and printed matter and laminate of the same
JP6987091B2 (en) Resin composition and adhesive structure
JP2003342344A (en) Polyurethane resin
JP3471058B2 (en) Aqueous adhesive composition for laminating and laminating method
JP5549387B2 (en) Non-yellowing water-soluble printing ink composition
JP4026306B2 (en) Water-based urethane resin and water-based printing ink composition, and packaging material using the composition
JP3768411B2 (en) Water-based polyurethane resin composition and primer composition for plastic film using the same
JP2018177861A (en) Aqueous polyurethane resin dispersion for water vapor gas barrier coating
JP2003261764A (en) Protective layer for coated surface
JP6943082B2 (en) Aqueous polyurethane resin dispersion and its use
JP7008028B2 (en) Laminate printing ink composition for flexible packaging
JP4900136B2 (en) Water-based urethane resin and water-based printing ink composition, and packaging material using the composition
JP4826688B2 (en) Method for producing polyurethane resin aqueous dispersion
TW201615748A (en) Aqueous dispersion of polyurethane resin and coating agent for plastic film using same
JP3663241B2 (en) Water-based printing ink composition
JP3489738B2 (en) Method for producing polyurethane resin aqueous dispersion

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20091013

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20091106

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20091215

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100219

A911 Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20100325

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100406

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100419

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130514

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4506797

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130514

Year of fee payment: 3

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130514

Year of fee payment: 3

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140514

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees