JP2014005369A - Polylactic acid-based polyester resin, polylactic acid-based polyester resin water dispersion, and production method of polylactic acid-based polyester resin water dispersion - Google Patents

Polylactic acid-based polyester resin, polylactic acid-based polyester resin water dispersion, and production method of polylactic acid-based polyester resin water dispersion Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide: a polylactic acid-based polyester resin which has a self-emulsifying function that can form an aqueous emulsion without using an emulsifier and an organic solvent and which has a high biomass degree; a water dispersion resin composition including the same; an aqueous adhesive composition; a water color ink; a laminate formed by using the aqueous adhesive/the water color ink; a packaging material; and a production method of the water dispersion.SOLUTION: A polylactic acid-based polyester resin is characterized by satisfying following formulas (1), (2) and (3), and a water dispersion including the polyester resin, an aqueous resin composition, an aqueous adhesive, a water color ink laminate and a packaging material are disclosed. 1≤Log(MV)≤4 (1), 300≤(AV)≤2,000 (2), Log(MV)≤0.0028×(AV)+1.2 (3), where MV is a melt viscosity (Pa s) of the resin at 80°C, and AV is a carboxyl group acid number (eq/t) in the resin.

Description

本発明は乳化剤および有機溶剤を使用することなく安定な水系エマルジョンを形成することのできる自己乳化機能を有し、なおかつ植物原料由来の樹脂骨格を有するポリ乳酸系ポリエステル樹脂、これを含有するポリエステル樹脂水分散体、及び水分散体の製造方法に関する。   The present invention relates to a polylactic acid-based polyester resin having a self-emulsifying function capable of forming a stable aqueous emulsion without using an emulsifier and an organic solvent, and having a resin skeleton derived from plant raw materials, and a polyester resin containing the same The present invention relates to an aqueous dispersion and a method for producing the aqueous dispersion.

近年揮発性有機溶剤の排出抑制の観点から塗料、インキ、コーティング剤、接着剤、粘着剤、シール剤、プライマー及び繊維製品や紙製品の各種処理剤が従来の有機溶剤系から水系化、ハイソリッド化、粉体化の方向に進みつつある。とりわけ水分散体による水系化は作業性の良さと作業環境改善の面から最も汎用的で有望視されている。加えて水分散体を形成するバインダー成分が生分解性樹脂を主体として構成されていれば、廃棄後の環境汚染防止の面から、より好ましい。また、水分散体を形成するバインダー成分が動植物等のバイオマス由来成分を原料として製造されるものであれば、化石燃料を原料とするものと比べて、二酸化炭素排出削減の点でより好ましい。   In recent years, paints, inks, coating agents, adhesives, pressure-sensitive adhesives, sealants, primers, and various processing agents for textile products and paper products have been changed from conventional organic solvent systems to water-based, high solids from the viewpoint of suppressing emissions of volatile organic solvents. It is progressing in the direction of pulverization and pulverization. In particular, water-based dispersion using an aqueous dispersion is regarded as the most versatile and promising in terms of workability and work environment improvement. In addition, if the binder component forming the aqueous dispersion is mainly composed of a biodegradable resin, it is more preferable from the viewpoint of preventing environmental pollution after disposal. In addition, if the binder component forming the water dispersion is manufactured using biomass-derived components such as animals and plants as raw materials, it is more preferable in terms of reducing carbon dioxide emissions than those using fossil fuels as raw materials.

ポリ乳酸系樹脂は、トウモロコシやイモなどの植物を原料として製造することができる乳酸および/またはラクチドを原料として製造することができる植物由来成分を主体として構成されている樹脂である。ポリ乳酸系樹脂は土壌や海水中では数年内に水と二酸化炭素に分解される生分解性を持ち、環境中に放出された際に、環境に対する負荷が比較的低い。したがって、ポリ乳酸系樹脂を水分散体とすることができれば、生分解性を有し、なおかつバイオマス由来成分を原料とするバインダー成分として有用であり、塗料、インキ、コーティング剤、接着剤、粘着剤、シール剤、プライマー及び繊維製品や紙製品の各種処理剤等に用いることができることが期待できる。   The polylactic acid-based resin is a resin mainly composed of plant-derived components that can be produced using lactic acid and / or lactide as raw materials, which can be produced using plants such as corn and potato as raw materials. Polylactic acid-based resins are biodegradable to be decomposed into water and carbon dioxide within several years in soil and seawater, and have a relatively low environmental load when released into the environment. Therefore, if the polylactic acid-based resin can be made into an aqueous dispersion, it is useful as a binder component having biodegradability and using biomass-derived components as raw materials, and paints, inks, coating agents, adhesives, and pressure-sensitive adhesives. It can be expected that it can be used for sealing agents, primers, and various treating agents for textile products and paper products.

ポリ乳酸セグメントを含む樹脂を水分散化してバインダー成分として用いた例としては、特許文献1〜5を挙げることができる。特許文献1、2では乳化剤により強制乳化されたポリ乳酸水分散体が用いられている。特許文献3に示される水系ポリ乳酸は、同じく乳化剤を用いて強制乳化させているが、親水性基を樹脂中に導入しても良いと示されており、中でも乳化性良好である点から、5−スルホイソフタル酸のナトリウム塩、または5−スルホイソフタル酸ジメチルのナトリウム塩が好ましいとされている。特許文献4ではポリ乳酸セグメントとスルホン酸金属塩基含有セグメントを分子中に有する共重合ポリウレタンが示されており、乳化剤を添加しなくても安定な水系エマルジョンを形成することのできる自己乳化機能を有することが示されている。また特許文献5では、水酸基を有する乳酸系ポリマーを多価カルボン酸もしくはその酸無水物と反応させ乳酸系ポリマーを有機溶媒に溶解し、塩基、水を添加し転相乳化させて自己水分散性粒子を製造する製法が示されている。   Examples of using a resin containing a polylactic acid segment as a binder component after being dispersed in water include Patent Documents 1 to 5. In Patent Documents 1 and 2, a polylactic acid aqueous dispersion forcedly emulsified with an emulsifier is used. Although the water-based polylactic acid shown in Patent Document 3 is also forcibly emulsified using an emulsifier, it is shown that a hydrophilic group may be introduced into the resin. The sodium salt of 5-sulfoisophthalic acid or the sodium salt of dimethyl 5-sulfoisophthalic acid is preferred. Patent Document 4 discloses a copolymer polyurethane having a polylactic acid segment and a sulfonic acid metal base-containing segment in the molecule, and has a self-emulsifying function capable of forming a stable aqueous emulsion without adding an emulsifier. It has been shown. In Patent Document 5, a lactic acid-based polymer having a hydroxyl group is reacted with a polyvalent carboxylic acid or an acid anhydride thereof, the lactic acid-based polymer is dissolved in an organic solvent, a base and water are added, and phase-inversion emulsification is performed, thereby self-water dispersibility. The process for producing the particles is shown.

特開2008−13657号公報JP 2008-13657 A 特開2008−13658号公報JP 2008-13658 A 特開2003−277595号公報JP 2003-277595 A 特開2010−174170号公報JP 2010-174170 A 特開2000−7789号公報JP 2000-7789 A

前記背景技術について、本発明者らが検討したところ、以下のような課題があることが判明した。すなわち、特許文献1、2、3に開示されている発明においては、ポリ乳酸樹脂水分散体を作製する際に乳化剤を使用しているので、バインダー成分として使用する場合、乳化剤が樹脂と被着体の界面に残存し接着性を低減するといった課題がある。また特許文献4に開示されている発明においては、乳化剤を使用することなく安定した水分散が得られており、バインダー成分として使用した場合、高い接着性を示すものの、水分散体の製造工程で脱溶剤操作を行っており、揮発性有機溶剤排出抑制の観点では改善の余地がある。また特許文献5に開示されている発明においても、水分散体の製造工程で脱溶剤操作を行っており、揮発性有機溶剤排出抑制の観点では改善の余地がある。   When the present inventors examined the background art, it was found that there were the following problems. That is, in the inventions disclosed in Patent Documents 1, 2, and 3, since an emulsifier is used when preparing a polylactic acid resin aqueous dispersion, when used as a binder component, the emulsifier is attached to the resin. There exists a subject that it remains in the interface of a body and reduces adhesiveness. In addition, in the invention disclosed in Patent Document 4, stable water dispersion is obtained without using an emulsifier, and when used as a binder component, it exhibits high adhesion, but in the production process of the water dispersion. Solvent removal operation is performed, and there is room for improvement from the viewpoint of suppressing volatile organic solvent emissions. Also in the invention disclosed in Patent Document 5, the solvent removal operation is performed in the production process of the aqueous dispersion, and there is room for improvement from the viewpoint of suppressing emission of volatile organic solvents.

本発明は、かかる従来技術の課題を背景になされたものである。すなわち、本発明が解決しようとする課題は、乳化剤、有機溶剤を使用することなく水系エマルジョンを形成することのできる自己乳化機能を有し、なおかつバイオマス度が高いポリ乳酸系ポリエステル樹脂、これを含有する水分散体樹脂組成物、水性接着剤組成物、水性インキ、水性接着剤/水性インキによって形成される積層体、包装材料、及び水分散体の製造方法を提供することにある。   The present invention has been made against the background of such prior art problems. That is, the problem to be solved by the present invention is a polylactic acid-based polyester resin having a self-emulsifying function capable of forming an aqueous emulsion without using an emulsifier and an organic solvent, and having a high degree of biomass. An object of the present invention is to provide an aqueous dispersion resin composition, an aqueous adhesive composition, an aqueous ink, a laminate formed of an aqueous adhesive / aqueous ink, a packaging material, and a method for producing an aqueous dispersion.

本発明者らは鋭意検討した結果、以下に示す手段により、上記課題を解決できることを見出し、本発明に到達した。すなわち、本発明は、以下の構成からなる。
<1> 式(1)、(2)、(3)を満たすことを特徴とするポリ乳酸系ポリエステル樹脂。
1≦Log(MV)≦4 ・・・(1)
300≦(AV)≦2,500 ・・・(2)
Log(MV)≦0.0028×(AV)+1.2 ・・・(3)
但し、MVは80℃における前記ポリ乳酸系ポリエステル樹脂の溶融粘度(Pa・s)、AVは前記ポリ乳酸系ポリエステル樹脂の酸価(eq/t)である。
<2> 乳酸含有率が40重量%以上であることを特徴とする<1>に記載のポリ乳酸系ポリエステル樹脂。
<3> 数平均分子量が2,000以上50,000以下であることを特徴とする<1>または<2>に記載のポリ乳酸系ポリエステル樹脂。
<4> <1>〜<3>いずれかに記載のポリ乳酸系ポリエステル樹脂と塩基性化合物と水とを含有するポリ乳酸系ポリエステル樹脂水分散体。
<5> 界面活性剤を含有しないことを特徴とする<4>に記載のポリ乳酸系ポリエステル樹脂水分散体。
<6> 有機溶剤を含有しないことを特徴とする<4>または<5>に記載のポリ乳酸系ポリエステル樹脂水分散体。
<7> <1>〜<3>いずれかに記載のポリ乳酸系ポリエステル樹脂と塩基性化合物と水とを、界面活性剤および有機溶剤を加えることなく混合することによってポリ乳酸系ポリエステル樹脂水分散体を得る工程を有する、ポリ乳酸系ポリエステル樹脂水分散体の製造方法。
<8> <1>〜<3>いずれかに記載のポリ乳酸系ポリエステル樹脂とカルボキシル基に対して反応性を有する硬化剤とを含有する水性樹脂組成物。
<9> 前記硬化剤が多価エポキシ化合物、オキサゾリン樹脂、カルボジイミド樹脂および多価金属塩からなる群から選ばれる1種または2種以上であることを特徴とする<8>記載の水性樹脂組成物。
<10> <8>または<9>の水性樹脂組成物からなる水性接着剤。
<11> <8>または<9>の水性樹脂組成物と色材とからなる水性インキ。
<12> <1>〜<3>いずれかに記載のポリ乳酸系ポリエステル樹脂からなる層(A層)とフィルム、シート、織布、不織布および紙からなる群から選ばれる層(B層)とからなる積層体。
<13> 前記B層がバイオマス由来物質及び/またはバイオマス由来物質の化学改質物質から主としてなるものであることを特徴とする<12>に記載の積層体。
<14> <12>または<13>に記載の積層体を構成要素として有する包装材料。
As a result of intensive studies, the present inventors have found that the above problems can be solved by the following means, and have reached the present invention. That is, this invention consists of the following structures.
<1> A polylactic acid-based polyester resin characterized by satisfying the formulas (1), (2), and (3).
1 ≦ Log (MV) ≦ 4 (1)
300 ≦ (AV) ≦ 2,500 (2)
Log (MV) ≦ 0.0028 × (AV) +1.2 (3)
However, MV is the melt viscosity (Pa · s) of the polylactic acid-based polyester resin at 80 ° C., and AV is the acid value (eq / t) of the polylactic acid-based polyester resin.
<2> The polylactic acid-based polyester resin according to <1>, wherein the lactic acid content is 40% by weight or more.
<3> The polylactic acid-based polyester resin according to <1> or <2>, wherein the number average molecular weight is 2,000 or more and 50,000 or less.
<4> A polylactic acid-based polyester resin aqueous dispersion containing the polylactic acid-based polyester resin according to any one of <1> to <3>, a basic compound, and water.
<5> The polylactic acid-based polyester resin aqueous dispersion according to <4>, which does not contain a surfactant.
<6> The polylactic acid-based polyester resin aqueous dispersion described in <4> or <5>, which does not contain an organic solvent.
<7> Polylactic acid-based polyester resin water dispersion by mixing the polylactic acid-based polyester resin according to any one of <1> to <3>, a basic compound, and water without adding a surfactant and an organic solvent. A method for producing an aqueous dispersion of a polylactic acid-based polyester resin, comprising a step of obtaining a body.
<8> An aqueous resin composition comprising the polylactic acid-based polyester resin according to any one of <1> to <3> and a curing agent having reactivity with a carboxyl group.
<9> The aqueous resin composition according to <8>, wherein the curing agent is one or more selected from the group consisting of a polyvalent epoxy compound, an oxazoline resin, a carbodiimide resin, and a polyvalent metal salt. .
<10> An aqueous adhesive comprising the aqueous resin composition according to <8> or <9>.
<11> A water-based ink comprising the water-based resin composition of <8> or <9> and a color material.
<12> A layer (A layer) made of the polylactic acid-based polyester resin according to any one of <1> to <3> and a layer (B layer) selected from the group consisting of a film, a sheet, a woven fabric, a nonwoven fabric, and paper A laminate comprising:
<13> The laminate according to <12>, wherein the B layer is mainly composed of a biomass-derived material and / or a chemically modified material of the biomass-derived material.
<14> A packaging material having the laminate according to <12> or <13> as a constituent element.

本発明のポリ乳酸系ポリエステル樹脂はポリ乳酸セグメントを高濃度で含むので、バイオマス度が高く、なおかつ生分解性に優れる。また、本発明のポリ乳酸系ポリエステル樹脂は、分子鎖中に高濃度のカルボキシル基を有するので、乳化剤および有機溶剤を使用することなしに塩基性化合物の水溶液と攪拌するだけで容易に水分散体を形成させることができる優れた水分散性を発揮する。また、本発明のポリ乳酸系ポリエステル樹脂水分散体は、乳化剤を使用することなく調製できるので、接着性に優れる。さらに、本発明のポリ乳酸系ポリエステル樹脂水分散体にカルボキシル基に対して反応性を有する硬化剤を配合することにより、接着性および耐水性に優れる接着層やインキを容易に得ることができる。また各種バイオマス素材と本発明の接着剤および/またはインキを組み合わせることにより、バイオマス度の高い積層体を得ることができる。   Since the polylactic acid-based polyester resin of the present invention contains a polylactic acid segment at a high concentration, the degree of biomass is high and the biodegradability is excellent. In addition, since the polylactic acid-based polyester resin of the present invention has a high concentration of carboxyl groups in the molecular chain, it can be easily dispersed in water simply by stirring with an aqueous solution of a basic compound without using an emulsifier and an organic solvent. Exhibits excellent water dispersibility. Moreover, since the polylactic acid-type polyester resin aqueous dispersion of this invention can be prepared without using an emulsifier, it is excellent in adhesiveness. Furthermore, the adhesive layer and ink which are excellent in adhesiveness and water resistance can be obtained easily by mix | blending the hardening | curing agent which has reactivity with respect to a carboxyl group in the polylactic acid-type polyester resin aqueous dispersion of this invention. Moreover, a laminated body with a high biomass degree can be obtained by combining various biomass materials and the adhesive and / or ink of the present invention.

実施例及び比較例で用いたポリ乳酸系ポリエステル樹脂のAVとLog(MV)の関係をプロットしたグラフである。It is the graph which plotted the relationship between AV and Log (MV) of the polylactic acid-type polyester resin used by the Example and the comparative example.

本発明のポリ乳酸系ポリエステル樹脂は、下記式(1)、(2)、(3)を満たすことを特徴とするポリ乳酸系ポリエステル樹脂である。
1≦Log(MV)≦4 ・・・(1)
300≦(AV)≦2,500 ・・・(2)
Log(MV)≦0.0028×(AV)+1.2 ・・・(3)
但し、MVは、80℃における樹脂の溶融粘度(Pa・s)、AVは樹脂中の酸価(eq/t)である。
The polylactic acid-type polyester resin of this invention is a polylactic acid-type polyester resin characterized by satisfy | filling following formula (1), (2), (3).
1 ≦ Log (MV) ≦ 4 (1)
300 ≦ (AV) ≦ 2,500 (2)
Log (MV) ≦ 0.0028 × (AV) +1.2 (3)
However, MV is the melt viscosity (Pa · s) of the resin at 80 ° C., and AV is the acid value (eq / t) in the resin.

本発明のポリ乳酸系ポリエステル樹脂の最大の特長は、乳化剤および有機溶剤を使用することなしに塩基性化合物の水溶液と攪拌するだけで容易に水分散体を形成させることができることである。高濃度の親水性基を有する樹脂の水分散性が高い傾向にあることは容易に想像できるが、現実には高濃度の親水性基を有するだけでは、その樹脂が水分散性を発揮するとは限らない。本発明者らは、樹脂を水分散させる温度において、樹脂が十分に高い易動性を有することが重要であることを見出した。もし樹脂の易動性が低ければ、親水性基の大半は樹脂塊の内部に水と隔てられた状態で存在し続けることになり、樹脂の水分散性を高める効果は発揮されない。これに対し、樹脂を水分散させる温度において樹脂が十分に可塑化されて樹脂分子鎖の易動性が高ければ、親水性基は容易に水と接触することができるので、たとえ比較的低い親水性基濃度しか有しない樹脂であっても、水分散性を獲得することができる。このような関係は、具体的には式(3)によって示すことができる。80℃における樹脂の溶融粘度の対数である「LOG(MV)」は、樹脂の易動性の指標である。樹脂の酸価である「AV」は樹脂の親水性基濃度の指標である。樹脂の溶融粘度と酸価が式(3)を満たす場合に、乳化剤および有機溶剤を使用することなしに、樹脂と塩基性化合物の水溶液とを攪拌するだけで、容易に水分散体を形成させることができる。   The greatest feature of the polylactic acid-based polyester resin of the present invention is that an aqueous dispersion can be easily formed only by stirring with an aqueous solution of a basic compound without using an emulsifier and an organic solvent. Although it can be easily imagined that the water-dispersibility of a resin having a high concentration of hydrophilic groups tends to be high, the resin actually exhibits water dispersibility only by having a high concentration of hydrophilic groups. Not exclusively. The present inventors have found that it is important that the resin has sufficiently high mobility at the temperature at which the resin is dispersed in water. If the mobility of the resin is low, most of the hydrophilic groups continue to exist in a state separated from water inside the resin mass, and the effect of improving the water dispersibility of the resin is not exhibited. On the other hand, if the resin is sufficiently plasticized at the temperature at which the resin is dispersed in water and the mobility of the resin molecular chain is high, the hydrophilic group can easily come into contact with water. Even a resin having only a functional group concentration can achieve water dispersibility. Such a relationship can be specifically shown by Expression (3). “LOG (MV)”, which is the logarithm of the melt viscosity of the resin at 80 ° C., is an index of the mobility of the resin. “AV” which is the acid value of the resin is an index of the hydrophilic group concentration of the resin. When the melt viscosity and acid value of the resin satisfy the formula (3), an aqueous dispersion can be easily formed by simply stirring the resin and the aqueous solution of the basic compound without using an emulsifier and an organic solvent. be able to.

本発明のポリ乳酸系ポリエステル樹脂の80℃における溶融粘度(単位:Pa・s)をMVとした場合、Log(MV)は1以上4以下であり、好ましくは1.7以上3.9以下、より好ましくは2以上3.8以下、さらに好ましくは2.2以上3.6以下である。Log(MV)が4より大きくなると、分散時の可塑化が不十分で、親水性基の分散効果が十分に発現せず、分散不良を起こす傾向にある。一方、Log(MV)が1より小さくなると、樹脂の凝集力が小さくなり、塗布膜の強度が小さくなり、例えば接着剤として用いた場合に、接着不良を起こすなどの不具合が起こる傾向がある。   When the melt viscosity (unit: Pa · s) at 80 ° C. of the polylactic acid-based polyester resin of the present invention is MV, Log (MV) is 1 or more and 4 or less, preferably 1.7 or more and 3.9 or less, More preferably, it is 2 or more and 3.8 or less, More preferably, it is 2.2 or more and 3.6 or less. When Log (MV) is larger than 4, plasticization at the time of dispersion is insufficient, the effect of dispersing the hydrophilic group is not sufficiently exhibited, and the dispersion tends to be poor. On the other hand, if Log (MV) is smaller than 1, the cohesive force of the resin is decreased, and the strength of the coating film is decreased. For example, when used as an adhesive, there is a tendency that a defect such as poor adhesion occurs.

本発明のポリ乳酸系ポリエステル樹脂水分散体は、本発明のポリ乳酸系ポリエステル樹脂を塩基性化合物の存在下、温水で容易に分散させることによって得ることができる。分散工程における水温が高すぎると、水の蒸発速度が高くなるので配合比率の制御が困難となる。また、分散工程における水温が高すぎると、揮発性の高い塩基性化合物を使用する場合には、塩基性化合物の揮発速度が高くなり、やはり配合比率の制御が困難となる。一方、溶解を促進するには、樹脂を十分に軟化させることが好ましく、この点からは水温をなるべく高くする方が好ましい。以上のような観点から、溶解させる水温としては80℃程度とすることが好ましい。そこで、本発明においては、本発明のポリ乳酸系ポリエステル樹脂の分散時の可塑化の指標として、80℃における溶融粘度を採用している。   The polylactic acid-based polyester resin aqueous dispersion of the present invention can be obtained by easily dispersing the polylactic acid-based polyester resin of the present invention with warm water in the presence of a basic compound. If the water temperature in the dispersion process is too high, the evaporation rate of water becomes high, and it becomes difficult to control the blending ratio. Moreover, when the water temperature in a dispersion | distribution process is too high, when a basic compound with high volatility is used, the volatilization rate of a basic compound will become high, and control of a compounding ratio will also become difficult. On the other hand, in order to promote dissolution, it is preferable to sufficiently soften the resin. From this point, it is preferable to make the water temperature as high as possible. From the above viewpoint, it is preferable that the temperature of the water to be dissolved is about 80 ° C. Therefore, in the present invention, melt viscosity at 80 ° C. is adopted as an index of plasticization when the polylactic acid-based polyester resin of the present invention is dispersed.

本発明のポリ乳酸系ポリエステル樹脂の酸価は、300eq/ton以上2500eq/ton以下であり、好ましくは400eq/ton以上2300eq/ton以下、より好ましくは500eq/ton以上2100eq/ton以下である。樹脂酸価が低すぎると樹脂に自己乳化性を発揮させることができず、また、この樹脂を用いた硬化塗膜の硬化性が低くなる傾向にある。一方、樹脂酸価を高くすることにより水分散性が高くなる傾向にあるが、酸価が2500eq/tonよりも大きくなると、樹脂の吸水性が高くなり固形樹脂の状態でも加水分解を受けやすく保存安定性が悪くなる傾向にある。またこの樹脂を用いた硬化塗膜の耐水性も悪くなる傾向にある。   The acid value of the polylactic acid-based polyester resin of the present invention is from 300 eq / ton to 2500 eq / ton, preferably from 400 eq / ton to 2300 eq / ton, more preferably from 500 eq / ton to 2100 eq / ton. If the resin acid value is too low, the resin cannot exhibit self-emulsifying properties, and the curability of a cured coating film using this resin tends to be low. On the other hand, water dispersibility tends to increase by increasing the resin acid value. However, if the acid value exceeds 2500 eq / ton, the water absorption of the resin increases and the resin is easily hydrolyzed even in a solid resin state. There is a tendency for stability to deteriorate. Moreover, the water resistance of the cured coating film using this resin also tends to deteriorate.

本発明のポリ乳酸系ポリエステル樹脂の数平均分子量は、2,000以上50,000以下であることが好ましく、より好ましくは3,000以上45,000以下、更に好ましくは4,000以上40,000以下である。数平均分子量が低すぎると、樹脂の凝集力が小さくなり接着性が不良になる傾向にある。一方、数平均分子量が高すぎると、逆に樹脂の凝集力が大きくなり、水分散性が不良になる傾向にある。このため、一旦溶剤に溶解し水系に相転移させる方法では高濃度の水分散体の調製が可能であっても、塩基化合物および水のみとの混合で水分散体を調製する場合にはごく低濃度の水分散体しか得ることができないことが多い。また、塩基化合物および水のみとの混合で水分散体を調整すると、粒子径が粗大となる傾向にあり、製造後直ちに沈殿してしまう傾向にある。   The number average molecular weight of the polylactic acid-based polyester resin of the present invention is preferably from 2,000 to 50,000, more preferably from 3,000 to 45,000, still more preferably from 4,000 to 40,000. It is as follows. If the number average molecular weight is too low, the cohesive force of the resin tends to be small and the adhesiveness tends to be poor. On the other hand, if the number average molecular weight is too high, the cohesive strength of the resin increases, and the water dispersibility tends to be poor. For this reason, even if it is possible to prepare an aqueous dispersion with a high concentration by the method of once dissolving in a solvent and performing phase transition to an aqueous system, it is extremely low when an aqueous dispersion is prepared by mixing with only a base compound and water. Often only aqueous dispersions of concentration can be obtained. Further, when the aqueous dispersion is adjusted by mixing only with the base compound and water, the particle diameter tends to be coarse and tends to precipitate immediately after production.

本発明のポリ乳酸系ポリエステル樹脂の乳酸含量は40重量%以上であることが好ましく、より好ましくは50重量%以上、更に好ましくは60重量%以上である。40重量%未満では、バイオマス度が低く、二酸化炭素排出削減効果の大きな環境に対する負荷の低い材料とは言い難い。   The polylactic acid-based polyester resin of the present invention preferably has a lactic acid content of 40% by weight or more, more preferably 50% by weight or more, and still more preferably 60% by weight or more. If it is less than 40% by weight, it is difficult to say that the degree of biomass is low and the environment has a large effect of reducing carbon dioxide emissions and has a low load on the environment.

本発明のポリ乳酸系ポリエステル樹脂の特性を実現する樹脂骨格としては、直鎖状でも分岐状でもよいが、分岐状であることがより好ましい。分岐状高分子は、溶融様態において直鎖状高分子よりも分子鎖の絡み合いが小さくなるとされており、同一組成の直鎖状高分子よりも同一分子量における溶融粘度が低くなる傾向にある。   The resin skeleton that realizes the characteristics of the polylactic acid-based polyester resin of the present invention may be linear or branched, but is more preferably branched. The branched polymer is said to be less entangled in the molecular chain than the linear polymer in the melting state, and the melt viscosity at the same molecular weight tends to be lower than that of the linear polymer having the same composition.

ポリ乳酸系樹脂に酸価を導入する方法は特に限定されないが、樹脂末端の水酸基に酸無水物を反応させる方法が簡便であり好ましい。この様な方法を採る場合、原料となるポリ乳酸系樹脂として分岐を有するポリ乳酸系樹脂を用いると、分子当たりの末端基数が高いので、酸価を大きくすることができ、好都合である。原料となるポリ乳酸系樹脂と酸無水物との比率を変更することにより、本発明のポリ乳酸系ポリエステル樹脂の酸価を容易に調整することができる。   The method for introducing an acid value into the polylactic acid resin is not particularly limited, but a method of reacting an acid anhydride with a hydroxyl group at the end of the resin is simple and preferable. In the case of adopting such a method, it is advantageous to use a branched polylactic acid resin as a raw material polylactic acid resin because the number of terminal groups per molecule is high, so that the acid value can be increased. The acid value of the polylactic acid-based polyester resin of the present invention can be easily adjusted by changing the ratio of the polylactic acid-based resin and the acid anhydride as raw materials.

本発明のポリ乳酸系ポリエステル樹脂の化学構造は特に限定されないが、例えば、以下の式(4)で現される化学構造をとるものを好ましい例として挙げることができる。
Z−(O−(CO−Y−O)−X) ・・・(4)
但し、Zは水酸基をr個持つポリオールの残基、Yは−CH(CH)−、または−CH(CH)−と炭素数2〜10の直鎖または分岐アルキレン基との混合物、Xはカルボキシル基を2個以上有する多塩基酸の残基または水素であり、X,Y,Zは単一種からなるものでも複数種の混合物であってもよい。q,rは正の整数であり、qの平均値は5以上、rの平均値は3以上15以下である。
Although the chemical structure of the polylactic acid-type polyester resin of this invention is not specifically limited, For example, what takes the chemical structure represented by the following formula | equation (4) can be mentioned as a preferable example.
Z— (O— (CO—Y—O) q —X) r (4)
Where Z is a residue of a polyol having r hydroxyl groups, Y is —CH (CH 3 ) —, or —CH (CH 3 ) — and a mixture of a linear or branched alkylene group having 2 to 10 carbon atoms, X Is a residue of a polybasic acid having two or more carboxyl groups or hydrogen, and X, Y, and Z may be a single species or a mixture of a plurality of species. q and r are positive integers, the average value of q is 5 or more, and the average value of r is 3 or more and 15 or less.

前記式(4)で表されるポリ乳酸系ポリエステル樹脂は、例えば、水酸基を3個以上有する多価アルコールを開始剤として、ラクチド等の乳酸を構成成分として有する環状化合物を開環付加重合させ、次いで末端水酸基に多塩基酸を反応させて分子末端の少なくとも一部にカルボキシル基を導入することにより、製造することができる。また、前記式(4)で表されるポリ乳酸系ポリエステル樹脂は、グリコール酸等の乳酸以外のヒドロキシカルボン酸を構成成分とする環状化合物およびε−カプロラクトン等のラクトン類から選ばれる1種または2種以上の混合物とラクチド等の乳酸を構成成分として有する環状化合物とを、水酸基を3個以上有する多価アルコールを開始剤として開環付加重合させ、次いで末端水酸基に多塩基酸を反応させて分子末端に酸価を導入することによっても、製造することができる。   The polylactic acid-based polyester resin represented by the formula (4) is, for example, ring-opening addition polymerization of a cyclic compound having lactic acid such as lactide as a constituent, using a polyhydric alcohol having 3 or more hydroxyl groups as an initiator, Subsequently, it can manufacture by making a polybasic acid react with a terminal hydroxyl group and introduce | transducing a carboxyl group into at least one part of a molecule terminal. The polylactic acid-based polyester resin represented by the formula (4) is one or two selected from a cyclic compound having a hydroxycarboxylic acid other than lactic acid such as glycolic acid as a constituent component and a lactone such as ε-caprolactone. A mixture of two or more species and a cyclic compound having lactic acid such as lactide as a constituent component are subjected to ring-opening addition polymerization using a polyhydric alcohol having three or more hydroxyl groups as an initiator, and then a terminal hydroxyl group is reacted with a polybasic acid to form a molecule. It can also be produced by introducing an acid value at the end.

水酸基をr個持つポリオールの例としては、水酸基を3個以上有する多価アルコール及びその誘導体を挙げることができる。水酸基を3個有する多価アルコールの例としては、トリメチロールプロパン、グリセリン等を挙げることができる。また水酸基を4個以上有する多価アルコールの例としては、ペンタエリスリトール、ジグリセリン、ポリグリセリン、キシリトール、ソルビトール、グルコース、フルクトース、マンノース等を挙げることができる。これらのうち、ポリグリセリン、キシリトール、ソルビトールは多数の水酸基を持つため、好ましい。   Examples of polyols having r hydroxyl groups include polyhydric alcohols having 3 or more hydroxyl groups and derivatives thereof. Examples of the polyhydric alcohol having three hydroxyl groups include trimethylolpropane and glycerin. Examples of the polyhydric alcohol having 4 or more hydroxyl groups include pentaerythritol, diglycerin, polyglycerin, xylitol, sorbitol, glucose, fructose, mannose and the like. Of these, polyglycerol, xylitol, and sorbitol are preferable because they have a large number of hydroxyl groups.

水酸基を3個以上有する多価アルコールの誘導体の好ましい例として、前記多価アルコールの水酸基の一部または全部がアルキレンオキサイド付加されたものを挙げることができ、前記アルキレンオキサイドとしてはエチレンオキサイドが特に好ましい。2級水酸基の、ラクチド等の開環重合の開始剤としての反応性は、1級水酸基の反応性よりもかなり劣るため、前記多価アルコールが2級水酸基と1級水酸基をともに有する場合、2級水酸基は開環付加重合の開始点となりにくい。このため、2級水酸基と1級水酸基をともに有する多価アルコールをラクチド等の開環付加重合の開始剤として用いると、多価アルコールの有する水酸基がすべて1級のみあるいはすべて2級のみの場合と比べて、分岐構造が形成されにくい傾向にある。多価アルコールが2級水酸基と1級水酸基をともに有する場合、あらかじめエチレンオキサイド等のアルキレンオキサイドを付加反応させて用いると、2級水酸基末端は、1級水酸基末端に変換されることから、ラクチド等の開環付加重合の有効な開始点となり、分岐構造が形成されやすくなり好ましい。   Preferable examples of the derivative of the polyhydric alcohol having 3 or more hydroxyl groups include those in which a part or all of the hydroxyl groups of the polyhydric alcohol are added with alkylene oxide, and ethylene oxide is particularly preferable as the alkylene oxide. . The reactivity of the secondary hydroxyl group as an initiator for ring-opening polymerization of lactide or the like is considerably inferior to the reactivity of the primary hydroxyl group. Therefore, when the polyhydric alcohol has both a secondary hydroxyl group and a primary hydroxyl group, 2 A primary hydroxyl group is unlikely to be the starting point for ring-opening addition polymerization. Therefore, when a polyhydric alcohol having both a secondary hydroxyl group and a primary hydroxyl group is used as an initiator for ring-opening addition polymerization such as lactide, the hydroxyl groups possessed by the polyhydric alcohol are all primary only or all secondary only. In comparison, the branched structure tends to be less likely to be formed. In the case where the polyhydric alcohol has both a secondary hydroxyl group and a primary hydroxyl group, if an alkylene oxide such as ethylene oxide is preliminarily subjected to an addition reaction, the secondary hydroxyl terminal is converted to the primary hydroxyl terminal, so that lactide or the like is used. This is an effective starting point for the ring-opening addition polymerization, and a branched structure is easily formed, which is preferable.

また、水酸基を3個以上有する多価アルコールの誘導体の好ましい例として、前記多価アルコールの水酸基の一部が脂肪酸でエステル化されたものを挙げることができる。ポリグリセリンのステアリン酸エステルやオレイン酸エステルはこのような化合物の例であるが、食品添加物としても使用されている安全性の高い化合物であり、エステル化率の低いものを選べば、本発明のポリ乳酸系樹脂に高分岐構造を取らせることが可能であり好ましい。   Moreover, as a preferable example of the derivative of the polyhydric alcohol having 3 or more hydroxyl groups, there can be mentioned one in which a part of the hydroxyl groups of the polyhydric alcohol is esterified with a fatty acid. Polyglycerin stearates and oleates are examples of such compounds, but they are highly safe compounds that are also used as food additives. It is possible to make the polylactic acid-based resin have a highly branched structure, which is preferable.

また、水酸基を3個以上有するポリマーポリオールも、水酸基を3個以上有する多価アルコールの誘導体の好ましい例である。水酸基を3個以上有するポリマーポリオールの具体例としては、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリウレタンポリオールを挙げることができる。これらのうち、生分解性を考慮すると脂肪族成分からなるポリエステルポリオールが好ましい。   A polymer polyol having 3 or more hydroxyl groups is also a preferred example of a polyhydric alcohol derivative having 3 or more hydroxyl groups. Specific examples of the polymer polyol having 3 or more hydroxyl groups include polyester polyol, polycarbonate polyol, and polyurethane polyol. Of these, polyester polyols composed of aliphatic components are preferred in view of biodegradability.

本発明のポリ乳酸系ポリエステル樹脂において、前記Yは−CH(CH)−、または−CH(CH)−と炭素数2〜10の直鎖または分岐アルキレン基との混合物である。前記−(CO−Y−O)−は、ラクチド類またはラクチド類とラクトン類の混合物を、ポリオールを開始剤として開環付加重合することによって、容易に得ることができる。ラクチド類としては、例えば、ラクチド(乳酸の環状二量体)、グリコリド(グリコール酸の環状二量体)等を用いることができる。また、ラクトン類としては、例えば、β−プロピオンラクトン、β−ブチロラクトン、ピバロラクトン、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン、ε−カプロラクトン等を用いることができる。またこれらの化合物は、必ずしも単独で用いる必要はなく、複数種類を共重合することができる。なかでも、生分解性に優れ、かつ重合が容易なε−カプロラクトンおよびラクチドの使用が好ましい。 In the polylactic acid-based polyester resin of the present invention, Y is a mixture of —CH (CH 3 ) — or —CH (CH 3 ) — and a linear or branched alkylene group having 2 to 10 carbon atoms. The — (CO—Y—O) q — can be easily obtained by subjecting lactides or a mixture of lactides and lactones to ring-opening addition polymerization using a polyol as an initiator. As lactides, for example, lactide (a cyclic dimer of lactic acid), glycolide (a cyclic dimer of glycolic acid) and the like can be used. Examples of lactones that can be used include β-propionlactone, β-butyrolactone, pivalolactone, γ-butyrolactone, γ-valerolactone, δ-valerolactone, and ε-caprolactone. Moreover, these compounds do not necessarily need to be used alone, and a plurality of types can be copolymerized. Among them, it is preferable to use ε-caprolactone and lactide which are excellent in biodegradability and easy to polymerize.

本発明のポリ乳酸系ポリエステル樹脂において、前記−(CO−Y−O)−におけるqは正の整数であり、qの平均値は5以上、より好ましくは7以上、更に好ましくは10以上である。qの平均値が低すぎると、必然的に得られるポリ乳酸系ポリエステル樹脂の分子量が低いものとなり、樹脂の凝集力が小さくなり接着性が不良になる傾向にある。一方、qの平均値は50以下であることが好ましい。qの平均値が高すぎると、樹脂の数平均分子量が大きくなり、樹脂の凝集力が大きくなるために溶融粘度が大きくなり、水分散性が不良になる可能性がある。 In the polylactic acid-based polyester resin of the present invention, q in the-(CO-YO) q- is a positive integer, and the average value of q is 5 or more, more preferably 7 or more, and still more preferably 10 or more. is there. When the average value of q is too low, the molecular weight of the polylactic acid-based polyester resin that is inevitably obtained becomes low, and the cohesive force of the resin tends to be small and the adhesiveness tends to be poor. On the other hand, the average value of q is preferably 50 or less. If the average value of q is too high, the number average molecular weight of the resin is increased, the cohesive force of the resin is increased, the melt viscosity is increased, and water dispersibility may be deteriorated.

本発明のポリ乳酸系ポリエステル樹脂において、前記−(O−(CO−Y−O)−X)におけるrの平均値は3以上15以下、より好ましくは3.5以上14以下、更に好ましくは4以上13以下である。rの平均値が低すぎると、ポリマーの末端基の数が少なく酸付加で導入できる酸価が小さいため、樹脂の分子量が高い場合には水分散性が劣り、水分散性が確保できる程度に樹脂の分子量を下げると樹脂の強度が実用に耐えなくなる。またrの平均値が15以上であると、末端酸付加の際に架橋反応が起こりゲル化を起こす可能性がある。 In the polylactic acid-based polyester resin of the present invention, the average value of r in the-(O- (CO-YO) q- X) r is 3 or more and 15 or less, more preferably 3.5 or more and 14 or less, and still more preferably. Is 4 or more and 13 or less. If the average value of r is too low, the number of end groups of the polymer is small and the acid value that can be introduced by acid addition is small. Therefore, when the molecular weight of the resin is high, the water dispersibility is inferior, and the water dispersibility can be secured. If the molecular weight of the resin is lowered, the strength of the resin becomes unusable. On the other hand, if the average value of r is 15 or more, a crosslinking reaction may occur during the addition of a terminal acid and gelation may occur.

本発明のポリ乳酸系ポリエステル樹脂において、前記−(CO−Y−O)−はD−乳酸残基と6−ヒドロキシカプロン酸残基のいずれか一方または双方とL−乳酸残基とから主としてなるランダム共重合体であることが好ましい。また、−(CO−Y−O)−に占めるL−乳酸残基の含有率は90重量%以下であることが好ましく、より好ましくは85重量%以下、更に好ましくは80重量%以下である。L−乳酸含有率が高すぎると、結晶性が顕著に現われるため、水分散性が不良になる傾向にある。またL−乳酸含量が90重量%を超えると、接着剤として使用する場合、時間経過とともに結晶化が進み接着強度の著しい低下が見られる場合がある。 In the polylactic acid-based polyester resin of the present invention, the-(CO-YO) q- is mainly composed of one or both of a D-lactic acid residue and a 6-hydroxycaproic acid residue and an L-lactic acid residue. It is preferable that it is the random copolymer which becomes. Further, the content of the L-lactic acid residue in- (CO-YO-) q- is preferably 90% by weight or less, more preferably 85% by weight or less, and still more preferably 80% by weight or less. . If the L-lactic acid content is too high, crystallinity appears remarkably, and the water dispersibility tends to be poor. On the other hand, when the L-lactic acid content exceeds 90% by weight, when used as an adhesive, crystallization progresses with time and a significant decrease in adhesive strength may be observed.

本発明のポリ乳酸系ポリエステル樹脂において、前記−(CO−Y−O)−は、典型的には、D−ラクチドとε−カプロラクトンのいずれか一方または双方とL−ラクチドの開環付加重合によって得られるランダム共重合体から主としてなり、さらに他の成分が共重合されていても良い。D−ラクチドとε−カプロラクトンのいずれか一方または双方とL−ラクチドとから主としてなるランダム共重合体は、たとえば、従来公知の開環重合触媒の存在下あるいは不存在下に、ポリオールを開始剤として、D−ラクチドとε−カプロラクトンのいずれか一方または双方とL−ラクチドを加熱撹拌することにより、得ることができる。 In the polylactic acid-based polyester resin of the present invention, the — (CO—YO) q — is typically a ring-opening addition polymerization of L-lactide with either one or both of D-lactide and ε-caprolactone. The main component may be a random copolymer obtained by the above process, and other components may be copolymerized. A random copolymer mainly composed of either or both of D-lactide and ε-caprolactone and L-lactide can be prepared, for example, using a polyol as an initiator in the presence or absence of a conventionally known ring-opening polymerization catalyst. , D-lactide, ε-caprolactone, or both of them and L-lactide can be obtained by heating and stirring.

本発明のポリ乳酸系ポリエステル樹脂において、前記Xはカルボキシル基を2個以上含む多塩基酸の残基または水素である。前記多塩基酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸、オルソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸およびその酸無水物、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジオン酸、ダイマー酸等の脂肪族ジカルボン酸およびその酸無水物、マレイン酸、フマル酸、テルペン−マレイン酸付加体等の不飽和ジカルボン酸およびその酸無水物、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸、1,2−シクロヘキセンジカルボン酸、などの脂環族ジカルボン酸およびその酸無水物、トリメリット酸、メチルシクロへキセントリカルボン酸、などの3価以上のカルボン酸およびその酸無水物を挙げることができる。これらのうち、無水トリメリット酸は付加反応で容易に反応させることができ、かつ1分子あたりカルボキシル基を2個導入できるので、多量の酸価の導入が可能であり、水分散化に有利であるので好ましい。またバイオマス原料である無水コハク酸も、反応が容易であり、高いバイオマス度を維持できることから好ましい。   In the polylactic acid-based polyester resin of the present invention, the X is a polybasic acid residue containing two or more carboxyl groups or hydrogen. Examples of the polybasic acid include aromatic dicarboxylic acids such as terephthalic acid, isophthalic acid, orthophthalic acid, and naphthalenedicarboxylic acid and their anhydrides, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid, Aliphatic dicarboxylic acids such as dimer acids and acid anhydrides thereof, unsaturated dicarboxylic acids such as maleic acid, fumaric acid, and terpene-maleic acid adducts and acid anhydrides thereof, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, tetrahydrophthalic acid, Trivalent or higher carboxylic acids such as hexahydroisophthalic acid, 1,2-cyclohexene dicarboxylic acid, and the like, and acid anhydrides thereof, trimellitic acid, methylcyclohexeric carboxylic acid, and the acid anhydrides thereof. Can be mentioned. Among these, trimellitic anhydride can be easily reacted by an addition reaction, and two carboxyl groups can be introduced per molecule, so that a large amount of acid value can be introduced, which is advantageous for water dispersion. This is preferable. Further, succinic anhydride, which is a biomass raw material, is preferable because it can easily react and maintain a high degree of biomass.

また、前記多塩基酸として、無水ピロメリット酸(PMDA)、オキシジフタル酸二無水物(ODPA)、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物(BTDA)、3,3’,4,4’−ジフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)、エチレングリコールビスアンヒドロトリメリテート(TMEG)、3,3’,4,4’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物(DSDA)、4,4’−(ヘキサフロロイソプロピリデン)ジフタル酸二無水物(6FDA)、2,2’−ビス[(ジカルボキシフェノキシ)フェニル]プロパン二無水物(BSAA)、グリセリントリスアンヒドロトリメリテート等の酸二無水物も使用することができる。これらの化合物を用いると鎖延長効果により、分子量を上げることが可能であり、樹脂強度向上の観点から好ましい。特に、比較的低温で付加反応が可能で、凝集力が少なく水分散性の良好な、エチレングリコールビスアンヒドロトリメリテート(TMEG)の使用が特に好ましい。   Further, as the polybasic acid, pyromellitic anhydride (PMDA), oxydiphthalic dianhydride (ODPA), 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride (BTDA), 3,3 ′ , 4,4′-diphenyltetracarboxylic dianhydride (BPDA), ethylene glycol bisanhydro trimellitate (TMEG), 3,3 ′, 4,4′-diphenylsulfone tetracarboxylic dianhydride (DSDA) 4,4 ′-(hexafluoroisopropylidene) diphthalic dianhydride (6FDA), 2,2′-bis [(dicarboxyphenoxy) phenyl] propane dianhydride (BSAA), glycerin tris anhydro trimellitate Acid dianhydrides such as can also be used. When these compounds are used, the molecular weight can be increased by the chain extension effect, which is preferable from the viewpoint of improving the resin strength. In particular, it is particularly preferable to use ethylene glycol bisanhydro trimellitate (TMEG), which allows an addition reaction at a relatively low temperature, has a low cohesive force, and has good water dispersibility.

本発明のポリ乳酸系ポリエステル樹脂は、グリコール酸等の乳酸以外のヒドロキシカルボン酸を構成成分とする環状化合物およびε−カプロラクトン等のラクトン類から選ばれる1種または2種以上の混合物とラクチド等の乳酸を構成成分として有する環状化合物とを、水酸基を3個以上有する多価アルコール及びその誘導体、水酸基を3個以上有するポリマーポリオールを開始剤として開環付加重合させ、次いで末端水酸基に多塩基酸を反応させて分子末端に酸価を導入することによっても、製造することができる。より具体的には、水酸基を3個以上含むポリオール、ラクチド、ε−カプロンラクトン、触媒を一括して仕込み、150℃以上に昇温させ1時間〜3時間重合させ、さらに多塩基酸無水物を加えて1時間〜2時間反応させることにより、本発明のポリ乳酸系ポリエステル樹脂を得ることができる。多塩基酸無水物が重合系中に含まれる水との反応によって開環しないように、各原料はあらかじめ真空乾燥等を行なって含水率を下げてから使用することが好ましい。また重合中の水分の影響を避けるため、真空中、または不活性ガス雰囲気下で重合を行うことが好ましい。重合温度はポリ乳酸の熱安定性を勘案すると180℃以下で行うのが好ましい。また、酸無水物を水酸基に付加反応させる場合、従来公知の酸付加触媒を使用することにより、重合速度を上げることができる。このような効果を期待できる触媒の例としては、トリエチルアミン、ベンジルジメチルアミン等のアミン類;テトラメチルアンモニウムクロライド、トリエチルベンジルアンモニウムクロライド等の四級アンモニウム塩;2−エチル−4−イミダゾール等のイミダゾール類;4−ジメチルアミノピリジン等のピリジン類;トリフェニルホスフィン等のホスフィン類;テトラフェニルホスホニウムブロマイド等のホスホニウム塩;p−トルエンスルホン酸ナトリウム等のスルホニウム塩;p−トルエンスルホン酸等のスルホン酸類;オクチル酸亜鉛等の有機金属塩等が挙げることができる。これらのうち、アミン類、ピリジン類、ホスフィン類が開環重合反応の触媒としてより好ましく、特に4−ジメチルアミノピリジンを用いると重合反応速度を高くすることができる。   The polylactic acid-based polyester resin of the present invention is a mixture of one or two or more selected from a cyclic compound having a hydroxycarboxylic acid other than lactic acid such as glycolic acid as a constituent and a lactone such as ε-caprolactone, and lactide. A cyclic compound having lactic acid as a constituent component is subjected to ring-opening addition polymerization using a polyhydric alcohol having 3 or more hydroxyl groups and a derivative thereof, and a polymer polyol having 3 or more hydroxyl groups as an initiator, and then a polybasic acid is added to the terminal hydroxyl group. It can also be produced by reacting and introducing an acid value at the molecular end. More specifically, a polyol containing 3 or more hydroxyl groups, lactide, ε-caprone lactone, and catalyst are charged all at once, heated to 150 ° C. or higher, polymerized for 1 to 3 hours, and further polybasic acid anhydride is obtained. In addition, by reacting for 1 to 2 hours, the polylactic acid-based polyester resin of the present invention can be obtained. In order to prevent the polybasic acid anhydride from ring-opening due to the reaction with water contained in the polymerization system, it is preferable to use each raw material after reducing the water content by vacuum drying or the like in advance. In order to avoid the influence of moisture during the polymerization, the polymerization is preferably performed in a vacuum or in an inert gas atmosphere. The polymerization temperature is preferably 180 ° C. or less in consideration of the thermal stability of polylactic acid. In addition, when an acid anhydride is added to a hydroxyl group, the polymerization rate can be increased by using a conventionally known acid addition catalyst. Examples of catalysts that can be expected to have such effects include amines such as triethylamine and benzyldimethylamine; quaternary ammonium salts such as tetramethylammonium chloride and triethylbenzylammonium chloride; imidazoles such as 2-ethyl-4-imidazole Pyridines such as 4-dimethylaminopyridine; phosphines such as triphenylphosphine; phosphonium salts such as tetraphenylphosphonium bromide; sulfonium salts such as sodium p-toluenesulfonate; sulfonic acids such as p-toluenesulfonic acid; octyl Examples thereof include organic metal salts such as zinc acid. Among these, amines, pyridines, and phosphines are more preferable as a catalyst for the ring-opening polymerization reaction. Particularly, when 4-dimethylaminopyridine is used, the polymerization reaction rate can be increased.

本発明のポリ乳酸系ポリエステル樹脂を重合する際には、各種の酸化防止剤を添加することが有効である。重合温度が高い場合や重合時間が長い場合には、ポリ乳酸セグメントは耐熱性が低いため酸化劣化を受け、着色することがある。また、ポリエーテル等耐熱性の低いセグメントが共重合されているとさらに酸化劣化を受けやすくなる場合があり、このような場合、酸化防止剤の添加が特に有効である。酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、ニトロ化合物系酸化防止剤、無機化合物系酸化防止剤など公知のものが例示できる。比較的耐熱性の高いフェノール系酸化防止剤が好ましく、樹脂に対して0.05重量%以上0.5重量%以下の添加が好ましい。   When polymerizing the polylactic acid-based polyester resin of the present invention, it is effective to add various antioxidants. When the polymerization temperature is high or when the polymerization time is long, the polylactic acid segment has low heat resistance and may be oxidized and colored. In addition, when a segment having low heat resistance such as polyether is copolymerized, it may be more susceptible to oxidative degradation. In such a case, addition of an antioxidant is particularly effective. Examples of the antioxidant include known phenolic antioxidants, phosphorus antioxidants, amine antioxidants, sulfur antioxidants, nitro compound antioxidants, inorganic compound antioxidants, and the like. . A phenolic antioxidant having a relatively high heat resistance is preferable, and 0.05 to 0.5% by weight of the resin is preferably added.

本発明のポリ乳酸系ポリエステル樹脂は水分散性が良好なため、塩基性化合物の存在下、温水中で容易に水分散することができる。水分散体製造時の液温は40℃以上95℃以下が好ましく、より好ましくは55℃以上90℃以下であり、さらに好ましくは70℃以上85℃以下である。水温が低くても分散は進行するが、時間が掛かってしまう。水温の高い方が分散は早くなるが、水温が高すぎると、水の蒸発速度が高くなるので配合比率の制御が困難となり、また、揮発性の高い塩基性化合物を使用する場合には、塩基性化合物の揮発速度が高くなり、やはり配合比率の制御が困難となる。   Since the polylactic acid-based polyester resin of the present invention has good water dispersibility, it can be easily dispersed in warm water in the presence of a basic compound. The liquid temperature during the production of the aqueous dispersion is preferably 40 ° C. or higher and 95 ° C. or lower, more preferably 55 ° C. or higher and 90 ° C. or lower, and further preferably 70 ° C. or higher and 85 ° C. or lower. Even if the water temperature is low, the dispersion proceeds, but it takes time. The higher the water temperature, the faster the dispersion. However, if the water temperature is too high, the evaporation rate of water increases, making it difficult to control the mixing ratio, and when using a highly volatile basic compound, The volatilization rate of the organic compound becomes high, and it becomes difficult to control the blending ratio.

本発明のポリ乳酸系ポリエステル樹脂水分散体の製造方法において使用される塩基性化合物としては、アンモニア、有機アミン化合物、無機塩基性化合物等が上げられる。   Examples of the basic compound used in the method for producing the polylactic acid polyester resin aqueous dispersion of the present invention include ammonia, an organic amine compound, an inorganic basic compound, and the like.

前記有機アミン化合物の具体例を挙げると、トリエチルアミン、イソプロピルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、sec−ブチルアミン等のアルキルアミン類、3−エトキシプロピルアミン、プロピルアミン、3−メトキシプロピルアミン等のアルコキシアミン類、N,N−ジエチルエタノールアミン、N,N−ジメチルエタノールアミン、アミノエタノールアミン、N−メチル−N,N−ジエタノールアミン、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のアルカノールアミン類、モルホリン、N−メチルモルホリン、N−エチルモルホリン等のモルホリン類である。これらの有機アミン化合物のうち、親水性の高いアルカノールアミン類、特にトリエタノールアミンを使用すると水分散性を向上させることができる。   Specific examples of the organic amine compound include alkylamines such as triethylamine, isopropylamine, ethylamine, diethylamine and sec-butylamine, alkoxyamines such as 3-ethoxypropylamine, propylamine and 3-methoxypropylamine, N , N-diethylethanolamine, N, N-dimethylethanolamine, aminoethanolamine, N-methyl-N, N-diethanolamine, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine and other alkanolamines, morpholine, N-methylmorpholine , Morpholines such as N-ethylmorpholine. Of these organic amine compounds, the use of highly hydrophilic alkanolamines, particularly triethanolamine, can improve water dispersibility.

前記無機塩基性化合物の具体例を挙げると、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム等のアルカリ金属の炭酸塩、炭酸水素塩、及び炭酸アンモニウム等を使用することができる。多価金属の塩基性化合物は、本発明のポリ乳酸系ポリエステル樹脂中に含まれる複数のカルボキシル基と水に難溶性の塩を生成し、分散性を悪化させる可能性があるので、使用する場合は少量に限定することが好ましい。   Specific examples of the inorganic basic compound include alkali metal hydroxides such as lithium hydroxide, sodium hydroxide and potassium hydroxide, alkali metal carbonates such as sodium bicarbonate and sodium carbonate, bicarbonates, And ammonium carbonate etc. can be used. When using a basic compound of a polyvalent metal, since it may cause a plurality of carboxyl groups contained in the polylactic acid-based polyester resin of the present invention and a water-insoluble salt to deteriorate the dispersibility. Is preferably limited to a small amount.

前記塩基性化合物は、本発明のポリ乳酸系ポリエステル樹脂が有するカルボキシル基の少なくとも一部を中和し得る量を必要とし、具体的には本発明のポリ乳酸系ポリエステル樹脂の酸価に対して0.5当量〜1.0当量を添加することが望ましい。また、本発明のポリ乳酸系ポリエステル樹脂の酸価に対して1.0当量未満の塩基性化合物を用いて水分散体を形成した後、前記塩基性化合物を追加添加して、最終的な塩基性化合物の添加量を酸価に対して0.5当量〜1.0当量としても良い。このとき、水分散体のpHは6.5〜7.0に調整することが、ポリ乳酸セグメントの加水分解を抑制する観点で、好ましい。塩基性化合物の添加比率が低すぎると水分散性が低くなる傾向にあり、高すぎると水分散体のpHが高くなりポリ乳酸系ポリエステル樹脂が加水分解を起こす可能性がある。   The basic compound requires an amount capable of neutralizing at least a part of the carboxyl groups of the polylactic acid-based polyester resin of the present invention, specifically, with respect to the acid value of the polylactic acid-based polyester resin of the present invention. It is desirable to add 0.5 equivalent to 1.0 equivalent. In addition, after forming an aqueous dispersion using a basic compound having an acid value of less than 1.0 equivalent with respect to the acid value of the polylactic acid-based polyester resin of the present invention, the basic compound is additionally added to form a final base. It is good also considering the addition amount of an ionic compound as 0.5 equivalent-1.0 equivalent with respect to an acid value. At this time, the pH of the aqueous dispersion is preferably adjusted to 6.5 to 7.0 from the viewpoint of suppressing hydrolysis of the polylactic acid segment. If the addition ratio of the basic compound is too low, the water dispersibility tends to be low. If it is too high, the pH of the water dispersion becomes high and the polylactic acid polyester resin may be hydrolyzed.

本発明のポリ乳酸系ポリエステル樹脂の水分散体を製造するためには、乳化剤や有機溶剤を使用する必要はないが、必ずしも使用を排除するものでもない。各種ノニオン性乳化剤やアニオン性乳化剤の使用により、水分散体のさらなる安定化を図ることが可能となる場合がある。また、あらかじめ本発明のポリ乳酸系ポリエステル樹脂を適当な有機溶剤に溶解したのち相転移させることにより、より安定な水分散体を得ることができる場合がある。   In order to produce the aqueous dispersion of the polylactic acid-based polyester resin of the present invention, it is not necessary to use an emulsifier or an organic solvent, but the use is not necessarily excluded. The use of various nonionic emulsifiers and anionic emulsifiers may make it possible to further stabilize the aqueous dispersion. In some cases, a more stable aqueous dispersion may be obtained by previously dissolving the polylactic acid-based polyester resin of the present invention in an appropriate organic solvent and then causing phase transition.

本発明のポリ乳酸系ポリエステル樹脂水分散体を接着剤として使用することができる。この際、カルボキシル基と反応する硬化剤を加えると、より接着力の高い接着剤を得ることができる。前記硬化剤としては、メラミン系、ベンゾグアナミン系等のアミノ樹脂、多価イソシアネート化合物、多価オキサゾリン化合物、多価エポキシ化合物、フェノール樹脂などの各種の硬化剤を使用することができる。特に、多価エポキシ化合物、多価オキサゾリン化合物はカルボキシル基との反応性が高く、低温での硬化が可能となり、また高い接着力を得ることができ、好ましい。また多価金属塩も硬化剤として使用することができる。   The polylactic acid-based polyester resin aqueous dispersion of the present invention can be used as an adhesive. Under the present circumstances, if the hardening | curing agent which reacts with a carboxyl group is added, an adhesive agent with higher adhesive force can be obtained. As said hardening | curing agent, various hardening | curing agents, such as amino resins, such as a melamine type and a benzoguanamine type, a polyvalent isocyanate compound, a polyvalent oxazoline compound, a polyvalent epoxy compound, a phenol resin, can be used. In particular, polyvalent epoxy compounds and polyvalent oxazoline compounds are preferable because they have high reactivity with carboxyl groups, can be cured at low temperatures, and can provide high adhesive strength. Multivalent metal salts can also be used as curing agents.

これらの硬化剤を使用する場合、その含有量は本発明のポリ乳酸系ポリエステル樹脂100質量部に対し、5〜50質量部であることが好ましい。硬化剤の配合量が5質量部を下回ると硬化性が不足する傾向にあり、50質量部を超えると塗膜が硬くなりすぎる傾向にある。   When using these hardening | curing agents, it is preferable that the content is 5-50 mass parts with respect to 100 mass parts of polylactic acid-type polyester resins of this invention. When the blending amount of the curing agent is less than 5 parts by mass, the curability tends to be insufficient, and when it exceeds 50 parts by mass, the coating film tends to be too hard.

本発明の水性接着剤の硬化剤として適切なエポキシ化合物としては、ノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、トリスフェノールメタン型エポキシ樹脂、アミノ基含有エポキシ樹脂、共重合型エポキシ樹脂等を挙げることができる。ノボラック型エポキシ樹脂の例としては、フェノール、クレゾール、アルキルフェノールなどのフェノール類とホルムアルデヒドとを酸性触媒下で反応させて得られるノボラック類に、エピクロルヒドリン及び/又はメチルエピクロルヒドリンを反応させて得られるものを挙げることができる。ビスフェノール型エポキシ樹脂の例としては、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールSなどのビスフェノール類にエピクロルヒドリン及び/又はメチルエピクロルヒドリンを反応させて得られるものや、ビスフェノールAのジグリシジルエーテルと前記ビスフェノール類の縮合物にエピクロルヒドリン及び/又はメチルエピクロルヒドリンを反応させて得られるものを挙げることができる。トリスフェノールメタン型エポキシ樹脂の例としては、トリスフェノールメタン、トリスクレゾールメタン等とエピクロルヒドリン及び/又はメチルエピクロルヒドリンとを反応させて得られるものを挙げることができる。アミノ基含有エポキシ樹脂の例としては、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン、トリグリシジルパラアミノフェノール、テトラグリシジルビスアミノメチルシクロヘキサノン、N,N,N’,N’−テトラグリシジル−m−キシレンジアミン等のグリシジルアミン系を挙げることができる。共重合型エポキシ樹脂の例としては、グリシジルメタクリレートとスチレンの共重合体、グリシジルメタクリレートとスチレンとメチルメタクリレートの共重合体、あるいは、グリシジルメタクリレートとシクロヘキシルマレイミドなどとの共重合体等を挙げることができる。   Examples of the epoxy compound suitable as the curing agent for the water-based adhesive of the present invention include novolac type epoxy resins, bisphenol type epoxy resins, trisphenol methane type epoxy resins, amino group-containing epoxy resins, and copolymer type epoxy resins. it can. Examples of novolak-type epoxy resins include those obtained by reacting epichlorohydrin and / or methyl epichlorohydrin with novolaks obtained by reacting phenols such as phenol, cresol, and alkylphenol with formaldehyde in the presence of an acidic catalyst. be able to. Examples of bisphenol type epoxy resins include those obtained by reacting bisphenols such as bisphenol A, bisphenol F, and bisphenol S with epichlorohydrin and / or methyl epichlorohydrin, and condensates of bisphenol A diglycidyl ether and the bisphenols. And those obtained by reacting epichlorohydrin and / or methyl epichlorohydrin. Examples of the trisphenol methane type epoxy resin include those obtained by reacting trisphenol methane, tris-resole methane and the like with epichlorohydrin and / or methyl epichlorohydrin. Examples of amino group-containing epoxy resins include glycidylamines such as tetraglycidyldiaminodiphenylmethane, triglycidylparaaminophenol, tetraglycidylbisaminomethylcyclohexanone, N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-m-xylenediamine, and the like. Can be mentioned. Examples of the copolymer type epoxy resin include a copolymer of glycidyl methacrylate and styrene, a copolymer of glycidyl methacrylate and styrene and methyl methacrylate, or a copolymer of glycidyl methacrylate and cyclohexylmaleimide, and the like. .

本発明のポリ乳酸系ポリエステル樹脂水分散体は乳化効果を持つため、水に溶けないエポキシ化合物も硬化剤として使用することができるが、水溶性エポキシ樹脂の方が使用しやすく好ましい。水溶性エポキシ樹脂の例としては、ポリエチレングリコール、グリセリン及びその誘導体、ソルビトール等の水溶性化合物の水酸基の一部をグリシジル基にしたものを挙げることができる。市販の水溶性エポキシ樹脂としては、阪本薬品工業(株)製のSR−EGM、SR−8EG、SR−GLG、SR−SEP、ナガセケミッテックス(株)製のデナコールEX−614、EX−512、EX−412等を挙げることができる。   Since the polylactic acid-based polyester resin aqueous dispersion of the present invention has an emulsifying effect, an epoxy compound that is not soluble in water can also be used as a curing agent, but a water-soluble epoxy resin is preferred because it is easier to use. Examples of the water-soluble epoxy resin include polyethylene glycol, glycerin and derivatives thereof, and water-soluble compounds such as sorbitol in which a part of the hydroxyl group is a glycidyl group. Examples of commercially available water-soluble epoxy resins include SR-EGM, SR-8EG, SR-GLG, SR-SEP manufactured by Sakamoto Yakuhin Kogyo Co., Ltd., Denacol EX-614, EX-512 manufactured by Nagase Chemitex Co., Ltd. , EX-412 and the like.

本発明の水性接着剤の硬化剤として適切なオキサゾリン化合物としては、市販のオキサゾリン化合物を使用することができ、日本触媒製エポクロスWS−500、WS−700、エポクロスK−2010E、エポクロスK−2020E等を使用することができる。   As an oxazoline compound suitable as a curing agent for the aqueous adhesive of the present invention, a commercially available oxazoline compound can be used. Can be used.

本発明の水性接着剤の硬化剤として適切なカルボジイミド化合物としては、市販のカルボジイミド化合物を使用することができ、日清紡製カルボジライトV−02、V−04等を使用することができる。   As a carbodiimide compound suitable as a curing agent for the aqueous adhesive of the present invention, a commercially available carbodiimide compound can be used, and Nisshinbo Carbodilite V-02, V-04 and the like can be used.

本発明の水性接着剤の硬化剤として適切な多価金属塩としては、カルシウム塩、亜鉛塩、アルミニウム塩等を使用することができるが、特に塩化カルシウム、炭酸亜鉛アンモニウムが好ましい。   As a polyvalent metal salt suitable as a curing agent for the aqueous adhesive of the present invention, calcium salt, zinc salt, aluminum salt and the like can be used, and calcium chloride and zinc ammonium carbonate are particularly preferable.

本発明の水性接着剤の硬化剤として適切なフェノール樹脂としては、たとえばアルキル化フェノール類および/またはクレゾール類とホルムアルデヒドとの縮合物を挙げることができる。具体的にはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基等のアルキル基でアルキル化されたアルキル化フェノール、p-tert-アミルフェノール、4、4'-sec-ブチリデンフェノール、p-tert-ブチルフェノール、o-クレゾール、,m-クレゾール、,p-クレゾール、p-シクロヘキシルフェノール、4,4'-イソプロピリデンフェノール、p-ノニルフェノール、p-オクチルフェノール、3-ペンタデシルフェノール、フェノール、フェニルo-クレゾール、p-フェニルフェノール、キシレノールなどとホルムアルデヒドとの縮合物を挙げることができる。   Examples of the phenol resin suitable as the curing agent for the aqueous adhesive of the present invention include a condensate of alkylated phenols and / or cresols with formaldehyde. Specifically, alkylated phenols alkylated with alkyl groups such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, p-tert-amylphenol, 4,4'-sec-butylidenephenol, p -tert-butylphenol, o-cresol, m-cresol, p-cresol, p-cyclohexylphenol, 4,4'-isopropylidenephenol, p-nonylphenol, p-octylphenol, 3-pentadecylphenol, phenol, phenyl Examples include condensates of o-cresol, p-phenylphenol, xylenol and the like with formaldehyde.

本発明の水性接着剤の硬化剤として適切なアミノ樹脂としては、例えば尿素、メラミン、ベンゾグアナミンなどのホルムアルデヒド付加物、さらにこれらの化合物を炭素原子数が1〜6のアルコールによりアルコキシ化したアルキルエーテル化合物を挙げることができる。具体的にはメトキシ化メチロール尿素、メトキシ化メチロール−N,N−エチレン尿素、メトキシ化メチロールジシアンジアミド、メトキシ化メチロールメラミン、メトキシ化メチロールベンゾグアナミン、ブトキシ化メチロールメラミン、ブトキシ化メチロールベンゾグアナミンなどが挙げられるが、好ましくはメトキシ化メチロールメラミン、ブトキシ化メチロールメラミンおよびメチロール化ベンゾグアナミンであり、それぞれ単独または併用して使用することができる。   Examples of amino resins suitable as curing agents for the aqueous adhesive of the present invention include formaldehyde adducts such as urea, melamine, and benzoguanamine, and alkyl ether compounds obtained by alkoxylating these compounds with alcohols having 1 to 6 carbon atoms. Can be mentioned. Specific examples include methoxylated methylol urea, methoxylated methylol-N, N-ethylene urea, methoxylated methylol dicyandiamide, methoxylated methylol melamine, methoxylated methylol benzoguanamine, butoxylated methylol melamine, butoxylated methylol benzoguanamine, and the like. Preferred are methoxylated methylol melamine, butoxylated methylol melamine and methylolated benzoguanamine, each of which can be used alone or in combination.

本発明の水性接着剤の硬化剤として適切なイソシアネート化合物としては、低分子化合物、高分子化合物のいずれでもよい。低分子化合物としては、たとえば、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等の脂肪族イソシアネート化合物、トルエンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート等の芳香族イソシアネート化合物、水素化ジフェニルメタンジイソシアネート、水素化キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等の脂環族イソシアネートを挙げることができる。また、これらのイソシアネート化合物の3量体等を挙げることができる。また高分子化合物としては、複数の活性水素を有する化合物と前記低分子ポリイソシアネート化合物の過剰量とを反応させて得られる末端イソシアネート基含有化合物を挙げることができる。複数の活性水素を有する化合物としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチロールプロパン、グリセリン、ソルビトール等の多価アルコール類、エチレンジアミン等の多価アミン類、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の水酸基とアミノ基を有する化合物、ポリエステルポリオール類、ポリエーテルポリオール類、ポリアミド類等の活性水素含有ポリマーを挙げることができる。   The isocyanate compound suitable as the curing agent for the aqueous adhesive of the present invention may be either a low molecular compound or a high molecular compound. Examples of the low molecular weight compound include aliphatic isocyanate compounds such as tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, and xylylene diisocyanate, aromatic isocyanate compounds such as toluene diisocyanate and diphenylmethane diisocyanate, hydrogenated diphenylmethane diisocyanate, hydrogenated xylylene diisocyanate, and isophorone. Mention may be made of alicyclic isocyanates such as diisocyanates. Moreover, trimers of these isocyanate compounds can be exemplified. Examples of the polymer compound include a terminal isocyanate group-containing compound obtained by reacting a compound having a plurality of active hydrogens with an excess of the low-molecular polyisocyanate compound. Examples of the compound having a plurality of active hydrogens include polyhydric alcohols such as ethylene glycol, propylene glycol, trimethylolpropane, glycerin and sorbitol, polyhydric amines such as ethylenediamine, hydroxyl groups such as monoethanolamine, diethanolamine and triethanolamine And compounds having an amino group, polyester polyols, polyether polyols, polyamides, and other active hydrogen-containing polymers.

前記イソシアネート化合物はブロック化イソシアネートであってもよい。イソシアネートブロック化剤としては、例えばフェノール、チオフェノール、メチルチオフェノール、クレゾール、キシレノール、レゾルシノール、ニトロフェノール、クロロフェノール等のフェノール類、アセトキシム、メチルエチルケトオキシム、シクロヘキサノンオキシムなどのオキシム類、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのアルコール類、エチレンクロルヒドリン、1,3-ジクロロ-2-プロパノールなどのハロゲン置換アルコール類、t-ブタノール、t-ペンタノールなどの第3級アルコール類、ε−カプロラクタム、δ−バレロラクタム、γ−ブチロラクタム、β−プロピルラクタムなどのラクタム類が挙げられ、その他にも芳香族アミン類、イミド類、アセチルアセトン、アセト酢酸エステル、マロン酸エチルエステルなどの活性メチレン化合物、メルカプタン類、イミン類、尿素類、ジアリール化合物類重亜硫酸ソーダなども挙げられる。ブロック化イソシアネートは上記イソシアネート化合物とイソシアネート化合物とイソシアネートブロック化剤とを従来公知の適宜の方法より付加反応させて得られる。   The isocyanate compound may be a blocked isocyanate. Examples of the isocyanate blocking agent include phenols such as phenol, thiophenol, methylthiophenol, cresol, xylenol, resorcinol, nitrophenol, and chlorophenol, oximes such as acetoxime, methyl ethyl ketoxime, and cyclohexanone oxime, methanol, ethanol, propanol, Alcohols such as butanol, halogen-substituted alcohols such as ethylene chlorohydrin and 1,3-dichloro-2-propanol, tertiary alcohols such as t-butanol and t-pentanol, ε-caprolactam, δ-valero Examples include lactams such as lactam, γ-butyrolactam, β-propyllactam, and other aromatic amines, imides, acetylacetone, acetoacetate ester, ethyl malonate. Examples include active methylene compounds such as tellurium, mercaptans, imines, ureas, diaryl compounds and sodium bisulfite. The blocked isocyanate is obtained by subjecting the above isocyanate compound, isocyanate compound and isocyanate blocking agent to an addition reaction by a conventionally known appropriate method.

本発明のポリ乳酸系ポリエステル樹脂水分散体に、色材を配合することにより水性インキを得ることができ、さらにカルボキシル基に対して反応性を有する硬化剤を配合することによりインキの耐水性を向上させることができる。色材としては、公知の顔料、染料を配合することができる。本発明のポリ乳酸系ポリエステル樹脂は、ポリエステル樹脂の酸価が大きいので各種顔料の分散性が大きく、高濃度の水性インキの作製が可能である。硬化剤としては、接着剤用途で例示したしたものを使用することができる。   A water-based ink can be obtained by blending a color material with the polylactic acid-based polyester resin aqueous dispersion of the present invention, and the water resistance of the ink can be improved by blending a curing agent having reactivity with a carboxyl group. Can be improved. As the color material, a known pigment or dye can be blended. Since the polylactic acid-based polyester resin of the present invention has a high acid value of the polyester resin, the dispersibility of various pigments is large, and a high-concentration aqueous ink can be produced. As the curing agent, those exemplified in the adhesive application can be used.

本発明の水分散体、接着剤及びインキは、各種増粘剤を配合することにより、作業性に適した粘性、粘度に調整することができる。増粘剤添加による系の安定性から、メチルセルロース、ポリアルキレングリコール誘導体などのノニオン性のもの、ポリアクリル酸塩、アルギン酸塩などのアニオン性のものが好ましい。   The water dispersion, adhesive and ink of the present invention can be adjusted to a viscosity and viscosity suitable for workability by blending various thickeners. From the stability of the system due to the addition of a thickener, nonionic ones such as methylcellulose and polyalkylene glycol derivatives, and anionic ones such as polyacrylates and alginates are preferred.

本発明の水分散体、接着剤及びインキは、各種表面張力調整剤を使用することにより、塗布性をさらに向上することができる。表面張力調整剤としては、たとえば、アクリル系、ビニル系、シリコーン系、フッ素系の表面張力調整剤などが例示され、特に制限されるものではないが、接着性を損ないにくいことから、上記中でもアクリル系、ビニル系の表面張力調整剤が好ましい。表面張力調整剤の添加量が過剰であると接着強度を損なう傾向にあるので、樹脂に対して、好ましくは1重量%以下、より好ましくは0.5重量%以下に添加量を制限すべきである。   The aqueous dispersion, adhesive and ink of the present invention can further improve applicability by using various surface tension modifiers. Examples of the surface tension adjusting agent include acrylic, vinyl, silicone, and fluorine surface tension adjusting agents, and are not particularly limited. And vinyl surface tension modifiers are preferred. If the addition amount of the surface tension modifier is excessive, the adhesive strength tends to be impaired. Therefore, the addition amount should preferably be limited to 1% by weight or less, more preferably 0.5% by weight or less based on the resin. is there.

本発明により得られる水分散体は、水分散体の製造の際に、あるいは製造された水分散体に対して、表面平滑剤、消泡剤、酸化防止剤、分散剤、潤滑剤等の公知の添加剤を配合しても良い。   The aqueous dispersion obtained by the present invention is known in the manufacture of an aqueous dispersion or a surface smoothing agent, an antifoaming agent, an antioxidant, a dispersing agent, a lubricant, etc. with respect to the produced aqueous dispersion. These additives may be blended.

本発明の水分散体、接着剤及びインキは、各種紫外線吸収剤、酸化防止剤、光安定剤を添加することにより、さらに耐光性、耐酸化性を向上させることができる。紫外線吸収効果、光安定効果をもつ化合物をポリエステル骨格に導入することで、耐光性は大幅に向上するが、紫外線吸収剤、酸化防止剤、光安定剤のエマルジョン、及び水溶液を、ポリエステル樹脂水分散体に添加することによっても耐候性は向上する。紫外線吸収剤としては、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、トリアジン系等各種有機系のもの、酸化亜鉛等無機系のもののいずれも使用可能である。また、酸化防止剤としては、ヒンダードフェノール、フェノチアジン、ニッケル化合物等一般的にポリマー用のもの各種が使用可能である。光安定剤もポリマー用のもの各種が使用可能であるが、ヒンダードアミン系のものが有効である。   The water dispersion, adhesive and ink of the present invention can be further improved in light resistance and oxidation resistance by adding various ultraviolet absorbers, antioxidants and light stabilizers. Light resistance is greatly improved by introducing a compound having an ultraviolet absorption effect and a light stabilization effect into the polyester skeleton, but an ultraviolet absorber, an antioxidant, an emulsion of a light stabilizer, and an aqueous solution are dispersed in a polyester resin in water. Addition to the body also improves the weather resistance. As the ultraviolet absorber, various organic types such as benzotriazole, benzophenone, and triazine, and inorganic types such as zinc oxide can be used. As the antioxidant, various polymers generally used for polymers such as hindered phenols, phenothiazines and nickel compounds can be used. Various light stabilizers for polymers can be used, but hindered amines are effective.

本発明のポリ乳酸系ポリエステル樹脂からなる層(A層)とフィルム、シート、織布、不織布および紙からなる群から選ばれる層(B層)とを積層し、積層体とすることができる。前記積層体は、例えば、フィルム、シート、織布、不織布および紙からなる群から選ばれる層(B層)に、本発明の水性接着剤および/または水性インキを塗布し乾燥させることにより容易に得ることができる。本発明の水性接着剤および水性インキは、各種原料からなるフィルム、シート、織布、不織布および紙と強い接着性を示すが、ポリ乳酸、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、セルロース、デンプン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、塩素化ポリオレフィン及びこれらの化学改質物質から作製されるフィルム、シートに対して特に高い接着力を示す。これらのうち、ポリ乳酸、セルロース、デンプン等のバイオマス原料からなるフィルム、シート及び紙と組み合わせれば、積層体全体のバイオマス度を極めて高くすることができる。また、本発明のポリ乳酸系ポリエステル樹脂水性接着剤および水性インキは、各種金属蒸着フィルムおよび金属酸化物蒸着フィルムにも高い接着力を示すので、前記A層/金属蒸着層/B層の3層構造の積層体や、前記A層/金属酸化物蒸着層/B層の3層構造の積層体として用いることも有用である。金属蒸着層および金属酸化物に使用する金属およびB層は特に限定されないが、特にアルミ蒸着フィルムと本発明のポリ乳酸系ポリエステル樹脂水性接着剤および水性インキとの接着力が大きい。本発明のポリ乳酸系ポリエステル樹脂水性接着剤および水性インキが、各種金属蒸着フィルムおよび各種金属酸化物に対して高い接着力を示すのは、本発明のポリエステル樹脂の酸価が高いことの効果であると思われる。これらの積層体は、バイオマス度が高いので比較的短期間で使い捨てにされる材料、例えば包装材料としての使用に好適であり、特に食品包装材料として最適である。   A layer (A layer) composed of the polylactic acid-based polyester resin of the present invention and a layer (B layer) selected from the group consisting of a film, a sheet, a woven fabric, a nonwoven fabric and paper can be laminated to form a laminate. The laminate can be easily obtained by, for example, applying the aqueous adhesive and / or aqueous ink of the present invention to a layer (B layer) selected from the group consisting of a film, a sheet, a woven fabric, a non-woven fabric, and paper and drying it. Can be obtained. The water-based adhesive and water-based ink of the present invention show strong adhesion to films, sheets, woven fabrics, non-woven fabrics and papers made of various raw materials, but polylactic acid, polyester, polyurethane, polyamide, cellulose, starch, vinyl chloride, chloride It exhibits particularly high adhesion to films and sheets made from vinylidene, chlorinated polyolefins and these chemically modified substances. Among these, when combined with a film, sheet and paper made of biomass raw materials such as polylactic acid, cellulose and starch, the biomass degree of the entire laminate can be made extremely high. Moreover, since the polylactic acid-based polyester resin water-based adhesive and water-based ink of the present invention exhibit high adhesive strength to various metal vapor-deposited films and metal oxide vapor-deposited films, the three layers of the A layer / metal vapor-deposited layer / B layer are used. It is also useful to use as a laminate having a structure or a laminate having a three-layer structure of the A layer / metal oxide vapor deposition layer / B layer. Although the metal and B layer used for a metal vapor deposition layer and a metal oxide are not specifically limited, Especially the adhesive force of the aluminum vapor deposition film and the polylactic acid-type polyester resin water-based adhesive and water-based ink of this invention is large. The polylactic acid-based polyester resin water-based adhesive and water-based ink of the present invention exhibit high adhesion to various metal deposited films and various metal oxides because of the high acid value of the polyester resin of the present invention. It appears to be. Since these laminates have a high degree of biomass, they are suitable for use as materials that are disposable in a relatively short period of time, such as packaging materials, and are particularly suitable as food packaging materials.

以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は、もとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、本発明の趣旨に適合し得る範囲で適宜変更を加えて実施することも可能であり、それらは、いずれも本発明の技術的範囲に含まれる。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited by the following examples, but may be implemented with appropriate modifications within a scope that can meet the gist of the present invention. These are all included in the technical scope of the present invention.

なお、以下、特記のない場合、部は重量部を表す。また、本明細書中で採用した測定、評価方法は次の通りである。   Hereinafter, unless otherwise specified, parts represent parts by weight. The measurement and evaluation methods employed in the present specification are as follows.

<樹脂組成>
樹脂試料を、重クロロホルムまたは重ジメチルスルホキシドに溶解し、VARIAN社製 NMR装置400−MRを用いて、H−NMR分析、必要に応じて13C−NMR分析を行ってその積分比より、樹脂組成を求め、重量%で表示した。また、左記樹脂組成を元に、乳酸含有率(重量%)を算出した。
また、乳酸のL/D比率は以下のとおりの方法で求めた。
試料の5g/100mLクロロホルム溶液を調製し、測定温度25℃、測定光源波長589nmにおいて比旋光度を測定し、[α]obsとした。また、上述の方法で求めた試料組成において、乳酸成分をすべてL−乳酸成分に置換した組成の樹脂を重合し、[α]obsと同様の方法により比旋光度を測定し、[α]100とした。
OP[%]= ABS([α]obs/[α]100)×100
OP=100%の時、試料に含まれる乳酸はすべてL体であり、OP=0%の時は、L体とD体の含有率は等しく各々50%であり、L乳酸/(L乳酸+D乳酸)=50+[OP]/2、との関係が成立する。左記により、L−乳酸とD−乳酸の比率を算出した。
<Resin composition>
A resin sample was dissolved in deuterated chloroform or deuterated dimethyl sulfoxide, and 1 H-NMR analysis and 13 C-NMR analysis were performed as necessary using an NMR apparatus 400-MR manufactured by VARIAN. The composition was determined and expressed in weight percent. The lactic acid content (% by weight) was calculated based on the resin composition on the left.
The L / D ratio of lactic acid was determined by the following method.
A 5 g / 100 mL chloroform solution of the sample was prepared, and the specific rotation was measured at a measurement temperature of 25 ° C. and a measurement light source wavelength of 589 nm to obtain [α] obs. Further, in the sample composition obtained by the above-described method, a resin having a composition in which all of the lactic acid component is substituted with the L-lactic acid component is polymerized, and the specific rotation is measured by the same method as [α] obs, and [α] 100 It was.
OP [%] = ABS ([α] obs / [α] 100) × 100
When OP = 100%, the lactic acid contained in the sample is all L-form, and when OP = 0%, the contents of L-form and D-form are equal 50% respectively, and L-lactic acid / (L-lactic acid + D Lactic acid) = 50 + [OP] / 2. From the left, the ratio of L-lactic acid to D-lactic acid was calculated.

<数平均分子量>
樹脂試料を、樹脂濃度が0.5重量%程度となるようにテトラヒドロフランに溶解し、孔径0.5μmのポリ四フッ化エチレン製メンブレンフィルターで濾過したものを測定用試料として、テトラヒドロフランを移動相とし、示差屈折計を検出器とするゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により分子量を測定した。流速は1mL/分、カラム温度は30℃とした。カラムには昭和電工製KF−802、804L、806Lを用いた。分子量標準には単分散ポリスチレンを使用した。
<Number average molecular weight>
A resin sample was dissolved in tetrahydrofuran so that the resin concentration was about 0.5% by weight and filtered through a polytetrafluoroethylene membrane filter having a pore size of 0.5 μm, and tetrahydrofuran was used as the mobile phase. The molecular weight was measured by gel permeation chromatography (GPC) using a differential refractometer as a detector. The flow rate was 1 mL / min and the column temperature was 30 ° C. Showa Denko KF-802, 804L and 806L were used for the column. Monodisperse polystyrene was used as the molecular weight standard.

<酸価>
樹脂試料0.8gを20mlのN,N−ジメチルホルミアミドに溶解し、フェノールフタレインを指示薬存在下、0.1Nのナトリウムメトキシドのメタノール溶液で滴定し、溶液が赤色に着色した点を中和点とし、樹脂10gあたりの当量(当量/10g)に換算して表示した。
<Acid value>
Dissolve 0.8 g of resin sample in 20 ml of N, N-dimethylformamide and titrate phenolphthalein with 0.1N sodium methoxide in methanol in the presence of an indicator. The neutralization point was expressed in terms of equivalents (equivalents / 10 6 g) per 10 6 g of resin.

<溶融粘度>
島津製作所製、フローテスター(CFT−500C型)にて、80℃に設定した加熱体中央のシリンダー中に水分率0.1%以下に乾燥した樹脂試料を充填し、充填1分経過後、プランジャーを介して試料に圧力(4.9MPa)をかけ、シリンダー底部のダイ(孔径:0.5mm、厚み:20mm)より、溶融した試料を押出し、プランジャーの降下距離と降下時間を記録し、溶融粘度を算出した。
<Melt viscosity>
Using a flow tester (CFT-500C type) manufactured by Shimadzu Corporation, a resin sample dried to a moisture content of 0.1% or less is filled into a cylinder at the center of a heating body set at 80 ° C. A pressure (4.9 MPa) was applied to the sample through a jar, and the molten sample was extruded from a die (hole diameter: 0.5 mm, thickness: 20 mm) at the bottom of the cylinder, and the plunger descending distance and descent time were recorded. The melt viscosity was calculated.

<保存安定性>
樹脂試料を大気中、開放系、50℃で10日間保存した後、数平均分子量を測定し、保存前後の分子量変化を評価した。
(判定)○:数平均分子量の変化が5%未満
△:数平均分子量の変化が5%以上10%未満
×:数平均分子量の変化が10%以上
<Storage stability>
After the resin sample was stored in the open atmosphere at 50 ° C. for 10 days, the number average molecular weight was measured to evaluate the change in molecular weight before and after storage.
(Judgment) ○: Change in number average molecular weight is less than 5%
Δ: Change in number average molecular weight is 5% or more and less than 10%
×: Change in number average molecular weight is 10% or more

<水分散性の評価>
温度計、攪拌機、リービッヒ冷却管を具備した500mlガラスフラスコに、樹脂、塩基性化合物、水を所定量添加した後、温度を80℃に保ち、400rpmで1時間撹拌した後、目視で水分散性を判定した。
(判定)○:未分散物が全くなく樹脂が完全に分散する。
△:未分散物が存在する。
×:樹脂が全く分散しない。
<Evaluation of water dispersibility>
After adding a predetermined amount of resin, basic compound and water to a 500 ml glass flask equipped with a thermometer, stirrer and Liebig condenser, keep the temperature at 80 ° C. and stir at 400 rpm for 1 hour, then visually disperse in water Was judged.
(Judgment) ◯: There is no undispersed material and the resin is completely dispersed.
Δ: Undispersed material exists.
X: Resin is not dispersed at all.

<水分散体の平均粒子径>
水分散体試料の体積粒子径基準の算術平均径を、HORIBA LB−500を用いて測定し、水分散体の平均粒子径として採用した。但し、水分散性が△または×のものについては、平均粒子径の測定を行わず、「−」と表示した。
<Average particle size of water dispersion>
The arithmetic average diameter based on the volume particle diameter of the water dispersion sample was measured using HORIBA LB-500 and adopted as the average particle diameter of the water dispersion. However, for those having water dispersibility Δ or ×, the average particle diameter was not measured, and “−” was displayed.

<水性接着剤の調製>
水分散体に対して、硬化剤として水溶性エポキシ樹脂SR−SEP(阪本薬品工業(株)製)を表3に記載の比率で配合し、水性接着剤を調製した。
<Preparation of water-based adhesive>
To the aqueous dispersion, a water-soluble epoxy resin SR-SEP (manufactured by Sakamoto Pharmaceutical Co., Ltd.) was blended as a curing agent at the ratio shown in Table 3 to prepare an aqueous adhesive.

<接着性評価用サンプルの調製>
厚さ25μmのPETフィルム(東洋紡績(株)製)のコロナ処理面に、乾燥後の厚みが5μmとなるように水性接着剤を塗布し、80℃×5分間乾燥した。その接着面に、別の厚さ25μmのPETフィルムのコロナ処理面を貼り合わせ、80℃で3kgf/cm2の加圧下に30秒間プレスし、40℃で8時間熱処理して硬化させて、剥離強度評価用サンプルを得た(初期評価用)。
また、上記サンプルを25℃の水中に5時間浸漬後、表面の水を十分に拭き取り、耐水性評価用サンプルとした。
<Preparation of adhesive evaluation sample>
An aqueous adhesive was applied to a corona-treated surface of a 25 μm thick PET film (manufactured by Toyobo Co., Ltd.) so that the thickness after drying was 5 μm, and dried at 80 ° C. for 5 minutes. The corona-treated surface of another 25 μm thick PET film was bonded to the adhesive surface, pressed at 80 ° C. under a pressure of 3 kgf / cm 2 for 30 seconds, cured by heat treatment at 40 ° C. for 8 hours, and peeled off. A sample for strength evaluation was obtained (for initial evaluation).
Moreover, after immersing the said sample in 25 degreeC water for 5 hours, the surface water was fully wiped off and it was set as the sample for water resistance evaluation.

<接着性の評価>
剥離強度を測定し、接着性の評価とした。25℃において、引張速度300mm/minで180°剥離試験を行ない、剥離強度を測定した。実用的性能から考慮すると2N/cm以上が良好である。但し、水分散性が△または×のものについて、上澄み液部分を用いて水性接着剤を作製し、接着性評価用サンプル作製を試みたが、有効成分が少ないため、乾燥後厚みが5μmとなるように塗布することが不可能であったが、塗布面にPETフィルムを上述の方法で貼り合わせ剥離強度評価用サンプルを作成し、剥離強度測定を行ったところ、剥離強度は0.1/cm以下であり、正確な測定ができないと判断し、「−」と表示した。
<Evaluation of adhesiveness>
The peel strength was measured and evaluated for adhesion. At 25 ° C., a 180 ° peel test was performed at a tensile speed of 300 mm / min, and the peel strength was measured. Considering from practical performance, 2 N / cm or more is good. However, for water dispersibility of Δ or ×, an aqueous adhesive was prepared using the supernatant liquid part, and an adhesive evaluation sample was prepared. However, since there are few active ingredients, the thickness after drying becomes 5 μm. Although it was impossible to apply, a PET film was bonded to the coated surface by the above-mentioned method, and a peel strength evaluation sample was prepared and peel strength was measured. The peel strength was 0.1 / cm. Since it was as follows and it was judged that an accurate measurement was not possible, "-" was displayed.

<耐水性の評価>
前記接着性評価用サンプルを25℃の水中に5時間浸漬後、表面の水を十分に拭き取り、25℃において、引張速度300mm/minで180°剥離試験を行ない剥離強度を測定した。但し、水分散性が△または×のものについては、ほとんど接着性を示さなかったため、耐水性の測定を行わず、「−」と表示した。
<Evaluation of water resistance>
The adhesive evaluation sample was immersed in water at 25 ° C. for 5 hours, the surface water was sufficiently wiped off, and a 180 ° peel test was conducted at 25 ° C. and a tensile speed of 300 mm / min to measure peel strength. However, those having a water dispersibility of Δ or × showed almost no adhesion, so that the water resistance was not measured, and “−” was displayed.

以下、実施例中の本文及び表に示した化合物の略号はそれぞれ以下の化合物を示す。
P−GLY:ポリグリセリン#750(数平均分子量750)
P−GLY−EO750:ジグリセリンエチレンオキサイド付加物(数平均分子量750)
P−GLY−MOS:デカグリセリンモノオレイン酸エステル
PEG1000:ポリエチレングリコール(数平均分子量1000)
L−LD:L−ラクチド
D−LD:D−ラクチド
CL:ε−カプロラクトン
TMA:無水トリメリット酸
SC:無水コハク酸
MA:無水マレイン酸
TEA:トリエチルアミン
TETA:トリエタノールアミン
AN:アンモニア水(28%)
NaHCO3:炭酸水素ナトリウム
Hereinafter, the abbreviations of the compounds shown in the text and tables in the examples indicate the following compounds, respectively.
P-GLY: polyglycerin # 750 (number average molecular weight 750)
P-GLY-EO750: Diglycerin ethylene oxide adduct (number average molecular weight 750)
P-GLY-MOS: Decaglycerin monooleate
PEG1000: Polyethylene glycol (number average molecular weight 1000)
L-LD: L-lactide D-LD: D-lactide CL: ε-caprolactone TMA: trimellitic anhydride SC: succinic anhydride MA: maleic anhydride TEA: triethylamine TETA: triethanolamine AN: aqueous ammonia (28% )
NaHCO3: Sodium bicarbonate

実施例A−1
ポリ乳酸系ポリエステル樹脂No.1の製造
温度計、撹拌機、リービッヒ冷却管を具備した500mlガラスフラスコにジグリセリンエチレンオキサイド付加物(数平均分子量750)7.7部、L−ラクチド74.4部、ε−カプロラクトン15.2部及び触媒としてオクチル酸錫0.028部を仕込み、60℃で30分窒素ガスを流通した。次いで60℃下に30分間減圧し、内容物を更に乾燥させた。再び窒素ガスを流通しつつ重合系を180℃に昇温し、180℃到達後3時間撹拌した。次いでリン酸0.018部を添加し、20分撹拌後、系を減圧し、未反応のラクチドおよびカプロラクトンを留去した。約20分後、未反応物の留出が収まった後、無水コハク酸4.4部を仕込み、180℃で2時間攪拌した後、内容物を取り出し冷却した。得られたポリ乳酸系ポリオールAの組成、数平均分子量、乳酸含有率等を表1に示した。
Example A-1
Polylactic acid polyester resin No. Production of 1 Into a 500 ml glass flask equipped with a thermometer, a stirrer, and a Liebig condenser, 7.7 parts of diglycerin ethylene oxide adduct (number average molecular weight 750), 74.4 parts of L-lactide, 15.2 ε-caprolactone 15.2 0.028 part of tin octylate was charged as a part and a catalyst, and nitrogen gas was circulated at 60 ° C. for 30 minutes. Subsequently, the pressure was reduced at 60 ° C. for 30 minutes to further dry the contents. The temperature of the polymerization system was raised to 180 ° C. while flowing nitrogen gas again, and the mixture was stirred for 3 hours after reaching 180 ° C. Next, 0.018 part of phosphoric acid was added, and after stirring for 20 minutes, the system was depressurized to distill off unreacted lactide and caprolactone. About 20 minutes later, after the distillation of unreacted material was stopped, 4.4 parts of succinic anhydride was added and stirred at 180 ° C. for 2 hours, and then the contents were taken out and cooled. Table 1 shows the composition, number average molecular weight, lactic acid content, and the like of the obtained polylactic acid-based polyol A.

実施例A−1〜A−8、比較例A−9〜A−15
ポリ乳酸系ポリエステル樹脂No.2〜15の製造
ポリ乳酸系ポリエステル樹脂No.1と同様にして、但し、仕込み原料およびその比率を変更してポリ乳酸系ポリエステル樹脂No.2〜15を合成し、ポリ乳酸系ポリエステル樹脂No.1と同様の評価を行った。評価結果を表1〜表2に示した。
Examples A-1 to A-8, Comparative Examples A-9 to A-15
Polylactic acid polyester resin No. Production of 2 to 15 Polylactic acid polyester resin No. 1 except that polylactic acid-based polyester resin No. 1 2 to 15 were synthesized, and polylactic acid polyester resin No. 1 was synthesized. Evaluation similar to 1 was performed. The evaluation results are shown in Tables 1 and 2.

ポリ乳酸系ポリエステル樹脂No.9は、樹脂酸価が低く、かつ式(3)を満たさず、本発明の範囲外である。ポリ乳酸系ポリエステル樹脂No.10は、式(3)を満たさず、本発明の範囲外である。ポリ乳酸系ポリエステル樹脂No.11は、樹脂酸価が高く、本発明の範囲外である。樹脂No.9は保存安定性が劣るが、酸価が高く吸水性が高いためと推測される。ポリ乳酸系ポリエステル樹脂No.12は、Log(MV)が小さく、本発明の範囲外である。ポリ乳酸系ポリエステル樹脂No.13は、Log(MV)が大きく、かつ式(3)を満たさず、本発明の範囲外である。ポリ乳酸系ポリエステル樹脂No.14は、式(3)を満たさず、本発明の範囲外である。ポリ乳酸系ポリエステル樹脂No.15も、式(3)を満たさず、本発明の範囲外である。   Polylactic acid polyester resin No. No. 9 has a low resin acid value and does not satisfy the formula (3), and is outside the scope of the present invention. Polylactic acid polyester resin No. 10 does not satisfy the formula (3) and is outside the scope of the present invention. Polylactic acid polyester resin No. No. 11 has a high resin acid value and is outside the scope of the present invention. Resin No. No. 9 is inferior in storage stability, but is presumed to have a high acid value and high water absorption. Polylactic acid polyester resin No. No. 12 has a small Log (MV) and is outside the scope of the present invention. Polylactic acid polyester resin No. No. 13 has a large Log (MV) and does not satisfy the formula (3), and is outside the scope of the present invention. Polylactic acid polyester resin No. 14 does not satisfy Expression (3) and is outside the scope of the present invention. Polylactic acid polyester resin No. 15 also does not satisfy the formula (3) and is outside the scope of the present invention.

実施例C−1
ポリ乳酸系ポリエステル樹脂水分散体、水性接着剤の製造および評価
温度計、攪拌機、リービッヒ冷却管を具備した500mlガラスフラスコにポリ乳酸系ポリエステル樹脂No.1を25部、TEA1.1部、水75部を仕込み、80℃に昇温し1時間撹拌した後、内容物を取り出し冷却し、ポリ乳酸系ポリエステル樹脂水分散体1を製造した。得られた水分散体の粒子径を測定した。さらに、上述の方法で硬化剤を配合し、得られた塗膜の接着性と耐水性を評価した。結果を表3に示した。
Example C-1
Production and Evaluation of Polylactic Acid Polyester Resin Aqueous Dispersion and Aqueous Adhesive Polylactic acid polyester resin No. 1 was added to a 500 ml glass flask equipped with a thermometer, stirrer and Liebig condenser. 25 parts, 1.1 parts of TEA and 75 parts of water were charged, heated to 80 ° C. and stirred for 1 hour, and then the contents were taken out and cooled to produce a polylactic acid-based polyester resin aqueous dispersion 1. The particle size of the obtained water dispersion was measured. Furthermore, the hardening | curing agent was mix | blended with the above-mentioned method, and the adhesiveness and water resistance of the obtained coating film were evaluated. The results are shown in Table 3.

実施例C−2〜C−8
実施例1と同様にして、但し、仕込み原料およびその比率を変更してポリ乳酸系ポリエステル樹脂水分散体の製造を行ない、ポリ乳酸系ポリエステル樹脂水分散体2〜7を製造した。さらに、実施例1と同様に、ポリ乳酸系ポリエステル樹脂水分散体2〜7に硬化剤を配合し、得られた塗膜の接着性と耐水性を評価した。結果を表3に示した。いずれも高い水分散性を示し、また硬化塗膜は高い接着性及び耐水性を示した。
Examples C-2 to C-8
In the same manner as in Example 1, except that the charged raw materials and their ratios were changed to produce polylactic acid polyester resin water dispersions, and polylactic acid polyester resin water dispersions 2 to 7 were produced. Further, in the same manner as in Example 1, a curing agent was blended into the polylactic acid-based polyester resin aqueous dispersions 2 to 7, and the adhesion and water resistance of the obtained coating film were evaluated. The results are shown in Table 3. All showed high water dispersibility, and the cured coating film showed high adhesion and water resistance.

比較例C−9〜C−15
実施例1と同様にして、但し、仕込み原料およびその比率を変更してポリ乳酸系ポリエステル樹脂水分散体の製造を試み、水分散体が得られたものについてはさらに、実施例1と同様に硬化剤を配合し、得られた塗膜の接着性と耐水性を評価した。結果を表4に示した。
Comparative Examples C-9 to C-15
In the same manner as in Example 1, except that the raw materials and the ratios thereof were changed to try to produce a polylactic acid-based polyester resin aqueous dispersion, and the aqueous dispersion was further obtained in the same manner as in Example 1. A curing agent was blended, and the adhesion and water resistance of the obtained coating film were evaluated. The results are shown in Table 4.

比較例C−9、比較例C−10は1時間攪拌後も未分散樹脂が大量に存在し、さらに1時間攪拌を続けてもなお大量の未分散樹脂が残存していた。比較例C−9に使用したポリ乳酸系ポリエステル樹脂No.9、樹脂No.10は式(3)を満たさず本発明の範囲外である。水分散工程において樹脂を十分に可塑化させるためには、溶融粘度に比して酸価が低すぎるため、ポリ乳酸系ポリエステル樹脂の分散が殆ど進まなかったものと推定される。   In Comparative Examples C-9 and C-10, a large amount of undispersed resin was present even after stirring for 1 hour, and a large amount of undispersed resin remained even after stirring for 1 hour. Polylactic acid-based polyester resin No. used in Comparative Example C-9 9, Resin No. 10 does not satisfy the formula (3) and is outside the scope of the present invention. In order to sufficiently plasticize the resin in the water dispersion step, it is presumed that the dispersion of the polylactic acid-based polyester resin hardly progressed because the acid value was too low compared to the melt viscosity.

比較例C−11、C−12において、ポリ乳酸系ポリエステル樹脂の水分散性は良好であったものの、比較例C−11は耐水性が不良、比較例C−12は接着性が不良であった。比較例C−11に使用した樹脂No.11は、樹脂の酸価が高く、本発明の範囲外である。酸価に対して当量の硬化剤を配合しているが、未反応のカルボキシル基が多数残存しているために、耐水性が不良になったと推定される。比較例C−12に使用した樹脂No.12は、樹脂の溶融粘度が低く、本発明の範囲外である。溶融粘度が低いために凝集力が低く、接着性が不良となったものと推定される。   In Comparative Examples C-11 and C-12, the water dispersibility of the polylactic acid-based polyester resin was good, but Comparative Example C-11 had poor water resistance, and Comparative Example C-12 had poor adhesion. It was. Resin No. used in Comparative Example C-11 No. 11 has a high acid value of the resin and is outside the scope of the present invention. Although the curing agent equivalent to the acid value is blended, it is presumed that the water resistance is poor because many unreacted carboxyl groups remain. Resin No. used in Comparative Example C-12 No. 12 has a low melt viscosity of the resin and is outside the scope of the present invention. Since the melt viscosity is low, the cohesive force is low and the adhesiveness is estimated to be poor.

比較例C−13に使用したポリ乳酸系ポリエステル樹脂No.13は、1時間攪拌後にはほとんど樹脂の分散が進んでおらず、さらに1時間攪拌を続けたがほとんど分散ができなかった。樹脂No.13は、樹脂の溶融粘度が高く、かつ式(3)を満たさず本発明の範囲外である。水分散工程において樹脂を十分に可塑化させるためには、溶融粘度に比して酸価が低すぎるため、分散が殆どできなかったものと推定される。   Polylactic acid-based polyester resin No. used in Comparative Example C-13 In No. 13, the resin was hardly dispersed after stirring for 1 hour, and further stirring was continued for 1 hour. Resin No. No. 13 has a high melt viscosity of the resin, does not satisfy the formula (3), and is outside the scope of the present invention. In order to sufficiently plasticize the resin in the water dispersion step, it is presumed that the acid value was too low compared with the melt viscosity, so that the dispersion could hardly be performed.

比較例C−14に使用した樹脂No.14、比較例C−15に使用した樹脂No.15は、1時間攪拌後にはほとんど樹脂の分散が進んでおらず、さらに1時間攪拌を続けたがほとんど分散ができなかった。樹脂No.14、樹脂No.15は、式(3)を満たさず本発明の範囲外である。水分散温度での樹脂を十分に可塑化させるためには、溶融粘度に比して酸価が低すぎるため、分散が殆どできなかったものと推定される。   Resin No. used in Comparative Example C-14 14, Resin No. used in Comparative Example C-15. No. 15 showed little dispersion of the resin after stirring for 1 hour, and further continued stirring for 1 hour, but could hardly be dispersed. Resin No. 14, Resin No. 15 does not satisfy the formula (3) and is outside the scope of the present invention. In order to sufficiently plasticize the resin at the water dispersion temperature, it is presumed that almost no dispersion was possible because the acid value was too low compared to the melt viscosity.

本発明のポリ乳酸系ポリエステル樹脂は、塩基性化合物と水のみにて容易に水分散が可能であり、環境にやさしい樹脂、水分散体を提供することができる。また硬化剤を配合することにより、耐水性の高い塗膜を提供することができる。   The polylactic acid-based polyester resin of the present invention can be easily dispersed in water only with a basic compound and water, and can provide an environmentally friendly resin and an aqueous dispersion. Moreover, a coating film with high water resistance can be provided by mix | blending a hardening | curing agent.

Claims (14)

式(1)、(2)、(3)を満たすことを特徴とするポリ乳酸系ポリエステル樹脂。
1≦Log(MV)≦4 ・・・(1)
300≦(AV)≦2,500 ・・・(2)
Log(MV)≦0.0028×(AV)+1.2 ・・・(3)
但し、MVは80℃における前記ポリ乳酸系ポリエステル樹脂の溶融粘度(Pa・s)、AVは前記ポリ乳酸系ポリエステル樹脂の酸価(eq/t)である。
A polylactic acid polyester resin characterized by satisfying the formulas (1), (2) and (3).
1 ≦ Log (MV) ≦ 4 (1)
300 ≦ (AV) ≦ 2,500 (2)
Log (MV) ≦ 0.0028 × (AV) +1.2 (3)
However, MV is the melt viscosity (Pa · s) of the polylactic acid-based polyester resin at 80 ° C., and AV is the acid value (eq / t) of the polylactic acid-based polyester resin.
乳酸含有率が40重量%以上であることを特徴とする請求項1に記載のポリ乳酸系ポリエステル樹脂。   The polylactic acid-based polyester resin according to claim 1, wherein the lactic acid content is 40% by weight or more. 数平均分子量が2,000以上50,000以下であることを特徴とする請求項1または2に記載のポリ乳酸系ポリエステル樹脂。   The polylactic acid-based polyester resin according to claim 1 or 2, wherein the number average molecular weight is 2,000 or more and 50,000 or less. 請求項1〜3いずれかに記載のポリ乳酸系ポリエステル樹脂と塩基性化合物と水とを含有するポリ乳酸系ポリエステル樹脂水分散体。   The polylactic acid-type polyester resin water dispersion containing the polylactic acid-type polyester resin in any one of Claims 1-3, a basic compound, and water. 界面活性剤を含有しないことを特徴とする請求項4に記載のポリ乳酸系ポリエステル樹脂水分散体。   The polylactic acid-based polyester resin aqueous dispersion according to claim 4, which does not contain a surfactant. 有機溶剤を含有しないことを特徴とする請求項4または5に記載のポリ乳酸系ポリエステル樹脂水分散体。   The polylactic acid-based polyester resin aqueous dispersion according to claim 4 or 5, which does not contain an organic solvent. 請求項1〜3いずれかに記載のポリ乳酸系ポリエステル樹脂と塩基性化合物と水とを、界面活性剤および有機溶剤を加えることなく混合することによってポリ乳酸系ポリエステル樹脂水分散体を得る工程を有する、ポリ乳酸系ポリエステル樹脂水分散体の製造方法。   A step of obtaining a polylactic acid-based polyester resin aqueous dispersion by mixing the polylactic acid-based polyester resin according to any one of claims 1 to 3, a basic compound, and water without adding a surfactant and an organic solvent. A method for producing an aqueous dispersion of a polylactic acid-based polyester resin. 請求項1〜3いずれかに記載のポリ乳酸系ポリエステル樹脂とカルボキシル基に対して反応性を有する硬化剤とを含有する水性樹脂組成物。   An aqueous resin composition comprising the polylactic acid-based polyester resin according to any one of claims 1 to 3 and a curing agent having reactivity with a carboxyl group. 前記硬化剤が多価エポキシ化合物、オキサゾリン樹脂、カルボジイミド樹脂および多価金属塩からなる群から選ばれる1種または2種以上であることを特徴とする請求項8記載の水性樹脂組成物。   The aqueous resin composition according to claim 8, wherein the curing agent is one or more selected from the group consisting of a polyvalent epoxy compound, an oxazoline resin, a carbodiimide resin, and a polyvalent metal salt. 請求項8または9の水性樹脂組成物からなる水性接着剤。   An aqueous adhesive comprising the aqueous resin composition according to claim 8 or 9. 請求項8または9の水性樹脂組成物と色材とからなる水性インキ。   A water-based ink comprising the water-based resin composition according to claim 8 or 9 and a color material. 請求項1〜3いずれかに記載のポリ乳酸系ポリエステル樹脂からなる層(A層)とフィルム、シート、織布、不織布および紙からなる群から選ばれる層(B層)とからなる積層体。   A laminate comprising a layer (A layer) comprising the polylactic acid-based polyester resin according to any one of claims 1 to 3 and a layer (B layer) selected from the group consisting of a film, a sheet, a woven fabric, a nonwoven fabric and paper. 前記B層がバイオマス由来物質及び/またはバイオマス由来物質の化学改質物質から主としてなるものであることを特徴とする請求項12に記載の積層体。   The laminate according to claim 12, wherein the B layer is mainly composed of a biomass-derived material and / or a chemically modified material of the biomass-derived material. 請求項12または請求項13に記載の積層体を構成要素として有する包装材料。   The packaging material which has the laminated body of Claim 12 or Claim 13 as a component.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPWO2017110323A1 (en) * 2015-12-22 2018-10-11 宇部興産株式会社 Polyamide resin composition and molded article comprising the same
WO2022107660A1 (en) * 2020-11-19 2022-05-27 中京油脂株式会社 Water dispersion

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