JP3289314B2 - Aqueous coating composition - Google Patents
Aqueous coating compositionInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は水性被覆用組成物に関
し、さらに詳しく云えば、本発明は塗装や印刷といった
被覆作業性に優れるとともに得られる皮膜は各種フィル
ム基材に対して優れた接着性と耐熱水性を有し、とりわ
け、ボイルやレトルトが可能な食品包装材等のラミネー
ト用印刷インキとして有用な水性被覆用組成物に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an aqueous coating composition, and more specifically, the present invention is excellent in coating workability such as coating and printing, and has excellent adhesion to various film substrates. The present invention relates to an aqueous coating composition having a water-resistant and hot-water resistance, and particularly useful as a printing ink for laminating food packaging materials capable of boiling and retorting.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来から水性被覆用組成物としては顔料
等の着色剤、バインダー樹脂、水、溶剤および界面活性
剤やワックス等の添加剤からなるものが知られている。
顔料は、通常、濃厚な練肉ベースとして組成物中に加え
られる。練肉ベースに用いるバインダー樹脂は一般に水
溶性樹脂かまたはこれを多く含む水性樹脂である。例え
ば水性インキにおいては顔料練肉用樹脂としては水溶性
または水溶性樹脂を多量に含んだエマルジョンの形態を
有するスチレンアクリル系共重合樹脂を用いることが多
い。これらの水溶性樹脂は一般に顔料との湿潤性に優
れ、光沢のある印刷物を提供し、印刷適性も良好にする
のでインキ組成物の成分として必要である。しかしなが
ら、これらの水溶性樹脂は分子量が小さく、カルボキシ
ル基などの極性基を多量に含んでいるので耐水性が劣
り、各種フィルム基材に対する接着性も不十分である。2. Description of the Related Art Conventionally, as an aqueous coating composition, a composition comprising a coloring agent such as a pigment, a binder resin, water, a solvent and additives such as a surfactant and a wax has been known.
Pigments are usually added to the composition as a thick ground base. The binder resin used for the meat base is generally a water-soluble resin or an aqueous resin containing a large amount thereof. For example, in a water-based ink, a styrene-acrylic copolymer resin in the form of an emulsion containing a large amount of a water-soluble resin or a water-soluble resin is often used as the resin for pigment wool. These water-soluble resins are generally required as a component of the ink composition because they have excellent wettability with the pigment, provide glossy printed matter, and improve printability. However, these water-soluble resins have a low molecular weight and contain a large amount of polar groups such as carboxyl groups, so that they have poor water resistance and insufficient adhesion to various film substrates.
【0003】水性のバインダー樹脂には水溶性の他に、
水分散性およびエマルジョンの形態がある。水分散性お
よびエマルジョンは水溶性に比べ一般に樹脂の分子量が
大きいにもかかわらず低粘度高不揮発分が可能であり、
レットダウン樹脂として組成物中に加えられて耐水性、
乾燥性、接着性の改良および不揮発分の増加がはかられ
る。[0003] In addition to being water-soluble, aqueous binder resins
There are water dispersible and emulsion forms. Water dispersibility and emulsions can have low viscosity and high non-volatile content despite the fact that the resin generally has a higher molecular weight than water solubility,
Water resistance added to the composition as a letdown resin,
Improvements in drying properties, adhesiveness, and non-volatile content are achieved.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
水性被覆組成物は、皮膜中に親水基を多量に残し、低分
子量成分も残留するため、各種のプラスチックフィルム
に対する接着性は依然として十分でなく、特に熱水に浸
漬後の接着力の低下が著しい。したがって、高度のラミ
ネート強度とボイル耐性やレトルト耐性を必要とする食
品包装材料用のラミネート用インキとして使用すること
は不可能であった。However, the aqueous coating composition as described above leaves a large amount of hydrophilic groups and low molecular weight components in the film, so that its adhesion to various plastic films is still insufficient. In particular, the adhesive strength after immersion in hot water is significantly reduced. Therefore, it was impossible to use it as a laminating ink for food packaging materials requiring high lamination strength, boil resistance and retort resistance.
【0005】本発明は皮膜の形成過程において親水基が
反応するようにし、皮膜中の親水基および低分子量成分
を減少させることによって接着性および耐熱水性を向上
させようとするものであり、上記のラミネート用インキ
としても十分に使用が可能な水性被覆用組成物を提供す
ることを目的とするものである。The present invention is intended to improve the adhesiveness and hot water resistance by making the hydrophilic groups react during the process of forming the film and reducing the hydrophilic groups and low molecular weight components in the film. It is an object of the present invention to provide an aqueous coating composition which can be sufficiently used as a laminating ink.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明者等は上記課題を
解決すべく鋭意検討した結果、本発明を完成するに至っ
た。The present inventors have made intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, completed the present invention.
【0007】すなわち、本発明は、着色剤及びカルボキ
シル基含有水性樹脂を含有し、且つエポキシ基含有共重
合体をコアとし、カルボキシル基含有ポリウレタンをシ
ェルとするコアシェル型水分散性樹脂を含有することを
特徴とするラミネート用水性被覆組成物に関するもので
ある。That is, the present invention comprises a core-shell type water-dispersible resin containing a colorant and a carboxyl group-containing aqueous resin, and having an epoxy group-containing copolymer as a core and a carboxyl group-containing polyurethane as a shell. it relates laminating aqueous coating composition characterized.
【0008】本発明の水性被覆用組成物が耐熱水性に良
好で、且つ、熱水浸漬後の接着性が良好であるのは、皮
膜形成過程においてコアシェル型水分散性樹脂のコア部
分に含有するエポキシ基がシェル部分のポリウレタン中
およびカルボキシル基含有水性樹脂のカルボキシル基と
反応して、親水基であるカルボキシル基を減少し、架橋
によってカルボキシル基含有水性樹脂の低分子量成分を
なくすためと考えられる。[0008] The aqueous coating composition of the present invention has good hot water resistance and good adhesiveness after immersion in hot water because it is contained in the core portion of the core-shell type water-dispersible resin in the film forming process. It is considered that the epoxy group reacts with the carboxyl group in the polyurethane of the shell portion and the carboxyl group-containing aqueous resin to reduce the carboxyl group which is a hydrophilic group, and to eliminate the low molecular weight component of the carboxyl group-containing aqueous resin by crosslinking.
【0009】本発明の水性被覆用組成物で使用するエポ
キシ基含有共重合体をコアとし、カルボキシル基含有ポ
リウレタンをシェルとする、コアシェル型水分散性樹脂
はカルボキシル基含有ポリウレタンの水分散液中で、エ
ポキシ基を有するα、β−エチレン性不飽和単量体を必
須成分とする共重合性不飽和単量体類を共重合させるこ
とによって得ることができる。The core-shell type water-dispersible resin having an epoxy group-containing copolymer as a core and a carboxyl group-containing polyurethane as a shell used in the aqueous coating composition of the present invention is prepared by preparing an aqueous dispersion of a carboxyl group-containing polyurethane. And copolymerizable unsaturated monomers having an α, β-ethylenically unsaturated monomer having an epoxy group as an essential component.
【0010】上記のカルボキシル基含有ポリウレタンは
アミンやアンモニア等の塩基性物質で中和され、水中で
イオン化されて自己乳化または自己分散するものである
必要がある。かかるポリウレタンを調製するには、たと
えば、ポリオール成分と、ポリイソシアネート成分とを
反応せしめ、かくして得られるウレタンプレポリマー
を、2個以上の活性水素原子を有する低分子量化合物よ
りなる鎖伸長剤で鎖伸長するポリウレタンの製造方法に
おいて、ポリオール成分および/または鎖伸長剤の少な
くとも一部として、イソシアネートとの反応性が他の2
個以上の活性水素原子より不活性なカルボキシル基を含
有する化合物を使用すればよいし、また、その他の公知
慣用の方法に従って、ポリウレタンの側鎖ないしは末端
にカルボキシル基を導入してもよい。The above-mentioned carboxyl group-containing polyurethane must be neutralized with a basic substance such as amine or ammonia, ionized in water and self-emulsified or self-dispersed. In order to prepare such a polyurethane, for example, a polyol component is reacted with a polyisocyanate component, and the thus obtained urethane prepolymer is chain-extended with a chain extender comprising a low molecular weight compound having two or more active hydrogen atoms. In the method for producing a polyurethane, the reactivity with an isocyanate is at least part of the polyol component and / or the chain extender.
A compound containing a carboxyl group which is more inactive than two or more active hydrogen atoms may be used, and a carboxyl group may be introduced into a side chain or a terminal of the polyurethane according to another known and commonly used method.
【0011】上記のカルボキシル基含有ポリウレタンの
酸価としては、当該ポリウレタンの固形分当たり、10
〜200なる範囲内、好ましくは、15〜100なる範
囲内が適切である。10未満の場合には、どうしても、
重合時の安定性が確保され難く、しかも、最終的に得ら
れる水性樹脂分散液の貯蔵安定性も悪くなり易く、一
方、200を越える場合には、どうしても、強度、耐水
性及び/または耐溶剤性などの諸物性の面の向上化が期
し得なくなるので、いずれの場合も好ましくない。The carboxyl group-containing polyurethane has an acid value of 10 per solid content of the polyurethane.
The range of 200 to 200, preferably the range of 15 to 100 is appropriate. If less than 10,
It is difficult to ensure the stability at the time of polymerization, and the storage stability of the aqueous resin dispersion finally obtained tends to be poor. On the other hand, when it exceeds 200, the strength, water resistance and / or solvent resistance are inevitably increased. In any case, it is not possible to improve the physical properties such as properties.
【0012】前記したポリウレタンのポリオール成分と
して特に代表的なもののみを挙げるにとどめれば、ポリ
エステルポリオール、例えばジカルボン酸(アジピン
酸、アゼライン酸、セバシン酸、コハク酸、グルタル
酸、マレイン酸、フマル酸、フタル酸、イソフタル酸、
テレフタル酸など)とグリコール(エチレングリコー
ル、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、
1,3−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、
1,8−オクタメチレンジオール、ネオペンチルグリコ
ール、ビスヒドロキシメチルシクロヘキサン、ビスヒド
ロキシエチルベンゼン、アルキルジアルカノールアミン
など)とを重縮合させて得られたもの、例えばポリエチ
レンアジペート、ポリブチレンアジペート、ポリヘキサ
メチレンアジペート、ポリエチレン/プロピレンアジペ
ート;ラクトンの開環重合によるポリラクトンジオー
ル、例えばポリカプロラクトンジオール、ポリバレロラ
クトンジオールなど並びにポリエーテルポリオール、例
えば低分子グリコール(エチレングリコール、プロピレ
ングリコール、1,4−ブタンジオールなど)のアルキ
レンオキシド(炭素数2〜4のアルキレンオキシド、例
えばエチレンオキシド、プロピレンオキシドおよびブチ
レンオキシドなど)付加物及び前記アルキレンオキシド
の開環重合物、具体的にはポリエチレングリコール、ポ
リプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテル
グリコールおよびこれらの2種以上の混合物が挙げら
れ、他方、ポリイソシアネート成分として特に代表的な
もののみを挙げるに留めれば、1,6−ヘキサメチレン
ジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチ
レンジイソシアネート、リジンジイソシアネートの如き
脂肪族ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネー
ト、水添化4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネー
ト、メチルシクロヘキシレンジイソシアネート、イソプ
ロピリデンジシクロヘキシル−4,4’−ジイソシアネ
ートの如き脂環式ジイソシアネートまたは4,4’−ジ
フェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシ
アネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、
トリレンジイソシアネートの如き芳香族ジイソシアネー
トおよびこれらと前記低分子グリコールとの反応によっ
て得られるウレタンプレポリマーなどである。Polyols such as dicarboxylic acids (eg, adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, succinic acid, glutaric acid, maleic acid, fumaric acid) may be mentioned as particularly typical polyol components of the polyurethane. , Phthalic acid, isophthalic acid,
Terephthalic acid, etc.) and glycols (ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol,
1,3-butanediol, 1,6-hexanediol,
1,8-octamethylenediol, neopentyl glycol, bishydroxymethylcyclohexane, bishydroxyethylbenzene, alkyl dialkanolamine, etc.), for example, polyethylene adipate, polybutylene adipate, polyhexamethylene adipate , Polyethylene / propylene adipate; polylactone diols by ring-opening polymerization of lactones, such as polycaprolactone diol, polyvalerolactone diol, and polyether polyols, such as low molecular weight glycols (ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, etc.) (Alkylene oxides having 2 to 4 carbon atoms, such as ethylene oxide, propylene oxide and butylene oxide) Additives and ring-opening polymers of the above-mentioned alkylene oxides, specifically, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene ether glycol and mixtures of two or more of these. On the other hand, those particularly representative as polyisocyanate components To name only, aliphatic diisocyanates such as 1,6-hexamethylene diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, lysine diisocyanate, isophorone diisocyanate, hydrogenated 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, methyl Alicyclic diisocyanate such as cyclohexylene diisocyanate, isopropylidene dicyclohexyl-4,4'-diisocyanate or 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, xylylene Diisocyanate, tetramethylxylylene diisocyanate,
Aromatic diisocyanates such as tolylene diisocyanate and urethane prepolymers obtained by reacting these with low molecular glycols.
【0013】また、鎖伸長剤として用いられる前記した
活性水素原子含有低分子化合物として特に代表的なもの
のみを例示するに留れば、エチレングリコール、プロピ
レングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘ
キサンジオールの如き低分子グリコール及びエチレンジ
アミン、ヘキサメチエンジアミン、2,2,4−トリメ
チルヘキサメチレンジアミンの如き脂肪族ジアミン及び
イソホロンジアミン、ジシクロヘキシルメタン−4,
4’−ジアミン、イソプロピリデンジシクロヘキシル−
4,4’−ジアミン、1,4−ジアミノシクロヘキサン
の如き脂環式ジアミンなどである。[0013] Further, only typical examples of the above-mentioned active hydrogen atom-containing low molecular weight compound used as a chain extender include ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, Low molecular weight glycols such as 6-hexanediol and ethylenediamine, aliphatic diamines such as 2,2,4-trimethylhexamethylenediamine and isophoronediamine, dicyclohexylmethane-4,
4'-diamine, isopropylidenedicyclohexyl-
Alicyclic diamines such as 4,4'-diamine and 1,4-diaminocyclohexane;
【0014】そして、前記のイソシアネートとの反応性
が他の2個以上の活性水素原子より不活性なカルボキシ
ル基を含有する化合物として特に代表的なもののみを例
示するに留れば、2,2−ジメチロールプロピオン酸、
2,5−ジアミノヘキサン酸等が挙げられる。[0014] If only a typical example of a compound containing a carboxyl group which is more inactive than the other two or more active hydrogen atoms in reactivity with the isocyanate is mentioned, only 2,2 -Dimethylolpropionic acid,
2,5-diaminohexanoic acid and the like.
【0015】上記のポリウレタンの鎖伸長反応は無溶剤
系で行ってもよいが、通常は溶剤を使用する。溶剤を使
用する場合使用される溶剤としては、たとえばエタノー
ル、イソプロパノール、n−ブチルアルコールなどのア
ルコール;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキ
サノンなどのケトン;ジオキサン、テトラハイドロフラ
ンなどのエーテル;トルエンなどの芳香族炭化水素;ジ
メチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなどのアミ
ド;クロルベンゼン、トリクレン、パークレンなどのハ
ロゲン化炭化水素;酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエス
テルおよびこれらの二種以上の混合物があげられ、溶解
性および経済性から、好ましくはイソプロパノール,n
−ブチルアルコール、アセトン、メチルエチルケトン、
酢酸エチル、トルエンおよびこれらの二種以上の混合物
である。The above-mentioned chain extension reaction of polyurethane may be carried out without a solvent, but a solvent is usually used. When a solvent is used, examples of the solvent used include alcohols such as ethanol, isopropanol and n-butyl alcohol; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone and cyclohexanone; ethers such as dioxane and tetrahydrofuran; aromatic hydrocarbons such as toluene Amides such as dimethylformamide and dimethylacetamide; halogenated hydrocarbons such as chlorobenzene, tricrene and perchrene; esters such as ethyl acetate and butyl acetate; and mixtures of two or more thereof. Preferably isopropanol, n
-Butyl alcohol, acetone, methyl ethyl ketone,
Ethyl acetate, toluene and mixtures of two or more of these.
【0016】かくして得られるポリウレタン溶液は樹脂
中に存在する酸成分の一部または全部を中和せしめるた
めのアンモニアまたは揮発性のアミンとともに水中に分
散せしめるのであるが、その方法としてはアルカリを含
有する水を攪拌させつつ徐々にこの樹脂溶液を添加して
分散させるという方法によってもよいし、逆にこの樹脂
溶液にアルカリを含有する水を徐々に添加していって転
相乳化させるという方法によってもよい。The polyurethane solution thus obtained is dispersed in water together with ammonia or a volatile amine for neutralizing a part or all of the acid component present in the resin. This resin solution may be gradually added and dispersed while stirring the water, or conversely, a method of gradually adding alkali-containing water to the resin solution to cause phase inversion emulsification. Good.
【0017】一般には、ポリウレタン樹脂溶液を約50
〜100℃に加熱し、よく攪拌させながらアルカリを含
有する水を徐々に滴下していって転相乳化せしめるとい
う方法によるのが、微細な粒子径を有し、安定なるポリ
ウレタン樹脂分散液を得易くするので、一層好ましい。In general, about 50 polyurethane resin solutions are used.
The method of heating to 100 ° C. and gradually dropping water containing an alkali with good stirring to cause phase inversion emulsification gives a stable polyurethane resin dispersion having a fine particle diameter. It is more preferable because it is easy.
【0018】樹脂中のカルボキシル基を中和してイオン
化させるために用いる塩基性物質としてはアンモニアお
よび揮発性のアミンが適当であり、例としては、第1
級、第2級または第3級のアルキルアミン、代表的なも
のをあげればメチルアミン、エチルアミン、プロピルア
ミン、ブチルアミン、アミルアミン、ジメチルアミン、
ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミン、
トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルア
ミン、モルホリン;第1級、第2級または第3級のアル
カノールアミン、代表的なものを挙げればモノエタノー
ルアミン、ジエタノールアミン、ジメチルエタノールア
ミン、ジエチルエタノールアミンなどである。これらの
アミンの中では分散性が良好で、かつ塗膜中に残存し難
い揮発性の高い、ジエチルアミン、トリエチルアミンお
よびジメチルエタノールアミンが好適である。また上記
アンモニアおよびアミンは単独でまたは2種以上を組み
合わせて使用してもよい。中和剤の使用量は一般に樹脂
中のカルボキシル基に対し0.1〜2.0当量、好まし
くは0.3〜1.2当量である。As the basic substance used to neutralize and ionize the carboxyl groups in the resin, ammonia and volatile amines are suitable.
Primary, secondary or tertiary alkylamines, typically methylamine, ethylamine, propylamine, butylamine, amylamine, dimethylamine,
Diethylamine, dipropylamine, dibutylamine,
Trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, morpholine; primary, secondary or tertiary alkanolamines, typical examples of which include monoethanolamine, diethanolamine, dimethylethanolamine, diethylethanolamine and the like. Among these amines, diethylamine, triethylamine and dimethylethanolamine, which have good dispersibility and high volatility which hardly remain in the coating film, are preferred. The above-mentioned ammonia and amine may be used alone or in combination of two or more. The amount of the neutralizing agent used is generally 0.1 to 2.0 equivalents, preferably 0.3 to 1.2 equivalents, based on the carboxyl group in the resin.
【0019】かくして得られる、本発明で使用するコア
シェルエマルジョンのシェル部分となるべきポリウレタ
ン樹脂分散液は、そのまま次の工程であるコア部分の乳
化重合に使用することも可能であるが、乳化重合をより
スムースに行うために、好ましくは分散液中に含有され
る有機溶剤の一部または全部を除去するのが適当であ
る。有機溶剤の除去は、膜による方法も考えられるが、
常圧または減圧での蒸留でも容易に行うことができ、好
ましくは分散系の安定性を損なわないために、減圧下、
60℃以下の低温で行うのが適当である。The polyurethane resin dispersion to be used as the shell portion of the core-shell emulsion used in the present invention thus obtained can be used as it is in the next step of emulsion polymerization of the core portion. For smoother operation, it is preferable to remove part or all of the organic solvent contained in the dispersion. The removal of the organic solvent may be a method using a membrane,
Distillation at normal pressure or reduced pressure can be easily performed, preferably under reduced pressure, so as not to impair the stability of the dispersion system,
It is appropriate to carry out at a low temperature of 60 ° C. or less.
【0020】本発明で使用するコアシェルエマルジョン
の調整は上記のポリウレタン樹脂水分散液を乳化分散剤
として、ラジカル重合開始剤により、エポキシ基を有す
るα、β−エチレン性不飽和単量体を必須成分とする共
重合性不飽和単量体類を共重合せしめることにより行わ
れる。The core-shell emulsion used in the present invention is prepared by using the aqueous polyurethane resin dispersion described above as an emulsifying dispersant, and using a radical polymerization initiator to prepare an α, β-ethylenically unsaturated monomer having an epoxy group as an essential component. This is carried out by copolymerizing the copolymerizable unsaturated monomers described above.
【0021】上記のエポキシ基を有するα、β−エチレ
ン性不飽和単量体の特に代表的なもののみを例示するに
留めれば、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシ
ジルもしくはアリルグリシジルエーテルの如き不飽和グ
リシジル系化合物が挙げられる。Only the typical α, β-ethylenically unsaturated monomers having an epoxy group described above are exemplified. Unsaturated monomers such as glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate and allyl glycidyl ether can be used. Glycidyl compounds are exemplified.
【0022】他方、エポキシ基を有さない、他の共重合
性単量体類としては、勿論、上掲された如き不飽和グリ
シジル系化合物と共重合可能なものであれば、いずれも
使用可能であるが、それらのうちでも特に代表的なもの
のみを例示するに留めれば、アクリル酸メチル、アクリ
ル酸ブチルもしくはアクリル酸2−エチルヘキシルの如
きアクリル酸エステル類;メタクリル酸メチル、メタク
リル酸エチル、メタクリル酸ブチルの如きメタクリル酸
エステル類;マレイン酸ジエチル、フマル酸ジブチル、
もしくはイタコン酸ジエチルの如き不飽和ジカルボン酸
ジエステル類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルもしく
は第三級カルボン酸ビニルの如きビニルエステル類;ス
チレン、α−メチルスチレン、クロルスチレン、p−t
ert−ブチルスチレンもしくはビニルトルエンの如き
芳香族ビニル化合物類;ビニルピロリドンの如き複素環
式ビニル化合物;塩化ビニリデン、臭化ビニリデンもし
くは、沸化ビニリデンの如きハロゲン化ビニリデン化合
物;エチレンもしくはプロピレンの如きα−オレフィン
類;ブタジエンの如きジエン類;ビニルトリクロロシラ
ン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(β−メ
トキシエトキシ)シランもしくはγ−メタクリロキシプ
ロピルメトキシシランの如きシラン系化合物;アクリロ
ニトリル、アクロレイン、ビニルメチルケトン、ビニル
エチルケトン、ビニルブチルケトン、ジアセトンアクリ
レートまたはアセトニトリルアクリレートなどの各種
α、β−エチレン性不飽和単量体などがあり、また、所
望によりアクリルアミド、メタクリルアミド、マレイン
酸アミド等のα、β−エチレン性不飽和酸のアミド類;
N−メチロールアクリルアミドまたはメタクリルアミ
ド、ジアセトンアクリルアミド等の不飽和カルボン酸の
置換アミド;ジアリルフタレート、ジビニルベンゼン、
アリルアクリレート、トリメチロールプロパントリメタ
クリレートの如き1分子中に2個以上の不飽和結合を有
する単量体なども用いることができる。On the other hand, other copolymerizable monomers having no epoxy group can be used as long as they are copolymerizable with the unsaturated glycidyl compound as described above. However, if only typical examples are exemplified, acrylates such as methyl acrylate, butyl acrylate or 2-ethylhexyl acrylate; methyl methacrylate, ethyl methacrylate, Methacrylates such as butyl methacrylate; diethyl maleate, dibutyl fumarate,
Or unsaturated dicarboxylic acid diesters such as diethyl itaconate; vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl propionate or vinyl tertiary carboxylate; styrene, α-methylstyrene, chlorostyrene, pt
aromatic vinyl compounds such as tert-butylstyrene or vinyltoluene; heterocyclic vinyl compounds such as vinylpyrrolidone; vinylidene halide compounds such as vinylidene chloride, vinylidene bromide or vinylidene fluoride; α-vinyl compounds such as ethylene or propylene; Olefins; dienes such as butadiene; silane compounds such as vinyltrichlorosilane, vinyltriethoxysilane, vinyltris (β-methoxyethoxy) silane or γ-methacryloxypropylmethoxysilane; acrylonitrile, acrolein, vinylmethylketone, vinylethyl Various α, β-ethylenically unsaturated monomers such as ketone, vinyl butyl ketone, diacetone acrylate or acetonitrile acrylate, and, if desired, acrylamide Amides of α, β-ethylenically unsaturated acids, such as methacrylamide, maleic amide and the like;
Substituted amides of unsaturated carboxylic acids such as N-methylol acrylamide or methacrylamide, diacetone acrylamide; diallyl phthalate, divinyl benzene,
Monomers having two or more unsaturated bonds in one molecule such as allyl acrylate and trimethylolpropane trimethacrylate can also be used.
【0023】上掲された如き代表的な各種の不飽和単量
体類を用いるにさいし、前述した水性ポリウレタンと不
飽和単量体類との比率としては、それぞれの固形分換算
比で、不飽和単量体類の100重量部に対して、水性ポ
リウレタンの10〜500重量部なる範囲内、好ましく
は、25〜300重量部なる範囲内が適切である。かか
る範囲内を逸脱するときは、どうしても、重合安定性が
悪くなったり、強度及び耐久性などの低下を来すように
なったりするので、いずれの場合も好ましくない。When the typical various unsaturated monomers as described above are used, the ratio of the aqueous polyurethane to the unsaturated monomer is determined by the solid content conversion ratio. The appropriate amount is from 10 to 500 parts by weight of the aqueous polyurethane, preferably from 25 to 300 parts by weight, based on 100 parts by weight of the saturated monomers. If the ratio is outside the above range, the polymerization stability is inevitably deteriorated and the strength and durability are lowered.
【0024】本発明においては、かかる水性ポリウレタ
ンが不飽和単量体類の反応の場となりうるので、乳化剤
などの界面活性剤の使用は、必ずしも必要ではないが、
不飽和単量体類の100重量部に対して、0〜20重量
部なる範囲内で用いることも、一向に差し支えない。In the present invention, the use of a surfactant such as an emulsifier is not always necessary since such an aqueous polyurethane can act as a reaction site for unsaturated monomers.
It can be used in the range of 0 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the unsaturated monomer.
【0025】かかる界面活性剤(乳化剤)として特に代
表的なもののみを例示するに留めれば、ドデシルベンゼ
ン硫酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリ
ウムもしくはアルキルアリールポリエーテル硫酸塩の如
き各種の陰イオン性乳化剤;ポリオキシエチレンラウリ
ルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテ
ルもしくはポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン
・ブロック共重合体の如き各種の非イオン性乳化剤;反
応性乳化剤と呼ばれるもの、つまり親水基としてサルフ
ェート基またはスルホン基などのイオン性基、またはポ
リオキシエチレン基などの非イオン性基を有し、かつ同
一分子内にエチレン性不飽和結合を有するもの、例えば
スチレンスルホン酸ソーダなどのアルケニルベンゼンス
ルホン酸(サルフェート)塩類;(メタ)アクリル酸エ
ステルスルホン酸(サルフェート)塩類;アリルアルキ
ルイタコネート硫酸エステルなどイタコン酸、フマル
酸、マレイン酸骨格を有する反応性乳化剤などのイオン
性反応性乳化剤やポリオキシエチレン(またはプロピレ
ン)アルケニル(フェニル)エーテル誘導体などの非イ
オン性反応性乳化剤が挙げられる。これらは慣用量の範
囲内で、適量、選択して用いれば良い。Examples of such surfactants (emulsifiers) include various anionic emulsifiers such as sodium dodecylbenzenesulfate, sodium dodecylbenzenesulfonate and alkylaryl polyether sulfate. Various nonionic emulsifiers such as polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene nonylphenyl ether or polyoxyethylene-polyoxypropylene block copolymer; those called reactive emulsifiers, ie, sulfate groups or sulfones as hydrophilic groups. Those having an ionic group such as a group or a nonionic group such as a polyoxyethylene group and having an ethylenically unsaturated bond in the same molecule, for example, alkenylbenzenesulfonic acid such as sodium styrenesulfonate (sulfuric acid) Salt); (meth) acrylic acid ester sulfonic acid (sulfate) salt; ionic reactive emulsifier such as reactive emulsifier having itaconic acid, fumaric acid, maleic acid skeleton such as allyl alkyl itaconate sulfate, and polyoxyethylene Non-ionic reactive emulsifiers such as (or propylene) alkenyl (phenyl) ether derivatives are included. These may be selected and used in an appropriate amount within the range of a conventional dose.
【0026】また、こうした乳化剤の代わりに、あるい
は、乳化剤との併用の形で、分散剤として、水溶性オリ
ゴマーを用いることもできるのは、勿論である。It is a matter of course that a water-soluble oligomer can be used as a dispersant instead of such an emulsifier or in combination with an emulsifier.
【0027】さらに、ポリビニルアルコールもしくはヒ
ドロキシエチルセルロースの如き水溶性高分子物質を上
述の乳化剤と併用した形で、共重合反応を行ったり、あ
るいは、共重合反応後において、水性樹脂分散液に添加
したりすることも有効である。かかる乳化剤、水溶性オ
リゴマー及び/または水溶性高分子物質の合計使用量と
しては、不飽和単量体類の100重量部に対して、0〜
20重量部なる範囲内が適切である。Further, a copolymerization reaction is carried out in a form in which a water-soluble polymer substance such as polyvinyl alcohol or hydroxyethylcellulose is used in combination with the above-mentioned emulsifier, or added to the aqueous resin dispersion after the copolymerization reaction. It is also effective to do so. The total used amount of the emulsifier, the water-soluble oligomer and / or the water-soluble polymer substance is 0 to 100 parts by weight of the unsaturated monomers.
A range of 20 parts by weight is appropriate.
【0028】これよりも多くなると、どうしても、水を
飛散させて皮膜としたさいの耐水性などを著しく低下さ
せることにもなるので、好ましくない。If the amount is larger than this, it is not preferable because water is scattered and the water resistance or the like when forming a film is remarkably reduced.
【0029】他方、共重合反応にさいして用いられるラ
ジカル重合開始剤として特に代表的なもののみを例示す
るに留めれば、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、
またはアゾビスブチロニトリルもしくはその塩酸塩など
であり、さらには、クメンハイドロパーオキサイドまた
はtert−ブチルハイドロパーオキサイドなどの有機
過酸化物も必要に応じて、使用することができる。On the other hand, as typical radical polymerization initiators used in the copolymerization reaction, only typical ones are exemplified. Potassium persulfate, ammonium persulfate,
Or azobisbutyronitrile or a hydrochloride thereof, and an organic peroxide such as cumene hydroperoxide or tert-butyl hydroperoxide can be used as needed.
【0030】さらにはまた、これらの過硫酸塩や過酸化
物などと、鉄イオンの如き金属イオン、あるいは、ナト
リウムスルホキシレートホルムアルデヒド、ピロ亜硫酸
ナトリウムまたはL−アスコルビン酸などの還元剤を組
み合わせて用いられる、いわゆるレドックス系開始剤を
も用いることができる。Furthermore, these persulfates and peroxides are used in combination with metal ions such as iron ions or reducing agents such as sodium sulfoxylate formaldehyde, sodium pyrosulfite or L-ascorbic acid. So-called redox initiators can also be used.
【0031】共重合反応時における水性樹脂分散液の濃
度は、実用的な観点から、最終的には、25〜65重量
%なる固形分含有率となるようにするのがよく、また、
反応系への不飽和単量体類及びラジカル重合開始剤は、
一括仕込方式、連続滴下方式または分割添加方式などの
公知慣用のいずれの方式に従ってもよいことは、勿論で
ある。From the practical point of view, the concentration of the aqueous resin dispersion during the copolymerization reaction is preferably adjusted so as to finally have a solid content of 25 to 65% by weight.
Unsaturated monomers and radical polymerization initiator to the reaction system,
Of course, any known and commonly used system such as a batch charging system, a continuous dropping system, or a divided addition system may be used.
【0032】共重合反応時の反応温度も、公知の乳化重
合反応で行われているような範囲内、例えば、50〜8
0℃なる範囲内でよく、また、かかる共重合反応は、常
圧下に、あるいは、ガス状の不飽和単量体類は加圧下に
おいて行われる。The reaction temperature at the time of the copolymerization reaction is also within the range used in known emulsion polymerization reactions, for example, 50 to 8
The temperature may be within the range of 0 ° C., and the copolymerization reaction is carried out under normal pressure or under pressure for gaseous unsaturated monomers.
【0033】本発明の水性被覆用組成物で使用するカル
ボキシル基含有水性樹脂としては特に制限はなく、従来
公知慣用の各種タイプの樹脂で20〜250の酸価を有
するものが適用される。これらの樹脂のうち特に代表的
なもののみを例示するに止めれば、ポリエステル樹脂、
ポリアミド樹脂、シェラックまたは変性シェラック、ロ
ジン誘導体、不飽和酸系共重合体等を挙げることができ
るが、これらのうち特に好ましいものは不飽和酸系共重
合体である。The carboxyl group-containing aqueous resin to be used in the aqueous coating composition of the present invention is not particularly limited, and various types of conventionally known and commonly used resins having an acid value of 20 to 250 are applied. If only representative ones of these resins are exemplified, polyester resins,
Examples thereof include a polyamide resin, shellac or modified shellac, a rosin derivative, and an unsaturated acid-based copolymer. Of these, an unsaturated acid-based copolymer is particularly preferred.
【0034】上記の不飽和酸酸系共重合体はアクリル
酸、メタクリル酸、イタコン酸あるいはマレイン酸のご
とき重合性酸モノマーと、これらと共重合性を有するそ
の他のモノマー、例えば、アクリル酸エステル類、メタ
クリル酸エステル類、スチレン、αーメチルスチレン、
ビニルトルエンおよびアクリロニトリル等を公知慣用の
方法で共重合することによって得られる。アルカリ可溶
性にするためには樹脂酸価がおよそ30以上となる量の
酸モノマーを使用する必要がある。これら不飽和酸系共
重合体としてはそれ自体水溶性のものでもよいが、さら
には極性基を多量に含むこれら水溶性樹脂を保護コロイ
ドとしてスチレン、αーメチルスチレン、ビニルトルエ
ン、アクリロニトリル、アクリル酸エステル類、メタク
リル酸エステル類等の非極性のモノマー類を乳化重合し
て得られるエマルジョンが好適に使用できる。The above-mentioned unsaturated acid-based copolymers include polymerizable acid monomers such as acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid and maleic acid, and other monomers copolymerizable therewith, such as acrylic acid esters. , Methacrylates, styrene, α-methylstyrene,
It can be obtained by copolymerizing vinyltoluene, acrylonitrile and the like by a known and commonly used method. In order to make the resin soluble in alkali, it is necessary to use an acid monomer in such an amount that the resin acid value becomes about 30 or more. These unsaturated acid-based copolymers may be water-soluble in themselves, but furthermore, these water-soluble resins containing a large amount of polar groups may be used as protective colloids in styrene, α-methylstyrene, vinyltoluene, acrylonitrile, acrylates and the like. Emulsions obtained by emulsion polymerization of non-polar monomers such as methacrylates can be suitably used.
【0035】本発明の水性被覆用組成物で使用する着色
剤としては顔料、染料をそれぞれ単独あるいは混合した
もの、例えば溶性または不溶性アゾ系、フタロシアニン
系、ナフトール系等の有機顔料、酸化チタン、弁柄、カ
ーボンブラック、炭酸カルシウム、硫酸バリウム等の無
機顔料、金属錯塩の有機染料等の単独または混合物が挙
げられる。着色剤は乾燥粉末のものを使用してもよいが
水分を含有するプレスケーキを使用することもできる。As the colorant used in the aqueous coating composition of the present invention, pigments and dyes each alone or as a mixture, for example, organic pigments such as soluble or insoluble azo, phthalocyanine and naphthol, titanium oxide, valve Patterns, inorganic pigments such as carbon black, calcium carbonate, barium sulfate, etc., and organic dyes of metal complex salts may be used alone or in combination. As the colorant, a dry powder may be used, but a press cake containing water may also be used.
【0036】本発明の水性被覆用組成物は任意の方法で
調製してよいが、例えば次の処方に従って調製すること
ができる。即ち、プレスケーキまたは乾燥粉末の着色剤
は、通常、カルボキシル基含有水性樹脂および必要に応
じて中和剤、消泡剤あるいは界面活性剤とともに、ボー
ルミル、サンドミルその他のメディアミル等通常の練肉
機で練肉分散され、着色剤ベースとされる。当該着色剤
ベースは前記のコアシェル型水分散性樹脂を含むその他
の樹脂成分および、必要により、水、溶剤、中和剤、消
泡剤、その他の添加剤と混合されて目的の水性被覆用組
成物として最終調製される。The aqueous coating composition of the present invention may be prepared by any method. For example, it can be prepared according to the following formula. That is, the colorant of the press cake or the dry powder is usually mixed with a carboxyl group-containing aqueous resin and, if necessary, a neutralizing agent, an antifoaming agent or a surfactant together with a conventional milling machine such as a ball mill, a sand mill or another media mill. And the mixture is dispersed to make a colorant base. The colorant base is mixed with other resin components including the core-shell type water-dispersible resin and, if necessary, water, a solvent, a neutralizing agent, an antifoaming agent, and other additives to form a desired aqueous coating composition. Final preparation.
【0037】[0037]
【実施例】次に、本発明を参考例、実施例及び比較例に
より、一層、具体的に説明する。以下において、部及び
%は特に断りのない限り、すべて重量基準であるものと
する。Next, the present invention will be described more specifically with reference examples, examples and comparative examples. In the following, all parts and percentages are by weight unless otherwise specified.
【0038】参考例1(カルボキシル基含有水性アクリ
ル樹脂の調製例) 攪拌機、温度計、滴下漏斗及び窒素ガス導入口を備えた
四ツ口フラスコに、イソプロピルアルコール600部を
仕込んで攪拌を開始し、窒素気流中で80℃に昇温し、
予め、アクリル酸36部、メタクリル酸メチル300
部、メタクリル酸ブチル132部、ブチルアクリレート
132部及びアゾビスイソブチロニトリル12部を用い
て調製しておいたモノマー混合液を、3時間に亘って滴
下した。この際の反応温度は80℃±3℃に保持した。Reference Example 1 (Preparation Example of Carboxyl Group-Containing Aqueous Acrylic Resin) A four-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer, a dropping funnel and a nitrogen gas inlet was charged with 600 parts of isopropyl alcohol, and stirring was started. The temperature was raised to 80 ° C in a nitrogen stream,
36 parts of acrylic acid and 300 parts of methyl methacrylate
Parts, butyl methacrylate 132 parts, butyl acrylate 132 parts and azobisisobutyronitrile 12 parts, a monomer mixture prepared dropwise was added dropwise over 3 hours. At this time, the reaction temperature was kept at 80 ° C. ± 3 ° C.
【0039】滴下終了後、同温度範囲に2時間の間保持
した後、アゾビスイソブチロニトリル1.2部を加え、
さらに2時間保持し、攪拌下に反応を継続させた。After completion of the dropwise addition, the mixture was maintained at the same temperature range for 2 hours, and 1.2 parts of azobisisobutyronitrile was added.
The reaction was maintained for another 2 hours, and the reaction was continued with stirring.
【0040】反応終了後、40℃まで冷却してから、ジ
メチルエタノールアミンの46部をを加えた後、イオン
交換水600部を加え、水溶化せしめた。After completion of the reaction, the reaction mixture was cooled to 40 ° C., 46 parts of dimethylethanolamine was added, and 600 parts of ion-exchanged water was added to make the mixture water-soluble.
【0041】次いで、かくして得られた透明な反応生成
物より、減圧下において、60℃で蒸留を行い、イソプ
ロピルアルコールを除去せしめてから、イオン交換水を
加えて濃度を調整せしめた処、半透明な水溶性アクリル
樹脂が得られた。Next, the transparent reaction product thus obtained was distilled at 60 ° C. under reduced pressure to remove isopropyl alcohol, and then the concentration was adjusted by adding ion-exchanged water. A water-soluble acrylic resin was obtained.
【0042】このものの性状値は、不揮発分32.1%
で、25℃における粘度(60rpmにおけるブルック・
フィールド粘度・・・・以下同じ)が340cps、pHが
7.3で、且つ、固形分酸価が47であった。The property value of this product was 32.1% for nonvolatile content.
At 25 ° C. (Brook at 60 rpm).
The field viscosity was 340 cps, the pH was 7.3, and the solid content acid value was 47.
【0043】次いで、攪拌機、温度計、滴下漏斗及び窒
素ガス導入口を備えた四ツ口フラスコに、イオン交換水
8.3部及び上記水溶性アクリル樹脂溶液208.7部
を仕込んで攪拌を開始し、窒素気流中で70℃に昇温
し、0.75%硫酸銅(II)水溶液0.07部を加
え、さらに、予め、スチレン11部、ブチルアクリレー
ト22部及びtert−ドデシルメルカプタン0.03
部を用いて調製しておいた混合液と、5%チオ硫酸ナト
リウム水溶液2.64部及び5%過硫酸カリウム溶液
0.66部を3時間に亘って滴下した。この際の反応温
度は70℃±3℃に保持した。Next, 8.3 parts of ion-exchanged water and 208.7 parts of the above water-soluble acrylic resin solution were charged into a four-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer, a dropping funnel and a nitrogen gas inlet, and stirring was started. Then, the temperature was raised to 70 ° C. in a nitrogen stream, 0.07 part of a 0.75% aqueous solution of copper (II) sulfate was added, and 11 parts of styrene, 22 parts of butyl acrylate and 0.03 part of tert-dodecyl mercaptan were added in advance.
The mixture prepared in the above-mentioned manner, 2.64 parts of a 5% sodium thiosulfate aqueous solution and 0.66 parts of a 5% potassium persulfate solution were added dropwise over 3 hours. At this time, the reaction temperature was maintained at 70 ° C. ± 3 ° C.
【0044】滴下終了後も、同温度範囲に1時間の間保
持しつつ、攪拌下に反応を継続させ、次いで、冷却して
5%アンモニア水にてpHを7.5〜8.5に調整し
た。不揮発分39.7%で、25℃におけるブルックフ
ィールド粘度が540cpsで、且つ、pHが8.3な
る水性樹脂分散液を得た。これを(A−1)と略す。After completion of the dropwise addition, the reaction is continued under stirring while maintaining the same temperature range for one hour, and then cooled and the pH is adjusted to 7.5 to 8.5 with 5% aqueous ammonia. did. An aqueous resin dispersion having a nonvolatile content of 39.7%, a Brookfield viscosity at 25 ° C. of 540 cps, and a pH of 8.3 was obtained. This is abbreviated as (A-1).
【0045】参考例2(水性ポリウレタンの調製例) テレフタル酸294部、イソフタル酸294部、エチレ
ングリコール131部及びジエチレングリコール223
部を混合して、180〜230℃で8時間の間、加熱し
てエステル化反応を行った後、酸価が1よりも小さくな
るまで、230℃で6時間の間、縮合反応を行った。Reference Example 2 (Preparation example of aqueous polyurethane) 294 parts of terephthalic acid, 294 parts of isophthalic acid, 131 parts of ethylene glycol, and diethylene glycol 223
After the parts were mixed and heated at 180 to 230 ° C. for 8 hours to perform the esterification reaction, the condensation reaction was performed at 230 ° C. for 6 hours until the acid value became smaller than 1. .
【0046】次いで、減圧下において、120℃で脱水
処理を行ってから、90℃まで冷却したのち、メチルエ
チルケトンの263部を加えて攪拌し、充分に溶解させ
た処、酸価が0.7で、かつ、水酸基価が50なるポリ
エステルポリオールが得られた。しかる後、このポリエ
ステルポリオール226部とイソホロンジイソシアネー
ト44部とを、75℃において、充分に攪拌させたの
ち、鎖伸長剤として2,2−ジメチロールプロピオン酸
13部を加え、70℃で12時間の間反応せしめた。Then, after dehydrating at 120 ° C. under reduced pressure, cooling to 90 ° C., adding 263 parts of methyl ethyl ketone, stirring, and sufficiently dissolving, the acid value is 0.7. A polyester polyol having a hydroxyl value of 50 was obtained. Thereafter, after 226 parts of the polyester polyol and 44 parts of isophorone diisocyanate were sufficiently stirred at 75 ° C., 13 parts of 2,2-dimethylolpropionic acid was added as a chain extender, and the mixture was heated at 70 ° C. for 12 hours. For a while.
【0047】反応終了後、40℃まで冷却してから、5
%アンモニア水の35部を加えて水溶化せしめた。After completion of the reaction, the mixture is cooled to 40 ° C.
35% aqueous ammonia was added to make the mixture water-soluble.
【0048】次いで、かくして得られた透明な反応生成
物より、減圧下において、60℃でメチルエチルケトン
を除去せしめてから、イオン交換水を加えて濃度を調整
せしめた処、半透明な水性ポリウレタンが得られた。以
下、これを水性ポリウレタン(U)と略記するが、この
ものの性状値は、不揮発分22.5%で、25℃におけ
るブルックフィールド粘度が18cpsで、pHが7.
3で固形分酸価は19であった。Next, from the thus obtained transparent reaction product, methyl ethyl ketone was removed at 60 ° C. under reduced pressure, and ion-exchanged water was added to adjust the concentration, whereby a translucent aqueous polyurethane was obtained. Was done. Hereinafter, this is abbreviated as aqueous polyurethane (U), which has a property value of 22.5% of non-volatile content, a Brookfield viscosity at 25 ° C. of 18 cps, and a pH of 7.
At 3 the solid content acid number was 19.
【0049】参考例3(レットダウン用コアシェル型水
分散樹脂B−1の合成) 攪拌機、温度計、滴下漏斗及び窒素ガス導入口を備えた
四ツ口フラスコに、レベノールWZ(花王(株)製の陰
イオン性乳化剤;固形分=25%)8部、イオン交換水
17.5部及び参考例2で示した水性ポリウレタン
(U)222.2部を仕込んで、攪拌を開始し、窒素気
流中で70℃に昇温し、次いで、過硫酸アンモニウム
0.6部を加えてから、予め、アクリル酸エチル75
部、アクリル酸n−ブチル10部、アクリロニトリル5
部及びメタクリル酸グリシジル10部よりなる不飽和単
量体類100部とレベノールWZ6部及びイオン交換水
30部とを用いて調製しておいた混合乳化液を、3時間
に亘って滴下した。この際の反応温度は70℃±3℃に
保持した。Reference Example 3 (Synthesis of core-shell water-dispersible resin B-1 for letdown) In a four-necked flask equipped with a stirrer, thermometer, dropping funnel and nitrogen gas inlet, Levenol WZ (manufactured by Kao Corporation) 8 parts of anionic emulsifier, solid content = 25%), 17.5 parts of ion-exchanged water and 222.2 parts of the aqueous polyurethane (U) shown in Reference Example 2 were stirred and started to be stirred in a nitrogen stream. At 70 ° C., and then 0.6 parts of ammonium persulfate was added.
Parts, n-butyl acrylate 10 parts, acrylonitrile 5
And a mixed emulsion prepared using 100 parts of an unsaturated monomer consisting of 10 parts of glycidyl methacrylate, 6 parts of Levenol WZ and 30 parts of ion-exchanged water, was added dropwise over 3 hours. At this time, the reaction temperature was maintained at 70 ° C. ± 3 ° C.
【0050】滴下終了後も、同温度範囲に1時間の間保
持しつつ、攪拌下に反応を継続させ、次いで、冷却して
25%アンモニア水にてpHを6.5〜7.5に調整
し、不揮発分39.6%で、25℃における粘度が44
cpsで、且つ、pHが6.7なる水性樹脂分散液を得
た。これをレットダウン用樹脂(B−1)と略す。After completion of the dropwise addition, the reaction was continued under stirring while maintaining the same temperature range for one hour, and then cooled and the pH was adjusted to 6.5 to 7.5 with 25% aqueous ammonia. Having a non-volatile content of 39.6% and a viscosity at 25 ° C. of 44
An aqueous resin dispersion having a cps and a pH of 6.7 was obtained. This is abbreviated as let-down resin (B-1).
【0051】参考例4(レットダウン用コアシェル型水
分散樹脂B−2の合成) 不飽和単量体類がアクリル酸エチル70部、アクリル酸
n−ブチル10部、アクリロニトリル5部及びメタクリ
ル酸グリシジル15部よりなる100部である以外はす
べて参考例3と同様な方法で合成を行い、不揮発分3
9.4%で、25℃における粘度が51cpsで、且
つ、pHが6.7なる水性樹脂分散液を得た。これをレ
ットダウン用樹脂(B−2)と略す。Reference Example 4 (Synthesis of let-down core-shell type water-dispersible resin B-2) 70 parts of ethyl acrylate, 10 parts of n-butyl acrylate, 5 parts of acrylonitrile and 15 parts of glycidyl methacrylate were used. The synthesis was carried out in the same manner as in Reference Example 3 except that 100 parts
An aqueous resin dispersion having a viscosity of 9.4%, a viscosity at 25 ° C. of 51 cps, and a pH of 6.7 was obtained. This is abbreviated as let-down resin (B-2).
【0052】参考例5(レットダウン用コアシェル型水
分散樹脂B−3の合成) 不飽和単量体類がアクリル酸エチル65部、アクリル酸
n−ブチル10部、アクリロニトリル5部、及びメタク
リル酸グリシジル20部よりなる不飽和単量体類100
部である以外はすべて参考例3と同様な方法で合成を行
い、不揮発分39.1%で、25℃における粘度が73
cpsで、且つ、pHが6.7なる水性樹脂分散液を得
た。これをレットダウン用樹脂(B−3)と略す。Reference Example 5 (Synthesis of let-down core-shell type water-dispersible resin B-3) The unsaturated monomers were 65 parts of ethyl acrylate, 10 parts of n-butyl acrylate, 5 parts of acrylonitrile, and glycidyl methacrylate. 20 parts of unsaturated monomers 100
Parts, all of which were synthesized in the same manner as in Reference Example 3 and had a nonvolatile content of 39.1% and a viscosity at 25 ° C. of 73%.
An aqueous resin dispersion having a cps and a pH of 6.7 was obtained. This is abbreviated as let-down resin (B-3).
【0053】参考例6(レットダウン用コアシェル型水
分散樹脂B−4の合成) 攪拌機、温度計、滴下漏斗及び窒素ガス導入口を備えた
四ツ口フラスコに、レベノールWZ(花王(株)製の陰
イオン性乳化剤;固形分=25%)12.0及び参考例
2で示した水性ポリウレタン(U)444.4部を仕込
んで、攪拌を開始し、窒素気流中で70℃に昇温し、次
いで、過硫酸アンモニウム0.6部を加えてから、予
め、アクリル酸エチル75部、アクリル酸n−ブチル1
0部、アクリロニトリル5部及びメタクリル酸グリシジ
ル10部よりなる不飽和単量体類100部とレベノール
WZ8部及びイオン交換水21.3部とを用いて調製し
ておいた混合乳化液を、3時間に亘って滴下した。この
際の反応温度は70℃±3℃に保持した。Reference Example 6 (Synthesis of core-shell type water-dispersible resin B-4 for letdown) In a four-necked flask equipped with a stirrer, thermometer, dropping funnel and nitrogen gas inlet, Levenol WZ (manufactured by Kao Corporation) 12.0 and 444.4 parts of the aqueous polyurethane (U) shown in Reference Example 2 were stirred, stirring was started, and the temperature was raised to 70 ° C. in a nitrogen stream. Then, after adding 0.6 parts of ammonium persulfate, 75 parts of ethyl acrylate and 1 part of n-butyl acrylate were added in advance.
A mixed emulsion prepared using 0 parts, 100 parts of an unsaturated monomer composed of 5 parts of acrylonitrile and 10 parts of glycidyl methacrylate, 8 parts of Levenol WZ and 21.3 parts of ion-exchanged water was used for 3 hours. Was dropped. At this time, the reaction temperature was maintained at 70 ° C. ± 3 ° C.
【0054】滴下終了後も、同温度範囲に1時間の間保
持しつつ、攪拌下に反応を継続させ、次いで、冷却して
25%アンモニア水にてpHを6.5〜7.5に調整
し、不揮発分34.8%で、25℃における粘度が87
cpsで、且つ、pHが6.7なる水性樹脂分散液を得
た。これをレットダウン用樹脂(B−4)と略す。After completion of the dropwise addition, the reaction was continued under stirring while maintaining the same temperature range for one hour, and then cooled and the pH was adjusted to 6.5 to 7.5 with 25% aqueous ammonia. Having a non-volatile content of 34.8% and a viscosity at 25 ° C. of 87
An aqueous resin dispersion having a cps and a pH of 6.7 was obtained. This is abbreviated as let-down resin (B-4).
【0055】参考例7(レットダウン用コアシェル型水
分散樹脂B−5の合成) 不飽和単量体類がアクリル酸エチル65部、アクリル酸
n−ブチル10部、アクリロニトリル5部、及びメタク
リル酸グリシジル20部よりなる不飽和単量体類100
部である以外はすべてB−4と同様な方法で合成を行
い、不揮発分34.6%で、25℃における粘度が90
cpsで、且つ、pHが6.7なる水性樹脂分散液を得
た。これをレットダウン用樹脂(B−5)と略す。Reference Example 7 (Synthesis of core-shell type water-dispersible resin B-5 for let down) 65 parts of ethyl acrylate, 10 parts of n-butyl acrylate, 5 parts of acrylonitrile, and glycidyl methacrylate 20 parts of unsaturated monomers 100
Parts, except that they are parts, the synthesis was carried out in the same manner as in B-4.
An aqueous resin dispersion having a cps and a pH of 6.7 was obtained. This is abbreviated as let-down resin (B-5).
【0056】参考例8(レットダウン用コアシェル型水
分散樹脂B−6の合成) 不飽和単量体類がアクリル酸エチル75部、アクリル酸
n−ブチル15部及びアクリロニトリル10部よりなる
不飽和単量体類100部である以外はすべて参考例3と
同様な方法で合成を行い、不揮発分39.6%で、25
℃における粘度が32cpsで、且つ、pHが6.7な
る水性樹脂分散液を得た。これをレットダウン用樹脂
(B−6)と略す。Reference Example 8 (Synthesis of core-shell type water-dispersible resin B-6 for letdown) An unsaturated monomer containing 75 parts of ethyl acrylate, 15 parts of n-butyl acrylate and 10 parts of acrylonitrile was used. Synthesis was carried out in the same manner as in Reference Example 3 except that the monomers were 100 parts, and the non-volatile content was 39.6%,
An aqueous resin dispersion having a viscosity at 32 ° C. of 32 cps and a pH of 6.7 was obtained. This is abbreviated as let-down resin (B-6).
【0057】表1に使用するレットダウン用樹脂の特徴
を示した。Table 1 shows the characteristics of the letdown resin used.
【0058】[0058]
【表1】 [Table 1]
【0059】印刷インキベースの調製 プラスチック容器に、参考例1に示した水性アクリル樹
脂分散液(A−1)28部、酸化チタン30部、工業用
エタノール6部、イオン交換水4部及びセラミックビー
ズ136部を加え、ペイントコンディショナーにて30
分間練肉し、印刷インキベース(C−1)とした。Preparation of Printing Ink Base In a plastic container, 28 parts of the aqueous acrylic resin dispersion (A-1) shown in Reference Example 1, 30 parts of titanium oxide, 6 parts of industrial ethanol, 4 parts of ion-exchanged water, and ceramic beads Add 136 parts and use paint conditioner for 30
The mixture was kneaded for a minute to obtain a printing ink base (C-1).
【0060】実施例1〜5、比較例1 印刷インキベース(C−1)にイオン交換水及びレット
ダウン用水分散樹脂(B−1)〜(B−5)を加えて表
2に示す実施例1〜5の印刷インキを得た。また、比較
例1として同様にしてレットダウン用水分散樹脂(B−
6)を用いた印刷インキを作成した。Examples 1 to 5 and Comparative Example 1 Examples shown in Table 2 were obtained by adding ion-exchanged water and water dispersion resins for letdown (B-1) to (B-5) to the printing ink base (C-1). 1 to 5 printing inks were obtained. Further, as Comparative Example 1, the water dispersion resin for let down (B-
A printing ink using 6) was prepared.
【0061】ラミネート試験方法及び結果 接着剤として、ディックドライLx−901(大日本イ
ンキ化学工業(株)製の主剤)9部、ディックドライK
W75(同硬化剤)1部及び酢酸エチル7.5部の溶液
を用意し、ドローダウンロッド#12を用いて、15μ
アルミニウム箔の未処理面に塗布し、溶剤を揮散させた
後、線状低密度ポリエチレンフィルム(厚さ60μ、以
下LLDPEと略記)と重ね、80kg/cm2圧の加
圧ロールを用いてラミネートを行った。Laminating Test Method and Results As an adhesive, 9 parts of Dick Dry Lx-901 (main agent manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc.), 9 parts of Dick Dry K
A solution of 1 part of W75 (the same curing agent) and 7.5 parts of ethyl acetate was prepared, and 15 μm was drawn using a drawdown rod # 12.
After coating on the untreated surface of the aluminum foil and evaporating the solvent, it is overlaid with a linear low-density polyethylene film (thickness: 60 μ, hereinafter abbreviated as LLDPE) and laminated using a pressure roll of 80 kg / cm 2 pressure. went.
【0062】12μ表面処理ポリエステルフィルム(以
下PETと略記)に、実施例1〜5および比較例1の各
印刷インキを、ドローダウンロッド#7を用いて塗布
し、ドライヤーで30秒間乾燥させた。ここに上記の接
着剤を同様にドローダウンロッド#12を用いて塗布
し、溶剤を揮散させた後、上記のアルミニウム/LLD
PEラミネート物のアルミニウム面を重ねて加圧ロール
にてラミネートを行った。Each of the printing inks of Examples 1 to 5 and Comparative Example 1 was applied to a 12 μ surface-treated polyester film (hereinafter abbreviated as PET) using a drawdown rod # 7 and dried with a dryer for 30 seconds. The above adhesive was similarly applied using a draw-down rod # 12, and after the solvent was volatilized, the above-mentioned aluminum / LLD
The aluminum surface of the PE laminate was stacked and laminated with a pressure roll.
【0063】一方、15μ表面処理ナイロンフィルム
(以下ONと略記)に、同じく実施例1ないし5および
比較例1の各印刷インキを、ドローダウンロッド#7を
用いて塗布し、ドライヤーで30秒間乾燥させた。ここ
に上記の接着剤を同様にドローダウンロッド#12を用
いて塗布し、溶剤を揮散させた後、LLDPEを重ねて
加圧ロールにてラミネートを行った。On the other hand, each of the printing inks of Examples 1 to 5 and Comparative Example 1 was applied to a 15 μ surface-treated nylon film (hereinafter abbreviated as “ON”) using a drawdown rod # 7 and dried with a drier for 30 seconds. I let it. The above adhesive was similarly applied using a drawdown rod # 12, and after the solvent was volatilized, LLDPE was overlaid and laminated with a pressure roll.
【0064】こうして得られたラミネート物を50℃の
恒温槽で72時間エージングを行った後、それぞれ15
mm巾のテープ状に切断し、(株)オリエンテック製テ
ンシロン RTM−25を用いて、300mm/分の速
度におけるインキ層のT型剥離の剥離強度(単位:g/
15mm巾)を測定した(常態の剥離強度)。また、ラ
ミネート物から12cm×12cmの袋を作成し、水を
充填したものを、沸騰水浴中に40分間浸漬させた。こ
の後、すぐに上記と同様にしてラミネート物の剥離強度
を測定した(熱水浸漬後の剥離強度)。これらの剥離強
度の測定結果を印刷インキ配合と共に表2に示した。The thus obtained laminate was aged for 72 hours in a constant temperature bath at 50 ° C.
The tape was cut into a tape having a width of mm and the peeling strength of the T-peeling of the ink layer at a speed of 300 mm / min (unit: g / g) using Tensilon RTM-25 manufactured by Orientec Co., Ltd.
15 mm width) (normal peel strength). In addition, a bag of 12 cm × 12 cm was prepared from the laminate, and a bag filled with water was immersed in a boiling water bath for 40 minutes. Thereafter, the peel strength of the laminate was measured immediately in the same manner as above (peel strength after immersion in hot water). The results of measuring the peel strengths are shown in Table 2 together with the printing ink formulations.
【0065】[0065]
【表2】 [Table 2]
【0066】表2から明らかなように、本発明に係わる
水性被覆用組成物は、耐熱水性が著しく向上し、ボイル
・レトルト耐性が必要なラミネート用インキとして好適
に使用することができる。As is clear from Table 2, the aqueous coating composition according to the present invention has a remarkably improved hot water resistance and can be suitably used as a laminating ink requiring boil / retort resistance.
【0067】[0067]
【発明の効果】本発明に係わる水性被覆用組成物は皮膜
の形成過程において、コアシェル型水分散性樹脂粒子が
融合し、コア中に含有されていたエポキシ基がシェル部
分およびカルボキシル基含有水性樹脂のカルボキシル基
と反応するために、皮膜中の親水基および低分子量成分
が減少することによって、皮膜の接着性および耐熱水性
が著しく向上する。これにより、とりわけボイル・レト
ルト耐性が必要なラミネート用インキとしても十分に使
用が可能な水性被覆用組成物を提供することができる。In the aqueous coating composition according to the present invention, the core-shell type water-dispersible resin particles are fused in the process of forming the film, and the epoxy group contained in the core is converted into the shell portion and the aqueous resin containing a carboxyl group. The reaction with the carboxyl group of the above reduces the number of hydrophilic groups and low molecular weight components in the film, so that the adhesion and hot water resistance of the film are remarkably improved. This makes it possible to provide an aqueous coating composition which can be sufficiently used especially as a laminating ink requiring boil retort resistance.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C09D 11/10 C08G 18/00 - 18/87 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) C09D 11/10 C08G 18/00-18/87
Claims (2)
を含有し、且つエポキシ基含有共重合体をコアとし、カ
ルボキシル基含有ポリウレタンをシェルとするコアシェ
ル型水分散性樹脂を含有することを特徴とするラミネー
ト用水性被覆組成物。1. A core-shell type water-dispersible resin containing a colorant and a carboxyl group-containing aqueous resin, and having an epoxy group-containing copolymer as a core and a carboxyl group-containing polyurethane as a shell. Lamine
Preparative aqueous coating composition.
シェル型水分散性樹脂のシェル部分のカルボキシル基
(A)に対するコアシェル型水分散性樹脂のコア部分の
エポキシ基(B)の割合が当量比で(A)/(B)=3
/1〜1/2である請求項1に記載のラミネート用水性
被覆組成物。2. The equivalent ratio of the epoxy group (B) of the core portion of the core-shell type water-dispersible resin to the carboxyl group (A) of the shell portion of the carboxyl group-containing aqueous resin and the core-shell type water-dispersible resin is (A) ) / (B) = 3
/ 1-1 / 2 laminate for aqueous coating composition according to claim 1 it is.
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