JP3649244B1 - Water-based coating agent - Google Patents

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JP3649244B1 JP2004129583A JP2004129583A JP3649244B1 JP 3649244 B1 JP3649244 B1 JP 3649244B1 JP 2004129583 A JP2004129583 A JP 2004129583A JP 2004129583 A JP2004129583 A JP 2004129583A JP 3649244 B1 JP3649244 B1 JP 3649244B1
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Abstract

【課題】 有機溶剤からなる造膜助剤を使用せずとも、優れた低温造膜性を有し、基材とりわけポリエステルフィルムに対する密着性に優れ、かつ耐熱性、耐水性、耐溶剤性、透明性等に優れたコーティング層を形成可能な水性コーティング剤を提供すること。
【解決手段】 芳香族環式構造単位を15〜35重量%含有する水分散性ポリウレタン樹脂と、芳香族環式構造単位を20〜50重量%含有し、かつ常温で液状である疎水性ポリエステルポリオール及び/又は疎水性ポリエーテルポリオールとを含有する樹脂粒子が水に分散してなる水分散液と、水酸基と反応し得る架橋剤とからなることを特徴とする水性コーティング剤。
【選択図】


PROBLEM TO BE SOLVED: To have excellent low-temperature film-forming properties without using a film-forming auxiliary comprising an organic solvent, excellent adhesion to a substrate, particularly a polyester film, and heat resistance, water resistance, solvent resistance, and transparency. To provide an aqueous coating agent capable of forming a coating layer excellent in properties and the like.
SOLUTION: A water-dispersible polyurethane resin containing 15 to 35% by weight of an aromatic cyclic structural unit and a hydrophobic polyester polyol containing 20 to 50% by weight of an aromatic cyclic structural unit and being liquid at normal temperature. An aqueous coating agent comprising: an aqueous dispersion in which resin particles containing a hydrophobic polyether polyol are dispersed in water; and a crosslinking agent capable of reacting with a hydroxyl group.
[Selection]


Description

本発明は、水性コーティング剤に関する。さらに詳しくは、ポリエステル樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリアミド樹脂等のプラスチックフィルムの表面を改質し、易接着性を付与する目的で使用されるプライマーコート剤、アルミ蒸着プラスチックフィルムを製造する際に、プラスチックフィルムのアルミニウムの蒸着層との接着性を向上させる目的で使用されるアンカーコート剤、その他の塗料、インキ、繊維・皮革の表面処理剤として適応可能な水性コーティング剤に関する。   The present invention relates to an aqueous coating agent. More specifically, when manufacturing a primer coating agent used for the purpose of modifying the surface of a plastic film such as polyester resin, polypropylene resin, polyamide resin, etc. and imparting easy adhesion, an aluminum-deposited plastic film, the plastic film The present invention relates to an anchor coating agent used for the purpose of improving the adhesion of aluminum to a vapor-deposited layer, and other water-based coating agents applicable as a surface treatment agent for other paints, inks, fibers and leathers.

二軸延伸ポリエステルフィルム(例えばポリエチレンテレフタレートフィルム、一般にPETフィルムといわれている。)は、電気絶縁性、透明性、寸法安定性及び強靱性等に優れることから、絶縁材料、製図、写真用フィルム、磁気テープ、金属蒸着フィルムあるいは各種包装材料等の幅広い分野で使用されている。
しかしながら、これら二軸延伸したポリエステルフィルムは、そのフィルムを構成する樹脂の分子鎖が高度に配向されているため表面の接着性に乏しく、このようなフィルム上に被覆される印刷インキ、磁性塗料、蒸着金属、接着剤などとの接着性に劣るという問題を有している。
Biaxially stretched polyester films (for example, polyethylene terephthalate films, generally referred to as PET films) are excellent in electrical insulation, transparency, dimensional stability, toughness, etc. It is used in a wide range of fields such as magnetic tape, metal vapor deposition film, and various packaging materials.
However, these biaxially stretched polyester films have poor surface adhesion because the molecular chains of the resin constituting the film are highly oriented, and printing inks, magnetic paints coated on such films, There is a problem of poor adhesion to vapor-deposited metals and adhesives.

かかる問題を改良するため、前記ポリエステルフィルムの表面を活性化し、印刷インキ等との接着性を向上させる手法として、フィルム表面にコロナ処理、紫外線照射処理、プラズマ処理、或いは火焔処理を施す手段が一般的に適用されている。しかし、これらの手法により接着性の向上は認められるものの、その活性は経時的に低下する。従って、これらフィルム表面の活性化手段は必ずしも満足すべきものではない。   In order to improve such a problem, as a method for activating the surface of the polyester film and improving the adhesiveness with printing ink or the like, a means for subjecting the film surface to corona treatment, ultraviolet irradiation treatment, plasma treatment, or flame treatment is generally used. Has been applied. However, although the adhesion is improved by these methods, the activity decreases with time. Accordingly, these means for activating the film surface are not always satisfactory.

またフィルム表面の接着性を高める他の方法として、酸、アルカリ、トリクロル酢酸又はフェノール類らの薬剤を用いて表面を膨潤、あるいは溶解させるエッチング方法が提案されている。これはフィルム表面近傍の結晶配向を分解、溶解すると同時に凝集性を低下させ接着性を高めようとするものであり、その効果は最も確実な手段である。しかし、ここで用いられる薬剤には有害なものがあり、また取り扱い上危険を伴う問題がある。   As another method for improving the adhesion of the film surface, an etching method has been proposed in which the surface is swollen or dissolved using a chemical such as acid, alkali, trichloroacetic acid or phenols. This is intended to decompose and dissolve the crystal orientation in the vicinity of the film surface, and at the same time to reduce the cohesiveness and increase the adhesiveness, and the effect is the most reliable means. However, some of the drugs used here are harmful, and there are problems associated with danger in handling.

この手法に類似する手段として、プライマーコート剤あるいはアンカーコート剤といわれるコーティング剤を使用して、予めフィルム上に基材とは異質のコーティング層(プライマー層、アンカー層又は下塗り層などといわれている。)を薄く形成する手法がある。 従来技術は有機溶剤に溶解した溶剤系コーティング剤をフィルムの表層に塗工する方法が一般的であったが、安全及び衛生上から最近では水性コーティング剤(水性プライマーコート剤あるいは水性アンカーコート剤などといわれている。)が主流となっている。とりわけ、様々な基材への接着性に優れる水性ポリウレタン樹脂組成物が、かかる水性コーティング剤として検討されてきた。   As a means similar to this method, using a coating agent called a primer coating agent or an anchor coating agent, it is said that a coating layer (primer layer, anchor layer or undercoat layer, etc.) that is different from the base material on the film in advance. There is a method of forming a thin film. In the prior art, a method of applying a solvent-based coating agent dissolved in an organic solvent to the surface layer of a film was generally used, but recently, from the viewpoint of safety and hygiene, aqueous coating agents (such as aqueous primer coating agents or aqueous anchor coating agents) are used. It is said that the mainstream. In particular, an aqueous polyurethane resin composition having excellent adhesion to various substrates has been studied as such an aqueous coating agent.

かかる水性コーティング剤を使用してコーティング層が形成されたプラスチックフィルムは、様々な用途で使用されている。なかでもポリエステルフィルムは、その透明性及び強靱性から食品包装用フィルムとして広く使用されている。かかる用途では、ポリエステルフィルム単独で使用されることは少なく、印刷された後、接着剤を使用し各種フィルムとラミネートされた積層フィルムとして使用されるのが一般的である。そのため、前記コーティング層が形成されたプラスチックフィルムには、様々な条件での印刷、ラミネート等の加工適性、及び耐久性に優れることが要求される。即ち、プラスチックフィルム上に形成されたコーティング層の上に塗布されるインキ、接着剤としては溶剤系樹脂組成物、水性樹脂組成物等の様々なものが使用されることから、プラスチックフィルム上に形成されたコーティング層には優れた耐溶剤性、耐水性、及び耐熱性等が求められ、これらの要請に応えるために、水性コーティング剤は各種架橋剤と併用されることが主流である。   Plastic films having a coating layer formed using such an aqueous coating agent are used in various applications. Of these, polyester films are widely used as food packaging films because of their transparency and toughness. In such applications, the polyester film is rarely used alone, and after printing, it is generally used as a laminated film laminated with various films using an adhesive. Therefore, the plastic film on which the coating layer is formed is required to be excellent in processability such as printing and laminating under various conditions and durability. In other words, the ink applied on the coating layer formed on the plastic film, and various adhesives such as solvent-based resin composition and aqueous resin composition are used. The applied coating layer is required to have excellent solvent resistance, water resistance, heat resistance, and the like. In order to meet these demands, the aqueous coating agent is mainly used in combination with various crosslinking agents.

また近年では、フィルム用途の多様化からフィルムに対して様々な機能が求められており、中でも包装材料のガスバリアー性能を向上する目的で、例えばポリ塩化ビニリデン等のコーティング層やアルミニウムの蒸着層が形成されたプラスチックフィルムなどが、包装材料の構成体として使用されている。その際、ポリ塩化ビニリデンやアルミニウムの蒸着層との接着性を向上させる目的で、予めプラスチック表面にコーティング剤を塗布しコーティング層を設ける方法が行われている。その際、高いガスバリヤー性能を発現するには、かかるコーティング層が均一に塗布されることが求められ、そのためには、コーティング剤が種々の塗工方式に対応可能で、様々な条件下においても常に均一なコーティング層が得られることが要求される。   In recent years, various functions for films have been demanded due to diversification of film applications, and in particular, for the purpose of improving the gas barrier performance of packaging materials, for example, a coating layer such as polyvinylidene chloride or a vapor deposition layer of aluminum is used. A formed plastic film or the like is used as a component of a packaging material. At that time, for the purpose of improving the adhesion to the vapor deposition layer of polyvinylidene chloride or aluminum, a method of applying a coating agent on the plastic surface in advance and providing a coating layer is performed. In that case, in order to express high gas barrier performance, it is required that such a coating layer be uniformly applied. For this purpose, the coating agent can be applied to various coating methods, and even under various conditions. It is required to always obtain a uniform coating layer.

前記プラスチックフィルムへのコーティング剤の塗工方法としては、プラスチックフィルムの二軸延伸工程途中にコーティング剤が塗布され、その後に横延伸工程が行われるインラインコーティング法と、二軸延伸工程の後、巻き取られたプラスチックフィルムにコーティング剤を塗布し乾燥することでコーティング層を設けるオフラインコーティング法が採用されている。   As a method of applying the coating agent to the plastic film, an in-line coating method in which a coating agent is applied during the biaxial stretching process of the plastic film, and then a lateral stretching process is performed, and after the biaxial stretching process, winding is performed. An off-line coating method is employed in which a coating layer is formed by applying a coating agent to a taken plastic film and drying it.

前記インラインコーティング法では、一般にプラスチックフィルムの二軸延伸工程の途中で結晶配向が完了する前にコーティング剤が塗布されるため、基材フィルムとコーティング層との接着性は強固となるが、コーティング剤を塗布した後、例えばPETフィルムの場合は更に150℃以上の温度にて延伸工程が行われる。その際、コーティング剤に含まれる主剤樹脂と架橋剤とが急激に反応することでコーティング層が硬化し、延伸過程の基材に対しコーティング層が追従できなくなり、結果としてコーティング層に割れ(クラック)が発生するという問題がある。   In the in-line coating method, since the coating agent is generally applied before the crystal orientation is completed during the biaxial stretching process of the plastic film, the adhesion between the base film and the coating layer becomes strong. For example, in the case of a PET film, a stretching process is further performed at a temperature of 150 ° C. or higher. At that time, the base resin and the crosslinking agent contained in the coating agent react abruptly to cure the coating layer, making it impossible for the coating layer to follow the stretched substrate, resulting in cracks in the coating layer. There is a problem that occurs.

また、前記オフラインコーティング法では、基材の寸法安定性を保つ必要があることから、一般的には100℃以下の低温にて乾燥工程が実施される。そのため、硬質で低温において均一なコーティング層を形成可能な溶剤系コーティング剤が使用されていたが、安全性の問題や環境汚染等の問題から好ましいものではなく、オフラインコーティング法にも使用し得る水性コーティング剤の開発が切望されていた。   In the off-line coating method, since it is necessary to maintain the dimensional stability of the substrate, the drying step is generally performed at a low temperature of 100 ° C. or lower. Therefore, a solvent-based coating agent that can form a hard and uniform coating layer at low temperatures has been used, but it is not preferable due to safety problems and environmental pollution problems, and it can also be used for off-line coating methods. The development of a coating agent was eagerly desired.

これらの問題の改善策として、種々の提案がなされてきた。
例えば、芳香族環式構造を有するポリエステルポリオールとポリイソシアネート化合物から得られる高分子量体中にアンモニア若しくは有機アミンで中和されたペンダントカルボキシル基を有する水性ポリエステルウレタン樹脂を含んでなる水性樹脂組成物が、耐水性や耐ブロッキング性に優れたプライマーコート剤等を提供できることが開示されている(例えば、特許文献1参照。)。
Various proposals have been made to improve these problems.
For example, an aqueous resin composition comprising an aqueous polyester urethane resin having a pendant carboxyl group neutralized with ammonia or an organic amine in a high molecular weight product obtained from a polyester polyol having an aromatic cyclic structure and a polyisocyanate compound. It is disclosed that a primer coating agent having excellent water resistance and blocking resistance can be provided (for example, see Patent Document 1).

かかる手法によれば、芳香族環式構造を有するポリエステルを使用することで、硬質の水性ポリウレタン樹脂を得ることができるが、ポリウレタン樹脂が有する高いガラス転移温度に起因して、均一なコーティング層を得るには高温での造膜過程が必要となる。
また、実際には、コーティング層の耐溶剤性や耐熱性等を向上させる目的で、各種架橋剤と併用されることが多いが、その場合、前記インラインコーティング法におけるフィルムの延伸工程においては基材への追従性に劣るため、均一なコーティング層を形成し難いという問題があった。
According to such a technique, a hard aqueous polyurethane resin can be obtained by using a polyester having an aromatic cyclic structure, but a uniform coating layer is formed due to the high glass transition temperature of the polyurethane resin. To obtain it, a film forming process at a high temperature is required.
In practice, it is often used in combination with various crosslinking agents for the purpose of improving the solvent resistance and heat resistance of the coating layer. In that case, in the film stretching process in the in-line coating method, There is a problem that it is difficult to form a uniform coating layer because of poor conformity to the film.

かかる問題を解決し、均一なコーティング層を形成させることを目的として、一般的に高沸点の有機溶剤を造膜助剤として使用し、コーティング剤中の主成分たる樹脂を可塑化する手法が採用されている。
この造膜助剤を用いる方法として、例えば、親水性の融合剤である沸点80〜270℃のオキシアルキレングリコール誘導体を造膜助剤として用い、最低造膜温度(MFT)を低下させ、常温あるいは更に低温での造膜性を向上させるポリウレタン系エマルジョンコーティング剤組成物が提案されている(例えば、特許文献2参照。)。
また、N−メチル−2−ピロリドンに代表される水溶性の有機溶剤を造膜助剤として用い、ポリエステルウレタン系樹脂と混合することで基材との接着性を向上させる金属蒸着用ポリプロピレンフィルム及び金属蒸ポリプロピレンフィルムが提案されている(例えば、特許文献3参照。)。
In order to solve such problems and to form a uniform coating layer, generally a high boiling point organic solvent is used as a film-forming aid, and a method of plasticizing the main component resin in the coating agent is adopted. Has been.
As a method of using this film-forming aid, for example, a hydrophilic fusing agent having an oxyalkylene glycol derivative having a boiling point of 80 to 270 ° C. is used as a film-forming aid, and the minimum film-forming temperature (MFT) is lowered. Furthermore, a polyurethane-based emulsion coating agent composition that improves film-forming properties at low temperatures has been proposed (see, for example, Patent Document 2).
In addition, a polypropylene film for metal vapor deposition that improves adhesion to a substrate by mixing with a polyester urethane resin using a water-soluble organic solvent typified by N-methyl-2-pyrrolidone as a film-forming aid, and A metal-vaporized polypropylene film has been proposed (see, for example, Patent Document 3).

しかしながら、有機溶剤を使用するこれらの手法は、本質的に人体に対する有害性及び引火等の安全性等の問題を有しており、実質的に有機溶剤を含まず、低温での造膜性に優れるコーティング剤が求められている。またポリプロピレン、ナイロン及びポリエステルフィルムに代表される難接着性のプラスチックフィルムの表面改質を行う場合も、コーティング剤と基材との接着性に優れるコーティング剤の開発が求められてきた。
さらに有機溶剤を造膜助剤として用いると、前記のオフラインコーティングのような、100℃以下の比較的低温での乾燥条件を要求される場合、塗膜に造膜助剤が残留し、表面硬度が低下したり、耐摩耗性や耐ブロッキング性が低下するという問題があり、また造膜助剤は親水性が高いために塗膜を十分に乾燥しないと耐水性の低下を招くという問題があった。
However, these methods using organic solvents inherently have problems such as harm to the human body and safety such as ignition, and are substantially free of organic solvents, resulting in low film-forming properties. There is a need for excellent coating agents. In addition, development of a coating agent having excellent adhesion between a coating agent and a substrate has been demanded when surface modification of a hardly adhesive plastic film represented by polypropylene, nylon and polyester film is performed.
Furthermore, when an organic solvent is used as a film-forming aid, the film-forming aid remains in the coating film when the drying conditions at a relatively low temperature of 100 ° C. or less, such as the above-mentioned offline coating, are required, and the surface hardness There is a problem that the wear resistance and blocking resistance are lowered, and the film-forming aid has a high hydrophilicity, so that the water resistance is lowered unless the coating film is sufficiently dried. It was.

また、耐熱性を保持しつつ接着性を向上させる手法として、ポリウレタン樹脂に接着性改善ポリマーを添加し、水中に分散させて得られるポリウレタン水性分散液が提案されている(例えば、特許文献4参照。)。
この水性分散液においては、接着性改善ポリマーとして80〜130℃の軟化温度を有する樹脂をポリウレタン樹脂に添加することで、接着性及び耐熱性を向上がはかられているが、かかる手法による水性分散液を前記インラインコーティング法に適用した場合、延伸工程での基材追従性が低下し、結果として塗膜欠陥の無い均一皮膜を得ることが困難であった。また、加工温度の低いオフラインコーティング法に適用した場合には、該水性分散液の造膜性が不十分で、結果として塗膜欠陥の無い均一皮膜を得ることが困難であった。
Further, as a technique for improving adhesiveness while maintaining heat resistance, an aqueous polyurethane dispersion obtained by adding an adhesion improving polymer to a polyurethane resin and dispersing it in water has been proposed (see, for example, Patent Document 4). .)
In this aqueous dispersion, adhesion and heat resistance are improved by adding a resin having a softening temperature of 80 to 130 ° C. to the polyurethane resin as an adhesion improving polymer. When the dispersion was applied to the in-line coating method, the substrate followability in the stretching process was lowered, and as a result, it was difficult to obtain a uniform film having no coating film defects. In addition, when applied to an off-line coating method having a low processing temperature, the film forming property of the aqueous dispersion is insufficient, and as a result, it is difficult to obtain a uniform film having no coating film defects.

特公平8−22900号公報(第1頁左欄〜第2頁右欄)Japanese Examined Patent Publication No. 8-22900 (left column on page 1 to right column on page 2) 特公昭63−14748号公報(第1頁左欄〜第2頁右欄)Japanese Examined Patent Publication No. 63-14748 (left column on page 1 to right column on page 2) 特開2000−108262号公報(第2頁左欄請求項1〜第2頁右欄段落「0005」)JP 2000-108262 A (second page left column claim 1 to page 2 right column paragraph "0005") 特開平5−230364号公報(第1頁左欄〜第2頁右欄)Japanese Patent Laid-Open No. 5-230364 (left column on page 1 to right column on page 2)

本発明の目的は、例えば常温など比較的低温で塗工される場合においても、有機溶剤からなる造膜助剤を使用せずとも優れた造膜性を有し、基材とりわけポリエステルフィルムに対する接着性に優れたコーティング層を形成可能な水性コーティング剤を提供することにある。   The object of the present invention is to provide excellent film-forming properties without using a film-forming aid made of an organic solvent even when applied at a relatively low temperature such as room temperature, and to adhere to a substrate, particularly a polyester film. An object of the present invention is to provide an aqueous coating agent capable of forming a coating layer having excellent properties.

また、本発明のもう一つの目的は、例えば150℃以上の高温で加工される前記インラインコーティング法においてフィルム延伸工程の途中で塗工されても、さらに継続して実施される延伸工程において、フィルム変形に対する追従性に優れ、割れ(クラック)等が発生することがないコーティング層を形成可能な水性コーティング剤を提供することにある。   In addition, another object of the present invention is to provide a film in a stretching step that is continuously carried out even when applied in the middle of the film stretching step in the in-line coating method that is processed at a high temperature of 150 ° C. or higher, for example. An object of the present invention is to provide an aqueous coating agent that can form a coating layer that has excellent followability to deformation and does not generate cracks.

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、芳香族環式構造を有する水分散性ポリウレタン樹脂と、常温で液状であるポリエステルポリオール又はポリエーテルポリオールとを含有する樹脂粒子が水に分散してなる水分散液、及び水酸基と反応し得る架橋剤を含む水性コーティング剤を使用することで、比較的低温における塗工の際の造膜性を向上させることができ、前記したようなオフラインコーティング法においても良好な造膜性が得られることを見出した。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that resin particles containing a water-dispersible polyurethane resin having an aromatic cyclic structure and a polyester polyol or polyether polyol that is liquid at room temperature are water. By using an aqueous dispersion formed by dispersing in water and an aqueous coating agent containing a crosslinking agent capable of reacting with a hydroxyl group, the film-forming property at the time of coating at a relatively low temperature can be improved. It has been found that good film-forming properties can be obtained even in an off-line coating method.

また、常温で液状であるポリエステルポリオール又はポリエーテルポリオールとして、分子内に芳香族環式構造を有するポリエステルポリオール又はポリエーテルポリオールを使用することにより、特にポリエステルフィルムに対する接着性を向上させることができた。
加えて、かかる手法によりインラインコーティング法において、通常行われるようにフィルム延伸工程の途中でコーティング剤を塗布しても、さらに実施される延伸工程において、形成されたコーティング層はフィルム変形に対する追従性に優れたものであり、割れ(クラック)等が発生することがなく、良好なコーティング層が得られることが判明した。
In addition, by using a polyester polyol or polyether polyol having an aromatic cyclic structure in the molecule as a polyester polyol or polyether polyol that is liquid at normal temperature, it was possible to improve the adhesion particularly to the polyester film. .
In addition, even if a coating agent is applied during the film stretching process as is normally done in the in-line coating method by such a technique, the formed coating layer has a followability to film deformation in the further stretching process. It was found that it was excellent and cracks were not generated and a good coating layer was obtained.

かかる低温造膜性向上効果は、前記芳香族環式構造を有する水分散性ポリウレタン樹脂が、前記常温で液状である、芳香族環式構造を有するポリエステルポリオール又はポリエーテルポリオールにより可塑化されることに帰因するものと考えられる。しかしながら、前記低温造膜性を向上効果を発現させるのに十分な量の、前記常温で液状である芳香族環式構造を有するポリエステルポリオール等を、前記水分散液中に含有させると、耐熱性が低下し、耐ブロッキング性が不良になるという問題に直面した。   Such a low-temperature film-forming property improving effect is that the water-dispersible polyurethane resin having an aromatic cyclic structure is plasticized by a polyester polyol or polyether polyol having an aromatic cyclic structure that is liquid at the normal temperature. It is thought to be attributed to. However, a sufficient amount of the polyester film having an aromatic cyclic structure that is liquid at room temperature, sufficient to express the effect of improving the low-temperature film-forming property, is contained in the aqueous dispersion. Faced with the problem of lowering the blocking resistance.

この問題を解決するために検討を進めた結果、前記常温で液状である芳香族環式構造を有するポリエステルポリオール等は水分散液中に含有させるものではあるが、あえてそれ単独では水分散性を有さない疎水性を有するものを用いることにより、前記水分散液中に含有させる量が比較的少なくても、良好な低温造膜性及び、耐熱性を損なうこともないことをつきとめた。
前記芳香族環式構造を有するポリエステルポリオール等として疎水性を有するものを用いると、前記芳香族環式構造を有するポリエステルポリオール等は、水中で安定に存在する前記水分散性ポリウレタン樹脂より形成される分散粒子内に取り込まれ、該水分散性ポリウレタン樹脂の層に包まれる形態で存在するものと考えられ、このことが前記芳香族環式構造を有するポリエステルポリオール等の使用量を少量化しても、低温造膜性向上効果等が得られることに影響していると推定される。
As a result of investigations to solve this problem, the polyester polyol having an aromatic cyclic structure that is liquid at room temperature is included in the aqueous dispersion, but it is intended to have water dispersibility by itself. It has been found that by using a hydrophobic material which is not present, good low-temperature film-forming properties and heat resistance are not impaired even if the amount contained in the aqueous dispersion is relatively small.
If a polyester polyol having an aromatic cyclic structure is used, the polyester polyol having an aromatic cyclic structure is formed from the water-dispersible polyurethane resin that is stably present in water. Even if the amount of the polyester polyol having the aromatic cyclic structure is reduced, the amount is taken into the dispersed particles and considered to exist in a form of being wrapped in the water-dispersible polyurethane resin layer. It is presumed that the effect of improving the low-temperature film-forming property is affected.

また、当初は前記水分散性ポリウレタン樹脂と前記芳香族環式構造を有するポリエステルポリオール等の両者を含有する分散粒子を形成させるに際し、両者を化学結合により結合させるほうが、より効果的に低温造膜性を向上させることができるのではないかと考え検討したが、むしろ両者間に化学結合を形成させない方が、より低温造膜性を向上させることができた。
さらには、かかる手法によりポリエステルフィルム等の基材に対する接着性も向上し、前記インラインコーティング法に応用しても、形成されたコーティング層は、フィルム変形に対する追従性が一段と優れたものであり、耐熱性、耐水性、耐溶剤性、透明性等に優れたものであることを見出すに及んで、本発明を完成するに至った。
In addition, when forming dispersed particles containing both the water-dispersible polyurethane resin and the polyester polyol having the aromatic cyclic structure at the beginning, it is more effective to form a low-temperature film by combining the two by chemical bonds. However, it was possible to improve the low-temperature film-forming property by not forming a chemical bond between them.
Furthermore, the adhesion to a base material such as a polyester film is also improved by such a technique, and even when applied to the in-line coating method, the formed coating layer has a much better followability to film deformation, and is heat resistant. The present invention has been completed by finding out that it has excellent properties, water resistance, solvent resistance, transparency and the like.

即ち、本発明は、水分散性ポリウレタン樹脂(A)と疎水性ポリエステルポリオール(B−1)及び/又は疎水性ポリエーテルポリオール(B−2)とを含有する樹脂粒子が水に分散してなる水分散液(C)と、水酸基と反応し得る架橋剤(D)とからなり、前記水分散性ポリウレタン樹脂(A)が、芳香族ジカルボン酸を主成分とするジカルボン酸とポリオールとを縮合させて得られたポリエステルポリオール(a−1)及びポリイソシアネートを必須成分として反応させて得られ、芳香族環式構造を15〜35重量%含有するものであり、前記疎水性ポリエステルポリオール(B−1)及び/又は疎水性ポリエーテルポリオール(B−2)が、常温で液状であり、芳香族環式構造を20〜50重量%含有することを特徴とする水性コーティング剤を提供するものである。   That is, in the present invention, resin particles containing a water-dispersible polyurethane resin (A) and a hydrophobic polyester polyol (B-1) and / or a hydrophobic polyether polyol (B-2) are dispersed in water. The aqueous dispersion (C) comprises a crosslinking agent (D) capable of reacting with a hydroxyl group, and the water-dispersible polyurethane resin (A) condenses a dicarboxylic acid mainly composed of an aromatic dicarboxylic acid and a polyol. The polyester polyol (a-1) and polyisocyanate obtained in the above are reacted as essential components and contain 15 to 35% by weight of an aromatic cyclic structure. The hydrophobic polyester polyol (B-1 ) And / or hydrophobic polyether polyol (B-2) is liquid at normal temperature and contains 20 to 50% by weight of an aromatic cyclic structure. There is provided a packaging material.

なお、「疎水性」なる技術用語は、一般的にはある物質が水との間の相互作用が弱く、水との親和力が弱い性質をもつことと解されているが、本明細書において「疎水性」というときは、ある物質がそれ単独では、水に分散又は溶解しない性質をもつことを意味する。
また、本明細書において「常温で液状」という場合、25℃で液状である場合を意味する。
The technical term “hydrophobic” is generally understood to mean that a substance has a property of weak interaction with water and weak affinity with water. “Hydrophobic” means that a substance alone does not disperse or dissolve in water.
Further, in the present specification, the term “liquid at normal temperature” means a liquid state at 25 ° C.

本発明の水性コーティング剤は低温での造膜性に優れることから、幅広い温度での加工適性、及びプラスチックフィルムに対し優れた接着性を有し、更に耐ブロッキング性、耐水性、耐溶剤性、透明性等に優れることから、プラスチックフィルムに対するインラインコーティング法及びオフラインコーティング法にて使用されるコーティング剤として好適であり、プライマーコート剤又はアンカーコート剤として、食品包装用フィルム、装飾用材料、金属蒸着フィルムなどの用途、更には塗料、インキ、繊維・皮革の表面処理剤等に幅広く使用可能である。   Since the water-based coating agent of the present invention is excellent in film forming properties at low temperatures, it has processability in a wide range of temperatures, and excellent adhesion to plastic films, and further has blocking resistance, water resistance, solvent resistance, Because of its excellent transparency, it is suitable as a coating agent used in in-line coating methods and off-line coating methods for plastic films. As a primer coating agent or anchor coating agent, food packaging films, decoration materials, metal deposition It can be used in a wide range of applications such as film, paints, inks, surface treatment agents for fibers and leather.

以下に、発明を実施するための最良の形態について詳述する。
本発明の水性コーティング剤は、
水分散性ポリウレタン樹脂(A)と疎水性ポリエステルポリオール(B−1)及び/又は疎水性ポリエーテルポリオール(B−2)とを含有する樹脂粒子が水に分散してなる水分散液(C)と、水酸基と反応し得る架橋剤(D)とからなるものである。
The best mode for carrying out the invention will be described in detail below.
The aqueous coating agent of the present invention is
Water dispersion (C) in which resin particles containing water-dispersible polyurethane resin (A) and hydrophobic polyester polyol (B-1) and / or hydrophobic polyether polyol (B-2) are dispersed in water And a cross-linking agent (D) capable of reacting with a hydroxyl group.

前記樹脂粒子に含有される前記水分散性ポリウレタン樹脂(A)と疎水性ポリエステルポリオール(B−1)又は疎水性ポリエーテルポリオール(B−2)との間には、実質的に化学結合を形成させないほうが、前記水分散性ポリウレタン樹脂(A)を効果的に可塑化することができ、本発明により奏される低温での造膜性に優れるという効果をより高めることができることから好ましい。   A chemical bond is substantially formed between the water-dispersible polyurethane resin (A) contained in the resin particles and the hydrophobic polyester polyol (B-1) or the hydrophobic polyether polyol (B-2). It is preferable not to allow the water-dispersible polyurethane resin (A) to be effectively plasticized and to further enhance the effect of excellent film-forming properties at low temperatures produced by the present invention.

次に、本発明で使用する芳香族環式構造を有する水分散性ポリウレタン樹脂(A)について説明する。
本発明で使用する水分散性ポリウレタン樹脂(A)は、芳香族環式構造を有するものであって、水分散性を持たせるための親水基として、カルボキシル基又はスルホン酸基やそれらの塩に代表されるアニオン性基を分子内に有するものが好ましい。
Next, the water dispersible polyurethane resin (A) having an aromatic cyclic structure used in the present invention will be described.
The water dispersible polyurethane resin (A) used in the present invention has an aromatic cyclic structure, and has a carboxyl group or a sulfonic acid group or a salt thereof as a hydrophilic group for imparting water dispersibility. Those having a representative anionic group in the molecule are preferred.

かかる水分散性ポリウレタン樹脂(A)は、芳香族ジカルボン酸を主成分とするジカルボン酸とポリオールとを縮合させて得られたポリエステルポリオール(a−1)及びポリイソシアネートを必須成分として使用し、必要によりその他のポリオールやポリアミン等を鎖伸長剤として使用して、従来公知の方法により反応させて得ることができる。また、後に詳述するが、これらポリエステルポリオール(a−1)、その他のポリオール及びポリアミンのうちの少なくとも一種は、アニオン性基を有するものを使用することにより、得られる水分散性ポリウレタン樹脂(A)にアニオン性基を導入することができる。   Such water-dispersible polyurethane resin (A) uses polyester polyol (a-1) obtained by condensing a dicarboxylic acid mainly composed of an aromatic dicarboxylic acid and a polyol and a polyisocyanate as essential components. Can be obtained by reacting by a conventionally known method using other polyols or polyamines as chain extenders. In addition, as will be described in detail later, at least one of these polyester polyols (a-1), other polyols, and polyamines can be obtained by using a water-dispersible polyurethane resin (A ) Can be introduced with an anionic group.

水分散性ポリウレタン樹脂(A)に含まれるアニオン性基の含有量は、水分散性ポリウレタン樹脂(A)を水分散体にしたときの粒子径と強い相関性を有しており、前記アニオン性基の含有量が、水分散性ポリウレタン樹脂(A)に対して、50〜1000mmol/kgの範囲となるように調製することが好ましい。かかる範囲内であれば、耐水性を損なうことなく、分散した樹脂粒子が長期間の保存時においても凝集や沈殿を起こさず安定である、良好な樹脂粒子の分散安定性を得ることができる。   The content of the anionic group contained in the water-dispersible polyurethane resin (A) has a strong correlation with the particle diameter when the water-dispersible polyurethane resin (A) is made into an aqueous dispersion. It is preferable to prepare such that the group content is in the range of 50 to 1000 mmol / kg with respect to the water-dispersible polyurethane resin (A). Within such a range, it is possible to obtain good dispersion stability of the resin particles, in which the dispersed resin particles are stable without aggregation or precipitation even during long-term storage without impairing water resistance.

水分散性ポリウレタン樹脂(A)にアニオン性基を導入する方法としては、公知の手法を採用することができる。
例えば、(i)カルボキシル基又はスルホン酸基やそれらの塩に代表されるアニオン性基を含有するポリオールを必須成分とするポリオール(この場合、アニオン性基を含有するポリオールはポリエステルポリオール(a−1)及び必要により使用するその他のポリオールのいずれであってもよい。)とポリイソシアネートとを反応させてアニオン性基を有する水分散性ポリウレタン樹脂(A)を製造する方法、
As a method for introducing an anionic group into the water-dispersible polyurethane resin (A), a known method can be employed.
For example, (i) a polyol having a polyol containing an anionic group represented by a carboxyl group or a sulfonic acid group or a salt thereof as an essential component (in this case, a polyol containing an anionic group is a polyester polyol (a-1 And any other polyol used if necessary.) And a method of producing a water-dispersible polyurethane resin (A) having an anionic group by reacting with a polyisocyanate,

(ii)前記(i)において、前記ポリオールが有する水酸基に対して、前記ポリイソシアネートが有するイソシアネート基が過剰となる条件で前記ポリオールと前記ポリイソシアネートとを反応させてイソシアネート基を含有するプレポリマーを製造し、さらに低分子量ポリオールやポリアミン等を反応させて鎖伸長(高分子量化)させることによりアニオン性基を有する水分散性ポリウレタン樹脂(A)を製造する方法、 (ii) In the above (i), a prepolymer containing an isocyanate group by reacting the polyol and the polyisocyanate under the condition that the isocyanate group of the polyisocyanate is excessive with respect to the hydroxyl group of the polyol. A method for producing a water-dispersible polyurethane resin (A) having an anionic group by producing and further chain-extending (high molecular weight) by reacting with a low molecular weight polyol or polyamine,

(iii)アニオン性基を有しないポリオール(ポリエステルポリオール(a−1)及び必要によりその他のポリオール。)を使用し、前記ポリオールが有する水酸基に対して、ポリイソシアネートが有するイソシアネート基が過剰となる条件で前記ポリオールと前記ポリイソシアネートとを反応させてイソシアネート基を含有するプレポリマーを製造し、アニオン性基を有する低分子量ポリオールやポリアミンを反応させて鎖伸長(高分子量化)させることによりアニオン性基を有する水分散性ポリウレタン樹脂(A)を製造する方法などを採用することができる。 (iii) Use of a polyol having no anionic group (polyester polyol (a-1) and, if necessary, other polyol), and the condition that the isocyanate group of the polyisocyanate is excessive with respect to the hydroxyl group of the polyol. To produce a prepolymer containing an isocyanate group by reacting the polyol with the polyisocyanate, and reacting a low molecular weight polyol or polyamine having an anionic group to cause chain elongation (high molecular weight). A method for producing a water-dispersible polyurethane resin (A) having the following can be adopted.

また、水分散性ポリウレタン樹脂(A)がアニオン性基としてカルボキシル基及び/又はスルホン酸基を有する場合、それらの一部又は全部を中和することにより、良好な水分散性を付与することができる。その際、例えば、アンモニア、トリエチルアミン、ピリジン、モルホリン等の有機アミン、モノエタノールアミン等のアルカノールアミン、更にNa、K、Li、Ca等を含む金属塩基化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の中和剤を使用することができる。中和率としては、好ましくは中和剤/アニオン性基=0.5〜3.0(モル比)、より好ましくは中和剤/アニオン性基=0.9〜2.0(モル比)の範囲で使用することが望まれる。かかる範囲であれば、耐水性を損なうことなく安定した水分散性を付与することができる。   Moreover, when water-dispersible polyurethane resin (A) has a carboxyl group and / or a sulfonic acid group as an anionic group, it can provide favorable water dispersibility by neutralizing a part or all of them. it can. At that time, for example, at least one selected from the group consisting of organic amines such as ammonia, triethylamine, pyridine, morpholine, alkanolamines such as monoethanolamine, and metal base compounds containing Na, K, Li, Ca, etc. A summing agent can be used. The neutralization rate is preferably neutralizer / anionic group = 0.5 to 3.0 (molar ratio), more preferably neutralizer / anionic group = 0.9 to 2.0 (molar ratio). It is desirable to use in the range. If it is this range, the stable water dispersibility can be provided, without impairing water resistance.

前記(i)又は(ii)の手法において、アニオン性基を含有するポリオールとして使用することができるカルボキシル基を含有するポリオールとして代表的なものを例示すると、2,2’−ジメチロールプロピオン酸、2,2’−ジメチロールブタン酸、2,2’−ジメチロール酪酸、2,2’−ジメチロール吉草酸等が挙げられる。また、これらカルボキシル基を含有するポリオールと各種ポリカルボン酸とを反応させて得られるカルボキシル基含有ポリエステルポリオールも使用することができる。   In the above method (i) or (ii), as a typical polyol containing a carboxyl group that can be used as a polyol containing an anionic group, 2,2′-dimethylolpropionic acid, 2,2′-dimethylolbutanoic acid, 2,2′-dimethylolbutyric acid, 2,2′-dimethylolvaleric acid and the like can be mentioned. Also, carboxyl group-containing polyester polyols obtained by reacting these carboxyl group-containing polyols and various polycarboxylic acids can be used.

また、前記(i)又は(ii)の手法において、アニオン性基を含有するポリオールとして使用することができるスルホン酸基を含有するポリオールとして代表的なものを例示すると、5−スルホイソフタル酸、スルホテレフタル酸、4−スルホフタル酸、5[4−スルホフェノキシ]イソフタル酸等のジカルボン酸、又はそれらとNa、K、Li、Ca等の金属イオン、アンモニア、ジエチルアミン、トリエチルアミンからなる群から選ばれる少なくとも一種とのスルホン酸塩と、各種ポリオールとを反応させて得られる芳香族スルホン酸基又はそれらの塩を含有するポリエステルポリオールが挙げられる。   In the method (i) or (ii), typical examples of polyols containing sulfonic acid groups that can be used as polyols containing anionic groups include 5-sulfoisophthalic acid, sulfo Dicarboxylic acids such as terephthalic acid, 4-sulfophthalic acid, and 5 [4-sulfophenoxy] isophthalic acid, or at least one selected from the group consisting of metal ions such as Na, K, Li, and Ca, ammonia, diethylamine, and triethylamine And polyester polyols containing aromatic sulfonic acid groups obtained by reacting various sulfonates with various polyols or salts thereof.

また、前記アニオン性基を含有するポリオールの他に、エチレンオキサイドの繰り返し単位を少なくとも30重量%以上含有し、更に少なくとも1個以上の活性水素原子含有基を含有する数平均分子量300〜10,000のポリアルキレングリコール等のノニオン基含有ポリオールを併用することができる。ノニオン基含有量としては、水分散性ポリウレタン樹脂(A)全体の10重量%以下となるように調製することが好ましい。かかる範囲内であれば、耐水性を損なうことなく、良好な水分散安定性を得ることができる。   In addition to the polyol containing the anionic group, the ethylene oxide repeating unit is contained at least 30% by weight, and the number average molecular weight containing at least one active hydrogen atom-containing group is 300 to 10,000. Nonionic group-containing polyols such as polyalkylene glycol can be used in combination. As nonionic group content, it is preferable to prepare so that it may become 10 weight% or less of the whole water-dispersible polyurethane resin (A). Within such a range, good water dispersion stability can be obtained without impairing water resistance.

次に水分散性ポリウレタン樹脂(A)を製造する際に使用する、前記した芳香族ジカルボン酸を主成分とするジカルボン酸とポリオールとを縮合させて得られるポリエステルポリオール(a−1)について説明する。かかるポリエステルポリオール(a−1)は、公知の各種ジカルボン酸及び各種ポリオールを用いて公知の手法により製造することができる。   Next, a polyester polyol (a-1) obtained by condensing a dicarboxylic acid mainly composed of the above-mentioned aromatic dicarboxylic acid and a polyol, which is used when the water-dispersible polyurethane resin (A) is produced, will be described. . Such polyester polyol (a-1) can be produced by a known method using various known dicarboxylic acids and various polyols.

前記ポリエステルポリオール(a−1)を製造する際に使用することができる芳香族ジカルボン酸としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、オルソフタル酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸、2,5−ナフタレンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、ナフタル酸、ビフェニルジカルボン酸、1,2−ビス(フェノキシ)エタン−P,P’−ジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸やそれらの酸無水物又はエステル形成性誘導体、p−ヒドロキシ安息香酸等の芳香族ヒドロキシカルボン酸やそれらのエステル形成性誘導体、5−スルホイソフタル酸等のスルホン酸基含有芳香族ジカルボン酸やそれらのエステル形成性誘導体が挙げられる。   Examples of the aromatic dicarboxylic acid that can be used for producing the polyester polyol (a-1) include terephthalic acid, isophthalic acid, orthophthalic acid, 1,4-naphthalenedicarboxylic acid, and 2,5-naphthalenedicarboxylic acid. Aromatic dicarboxylic acids such as acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, naphthalic acid, biphenyldicarboxylic acid, 1,2-bis (phenoxy) ethane-P, P'-dicarboxylic acid, and their acid anhydrides or ester-forming properties Derivatives, aromatic hydroxycarboxylic acids such as p-hydroxybenzoic acid and their ester-forming derivatives, sulfonic acid group-containing aromatic dicarboxylic acids such as 5-sulfoisophthalic acid and their ester-forming derivatives.

また、かかる芳香族ジカルボン酸の他に、脂肪族カルボン酸や脂環族カルボン酸を併用することができる。例えばコハク酸、無水コハク酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ダイマー酸、無水マレイン酸、フマル酸等の脂肪族ジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環族ジカルボン酸、それらの無水物あるいはエステル形成性誘導体が挙げられる。これらは単独使用でもよく、2種以上を併用してもよい。   In addition to the aromatic dicarboxylic acid, an aliphatic carboxylic acid or an alicyclic carboxylic acid can be used in combination. For example, aliphatic dicarboxylic acids such as succinic acid, succinic anhydride, adipic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, dimer acid, maleic anhydride and fumaric acid, and alicyclic dicarboxylic acids such as 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid And anhydrides or ester-forming derivatives thereof. These may be used alone or in combination of two or more.

また、前記ポリエステルポリオール(a−1)を製造する際に使用可能なポリオールとして、例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールS、ハイドロキノン、ビスヒドロキシエトキシベンゼン、あるいはそれらとアルキレンオキサイド付加物などの芳香族環式構造を有するポリオール;   Moreover, as a polyol which can be used when manufacturing the said polyester polyol (a-1), aromatic cyclic structures, such as bisphenol A, bisphenol S, hydroquinone, bishydroxyethoxybenzene, or these, and an alkylene oxide adduct, for example. A polyol having

エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−ブチル−2−エチル1,3−プロパンジオール等の脂肪族ジオール;1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールA等の脂環式ジオール;また多官能成分としてグリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等のポリオール等が挙げられる。
また、前記ポリオール及び触媒存在下で、ε−カプロラクトン、γ−バレロラクトン等の環状エステルを開環重合させて得られる脂肪族ポリオールも使用することができる。
これらは単独使用でもよく2種以上を併用してもよい。
Ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, diethylene glycol, triethylene glycol Aliphatic diols such as tetraethylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, polyethylene glycol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 2-butyl-2-ethyl 1,3-propanediol; Cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, hydrogenated bisphenol A and other alicyclic diols; and polyfunctional components such as glycerin, trimethylolpropane and pentaerythritol polyols.
In addition, an aliphatic polyol obtained by ring-opening polymerization of a cyclic ester such as ε-caprolactone or γ-valerolactone in the presence of the polyol and the catalyst can also be used.
These may be used alone or in combination of two or more.

かかるポリエステルポリオール(a−1)は、水酸基価が10〜350の範囲であることが好ましく、水酸基価が20〜300の範囲であることが特に好ましい。水酸基価がかかる範囲であれば得られるポリウレタン樹脂の凝集力が高くなり、水性コーティング剤で使用した場合の耐溶剤性、耐水性及び耐ブロッキング性が良好となる。   The polyester polyol (a-1) preferably has a hydroxyl value in the range of 10 to 350, and particularly preferably in the range of 20 to 300. When the hydroxyl value is in such a range, the resulting polyurethane resin has high cohesive force, and the solvent resistance, water resistance and blocking resistance when used in an aqueous coating agent are improved.

本発明で使用する水分散性ポリウレタン樹脂(A)を製造するには、ポリエステルポリオール(a−1)の中でも、芳香族ジカルボン酸を主成分とするジカルボン酸とポリオールとを縮合させて得られたポリエステルポリオールであって、前記ジカルボン酸の全量のうち70〜100モル%が、テレフタル酸及び/又はイソフタル酸であるものを使用することが好ましい。かかるポリエステルポリオールを使用することにより、基材とりわけポリエステルフィルムに対する接着性に優れ、かつ耐ブロッキング性などの耐熱性、耐水性、耐溶剤性、透明性等に優れたコーティング層を形成可能な水性コーティング剤を提供することができる。   In order to produce the water-dispersible polyurethane resin (A) used in the present invention, the polyester polyol (a-1) was obtained by condensing a dicarboxylic acid mainly composed of an aromatic dicarboxylic acid and a polyol. It is preferable to use a polyester polyol in which 70 to 100 mol% of the total amount of the dicarboxylic acid is terephthalic acid and / or isophthalic acid. By using such a polyester polyol, an aqueous coating that can form a coating layer having excellent adhesion to a substrate, particularly a polyester film, and excellent heat resistance such as blocking resistance, water resistance, solvent resistance, and transparency. An agent can be provided.

本発明で使用する水分散性ポリウレタン樹脂(A)を製造する際には、前記したポリエステルポリオール(a−1)以外の、ポリオールも基材接着性、及び耐ブロッキング性を阻害しない範囲で使用することができる。   When the water-dispersible polyurethane resin (A) used in the present invention is produced, polyols other than the above-described polyester polyol (a-1) are also used within a range that does not impair substrate adhesion and blocking resistance. be able to.

かかるポリオールとしては、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール等が挙げられ、これらを単独使用、或いは2種以上を併用しても構わない。特に、広範囲の基材に対する優れた接着性と価格面からポリエステルポリオールを主体として使用することが好ましい。   Examples of such polyols include polyester polyols, polyether polyols, polycarbonate polyols, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. In particular, it is preferable to use polyester polyol as a main component from the viewpoint of excellent adhesion to a wide range of substrates and cost.

前記ポリエステルポリオールは、前記したポリエステルポリオール(a−1)を製造する際に使用することができるものとして例示した、脂肪族カルボン酸や脂環族カルボン酸と各種ポリオールを、公知の方法で反応させることにより製造することができる。
この際、水分散性ポリウレタン樹脂(A)の高分子量化を阻害しない範囲で、メタノール、エタノール、n−ブタノール、イソプロパノール、n−ヘキサノール等のモノアルコールを併用しても構わない。
The said polyester polyol makes aliphatic carboxylic acid and alicyclic carboxylic acid and various polyols react by a well-known method illustrated as what can be used when manufacturing the above-mentioned polyester polyol (a-1). Can be manufactured.
At this time, monoalcohols such as methanol, ethanol, n-butanol, isopropanol, and n-hexanol may be used in combination as long as the high molecular weight of the water-dispersible polyurethane resin (A) is not inhibited.

前記したように水分散性ポリウレタン樹脂(A)を製造するにあたって、予め、ポリエステルポリオール(a−1)及び必要によりその他のポリオールと、各種ポリイソシアネートとを、全ポリオールが有する水酸基に対して、前記ポリイソシアネートが有するイソシアネート基が過剰となる条件で反応させて、予めイソシアネート基を含有するプレポリマーを製造し、これに低分子量ポリオールあるいはポリアミンを反応させて鎖伸長させて高分子量化する方法を採用することもできる。   As described above, in producing the water-dispersible polyurethane resin (A), the polyester polyol (a-1) and, if necessary, other polyols and various polyisocyanates in advance with respect to the hydroxyl groups of all polyols, A prepolymer containing an isocyanate group is prepared in advance by reacting under conditions where the isocyanate group of the polyisocyanate is excessive, and then a low molecular weight polyol or polyamine is reacted with this to extend the chain to increase the molecular weight. You can also

この際、低分子量ポリオールとしては、2,2’−ジメチロールプロピオン酸、2,2’−ジメチロールブタン酸、2,2’−ジメチロール酪酸、2,2’−ジメチロール吉草酸等のカルボキシル基を含有するポリオール;   In this case, as the low molecular weight polyol, carboxyl groups such as 2,2′-dimethylolpropionic acid, 2,2′-dimethylolbutanoic acid, 2,2′-dimethylolbutyric acid, 2,2′-dimethylolvaleric acid and the like are used. Containing polyols;

エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−ブチル−2−エチル1,3−プロパンジオール等の脂肪族ジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールA等の脂環式ジオールを使用することができ、さらに多官能成分としてグリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等のポリオール等を併用することもできる。 Ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, diethylene glycol, triethylene glycol Aliphatic diols such as tetraethylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, polyethylene glycol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 2-butyl-2-ethyl 1,3-propanediol, 1,4- Cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, hydrogenated bisphenol A, and other alicyclic diols can be used, and polyols such as glycerin, trimethylolpropane, and pentaerythritol are used as polyfunctional components. It can also be used in combination.

また、前記ポリアミンとしては、例えばN−(2−スルホエチル)エチレンジアミンの金属塩や2−(β−アミノアルキル−アミノプロピオンアミド)−アルカンスルホン酸塩等のジアミノスルホネート等、また、エチレンジアミン等の脂肪族1級ジアミンと(メタ)アクリル酸等のα−オレフィン系カルボン酸の付加物などのアニオン性基を有するポリアミン;   Examples of the polyamine include diaminosulfonates such as metal salts of N- (2-sulfoethyl) ethylenediamine and 2- (β-aminoalkyl-aminopropionamide) -alkanesulfonates, and aliphatics such as ethylenediamine. A polyamine having an anionic group such as an adduct of a primary diamine and an α-olefinic carboxylic acid such as (meth) acrylic acid;

1,2−ジアミノエタン、1,2−ないしは1,3−ジアミノプロパン、1,2−又は1,3−又は1,4−ジアミノブタン、1,5−ジアミノペンタン、1,6−ジアミノヘキサン、ピペラジン、N,N’−ビス−(2−アミノエチル)ピペラジン、1−アミノ−3−アミノメチル−3,5,5−トリメチル−シクロヘキサン(イソホロンジアミン)、ビス−(4−アミノシクロヘキシル)メタン、ビス−(4−アミノ−3−ブチルシクロヘキシル)メタン、1,2−、1,3−ないしは1,4−ジアミノシクロヘキサン又は1,3−ジアミノプロパン等のジアミン類、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン等のポリアミン、更にはヒドラジン、又はアジピン酸ジヒドラジド等のヒドラジン誘導体、などのアニオン性基を有さないポリアミンを使用することができる。 1,2-diaminoethane, 1,2- or 1,3-diaminopropane, 1,2- or 1,3- or 1,4-diaminobutane, 1,5-diaminopentane, 1,6-diaminohexane, Piperazine, N, N′-bis- (2-aminoethyl) piperazine, 1-amino-3-aminomethyl-3,5,5-trimethyl-cyclohexane (isophoronediamine), bis- (4-aminocyclohexyl) methane, Diamines such as bis- (4-amino-3-butylcyclohexyl) methane, 1,2-, 1,3- or 1,4-diaminocyclohexane or 1,3-diaminopropane, polyamines such as diethylenetriamine and triethylenetetramine Furthermore, polyamides having no anionic group such as hydrazine or hydrazine derivatives such as adipic acid dihydrazide It can be used.

更に、分子内にアミノ基とアルコール性の水酸基を併有するアミノアルコールも使用することができ、例えば、エタノールアミン、N−メチルジエタノールアミン、プロパノールアミン、N−メチルジイソプロパノールアミン、N−エチルジエチレンアミン、N−エチルジイソプロパノールアミン、アミノエチルエタノールアミン、ジエタノールアミン等も使用することができる。   Furthermore, amino alcohol having both an amino group and an alcoholic hydroxyl group in the molecule can also be used. For example, ethanolamine, N-methyldiethanolamine, propanolamine, N-methyldiisopropanolamine, N-ethyldiethyleneamine, N-ethyldiisopropanolamine, aminoethylethanolamine, diethanolamine and the like can also be used.

前記ポリアミンとしては、耐久性を阻害しないためにも官能基数が2以上のものを使用することが好ましく、この場合に官能基数が2以上のポリアミンを単独使用してもよく、あるいは2種類以上を併用し平均官能基数を2以上にして使用してもよい。
前記イソシアネート基を含有するプレポリマーを鎖伸長させて高分子量化する場合、ポリアミンの使用量としては、イソシアネート基に対して、好ましくは1.9当量比以下であり、より好ましくは0.6〜1.0当量比の範囲である。かかる範囲でポリアミンを使用し鎖伸長を行えば、得られる水性コーティング剤の耐久性及び耐光性を優れたものとすることができる。
As the polyamine, it is preferable to use a polyamine having two or more functional groups in order not to impair durability. In this case, a polyamine having two or more functional groups may be used alone, or two or more kinds may be used. It may be used in combination with an average functional group number of 2 or more.
When chain-extending the prepolymer containing an isocyanate group to increase the molecular weight, the polyamine is preferably used in an amount of 1.9 equivalent ratio or less, more preferably 0.6- The range is 1.0 equivalent ratio. If chain extension is performed using polyamine within such a range, the resulting aqueous coating agent can have excellent durability and light resistance.

本発明で使用する水分散性ポリウレタン樹脂(A)を製造する際に使用するポリイソシアネートとしては、公知のものを使用することができる。
例えば、1,4−テトラメチレンジイソシアネート、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート、1,12−ドデカメチレンジイソシアネート、シクロヘキサン−1,3−ないしは1,4−ジイソシアネート、1−イソシアナト−3−イソシアナトメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキサン(別名イソホロンジイソシアネート;IPDI)、ジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネート(別名水添MDI)、2−ないしは4−イソシアナトシクロヘキシル−2’−イソシアナトシクロヘキシルメタン、1,3−ないしは1,4−ビス−(イソシアナトメチル)−シクロヘキサン、ビス−(4−イソシアナト−3−メチルシクロヘキシル)メタン、1,3−ないしは1,4−α,α,α’α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネート、2,4−ないしは2,6−ジイソシアナトトルエン、2,2’−、2,4’−ないしは4,4’−ジイソシアナトジフェニルメタン(MDI)、1,5−ナフタレンジイソシアネート、p−ないしはm−フェニレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネートまたはジフェニル−4,4’−ジイソシアネートなどを使用することができる。
As the polyisocyanate used for producing the water-dispersible polyurethane resin (A) used in the present invention, known ones can be used.
For example, 1,4-tetramethylene diisocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate, 1,12-dodecamethylene diisocyanate, cyclohexane-1,3- or 1,4-diisocyanate, 1-isocyanato-3-isocyanatomethyl-3 , 5,5-trimethylcyclohexane (also known as isophorone diisocyanate; IPDI), dicyclohexylmethane-4,4′-diisocyanate (also known as hydrogenated MDI), 2- or 4-isocyanatocyclohexyl-2′-isocyanatocyclohexylmethane, 3- or 1,4-bis- (isocyanatomethyl) -cyclohexane, bis- (4-isocyanato-3-methylcyclohexyl) methane, 1,3- or 1,4-α, α, α'α'-tetra Methyl xylylene diisocyanate 2,4- or 2,6-diisocyanatotoluene, 2,2'-, 2,4'- or 4,4'-diisocyanatodiphenylmethane (MDI), 1,5-naphthalene diisocyanate, p- or m-phenylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, diphenyl-4,4′-diisocyanate and the like can be used.

これらの中でも、とりわけ機械的強度などの点を考慮する場合は芳香族ジイソシアネートの使用が望ましく、また、とりわけ耐久性や耐光性などの点を考慮する場合は、脂肪族ないしは脂環式ジイソシアネート化合物の使用が望ましい。   Among these, the use of aromatic diisocyanate is desirable particularly when considering the mechanical strength and the like, and when considering the durability and light resistance, the aliphatic or cycloaliphatic diisocyanate compound is particularly desirable. Use is desirable.

前記水分散性ポリウレタン樹脂(A)を製造する際に使用する有機溶剤としては、水分散時の微粒子形成、及び脱溶剤後の水分散液(C)中に含まれる残留溶剤を除去することを考慮すると、沸点が150℃以下の有機溶剤を使用することが好ましい。
前記沸点が150℃以下の有機溶媒としては、例えばベンゼン、トルエン、酢酸エチル、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、酢酸メチル、アセトニトリル、クロロホルム、塩化メチレンなどが挙げられる。これらを単独または混合して使用することができる。この中で水分散性ポリウレタン樹脂(A)の溶解性の高い溶媒として、特にアセトン、メチルエチルケトン、酢酸エチルを用いることは好適である。更に水分散性を高める目的で、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール溶剤をポリウレタン樹脂の高分子量化を阻害しない範囲で水分散時に使用しても構わない。
As an organic solvent used when manufacturing the water-dispersible polyurethane resin (A), fine particles are formed during water dispersion, and the residual solvent contained in the water dispersion (C) after solvent removal is removed. In consideration, it is preferable to use an organic solvent having a boiling point of 150 ° C. or lower.
Examples of the organic solvent having a boiling point of 150 ° C. or lower include benzene, toluene, ethyl acetate, acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ether, tetrahydrofuran, methyl acetate, acetonitrile, chloroform, and methylene chloride. These can be used alone or in combination. Among these, it is particularly preferable to use acetone, methyl ethyl ketone, or ethyl acetate as a solvent having high solubility for the water-dispersible polyurethane resin (A). Further, for the purpose of enhancing water dispersibility, alcohol solvents such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol and the like may be used at the time of water dispersion as long as the high molecular weight of the polyurethane resin is not inhibited.

前記水分散性ポリウレタン樹脂(A)1000g当たりのウレタン結合単位(−NH−COO−)の含有量は、1.0〜4.0モルの範囲であることが好ましい。
また、前記したようにプレポリマーをポリアミンを反応させて鎖伸長させた場合には、尿素結合が生成するが、この場合には、前記水分散性ポリウレタン樹脂(A)1000g当たりのウレタン結合単位(−NH−COO−)及び尿素結合単位(−NH−CO−NH−)の含有量の合計が、1.0〜4.0モルの範囲であることが好ましい。
かかる範囲であれば、ポリウレタン分子の凝集力が高くなるため得られるコーティング層の硬度が好適となり、耐溶剤性及び耐ブロッキング性などの耐熱性を向上させることができる。
The content of urethane bond units (—NH—COO—) per 1000 g of the water dispersible polyurethane resin (A) is preferably in the range of 1.0 to 4.0 mol.
Further, as described above, when the prepolymer is chain-extended by reacting with a polyamine, a urea bond is formed. In this case, urethane bond units (1000 g) of the water-dispersible polyurethane resin (A) ( The total content of —NH—COO— and urea bond units (—NH—CO—NH—) is preferably in the range of 1.0 to 4.0 mol.
If it is this range, since the cohesive force of a polyurethane molecule will become high, the hardness of the coating layer obtained will become suitable, and heat resistance, such as solvent resistance and blocking resistance, can be improved.

水分散性ポリウレタン樹脂(A)における芳香族環式構造単位の含有量は、15〜35重量%の範囲が好ましく、さらに20〜30重量%の範囲がより好ましい。かかる範囲であれば、得られる水性コーティング剤は、とりわけポリエステル基材に対する接着性、耐溶剤性、耐水性、及び耐ブロッキング性などの耐熱性に優れたものになる。   The content of the aromatic cyclic structural unit in the water-dispersible polyurethane resin (A) is preferably in the range of 15 to 35% by weight, and more preferably in the range of 20 to 30% by weight. If it is this range, the aqueous coating agent obtained will become the thing excellent in heat resistance, such as especially the adhesiveness with respect to a polyester base material, solvent resistance, water resistance, and blocking resistance.

また、水分散性ポリウレタン樹脂(A)が有する数平均分子量は、5000〜50000の範囲が好ましく、更に6000〜30000の範囲が最も好ましい。かかる範囲であれば、得られる水性コーティング剤は、耐溶剤性、耐水性、及び耐ブロッキング性などの耐熱性に優れたものになる。   Further, the number average molecular weight of the water dispersible polyurethane resin (A) is preferably in the range of 5000 to 50000, and more preferably in the range of 6000 to 30000. If it is this range, the aqueous coating agent obtained will be excellent in heat resistance, such as solvent resistance, water resistance, and blocking resistance.

次に、本発明に使用する常温で液状であり、かつ芳香族環式構造単位を20〜50重量%含有する疎水性ポリエステルポリオール(B−1)及び疎水性ポリエーテルポリオール(B−2)について説明する。
なお、本明細書において疎水性ポリオール(B)という場合は、疎水性ポリエステルポリオール(B−1)及び疎水性ポリエーテルポリオール(B−2)の両者を意味するものとする。
Next, the hydrophobic polyester polyol (B-1) and the hydrophobic polyether polyol (B-2) which are liquid at room temperature and contain 20 to 50% by weight of the aromatic cyclic structural unit used in the present invention. explain.
In the present specification, the term “hydrophobic polyol (B)” means both the hydrophobic polyester polyol (B-1) and the hydrophobic polyether polyol (B-2).

前記疎水性ポリオール(B)は、常温で液状であることから造膜助剤として作用し、前記水分散性ポリウレタン樹脂(A)の可塑化を促進し、造膜性の向上が可能となる。かかる効果をより高めるためには、疎水性ポリオール(B)は水分散性ポリウレタン樹脂(A)と実質的に化学結合していないことが好ましい。   Since the hydrophobic polyol (B) is liquid at room temperature, it acts as a film-forming aid, promotes plasticization of the water-dispersible polyurethane resin (A), and improves the film-forming property. In order to enhance this effect, it is preferable that the hydrophobic polyol (B) is not substantially chemically bonded to the water-dispersible polyurethane resin (A).

また前記疎水性ポリオール(B)は、それ単独では水分散性を有さないが、水中で安定に存在する前記水分散性ポリウレタン樹脂(A)より形成される分散粒子内に取り込まれ、該水分散性ポリウレタン樹脂の層に包まれる形態で存在するものである。かかる形態をとることによって、前記疎水性ポリオール(B)の使用量を少量化しても、好適な低温造膜性向上効果が得られるものと推定される。   The hydrophobic polyol (B) is not water-dispersible by itself, but is taken into dispersed particles formed from the water-dispersible polyurethane resin (A) that exists stably in water. It exists in the form of being wrapped in a layer of a dispersible polyurethane resin. By taking this form, it is presumed that even if the amount of the hydrophobic polyol (B) used is reduced, a suitable low-temperature film-forming property improving effect can be obtained.

前記疎水性ポリオール(B)が疎水性となり得る親水性基の含有量としては、(1)イオン性基の場合、50mmol/kg以下、(2)繰り返し単位が5以上のエチレンオキシイド[(CHCHO)n;n≧5]構成単位の場合、5重量%以下、の両方の条件を満足することが好ましい。かかる疎水性ポリオール(B)を使用することによって、得られるコーティング層の耐水性も優れたものとなる。 The content of the hydrophilic group in which the hydrophobic polyol (B) can be hydrophobic is (1) in the case of an ionic group, 50 mmol / kg or less, and (2) an ethylene oxide [[CH 2 CH 2 O) n; n ≧ 5] In the case of a structural unit, it is preferable that both conditions of 5% by weight or less are satisfied. By using such a hydrophobic polyol (B), the resulting coating layer has excellent water resistance.

本発明で使用する疎水性ポリエステルポリオール(B−1)は、公知の各種ジカルボン酸及び各種ポリオールを用いて公知の手法により製造することができるが、前記ジカルボン酸及び前記ポリオールの何れかは、芳香族環式構造を有するものを用いる必要がある。
かかる疎水性ポリエステルポリオール(B−1)を製造する際に使用することができる芳香族ジカルボン酸及びそれらと併用することができる脂肪族カルボン酸や脂環族カルボン酸、芳香族環式構造を有するポリオール及びそれらと併用することができる脂肪族ポリオールや脂環族ポリオールとしては、前記水分散性ポリウレタン樹脂(A)の原料であるポリエステルポリオール(a−1)を製造する際に使用するものとして例示したものを、それぞれ使用することができる。
The hydrophobic polyester polyol (B-1) used in the present invention can be produced by a known method using various known dicarboxylic acids and various polyols, and either of the dicarboxylic acid and the polyol is aromatic. It is necessary to use one having a group cyclic structure.
Aromatic dicarboxylic acids that can be used in producing such hydrophobic polyester polyol (B-1), and aliphatic carboxylic acids and alicyclic carboxylic acids that can be used in combination with them, and aromatic cyclic structures. Examples of the polyol and the aliphatic polyol or alicyclic polyol that can be used in combination with the polyol are those used when producing the polyester polyol (a-1) that is a raw material of the water-dispersible polyurethane resin (A). Each can be used.

それらの中でも、前記疎水性ポリエステルポリオール(B−1)としては、使用するジカルボン酸としてはイソフタル酸及びオルソフタル酸から選ばれる少なくとも1種のポリカルボン酸が全ジカルボン酸の60モル%以上、使用するポリオールとしては炭素数2〜8の範囲の脂肪族であることが好ましい。   Among them, as the hydrophobic polyester polyol (B-1), at least one polycarboxylic acid selected from isophthalic acid and orthophthalic acid is used as the dicarboxylic acid used in an amount of 60 mol% or more of the total dicarboxylic acid. The polyol is preferably an aliphatic having 2 to 8 carbon atoms.

前記ジカルボン酸として更に好ましくは、前記ジカルボン酸の全量のうち少なくとも60モル%がオルソフタル酸であることが好ましい。かかるジカルボン酸を使用することにより、得られる疎水性ポリエステルポリオール(B−1)が有する結晶性は低いものとなり、本発明に好適な液状のものとなる。   More preferably, as the dicarboxylic acid, at least 60 mol% of the total amount of the dicarboxylic acid is orthophthalic acid. By using such a dicarboxylic acid, the resulting hydrophobic polyester polyol (B-1) has low crystallinity and is a liquid suitable for the present invention.

前記ポリオールとして更に好ましくは、エチレングリコール、ジエチレングリコール及びトリエチレングリコールからなる群より選ばれる少なくとも1種のポリオールが全ポリオールの50モル%以上であることが好ましい。   More preferably, at least one polyol selected from the group consisting of ethylene glycol, diethylene glycol and triethylene glycol is 50 mol% or more of the total polyol.

かかる範囲内であれば、得られる疎水性ポリエステルポリオール(B−1)は、結晶配向性が低く常温で液状のものとなり、水分散性ポリウレタン樹脂(A)をより効果的に可塑化することができることから低温造膜性が向上し、100℃以下の比較的低温にて乾燥が行われるオフライコーティング法に適用される場合において、さらには常温乾燥される場合においても、極めて均一な塗布層を形成することが可能となる。   Within such a range, the obtained hydrophobic polyester polyol (B-1) has a low crystal orientation and becomes liquid at room temperature, and can plasticize the water-dispersible polyurethane resin (A) more effectively. Since it is possible to improve the low-temperature film-forming property, it forms an extremely uniform coating layer when applied to an off-line coating method in which drying is performed at a relatively low temperature of 100 ° C. or lower, and even when drying at room temperature. It becomes possible to do.

前記疎水性ポリエーテルポリオール(B−2)は、各種芳香族環式構造を有するポリオールに、アルキレンオキサイド等の環状エーテル化合物又は環状カーボネート化合物を触媒存在下で開環重合反応により付加させることにより製造することができる。なかでも多核フェノール系化合物とアルキレンオキサイドなど下記するような環状化合物とを触媒の存在下に反応させて得られる多核フェノール系化合物の環状化合物付加物がより好ましく、とりわけ多核フェノール系化合物のプロピレンオキサイド付加物が特に好ましい。   The hydrophobic polyether polyol (B-2) is produced by adding a cyclic ether compound such as alkylene oxide or a cyclic carbonate compound to a polyol having various aromatic cyclic structures by a ring-opening polymerization reaction in the presence of a catalyst. can do. In particular, a cyclic compound adduct of a polynuclear phenol compound obtained by reacting a polynuclear phenol compound with the following cyclic compound such as alkylene oxide in the presence of a catalyst is more preferable, and in particular, propylene oxide addition of the polynuclear phenol compound. The product is particularly preferred.

前記多核フェノール系化合物としては、ビスフェノールA、ビスフェノールS、ビスフェノールF、ビスフェノールE、ビスフェノールZ、テトラメチルビスフェノールA、ジアリルビスフェノールA、4−4’−オキシビスフェノール、ビフェノール、テトラメチルビフェノール、ビスフェノールフルオレン、ビスクレゾールフルオレン、テルペンジフェノールなどのビスフェノール化合物、フェノールノボラック、クレゾールノボラック、キシリレンノボラック、ビスフェノールAノボラック、トリフェニルメタンノボラック、ビフェニルノボラック、ジシクロペンタジエンフェノールノボラック、テルペンフェノールノボラックなどのノボラックが挙げられ、適宜選択して使用することができる。   Examples of the polynuclear phenol compounds include bisphenol A, bisphenol S, bisphenol F, bisphenol E, bisphenol Z, tetramethylbisphenol A, diallyl bisphenol A, 4-4′-oxybisphenol, biphenol, tetramethylbiphenol, bisphenol fluorene, bis Bisphenol compounds such as cresol fluorene and terpene diphenol, phenol novolak, cresol novolak, xylylene novolak, bisphenol A novolak, triphenylmethane novolak, biphenyl novolak, dicyclopentadienephenol novolak, terpene phenol novolak and other novolak You can select and use.

前記環状化合物としては、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、オキセタン、テトラヒドロフランなどの環状エーテル化合物、その他エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートなどの環状カーボネート化合物などが挙げられ、適宜選択して使用することができる。   Examples of the cyclic compound include cyclic ether compounds such as ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, oxetane and tetrahydrofuran, and other cyclic carbonate compounds such as ethylene carbonate and propylene carbonate, which can be appropriately selected and used.

それらの中でも、疎水性ポリエーテルポリオール(B−2)としては、プロピレンオキサイドに由来する構成単位を含むビスフェノール系化合物のプロピレンオキサイド付加物及びフェノールノボラック系化合物のプロピレンオキサイド付加物は、常温で液状であり好ましい。かかる疎水性ポリエーテルポリオールは、水分散性ポリウレタン樹脂(A)に対する可塑化効果がより大きくなることで低温造膜性が向上し、比較的低温条件で塗工され乾燥される場合においても、極めて均一な塗布層を形成することが可能となる。   Among these, as the hydrophobic polyether polyol (B-2), a propylene oxide adduct of a bisphenol compound and a propylene oxide adduct of a phenol novolac compound containing a structural unit derived from propylene oxide are liquid at room temperature. It is preferable. Such a hydrophobic polyether polyol has a greater plasticizing effect on the water-dispersible polyurethane resin (A), thereby improving the low-temperature film-forming property. Even when applied and dried under relatively low temperature conditions, A uniform coating layer can be formed.

またこの場合、前記水分散性ポリウレタン樹脂(A)との相溶性の観点から、前記芳香族環式構造を有するポリオール1モルに対して、2〜60モルのプロピレンオキサイドを付加させたものが好ましく、さらに芳香族環式構造を有するポリオール1モルに対して、2.5〜30モルのプロピレンオキサイドを付加させたものがより好ましい。   In this case, from the viewpoint of compatibility with the water-dispersible polyurethane resin (A), those obtained by adding 2 to 60 mol of propylene oxide to 1 mol of the polyol having the aromatic cyclic structure are preferable. Furthermore, what added 2.5-30 mol propylene oxide with respect to 1 mol of polyol which has an aromatic cyclic structure is more preferable.

また、前記疎水性ポリオール(B)は200〜4000の範囲の数平均分子量を有することが好ましく、250〜2000の範囲の数平均分子量を有することがより好ましい。かかる範囲内であれば、疎水性ポリオール(B)の常温での粘度が低くなり、水分散性ポリウレタン樹脂(A)に対する可塑化効果がより大きくなることで低温造膜性を向上させることができる。   The hydrophobic polyol (B) preferably has a number average molecular weight in the range of 200 to 4000, and more preferably has a number average molecular weight in the range of 250 to 2000. Within such a range, the viscosity at normal temperature of the hydrophobic polyol (B) becomes low, and the plasticizing effect on the water-dispersible polyurethane resin (A) becomes larger, so that the low-temperature film-forming property can be improved. .

また、前記疎水性ポリオール(B)が有する水酸基価は、20〜500の範囲であることが好ましく、より好ましくは50〜400の範囲内である。前記疎水性ポリオール(B)が有する水酸基価と数平均分子量が前記範囲であれば、水酸基と反応し得る架橋剤(D)との反応性が好適となり、低温造膜性を阻害することなく架橋反応が進行するため、高温で加工される前記インラインコーティング法においてフィルム延伸工程の途中で塗工されても、さらに継続して実施される延伸工程において、フィルム変形に対する追従性に優れ、割れ(クラック)等が発生することがなく、架橋反応終了後は強靱なコーティング層の形成が可能となり、耐溶剤性、耐水性及び耐ブロッキング性などの耐熱性を向上させることができる。   Moreover, it is preferable that the hydroxyl value which the said hydrophobic polyol (B) has is in the range of 20-500, More preferably, it exists in the range of 50-400. When the hydroxyl value and the number average molecular weight of the hydrophobic polyol (B) are within the above ranges, the reactivity with the crosslinking agent (D) capable of reacting with the hydroxyl group is suitable, and crosslinking is performed without inhibiting the low-temperature film-forming property. In the in-line coating method that is processed at a high temperature, since the reaction proceeds, even if coating is performed in the middle of the film stretching process, the film is further continuously tracked in the stretching process, and has excellent followability to film deformation and cracks (cracks) ) And the like are not generated, and a tough coating layer can be formed after completion of the crosslinking reaction, and heat resistance such as solvent resistance, water resistance and blocking resistance can be improved.

疎水性ポリエステルポリオール(B−1)及び疎水性ポリエーテルポリオール(B−2)は、それぞれ単独使用、あるいは併用しても構わない。中でも、ポリエステル基材への接着性と耐ブロッキング性を考慮すれば、疎水性ポリエステルポリオール(B−1)が好ましい。   The hydrophobic polyester polyol (B-1) and the hydrophobic polyether polyol (B-2) may be used alone or in combination. Among these, the hydrophobic polyester polyol (B-1) is preferable in consideration of the adhesion to the polyester base material and the blocking resistance.

また、前記疎水性ポリオール(B)における芳香族環式構造単位の含有量は、20〜50重量%の範囲が好ましく、更に25〜40重量%の範囲が最も好ましい。
かかる範囲であれば、架橋後に得られる塗膜は、とりわけポリエステル基材に対する接着性、耐溶剤性、耐水性、及び耐ブロッキング性などの耐熱性に優れたものになる。
The content of the aromatic cyclic structural unit in the hydrophobic polyol (B) is preferably in the range of 20 to 50% by weight, and more preferably in the range of 25 to 40% by weight.
If it is this range, the coating film obtained after bridge | crosslinking will be excellent in heat resistance, such as especially the adhesiveness with respect to a polyester base material, solvent resistance, water resistance, and blocking resistance.

次に、本発明で使用する前記水分散性ポリウレタン樹脂(A)と前記疎水性ポリオール(B)とを含有する樹脂粒子が水に分散してなる水分散液(C)の製造方法について説明する。
かかる水分散液(C)は、例えば、下記の(i)あるいは(ii)に示す手法など、公知の種々の手法を組み合わせて製造することができる。
Next, a method for producing an aqueous dispersion (C) in which resin particles containing the water-dispersible polyurethane resin (A) and the hydrophobic polyol (B) used in the present invention are dispersed in water will be described. .
Such an aqueous dispersion (C) can be produced by combining various known methods such as the method shown in (i) or (ii) below.

(i)水分散性ポリウレタン樹脂(A)と疎水性ポリオール(B)とを均一に混合した後、中和を行い、水を該混合物中に加え乳化分散させ、必要に応じて脱溶剤することにより水分散液(C)を得ることができる。 (I) The water-dispersible polyurethane resin (A) and the hydrophobic polyol (B) are uniformly mixed, then neutralized, water is added to the mixture, emulsified and dispersed, and the solvent is removed as necessary. Thus, an aqueous dispersion (C) can be obtained.

(ii)分子内に活性水素原子含有基を含まない有機溶剤中で、好ましくは30〜150℃、より好ましくは50〜120℃の条件下で、ポリエステルポリオール(a−1)及び必要によりその他のポリオールとポリイソシアネートとをイソシアネート基と水酸基との当量比が、好ましくはイソシアネート基/水酸基=(1〜3)/1、より好ましくは(1〜2)/1の範囲で、ワンショット法或いは多段法により、イソシアネート基が残存するプレポリマーを製造する。
この際、ポリオールとしてカルボキシル基又はスルホン酸基を有するポリオールを使用することでアニオン性基を有するプレポリマーを得ることができる。この場合、カルボキシル基又はスルホン酸基を有するポリオールはポリエステルポリオール(a−1)及び必要により使用するその他のポリオールのいずれであってもよい。
得られたプレポリマーと、前記疎水性ポリオール(B)を混合して均一に溶融する。この際、前記プレポリマーが有するイソシアネート基と前記疎水性ポリオール(B)が有する水酸基が反応しないように60℃以下に保つことが重要である。
(Ii) In an organic solvent that does not contain an active hydrogen atom-containing group in the molecule, preferably under conditions of 30 to 150 ° C., more preferably 50 to 120 ° C., polyester polyol (a-1) and other The equivalent ratio of the isocyanate group to the hydroxyl group of the polyol and polyisocyanate is preferably in the range of isocyanate group / hydroxyl group = (1-3) / 1, more preferably (1-2) / 1. By the method, a prepolymer in which isocyanate groups remain is produced.
At this time, a prepolymer having an anionic group can be obtained by using a polyol having a carboxyl group or a sulfonic acid group as the polyol. In this case, the polyol having a carboxyl group or a sulfonic acid group may be any of polyester polyol (a-1) and other polyols used if necessary.
The obtained prepolymer and the hydrophobic polyol (B) are mixed and melted uniformly. At this time, it is important to keep the temperature at 60 ° C. or less so that the isocyanate group of the prepolymer does not react with the hydroxyl group of the hydrophobic polyol (B).

次いで該混合物を中和した後、水を該混合物中に滴下または分割投入することにより乳化分散を行う。この際、水との副反応を抑制するために60℃以下で乳化を行うことが重要である。   Next, after neutralizing the mixture, water is added dropwise or dividedly into the mixture to emulsify and disperse. At this time, it is important to carry out emulsification at 60 ° C. or lower in order to suppress side reactions with water.

次いで得られたイソシアネート基が残存する水分散液中に、低分子量ポリオール又はポリアミンを含む水溶液を加えて鎖伸長(高分子量化)させることにより目的とする水分散液(C)が得られる。また、得られた水分散液を必要に応じて脱溶剤することで、より有害性の少ない水性分散液(C)を得ることができる。   Next, an aqueous solution containing a low molecular weight polyol or polyamine is added to the obtained aqueous dispersion in which the isocyanate groups remain to cause chain elongation (high molecular weight), whereby the intended aqueous dispersion (C) is obtained. Further, the aqueous dispersion (C) with less harmfulness can be obtained by removing the solvent of the obtained aqueous dispersion as necessary.

本発明で使用する水分散性ポリウレタン樹脂(A)と疎水性ポリオール(B)との混合割合は、重量比で(A)/(B)=95/5〜50/50であることが好ましく、90/10〜70/30であることが特に好ましい。かかる範囲内であれば、水分散性を損なうことなく安定な粒子形成が可能となる。さらに、水分散性ポリウレタン樹脂(A)は疎水性ポリオール(B)によって適度に可塑化され、得られる水性コーティング剤の低温造膜性及び基材追従性は優れたものとなることから、インラインコーティング法及びオフラインコーティング法の何れに適用しても、塗膜欠陥を生じることなく良好なコーティング層を形成することが可能となる。   The mixing ratio of the water-dispersible polyurethane resin (A) and the hydrophobic polyol (B) used in the present invention is preferably (A) / (B) = 95/5 to 50/50 by weight ratio, 90/10 to 70/30 is particularly preferable. Within such a range, stable particle formation can be achieved without impairing water dispersibility. Furthermore, since the water-dispersible polyurethane resin (A) is appropriately plasticized by the hydrophobic polyol (B), the low-temperature film-forming property and substrate followability of the resulting aqueous coating agent are excellent. Even if it applies to any of the method and the off-line coating method, it becomes possible to form a good coating layer without causing a coating film defect.

次に本発明で使用する、水酸基と反応し得る架橋剤(D)について説明する。
当該架橋剤(D)は、本発明の水性コーティング剤を用いて形成されるコーティング層の、耐ブロッキング性などの耐熱性、耐湿熱性、耐溶剤性を向上させるために使用するものである。かかる架橋剤(D)としては、例えばアミノ樹脂、ポリイソシアネート等を使用することができる。前記ポリイソシアネートとしては、分子中にポリオキシエチレン、カルボキシル基などの親水性基を有するもので、水溶性又は水分散性を有するものが好ましい。
Next, the crosslinking agent (D) that can react with a hydroxyl group used in the present invention will be described.
The said crosslinking agent (D) is used in order to improve heat resistance, such as blocking resistance, wet heat resistance, and solvent resistance of the coating layer formed using the aqueous coating agent of this invention. As such a crosslinking agent (D), an amino resin, polyisocyanate, etc. can be used, for example. As said polyisocyanate, what has hydrophilic groups, such as polyoxyethylene and a carboxyl group, in a molecule | numerator, and what has water solubility or water dispersibility is preferable.

これらの架橋剤(D)は、本発明で使用する水分散液(C)と混合すると、常温で経時的に疎水性ポリエステルポリオール(B−1)や、場合により水分散性ポリウレタン樹脂(A)と反応し、また架橋剤(D)自身も自己縮合することから、前記水分散液(C)と混合して長時間保存することは好ましくない。したがって、使用する架橋剤(D)の種類によってポットライフは異なるが、基材に塗布する直前に架橋剤(D)と水分散液(C)とを公知の手法により混合して本発明の水性コーティング剤を調製することが好ましく、とりわけ架橋剤(D)としてポリイソシアネートを使用する場合には、前記水分散液(C)と混合した後はなるだけ早く使用する方が望ましい。   When these crosslinking agents (D) are mixed with the aqueous dispersion (C) used in the present invention, the hydrophobic polyester polyol (B-1) or the water-dispersible polyurethane resin (A) in some cases over time at room temperature. And the crosslinking agent (D) itself self-condensates, it is not preferable to mix with the aqueous dispersion (C) and store for a long time. Therefore, although the pot life varies depending on the type of the crosslinking agent (D) used, the crosslinking agent (D) and the aqueous dispersion (C) are mixed by a known method immediately before application to the substrate, and the aqueous solution of the present invention. It is preferable to prepare a coating agent. In particular, when a polyisocyanate is used as the crosslinking agent (D), it is desirable to use it as soon as possible after mixing with the aqueous dispersion (C).

前記架橋剤(D)の添加量は、本発明の水分散性ポリウレタン樹脂(A)及び疎水性ポリオール(B)対して、1〜20重量%の添加が好ましく、更に3〜10重量%の添加がより好ましい。かかる範囲であれば、基材への接着性及び追従性を阻害することなく、形成されるコーティング層の、耐ブロッキング性など耐熱性、耐湿熱性、耐溶剤性を向上させることが可能となる。   The addition amount of the crosslinking agent (D) is preferably 1 to 20% by weight, more preferably 3 to 10% by weight based on the water-dispersible polyurethane resin (A) and the hydrophobic polyol (B) of the present invention. Is more preferable. Within such a range, it becomes possible to improve the heat resistance such as blocking resistance, the heat and humidity resistance, and the solvent resistance of the coating layer to be formed without impairing the adhesion and followability to the substrate.

また前記の架橋剤(D)は2種類以上を併用することができ、さらに硬化促進剤を用いることもできる。また、エポキシ化合物、カルボジイミド、アジリジン化合物、オキサゾリン化合物等の架橋剤も併用することができる。   In addition, two or more kinds of the crosslinking agents (D) can be used in combination, and further a curing accelerator can be used. Moreover, crosslinking agents, such as an epoxy compound, a carbodiimide, an aziridine compound, and an oxazoline compound, can also be used together.

本発明の水性コーティング剤には、基材接着性及び低温造膜性を阻害しない範囲で、水性アクリル樹脂、水性ポリエステル樹脂、SBRラッテクス樹脂等を含ませることができる。これらの樹脂はコーティング剤中に固形分重量比で30%以下であることが好ましく、10%以下であることが特に好ましい。   The aqueous coating agent of the present invention can contain an aqueous acrylic resin, an aqueous polyester resin, an SBR latex resin, and the like as long as the base material adhesion and the low-temperature film-forming property are not impaired. These resins are preferably 30% or less, and particularly preferably 10% or less in terms of solid content in the coating agent.

本発明の水性コーティング剤には、更に必要に応じて耐ブロッキング性あるいは耐滑り性を改良するための無機系微粒子(コロイダルシリカ)、濡れ性を改良するためのエタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類、アニオン系、ノニオン系の炭化水素系あるいはフッ素系の界面活性剤、アセチレングリコール系のレベリング剤「サーフィノール」(エアープロダクツ社製)、あるいはBYK−348、346、345、341(BYK−Chemie GmbH製)に代表されるポリアルキレングリコール変性ポリシロキサンを含有させることができる。これらのうち、濡れ性を改良するためには、アセチレングリコール系レベリング剤が好ましい。また、帯電防止剤等の助剤を配合することもできる。   The aqueous coating agent of the present invention further includes inorganic fine particles (colloidal silica) for improving blocking resistance or slip resistance as required, alcohols such as ethanol and isopropyl alcohol for improving wettability, Anionic, nonionic hydrocarbon or fluorosurfactant, acetylene glycol leveling agent “Surfinol” (Air Products), or BYK-348, 346, 345, 341 (BYK-Chemie GmbH) The polyalkylene glycol-modified polysiloxane represented by (1) can be contained. Among these, an acetylene glycol leveling agent is preferable in order to improve wettability. Moreover, auxiliary agents, such as an antistatic agent, can also be mix | blended.

本発明の水性コーティング剤は、任意の樹脂濃度に調整した後、例えばグラビアコート法、ロッドコート法、スプレーコート法、エアーナイフコート法、ロールコート法等の従来公知の塗工方法により、基材上に塗布することができる。
この際、樹脂の濃度は、0.1〜40重量%に調整するのが好ましい。
この際のコーティング層の厚みは、0.01〜100μmの範囲が好ましく、0.05〜50μmの範囲であることが好ましい。かかる範囲内であれば基材の特徴を阻害することなく基材表面の改質が可能となる。
After adjusting the aqueous coating agent of the present invention to an arbitrary resin concentration, the base material is coated with a conventionally known coating method such as a gravure coating method, a rod coating method, a spray coating method, an air knife coating method, or a roll coating method. Can be applied on top.
At this time, the concentration of the resin is preferably adjusted to 0.1 to 40% by weight.
The thickness of the coating layer at this time is preferably in the range of 0.01 to 100 μm, and preferably in the range of 0.05 to 50 μm. Within this range, the substrate surface can be modified without impairing the characteristics of the substrate.

本発明の水性コーティング剤は、繊維製品、合成皮革、人工皮革、天然皮革、金属(アルミ、鉄、銅)、ゴム、ガラス、紙、木材等との接着性に優れ、その乾燥皮膜は耐水性、耐ブロッキング性にも優れることから、繊維や皮革基材の処理剤、水性コーティング剤等の分野に利用可能であり極めて有用である。
更に、本発明の水性コーティング剤は、プラスチックに塗布しても前記の諸性能を発揮することができる。プラスチックとしては、プラスチックフィルムとして予め二軸延伸されたプラスチックフィルムを用いることができるが、本発明の効果を更に高めるために、プラスチックフィルムの二軸延伸工程中、すなわち二軸延伸処理が完結する前に塗布するのが最も好ましい。
The aqueous coating agent of the present invention is excellent in adhesion to textile products, synthetic leather, artificial leather, natural leather, metal (aluminum, iron, copper), rubber, glass, paper, wood, etc., and its dry film is water resistant. Since it is also excellent in blocking resistance, it can be used in the fields of fibers and leather base materials, aqueous coating agents and the like, and is extremely useful.
Furthermore, the aqueous coating agent of the present invention can exhibit the above-mentioned performances even when applied to plastic. As the plastic, a plastic film that has been biaxially stretched in advance can be used as the plastic film, but in order to further enhance the effects of the present invention, during the biaxial stretching process of the plastic film, that is, before the biaxial stretching process is completed. Most preferably, it is applied to.

本発明の水性コーティング剤を塗布するのに好適なプラスチックとしては、例えば塩化ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、ポリアミド系樹脂(ナイロン)、ポリオレフィン樹脂(ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂)、ポリエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、エチレン・酢酸ビニル系共重合体、ポリビニルアルコール重合体、エチレン・ビニルアルコール系共重合体などが挙げられ、特にポリエステル樹脂及びポリアミド系樹脂が好適である。   Suitable plastics for applying the aqueous coating agent of the present invention include, for example, vinyl chloride resin, vinylidene chloride resin, polyamide resin (nylon), polyolefin resin (polyethylene resin, polypropylene resin), polyester resin, unsaturated polyester resin. , Polyurethane resin, polystyrene resin, acrylic resin, ethylene / vinyl acetate copolymer, polyvinyl alcohol polymer, ethylene / vinyl alcohol copolymer, and the like, and polyester resin and polyamide resin are particularly preferable.

前記ポリエステル樹脂としては、ポリアルキレンテレフタレートを主成分とした例えばポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のフィルム、シート、成型物が挙げられ、またこれらに他の芳香族ジカルボン酸、例えばイソフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸等を共重合したもの、或いはそれらの混合物のフィルム、シート、成型物等も含まれる。   Examples of the polyester resin include films, sheets, and moldings such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, and polyethylene naphthalate, which are mainly composed of polyalkylene terephthalate, and other aromatic dicarboxylic acids such as isophthalic acid. , 2,6-naphthalenedicarboxylic acid or the like, or a mixture thereof, such as a film, sheet, or molded product.

また前記ポリアミド系樹脂としては、ナイロン6(ポリカプラミド)、ナイロン66(ポリヘキサメチレンアジパミド)、ナイロン610(ポリヘキサメチレンセバカミド)、ナイロン11(ポリウンデカナミド)、ナイロン12(ポリラウラミド)、メタキシリレンジアミン系ナイロン及びこれらの共重合物、変性物、及び混合物のフィルム、シート、成型物等も含まれる。   Examples of the polyamide-based resin include nylon 6 (polycoupleramide), nylon 66 (polyhexamethylene adipamide), nylon 610 (polyhexamethylene sebacamide), nylon 11 (polyundecanamide), and nylon 12 (polylauramide). Also included are films, sheets, moldings, etc. of metaxylylenediamine-based nylon and copolymers, modified products, and mixtures thereof.

本発明の水性コーティング剤は、プラスチックフィルムの表面改質剤として好適に用いることができるが、特にプラスチックフィルム表面の易接着性の向上を目的としたプライマーコート剤、アンカーコート剤としての使用が好ましい。   The aqueous coating agent of the present invention can be suitably used as a surface modifier for plastic films, but is particularly preferably used as a primer coating agent or an anchor coating agent for the purpose of improving easy adhesion of the plastic film surface. .

また、本発明の水性コーティング剤は、表面処理を行っていないプラスチックに対しても有効な水性プライマーコート剤及び水性アンカーコート剤となり得るものであるが、さらに効果を高めるためには、プラスチックとして予めコロナ処理、アルカリ処理等の物理的及び化学的処理されたものを用いることが好ましい。   The aqueous coating agent of the present invention can be an effective aqueous primer coating agent and aqueous anchor coating agent even for plastics that have not been surface-treated. It is preferable to use those subjected to physical and chemical treatment such as corona treatment and alkali treatment.

本発明の水性コーティング剤は、幅広い温度での加工適性、及び高い基材接着性を有し、更に耐ブロッキング性、耐水性、耐溶剤性等に優れることから、インライン加工だけでなく、オフライン加工にも対応可能となり、食品軽包装用フィルム、ガスバリアー性フィルム、金属蒸着フィルム等の幅広い用途にて用いることができる。   The water-based coating agent of the present invention has processability at a wide range of temperatures, high substrate adhesion, and is excellent in blocking resistance, water resistance, solvent resistance, etc., so that it is not only in-line processing but also offline processing. And can be used in a wide range of applications such as light food packaging films, gas barrier films, and metal vapor deposition films.

以下、本発明を実施例により、一層、具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。以下において、「部」及び「%」は特に断りのない限り、全て重量基準であるものとする。なお、諸特性の評価方法については以下の通りである。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further more concretely, this invention is not limited to these Examples. In the following, “part” and “%” are all based on weight unless otherwise specified. In addition, about the evaluation method of various characteristics, it is as follows.

〔水性コーティング剤A、Bの調整〕
後述する実施例及び比較例で得られた水分散液100部を水100部を用いて希釈した水溶液に、アクアネート100(日本ポリウレタン工業(株)製 ポリエチレングリコール側鎖を有するヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体)2部を加えたものを均一に分散するように十分攪拌したものを水性コーティング剤Aとした。
また、実施例及び比較例で得られた水分散液100部を水100部を用いて希釈した水溶液に、ベッカミンAPM(大日本インキ化学工業(株)製 トリメチロールメラミン樹脂)5部を加えたものを均一に分散するように十分攪拌したものを水性コーティング剤Bとした。
[Adjustment of aqueous coating agents A and B]
In an aqueous solution obtained by diluting 100 parts of the aqueous dispersion obtained in Examples and Comparative Examples described later with 100 parts of water, Isocyanate of Aquanate 100 (manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd., having a polyethylene glycol side chain) A mixture obtained by adding 2 parts of a nurate body and sufficiently stirred so as to be uniformly dispersed was designated as an aqueous coating agent A.
Moreover, 5 parts of becamine APM (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd. trimethylol melamine resin) was added to an aqueous solution obtained by diluting 100 parts of the aqueous dispersion obtained in Examples and Comparative Examples with 100 parts of water. An aqueous coating agent B was sufficiently stirred so as to uniformly disperse the product.

〔造膜性の評価方法〕
前記のように調整した水性コーティング剤Bを、直径65mmの金属シャーレ上に1g採取し、次いで水4gを加え均一に希釈した試料を、温度5℃又は20℃で相対湿度50%の条件下で24時間乾燥させることで皮膜を作成し、得られた皮膜の表面状態を目視にて観測し、下記の3段階評価で表す。
○;均一な皮膜を形成した。
△;皮膜化するが皮膜に割れが発生した。
×;皮膜化せずに粉状になった。
[Evaluation method of film-forming property]
1 g of the aqueous coating agent B prepared as described above was sampled on a metal petri dish having a diameter of 65 mm, and then uniformly diluted by adding 4 g of water. A film was prepared by drying for 24 hours, and the surface state of the obtained film was visually observed and represented by the following three-step evaluation.
○: A uniform film was formed.
Δ: A film was formed but a crack occurred in the film.
X: Powdered without forming a film.

〔コーティングフィルムの作成〕
基材フィルム上(PET;12μm、OPP;15μm)に乾燥時の膜厚が約0.3μmとなるように、前記のように調整した水性コーティング剤を塗布し、下記条件にて、熱処理及び養生を行い表面処理フィルムを得た。
水性コーティング剤A;80℃で60秒間熱処理を行い、その後23℃、相対湿度65%にて2日間養生した。
水性コーティング剤B;150℃で5分間熱処理を行い、その後23℃、相対湿度65%にて2日間養生した。
[Creation of coating film]
On the base film (PET; 12 μm, OPP; 15 μm), the aqueous coating agent adjusted as described above is applied so that the film thickness upon drying is about 0.3 μm, and heat treatment and curing are performed under the following conditions. To obtain a surface-treated film.
Aqueous coating agent A; heat-treated at 80 ° C. for 60 seconds, and then cured at 23 ° C. and relative humidity of 65% for 2 days.
Aqueous coating agent B; heat-treated at 150 ° C. for 5 minutes, and then cured at 23 ° C. and relative humidity of 65% for 2 days.

〔基材に対する接着性<セロハン粘着テープ剥離試験>〕
前記で得られた表面処理フィルム(PET、OPP)をニチバン(株)製の24mm幅の粘着テープによる剥離試験を行い、結果を5段階で評価した。
1・・・密着力は非常に弱く、完全に剥離する。
2・・・50%以上剥離する。
3・・・10〜50%剥離する。
4・・・密着力はかなり強く、10%未満しか剥離しない。
5・・・密着力は非常に強く、全く剥離しない。
[Adhesion to substrate <Cellophane adhesive tape peeling test>]
The surface treatment film (PET, OPP) obtained above was subjected to a peel test using a 24 mm width adhesive tape manufactured by Nichiban Co., Ltd., and the results were evaluated in five stages.
1: The adhesion is very weak and completely peels off.
2. Peel 50% or more.
3 ... 10-50% peeling.
4 ... Adhesive strength is quite strong and peels off less than 10%.
5 ... The adhesion is very strong and does not peel at all.

〔基材追従性試験〕
前記水性コーティング剤Bを用いて得られた表面処理OPPフィルムを、室温にて手で引き延ばしコーティング層の表面状態を観測し、結果を3段階で評価した。
○・・・全くクラックが発生しない。
△・・・クラックが僅かに発生するが、コーティング層の剥離はなし。
×・・・クラックが発生し、コーティング層がフィルムから完全に剥離する。
[Substrate following test]
The surface-treated OPP film obtained using the aqueous coating agent B was manually stretched at room temperature to observe the surface state of the coating layer, and the results were evaluated in three stages.
○ ... No cracks occur.
Δ: Slight cracking but no peeling of coating layer.
X: Cracks are generated, and the coating layer is completely peeled off from the film.

〔耐ブロッキング性〕
前記水性コーティング剤Bを用いて得られた表面処理フィルムの処理面同士を貼り合わせ、100g/cmの荷重をかけて40℃、65%RHなる雰囲気中に24時間放置した後、該フィルムを剥がした時の粘着性を、次の3段階で評価した。
○・・・全く粘着性が無く、造作なく剥離できる
△・・・粘着性は多少あるが、塗布面には変化がない
×・・・何れかの塗布面に粘着による表面欠陥が生じている
[Blocking resistance]
The treated surfaces of the surface-treated film obtained using the water-based coating agent B are bonded together and left to stand in an atmosphere of 40 ° C. and 65% RH under a load of 100 g / cm 2 for 24 hours. The tackiness when peeled was evaluated in the following three stages.
○ ・ ・ ・ No stickiness, can be peeled off without any △ △ ・ ・ ・ Some stickiness but no change on the coated surface × ・ ・ ・ Surface defects due to adhesive have occurred on any coated surface

〔耐溶剤性〕
前記水性コーティング剤Bを用いて得られた表面処理PETフィルムの塗布層を酢酸エチルをしみ込ませた綿棒にてラビングを行い、塗布層が脱落して基材層が現れるまでのラビングした回数を、5段階評価した。
1・・・10回未満
2・・・10回以上20回未満
3・・・20回以上30回未満
4・・・30回以上40回未満
5・・・50回以上
[Solvent resistance]
The coating layer of the surface-treated PET film obtained using the aqueous coating agent B is rubbed with a cotton swab soaked in ethyl acetate, and the number of times the coating layer is rubbed until the base material layer appears after dropping off, Five grades were evaluated.
1 ... less than 10 times 2 ... 10 times or more and less than 20 times 3 ... 20 times or more and less than 30 times 4 ... 30 times or more and less than 40 times
5 ... 50 times or more

〔耐水性〕
前記水性コーティング剤Bを用いて得られた表面処理PETフィルムを40℃の温水に24時間浸漬した後、セロファン粘着テープによる剥離試験を行った。
〔water resistant〕
The surface-treated PET film obtained using the aqueous coating agent B was immersed in warm water at 40 ° C. for 24 hours, and then a peel test using a cellophane adhesive tape was performed.

〔インキに対する接着性〕
前記水性コーティング剤Bを用いて得られた表面処理PETフィルム上に下記組成で調製したグラビアインキを、乾燥時の膜厚が約10μmとなるように、バーコーターで塗布して80℃で乾燥せしめ、更に60℃で1日エージングした後、セロファン粘着テープによる剥離試験を行った結果を、5段階で評価した。
1・・・密着力は非常に弱く、完全に剥離する。
2・・・50%以上剥離する。
3・・・10〜50%剥離する。
4・・・密着力はかなり強く、10%未満しか剥離しない。
5・・・密着力は非常に強く、全く剥離しない。
評価に用いたグラビアインキ
・「CLS−709白」(大日本インキ化学工業(株)製セロファン印刷用グラビアインキ);50部
・トルエン/酢酸エチル/メチルエチルケトン=1/1/1(重量比)からなる混合溶剤;100部
[Adhesion to ink]
On the surface-treated PET film obtained using the aqueous coating agent B, a gravure ink prepared with the following composition was applied with a bar coater so that the film thickness upon drying was about 10 μm, and dried at 80 ° C. Further, after aging at 60 ° C. for 1 day, the results of a peel test using a cellophane adhesive tape were evaluated in five stages.
1: The adhesion is very weak and completely peels off.
2. Peel 50% or more.
3 ... 10-50% peeling.
4 ... Adhesive strength is quite strong and peels off less than 10%.
5 ... The adhesion is very strong and does not peel at all.
Gravure ink used for evaluation “CLS-709 white” (Draw Nippon Ink Chemical Co., Ltd. cellophane printing gravure ink); 50 parts from toluene / ethyl acetate / methyl ethyl ketone = 1/1/1 (weight ratio) Mixed solvent; 100 parts

<水分散性ポリウレタン樹脂(A)を調製するためのポリエステルポリオールの調製>
温度計、窒素ガス導入管、攪拌機を備えた反応容器中で窒素ガスを導入しながら、テレフタル酸830部、イソフタル酸830部、エチレングリコール374部、ネオペンチルグリコール598部及びジブチル錫オキサイド0.5部を仕込み180〜230℃で酸価が1以下になるまで230℃で15時間重縮合反応を行い、水酸基価74.5、酸価0.2のポリエステルポリオールP−1を得た。
表1に示した組成に従い、前記と同様の手順にて、ポリエステルポリオールP−3を得た。
また、温度計、窒素ガス導入管、攪拌機を備えた反応容器中で窒素ガスを導入しながら、テレフタル酸664部、イソフタル酸631部、1,4−ブタンジオール472部、ネオペンチルグリコール447部及びジブチル錫オキサイド0.5部を仕込み180〜230℃で5時間エステル化した後、酸価が1以下になるまで230℃で6時間重縮合反応を行った。次いで120℃まで冷却し、アジピン酸321部、2,2’−ジメチロールプロピオン酸268部を加え、再び170℃に昇温しこの温度で20時間反応させ、酸価46.5、水酸基価59.8のカルボキシル基を含有するポリエステルポリオールP−2を得た。(表1参照)
<Preparation of polyester polyol for preparing water dispersible polyurethane resin (A)>
While introducing nitrogen gas in a reaction vessel equipped with a thermometer, a nitrogen gas inlet tube, and a stirrer, 830 parts of terephthalic acid, 830 parts of isophthalic acid, 374 parts of ethylene glycol, 598 parts of neopentyl glycol, and 0.5 parts of dibutyltin oxide The polyester polyol P-1 having a hydroxyl value of 74.5 and an acid value of 0.2 was obtained by carrying out a polycondensation reaction at 230 ° C. for 15 hours until the acid value became 1 or less at 180 to 230 ° C.
According to the composition shown in Table 1, polyester polyol P-3 was obtained in the same procedure as described above.
While introducing nitrogen gas in a reaction vessel equipped with a thermometer, a nitrogen gas introduction tube, and a stirrer, 664 parts of terephthalic acid, 631 parts of isophthalic acid, 472 parts of 1,4-butanediol, 447 parts of neopentyl glycol, and After 0.5 parts of dibutyltin oxide was charged and esterified at 180 to 230 ° C. for 5 hours, a polycondensation reaction was performed at 230 ° C. for 6 hours until the acid value became 1 or less. Next, the mixture was cooled to 120 ° C., 321 parts of adipic acid and 268 parts of 2,2′-dimethylolpropionic acid were added, the temperature was raised again to 170 ° C., and the reaction was carried out at this temperature for 20 hours. Polyester polyol P-2 containing a carboxyl group of .8 was obtained. (See Table 1)

Figure 0003649244
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<疎水性ポリエステルポリオールの調製>
温度計、窒素ガス導入管、攪拌機を備えた反応容器中で窒素ガスを導入しながら、オルソフタル酸1660部、ジエチレングリコール1637部及びジブチル錫オキサイド0.5部を仕込み180〜230℃で酸価が1以下になるまで230℃で15時間重縮合反応を行い、水酸基価190、酸価0.3の芳香族環式構造を有するポリエステルポリオールQ−1を得た。
表2に示した組成に従い、前記と同様の手順にて、芳香族環式構造を有するポリエステルポリオールQ−3、Q−4、及びポリエステルポリオールQ−2を得た。
<Preparation of hydrophobic polyester polyol>
While introducing nitrogen gas in a reaction vessel equipped with a thermometer, a nitrogen gas inlet tube, and a stirrer, 1660 parts of orthophthalic acid, 1637 parts of diethylene glycol and 0.5 parts of dibutyltin oxide were charged, and the acid value was 1 at 180 to 230 ° C. A polycondensation reaction was performed at 230 ° C. for 15 hours until the following was obtained, thereby obtaining polyester polyol Q-1 having an aromatic cyclic structure having a hydroxyl value of 190 and an acid value of 0.3.
According to the composition shown in Table 2, polyester polyols Q-3 and Q-4 and polyester polyol Q-2 having an aromatic cyclic structure were obtained in the same procedure as described above.

<疎水性ポリエーテルポリオールの調製>
また、1モルのビスフェノールAに対し、2.8モルのプロピレンオキサイドを付加させた液状の化合物を、ポリエーテルポリオールRとした。このポリエーテルポリオールRの水酸基価は282、芳香族環式構造単位の含有量は39.9%であった。
<Preparation of hydrophobic polyether polyol>
A liquid compound obtained by adding 2.8 mol of propylene oxide to 1 mol of bisphenol A was used as polyether polyol R. The polyether polyol R had a hydroxyl value of 282 and an aromatic cyclic structural unit content of 39.9%.

Figure 0003649244
Figure 0003649244

実施例1
ポリエステルポリオールP−1の1000部を減圧下100℃で脱水し、その後80℃まで冷却後、メチルエチルケトン907部を加え十分に攪拌し溶解させ、2,2’−ジメチロールプロピオン酸80部を加え、次いでイソホロンジイソシアネート281部を加えて75℃で8時間反応させ、ウレタン化工程を実施した。
イソシアネート値が0.1%以下になったのを確認した後、50℃まで冷却し、前記ポリエステルポリオールQ−1を340部を加えて均一溶液とした後、トリエチルアミン60部加えて中和した後、水7000部を加えて水溶化した。
得られた透明な反応生成物を減圧下、40〜60℃にてメチルエチルケトンを除去した後、水を加えて濃度調節を行い不揮発分20%の安定な透明コロイド状の水分散液を得た。
得られた水分散液を用いて、前記した手法により水性コーティング剤A、Bを作成した後、各種評価を行ったところ、基材に対する接着性、基材追従性、耐ブロッキング性、耐溶剤性、耐水性、インキ接着性の何れも良好な物性が得られた。<表3−1>
Example 1
1000 parts of polyester polyol P-1 was dehydrated at 100 ° C. under reduced pressure, and after cooling to 80 ° C., 907 parts of methyl ethyl ketone was added and sufficiently stirred to dissolve, and 80 parts of 2,2′-dimethylolpropionic acid was added, Next, 281 parts of isophorone diisocyanate was added and reacted at 75 ° C. for 8 hours to carry out a urethanization step.
After confirming that the isocyanate value was 0.1% or less, the mixture was cooled to 50 ° C., 340 parts of the polyester polyol Q-1 was added to make a homogeneous solution, and then neutralized by adding 60 parts of triethylamine. 7000 parts of water was added to make it water-soluble.
After removing methyl ethyl ketone from the obtained transparent reaction product under reduced pressure at 40 to 60 ° C., water was added to adjust the concentration to obtain a stable transparent colloidal aqueous dispersion having a nonvolatile content of 20%.
Using the obtained aqueous dispersion, aqueous coating agents A and B were prepared by the above-described method, and then various evaluations were performed. Adhesion to the substrate, substrate followability, blocking resistance, solvent resistance In addition, good physical properties were obtained in both water resistance and ink adhesion. <Table 3-1>

実施例2
表3−1に示した如く、実施例1のポリエステルポリオールQ−1の代わりにポリエーテルポリオールHを340部使用する以外は実施例1と同様の操作を行い、不揮発分20%の安定な透明コロイド状の水分散液を得た。
得られた水分散液を用いて、前記した手法により水性コーティング剤A、Bを作成した後、各種評価を行ったところ、表3−1に示した如く、何れも良好な物性が得られた。
Example 2
As shown in Table 3-1, the same operation as in Example 1 was carried out except that 340 parts of polyether polyol H was used instead of polyester polyol Q-1 in Example 1, and stable transparency with a nonvolatile content of 20% was obtained. A colloidal aqueous dispersion was obtained.
Using the obtained aqueous dispersion, aqueous coating agents A and B were prepared by the above-described method, and then various evaluations were performed. As shown in Table 3-1, good physical properties were obtained. .

実施例3
ポリエステルポリオールP−2の1000部を減圧下100℃で脱水し、その後80℃まで冷却後、メチルエチルケトン812部を加え十分攪拌溶解し、1,4−ブタンジオール20部を加え、次いでジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネート(水添MDI)198部を加えて75℃で8時間反応させた。
イソシアネート値が0.1%以下になったのを確認した後、50℃まで冷却し、ポリエステルポリオールQ−1を135部を加えた後、トリエチルアミン84部加えて中和した後、水7000部を加えて水溶化した。
得られた透明な反応生成物を減圧下、40〜60℃にてメチルエチルケトンを除去した後、水を加えて濃度調節を行い不揮発分20%の安定な透明コロイド状の水分散液を得た。
得られた水分散液を用いて、前記した手法により水性コーティング剤A、Bを作成した後、各種評価を行ったところ、表3−1に示した如く、何れも良好な物性が得られた。
Example 3
After dehydrating 1000 parts of polyester polyol P-2 at 100 ° C. under reduced pressure, cooling to 80 ° C., adding 812 parts of methyl ethyl ketone, dissolving with sufficient stirring, adding 20 parts of 1,4-butanediol, and then dicyclohexylmethane-4 , 4′-diisocyanate (hydrogenated MDI) 198 parts was added and reacted at 75 ° C. for 8 hours.
After confirming that the isocyanate value became 0.1% or less, the mixture was cooled to 50 ° C., 135 parts of polyester polyol Q-1 was added, and neutralized by adding 84 parts of triethylamine, and then 7000 parts of water was added. In addition, it became water-soluble.
After removing methyl ethyl ketone from the obtained transparent reaction product under reduced pressure at 40 to 60 ° C., water was added to adjust the concentration to obtain a stable transparent colloidal aqueous dispersion having a nonvolatile content of 20%.
Using the obtained aqueous dispersion, aqueous coating agents A and B were prepared by the above-described method, and then various evaluations were performed. As shown in Table 3-1, good physical properties were obtained. .

実施例4
表3−1に示した如く、実施例1のポリエステルポリオールQ−1の代わりにポリエステルポリオールQ−3を151部使用する以外は実施例1と同様の操作を行い、不揮発分20%の安定な透明コロイド状の水分散液を得た。
得られた水分散液を用いて、前記した手法により水性コーティング剤A、Bを作成した後、各種評価を行ったところ、表3−1に示した如く、何れも良好な物性が得られた。
Example 4
As shown in Table 3-1, the same operation as in Example 1 was performed except that 151 parts of polyester polyol Q-3 was used instead of polyester polyol Q-1 in Example 1, and a stable non-volatile content of 20% was obtained. A transparent colloidal aqueous dispersion was obtained.
Using the obtained aqueous dispersion, aqueous coating agents A and B were prepared by the above-described method, and then various evaluations were performed. As shown in Table 3-1, good physical properties were obtained. .

実施例5
表3−1に示した如く、実施例1のポリエステルポリオールQ−1の代わりにポリエステルポリオールQ−3を583部使用する以外は実施例1と同様の操作を行い、不揮発分20%の安定な透明コロイド状の水分散液を得た。
得られた水分散液を用いて、前記した手法により水性コーティング剤A、Bを作成した後、各種評価を行ったところ、表3−1に示した如く、何れも良好な物性が得られた。
Example 5
As shown in Table 3-1, the same operation as in Example 1 was performed except that 583 parts of polyester polyol Q-3 was used instead of polyester polyol Q-1 in Example 1, and a stable non-volatile content of 20% was obtained. A transparent colloidal aqueous dispersion was obtained.
Using the obtained aqueous dispersion, aqueous coating agents A and B were prepared by the above-described method, and then various evaluations were performed. As shown in Table 3-1, good physical properties were obtained. .

比較例1
ポリエステルポリオールP−3の1000部を減圧下100℃で脱水し、その後80℃まで冷却後、メチルエチルケトン897部を加え十分攪拌溶解し、2,2’−ジメチロールプロピオン酸80部を加え、次いでイソホロンジイソシアネート244部を加えて75℃で8時間反応させた。
イソシアネート値が0.1%以下になったのを確認した後、50℃まで冷却し、ポリエステルポリオールQ−1を70部加えた後、トリエチルアミン53部加えて中和した後、水7000部を加えて水溶化した。
得られた透明な反応生成物を減圧下、40〜60℃にてメチルエチルケトンを除去した後、水を加えて濃度調節を行い不揮発分20%の安定な透明コロイド状の水分散液を得た。
得られた水分散液を用いて、前記した手法により水性コーティング剤A、Bを作成した後、各種評価を行ったところ、表3−2に示した如く、基材接着性、耐ブロッキング性、耐溶剤性等が十分ではなかった。
Comparative Example 1
1000 parts of polyester polyol P-3 was dehydrated at 100 ° C. under reduced pressure, then cooled to 80 ° C., 897 parts of methyl ethyl ketone was added and dissolved with sufficient stirring, 80 parts of 2,2′-dimethylolpropionic acid was added, and then isophorone 244 parts of diisocyanate was added and reacted at 75 ° C. for 8 hours.
After confirming that the isocyanate value became 0.1% or less, the mixture was cooled to 50 ° C., 70 parts of polyester polyol Q-1 was added, 53 parts of triethylamine was added to neutralize, and 7000 parts of water was added. And became water-soluble.
After removing methyl ethyl ketone from the obtained transparent reaction product under reduced pressure at 40 to 60 ° C., water was added to adjust the concentration to obtain a stable transparent colloidal aqueous dispersion having a nonvolatile content of 20%.
Using the obtained aqueous dispersion, the aqueous coating agents A and B were prepared by the above-described method and then subjected to various evaluations. As shown in Table 3-2, the substrate adhesion, blocking resistance, Solvent resistance was not sufficient.

比較例2
表3−2に示した如く、実施例1のポリエステルポリオールQ−1を使用しない以外は実施例1と同様の操作を行い、不揮発分20%の安定な透明コロイド状の水分散液を得た。
得られた水分散液を用いて、前記した手法により水性コーティング剤A、Bを作成した後、各種評価を行ったところ、表3−2に示した如く造膜性が低く、OPP接着性、及び基材追従性が十分ではなかった。
Comparative Example 2
As shown in Table 3-2, the same operation as in Example 1 was performed except that the polyester polyol Q-1 of Example 1 was not used, and a stable transparent colloidal aqueous dispersion having a nonvolatile content of 20% was obtained. .
Using the obtained aqueous dispersion, the aqueous coating agents A and B were prepared by the above-described method and then subjected to various evaluations. As shown in Table 3-2, the film forming property was low, the OPP adhesiveness, And base material followability was not enough.

比較例3
表3−2に示した如く、実施例1のポリエステルポリオールQ−1の代わりにポリエステルポリオールQ−2を使用する以外は実施例1と同様の操作を行ったが、ポリウレタン樹脂とポリエステルポリオールQ−2との相溶性が悪く、安定な水分散体を得ることができなかった。
Comparative Example 3
As shown in Table 3-2, the same operation as in Example 1 was performed except that polyester polyol Q-2 was used instead of polyester polyol Q-1 in Example 1, but polyurethane resin and polyester polyol Q- The compatibility with 2 was poor, and a stable aqueous dispersion could not be obtained.

比較例4
表3−2に示した如く、実施例1のポリエステルポリオールQ−1の代わりにポリエステルポリオールQ−4を使用する以外は実施例1と同様の操作を行い、不揮発分20%の安定な透明コロイド状の水分散液を得た。
得られた水分散液を用いて、前記した手法により水性コーティング剤A、Bを作成した後、各種評価を行ったところ、表3−2に示した如く、ポリエステルポリオールQ−4が常温で固体であるがために、コーティング剤の造膜性が低く、OPP基材への接着性と基材追従性が十分ではなかった。
Comparative Example 4
As shown in Table 3-2, a stable transparent colloid having a non-volatile content of 20% was carried out in the same manner as in Example 1 except that polyester polyol Q-4 was used instead of polyester polyol Q-1 in Example 1. A water dispersion was obtained.
Using the obtained aqueous dispersion, aqueous coating agents A and B were prepared by the above-described method, and then various evaluations were performed. As shown in Table 3-2, polyester polyol Q-4 was solid at room temperature. Therefore, the film forming property of the coating agent was low, and the adhesion to the OPP substrate and the substrate followability were not sufficient.

比較例5
ポリエステルポリオールP−1の800部とポリエステルポリオールQ−1200部を減圧下100℃で脱水し、その後80℃まで冷却後、メチルエチルケトン977部を加え十分攪拌溶解して後、2,2’−ジメチロールプロピオン酸80部を加え、次いでジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネート(水添MDI)385部を加えて75℃で8時間反応させた。
イソシアネート値が0.1%以下になったのを確認した後、50℃まで冷却し、トリエチルアミン60部加えて中和した後、水7000部を加えて水溶化した。得られた透明な反応生成物を減圧下、40〜60℃にてメチルエチルケトンを除去した後、水を加えて濃度調節を行い不揮発分20%の安定な透明コロイド状の水分散液を得た。
得られた水分散液を用いて、前記した手法により水性コーティング剤A、Bを作成した後、各種評価を行ったところ、表3−2に示した如く、疎水性ポリオール(B)による可塑化効果がないため、造膜性及び基材追従性が十分ではなかった。
Comparative Example 5
After 800 parts of polyester polyol P-1 and 1200 parts of polyester polyol Q were dehydrated at 100 ° C. under reduced pressure, and then cooled to 80 ° C., 977 parts of methyl ethyl ketone was added and sufficiently stirred and dissolved, and then 2,2′-dimethylol. 80 parts of propionic acid was added, and then 385 parts of dicyclohexylmethane-4,4′-diisocyanate (hydrogenated MDI) was added and reacted at 75 ° C. for 8 hours.
After confirming that the isocyanate value became 0.1% or less, the mixture was cooled to 50 ° C., neutralized by adding 60 parts of triethylamine, and water-solubilized by adding 7000 parts of water. After removing methyl ethyl ketone from the obtained transparent reaction product under reduced pressure at 40 to 60 ° C., water was added to adjust the concentration to obtain a stable transparent colloidal aqueous dispersion having a nonvolatile content of 20%.
Using the obtained aqueous dispersion, aqueous coating agents A and B were prepared by the above-described method, and then various evaluations were performed. As shown in Table 3-2, plasticization with a hydrophobic polyol (B) was performed. Since there was no effect, the film-forming property and the substrate followability were not sufficient.

Figure 0003649244
Figure 0003649244

注1)水添MDI;ジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネート Note 1) Hydrogenated MDI; dicyclohexylmethane-4,4'-diisocyanate

Figure 0003649244
Figure 0003649244


Claims (7)

水分散性ポリウレタン樹脂(A)と疎水性ポリエステルポリオール(B−1)及び/又は疎水性ポリエーテルポリオール(B−2)とを含有する樹脂粒子が水に分散してなる水分散液(C)と、水酸基と反応し得る架橋剤(D)とからなり、
前記水分散性ポリウレタン樹脂(A)が、芳香族ジカルボン酸を主成分とするジカルボン酸とポリオールとを縮合させて得られたポリエステルポリオール(a−1)及びポリイソシアネートを必須成分として反応させて得られ、芳香族環式構造単位を15〜35重量%含有するものであり、
前記疎水性ポリエステルポリオール(B−1)及び/又は疎水性ポリエーテルポリオール(B−2)が、常温で液状であり、芳香族環式構造単位を20〜50重量%含有することを特徴とする水性コーティング剤。
Water dispersion (C) in which resin particles containing water-dispersible polyurethane resin (A) and hydrophobic polyester polyol (B-1) and / or hydrophobic polyether polyol (B-2) are dispersed in water And a crosslinking agent (D) capable of reacting with a hydroxyl group,
The water-dispersible polyurethane resin (A) is obtained by reacting polyester polyol (a-1) obtained by condensing a dicarboxylic acid mainly composed of an aromatic dicarboxylic acid and a polyol and polyisocyanate as essential components. Containing 15 to 35% by weight of an aromatic cyclic structural unit,
The hydrophobic polyester polyol (B-1) and / or hydrophobic polyether polyol (B-2) is liquid at room temperature and contains 20 to 50% by weight of an aromatic cyclic structural unit. Water-based coating agent.
前記水分散性ポリウレタン樹脂(A)1000g当たりのウレタン結合単位及び尿素結合単位の含有量の合計が1.0〜4.0モルの範囲である、請求項1に記載の水性コーティング剤。   The aqueous coating agent according to claim 1, wherein the total content of urethane bond units and urea bond units per 1000 g of the water-dispersible polyurethane resin (A) is in the range of 1.0 to 4.0 mol. 前記疎水性ポリエステルポリオール(B−1)が、ジカルボン酸と炭素数2〜8の範囲の脂肪族ジオールとを縮合させて得られ、前記ジカルボン酸の全量のうち少なくとも60モル%がオルソフタル酸である、請求項1に記載の水性コーティング剤。   The hydrophobic polyester polyol (B-1) is obtained by condensing a dicarboxylic acid and an aliphatic diol having 2 to 8 carbon atoms, and at least 60 mol% of the total amount of the dicarboxylic acid is orthophthalic acid. The aqueous coating agent according to claim 1. 前記疎水性ポリエーテルポリオール(B−2)が、多核フェノール系化合物のプロピレンオキサイド付加物である、請求項1に記載の水性コーティング剤。   The aqueous coating agent according to claim 1, wherein the hydrophobic polyether polyol (B-2) is a propylene oxide adduct of a polynuclear phenol compound. 前記水分散性ポリウレタン樹脂(A)が、ジカルボン酸とポリオールとを縮合させて得られたポリエステルポリオール(a−1)及びポリイソシアネートを必須成分として反応させて得られ、前記ジカルボン酸の全量のうち70〜100モル%が、テレフタル酸及び/又はイソフタル酸である、請求項1に記載の水性コーティング剤。 The water-dispersible polyurethane resin (A) is obtained by reacting polyester polyol (a-1) obtained by condensing dicarboxylic acid and polyol and polyisocyanate as essential components, and out of the total amount of dicarboxylic acid The aqueous coating agent according to claim 1, wherein 70 to 100 mol% is terephthalic acid and / or isophthalic acid. 前記水分散性ポリウレタン樹脂(A)と、前記疎水性ポリエステルポリオール(B−1)又は疎水性ポリエーテルポリオール(B−2)とが実質的に化学結合していない請求項1に記載の水性コーティング剤。 The aqueous coating according to claim 1, wherein the water-dispersible polyurethane resin (A) and the hydrophobic polyester polyol (B-1) or the hydrophobic polyether polyol (B-2) are not substantially chemically bonded. Agent. 前記架橋剤(D)が、アミノ樹脂及びポリイソシアネートからなる群より選ばれる少なくとも一種である、請求項1又は2に記載の水性コーティング剤。


The aqueous coating agent according to claim 1 or 2, wherein the crosslinking agent (D) is at least one selected from the group consisting of amino resins and polyisocyanates.


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