JP4573155B2 - Water-based polyurethane resin, water-based polyurethane resin aqueous dispersion, printing ink binder and printing ink composition - Google Patents

Water-based polyurethane resin, water-based polyurethane resin aqueous dispersion, printing ink binder and printing ink composition Download PDF

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本発明は、水性ポリウレタン樹脂、当該水性ポリウレタン樹脂を含有する印刷インキ用バインダー、印刷インキおよび水性ポリウレタン樹脂水分散液の製造法に関する。さらに詳しくは、本発明の水性ポリウレタン樹脂は、ポリプロピレン、ナイロン、ポリエステルなどのプラスチック、金属、ガラス、紙、ゴム、皮などの各種基材に対して優れた密着性を有するため、これらの基材に適用される各種コーティング剤(例えば、塗料、インキ、ガラス飛散防止膜など)や、これらの基材に適用される各種接着剤、粘着剤など、各種用途に好適に使用しうる水性ポリウレタン樹脂に関する。   The present invention relates to an aqueous polyurethane resin, a binder for printing ink containing the aqueous polyurethane resin, a printing ink, and a method for producing an aqueous dispersion of an aqueous polyurethane resin. More specifically, the water-based polyurethane resin of the present invention has excellent adhesion to various base materials such as plastics such as polypropylene, nylon, and polyester, metal, glass, paper, rubber, and leather. The present invention relates to a water-based polyurethane resin that can be suitably used for various applications such as various coating agents (for example, paints, inks, glass scattering prevention films, etc.), and various adhesives and pressure-sensitive adhesives applied to these substrates. .

従来、塗料、インキなどのコーティング剤や接着剤としては、高分子の有機溶剤溶液が主に用いられていたが、近年、大気汚染をはじめとする公害の防止、消防法上の規制、労働安全・衛生面などが考慮され、水溶性高分子や高分子エマルジョンに置換されつつある。   In the past, polymer organic solvent solutions were mainly used as coating agents and adhesives for paints and inks. However, in recent years, pollution such as air pollution, fire regulations, occupational safety・ In consideration of hygiene, etc., water-soluble polymers and polymer emulsions are being replaced.

当該水溶性高分子としては、近年、柔軟性に特長を有する水性ポリウレタン樹脂などが開発されているが、当該樹脂を水性化するための極性基等が当該樹脂分子中に付与されているため(例えば、特許文献1参照)、プラスチック(特に極性基を有しないポリオレフィン等)に対する密着性が不十分であった。 As the water-soluble polymer, an aqueous polyurethane resin having a feature in flexibility has been developed in recent years, but a polar group or the like for making the resin aqueous is imparted to the resin molecule ( For example, the adhesiveness with respect to plastics (refer patent document 1) and a plastic (especially polyolefin which does not have a polar group) was inadequate.

そこで、本出願人は、プラスチックに対する密着性を向上させるべく、鎖長停止剤として長鎖モノアミン化合物を用いる印刷インキ用ポリウレタン樹脂について提案している(特許文献2参照)が、このものは、水以外の溶剤に溶解させるためのポリウレタン樹脂に関するものであり、水性ポリウレタン樹脂として用いることができるものではなく、また、解決しようとする課題も異なるものであった。   Therefore, the present applicant has proposed a polyurethane resin for printing ink using a long-chain monoamine compound as a chain length terminator in order to improve adhesion to plastic (see Patent Document 2). It relates to a polyurethane resin to be dissolved in a solvent other than the above, and cannot be used as an aqueous polyurethane resin, and the problem to be solved is also different.

特開平11−269243号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-269243 特開2001−233929号公報JP 2001-233929 A

本発明は、上記の背景技術に鑑みなされたものであり、その目的は、水性ポリウレタン樹脂特有の柔軟性を有し、且つポリオレフィン(ポリエチレン、ポリプロピレン等)、ナイロン、ポリエステルなどのプラスチックに対して優れた密着性を有する水性ポリウレタン樹脂を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described background art, and has an object of having flexibility unique to an aqueous polyurethane resin and excellent for plastics such as polyolefin (polyethylene, polypropylene, etc.), nylon, polyester, and the like. Another object of the present invention is to provide an aqueous polyurethane resin having excellent adhesion.

本発明者は、前記課題を解決すべく鋭意研究を行なった結果、水性ポリウレタンの製造時に特定の中和剤を用いることにより、プラスチック(特に、ポリオレフィン)基材に対する密着性が向上することを見出した。   As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have found that adhesion to a plastic (particularly polyolefin) substrate is improved by using a specific neutralizing agent during the production of aqueous polyurethane. It was.

すなわち、本発明は、高分子ポリオール(a−1)およびポリイソシアネート化合物(a−2)を反応させてなるカルボキシル基を含有するイソシアネート基末端プレポリマー(A)を一般式(1):   That is, in the present invention, an isocyanate group-terminated prepolymer (A) containing a carboxyl group obtained by reacting a polymer polyol (a-1) and a polyisocyanate compound (a-2) is represented by the general formula (1):

Figure 0004573155
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(Rは炭素数4〜18のアルキル基を表し、Aは炭素数2のオキシアルキレン基を表し、Aは異なっていても同じであっても良い。xは1〜10の整数を表す。)で表わされるアミン化合物、ジメチルパルミチルアミンまたはジラウリルモノメチルアミンであるアミン化合物(B)を用いて中和して得られる水性ポリウレタン樹脂;当該水性ポリウレタン樹脂を水に分散させた水性ポリウレタン樹脂水分散体および当該水性ポリウレタン樹脂を含有してなる印刷インキ用バインダー;当該印刷インキ用バインダーを含有してなる印刷インキ組成物に関する。 (R 1 represents an alkyl group having 4 to 18 carbon atoms, A represents an oxyalkylene group having 2 carbon atoms, A may be different or the same, and x represents an integer of 1 to 10 . A water-based polyurethane resin obtained by neutralization using an amine compound (B) which is an amine compound represented by formula (1), dimethyl palmitylamine or dilauryl monomethylamine; water-based polyurethane resin water in which the water-based polyurethane resin is dispersed in water The present invention relates to a printing ink binder comprising a dispersion and the aqueous polyurethane resin; and a printing ink composition comprising the printing ink binder.

本発明によれば、水性ポリウレタン樹脂特有の柔軟性を有し、特に印刷インキ用バインダーとして使用した場合、ポリオレフィン(ポリエチレン、ポリプロピレン等)、ナイロンやポリエステルなどのプラスチックに対してすぐれた密着性を有する水性ポリウレタン樹脂を提供できる。なお、当該水性ポリウレタン樹脂は、プラスチック、金属、ガラス、紙、ゴム、皮などの各種基材に対して優れた密着性を有するため、これらの基材に適用される各種コーティング剤(例えば、塗料、インキ、ガラス飛散防止膜など)や、これらの基材に適用される各種接着剤、粘着剤などの各種用途にも用いることができる。   According to the present invention, it has flexibility specific to an aqueous polyurethane resin, and particularly has excellent adhesion to plastics such as polyolefin (polyethylene, polypropylene, etc.), nylon and polyester when used as a binder for printing ink. An aqueous polyurethane resin can be provided. In addition, since the said water-based polyurethane resin has the outstanding adhesiveness with respect to various base materials, such as a plastic, a metal, glass, paper, rubber | gum, leather, various coating agents (for example, paints) applied to these base materials. , Ink, glass scattering prevention film, etc.) and various adhesives and pressure-sensitive adhesives applied to these substrates.

本発明の水性ポリウレタン樹脂は、カルボキシル基を含有するイソシアネート基末端プレポリマー(A)(以下、(A)成分という)を後述する特定のアミン化合物(B)(以下、(B)成分という)で中和させることにより得られる。 The aqueous polyurethane resin of the present invention is a specific amine compound (B) (hereinafter referred to as (B) component) which will be described later with respect to the isocyanate group-terminated prepolymer (A) (hereinafter referred to as (A) component) containing a carboxyl group. Obtained by neutralization.

本発明に用いられる(A)成分は、カルボキシル基を有するものであれば特に制限されず、公知のものを使用することができ、通常、高分子ポリオール(a−1)(以下、(a−1)成分という)およびポリイソシアネート化合物(a−2)((a−2)成分という)を反応させることにより得られる。ポリウレタン樹脂にカルボキシル基を導入する方法としては、特に制限されず、公知の方法を採用することができる。具体的には、例えば、(i)カルボキシル基含有ジオール化合物を用いる方法(以下、方法(i)という)、(ii)カルボキシル基を含有する鎖伸長剤を用いる方法(以下、方法(ii)という)などが容易にカルボキシル基を導入することができるため好ましい。 (A) component used for this invention will not be restrict | limited especially if it has a carboxyl group, A well-known thing can be used, Usually, polymer polyol (a-1) (henceforth, (a- 1) component) and a polyisocyanate compound (a-2) (referred to as component (a-2)). The method for introducing a carboxyl group into the polyurethane resin is not particularly limited, and a known method can be adopted. Specifically, for example, (i) a method using a carboxyl group-containing diol compound (hereinafter referred to as method (i)), (ii) a method using a chain extender containing a carboxyl group (hereinafter referred to as method (ii)). Etc.) is preferable because a carboxyl group can be easily introduced.

(a−1)成分としては、ポリウレタンの製造に用いられる各種ポリオール類を制限なく使用することができ、例えば、ポリエーテルポリオール類、ポリエステルポリオール類、ポリカーボネートポリオール類、ポリブタジエンポリオール類等を使用することができる。ポリエーテルポリオール類としては、例えばエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、テトラヒドロフラン等を開環重合したポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリオキシテトラメチレンエーテルグリコール等が挙げられる。ポリエステルポリオール類としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、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、ネオペンチルグリコール、ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、オクタンジオール、1,4−ブチンジオール、ジプロピレングリコール、ビスフェノールA、水添ビスフェノールA等の飽和または不飽和の低分子量グリコール類とアジピン酸、マレイン酸、フマル酸、無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、コハク酸、しゅう酸、マロン酸、グルタル酸、ピメリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、スベリン酸等の二塩基酸またはこれらに対応する酸無水物等を脱水縮合して得られる化合物等が挙げられる。なお、上記低分子量グリコール類の5モル%以下の範囲まではグリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、1,2,6−ヘキサントリオール、1,2,4−ブタントリオール等の3価のアルコール、ペンタエリスリトール等の4価のアルコール、ソルビトール等の6価のアルコールなどの3価以上の低分子量ポリオール化合物を併用することができる。また、該ポリエステルポリオール類としては、ε−カプロラクトン、β−メチル−δ−バレロラクトン等のラクトン類を開環重合して得られる化合物を使用することもできる。これらの高分子量ポリオール化合物は単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。 As the component (a-1), various polyols used for the production of polyurethane can be used without limitation. For example, polyether polyols, polyester polyols, polycarbonate polyols, polybutadiene polyols, and the like are used. Can do. Examples of the polyether polyols include polyethylene glycol obtained by ring-opening polymerization of ethylene oxide, propylene oxide, tetrahydrofuran and the like, polypropylene glycol, polyoxytetramethylene ether glycol and the like. Examples of polyester polyols include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, pentanediol, Saturated or unsaturated low molecular weight glycols such as 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, octanediol, 1,4-butynediol, dipropylene glycol, bisphenol A and hydrogenated bisphenol A And dibasic acids such as adipic acid, maleic acid, fumaric acid, phthalic anhydride, isophthalic acid, terephthalic acid, succinic acid, oxalic acid, malonic acid, glutaric acid, pimelic acid, azelaic acid, sebacic acid, suberic acid, etc. Acid anhydrides corresponding to Water condensation compound obtained, and the like. In addition, trivalent alcohols such as glycerin, trimethylolpropane, trimethylolethane, 1,2,6-hexanetriol, 1,2,4-butanetriol, etc. up to a range of 5 mol% or less of the low molecular weight glycols, A trihydric or higher polyhydric low molecular weight polyol compound such as a tetravalent alcohol such as pentaerythritol and a hexavalent alcohol such as sorbitol can be used in combination. As the polyester polyols, compounds obtained by ring-opening polymerization of lactones such as ε-caprolactone and β-methyl-δ-valerolactone can also be used. These high molecular weight polyol compounds may be used alone or in combination of two or more.

(a−1)成分の数平均分子量は、通常500〜10,000程度、好ましくは700〜5,000である。当該数値範囲より小さすぎると得られるポリウレタン樹脂の皮膜の柔軟性が劣る傾向にあり、また、大きすぎるとウレタンプレポリマーが中和剤、鎖伸長剤を含む水溶液に速やかに分散せず、得られるポリウレタン樹脂皮膜の乾燥性が劣る傾向にある。 The number average molecular weight of the component (a-1) is usually about 500 to 10,000, preferably 700 to 5,000. If the value is too small, the resulting polyurethane resin film tends to have poor flexibility, and if it is too large, the urethane prepolymer is not quickly dispersed in an aqueous solution containing a neutralizing agent and a chain extender. The drying property of the polyurethane resin film tends to be inferior.

なお、イソシアネート基末端プレポリマーにカルボキシル基を導入する方法として、方法(i)を用いる場合には、(a−1)成分の一部または全部として、カルボキシル基含有ジオール化合物を用いれば良い。カルボキシル基含有ジオール化合物としては、例えば、α,α’−ジメチロールアルカン酸(グリセリン酸、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸、2,2−ジメチロールペンタン酸等)、ジオキシマレイン酸、ジオキシフマル酸、酒石酸、2,6−ジオキシ安息香酸、4,4−ビス(ヒドロキシフェニル)吉草酸、4,4−ビス(ヒドロキシフェニル)酪酸等が挙げられる。また、これらのカルボキシル基を含有するジオール化合物を開始剤としてε−カプロラクトン、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン等のラクトン類を開環重合して得られる化合物、またラクトン類を開環重合して得られる高分子量化合物類を使用することもできる。 In addition, when using method (i) as a method of introduce | transducing a carboxyl group into an isocyanate group terminal prepolymer, what is necessary is just to use a carboxyl group containing diol compound as a part or all of (a-1) component. Examples of carboxyl group-containing diol compounds include α, α′-dimethylolalkanoic acid (glyceric acid, dimethylolpropionic acid, dimethylolbutanoic acid, 2,2-dimethylolpentanoic acid, etc.), dioxymaleic acid, and dioxyfumarate. Examples include acid, tartaric acid, 2,6-dioxybenzoic acid, 4,4-bis (hydroxyphenyl) valeric acid, 4,4-bis (hydroxyphenyl) butyric acid, and the like. In addition, compounds obtained by ring-opening polymerization of lactones such as ε-caprolactone, γ-butyrolactone, γ-valerolactone, etc. using diol compounds containing these carboxyl groups as initiators, and ring-opening polymerization of lactones The resulting high molecular weight compounds can also be used.

(a−2)成分としては、主としてジイソシアネート類が挙げられる。当該ジイソシアネートとしては、例えば、メチレンジイソシアネート、イソプロピレンジイソシアネート、ブタン−1,4−ジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ダイマー酸が有するカルボキシル基をイソシアネート基に置き換えたダイマージイソシアネートなどの鎖状脂肪族ジイソシアネート;シクロヘキサン−1,4−ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネート、1,3−ジ(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、メチルシクロヘキサンジイソシアネートなどの環状脂肪族ジイソシアネート;4,4’−ジフェニルジメチルメタンジイソシアネートなどのジアルキルジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルテトラメチルメタンジイソシアネートなどのテトラアルキルジフェニルメタンジイソシアネート、1,5−ナフチレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルジメチルメタンジイソシアネート、4,4’−ジベンジルイソシアネート、1,3−フェニレンジイソシアネート、1,4−フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、m−テトラメチルキシリレンジイソシアネートなどの芳香族ジイソシアネート;リジンジイソシアネートなどのアミノ酸ジイソシアネートなどが挙げられる。これらのジイソシアネート類は、単独でまたは2種以上を適宜に組み合わせて用いられる。これらのジイソシアネート類の中では、鎖状脂肪族ジイソシアネートおよび環状脂肪族ジイソシアネートを用いることにより耐候性を向上させることができるため好ましい。   Examples of the component (a-2) include diisocyanates. Examples of the diisocyanate include methylene diisocyanate, isopropylene diisocyanate, butane-1,4-diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, 2,4,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, and dimer acid. A chain aliphatic diisocyanate such as dimerisocyanate in which the carboxyl group of the compound is replaced by an isocyanate group; cyclohexane-1,4-diisocyanate, isophorone diisocyanate, dicyclohexylmethane-4,4′-diisocyanate, 1,3-di (isocyanate methyl) Cycloaliphatic diisocyanates such as cyclohexane and methylcyclohexane diisocyanate; 4,4′-diphenyldimethylmethane Dialkyldiphenylmethane diisocyanate such as isocyanate, tetraalkyldiphenylmethane diisocyanate such as 4,4′-diphenyltetramethylmethane diisocyanate, 1,5-naphthylene diisocyanate, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, 4,4′-diphenyldimethylmethane diisocyanate, Aromatic diisocyanates such as 4,4′-dibenzyl isocyanate, 1,3-phenylene diisocyanate, 1,4-phenylene diisocyanate, tolylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, m-tetramethylxylylene diisocyanate; amino acid diisocyanates such as lysine diisocyanate Etc. These diisocyanates are used alone or in combination of two or more. Among these diisocyanates, it is preferable to use a chain aliphatic diisocyanate and a cyclic aliphatic diisocyanate because weather resistance can be improved.

本発明の水性ポリウレタン樹脂では、前記(a−1)成分、(a−2)成分の他に、必要に応じて鎖伸長剤を構成成分とすることができる。当該鎖伸長剤としては、例えば、前記(a−1)成分の構成原料である低分子グリコール類;エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、2,2,4−または2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジアミン、トリエチレンテトラミン、ジエチレントリアミン、イソホロンジアミン、ジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジアミンなどのアミン類;2−ヒドロキシエチルエチレンジアミン、2−ヒドロキシエチルプロピレンジアミン、ジ−2−ヒドロキシエチルエチレンジアミン、ジ−2−ヒドロキシエチルプロピレンジアミン、2−ヒドロキシプロピルエチレンジアミン、ジ−2−ヒドロキシプロピルエチレンジアミンなどの分子内に水酸基を有するジアミン類;ダイマー酸のカルボキシル基をアミノ基に置き換えたダイマージアミン、ヒドラジン、アジピン酸ジヒドラジドなどが挙げられる。これらの鎖伸長剤は、単独でまたは2種以上を適宜に組み合わせて用いられる。   In the water-based polyurethane resin of the present invention, a chain extender can be used as a constituent component in addition to the components (a-1) and (a-2) as necessary. Examples of the chain extender include low-molecular glycols that are constituent materials of the component (a-1); ethylenediamine, propylenediamine, hexamethylenediamine, 2,2,4- or 2,4,4-trimethylhexa Amines such as methylenediamine, triethylenetetramine, diethylenetriamine, isophoronediamine, dicyclohexylmethane-4,4′-diamine; 2-hydroxyethylethylenediamine, 2-hydroxyethylpropylenediamine, di-2-hydroxyethylethylenediamine, di-2 -Diamines having a hydroxyl group in the molecule such as hydroxyethylpropylenediamine, 2-hydroxypropylethylenediamine, di-2-hydroxypropylethylenediamine; and replacing the carboxyl group of dimer acid with an amino group Dimer diamine, hydrazine, and the like adipic acid dihydrazide. These chain extenders may be used alone or in appropriate combination of two or more.

また、ポリウレタン樹脂にイオン性官能基を付与して水への分散性を向上させる目的で、当該鎖伸長剤として、イオン性官能基を有する化合物を用いることができる。当該イオン性官能基としては、特に制限されないが、例えば、4級アミノ塩基やカルボキシル基などがあげられる。当該化合物の具体例としては、N−メチルジエタノールアミン、N−エチルジエタノールアミン、N−プロピルジエタノールアミン、N−イソプロピルジエタノールアミン、N−ブチルジエタノールアミン、N−イソブチルジエタノールアミン、N−オレイルジエタノールアミン、N−ステアリルジエタノールアミン、エトキシ化椰子油アミン、N−アリルジエタノールアミン、N−メチルジイソプロパノールアミン、N−エチルジイソプロパノールアミン、N−プロピルジイソプロパノールアミン、N−ブチルジイソプロパノールアミン、ジメチルジエトキシヒドラジン、プロポキシメチルジエタノールアミン、N−(3−アミノプロピル)−N−メチルエタノールアミン、N,N’−ビス(オキシエチル)プロピレンジアミン、ジエタノールアミノアセトアミド、ジエタノールアミノプロピオンアミド、N,N−ビス(オキシメチル)セミカルバジドなどのアルコキシ化鎖状脂肪族アミン;N−シクロヘキシルジイソプロパノールアミンなどのアルコキシ化環状脂肪族アミン;N,N−ジエトキシアニリン、N,N−ジエトキシトルイジン、N,N−ジエトキシ−1−アミノピリジン、N,N’−ビス(2−ヒドロキシエチル)−N、N’−ジエチルヘキサヒドロ−p−フェニレンジアミン、N,N’−ビス(オキシエチル)フェニルセミカルバジドなどのアルコキシ化芳香族アミン;N,N’−ジエトキシピペラジン、N−2−ヒドロキシエチルピペラジンなどのアルコキシ化複素環アミン;N−メチル−N,N−ビス(3−アミノプロピル)アミン、N−(3−アミノプロピル)−N,N’−ジメチルエチレンジアミン、N,N’−ビス(3−アミノプロピル)−N,N’−ジメチルエチレンジアミン、2−メチル−2−[(N,N−ジメチルアミノ)メチル]プロパン−1,3−ジオールなどの鎖状脂肪族アミン;2,6−ジアミノピリジン、p,p’−ビス−アミノメチルジベンジルメチルアミンなどの芳香族アミン;N,N’−ビス(3−アミノプロピル)ピペラジン、N−(2−アミノエチル)ピペラジンなどの複素環アミンなどが挙げられる。なお、前記鎖伸長剤が有する塩基性窒素は、当該鎖伸長剤を水に分散させる前または水に分散させた後で、塩化物イオン、硫酸塩イオン、有機物カルボン酸のアニオンなどの4級化剤を用いて4級化しても良い。   Moreover, the compound which has an ionic functional group can be used as the said chain extender in order to provide an ionic functional group to a polyurethane resin, and to improve the dispersibility to water. The ionic functional group is not particularly limited, and examples thereof include a quaternary amino base and a carboxyl group. Specific examples of the compound include N-methyldiethanolamine, N-ethyldiethanolamine, N-propyldiethanolamine, N-isopropyldiethanolamine, N-butyldiethanolamine, N-isobutyldiethanolamine, N-oleyldiethanolamine, N-stearyldiethanolamine, ethoxylation Palm oil amine, N-allyldiethanolamine, N-methyldiisopropanolamine, N-ethyldiisopropanolamine, N-propyldiisopropanolamine, N-butyldiisopropanolamine, dimethyldiethoxyhydrazine, propoxymethyldiethanolamine, N- (3 -Aminopropyl) -N-methylethanolamine, N, N′-bis (oxyethyl) propylenediamine, dietano Alkoxylated chain aliphatic amines such as ruaminoacetamide, diethanolaminopropionamide, N, N-bis (oxymethyl) semicarbazide; alkoxylated cycloaliphatic amines such as N-cyclohexyldiisopropanolamine; N, N-diethoxy Aniline, N, N-diethoxytoluidine, N, N-diethoxy-1-aminopyridine, N, N′-bis (2-hydroxyethyl) -N, N′-diethylhexahydro-p-phenylenediamine, N, Alkoxylated aromatic amines such as N′-bis (oxyethyl) phenyl semicarbazide; alkoxylated heterocyclic amines such as N, N′-diethoxypiperazine, N-2-hydroxyethylpiperazine; N-methyl-N, N-bis (3-aminopropyl) amine, N- (3-aminopro ) -N, N′-dimethylethylenediamine, N, N′-bis (3-aminopropyl) -N, N′-dimethylethylenediamine, 2-methyl-2-[(N, N-dimethylamino) methyl] propane Chain aliphatic amines such as 1,3-diol; aromatic amines such as 2,6-diaminopyridine and p, p′-bis-aminomethyldibenzylmethylamine; N, N′-bis (3-amino And heterocyclic amines such as propyl) piperazine and N- (2-aminoethyl) piperazine. The basic nitrogen of the chain extender is quaternized such as chloride ion, sulfate ion, organic carboxylic acid anion before or after the chain extender is dispersed in water. It may be quaternized with an agent.

カルボキシル基を有する鎖伸長剤は、得られる水性ポリウレタン樹脂にカルボキシル基を導入するために用いることができるため、(A)成分としてカルボキシル基含有ジオール化合物を用いない場合には、当該カルボキシル基を有する鎖伸長剤を使用する必要がある。その具体例としては、グリセリン酸、ジオキシマレイン酸、ジオキシフマル酸、酒石酸、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸、2,2−ジメチロール吉草酸、2,2−ジメチロールペンタン酸、4,4−ジ(ヒドロキシフェニル)吉草酸、4,4−ジ(ヒドロキシフェニル)酪酸などの脂肪族カルボン酸;2,6−ジオキシ安息香酸などの芳香族カルボン酸などが挙げられる。   Since the chain extender having a carboxyl group can be used to introduce a carboxyl group into the resulting aqueous polyurethane resin, when the carboxyl group-containing diol compound is not used as the component (A), the chain extender has the carboxyl group. It is necessary to use a chain extender. Specific examples thereof include glyceric acid, dioxymaleic acid, dioxyfumaric acid, tartaric acid, dimethylolpropionic acid, dimethylolbutanoic acid, 2,2-dimethylolvaleric acid, 2,2-dimethylolpentanoic acid, 4,4- Examples thereof include aliphatic carboxylic acids such as di (hydroxyphenyl) valeric acid and 4,4-di (hydroxyphenyl) butyric acid; and aromatic carboxylic acids such as 2,6-dioxybenzoic acid.

前記鎖伸長剤の使用量は、特に限定はされないが、得られる水性ポリウレタン樹脂から形成される皮膜の柔軟性および強靭性を両立させるという観点から、水性ポリウレタン樹脂中の0.1〜20重量%程度であるのが好ましく、更に好ましくは1〜15重量%である。0.1重量%に満たない場合は強靭性が不足する傾向があり、20重量%を超える場合は柔軟性が損なわれる傾向がある。   The amount of the chain extender used is not particularly limited, but is 0.1 to 20% by weight in the aqueous polyurethane resin from the viewpoint of achieving both flexibility and toughness of the film formed from the obtained aqueous polyurethane resin. The amount is preferably about 1 to 15% by weight. When it is less than 0.1% by weight, the toughness tends to be insufficient, and when it exceeds 20% by weight, the flexibility tends to be impaired.

イオン性官能基を有する前記鎖伸長剤を用いる場合、当該伸長剤の使用量は、特に限定されないが、例えば、前記塩基性窒素を有するポリウレタン樹脂中の塩基性窒素が、該ポリウレタン樹脂固形分1gに対して3×10−5〜1.8×10−3グラム当量程度となるように調整することが好ましい。また、イオン性官能基を有する前記鎖伸長剤のうち、カルボキシル基を有する鎖伸長剤の使用量は、とくに限定はないが、例えば、当該ポリウレタン樹脂中のカルボキシル基が、該ポリウレタン樹脂固形分1gに対して3×10−5〜1.8×10−3グラム当量程度となるように調整することが好ましい。 When the chain extender having an ionic functional group is used, the amount of the extender used is not particularly limited. For example, basic nitrogen in the polyurethane resin having basic nitrogen is 1 g of the polyurethane resin solid content. It is preferable to adjust so that it may become about 3 * 10 < -5 > -1.8 * 10 < -3 > gram equivalent with respect to it. The amount of the chain extender having a carboxyl group among the chain extenders having an ionic functional group is not particularly limited. For example, the carboxyl group in the polyurethane resin has a solid content of 1 g of the polyurethane resin. It is preferable to adjust so that it may become about 3 * 10 < -5 > -1.8 * 10 < -3 > gram equivalent with respect to it.

該鎖伸長剤を反応させる時期は特に制限されず、成分(a−1)成分および(a−2)成分と同時に反応させてもよく、(a−1)成分および(a−2)成分を反応させて得られるプレポリマーを水中に分散させる前または水中に分散させた後に反応させてもよい。 There is no particular limitation on the timing of reacting the chain extender, and the chain extender may be reacted simultaneously with the component (a-1) and the component (a-2), and the component (a-1) and the component (a-2) may be reacted. The prepolymer obtained by the reaction may be reacted before being dispersed in water or after being dispersed in water.

本発明の水性ポリウレタン樹脂は前記(a−1)成分に由来するカルボキシル基および/または鎖伸長剤に由来するカルボキシル基は、一般式(1): In the aqueous polyurethane resin of the present invention, the carboxyl group derived from the component (a-1) and / or the carboxyl group derived from the chain extender has the general formula (1):

Figure 0004573155
Figure 0004573155

(Rは炭素数4〜18のアルキル基を表し、Aは炭素数2のオキシアルキレン基を表し、Aは異なっていても同じであっても良い。xは1〜10の整数を表す。)で表わされるアミン化合物、ジメチルパルミチルアミンまたはジラウリルモノメチルアミンであるアミン化合物(B)(以下、(B)成分という)を用いて中和されるものである。 (R 1 represents an alkyl group having 4 to 18 carbon atoms, A represents an oxyalkylene group having 2 carbon atoms, A may be different or the same, and x represents an integer of 1 to 10 . ), An amine compound (B) (hereinafter referred to as (B) component) which is an amine compound, dimethyl palmitylamine or dilauryl monomethylamine.

B)成分の具体例としては、ポリオキシエチレンオクタデシルアミン、ポリオキシエチレンドデシルアミン、ポリオキシエチレンオクチルアミン、N−n−ブチルジエタノールアミン、ジラウリルモノメチルアミンなどが挙げられる。これらの中では、ポリオキシエチレンオクタデシルアミン、ポリオキシエチレンドデシルアミン、ジメチルパルミチルアミン、ジラウリルモノメチルアミンが好ましい。
Specific examples of the component ( B) include polyoxyethylene octadecylamine, polyoxyethylene dodecylamine, polyoxyethylene octylamine, Nn-butyldiethanolamine , and dilauryl monomethylamine. Among these, polyoxyethylene octadecylamine, polyoxyethylene dodecylamine, di-methyl palmityl amine, dilauryl monomethylamine is preferable.

なお、これら(B)成分のうち水酸基を有するものは、鎖伸長剤ともなりうるが、これらのものを鎖伸長剤(すなわち、イソシアネートと反応するもの)として用いる場合には、本発明の効果(プラスチックに対する密着性向上)は得られない。この理由は定かではないが(B)成分のうち水酸基を有するものを中和剤として用いることにより親水部分(エマルジョン粒子の表面付近)に該化合物が存在するため、フィルムに対する濡れが向上するためと考えられる。   In addition, although what has a hydroxyl group among these (B) components can also be a chain extender, when using these as a chain extender (namely, thing which reacts with isocyanate), the effect ( (Improvement of adhesion to plastic) cannot be obtained. The reason for this is not clear, but because the compound is present in the hydrophilic portion (near the surface of the emulsion particles) by using the component (B) having a hydroxyl group as a neutralizing agent, wetting to the film is improved. Conceivable.

(B)成分の使用量は、(A)成分中に含まれるカルボキシル基の量に応じて適宜決定されるが、通常、カルボキシル基に対し、0.1〜3当量程度であり、好ましくは、0.3〜1.5当量である。0.3当量以上とすることにより、密着性が向上するため好ましく、1.5以下とすることにより耐ブロッキング性が向上するため好ましい。   The amount of component (B) used is appropriately determined according to the amount of carboxyl group contained in component (A), but is usually about 0.1 to 3 equivalents relative to the carboxyl group, preferably 0.3 to 1.5 equivalents. Setting it to 0.3 equivalent or more is preferable because adhesion is improved, and setting it to 1.5 or less is preferable because blocking resistance is improved.

本発明の水性ポリウレタン樹脂は、前記各種の成分を用い公知の方法で反応させることにより製造できる。本発明の水性ポリウレタン樹脂は、主として、(a−1)成分における水酸基が(a−2)成分のイソシアネート基と反応し、ウレタン結合を形成したものである。本発明の水性ポリウレタン樹脂の数平均分子量は、特に限定はされないが、通常は3,000〜1,000,000程度であることが好ましい。3,000未満である場合は皮膜強度が不足する傾向にあり、また1,000,000を超える場合は印刷インキ用バインダーとして使用した場合には再溶解性に劣る傾向がある。本発明の水性ポリウレタン樹脂は前記各成分を反応させることにより得られるが、通常は水性ポリウレタン樹脂固形分としては単離されず、そのまま水溶液の形態で印刷インキ用バインダーとして用いられる。以下に、印刷インキ用バインダーの製造方法についてより具体的に説明する。   The aqueous polyurethane resin of the present invention can be produced by reacting the various components using a known method. In the aqueous polyurethane resin of the present invention, a hydroxyl group in the component (a-1) mainly reacts with an isocyanate group in the component (a-2) to form a urethane bond. The number average molecular weight of the aqueous polyurethane resin of the present invention is not particularly limited, but it is usually preferably about 3,000 to 1,000,000. When it is less than 3,000, the film strength tends to be insufficient, and when it exceeds 1,000,000, it tends to be inferior in re-solubility when used as a binder for printing ink. The aqueous polyurethane resin of the present invention can be obtained by reacting each of the above components, but usually it is not isolated as a solid content of the aqueous polyurethane resin, but is used as it is as a binder for printing ink in the form of an aqueous solution. Below, the manufacturing method of the binder for printing ink is demonstrated more concretely.

本発明の水性ポリウレタン樹脂を水に分散させる方法として次のようなものがある。1)(a−1)成分および(a−2)成分を、(a−1)成分が有する水酸基の合計量に対して(a−2)成分が有するNCO基量が過剰となる条件下にウレタン化反応させて、分子末端にNCO基を有するプレポリマーを生成させ、当該プレポリマーを適当な有機溶剤に溶かした溶液を調製し、該溶液にイオン性官能基を有する前記鎖伸長剤を加えて反応させ、前記中和剤を用いて中和(必要に応じて4級化剤を用いて4級化)した後、これを水に分散させる方法、2)(a−1)成分、(a−2)成分およびイオン性官能基を有する前記鎖伸長剤を含有した鎖伸長剤混合物を一括仕込みし、適当な有機溶剤中で反応させた後、前記中和剤を用いて中和(必要に応じて4級化剤を用いて4級化)し、ついで水に分散させる方法、3)(a−1)成分、(a−2)成分、およびイオン性官能基を有する前記鎖伸長剤を含有した鎖伸長剤混合物を仕込み、(a−1)成分およびイオン性官能基を有する前記鎖伸長剤を含有した鎖伸長剤混合物が有する活性水素基に対して(a−2)成分のNCO基が過剰となる条件下に適当な有機溶剤中で反応させて、分子末端にNCO基を有するプレポリマーを生成させ、前記中和剤(ただし、水酸基を有するものを除く)を用いて中和(必要に応じて4級化剤を用いて4級化)した後、水に分散させ、ついで鎖伸長剤を加えて反応させる方法などがあげられる。   There are the following methods for dispersing the aqueous polyurethane resin of the present invention in water. 1) Component (a-1) and component (a-2) are subjected to a condition in which the amount of NCO group of component (a-2) is excessive with respect to the total amount of hydroxyl groups of component (a-1). A urethanization reaction is performed to produce a prepolymer having an NCO group at the molecular end, a solution in which the prepolymer is dissolved in an appropriate organic solvent is prepared, and the chain extender having an ionic functional group is added to the solution. And then neutralizing with the neutralizing agent (quaternizing with a quaternizing agent if necessary) and then dispersing this in water, 2) component (a-1), ( a-2) A chain extender mixture containing the component and the chain extender having an ionic functional group is charged all at once, reacted in an appropriate organic solvent, and then neutralized with the neutralizer (necessary) Quaternization using a quaternizing agent according to the method, and then dispersing in water, 3) (a- ) Component, (a-2) component, and a chain extender mixture containing the chain extender having an ionic functional group, (a-1) containing the component and the chain extender having an ionic functional group The active hydrogen group of the chain extender mixture is reacted in an appropriate organic solvent under the condition that the NCO group of component (a-2) is excessive to produce a prepolymer having an NCO group at the molecular end. And neutralize with the neutralizing agent (excluding those having a hydroxyl group) (quaternization with a quaternizing agent if necessary), and then disperse in water. In addition, there is a method of reacting.

なお、前記有機溶剤としては、前記各成分と非反応性である限り格別限定はなく、各種公知のものを使用できる。当該有機溶剤の具体例としては、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族系溶剤;酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル系溶剤;アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン系溶剤;ジメチルホルムアミドなどのアミド系溶剤;ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド系溶剤;ジメチルエーテル、ジエチルエーテルなどのエーテル系溶剤、イソプロピルアルコール、エタノールなどのアルコール類;N−メチルピロリドンなどが挙げられ、これらの有機溶剤は、単独でまたは2種以上を適宜組み合わせて用いられる。 The organic solvent is not particularly limited as long as it is non-reactive with the above components, and various known solvents can be used. Specific examples of the organic solvent include aromatic solvents such as benzene, toluene, and xylene; ester solvents such as ethyl acetate and butyl acetate; ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, and methyl isobutyl ketone; dimethylformamide Amide solvents such as: sulfoxide solvents such as dimethyl sulfoxide; ether solvents such as dimethyl ether and diethyl ether; alcohols such as isopropyl alcohol and ethanol; N-methylpyrrolidone and the like. Alternatively, two or more kinds are used in appropriate combination.

このようにして得られた印刷インキ用バインダーは、顔料などを加えて練肉および分散を行い、印刷インキ組成物を調製できる。なお、当該印刷インキ組成物の調製に際しては、必要に応じ、本発明の水性ポリウレタン樹脂とは異なる水性ポリウレタン樹脂、水性ポリアミド樹脂、水性アクリル酸エステル系共重合体塩、水性スチレン−マレイン酸系共重合体の塩などの水系樹脂、ブロッキング防止剤や可塑剤などの添加剤を適宜配合することができる。   The printing ink binder thus obtained can be kneaded and dispersed by adding a pigment or the like to prepare a printing ink composition. When preparing the printing ink composition, if necessary, an aqueous polyurethane resin, an aqueous polyamide resin, an aqueous acrylic ester copolymer salt, an aqueous styrene-maleic acid copolymer different from the aqueous polyurethane resin of the present invention are used. An aqueous resin such as a polymer salt, and additives such as an antiblocking agent and a plasticizer can be appropriately blended.

次に、本発明の水性ポリウレタン樹脂を実施例に基づき更に具体的に説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではない。   Next, although the water-based polyurethane resin of this invention is demonstrated more concretely based on an Example, this invention is not limited only to this Example.

実施例1
攪拌機、温度計、冷却管および窒素ガス導入管を備えた反応容器に、ジメチロールブタン酸26.4部、ポリプロピレングリコール(旭電化工業(株)製、商品名「アデカポリエーテルP−2000」、数平均分子量2,000)355.1部、イソホロンジイソシアネート118.5部を仕込み、85℃にて5時間反応を行い、NCO基含有ウレタンプレポリマー500.0部を得た後、当該系内温度が70℃となるまで冷却した。他の攪拌容器に、水1163.5部、イソプロピルアルコール74.7部、ポリオキシエチレンオクタデシルアミン(数平均分子量709)126.4部、アジピン酸ジヒドラジド40.4部を仕込み均一混合した後、攪拌下に前記ウレタンプレポリマーを全量添加し、分散させながら、50℃にて3時間反応させた。こうして得られたポリウレタン樹脂水分散液は、樹脂固形分濃度35%、粘度400mPa・s/25℃、pH7.2、数平均分子量13000であった。
Example 1
In a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, a cooling tube and a nitrogen gas introduction tube, 26.4 parts of dimethylolbutanoic acid, polypropylene glycol (trade name “Adeka Polyether P-2000” manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd., (Number average molecular weight 2,000) 355.1 parts and isophorone diisocyanate 118.5 parts were charged and reacted at 85 ° C. for 5 hours to obtain 500.0 parts of an NCO group-containing urethane prepolymer. Was cooled to 70 ° C. In another stirring vessel, 1163.5 parts of water, 74.7 parts of isopropyl alcohol, 126.4 parts of polyoxyethylene octadecylamine (number average molecular weight 709) and 40.4 parts of adipic acid dihydrazide were charged and mixed uniformly. The whole amount of the urethane prepolymer was added to the bottom and reacted at 50 ° C. for 3 hours while being dispersed. The polyurethane resin aqueous dispersion thus obtained had a resin solid content concentration of 35%, a viscosity of 400 mPa · s / 25 ° C., a pH of 7.2, and a number average molecular weight of 13,000.

実施例2
攪拌機、温度計、冷却管および窒素ガス導入管を備えた反応容器に、ジメチロールブタン酸26.4部、ポリプロピレングリコール(旭電化工業(株)製、商品名「アデカポリエーテルP−2000」、数平均分子量2,000)355.1部、イソホロンジイソシアネート118.5部を仕込み、85℃にて5時間反応を行い、NCO基含有ウレタンプレポリマー500.0部を得た後、当該系内温度が70℃となるまで冷却した。他の攪拌容器に、水1239.1部、イソプロピルアルコール74.7部、ポリオキシエチレンドデシルアミン(数平均分子量625)167.1部、アジピン酸ジヒドラジド40.4部を仕込み均一混合した後、攪拌下に前記ウレタンプレポリマーを全量添加し、分散させながら、50℃にて3時間反応させた。こうして得られたポリウレタン樹脂水分散液は、樹脂固形分濃度35%、粘度300mPa・s/25℃、pH7.6、数平均分子量10000であった。
Example 2
In a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, a cooling tube and a nitrogen gas introduction tube, 26.4 parts of dimethylolbutanoic acid, polypropylene glycol (trade name “Adeka Polyether P-2000” manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd., (Number average molecular weight 2,000) 355.1 parts and isophorone diisocyanate 118.5 parts were charged and reacted at 85 ° C. for 5 hours to obtain 500.0 parts of an NCO group-containing urethane prepolymer. Was cooled to 70 ° C. In another stirring vessel, 1239.1 parts of water, 74.7 parts of isopropyl alcohol, 167.1 parts of polyoxyethylene dodecylamine (number average molecular weight 625) and 40.4 parts of adipic acid dihydrazide were charged and mixed uniformly. The whole amount of the urethane prepolymer was added to the bottom and reacted at 50 ° C. for 3 hours while being dispersed. The polyurethane resin aqueous dispersion thus obtained had a resin solid content concentration of 35%, a viscosity of 300 mPa · s / 25 ° C., a pH of 7.6, and a number average molecular weight of 10,000.

実施例3
攪拌機、温度計、冷却管および窒素ガス導入管を備えた反応容器に、ジメチロールブタン酸26.4部、ポリプロピレングリコール(旭電化工業(株)製、商品名「アデカポリエーテルP−2000」、数平均分子量2,000)355.1部、イソホロンジイソシアネート118.5部を仕込み、85℃にて5時間反応を行い、NCO基含有ウレタンプレポリマー500.0部を得た後、当該系内温度が70℃となるまで冷却した。他の攪拌容器に、水964.3部、イソプロピルアルコール74.7部、ジメチルパルミチルアミン24.0部、トリエチルアミン9.0部、アジピン酸ジヒドラジド40.4部を仕込み均一混合した後、攪拌下に前記ウレタンプレポリマーを全量添加し、分散させながら、50℃にて3時間反応させた。こうして得られたポリウレタン樹脂水分散液は、樹脂固形分濃度35%、粘度400mPa・s/25℃、pH7.4、数平均分子量11000であった。
Example 3
In a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, a cooling pipe and a nitrogen gas introduction pipe, 26.4 parts of dimethylolbutanoic acid, polypropylene glycol (trade name “Adeka Polyether P-2000” manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd., (Number average molecular weight 2,000) 355.1 parts and isophorone diisocyanate 118.5 parts were charged and reacted at 85 ° C. for 5 hours to obtain 500.0 parts of an NCO group-containing urethane prepolymer. Was cooled to 70 ° C. In another stirring vessel, 964.3 parts of water, 74.7 parts of isopropyl alcohol, 24.0 parts of dimethyl palmitylamine, 9.0 parts of triethylamine, and 40.4 parts of adipic dihydrazide were mixed and mixed uniformly. All of the urethane prepolymer was added to and reacted at 50 ° C. for 3 hours while being dispersed. The polyurethane resin aqueous dispersion thus obtained had a resin solid content concentration of 35%, a viscosity of 400 mPa · s / 25 ° C., a pH of 7.4, and a number average molecular weight of 11,000.

実施例4
攪拌機、温度計、冷却管および窒素ガス導入管を備えた反応容器に、ジメチロールブタン酸26.4部、ポリプロピレングリコール(旭電化工業(株)製、商品名「アデカポリエーテルP−2000」、数平均分子量2,000)355.1部、イソホロンジイソシアネート118.5部を仕込み、85℃にて5時間反応を行い、NCO基含有ウレタンプレポリマー500.0部を得た後、当該系内温度が70℃となるまで冷却した。他の攪拌容器に、水952.7部、イソプロピルアルコール74.7部、ジラウリルモノメチルアミン19.6部、トリエチルアミン12.6部、アジピン酸ジヒドラジド40.4部を仕込み均一混合した後、攪拌下に前記ウレタンプレポリマーを全量添加し、分散させながら、50℃にて3時間反応させた。こうして得られたポリウレタン樹脂水分散液は、樹脂固形分濃度35%、粘度500mPa・s/25℃、pH7.5、数平均分子量11000であった。
Example 4
In a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, a cooling tube and a nitrogen gas introduction tube, 26.4 parts of dimethylolbutanoic acid, polypropylene glycol (trade name “Adeka Polyether P-2000” manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd., (Number average molecular weight 2,000) 355.1 parts and isophorone diisocyanate 118.5 parts were charged and reacted at 85 ° C. for 5 hours to obtain 500.0 parts of an NCO group-containing urethane prepolymer. Was cooled to 70 ° C. In another stirring vessel, 952.7 parts of water, 74.7 parts of isopropyl alcohol, 19.6 parts of dilauryl monomethylamine, 12.6 parts of triethylamine, and 40.4 parts of adipic acid dihydrazide were mixed and mixed uniformly. All of the urethane prepolymer was added to and reacted at 50 ° C. for 3 hours while being dispersed. The polyurethane resin aqueous dispersion thus obtained had a resin solid content concentration of 35%, a viscosity of 500 mPa · s / 25 ° C., a pH of 7.5, and a number average molecular weight of 11,000.

実施例5
攪拌機、温度計、冷却管および窒素ガス導入管を備えた反応容器に、ジメチロールブタン酸26.4部、ポリプロピレングリコール(旭電化工業(株)製、商品名「アデカポリエーテルP−2000」、数平均分子量2,000)355.1部、イソホロンジイソシアネート118.5部を仕込み、85℃にて5時間反応を行い、NCO基含有ウレタンプレポリマー500.0部を得た後、当該系内温度が70℃となるまで冷却した。他の攪拌容器に、水1098.6部、イソプロピルアルコール74.7部、ポリオキシエチレン−n−ブチルアミン(数平均分子量513)91.4部、アジピン酸ジヒドラジド40.4部を仕込み均一混合した後、攪拌下に前記ウレタンプレポリマーを全量添加し、分散させながら、50℃にて3時間反応させた。こうして得られたポリウレタン樹脂水分散液は、樹脂固形分濃度35%、粘度300mPa・s/25℃、pH7.3、数平均分子量12000であった。
Example 5
In a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, a cooling tube and a nitrogen gas introduction tube, 26.4 parts of dimethylolbutanoic acid, polypropylene glycol (trade name “Adeka Polyether P-2000” manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd., (Number average molecular weight 2,000) 355.1 parts and isophorone diisocyanate 118.5 parts were charged and reacted at 85 ° C. for 5 hours to obtain 500.0 parts of an NCO group-containing urethane prepolymer. Was cooled to 70 ° C. In another stirring vessel, 1098.6 parts of water, 74.7 parts of isopropyl alcohol, 91.4 parts of polyoxyethylene-n-butylamine (number average molecular weight 513) and 40.4 parts of adipic acid dihydrazide were charged and mixed uniformly. While stirring, the entire amount of the urethane prepolymer was added and allowed to react at 50 ° C. for 3 hours while being dispersed. The polyurethane resin aqueous dispersion thus obtained had a resin solid content concentration of 35%, a viscosity of 300 mPa · s / 25 ° C., a pH of 7.3, and a number average molecular weight of 12,000.

比較例1
攪拌機、温度計、冷却管および窒素ガス導入管を備えた反応容器に、ジメチロールブタン酸26.4部、ポリプロピレングリコール(旭電化工業(株)製、商品名「アデカポリエーテルP−2000」、数平均分子量2,000)355.1部、イソホロンジイソシアネート118.5部を仕込み、85℃にて5時間反応を行い、NCO基含有ウレタンプレポリマー500.0部を得た後、当該系内温度が70℃となるまで冷却した。他の攪拌容器に、水910.8部、イソプロピルアルコール74.7部、トリエチルアミン18.0部、アジピン酸ジヒドラジド40.4部を仕込み均一混合した後、攪拌下に前記ウレタンプレポリマーを全量添加し、分散させながら、50℃にて3時間反応させた。こうして得られたポリウレタン樹脂水分散液は、樹脂固形分濃度35%、粘度600mPa・s/25℃、pH7.9、数平均分子量10000であった。
Comparative Example 1
In a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, a cooling tube and a nitrogen gas introduction tube, 26.4 parts of dimethylolbutanoic acid, polypropylene glycol (trade name “Adeka Polyether P-2000” manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd., (Number average molecular weight 2,000) 355.1 parts and isophorone diisocyanate 118.5 parts were charged and reacted at 85 ° C. for 5 hours to obtain 500.0 parts of an NCO group-containing urethane prepolymer. Was cooled to 70 ° C. In another stirring vessel, 910.8 parts of water, 74.7 parts of isopropyl alcohol, 18.0 parts of triethylamine, and 40.4 parts of adipic acid dihydrazide were charged and uniformly mixed. Then, the urethane prepolymer was added in its entirety with stirring. The mixture was reacted at 50 ° C. for 3 hours while being dispersed. The polyurethane resin aqueous dispersion thus obtained had a resin solid content concentration of 35%, a viscosity of 600 mPa · s / 25 ° C., a pH of 7.9, and a number average molecular weight of 10,000.

比較例2
攪拌機、温度計、冷却管および窒素ガス導入管を備えた反応容器に、ジメチロールブタン酸26.4部、ポリプロピレングリコール(旭電化工業(株)製、商品名「アデカポリエーテルP−2000」、数平均分子量2,000)355.1部、イソホロンジイソシアネート118.5部を仕込み、85℃にて5時間反応を行い、NCO基含有ウレタンプレポリマー500.0部を得た後、当該系内温度が70℃となるまで冷却した。他の攪拌容器に、水1094.0部、イソプロピルアルコール74.7部、ポリオキシエチレンプロピルアミン(数平均分子量499)88.9部、アジピン酸ジヒドラジド40.4部を仕込み均一混合した後、攪拌下に前記ウレタンプレポリマーを全量添加し、分散させながら、50℃にて3時間反応させた。こうして得られたポリウレタン樹脂水分散液は、樹脂固形分濃度35%、粘度400mPa・s/25℃、pH7.2、数平均分子量12000であった。
Comparative Example 2
In a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, a cooling tube and a nitrogen gas introduction tube, 26.4 parts of dimethylolbutanoic acid, polypropylene glycol (trade name “Adeka Polyether P-2000” manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd., (Number average molecular weight 2,000) 355.1 parts and isophorone diisocyanate 118.5 parts were charged and reacted at 85 ° C. for 5 hours to obtain 500.0 parts of an NCO group-containing urethane prepolymer. Was cooled to 70 ° C. In another stirring vessel, 1094.0 parts of water, 74.7 parts of isopropyl alcohol, 88.9 parts of polyoxyethylenepropylamine (number average molecular weight 499) and 40.4 parts of adipic acid dihydrazide were charged and mixed uniformly. The whole amount of the urethane prepolymer was added to the bottom and reacted at 50 ° C. for 3 hours while being dispersed. The polyurethane resin aqueous dispersion thus obtained had a resin solid content concentration of 35%, a viscosity of 400 mPa · s / 25 ° C., a pH of 7.2, and a number average molecular weight of 12,000.

比較例3
攪拌機、温度計、冷却管および窒素ガス導入管を備えた反応容器に、ジメチロールブタン酸26.4部、ポリプロピレングリコール(旭電化工業(株)製、商品名「アデカポリエーテルP−2000」、数平均分子量2,000)230.6部、ポリオキシエチレンオクタデシルアミン(数平均分子量709)98.8部、イソホロンジイソシアネート144.2部を仕込み、85℃にて5時間反応を行い、NCO基含有ウレタンプレポリマー500.0部を得た後、当該系内温度が70℃となるまで冷却した。他の攪拌容器に、水923.5部、イソプロピルアルコール74.7部、トリエチルアミン18.0部、アジピン酸ジヒドラジド47.2部を仕込み均一混合した後、攪拌下に前記ウレタンプレポリマーを全量添加し、分散させながら、50℃にて3時間反応させた。こうして得られたポリウレタン樹脂水分散液は、樹脂固形分濃度35%、粘度700mPa・s/25℃、pH7.8、数平均分子量11000であった。
Comparative Example 3
In a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, a cooling tube and a nitrogen gas introduction tube, 26.4 parts of dimethylolbutanoic acid, polypropylene glycol (trade name “Adeka Polyether P-2000” manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd., Number average molecular weight 2,000) 230.6 parts, polyoxyethylene octadecylamine (number average molecular weight 709) 98.8 parts, isophorone diisocyanate 144.2 parts, charged at 85 ° C. for 5 hours, containing NCO group After obtaining 500.0 parts of urethane prepolymer, the system was cooled until the system temperature reached 70 ° C. In another stirring vessel, 923.5 parts of water, 74.7 parts of isopropyl alcohol, 18.0 parts of triethylamine, and 47.2 parts of adipic acid dihydrazide were charged and uniformly mixed. Then, the entire amount of the urethane prepolymer was added with stirring. The mixture was reacted at 50 ° C. for 3 hours while being dispersed. The polyurethane resin aqueous dispersion thus obtained had a resin solid content concentration of 35%, a viscosity of 700 mPa · s / 25 ° C., a pH of 7.8, and a number average molecular weight of 11,000.

実施例1〜5および比較例1〜3で得た各ポリウレタン樹脂水分散液につき、以下の項目を評価した。結果を表1に示す。   The following items were evaluated for each polyurethane resin aqueous dispersion obtained in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3. The results are shown in Table 1.

(密着性)
各ポリウレタン樹脂水分散液を、コロナ処理を施したポリプロピレンフィルム(OPP)、ポリエチレンテレフタレートフィルム(PET)、及びナイロンフィルム(NY)の処理面に、バーコーター(No.4)を使用して塗工した後、ヒートガン(商品名「プラジェットPJ−206A」、(株)石崎電機製作所製)で1分間乾燥させて、ポリウレタン樹脂の塗膜を得た。次いで塗工面に粘着テープ(商品名「セロテープ」、ニチバン(株)製)を貼り、塗工面に対して垂直方向に引き剥がした時の塗膜の残り具合を目視評価した。
○ :80%以上残った。
○△:60%以上80%未満残った。
△ :40%以上60%未満残った。
△×:20%以上40%未満残った。
× :20%未満残った。
(Adhesion)
Each polyurethane resin aqueous dispersion is coated on the treated surfaces of a corona-treated polypropylene film (OPP), polyethylene terephthalate film (PET), and nylon film (NY) using a bar coater (No. 4). Then, it was dried for 1 minute with a heat gun (trade name “Pragjet PJ-206A”, manufactured by Ishizaki Electric Manufacturing Co., Ltd.) to obtain a polyurethane resin coating film. Next, an adhesive tape (trade name “Cellotape”, manufactured by Nichiban Co., Ltd.) was applied to the coated surface, and the remaining condition of the coating film was visually evaluated when peeled in the direction perpendicular to the coated surface.
○: More than 80% remained.
○ Δ: 60% or more and less than 80% remained.
Δ: 40% or more and less than 60% remained.
Δ ×: 20% or more and less than 40% remained.
X: Less than 20% remained.

Figure 0004573155
Figure 0004573155

表1の結果(実施例1および3)より明らかなように、(B)成分を鎖伸長剤として用いた場合には、本発明の効果が発現しないことは明らかである。

As is clear from the results in Table 1 (Examples 1 and 3), it is clear that the effect of the present invention is not exhibited when the component (B) is used as a chain extender.

Claims (5)

高分子ポリオール(a−1)およびポリイソシアネート化合物(a−2)を反応させてなるカルボキシル基を含有するイソシアネート基末端プレポリマー(A)を一般式(1):
Figure 0004573155
(Rは炭素数4〜18のアルキル基を表し、Aは炭素数2のオキシアルキレン基を表し、Aは異なっていても同じであっても良い。xは1〜10の整数を表す。)で表わされるアミン化合物、ジメチルパルミチルアミンまたはジラウリルモノメチルアミンであるアミン化合物(B)を用いて中和して得られる水性ポリウレタン樹脂。
The isocyanate group-terminated prepolymer (A) containing a carboxyl group obtained by reacting the polymer polyol (a-1) and the polyisocyanate compound (a-2) is represented by the general formula (1):
Figure 0004573155
(R 1 represents an alkyl group having 4 to 18 carbon atoms, A represents an oxyalkylene group having 2 carbon atoms, A may be different or the same, and x represents an integer of 1 to 10 . ) An aqueous polyurethane resin obtained by neutralization using an amine compound (B) which is an amine compound represented by formula (I) , dimethyl palmitylamine or dilauryl monomethylamine .
前記アミン化合物(B)が、ポリオキシエチレンオクタデシルアミン、ポリオキシエチレンドデシルアミン、ポリオキシエチレン−n−ブチルアミン、ジメチルパルミチルアミンおよびジラウリルモノメチルアミン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記載の水性ポリウレタン樹脂。 The amine compound (B) is polyoxyethylene octadecylamine, polyoxyethylene dodecylamine, polyoxyethylene -n- butylamine, is at least one selected from the group consisting of dimethyl palmityl Amin Contact and dilauryl monomethylamine claims Item 12. An aqueous polyurethane resin according to Item 1. 請求項1または2に記載の水性ポリウレタン樹脂を水に分散させた水性ポリウレタン樹脂水分散体。 An aqueous polyurethane resin aqueous dispersion in which the aqueous polyurethane resin according to claim 1 or 2 is dispersed in water. 請求項1または2に記載の水性ポリウレタン樹脂を含有してなる印刷インキ用バインダー。 A binder for printing ink comprising the aqueous polyurethane resin according to claim 1. 請求項4に記載の印刷インキ用バインダーを含有してなる印刷インキ組成物。 A printing ink composition comprising the printing ink binder according to claim 4.
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