JP5575550B2 - 印刷インキ用バインダー樹脂 - Google Patents

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Description

本発明は、印刷インキ用バインダー樹脂に関する。更に詳しくは、アルコール系溶剤に可溶で、インキの耐ブロッキング性及び密着性に優れた印刷インキ用バインダー樹脂に関する。
従来、プラスチックフィルム用の印刷インキの溶剤として、トルエン、メチルエチルケトン(MEK)及び酢酸エチル等の溶剤が混合使用されてきた。このなかでもトルエンは安価でしかも比較的高沸点であるために、印刷時にグラビア版上のインキの乾燥を押さえ、フィルムへ転移せずに残存したグラビア版のセル中のインキが、インキパン中の新インキと接触して、十分に再溶解することにより、セルの版詰まりを防ぐのに好適な溶剤であり、該印刷インキの主溶剤として使用されてきた。トルエンを含有する溶剤を使用した印刷インキで再溶解性の良いバインダー樹脂としては、3−メチルペンタンアジペートジオールを使用したポリウレタン樹脂が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開昭63−161065号公報
しかしながら、労働安全衛生法の改正でトルエンの環境濃度規制が強化され、印刷作業環境の改善が必要となったこと、またトルエンは比較的高沸点であるために印刷物中に多く残留する傾向にあり、PL法施行後、残留溶剤の低減が必要となり、トルエンを含まない溶剤系の印刷インキの要望が大きくなった。更に近年のVOC排出規制の強化等にともない、溶剤回収への関心が高まっており、回収効率の高い単独溶剤系の印刷インキが望まれている。しかし、ケトン系又はエステル系単独溶剤では、尿素結合を有するポリウレタン樹脂は溶解せず、流動性、発色性及び接着性等の性能面で劣る問題があり、尿素結合を有するポリウレタン樹脂を溶解することができるアルコール系単独溶剤が要望されている。
本発明の目的は、アルコール系単独溶剤に可溶で、良好な耐ブロッキング性及び接着性を与える印刷インキ用バインダー樹脂を提供することにある。
本発明者らは、上記課題を解決するため、種々検討を重ねた結果、本発明に到達した。即ち本発明は、主鎖(A)とポリエーテル骨格を有する側鎖(B)とからなるグラフト重合物であり、重量平均分子量(Mw)が20,000〜200,000であり、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比(Mw/Mn)が1.5〜3.5であるポリウレタン樹脂(U)からなる印刷インキ用バインダー樹脂であって、前記ポリウレタン樹脂(U)が、有機溶剤の非存在下に、2官能の有機イソシアネート化合物と2官能のポリオール化合物と、ポリアルキレンポリアミンのイミノ基のみにアルキレンオキサイドが付加したジアミン(c2)を含有するポリアミン化合物(c)とを反応させて得られるアルコール可溶性印刷インキ用バインダー樹脂である。
本発明の印刷インキ用バインダー樹脂は、アルコール系単独溶剤に可溶で、良好な耐ブロッキング性及び接着性を与えることが可能である。
本発明におけるポリウレタン樹脂(U)は、主鎖(A)と側鎖(B)からなるグラフト重合物であり、側鎖(B)にポリエーテル骨格を導入することによりアルコール可溶性となる。
本発明におけるポリウレタン樹脂(U)は、有機イソシアネート化合物(a)、ポリオール化合物(b)及びポリアミン化合物(c)を反応させることにより製造される。
有機イソシアネート化合物(a)としては、炭素数(NCO基中の炭素を除く。以下同様)2〜12の脂肪族ジイソシアネート[エチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、ドデカメチレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサン−1,6−ジイソシアネート、リジンジイソシアネート及び2,6−ジイソシアナトエチルカプロエート等];炭素数4〜15の脂環式ジイソシアート[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ジイソシアネート(水添MDI)、シクロヘキシレンジイソシアネート及びメチルシクロヘキシレンジイソシアネート等];炭素数8〜12の芳香脂肪族ジイソシアネート[キシリレンジイソシアネート(XDI)及びα,α,α’,α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)等];芳香族ジイソシアネート[トリレンジイソシアネート(TDI)、ジエチルベンゼンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)及びナフチレンジイソシアネート等]等;及びこれらの変性物(カーボジイミド基、ウレトジオン基、ウレトイミン基、ウレタン基、ウレア基、ビューレット基及びイソシアヌレート基等を含有する変性物)が挙げられる。
有機イソシアネート化合物(a)の内、ポリウレタン樹脂(U)のアルコール溶解性の観点から好ましいのは、2官能の有機イソシアネート化合物であり、更に好ましいのは脂肪族ジイソシアネート、脂環式ジイソシアネート及び芳香族ジイソシアネートであり、塗膜の黄変性の観点を含めて特に好ましいのは脂肪族ジイソシアネート及び脂環式ジイソシアネートであり、最も好ましいのはIPDI及び水添MDIである。
ポリオール化合物(b)としては、低分子ポリオール(b1)、高分子ポリオール(b2)及びこれらの2種以上の混合物が挙げられる。
低分子ポリオール(b1)としては、水酸基当量(水酸基価測定による水酸基1個当たりの分子量:以下同様)が250未満の、低分子ジオール(b11)及び3〜8価のポリオール(b12)等が挙げられる。
水酸基当量が250未満の低分子ジオール(b11)としては、例えば以下の(1)〜(3)が挙げられる。
(1)炭素数2〜12の脂肪族ジオール類;
直鎖ジオール(エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール及び1,6−ヘキサンジオール等)及び分岐鎖を有するジオール(1,2−プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、1,2−、1,3−又は2,3−ブタンジオール及び1,2−デカンジオール等)等。
(2)炭素数6〜25の環状基を有するジオール類;
例えば特公昭45−1474号公報記載のもの;脂環基含有ジオール[1,4−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン及び水添ビスフェノールA等];及び芳香環含有ジオール〔m−キシリレングリコール、p−キシリレングリコール、2価フェノール[単環2価フェノール(ハイドロキノン等)、ビスフェノール類(フェノールA、ビスフェノールS及びビスフェノールF等)及びジヒドロキシナフタレン等]のアルキレンオキサイド(以下、AOと略記)付加物(水酸基当量250未満)、芳香族ジカルボン酸のビスヒドロキシアルキル(炭素数2〜4)エステル[ビス(2−ヒドロキシエチル)テレフタレート等]等〕。
(3)3級アミノ基含有ジオール;
例えば、ヒドロカルビルジアルカノールアミン類〔1級モノアミン[例えば炭素数1〜12の脂肪族又は脂環式1級モノアミン類(メチルアミン、エチルアミン、シクロプロピルアミン、1−プロピルアミン、2−プロピルアミン、アミルアミン、イソアミルアミン、ヘキシルアミン、1,3−ジメチルブチルアミン、3,3−ジメチルブチルアミン、2−アミノヘプタン、2−アミノヘプタン、3−アミノヘプタン、シクロペンチルアミン、シクロヘキシルアミン、ヘプチルアミン、ノニルアミン、デシルアミン及びドデシルアミン等)並びに炭素数6〜12の芳香族1級モノアミン類(アニリン及びベンジルアミン等)]のビスヒドロキシアルキル化物(炭素数2〜4のAO2モル付加物等)〕。
水酸基当量が250未満の3〜8価のポリオール(b12)としては、3価アルコール(グリセリン及びトリメチロールプロパン等)、4〜8価のアルコール(ペンタエリスリトール、ジグリセリン、α−メチルグルコシド、ソルビトール、キシリット、マンニット、ジペンタエリスリトール、グルコース、フルクトース及びショ糖等)、これらのAO付加物(水酸基当量250未満)及びこれらの2種以上の混合物等が挙げられる。
上記低分子ポリオール(b1)及び後述の高分子ポリオール(b2)におけるAOとしては、炭素数2〜10又はそれ以上のアルキレンオキサイド及びそのフェニル又はハロ置換体[エチレンオキサイド(以下、EOと略記)、1,2−プロピレンオキサイド(以下、POと略記)、1,2−、1,3−、1,4−又は2,3−ブチレンオキサイド、スチレンオキサイド、炭素数5〜10又はそれ以上のα−オレフィンオキサイド、エピハロヒドリン(エピクロロヒドリン等)及びこれらの2種以上の混合物等が挙げられ、好ましいのはEO、PO及びこれらの併用である。尚、AOを併用する場合、その結合形式はブロック付加でもランダム付加でもこれらの併用でもよい。
低分子ポリオール(b1)の内、ポリウレタン樹脂(U)のアルコール溶解性の観点から好ましいのは、2官能のポリオール(ジオール)である。
高分子ポリオール(b2)としては、ポリエーテルポリオール(b21)、ポリエステルポリオール(b22)、ポリジエンポリオール(b23)及びこれらの2種以上の混合物が挙げられる。
(b2)の水酸基当量は通常250〜2,000、好ましくは300〜1,500であり、官能基数はアルコール溶解性の観点から、通常2〜4、好ましくは2〜3であり、特に2が好ましい。
ポリエーテルポリオール(b21)としては、前記低分子ポリオール(b1)にAOが付加した構造の化合物が挙げられる。
ポリエーテルポリオール(b21)の具体例としては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン(ブロック及び/又はランダム)グリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ポリオキシブチレン−ポリオキシエチレン(ブロック及び/又はランダム)グリコール、ポリオキシブチレン−ポリオキシプロピレン(ブロック及び/又はランダム)グリコール、ビスフェノールAのEO及び/又はPO付加物、及びこれらの2種以上の混合物等が挙げられる。
ポリエステルポリオール(b22)としては、(1)前記低分子ポリオール(b1)及び/又はポリエーテルポリオール(b21)とジカルボン酸との縮合重合によるもの;(2)前記低分子ポリオール(b1)にラクトンモノマーを開環付加したもの;(3)前記ポリエーテルポリオール(b21)にラクトンモノマーを開環付加したもの;(4)前記低分子ポリオール(b1)及び/又はポリエーテルポリオール(b21)と炭酸ジエステル(炭酸ジメチル及び炭酸エチレン等)との縮合重合によるもの;及びこれらの2種以上の混合物等が挙げられる。上記におけるポリエーテルポリオール(b21)としては水酸基当量が500以下のものが好ましい。
上記(1)におけるジカルボン酸の具体例としては、炭素数4〜15の脂肪族ジカルボン酸(コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、グルタル酸、アゼライン酸、マレイン酸及びフマル酸等)、炭素数8〜15の芳香族ジカルボン酸[テレフタル酸及びイソフタル酸等]及びこれらの2種以上の混合物等が挙げられ、これらのエステル形成性誘導体[酸無水物、低級アルキル(炭素数1〜4)エステル及び酸ハライド(酸クロライド等)等]をジカルボン酸の代わりに使用することもできる。
上記(2)及び(3)におけるラクトンモノマーとしては、炭素数4〜12のラクトン例えばγ−ブチロラクトン、ε−カプロラクトン、γ−バレロラクトン及びこれらの2種以上の混合物等が挙げられる。
ポリエステルジオール(b22)の具体例としては、ポリエチレンアジペートジオール、ポリブチレンアジペートジオール、ポリヘキサメチレンアジペートジオール、ポリブチレンイソフタレートジオール、ポリヘキサメチレンイソフタレートジオール、ポリネオペンチルアジペートジオール、ポリエチレンプロピレンアジペートジオール、ポリエチレンブチレンアジペートジオール、ポリブチレンヘキサメチレンアジペートジオール、ポリ(ポリテトラメチレンエーテル)アジペートジオール、ポリ(ジエチレングリコール)イソフタレートジオール、ポリカプロラクトンジオール、ポリヘキサメチレンカーボネートジオール及びこれらの2種以上の混合物等が挙げられる。
ポリアミン化合物(c)としては、炭素数2〜20のジアミン類(c1)及びポリアルキレンポリアミンのイミノ基のみにAOが付加したジアミン(c2)が挙げられる。
炭素数2〜20のジアミン類(c1)としては、例えば脂肪族ジアミン(エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン及びデカメチレンジアミン等のアルキレンジアミン等)、脂環式ジアミン(ジシクロヘキシルメタンジアミン及びイソホロンジアミン等)、芳香族ジアミン(フェニレンジアミン、トリレンジアミン、ジエチルトリレンジアミン、ジフェニルメタンジアミン及びジフェニルエーテルジアミン等)及び芳香脂肪族ジアミン(キシリレンジアミン等)等が挙げられる。
ポリアルキレンポリアミンのイミノ基のみにAOが付加したジアミン(c2)におけるポリアルキレンポリアミンとしては、ポリ(n=2〜6)アルキレン(炭素数2〜6)ポリ(n=3〜7)アミン(ジエチレントリアミン、ジプロピレントリアミン、ジヘキシレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン及びヘキサエチレンヘプタミン等)等が挙げられる。これらの内、ポリウレタン樹脂(U)のアルコール溶解性の観点から好ましいのは、ポリ(n=2〜4)アルキレン(炭素数2〜4)ポリ(n=3〜5)アミン、更に好ましいのはポリ(n=2〜3)アルキレン(炭素数2〜3)ポリ(n=3〜4)アミン、特にジエチレントリアミンである。
(c2)におけるAOとしては、炭素数2〜4のもの(EO、PO及び1,2−、1,3−、1,4−又は2,3−ブチレンオキサイド)及びこれらの混合物等が挙げられ、ポリウレタン樹脂(U)のアルコール溶解性の観点から好ましいのはEO、PO及びこれらの併用である。
(c2)は、例えばポリアルキレンポリアミンの両末端のアミノ基をケトンと反応させてケチミンとし、イミノ基にAOを付加した後、ケチミン部分を加水分解することにより得ることができる。
ポリウレタン樹脂(U)を製造する際に、(c)として、ポリアルキレンポリアミンのイミノ基のみにAOが付加したジアミン(c2)を使用することにより、主鎖(A)と側鎖(B)からなるグラフト重合物で、側鎖(B)がポリエーテル骨格を有する構造とすることができる。
(c2)におけるAOの付加モル数は、ポリウレタン樹脂(U)のアルコール溶解性の観点から、(c2)1分子当たり好ましくは5〜80モル、更に好ましくは10〜60モルである。
本発明におけるポリウレタン樹脂(U)は、通常のポリウレタン樹脂の製造方法と同様にして、有機イソシアネート化合物(a)、ポリオール化合物(b)及びポリアミン化合物(c)を用いて製造することができる。
製造に際しては、(a)、(b)及び(c)を一括して反応させることもできるが、(a)と(b)を反応させて末端がイソシアネート基であるプレポリマーを製造した後、ポリアミン化合物(c)を反応させる方法が好ましい。
末端がイソシアネート基であるプレポリマーを製造する際の(a)と(b)の当量比[(a)/(b)]は、通常1.2/1〜10/1、好ましくは1.2/1〜5/1である。
末端がイソシアネート基であるプレポリマーの製造に際しては、反応を促進するために、必要により、ポリウレタン樹脂の製造に通常用いられる触媒を使用することができる。このような触媒としては、有機金属化合物(例えばジブチルスズジラウレート、ジオクチルスズジラウレート、オクタン酸鉛及びオクタン酸ビスマス)、3級アミン〔例えばトリエチレンジアミン、アルキル基の炭素数1〜8のトリアルキルアミン(トリエチルアミン等)、ジアザビシクロアルケン類(1,8−ジアザビシクロ[5,4,0]−7−ウンデセン等)〕及びこれらの2種以上の混合物等が挙げられる。触媒の使用量は(a)と(b)の合計重量に基づいて通常2重量%以下、好ましくは0.001〜1重量%である。
ポリウレタン樹脂(U)の製造において、必要により、反応停止剤を用いることができる。停止剤としては1価アルコール及びモノアミンが挙げられる。
1価アルコールの具体例としては、炭素数1〜10の脂肪族1価アルコール(メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、オクタノール、エチルセロソルブ及びエチルカービトール等)、炭素数6〜10の脂環式1価アルコール(シクロヘキサノール等)、炭素数7〜20の芳香環含有1価アルコール[ベンジルアルコール、ヒドロキシエチルベンゼン;1価フェノール類(フェノール、クレゾール等)の(ポリ)オキシアルキレン(アルキレン基の炭素数2〜4、重合度1〜5)エーテル等]及びこれらの2種以上の混合物が挙げられる。
モノアミンの具体例としては、アルキル基の炭素数1〜10のモノ又はジアルキルアミン(メチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、n−ブチルアミン及びジ−n−ブチルアミン等)、炭素数6〜10の脂環式モノアミン(シクロヘキシルアミン等)、炭素数6〜15の芳香環含有モノアミン(ベンジルアミン及びアニリン等)、炭素数4〜10の複素環式モノアミン(モルホリン等)、ヒドロキシアルキル基の炭素数2〜4のモノ又はジアルカノールアミン(モノエタノールアミン、ジエタノールアミン及びジイソプロパノールアミン等)及びこれらの2種以上の混合物が挙げられる。
これらの内好ましいものは、脂肪族1価アルコール及びモノ又はジアルキルアミンである。
また、反応を促進するため、必要により上記末端がイソシアネート基であるプレポリマーの製造方法において記載したものと同様の触媒を使用することができる。
ポリウレタン樹脂(U)の製造に当たって、有機イソシアネート化合物(a)のNCO基と、高分子ジオール(b)、ポリアミン化合物(c)及び必要により使用される反応停止剤の活性水素含有基の合計量との当量比は、通常0.7:1〜0.99:1、好ましくは0.8:1〜0.98:1である。
本発明におけるポリウレタン樹脂(U)は、有機溶剤の非存在下に、ウレタン化反応させて得られたポリウレタン樹脂であることが好ましい。有機溶剤の存在下でウレタン化反応を実施する場合、アルコール溶剤以外では、アルコール溶剤へ置換する必要があり、また、アルコール溶剤中での反応は、有機イソシアネート化合物又は末端がイソシアネート基のプレポリマーとアルコール溶剤の反応が起こり、好ましくない。
ウレタン化反応を行うための反応設備は、加熱、撹拌可能なものであれば問題なく使用できるが、撹拌強度、密閉性及び加熱能力の観点並びにポリウレタン樹脂(U)のMw/Mnを所定の範囲にする観点から、一軸又は二軸の混練機を用いることが好ましい。一軸の混練機としてはFS30[池貝(株)製]等が挙げられ、二軸の混練機としてはKRCニーダー[栗本鐵工(株)製]及びPCM30[池貝(株)製]等が挙げられる。本発明におけるポリウレタン樹脂(U)は、反応率及び混合性の観点及びMw/Mnを所定の範囲にする観点から一軸又は二軸の混練機中で20〜250℃でウレタン化反応させて得られたポリウレタン樹脂であることが好ましい。
本発明におけるポリウレタン樹脂(U)の重量平均分子量(以下、Mwと略記)[ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって、標準ポリスチレンを基準にして測定されるもの]は、通常20,000〜200,000である。また、本発明におけるポリウレタン樹脂(U)のMwと数平均分子量(以下、Mnと略記)の比(Mw/Mn)は、GPCで測定されるものであって、通常1.5〜3.5であり、好ましくは1.5〜3.3、更に好ましくは1.5〜3である。MwとMw/Mnがこの範囲であれば、アルコール溶剤への溶解性と乾燥後の樹脂物性が良好に発揮できる。
本発明におけるポリウレタン樹脂(U)を用いて印刷インキを製造する際に使用されるアルコール溶剤としては、炭素数1〜8の脂肪族アルコール(メタノール、エタノール、n−又はiso−プロパノール、n−、iso−、sec−又はtert−ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール及びオクタノール等)が挙げられる。
以下、実施例を以て本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。以下、部は重量部を示す。
製造例1
攪拌装置、圧力計、耐圧滴下ロート、真空ポンプ、温度調節機能を備えたステンレス製オートクレーブに、ジエチレントリアミンの両末端のアミノ基をメチルイソブチルケトンでケチミン化したケチミン化合物134部及び水酸化カリウム0.25部を投入し、混合系内を窒素で置換した。次いで100〜120℃にて、プロピレンオキサイド1073部をゲージ圧が−0.1〜0.5MPaとなるように導入し、上記ケチミン化合物のイミノ基にプロピレンオキサイドが37モル付加した化合物を得た。プロピレンオキサイド吹き込み開始から反応終了後までの反応時間は6時間であった。更に、水を300部添加し、100℃で1時間攪拌して、ケチミン部分を加水分解した後、生成したメチルイソブチルケトンと水を同温度で、ゲージ圧−0.1〜0MPaの下、4時間で除去して、ジエチレントリアミンのイミノ基のみにプロピレンオキサイドが37モル付加した化合物(c2−1)を得た。
実施例1
二軸混練機であるKRCニーダー[栗本鐵工(株)製]に、2,000のポリネオペンチレンアジペートジオール「サンエスター5620」[三洋化成(株)製]2,000部及びIPDI 445部を窒素雰囲気下で導入した。その後220℃に加熱し、10分間混練してウレタン化反応を行い、NCO含量が3.4%のウレタンプレポリマー(P−1)を得た。(P−1)2445部及び前記(c2−1)3120部をKRCニーダーに窒素雰囲気下で導入し、50℃で、10分間混練して伸長反応を行っい、ポリウレタン樹脂(U−1)を得た。(U−1)のMwは51,600で、Mw/Mnは2.6であった。
実施例2
一軸押出機であるFS30[池貝(株)製]に、Mnが2,000のポリブチレンアジペートジオール「サンエスター4620」[三洋化成(株)製]2,000部及びIPDI445部を窒素雰囲気下で導入した。その後220℃に加熱し、10分間混練してウレタン化反応を行い、NCO含量が3.4%のウレタンプレポリマー(P−2)を得た。(P−2)2445部及び前記(c2−1)2987部をFS30に窒素雰囲気下で導入し、50℃で、10分間混練して伸長反応を行い、ポリウレタン樹脂(U−2)を得た。(U−2)のMwは75,000で、Mw/Mnは3.1であった。
比較例1
攪拌装置を備えた反応容器に、Mnが2,000のポリブチレンアジペートジオール「サンエスター4620」[三洋化成(株)製]2,000部及びIPDI445部を投入し、窒素雰囲気下で110℃で6時間反応させ、NCO含量が3.4%のウレタンプレポリマー(P−3)を得た。80℃に冷却後、トルエン4075部を加え均一な溶液とした。更にイソプロパノール2038部を加えて均一になるまで撹拌後、イソホロンジアミン192部を加え、40℃で3時間反応して樹脂濃度30%のポリウレタン樹脂溶液を得た。この溶液から溶媒を留去してポリウレタン樹脂(U’−1)を得た。(U’−1)のMwは70,800で、Mw/Mnは3.3であった。
比較例2
二軸混練機のKRCニーダー[栗本鐵工(株)製]に、2,000のポリブチレンアジペートジオール「サンエスター4620」[三洋化成(株)製]2,000部及びIPDI445部を窒素雰囲気下で導入した。その後220℃に加熱し、10分間混練してウレタン化反応を行い、NCO含量が3.4%のウレタンプレポリマー(P−4)を得た。(P−4)2445部及び前記(c2−1)2575部をKRCニーダーに窒素雰囲気下で導入し、50℃で、10分間混練して伸長反応を行い、ポリウレタン樹脂(U’−2)を得た。(U’−2)のMwは302,000で、Mw/Mnは3.5であった。
比較例3
二軸混練機のKRCニーダー[栗本鐵工(株)製]に、2,000のポリブチレンアジペートジオール「サンエスター4620」[三洋化成(株)製]2,000部及びIPDI445部を窒素雰囲気下で導入した。その後220℃に加熱し、10分間混練してウレタン化反応を行い、NCO含量が3.4%のウレタンプレポリマー(P−5)を得た。(P−5)2445部、前記(c2−1)2575部及びジ−n−ブチルアミン204部をKRCニーダーに窒素雰囲気下で導入し、50℃で、10分間混練して伸長反応を行い、ポリウレタン樹脂(U’−3)を得た。(U’−3)のMwは10,700で、Mw/Mnは3.0であった。
比較例4
攪拌装置を備えた反応容器に、2,000のポリネオペンチレンアジペートジオール「サンエスター5620」[三洋化成(株)製]2,000部及びIPDI333部からなる混合物を投入し、窒素雰囲気下で110℃で6時間反応させ、NCO含量が1.8%のウレタンプレポリマー(P−5)を得た。40℃に冷却後、アセトン1555部を加え均一な溶液とした。次にイソプロパノール1555部を加えて均一になるまで撹拌後、前記(c2−1)1700部を加え、40℃で3時間反応した。この反応物から溶媒を留去してポリウレタン樹脂(U’−4)を得た。(U’−4)のMwは106,000で、Mw/Mnは5.3であった。
実施例3、4及び比較例5〜8
実施例1、2及び比較例1〜4で得られたポリウレタン樹脂(U−1)〜(U−2)及び(U’−1)〜(U’−4)を用い、以下の配合処方に基づいて顔料分散機(ペイントシェーカー)を用いて5時間分散して、実施例3、4及び比較例5〜8の印刷インキを作製した。
尚、比較例5及び6では、ポリウレタン樹脂がイソプロパノールに溶解しなかったため、イソプロパノールに代えてイソプロパノールとトルエンの混合溶液[イソプロパノール:トルエン=1:2(重量比)]を用いてインキ化した。
[評価インキの配合処方]
ポリウレタン樹脂 : 30部
顔料(ルチル型酸化チタン): 90部
イソプロパノール :180部
ガラスビーズ :150部
得られた印刷インキを用いて以下の試験方法によりセロテープ接着性及び耐ブロッキング性を評価した。また、使用したポリウレタン樹脂のアルコール溶解性を以下の試験方法により評価した。結果を表1に示す。
Figure 0005575550
(1)セロテープ接着性:
表面処理ポリプロピレンフィルム(OPP)、表面処理ポリエステルフィルム(PET)及び表面処理ナイロンフィルムにインキを固形分で2〜3μmの厚みになるようにバーコーターで塗布し、60℃で1分間乾燥後、塗布面にセロテープ(ニチバン製、12mm巾)を貼り、このセロテ−プの一端を塗面に対して、垂直方向に急速に引き剥がしたときの塗布面状態を観察して以下の評価基準で評価した。尚、セロテープはニチバン株式会社の登録商標である。
評価基準 ○:インキが80%以上残る。
×:インキの残りが80%未満。
(2)耐ブロッキング性:
セロテープ接着性試験と同じ方法で得た塗布試験片(PETに塗布したもの)の塗布面と非塗布面とを重ね合わせ、1.0kgf/cm2の荷重をかけて温度40℃、湿度60%RHの恒温恒湿機中で24時間静置後、剥がして表面の状態を観察した。
評価基準 ○:剥がす時にブロッキングしていない。
×:剥がす時にブロッキングしている。
(3)アルコール溶解性:
ポリウレタン樹脂200部とイソプロパノール467部とを混合し、ポリウレタン樹脂がイソプロパノールに溶解するかどうかを確認した。
評価基準 ○:均一に溶解する。
×:白濁又は樹脂分が析出する。
本発明のバインダー樹脂はアルコール単独溶剤系においても、接着性及び耐ブロッキング性に優れた印刷インキを与えることができる。また、本発明のバインダー樹脂は、各種基材に対する接着性に優れることから、印刷インキ用途だけではなく、塗料用のバインダー樹脂、接着剤及び紙用等のコーティング剤としても有用である。

Claims (3)

  1. 主鎖(A)とポリエーテル骨格を有する側鎖(B)とからなるグラフト重合物であり、重量平均分子量(Mw)が20,000〜200,000であり、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比(Mw/Mn)が1.5〜3.5であるポリウレタン樹脂(U)からなる印刷インキ用バインダー樹脂であって、前記ポリウレタン樹脂(U)が、有機溶剤の非存在下に、2官能の有機イソシアネート化合物と2官能のポリオール化合物と、ポリアルキレンポリアミンのイミノ基のみにアルキレンオキサイドが付加したジアミン(c2)を含有するポリアミン化合物(c)とを反応させて得られるアルコール可溶性印刷インキ用バインダー樹脂。
  2. 一軸又は二軸の混練機を用いて反応させてなる請求項記載の印刷インキ用バインダー樹脂。
  3. 請求項1又は2記載のバインダー樹脂を含有してなる印刷インキ。
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