JPH07138514A - Radiation-curable water-based printing ink composition - Google Patents

Radiation-curable water-based printing ink composition

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JPH07138514A
JPH07138514A JP28944993A JP28944993A JPH07138514A JP H07138514 A JPH07138514 A JP H07138514A JP 28944993 A JP28944993 A JP 28944993A JP 28944993 A JP28944993 A JP 28944993A JP H07138514 A JPH07138514 A JP H07138514A
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JP
Japan
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radiation
water
group
isocyanate
amino group
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Application number
JP28944993A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuo Sato
佐藤  一雄
Shuichi Wada
秀一 和田
Katsushi Furuta
克司 古田
Naotaka Yamaji
直貴 山路
Tsuyoshi Fujiwara
剛志 藤原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
DKS Co Ltd
Original Assignee
Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain the composition excellent in material properties including solvent, chemical and water resistances. CONSTITUTION:An emulsion of a polyurethane having active amino groups is reacted with an isocyanate having a polymerizabie unsaturated group (a) in the presence of water to obtain the composition, in which the group (a) has been incorporated into the polyurethane skeleton. Due to this molecular structure, the polymer can form a dense network structure upon irradiation. Thus, a cured coating film which is not brittle and is tenaciously adherent to the substrate is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、UV光照射により重合
する放射線硬化性水性印刷インキ組成物に関するもので
ある。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a radiation-curable aqueous printing ink composition which is polymerized by irradiation with UV light.

【0002】[0002]

【従来の技術】各種プラスチックフィルム、金属箔など
に用いられる印刷インキには、ポリウレタン、ポリアミ
ド、ニトロセルロース、ポリエステル等の樹脂がバイン
ダーとして使用されている。これらの樹脂は単独もしく
は併用され、有機溶剤に溶解させて使用されている。こ
の有機溶剤型インキにおいては、バインダー自身が耐水
性を有しており、イソシアネート化合物やエポキシ化合
物を使用して架橋したインキ膜を得ることで、耐溶剤
性、耐薬品性などの優れた物性を発現している。
Resins such as polyurethane, polyamide, nitrocellulose and polyester are used as binders in printing inks used for various plastic films, metal foils and the like. These resins are used alone or in combination, and are used after being dissolved in an organic solvent. In this organic solvent type ink, the binder itself has water resistance, and by obtaining a crosslinked ink film using an isocyanate compound or an epoxy compound, excellent physical properties such as solvent resistance and chemical resistance can be obtained. It is expressed.

【0003】一方、近年、各種放射線、例えば、紫外
線、電子線等で重合する放射線硬化性樹脂は、省エネル
ギー、低温、短時間で加工できるという利点を有するた
め、印刷インキへの応用が検討されている。従来技術に
よる放射線硬化性印刷インキ組成物では、非水系タイプ
のものが主流となっている。これらの放射線硬化性樹脂
は上述のように省エネルギー、低温、短時間加工を指向
するため、その構成成分の100%が樹脂成分で構成さ
れており、その主流は中分子量域の放射線硬化性樹脂
と、塗工適性を向上させる粘度調整用の多量の単量体の
低分子成分、即ちいわゆる反応性希釈剤モノマーとを含
有している。反応性希釈剤モノマーとして、例えば、ビ
ニルアセテート、ビニルピロリドン、アルキルアクリル
エステル等を挙げることができる。
On the other hand, in recent years, radiation curable resins which are polymerized by various kinds of radiation such as ultraviolet rays and electron beams have the advantages that they can be processed in energy saving, low temperature and short time. Therefore, their application to printing ink has been studied. There is. Among the radiation-curable printing ink compositions according to the prior art, non-aqueous type ink compositions are predominant. Since these radiation curable resins are directed to energy saving, low temperature, and short-time processing as described above, 100% of the constituent components are composed of resin components, and the mainstream of them is the radiation curable resin in the medium molecular weight range. It contains a large amount of a low-molecular component of a monomer for adjusting viscosity for improving coating suitability, that is, a so-called reactive diluent monomer. Examples of the reactive diluent monomer include vinyl acetate, vinylpyrrolidone, alkyl acrylic ester and the like.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの印刷
インキは、有機溶剤による火災の危険性があり、また、
大気を汚染するという問題点を有している。また、省資
源の観点からも好ましくない。そのため、これらの有機
溶剤型インキに代わる耐溶剤性、耐薬品性、耐水性など
の物性に優れた水性印刷インキの開発が盛んに行われて
いる。
However, these printing inks have the risk of fire due to organic solvents, and
It has a problem of polluting the atmosphere. It is also not preferable from the viewpoint of resource saving. Therefore, water-based printing inks excellent in physical properties such as solvent resistance, chemical resistance and water resistance, which are alternatives to these organic solvent type inks, have been actively developed.

【0005】水性印刷インキにおいては、バインダーと
してスチレン−マレイン酸共重合樹脂、スチレン−アク
リル共重合樹脂、アクリル樹脂などが一般的に用いられ
ている。しかし、これらの樹脂からなるバインダーを使
用した水性インキを用いて印刷を行うと、印刷物の耐水
性、耐溶剤性、耐薬品性等の物性は実用上極めて低いレ
ベルであるという問題点が指摘されている。
In aqueous printing inks, styrene-maleic acid copolymer resins, styrene-acrylic copolymer resins, acrylic resins and the like are generally used as binders. However, when printing is performed using a water-based ink that uses a binder made of these resins, it is pointed out that the physical properties such as water resistance, solvent resistance, and chemical resistance of the printed matter are extremely low in practical use. ing.

【0006】耐溶剤性、耐薬品性、耐水性など充分な物
性を得るために、水性印刷インキ中にエポキシ化合物、
カルボジイミド化合物等の架橋剤を添加し、乾燥後、イ
ンキ膜を架橋させることにより、ある程度の物性が得ら
れることが知られている。しかし、これら水性バインダ
ーの官能基とこれら架橋剤との間の架橋が弱いためか、
十分な耐溶剤性、耐薬品性、耐水性が得られていないと
いうのが現状である。
In order to obtain sufficient physical properties such as solvent resistance, chemical resistance and water resistance, an epoxy compound,
It is known that a certain degree of physical properties can be obtained by adding a crosslinking agent such as a carbodiimide compound and drying and then crosslinking the ink film. However, due to weak crosslinking between the functional groups of these aqueous binders and these crosslinking agents,
The current situation is that sufficient solvent resistance, chemical resistance, and water resistance have not been obtained.

【0007】また、樹脂の可撓性、各種素材に対する接
着性等が優れているという理由から、水性ウレタンバイ
ンダーが提案されている。しかし、従来の水性ウレタン
バインダーは、基本的には熱可塑性ウレタンの水分散体
であるため、前述したような耐溶剤性、耐薬品性、耐水
性などの点で不十分であり、一層の性能向上がのぞまれ
ているのが現状である。
Further, an aqueous urethane binder has been proposed because the flexibility of the resin and the adhesiveness to various materials are excellent. However, the conventional water-based urethane binder is basically an aqueous dispersion of a thermoplastic urethane, so that it is insufficient in terms of solvent resistance, chemical resistance, water resistance, etc. as described above, and further performance is improved. The current situation is that improvements are desired.

【0008】一方、放射線硬化性樹脂を用いた従来技術
の印刷インキ組成物にあっては、粘度の調整及び膜厚調
整用の低分子量の反応性希釈モノマーを20〜70重量
部の割合で中分子量樹脂成分に加える必要があるため、
この反応性希釈モノマーの添加による安全管理上の問題
が生じ、また、人体に有害で臭気汚染の問題も生じてい
る。
On the other hand, in a conventional printing ink composition using a radiation-curable resin, a low-molecular weight reactive diluent monomer for adjusting viscosity and film thickness is added in an amount of 20 to 70 parts by weight. Since it needs to be added to the molecular weight resin component,
The addition of this reactive diluting monomer causes a problem in safety control, and also causes a problem of odor pollution because it is harmful to the human body.

【0009】上記欠点を低減し又は完全に排除するため
には、化学的及び工業的な処置を施すことが重要な課題
となる。この課題を解決する単純な方法としては、水の
添加によって反応性希釈剤モノマー使用量を低減するこ
とがあげられるが、従来技術に於ける放射線硬化樹脂は
水に不溶性であるため、少量の水の使用や配合は出来て
も多量に配合することはできず、抜本的に解決すること
はできない。この点を解決する化学的方法として、放射
線硬化性インキ組成物の水系化が非常に望まれているの
が現状である。
In order to reduce or completely eliminate the above drawbacks, it is an important subject to take chemical and industrial measures. A simple method to solve this problem is to reduce the amount of reactive diluent monomer used by adding water, but since the radiation-curable resin in the prior art is insoluble in water, a small amount of water is used. Although it can be used and compounded, it cannot be compounded in a large amount and cannot be fundamentally solved. As a chemical method for solving this point, it is the current situation that the radiation curable ink composition is made water-based.

【0010】本発明はこのような従来技術の問題点を解
決するために為されたものであり、本発明の目的は、耐
溶剤性、耐薬品性、耐水性などの物性に優れ、放射線に
よって硬化させることができる水性印刷インキ組成物を
提供することである。
The present invention has been made in order to solve the above problems of the prior art, and an object of the present invention is to have excellent physical properties such as solvent resistance, chemical resistance and water resistance, and to prevent radiation. An object is to provide an aqueous printing ink composition that can be cured.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明の放射線硬化性水
性印刷インキ組成物は、活性アミノ基含有ポリウレタン
エマルジョンに、重合性不飽和基含有イソシアネート化
合物を添加し反応させて得られる放射線硬化性ポリウレ
タン水分散体と光増感剤とを含有することを特徴とす
る。
The radiation-curable water-based printing ink composition of the present invention is a radiation-curable polyurethane obtained by reacting an active amino group-containing polyurethane emulsion with a polymerizable unsaturated group-containing isocyanate compound. It is characterized by containing an aqueous dispersion and a photosensitizer.

【0012】本発明に使用する放射線硬化性ポリウレタ
ン水分散体は、以下の方法により製造することができ
る。
The radiation curable polyurethane aqueous dispersion used in the present invention can be produced by the following method.

【0013】ここで用いられる活性アミノ基含有ポリウ
レタンエマルジョンは、2個以上の活性水素を含有する
化合物と有機ポリイソンアネートとの反応により得られ
る分子末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポ
リマーを水中に乳化分散し、その後、水の存在下、同一
分子内に少なくとも2個の一級アミノ基と少なくとも1
個の二級アミノ基とを有するポリアミンを添加し反応さ
せて得られる。
The active amino group-containing polyurethane emulsion used here is a urethane prepolymer having an isocyanate group at the molecular end obtained by reacting a compound containing two or more active hydrogens with an organic polyisocyanate. Disperse, and then in the presence of water, at least two primary amino groups and at least one in the same molecule.
It is obtained by adding and reacting a polyamine having one secondary amino group.

【0014】更に、前記ウレタンプレポリマーへの前記
ポリアミンの添加は、(前記ウレタンプレポリマーの末
端NCO基)/(前記ポリアミンの1級アミノ基)のモ
ル比が1/1〜1/0.7の範囲内となるように行うこ
とが好ましい。
Further, when the polyamine is added to the urethane prepolymer, the molar ratio of (terminal NCO group of the urethane prepolymer) / (primary amino group of the polyamine) is 1/1 to 1 / 0.7. It is preferable to carry out so as to be within the range.

【0015】本発明のインキ組成物に使用される放射線
硬化性ポリウレタン水分散体は、上述の活性アミノ基含
有ポリウレタンエマルジョンに、重合性不飽和基含有イ
ソシアネートを添加し反応させることにより得られる
が、この活性アミノ基含有ポリウレタンエマルジョンの
調製が重合性不飽和基のウレタン骨格への導入を容易な
らしめる。活性アミノ基含有ポリウレタンエマルジョン
は、分子末端にイソシアネートを有するウレタンプレポ
リマーと、同一分子内に少なくとも2個の一級アミノ基
と少なくとも1個の二級アミノ基とを有するポリアミン
との反応により得られる。分子末端にイソシアネートを
有するウレタンプレポリマーの製造は、活性水素を2個
以上含有する化合物と有機ポリイソシアネートが過剰な
系で実施される。
The radiation-curable aqueous polyurethane dispersion used in the ink composition of the present invention can be obtained by adding a polymerizable unsaturated group-containing isocyanate to the above-mentioned active amino group-containing polyurethane emulsion and reacting it. The preparation of the polyurethane emulsion containing the active amino group facilitates the introduction of the polymerizable unsaturated group into the urethane skeleton. The active amino group-containing polyurethane emulsion is obtained by reacting a urethane prepolymer having an isocyanate at the molecular end with a polyamine having at least two primary amino groups and at least one secondary amino group in the same molecule. The production of the urethane prepolymer having isocyanate at the molecular end is carried out in a system in which the compound containing two or more active hydrogens and the organic polyisocyanate are in excess.

【0016】上述の活性水素を2個以上含有する化合物
としては、末端又は分子中に2個以上のヒドロキシル基
を含むもので、一般に公知のポリエーテル、ポリエステ
ル、ポリカーボネート、ポリエーテルエステル、ポリチ
オエーテル、ポリアセタール、ポリブタジエン、ポリシ
ロキサン等のポリオール化合物が挙げられる。なお、前
記活性水素を2個以上含有する化合物の分子量は、50
0〜5,000の範囲であるのが好ましい。尚、必要に
より、低分子量の1,4−ブタンジオール、1,6−ヘ
キサンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオー
ル、エチレングリコール、ブタンジオール、ネオペンチ
ルグリコール、ジエチレングリコール、トリメチロール
プロパン、シクロヘキサンジメタノール等のグリコー
ル、トリオール等を使用してもよい。
The above-mentioned compound containing two or more active hydrogens is a compound containing two or more hydroxyl groups at the terminal or in the molecule, and is a generally known polyether, polyester, polycarbonate, polyetherester, polythioether, Examples thereof include polyol compounds such as polyacetal, polybutadiene, and polysiloxane. The molecular weight of the compound containing two or more active hydrogens is 50
It is preferably in the range of 0 to 5,000. If necessary, low molecular weight 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, ethylene glycol, butanediol, neopentyl glycol, diethylene glycol, trimethylolpropane, cyclohexane. Glycol such as dimethanol or triol may be used.

【0017】前記有機ポリイソシアネート化合物として
は、従来より慣用されている芳香族、脂肪族又は脂環族
の有機ポリイソシアネートが使用される。例えば、トリ
レ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、ナフタレンジイソシアネート、キシリレンジイソ
シアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ジシク
ロヘキシルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソ
シアネート、水添化キシリレンジイソイアネート、テト
ラメチルキシリレンジイソシアネート等の有機ポリイソ
シアネート又はこれらの混合物があげられる。
As the organic polyisocyanate compound, an aromatic, aliphatic or alicyclic organic polyisocyanate which has been conventionally used is used. For example, organic polyisocyanates such as tolylene diisocyanate, diphenyl methane diisocyanate, naphthalene diisocyanate, xylylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, dicyclohexyl methane diisocyanate, isophorone diisocyanate, hydrogenated xylylene diisocyanate, tetramethyl xylylene diisocyanate or mixtures thereof. Can be given.

【0018】これらの活性水素を2個以上含有する化合
物と、過剰量の有機ポリイソシアネートとの反応は、従
来から公知の一段式又は多段イソシアネート重付加反応
法により、50〜120℃の温度条件下で行われる。
The reaction between the compound containing two or more of these active hydrogens and the excess amount of the organic polyisocyanate is carried out by a conventionally known one-step or multi-step isocyanate polyaddition reaction method under the temperature condition of 50 to 120 ° C. Done in.

【0019】この反応に際し、必要に応じてリン酸、ア
ジピン酸、ベンゾイルクロライト等の反応制御剤、ジブ
チルスズジラウレート、スタナスオクトエート、トリエ
チルアミン等の反応触媒、更には、イソシアネート基と
反応しない有機溶媒を反応に際し又は反応終了後に添加
してもよい。これら有機溶媒としては、アセトン、メチ
ルエチルケトン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、酢
酸エチル、トルエン、キシレン等がある。
In this reaction, if necessary, a reaction control agent such as phosphoric acid, adipic acid, benzoyl chlorite, a reaction catalyst such as dibutyltin dilaurate, stannas octoate, triethylamine, and an organic solvent that does not react with an isocyanate group. May be added during or after the reaction. Examples of these organic solvents include acetone, methyl ethyl ketone, tetrahydrofuran, dioxane, ethyl acetate, toluene and xylene.

【0020】有機溶媒を全く使用しないことは可能であ
るが、ウレタンプレポリマーの粘度が高いなどにより希
釈のために使用する場合は、後述する活性アミノ基含有
ポリウレタンエマルジョン調製後又は活性アミノ基含有
ポリウレタンエマルジョンと重合性不飽和結合含有イソ
シアネート化合物との反応が終了した後、減圧回収する
ことができる。
Although it is possible not to use an organic solvent at all, when the urethane prepolymer is used for dilution due to its high viscosity, etc., after preparation of the active amino group-containing polyurethane emulsion described below or the active amino group-containing polyurethane. After the reaction between the emulsion and the isocyanate compound containing a polymerizable unsaturated bond is completed, it can be recovered under reduced pressure.

【0021】尚、減圧回収による重合性不飽和基の重合
等の懸念を考慮すると、溶媒回収は、活性アミノ基含有
ポリウレタンエマルジョン調製後、即ち、重合性不飽和
基がポリウレタン骨格に導入される前工程で実施する方
が好ましい。
Considering the concern about the polymerization of the polymerizable unsaturated group due to the recovery under reduced pressure, the solvent is recovered after the preparation of the active amino group-containing polyurethane emulsion, that is, before the introduction of the polymerizable unsaturated group into the polyurethane skeleton. Preference is given to carrying out in process.

【0022】本発明に於いては、活性アミノ基含有ポリ
ウレタンが水性エマルジョンとして用いられるため、後
述する溶媒回収も考慮しなければならない。これを考慮
すると、アセトン、メチルエチルケトン、酢酸エチルが
溶媒として好ましく、更に後述するウレタンポリマーの
水中への乳化、分散を考慮すると、アセトン、メチルエ
チルトケン等が好ましい。また、ウレタンプレポリマー
の乳化、分散したものと、後述するポリアミン化合物と
の反応の制御を考慮すると、酢酸エチルが好ましい。こ
れらの溶媒は、ケース毎に選択することがより好まし
い。
In the present invention, since the active amino group-containing polyurethane is used as an aqueous emulsion, it is necessary to consider the solvent recovery described later. Considering this, acetone, methyl ethyl ketone, and ethyl acetate are preferable as the solvent, and considering the emulsification and dispersion of the urethane polymer described below in water, acetone and methyl ethyl token are preferable. Further, considering the control of the reaction between the emulsified and dispersed urethane prepolymer and the polyamine compound described later, ethyl acetate is preferable. More preferably, these solvents are selected for each case.

【0023】また、必要に応じて、反応に際し又は反応
終了後に、酸化防止剤等の安定剤を添加することも出来
る。ここで得られるウレタンポリマーの末端のイソシア
ネート基含有量は3〜0.3重量%、より好ましくは、
2〜1%とすることが望ましい。末端イソシアネート基
含有量が3重量%より多いと、後述するポリアミンとの
反応に際して乳化破壊してゲル化するか、又は製品安定
性及び経時安定性が不良となり、末端イソシアネート基
含有量が0.3重量%より少ないと、後述するポリアミ
ンとによる活性アミノ基の導入量が少なくなり、その結
果、後工程の反応で導入させる重合性不飽和基含有イソ
シアネート量が少なくなり、ウレタン骨格に導入される
重合性不飽和基の量が少なくなる。従って、本発明に使
用される放射線硬化性ポリウレタン水分散体の放射線硬
化後の塗膜物性の向上が期待出来ない等の問題点を誘発
する。
If desired, a stabilizer such as an antioxidant can be added during the reaction or after the reaction. The urethane polymer obtained here has a terminal isocyanate group content of 3 to 0.3% by weight, and more preferably,
It is desirable to set it to 2-1%. If the content of the terminal isocyanate group is more than 3% by weight, emulsion destruction and gelation occur during the reaction with the polyamine described below, or product stability and stability over time become poor, and the terminal isocyanate group content is 0.3. If it is less than 10% by weight, the amount of the active amino group introduced by the polyamine described below will be small, and as a result, the amount of the polymerizable unsaturated group-containing isocyanate to be introduced in the reaction of the subsequent step will be small and the polymerization introduced into the urethane skeleton. The amount of the unsaturated group is reduced. Therefore, the radiation-curable polyurethane aqueous dispersion used in the present invention induces a problem that the physical properties of the coating film after radiation curing cannot be expected to be improved.

【0024】前記分子末端にイソシアネート基を有する
ウレタンプレポリマーは、水中に乳化、分散される。こ
の分散に際し、ウレタンプレポリマー自身が分散性を有
する場合にはそのまま水に添加される。ウレタンプレポ
リマーが自己分散性を有しない場合には、水に分散する
以前に行う処理方法として以下の方法が採用出来る。
The urethane prepolymer having an isocyanate group at the molecular end is emulsified and dispersed in water. In this dispersion, when the urethane prepolymer itself has dispersibility, it is added to water as it is. When the urethane prepolymer does not have self-dispersibility, the following method can be adopted as a treatment method performed before dispersing in water.

【0025】.前述のウレタンプレポリマー調製段階
で予め分子内にカルボキシル基含有のポリオール成分、
例えば、ジメチロールプロピオン酸等と有機ポリイソシ
アネートとの反応によりカルボキシル基を導入してお
き、そのカルボキシル基をトリエチルアミン、トリメチ
ルアミン、ジエタノールモノメチルアミン、ジエチルエ
タノールアミン、苛性ソーダ、苛性カリウム等の塩基性
化合物で中和してカルボキシル基の塩類に変換する方
法。
[0025]. In the above-mentioned urethane prepolymer preparation step, a polyol component containing a carboxyl group in the molecule in advance,
For example, a carboxyl group has been introduced by the reaction of dimethylolpropionic acid and the like with an organic polyisocyanate, and the carboxyl group is a basic compound such as triethylamine, trimethylamine, diethanolmonomethylamine, diethylethanolamine, caustic soda, and caustic potassium. A method in which the salt is converted to a salt of a carboxyl group.

【0026】.前述のウレタンプレポリマー調製段階
で、予め分子内にオキシエチレン鎖を5重量%以上含有
させておき、且つ、HLB値6〜18の非イオン活性剤
をウレタンプレポリマー調製後50℃以下で添加混合す
る方法。但し、この活性剤の使用量は、乳化分散性、製
品皮膜の耐水性等を考慮して、ウレタンプレポリマーに
対して15重量%以下であることが好ましい。
.. In the above-mentioned urethane prepolymer preparation stage, 5 wt% or more of oxyethylene chain was previously contained in the molecule, and a nonionic activator having an HLB value of 6 to 18 was added and mixed at 50 ° C. or lower after preparation of the urethane prepolymer. how to. However, the amount of the activator used is preferably 15% by weight or less based on the urethane prepolymer in consideration of the emulsification dispersibility, the water resistance of the product film, and the like.

【0027】.前述のウレタンプレポリマー調製後、
末端イソシアネート基の50〜5%より好ましくは、3
0〜5%に相当するアミノエタンスルホン酸、アミノ酢
酸等のナトリウム塩、カリウム塩水溶液を、5〜50℃
好ましくは20〜40℃で、60分間反応させる方法な
どが挙げられる。これらの処理は、上述のように、ウレ
タンプレポリマー自身が分散性を有する場合には必要の
ないものである。
.. After the above urethane prepolymer preparation,
50 to 5% of the terminal isocyanate groups is more preferable, and 3
Aqueous solution of sodium ethane such as aminoethanesulfonic acid, aminoacetic acid, etc. corresponding to 0 to 5%, potassium salt solution at 5 to 50 ° C.
Preferred is a method of reacting at 20 to 40 ° C. for 60 minutes. These treatments are not necessary when the urethane prepolymer itself has dispersibility as described above.

【0028】上記〜の何れかの処理を施したウレタ
ンプレポリマーに水を加え、又は自己分散性を有するウ
レタンプレポリマーの場合にはこれらの処理を施すこと
無く水を加え、ホモミキサー、ホモジナイザー等の乳化
分散装置を用いて乳化分散を行う。尚、乳化分散を行う
場合、ウレタンプレポリマーの末端イソシアネート基と
水との反応を抑制する意味で、乳化分散温度は低温が好
ましく、5〜40℃、好ましくは5〜30℃の範囲で、
より好ましくは5〜20℃の範囲で実施される。
Water is added to the urethane prepolymer that has been subjected to any of the above treatments, or in the case of a urethane prepolymer having self-dispersibility, water is added without subjecting these treatments to a homomixer, homogenizer, etc. Emulsification and dispersion is carried out using the above emulsification and dispersion device. When emulsifying and dispersing, in order to suppress the reaction between the terminal isocyanate group of the urethane prepolymer and water, the emulsifying and dispersing temperature is preferably low, 5 to 40 ° C, preferably 5 to 30 ° C.
It is more preferably carried out in the range of 5 to 20 ° C.

【0029】次に、本発明に使用するポリアミン化合物
としては、同一分子内に一級アミノ基を少なくとも2
個、二級アミノ基を少なくとも1個を有する化合物が用
いられ、例えば、ジエチレントリアミン、トリエチレン
テトラミン、ジプロピレントリアミン等があげられる。
これらのポリアミン化合物は、(ウレタンプレポリマー
の末端イソシアネート基のモル数)/(ポリアミンの一
級アミノ基のモル数)の比=1/1〜1/0.7の割合
となるように使用量が決められる。この比が1/1より
小さい(一級アミノ基のモル比が大きい)と、有効な高
分子量化が阻害される傾向となり、1/0.7より大き
い(一級アミノ基のモル比が小さい)と、導入される活
性アミノ基の量が少なくなり、必然的に次工程で導入さ
れる重合性不飽和基の量が減少し、本発明のエマルジョ
ン組成物としての物性発現効果が小さくなると共に、エ
マルジョン組成物の増粘、ゲル化が起こるので好ましく
ない。
Next, the polyamine compound used in the present invention has at least two primary amino groups in the same molecule.
And a compound having at least one secondary amino group are used, and examples thereof include diethylenetriamine, triethylenetetramine, and dipropylenetriamine.
These polyamine compounds are used in such an amount that the ratio of (the number of terminal isocyanate groups of the urethane prepolymer) / (the number of primary amino groups of the polyamine) is 1/1 to 1 / 0.7. Can be decided If this ratio is less than 1/1 (large molar ratio of primary amino groups), effective high molecular weight tends to be hindered, and larger than 1 / 0.7 (small molar ratio of primary amino groups). , The amount of active amino groups introduced is reduced, the amount of polymerizable unsaturated groups introduced in the next step is necessarily reduced, and the effect of exhibiting physical properties of the emulsion composition of the present invention is reduced, and the emulsion is It is not preferable because the composition thickens and gels.

【0030】前述したウレタンプレポリマーを水中に乳
化、分散した後、前記のポリアミン化合物を添加し乳
化、分散系でウレタンプレポリマーの末端イソシアネー
ト基とポリアミンとを反応させる。この反応に際し、均
一な反応を行うためにホモミキサー、ホモジナイザー等
の乳化、分散装置が用いられる。また、急激な反応、局
部的な反応による乳化破壊等が原因で生じるゲル化、後
の製品安定性、経時安定性を考慮して、5〜40℃好ま
しくは、5〜30℃より好ましくは5〜20℃の温度範
囲で反応が行われ、通常10〜120分間をかけてポリ
アミン鎖伸長反応が実施される。
After the above urethane prepolymer is emulsified and dispersed in water, the above polyamine compound is added and the terminal isocyanate group of the urethane prepolymer and polyamine are reacted in an emulsified and dispersed system. In carrying out this reaction, an emulsifying and dispersing device such as a homomixer or a homogenizer is used to carry out a uniform reaction. Further, in consideration of gelation caused by rapid reaction, emulsion destruction due to local reaction, etc., product stability afterwards, and stability over time, 5 to 40 ° C, preferably 5 to 30 ° C, more preferably 5 The reaction is carried out in the temperature range of -20 ° C, and the polyamine chain extension reaction is usually carried out for 10 to 120 minutes.

【0031】この方法により、イソシアネート基に対し
てより速い反応速度を有するポリアミン化合物分子中の
一級アミノ基が選択的に鎖伸長反応に関与する。その結
果、ポリアミン化合物分子中の二級アミノ基の部位がポ
リウレタン骨格構造中に導入されることとなる。このよ
うにして、本発明に用いる活性アミノ基含有ポリウレタ
ンエマルジョンが製造される。
According to this method, the primary amino group in the polyamine compound molecule, which has a faster reaction rate with respect to the isocyanate group, selectively participates in the chain extension reaction. As a result, the site of the secondary amino group in the polyamine compound molecule is introduced into the polyurethane skeleton structure. In this way, the active amino group-containing polyurethane emulsion used in the present invention is produced.

【0032】尚、この時、水とイソシアネート基との副
反応を抑制し、イソシアネート基とポリアミン化合物と
の反応を促進するため、リン酸、塩酸、ベンゾイルクロ
ライド等を添加することが出来る。
At this time, phosphoric acid, hydrochloric acid, benzoyl chloride or the like can be added in order to suppress the side reaction between water and the isocyanate group and accelerate the reaction between the isocyanate group and the polyamine compound.

【0033】次に、本発明の水性印刷インキ組成物の調
製に使用する重合性不飽和含有イソシアネートを例示す
るならば、ヘキサメチレンジイソシアネート、キシリレ
ンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシア
ネート、イソホロンジイソシアネート、トリレンジイソ
シアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート等の一
般的な有機ポリイソシアネート又はこれらの2量体若し
くは3量体と、ヒドロキシルメタアクリレート、ヒドロ
キシルアクリレート等のアクリロイル基含有ヒドロキシ
ル基化合物及び/若しくはこれらのアルキレンオキサイ
ド付加物、又はアリルアルコール及び/若しくはアリル
アルコールのアルキレンオキサイド付加物との付加反応
生成物等があげられる。その他の例示としては、化1の
構造式で示される2−メタクリロイルオキシエチルイソ
シアネート、化2の構造式で示されるメタクリロイルイ
ソシアネート等があげられる。
Next, the polymerizable unsaturated isocyanate used in the preparation of the aqueous printing ink composition of the present invention is exemplified by hexamethylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, cyclohexylmethane diisocyanate, isophorone diisocyanate, tolylene diisocyanate, General organic polyisocyanates such as diphenylmethane diisocyanate or dimers or trimers thereof, and acryloyl group-containing hydroxyl group compounds such as hydroxyl methacrylate and hydroxyl acrylate, and / or their alkylene oxide adducts, or allyl alcohol and And / or an addition reaction product of allyl alcohol with an alkylene oxide adduct. Other examples include 2-methacryloyloxyethyl isocyanate represented by the structural formula of Chemical formula 1, methacryloyl isocyanate represented by the structural formula of Chemical formula 2, and the like.

【0034】[0034]

【化1】 [Chemical 1]

【0035】[0035]

【化2】 [Chemical 2]

【0036】これら重合性不飽和基含有イソシアネート
化合物は、前記の工程で得られた活性アミノ基含有ポリ
ウレタンエマルジョン中へ添加、より好ましくは滴下し
て混合され、反応が行われる。
These polymerizable unsaturated group-containing isocyanate compounds are added to the active amino group-containing polyurethane emulsion obtained in the above-mentioned step, more preferably added dropwise and mixed to carry out the reaction.

【0037】重合性不飽和基含有イソシアネート化合物
の前記活性アミノ基含有ポリウレタンエマルジョンへの
添加反応は、5〜40℃、より好ましくは5〜30℃の
温度下で実施され、15分間〜120分間をかけて実施
される。この反応温度が5℃より低いと活性アミノ基と
重合性不飽和基含有イソシアネート化合物との反応が遅
くなると共に、重合性不飽和基含有イソシアネート化合
物と水との副反応が起こるので好ましくない。一方、反
応温度が40℃より高いと、重合性不飽和基含有イソシ
アネート化合物と水との副反応が誘発されるため、活性
アミノ基と重合性不飽和基含有イソシアネート化合物と
の反応率が低下する。従って、必然的にウレタン骨格へ
の重合性不飽和基の導入量が減少することとなる。
The reaction of addition of the polymerizable unsaturated group-containing isocyanate compound to the active amino group-containing polyurethane emulsion is carried out at a temperature of 5 to 40 ° C., more preferably 5 to 30 ° C. for 15 minutes to 120 minutes. Will be implemented. If the reaction temperature is lower than 5 ° C, the reaction between the active amino group and the polymerizable unsaturated group-containing isocyanate compound is delayed, and a side reaction between the polymerizable unsaturated group-containing isocyanate compound and water occurs, which is not preferable. On the other hand, when the reaction temperature is higher than 40 ° C., a side reaction between the polymerizable unsaturated group-containing isocyanate compound and water is induced, so that the reaction rate between the active amino group and the polymerizable unsaturated group-containing isocyanate compound decreases. . Therefore, the amount of the polymerizable unsaturated group introduced into the urethane skeleton is necessarily reduced.

【0038】前記重合性不飽和基含有イソシアネート化
合物の添加量は、(前記活性アミノ基含有ポリウレタン
エマルジョンの活性アミノ基のモル数)/(重合性不飽
和基含有イソシアネート化合物のイソシアネート基のモ
ル数)の比が1/1.05〜1/0.8の割合となるよ
うに設定され添加される。この比が1/1.05より小
さい(イソシアネート基のモル比が大きい)と、重合性
不飽和基含有イソシアネート化合物と水との反応による
遊離状態の重合性不飽和基含有尿素体、重合性不飽和基
含有アミン化合物が多くなるので好ましくない。また、
この比が1/0.8より大きい(イソシアネート基のモ
ル比が小さい)と、必然的に、重合性不飽和基の導入量
が減少し、本発明のエマルジョン組成物の物性発現効果
が小さくなるので好ましくない。更に、活性アミノ基が
多量に残存すると、硬化後の皮膜の焼け、黄変等が増長
するので好ましくない。
The amount of the polymerizable unsaturated group-containing isocyanate compound added is (the number of moles of the active amino group of the active amino group-containing polyurethane emulsion) / (the number of moles of the isocyanate group of the polymerizable unsaturated group-containing isocyanate compound). Is added such that the ratio of is 1.05 to 1 / 0.8. When this ratio is smaller than 1 / 1.05 (the molar ratio of isocyanate groups is large), the polymerizable unsaturated group-containing urea body in the free state due to the reaction between the polymerizable unsaturated group-containing isocyanate compound and water, It is not preferable because the amount of the saturated group-containing amine compound increases. Also,
If this ratio is larger than 1 / 0.8 (the molar ratio of isocyanate groups is small), the amount of the polymerizable unsaturated groups introduced will inevitably decrease, and the effect of exhibiting physical properties of the emulsion composition of the present invention will decrease. It is not preferable. Furthermore, if a large amount of active amino groups remain, burning and yellowing of the film after curing are increased, which is not preferable.

【0039】上記反応により、本発明の水性印刷インキ
組成物に含有されるポリウレタンのウレタン骨格中の活
性アミノ基と、重合性不飽和基含有イソシアネート化合
物中のイソシアネート基とが反応し、最終的にポリウレ
タン骨格中に重合性不飽和基が導入される。これによ
り、本発明に使用される放射線硬化性ポリウレタン水分
散体が得られる。
By the above reaction, the active amino group in the urethane skeleton of the polyurethane contained in the aqueous printing ink composition of the present invention reacts with the isocyanate group in the polymerizable unsaturated group-containing isocyanate compound, and finally A polymerizable unsaturated group is introduced into the polyurethane skeleton. This gives the radiation-curable polyurethane water dispersion used in the present invention.

【0040】次に、本発明に使用される光増感剤につい
て説明する。光増感剤としては、アセトフェノン系、ベ
ンゾインエーテル系、ケタール系、ベンゾフェノン系、
アントラキノン系等の誘導体が挙げられる。例えば、2
−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1
−オン,イソプロピルベンゾインエーテル等のアルキル
ベンゾインエーテル、オルソベンゾイル安息香酸メチ
ル,ベンジルメチルケタール,エチルアントラキノン等
が挙げられる。これらの光増感剤は単独で使用し又は2
種以上を併用してもよい。
Next, the photosensitizer used in the present invention will be described. As the photosensitizer, acetophenone type, benzoin ether type, ketal type, benzophenone type,
Examples thereof include anthraquinone-based derivatives. For example, 2
-Hydroxy-2-methyl-1-phenylpropane-1
-One, alkyl benzoin ethers such as isopropyl benzoin ether, methyl orthobenzoyl benzoate, benzyl methyl ketal, ethyl anthraquinone and the like. These photosensitizers may be used alone or
You may use together 1 or more types.

【0041】尚、添加量は、光架橋を達成するため、放
射線硬化性ポリウレタン水分散体固形分に対して0.3
〜10%、好ましくは、0.3〜5%である。また、こ
れらの光増感剤は、そのままで添加するか、又は乳化剤
を用いて水に乳化した後、前記放射線硬化性ポリウレタ
ン水分散体に添加するなどの方法により添加される。
The amount of addition is 0.3% based on the solid content of the radiation-curable polyurethane water dispersion in order to achieve photocrosslinking.
It is -10%, preferably 0.3-5%. Further, these photosensitizers are added as it is or after being emulsified in water using an emulsifier and then added to the radiation-curable polyurethane aqueous dispersion.

【0042】[0042]

【作用】本発明の放射線硬化性水性印刷インキ組成物
は、ポリウレタン骨格に重合性不飽和基を有する放射線
硬化性ポリウレタン水分散体と光増感剤とを必須成分と
する。
The radiation-curable aqueous printing ink composition of the present invention comprises a radiation-curable polyurethane aqueous dispersion having a polymerizable unsaturated group in the polyurethane skeleton and a photosensitizer as essential components.

【0043】そのため、UV光照射により光架橋を起こ
し、架橋密度の高い構造を形成する。従って、反応基を
有しない従来のポリウレタンエマルジョンの欠点であっ
た耐水性、耐溶剤性、耐薬品性等の性能が改善される。
Therefore, photo-crosslinking is caused by irradiation with UV light to form a structure having a high crosslink density. Therefore, performances such as water resistance, solvent resistance, and chemical resistance, which are the drawbacks of the conventional polyurethane emulsion having no reactive group, are improved.

【0044】本発明の放射線硬化性水性印刷インキ組成
物は水性エマルジョンであるため、即ち、希釈媒体に水
を使用しているため、粘度管理及び膜厚調整を容易に行
うことができる。従って、従来技術よりなる放射線硬化
性樹脂が粘度管理及び膜厚調整のため併用されている反
応性希釈剤モノマーから起こる硬化後のモノマー固有の
臭気の残留の問題、樹脂硬化収縮に起因する被着材料へ
の接着性不足等の問題を解決することが可能となる。
Since the radiation-curable aqueous printing ink composition of the present invention is an aqueous emulsion, that is, water is used as a diluting medium, viscosity control and film thickness adjustment can be easily performed. Therefore, the problem of residual odor peculiar to the monomer after curing caused by the reactive diluent monomer used together with the radiation curable resin of the prior art for viscosity control and film thickness adjustment, and the adhesion caused by resin curing shrinkage. It becomes possible to solve problems such as insufficient adhesion to materials.

【0045】また、硬化皮膜の硬度を高める必要がある
場合には、本発明の放射線硬化性ポリウレタンエマルジ
ョン組成物に水溶性の反応性希釈剤モノマーを併用使用
することも出来る。水溶性の反応性希釈剤モノマーとし
て、例えばジメチルアクリルアミド、ビニルピロリド
ン、エチレングリコール、ジエチレングリコールのジア
クリルレート、低分子ポリエチレングリコールのジアク
リルレート等を挙げることが出来る。
When it is necessary to increase the hardness of the cured film, the radiation-curable polyurethane emulsion composition of the present invention can be used in combination with a water-soluble reactive diluent monomer. Examples of the water-soluble reactive diluent monomer include dimethylacrylamide, vinylpyrrolidone, ethylene glycol, diacrylate of diethylene glycol, and diacrylate of low-molecular polyethylene glycol.

【0046】[0046]

【発明の効果】本発明に係る放射線硬化性水性印刷イン
キ組成物は、以下のような特有の効果を有している。
The radiation-curable aqueous printing ink composition according to the present invention has the following unique effects.

【0047】本発明の放射線硬化性水性印刷インキ組
成物は、ポリウレタン骨格に重合性不飽和基を有する放
射線硬化性ポリウレタン水分散体と光増感剤とを必須成
分とする。そのため、UV光照射により光架橋を起こ
し、省エネルギーで架橋密度の高い構造を形成する。従
って、反応基を有しない従来のポリウレタンエマルジョ
ンの欠点である耐水性、耐溶剤性、耐薬品性等の性能が
改善される。
The radiation-curable aqueous printing ink composition of the present invention comprises a radiation-curable polyurethane aqueous dispersion having a polymerizable unsaturated group in the polyurethane skeleton and a photosensitizer as essential components. Therefore, photo-crosslinking is caused by UV light irradiation, and a structure with high energy saving and high crosslink density is formed. Therefore, performances such as water resistance, solvent resistance, and chemical resistance, which are defects of the conventional polyurethane emulsion having no reactive group, are improved.

【0048】水性のエマルジョンであるため、インキ
膜厚等の調整のための粘度調整を水の添加で行うことが
出来る。そのため、従来の放射線硬化性樹脂で希釈のた
め併用されている反応性希釈剤としてのモノマーが原因
で生じる硬化後のモノマー臭の残留、樹脂硬化収縮によ
る被着材料への接着性不足等の問題が解決される。
Since it is an aqueous emulsion, the viscosity can be adjusted by adding water to adjust the ink film thickness and the like. Therefore, problems such as residual monomer odor after curing caused by a monomer as a reactive diluent that is also used for dilution with conventional radiation curable resin, and insufficient adhesion to the adherend due to resin curing shrinkage Is solved.

【0049】[0049]

【実施例】以下、本発明を実施剤により説明するが、本
発明はこれらの実施例に限定されるものではない。尚、
後述する実施例、合成例、比較例及び比較合成例等にお
ける「部」及び「%」は、特に明示がない限り、各々重
量部及び重量%を示す。
EXAMPLES The present invention will be described below with reference to the agents, but the present invention is not limited to these examples. still,
"Parts" and "%" in Examples, Synthesis Examples, Comparative Examples and Comparative Synthesis Examples, which will be described later, represent parts by weight and% by weight, respectively, unless otherwise specified.

【0050】<合成例>ポリエステルポリオール(ブチ
レンアジペート、分子量2000)350部、トリメチ
ロールプロパン10.1部、ポリエチレングリコール3
5部(分子量600)、PO(プロピレンオキサイド)
/EO(エチレンオキサイド)ランダム共重合ポリエー
テルポリオール35部、(PO/EO=30/70,分
子量3400)、及び1,4−ブタンジオール78.3
部をメチルエチルケトン400部に添加し溶解した後、
イソホロンジイソシアネート310部を系内温度50℃
で添加した。その後、ジブチルスズジラウレート0.0
5部を添加し、徐々に加温して系内温度75℃とする。
75℃で60分間反応させた段階で更にジブチルスズジ
ラウレート0.05部を添加する。その後、反応を継続
して75℃/200分経過した時点で冷却し、系内温度
を50℃とした。50℃に冷却後のウレタンプレポリマ
ーの遊離イソシアネート基は2.0%(対固型分)であ
った。
<Synthesis example> Polyester polyol (butylene adipate, molecular weight 2000) 350 parts, trimethylol propane 10.1 parts, polyethylene glycol 3
5 parts (molecular weight 600), PO (propylene oxide)
/ EO (ethylene oxide) random copolymer polyether polyol 35 parts, (PO / EO = 30/70, molecular weight 3400), and 1,4-butanediol 78.3.
Parts to 400 parts of methyl ethyl ketone and dissolved,
310 parts of isophorone diisocyanate are used to bring the system temperature to 50 ° C.
Added in. Then, dibutyl tin dilaurate 0.0
5 parts are added, and the system temperature is gradually raised to 75 ° C.
When the reaction was carried out at 75 ° C. for 60 minutes, 0.05 part of dibutyltin dilaurate was added. After that, the reaction was continued and cooled at the time of 75 ° C./200 minutes, and the system temperature was adjusted to 50 ° C. The free isocyanate group of the urethane prepolymer after cooling to 50 ° C. was 2.0% (relative to solid content).

【0051】次に、系内温度45℃にて、ジスチレン化
フェノールのエチレンオキサイド付加物であるポリオキ
シエチレンアリルフェノールエーテル型非イオン界面活
性剤(HLB=15)80部添加し、10分間混合し
た。その後、系内内容物をホモミキサーを用いて300
0rpmで高速攪拌し、その中へ蒸留水1300部を徐
々に添加し、その後、系内温度30℃にて20分間乳化
を実施した。
Next, at an internal temperature of 45 ° C., 80 parts of a polyoxyethylene allylphenol ether type nonionic surfactant (HLB = 15), which is an ethylene oxide adduct of distyrenated phenol, was added and mixed for 10 minutes. . After that, the contents in the system are heated to 300 using a homomixer.
The mixture was stirred at 0 rpm at high speed, 1300 parts of distilled water was gradually added thereto, and then emulsification was carried out at a system temperature of 30 ° C. for 20 minutes.

【0052】系内温度をさらに20℃に冷却した後、ジ
エチレントリアミン18部を蒸留水130部に溶解した
ジエチレントリアミン水溶液を添加した。系内温度を2
0〜25℃にコントロールして、60分間ホモミキサー
を用いて3000rpmで攪拌を続行した。次に、エバ
ポレーターにより、溶媒として使用したメチルエチルケ
トンを減圧回収(湯浴40℃)した。以上により、本発
明に使用する活性アミノ基含有ポリウレタンエマルジョ
ンを調製することが出来た。
After cooling the system temperature to 20 ° C., an aqueous solution of diethylenetriamine in which 18 parts of diethylenetriamine was dissolved in 130 parts of distilled water was added. System temperature is 2
The temperature was controlled to 0 to 25 ° C., and stirring was continued for 60 minutes using a homomixer at 3000 rpm. Next, methyl ethyl ketone used as a solvent was recovered under reduced pressure (water bath 40 ° C.) by an evaporator. As described above, the active amino group-containing polyurethane emulsion used in the present invention could be prepared.

【0053】得られた活性アミノ基含有ポリウレタンエ
マルジョンの分析を行った。その結果を表1に示す。含
有される活性アミノ基量(アミン価、以下「Am・V」
という)は、エマルジョン10部を攪拌してN−メチル
−2−ピロソドン300部に溶解させ、ブロムフェノー
ルブルーを指示薬として、塩酸滴定により求めた。
The active amino group-containing polyurethane emulsion obtained was analyzed. The results are shown in Table 1. Amount of active amino groups contained (amine value, hereinafter “Am · V”)
10 parts of the emulsion was stirred and dissolved in 300 parts of N-methyl-2-pyrrosodone, and titrated with hydrochloric acid using bromphenol blue as an indicator.

【0054】[0054]

【表1】 [Table 1]

【0055】次に、前記で得られた活性アミノ基含有ポ
リウレタンエマルジョン1000部を25℃の系内温度
に保ち、ホモミキサーにより1000rpmで攪拌す
る。その中へハイドロキノンモノメチルエーテル0.2
部をイソプロアルコール2部に溶解した溶液を添加した
後、2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート1
0.2部を10分間を要して徐々に滴下した。その後、
25℃で攪拌を続行し、Am・Vの測定値が一定になる
まで攪拌した。
Next, 1000 parts of the active amino group-containing polyurethane emulsion obtained above is kept at a system temperature of 25 ° C. and stirred at 1000 rpm by a homomixer. Hydroquinone monomethyl ether 0.2
After adding a solution of 2 parts of isoproalcohol dissolved in 2 parts of 2-methacryloyloxyethyl isocyanate 1
0.2 part was gradually added dropwise over 10 minutes. afterwards,
Stirring was continued at 25 ° C., and stirring was continued until the measured value of Am · V became constant.

【0056】その結果、60分間攪拌を要し、Am・V
値は0.25(全系に対して)となり、明らかに活性ア
ミノ基含有ポリウレタンエマルジョン中の活性アミノ基
と2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネートのイ
ソシアネート基とが反応していることがわかる。以上に
より、固型分40.2%、白色液状のエマルジョンが得
られた。
As a result, stirring for 60 minutes is required, and Am.V
The value was 0.25 (for all systems), and it is clear that the active amino groups in the active amino group-containing polyurethane emulsion and the isocyanate groups of 2-methacryloyloxyethyl isocyanate have reacted. As a result, a white liquid emulsion having a solid content of 40.2% was obtained.

【0057】<比較合成例>実施例と同様に遊離イソシ
アネート基2.0%のウレタンプレポリマーを調製し
た。その後、実施例と同様に乳化を実施した後、ジエチ
レントリアミンの代わりにエチレンジアミンを同モル量
添加して攪拌した。次に、エバポレーターにより使用溶
剤であるメチルエチルケトンを回収した。以上により、
従来技術によるポリウレタンエマルジョンが得られた。
このポリウレタンエマルジョンの分析結果を表1に併せ
て示す。表1のアミノ基含有量から分かるように、この
ポリウレタンエマルジョンは殆ど活性アミノ基を有して
いない。
<Comparative Synthesis Example> A urethane prepolymer having a free isocyanate group of 2.0% was prepared in the same manner as in the example. After that, emulsification was carried out in the same manner as in Example, and then ethylenediamine was added in the same molar amount instead of diethylenetriamine and stirred. Next, the solvent used, methyl ethyl ketone, was recovered by an evaporator. From the above,
A polyurethane emulsion according to the prior art was obtained.
The analysis results of this polyurethane emulsion are also shown in Table 1. As can be seen from the amino group content in Table 1, this polyurethane emulsion has almost no active amino groups.

【0058】<実施例1及び2、参考例>合成例で得ら
れたポリウレタンエマルジョンに、顔料であるフタロシ
アニンブルーTGR−1(大日本インキ化学工業社製)
を、樹脂固形分/顔料=3/1となるように配合し、混
練して水性印刷インキを得た。この水性印刷インキを参
考例の水性印刷インキとした。
<Examples 1 and 2, Reference Example> Phthalocyanine blue TGR-1 (manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc.) as a pigment was added to the polyurethane emulsion obtained in the synthesis example.
Was mixed so as to be resin solid content / pigment = 3/1 and kneaded to obtain an aqueous printing ink. This water-based printing ink was used as the water-based printing ink of the reference example.

【0059】参考例の水性印刷インキに、化3に示す光
増感剤を樹脂固形分に対して1重量%添加したものを実
施例1の放射線硬化性水性印刷インキとし、3重量%添
加したものを実施例2の水性印刷インキとした。光増感
剤は水溶液として添加し、その水溶液の組成は、光増感
剤とポリオキシエチレンアリルフェノールエーテル型非
イオン界面活性剤(HLB=15)と水とを含有し、そ
の比率は10部/8部/82部である。
The radiation-curable water-based printing ink of Example 1 was prepared by adding 1% by weight of the photosensitizer shown in Chemical formula 3 to the resin solid content to the water-based printing ink of Reference Example. This was used as the aqueous printing ink of Example 2. The photosensitizer is added as an aqueous solution, and the composition of the aqueous solution contains the photosensitizer, a polyoxyethylene allylphenol ether type nonionic surfactant (HLB = 15) and water, and the ratio is 10 parts. / 8 copies / 82 copies.

【0060】[0060]

【化3】 [Chemical 3]

【0061】<比較例>比較合成例で得た従来技術のポ
リウレタンエマルジョンに、実施例1及び2と同量のフ
タロシアニンブルーTGR−1(大日本インキ化学工業
社製)を同様に配合し、混練した。得られたものを比較
例の水性印刷インキとした。
Comparative Example The same amount of phthalocyanine blue TGR-1 (manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc.) as in Examples 1 and 2 was added to the conventional polyurethane emulsion obtained in Comparative Synthesis Example and kneaded. did. The obtained product was used as a water-based printing ink of Comparative Example.

【0062】《インキ膜の物性評価》実施例1及び2、
参考例、並びに比較例の水性印刷インキを用いて得られ
たインキ膜の物性を評価した。
<< Evaluation of Physical Properties of Ink Film >> Examples 1 and 2,
The physical properties of the ink film obtained using the water-based printing inks of Reference Example and Comparative Example were evaluated.

【0063】厚さ20μmのコロナ放電処理した延伸ポ
リプロピレンフィルムのコロナ放電処理面に、膜厚5μ
mとなるように実施例1及び2、参考例、並びに比較例
の水性印刷インキを塗布し、40℃の乾燥器内に24時
間放置した後、高圧水銀燈(照射強度80W/cm2
照点距離8cm)を用いて、5m/minの速度で紫外
線照射による光重合を行うことにより、試験片を作製し
た。各試験片の印刷表面の接着性、耐溶剤性、耐水性を
評価し、その結果を表2に示す。試験方法及び評価基準
は以下のとおりである。
A corona discharge-treated surface of a corona discharge-treated stretched polypropylene film having a thickness of 20 μm has a film thickness of 5 μm.
The water-based printing inks of Examples 1 and 2, Reference Examples, and Comparative Examples were applied so as to obtain m and left in a dryer at 40 ° C. for 24 hours, and then a high pressure mercury lamp (irradiation intensity 80 W / cm 2 ,
A test piece was prepared by performing photopolymerization by ultraviolet irradiation at a speed of 5 m / min using a focal point distance of 8 cm). The adhesiveness, solvent resistance, and water resistance of the printed surface of each test piece were evaluated, and the results are shown in Table 2. The test method and evaluation criteria are as follows.

【0064】[0064]

【表2】 [Table 2]

【0065】<接着性>ニチバン製セロテープを用いて
試験片の剥離試験を行った。評価基準は以下のとおりで
ある。
<Adhesiveness> A peeling test of a test piece was performed using a Nichiban cellophane tape. The evaluation criteria are as follows.

【0066】◎ 急激に引離しても剥離しない ○ ◎〜△と中間的な接着強度 △ 急激に引離せば剥離するが、徐々に引離した場合は
剥離しない × 徐々に引離しても剥離する <耐溶剤性>エタノールを試験片の印刷表面にたらし、
30分後に脱脂綿でこすり表面状態を判定した(学振型
堅牢度試験機使用)。評価基準は以下のとおりである。
◎ It does not peel even if it is suddenly separated. ○ Intermediate adhesive strength between ◎ and △ △ It peels if it is rapidly separated, but it does not peel when gradually separated. × It peels even when gradually separated. <Solvent resistance> Put ethanol on the printed surface of the test piece,
After 30 minutes, the surface condition was determined by rubbing with absorbent cotton (using Gakushin type fastness tester). The evaluation criteria are as follows.

【0067】○ 30回でもインキ膜を保持している △ 10〜30回でインキ膜が消失する × 10回以下でインキ膜が消失する <耐水性>60℃の温水に試験片を30分間浸漬した
後、インキ膜の表面状態を判定した。評価基準は以下の
とおりである。
○ The ink film is retained even after 30 times. △ The ink film disappears after 10 to 30 times. × The ink film disappears after 10 times or less. <Water resistance> The test piece is immersed in warm water at 60 ° C for 30 minutes. After that, the surface condition of the ink film was judged. The evaluation criteria are as follows.

【0068】○ 透明で印刷色が鮮明 △ 部分的に白化し、印刷色が部分的に不鮮明 × 白化して印刷色が不鮮明 表2より、実施例1及び2の放射線硬化性ポリウレタン
水分散体に光増感剤を配合した水性印刷インキを用いて
得られるインキ膜は、参考例のインキと比較すれば明ら
かなように、紫外線照射により接着性、耐温水性及び耐
溶剤性が向上していることがわかる。これは、放射線硬
化性ポリウレタンの重合性不飽和基が光照射により、架
橋反応することによるものである。一方、比較例の従来
技術によるポリウレタンエマルジョンを用いて得られる
インキ膜は、接着性、耐温水性及び耐溶剤性何れの点に
おいても、実施例1及び2より劣っている。
○ Transparent and clear print color △ Partially whitened, print color partially unclear × Whitened and print color unclear From Table 2, the radiation-curable polyurethane aqueous dispersions of Examples 1 and 2 were obtained. The ink film obtained by using the water-based printing ink containing the photosensitizer has improved adhesiveness, warm water resistance and solvent resistance by UV irradiation, as is clear from comparison with the ink of Reference Example. I understand. This is because the polymerizable unsaturated group of the radiation-curable polyurethane undergoes a crosslinking reaction upon irradiation with light. On the other hand, the ink film obtained using the conventional polyurethane emulsion of Comparative Example is inferior to Examples 1 and 2 in terms of adhesion, hot water resistance and solvent resistance.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08G 18/83 NGV ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical display location C08G 18/83 NGV

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 活性アミノ基含有ポリウレタンエマルジ
ョンに、重合性不飽和基含有イソシアネート化合物を添
加し反応させて得られる放射線硬化性ポリウレタン水分
散体と、光増感剤とを含有することを特徴とする放射線
硬化性水性印刷インキ組成物。
1. A radiation-curable aqueous polyurethane dispersion obtained by adding and reacting a polymerizable unsaturated group-containing isocyanate compound to an active amino group-containing polyurethane emulsion, and a photosensitizer. A radiation-curable aqueous printing ink composition.
【請求項2】 前記活性アミノ基含有ポリウレタンエマ
ルジョンは、 2個以上の活性水素を含有する化合物と有機ポリイソン
アネートとの反応により得られる分子末端にイソシアネ
ート基を有するウレタンプレポリマーを水中に乳化分散
し、 その後、同一分子内に少なくとも2個の一級アミノ基と
少なくとも1個の二級アミノ基とを有するポリアミンを
添加し反応させて得られることを特徴とする請求項1に
記載の放射線硬化性水性印刷インキ組成物。
2. The active amino group-containing polyurethane emulsion is obtained by emulsifying and dispersing in water a urethane prepolymer having an isocyanate group at the molecular end, which is obtained by reacting a compound containing two or more active hydrogens with an organic polyisocyanate. The radiation-curable composition according to claim 1, wherein a polyamine having at least two primary amino groups and at least one secondary amino group in the same molecule is then added and reacted. Aqueous printing ink composition.
【請求項3】 前記ウレタンプレポリマーへの前記ポリ
アミンの添加を、(前記ウレタンプレポリマーの末端N
CO基)/(前記ポリアミンの1級アミノ基)のモル比
が1/1〜1/0.7の範囲内となるように行うことを
特徴とする請求項2に記載の放射線硬化性水性印刷イン
キ組成物。
3. The addition of the polyamine to the urethane prepolymer comprises:
The radiation-curable aqueous printing according to claim 2, wherein the molar ratio of (CO group) / (primary amino group of the polyamine) is in the range of 1/1 to 1 / 0.7. Ink composition.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006299022A (en) * 2005-04-18 2006-11-02 Jsr Corp Polyurethane acrylate and its manufacture method

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03166216A (en) * 1989-11-24 1991-07-18 Mitsui Toatsu Chem Inc Aqueous polyurethane resin composition

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03166216A (en) * 1989-11-24 1991-07-18 Mitsui Toatsu Chem Inc Aqueous polyurethane resin composition

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006299022A (en) * 2005-04-18 2006-11-02 Jsr Corp Polyurethane acrylate and its manufacture method
JP4532330B2 (en) * 2005-04-18 2010-08-25 Jsr株式会社 Polyurethane acrylate and process for producing the same

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