JPH11100528A - Active energy ray curable water-borne composition - Google Patents

Active energy ray curable water-borne composition

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JPH11100528A
JPH11100528A JP26160997A JP26160997A JPH11100528A JP H11100528 A JPH11100528 A JP H11100528A JP 26160997 A JP26160997 A JP 26160997A JP 26160997 A JP26160997 A JP 26160997A JP H11100528 A JPH11100528 A JP H11100528A
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JP
Japan
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energy ray
active energy
curable
group
polyurethane
Prior art date
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Application number
JP26160997A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigehiro Tanaka
重弘 田中
Masanori Takase
正則 高瀬
Sakiko Mori
佐紀子 森
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DIC Corp
Original Assignee
Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a compsn. excellent in storing stability as well as surface smoothness and paintability of a coating film by blending a water-dispersed nongel compsn. having a salt group and an active energy ray curable unsatd. group in the polyurethane resin structure with water-dispersed polyurethane microgel particles. SOLUTION: A compsn. having an active energy ray curable unsatd. group which does not react at 50 deg.C or below is usually employed. The nongel compsn. and the gel particles are blended usually at the ratio of 100/5 to 20/100 (wt. ratio). The nongel compd. is obtd. by reacting a polyisocyanate compd. having more than one functional group, a polyol having more than one functional group on an average, a compd. having an active energy ray curable unsatd. double bond group and a hydroxy group and a compd. having a salt group. The gel particles are obtd. by reacting a water-dispersible polyurethane resin structure having an isocyanate group and a salt group with a crosslinking agent. This compsn. is useful as a vehicle for paint, ink, etc.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は木質建材用塗料、建
材化粧紙用コート剤、紙用艶ニス、アルミニウム、鉄、
ブリキ、トタン板等の金属板、金属材料用塗料、包装
材、段ボール等のグラビアインキ、フレキソインキ等に
有用に用いられる、保存安定性、印刷或いは塗装適性、
密着性、耐薬品性に優れ、臭気、皮膚毒性の小さい水分
散性の活性エネルギー線硬化型の組成物に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to paints for wooden building materials, coating agents for decorative paper for building materials, glossy varnishes for paper, aluminum, iron,
Preservation stability, printing or coating suitability, useful for metal plates such as tinplate and galvanized sheet, paints for metal materials, packaging materials, gravure inks such as cardboard, flexographic inks, etc.
The present invention relates to a water-dispersible active energy ray-curable composition having excellent adhesion and chemical resistance, low odor and low skin toxicity.

【0002】[0002]

【従来の技術】木質建材用塗料、建材用化粧紙用コート
剤、紙用艶ニス、アルミニウム、鉄、ブリキ、トタン板
などの金属板、金属材料用塗料、或いは段ボール、各種
プラスチックフイルム等への塗料、コーチング、インキ
として用いられる塗料、コーチング剤、インキなどの分
野に於いて硬化方法として活性エネルギー線硬化が応用
されているが、実用に際しては塗装、印刷といった工程
を経ることが必要で、この工程に適した塗工粘度を得る
ためには溶剤或いはモノマーで希釈する必要がある。溶
剤を使う溶剤型の塗料、コーチング、インキに於いて
は、安全衛生、作業環境に問題があり、無溶剤型といわ
れる塗料、コーチング、インキに於いても、モノマーの
皮膚毒性、臭気など同様に安全衛生に問題がある。しか
も塗工粘度の制限から高分子原材料を利用することが出
来ずこのため塗膜の化学的、物理的性能を上げることが
出来ない等の欠点がある。
2. Description of the Related Art Paints for wood-based building materials, coating materials for decorative paper for building materials, glossy varnishes for paper, metal plates such as aluminum, iron, tinplate, galvanized sheet, paints for metal materials, cardboard, various plastic films, etc. Active energy ray curing is applied as a curing method in the fields of paints, coatings, coatings used as inks, coating agents, inks, and the like.However, in practical use, it is necessary to go through steps such as painting and printing. In order to obtain a coating viscosity suitable for the process, it is necessary to dilute with a solvent or a monomer. Solvent-based paints, coatings, and inks that use solvents have problems in safety and health and work environments, and paints, coatings, and inks, which are said to be solvent-free, have the same problems as monomer skin toxicity and odor. There is a problem in health and safety. In addition, there is a drawback in that the polymer raw material cannot be used due to the limitation of the coating viscosity, and thus the chemical and physical performance of the coating film cannot be improved.

【0003】水溶性の活性エネルギー線硬化型の塗料、
コーチング、インキはそうした安全衛生、作業環境につ
いては何等問題がないばかりか高分子材料を応用するこ
ともできる。水性ビヒクルには大きく分けてエマルジョ
ンタイプ、架橋分散タイプ(マイクロゲル)、水溶性タ
イプ(非ゲル状分散型)の3つが有り、前二者は溶媒が
蒸発した後の再溶解性に乏しく、塗料表面の皮張りが起
きたり、塗工機械の洗浄が困難であったりするが、水溶
性タイプ(非ゲル状分散型)は再溶解性が良く、塗工機
械の洗浄が水で出来る特徴があるため水溶性タイプが好
まれる。しかし、水溶性のビヒクルからなるインキ、塗
料は塗工の際発泡する欠点があり、消泡剤を用いる必要
があり、消泡効果の高い消泡剤を用いると塗膜表面のハ
ジキ、ピンホール等が生じたり、塗膜の平滑性が失われ
る塗膜の欠陥が起こる。
[0003] Water-soluble active energy ray-curable paints,
Coatings and inks have no problem with regard to such safety and health and working environment, and polymer materials can be applied. Aqueous vehicles are roughly divided into three types: emulsion type, cross-linked dispersion type (microgel), and water-soluble type (non-gel dispersion type). The former two have poor resolubility after the solvent evaporates, and paint Although the surface may be skinned or the coating machine may be difficult to clean, the water-soluble type (non-gel dispersion type) has good resolubility, and the coating machine can be washed with water. Therefore, the water-soluble type is preferred. However, inks and paints made of a water-soluble vehicle have the disadvantage of foaming during coating, and it is necessary to use an antifoaming agent. And the like, and a defect of the coating film in which the smoothness of the coating film is lost occurs.

【0004】水に分散した非ゲル状の活性エネルギー線
硬化性ポリウレタン組成物とイソシアネート基末端ポリ
ウレタン樹脂骨格を活性水素原子を有する架橋剤で鎖延
長或いは架橋して得られる高分子量の水性ポリウレタン
化合物、或いはマイクロゲル、(本発明では以後水性ポ
リウレタンマイクロゲルと呼ぶ)、を添加すると上記し
た塗膜の欠陥がなくなる事が判っている。しかし、常温
で1〜2週間、40℃で保温すると数日でゲル化し、保
存安定性と言う新たな問題を生じる。その理由は、高分
子量の水性ポリウレタン組成物、或いはマイクロゲルの
前駆体であるイソシアネート基を持つポリウレタン樹脂
骨格と活性水素原子を有する架橋剤や水とが反応して出
来るアミノ基等の活性水素原子或いは未反応の活性水素
原子と、非ゲル状の活性エネルギー線硬化性ポリウレタ
ン化合物のアクリロイル基などの活性エネルギー線硬化
性二重結合との間で起こすマイケル付加反応により架橋
反応が起こり高分子量化するためである。
A high-molecular weight aqueous polyurethane compound obtained by chain-extending or crosslinking a non-gel active energy ray-curable polyurethane composition dispersed in water and a isocyanate group-terminated polyurethane resin skeleton with a crosslinking agent having an active hydrogen atom; Alternatively, it has been found that the addition of a microgel (hereinafter referred to as an aqueous polyurethane microgel in the present invention) eliminates the above-mentioned defects of the coating film. However, if it is kept at room temperature for 1 to 2 weeks and at 40 ° C., it gels in a few days, which causes a new problem of storage stability. The reason is that a high molecular weight aqueous polyurethane composition or a polyurethane resin skeleton having an isocyanate group, which is a precursor of a microgel, and a crosslinking agent having an active hydrogen atom, or an active hydrogen atom such as an amino group formed by reacting with water. Alternatively, a crosslinking reaction occurs due to a Michael addition reaction between an unreacted active hydrogen atom and an active energy ray-curable double bond such as an acryloyl group of a non-gel active energy ray-curable polyurethane compound to increase the molecular weight. That's why.

【0005】水に分散した非ゲル状の活性エネルギー線
硬化性ポリウレタン組成物 と混合する水性ポリウレタ
ンマイクロゲル中の活性水素原子をゼロにすればマイケ
ル付加反応は起こさないが、イソシアネート基と等当量
の活性水素原子と反応させても反応は水中で行われるた
めイソシアネート基が水との反応でアミノ基となりその
当量だけ未反応の活性水素原子が残る。従って活性水素
原子をゼロにするのは事実上不可能である。
[0005] If the active hydrogen atoms in the aqueous polyurethane microgel mixed with the non-gel active energy ray-curable polyurethane composition dispersed in water are reduced to zero, no Michael addition reaction takes place. Even if it reacts with an active hydrogen atom, the reaction is carried out in water, so that the isocyanate group becomes an amino group by the reaction with water, and an unreacted active hydrogen atom remains by an equivalent amount. Therefore, it is practically impossible to make active hydrogen atoms zero.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】水性活性エネルギー線
硬化性の組成物を含有する塗料、コーチング、インキに
おいて保存安定性が良く、再溶解性が良い、しかも塗装
面或いは印刷面の欠陥のない、平滑性の高い塗装物或い
は印刷物を得るための活性エネルギー線硬化性水性組成
物を得ることにある。
In a paint, a coating or an ink containing an aqueous active energy ray-curable composition, storage stability is good, re-dissolving property is good, and there is no defect on a painted surface or a printed surface. An object of the present invention is to obtain an active energy ray-curable aqueous composition for obtaining a coated or printed material having high smoothness.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者等は研究を進め
た結果、50℃以下ではマイケル付加反応を起こさない
活性エネルギー線硬化性二重結合を分子中に有する非ゲ
ル状の活性エネルギー線硬化性ポリウレタン組成物であ
ればたとえ活性水素原子を含む水性ポリウレタンマイク
ロゲルを混合してなる組成物であってもゲル化しないた
め保存安定性に優れ、しかも塗膜の平滑性、塗装性にも
優れる本発明の活性エネルギー線硬化性水性組成物が得
られる事を見いだし、本発明に到達した。
Means for Solving the Problems As a result of research conducted by the present inventors, a non-gel active energy ray having an active energy ray-curable double bond in a molecule which does not cause a Michael addition reaction at 50 ° C. or less is obtained. If it is a curable polyurethane composition, even if it is a composition obtained by mixing an aqueous polyurethane microgel containing active hydrogen atoms, it does not gel, so it has excellent storage stability, and also has excellent coating smoothness and coatability. The inventors have found that an excellent active energy ray-curable aqueous composition of the present invention can be obtained, and have reached the present invention.

【0008】即ち、本発明の水に分散した非ゲル状の活
性エネルギー線硬化性ポリウレタン組成物と、アミン或
いは水に依って鎖延長して得られる水性ポリウレタンマ
イクロゲルと混合し、調製したビヒクルを使う事によっ
て塗膜表面の欠陥のない平滑性の高い塗装性或いは印刷
性の良い、なおかつ保存安定性の良い塗料、インキが調
製でき、上記課題を解決することが可能となった。
That is, a vehicle prepared by mixing a water-dispersed non-gel active energy ray-curable polyurethane composition of the present invention with an aqueous polyurethane microgel obtained by chain extension using an amine or water is used. By using it, it is possible to prepare paints and inks having good paintability or printability with no defects on the surface of the coating film and good printability and good storage stability, and it has become possible to solve the above problems.

【0009】即ち、本発明に係る活性エネルギー線硬化
性水性組成物は、水に分散したポリウレタン樹脂骨格の
分子内に塩の基と活性エネルギー線硬化性不飽和基を有
する非ゲル状の活性エネルギー線硬化性ポリウレタン組
成物と、水に分散したポリウレタンマイクロゲル粒子と
を含有することを特徴とする活性エネルギー線硬化性水
性組成物である。
That is, the active energy ray-curable aqueous composition according to the present invention has a non-gel active energy having a salt group and an active energy ray-curable unsaturated group in the molecule of the polyurethane resin skeleton dispersed in water. An active energy ray-curable aqueous composition comprising a ray-curable polyurethane composition and polyurethane microgel particles dispersed in water.

【0010】更に、本発明に係る活性エネルギー線硬化
性水性組成物は、前記非ゲル状の活性エネルギー線硬化
性ポリウレタン組成物の不飽和基が、活性水素原子を有
する架橋剤と50℃以下で反応しない活性エネルギー線
硬化性不飽和基である活性エネルギー線硬化性水性組成
物である。
Further, the active energy ray-curable aqueous composition according to the present invention is characterized in that the unsaturated group of the non-gel active energy ray-curable polyurethane composition has a cross-linking agent having an active hydrogen atom at 50 ° C. or lower. The active energy ray-curable aqueous composition is an active energy ray-curable unsaturated group that does not react.

【0011】更に、本発明に係る活性エネルギー線硬化
性水性組成物は、前記ポリウレタンマイクロゲル粒子
が、ポリウレタン樹脂骨格と該骨格相互間をウレタン結
合または尿素結合を介して鎖延長ないしは架橋した構造
とからなるゲル状の皮膜形成性ポリウレタン樹脂粒子で
あり、前記ポリウレタン樹脂粒子が塩の基を有する水分
散体である活性エネルギー線硬化性水性組成物である。
Further, the active energy ray-curable aqueous composition according to the present invention has a structure in which the polyurethane microgel particles have a structure in which a polyurethane resin skeleton is chain-extended or cross-linked between the skeletons via a urethane bond or a urea bond. An active energy ray-curable aqueous composition, which is a gel-like film-forming polyurethane resin particle comprising a water dispersion having a salt group.

【0012】更に、本発明に係る活性エネルギー線硬化
性水性組成物は、前記ポリウレタン樹脂骨格が、ポリエ
ステルウレタン樹脂骨格、ポリエーテルウレタン樹脂骨
格、ポリエーテルポリエステルウレタン樹脂骨格、ポリ
カーボネートポリウレタン樹脂骨格から選ばれる少なく
とも1種の樹脂骨格である活性エネルギー線硬化性組成
物である。
Further, in the active energy ray-curable aqueous composition according to the present invention, the polyurethane resin skeleton is selected from a polyester urethane resin skeleton, a polyether urethane resin skeleton, a polyether polyester urethane resin skeleton, and a polycarbonate polyurethane resin skeleton. An active energy ray-curable composition which is at least one kind of resin skeleton.

【0013】更に、本発明に係る活性エネルギー線硬化
性水性組成物は、前記ポリウレタン樹脂骨格が、イソシ
アネート基を有し、前記架橋構造が、該イソシアネート
基と活性水素原子を有する架橋剤との反応により形成さ
れる架橋構造である活性エネルギー線硬化性水性組成物
である。
Further, in the active energy ray-curable aqueous composition according to the present invention, the polyurethane resin skeleton has an isocyanate group and the crosslinked structure has a reaction between the isocyanate group and a crosslinking agent having an active hydrogen atom. An active energy ray-curable aqueous composition having a crosslinked structure formed by

【0014】更に、本発明に係る活性エネルギー線硬化
性水性組成物は、非ゲル状の活性エネルギー線硬化性ポ
リウレタン組成物とポリウレタンマイクロゲル粒子との
重量比が100/5〜20/100、好ましくは、10
0/10〜50/100の範囲である活性エネルギー線
硬化性水性組成物である。
Further, in the active energy ray-curable aqueous composition according to the present invention, the weight ratio of the non-gel active energy ray-curable polyurethane composition to the polyurethane microgel particles is preferably 100/5 to 20/100. Is 10
An active energy ray-curable aqueous composition in the range of 0/10 to 50/100.

【0015】更に、本発明に係る活性エネルギー線硬化
性水性組成物は、前記非ゲル状の活性エネルギー線硬化
性ポリウレタン組成物の、活性水素原子を有する架橋剤
と50℃以下で反応しない活性エネルギー線硬化性不飽
和基が、メタクリロイル基、或いはα、β位に二重結合
を持つ不飽和二塩基酸を用いて導入された不飽和基とビ
ニルエーテル化合物の不飽和基である活性エネルギー線
硬化性水性組成物である。
Further, the active energy ray-curable aqueous composition according to the present invention is an active energy ray-curable polyurethane composition of the non-gel active energy ray-curable polyurethane composition which does not react with a crosslinking agent having an active hydrogen atom at 50 ° C. or lower. The active energy ray-curable unsaturated group is a methacryloyl group, or an unsaturated group introduced using an unsaturated dibasic acid having a double bond at the α and β positions, and an unsaturated group of a vinyl ether compound. It is an aqueous composition.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】本発明の活性エネルギー線硬化性
水性組成物は、水に分散したポリウレタン樹脂骨格の分
子内に塩の基と50℃以下ではマイケル付加反応を起こ
さない活性エネルギー線硬化性不飽和基を有する非ゲル
状の活性エネルギー線硬化性ポリウレタン組成物と水に
分散したポリウレタンマイクロゲルとからなり、非ゲル
状の活性エネルギー線硬化性ポリウレタン組成物と水性
ポリウレタンマイクロゲル粒子との重量比が100/5
〜20/100、好ましくは、100/10〜50/1
00の範囲になるよう混合して得られる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The active energy ray-curable aqueous composition of the present invention does not cause a Michael addition reaction at 50 ° C. or less with a salt group in the molecule of the polyurethane resin skeleton dispersed in water. The weight of the non-gel active energy ray-curable polyurethane composition and the aqueous polyurethane microgel particles, comprising a non-gel active energy ray-curable polyurethane composition having an unsaturated group and a polyurethane microgel dispersed in water. The ratio is 100/5
~ 20/100, preferably 100/10 ~ 50/1
It is obtained by mixing to be in the range of 00.

【0017】前記、非ゲル状の活性エネルギー線硬化性
ポリウレタン組成物は、2官能以上のポリイソシアネー
ト化合物(A−1)と、平均官能基数2官能以上のポリ
オール(A−2)と、活性エネルギー線硬化性不飽和二
重結合と水酸基を有する化合物(A−3)と、塩の基を
有する化合物(A−4)とを反応させることによって得
られる。
The non-gel active energy ray-curable polyurethane composition comprises a polyisocyanate compound having two or more functional groups (A-1), a polyol having two or more functional groups on average (A-2), and an active energy It is obtained by reacting a compound (A-3) having a line-curable unsaturated double bond and a hydroxyl group with a compound (A-4) having a salt group.

【0018】代表的な具体的合成方法としては,2官能
以上のポリイソシアネート化合物(A−1)と、平均官
能基数2官能以上のポリオール(A−2)と、塩の基を
有する化合物(A−4)とをイソシアネート基過剰にな
る様に配合し、これらを反応して得られるイソシアネー
ト基末端ウレタンプレポリマーと、分子中に水酸基1〜
2個、活性エネルギー線硬化性二重結合を1〜5個有す
るヒドロキシメタアクリレート(A−3)を反応する。
これらの反応はイソシアネートと反応しない溶媒を加え
て20〜80℃行うことができ、公知の重合禁止剤、反
応触媒、を適当量任意に加えることができる。この反応
終了後の有機溶剤溶液の塩の基を30〜50℃で中和
し、5〜40℃で水を加え、50〜60℃で反応溶媒を
減圧蒸留して濃縮する事によって非ゲル状の活性エネル
ギー線硬化性ポリウレタン組成物が得られる。
As a typical specific synthetic method, a polyisocyanate compound (A-1) having two or more functional groups, a polyol (A-2) having two or more functional groups on average, and a compound having a salt group (A-1) -4) and an isocyanate group-terminated urethane prepolymer obtained by reacting them with an isocyanate group excess, and a hydroxyl group 1 to 3 in the molecule.
Two hydroxymethacrylates (A-3) having 1 to 5 active energy ray-curable double bonds are reacted.
These reactions can be carried out at 20 to 80 ° C. by adding a solvent which does not react with isocyanate, and known polymerization inhibitors and reaction catalysts can be arbitrarily added in appropriate amounts. After the completion of the reaction, the salt group of the organic solvent solution is neutralized at 30 to 50 ° C., water is added at 5 to 40 ° C., and the reaction solvent is concentrated under reduced pressure at 50 to 60 ° C. by distillation under reduced pressure. The active energy ray-curable polyurethane composition is obtained.

【0019】前記した合成方法の中で、平均官能基数2
官能以上のポリオール(A−2)の成分の1つとして分
子中にメタクリロイル基を有する平均官能基数2官能以
上のポリオールを用いると分子側鎖に活性エネルギー線
硬化性二重結合を有する非ゲル状の活性エネルギー線硬
化性ポリウレタン組成物が得られる。非ゲル状活性エネ
ルギー線硬化性ポリウレタン組成物の場合の不飽和基の
濃度は、1.5〜4.5当量/kg、より好ましくは
1.7〜3.0当量/kgとなるよう調製される。
In the above synthesis method, the average number of functional groups is 2
When a polyol having an average number of functional groups having two or more functional groups having a methacryloyl group in a molecule is used as one of the components of the polyol (A-2) having a functional or higher functionality, a non-gel state having an active energy ray-curable double bond in the molecular side chain The active energy ray-curable polyurethane composition is obtained. In the case of the non-gel active energy ray-curable polyurethane composition, the concentration of the unsaturated group is adjusted to be 1.5 to 4.5 equivalents / kg, more preferably 1.7 to 3.0 equivalents / kg. You.

【0020】α、β位に二重結合を持つ不飽和ポリエス
テルポリオールをポリオール成分(A−2)とした不飽
和ポリエステルポリウレタン樹脂骨格からなる非ゲル状
の活性エネルギー線硬化性組成物もα、β位に二重結合
を持つ不飽和二塩基酸を用いて導入された不飽和ポリエ
ステルの不飽和基当量と、活性エネルギー線硬化性不飽
和二重結合と水酸基を有する化合物(A−3)の不飽和
基との和が、1.5〜4.5当量/g、より好ましくは
1.7〜3.0当量/kgとなるよう調製される。
Non-gel active energy ray-curable compositions comprising an unsaturated polyester polyurethane resin skeleton containing an unsaturated polyester polyol having a double bond at the α and β positions as the polyol component (A-2) are also α and β. Group equivalents of an unsaturated polyester introduced using an unsaturated dibasic acid having a double bond at the 1-position and the unsaturated group equivalent of the compound (A-3) having an active energy ray-curable unsaturated double bond and a hydroxyl group. It is prepared so that the sum with the saturated group becomes 1.5 to 4.5 equivalents / g, more preferably 1.7 to 3.0 equivalents / kg.

【0021】前記α、β位に二重結合を持つ不飽和ポリ
エステルポリオールをポリオール成分(A−2)として
用いた場合の、活性エネルギー線硬化性不飽和二重結合
と水酸基を有する化合物(A−3)としては、ヒドロキ
シエチルビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエー
テル、4−ヒドロキシシクロヘキシルビニルエーテル、
シクロヘキサンジメタノールモノビニルエーテル等のヒ
ドロキシビニルエーテルを用いることが交互共重合性が
高い点で特に好ましい。α、β位に二重結合を持つ不飽
和二塩基酸を用いて導入された、α、β位に二重結合を
持つ不飽和ポリエステルポリオールをポリオール成分
(A−2)として得られたポリウレタン樹脂骨格(A)
の不飽和基1当量に対するビニルエーテルの不飽和基の
当量比は0.2〜5が好ましく、更に0.5から2の範
囲で調製されることがより望ましい。
When the unsaturated polyester polyol having a double bond at the α and β positions is used as the polyol component (A-2), the compound having an active energy ray-curable unsaturated double bond and a hydroxyl group (A- 3) As hydroxyethyl vinyl ether, hydroxybutyl vinyl ether, 4-hydroxycyclohexyl vinyl ether,
It is particularly preferable to use a hydroxy vinyl ether such as cyclohexane dimethanol monovinyl ether because of its high alternating copolymerizability. Polyurethane resin obtained as a polyol component (A-2) using an unsaturated polyester polyol having a double bond at the α and β positions introduced using an unsaturated dibasic acid having a double bond at the α and β positions Skeleton (A)
The equivalent ratio of the unsaturated group of the vinyl ether to 1 equivalent of the unsaturated group is preferably 0.2 to 5, and more preferably 0.5 to 2.

【0022】前記した水に分散した水性ポリウレタンマ
イクロゲル粒子は、イソシアネート基と塩の基とを有す
る水分散可能なポリウレタン樹脂骨格(A)と、該骨格
相互間をウレタン結合又は尿素結合によって架橋せしめ
る架橋剤(B)とを反応させて得られる。
The above-mentioned aqueous polyurethane microgel particles dispersed in water are formed by crosslinking a water-dispersible polyurethane resin skeleton (A) having an isocyanate group and a salt group and a urethane bond or a urea bond between the skeletons. It is obtained by reacting with a crosslinking agent (B).

【0023】前記水に分散した水性ポリウレタンマイク
ロゲル粒子の代表的な製造方法としては、予め有機溶媒
中で反応し得られた、イソシアネート基と塩の基とを有
する水分散可能なポリウレタン樹脂骨格(A)の塩の基
を中和し、イオン化して水中に分散した溶液を調製し、
その溶液中に水或いは有機溶剤に溶解した架橋剤(B)
を添加することによって有機溶剤を含む水に分散したポ
リウレタンマイクロゲル粒子が得られ、必要に応じて脱
溶媒する。
As a typical method for producing the aqueous polyurethane microgel particles dispersed in water, a water-dispersible polyurethane resin skeleton having an isocyanate group and a salt group, which has been previously reacted in an organic solvent, may be used. A) preparing a solution which is neutralized, ionized and dispersed in water, of the salt groups of A)
Crosslinking agent (B) dissolved in water or organic solvent in the solution
Is added to obtain polyurethane microgel particles dispersed in water containing an organic solvent, and the solvent is removed if necessary.

【0024】又、逆の手順として、架橋剤(B)を水或
いは水と有機溶剤との混合液中に溶解した溶液中に、予
め有機溶媒中で反応し得られたイソシアネート基と活性
エネルギー線硬化性不飽和二重結合及び塩の基とを有す
るポリウレタン樹脂骨格(A)の塩の基を中和してから
分散させることにより有機溶剤を含む水に分散したポリ
ウレタンマイクロゲル粒子が得られ、次いで必要に応じ
て脱溶媒することができる。
As a reverse procedure, an isocyanate group previously reacted in an organic solvent is mixed with an active energy ray in a solution in which a crosslinking agent (B) is dissolved in water or a mixture of water and an organic solvent. By neutralizing and then dispersing a salt group of the polyurethane resin skeleton (A) having a curable unsaturated double bond and a salt group, polyurethane microgel particles dispersed in water containing an organic solvent are obtained, Then, the solvent can be removed if necessary.

【0025】前記した、ポリウレタン樹脂骨格(A)
は、2官能以上のポリイソシアネート化合物(A−1)
と、平均官能基数2官能以上のポリオール(A−2)
と、塩の基を有する化合物(A−4)とを反応させるこ
とによって末端イソシアネート基を有するポリウレタン
樹脂骨格(A)が得られる。
The above-mentioned polyurethane resin skeleton (A)
Is a difunctional or higher polyisocyanate compound (A-1)
And a polyol having two or more average functional groups (A-2)
And a compound (A-4) having a salt group to obtain a polyurethane resin skeleton (A) having a terminal isocyanate group.

【0026】(A−1)と、(A−2)及び(A−4)
のモル比は、反応後のイソシアネート基含有量が1.0
〜20固形分重量%となるように決めることが出来る。
しかしながら3官能以上のポリオール或いはポリイソシ
アネート化合物を用いる場合は、合成反応時のゲル化防
止を考慮した配合比、合成方法を採用することが望まし
い。
(A-1), (A-2) and (A-4)
Is such that the isocyanate group content after the reaction is 1.0
It can be determined to be 〜20 solids weight%.
However, when a trifunctional or higher functional polyol or polyisocyanate compound is used, it is desirable to employ a compounding ratio and a synthesis method in consideration of prevention of gelation during a synthesis reaction.

【0027】活性水素原子を有する架橋剤(B)と、前
記ポリウレタン樹脂骨格(A)からなる水性ポリウレタ
ンマイクロゲルのイソシアネート基と活性水素原子の架
橋反応は、5℃〜50℃で反応することが出来るが 1
0℃〜40℃の範囲の反応温度が好ましい。
The crosslinking reaction between the active hydrogen atom and the crosslinking agent (B) having an active hydrogen atom, the isocyanate group of the aqueous polyurethane microgel comprising the polyurethane resin skeleton (A) may be performed at 5 ° C. to 50 ° C. I can do it 1
Reaction temperatures in the range of 0 ° C to 40 ° C are preferred.

【0028】イソシアネート基と反応する活性水素原子
を有する架橋剤(B)は、前記ポリウレタン骨格(A)
中のNCO基と、活性水素の比ほぼ等当量が適当であり
0.7〜2.0:1.0の範囲が望ましい。
The crosslinking agent (B) having an active hydrogen atom which reacts with an isocyanate group is the same as the above-mentioned polyurethane skeleton (A)
The ratio of the active hydrogen to the NCO group therein is approximately equivalent, and the range of 0.7 to 2.0: 1.0 is desirable.

【0029】水性ポリウレタンマイクロゲルの分子内に
もメタクロイル基などの活性水素原子と50℃以下では
反応しない活性エネルギー線硬化性不飽和基を導入する
事もできる。分子内に活性エネルギー線硬化性不飽和二
重結合と水酸基を有する化合物(A−3)を(A−1)
(A−2)(A−4)と共にポリオール成分として反応
するか、(A−1)(A−2)(A−4)の反応後のイ
ソシアネート基の1部と反応することが出来る。活性エ
ネルギー線硬化性マイクロゲルの場合の不飽和基の濃度
は、0〜4.5当量/kgより好ましくは0〜3.0当
量/kgに調製される。
An active energy ray-curable unsaturated group which does not react with an active hydrogen atom such as a methacryloyl group at 50 ° C. or lower can be introduced into the molecule of the aqueous polyurethane microgel. Compound (A-3) having an active energy ray-curable unsaturated double bond and a hydroxyl group in the molecule is represented by (A-1)
It can react with (A-2) as a polyol component together with (A-4) or react with a part of the isocyanate group after the reaction of (A-1), (A-2) and (A-4). The concentration of the unsaturated group in the case of the active energy ray-curable microgel is adjusted to 0 to 4.5 equivalents / kg, more preferably 0 to 3.0 equivalents / kg.

【0030】非ゲル状活性エネルギー線硬化性ポリウレ
タン組成物と水性ポリウレタンマイクロゲルを混合して
なる活性エネルギー線硬化性組成物の不飽和基の濃度
は、好ましくは1.0〜4.5当量/kg、より好まし
くは1.5〜3.0当量/kgとなるよう調製される。
The concentration of unsaturated groups in the active energy ray-curable composition obtained by mixing the non-gel active energy ray-curable polyurethane composition and the aqueous polyurethane microgel is preferably 1.0 to 4.5 equivalent /. kg, more preferably 1.5 to 3.0 equivalents / kg.

【0031】上記、ポリイソシアネート化合物(A−
1)の具体的な例としては、エチレンジイソシアネー
ト、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート、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、リジンジイソシアネートの如き脂肪族ジイソシアネ
ート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシル
メタン−4,4−ジイソシアネート、1,3−ビス(イ
ソシアナトメチル)シクロヘキサン、ノルボルナンジイ
ソシアナトメチル、イソプロピリデンジシクロヘキシル
−4,4’−ジイソシアネートの如き脂環式ジイソシア
ネートまたは4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネ
ート、キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシ
リレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネートの
如き芳香族ジイソシアネート等のジイソシアネート類を
挙げることが出来る。
The above polyisocyanate compound (A-
Specific examples of 1) include ethylene diisocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate,
2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate,
Aliphatic diisocyanate such as 2,4,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, lysine diisocyanate, isophorone diisocyanate, dicyclohexylmethane-4,4-diisocyanate, 1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, norbornane diisocyanatomethyl, isopropyl Examples include alicyclic diisocyanates such as lidenedicyclohexyl-4,4'-diisocyanate or diisocyanates such as aromatic diisocyanates such as 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, xylylene diisocyanate, tetramethyl xylylene diisocyanate, and tolylene diisocyanate. I can do it.

【0032】更には上記したジイソシアネート(A−
1)の重合体、又は、ジイソシアネート(A−1)とト
リメチロールプロパンやエチレングリコール等のポリオ
ール類とのアダクト、或いは、ジイソシアネート(A−
1)の尿素変性体、ビュレット変性体、カルボジイミド
変性体、ウレトンイミン変性体、アロハネート変性体等
が該当する。
Further, the diisocyanate (A-
Adduct of polymer (1) or diisocyanate (A-1) with polyols such as trimethylolpropane and ethylene glycol, or diisocyanate (A-
The urea-modified, buret-modified, carbodiimide-modified, uretonimine-modified, allohanate-modified and the like of 1) are applicable.

【0033】上記、ポリオール成分(A−2)は、ポリ
エステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリエ
ステルポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリ
オールからなる群から選ばれた少なくとも1種のポリオ
ール樹脂とその他のポリオールからなるポリオール成分
からなる。
The polyol component (A-2) comprises at least one polyol resin selected from the group consisting of polyester polyols, polyether polyols, polyester polyether polyols and polycarbonate polyols, and a polyol component comprising other polyols. Become.

【0034】その他のポリオールの代表的な例として
は、先ず、ジオール成分又はそれと同等な効果を持つ化
合物として、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、プロピレングリコール、
2−メチル−1,3−プロパンジオール、ジプロピレン
グリコール、1,3−ブチレングリコール、1,4ブチ
レングリコール、ネオペンチルグリコール、1,6ヘキ
サンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオー
ル,2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、2−ブチ
ル−2エチル−1、3−プロパンジオール、シクロヘキ
サン−1,4−ジメタノール、スピログリコール類、モ
ノグリシジルエーテル類、モノエポキサイド類を挙げる
ことが出来る。
As typical examples of other polyols, first, as a diol component or a compound having an equivalent effect, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol,
2-methyl-1,3-propanediol, dipropylene glycol, 1,3-butylene glycol, 1,4 butylene glycol, neopentyl glycol, 1,6 hexanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 2 -Ethyl-1,3-hexanediol, 2-butyl-2ethyl-1,3-propanediol, cyclohexane-1,4-dimethanol, spiroglycols, monoglycidyl ethers, monoepoxides. .

【0035】次に3価以上のポリオール成分として、グ
リセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロ
パン、ペンタエリスリトール等の多価アルコール類又は
同等の効果を持つ化合物を挙げることが出来る。更に
は、ポリブタジエンポリオール、ポリペンタジエンポリ
オール、或いはエポキシ樹脂等をアルコール成分又はそ
の同等な効果を持つ成分として挙げられる。
Next, examples of the trivalent or higher polyol component include polyhydric alcohols such as glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane, and pentaerythritol, or compounds having an equivalent effect. Further, a polybutadiene polyol, a polypentadiene polyol, an epoxy resin or the like can be mentioned as an alcohol component or a component having an equivalent effect.

【0036】上記したポリエステルポリオールは公知種
々の方法によって得ることが出来るが代表的な方法を以
下に示す。ポリエステルポリオールを得るひとつの方法
は、多塩基酸もしくはそれと同等の効果を持つ化合物
と、多価アルコールを脱水または脱アルコール反応或い
は付加反応させることによるものである。
The above-mentioned polyester polyol can be obtained by various known methods, and typical methods are shown below. One method for obtaining a polyester polyol is by subjecting a polyhydric alcohol or a compound having an equivalent effect to a polyhydric alcohol to a dehydration or dealcoholation reaction or an addition reaction.

【0037】又、先に挙げたポリオール類、ポリヒドロ
キシ化合物或いはアミン類等を出発物質として、ε−カ
プロラクトン、β−メチル−δ−バレロラクトン等のラ
クトンモノマーを付加重合させることによって、ポリエ
ステルポリオールの一種としてのポリラクトンポリエス
テルポリオールが得られる。
The polyester polyol is obtained by addition-polymerizing a lactone monomer such as ε-caprolactone or β-methyl-δ-valerolactone using the above-mentioned polyols, polyhydroxy compounds or amines as starting materials. As a result, a polylactone polyester polyol is obtained.

【0038】上記、多塩基酸の代表としては、琥珀酸、
無水琥珀酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、ス
ベリン酸、アゼライン酸、セバチン酸等の炭素数4〜2
8の脂肪族ジカルボン酸及びそれらのジメチルエステル
の如き、ジカルボン酸と同等の効果を持つ化合物、ヘキ
サヒドロ無水フタル酸、4−メチルヘキサヒドロ無水フ
タル酸、ヘキサヒドロフタル酸、テトラヒドロフタル
酸、等の脂環族ジカルボン酸、オルソフタル酸、無水フ
タル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、テレフタル酸ジ
メチルエステル等の芳香族ジカルボン酸又はそれらと同
等の効果を持つ化合物、トリメリット酸、無水ピロメリ
ット酸、マレイン化メチルシクロヘキセン4塩基酸無水
物(例えば、大日本インキ化学工業(株)製:商品名エ
ピクロンB4400)、等を挙げることが出来る。
As representatives of the above polybasic acids, succinic acid,
4 to 2 carbon atoms such as succinic anhydride, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid and sebacic acid
Compounds having the same effect as dicarboxylic acids, such as aliphatic dicarboxylic acids and dimethyl esters thereof, and fatty acids such as hexahydrophthalic anhydride, 4-methylhexahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic acid, and tetrahydrophthalic acid. Aromatic dicarboxylic acids such as cyclic dicarboxylic acid, orthophthalic acid, phthalic anhydride, isophthalic acid, terephthalic acid, terephthalic acid dimethyl ester or compounds having an equivalent effect thereof, trimellitic acid, pyromellitic anhydride, methyl maleate Cyclohexene tetrabasic acid anhydride (for example, manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc., trade name: Epicron B4400), and the like.

【0039】上記ポリエステルポリオールの原料として
用いられる多価アルコールとしては、他のポリオールの
代表として先に挙げたポリオール(A−2)の内、ジオ
ール又はジオールと同等の効果を持つ化合物、多価アル
コール類又はそれらと同等の効果を持つ化合物が挙げら
れる。
Examples of the polyhydric alcohol used as a raw material of the polyester polyol include, among the polyols (A-2) listed above as representatives of other polyols, diols, compounds having the same effect as diols, polyhydric alcohols Or a compound having an effect equivalent thereto.

【0040】本発明では、ポリオール成分として、α、
β位に二重結合を持つ不飽和ポリエステルポリオールを
用いる事ができる。このα、β位の二重結合は、ポリエ
ステル成分を構成する二塩基酸の1部としてマレイン
酸、フマル酸、イタコン酸等の、α、β位に二重結合を
持つ不飽和二塩基酸を用いて導入される。
In the present invention, α,
An unsaturated polyester polyol having a double bond at the β-position can be used. The double bond at the α and β positions is an unsaturated dibasic acid having a double bond at the α and β positions such as maleic acid, fumaric acid and itaconic acid as a part of the dibasic acid constituting the polyester component. Introduced using

【0041】かかるポリエステルポリオールは必要に応
じてエステル化触媒としてテトライソプロピルチタネー
ト、テトラブチルチタネートの如きチタン酸エステル類
或いは、ジブチルチンオキサイドの如き錫系の触媒を添
加すること、又、脱水を促すためにキシレン、ソルベッ
ソ100、ソルベッソ150などの溶剤を添加するこ
と、更に、酸化着色を防ぐためにトリフェニルフォスフ
ァイト、トリノニルフェニルフォスファイトの如き添加
剤を添加すること等の公知の方法によって脱水又は脱ア
ルコール縮合して得られる。これらの酸成分のカルボキ
シル基当量に対し、アルコール成分の水酸基当量を1倍
当量以上の任意の割合で配合することによってポリオー
ルの平均分子量及び水酸基の官能基数を決めることが出
来る。しかしながら3官能以上の酸或いはアルコール成
分、或いはそれらと同等の効果を持つ成分を用いる場合
は、合成時のゲル化防止を考慮した合成方法を採用する
ことが望ましい。
Such a polyester polyol may be added with a titanate such as tetraisopropyl titanate or tetrabutyl titanate or a tin-based catalyst such as dibutyltin oxide as an esterification catalyst, if necessary, or to promote dehydration. To a solvent such as xylene, Solvesso 100, or Solvesso 150, and dehydration or desorption by a known method such as adding an additive such as triphenyl phosphite or trinonyl phenyl phosphite to prevent oxidative coloring. Obtained by alcohol condensation. The average molecular weight of the polyol and the number of functional groups of the hydroxyl group can be determined by blending the hydroxyl equivalent of the alcohol component with an equivalent ratio of at least 1 equivalent to the carboxyl equivalent of the acid component. However, when an acid or alcohol component having three or more functionalities or a component having an effect equivalent thereto is used, it is desirable to adopt a synthesis method that takes into consideration the prevention of gelation during synthesis.

【0042】ポリエーテルポリオールとしては、先に挙
げたポリオール類、及び4,4−ジヒドロキシジフェニ
ル−2,2−プロパン(ビスフェノールA)、4,4−
ジヒドロキシジフェニル−2,2−メタン等のポリヒド
ロキシ化合物、或いはアミン類等を出発物質としてエチ
レンオキサイド、プロピレンオキサイド、テトラヒドロ
フラン等を付加重合させて得られるポリエーテルポリオ
ールが挙げられる。
Examples of the polyether polyol include the polyols described above, and 4,4-dihydroxydiphenyl-2,2-propane (bisphenol A),
Examples thereof include polyhydroxy compounds such as dihydroxydiphenyl-2,2-methane, and polyether polyols obtained by addition-polymerizing ethylene oxide, propylene oxide, tetrahydrofuran, or the like using amines or the like as a starting material.

【0043】ポリエステルポリエーテルポリオールとし
ては、前記したポリエステルポリオールを出発物質とし
てエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、テトラ
ヒドロフラン等を付加重合させて得られる。又別の方法
として前記ポリエーテルポリオールを出発物質としてε
−カプロラクトン、β−メチル−δ−バレロラクトン等
のラクトンモノマーを付加重合させて得ることも出来
る。
The polyester polyether polyol can be obtained by subjecting ethylene oxide, propylene oxide, tetrahydrofuran or the like to addition polymerization using the above-mentioned polyester polyol as a starting material. As another method, the above polyether polyol is used as a starting material and ε
-Caprolactone, β-methyl-δ-valerolactone, and other lactone monomers can be obtained by addition polymerization.

【0044】前記、活性エネルギー線硬化性不飽和二重
結合と水酸基を有する化合物(A−3)の代表として
は、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロ
キシプロピルメタクリレート、ヒドロキシブチルメタク
リレート、等のモノヒドロキシモノメタクリレート或い
はグリセリンジメタクリレート、アクリエステルG70
1(共栄社化学(株)製)の如きモノヒドロキシジメタ
クリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート
等のモノヒドロキシトリメタクリレート、グリセリンモ
ノメタクリレート等の、ジヒドロキシモノメタクリレー
ト、及びこれらに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を付加重合した化合物等が
挙げられる。更に、反応性の異なる二つのイソシアネー
ト基を持つジイソシアネートとモノヒドロキシモノメタ
クリレート、モノヒドロキシジメタクリレート等との反
応によって得られるハーフウレタンと、ジアルカノール
アミンとを反応させて得られる生成物も(A−3)の代
表例として挙げることが出来る。
Representative examples of the compound (A-3) having an active energy ray-curable unsaturated double bond and a hydroxyl group include monohydroxy compounds such as 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate and hydroxybutyl methacrylate. Monomethacrylate or glycerin dimethacrylate, acrylate G70
1 (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), monohydroxytrimethacrylate such as pentaerythritol trimethacrylate, dihydroxymonomethacrylate such as glycerin monomethacrylate, and addition polymerization of ethylene oxide, propylene oxide and tetrahydrofuran. And the like. Further, a product obtained by reacting half urethane obtained by reacting a diisocyanate having two isocyanate groups having different reactivities with monohydroxymonomethacrylate, monohydroxydimethacrylate, and dialkanolamine is also referred to as (A- It can be cited as a typical example of 3).

【0045】上記、反応性の異なる二つのイソシアネー
ト基を持つジイソシアネートの代表としては、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等が挙
げられる。
Representative examples of the diisocyanates having two isocyanate groups having different reactivities include isophorone diisocyanate and tolylene diisocyanate.

【0046】上記ジアルカノールアミンの代表として
は、ジエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン、
ジプロパノールアミン、ジブタノールアミン等を挙げる
ことが出来る。
Representative of the above dialkanolamines are diethanolamine, diisopropanolamine,
Examples thereof include dipropanolamine and dibutanolamine.

【0047】前記、塩の基を有する化合物(A−4)と
しては、塩の基として、燐酸エステル基、スルホン酸
基、三級アミノ基、カルボキシル基、或いはそれらの中
和塩基等のいずれかを有するジオール類、およびジアミ
ン類が適する。具体例として代表的なもののみを挙げる
と、ポリオキシエチレングリコール、ポリオキシエチレ
ンジアミノプロピルエーテル、トリメチロールプロパン
モノリン酸エステル、トリメチロルプロパンモノ硫酸エ
ステル、二塩基酸成分の少なくとも一部がナトリウムス
ルホ琥珀酸、或いはナトリウムスルホイソフタル酸であ
るポリエステルジオール、N−メチルジエタノールアミ
ン、ジアミノカルボン酸類例えばリシン、シスチンおよ
び3,5ージアミノカルボン酸、2,6−ジヒドロキシ
安息香酸並びに特にジヒドロキシアルカン酸、例えば
2,2−ジヒドロキシプロピオン酸および2,2−ジヒ
ドロキシプロピオン酸とεーカプロラクトンとの反応で
得られるカルボキシル基含有ポリカプロラクトンジオー
ル等がある。
As the compound (A-4) having a salt group, the salt group may be any one of a phosphate ester group, a sulfonic acid group, a tertiary amino group, a carboxyl group, and a neutralizing base thereof. Suitable are diols having the formula: and diamines. When only typical examples are given, polyoxyethylene glycol, polyoxyethylene diaminopropyl ether, trimethylolpropane monophosphate, trimethylolpropane monosulfate, at least a part of the dibasic acid component is sodium sulfo amber. Polyester diols which are acids or sodium sulfoisophthalic acid, N-methyldiethanolamine, diaminocarboxylic acids such as lysine, cystine and 3,5-diaminocarboxylic acid, 2,6-dihydroxybenzoic acid and especially dihydroxyalkanoic acids such as 2,2 -Dihydroxypropionic acid and carboxyl group-containing polycaprolactone diol obtained by reacting 2,2-dihydroxypropionic acid with ε-caprolactone.

【0048】そしてこれらの塩の基が、前記非ゲル状の
活性エネルギー線硬化性ポリウレタン組成物或いはポリ
ウレタン樹脂骨格(A)に必要量が導入されるのである
が、その必要量は親水性基の種類、組み合わせで決ま
る。上に例示した中でも、親水性基として特に好ましい
ものは、分子中にカルボキシル基、スルホン酸塩基から
選ばれるいずれか一つ、または二つを併せ有するか、ま
たはこれらを有するものの混合物である。とりわけカル
ボキシル基を導入するのが種々の点でバランスが取り易
く操作し易い。この場合固形分の酸価は10〜80の範
囲が好ましく、30〜60の範囲がより好ましい。
The necessary amount of the salt group is introduced into the non-gel active energy ray-curable polyurethane composition or the polyurethane resin skeleton (A). Determined by type and combination. Among the above examples, particularly preferable as the hydrophilic group are those having one or two selected from a carboxyl group and a sulfonate group in the molecule, or a mixture of those having both. In particular, introduction of a carboxyl group is easy to balance and operate in various points. In this case, the acid value of the solid content is preferably in the range of 10 to 80, more preferably in the range of 30 to 60.

【0049】前記、非ゲル状の活性エネルギー線硬化性
ポリウレタン化合物、或いは水性ポリウレタンマイクロ
ゲルのポリウレタン樹脂骨格(A)を製造する反応は有
機溶剤中で行うことが出来、必要によって公知で任意の
ウレタン触媒、重合禁止剤を添加することが出来る。
The reaction for producing the non-gel active energy ray-curable polyurethane compound or the polyurethane resin skeleton (A) of the aqueous polyurethane microgel can be carried out in an organic solvent. A catalyst and a polymerization inhibitor can be added.

【0050】かかる有機溶剤としては、最終工程の濃縮
を考慮すると、水よりも沸点の低い、例えば、アセト
ン、メチルエチルケトン、酢酸エチルまたはn−ヘキキ
サンなどの使用が好ましい。そして、水よりも沸点の低
い有機溶剤を使用すると、濃縮によって、実質的に媒体
が水のみの分散体が得られる。勿論、水よりも沸点の高
い有機溶剤を使用することも、分散安定性を損なわない
限り何ら問題はない。
As such an organic solvent, use of acetone, methyl ethyl ketone, ethyl acetate, n-hexane, or the like having a lower boiling point than water is preferable in consideration of concentration in the final step. When an organic solvent having a boiling point lower than that of water is used, a dispersion containing substantially only water as a medium can be obtained by concentration. Of course, there is no problem in using an organic solvent having a higher boiling point than water as long as the dispersion stability is not impaired.

【0051】ウレタン触媒としては、例えば、ジブチル
錫ラウリレート、オクチル酸第一錫のような錫系触媒、
トリエチレンジアミン等のアミン系触媒が挙げられる。
Examples of the urethane catalyst include tin catalysts such as dibutyltin laurate and stannous octoate;
An amine catalyst such as triethylenediamine is exemplified.

【0052】重合禁止剤としては、ターシャリブチルハ
イドロキノン、メトキノン等を代表として挙げることが
出来る。
Typical examples of the polymerization inhibitor include tertiary butyl hydroquinone, methoquinone and the like.

【0053】本発明で、非ゲル状の活性エネルギー線硬
化性ポリウレタン組成物、或いは水性ポリウレタンマイ
クロゲルのポリウレタン樹脂骨格(A)は、通常は有機
溶剤に溶解された状態で製造されるが、これを水性媒体
中に分散させるには公知慣用の方法が適用できる。
In the present invention, the non-gel active energy ray-curable polyurethane composition or the polyurethane resin skeleton (A) of the aqueous polyurethane microgel is usually produced in a state of being dissolved in an organic solvent. Can be dispersed in an aqueous medium by a known and commonly used method.

【0054】例えば、前記非ゲル状の活性エネルギー線
硬化性ポリウレタン組成物、或いはポリウレタンマイク
ロゲルの前駆体のポリウレタン樹脂骨格(A)に親水性
基としてカルボキシル基を含む場合であればこの一部ま
たは全部を中和せしめるための塩基と共に水中に分散せ
しめるのであるが、その方法としては塩基を含有する水
を攪拌させつつ徐々にこの樹脂溶液を添加して分散させ
ることが出来る。逆にこの樹脂溶液に塩基を含有する水
を徐々に滴下して転相させることも出来る。
For example, if the non-gel active energy ray-curable polyurethane composition or the polyurethane resin skeleton (A) of the polyurethane microgel precursor contains a carboxyl group as a hydrophilic group, a part or part of this is included. The resin is dispersed in water together with a base for neutralizing the whole. As a method, the resin solution can be gradually added and dispersed while stirring the water containing the base. Conversely, water containing a base may be gradually added dropwise to the resin solution for phase inversion.

【0055】一般には、微細な粒子径を有し、安定なる
樹脂分散液を得易くするので、樹脂溶液をよく攪拌させ
たところへ塩基を含有する水を徐々に滴下して転相させ
る後者の方法によるのが一層好ましい。
In general, since a resin dispersion having a fine particle diameter and a stable resin dispersion is easily obtained, water containing a base is gradually added dropwise to a place where the resin solution is well stirred, and the phase is changed. More preferably, the method is used.

【0056】樹脂中のカルボキシル基を中和してイオン
化させるために適用できる塩基性物質の代表的なものを
挙げると、水酸化リチウム、水酸化カリウム、水酸化ナ
トリウム、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリ
プロピルアミン、モルホリン等の第3級のアルキルアミ
ン、ジメチルエタノールアミン、ジエチルエタノールア
ミンなど第3級のアルカノールアミンが挙げられる。こ
れらの塩基の中では分散性が良好で、かつ揮発性が高
く、塗膜中に残存しにくいトリエチルアミンおよびジメ
チルエタノールアミンが好適である。また上記塩基を単
独でまたは2種以上を組み合わせて使用してもよい。塩
基の使用量は一般に樹脂中のカルボキシル基に対し0.
1〜2.0当量が好ましく、より好ましくは0.3〜
1.5当量である。
Representative examples of basic substances applicable for neutralizing and ionizing carboxyl groups in the resin include lithium hydroxide, potassium hydroxide, sodium hydroxide, trimethylamine, triethylamine and tripropylamine. And tertiary alkylamines such as morpholine, and tertiary alkanolamines such as dimethylethanolamine and diethylethanolamine. Among these bases, triethylamine and dimethylethanolamine, which have good dispersibility and high volatility and hardly remain in the coating film, are preferred. The above bases may be used alone or in combination of two or more. The amount of the base used is generally 0.1 to the carboxyl group in the resin.
1 to 2.0 equivalents are preferred, more preferably 0.3 to
1.5 equivalents.

【0057】前記、イソシアネート基と反応する活性水
素原子を有する架橋剤(B)の代表としては、特に代表
的なものを例示すれば、エチルアミン、プロピルアミ
ン、nブチルアミン、ヒドラジン、エチレンジアミン、
プロピレンジアミン、ブチレンジアミン、ヘキサメチレ
ンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテト
ラミンまたはテトラエチレンペンタミン等の脂肪族アミ
ン、シクロヘキシレンジアミン、イソホロンジアミン、
ノルボルナンジアミノメチル等の脂環族アミン、トリレ
ンジアミン、キシレンジアミン、フェニレンジアミン、
トリス(2−アミノエチル)アミン、2,6ジアミノピ
リジン等の芳香族アミン、γ−アミノプロピルトリメト
キシシラン、γ−ジブチルアミノプロピルトリメトキシ
シラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−
β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシ
ランまたはN−β(アミノエチル)γ−アミノプロピル
メチルジメトキシシラン等のアミノシランが挙げられ
る。
Representative examples of the crosslinking agent (B) having an active hydrogen atom that reacts with the isocyanate group include ethylamine, propylamine, nbutylamine, hydrazine, ethylenediamine, and the like.
Propylenediamine, butylenediamine, hexamethylenediamine, diethylenetriamine, aliphatic amines such as triethylenetetramine or tetraethylenepentamine, cyclohexylenediamine, isophoronediamine,
Alicyclic amines such as norbornanediaminomethyl, tolylenediamine, xylenediamine, phenylenediamine,
Aromatic amines such as tris (2-aminoethyl) amine and 2,6 diaminopyridine, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-dibutylaminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, N-
Aminosilanes such as β (aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane or N-β (aminoethyl) γ-aminopropylmethyldimethoxysilane.

【0058】本発明のかくして得られた非ゲル状の活性
エネルギー線硬化性ポリウレタン組成物とポリウレタン
マイクロゲル粒子との重量比が100/5〜20/10
0、好ましくは、100/10〜50/100の範囲で
混合され、活性エネルギー線硬化性水性組成物として調
製される。
The weight ratio of the non-gel active energy ray-curable polyurethane composition thus obtained to the polyurethane microgel particles is from 100/5 to 20/10.
0, preferably in a range of 100/10 to 50/100, and prepared as an active energy ray-curable aqueous composition.

【0059】本発明の活性エネルギー線硬化性水性組成
物は、水又はアルコールなどの有機溶剤を加えて希釈し
てもよく、顔料、染料、乳化剤、界面活性剤、艶消し
剤、増粘剤、熱安定剤、レベリング剤、消泡剤、充顛
剤、沈降防止剤、抗酸化剤、可塑剤、ビニル系架橋剤、
活性エネルギー線硬化用重合開始剤、熱分解ラジカル開
始剤、公知のポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、シェ
ラックまたは変性シェラック、ロジン誘導体、ポリウレ
タン、アクリル系共重合体等の各種の水溶性樹脂、或い
は若干の疎水性樹脂等を乳化剤或いは有機溶剤とともに
保存安定性或いは分散性を阻害しない限り必要に応じて
加えた組成物としてもよい。
The active energy ray-curable aqueous composition of the present invention may be diluted with an organic solvent such as water or alcohol, and may be diluted with pigments, dyes, emulsifiers, surfactants, matting agents, thickeners, Heat stabilizers, leveling agents, defoamers, fillers, antisettling agents, antioxidants, plasticizers, vinyl crosslinking agents,
Active energy ray curing polymerization initiator, thermal decomposition radical initiator, known polyester resin, polyamide resin, shellac or modified shellac, rosin derivative, polyurethane, acrylic copolymer, etc., various water-soluble resins, or slightly hydrophobic It may be a composition in which a water-soluble resin or the like is added as necessary together with an emulsifier or an organic solvent as long as storage stability or dispersibility is not impaired.

【0060】前記、着色剤としては顔料、染料をそれぞ
れ単独あるいは混合したもの、例えば溶解性または不溶
性アゾ系、フタロシアニン系、ナフトール系等の有機顔
料、酸化チタン、弁柄、カーボンブラック、炭酸カルシ
ウム、硫酸バリウム等の無機顔料、金属錯塩の有機染料
等の単独または混合物が挙げられる。着色剤は乾燥粉末
のものを使用してもよいが水分を含有するプレスケーキ
を使用することも出来る。
Examples of the coloring agent include pigments and dyes each alone or in combination, such as soluble or insoluble organic pigments such as azo, phthalocyanine, and naphthol, titanium oxide, red iron oxide, carbon black, calcium carbonate, and the like. Inorganic pigments such as barium sulfate, organic dyes of metal complex salts and the like, alone or in combination. The colorant may be a dry powder, but a press cake containing water may also be used.

【0061】本発明の活性エネルギー線硬化性水性組成
物からなる水性塗料或いは印刷インキは任意の方法で調
製してよいが、例えば次の処方に従って調製することが
できる。即ち、プレスケーキまたは乾燥粉末の着色剤
は、通常、一部の活性エネルギー線硬化性組成物と他の
水性樹脂の混合物、または他の水性樹脂単独と、必要に
応じて中和剤、分散助剤あるいは消泡剤とともに、ボー
ルミル、サンドミルその他のメディアミル等通常の練肉
機で練肉分散され、着色剤ベースとされる。当該着色剤
ベースは残りの活性エネルギー線硬化性水分散ポリウレ
タン化合物を含むその他の樹脂成分および、必要によ
り、水、溶剤、中和剤、消泡剤、その他の添加剤と混合
されて目的の水性塗料或いは印刷インキ用途の活性エネ
ルギー線硬化性水性被覆組成物として最終調製される。
The aqueous paint or printing ink comprising the active energy ray-curable aqueous composition of the present invention may be prepared by any method, and for example, can be prepared according to the following formulation. That is, the colorant of the press cake or the dry powder is usually used as a mixture of a part of the active energy ray-curable composition and another aqueous resin, or another aqueous resin alone, and if necessary, a neutralizing agent and a dispersing agent. Along with the agent or antifoaming agent, the mixture is dispersed in a conventional meat mill such as a ball mill, a sand mill or another media mill to form a colorant base. The colorant base is mixed with other resin components including the remaining active energy ray-curable water-dispersible polyurethane compound and, if necessary, water, a solvent, a neutralizing agent, an antifoaming agent, and other additives to form a desired aqueous solution. It is finally prepared as an active energy ray-curable aqueous coating composition for use in paints or printing inks.

【0062】本発明の活性エネルギー線硬化性組成物
は、公知の方法により硬化させることができる。例えば
電子線により硬化させる場合は、被着体に塗装して水及
び含まれる場合は少量の有機溶剤を蒸発乾燥させた後、
加速電圧20〜2000KeV、好ましくは150〜3
00KeVの電子線照射装置を用いて、少量の酸素を含
む、または含まない不活性ガス雰囲気中で、全照射線量
が5〜200KGy、好ましくは20〜150KGyと
なるように照射して硬化物を得ることが出来る。
The active energy ray-curable composition of the present invention can be cured by a known method. For example, in the case of curing with an electron beam, after coating on the adherend and evaporating and drying water and a small amount of an organic solvent when included,
Acceleration voltage 20 to 2000 KeV, preferably 150 to 3
Using a 00 KeV electron beam irradiation device, a cured product is obtained by irradiation in an inert gas atmosphere containing or not containing a small amount of oxygen so that the total irradiation dose becomes 5 to 200 KGy, preferably 20 to 150 KGy. I can do it.

【0063】また本発明においては他の硬化手段、例え
ば水銀灯、キセノンランプ等から得られる紫外線により
空気中または不活性ガス雰囲気中で硬化する方法、赤外
線、高周波若しくはマイクロ波の如き熱に関与するエネ
ルギーによるもの、即ち加熱硬化する方法がある。前記
した電子線やX線、ガンマー線など、物質に吸収されて
2次電子を放出する作用を有する高エネルギーの電離性
放射線を用いる場合には、特に重合開始剤を添加しなく
てもよいが、加熱硬化或いは紫外線硬化を用いる場合は
光重合開始剤或いは熱重合開始剤を添加することが好ま
しい。また、前記した電離放射線による硬化方法、紫外
線による硬化方法或いは加熱硬化する方法の中から選ば
れる1種を単独でまたは2種以上の方法を同時に、或い
は各々前後して用いることが出来る。
Further, in the present invention, other curing means, for example, a method of curing in air or an inert gas atmosphere by ultraviolet rays obtained from a mercury lamp, a xenon lamp or the like, an energy related to heat such as infrared rays, high frequency waves or microwaves , Ie, a method of curing by heating. When using high-energy ionizing radiation having an action of emitting secondary electrons by being absorbed by a substance such as the above-mentioned electron beam, X-ray, and gamma ray, it is not particularly necessary to add a polymerization initiator. When heat curing or ultraviolet curing is used, it is preferable to add a photopolymerization initiator or a thermal polymerization initiator. In addition, one kind selected from the above-described curing method using ionizing radiation, a curing method using ultraviolet light, and a method using heat curing can be used alone, or two or more methods can be used simultaneously or before and after each other.

【0064】これらの熱或いは光による重合開始剤とし
ては、例えば2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、
2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、
2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリ
ル)、1,1’アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボ
ニトリル)等のアゾ系開始剤類、メチルエチルケトンパ
ーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド等の如
きケトンパーオキサイド類、クメンハイドロパーポキサ
イド、tert−ブチルパーオキサイド等のハイドロパ
ーオキサイド類、ジ−tert−ブチルパーオキサイ
ド、ジクミルパーオキサイド等のジアルキルパーオキサ
イド類、tert−ブチルパーオキシラウリレート、t
ert−ブチルパーオキシベンゾエート等のパーオキシ
エステル類等の過酸化物開始剤が例示出来る。
Examples of these polymerization initiators by heat or light include 2,2′-azobisisobutyronitrile,
2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile),
Azo initiators such as 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) and 1,1'azobis (cyclohexane-1-carbonitrile), ketone peroxides such as methyl ethyl ketone peroxide and cyclohexanone peroxide , Hydroperoxides such as cumene hydroperoxide and tert-butyl peroxide, dialkyl peroxides such as di-tert-butyl peroxide and dicumyl peroxide, tert-butylperoxylaurate, t
Peroxide esters such as peroxyesters such as tert-butylperoxybenzoate can be exemplified.

【0065】更に光重合開始剤としては例えばベンジ
ル、ベンゾフェノン、ミヒラーケトン、ジベンゾスベロ
ン、2−エチルアンスラキノン、イソブチルチオキサン
ソン等の如き分子間水素引き抜き型開始剤、ベンゾイン
エチルエーテル、ジエトキシアセトフェノン、ベンジル
メチルケタール、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニ
ルケトン4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェンル
(2−ヒドロキシ−2−プロピル)ケトン、2−ヒドロ
キシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、
アシルフォスフィンオキサイド、2−メチル−1−〔4
−(メチルチオ)フェニル〕−2−モルフォリノプロパ
ン−1等の分子内結合開裂型の開始剤等の公知慣用の有
機相ラジカル重合開始剤を用いることがで出来る。これ
ら有機相開始剤を用いる場合は樹脂溶液を水分散させる
前に有機溶剤溶液中に予め加えておくのがよい。
Examples of photopolymerization initiators include intermolecular hydrogen abstraction initiators such as benzyl, benzophenone, Michler's ketone, dibenzosuberone, 2-ethylanthraquinone and isobutylthioxanthone, benzoin ethyl ether, diethoxyacetophenone, and the like. Benzyl methyl ketal, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone 4- (2-hydroxyethoxy) -phenyl (2-hydroxy-2-propyl) ketone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one,
Acylphosphine oxide, 2-methyl-1- [4
A known and commonly used organic phase radical polymerization initiator such as an initiator of an intramolecular bond cleavage type such as-(methylthio) phenyl] -2-morpholinopropane-1 can be used. When these organic phase initiators are used, they are preferably added to an organic solvent solution before dispersing the resin solution in water.

【0066】一方、重合性不飽和基含有樹脂の水分散体
中に加えて使用できる開始剤の例としては、過硫酸カリ
ウム、過硫酸アンモニウム、またはアゾビスブチロニト
リルもしくはその塩酸塩等があり、更には、必要に応じ
てクメンハイドロパーオキサイドまたはtert−ブチ
ルハイドロパーオキサイド等の有機過酸化物も使用する
ことが出来る。また、これらの過硫酸塩や過酸化物等
と、鉄イオンの如き金属イオン、或いは、ナトリウムス
ルホキシレートホルムアルデヒド、ピロ亜硫酸ナトリウ
ムまたはL−アスコルビン酸等の還元剤を組み合わせて
用いる、いわゆるレドックス系開始剤をも用いることが
出来る。
On the other hand, examples of the initiator which can be used in addition to the aqueous dispersion of the polymerizable unsaturated group-containing resin include potassium persulfate, ammonium persulfate, azobisbutyronitrile or its hydrochloride, and the like. Further, if necessary, an organic peroxide such as cumene hydroperoxide or tert-butyl hydroperoxide can be used. In addition, a so-called redox-based system using a combination of these persulfates and peroxides and a metal ion such as iron ion, or a reducing agent such as sodium sulfoxylate formaldehyde, sodium pyrosulfite or L-ascorbic acid is used. Agents can also be used.

【0067】重合開始剤の使用量は着色剤を除く固形分
あたり0.2〜20%の範囲の中から適宜選択すれば良
いが、0.5〜10%範囲が特に好ましい。
The amount of the polymerization initiator used may be appropriately selected from the range of 0.2 to 20% per solid content excluding the colorant, but is particularly preferably in the range of 0.5 to 10%.

【0068】本発明の活性エネルギー線硬化性組成物
は、木材、金属、ガラス、布、皮革、紙、プラスチック
を含めた被塗装物、被印刷物に適用でき、刷毛塗り塗
装、吹き付け塗装、フローコート、浸漬塗装、真空塗
装、ロールコート、或いはグラビア印刷、フレキソ印刷
といったあらゆる塗装方法、印刷方法が適用可能であ
る。
The active energy ray-curable composition of the present invention can be applied to objects to be coated and printed materials including wood, metal, glass, cloth, leather, paper and plastic, and can be applied by brush coating, spray coating, flow coating. Various coating methods and printing methods such as dip coating, vacuum coating, roll coating, gravure printing, and flexographic printing are applicable.

【0069】[0069]

【実施例】次に、本発明を参考例、実施例により一層具
体的に説明するが、以下に於いて部および%は特段の断
りがない限り全て重量比を表す。また以下の文中、粘度
はガードナー粘度を表す。
Next, the present invention will be described more specifically with reference examples and examples. In the following, all parts and percentages are by weight unless otherwise specified. In the following text, viscosity represents Gardner viscosity.

【0070】[調製例1]還流冷却管、及び窒素導入
管、温度計を備えた攪拌機付き反応器に、プラクセルL
205AL(分子量500ダイセル化学工業(株)製ラ
クトンポリエステルジオール)36.0部、ジメチロー
ルプロピオン酸20.5部、トリメチロールプロパン
4.54部、ブチルエチルプロパンジオール10.2
部、ポリエチレングリコールPEG#600 2.54
部、ノルボルナンジイソシアナトメチル96.1部、N
−メチルピロリドン32.1部、酢酸エチル229.6
部、メトキノン0.18部を入れて攪拌しながら70℃
まで0.5時間で昇温し70〜75℃で5時間反応後、
窒素導入管を空気導入管に切り替えて、メトキノン0.
034部、グリセロールジメタクリレート(日本油脂
(株)製)50.1部、オクチル酸第一錫0.11部、
を加え、再び70〜75℃で6時間反応させて、ポリ
(エステル)ウレタン樹脂骨格の溶液を得た。50℃に
冷却して、この溶液にトリエチルアミン15.4部、純
水508.6部を徐々に加え、35〜40℃に30分間
保ち、た。サーフィノールAK02(日信化学工業
(株)製)0.11部を加えて50℃にて減圧蒸留し、
酢酸エチルを除去して不揮発分:30.3%、ガードナ
ー粘度:U−V、外観透明の非ゲル状活性エネルギー線
硬化性水性ウレタンメタクリレート組成物(JY−1)
を調製した。 メタクリロイル基濃度=1.8当量/kg アクリロイル基濃度=0当量/kg 固形分酸価:40KOHmg/g
[Preparation Example 1] Plaxel L was placed in a reactor equipped with a stirrer equipped with a reflux condenser, a nitrogen inlet, and a thermometer.
205AL (molecular weight 500, lactone polyester diol manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.) 36.0 parts, dimethylolpropionic acid 20.5 parts, trimethylolpropane 4.54 parts, butylethylpropanediol 10.2
Part, polyethylene glycol PEG # 600 2.54
Parts, 96.1 parts of norbornane diisocyanatomethyl, N
-Methylpyrrolidone 32.1 parts, ethyl acetate 229.6
Parts, 0.18 part of methquinone and 70 ° C. while stirring.
The temperature was raised in 0.5 hours until the reaction at 70-75 ° C for 5 hours,
The nitrogen inlet tube was switched to an air inlet tube, and metquinone 0.1.
034 parts, glycerol dimethacrylate (manufactured by NOF Corporation) 50.1 parts, stannous octoate 0.11 part,
Was added and reacted again at 70 to 75 ° C. for 6 hours to obtain a solution of a poly (ester) urethane resin skeleton. After cooling to 50 ° C., 15.4 parts of triethylamine and 508.6 parts of pure water were gradually added to the solution, and the mixture was kept at 35 to 40 ° C. for 30 minutes. 0.11 parts of Surfynol AK02 (manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd.) was added, and the mixture was distilled under reduced pressure at 50 ° C.
Ethyl acetate was removed to remove nonvolatile matter: 30.3%, Gardner viscosity: UV, transparent non-gel active energy ray-curable aqueous urethane methacrylate composition (JY-1)
Was prepared. Methacryloyl group concentration = 1.8 equivalents / kg Acryloyl group concentration = 0 equivalents / kg Solid acid value: 40 KOHmg / g

【0071】[調製例2]還流冷却管、及び空気導入
管、温度計を備えた攪拌機付き反応器に、クラポールP
−510(分子量500 (株)クラレ製ポリエステル
ジオール)38.7部、ジメチロールプロピオン酸2
2.0部、トリメチロールプロパン4.88部、ブチル
エチルプロパンジオール3.6部、ポリエチレングリコ
ールPEG#600 2.7部、1,3−ビス(イソシ
アナトメチル)シクロヘキサン97.2部、ブレンマー
GLM7.6部、N−メチルピロリドン33.7部、酢
酸エチル143部、メトキノン0.09部を入れて攪拌
しながら70℃まで0.5時間で昇温し70〜75℃で
5時間反応後、メトキノン0.113部、ビスコート#
214HP(大阪有機化学(株)製)54.4部、オク
チル酸第一錫0.11部、を加え、再び70〜75℃で
6時間反応させて、ポリ(エステル)ウレタン樹脂骨格
の溶液を得た。50℃に冷却して、この溶液にトリエチ
ルアミン16.5部、純水533.5部を徐々に加え、
35〜40℃に30分間保ち、た。サーフィノールAK
02(日信化学工業(株)製)0.16部を加えて50
℃にて減圧蒸留し、酢酸エチルを除去して不揮発分:2
9.2%、ガードナー粘度:+J、外観透明の非ゲル状
活性エネルギー線硬化性水性ウレタン(メタ)アクリレ
ート組成物(JY−2)を調製した。 メタクリロイル基濃度=1.2当量/kg アクリロイル基濃度=1.0当量/kg 固形分酸価:40KOHmg/g
[Preparation Example 2] In a reactor equipped with a stirrer equipped with a reflux condenser, an air introduction pipe, and a thermometer, Clapol P was added.
-510 (molecular weight 500, polyester diol manufactured by Kuraray Co., Ltd.) 38.7 parts, dimethylolpropionic acid 2
2.0 parts, trimethylolpropane 4.88 parts, butylethylpropanediol 3.6 parts, polyethylene glycol PEG # 600 2.7 parts, 1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane 97.2 parts, Blemmer GLM7 6.6 parts, 33.7 parts of N-methylpyrrolidone, 143 parts of ethyl acetate, and 0.09 part of methquinone were added, and the temperature was raised to 70 ° C. in 0.5 hour with stirring, and reacted at 70 to 75 ° C. for 5 hours. 0.113 parts of Methoquinone, Biscoat #
214HP (manufactured by Osaka Organic Chemical Co., Ltd.) (54.4 parts) and stannous octylate (0.11 part) were added and reacted again at 70 to 75 ° C. for 6 hours to obtain a solution of the poly (ester) urethane resin skeleton. Obtained. After cooling to 50 ° C., 16.5 parts of triethylamine and 533.5 parts of pure water were gradually added to this solution,
Maintained at 35-40 ° C for 30 minutes. Surfynol AK
02 (manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd.)
Distillation under reduced pressure at ℃, the ethyl acetate was removed and the nonvolatile content: 2
A 9.2%, Gardner viscosity: + J, non-gel active energy ray-curable aqueous urethane (meth) acrylate composition (JY-2) having a transparent appearance was prepared. Methacryloyl group concentration = 1.2 eq / kg Acryloyl group concentration = 1.0 eq / kg Solid acid value: 40 KOHmg / g

【0072】[ポリウレタンマイクロゲル例1] 水性ポリエステルウレタンマイクロゲル スペンゾール
L−512(ライヒホールド社製) 不揮発分:30.0%、 粘度:A−B 外観透明
[Polyurethane Microgel Example 1] Aqueous polyester urethane microgel Spensol L-512 (manufactured by Reichhold) Nonvolatile content: 30.0%, Viscosity: AB Appearance transparent

【0073】(クリヤー塗料試験例)調製例で得られた
非ゲル状活性エネルギー線硬化性組成物(JY−1、J
Y−2)と(ポリウレタンマイクロゲル:スペンゾール
L−512)を表1、2の如く配合し実施例組成物及び
比較例を調製した。この調製した4点の組成物について
保存安定試験を行った。更に塗装試験片は、アルミ板、
突き板合板、アート紙に乾燥塗膜の厚さが20〜30μ
mとなるようバーコーターで塗布し、60℃で5分間送
風乾燥機にて乾燥した。その後120W高圧水銀灯にて
照射量350mJ/cm2 の紫外線照射をした。その紫
外線照射後に於ける塗膜についてTFS板(缶コーチン
グ用チン・フリー・スチール板)に於いては鉛筆硬度試
験、耐MEK性試験、塗膜の平滑性試験を、突き板合板
に於いては鉛筆硬度試験、耐MEK性試験、塗膜の平滑
性試験、セロテープ剥離試験を、アート紙に於いては耐
MEK性試験、平滑性試験を行った。各試験方法を以下
に、又その試験結果を表1、2に示す。
(Test Examples for Clear Coatings) The non-gel active energy ray-curable compositions (JY-1 and JY-1) obtained in Preparation Examples
Y-2) and (polyurethane microgel: Spensol L-512) were blended as shown in Tables 1 and 2 to prepare Example compositions and Comparative Examples. A storage stability test was performed on the four prepared compositions. Furthermore, the painted test piece is an aluminum plate,
Veneer plywood, art paper, dry film thickness 20 ~ 30μ
m was applied with a bar coater and dried at 60 ° C. for 5 minutes with a blow dryer. Thereafter, ultraviolet irradiation was performed using a 120 W high-pressure mercury lamp with an irradiation amount of 350 mJ / cm 2 . Regarding the coating film after the ultraviolet irradiation, a pencil hardness test, a MEK resistance test, and a coating smoothness test were performed on a TFS plate (tin-free steel plate for can coating). A pencil hardness test, a MEK resistance test, a coating film smoothness test, and a cellophane peel test were performed, and an MEK resistance test and a smoothness test were performed on art paper. Each test method is shown below, and the test results are shown in Tables 1 and 2.

【0074】(鉛筆硬度試験)円柱状に削った精密製図
用鉛筆(ユニ三菱鉛筆製)を塗装面に対し45度の角度
でひっかく。5回繰り返し2回以上塗膜を破らない最も
硬い鉛筆の硬度で示す。
(Pencil hardness test) A precision drawing pencil (made by Uni-Mitsubishi Pencil) cut into a cylindrical shape is scratched at an angle of 45 degrees with respect to the painted surface. It is shown by the hardness of the hardest pencil that does not break the coating film twice or more repeated 5 times.

【0075】(MEKラビング試験)ガーゼに包んだ脱
脂綿にメチルエチルケトン(MEK)を含ませ、2kg
の荷重をかけて塗膜を擦り(ラビング)下地が面積で1
0%露出するまでのラビング回数を測定するもので、D
IC式ラビングテスターI型(理研工学(株)製)を用
いて測定した。
(MEK rubbing test) Absorbent cotton wrapped in gauze was mixed with methyl ethyl ketone (MEK), and 2 kg
Rubbing the coating film by applying a load of
It measures the number of rubbings until 0% exposure.
The measurement was performed using an IC type rubbing tester type I (manufactured by Riken Engineering Co., Ltd.).

【0076】(セロテープ剥離試験)密着強度試験の一
方法で、試験片の表面に縦横十文字に基材に達する深さ
のカット線を入れて、24mm巾のセロファンテープ
(ニチバン(株)製)を貼り付けた後、手で素早く18
0度剥離をおこなう。この密着強度試験結果は、塗膜の
残存した様子を調べ、全く剥離しない場合を○、十字に
沿って僅かながら剥離するものを△、剥離してしまうも
のを×で表示する。
(Cellophane Tape Peeling Test) According to one method of the adhesion strength test, a cut line having a depth reaching the base material is formed on the surface of the test piece in a crosswise shape, and a cellophane tape (manufactured by Nichiban Co.) having a width of 24 mm is formed. After pasting, quickly 18 by hand
Peel 0 degree. The results of the adhesion strength test are examined by examining the state of the remaining coating film, and the results are indicated by 全 く when no peeling is observed at all, Δ when peeling slightly along the cross, and x when peeling.

【0077】(塗膜の平滑性性試験)実施例1、2およ
び比較例1、2の組成物をTFS板、アート紙にはバー
コーターで、突き板合板上にはスプレーで塗布し、乾燥
させた塗膜の塗装表面状態を観察し、被塗装物の縁が盛
り上がる(額縁性)や塗料欠陥を調べた。評価の基準を
次に示す。 ○・・額縁性無し、ブツ等塗膜欠陥が1/1cm2 。以
下 △・・額縁性やや有り、ブツ等塗膜欠陥が1〜4個以下
/1cm2 である。 ×・・額縁性有り、ブツ等塗膜欠陥が5個以上/1cm
2 である。
(Smoothness Test of Coating Film) The compositions of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 were applied by a bar coater to TFS board and art paper, and sprayed to veneer plywood, and dried. The state of the coated surface of the coated film was observed, and the edge of the object to be coated was raised (frame property) and paint defects were examined. The evaluation criteria are shown below.・: No frame property, and coating film defects such as bumps were 1/1 cm 2 . Hereinafter △ · · frame of somewhat there, lumps or the like coating film defects is 1-4 or less / 1 cm 2. × ・ ・ There is a picture frame property, 5 or more coating defects such as bumps / 1cm
2

【0078】(組成物の保存安定性)実施例1、2およ
び比較例1、2の組成物を100mlのガラス瓶に入れ
密栓し、遮蔽したオーブンにて40℃で保温し、経時外
観変化を観察する。評価基準を次ぎに示す。
(Preservation Stability of Compositions) The compositions of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 were put in 100 ml glass bottles, sealed, kept at 40 ° C. in a shielded oven, and observed with time for appearance change. I do. The evaluation criteria are shown below.

【0079】 ○・・変化無し〜微濁 △・・白濁〜僅か沈澱を生じた。 ×・・沈澱〜ゲル化・: No change to slight turbidity △: white turbidity to slight precipitation × ・ ・ Precipitation to gelation

【0080】[0080]

【表1】 [Table 1]

【0081】表中の「ダロキュア」は「メルク・ジャパ
ン(株)製光開始剤ダロキュアD−1173」を、「L
−512」は「ライヒホールド社製スペンゾールL−5
12」を、「非ゲル/ゲル重量比」は「非ゲル状ウレタ
ン化合物とウレタンマイクロゲル粒子の固形分配合比」
を、「硬度試験」は「鉛筆硬度試験」を、「耐MEK」
は「耐MEK性試験」を、「平滑性」は「塗膜の平滑性
性試験」をそれぞれ表している。
In the table, “Darocure” refers to “Darocure D-1173, a photoinitiator manufactured by Merck Japan K.K.”
"-512" is "Spiensol L-5 manufactured by Reichhold"
12 "and" Non-gel / gel weight ratio "means" solid content ratio of non-gel urethane compound and urethane microgel particles "
"Hardness test" means "Pencil hardness test", "MEK resistance"
Represents "MEK resistance test", and "smoothness" represents "coating film smoothness test".

【0082】[0082]

【表2】 [Table 2]

【0083】[0083]

【発明の効果】上記の結果からも明らかなように、本発
明の活性エネルギ線硬化性水性組成物は保存安定性が良
く、印刷適性、塗装適性に優れるため塗装表面に欠陥の
ない滑らかな塗膜が得られ、硬化性、密着性、耐薬品性
に優れ、更に、臭気、皮膚毒性が少なく安全衛生性に優
れる建材、金属、紙などに塗装或いは印刷する塗料、コ
ーチング、艶ニス、グラビアインキ、フレキソインキ等
の用途のビヒクルとして極めて有用である。
As is clear from the above results, the active energy ray-curable aqueous composition of the present invention has good storage stability and excellent printability and coating suitability, so that the coating surface is smooth and free from defects. Coatings, coatings, glossy varnishes, gravure inks for coating or printing on building materials, metals, paper, etc., which provide a film and have excellent curability, adhesion, and chemical resistance, and have low odor and skin toxicity and excellent safety and hygiene It is extremely useful as a vehicle for applications such as flexographic inks.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 水に分散したポリウレタン樹脂骨格の分
子内に塩の基と活性エネルギー線硬化性不飽和基を有す
る非ゲル状の活性エネルギー線硬化性ポリウレタン組成
物と、水に分散したポリウレタンマイクロゲル粒子とを
含有することを特徴とする活性エネルギー線硬化性水性
組成物。
1. A non-gel active energy ray-curable polyurethane composition having a salt group and an active energy ray-curable unsaturated group in the molecule of a polyurethane resin skeleton dispersed in water, and a polyurethane microparticle dispersed in water. An active energy ray-curable aqueous composition, comprising: gel particles.
【請求項2】 前記非ゲル状の活性エネルギー線硬化性
ポリウレタン組成物の不飽和基が、活性水素原子を有す
る架橋剤と50℃以下で反応しない活性エネルギー線硬
化性不飽和基である請求項1に記載の活性エネルギー線
硬化性水性組成物。
2. The non-gel active energy ray-curable polyurethane composition, wherein the unsaturated group is an active energy ray-curable unsaturated group which does not react with a crosslinking agent having an active hydrogen atom at 50 ° C. or lower. 2. The active energy ray-curable aqueous composition according to 1.
【請求項3】 前記ポリウレタンマイクロゲル粒子が、
ポリウレタン樹脂骨格と該骨格相互間をウレタン結合ま
たは尿素結合を介して鎖延長ないしは架橋した構造とか
らなるゲル状の皮膜形成性ポリウレタン樹脂粒子であ
り、前記ポリウレタン樹脂粒子が塩の基を有する水分散
体である請求項1に記載の活性エネルギー線硬化性水性
組成物。
3. The polyurethane microgel particles,
Gel-like film-forming polyurethane resin particles having a structure in which a polyurethane resin skeleton and a chain between the skeletons are chain-extended or cross-linked via a urethane bond or a urea bond, wherein the polyurethane resin particles are dispersed in water having a salt group. The active energy ray-curable aqueous composition according to claim 1, which is a body.
【請求項4】 前記ポリウレタン樹脂骨格が、ポリエス
テルウレタン樹脂骨格、ポリエーテルウレタン樹脂骨
格、ポリエーテルポリエステルウレタン樹脂骨格、ポリ
カーボネートポリウレタン樹脂骨格から選ばれる少なく
とも1種の樹脂骨格である請求項1に記載の活性エネル
ギー線硬化性組成物。
4. The method according to claim 1, wherein the polyurethane resin skeleton is at least one resin skeleton selected from a polyester urethane resin skeleton, a polyether urethane resin skeleton, a polyether polyester urethane resin skeleton, and a polycarbonate polyurethane resin skeleton. Active energy ray-curable composition.
【請求項5】 前記ポリウレタン樹脂骨格が、イソシア
ネート基を有し、前記架橋構造が、該イソシアネート基
と活性水素原子を有する架橋剤との反応により形成され
る架橋構造である請求項1に記載の活性エネルギー線硬
化性水性組成物。
5. The method according to claim 1, wherein the polyurethane resin skeleton has an isocyanate group, and the crosslinked structure is a crosslinked structure formed by a reaction between the isocyanate group and a crosslinking agent having an active hydrogen atom. Active energy ray-curable aqueous composition.
【請求項6】 非ゲル状の活性エネルギー線硬化性ポリ
ウレタン組成物とポリウレタンマイクロゲル粒子との重
量比が100/5〜20/100の範囲である請求項1
に記載の活性エネルギー線硬化性水性組成物。
6. The weight ratio of the non-gel active energy ray-curable polyurethane composition to the polyurethane microgel particles is in the range of 100/5 to 20/100.
The active energy ray-curable aqueous composition according to the above.
【請求項7】 前記非ゲル状の活性エネルギー線硬化性
ポリウレタン組成物の、活性水素原子を有する架橋剤と
50℃以下で反応しない活性エネルギー線硬化性不飽和
基が、メタクリロイル基、或いはα、β位に二重結合を
持つ不飽和二塩基酸を用いて導入された不飽和基とビニ
ルエーテル化合物の不飽和基である請求項1に記載の活
性エネルギー線硬化性水性組成物。
7. The non-gel active energy ray-curable polyurethane composition, wherein an active energy ray-curable unsaturated group that does not react with a crosslinking agent having an active hydrogen atom at 50 ° C. or lower is a methacryloyl group or α, The active energy ray-curable aqueous composition according to claim 1, which is an unsaturated group introduced by using an unsaturated dibasic acid having a double bond at the β-position and an unsaturated group of a vinyl ether compound.
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