JP6136121B2 - Aqueous polyurethane resin and use thereof - Google Patents
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Description
本発明は、水性印刷インキバインダー用ポリウレタン樹脂および水性印刷インキ、さらにはラミネート積層体に関する。さらに詳しくは、水/アルコール系への溶解性だけでなく、水単独への溶解性に優れ、各種プラスチックフィルム基材に対する耐ブロッキング性等の優れたインキ塗膜物性を有するポリウレタン樹脂使用の水性印刷インキ、さらにはラミネート積層体に関する。 The present invention relates to a polyurethane resin for an aqueous printing ink binder and an aqueous printing ink, and further to a laminate laminate. More specifically, not only water / alcohol solubility but also water solubility alone, water-based printing using polyurethane resin with excellent ink coating properties such as blocking resistance to various plastic film substrates The present invention relates to an ink, and further to a laminate laminate.
従来、印刷インキは溶剤系のものが多く使用されてきたが、近年の環境保全、法規制面への課題を解決するための手段として水性印刷インキへの転換が提案されている。水性印刷インキは一般包装紙や段ボール等の紙器等の印刷に広く用いられてきている。しかし、包装材用途を中心とした非浸透性のプラスチックフィルム基材に対する印刷分野においては、溶剤系の印刷インキと比較し、課題が未だ多い。 Conventionally, many printing inks have been used as solvent-based inks, but conversion to water-based printing inks has been proposed as a means for solving the problems of environmental protection and legal regulations in recent years. Water-based printing inks have been widely used for printing on paper containers such as general wrapping paper and cardboard. However, in the field of printing on non-permeable plastic film base materials, mainly for packaging materials, there are still many problems compared to solvent-based printing inks.
印刷インキの品質は、主にその主成分であるバインダー樹脂に大きく依存している。溶剤系の印刷インキの場合、汎用化、高性能化を考慮し、ポリウレタン樹脂が主たるバインダー樹脂として広く使われている。これは、ポリウレタン樹脂は、ポリイソシアネートとポリマーポリオールを適宜選択することにより、硬くて強靱な塗膜から柔らかくかつ弾性のある塗膜まで自由な塗膜設計ができるためである。水性印刷インキも同様に、汎用化、高性能化のためにはポリウレタン樹脂が好適と考えられ、近年多くの水性ポリウレタン樹脂の研究開発が行われてはいるが、未だ発展途上段階である。 The quality of printing ink largely depends mainly on the binder resin which is the main component. In the case of solvent-based printing inks, polyurethane resins are widely used as the main binder resin in consideration of generalization and high performance. This is because a polyurethane resin can be freely designed from a hard and tough coating film to a soft and elastic coating film by appropriately selecting a polyisocyanate and a polymer polyol. Similarly, a water-based printing ink is considered to be suitable for general purpose and high performance, and a lot of water-based polyurethane resins have been researched and developed in recent years, but are still in the developing stage.
ポリウレタン樹脂を用いた水性印刷インキの課題のうち、溶剤系の印刷インキとの差が最も顕著だと考えられる項目は、印刷インキの印刷適性である。この印刷適性には、印刷インキ中の溶剤への溶解性が大きく影響を及ぼす。そのため、印刷インキ中の溶剤への溶解性、つまり、水−アルコールへの溶解性を向上させる検討が行われているが、水性印刷インキの印刷適性は未だ不十分である。 Among the problems of water-based printing inks using polyurethane resins, the item that is considered to have the most significant difference from solvent-based printing inks is printability of printing inks. This printability is greatly affected by the solubility of the printing ink in the solvent. Therefore, studies have been made to improve the solubility in printing ink in a solvent, that is, the solubility in water-alcohol, but the printability of the aqueous printing ink is still insufficient.
例えば、特開2005−325190公報では、ポリウレタン系エマルジョン組成物を用いた水性印刷インキが提案されており、各種プラスチックフィルム等への密着性向上の検討が行われている。しかしながら、ポリウレタン樹脂がエマルジョン組成物であるため、水への溶解性が劣り、印刷適性は不十分である。 For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-325190 proposes a water-based printing ink using a polyurethane emulsion composition, and studies are being made on improving adhesion to various plastic films and the like. However, since the polyurethane resin is an emulsion composition, the solubility in water is poor and the printability is insufficient.
また、特開平6−206972公報では、ヒドラジン残基の利用によりラミネート積層体のボイル・レトルト適性を上げる検討が行われているが、それにより水への溶解性が劣る。 In JP-A-6-206972, studies have been made to increase the suitability of a laminate laminate for boiling and retorting by using a hydrazine residue. However, the solubility in water is poor.
本発明の目的は、水性印刷インキにおいて、水―アルコールへの溶解性だけでなく、水単独への溶解性に優れ、各種プラスチックフィルム基材に対するインキの耐ブロッキング性が良好なポリウレタン樹脂使用の水性印刷インキ、さらにはラミネート積層体を提供することである。 The object of the present invention is an aqueous printing ink that uses not only water-alcohol solubility but also water solubility alone, and water-based polyurethane resin with excellent ink blocking resistance to various plastic film substrates. It is to provide a printing ink, and also a laminate laminate.
本発明者らは、前記状況を鑑み鋭意検討を重ねた結果、ポリウレタン樹脂において、水酸基を有す有機ジアミンを含む有機ジアミンを鎖延長剤として、アルカノールアミンを反応停止剤として使用し、さらにポリウレタン樹脂の水酸基価と、有機ジアミンとアルカノールアミンのモル比を制御することで、水―アルコールへの溶解性、さらには水への溶解性を良好とし、各種プラスチックフィルム基材に対するインキの耐ブロッキング性に優れた水性ポリウレタン樹脂を見出し、本発明に至った。 As a result of intensive studies in view of the above circumstances, the present inventors have used a polyurethane resin as an organic diamine containing an organic diamine having a hydroxyl group as a chain extender, an alkanolamine as a reaction terminator, and a polyurethane resin. By controlling the hydroxyl value of the polymer and the molar ratio of organic diamine to alkanolamine, water-alcohol solubility and water solubility are improved, and ink blocking resistance to various plastic film substrates is improved. The present inventors have found an excellent aqueous polyurethane resin and have reached the present invention.
すなわち本発明の第一の発明は、
ポリイソシアネート(a)と、
ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカプロラクトンポリオール、ポリカーボネートポリオールから選ばれる1種以上であるポリオール(b)と、
分子内にカルボキシル基および少なくとも2個の活性水素含有基を有する化合物(c)と
を反応させてなる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、
鎖延長剤として水酸基を有する有機ジアミンを含む、有機ジアミン(d)と、
さらに反応停止剤としてモノアミンであるアルカノールアミン(e)(但し、3級アミンを除く)とを反応させてなる水性ポリウレタン樹脂を用いる水性印刷インキであって、
前記水性ポリウレタン樹脂の水酸基価が10.0〜28.0mgKOH/g
かつ
有機ジアミン(d)のモル数とアルカノールアミン(e)のモル数の比(d)/(e)が3.0〜20.0
であることを特徴とする水性印刷インキに関するものである。
That is, the first invention of the present invention is
Polyisocyanate (a);
A polyol (b) which is at least one selected from polyether polyol, polyester polyol, polycaprolactone polyol and polycarbonate polyol;
A urethane prepolymer having an isocyanate group at the end obtained by reacting a compound (c) having a carboxyl group and at least two active hydrogen-containing groups in the molecule;
An organic diamine (d) containing an organic diamine having a hydroxyl group as a chain extender;
Furthermore, a water-based printing ink using a water- based polyurethane resin obtained by reacting a monoamine alkanolamine (e) (excluding tertiary amine) as a reaction terminator,
The hydroxyl value of the aqueous polyurethane resin is 10.0 to 28.0 mgKOH / g
The ratio (d) / (e) of the number of moles of organic diamine (d) to the number of moles of alkanolamine (e) is 3.0 to 20.0.
The present invention relates to a water-based printing ink .
さらに、第二の発明は、
基材に第一発明記載の水性印刷インキを印刷してなるラミネート積層体に関するものである。
Furthermore, the second invention
The present invention relates to a laminate laminate obtained by printing a water-based printing ink according to the first invention on a substrate.
本発明は、水―アルコールおよび水単独への再溶解性、各種プラスチックフィルム基材に対するインキの耐ブロッキング性が良好な水性ポリウレタン樹脂使用の水性印刷インキ、さらにはラミネート積層体を提供することを可能とした。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can provide a water-based printing ink using a water-based polyurethane resin having good re-solubility in water-alcohol and water alone, and good ink blocking resistance to various plastic film substrates, and a laminate laminate. It was.
以下、水性印刷インキバインダー用の水性ポリウレタン樹脂について説明する。本発明の水性ポリウレタン樹脂は、ポリイソシアネート(a)、ポリマーポリオール(b)、分子内にカルボキシル基と少なくとも2個の活性水素含有基を有する化合物(c)とを反応させてなる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、鎖延長剤として水酸基を有す有機ジアミンを含む、有機ジアミン(d)と、さらに反応停止剤としてアルカノールアミン(e)を反応させて得られる。 Hereinafter, the water-based polyurethane resin for the water-based printing ink binder will be described. The aqueous polyurethane resin of the present invention has an isocyanate group at the terminal obtained by reacting a polyisocyanate (a), a polymer polyol (b), and a compound (c) having a carboxyl group and at least two active hydrogen-containing groups in the molecule. Is obtained by reacting an organic diamine (d) containing an organic diamine having a hydroxyl group as a chain extender and an alkanolamine (e) as a reaction terminator.
本発明の水性ポリウレタン樹脂で用いるポリイソシアネート(a)としては、芳香族、脂肪族または脂環族の各種公知のジイソシアネート類を使用することができる。例えば、1,5−ナフチレンジイソシアネート、4,4‘−ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4‘−ジフェニルジメチルメタンジイソシアネート、4、4‘−ジベンジルイソシアネート、ジアルキルジフェニルメタンジイソシアネート、テトラアルキルジフェニルメタンジイソシアネート、1,3−フェニレンジイソシアネート、1,4−フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ブタン−1,4−ジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソプロピレンジイソシアネート、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、シクロヘキサン−1,4−ジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、リジ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(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、メチルシクロヘキサンジイソシアネート、m−テトラメチルキシリレンジイソシアネートやダイマー酸のカルボキシル基をイソシアネート基に転化したダイマージイソシアネート等が代表例として挙げられる。これらは単独または2種以上を混合して用いることができる。反応性等の面から、イソホロンジイソシアネートが好ましい。 As the polyisocyanate (a) used in the aqueous polyurethane resin of the present invention, various known diisocyanates of aromatic, aliphatic or alicyclic can be used. For example, 1,5-naphthylene diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 4,4'-diphenyldimethylmethane diisocyanate, 4,4'-dibenzyl isocyanate, dialkyldiphenylmethane diisocyanate, tetraalkyldiphenylmethane diisocyanate, 1,3- Phenylene diisocyanate, 1,4-phenylene diisocyanate, tolylene diisocyanate, butane-1,4-diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, isopropylene diisocyanate, methylene diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, 2,4,4- Trimethylhexamethylene diisocyanate, cyclohexane-1,4-diisocyanate, xylylene diisocyanate Isophorone diisocyanate, lysine diisocyanate, dicyclohexylmethane-4,4′-diisocyanate, 1,3-bis (isocyanatemethyl) cyclohexane, methylcyclohexane diisocyanate, m-tetramethylxylylene diisocyanate, and carboxyl groups of dimer acid were converted to isocyanate groups. Dimer isocyanate is a typical example. These can be used alone or in admixture of two or more. Isophorone diisocyanate is preferable in terms of reactivity and the like.
本発明におけるポリオール(b)は、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカプロラクトンポリオール、ポリカーボネートポリオールから選ばれる1種以上である。これらは単独または2種以上を混合して用いることができる。さらに好ましくは、ポリエーテルポリオールとポリエステルポリオールから選ばれる。
本発明におけるポリエーテルポリオールは、酸化メチレン、酸化エチレン、酸化プロピレン、テトラヒドロフランなどの重合体または共重合体が挙げられる。これらは単独または2種以上を混合して用いることができる。特に、酸化エチレンの重合体、すなわちポリエチレングリコールが好ましい。ポリエチレングリコールを用いた場合には、水−アルコールおよび水への再溶解性が良好となる。
The polyol (b) in the present invention is at least one selected from polyether polyol, polyester polyol, polycaprolactone polyol, and polycarbonate polyol. These can be used alone or in admixture of two or more. More preferably, it is selected from polyether polyol and polyester polyol.
Examples of the polyether polyol in the present invention include polymers or copolymers such as methylene oxide, ethylene oxide, propylene oxide, and tetrahydrofuran. These can be used alone or in admixture of two or more. In particular, a polymer of ethylene oxide, that is, polyethylene glycol is preferable. When polyethylene glycol is used, the re-solubility in water-alcohol and water is good.
本発明におけるポリエステルポリオールは、例えば、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、ペンタンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、ネオペンチルグリコール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、1,9−ノナンンジオール、2−メチル−1,8−オクタンジオール、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、1,4−ブチンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ジエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ジプロピレングリコールなどの低分子ポリオール類と、アジピン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、マレイン酸、フマル酸、こはく酸、しゅう酸、マロン酸、グルタル酸、ピメリン酸、スペリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、トリメリット酸、ピロメリット酸など多価カルボン酸あるいはこれらの無水物との脱水縮合体または重合体が挙げられる。これらは単独または2種以上を混合して用いることができる。
本発明におけるポリカプロラクトンポリオールは、ε−カプロラクトンの開環重合により得られる。
Examples of the polyester polyol in the present invention include ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,3-butanediol, pentanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, and neopentyl glycol. 3-methyl-1,5-pentanediol, hexanediol, octanediol, 1,9-nonanediol, 2-methyl-1,8-octanediol, 2-butyl-2-ethyl-1,3-propane Low molecular polyols such as diol, 1,4-butynediol, 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, diethylene glycol, polypropylene glycol, dipropylene glycol, and adipic acid , Phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid , Maleic acid, fumaric acid, succinic acid, oxalic acid, malonic acid, glutaric acid, pimelic acid, speric acid, azelaic acid, sebacic acid, trimellitic acid, pyromellitic acid and other polycarboxylic acids or their anhydrides A dehydration condensate or a polymer is mentioned. These can be used alone or in admixture of two or more.
The polycaprolactone polyol in the present invention is obtained by ring-opening polymerization of ε-caprolactone.
本発明におけるポリカーボネートジオールは、例えば、アルキレンカーボネート、ジアリルカーボネート、ジアルキルカーボネート等のカーボネート成分あるいはホスゲンと、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、ペンタンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、ネオペンチルグリコール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、1,9−ノナンンジオール、2−メチル−1,8−オクタンジオール、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、1,4−ブチンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ジエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ジプロピレングリコールなどの低分子ポリオール類との縮合体が挙げられる。これらは単独または2種以上を混合して用いることができる。
さらに、トリエチレングリコール、水酸基を2個以上有するグリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,2,4−ブタントリオール、1,2,6−ヘキサントリオール、ソルビトール、ペンタエリスリトール等の水酸基を3個以上有する低分子ポリオールをウレタンモノマーとして使用、さらに各種ポリマーポリオールの原料に使用することも可能である。
The polycarbonate diol in the present invention includes, for example, carbonate components such as alkylene carbonate, diallyl carbonate, dialkyl carbonate or phosgene, ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,3-butanediol, pentane. Diol, 2-methyl-1,3-propanediol, neopentyl glycol, 3-methyl-1,5-pentanediol, hexanediol, octanediol, 1,9-nonanediol, 2-methyl-1,8- Octanediol, 2-butyl-2-ethyl-1,3-propanediol, 1,4-butynediol, 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, diethylene glycol, Polypropylene Glycol, condensates of low molecular weight polyols such as dipropylene glycol. These can be used alone or in admixture of two or more.
Furthermore, three hydroxyl groups such as triethylene glycol, glycerin having two or more hydroxyl groups, trimethylolethane, trimethylolpropane, 1,2,4-butanetriol, 1,2,6-hexanetriol, sorbitol, pentaerythritol, etc. It is also possible to use the low molecular polyol having the above as a urethane monomer, and further to use it as a raw material for various polymer polyols.
本発明における活性水素含有基とは、イソシアネート基と反応する水酸基、アミノ基などの活性水素を有する基をいう。 The active hydrogen-containing group in the present invention refers to a group having active hydrogen such as a hydroxyl group and an amino group that reacts with an isocyanate group.
本発明における分子内にカルボキシル基と少なくとも2個の活性水素含有基を有する化合物(c)としては、例えば2,2−ジメチロールプロピオン酸、2,2−ジメチロール酪酸、2,2−ジメチロール吉草酸等のジメチロールアルカン酸;グルタミン、アスパラギン、リジン、ジアミノプロピオン酸、オルニチン、ジアミノ安息香酸、ジアミノベンゼンスルホン酸等のジアミン型アミノ酸類が挙げられる。これらは単独または2種以上を混合して用いることができる。 Examples of the compound (c) having a carboxyl group and at least two active hydrogen-containing groups in the molecule according to the present invention include 2,2-dimethylolpropionic acid, 2,2-dimethylolbutyric acid, and 2,2-dimethylolvaleric acid. And diamine-type amino acids such as glutamine, asparagine, lysine, diaminopropionic acid, ornithine, diaminobenzoic acid, and diaminobenzenesulfonic acid. These can be used alone or in admixture of two or more.
本発明の水性ポリウレタン樹脂の水酸基価は、樹脂中の水酸基をエステル化またはアセチル化し、残存する酸をアルカリで逆滴定して算出した樹脂1g中の水酸基量を、水酸化カリウムのmg数に換算した値で、JIS K0070に従って行った値である。
本発明の水性ポリウレタン樹脂で用いる水酸基を有する有機ジアミン(d)は鎖延長剤として使用する。例えば、2−ヒドロキシエチルエチレンジアミン、2−ヒドロキシエチルプロピレンジアミン、ジ−2−ヒドロキシエチルエチレンジアミン、ジ−2−ヒドロキシエチルプロピレンジアミン、2−ヒドロキシプロピルエチレンジアミン、ジ−2−ヒドロキシプロピルエチレンジアミンが挙げられる。これらは単独または2種以上を混合して用いることができる。
The hydroxyl value of the aqueous polyurethane resin of the present invention is calculated by converting the amount of hydroxyl group in 1 g of resin calculated by esterifying or acetylating the hydroxyl group in the resin and back titrating the remaining acid with an alkali into the number of mg of potassium hydroxide. The value obtained in accordance with JIS K0070.
Organic diamine that having a hydroxyl group used in the aqueous polyurethane resin (d) of the present invention are used as chain extenders. Examples thereof include 2-hydroxyethylethylenediamine, 2-hydroxyethylpropylenediamine, di-2-hydroxyethylethylenediamine, di-2-hydroxyethylpropylenediamine, 2-hydroxypropylethylenediamine, and di-2-hydroxypropylethylenediamine. These can be used alone or in admixture of two or more.
また、有機ジアミンで水酸基を有さないものも規定の水酸基価の範囲であれば、鎖延長剤として併用することができる。水酸基を有さない有機ジアミンとしては、例えば、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、イソホロンジアミン、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジアミン、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジアミン、ジシクロヘキシルメタン−4,4‘− ジアミン、さらにダイマー酸のカルボキシル基をアミノ基に転化したダイマージアミン等など各種公知ものが挙げられる。これらは単独または2種以上を混合して用いることができる。 Further, organic diamines having no hydroxyl group can be used in combination as a chain extender within the range of the prescribed hydroxyl value. Examples of the organic diamine having no hydroxyl group include ethylenediamine, propylenediamine, hexamethylenediamine, isophoronediamine, 2,2,4-trimethylhexamethylenediamine, 2,4,4-trimethylhexamethylenediamine, and dicyclohexylmethane-4. , 4′-diamine, and dimer diamine obtained by converting the carboxyl group of dimer acid into an amino group. These can be used alone or in admixture of two or more.
本発明の水性ポリウレタン樹脂で用いるモノアミンであるアルカノールアミン(e)は反応停止剤として使用する。本発明のアルカノールアミンでは、3級アミンを除く。例えば、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、2−アミノ−2−メチル−1−プロパノール、2−アミノ−2−エチル−1,3−プロパンジオール等が挙げられる。これらは単独または2種以上を混合して用いることができる。特にモノエタノールアミンがより好ましい。 Alkanolamine (e), which is a monoamine used in the aqueous polyurethane resin of the present invention , is used as a reaction terminator. The alkanolamine of the present invention excludes tertiary amines. For example, monoethanolamine, diethanolamine , 2 -amino-2-methyl-1-propanol, 2-amino-2-ethyl-1,3-propanediol and the like can be mentioned. These can be used alone or in admixture of two or more. In particular, monoethanolamine is more preferable.
本発明における水性ポリウレタン樹脂の水酸基価は、10.0〜28.0mgKOH/gである。水酸基価が10.0mgKOH/gより小さいと、水−アルコールへの再溶解性および水への再溶解性が劣り、28.0mgKOH/gより大きいと耐ブロッキング性が劣る。さらに好ましくは、水酸基価が10.0〜20.0mgKOH/gである。
本発明における有機ジアミン(d)のモル数とアルカノールアミン(e)のモル数の比(d)/(e)が3.0〜20.0である。モル数の比が3.0より小さいと耐ブロッキング性が劣り、20.0より大きいと水への再溶解性が劣る。さらに好ましくは3.5〜11.0である。
The hydroxyl value of the aqueous polyurethane resin in the present invention is 10.0 to 28.0 mgKOH / g. When the hydroxyl value is less than 10.0 mgKOH / g, the water-alcohol resolubility and water resolubility are poor, and when it is greater than 28.0 mgKOH / g, the blocking resistance is poor. More preferably, the hydroxyl value is 10.0 to 20.0 mgKOH / g.
The ratio (d) / (e) of the number of moles of the organic diamine (d) and the number of moles of the alkanolamine (e) in the present invention is 3.0 to 20.0. When the mole ratio is less than 3.0, the blocking resistance is poor, and when it is greater than 20.0, the re-solubility in water is poor. More preferably, it is 3.5-11.0.
本発明における水性ポリウレタン樹脂の酸価は25〜45mgKOH/gであることが好ましい。酸価は、酸をアルカリで滴定して算出した樹脂1g中の酸量を、水酸化カリウムのmg数に換算した値で、JIS K0070に従って行った値である。 酸価が25mgKOH/gより低い場合には、水−アルコールへの再溶解性および水への再溶解性、および耐ブロッキング性が劣る傾向があり、酸価が45mgKOH/gより高い場合には、接着性が低くなる傾向がある。 The acid value of the aqueous polyurethane resin in the present invention is preferably 25 to 45 mgKOH / g. The acid value is a value obtained by converting the acid amount in 1 g of the resin calculated by titrating the acid with an alkali into the number of mg of potassium hydroxide, according to JIS K0070. When the acid value is lower than 25 mg KOH / g, the water-alcohol re-solubility and water re-solubility, and the blocking resistance tend to be inferior. When the acid value is higher than 45 mg KOH / g, There is a tendency for adhesion to be low.
本発明の水性ポリウレタン樹脂の重量平均分子量は、5000〜100000の範囲内とすることが好ましい。重量平均分子量が5000より小さいと、各種プラスチックフィルム基材に対する耐ブロッキング性が劣る傾向にあり、100000を超えると得られる水性印刷インキ組成物の粘度が高くなるとともに、水−アルコールおよび水への再溶解性が低下する傾向がある。 The weight average molecular weight of the aqueous polyurethane resin of the present invention is preferably in the range of 5,000 to 100,000. When the weight average molecular weight is less than 5,000, the blocking resistance to various plastic film substrates tends to be inferior. When the weight average molecular weight exceeds 100,000, the viscosity of the resulting aqueous printing ink composition increases, and water-alcohol and water re-apply. There is a tendency for solubility to decrease.
本発明における水性ポリウレタン樹脂は、イソシアネートに対して不活性でかつ親水性の有機溶剤を用いるアセトン法、溶剤を全く使用しない無溶剤合成法等により得ることができる。本発明においては有機溶剤を使用し粘度を低下させ、合成反応を均一にスムーズに行うことができるアセトン法を用いた。 The aqueous polyurethane resin in the present invention can be obtained by an acetone method using an organic solvent which is inactive with respect to isocyanate and a hydrophilic, a solventless synthesis method using no solvent at all. In the present invention, an acetone method is used in which an organic solvent is used to lower the viscosity, and the synthesis reaction can be performed uniformly and smoothly.
ポリイソシアネート(a)とポリマーポリオール(b)と分子内にカルボキシル基と少なくとも2個の活性水素含有基を有する化合物(c)とを反応させてなる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得る(以下、プレポリマー反応)には、50〜100℃で10分〜10時間行うのが好ましい。反応の終点は、粘度測定、IR測定によるNCOピ−ク、滴定によるNCO%測定等により判断される。 A urethane prepolymer having an isocyanate group at the terminal is obtained by reacting a polyisocyanate (a), a polymer polyol (b), and a compound (c) having a carboxyl group and at least two active hydrogen-containing groups in the molecule ( Hereinafter, the prepolymer reaction is preferably performed at 50 to 100 ° C. for 10 minutes to 10 hours. The end point of the reaction is judged by viscosity measurement, NCO peak by IR measurement, NCO% measurement by titration, and the like.
また、プレポリマー反応には、触媒を用いることもできる。使用できる触媒としては、公知の金属系触媒、アミン系触媒が使用できる。金属系触媒としては、ジブチル錫ジラウレート、オクトエ酸錫、ジブチル錫ジ(2−エチルヘキソエート)、 2−エチルヘキソエート鉛、チタン酸2−エチルヘキシル、2−エチルヘキソエート鉄、2−エチルヘキソエートコバルト、ナフテン酸亜鉛、ナフテン酸コバルト、テトラ−n−ブチル錫等が挙げられる。アミン系触媒としてはテトラメチルブタンジアミン等の3級アミン等が挙げられる。これらの触媒はポリマーポリオールに対して0.001〜1モル%の範囲で使用される。 A catalyst can also be used for the prepolymer reaction. As the catalyst that can be used, a known metal catalyst or amine catalyst can be used. Examples of the metal catalyst include dibutyltin dilaurate, tin octoate, dibutyltin di (2-ethylhexoate), lead 2-ethylhexoate, 2-ethylhexyl titanate, 2-ethylhexoate iron, 2- Examples thereof include ethylhexoate cobalt, zinc naphthenate, cobalt naphthenate, and tetra-n-butyltin. Examples of amine-based catalysts include tertiary amines such as tetramethylbutanediamine. These catalysts are used in the range of 0.001 to 1 mol% with respect to the polymer polyol.
ウレタンプレポリマーと有機ジアミンを反応させる際(以下、鎖延長反応)は、30〜80℃で10分〜10時間行うのが好ましい。反応の終点は、粘度測定、IR測定によるNCOピ−ク、滴定によるアミン価測定等により判断される。 When the urethane prepolymer and the organic diamine are reacted (hereinafter, chain extension reaction), it is preferably performed at 30 to 80 ° C. for 10 minutes to 10 hours. The end point of the reaction is judged by viscosity measurement, NCO peak by IR measurement, amine value measurement by titration, and the like.
本発明では、高分子鎖末端に配置されるアルカノールアミン由来の水酸基が、課題解決のための重要な要素である。従って、反応停止剤として用いるアルカノールアミンは、アミノ基を反応部位として用い、水酸基を残存させるため、活性水素を有さない3級アミンは用いない。また、アルカノールアミンの水酸基をポリウレタン鎖の末端に存在させるため、反応停止剤は、鎖延長反応が終わった後に添加する。この際、30〜80℃で10分〜2時間行うのが好ましい。 In the present invention, an alkanolamine-derived hydroxyl group arranged at the end of the polymer chain is an important element for solving the problem. Therefore, the alkanolamine used as a reaction terminator uses an amino group as a reaction site and leaves a hydroxyl group, so that a tertiary amine having no active hydrogen is not used. Further, since the hydroxyl group of alkanolamine is present at the end of the polyurethane chain, the reaction terminator is added after the chain extension reaction is completed. At this time, it is preferably performed at 30 to 80 ° C. for 10 minutes to 2 hours.
本発明の水性ポリウレタン樹脂に組み込まれたカルボキシル基を中和する塩基性化合物としては、アンモニア、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリイソプロピルアミン、トリブチルアミン、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、モノエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、モルホリン、N−メチルモルホリン、2−アミノ−2−メチル−1−プロパノール等の有機アミン類;水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の無機アルカリ類等が挙げられ、1種または2種以上を組み合わせて用いられるが、印刷物の耐水性、残留臭気等の点から、水溶性であり、かつ熱によって容易に解離する揮発性の高いものが好ましく、特にアンモニアが好ましい。 The basic compound for neutralizing the carboxyl group incorporated in the aqueous polyurethane resin of the present invention includes ammonia, monoethylamine, diethylamine, trimethylamine, triethylamine, triisopropylamine, tributylamine, triethanolamine, methyldiethanolamine, monoethanolamine Organic amines such as dimethylethanolamine, diethylethanolamine, morpholine, N-methylmorpholine, 2-amino-2-methyl-1-propanol; and inorganic alkalis such as sodium hydroxide and potassium hydroxide, 1 type or 2 types or more are used in combination, but from the viewpoint of water resistance of the printed matter, residual odor, etc., water-soluble and highly volatile compounds that are easily dissociated by heat are preferable, and ammonia is particularly preferable.
イソシアネートに対して不活性でかつ親水性の有機溶剤としては、例えばテトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、酢酸エチル等のエステル類、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン等のアミド類等が挙げられるが、ポリウレタンの水性化は通常減圧蒸留(脱溶剤)により除去されるため、また、脱溶剤しないで使用する場合でも乾燥速度を早めるため、水より低沸点の溶剤の使用が好ましい。脱溶剤する場合には、例えば反応溶液に水及び中和剤である塩基性化合物を添加した後、温度を上げて常圧下、又は減圧下で溶剤を必要量溜去する方法で行うことができる。 Examples of the inert and hydrophilic organic solvent for isocyanate include ethers such as tetrahydrofuran and dioxane, esters such as ethyl acetate, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone and cyclohexanone, dimethylformamide, and N-methylpyrrolidone. However, the water-based polyurethane is usually removed by distillation under reduced pressure (solvent removal), and in order to increase the drying speed even when it is used without solvent removal, a solvent having a boiling point lower than that of water is used. Use is preferred. In the case of removing the solvent, for example, water and a basic compound as a neutralizing agent are added to the reaction solution, and then the temperature is raised and the solvent is distilled off at a normal pressure or under a reduced pressure. .
本発明の水性印刷インキに必要とされる機能を有するために配合される着色剤としては、一般のインキ、塗料、および記録剤などに使用されている有機、無機顔料や染料を挙げることができる。有機顔料としては、アゾ系、フタロシアニン系、アントラキノン系、ペリレン系、ペリノン系、キナクリドン系、チオインジゴ系、ジオキサジン系、イソインドリノン系、キノフタロン系、アゾメチンアゾ系、ジクトピロロピロール系、イソインドリン系などの顔料が挙げられる。無機顔料としては、カーボンブラック、酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、酸化クロム、シリカ、ベンガラ、アルミニウム、マイカ(雲母)などが挙げられる。白インキには酸化チタン、墨インキにはカーボンブラック、金、銀インキにはアルミニウム、パールインキにはマイカ(雲母)を使用することがコストや着色力の点から好ましい。 Examples of the colorant blended to have the functions required for the aqueous printing ink of the present invention include organic and inorganic pigments and dyes used in general inks, paints, and recording agents. . Organic pigments include azo, phthalocyanine, anthraquinone, perylene, perinone, quinacridone, thioindigo, dioxazine, isoindolinone, quinophthalone, azomethine azo, dictopyrrolopyrrole, isoindoline, etc. Pigments. Examples of the inorganic pigment include carbon black, titanium oxide, zinc oxide, zinc sulfide, barium sulfate, calcium carbonate, chromium oxide, silica, bengara, aluminum, mica (mica), and the like. From the viewpoints of cost and coloring power, it is preferable to use titanium oxide for white ink, carbon black for black ink, aluminum for silver ink, and mica for pearl ink.
着色剤はインキの濃度・着色力を確保するのに充分な量、すなわちインキの総重量に対して1〜50重量%の割合で含まれることが好ましい。また、着色剤は単独または2種以上を混合して用いることができる。 The colorant is preferably contained in an amount sufficient to ensure the density and coloring power of the ink, that is, in a proportion of 1 to 50% by weight based on the total weight of the ink. The colorants can be used alone or in combination of two or more.
顔料を水性媒体中に安定に分散させるには、本発明の水性ポリウレタン樹脂単独でも分散可能であるが、さらに顔料を安定に分散するため分散剤を併用することもできる。分散剤としては、アニオン性、ノニオン性、カチオン性、両イオン性などの界面活性剤を使用することができる。分散剤は、インキの保存安定性の観点からインキの総重量に対して0.05重量%以上、ラミネート強度の観点から5重量%以下でインキ中に含まれることが好ましく、さらに好ましくは、0.1〜2重量%の範囲である。 In order to stably disperse the pigment in the aqueous medium, the aqueous polyurethane resin of the present invention can be dispersed alone, but a dispersant can also be used in combination to disperse the pigment stably. As the dispersant, anionic, nonionic, cationic, amphoteric surfactants can be used. The dispersant is preferably contained in the ink in an amount of 0.05% by weight or more based on the total weight of the ink from the viewpoint of storage stability of the ink and 5% by weight or less from the viewpoint of the laminate strength, and more preferably 0%. .1 to 2% by weight.
本発明の水性印刷インキに必要に応じて併用される樹脂の例としては、本発明以外の水性ポリウレタン樹脂、シェラック、ロジン変性マレイン酸樹脂、水性アクリル樹脂、水性ポリエステル樹脂などを挙げることができる。併用樹脂は、本発明の目的を妨げない範囲内で、単独または2種以上を混合して用いることができる。 Examples of the resin used in combination with the aqueous printing ink of the present invention as needed include aqueous polyurethane resins other than the present invention, shellac, rosin-modified maleic acid resin, aqueous acrylic resin, aqueous polyester resin, and the like. The combined resins can be used alone or in admixture of two or more, as long as the object of the present invention is not impaired.
本発明の水性印刷インキは、樹脂、着色剤などを水性溶液中に溶解および/または分散することにより製造することができる。具体的には、顔料を本発明のポリウレタン樹脂や前記併用樹脂、および前記分散剤により水性溶液中に分散させた顔料分散体を製造し、得られた顔料分散体に、必要に応じてワックス類、消泡剤、増粘剤、硬化剤等、他の化合物を配合することによりインキを製造することができる。 The aqueous printing ink of the present invention can be produced by dissolving and / or dispersing a resin, a colorant and the like in an aqueous solution. Specifically, a pigment dispersion is prepared by dispersing a pigment in an aqueous solution using the polyurethane resin of the present invention, the combination resin, and the dispersant, and the resulting pigment dispersion is optionally mixed with waxes. An ink can be produced by blending other compounds such as an antifoaming agent, a thickener, and a curing agent.
顔料分散体における顔料の粒度分布は、分散機の粉砕メディアのサイズ、粉砕メディアの充填率、分散処理時間、顔料分散体の吐出速度、顔料分散体の粘度などを適宜調節することにより、調整することができる。分散機としては、一般に使用される、例えば、ローラーミル、ボールミル、ペブルミル、アトライター、サンドミルなどを用いることができる。 The particle size distribution of the pigment in the pigment dispersion is adjusted by appropriately adjusting the size of the grinding media of the disperser, the filling rate of the grinding media, the dispersion treatment time, the discharge speed of the pigment dispersion, the viscosity of the pigment dispersion, and the like. be able to. As a disperser, generally used, for example, a roller mill, a ball mill, a pebble mill, an attritor, a sand mill and the like can be used.
水性印刷インキ中に気泡や予期せずに粗大粒子などが含まれる場合は、印刷物品質を低下させるため、濾過などにより取り除くことが好ましい。濾過器は公知のものを使用することができる。 In the case where bubbles or unexpectedly coarse particles are contained in the aqueous printing ink, it is preferably removed by filtration or the like in order to reduce the quality of the printed matter. A known filter can be used.
前記方法で製造された水性印刷インキのインキ粘度は、顔料の沈降を防ぎ、適度に分散させる観点から10mPa・s以上、インキ製造時や印刷時の作業性効率の観点から1000mPa・s以下の範囲であることが好ましい。尚、上記粘度はトキメック社製B型粘度計で25℃において測定された粘度である。 The ink viscosity of the aqueous printing ink produced by the above method is in the range of 10 mPa · s or more from the viewpoint of preventing the pigment from settling and being appropriately dispersed, and 1000 mPa · s or less from the viewpoint of workability efficiency during ink production or printing. It is preferable that In addition, the said viscosity is a viscosity measured at 25 degreeC with the Tokimec B-type viscometer.
水性印刷インキの粘度は、使用される原材料の種類や量、例えばポリウレタン樹脂、着色剤、水性溶液などを適宜選択することにより調整することができる。また、インキ中の顔料の粒度および粒度分布を調節することによりインキの粘度を調整することもできる。
本発明の水性印刷インキに使用されるポリウレタン樹脂は水酸基を含むため、シラノール基やイソシアネート基を含む架橋剤を印刷インキ中に併用することで、顔料分散をより良好に、さらには塗膜強度をより上げることができる。
The viscosity of the aqueous printing ink can be adjusted by appropriately selecting the type and amount of raw materials used, for example, a polyurethane resin, a colorant, and an aqueous solution. The viscosity of the ink can also be adjusted by adjusting the particle size and particle size distribution of the pigment in the ink.
Since the polyurethane resin used in the aqueous printing ink of the present invention contains a hydroxyl group, it is possible to improve pigment dispersion and further improve the coating strength by using a crosslinking agent containing a silanol group or an isocyanate group in the printing ink. Can be raised more.
水性印刷インキ組成物は、公知のグラビア印刷方式、フレキソ印刷方式、インクジェット印刷方式等でプラスチックフィルム上に印刷できる。 The aqueous printing ink composition can be printed on a plastic film by a known gravure printing method, flexographic printing method, inkjet printing method or the like.
印刷する際は、グラビア印刷方式、フレキソ印刷方式に適した粘度及び濃度にまで、水性溶液、例えばエチルアルコール、イソプロピルアルコール、ノルマルプロピルアルコールなどのアルコール系有機溶剤と水を混合した希釈溶剤で希釈され、単独でまたは混合されて各印刷ユニットに供給される。 When printing, it is diluted with an aqueous solution such as ethyl alcohol, isopropyl alcohol, normal propyl alcohol, and other organic solvents and water to a viscosity and concentration suitable for gravure printing and flexographic printing. , Alone or mixed and fed to each printing unit.
プラスチックフィルムとしては、ポリエステル系、ナイロン、ポリオレフィン等が挙げられる。ポリオレフィンフィルムの場合、水酸基、カルボニル基等の官能基を有する表面処理ポリオレフィンフィルムを用いると良好な印刷物が得られる。
本発明のラミネート積層体は、プラスチックフィルム上に本発明の水性印刷インキ組成物を印刷し、ラミネートしたラミネ−ト加工物をエ−ジングして得られる。ラミネ−ト加工法としては、1)得られた印刷物の印刷面に、必要に応じてアンカーコート剤を塗布後、溶融樹脂を積層する押し出しラミネート法、2)接着剤を塗布後、必要に応じて乾燥させプラスチックフィルムを積層するドライラミネート法等が挙げられる。溶融樹脂としては低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体等が使用でき、接着剤としてはイミン系、イソシアネート系、ポリブタジエン系、チタネート系などが挙げられる。
Examples of the plastic film include polyester, nylon, and polyolefin. In the case of a polyolefin film, a good printed matter can be obtained by using a surface-treated polyolefin film having a functional group such as a hydroxyl group or a carbonyl group.
The laminate laminate of the present invention is obtained by printing the water-based printing ink composition of the present invention on a plastic film and aging the laminated laminate product. The laminating method is as follows: 1) Extrusion laminating method in which a molten resin is laminated after applying an anchor coating agent on the printed surface of the obtained printed matter, if necessary. 2) After applying an adhesive, if necessary. And a dry laminating method in which a plastic film is laminated by drying. As the molten resin, low density polyethylene, polypropylene, ethylene-vinyl acetate copolymer and the like can be used, and as the adhesive, imine, isocyanate, polybutadiene, titanate and the like can be mentioned.
以下、実施例をあげて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、本発明における部および%は、特に注釈の無い場合、重量部および重量%を表す。重量平均分子量はGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)装置を用いて分子量分布を測定し、ポリスチレン換算分子量として求めた。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated in detail, this invention is not limited to these Examples. In the present invention, “parts” and “%” represent “parts by weight” and “% by weight” unless otherwise noted. The weight average molecular weight was obtained as a polystyrene-converted molecular weight by measuring the molecular weight distribution using a GPC (gel permeation chromatography) apparatus.
[合成例1]
温度計、撹拌機、還流冷却管および窒素ガス導入管を備えた反応器中で窒素ガスを導入しながら、数平均分子量2000のポリテトラメチレングリコール147.07部、数平均分子量2000のポリエチレングリコール25.95部、2,2−ジメチロールプロピオン酸21.50部およびイソホロンジイソシアネート87.77部をメチルエチルケトン200部中で6時間沸点反応させて末端イソシアネートプレポリマーとし、しかるのち40℃まで冷却してからアセトン100部を加えて、末端イソシアネートプレポリマーの溶剤溶液を得た。次に、2−ヒドロキシエチルエチレンジアミン6.17部、イソホロンジアミン10.09部およびアセトン350部を混合したものに、得られた末端イソシアネートプレポリマー溶液580.87部を、室温で徐々に添加して50℃で3時間反応させ、次いでモノエタノールアミン1.45部およびアセトン50部を室温で徐々に添加して50℃で1時間反応させ、溶剤型ポリウレタン樹脂溶液を得た。次に、28%アンモニア水9.73部および脱イオン水700部を上記溶剤型ポリウレタン樹脂溶液に徐々に添加して中和することにより水溶化し、さらに共沸下でメチルエチルケトン、アセトンの全量を留去した後、水を加えて粘度調整を行ない、酸価30mgKOH/g、固形分30%、粘度800mPa・s、重量平均分子量31000のポリウレタン樹脂PU01を得た。
[Synthesis Example 1]
While introducing nitrogen gas in a reactor equipped with a thermometer, a stirrer, a reflux condenser, and a nitrogen gas introduction tube, 147.07 parts of polytetramethylene glycol having a number average molecular weight of 2000, and polyethylene glycol 25 having a number average molecular weight of 2000 .95 parts, 21.50 parts of 2,2-dimethylolpropionic acid and 87.77 parts of isophorone diisocyanate were subjected to boiling reaction in 200 parts of methyl ethyl ketone for 6 hours to form a terminal isocyanate prepolymer, and then cooled to 40 ° C. 100 parts of acetone was added to obtain a solvent solution of the terminal isocyanate prepolymer. Next, to the mixture of 6.17 parts of 2-hydroxyethylethylenediamine, 10.09 parts of isophoronediamine and 350 parts of acetone, 580.87 parts of the obtained terminal isocyanate prepolymer solution was gradually added at room temperature. The mixture was reacted at 50 ° C. for 3 hours, then 1.45 parts of monoethanolamine and 50 parts of acetone were gradually added at room temperature and reacted at 50 ° C. for 1 hour to obtain a solvent-type polyurethane resin solution. Next, 9.73 parts of 28% ammonia water and 700 parts of deionized water are gradually added to the solvent-type polyurethane resin solution to neutralize the solution, and the whole amount of methyl ethyl ketone and acetone is distilled under azeotropy. After leaving, the viscosity was adjusted by adding water to obtain a polyurethane resin PU01 having an acid value of 30 mgKOH / g, a solid content of 30%, a viscosity of 800 mPa · s, and a weight average molecular weight of 31,000.
[合成例2〜21]
表1および表2の仕込み比にて、合成例1と同様の操作で、ポリウレタン樹脂(PU02〜PU21)を得た。なお、合成には下記の原料を用いた。
PTG2000:ポリテトラメチレングリコール(数平均分子量2000)
PMPA2000:ポリ(3−メチル−1,5−ペンタンアジペート)ジオール(数平均分子量2000)
PCL2000:ポリカプロラクトンジオール(数平均分子量2000)
PC2000:ポリカーボネートジオール(数平均分子量2000)
PEG2000:ポリエチレングリコール(数平均分子量2000)
DMPA:2,2−ジメチロールプロピオン酸
IPDI:イソホロンジイソシアネート
AEA:2−ヒドロキシエチルエチレンジアミン
IPDA:イソホロンジアミン
H12MDA:ジシクロヘキシルメタン−4,4‘− ジアミン
TMDA:トリメチルヘキサメチレンジアミン
MEA:モノエタノールアミン
DEA:ジエタノールアミン
MEK:メチルエチルケトン
[Synthesis Examples 2 to 21]
Polyurethane resins (PU02 to PU21) were obtained in the same manner as in Synthesis Example 1 with the charging ratios in Table 1 and Table 2. The following raw materials were used for the synthesis.
PTG2000: polytetramethylene glycol (number average molecular weight 2000)
PMPA2000: poly (3-methyl-1,5-pentaneadipate) diol (number average molecular weight 2000)
PCL2000: polycaprolactone diol (number average molecular weight 2000)
PC2000: Polycarbonatediol (number average molecular weight 2000)
PEG2000: polyethylene glycol (number average molecular weight 2000)
DMPA: 2,2-dimethylolpropionic acid IPDI: isophorone diisocyanate AEA: 2-hydroxyethylethylenediamine IPDA: isophoronediamine H12MDA: dicyclohexylmethane-4,4′-diamine TMDA: trimethylhexamethylenediamine MEA: monoethanolamine DEA: diethanolamine MEK: Methyl ethyl ketone
[実施例1]
銅フタロシアニン藍15.00部、ポリウレタン樹脂(PU01)30.00部、消泡剤0.10部、イソプロピルアルコール5.00部、水19.90部を撹拌混合しサンドミルで練肉した後、ポリウレタン樹脂溶液(PU01)20.00部、イソプロピルアルコール5.00部、水10.00部を攪拌混合し、藍色印刷インキ(C01)を得た。さらに、この藍色印刷インキに、水/イソプロピルアルコール混合溶剤(重量比1/1)の混合溶剤を用いて、ザーンカップ#3(離合社製)で16秒になるように調整し、評価用の希釈印刷インキとした。
[実施例2〜14][比較例1〜7]
実施例1と同様の操作で、藍色印刷インキ(C02〜16及びC17〜32)を得た。なお、各々の印刷インキに用いるポリウレタン樹脂は表2の通りである。また、実施例1と同様の操作で、評価用の希釈印刷インキも得た。
下記に水−アルコールへの再溶解性、水への再溶解性、耐ブロッキング性の評価方法及び判定基準を記す。
[Example 1]
15.00 parts of copper phthalocyanine indigo, 30.00 parts of polyurethane resin (PU01), 0.10 parts of antifoaming agent, 5.00 parts of isopropyl alcohol, and 19.90 parts of water were stirred and mixed in a sand mill, and then polyurethane 20.00 parts of a resin solution (PU01), 5.00 parts of isopropyl alcohol, and 10.00 parts of water were stirred and mixed to obtain a deep blue ink (C01). Furthermore, for this indigo color printing ink, using a mixed solvent of water / isopropyl alcohol mixed solvent (weight ratio 1/1), adjusted to 16 seconds with Zahn Cup # 3 (manufactured by Hokensha) for evaluation. Dilute printing ink.
[Examples 2 to 14] [Comparative Examples 1 to 7]
Indigo printing inks (C02-16 and C17-32) were obtained by the same operation as in Example 1. In addition, the polyurethane resin used for each printing ink is as Table 2. Moreover, the diluted printing ink for evaluation was also obtained by the same operation as Example 1.
The evaluation method and criteria of re-solubility in water-alcohol, re-solubility in water, and blocking resistance are described below.
[水−アルコールへの再溶解性]
希釈印刷インキをバラード版に塗布し、風乾させた後、希釈溶剤(水/イソプロピルアルコール混合溶剤(重量比70/30))を25mlかけ流し、印刷インキ皮膜の溶け具合を目視判定した。
◎ :全て溶解した。
○ :わずかな溶け残りが認められた。
○△:10%未満の面積の溶け残りが認められた。
△ :10%以上30%未満の面積の溶け残りが認められた。これ以上実用レベルである。
△×:30%以上の面積の溶け残りが認められた。
× :ほとんど溶解しなかった。
[Re-solubility in water-alcohol]
After the diluted printing ink was applied to the ballad plate and allowed to air dry, 25 ml of a diluting solvent (water / isopropyl alcohol mixed solvent (weight ratio 70/30)) was poured to visually determine the degree of dissolution of the printing ink film.
A: All dissolved.
○: Slight unresolved residue was observed.
○ Δ: Undissolved residue with an area of less than 10% was observed.
Δ: Undissolved area of 10% or more and less than 30% was observed. More practical than that.
Δ ×: An undissolved portion having an area of 30% or more was observed.
X: Almost not dissolved.
[水への再溶解性]
水−アルコールへの再溶解性の評価と同様の手順で、希釈印刷インキをバラード版に塗布し、30秒後、水を25mlかけ流し、印刷インキ皮膜の溶け具合を目視判定した。
◎ :全て溶解した。
○ :わずかな溶け残りが認められた。
○△:10%未満の面積の溶け残りが認められた。
△ :10%以上30%未満の面積の溶け残りが認められた。これ以上実用レベルである。
△×:30%以上の面積の溶け残りが認められた。
× :ほとんど溶解しなかった。
[Re-solubility in water]
The diluted printing ink was applied to the ballad plate in the same procedure as the evaluation of re-solubility in water-alcohol, and after 30 seconds, 25 ml of water was sprinkled to visually determine the degree of dissolution of the printing ink film.
A: All dissolved.
○: Slight unresolved residue was observed.
○ Δ: Undissolved residue with an area of less than 10% was observed.
Δ: Undissolved area of 10% or more and less than 30% was observed. More practical than that.
Δ ×: An undissolved portion having an area of 30% or more was observed.
X: Almost not dissolved.
[耐ブロッキング性]
上記の希釈印刷インキをグラビア印刷機(版深25μ)にて処理ポリプロピレンフィルム(以下OPP、東洋紡績社製「パイレンP2161」、厚さ20μ)上に印刷して印刷サンプルを得た。この印刷サンプルを用い、4cm×4cmにサンプリングし、このサンプルの印刷面と同じ大きさの未印刷フィルムの非処理面とを合わせて、40℃12時間、10kgfの加圧を行い、サンプルを剥離した時の、インキ取られ及び抵抗感を観察した。
◎ :印刷物からインキの転移が全く認められず、剥離時の抵抗感もなかった。
○ :印刷物からインキの転移が全く認められなかったが、剥離時の抵抗感があった。
○△:印刷物からインキの転移が僅かに認められ、面積にして5%未満であった。
△ :印刷物からインキの転移が認められ、面積にして5%以上10%未満であった。
これ以上実用レベルである。
△×:印刷物からインキの転移が、10%以上50%未満の面積で認められた。
× :印刷物からインキの転移が、50%以上の面積で認められた。
評価結果を表3および表4にまとめる。実施例1〜14の水性印刷インキ組成物は、比較例1〜7の水性印刷インキ組成物と比較して優れた水−アルコールおよび水への再溶解性、耐ブロッキング性を示す水性印刷インキを提供することができる。
[Blocking resistance]
The diluted printing ink was printed on a treated polypropylene film (hereinafter referred to as OPP, “Pyrene P2161” manufactured by Toyobo Co., Ltd., thickness 20 μ) with a gravure printing machine (plate depth 25 μm) to obtain a print sample. Using this printed sample, the sample is sampled to 4 cm x 4 cm, the unprinted surface of the unprinted film of the same size as the printed surface of this sample is combined, and the sample is peeled off by applying 10 kgf at 40 ° C for 12 hours. The ink was removed and the resistance was observed.
A: Ink transfer from the printed matter was not observed at all, and there was no resistance when peeled.
○: No transfer of ink was observed from the printed matter, but there was a feeling of resistance during peeling.
◯: Ink transfer from the printed matter was slightly observed, and the area was less than 5%.
Δ: Ink transfer was observed from the printed matter, and the area was 5% or more and less than 10%.
More practical than that.
Δ ×: Ink transfer from the printed material was observed in an area of 10% or more and less than 50%.
X: Ink transfer from the printed matter was observed in an area of 50% or more.
The evaluation results are summarized in Tables 3 and 4. The water-based printing ink compositions of Examples 1 to 14 are water-based printing inks having excellent water-alcohol and water re-solubility and blocking resistance as compared with the water-based printing ink compositions of Comparative Examples 1 to 7. Can be provided.
Claims (2)
ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカプロラクトンポリオール、ポリカーボネートポリオールから選ばれる1種以上であるポリオール(b)と、
分子内にカルボキシル基および少なくとも2個の活性水素含有基を有する化合物(c)と
を反応させてなる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、
鎖延長剤として水酸基を有する有機ジアミンを含む、有機ジアミン(d)と、
さらに反応停止剤としてモノアミンであるアルカノールアミン(e)(但し、3級アミンを除く)とを反応させてなる水性ポリウレタン樹脂を用いる水性印刷インキであって、
前記水性ポリウレタン樹脂の水酸基価が10.0〜28.0mgKOH/g
かつ
有機ジアミン(d)のモル数とアルカノールアミン(e)のモル数の比(d)/(e)が3.0〜20.0
であることを特徴とする水性印刷インキ。
Polyisocyanate (a);
A polyol (b) which is at least one selected from polyether polyol, polyester polyol, polycaprolactone polyol and polycarbonate polyol;
A urethane prepolymer having an isocyanate group at the end obtained by reacting a compound (c) having a carboxyl group and at least two active hydrogen-containing groups in the molecule;
An organic diamine (d) containing an organic diamine having a hydroxyl group as a chain extender;
Furthermore, a water-based printing ink using a water- based polyurethane resin obtained by reacting a monoamine alkanolamine (e) (excluding tertiary amine) as a reaction terminator,
The hydroxyl value of the aqueous polyurethane resin is 10.0 to 28.0 mgKOH / g
The ratio (d) / (e) of the number of moles of organic diamine (d) to the number of moles of alkanolamine (e) is 3.0 to 20.0.
A water-based printing ink characterized by
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| MX2008000168A (en) * | 2005-07-01 | 2008-03-11 | Sherwin Williams Co | Multi-layer coating system including a hydroxyl modified polyurethane dispersion binder. |
| EP2110395A1 (en) * | 2008-04-18 | 2009-10-21 | Bayer MaterialScience AG | Aqueous polyurethane solutions for polyurethane systems |
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-
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4353788A4 (en) * | 2021-08-31 | 2024-10-09 | DIC Corporation | BINDER RESIN COMPOSITION FOR AQUEOUS INKJET INK, AQUEOUS INKJET INK, AND PRINTED LAYER |
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