JP7848619B2 - Resin aqueous dispersions and aqueous inks - Google Patents
Resin aqueous dispersions and aqueous inksInfo
- Publication number
- JP7848619B2 JP7848619B2 JP2022111189A JP2022111189A JP7848619B2 JP 7848619 B2 JP7848619 B2 JP 7848619B2 JP 2022111189 A JP2022111189 A JP 2022111189A JP 2022111189 A JP2022111189 A JP 2022111189A JP 7848619 B2 JP7848619 B2 JP 7848619B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- acid
- resin
- carbon atoms
- aqueous
- examples
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)
Description
本発明は樹脂水性分散体及び水性インクに関する。 This invention relates to an aqueous resin dispersion and an aqueous ink.
インクジェット記録方式は、インクジェットヘッドに設けられた多数のノズルからインクを液滴状に吐出することにより、多種多様な記録媒体に多種多様の高品位の画像を記録できることから広く利用されている。インクジェット方式での印刷は耐候性に優れる顔料分散体の技術向上により鋭意検討が進められており、顔料を含む顔料インクで印刷される印刷物は、記録媒体の表面上に顔料成分が局在化しやすく、発色性が高い。顔料は、インクが記録媒体に付着する過程や付着後に起こるビヒクル成分の蒸発や浸透により、記録媒体の表面にとどまる。しかし、顔料インクは、色材である顔料が記録媒体の表面上に存在しやすいため、インクの皮膜の密着性、耐ブロッキング性、などが特に重要である。顔料インクで記録されるこれら特性を向上するために、インクにバインダー樹脂を添加することが検討されている(特許文献1、2)。 Inkjet recording is widely used because it allows for the recording of a wide variety of high-quality images on a wide variety of recording media by ejecting ink in droplet form from numerous nozzles on an inkjet head. Inkjet printing is being actively researched due to advancements in pigment dispersion technology, which offers superior weather resistance. Printed materials using pigment-containing inks exhibit high color vibrancy because the pigment components tend to localize easily on the surface of the recording medium. The pigment remains on the recording medium surface due to evaporation and penetration of vehicle components during the ink's adhesion process and after adhesion. However, because pigment inks, being colorants, tend to remain on the recording medium surface, the adhesion and blocking resistance of the ink film are particularly important. To improve these properties recorded with pigment inks, the addition of binder resins to the ink is being considered (Patent Documents 1 and 2).
非浸透性記録媒体として、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ナイロンなどの極性基を多く有する極性記録媒体と、ポリプロピレン(OPP)などの極性基が少ない低極性記録媒体とがある。これらのどちらの記録媒体に対しても、インクの皮膜が、密着性などの優れた特性が得られるインクという点で、未だ充分とは言えない状況である。 As non-permeable recording media, there are polar recording media with many polar groups, such as polyethylene terephthalate (PET) and nylon, and low-polarity recording media with few polar groups, such as polypropylene (OPP). For both types of recording media, the ink coatings that provide excellent properties such as adhesion are still not sufficient.
本発明の目的は、非浸透性記録媒体との密着性に優れる樹脂水性分散体を提供すること、及び、上記樹脂水性分散体を含有し、インクジェット適性、耐ブロッキング性及び耐ボイル・レトルト性にすぐれる水性インクを提供することにある。 The object of the present invention is to provide a resin aqueous dispersion with excellent adhesion to non-permeable recording media, and to provide an aqueous ink containing the above resin aqueous dispersion that has excellent inkjet suitability, blocking resistance, and boil/retort resistance.
本発明者は、鋭意検討した結果、本発明に至った。すなわち本発明は一般式(1)で表される構成単位を有する樹脂(P)を含有する樹脂水性分散体(Q);前記樹脂水性分散体を含有してなる水性インク(L)である。
本発明の樹脂水性分散体(Q)から得られる乾燥皮膜は、PET及びナイロン等の極性基材並びにOPP等の低極性基材のいずれに対しても優れた密着性を有する。そして、上記樹脂水性分散体(Q)を含有する本発明の水性インク(L)は、耐ブロッキング性及び耐ボイル・レトルト性にも優れ、インクジェットインクとして用いた場合にヘッドノズルの閉塞が起こりにくく安定した印刷がおこなえるため、インクジェット適性にすぐれる。 The dried film obtained from the aqueous resin dispersion (Q) of the present invention exhibits excellent adhesion to both polar substrates such as PET and nylon, and low-polarity substrates such as OPP. Furthermore, the aqueous ink (L) of the present invention, containing the above-mentioned aqueous resin dispersion (Q), exhibits excellent blocking resistance and boil/retort resistance. When used as an inkjet ink, it is less prone to head nozzle clogging, enabling stable printing, thus demonstrating excellent inkjet suitability.
本発明の樹脂水性分散体は、一般式(1)で表される構成単位を有する樹脂(P)を含有する。
本明細書において、脂肪族アルキレン基は、直鎖脂肪族アルキレン基と分岐鎖脂肪族アルキレン基を含む概念である。
The aqueous resin dispersion of the present invention contains a resin (P) having a constituent unit represented by general formula (1).
In this specification, the term "aliphatic alkylene group" includes both linear aliphatic alkylene groups and branched aliphatic alkylene groups.
樹脂(P)としてはカルボン酸成分(a)とアミノアルコール(b)を重縮合させて得られる樹脂(p1)及び/又はアミン成分(c)とヒドロキシ酸(d)を重縮合させて得られる樹脂(p2)が挙げられる。また、樹脂(P)はウレタン基を含有するポリウレタン変性樹脂であってもよい。 Examples of resin (P) include resin (p1) obtained by polycondensation of a carboxylic acid component (a) and an amino alcohol (b), and/or resin (p2) obtained by polycondensation of an amine component (c) and a hydroxy acid (d). Furthermore, resin (P) may be a polyurethane-modified resin containing a urethane group.
カルボン酸成分(a)としては、ジカルボン酸(a1)、3価以上のポリカルボン酸(a2)が挙げられる。これらは、1種単独であっても、2種以上の組み合わせであっても良い。以下に示すカルボン酸成分の炭素数には、カルボキシル基に含まれる炭素数を含む。
ジカルボン酸(a1)としては、炭素数8~36の芳香族ジカルボン酸(フタル酸、イソフタル酸及びナフタレンジカルボン酸等)、炭素数2~50の脂肪族ジカルボン酸(シュウ酸、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸(ノナンニ酸、レパルギン酸)、セバシン酸、ドデカン二酸、ブチルオクタン二酸、エイコサン二酸、エイコサジエン二酸、イソエイコサン二酸、ドコサン二酸、イソドコサン二酸、イソドコサジエン二酸等)、炭素数6~44の脂環式ジカルボン酸〔ダイマー酸(2量化リノール酸)等〕、炭素数4~36のアルケンジカルボン酸(ドデセニルコハク酸等のアルケニルコハク酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸及びメサコン酸等)及びこれらのエステル形成性誘導体等が挙げられる。ここで、エステル形成性誘導体とは、カルボン酸無水物、アルキル(炭素数1~24のメチル、エチル、ブチル、ステアリル等、好ましくは炭素数1~4のもの)エステル及び部分アルキルエステルを意味する。
樹脂(P)がカルボン酸成分(a)とアミノアルコール(b)を重縮合させて得られる樹脂(p1)である場合、カルボン酸成分(a)としてはジカルボン酸(a1)であることが好ましい。また、炭素数13~66のジカルボン酸(a1)であることがより好ましく、炭素数36~44のダイマー酸であることがさらに好ましい。炭素数36~44のダイマー酸を使用した場合、R1の炭素数は34~42となる。
Examples of carboxylic acid component (a) include dicarboxylic acids (a1) and polycarboxylic acids with a valentity of three or more (a2). These may be used individually or in combination of two or more. The number of carbon atoms in the carboxylic acid components shown below includes the number of carbon atoms in the carboxyl group.
Examples of dicarboxylic acids (a1) include aromatic dicarboxylic acids having 8 to 36 carbon atoms (phthalic acid, isophthalic acid, and naphthalenedicarboxylic acid, etc.), aliphatic dicarboxylic acids having 2 to 50 carbon atoms (oxalic acid, malonic acid, succinic acid, adipic acid, azelaic acid (nonannic acid, reparginic acid), sebacic acid, dodecanediic acid, butyloctanedioic acid, eicosanedioic acid, eicosadienediic acid, isoeicosanedioic acid, docosanedioic acid, isodocosanedioic acid, isodocosadienediic acid, etc.), alicyclic dicarboxylic acids having 6 to 44 carbon atoms [dimeric acid (dimerized linoleic acid), etc.], alkenedicarboxylic acids having 4 to 36 carbon atoms (alkenyl succinic acid such as dodecenyl succinic acid, maleic acid, fumaric acid, citraconic acid, and mesaconic acid, etc.), and ester-forming derivatives thereof. Here, ester-forming derivatives refer to carboxylic acid anhydrides, alkyl (methyl, ethyl, butyl, stearyl, etc., having 1 to 24 carbon atoms, preferably having 1 to 4 carbon atoms) esters, and partially alkyl esters.
When the resin (P) is a resin (p1) obtained by polycondensation of a carboxylic acid component (a) and an amino alcohol (b), the carboxylic acid component (a) is preferably a dicarboxylic acid (a1). More preferably, it is a dicarboxylic acid (a1) having 13 to 66 carbon atoms, and even more preferably a dimer acid having 36 to 44 carbon atoms. When a dimer acid having 36 to 44 carbon atoms is used, the number of carbon atoms in R1 will be 34 to 42.
3価以上のポリカルボン酸(a2)としては、炭素数9~20の3価以上の芳香族ポリカルボン酸(トリメリット酸及びピロメリット酸等)、炭素数6~66の脂肪族(脂環式を含む)トリカルボン酸(トリマー酸、ヘキサントリカルボン酸及びデカントリカルボン酸等)及びこれらのエステル形成性誘導体等が挙げられる。
樹脂(P)がカルボン酸成分(a)と、アミン成分(c)とヒドロキシ酸(d)を重縮合させて得られる樹脂(p2)である場合、カルボン酸成分(a)としては3価以上のポリカルボン酸(a2)であることが好ましく、無水トリメリット酸であることが好ましい。
Examples of polycarboxylic acids with a valency of 3 or more (a2) include aromatic polycarboxylic acids with 9 to 20 carbon atoms (such as trimellitic acid and pyromellitic acid), aliphatic (including alicyclic) tricarboxylic acids with 6 to 66 carbon atoms (such as trimer acid, hexanetricarboxylic acid and decanetricarboxylic acid), and ester-forming derivatives thereof.
When the resin (P) is a resin (p2) obtained by polycondensation of a carboxylic acid component (a), an amine component (c), and a hydroxy acid (d), the carboxylic acid component (a) is preferably a trivalent or higher polycarboxylic acid (a2), and is preferably trimellitic anhydride.
これらのカルボン酸成分のうち、OPP基材への密着性、耐ボイル・レトルト性及びインクジェット適性の観点から脂肪族ジカルボン酸が好ましく、炭素数は2~50が好ましく、より好ましくは炭素数20~50、さらに好ましくは炭素数36~44である。 Of these carboxylic acid components, aliphatic dicarboxylic acids are preferred from the viewpoint of adhesion to OPP substrates, boil/retort resistance, and inkjet suitability, with a preferred number of carbon atoms of 2 to 50, more preferably 20 to 50, and even more preferably 36 to 44.
また、樹脂(P)を得るためのカルボン酸成分として、必要により、モノカルボン酸成分を含有させることもできる。モノカルボン酸としては、炭素数7~37の芳香族モノカルボン酸(安息香酸、トルイル酸、4-エチル安息香酸、4-プロピル安息香酸等)、炭素数2~50の脂肪族(脂環式を含む)モノカルボン酸(酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸及びベヘン酸等)等が挙げられる。
樹脂(P)を得るためのカルボン酸成分がモノカルボン酸成分を含有する場合、ジカルボン酸(a)とアミノアルコール(b)の反応により末端ヒドロキシ基の構造を得た後、モノカルボン酸を反応させることで、一般式(1)のYがエステル基となった樹脂(P)を得ることができる。
Furthermore, monocarboxylic acid components may be included as necessary carboxylic acid components to obtain the resin (P). Examples of monocarboxylic acids include aromatic monocarboxylic acids having 7 to 37 carbon atoms (benzoic acid, toluic acid, 4-ethylbenzoic acid, 4-propylbenzoic acid, etc.) and aliphatic (including alicyclic) monocarboxylic acids having 2 to 50 carbon atoms (acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, caproic acid, enanthic acid, caprylic acid, pelargonic acid, capric acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, margaric acid, stearic acid, and behenic acid, etc.).
When the carboxylic acid component for obtaining resin (P) contains a monocarboxylic acid component, a resin (P) in which Y of general formula (1) is an ester group can be obtained by first obtaining a structure with a terminal hydroxyl group by reacting dicarboxylic acid (a) with amino alcohol (b), and then reacting with the monocarboxylic acid.
樹脂(P)のカルボン酸成分(a)中におけるジカルボン酸(a1)は、耐擦過性の観点から、80~100モル%であることが好ましく、100モル%であることがより好ましい。 From the viewpoint of abrasion resistance, the dicarboxylic acid (a1) in the carboxylic acid component (a) of resin (P) is preferably 80 to 100 mol%, and more preferably 100 mol%.
一態様において、カルボン酸成分(a)はバイオマス由来原料を使うことができる。バイオマス由来原料とは、植物および微生物由来原料を指す。 In one embodiment, the carboxylic acid component (a) can be derived from biomass. Biomass-derived raw materials refer to raw materials derived from plants and microorganisms.
バイオマス由来原料のカルボン酸成分としては、マロン酸、コハク酸、イタコン酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ダイマー酸等が挙げられる。 Examples of carboxylic acid components derived from biomass include malonic acid, succinic acid, itaconic acid, adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, and dimer acid.
アミノアルコール(b)として1級アミノアルコール(b1)、2級アミノアルコール(b2)が挙げられる。これらは、1種単独であっても、2種以上の組み合わせであっても良い。
1級アミノアルコール(b1)としては、エタノールアミン、1-アミノ-2-プロパノール、2-アミノ-1-プロパノール、3-アミノ-1-プロパノール、1-アミノ-2-ブタノール、2-アミノ-1-ブタノール、4-アミノ-1-ブタノール、5-アミノ-1-ペンタノール、6-アミノ-1-ヘキサノールなどが挙げられ、2級アミノアルコール(b2)としてN-メチルエタノールアミン、1-(エチルアミノ)-2-プロパノール、2-(プロピルアミノ)エタノールなどが挙げられる。OPP密着性の観点から炭素数1~6のアミノアルコールが好ましく、より好ましくは炭素数1~6の2級アミノアルコールであり、さらに好ましくはN-メチルエタノールアミンである。
Examples of amino alcohols (b) include primary amino alcohols (b1) and secondary amino alcohols (b2). These may be used individually or in combination of two or more types.
Examples of primary amino alcohols (b1) include ethanolamine, 1-amino-2-propanol, 2-amino-1-propanol, 3-amino-1-propanol, 1-amino-2-butanol, 2-amino-1-butanol, 4-amino-1-butanol, 5-amino-1-pentanol, and 6-amino-1-hexanol. Examples of secondary amino alcohols (b2) include N-methylethanolamine, 1-(ethylamino)-2-propanol, and 2-(propylamino)ethanol. From the viewpoint of OPP adhesion, amino alcohols having 1 to 6 carbon atoms are preferred, more preferably secondary amino alcohols having 1 to 6 carbon atoms, and even more preferably N-methylethanolamine.
2級アミノアルコールの炭素数には窒素原子に結合したアルキル基の炭素数を含める。なお、アミノアルコール(b)が2級アミノアルコール(b2)である場合、アミノアルコール(b)の主鎖の炭素数が1~6であることが好ましい。アミノアルコール(b)が2級アミノアルコール(b2)である場合、アミノアルコール(b)の主鎖の炭素数が1~6であれば、アミノアルコール(b)の主鎖の炭素数と窒素原子に結合したアルキル基の炭素数との合計、すなわち2級アミノアルコール(b2)の炭素数が7以上であってもよい。 The carbon number of a secondary amino alcohol includes the carbon number of the alkyl group bonded to the nitrogen atom. When amino alcohol (b) is a secondary amino alcohol (b2), it is preferable that the carbon number of the main chain of amino alcohol (b) is 1 to 6. If amino alcohol (b) is a secondary amino alcohol (b2), and the carbon number of the main chain of amino alcohol (b) is 1 to 6, the sum of the carbon number of the main chain of amino alcohol (b) and the carbon number of the alkyl group bonded to the nitrogen atom, i.e., the carbon number of the secondary amino alcohol (b2), may be 7 or more.
樹脂(P)がカルボン酸成分(a)とアミノアルコール(b)を重縮合させて得られる樹脂(p1)である場合の、樹脂(p1)の全体構造は下記一般式(2)の構造のようになる。
この場合、樹脂(p1)は、下記一般式(3)で表される構成単位の繰り返しからなる樹脂であるといえる。
樹脂(p1)が一般式(3)で表される構成単位の繰り返しからなる樹脂である場合、構成単位の平均繰り返し数は1~100であることが好ましい。平均繰り返し数はさらに好ましくは2~50、特に好ましくは5~20である。
また、樹脂(p1)の数平均分子量は350~50000であることが好ましい。さらに好ましくは500~25000、特に好ましくは1000~10000である。
なお、本明細書における数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより以下の条件で測定することができる。
装置 :「HLC-802A」[東ソー(株)製]
カラム :「TSK gel GMH6」[東ソー(株)製]2本
測定温度 :40℃
試料溶液 :0.25重量%のテトラヒドロフラン溶液
溶液注入量:100μl
検出装置 :屈折率検出器
基準物質 :標準ポリスチレン(TSKstandard POLYSTYRENE)
12点(分子量:500、1,050、2,800、5,970、9,100、18,100、37,900、96,400、190,000、355,000、1,090,000、2,890,000)[東ソー(株)製]
When the resin (p1) is a resin consisting of repeating constituent units represented by general formula (3), the average number of repeating constituent units is preferably 1 to 100. More preferably, the average number of repeating units is 2 to 50, and particularly preferably 5 to 20.
Furthermore, the number-average molecular weight of the resin (p1) is preferably 350 to 50,000. More preferably 500 to 25,000, and particularly preferably 1,000 to 10,000.
The number-average molecular weight used herein can be measured by gel permeation chromatography under the following conditions.
Device: "HLC-802A" [Manufactured by Tosoh Corporation]
Column: "TSK gel GMH6" [manufactured by Tosoh Corporation] (2 pieces) Measurement temperature: 40℃
Sample solution: 0.25% by weight tetrahydrofuran solution. Solution injection volume: 100 μl
Detection device: Refractive index detector Reference material: Standard polystyrene (TSK standard polystyrene)
12 samples (molecular weights: 500, 1,050, 2,800, 5,970, 9,100, 18,100, 37,900, 96,400, 190,000, 355,000, 1,090,000, 2,890,000) [Manufactured by Tosoh Corporation]
樹脂(p1)のアミド基の含量は0.1~2.8mmol/kgであることが好ましく、0.3~2.0mmol/kgであることがより好ましく、0.5~1.8mmol/kgであることがさらに好ましい。アミド基の割合が高いと、耐ブロッキング性及び耐ボイル性が向上し、ナイロンに対する密着性が向上する。 The amide group content of the resin (p1) is preferably 0.1 to 2.8 mmol/kg, more preferably 0.3 to 2.0 mmol/kg, and even more preferably 0.5 to 1.8 mmol/kg. A higher proportion of amide groups improves blocking resistance and boil resistance, and enhances adhesion to nylon.
樹脂(p1)のエステル基の含量は0.1~2.8mmol/kgであることが好ましく、0.3~2.0mmol/kgであることがより好ましく、0.5~1.8mmol/kgであることがさらに好ましい。エステル基の割合が高いと、PETに対する密着性が向上する。 The ester group content of the resin (p1) is preferably 0.1 to 2.8 mmol/kg, more preferably 0.3 to 2.0 mmol/kg, and even more preferably 0.5 to 1.8 mmol/kg. A higher proportion of ester groups improves adhesion to PET.
アミン成分(c)としてはジアミン(c1)、3価以上のポリアミン(c2)が挙げられる。これらは、1種単独であっても、2種以上の組み合わせであっても良い。
ジアミン(c1)としては炭素数2~10のジアミン類(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、トルエンジアミン及びピペラジン)、及び炭素数11~44の脂肪族(脂環式を含む)ジアミンの二塩基酸アミン誘導体、ダイマージアミンが挙げられる。
ポリアミン(c2)としては炭素数2~10のポリアルキレンポリアミン類、例えば、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン及びテトラエチレンペンタミンが挙げられ、炭素数6~64の脂肪族(脂環式を含む)トリアミンのトリマートリアミンが挙げられる。これらのアミン成分のうち、OPP基材への密着性、耐ボイル・レトルト性及びインクジェット適性の観点から炭素数は11~64が好ましく、より好ましくは炭素数18~64、さらに好ましくは炭素数36~44である。よりさらに好ましくは、炭素数36~44のダイマージアミンである。
樹脂(P)のアミン成分(c)中におけるジアミン(c1)は、OPP密着性の観点から、80~100モル%であることが好ましい。
Examples of amine components (c) include diamines (c1) and polyamines with a valentity of three or more (c2). These may be used individually or in combination of two or more.
Examples of diamines (c1) include diamines having 2 to 10 carbon atoms (e.g., ethylenediamine, propylenediamine, hexamethylenediamine, isophoronediamine, toluenediamine, and piperazine), and dibasic acid amine derivatives and dimer amines of aliphatic (including alicyclic) diamines having 11 to 44 carbon atoms.
Examples of polyamines (c2) include polyalkylene polyamines having 2 to 10 carbon atoms, such as diethylenetriamine, triethylenetetramine, and tetraethylenepentamine, and trimertriamines of aliphatic (including alicyclic) triamines having 6 to 64 carbon atoms. Of these amine components, those with 11 to 64 carbon atoms are preferred from the viewpoint of adhesion to OPP substrates, resistance to boiling and retorting, and suitability for inkjet printing, more preferably 18 to 64 carbon atoms, and even more preferably 36 to 44 carbon atoms. Even more preferably, dimeramines with 36 to 44 carbon atoms are used.
From the viewpoint of OPP adhesion, the diamine (c1) in the amine component (c) of the resin (P) is preferably 80 to 100 mol%.
アミン成分(c)が2級アミンである場合の炭素数には窒素原子に結合したアルキル基の炭素数を含める。なお、アミン成分(c)が2級アミンである場合、アミン成分(c)の主鎖の炭素数が11~64であることが好ましい。アミン成分(c)が2級アミンである場合、アミン成分(c)の主鎖の炭素数が11~64であれば、アミン成分(c)の主鎖の炭素数と窒素原子に結合したアルキル基の炭素数との合計、すなわちアミン成分(c)の炭素数が65以上であってもよい。 When amine component (c) is a secondary amine, the carbon number includes the carbon number of the alkyl group bonded to the nitrogen atom. Furthermore, when amine component (c) is a secondary amine, it is preferable that the carbon number of the main chain of amine component (c) is between 11 and 64. If amine component (c) is a secondary amine, and the carbon number of the main chain of amine component (c) is between 11 and 64, the sum of the carbon number of the main chain of amine component (c) and the carbon number of the alkyl group bonded to the nitrogen atom, i.e., the carbon number of amine component (c), may be 65 or more.
一態様において、アミン成分(c)はバイオマス由来原料を使うことができる。バイオマス由来原料とは、植物および微生物由来原料を指す。 In one embodiment, the amine component (c) can be derived from biomass. Biomass-derived raw materials refer to raw materials derived from plants and microorganisms.
バイオマス由来原料のアミン成分としては、1,10-デカンジアミン、ダイマージアミン等が挙げられる。 Examples of amine components from biomass-derived raw materials include 1,10-decanediamine and dimeramine.
ヒドロキシ酸(d)としては、脂肪族ヒドロキシ酸及び芳香族ヒドロキシ酸が挙げられる。脂肪族ヒドロキシ酸としては、グリコール酸、ヒドロキシプロピオン酸、ヒドロキシブタン酸、ヒドロキシペンタン酸、ヒドロキシヘキサン酸、ヒドロキシヘプタン酸、ヒドロキシノナン酸、ヒドロキシデカン酸、ヒドロキシウンデカン酸、ヒドロキシドデカン酸、ヒドロキシトリデカン酸、ヒドロキシテトラデカン酸、ヒドロキシペンタデカン酸、ヒドロキシヘキサデカン酸、ヒドロキシヘプタデカン酸、ヒドロキシオクタデカン酸、ヒドロキシノナデカン酸、ヒドロキシイコサン酸、ヒドロキシドコサン酸、ヒドロキシテトラドコサン酸、ヒドロキシヘキサドコサン酸、ヒドロキシオクタドコサン酸、乳酸、タルトロン酸、グリセリン酸、ヒドロキシ酪酸、2-ヒドロキシ酪酸、3-ヒドロキシ酪酸、γ-ヒドロキシ酪酸、リンゴ酸、酒石酸、シトラマル酸、クエン酸、イソクエン酸、ロイシン酸、メバロン酸、パントイン酸、リシノール酸、リシネライジン酸、セレブロン酸、キナ酸、シキミ酸、等が挙げられる。
芳香族ヒドロキシ酸としては、モノヒドロキシ安息香酸誘導体としてサリチル酸、クレオソート酸(ホモサリチル酸、ヒドロキシ(メチル)安息香酸)、バニリン酸、シリング酸、ジヒドロキシ安息香酸誘導体としてピロカテク酸、レソルシル酸、プロトカテク酸、ゲンチジン酸、オルセリン酸、トリヒドロキシ安息香酸誘導体として、没食子酸、フェニル酢酸誘導体として、マンデル酸、ベンジル酸、アトロラクチン酸、ケイヒ酸やヒドロケイヒ酸誘導体として、メリロト酸、フロレト酸、クマル酸、ウンベル酸、コーヒー酸、フェルラ酸、シナピン酸が挙げられる。これらは、1種単独であっても、2種以上の組み合わせであっても良い。OPP密着性の観点から脂肪族ヒドロキシ酸が好ましく、より好ましくは炭素数1~6の脂肪族ヒドロキシ酸であり、さらに好ましくは炭素数2~6の脂肪族ヒドロキシ酸であり、もっとも好ましくは炭素数2~4の脂肪族ヒドロキシ酸である。特には乳酸又は6-ヒドロキシヘキサン酸であることが好ましい。
上記に示すヒドロキシ酸の炭素数には、カルボキシル基に含まれる炭素数を含む。
Examples of hydroxy acids (d) include aliphatic hydroxy acids and aromatic hydroxy acids. Examples of aliphatic hydroxy acids include glycolic acid, hydroxypropionic acid, hydroxybutanoic acid, hydroxypentanoic acid, hydroxyhexanoic acid, hydroxyheptanoic acid, hydroxynonanoic acid, hydroxydecanoic acid, hydroxyundecanoic acid, hydroxydodecanoic acid, hydroxytridecanoic acid, hydroxytetradecanoic acid, hydroxypentadecanoic acid, hydroxyhexadecanoic acid, hydroxyheptadecanoic acid, hydroxyoctadecanoic acid, hydroxynonadecanoic acid, hydroxyicosanoic acid, hydroxydocosanoic acid, hydroxytetradocosanoic acid, hydroxyhexadocosanoic acid, hydroxyoctadocosanoic acid, lactic acid, tartaric acid, glyceric acid, hydroxybutyric acid, 2-hydroxybutyric acid, 3-hydroxybutyric acid, γ-hydroxybutyric acid, malic acid, tartaric acid, citramalic acid, citric acid, isocitric acid, leucic acid, mevalonic acid, pantoic acid, ricinoleic acid, ricineradicic acid, cerebronic acid, quinic acid, shikimic acid, and others.
Examples of aromatic hydroxy acids include monohydroxybenzoic acid derivatives such as salicylic acid, creosote acids (homosalicylic acid, hydroxy(methyl)benzoic acid), vanillic acid, and syringic acid; dihydroxybenzoic acid derivatives such as pyrocateucoic acid, resorsilicic acid, protocatechuic acid, gentisic acid, and orceric acid; trihydroxybenzoic acid derivatives such as gallic acid; phenylacetic acid derivatives such as mandelic acid, benzyl acid, atrolactinic acid, cinnamic acid, and hydrocinnamic acid derivatives such as melilotic acid, floretic acid, coumaric acid, umberic acid, caffeic acid, ferulic acid, and sinapic acid. These may be used individually or in combination of two or more. From the viewpoint of OPP adhesion, aliphatic hydroxy acids are preferred, more preferably aliphatic hydroxy acids having 1 to 6 carbon atoms, even more preferably aliphatic hydroxy acids having 2 to 6 carbon atoms, and most preferably aliphatic hydroxy acids having 2 to 4 carbon atoms. Lactic acid or 6-hydroxyhexanoic acid are particularly preferred.
The number of carbon atoms in the hydroxy acids shown above includes the number of carbon atoms in the carboxyl group.
一態様において、ヒドロキシ酸(d)はバイオマス由来原料を使うことができる。 In one embodiment, the hydroxy acid (d) can be derived from biomass.
バイオマス由来原料のヒドロキシ酸としては、グリコール酸、乳酸、ヒドロキシ酪酸、リシノール酸等が挙げられる。 Examples of hydroxy acids derived from biomass include glycolic acid, lactic acid, hydroxybutyric acid, and ricinoleic acid.
樹脂(P)がカルボン酸成分(a)と、アミン成分(c)とヒドロキシ酸(d)を重縮合させて得られる樹脂(p2)である場合の、樹脂(p2)の全体構造は下記一般式(4)の構造のようになる。
この場合、樹脂(p2)は、下記一般式(5)で表される構成単位の繰り返しからなる樹脂であるといえる。
樹脂(P)がカルボン酸成分(a)と、アミン成分(c)とヒドロキシ酸(d)を重縮合させて得られる樹脂(p2)である場合、アミン成分(c)とヒドロキシ酸(d)を反応させた後に、カルボン酸成分(a)を反応させることによって樹脂(p2)を得ることができる。この手順で反応させると一般式(1)、(4)及び(5)のR2はヒドロキシ酸(d)由来の脂肪族アルキレン基となる。また、一般式(4)及び(5)のR3はアミン成分(c)のアミノ基由来の水素原子又はアルキル基となり、R4はカルボン酸成分(a)由来の基となる。 When resin (P) is a resin (p2) obtained by polycondensation of carboxylic acid component (a), amine component (c), and hydroxy acid (d), resin (p2) can be obtained by reacting amine component (c) and hydroxy acid (d) first, and then reacting with carboxylic acid component (a). In this procedure, R2 in general formulas (1), (4), and (5) becomes an aliphatic alkylene group derived from hydroxy acid (d). Furthermore, R3 in general formulas (4) and (5) becomes a hydrogen atom or alkyl group derived from the amino group of amine component (c), and R4 becomes a group derived from carboxylic acid component (a).
樹脂(p2)が一般式(5)で表される構成単位の繰り返しからなる樹脂である場合、構成単位の平均繰り返し数は1~100であることが好ましく、2~50であることがより好ましく、5~20であることがさらに好ましい。
また、樹脂(p2)の数平均分子量は400~50000であることが好ましく、500~25000であることがより好ましく、1000~10000であることがさらに好ましい。
When the resin (p2) is a resin consisting of repeating constituent units represented by general formula (5), the average number of repeating constituent units is preferably 1 to 100, more preferably 2 to 50, and even more preferably 5 to 20.
Furthermore, the number-average molecular weight of the resin (p2) is preferably 400 to 50,000, more preferably 500 to 25,000, and even more preferably 1,000 to 10,000.
樹脂(p2)のアミド基の含量は0.1~2.8mmol/kgであることが好ましく、0.3~2.0mmol/kgであることがより好ましく、0.5~1.8mmol/kgであることがさらに好ましい。アミド基の割合が高いと、耐ブロッキング性及び耐ボイル性が向上し、ナイロンに対する密着性が向上する。 The amide group content of the resin (p2) is preferably 0.1 to 2.8 mmol/kg, more preferably 0.3 to 2.0 mmol/kg, and even more preferably 0.5 to 1.8 mmol/kg. A higher proportion of amide groups improves blocking resistance and boil resistance, and enhances adhesion to nylon.
樹脂(p2)のエステル基の含量は0.1~2.8mmol/kgであることが好ましく、0.3~2.0mmol/kgであることがより好ましく、0.5~1.8mmol/kgであることがさらに好ましい。エステル基の割合が高いと、PETに対する密着性が向上する。 The ester group content of the resin (p2) is preferably 0.1 to 2.8 mmol/kg, more preferably 0.3 to 2.0 mmol/kg, and even more preferably 0.5 to 1.8 mmol/kg. A higher proportion of ester groups improves adhesion to PET.
本発明における樹脂(P)を得るためのカルボン酸成分(a)又はアミン成分(c)としてはOPPフィルムへの密着性及び耐ボイル・レトルト性の観点から、炭素数13~66のカルボン酸成分(a)又は炭素数11~64のアミン成分(c)を必須成分として使用することができる。カルボン酸成分(a)の炭素数は、好ましくは炭素数13~44、さらに好ましくは炭素数13~36、特に好ましくは炭素数20~36である。
アミン成分(c)の炭素数は、好ましくは炭素数11~44、さらに好ましくは炭素数11~36、特に好ましくは炭素数18~36である。
In the present invention, for obtaining the resin (P), a carboxylic acid component (a) or an amine component (c) having 13 to 66 carbon atoms can be used as an essential component from the viewpoint of adhesion to OPP film and resistance to boiling and retorting. The number of carbon atoms in the carboxylic acid component (a) is preferably 13 to 44, more preferably 13 to 36, and particularly preferably 20 to 36.
The number of carbon atoms in the amine component (c) is preferably 11 to 44, more preferably 11 to 36, and particularly preferably 18 to 36.
本発明における樹脂(P)のアミノアルコール(b)又はヒドロキシ酸(d)は耐ブロッキング性及び耐ボイル・レトルト性の観点から炭素数1~7のアミノアルコール(b)又はヒドロキシ酸(d)を必須成分として含有する。アミノアルコール(b)の炭素数は、好ましくは炭素数2~6、さらに好ましくは炭素数2~4である。ヒドロキシ酸(d)の炭素数は、好ましくは炭素数3~7、さらに好ましくは炭素数3~5である。 In this invention, the amino alcohol (b) or hydroxy acid (d) of the resin (P) contains an amino alcohol (b) or hydroxy acid (d) having 1 to 7 carbon atoms as an essential component from the viewpoint of blocking resistance and boil/retort resistance. The number of carbon atoms in the amino alcohol (b) is preferably 2 to 6, more preferably 2 to 4. The number of carbon atoms in the hydroxy acid (d) is preferably 3 to 7, more preferably 3 to 5.
樹脂(P)の酸価は10~50mgKOH/gが好ましく、15~30mgKOH/gが好ましく、15~25mgKOH/gが好ましい。酸価が高いと樹脂粒子の体積平均粒子径を小さくすることができる。酸価はJIS K1557に記載の方法で測定することができる。 The acid value of the resin (P) is preferably 10 to 50 mg KOH/g, preferably 15 to 30 mg KOH/g, and preferably 15 to 25 mg KOH/g. A higher acid value can reduce the volume-average particle size of the resin particles. The acid value can be measured by the method described in JIS K1557.
樹脂(P)が、ウレタン基を含有するポリウレタン変性樹脂の場合において、構成成分としては、上記のカルボン酸成分(a)、アミノアルコール(b)、アミン成分(c)、ヒドロキシ酸(d)に加え、ポリイソシアネート(e)と活性水素基含有化合物(f)、鎖伸長剤(g)等が挙げられる。 In the case where the resin (P) is a polyurethane-modified resin containing urethane groups, the constituent components include the carboxylic acid component (a), amino alcohol (b), amine component (c), and hydroxy acid (d) mentioned above, as well as polyisocyanate (e), active hydrogen group-containing compound (f), chain extender (g), and the like.
樹脂(P)が、ウレタン基を含有するポリウレタン変性樹脂の場合、ポリウレタン変性樹脂としては、カルボン酸成分(a)及びアミノアルコール(b)の重縮合により生じた樹脂の末端のヒドロキシ基がポリイソシアネートと反応して、一般式(1)のYがウレタン基となった構造の樹脂(p3)が挙げられる。また、アミン成分(c)及びヒドロキシ酸(d)の重縮合により生じた樹脂の末端のヒドロキシ基がポリイソシアネートと反応して、一般式(1)のYがウレタン基となった構造の樹脂(p4)が挙げられる。 When resin (P) is a polyurethane-modified resin containing urethane groups, examples of polyurethane-modified resins include a resin (p3) in which the terminal hydroxyl groups of the resin, formed by the polycondensation of carboxylic acid component (a) and amino alcohol (b), react with polyisocyanate, resulting in a structure where Y in general formula (1) is a urethane group. Another example is a resin (p4) in which the terminal hydroxyl groups of the resin, formed by the polycondensation of amine component (c) and hydroxy acid (d), react with polyisocyanate, resulting in a structure where Y in general formula (1) is a urethane group.
ポリイソシアネート(e)としては、2個以上のイソシアネート基を有する炭素数8~22(イソシアネート基中の炭素を含む、以下同様)の芳香族ポリイソシアネート、炭素数4~20の脂肪族ポリイソシアネート、炭素数6~17の脂環式ポリイソシアネート、炭素数10~17の芳香脂肪族ポリイソシアネート及びこれらのポリイソシアネートの誘導体(例えばイソシアヌレート化物)が挙げられる。
ポリイソシアネート成分は、1種を用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
Examples of polyisocyanates (e) include aromatic polyisocyanates having 8 to 22 carbon atoms (including the carbon atoms in the isocyanate groups, the same applies hereinafter) having two or more isocyanate groups, aliphatic polyisocyanates having 4 to 20 carbon atoms, alicyclic polyisocyanates having 6 to 17 carbon atoms, aromatic aliphatic polyisocyanates having 10 to 17 carbon atoms, and derivatives of these polyisocyanates (e.g., isocyanurates).
The polyisocyanate component may be used alone, or two or more may be used in combination.
炭素数8~22の芳香族ポリイソシアネートとしては、例えば1,3-又は1,4-フェニレンジイソシアネート、2,4-又は2,6-トリレンジイソシアネート(TDI)、4,4’-又は2,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、1,5-ナフチレンジイソシアネート、4,4’,4’’-トリフェニルメタントリイソシアネート、m-又はp-イソシアナトフェニルスルホニルイソシアネート、クルードMDI等が挙げられる。 Examples of aromatic polyisocyanates having 8 to 22 carbon atoms include 1,3- or 1,4-phenylenediisocyanate, 2,4- or 2,6-tolylenediisocyanate (TDI), 4,4'- or 2,4'-diphenylmethanediisocyanate (MDI), 1,5-naphthylenediisocyanate, 4,4',4''-triphenylmethanetriisocyanate, m- or p-isocyanatophenylsulfonyl isocyanate, crude MDI, and the like.
炭素数4~20の脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えば、エチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、1,5-ペンタメチレンジイソシアネート(PDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、ドデカメチレンジイソシアネート、2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、2-イソシアナトエチル-2,6-ジイソシアナトヘキサノエート等が挙げられる。 Examples of aliphatic polyisocyanates having 4 to 20 carbon atoms include ethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, 1,5-pentamethylene diisocyanate (PDI), hexamethylene diisocyanate (HDI), dodecamethylene diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, lysine diisocyanate, and 2-isocyanatoethyl-2,6-diisocyanatohexanoate.
炭素数6~17の脂環式ポリイソシアネートとしては、例えばイソホロンジイソシアネート(IPDI)、ジシクロヘキシルメタン-4,4-ジイソシアネート(水添MDI)、シクロヘキシレンジイソシアネート、メチルシクロヘキシレンジイソシアネート(水添TDI)、ビス(2-イソシアナトエチル)-4-シクロヘキセン-1,2-ジカルボキシレート、2,5-又は2,6-ノルボルナンジイソシアネート等が挙げられる。 Examples of alicyclic polyisocyanates having 6 to 17 carbon atoms include isophorone diisocyanate (IPDI), dicyclohexylmethane-4,4-diisocyanate (hydrogenated MDI), cyclohexylene diisocyanate, methylcyclohexylene diisocyanate (hydrogenated TDI), bis(2-isocyanatoethyl)-4-cyclohexene-1,2-dicarboxylate, and 2,5- or 2,6-norbornane diisocyanate.
炭素数10~17の芳香脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えばm-又はp-キシリレンジイソシアネート(XDI)、α,α,α’,α’-テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)などが挙げられる。 Examples of aromatic aliphatic polyisocyanates having 10 to 17 carbon atoms include m- or p-xylylene diisocyanate (XDI) and α,α,α',α'-tetramethylxylylene diisocyanate (TMXDI).
樹脂(P)の体積平均粒子径、力学的強度の観点から、ポリイソシアネート成分として、炭素数8~22の芳香族ポリイソシアネート、炭素数6~17の脂環式ポリイソシアネートが好ましく、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、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-ジイソシアネートが更に好ましい。 From the viewpoint of the volume-average particle size and mechanical strength of the resin (P), aromatic polyisocyanates with 8 to 22 carbon atoms and alicyclic polyisocyanates with 6 to 17 carbon atoms are preferred as the polyisocyanate component, and 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, tolylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, and dicyclohexylmethane-4,4-diisocyanate are more preferred.
活性水素基含有化合物(f)としては、高分子ジオール(f1)、カルボキシル基及び/又はカルボキシレートアニオン基を有するジオール(f2)、並びに低分子ポリオール(f3)等が挙げられる。 Examples of active hydrogen group-containing compounds (f) include high molecular weight diols (f1), diols having carboxyl groups and/or carboxylate anion groups (f2), and low molecular weight polyols (f3).
高分子ジオール(f1)としては、特に制限されないが、例えば、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリエステルポリオール及びポリオレフィンポリオール等が挙げられる。 The polymeric diol (f1) is not particularly limited, but examples include polyether polyols, polycarbonate polyols, polyester polyols, and polyolefin polyols.
ポリエーテルポリオールとしては、特に制限されないが、例えば、脂肪族ポリエーテルジオール及び芳香族ポリエーテルジオールが挙げられる。 The polyether polyol is not particularly limited, but examples include aliphatic polyether diols and aromatic polyether diols.
脂肪族ポリエーテルジオールとしては、特に制限されないが、例えば、炭素数2~20の脂肪族多価アルコールへの炭素数2~12のアルキレンオキサイド(以下、AOと略記)付加物等が挙げられる。具体的には、ポリオキシアルキレングリコール(ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、及びポリオキシエチレン/プロピレングリコール等)が挙げられる。 The aliphatic polyether diol is not particularly limited, but examples include adducts of alkylene oxides (hereinafter abbreviated as AO) with 2 to 12 carbon atoms to aliphatic polyhydric alcohols with 2 to 20 carbon atoms. Specifically, examples include polyoxyalkylene glycols (polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene ether glycol, and polyoxyethylene/propylene glycol, etc.).
脂肪族ポリエーテルジオールの市販品としては、PTMG1000[Mn=1000のポリ(オキシテトラメチレン)グリコール、三菱ケミカル(株)製]、PTMG2000[Mn=2000のポリ(オキシテトラメチレン)グリコール、三菱ケミカル(株)製]、PTMG3000[Mn=3000のポリ(オキシテトラメチレン)グリコール、三菱ケミカル(株)製]、BioPTMG1000[Mn=1000のバイオマス由来ポリ(オキシテトラメチレン)グリコール、三菱ケミカル(株)製]、BioPTMG2000[Mn=2000のバイオマス由来ポリ(オキシテトラメチレン)グリコール、三菱ケミカル(株)製]、BioPTMG3000[Mn=3000のバイオマス由来ポリ(オキシテトラメチレン)グリコール、三菱ケミカル(株)製]、PTGL2000[Mn=2000の変性ポリ(オキシテトラメチレン)グリコール、保土谷化学工業(株)製]、PTGL3000[Mn=3000の変性ポリ(オキシテトラメチレン)グリコール、保土谷化学工業(株)製]、PTG1000SN(P)[Mn=1000のバイオマス由来ポリ(オキシテトラメチレン)グリコール、保土谷化学工業(株)製]、PTG2000SN(P)[Mn=2000のバイオマス由来ポリ(オキシテトラメチレン)グリコール、保土谷化学工業(株)製]及びサンニックスPP-2000[Mn=2000のポリオキシプロピレングリコール、三洋化成工業(株)製]等が挙げられる。なお、本実施形態において「Mn」は数平均分子量を意味する。 Commercially available aliphatic polyetherdiols include PTMG1000 [poly(oxytetramethylene) glycol with Mn=1000, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation], PTMG2000 [poly(oxytetramethylene) glycol with Mn=2000, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation], PTMG3000 [poly(oxytetramethylene) glycol with Mn=3000, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation], BioPTMG1000 [biomass-derived poly(oxytetramethylene) glycol with Mn=1000, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation], BioPTMG2000 [biomass-derived poly(oxytetramethylene) glycol with Mn=2000, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation], and BioPTMG3000 [biomass-derived poly(oxytetramethylene) glycol with Mn=3000]. Examples include poly(oxytetramethylene) glycol (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), PTGL2000 (modified poly(oxytetramethylene) glycol with Mn=2000, manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.), PTGL3000 (modified poly(oxytetramethylene) glycol with Mn=3000, manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.), PTG1000SN(P) (biomass-derived poly(oxytetramethylene) glycol with Mn=1000, manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.), PTG2000SN(P) (biomass-derived poly(oxytetramethylene) glycol with Mn=2000, manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.), and Sannix PP-2000 (polyoxypropylene glycol with Mn=2000, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.). In this embodiment, "Mn" refers to the number-average molecular weight.
芳香族ポリエーテルジオールとしては、特に制限されないが、例えば、ビスフェノールAのエチレンオキサイド(以下、EOと略記)付加物(ビスフェノールAのEO2モル付加物、ビスフェノールAのEO4モル付加物、ビスフェノールAのEO6モル付加物、ビスフェノールAのEO8モル付加物、ビスフェノールAのEO10モル付加物及びビスフェノールAのEO20モル付加物等)及びビスフェノールAのプロピレンオキサイド(以下、POと略記)付加物(ビスフェノールAのPO2モル付加物、ビスフェノールAのPO3モル付加物及びビスフェノールAのPO5モル付加物等)等のビスフェノール骨格を有するジオール並びにレゾルシンのEO又はPO付加物等が挙げられる。 Aromatic polyether diols are not particularly limited, but examples include diols having a bisphenol skeleton, such as ethylene oxide (hereinafter abbreviated as EO) adducts of bisphenol A (e.g., bisphenol A EO 2-mol adduct, bisphenol A EO 4-mol adduct, bisphenol A EO 6-mol adduct, bisphenol A EO 8-mol adduct, bisphenol A EO 10-mol adduct, and bisphenol A EO 20-mol adduct) and propylene oxide (hereinafter abbreviated as PO) adducts of bisphenol A (e.g., bisphenol A PO 2-mol adduct, bisphenol A PO 3-mol adduct, and bisphenol A PO 5-mol adduct), as well as EO or PO adducts of resorcinol.
ポリカーボネートポリオールとしては、特に制限されないが、例えば、炭素数2~20の多価アルコールの1種又は2種以上と、低分子カーボネート化合物(例えば、アルキル基の炭素数1~6のジアルキルカーボネート、炭素数2~6のアルキレン基を有するアルキレンカーボネート及び炭素数6~9のアリール基を有するジアリールカーボネート)から、脱アルコール反応させながら縮合させることによって製造されるポリカーボネートポリオールが挙げられる。 The polycarbonate polyol is not particularly limited, but examples include polycarbonate polyols produced by condensing one or more polyhydric alcohols having 2 to 20 carbon atoms with a low molecular weight carbonate compound (e.g., dialkyl carbonates with alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms, alkylene carbonates having alkylene groups with 2 to 6 carbon atoms, and diaryl carbonates having aryl groups with 6 to 9 carbon atoms) while undergoing a de-alcoholization reaction.
ポリカーボネートポリオールとしては、特に制限されないが、例えば、ポリヘキサメチレンカーボネートジオール、ポリペンタメチレンカーボネートジオール、3-メチル-5-ペンタン-カーボネートジオール、ポリテトラメチレンカーボネートジオール及びポリ(テトラメチレン/ヘキサメチレン)カーボネートジオール(1,4-ブタンジオールと1,6-ヘキサンジオールをジアルキルカーボネートと脱アルコール反応させながら縮合させて得られるジオール等)等が挙げられる。 The polycarbonate polyols are not particularly limited, but examples include polyhexamethylene carbonate diol, polypentamethylene carbonate diol, 3-methyl-5-pentane carbonate diol, polytetramethylene carbonate diol, and poly(tetramethylene/hexamethylene) carbonate diol (such as a diol obtained by condensing 1,4-butanediol and 1,6-hexanediol with a dialkyl carbonate while de-alcoholizing).
ポリカーボネートポリオールの市販品としては、特に制限されないが、例えば、ニッポラン980R[1,6-ヘキサンジオールを用いたMn=2000のポリカーボネートポリオール、日本ポリウレタン工業(株)製]、デュラノール T6002[1,6-ヘキサンジオールを用いたMn=2000のポリカーボネートポリオール、旭化成ケミカルズ(株)製]、ETERNACOLL UH-300[1,6-ヘキサンジオールを用いたMn=3000のポリカーボネートポリオール、宇部興産(株)製]、ETERNACOLL UH-200[1,6-ヘキサンジオールを用いたMn=2000のポリカーボネートポリオール、宇部興産(株)製]、ETERNACOLL UM-90(1/3)[1,4-シクロヘキサンジメタノール/1,6-ヘキサンジオール=1/3(モル比)を用いたMn=900のポリカーボネートポリオール、宇部興産(株)製]、デュラノール G4672[1,4-ブタンジオール/1,6-ヘキサンジオール=70/30(モル比)を用いたMn=2000のポリカーボネートポリオール、旭化成ケミカルズ(株)製]、デュラノール T5652[1,5-ペンタンジオール/1,6-ヘキサンジオール=50/50(モル比)を用いたMn=2000のポリカーボネートポリオール、旭化成ケミカルズ(株)製]、T4672[1,4-ブタンジオール/1,6-ヘキサンジオールを用いたMn=2000のポリカーボネートポリオール、旭化成ケミカルズ(株)製]、クラレポリオール C-2090[3-メチル-1,5-ペンタンジオール/1,6-ヘキサンジオール=90/10(モル比)を用いたMn=2000のポリカーボネートポリオール、クラレ(株)製]、クラレポリオールC-3090[3-メチル-1,5-ペンタンジオール/1,6-ヘキサンジオールを用いたMn=3000のポリカーボネートポリオール、クラレ(株)製]、クラレポリオール C-2050[3-メチル-1,5-ペンタンジオール/1,6-ヘキサンジオール=50/50(モル比)を用いたMn=2000のポリカーボネートポリオール、クラレ(株)製]、BENEBiOL NL2010DB[バイオマス由来イソソルバイドを用いたMn=2000のポリカーボネートポリオール]等が挙げられる。 There are no particular restrictions on commercially available polycarbonate polyols, but for example, Nippon Laurel 980R [Polycarbonate polyol with Mn=2000 using 1,6-hexanediol, manufactured by Nippon Polyurethane Industries Co., Ltd.], Duranol T6002 [Polycarbonate polyol with Mn=2000 using 1,6-hexanediol, manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation], ETERNACOLL UH-300 [Polycarbonate polyol with Mn=3000 using 1,6-hexanediol, manufactured by Ube Industries, Ltd.], ETERNACOLL UH-200 [Polycarbonate polyol with Mn=2000 using 1,6-hexanediol, manufactured by Ube Industries, Ltd.], ETERNACOLL UM-90 (1/3) [Mn=900 polycarbonate polyol using 1,4-cyclohexanedimethanol/1,6-hexanediol = 1/3 (molar ratio), manufactured by Ube Industries, Ltd.], Duranol G4672 [Mn=2000 polycarbonate polyol using 1,4-butanediol/1,6-hexanediol = 70/30 (molar ratio), manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation], Duranol T5652 [Polycarbonate polyol with Mn=2000 using 1,5-pentanediol/1,6-hexanediol = 50/50 (molar ratio), manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation], T4672 [Polycarbonate polyol with Mn=2000 using 1,4-butanediol/1,6-hexanediol, manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation], Kuraray Polyol C-2090 [Polycarbonate polyol with Mn=2000 using 3-methyl-1,5-pentanediol/1,6-hexanediol = 90/10 (molar ratio), manufactured by Kuraray Co., Ltd.], Kuraray Polyol C-3090 [Polycarbonate polyol with Mn=3000 using 3-methyl-1,5-pentanediol/1,6-hexanediol, manufactured by Kuraray Co., Ltd.], Kuraray Polyol Examples include C-2050 [a polycarbonate polyol with Mn=2000 using 3-methyl-1,5-pentanediol/1,6-hexanediol = 50/50 (molar ratio), manufactured by Kuraray Co., Ltd.] and BENEBiOL NL2010DB [a polycarbonate polyol with Mn=2000 using biomass-derived isosorbide].
ポリエステルポリオールとしては、特に制限されないが、例えば、縮合型ポリエステルポリオール、ポリラクトンポリオール、ヒマシ油系ポリオール等が挙げられる。 The polyester polyol is not particularly limited, but examples include condensed polyester polyols, polylactone polyols, and castor oil-based polyols.
縮合型ポリエステルポリオールとしては、特に制限されないが、例えば、炭素数4~20の多価カルボン酸と炭素数2~20の多価アルコールとの脱水縮合により得られるポリエステルポリオール及び炭素数4~20の多価カルボン酸のエステル形成性誘導体と炭素数2~20の多価アルコールとの脱水縮合により得られるポリエステルポリオール等が挙げられる。 The condensation-type polyester polyol is not particularly limited, but examples include polyester polyols obtained by dehydration condensation of a polycarboxylic acid having 4 to 20 carbon atoms and a polyhydric alcohol having 2 to 20 carbon atoms, and polyester polyols obtained by dehydration condensation of an ester-forming derivative of a polycarboxylic acid having 4 to 20 carbon atoms and a polyhydric alcohol having 2 to 20 carbon atoms.
炭素数2~20の多価アルコールとしては、特に制限されないが、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3-ブチレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、3-メチルペンタンジオール、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,4-ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン、1,4-ビス(ヒドロキシエチル)ベンゼン、2,2-ビス(4,4’-ヒドロキシシクロヘキシル)プロパン等の2価アルコール、グリセリン、トリメチロールプロパン等の3価アルコール、ペンタエリスリトール、ジグリセリン、α-メチルグルコシド、ソルビトール、キシリット、マンニット、ジペンタエリスリトール、グルコース、フルクトース、ショ糖等の4~8価のアルコールが挙げられる。 Polyhydric alcohols with 2 to 20 carbon atoms are not particularly limited, but examples include dihydric alcohols such as ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-butylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, cyclohexanedimethanol, 3-methylpentanediol, diethylene glycol, neopentyl glycol, 1,4-bis(hydroxymethyl)cyclohexane, 1,4-bis(hydroxyethyl)benzene, and 2,2-bis(4,4'-hydroxycyclohexyl)propane; trihydric alcohols such as glycerin and trimethylolpropane; and tetrahydric to octahydric alcohols such as pentaerythritol, diglycerin, α-methylglucoside, sorbitol, xylitol, mannitol, dipentaerythritol, glucose, fructose, and sucrose.
また、炭素数4~20の多価カルボン酸又はそのエステル形成性誘導体としては、特に制限されないが、例えば、脂肪族ジカルボン酸(コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、フマル酸及びマレイン酸等)、脂環式ジカルボン酸(ダイマー酸等)、芳香族ジカルボン酸(フタル酸及びイソフタル酸、テレフタル酸等)、3価又はそれ以上のポリカルボン酸(トリメリット酸及びピロメリット酸等)、これらの無水物(無水コハク酸、無水マレイン酸、無水フタル酸及び無水トリメリット酸等)、これらの酸ハロゲン化物(アジピン酸ジクロライド等)、これらの低分子量アルキルエステル(コハク酸ジメチル及びフタル酸ジメチル等)並びこれらの混合物が挙げられる。 Furthermore, the polycarboxylic acids having 4 to 20 carbon atoms or their ester-forming derivatives are not particularly limited, but examples include aliphatic dicarboxylic acids (succinic acid, adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, fumaric acid, and maleic acid, etc.), alicyclic dicarboxylic acids (dimer acids, etc.), aromatic dicarboxylic acids (phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, etc.), trivalent or higher polycarboxylic acids (trimellitic acid and pyromellitic acid, etc.), their anhydrides (succinic anhydride, maleic anhydride, phthalic anhydride, and trimellitic anhydride, etc.), their acid halides (adipic acid dichloride, etc.), their low molecular weight alkyl esters (dimethyl succinate and dimethyl phthalate, etc.), and mixtures thereof.
ポリラクトンポリオールとしては、特に制限されないが、例えば、上記炭素数2~20の多価アルコールへのラクトンの重付加物であり、ラクトンとしては、炭素数4~12のラクトン(例えばγ-ブチロラクトン、γ-バレロラクトン及びε-カプロラクトン)等が挙げられる。ポリラクトンポリオールの具体例としては、例えばポリカプロラクトンジオール、ポリバレロラクトンジオール及びポリカプロラクトントリオール等が挙げられる。 The polylactone polyol is not particularly limited, but examples include polyadditions of lactones to polyhydric alcohols having 2 to 20 carbon atoms, with lactones having 4 to 12 carbon atoms (e.g., γ-butyrolactone, γ-valerolactone, and ε-caprolactone). Specific examples of polylactone polyols include polycaprolactone diols, polyvalerolactone diols, and polycaprolactone triols.
ヒマシ油系ポリオールには、特に制限されないが、例えば、ヒマシ油及びポリオール又は炭素数2~12のAOで変性された変性ヒマシ油が含まれる。変性ヒマシ油はヒマシ油とポリオールとのエステル交換及び/又はAO付加により製造できる。ヒマシ油系ポリオールとしては、ヒマシ油、トリメチロールプロパン変性ヒマシ油、ペンタエリスリトール変性ヒマシ油及びヒマシ油のEO付加物(付加モル数4~30モル)等が挙げられる。 Castor oil-based polyols are not particularly limited, but include, for example, castor oil and polyols or modified castor oil modified with an AO (organic oxide) having 2 to 12 carbon atoms. Modified castor oil can be produced by transesterification and/or AO addition of castor oil and polyol. Examples of castor oil-based polyols include castor oil, trimethylolpropane-modified castor oil, pentaerythritol-modified castor oil, and EO adducts of castor oil (4 to 30 moles added).
炭素数2~12のAOとしては、特に制限されないが、例えば、EO、PO、1,2-、2,3-又は1,3-ブチレンオキサイド、テトラヒドロフラン、3-メチルテトラヒドロフラン、α-オレフィンオキサイド、スチレンオキサイド及びエピハロヒドリン(エピクロルヒドリン等)等が挙げられる。 The AO having 2 to 12 carbon atoms is not particularly limited, but examples include EO, PO, 1,2-, 2,3- or 1,3-butylene oxide, tetrahydrofuran, 3-methyltetrahydrofuran, α-olefin oxide, styrene oxide, and epihalohydrins (such as epichlorohydrin).
ポリオレフィンポリオールとしては、特に制限されないが、例えば、ポリブタジエンポリオール、水添ポリブタジエンポリオール、ポリイソプレンポリオール、水添ポリイソプレンポリオール、及び例えば特開2018-076428等に記載されるポリオレフィンを不飽和(ポリ)カルボン酸(無水物)で変性した酸変性ポリオレフィンとアミノアルコールを反応させて得ることができる水酸基変性ポリオレフィン等が挙げられる。 The polyolefin polyol is not particularly limited, but examples include polybutadiene polyol, hydrogenated polybutadiene polyol, polyisoprene polyol, hydrogenated polyisoprene polyol, and hydroxyl group-modified polyolefins obtained by reacting an acid-modified polyolefin (obtained by modifying a polyolefin with an unsaturated (poly)carboxylic acid (anhydride), as described in, for example, Japanese Patent Application Publication No. 2018-076428, with an amino alcohol.
ポリオレフィンポリオールの市販品としては、特に制限されないが、例えば、NISSO-PB G シリーズ[ポリブタジエンポリオール、日本曹達(株)製]、Poly bd シリーズ[ポリブタジエンポリオール、出光興産(株)製]、NISSO-PB GI シリーズ[水添ポリブタジエンポリオール、日本曹達(株)製]、ポリテールH[水添ポリブタジエンポリオール、三菱ケミカル(株)製]、Poly ip シリーズ[ポリイソプレンポリオール、出光興産(株)製]、EPOL シリーズ[水添ポリイソプレンポリオール、出光興産(株)製]等が挙げられる。 There are no particular restrictions on commercially available polyolefin polyols, but examples include the NISSO-PB G series [polybutadiene polyol, manufactured by Nippon Soda Co., Ltd.], the Poly bd series [polybutadiene polyol, manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.], the NISSO-PB GI series [hydrogenated polybutadiene polyol, manufactured by Nippon Soda Co., Ltd.], Polytail H [hydrogenated polybutadiene polyol, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation], the Poly ip series [polyisoprene polyol, manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.], and the EPOL series [hydrogenated polyisoprene polyol, manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.].
カルボキシル基及び/又はカルボキシレートアニオン基を有するジオール(f2)としては、特に制限されないが、例えば、カルボキシル基を1つ有するジオール、カルボキシル基を2つ以上有するジオール並び上記ジオールを後述の中和剤で中和した塩が挙げられる。
カルボキシル基を1つ有するジオールとしては、例えば2,2’-ジメチロールプロピオン酸、2,2’-ジメチロールブタン酸、2,2’-ジメチロール酪酸、2,2’-ジメチロール吉草酸等が挙げられる。
カルボキシル基を2つ以上有するジオールとしては、例えば酒石酸等が挙げられる。
The diol (f2) having a carboxyl group and/or a carboxylate anion group is not particularly limited, but examples include a diol having one carboxyl group, a diol having two or more carboxyl groups, and a salt obtained by neutralizing the above diol with a neutralizing agent described later.
Examples of diols having one carboxyl group include 2,2'-dimethylolpropionic acid, 2,2'-dimethylolbutanoic acid, 2,2'-dimethylolbutyric acid, and 2,2'-dimethylolvaleric acid.
Examples of diols having two or more carboxyl groups include tartaric acid.
カルボキシル基及び/又はカルボキシレートアニオン基を有するジオールの中和に用いられる中和剤としては、例えばアンモニア、炭素数1~20のアミン化合物及びアルカリ金属(ナトリウム、カリウム及びリチウム等)の水酸化物が挙げられる。
炭素数1~20のアミン化合物としては、モノメチルアミン、モノエチルアミン、モノブチルアミン、モノエタノールアミン及び2-アミノ-2-メチル-1-プロパノール等の1級アミン;ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジブチルアミン、ジエタノールアミン及びN-メチルジエタノールアミン等の2級アミン;並びにトリメチルアミン、トリエチルアミン、ジメチルエチルアミン及びトリエタノールアミン等の3級アミンが挙げられる。
これらの内、生成する樹脂水性分散体の乾燥性及び得られる皮膜の耐水性の観点から好ましいものは、アンモニア、炭素数1~20のアミン化合物であり、より好ましいものはアンモニア、モノメチルアミン、モノエチルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン及びジメチルエチルアミンである。
Examples of neutralizing agents used for neutralizing diols having a carboxyl group and/or a carboxylate anion group include ammonia, amine compounds having 1 to 20 carbon atoms, and hydroxides of alkali metals (such as sodium, potassium, and lithium).
Examples of amine compounds having 1 to 20 carbon atoms include primary amines such as monomethylamine, monoethylamine, monobutylamine, monoethanolamine, and 2-amino-2-methyl-1-propanol; secondary amines such as dimethylamine, diethylamine, dibutylamine, diethanolamine, and N-methyldiethanolamine; and tertiary amines such as trimethylamine, triethylamine, dimethylethylamine, and triethanolamine.
Of these, ammonia and amine compounds having 1 to 20 carbon atoms are preferred from the viewpoint of the drying properties of the resulting aqueous resin dispersion and the water resistance of the resulting film, and more preferred are ammonia, monomethylamine, monoethylamine, dimethylamine, diethylamine, trimethylamine, triethylamine, and dimethylethylamine.
活性水素基含有化合物の重量割合は、樹脂水性分散体の体積平均粒子径、保存安定性の観点から、樹脂(P)の合計重量に対して、好ましくは0~50重量%であり、より好ましくは1~40重量%、特に好ましくは1~30重量%である。 The weight percentage of the active hydrogen group-containing compound is preferably 0 to 50% by weight, more preferably 1 to 40% by weight, and particularly preferably 1 to 30% by weight, relative to the total weight of the resin (P), from the viewpoint of the volume-average particle size of the aqueous resin dispersion and storage stability.
鎖伸長剤(g)としては、水、炭素数2~10のジアミン類(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、トルエンジアミン及びピペラジン)、炭素数2~10のポリアルキレンポリアミン類(例えば、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン及びテトラエチレンペンタミン)、ヒドラジン又はその誘導体(二塩基酸ジヒドラジド、例えば、アジピン酸ジヒドラジド等)、炭素数2~30のポリエポキシ化合物(例えば、1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル等)及び炭素数2~10のアミノアルコール類(例えば、エタノールアミン、ジエタノールアミン、2-アミノ-2-メチルプロパノール及びトリエタノールアミン)等が挙げられる。鎖伸長剤として、炭素数2~10のジアミン類が好ましく、2級のジアミン類がより好ましく、イソホロンジアミンが更に好ましい。樹脂(P)が、上記化合物を構成単量体に含むと、ウレタン基部分の凝集力が向上し、水に対する膨潤度を低下できるため優れた耐ボイル・レトルト性を発現する。また、ジアミン類を使用すると、アミンによる伸長反応によって炭酸ガスの発生が抑制され、炭酸アミン塩の生成量が低下するため保存安定性が向上するため好ましい。 Examples of chain extenders (g) include water, C2-C10 diamines (e.g., ethylenediamine, propylenediamine, hexamethylenediamine, isophoronediamine, toluenediamine, and piperazine), C2-C10 polyalkylene polyamines (e.g., diethylenetriamine, triethylenetetramine, and tetraethylenepentamine), hydrazine or its derivatives (dibasic acid dihydrazides, e.g., adipic acid dihydrazide), C2-C30 polyepoxy compounds (e.g., 1,6-hexanediol diglycidyl ether, trimethylolpropane polyglycidyl ether, etc.), and C2-C10 amino alcohols (e.g., ethanolamine, diethanolamine, 2-amino-2-methylpropanol, and triethanolamine). C2-C10 diamines are preferred as chain extenders, secondary diamines are more preferred, and isophoronediamine is even more preferred. When the resin (P) contains the above compound as a constituent monomer, the cohesive force of the urethane group portion is improved, reducing the degree of swelling in water, thus exhibiting excellent boil and retort resistance. Furthermore, the use of diamines is preferable because the elongation reaction by the amine suppresses the generation of carbon dioxide, reducing the amount of amine carbonate salt produced and improving storage stability.
樹脂(P)がカルボン酸成分(a)及びアミノアルコール(b)の重縮合により生じた樹脂の末端のヒドロキシ基がポリイソシアネートと反応して、末端に位置する一般式(1)のYがウレタン基となった構造の樹脂(p3)である場合、一般式(3)で表される構成単位を有する樹脂の末端にウレタン基が生じた構造となる。
この場合、一般式(3)で表される構成単位の平均繰り返し数は1~100であることが好ましく、1~50であることがより好ましく、1~20であることが特に好ましい。
また、樹脂(p3)の数平均分子量は2000~100000であることが好ましく、5000~100000であることがより好ましく、10000~100000であることが特に好ましい。
If the resin (P) is formed by the polycondensation of a carboxylic acid component (a) and an amino alcohol (b), and the hydroxyl groups at the ends of the resin react with polyisocyanate, resulting in a resin (p3) where the Y in general formula (1) at the end becomes a urethane group, then the structure will have a urethane group at the end of the constituent unit represented by general formula (3).
In this case, the average number of repeating units represented by general formula (3) is preferably 1 to 100, more preferably 1 to 50, and particularly preferably 1 to 20.
Furthermore, the number-average molecular weight of the resin (p3) is preferably 2,000 to 100,000, more preferably 5,000 to 100,000, and particularly preferably 10,000 to 100,000.
樹脂(p3)において、一般式(1)で表される構成単位の重量割合は10~90%であることが好ましく、20~90%であることがより好ましく、40~80%であることがさらに好ましい。一般式(1)で表される構成単位の重量割合が高いと、OPPに対する密着性が向上する。 In the resin (p3), the weight percentage of the constituent unit represented by general formula (1) is preferably 10-90%, more preferably 20-90%, and even more preferably 40-80%. A higher weight percentage of the constituent unit represented by general formula (1) improves adhesion to OPP.
樹脂(p3)のアミド基の含量は0.1~2.5mmol/kgであることが好ましく、0.2~2.0mmol/kgであることがより好ましく、0.3~1.2mmol/kgであることがさらに好ましい。アミド基の割合が高いと、耐ブロッキング性及び耐ボイル性が向上し、ナイロンに対する密着性が向上する。 The amide group content of the resin (p3) is preferably 0.1 to 2.5 mmol/kg, more preferably 0.2 to 2.0 mmol/kg, and even more preferably 0.3 to 1.2 mmol/kg. A higher proportion of amide groups improves blocking resistance and boil resistance, and enhances adhesion to nylon.
樹脂(p3)はエステル基を有していてもよく、有していなくてもよい。樹脂(p3)中のエステル基の含量は0~3.0mmol/kgであることが好ましく、0~2.0mmol/kgであることがより好ましく、0~1.0mmol/kgであることがさらに好ましい。樹脂(p3)がエステル基を有する場合、エステル基の含量は0.1~3.0mmol/kgであることが好ましい。エステル基の割合が高いと、PETに対する密着性が向上する。 The resin (p3) may or may not contain ester groups. The ester group content in the resin (p3) is preferably 0 to 3.0 mmol/kg, more preferably 0 to 2.0 mmol/kg, and even more preferably 0 to 1.0 mmol/kg. If the resin (p3) contains ester groups, the ester group content is preferably 0.1 to 3.0 mmol/kg. A higher proportion of ester groups improves adhesion to PET.
樹脂(p3)のウレタン基の含量は1.0~6.0mmol/kgであることが好ましく、2.0~5.0mmol/kgであることがより好ましい。ウレタン基の割合が高いと、PET及びナイロンに対する密着性が向上する。 The urethane group content of the resin (p3) is preferably 1.0 to 6.0 mmol/kg, and more preferably 2.0 to 5.0 mmol/kg. A higher proportion of urethane groups improves adhesion to PET and nylon.
樹脂(p3)はウレア基を有していてもよく、樹脂(p3)中のウレア基の含量は0~1.5mmol/kgであることが好ましく、0~1.0mmol/kgであることがより好ましい。ウレア基の割合が高いと、PETに対する密着性が向上する。 The resin (p3) may contain urea groups, and the urea group content in the resin (p3) is preferably 0 to 1.5 mmol/kg, more preferably 0 to 1.0 mmol/kg. A higher proportion of urea groups improves adhesion to PET.
樹脂(P)がアミン成分(c)及びヒドロキシ酸(d)の重縮合により生じた樹脂の末端のヒドロキシ基がポリイソシアネートと反応して、一般式(1)のYがウレタン基となった構造の樹脂(p4)である場合、アミン成分1分子に対して複数のヒドロキシ酸が重縮合した構造の末端にあるヒドロキシ基がポリイソシアネートと反応した構造となる。アミン成分がジアミンである場合、アミン成分1分子に対してヒドロキシ酸が2分子反応する。
また、樹脂(p4)の数平均分子量は2000~100000であることが好ましく、5000~100000がより好ましく、10000~100000が特に好ましい。
When resin (P) is formed by the polycondensation of an amine component (c) and a hydroxy acid (d), the hydroxyl groups at the ends of the resin react with polyisocyanate, resulting in a resin (p4) where Y in general formula (1) is a urethane group, the structure is formed when multiple hydroxy acids are polycondensed with one molecule of amine, and the hydroxyl groups at the ends of the structure react with polyisocyanate. When the amine component is a diamine, two molecules of hydroxy acid react with one molecule of amine.
Furthermore, the number-average molecular weight of the resin (p4) is preferably 2,000 to 100,000, more preferably 5,000 to 100,000, and particularly preferably 10,000 to 100,000.
樹脂(p4)において、一般式(1)で表される構成単位の重量割合は10~90%であることが好ましく、20~90%であることがより好ましく、40~80%であることがさらに好ましい。一般式(1)で表される構成単位の重量割合が高いと、OPPに対する密着性が向上する。 In the resin (p4), the weight percentage of the constituent unit represented by general formula (1) is preferably 10-90%, more preferably 20-90%, and even more preferably 40-80%. A higher weight percentage of the constituent unit represented by general formula (1) improves adhesion to OPP.
樹脂(p4)のアミド基の含量は0.1~2.5mmol/kgであることが好ましく、0.2~2.0mmol/kgであることがより好ましく、0.3~1.2mmol/kgであることがさらに好ましい。アミド基の割合が高いと、耐ブロッキング性及び耐ボイル性が向上し、ナイロンに対する密着性が向上する。 The amide group content of the resin (p4) is preferably 0.1 to 2.5 mmol/kg, more preferably 0.2 to 2.0 mmol/kg, and even more preferably 0.3 to 1.2 mmol/kg. A higher proportion of amide groups improves blocking resistance and boil resistance, and enhances adhesion to nylon.
樹脂(p4)はエステル基を有していないことが好ましい。 It is preferable that the resin (p4) does not contain ester groups.
樹脂(p4)のウレタン基の含量は1.0~6.0mmol/kgであることが好ましく、2.0~5.0mmol/kgであることがより好ましい。ウレタン基の割合が高いと、PET及びナイロンに対する密着性が向上する。 The urethane group content of the resin (p4) is preferably 1.0 to 6.0 mmol/kg, and more preferably 2.0 to 5.0 mmol/kg. A higher proportion of urethane groups improves adhesion to PET and nylon.
樹脂(p4)はウレア基を有していてもよく、樹脂(p4)中のウレア基の含量は0~1.5mmol/kgであることが好ましく、0~1.0mmol/kgであることがより好ましい。ウレア基の割合が高いと、PETに対する密着性が向上する。 The resin (p4) may contain urea groups, and the urea group content in the resin (p4) is preferably 0 to 1.5 mmol/kg, more preferably 0 to 1.0 mmol/kg. A higher proportion of urea groups improves adhesion to PET.
一態様において、樹脂(P)中のバイオマス濃度は、石油資源枯渇解消、環境配慮の観点から、20重量%以上が好ましく、40重量%以上がより好ましく、60重量%以上がさらに好ましい。上記のバイオマス濃度は、樹脂(P)の重量に対する、用いたバイオマス由来の構成単量体の重量割合(百分率)を意味する。 In one embodiment, the biomass concentration in the resin (P) is preferably 20% by weight or more, more preferably 40% by weight or more, and even more preferably 60% by weight or more, from the viewpoint of addressing the depletion of petroleum resources and considering environmental concerns. The above biomass concentration refers to the weight ratio (percentage) of the biomass-derived constituent monomers used relative to the weight of the resin (P).
本発明の樹脂水性分散体を製造する方法としては、本発明の製造方法で得られた樹脂(P)の有機溶剤溶液を水性媒体と混合する工程を含む製造方法であれば特に制限はない。 The method for producing the aqueous resin dispersion of the present invention is not particularly limited, as long as it includes a step of mixing the organic solvent solution of the resin (P) obtained by the production method of the present invention with an aqueous medium.
樹脂(P)を含む樹脂水性分散体を製造する方法としては、例えば、以下の[1]~[5]の方法等が挙げられる。 Examples of methods for producing an aqueous resin dispersion containing resin (P) include the following methods [1] to [5].
[1]樹脂(P)を、有機溶剤に溶解させて樹脂溶液を製造し、次いで必要により樹脂(P)のカルボキシル基をトリエチルアミン等の中和剤により塩として、水性媒体に分散させた後に、必要により有機溶剤を留去する方法。 [1] A method for producing a resin solution by dissolving resin (P) in an organic solvent, then, if necessary, dispersing the carboxyl groups of resin (P) as a salt using a neutralizing agent such as triethylamine in an aqueous medium, and then, if necessary, distilling off the organic solvent.
[2]カルボン酸成分(a)とアミノアルコール(b)を重縮合させた後、末端のヒドロキシ基に対してポリイソシアネート、必要により鎖伸長剤を、有機溶剤の存在下又は非存在下で一段又は多段で反応させてポリウレタン変性した樹脂(P)を製造し、必要によりカルボキシル基をトリエチルアミン等の中和剤により塩として、水性媒体に分散させた後に、必要により有機溶剤を留去する方法。 [2] A method for producing a polyurethane-modified resin (P) by polycondensing a carboxylic acid component (a) and an amino alcohol (b), reacting the terminal hydroxyl groups with a polyisocyanate, and optionally a chain extender, in one or multiple steps in the presence or absence of an organic solvent, and then dispersing the carboxyl groups as salts using a neutralizing agent such as triethylamine in an aqueous medium, followed by distillation of the organic solvent as necessary.
[3]カルボン酸成分(a)とアミノアルコール(b)を重縮合させた後、末端のヒドロキシ基に対してポリイソシアネートと有機溶剤の存在下又は非存在下で一段又は多段で反応させてイソシアネート基を有するプレポリマーを製造し、次いで必要によりプレポリマー中のカルボキシル基をトリエチルアミン等の中和剤により塩として水性媒体に分散させて、鎖伸長剤とイソシアネート基とを反応させた後に、必要により有機溶剤を留去する方法。 [3] A method comprising: polycondensing a carboxylic acid component (a) and an amino alcohol (b); reacting the terminal hydroxyl groups with a polyisocyanate in one or multiple steps, in or without the presence of an organic solvent, to produce a prepolymer having isocyanate groups; then, if necessary, dispersing the carboxyl groups in the prepolymer as a salt in an aqueous medium using a neutralizing agent such as triethylamine; reacting the chain extender with the isocyanate groups; and, if necessary, distilling off the organic solvent.
[4]アミン成分(c)とヒドロキシ酸(d)を重縮合させた後、末端のヒドロキシ基に対してポリイソシアネート、必要により鎖伸長剤を、有機溶剤の存在下又は非存在下で一段又は多段で反応させてポリウレタン変性した樹脂(P)を製造し、必要によりカルボキシル基をトリエチルアミン等の中和剤により塩として、水性媒体に分散させた後に、必要により有機溶剤を留去する方法。 [4] A method for producing a polyurethane-modified resin (P) by polycondensing an amine component (c) and a hydroxy acid (d), reacting the terminal hydroxyl group with a polyisocyanate, and optionally a chain extender, in one or multiple steps, in the presence or absence of an organic solvent, and dispersing the carboxyl group as a salt with a neutralizing agent such as triethylamine in an aqueous medium, and then distilling off the organic solvent as necessary.
[5]アミン成分(c)とヒドロキシ酸(d)を重縮合させた後、末端のヒドロキシ基に対してポリイソシアネートと有機溶剤の存在下又は非存在下で一段又は多段で反応させてイソシアネート基を有するプレポリマーを製造し、次いで必要によりプレポリマー中のカルボキシル基をトリエチルアミン等の中和剤により塩として水性媒体に分散させて、鎖伸長剤とイソシアネート基とを反応させた後に、必要により有機溶剤を留去する方法。 [5] A method comprising: polycondensing an amine component (c) and a hydroxy acid (d); reacting the terminal hydroxyl group with a polyisocyanate in one or multiple steps, in the presence or absence of an organic solvent, to produce a prepolymer having an isocyanate group; then, if necessary, dispersing the carboxyl group in the prepolymer as a salt in an aqueous medium with a neutralizing agent such as triethylamine; reacting the chain extender with the isocyanate group; and, if necessary, distilling off the organic solvent.
[1]~[5]の方法の内、樹脂水性分散体(Q)の保存安定性及び乾燥皮膜の機械強度の観点から、好ましいのは[3]の方法である。 Of methods [1] to [5], method [3] is preferred from the viewpoint of storage stability of the aqueous resin dispersion (Q) and mechanical strength of the dried film.
[1]の場合、樹脂(P)を水性媒体に分散させる工程においては、後述する回転式分散混合装置を用いるのが好ましく、温度は、60℃以下が好ましく、40℃以下がより好ましい。また、分散時間は、使用する装置により適宜選択することができるが、一般的に1分~2時間が好ましく、3分~1時間がさらに好ましい。
[2]~[5]の場合、ポリウレタン変性した樹脂(P)の形成は、好ましくは20℃~150℃、より好ましくは60℃~110℃の反応で行われ、反応時間は、好ましくは2~20時間である。
ポリウレタン変性した樹脂(P)の形成は、後述する有機溶剤の存在下又は非存在下で行うことができるが、イソシアネート基と実質的に非反応性の有機溶剤の存在下又は非存在下で行うことが好ましく、メチルエチルケトンがさらに好ましい。
In the case of [1], in the step of dispersing the resin (P) in an aqueous medium, it is preferable to use a rotary dispersion and mixing apparatus as described later, and the temperature is preferably 60°C or lower, and more preferably 40°C or lower. The dispersion time can be appropriately selected depending on the apparatus used, but generally 1 minute to 2 hours is preferred, and 3 minutes to 1 hour is even more preferred.
In cases [2] to [5], the formation of the polyurethane-modified resin (P) is preferably carried out by a reaction at 20°C to 150°C, more preferably 60°C to 110°C, and the reaction time is preferably 2 to 20 hours.
The formation of the polyurethane-modified resin (P) can be carried out in or without the presence of an organic solvent, as described later, but it is preferable to carry it out in or without the presence of an organic solvent that is substantially inactive with isocyanate groups, and methyl ethyl ketone is more preferable.
イソシアネート基と実質的に非反応性の有機溶剤は、例えば、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、エーテル系溶剤、アミド系溶剤及び芳香族炭化水素系溶剤等が挙げられる。 Examples of organic solvents that are substantially non-reactive with isocyanate groups include ketone solvents, ester solvents, ether solvents, amide solvents, and aromatic hydrocarbon solvents.
樹脂水性分散体の製造において、ポリウレタン変性した樹脂(P)の反応を促進させるため、必要により通常のウレタン反応に使用される触媒を使用してもよい。触媒には、アミン触媒、例えばトリエチルアミン、N-エチルモルホリン、トリエチレンジアミン及び米国特許第4524104号明細書に記載のシクロアミジン類[1,8-ジアザ-ビシクロ(5,4,0)ウンデセン-7(サンアプロ製、DBU)など];錫系触媒、例えばジブチル錫ジラウリレート、ジオクチル錫ジラウリレート及びオクチル酸錫;チタン系触媒、例えばテトラブトキシチタネートが挙げられる。 In the production of aqueous resin dispersions, catalysts commonly used in conventional urethane reactions may be used to accelerate the reaction of the polyurethane-modified resin (P) as needed. Examples of catalysts include amine catalysts, such as triethylamine, N-ethylmorpholine, triethylenediamine, and cycloamidines described in U.S. Patent No. 4,524,104 [e.g., 1,8-diazabicyclo(5,4,0)undecene-7 (manufactured by Sunapro, DBU)]; tin-based catalysts, such as dibutyltin dilaurylate, dioctyltin dilaurylate, and tin octoate; and titanium-based catalysts, such as tetrabutoxytitanate.
本発明の樹脂水性分散体の製造方法において樹脂(P)の有機溶剤溶液の、有機溶剤としては、例えば、芳香族炭化水素溶剤、脂肪族又は脂環式炭化水素溶剤、ハロゲン溶剤、エステル、エステルエーテル溶剤、エーテル溶剤、ケトン溶剤、アルコール溶剤、アミド溶剤、スルホキシド溶剤、複素環式化合物溶剤及びこれらの2種以上の混合溶剤等が挙げられる。
有機溶剤の具体例としては、芳香族炭化水素溶剤(トルエン、キシレン、エチルベンゼン及びテトラリン等);脂肪族又は脂環式炭化水素溶剤(n-ヘキサン、n-ヘプタン、ミネラルスピリット及びシクロヘキサン等);塩化メチル、臭化メチル、ヨウ化メチル、メチレンジクロライド、四塩化炭素、トリクロロエチレン及びパークロロエチレン等のハロゲン溶剤;酢酸エチル、酢酸ブチル、メトキシブチルアセテート、メチルセロソルブアセテート及びエチルセロソルブアセテート等のエステル又はエステルエーテル溶剤;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ及びプロピレングリコールモノメチルエーテル等のエーテル溶剤;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジ-n-ブチルケトン及びシクロヘキサノン等のケトン溶剤;メタノール、エタノール、n-プロパノール、イソプロパノール、n-ブタノール、イソブタノール、t-ブタノール、2-エチルヘキシルアルコール及びベンジルアルコール等のアルコール溶剤;ジメチルホルムアミド及びジメチルアセトアミド等のアミド溶剤;ジメチルスルホキシド等のスルホキシド溶剤、N-メチルピロリドン等の複素環式化合物溶剤、並びにこれらの2種以上の混合溶剤等が挙げられる。上記の有機溶剤の中でも沸点が100℃未満の揮発性のものが好ましい。好ましい有機溶剤としては、酢酸エチル、アセトン、テトラヒドロフラン及びメチルエチルケトン等が挙げられる。
In the method for producing an aqueous resin dispersion of the present invention, examples of organic solvents for the organic solvent solution of resin (P) include aromatic hydrocarbon solvents, aliphatic or alicyclic hydrocarbon solvents, halogen solvents, esters, ester ether solvents, ether solvents, ketone solvents, alcohol solvents, amide solvents, sulfoxide solvents, heterocyclic compound solvents, and mixed solvents of two or more of these.
Specific examples of organic solvents include aromatic hydrocarbon solvents (toluene, xylene, ethylbenzene, and tetralin, etc.); aliphatic or alicyclic hydrocarbon solvents (n-hexane, n-heptane, mineral spirits, and cyclohexane, etc.); halogen solvents such as methyl chloride, methyl bromide, methyl iodide, methylenedichloride, carbon tetrachloride, trichloroethylene, and perchloroethylene; ester or ester ether solvents such as ethyl acetate, butyl acetate, methoxybutyl acetate, methyl cellosolve acetate, and ethyl cellosolve acetate; diethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane, ethyl cellosolve, butyl acetate Examples of organic solvents include ether solvents such as Rosolve and propylene glycol monomethyl ether; ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, di-n-butyl ketone, and cyclohexanone; alcohol solvents such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, t-butanol, 2-ethylhexyl alcohol, and benzyl alcohol; amide solvents such as dimethylformamide and dimethylacetamide; sulfoxide solvents such as dimethyl sulfoxide; heterocyclic compound solvents such as N-methylpyrrolidone; and mixed solvents of two or more of these. Among the above organic solvents, volatile ones with a boiling point of less than 100°C are preferred. Preferred organic solvents include ethyl acetate, acetone, tetrahydrofuran, and methyl ethyl ketone.
樹脂(P)100重量部に対する有機溶剤の使用量は、好ましくは25~300重量部、より好ましくは25~150重量部、さらに好ましくは25~100重量部である。 The amount of organic solvent used per 100 parts by weight of resin (P) is preferably 25 to 300 parts by weight, more preferably 25 to 150 parts by weight, and even more preferably 25 to 100 parts by weight.
本発明の樹脂水性分散体の製造方法において樹脂(P)の有機溶剤溶液を水性溶媒と混合する工程の水性溶媒としては、水を必須構成成分とする液体であれば制限なく使用でき、水、有機溶剤の水溶液、後述する、界面活性剤(s)の水溶液、水溶性ポリマー(t)の水溶液及びこれらの2以上の混合物等が用いることができる。 In the method for producing the aqueous resin dispersion of the present invention, the aqueous solvent used in the step of mixing the organic solvent solution of the resin (P) with an aqueous solvent can be any liquid in which water is an essential component, without limitation. Examples of such solvents include water, aqueous solutions of organic solvents, aqueous solutions of surfactants (s) (described later), aqueous solutions of water-soluble polymers (t), and mixtures of two or more of these.
水性溶媒への樹脂(P)の分散性を良くするため、樹脂(P)のカルボキシル基を中和するために中和剤を使用してもよい。中和剤としては、前記カルボキシル基及び/又はカルボキシレートアニオン基を有するジオールの中和に用いられる中和剤が挙げられる。 To improve the dispersibility of resin (P) in aqueous solvents, a neutralizing agent may be used to neutralize the carboxyl groups of resin (P). Examples of neutralizing agents include those used for neutralizing diols having carboxyl groups and/or carboxylate anion groups.
中和剤の使用量は、樹脂(P)のカルボキシル基に対して、分散性の観点から、好ましくは1~150モル%、より好ましくは5~100モル%である。 The amount of neutralizing agent used is preferably 1 to 150 mol%, more preferably 5 to 100 mol%, relative to the carboxyl groups of the resin (P), from the viewpoint of dispersibility.
樹脂(P)を水性溶媒に分散させる際、必要に応じて乳化剤又は分散剤として、公知の界面活性剤(s)及び無機分散剤を用いることができる。 When dispersing the resin (P) in an aqueous solvent, known surfactants (s) and inorganic dispersants can be used as emulsifiers or dispersants as needed.
界面活性剤(s)としては、特に限定されず、アニオン界面活性剤(s-1)、カチオン界面活性剤(s-2)、両性界面活性剤(s-3)及び非イオン界面活性剤(s-4)等が挙げられる。界面活性剤(s)は2種以上の界面活性剤を併用したものであってもよい。 The surfactant (s) is not particularly limited and includes anionic surfactants (s-1), cationic surfactants (s-2), amphoteric surfactants (s-3), and nonionic surfactants (s-4). The surfactant (s) may also be a combination of two or more surfactants.
アニオン界面活性剤(s-1)としては、カルボン酸又はその塩、硫酸エステル塩、カルボキシメチル化物の塩、スルホン酸塩及びリン酸エステル塩等が挙げられる。
カチオン界面活性剤(s-2)としては、4級アンモニウム塩型界面活性剤及びアミン塩型界面活性剤等が挙げられる。
両性界面活性剤(s-3)としては、カルボン酸塩型両性界面活性剤、硫酸エステル塩型両性界面活性剤、スルホン酸塩型両性界面活性剤及びリン酸エステル塩型両性界面活性剤等が挙げられる。
非イオン界面活性剤(s-4)としては、AO付加型非イオン界面活性剤及び多価アルコ-ル型非イオン界面活性剤等が挙げられる。
これらの界面活性剤(s)の具体例としては、特開2002-284881号公報に記載のもの等が挙げられる。
Examples of anionic surfactants (s-1) include carboxylic acids or their salts, sulfate esters, carboxymethyl salts, sulfonates, and phosphate esters.
Examples of cationic surfactants (S-2) include quaternary ammonium salt type surfactants and amine salt type surfactants.
Examples of amphoteric surfactants (S-3) include carboxylate-type amphoteric surfactants, sulfate-type amphoteric surfactants, sulfonate-type amphoteric surfactants, and phosphate-type amphoteric surfactants.
Examples of nonionic surfactants (s-4) include AO-added nonionic surfactants and polyhydric alcohol-type nonionic surfactants.
Specific examples of these surfactants (s) include those described in Japanese Patent Publication No. 2002-284881.
無機分散剤としては、リン酸三カルシウム、リン酸マグネシウム、リン酸アルミニウム、リン酸亜鉛、ヒドロキシアパタイト等のリン酸多価金属塩、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の炭酸塩、メタ硅酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム等の無機塩、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム等の無機化合物が挙げられる。 Examples of inorganic dispersants include polyvalent metal phosphate salts such as tricalcium phosphate, magnesium phosphate, aluminum phosphate, zinc phosphate, and hydroxyapatite; carbonates such as calcium carbonate and magnesium carbonate; inorganic salts such as calcium metasilicate, calcium sulfate, and barium sulfate; and inorganic compounds such as magnesium hydroxide and aluminum hydroxide.
樹脂(P)を水性溶媒に分散させる際、乳化剤又は分散剤として、公知の水溶性ポリマー(t)を用いることができる。 When dispersing resin (P) in an aqueous solvent, a known water-soluble polymer (t) can be used as an emulsifier or dispersant.
水溶性ポリマー(t)としては、セルロース化合物(例えばメチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース及びそれらのケン化物等)、ゼラチン、デンプン、デキストリン、アラビアゴム、キチン、キトサン、ポリエチレングリコール等が挙げられる。 Examples of water-soluble polymers (t) include cellulose compounds (e.g., methylcellulose, ethylcellulose, hydroxyethylcellulose, ethylhydroxyethylcellulose, carboxymethylcellulose, hydroxypropylcellulose, and their saponified products), gelatin, starch, dextrin, gum arabic, chitin, chitosan, polyethylene glycol, and the like.
本発明の樹脂(P)の有機溶剤溶液を水性媒体と混合する際の、分散の方法としては特に限定されるものではないが、回転式分散混合装置、超音波式分散機又は混練機を用いることが好ましく、なかでも分散能力が特に優れる回転式分散混合装置が更に好ましい。 The method of dispersion when mixing the organic solvent solution of the resin (P) of the present invention with an aqueous medium is not particularly limited, but it is preferable to use a rotary dispersion mixer, an ultrasonic disperser, or a kneader, and among these, a rotary dispersion mixer, which has particularly excellent dispersion capabilities, is even more preferable.
回転式分散混合装置としては、例えばマックスブレンドやヘリカル翼等の一般的な攪拌羽を有する混合装置、TKホモミキサー[プライミクス(株)製]、クレアミックス[エムテクニック(株)製]、フィルミックス[プライミクス(株)製]、ウルトラターラックス[IKA(株)製]、エバラマイルダー[荏原製作所(株)製]、キャビトロン(ユーロテック社製)及びバイオミキサー[日本精機(株)製]等が挙げられる。 Examples of rotary dispersion mixing devices include those with common agitators such as MaxBlend and helical blades, as well as TK Homomixer [Primix Co., Ltd.], Creamix [M-Technique Co., Ltd.], Philmix [Primix Co., Ltd.], UltraTarlux [IKA Co., Ltd.], Ebara Milder [Ebara Corporation], Cavitron (Eurotech Co., Ltd.), and Biomixer [Nippon Seiki Co., Ltd.].
樹脂(P)の有機溶剤溶液100重量部に対する水性媒体の使用量は、好ましくは100~500重量部、より好ましくは150~400重量部、さらに好ましくは150~300重量部である。 The amount of aqueous medium used per 100 parts by weight of the organic solvent solution of resin (P) is preferably 100 to 500 parts by weight, more preferably 150 to 400 parts by weight, and even more preferably 150 to 300 parts by weight.
樹脂水性分散体における粒子の粒子径は、インクジェットヘッドの通液性及びインク粘度の観点から、好ましくは10~200nm、より好ましくは10~150nm、さらに好ましくは20~100nmである。本発明において、粒子径は体積平均粒子径を意味する。粒子径は、光散乱測定法で測定し求めることができる。 The particle size of the particles in the aqueous resin dispersion is preferably 10 to 200 nm, more preferably 10 to 150 nm, and even more preferably 20 to 100 nm, from the viewpoint of inkjet head permeability and ink viscosity. In this invention, particle size refers to the volume-average particle size. The particle size can be measured and determined by light scattering measurement.
本発明の樹脂水性分散体はインクジェットインク用の樹脂水性分散体とすることが好ましい。本発明の樹脂水性分散体をインクジェットインク用として用いると記録媒体と密着性が良好となり好ましく、画像のラミネート強度及び耐ブロッキング性の観点から軟包装印刷用インクジェットインク用として用いることが好ましい。さらに、耐ボイル・レトルト性が良好なためレトルトパウチ用として用いることができる。軟包装印刷とは、柔軟性のある材料で構成されている包装材への印刷のことである。包装材としては、例えばプラスチックフィルム、アルミ箔及び紙等の薄く柔軟な材料が挙げられ、単体又は複数を貼り合せたものを使用してもよい。軟包装印刷された包装材は、例えば、袋として食品や医薬品等へ利用される。 The aqueous resin dispersion of the present invention is preferably used as an aqueous resin dispersion for inkjet inks. Using the aqueous resin dispersion of the present invention as an inkjet ink is preferable because it exhibits good adhesion to recording media, and is preferable as an inkjet ink for flexible packaging printing from the viewpoint of image lamination strength and blocking resistance. Furthermore, due to its good boil and retort resistance, it can be used for retort pouches. Flexible packaging printing refers to printing on packaging materials made of flexible materials. Examples of packaging materials include thin, flexible materials such as plastic film, aluminum foil, and paper, which may be used individually or in combination. Packaging materials printed with flexible packaging printing are used, for example, as bags for food, pharmaceuticals, etc.
本発明の水性インク(L)は、本発明の樹脂水性分散体を含有する。本発明の水性インク(L)はインクジェットインクとして好ましく使用することができる。
インクジェットインクは、本発明の樹脂水性分散体以外に、顔料を含有することが好ましい。インクジェットインクは、保湿剤、浸透剤等を含有することができる。
The aqueous ink (L) of the present invention contains the aqueous resin dispersion of the present invention. The aqueous ink (L) of the present invention can preferably be used as an inkjet ink.
Inkjet inks preferably contain pigments in addition to the aqueous resin dispersion of the present invention. Inkjet inks may also contain humectants, penetrating agents, etc.
インクジェットインクにおける本発明の樹脂水性分散体の固形分の含有量は、インクジェットインクの重量に基づいて、好ましくは0.1~60重量%、より好ましくは1~20重量%である。樹脂水性分散体の含有量は、インクジェットインクの重量に基づいて好ましくは1~90重量%、より好ましくは5~50重量%である。 The solid content of the aqueous resin dispersion of the present invention in the inkjet ink is preferably 0.1 to 60% by weight, more preferably 1 to 20% by weight, based on the weight of the inkjet ink. The content of the aqueous resin dispersion is preferably 1 to 90% by weight, more preferably 5 to 50% by weight, based on the weight of the inkjet ink.
顔料の含有量は、インクジェットインクの重量に基づいて、好ましくは0.1~30重量%、より好ましくは1~10重量%である。保湿剤の含有量は、インクジェットインクの重量に基づいて、好ましくは0.1~90重量%、より好ましくは1~50重量%である。 The pigment content is preferably 0.1 to 30% by weight, more preferably 1 to 10% by weight, based on the weight of the inkjet ink. The humectant content is preferably 0.1 to 90% by weight, more preferably 1 to 50% by weight, based on the weight of the inkjet ink.
顔料としては、従来公知の有機及び無機顔料(例えば白色顔料、黒色顔料、灰色顔料、赤色顔料、茶色顔料、黄色顔料、緑色顔料、青色顔料、紫色顔料及びメタリック顔料、天然有機顔料合成系有機顔料、ニトロソ顔料、ニトロ顔料、顔料色素型アゾ顔料、水溶性染料からつくるアゾレーキ、難溶性染料からつくるアゾレーキ、塩基性染料からつくるレーキ、酸性染料からつくるレーキ、キサンタンレーキ、アントラキノンレーキ、バット染料からの顔料及びフタロシアニン顔料、昼光蛍光等の有機顔料)等が挙げられる。 Examples of pigments include conventionally known organic and inorganic pigments (e.g., white pigments, black pigments, gray pigments, red pigments, brown pigments, yellow pigments, green pigments, blue pigments, purple pigments, and metallic pigments; synthetic organic pigments derived from natural organic pigments; nitroso pigments; nitro pigments; pigment-type azo pigments; azo lakes made from water-soluble dyes; azo lakes made from poorly soluble dyes; lakes made from basic dyes; lakes made from acid dyes; xanthan lakes; anthraquinone lakes; pigments and phthalocyanine pigments derived from vat dyes; and organic pigments such as daylight fluorescent pigments).
具体的な有機及び無機顔料を以下に例示する。白色顔料としては、酸化チタン、亜鉛華、硫化亜鉛、酸化アンチモン、酸化ジルコニウムなどの無機顔料が挙げられる。無機顔料以外に、中空樹脂微粒子や、高分子微粒子を使用することもできる。顔料の平均粒径は200~300nmであることが好ましい。顔料の平均粒径が200nm未満の場合は隠蔽力が不充分となる傾向がみられ、300nmを超える場合は吐出安定性が不充分となる傾向にある。 Examples of specific organic and inorganic pigments are given below. Examples of white pigments include inorganic pigments such as titanium dioxide, zinc oxide, zinc sulfide, antimony oxide, and zirconium oxide. In addition to inorganic pigments, hollow resin microparticles and polymer microparticles can also be used. The average particle size of the pigment is preferably 200 to 300 nm. If the average particle size is less than 200 nm, the opacity tends to be insufficient, and if it exceeds 300 nm, the discharge stability tends to be insufficient.
なかでも、隠蔽力の観点から、酸化チタンを使用することが好ましい。酸化チタンの平均粒径も、同様に200~300nmであることが好ましい。 In particular, titanium dioxide is preferred from the viewpoint of opacity. Similarly, the average particle size of the titanium dioxide is preferably 200 to 300 nm.
マゼンタ用の顔料としては、特に限定されないが、C.I.ピグメントレッド2、C.I.ピグメントレッド3、C.I.ピグメントレッド5、C.I.ピグメントレッド6、C.I.ピグメントレッド7、C.I.ピグメントレッド15、C.I.ピグメントレッド16、C.I.ピグメントレッド48:1、C.I.ピグメントレッド53:1、C.I.ピグメントレッド57:1、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド123、C.I.ピグメントレッド139、C.I.ピグメントレッド144、C.I.ピグメントレッド149、C.I.ピグメントレッド166、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド178、C.I.ピグメントレッド222等が挙げられる。 While not particularly limited, the following pigments are used for magenta: C.I. Pigment Red 2, C.I. Pigment Red 3, C.I. Pigment Red 5, C.I. Pigment Red 6, C.I. Pigment Red 7, C.I. Pigment Red 15, C.I. Pigment Red 16, C.I. Pigment Red 48:1, C.I. Pigment Red 53:1, C.I. Pigment Red 57:1, C.I. Pigment Red 122, C.I. Pigment Red 123, C.I. Pigment Red 139, C.I. Pigment Red 144, C.I. Pigment Red 149, C.I. Pigment Red 166, C.I. Pigment Red 177, C. Examples include I. Pigment Red 178 and C. I. Pigment Red 222.
イエロー用の顔料としては、特に限定されないが、C.I.ピグメントオレンジ31、C.I.ピグメントオレンジ43、C.I.ピグメントイエロー12、C.I.ピグメントイエロー13、C.I.ピグメントイエロー14、C.I.ピグメントイエロー15、C.I.ピグメントイエロー17、C.I.ピグメントイエロー74、C.I.ピグメントイエロー93、C.I.ピグメントイエロー94、C.I.ピグメントイエロー128、C.I.ピグメントイエロー138、ピグメントイエロー180等が挙げられる。 While not particularly limited, examples of pigments for yellow include C.I. Pigment Orange 31, C.I. Pigment Orange 43, C.I. Pigment Yellow 12, C.I. Pigment Yellow 13, C.I. Pigment Yellow 14, C.I. Pigment Yellow 15, C.I. Pigment Yellow 17, C.I. Pigment Yellow 74, C.I. Pigment Yellow 93, C.I. Pigment Yellow 94, C.I. Pigment Yellow 128, C.I. Pigment Yellow 138, and Pigment Yellow 180.
シアン用の顔料としては、特に限定されないが、C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15:2、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー16、C.I.ピグメントブルー60、C.I.ピグメントグリーン7等が挙げられる。 Pigments for cyan are not particularly limited, but examples include C.I. Pigment Blue 15, C.I. Pigment Blue 15:2, C.I. Pigment Blue 15:3, C.I. Pigment Blue 16, C.I. Pigment Blue 60, and C.I. Pigment Green 7.
保湿剤は、インクジェットインクの保湿成分として用いられる。
保湿剤としては、特に限定されないが、例えばエチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ペンタメチレングリコール、トリメチレングリコール、2-ブテン-1、4-ジオール、2-エチル-1、3-ヘキサンジオール、2-メチル-2、4-ペンタンジオール、トリプロピレングリコール、Mnが2,000以下のポリエチレングリコール、1、3-プロピレングリコール、イソプロピレングリコール、イソブチレングリコール、グリセリン、メソエリスリトール、ペンタエリスリトール、2-ピロリドン、N-メチル-2-ピロリドン、及びN-エチル-2-ピロリドンが挙げられる。保湿剤は1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。
Moisturizers are used as moisturizing ingredients in inkjet inks.
Examples of humectants, though not particularly limited, include ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, pentamethylene glycol, trimethylene glycol, 2-butene-1,4-diol, 2-ethyl-1,3-hexanediol, 2-methyl-2,4-pentanediol, tripropylene glycol, polyethylene glycol with Mn of 2,000 or less, 1,3-propylene glycol, isopropylene glycol, isobutylene glycol, glycerin, mesoerythritol, pentaerythritol, 2-pyrrolidone, N-methyl-2-pyrrolidone, and N-ethyl-2-pyrrolidone. A single humectant may be used, or two or more may be used in combination.
浸透剤は、浸透性メディアへのインクジェットインクの浸透を促進する役割を果たす。浸透剤としては、特に限定されないが、例えば、グリコールエーテル(エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノ-t-ブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、1-メチル-1-メトキシブタノール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル及びジプロピレングリコールモノブチルエーテル等)及び炭素数4~8の脂肪族ジオール(1,2-ペンタンジオール及び1,2-ヘキサンジオール等の1,2-アルキルジオール並びに1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,7-ヘプタンジオール及び1,8-オクタンジオール等の直鎖アルコール)等の有機溶剤;アセチレングリコール系界面活性剤;アセチレンアルコール系界面活性剤;ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンドデシルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル等のエーテル系界面活性剤;ポリオキシエチレンオレイン酸、ポリオキシエチレンオレイン酸エステル、ポリオキシエチレンジステアリン酸エステル、ソルビタンラウレート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタンセスキオレート、ポリオキシエチレンモノオレエート及びポリオキシエチレンステアレート等のエステル系界面活性剤;ジメチルポリシロキサン等のシリコーン系界面活性剤;フッ素アルキルエステル及びパーフルオロアルキルカルボン酸塩等のフッ素系界面活性剤等の界面活性剤が挙げられる。浸透剤は1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。 Penetrants play a role in promoting the penetration of inkjet ink into permeable media. Penetrants are not particularly limited, but examples include glycol ethers (ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monopropyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol mono-t-butyl ether, triethylene glycol monobutyl ether, 1-methyl-1-methoxybutanol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether, and dipropylene glycol monobutyl ether, etc.) and aliphatic diols having 4 to 8 carbon atoms (1,2-alkyl diols such as 1,2-pentanediol and 1,2-hexanediol, and 1,3 Examples of surfactants include organic solvents such as linear alcohols (propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,7-heptanediol, and 1,8-octanediol); acetylene glycol-based surfactants; acetylene alcohol-based surfactants; ether-based surfactants such as polyoxyethylene nonylphenyl ether, polyoxyethylene octylphenyl ether, polyoxyethylene dodecylphenyl ether, polyoxyethylene alkyl allyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene alkyl ether, and polyoxyalkylene alkyl ether; ester-based surfactants such as polyoxyethylene oleic acid, polyoxyethylene oleic acid ester, polyoxyethylene distearate ester, sorbitan laurate, sorbitan monostearate, sorbitan monooleate, sorbitan sesquioleate, polyoxyethylene monooleate, and polyoxyethylene stearate; silicone-based surfactants such as dimethylpolysiloxane; and fluorine-based surfactants such as fluorine alkyl esters and perfluoroalkyl carboxylates. Penetrating agents may be used individually or in combination of two or more types.
インクジェットインクには、塗膜形成補助やバインダー機能の向上等を目的として、必要により本発明の樹脂水性分散体における樹脂(P)以外に、他の水性媒体分散性樹脂又は水溶性樹脂を併用していてもよい。 In addition to the resin (P) in the aqueous resin dispersion of the present invention, other aqueous media dispersible resins or water-soluble resins may be used in combination with the inkjet ink, if necessary, for purposes such as assisting in film formation or improving binder function.
インクジェットインクに併用される他の水性媒体分散性樹脂又は水溶性樹脂としては、例えば本発明における樹脂(P)以外の水性媒体分散性又は水溶性のポリエステル樹脂、ポリアクリル樹脂及びポリウレタン樹脂等が挙げられる。 Other aqueous media-dispersible or water-soluble resins used in combination with inkjet inks include, for example, polyester resins, polyacrylic resins, and polyurethane resins other than resin (P) in the present invention that are aqueous media-dispersible or water-soluble.
インクジェットインクは、更にpH調整剤、粘度調整剤、消泡剤、防腐剤、劣化防止剤、安定化剤、凍結防止剤及び水等を1種又は2種以上含有することができる。 Inkjet ink may further contain one or more of the following: pH adjusters, viscosity adjusters, defoamers, preservatives, degradation inhibitors, stabilizers, antifreeze agents, and water.
その他添加剤としては、キレート剤、防腐剤及びpH調整剤等が挙げられる。キレート剤としては、エチレンジアミン四酢酸塩(EDTA)、エチレンジアミンのニトリロトリ酢酸塩、ヘキサメタリン酸塩、ピロリン酸塩、又はメタリン酸塩等が挙げられる。 Other additives include chelating agents, preservatives, and pH adjusters. Examples of chelating agents include ethylenediaminetetraacetate (EDTA), ethylenediamine nitrilotriacetate, hexametaphosphate, pyrophosphate, or metaphosphate.
防腐剤としては、安息香酸ナトリウム、ペンタクロロフェノールナトリウム、2-ピリジンチオール-1-オキサイドナトリウム、ソルビン酸ナトリウム、デヒドロ酢酸ナトリウム及び1,2―ジベンジンチアゾリン-3-オン等が挙げられる。 Examples of preservatives include sodium benzoate, sodium pentachlorophenol, sodium 2-pyridinethiol-1-oxide, sodium sorbate, sodium dehydroacetate, and 1,2-dibenzinthiazolin-3-one.
pH調整剤としては、リン酸二水素カリウム、リン酸水素二ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化カリウム、アンモニア、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム及び炭酸水素ナトリウム等が挙げられる。 Examples of pH adjusting agents include potassium dihydrogen phosphate, disodium hydrogen phosphate, sodium hydroxide, lithium hydroxide, potassium hydroxide, ammonia, diethanolamine, triethanolamine, triisopropanolamine, potassium carbonate, sodium carbonate, and sodium bicarbonate.
本発明の水性インクを用いた印刷方法としては、インクジェット印刷のほかに従来のプラスチックフィルムの印刷に使用される特殊グラビア印刷、オフセット印刷及び感熱転写印刷等の印刷方法が挙げられる。 In addition to inkjet printing, the present invention also includes conventional printing methods such as special gravure printing, offset printing, and thermal transfer printing, which are used for printing plastic films.
水性インク(L)を用いた印刷で使用する記録媒体としては、特に制限されないが、例えば、非浸透性の記録媒体と浸透性の記録媒体が挙げられ、非浸透性の記録媒体としては、ポリカーボネート、硬質塩ビ、軟質塩ビ、ポリスチレン、発砲スチロール、ポリメチルメタクリレート、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン等の樹脂媒体、ガラス、ステンレス等の金属媒体等が挙げられる。 The recording medium used for printing with water-based ink (L) is not particularly limited, but examples include non-permeable and permeable recording media. Examples of non-permeable recording media include resin media such as polycarbonate, rigid PVC, flexible PVC, polystyrene, expanded polystyrene, polymethyl methacrylate, polypropylene, polyethylene, polyethylene terephthalate, and nylon, as well as metal media such as glass and stainless steel.
また、浸透性の記録媒体としては、特に制限されないが、例えば、上質紙、アート紙、コート紙、キャストコート紙等の紙媒体等が挙げられる。 Furthermore, while there are no particular limitations on the permeable recording medium, examples include paper media such as high-quality paper, art paper, coated paper, and cast-coated paper.
このなかでも、水性インク(L)を用いた印刷で使用する記録媒体としては密着性の観点から非浸透性の記録媒体が好ましく、より好ましくは樹脂媒体であり、さらにラミネート強度と耐ブロッキング性の観点から樹脂媒体は軟包装印刷用に好適である。 Among these, non-permeable recording media are preferred for use in printing with water-based ink (L) from the viewpoint of adhesion, and resin media are more preferred. Furthermore, resin media are suitable for flexible packaging printing from the viewpoint of lamination strength and blocking resistance.
なお、軟包装印刷とは、樹脂フィルム等の柔軟性のある記録媒体を単体もしくは貼り合せたものに印刷することであり、軟包装印刷された印刷物は、食品、生活用品等を包装する用途に使用される。 Flexible packaging printing refers to printing on flexible recording media such as resin films, either individually or in laminated form. Printed materials using flexible packaging printing are used for packaging food, household goods, and other similar items.
本明細書には以下の事項が開示されている。 This specification discloses the following:
本開示(1)は、一般式(1)で表される構成単位を有する樹脂(P)を含有する樹脂水性分散体(Q)である。
本開示(2)は、本開示(1)に記載の樹脂水性分散体を含有してなる水性インク(L)である。 Disclosure (2) is an aqueous ink (L) containing the aqueous resin dispersion described in Disclosure (1).
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。以下、特に定めない限り「部」は重量部を示す。 The present invention will be described in detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. Hereinafter, unless otherwise specified, "parts" refers to parts by weight.
<実施例1>[樹脂水性分散体(Q-1)の製造]
冷却管、温度計、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、カルボン酸成分としてダイマー酸(プリポール1009:CRODA製)89.0部、アミノアルコールとしてN-メチルエタノールアミン11.0部を投入し(後記する留去分をあらかじめ差し引いた重量部で記載。以下の実施例及び比較例でも同様。)、200℃で窒素気流下にて、生成する水を留去しながら6時間反応させた。更に0.5~2.5kPaの減圧下にて水を留去しながら反応させ、樹脂(P-1)を得た。次に、テトラヒドロフラン50部を仕込み、70℃に加熱撹拌して樹脂(P-1)のテトラヒドロフラン溶液を作製した。次いで中和剤としてのトリエチルアミン2.1部を加えて均一化した後、200rpmで撹拌しながら水性媒体としてのイオン交換水238部を加え、水に分散させた。得られた分散体を減圧下60℃に加熱してテトラヒドロフランを留去した。その後、水を加えて固形分濃度を30重量%に調整することで樹脂水性分散体(Q-1)を得た。使用した原料及び使用量を表1に示す。
<Example 1> [Production of aqueous resin dispersion (Q-1)]
In a reaction vessel equipped with a condenser, thermometer, stirrer, and nitrogen inlet tube, 89.0 parts of dimer acid (Pripol 1009: manufactured by CRODA) as the carboxylic acid component and 11.0 parts of N-methylethanolamine as the amino alcohol were added (the amounts are listed in parts by weight after subtracting the amount to be distilled off, as described below. The same applies to the following examples and comparative examples.) and the reaction was carried out at 200°C under a nitrogen stream for 6 hours while distilling off the water produced. The reaction was further carried out under reduced pressure of 0.5 to 2.5 kPa while distilling off the water to obtain resin (P-1). Next, 50 parts of tetrahydrofuran were added and heated to 70°C and stirred to prepare a tetrahydrofuran solution of resin (P-1). Then, 2.1 parts of triethylamine as a neutralizing agent were added and homogenized, and then 238 parts of ion-exchanged water as an aqueous medium were added while stirring at 200 rpm to disperse in water. The obtained dispersion was heated to 60°C under reduced pressure and the tetrahydrofuran was distilled off. Subsequently, water was added to adjust the solid content concentration to 30% by weight to obtain an aqueous resin dispersion (Q-1). The raw materials used and their quantities are shown in Table 1.
<実施例2~4>[樹脂水性分散体(Q-2)~(Q-4)の製造]
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、表1に記載したカルボン酸成分、アミノアルコールを仕込み、それ以外は実施例1と同様に反応を行い、樹脂水性分散体(Q-2)~(Q-4)を得た。使用した原料及び使用量を表1に示す。
<Examples 2-4> [Production of aqueous resin dispersions (Q-2) to (Q-4)]
The carboxylic acid components and amino alcohols listed in Table 1 were charged into a reaction vessel equipped with a condenser, a stirrer, and a nitrogen inlet pipe. The reaction was carried out in the same manner as in Example 1, otherwise yielding aqueous resin dispersions (Q-2) to (Q-4). The raw materials used and their quantities are shown in Table 1.
<実施例5>[樹脂水性分散体(Q-5)の製造]
冷却管、温度計、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、ヒドロキシ酸として乳酸14.8部、アミン成分としてダイマージアミン(プリアミン1075:CRODA製)82.8部を投入し、200℃で窒素気流下にて、生成する水を留去しながら6時間反応させ、次に0.5~2.5kPaの減圧下にて水と水を留去しながら反応させた。更に無水トリメリット酸2.4部を投入し水を留去しながら反応させ、反応槽から反応物を取り出し、樹脂(P-5)を得た。次に、テトラヒドロフラン50部を仕込み、70℃に加熱撹拌して樹脂(P-5)のテトラヒドロフラン溶液を作製した。次いで中和剤としてのトリエチルアミン3.0部を加えて均一化した後、200rpmで撹拌しながら水性媒体としてのイオン交換水240部を加え、水に分散させた。得られた分散体を減圧下60℃に加熱してテトラヒドロフランを留去した。その後、水を加えて固形分濃度を30重量%に調整することで樹脂水性分散体(Q-5)を得た。使用した原料及び使用量を表1に示す。
<Example 5> [Production of aqueous resin dispersion (Q-5)]
In a reaction vessel equipped with a condenser, thermometer, stirrer, and nitrogen inlet, 14.8 parts of lactic acid as a hydroxy acid and 82.8 parts of dimer amine (Priamine 1075: manufactured by CRODA) as an amine component were added and reacted at 200°C under a nitrogen stream for 6 hours while distilling off the water produced. Next, the mixture was reacted under reduced pressure of 0.5 to 2.5 kPa while distilling off the water. Further, 2.4 parts of trimellitic anhydride were added and the mixture was reacted while distilling off the water. The reactants were removed from the reaction vessel to obtain resin (P-5). Next, 50 parts of tetrahydrofuran were added and heated to 70°C and stirred to prepare a tetrahydrofuran solution of resin (P-5). Then, 3.0 parts of triethylamine as a neutralizing agent were added and homogenized, and then 240 parts of ion-exchanged water as an aqueous medium were added while stirring at 200 rpm to disperse the mixture in water. The resulting dispersion was heated under reduced pressure to 60°C and the tetrahydrofuran was distilled off. Subsequently, water was added to adjust the solid content concentration to 30% by weight to obtain an aqueous resin dispersion (Q-5). The raw materials used and their quantities are shown in Table 1.
<実施例6>[樹脂水性分散体(Q-6)の製造]
表1に記載したヒドロキシ酸、アミン成分及び無水トリメリット酸を使用した以外は実施例5と同様に反応を行い、樹脂水性分散体(Q-6)を得た。使用した原料及び使用量を表1に示す。
<Example 6> [Production of aqueous resin dispersion (Q-6)]
The reaction was carried out in the same manner as in Example 5, except that the hydroxy acid, amine component, and trimellitic anhydride listed in Table 1 were used, to obtain an aqueous resin dispersion (Q-6). The raw materials used and their quantities are shown in Table 1.
<実施例7>[樹脂水性分散体(Q-7)の製造]
冷却管、温度計、撹拌機及び窒素導入管の付いた簡易加圧反応装置に、カルボン酸成分としてダイマー酸(プリポール1009:CRODA製)を20.9部、アミノアルコールとしてN-メチルエタノールアミンを4.1部投入後、200℃で窒素気流下にて、生成する水を留去しながら6時間反応させた。更に0.5~2.5kPaの減圧下にて水と未反応のアミノアルコールを留去しながら反応させた。次に、ポリイソシアネートとしてイソホロンジイソシアネートを52.8部、活性水素成分としてネオペンチルグリコールを17.7部、ジメチロールプロピオン酸を4.5部及び反応用有機溶剤としてのテトラヒドロフラン50.5部を仕込み、70℃で12時間攪拌しウレタン化反応を行い、イソシアネート基を有するウレタンプレポリマーのテトラヒドロフラン溶液を製造した。
次いで、得られたウレタンプレポリマーのテトラヒドロフラン溶液に中和剤としてトリエチルアミン3.4部を加えて均一化した後、200rpmで撹拌しながら水性媒体としてのイオン交換水244部を加え、ポリウレタンプレポリマーを水に分散させた。次に、得られた分散体に鎖伸長剤としてイソホロンジアミンを1.4部投入し、50℃に加熱して4時間攪拌して水又は鎖伸長剤とイソシアネート基の反応により鎖伸長反応を行い、更に減圧下60℃に加熱して反応用有機溶剤であるテトラヒドロフランを留去した。その後、水を加えて固形分濃度を30重量%に調製することで樹脂水性分散体(Q-7)得た。使用した原料及び使用量を表2に示す。
<Example 7> [Production of aqueous resin dispersion (Q-7)]
In a simple pressurized reaction apparatus equipped with a condenser, thermometer, stirrer, and nitrogen inlet tube, 20.9 parts of dimer acid (Pripol 1009: manufactured by CRODA) as the carboxylic acid component and 4.1 parts of N-methylethanolamine as the amino alcohol were added, and the reaction was carried out at 200°C under a nitrogen stream for 6 hours while distilling off the water produced. The reaction was further carried out under reduced pressure of 0.5 to 2.5 kPa while distilling off the water and unreacted amino alcohol. Next, 52.8 parts of isophorone diisocyanate as the polyisocyanate, 17.7 parts of neopentyl glycol as the active hydrogen component, 4.5 parts of dimethylolpropionic acid, and 50.5 parts of tetrahydrofuran as the reaction organic solvent were charged, and the mixture was stirred at 70°C for 12 hours to carry out the urethane formation reaction, thereby producing a tetrahydrofuran solution of a urethane prepolymer having isocyanate groups.
Next, 3.4 parts of triethylamine were added to the tetrahydrofuran solution of the obtained urethane prepolymer as a neutralizing agent to homogenize it. Then, 244 parts of ion-exchanged water were added as an aqueous medium while stirring at 200 rpm to disperse the polyurethane prepolymer in water. Next, 1.4 parts of isophorone diamine were added to the obtained dispersion as a chain extender, and the mixture was heated to 50°C and stirred for 4 hours to carry out a chain extension reaction by the reaction of water or the chain extender with the isocyanate group. The mixture was then heated under reduced pressure to 60°C to remove the tetrahydrofuran, which was the organic solvent used in the reaction. After that, water was added to adjust the solid content concentration to 30% by weight to obtain an aqueous resin dispersion (Q-7). The raw materials used and their amounts are shown in Table 2.
<実施例8~11および14>[樹脂水性分散体(Q-8)~(Q-11)および(Q-14)の製造]
冷却管、温度計、撹拌機及び窒素導入管の付いた簡易加圧反応装置に、表2に記載した原料を仕込み、それ以外は実施例7と同様に反応を行い、樹脂水性分散体(Q-8)~(Q-11)および(Q-14)を得た。使用した原料及び使用量を表2に示す。
<Examples 8-11 and 14> [Production of aqueous resin dispersions (Q-8) to (Q-11) and (Q-14)]
The raw materials listed in Table 2 were placed in a simple pressurized reaction apparatus equipped with a cooling tube, thermometer, stirrer, and nitrogen inlet tube. The reaction was carried out in the same manner as in Example 7, otherwise yielding aqueous resin dispersions (Q-8) to (Q-11) and (Q-14). The raw materials used and their quantities are shown in Table 2.
<実施例12>[樹脂水性分散体(Q-12)の製造]
冷却管、温度計、撹拌機及び窒素導入管の付いた簡易加圧反応装置に、ヒドロキシ酸として乳酸を7.1部、アミン成分としてダイマージアミン(プリアミン1075:CRODA製)42.9部を投入後、200℃で窒素気流下にて、生成する水を留去しながら6時間反応させた。更に0.5~2.5kPaの減圧下にて水を留去しながら反応させた。次に、ポリイソシアネートとしてイソホロンジイソシアネートを38.0部、活性水素成分としてネオペンチルグリコールを7.0部、ジメチロールプロピオン酸を4.9部及び反応用有機溶剤としてのメチルエチルケトン50.6部を仕込み、70℃で12時間攪拌しウレタン化反応を行い、イソシアネート基を有するウレタンプレポリマーのメチルエチルケトン溶液を製造した。
次いで、得られたウレタンプレポリマーのメチルエチルケトン溶液に中和剤としてジエチルアミノエタノール3.3部を加えて均一化した後、200rpmで撹拌しながら水性媒体としてのイオン交換水247部を加え、ポリウレタンプレポリマーを水に分散させた。次に、得られた分散体に鎖伸長剤としてイソホロンジアミンを2.8部投入し、50℃に加熱して4時間攪拌して水又は鎖伸長剤とイソシアネート基の反応により鎖伸長反応を行い、更に減圧下60℃に加熱して反応用有機溶剤であるメチルエチルケトンを留去した。その後、水を加えて固形分濃度を30重量%に調製することで樹脂水性分散体(Q-12)を得た。使用した原料及び使用量を表2に示す。
<Example 12> [Production of aqueous resin dispersion (Q-12)]
In a simple pressurized reaction apparatus equipped with a condenser, thermometer, stirrer, and nitrogen inlet tube, 7.1 parts of lactic acid as a hydroxy acid and 42.9 parts of dimer amine (Priamine 1075: manufactured by CRODA) as an amine component were added, and the reaction was carried out at 200°C under a nitrogen stream for 6 hours while distilling off the water produced. The reaction was further carried out under reduced pressure of 0.5 to 2.5 kPa while distilling off the water. Next, 38.0 parts of isophorone diisocyanate as a polyisocyanate, 7.0 parts of neopentyl glycol as an active hydrogen component, 4.9 parts of dimethylolpropionic acid, and 50.6 parts of methyl ethyl ketone as an organic solvent for the reaction were charged, and the mixture was stirred at 70°C for 12 hours to carry out the urethane formation reaction, thereby producing a methyl ethyl ketone solution of a urethane prepolymer having isocyanate groups.
Next, 3.3 parts of diethylaminoethanol were added to the methyl ethyl ketone solution of the obtained urethane prepolymer as a neutralizing agent to homogenize it. Then, 247 parts of ion-exchanged water as an aqueous medium were added while stirring at 200 rpm to disperse the polyurethane prepolymer in water. Next, 2.8 parts of isophorone diamine were added to the obtained dispersion as a chain extender, and the mixture was heated to 50°C and stirred for 4 hours to carry out a chain extension reaction by the reaction of water or the chain extender with the isocyanate group. The mixture was then heated under reduced pressure to 60°C to remove the methyl ethyl ketone, which was the organic solvent used in the reaction. After that, water was added to adjust the solid content concentration to 30% by weight to obtain an aqueous resin dispersion (Q-12). The raw materials used and the amounts used are shown in Table 2.
<実施例13>[樹脂水性分散体(Q-13)の製造]
冷却管、温度計、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、カルボン酸成分としてダイマー酸(プリポール1009:CRODA製)89.0部、アミノアルコールとしてN-メチルエタノールアミン11.0部を投入し、200℃で窒素気流下にて、生成する水を留去しながら6時間反応させた。更に0.5~2.5kPaの減圧下にて水を留去しながら反応させ、樹脂(P-13)を得た。次に、テトラヒドロフラン50部を仕込み、70℃に加熱撹拌して樹脂(P-13)のテトラヒドロフラン溶液を作製した。次いで中和剤としての水酸化カリウム1.2部およびイオン交換水12部を加えて均一化した後、200rpmで撹拌しながら水性媒体としてのイオン交換水226部を加え、水に分散させた。得られた分散体を減圧下60℃に加熱してテトラヒドロフランを留去した。その後、水を加えて固形分濃度を30重量%に調整することで樹脂水性分散体(Q-13)を得た。使用した原料及び使用量を表1に示す。
<Example 13> [Production of aqueous resin dispersion (Q-13)]
In a reaction vessel equipped with a condenser, thermometer, stirrer, and nitrogen inlet, 89.0 parts of dimer acid (Pripol 1009: manufactured by CRODA) as the carboxylic acid component and 11.0 parts of N-methylethanolamine as the amino alcohol were added and reacted at 200°C under a nitrogen stream for 6 hours while distilling off the water produced. The reaction was further carried out under reduced pressure of 0.5 to 2.5 kPa while distilling off the water to obtain resin (P-13). Next, 50 parts of tetrahydrofuran were charged and heated to 70°C and stirred to prepare a tetrahydrofuran solution of resin (P-13). Then, 1.2 parts of potassium hydroxide as a neutralizing agent and 12 parts of deionized water were added and homogenized, and then 226 parts of deionized water as an aqueous medium were added while stirring at 200 rpm and dispersed in water. The obtained dispersion was heated to 60°C under reduced pressure and the tetrahydrofuran was distilled off. After that, water was added to adjust the solid content concentration to 30% by weight to obtain an aqueous resin dispersion (Q-13). Table 1 shows the raw materials used and their quantities.
<比較例1>[樹脂水性分散体(Q’-1)の製造]
冷却管、温度計、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、カルボン酸成分としてダイマー酸(プリポール1009:CRODA製)91.5部、アミン成分としてエチレンジアミン8.5部を投入し、200℃で窒素気流下にて、生成する水を留去しながら6時間反応させた。更に0.5~2.5kPaの減圧下にて水を留去しながら反応させ、樹脂(P’-1)を得た。次に、テトラヒドロフラン50.5部を仕込み、70℃に加熱撹拌して樹脂(P’-1)のテトラヒドロフラン溶液を作製した。次いで中和剤としてのトリエチルアミン3.8部を加えて均一化した後、200rpmで撹拌しながら水性媒体としてのイオン交換水233部を加え、水に分散させた。得られた分散体を減圧下60℃に加熱してテトラヒドロフランを留去した。その後、水を加えて固形分濃度を30重量%に調整することで樹脂水性分散体(Q’-1)を得た。使用した原料及び使用量を表3に示す。
<Comparative Example 1> [Production of aqueous resin dispersion (Q'-1)]
In a reaction vessel equipped with a condenser, thermometer, stirrer, and nitrogen inlet, 91.5 parts of dimer acid (Pripol 1009: manufactured by CRODA) as the carboxylic acid component and 8.5 parts of ethylenediamine as the amine component were added and reacted at 200°C under a nitrogen stream for 6 hours while distilling off the water produced. The reaction was further carried out under reduced pressure of 0.5 to 2.5 kPa while distilling off the water to obtain resin (P'-1). Next, 50.5 parts of tetrahydrofuran were added and heated to 70°C and stirred to prepare a tetrahydrofuran solution of resin (P'-1). Then, 3.8 parts of triethylamine as a neutralizing agent were added and homogenized, and then 233 parts of ion-exchanged water as an aqueous medium were added while stirring at 200 rpm and dispersed in water. The obtained dispersion was heated to 60°C under reduced pressure and the tetrahydrofuran was distilled off. After that, water was added to adjust the solid content concentration to 30% by weight to obtain an aqueous resin dispersion (Q'-1). Table 3 shows the raw materials used and their quantities.
<比較例2>[樹脂水性分散体(Q’-2)の製造]
冷却管、温度計、撹拌機及び窒素導入管の付いた簡易加圧反応装置に、カルボン酸成分としてダイマー酸(プリポール1009:CRODA製)を43.2部、アミン成分としてエチレンジアミンを6.8部投入後、200℃で窒素気流下にて、生成する水を留去しながら6時間反応させた。更に0.5~2.5kPaの減圧下にて水と未反応のアミン成分を留去しながら反応させた。次に、ポリイソシアネートとしてイソホロンジイソシアネートを38.1部、活性水素成分としてネオペンチルグリコールを6.9部、ジメチロールプロピオン酸を4.9部及び反応用有機溶剤としてのテトラヒドロフラン50.5部を仕込み、70℃で12時間攪拌しウレタン化反応を行い、イソシアネート基を有するウレタンプレポリマーのテトラヒドロフラン溶液を製造した。
次いで、得られたウレタンプレポリマーのテトラヒドロフラン溶液に中和剤としてトリエチルアミン3.7部を加えて均一化した後、200rpmで撹拌しながら水性媒体としてのイオン交換水249部を加え、ポリウレタンプレポリマーを水に分散させた。次に、得られた分散体に鎖伸長剤としてイソホロンジアミンを2.8部投入し、50℃に加熱して4時間攪拌して水又は鎖伸長剤とイソシアネート基の反応により鎖伸長反応を行い、更に減圧下60℃に加熱して反応用有機溶剤であるテトラヒドロフランを留去した。その後、水を加えて固形分濃度を30重量%に調製することで樹脂水性分散体(Q’-2)を得た。使用した原料及び使用量を表3に示す。
<Comparative Example 2> [Production of aqueous resin dispersion (Q'-2)]
In a simple pressurized reaction apparatus equipped with a condenser, thermometer, stirrer, and nitrogen inlet tube, 43.2 parts of dimer acid (Pripol 1009: manufactured by CRODA) as the carboxylic acid component and 6.8 parts of ethylenediamine as the amine component were added, and the reaction was carried out at 200°C under a nitrogen stream for 6 hours while distilling off the water produced. The reaction was further carried out under reduced pressure of 0.5 to 2.5 kPa while distilling off the water and unreacted amine components. Next, 38.1 parts of isophorone diisocyanate as the polyisocyanate, 6.9 parts of neopentyl glycol as the active hydrogen component, 4.9 parts of dimethylolpropionic acid, and 50.5 parts of tetrahydrofuran as the reaction organic solvent were charged, and the mixture was stirred at 70°C for 12 hours to carry out the urethane formation reaction, thereby producing a tetrahydrofuran solution of a urethane prepolymer having isocyanate groups.
Next, 3.7 parts of triethylamine were added to the tetrahydrofuran solution of the obtained urethane prepolymer as a neutralizing agent to homogenize it. Then, 249 parts of ion-exchanged water were added as an aqueous medium while stirring at 200 rpm to disperse the polyurethane prepolymer in water. Next, 2.8 parts of isophorone diamine were added to the obtained dispersion as a chain extender, and the mixture was heated to 50°C and stirred for 4 hours to carry out a chain extension reaction by the reaction of water or the chain extender with the isocyanate group. The mixture was then heated under reduced pressure to 60°C to remove the tetrahydrofuran, which was the organic solvent used in the reaction. After that, water was added to adjust the solid content concentration to 30% by weight to obtain an aqueous resin dispersion (Q'-2). The raw materials used and their amounts are shown in Table 3.
<比較例3>[樹脂水性分散体(Q’-3)の製造]
冷却管、温度計、撹拌機及び窒素導入管の付いた簡易加圧反応装置に、カルボン酸成分としてドデカン二酸を9.6部、ジオールとして1,4-ブタンジオールを20.4部投入後、200℃で窒素気流下にて、生成する水を留去しながら6時間反応させた。更に0.5~2.5kPaの減圧下にて水と未反応のアミン成分を留去しながら反応させた。次に、ポリイソシアネートとしてイソホロンジイソシアネートを51.0部、活性水素成分としてネオペンチルグリコールを14.1部、ジメチロールプロピオン酸を4.9部及び反応用有機溶剤としてメチルエチルケトンを50.5部仕込み、70℃で12時間攪拌しウレタン化反応を行い、イソシアネート基を有するウレタンプレポリマーのメチルエチルケトン溶液を製造した。
次いで、得られたウレタンプレポリマーのメチルエチルケトン溶液に中和剤としてジエチルアミノエタノール3.3部を加えて均一化した後、200rpmで撹拌しながら水性媒体としてのイオン交換水250部を加え、ポリウレタンプレポリマーを水に分散させた。次に、得られた分散体に鎖伸長剤としてイソホロンジアミンを3.9部投入し、50℃に加熱して4時間攪拌して水又は鎖伸長剤とイソシアネート基の反応により鎖伸長反応を行い、更に減圧下60℃に加熱して反応用有機溶剤であるメチルエチルケトンを留去した。その後、水を加えて固形分濃度を30重量%に調製することで樹脂水性分散体(Q’-3)を得た。使用した原料及び使用量を表3に示す。
<Comparative Example 3> [Production of aqueous resin dispersion (Q'-3)]
In a simple pressurized reaction apparatus equipped with a condenser, thermometer, stirrer, and nitrogen inlet tube, 9.6 parts of dodecanedioic acid as the carboxylic acid component and 20.4 parts of 1,4-butanediol as the diol were added, and the reaction was carried out at 200°C under a nitrogen stream for 6 hours while distilling off the water produced. The reaction was further carried out under reduced pressure of 0.5 to 2.5 kPa while distilling off the water and unreacted amine components. Next, 51.0 parts of isophorone diisocyanate as the polyisocyanate, 14.1 parts of neopentyl glycol as the active hydrogen component, 4.9 parts of dimethylolpropionic acid, and 50.5 parts of methyl ethyl ketone as the reaction organic solvent were charged, and the reaction was carried out by stirring at 70°C for 12 hours to produce a methyl ethyl ketone solution of a urethane prepolymer having isocyanate groups.
Next, 3.3 parts of diethylaminoethanol were added to the methyl ethyl ketone solution of the obtained urethane prepolymer as a neutralizing agent to homogenize it. Then, 250 parts of ion-exchanged water were added as an aqueous medium while stirring at 200 rpm to disperse the polyurethane prepolymer in water. Next, 3.9 parts of isophorone diamine were added to the obtained dispersion as a chain extender, and the mixture was heated to 50°C and stirred for 4 hours to carry out a chain extension reaction by the reaction of water or the chain extender with the isocyanate group. The mixture was then heated under reduced pressure to 60°C to remove the methyl ethyl ketone, which was the organic solvent used in the reaction. After that, water was added to adjust the solid content concentration to 30% by weight to obtain an aqueous resin dispersion (Q'-3). The raw materials used and their amounts are shown in Table 3.
<比較例4>[樹脂水性分散体(Q’-4)の製造]
冷却管、温度計、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、カルボン酸成分としてダイマー酸(プリポール1009:CRODA製)87.2部、ジオールとして1,4-ブタンジオール12.8部を投入し、200℃で窒素気流下にて、生成する水を留去しながら6時間反応させた。更に0.5~2.5kPaの減圧下にて水を留去しながら反応させ、樹脂(P’-4)を得た。次に、テトラヒドロフラン50.5部を仕込み、70℃に加熱撹拌して樹脂(P’-4)のテトラヒドロフラン溶液を作製した。次いで中和剤としてのトリエチルアミン2.0部を加えて均一化した後、200rpmで撹拌しながら水性媒体としてのイオン交換水238部を加え、水に分散させた。得られた分散体を減圧下60℃に加熱してテトラヒドロフランを留去した。その後、水を加えて固形分濃度を30重量%に調整することで樹脂水性分散体(Q’-4)を得た。使用した原料及び使用量を表3に示す。
<Comparative Example 4> [Production of aqueous resin dispersion (Q'-4)]
In a reaction vessel equipped with a condenser, thermometer, stirrer, and nitrogen inlet, 87.2 parts of dimer acid (Pripol 1009: manufactured by CRODA) as the carboxylic acid component and 12.8 parts of 1,4-butanediol as the diol were added and reacted at 200°C under a nitrogen stream for 6 hours while distilling off the water produced. The reaction was further carried out under reduced pressure of 0.5 to 2.5 kPa while distilling off the water to obtain resin (P'-4). Next, 50.5 parts of tetrahydrofuran were added and heated to 70°C and stirred to prepare a tetrahydrofuran solution of resin (P'-4). Then, 2.0 parts of triethylamine as a neutralizing agent were added and homogenized, and then 238 parts of ion-exchanged water as an aqueous medium were added while stirring at 200 rpm and dispersed in water. The obtained dispersion was heated to 60°C under reduced pressure and the tetrahydrofuran was distilled off. After that, water was added to adjust the solid content concentration to 30% by weight to obtain an aqueous resin dispersion (Q'-4). Table 3 shows the raw materials used and their quantities.
表1~表3における各原料の組成は以下の通りである。
・プリポール 1009:植物油を原料としたバイオマス由来炭素数36のダイマー酸[CRODA製]
・プリポール 1004:植物油を原料としたバイオマス由来炭素数44のダイマー酸[CRODA製]
・IPU-22:植物油を原料としたバイオマス由来炭素数22の二塩基酸[岡村製油製]
・プリアミン 1075:植物油を原料としたバイオマス由来炭素数36のダイマージアミン[CRODA製]
・スタビオPDI:バイオマス由来1,5-ペンタメチレンジイソシアネート[三井化学製]
・PTMG2000:Mn=2,000のポリ(オキシテトラメチレン)グリコール[三菱ケミカル(株)製]
・BioPTMG2000:Mn=2,000のバイオマス由来ポリ(オキシテトラメチレン)グリコール[三菱ケミカル(株)製]
・RADIANOL 4713:バイオマス由来プロピレングリコール[OLEON製]
・ひまし油を原料としたバイオマス由来1,10-デカンジアミン[小倉合成工業製]
The composition of each raw material in Tables 1 to 3 is as follows:
• Prepol 1009: Biomass-derived dimer acid with 36 carbon atoms, made from vegetable oil [manufactured by CRODA]
• Prepol 1004: Biomass-derived dimer acid with 44 carbon atoms, made from vegetable oil [manufactured by CRODA]
• IPU-22: A biomass-derived dibasic acid with 22 carbon atoms, made from vegetable oil [Manufactured by Okamura Oil Co., Ltd.]
• Priamine 1075: A biomass-derived dimer amine with 36 carbon atoms, made from vegetable oil [manufactured by CRODA]
• Stavio PDI: Biomass-derived 1,5-pentamethylene diisocyanate [Manufactured by Mitsui Chemicals]
PTMG2000: Poly(oxytetramethylene) glycol with Mn=2,000 [manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation]
• BioPTMG2000: Biomass-derived poly(oxytetramethylene) glycol with Mn=2,000 [Manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation]
・Radianol 4713: Biomass-derived propylene glycol [Manufactured by OLEON]
• Biomass-derived 1,10-decanediamine made from castor oil [manufactured by Ogura Synthetic Industry Co., Ltd.]
樹脂水性分散体(Q-1)~(Q-14)及び(Q’-1)~(Q’-4)について以下の方法で密着性を評価した。評価結果は表1~表3に示す。 The adhesion properties of the aqueous resin dispersions (Q-1) to (Q-14) and (Q'-1) to (Q'-4) were evaluated using the following method. The evaluation results are shown in Tables 1 to 3.
<樹脂(P)の密着性の評価方法>
表面処理ポリプロピレンフィルム(OPP)[東洋紡株式会社製「パイレンP-2161」(厚さ30μm)]、表面処理ポリエステルフィルム(PET)[東洋紡株式会社製「エスペットE-5102」(厚さ12μm)]及び表面処理ナイロンフィルム[東洋紡株式会社製「ハーデンN-1130」(厚さ15μm)]に樹脂水性分散体(Q-1)~(Q-14)及び(Q’-1)~(Q’-4)を乾燥後の厚みが2μmになるようにそれぞれバーコーターで塗布し、90℃で10分間乾燥させ、各プラスチックフィルム上にポリウレタン樹脂が塗工された試験片を作製した。作製した試験片の樹脂水性分散体の乾燥膜面にJIS K5600-5-6に準拠して、100個(10個×10個)のマスができるよう1mm幅にカッターナイフで切込みを入れ、透明感圧付着テープで剥離試験を行い、基材フィルムに残存したマス数をカウントした。残存マス数が多いほど、ポリウレタン樹脂の密着性に優れる。
<Method for evaluating the adhesion of resin (P)>
Test specimens were prepared by coating surface-treated polypropylene film (OPP) [Toyobo Co., Ltd. "Pyrene P-2161" (thickness 30 μm)], surface-treated polyester film (PET) [Toyobo Co., Ltd. "Espet E-5102" (thickness 12 μm)], and surface-treated nylon film [Toyobo Co., Ltd. "Harden N-1130" (thickness 15 μm)] with aqueous resin dispersions (Q-1) to (Q-14) and (Q'-1) to (Q'-4) using a bar coater so that the thickness after drying was 2 μm, and drying at 90°C for 10 minutes to produce test specimens coated with polyurethane resin on each plastic film. In accordance with JIS K5600-5-6, 1 mm wide cuts were made on the dried surface of the aqueous resin dispersion of the prepared test specimens using a cutter knife so that 100 squares (10 x 10) were created, and a peel test was performed using transparent pressure-sensitive adhesive tape, and the number of squares remaining on the base film was counted. The more remaining cells there are, the better the adhesion of the polyurethane resin.
<水性インク(L-1)~(L-14)、(L’-1)及び(L’-4)の製造>
実施例1~14、比較例1~4で得られた樹脂水性分散体(Q-1)~(Q-14)、(Q’-1)~(Q’-4)2.7部、顔料[カーボンブラック水分散体{東海カーボン(株)製「Aqua-Black162」、固形分濃度20重量%}]2.5部、保湿剤としてグリセリン1.0部、トリエチレングリコール0.1部、浸透剤として1,2-ヘキサンジオール0.1部及び水3.6部を容器に仕込み、10分間混合して、水性インク(L-1)~(L-14)、比較用の水性インク(L’-1)~(L’-4)を作製した。
<Manufacturing of water-based inks (L-1) to (L-14), (L'-1), and (L'-4)>
In Examples 1 to 14 and Comparative Examples 1 to 4, 2.7 parts each of the aqueous resin dispersions (Q-1) to (Q-14) and (Q'-1) to (Q'-4), 2.5 parts of pigment [aqueous carbon black dispersion {Aqua-Black 162 manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd., solid content concentration 20% by weight}], 1.0 part of glycerin as a humectant, 0.1 part of triethylene glycol, 0.1 part of 1,2-hexanediol as a penetrating agent, and 3.6 parts of water were placed in a container and mixed for 10 minutes to prepare aqueous inks (L-1) to (L-14) and comparative aqueous inks (L'-1) to (L'-4).
水性インク(L-1)~(L-14)、(L’-1)~(L’-4)の通液性、耐擦過性、耐ブロッキング性及び耐ボイル性について以下の方法で評価した。結果を表1~表3に示す。なお、(L’-1)及び(L’-2)については後述するインクジェットプリンターのヘッドノズルがインクにより閉塞したため耐擦過性、耐ブロッキング性及び耐ボイル性の評価を中止した。 The permeability, abrasion resistance, blocking resistance, and boil resistance of water-based inks (L-1) to (L-14) and (L'-1) to (L'-4) were evaluated using the following method. The results are shown in Tables 1 to 3. Note that evaluation of abrasion resistance, blocking resistance, and boil resistance for (L'-1) and (L'-2) was discontinued because the ink clogged the print head nozzles of the inkjet printer described later.
<水性インクの耐ブロッキング性の評価方法>
表面処理ポリプロピレンフィルム(OPP)[東洋紡株式会社製「パイレンP-2161」(厚さ30μm)]、表面処理ポリエステルフィルム(PET)[東洋紡株式会社製「エスペットE-5102」(厚さ12μm)]及び表面処理ナイロンフィルム[東洋紡株式会社製「ハーデンN-1130」(厚さ15μm)]に水性インク(L-1)~(L-14)、(L’-3)~(L’-4)をインクジェット方式で全面に印刷後、90℃10分間乾燥した。印刷にはインクジェットプリンター[セイコーエプソン社製 PX-105]を用いた。
<Method for evaluating the blocking resistance of water-based inks>
Surface-treated polypropylene film (OPP) [Toyobo Co., Ltd. "Pyrene P-2161" (thickness 30 μm)], surface-treated polyester film (PET) [Toyobo Co., Ltd. "Espet E-5102" (thickness 12 μm)], and surface-treated nylon film [Toyobo Co., Ltd. "Harden N-1130" (thickness 15 μm)] were printed with water-based inks (L-1) to (L-14) and (L'-3) to (L'-4) using an inkjet method, and then dried at 90°C for 10 minutes. An inkjet printer [Seiko Epson Corporation PX-105] was used for printing.
<耐ブロッキング性の評価方法>
樹脂フィルムに水性インクを全面にインクジェット方式で印刷後、4cm×8cmに切り取り、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、50℃24時間、7kg/平方cmの加圧をおこない、フィルムを剥離した時の、印刷面の剥がれの抵抗感及び画像を画像処理ソフト[製品名「WinROOF」、version5.5、三谷商事(株)製]で解析し、残存した画像の面積(SA)と加圧面積(SB)を求め、下記式から画像の残存率を求め、以下の基準で評価した。
残存率(%)=100×SA/SB
5点:印刷物からインクの剥がれが全く見られず、剥離時の抵抗感もなかった。
4点:印刷物からインクの剥がれは全く認められなかったが、剥離時の抵抗感があった。
3点:印刷物からインクの剥がれが認められたが、印刷面積全体の1割未満であった。
2点:印刷物からインクの剥がれが印刷面積全体の1割以上5割未満であった。
1点:印刷物からインクの剥がれが印刷面積全体の5割以上であった。
3点以上が実用レベルである。
<Method for evaluating blocking resistance>
After printing water-based ink over the entire surface of a resin film using an inkjet method, it was cut into 4cm x 8cm sections. The printed side of this sample was placed next to an unprocessed, unprinted film of the same size, and subjected to a pressure of 7kg/cm² at 50°C for 24 hours. The resistance to peeling of the printed surface and the resulting image were analyzed using image processing software [product name "WinROOF", version 5.5, manufactured by Mitani Corporation]. The area of the remaining image (SA) and the pressure area (SB) were determined, and the image retention rate was calculated using the following formula and evaluated according to the following criteria.
Survival rate (%) = 100 x SA/SB
5 points: No ink peeling was observed at all from the printed material, and there was no resistance when peeling it off.
4 points: No ink peeling was observed from the printed material, but there was resistance when peeling it off.
3 points: Some ink peeling was observed on the printed material, but it covered less than 10% of the total printed area.
Two points: Ink peeling occurred on more than 10% but less than 50% of the total printed area of the printed material.
1. Ink peeling occurred on more than 50% of the printed area.
A score of 3 or higher indicates a practical level of performance.
[耐ボイル性の試験方法]
表面処理ポリエステルフィルム(PET)[東洋紡株式会社製「エスペットE-5102」(厚さ12μm)]に水性インクを固形分で2~3μmの厚みになるようにバーコーターで塗布し、40℃で1分間乾燥後、塗布面に、ドライラミネート用接着剤[主剤:ポリボンドAY-651A、硬化剤:ポリボンドAY-651C(三洋化成工業製)]を塗工し、ラミネーターを用いてLLDPE(三井化学東セロ社製)と貼り合わせ、40℃で48時間エージングを行った。その後、LLDPE面を内側としてヒートシールによって製袋し、内容物として酢:サラダ油:ミートソース=1:1:1(重量比)の混合物を封入し、98℃1時間ボイル処理を行なった後、画像を画像処理ソフト[製品名「WinROOF」、version5.5、三谷商事(株)製]で解析し、残存した画像の面積(SC)と張り合わせた面積(SD)を求め、下記式から画像の残存率を求め、以下の基準で評価した。
残存率(%)=100×SC/SD
5点:画像の残存率が90~100%
4点:画像の残存量が80~89%
3点:画像の残存率が70~79%
2点:画像の残存量が50~69%
1点:画像の残存率が50%未満
[Test method for boil resistance]
A water-based ink was applied to a surface-treated polyester film (PET) [Toyobo Co., Ltd.'s "Espet E-5102" (thickness 12 μm)] using a bar coater to a thickness of 2-3 μm in solid content. After drying at 40°C for 1 minute, a dry laminating adhesive [main agent: Polybond AY-651A, hardener: Polybond AY-651C (manufactured by Sanyo Chemical Industries)] was applied to the coated surface, and it was bonded to LLDPE (manufactured by Mitsui Chemicals Tohcello Co., Ltd.) using a laminator, and aged at 40°C for 48 hours. Subsequently, the LLDPE side was heat-sealed to form a bag, and a mixture of vinegar, salad oil, and meat sauce in a 1:1:1 (weight ratio) ratio was sealed inside. After boiling at 98°C for 1 hour, the image was analyzed using image processing software [product name "WinROOF", version 5.5, manufactured by Mitani Shoji Co., Ltd.] to determine the area of the remaining image (SC) and the area of the composite image (SD). The image retention rate was calculated using the following formula and evaluated according to the following criteria.
Survival rate (%) = 100 x SC/SD
5 points: Image retention rate of 90-100%
4 points: Image retention rate is 80-89%
3 points: Image retention rate is 70-79%
2 points: Image retention is 50-69%
1 point: Image retention rate is less than 50%
<水性インクの通液性>
水性インク100gを減圧ろ過法によりろ過してフィルターが閉塞するまでの通液量を測定し、下記の基準で評価した。通液した量が多いほど印刷中にノズルを閉塞させることがなく、安定して印刷可能といえる。閉塞は主に粒子径の大きな粒子又は分散安定性不足による顔料又は樹脂粒子の凝集物により生じる。
フィルター:MF-Millipore社製 SMWP04700
ろ過圧力:50kPa
5点:通液量100g
4点:通液量80~99g
3点:通液量50~79g
2点:通液量10~49g
1点:通液量10g未満
<Permeability of water-based inks>
100g of water-based ink was filtered using a reduced-pressure filtration method, and the amount of liquid that passed through the filter until it became clogged was measured and evaluated according to the following criteria. A larger amount of liquid passing through indicates that the nozzles are less likely to become clogged during printing, and stable printing is possible. Clogging is mainly caused by large particles or aggregates of pigment or resin particles due to insufficient dispersion stability.
Filter: MF-Millipore SMWP04700
Filtration pressure: 50 kPa
5 points: Liquid passing amount 100g
4 points: Liquid passing amount 80-99g
3 points: Liquid passing amount 50-79g
2 points: Liquid passing amount 10-49g
1 point: Fluid volume less than 10g
本発明の樹脂水性分散体は、インクジェットインクとして使用することに適した樹脂水性分散体であり、ポリカーボネート、硬質塩ビ、軟質塩ビ、ポリスチレン、発砲スチロール、ポリメチルメタクリレート、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂媒体、上質紙、アート紙、コート紙、キャストコート紙等の紙媒体、ガラス、ステンレス等の金属媒体等の記録媒体を用いた印刷用のインク原料として有用である。とりわけ、ポリプロピレン(OPP)やポリエチレンテレフタレート(PET)などを記録媒体とする軟包装用に好適である。
The resin aqueous dispersion of the present invention is suitable for use as an inkjet ink and is useful as an ink raw material for printing using recording media such as resin media such as polycarbonate, rigid PVC, flexible PVC, polystyrene, expanded polystyrene, polymethyl methacrylate, polypropylene, polyethylene, and polyethylene terephthalate, paper media such as fine paper, art paper, coated paper, and cast coated paper, and metal media such as glass and stainless steel. In particular, it is suitable for flexible packaging using polypropylene (OPP) or polyethylene terephthalate (PET) as recording media.
Claims (2)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021190518 | 2021-11-24 | ||
| JP2021190518 | 2021-11-24 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2023077378A JP2023077378A (en) | 2023-06-05 |
| JP7848619B2 true JP7848619B2 (en) | 2026-04-21 |
Family
ID=86610089
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022111189A Active JP7848619B2 (en) | 2021-11-24 | 2022-07-11 | Resin aqueous dispersions and aqueous inks |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7848619B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7561328B2 (en) * | 2022-11-02 | 2024-10-04 | 東洋紡エムシー株式会社 | Biomass-derived polyester elastomer |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000309731A (en) | 1999-04-27 | 2000-11-07 | Minolta Co Ltd | Ink for ink-jet recording |
| JP2015086396A (en) | 2013-10-30 | 2015-05-07 | ゼロックス コーポレイションXerox Corporation | Emulsified uv curable inks for indirect printing |
| WO2017006748A1 (en) | 2015-07-06 | 2017-01-12 | トヨタ紡織株式会社 | Polyamide compound, and method for producing same |
-
2022
- 2022-07-11 JP JP2022111189A patent/JP7848619B2/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000309731A (en) | 1999-04-27 | 2000-11-07 | Minolta Co Ltd | Ink for ink-jet recording |
| JP2015086396A (en) | 2013-10-30 | 2015-05-07 | ゼロックス コーポレイションXerox Corporation | Emulsified uv curable inks for indirect printing |
| WO2017006748A1 (en) | 2015-07-06 | 2017-01-12 | トヨタ紡織株式会社 | Polyamide compound, and method for producing same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2023077378A (en) | 2023-06-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6732719B2 (en) | Binder for printing ink, laminate ink composition for soft packaging, and printed matter | |
| JP2017226743A (en) | Ink, ink set, ink container, inkjet recording method, recording method, inkjet recording device, and recorded object | |
| JP2013001755A (en) | Aqueous inkjet recording ink for lamination and method for producing laminate | |
| JPWO2012008339A1 (en) | Printing ink | |
| JP2021098295A (en) | Packaging material, and recycled base material production method | |
| JP6086349B2 (en) | Method for producing organic pigment aqueous dispersion composition and method for producing inkjet ink composition | |
| JP5848854B2 (en) | Printing ink and printed matter | |
| JP6989424B2 (en) | Polyurethane resin coated pigment aqueous dispersion | |
| JP7848619B2 (en) | Resin aqueous dispersions and aqueous inks | |
| JP6756840B2 (en) | Aqueous Ink for Inkjet Printing | |
| JP6743411B2 (en) | Printing ink, method for producing polyurethane polyurea resin, and printed matter | |
| CN117004271A (en) | Printing ink composition for laminated packaging and method for producing printed matter | |
| JP2010168461A (en) | Printing ink binder | |
| JP7806391B2 (en) | Aqueous polyurethane resin dispersion for inkjet printing | |
| JP2017178976A (en) | Binder for printing ink and printing ink using the same | |
| JP2020183489A (en) | Binder for printing ink and printing ink using the same | |
| JP6665198B2 (en) | Solvent-based printing ink binder and solvent-based printing ink using the same | |
| JP6969349B2 (en) | Printing ink composition | |
| WO2011148709A1 (en) | Inkjet printer ink binder production method, inkjet printer ink, and printed article | |
| JP7698963B2 (en) | Aqueous dispersion of polyurethane resin for inkjet printing | |
| JP5592612B2 (en) | Indicator ink, coated product having indicator ink layer, indicator sheet and packaging bag | |
| JP2023039917A (en) | Resin aqueous dispersion | |
| JP7488683B2 (en) | Polyurethane resin aqueous dispersion | |
| JP7631125B2 (en) | Inkjet ink set and laminate film | |
| JP2022146031A (en) | Inkjet ink composition, ink set, recording method, and recorded matter |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20250407 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20251107 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20251118 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20251217 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20260310 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20260323 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7848619 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |