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JPH07157526A - Production of self-emulsifiable urethane emulsion - Google Patents

Production of self-emulsifiable urethane emulsion

Info

Publication number
JPH07157526A
JPH07157526A JP5339759A JP33975993A JPH07157526A JP H07157526 A JPH07157526 A JP H07157526A JP 5339759 A JP5339759 A JP 5339759A JP 33975993 A JP33975993 A JP 33975993A JP H07157526 A JPH07157526 A JP H07157526A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
emulsion
urethane
urethane prepolymer
mol
polyol
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.)
Pending
Application number
JP5339759A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Seiji Kawamura
誠司 河村
Tsugio Kimura
次雄 木村
Hiroo Yamamori
博夫 山盛
Masao Nitta
正夫 新田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toagosei Co Ltd
Original Assignee
Toagosei Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toagosei Co Ltd filed Critical Toagosei Co Ltd
Priority to JP5339759A priority Critical patent/JPH07157526A/en
Publication of JPH07157526A publication Critical patent/JPH07157526A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a self-emulsifiable urethane emulsion containing a polyure thane having a rosin skeleton in the molecule as a resin component, excellent in pigment dispersibility, having excellent adhesivity and water resistance to hydrophobically surfaced base materials, and useful as a coating agent, etc. CONSTITUTION:This emulsion is obtained by neutralizing a urethane propolymer having carboxyl group and unreacted isocyanate produced by reaction among (1) a polyol containing >=5wt.% of a polyol having a rosin skeleton in the molecule (e.g. a reactional product from one molecule of a diepoxy compound and two molecules of rosin), (2) a polyisocyanate (e.g. 2,4-tolylene diisocyanate) and (3) an acid diol (e.g. 2,2-dimethylolpropionic acid), followed by emulsification in an aqueous medium and then crosslinking reaction (or vice versa).

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、分子内にロジン骨格を
有するポリウレタンを樹脂分とする自己乳化型ウレタン
エマルションの製造方法に関するものであり、本発明に
より得られるエマルションは、、顔料分散性に優れ、そ
の塗膜は疎水性表面を持つポリプロピレン、ポリエチレ
ン等に対しても、優れた密着性を有し、且つ耐水性に優
れるものであり、コーティング剤、又は印刷インク用と
して賞用され得るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a self-emulsifying urethane emulsion having a resin component of polyurethane having a rosin skeleton in the molecule, and the emulsion obtained according to the present invention has a pigment dispersibility Excellent, the coating film has excellent adhesion to polypropylene, polyethylene, etc., which have a hydrophobic surface, and excellent water resistance, and can be used as a coating agent or printing ink. Is.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、被包装物の多様化、包装技術の多
様化により、各種の包装材料用プラスチック基材が開発
されている。これらの包装材料には、通常印刷や表面保
護のためにコーティング又は印刷が施されるが、これら
各種のプラスチック基材に対する、密着性等の種々の性
能が要求されるようになってきている。包装材料用プラ
スチック基材のコーティング剤又は印刷インク(以下単
にコーティング剤という)は、有機溶剤系、水系のもの
がある。有機溶剤系コーティング剤としては、ポリオー
ル、ジエポキシ化合物とロジン2分子とを反応させて得
られるポリオール、ポリイソシアネート及び鎖伸張剤を
反応させることにより得られるロジン骨格を有するポリ
ウレタン(特開平5−155972)等が提案されてい
る。該ポリウレタンから得られる塗膜は、ロジン骨格の
影響により疎水性表面を持つポリエチレン、ポリプロピ
レンフィルム等の密着性が改善されるが、上記従来技術
におけるロジン骨格を有するポリウレタンは有機溶剤を
50重量%以上含有しているため、有機溶剤による人体
や環境への悪影響等の問題が有る。従って、有機溶剤系
コーティング剤に代わって、この様な悪影響が少ない水
系のコーティング剤への移行しつつある。
2. Description of the Related Art In recent years, various plastic base materials for packaging materials have been developed due to diversification of objects to be packaged and diversification of packaging technology. These packaging materials are usually coated or printed for printing or surface protection, but various performances such as adhesion to various plastic substrates have been required. There are organic solvent-based and water-based coating agents or printing inks (hereinafter simply referred to as coating agents) for plastic base materials for packaging materials. As the organic solvent-based coating agent, a polyurethane having a rosin skeleton obtained by reacting a polyol, a polyol obtained by reacting a diepoxy compound with two molecules of rosin, a polyisocyanate and a chain extender (Japanese Patent Laid-Open No. 5-15972) Etc. have been proposed. A coating film obtained from the polyurethane has improved adhesion to polyethylene, polypropylene film and the like having a hydrophobic surface due to the influence of a rosin skeleton, but the polyurethane having a rosin skeleton in the above-mentioned prior art contains 50% by weight or more of an organic solvent. Since it is contained, there is a problem that the organic solvent adversely affects the human body and the environment. Therefore, in place of the organic solvent-based coating agent, such a water-based coating agent that is less likely to cause such an adverse effect is being used.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】水系コーティング剤と
しては、例えば、アクリル樹脂系エマルションが、耐候
性に優れるためにトップコーティング剤、塗料等の用途
に使用されている。しかし、アクリル樹脂系エマルショ
ンは、耐摩耗性、ブロッキング性が充分ではなく、耐水
性、疎水性表面を持つポリエチレン、ポリプロピレンフ
ィルム等との密着性に劣り、かかる物性が要求される用
途には使用し難いという問題がある。このアクリル樹脂
系エマルションの欠点を解決するものとして、界面活性
剤を用ることなく合成された自己乳化型ウレタンエマル
ションが知られている。しかしながら、従来の自己乳化
型ウレタンエマルションは、疎水性表面を持つポリエチ
レン、ポリプロピレンフィルム等との密着性が充分では
なく、この物性が要求される用途には使用し難いという
問題がある。
As the water-based coating agent, for example, an acrylic resin emulsion is used for top coating agents, paints and the like because of its excellent weather resistance. However, acrylic resin emulsions are not sufficient in abrasion resistance and blocking resistance, and have poor water resistance and adhesion to polyethylene, polypropylene film, etc. having a hydrophobic surface, and are used for applications requiring such physical properties. There is a problem of difficulty. A self-emulsifying urethane emulsion synthesized without using a surfactant is known as a solution to the drawbacks of the acrylic resin emulsion. However, the conventional self-emulsifying urethane emulsion has a problem that it is not sufficiently adherent to polyethylene, polypropylene film and the like having a hydrophobic surface, and it is difficult to use it in applications requiring these physical properties.

【0004】従来の水性コーティング剤が有する欠点を
改良する、この他の水性コーティング剤の製造方法とし
ては、(1)ロジンエステル樹脂、炭化水素樹脂又はポ
リアミド樹脂を界面活性剤を使用して水中に安定化させ
たエマルションとウレタンエマルションを混合する方法
(特開平3−7783号)及び(2)オレフィン系樹脂
とウレタンエマルションとを混合する方法(特開平3−
124779号)等が提案されている。しかしながら、
(1)の製造方法で得られる水性コーティング剤は、ロ
ジンエステル樹脂等の影響により、疎水性表面を持つポ
リエチレン、ポリプロピレンフィルム等との密着性が多
少改善されるものの、ロジンエステルを水中に安定に分
散させるために界面活性剤を使用しているため、耐水
性、耐溶剤性が低下したり、界面活性剤が経時的に塗膜
表面への移行するため塗膜の透明性が低下し、さらには
基材への密着性も低下してしまうという問題が有り、コ
ーティング剤への利用を考えた場合十分なものであると
は言えない。又、上記(2)の製造方法で得られる水性
コーティング剤は、塩素化ポリプロピレン等のオレフィ
ン系樹脂の影響により、ポリエチレン、ポリプロピレン
フィルム等への密着性が多少は改善されるものの、エマ
ルションを貯蔵しておくと樹脂が析出してしまうという
貯蔵安定性の問題を有し、これを解決するために界面活
性剤が使用されるが、界面活性剤を使用すると前記
(1)の製造方法と同様の問題、即ち耐水性、耐溶剤性
の低下、皮膜の透明性の低下等の問題が発生してしま
う。本発明者らは、従来のコーティング剤が有していた
前記問題を解決して、疎水性表面を持つポリプロピレ
ン、ポリエチレン等の各種プラスチック基材に対しても
優れた密着性有し、耐水性、耐溶剤性に優れ、さらに貯
蔵安定性に優れたウレタンエマルションの製造方法を見
出すため鋭意検討を行ったのである。
As another method for producing an aqueous coating agent, which improves the drawbacks of the conventional aqueous coating agent, (1) a rosin ester resin, a hydrocarbon resin or a polyamide resin is added in water by using a surfactant. A method of mixing a stabilized emulsion and a urethane emulsion (JP-A-3-7783) and (2) a method of mixing an olefin resin and a urethane emulsion (JP-A-3-783).
No. 124779) has been proposed. However,
The aqueous coating agent obtained by the production method (1) improves the adhesion to polyethylene, polypropylene film, etc. having a hydrophobic surface to some extent under the influence of the rosin ester resin, etc., but stabilizes the rosin ester in water. Since a surfactant is used to disperse, the water resistance and solvent resistance are reduced, and the transparency of the coating film is reduced because the surfactant migrates to the coating surface over time, and Has a problem that the adhesiveness to the base material also decreases, and it cannot be said to be sufficient when considering its use as a coating agent. In addition, the aqueous coating agent obtained by the above-mentioned production method (2) stores emulsions although the adhesion to polyethylene, polypropylene film, etc. is slightly improved due to the influence of olefinic resin such as chlorinated polypropylene. If this is done, there is a problem of storage stability in that the resin will precipitate, and a surfactant is used to solve this problem. However, when a surfactant is used, the same as in the production method of (1) above. Problems such as deterioration of water resistance and solvent resistance and deterioration of transparency of the film will occur. The present inventors have solved the above problems that conventional coating agents have, polypropylene having a hydrophobic surface, excellent adhesion to various plastic substrates such as polyethylene, water resistance, The inventors conducted extensive studies to find a method for producing a urethane emulsion having excellent solvent resistance and storage stability.

【0005】本発明は前記のごとく課題を解決し、コー
ティング剤として使用した時、疎水性表面を持つポリプ
ロピレン、ポリエチレン等の各種プラスチック基材に対
し、優れた密着性、耐水性、耐溶剤性を有し、かつ顔料
分散性に優れた新規な水性コーティング組成物を提供す
る事を目的とする。
The present invention solves the problems as described above and, when used as a coating agent, provides excellent adhesion, water resistance and solvent resistance to various plastic substrates having a hydrophobic surface such as polypropylene and polyethylene. It is an object of the present invention to provide a novel aqueous coating composition having the above and having excellent pigment dispersibility.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、分子中にロジ
ン骨格を有するポリオールを5重量%以上含有するポリ
オール、ポリイソシアネート及び酸ジオールを反応させ
て得られる、カルボキシル基と未反応イソシアネート基
を有するウレタンプレポリマーを中和し、ついで中和ウ
レタンプレポリマーを水性媒体中でエマルション化しつ
つ又はエマルション化した後、中和ウレタンプレポリマ
ーの架橋反応を行うか、若くは中和ウレタンプレポリマ
ーの架橋反応の後に架橋ポリウレタンを水性媒体中でエ
マルション化することを特徴とする自己乳化型ウレタン
エマルションの製造方法に関するものである。以下、本
発明を詳細に説明する。
The present invention provides a carboxyl group and an unreacted isocyanate group obtained by reacting a polyol containing 5 wt% or more of a polyol having a rosin skeleton in the molecule, a polyisocyanate and an acid diol. The neutralized urethane prepolymer is neutralized, and then the neutralized urethane prepolymer is emulsified or emulsified in an aqueous medium, and then the neutralized urethane prepolymer is crosslinked, or the neutralized urethane prepolymer is crosslinked. The present invention relates to a method for producing a self-emulsifying urethane emulsion, which comprises emulsifying a crosslinked polyurethane in an aqueous medium after the reaction. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

【0007】○カルボキシル基と未反応イソシアネート
基を有するウレタンプレポリマー 本発明の自己乳化型ウレタンエマルションの製造方法に
おいて使用される、カルボキシル基と未反応イソシアネ
ート基を有するウレタンプレポリマー(以下単にウレタ
ンプレポリマーという)は、下記ポリオール、ポリイソ
シアネート及び酸ジオールの反応により得られるもので
ある。
Urethane Prepolymer Having Carboxyl Group and Unreacted Isocyanate Group Urethane prepolymer having carboxyl group and unreacted isocyanate group (hereinafter simply referred to as urethane prepolymer) used in the method for producing the self-emulsifying urethane emulsion of the present invention. Is obtained by the reaction of the following polyol, polyisocyanate and acid diol.

【0008】・ポリオール 本発明では、分子中にロジン骨格を有するポリオールを
5重量%以上含有するポリオールを使用する。該ポリオ
ールの割合が5重量%に満たない場合には、得られるエ
マルションのフィルムが、基材との密着性、耐水性等が
劣るものになってしまう。
Polyol In the present invention, a polyol containing 5% by weight or more of a polyol having a rosin skeleton in its molecule is used. If the proportion of the polyol is less than 5% by weight, the resulting emulsion film will be inferior in adhesion to the substrate, water resistance and the like.

【0009】ロジン骨格を有するポリオールとしては、
種々のものが使用でき、例えば各種公知のジエポキシ化
合物1分子とロジン2分子との反応物等が挙げられる。
この場合、ジエポキシ化合物としては、例えばエチレン
グリコールジグリシジルエーテル、ジエチレングリコー
ルジグリシジルエーテル、トリエチレングリコールジグ
リシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジ
ルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテ
ル、ジプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ト
リプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプ
ロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチ
ルグリコールジグリシジルエーテル及び1,6−ヘキサ
ンジオールジグリシジルエーテル等の非環状脂肪族ジグ
リシジルエーテル、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェ
ニル)プロパンジグリシジルエーテル、ビス(4−ヒド
ロキシフェニル)メタンジグリシジルエーテル、1,1
−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタンジグリシジル
エーテル、2,2−ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシ
ル)プロパンジグリシジルエーテル、3,3’,5,
5’−テトラメチル−4,4’−ジヒドロキシビフェニ
ルジグリシジルエーテル及び2,2’−ビス(4−(β
−ヒドロキシプロポキシ)フェニル)プロパンジグリシ
ジルエーテル等の芳香族又は脂環族ジグリシジルエーテ
ル、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル、3,4−
エポキシシクロヘキサンカルボキシレート及びビニルシ
クロヘキセンジオキシド等の環状脂肪族環状オキシラン
等が挙げられる。ロジンとしてはガムロジン、トール油
ロジン、ウッドロジン及びこれらから得られる水素添加
物、不均化物、重合物等のロジン誘導体等が挙げられ
る。該ロジン骨格を有するポリオールは、数平均分子量
が700〜10000のものが好ましく、より好ましく
は700〜5000である。数平均分子量が700未満
のものを使用する場合には、得られるフィルムに柔軟性
が劣る傾向が有り、他方10000を越えるものを使用
する場合には、耐ブロッキング性が劣る傾向に有り、コ
ーティング剤として利用を考えた場合十分な性能を示さ
ない恐れがある。
As the polyol having a rosin skeleton,
Various compounds can be used, and examples thereof include a reaction product of one molecule of various known diepoxy compounds and two molecules of rosin.
In this case, as the diepoxy compound, for example, ethylene glycol diglycidyl ether, diethylene glycol diglycidyl ether, triethylene glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, dipropylene glycol diglycidyl ether, tripropylene glycol diglycidyl ether. Acyclic aliphatic diglycidyl ethers such as glycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether and 1,6-hexanediol diglycidyl ether, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane diglycidyl ether , Bis (4-hydroxyphenyl) methane diglycidyl ether, 1,1
-Bis (4-hydroxyphenyl) ethane diglycidyl ether, 2,2-bis (4-hydroxycyclohexyl) propane diglycidyl ether, 3,3 ', 5
5'-tetramethyl-4,4'-dihydroxybiphenyl diglycidyl ether and 2,2'-bis (4- (β
-Hydroxypropoxy) phenyl) propane diglycidyl ether or other aromatic or alicyclic diglycidyl ether, 3,4-epoxycyclohexylmethyl, 3,4-
Examples thereof include cycloaliphatic cyclic oxiranes such as epoxycyclohexanecarboxylate and vinylcyclohexene dioxide. Examples of the rosin include gum rosin, tall oil rosin, wood rosin, and rosin derivatives such as hydrogenated products, disproportionated products and polymers obtained from these. The polyol having a rosin skeleton preferably has a number average molecular weight of 700 to 10,000, more preferably 700 to 5,000. When a number average molecular weight of less than 700 is used, the resulting film tends to have poor flexibility, whereas when a number average molecular weight of more than 10,000 is used, blocking resistance tends to be poor. There is a possibility that it will not show sufficient performance when considered as.

【0010】分子中にロジン骨格を有するポリオールと
共に使用できるポリオールとしては、従来知られた種々
のものを使用することができ、具体的には、エチレング
リコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコ
ール、1,2−プロピレングリコール、トリメチレング
リコール、1,3−ブチレングリコール、テトラメチレ
ングリコール、ヘキサメチレングリコール、水添ビスフ
ェノールA及びビスフェノールAのエチレンオキサイド
或いはプロピレンオキサイド付加物等の低分子量グリコ
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グリコール等のポリエーテル
ポリオール、エチレングリコール、プロピレングリコー
ル、ブタンジオール、ヘキサンジオール、ネオペンチル
グリコール及びシクロヘキシルジメタノール等の多価ア
ルコールとマレイン酸、コハク酸、アジピン酸及びフタ
ル酸等の多価カルボン酸との脱水反応で得られるか、又
はカプロラクトン等の環状エステルの開環重合反応で得
られるポリエステルポリオール、並びにポリカーボネー
トジオール等のポリカーボネートポリオール等が挙げら
れる。
As the polyol which can be used together with the polyol having a rosin skeleton in the molecule, various conventionally known polyols can be used. Specifically, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,2- Low molecular weight glycols such as propylene glycol, trimethylene glycol, 1,3-butylene glycol, tetramethylene glycol, hexamethylene glycol, hydrogenated bisphenol A and ethylene oxide or propylene oxide adduct of bisphenol A, polyethylene glycol, polypropylene glycol, poly Polyether polyols such as tetramethylene glycol, ethylene glycol, propylene glycol, butanediol, hexanediol, neopentyl glycol and silane. Obtained by dehydration reaction of polyhydric alcohol such as lohexyldimethanol and polyvalent carboxylic acid such as maleic acid, succinic acid, adipic acid and phthalic acid, or by ring-opening polymerization reaction of cyclic ester such as caprolactone Examples thereof include polyester polyols and polycarbonate polyols such as polycarbonate diols.

【0011】・ポリイソシアネート ポリイソシアネートとしては、従来知られた種々のもの
を使用することができ、具体的には、2,4−トリレン
ジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネー
ト、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート及び
m−フェニレンジイソシアネート等の芳香族ジイソシア
ネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチ
レンジイソシアネート、1,4シクロヘキサメチレンジ
イソシアネート、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジ
イソシアネート及びイソホロンジイソシアネート等の脂
肪族ジイソシアネート等が挙げられる。
Polyisocyanate As the polyisocyanate, various conventionally known compounds can be used, and specifically, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, 4,4 '. -Aromatic diisocyanates such as diphenylmethane diisocyanate and m-phenylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, 1,4 cyclohexamethylene diisocyanate, 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate, and aliphatic diisocyanates such as isophorone diisocyanate. .

【0012】・酸ジオール 酸ジオールとしては、従来知られた種々のものを使用す
ることができ、具体的には2,2−ジメチロールプロピ
オン酸、2,2−ジメチロール酪酸及び2,2−ジメチ
ロール吉草酸等が挙げられる。
As the acid diol, various conventionally known acid diols can be used. Specifically, 2,2-dimethylolpropionic acid, 2,2-dimethylolbutyric acid and 2,2-dimethylol can be used. Examples include valeric acid.

【0013】・製造方法 ウレタンプレポリマーの製造方法としては、例えば、分
子中にロジン骨格を有するポリオール又はこれとその他
のポリオール、ポリイソシアネート及び酸ジオールを反
応させウレタン化する方法がある他、ポリオールとポリ
イシソシアネートをまず反応させウレタン化した後、こ
の反応生成物と酸ジオールを反応させてさらにウレタン
化する方法もあり、後者の方法は、副反応が少ないとい
う点で本発明にとり好ましい。後者の方法により得られ
るウレタンプレポリマーは、理論的には両末端に未反応
イソシアネート基を有するものである。尚、各ウレタン
化反応は、いずれも無溶剤で又は有機溶剤中で、触媒の
存在下又は非存在下で、攪拌下に反応温度40〜100
℃で2〜8時間加熱することにより容易に行うことがで
きる。
Manufacturing method As a method of manufacturing the urethane prepolymer, there is, for example, a method of reacting a polyol having a rosin skeleton in the molecule or this with another polyol, polyisocyanate and acid diol to form a urethane, There is also a method in which polyisocyanate is first reacted to urethanize, and then the reaction product is reacted with an acid diol to further urethanize, and the latter method is preferable in the present invention in that there are few side reactions. The urethane prepolymer obtained by the latter method theoretically has unreacted isocyanate groups at both ends. Each urethanization reaction was carried out without a solvent or in an organic solvent in the presence or absence of a catalyst at a reaction temperature of 40 to 100 with stirring.
It can be easily performed by heating at ℃ for 2 to 8 hours.

【0014】ウレタン化反応において有機溶剤を使用す
る場合、酸ジオールを溶解することができるという理由
で水溶性有機溶剤を使用することが好ましく、具体例と
しては、アセトン、N−メチル−2−ピロリドン、ジメ
チルホルムアミド及びメチルエチルケトン等が挙げられ
る。この場合、水酸基、カルボキシル基等の活性水素を
有する溶剤は、イソシアネート基と反応してしまうた
め、活性水素を有しないものが好ましい。
When an organic solvent is used in the urethanization reaction, it is preferable to use a water-soluble organic solvent because it can dissolve the acid diol. Specific examples include acetone and N-methyl-2-pyrrolidone. , Dimethylformamide, methyl ethyl ketone, and the like. In this case, the solvent having active hydrogen such as a hydroxyl group and a carboxyl group reacts with the isocyanate group, so that a solvent having no active hydrogen is preferable.

【0015】ウレタン化反応で使用できる触媒として
は、例えばトリエチレンジアミン、トリエチルアミン、
N−メチルモルホリン、N,N,N’,N’−テトラメ
チル−プロピレンジアミン等の第3級アミン、1,8−
ジアザビシクロ(5,4,0)−ウンデセン−7等のア
ミジン、オクテン酸スズ、ジブチルスズラウリレート等
のスズ化合物、或いはTi,Na,K,V,Fe,M
n,Pb等の金属塩等が挙げられる。触媒の添加量は、
各原料の合計量100部に対して、0.0001〜0.
001部が好ましい。
Examples of the catalyst that can be used in the urethanization reaction include triethylenediamine, triethylamine,
Tertiary amines such as N-methylmorpholine, N, N, N ', N'-tetramethyl-propylenediamine, 1,8-
Amidines such as diazabicyclo (5,4,0) -undecene-7, tin compounds such as tin octenoate and dibutyltin laurate, or Ti, Na, K, V, Fe, M
Examples thereof include metal salts such as n and Pb. The amount of catalyst added is
0.0001 to 0 .. per 100 parts of the total amount of each raw material.
001 parts is preferred.

【0016】分子中にロジン骨格を有するポリオール又
はこれとその他のポリオール及び酸ジオール(以下ポリ
オール混合物という)とポリイソシアネートとの好まし
い反応割合は、ポリオール混合物中の水酸基とポリイソ
シアネート中のイソシアネート基のモル比に於いて、イ
ソシアネート基が過剰になる割合であり、イソシアネー
ト基1.0モル当たり、水酸基0.4〜0.99モルの
比率が好ましく、より好ましくは0.5〜0.7モルで
ある。水酸基の割合が0.4モルに満たない場合には、
未反応ポリイソシアネートの割合が多くなってしまい、
他方0.99モルを越える場合には、分子量が大きくな
り過ぎたり、ウレタンプレポリマー中の未反応イソシア
ネート基の割合が低くなってしまう。
A preferable reaction ratio between the polyol having a rosin skeleton in the molecule or the other polyol and the acid diol (hereinafter referred to as a polyol mixture) and the polyisocyanate is a molar ratio of the hydroxyl group in the polyol mixture and the isocyanate group in the polyisocyanate. In terms of the ratio, the ratio is an excess of isocyanate groups, and the ratio of hydroxyl groups is preferably 0.4 to 0.99 mol per 1.0 mol of isocyanate groups, and more preferably 0.5 to 0.7 mol. . When the proportion of hydroxyl groups is less than 0.4 mol,
The proportion of unreacted polyisocyanate increases,
On the other hand, if it exceeds 0.99 mol, the molecular weight becomes too large, or the proportion of unreacted isocyanate groups in the urethane prepolymer becomes low.

【0017】酸ジオールの併用割合は、最終的に得られ
るウレタンプレポリマーの2〜15重量%であることが
好ましい。酸ジオールの割合が2重量%に満たない場合
は、得られるエマルションが水中で不安定なものになる
ことがあり、他方15重量%を越える場合には、得られ
るウレタンプレポリマーの親水性が高くなりすぎ、ゲル
化することがある。
The combined proportion of the acid diol is preferably 2 to 15% by weight of the urethane prepolymer finally obtained. If the proportion of the acid diol is less than 2% by weight, the obtained emulsion may become unstable in water, while if it exceeds 15% by weight, the hydrophilicity of the urethane prepolymer obtained is high. May gel too much.

【0018】ウレタンプレポリマーは、無溶剤の状態又
は有機溶剤溶液として得られるが、無溶剤状態のウレタ
ンプレポリマーは、次の中和反応を行う前に、前記した
アセトン、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルホル
ムアミド、及びメチルエチルケトン等の水溶性有機溶剤
に溶解することが好ましい。
The urethane prepolymer can be obtained in a solvent-free state or as an organic solvent solution, but the solvent-free urethane prepolymer can be used before the subsequent neutralization reaction. It is preferably dissolved in a water-soluble organic solvent such as pyrrolidone, dimethylformamide, and methyl ethyl ketone.

【0019】○ウレタンエマルションの製造方法 本発明の自己乳化型ウレタンエマルションの製造方法
は、前記ウレタンプレポリマー、好ましくはウレタンプ
レポリマーの有機溶剤溶液に、中和剤を添加することに
より該ウレタンプレポリマーのカルボキシル基を中和し
た後、ついで該中和ウレタンプレポリマーを水性媒体中
でエマルション化しつつ又はエマルション化した後、中
和ウレタンプレポリマーの中のイソシネート基と鎖伸張
剤を反応させ架橋反応を行わせる方法、若くは中和ウレ
タンプレポリマーの架橋反応の後に架橋ポリウレタンを
水性媒体中でエマルション化する方法である。エマルシ
ョン化は、中和ウレタンプレポリマー又は架橋ポリウレ
タンを水性媒体中で攪拌することによって行なわれる。
その際の攪拌は、常法に従って行なえば良い。
Method for Producing Urethane Emulsion The method for producing the self-emulsifying urethane emulsion of the present invention comprises the step of adding a neutralizing agent to the urethane prepolymer, preferably a solution of the urethane prepolymer in an organic solvent. After neutralizing the carboxyl groups of the above, and then while emulsifying or emulsifying the neutralized urethane prepolymer in an aqueous medium, the isocyanate group in the neutralized urethane prepolymer is reacted with a chain extender to carry out a crosslinking reaction. The method is to carry out, or a method of emulsifying the crosslinked polyurethane in an aqueous medium after the crosslinking reaction of the neutralized urethane prepolymer. The emulsification is carried out by stirring the neutralized urethane prepolymer or crosslinked polyurethane in an aqueous medium.
The stirring at that time may be performed according to a conventional method.

【0020】中和において使用できる中和剤としては、
アンモニア、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ト
リプロピルアミン、トリブチルアミン及びトリエタノー
ルアミン等の三級アミン、水酸化ナトリウム及び水酸化
カリウム等のアルカリ金属水酸化物等が挙げられる。本
発明では、これらの中でも三級アミンが得られるエマル
ションが形成する膜物性に悪影響を及ぼすことがないた
め好ましい。中和剤の添加方法としては、ウレタンプレ
ポリマーに中和剤を直接或いは水溶液として添加する。
本発明では、安定なエマルションを形成させることがで
きるという理由で、ウレタンプレポリマーに中和剤を直
接添加することが好ましい。中和剤の添加量としては、
ウレタンプレポリマー中のカルボキシル基の量に対して
0.5〜2.5倍当量が好ましい。中和剤の添加量が
0.5倍当量に満たない場合には安定なエマルションが
得られない場合があり、他方2.5倍当量を越える場合
には、中和剤の種類によっては、膜物性に悪影響を及ぼ
すことがある。
The neutralizing agent that can be used in the neutralization includes
Examples thereof include tertiary amines such as ammonia, trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, tributylamine and triethanolamine, and alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide. In the present invention, among these, the physical properties of the film formed by the emulsion from which the tertiary amine is obtained are not adversely affected, which is preferable. As a method for adding the neutralizing agent, the neutralizing agent is added to the urethane prepolymer directly or as an aqueous solution.
In the present invention, it is preferable to add the neutralizing agent directly to the urethane prepolymer, because a stable emulsion can be formed. The amount of the neutralizing agent added is
The equivalent of 0.5 to 2.5 times the amount of carboxyl groups in the urethane prepolymer is preferred. If the amount of the neutralizing agent added is less than 0.5 times the equivalent, a stable emulsion may not be obtained. It may adversely affect the physical properties.

【0021】上記ウレタンプレポリマーの中和の後、中
和ウレタンプレポリマーに攪拌下で水を加えてエマルシ
ョン化し、これに鎖伸張剤を加えて架橋反応を行うか、
又は中和ウレタンプレポリマーに攪拌下で鎖伸張剤の水
溶液を加えエマルション化と同時に中和プレポリマーの
架橋を行うか、若くは中和プレポリマーに攪拌下で鎖伸
張剤を加えて中和ウレタンプレポリマーの架橋を行い、
得られた架橋ポリウレタンに攪拌下で水を加えてエマル
ション化する。架橋反応により、ウレタンプレポリマー
の分子量が増加し、耐溶剤性などの性質を発揮させるこ
とができる。鎖伸張剤としては、中和プレポリマー中の
イソシアネート基に対する反応性が水より高いアミン系
鎖伸張剤が好ましく、具体的には多官能アミンが好まし
い。
After the above urethane prepolymer is neutralized, water is added to the neutralized urethane prepolymer with stirring to form an emulsion, and a chain extender is added to this to carry out a crosslinking reaction.
Alternatively, an aqueous solution of a chain extender is added to the neutralized urethane prepolymer with stirring to emulsify and simultaneously crosslink the neutralized prepolymer, or a chain extender is added to the neutralized prepolymer with stirring to neutralize the urethane. Crosslink the prepolymer,
Water is added to the obtained crosslinked polyurethane with stirring to form an emulsion. Due to the crosslinking reaction, the molecular weight of the urethane prepolymer increases, and properties such as solvent resistance can be exhibited. As the chain extender, an amine chain extender having a higher reactivity with isocyanate groups in the neutralized prepolymer than water is preferable, and specifically, a polyfunctional amine is preferable.

【0022】多官能アミンとしては、従来公知の種々の
ものが使用でき、エチレンジアミン、プロピレンジアミ
ン、ブチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジエ
チレントリアミン、トリエチレンテトラミン、シクロヘ
キシレンジアミン、フェニレンジアミン及びトルエンジ
アミン等が挙げられる。
As the polyfunctional amine, various conventionally known compounds can be used, and examples thereof include ethylenediamine, propylenediamine, butylenediamine, hexamethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, cyclohexylenediamine, phenylenediamine and toluenediamine. .

【0023】鎖伸張剤の使用量は、ウレタンプレポリマ
ーの製造に用いたポリイソシアネート中のイソシアネー
ト基1モルに対して、0.01〜0.4モルが好まし
い。鎖伸張剤の使用量が0.01モルに満たないと、コ
ーティング剤又はインクとして使用する場合、十分な膜
物性が得られないことがあり、0.4モルを越える場合
には、ウレタンポリマーの分子量が大きくなり過ぎ、得
られるエマルションが不安定なものになることがある。
The amount of the chain extender used is preferably 0.01 to 0.4 mol with respect to 1 mol of the isocyanate group in the polyisocyanate used for producing the urethane prepolymer. If the amount of the chain extender used is less than 0.01 mol, sufficient physical properties of the film may not be obtained when it is used as a coating agent or an ink. The molecular weight may be too high and the resulting emulsion may be unstable.

【0024】エマルション中の水の量は、最終生成物の
自己乳化型ウレタンエマルションの固形分濃度が30〜
55重量%程度になる量が好ましい。
The amount of water in the emulsion is such that the solid content of the self-emulsifying urethane emulsion as the final product is 30 to 30.
An amount of about 55% by weight is preferable.

【0025】○使用方法 本発明により得られる自己乳化型ウレタンエマルション
は、そのまま使用することも可能であり、必要に応じて
有機溶剤を減圧下で除去する事によって使用することも
可能である。有機溶剤として、ジメチルホルムアミド及
びN−メチル−2−ピロリドン等の比較的沸点の高い水
溶性の有機溶剤を使用している場合には、有機溶剤を含
んだ状態で使用することが望ましい。
O Method of Use The self-emulsifying urethane emulsion obtained by the present invention can be used as it is, or can be used by removing the organic solvent under reduced pressure, if necessary. When a water-soluble organic solvent having a relatively high boiling point such as dimethylformamide and N-methyl-2-pyrrolidone is used as the organic solvent, it is desirable to use the organic solvent in a state of containing it.

【0026】本発明により得られる自己乳化型ウレタン
エマルションには、必要に応じて、顔料、染料、増粘
剤、レベリング剤、熱安定剤、UV吸収剤、酸化防止
剤、有機溶剤、消泡剤等を配合することが可能であり、
又得られる塗膜に悪影響を与えない範囲で、界面活性剤
を配合することもできる。本発明により得られる自己乳
化型ウレタンエマルションの用途としては、コーティン
グ剤、塗料、印刷インク等に用いることが可能であり、
特に印刷インクとして好適に使用することができる。
又、該エマルションは、布、皮、紙、木材、金属、プラ
スチック等の種々の基材に対して使用することが可能で
あり、特に疎水性表面を持つポリプロピレン、ポリエチ
レン、ポリエステル、ナイロン等の各種プラスチック基
材に対し好適に使用することができる。
The self-emulsifying urethane emulsion obtained by the present invention contains, if necessary, pigments, dyes, thickeners, leveling agents, heat stabilizers, UV absorbers, antioxidants, organic solvents, defoaming agents. It is possible to mix
Further, a surfactant may be blended within a range that does not adversely affect the obtained coating film. The self-emulsifying urethane emulsion obtained by the present invention can be used in coating agents, paints, printing inks and the like,
In particular, it can be suitably used as a printing ink.
Further, the emulsion can be used for various base materials such as cloth, leather, paper, wood, metal and plastic, and particularly various kinds of polypropylene, polyethylene, polyester, nylon and the like having a hydrophobic surface. It can be suitably used for a plastic substrate.

【0027】[0027]

【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げ、本発明をよ
り具体的に説明する。 実施例1 還流冷却管、温度計及び撹拌装置を取り付けた反応器
に、分子中にロジン骨格を有する分子量1000のポリ
オール〔荒川化学工業(株)製 KE−601〕40.
0g(0.040mol)、分子量2000のポリプロ
ピレングリコール94.0g(0.047mol)、イ
ソホロンジイソシアネート53.9g(0.243mo
l)、ジブチルスズラウリレート0.0002g及びメ
チルエチルケトン100gを入れ、80℃で2時間ウレ
タン化反応を行い、プレポリマーを製造した。この反応
液に、ジメチロールプロピオン酸10g(0.075m
ol)を加え、さらに80℃で5時間反応を行った。次
いで、このウレタンプレポリマーにトリエチルアミン
(0.075mol)を加え中和した後、ジエチレント
リアミン(0.022mol)を蒸留水(460g)に
溶解した水溶液を添加して架橋反応を行った。反応後、
減圧下でメチルエチルケトンを除去したところ、樹脂固
形分濃度35%、粘度100cps/25℃の自己乳化
型ウレタンエマルションを得た。
EXAMPLES The present invention will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples below. Example 1 A reactor equipped with a reflux condenser, a thermometer, and a stirrer was attached to a reactor having a rosin skeleton in the molecule and having a molecular weight of 1000 [KE-601 manufactured by Arakawa Chemical Industry Co., Ltd.] 40.
0 g (0.040 mol), molecular weight 2000 polypropylene glycol 94.0 g (0.047 mol), isophorone diisocyanate 53.9 g (0.243 mo)
1), 0.0002 g of dibutyltin laurylate and 100 g of methyl ethyl ketone were added, and a urethanization reaction was carried out at 80 ° C. for 2 hours to produce a prepolymer. In this reaction liquid, 10 g of dimethylolpropionic acid (0.075 m
ol) was added, and the reaction was further performed at 80 ° C. for 5 hours. Next, triethylamine (0.075 mol) was added to the urethane prepolymer for neutralization, and then an aqueous solution of diethylenetriamine (0.022 mol) dissolved in distilled water (460 g) was added to carry out a crosslinking reaction. After the reaction
When methyl ethyl ketone was removed under reduced pressure, a self-emulsifying urethane emulsion having a resin solid content concentration of 35% and a viscosity of 100 cps / 25 ° C. was obtained.

【0028】実施例2 実施例1と同じ分子中にロジン骨格を有するポリオール
64.0g(0.064mol)、分子量2000のポ
リカーボネートジオール68.0g(0.032mo
l)、イソホロンジイソシアネート55.9g(0.2
52mol)及びジメチロールプロピオン酸15.9g
(0.119mol)を使用した以外は、実施例1と同
様に反応を行いウレタンプレポリマーを調製した。次い
で、中和剤としてトリエチルアミンを0.119mol
と鎖伸張剤としてジエチレントリアミンを0.008m
ol使用した以外は、実施例1と同様にウレタンプレポ
リマーの中和、架橋及びメチルエチルケトンの除去を行
ったところ、樹脂固形分濃度40%、粘度35cps/
25℃の自己乳化型ウレタンエマルションを得た。
Example 2 64.0 g (0.064 mol) of a polyol having a rosin skeleton in the same molecule as in Example 1 and 68.0 g (0.032 mo) of a polycarbonate diol having a molecular weight of 2000.
l), 55.9 g of isophorone diisocyanate (0.2
52 mol) and dimethylolpropionic acid 15.9 g
A urethane prepolymer was prepared by carrying out the reaction in the same manner as in Example 1 except that (0.119 mol) was used. Then, 0.119 mol of triethylamine as a neutralizing agent
And 0.008m of diethylenetriamine as a chain extender
When the urethane prepolymer was neutralized, cross-linked and methyl ethyl ketone was removed in the same manner as in Example 1 except that ol was used, the resin solid content concentration was 40% and the viscosity was 35 cps /
A self-emulsifying urethane emulsion at 25 ° C was obtained.

【0029】実施例3 分子中にロジン骨格を有する分子量2000のポリオー
ル〔荒川化学工業(株)製;KE−615〕8.0g
(0.008mol)、実施例2と同様のポリカーボネ
ートジオール136g(0.068mol)、イソホロ
ンジイソシアネート53.9g(0.243mol)及
びジメチロールプロピオン酸13g(0.099mo
l)を使用した以外は、実施例1と同様に反応を行いウ
レタンプレポリマーを調製した。次いで、中和剤として
トリエチルアミンを0.099molと鎖伸張剤として
ジエチレントリアミンを0.023mol使用した以外
は、実施例1と同様に上記ウレタンプレポリマーの中
和、架橋及びメチルエチルケトンの除去を行ったとこ
ろ、樹脂固形分濃度38%、粘度50cps/25℃の
自己乳化型ウレタンエマルションを得た。
Example 3 8.0 g of a polyol having a rosin skeleton in the molecule and having a molecular weight of 2000 [KE-615 manufactured by Arakawa Chemical Industry Co., Ltd.]
(0.008 mol), 136 g (0.068 mol) of the same polycarbonate diol as in Example 2, 53.9 g (0.243 mol) of isophorone diisocyanate, and 13 g (0.099mo) of dimethylolpropionic acid.
A urethane prepolymer was prepared by carrying out the reaction in the same manner as in Example 1 except that 1) was used. Next, the same procedure as in Example 1 was carried out except that 0.099 mol of triethylamine was used as a neutralizing agent and 0.023 mol of diethylenetriamine was used as a chain extender. A self-emulsifying urethane emulsion having a resin solid content concentration of 38% and a viscosity of 50 cps / 25 ° C. was obtained.

【0030】実施例4 実施例1と同じ分子中にロジン骨格を有するポリオール
63.0g(0.063mol)、分子量3000のポ
リプロピレングリコール63.0g(0.021mo
l)、イソホロンジイソシアネート58.8g(0.2
65mol)及びジメチロールプロピオン酸15.9g
(0.119mol)を使用した以外は、実施例1と同
様に反応を行いウレタンプレポリマーを調製した。次い
で、中和剤としてトリエチルアミンを0.119mol
と鎖伸張剤としてジエチレントリアミンを0.032m
ol使用した以外は、実施例1と同様に上記ウレタンプ
レポリマーの中和、架橋及びメチルエチルケトンの除去
を行ったところ、樹脂固形分濃度35%、粘度20cp
s/25℃の自己乳化型ウレタンエマルションを得た。
Example 4 63.0 g (0.063 mol) of a polyol having a rosin skeleton in the same molecule as in Example 1 and 63.0 g (0.021 mol) of polypropylene glycol having a molecular weight of 3000.
l), 58.8 g of isophorone diisocyanate (0.2
65 mol) and dimethylolpropionic acid 15.9 g
A urethane prepolymer was prepared by carrying out the reaction in the same manner as in Example 1 except that (0.119 mol) was used. Then, 0.119 mol of triethylamine as a neutralizing agent
And diethylenetriamine as chain extender 0.032m
The urethane prepolymer was neutralized, cross-linked and methyl ethyl ketone was removed in the same manner as in Example 1 except that the resin solid content concentration was 35% and the viscosity was 20 cp.
A s / 25 ° C. self-emulsifying urethane emulsion was obtained.

【0031】実施例5 実施例2と同じ分子中にロジン骨格を有するポリオール
75.0g(0.075mol)、イソホロンジイソシ
アネート40.8g(0.184mol)及びジメチロ
ールプロピオン酸10g(0.075mol)を使用し
た以外は、実施例1と同様に反応を行いウレタンプレポ
リマーを調製した。次いで、中和剤としてトリエチルア
ミンを0.075molと鎖伸張剤としてジエチレント
リアミンを0.006mol使用した以外は、実施例1
と同様に上記ウレタンプレポリマーの中和、架橋及びメ
チルエチルケトンの除去を行ったところ、樹脂固形分濃
度35%、粘度30cps/25℃の自己乳化型ウレタ
ンエマルションを得た。
Example 5 75.0 g (0.075 mol) of a polyol having a rosin skeleton in the same molecule as in Example 2, 40.8 g (0.184 mol) of isophorone diisocyanate and 10 g (0.075 mol) of dimethylolpropionic acid were added. Reactions were carried out in the same manner as in Example 1 except that the urethane prepolymer was prepared. Then, Example 1 was repeated except that 0.075 mol of triethylamine was used as a neutralizing agent and 0.006 mol of diethylenetriamine was used as a chain extender.
When the above urethane prepolymer was neutralized, cross-linked and methyl ethyl ketone was removed in the same manner as above, a self-emulsifying urethane emulsion having a resin solid content concentration of 35% and a viscosity of 30 cps / 25 ° C. was obtained.

【0032】実施例6 実施例1と同じ分子中にロジン骨格を有するポリオール
35.0g(0.035mol)、実施例1と同じポリ
プロピレングリコール34.0g(0.017mo
l)、トルエンジイソシアネート22.4g(0.12
9mol)及びジメチロールプロピオン酸8.0g
(0.060mol)を使用した以外は、実施例1と同
様に反応を行いウレタンプレポリマーを調製した。次い
で、中和剤としてトリエチルアミンを0.060mol
と鎖伸張剤としてジエチレントリアミンを0.004m
ol使用した以外は、実施例1と同様に上記ウレタンプ
レポリマーの中和、架橋及びメチルエチルケトンの除去
を行ったところ、樹脂固形分濃度35%、粘度120c
ps/25℃の自己乳化型ウレタンエマルションを得
た。
Example 6 35.0 g (0.035 mol) of a polyol having a rosin skeleton in the same molecule as in Example 1 and 34.0 g (0.017 mo) of the same polypropylene glycol as in Example 1
l), 22.4 g of toluene diisocyanate (0.12
9 mol) and dimethylolpropionic acid 8.0 g
A urethane prepolymer was prepared by carrying out the reaction in the same manner as in Example 1 except that (0.060 mol) was used. Then, 0.060 mol of triethylamine as a neutralizing agent
And 0.004m of diethylenetriamine as a chain extender
was carried out in the same manner as in Example 1 except that the urethane prepolymer was neutralized, crosslinked and methyl ethyl ketone was removed, the resin solid content concentration was 35% and the viscosity was 120 c.
A ps / 25 ° C. self-emulsifying urethane emulsion was obtained.

【0033】比較例1 実施例1と同様の反応器に、実施例2と同じポリカーボ
ネートジオール138g(0.069mol)、イソホ
ロンジイソシアネート50.0g(0.225mo
l)、ジブチルスズラウリレート0.0002g及びメ
チルエチルケトン100gを入れ、80℃で2時間ウレ
タン化反応を行い、プレポリマーを製造した。この反応
液に、さらにジメチロールプロピオン酸12g(0.0
90mol)を加え、さらに80℃で5時間反応を行っ
た。次いで、このウレタンプレポリマーにトリエチルア
ミン(0.090mol)を加え中和した後、ジエチレ
ントリアミン(0.014mol)を蒸留水460gに
溶解した水溶液を添加して架橋反応を行った。反応後、
減圧下でメチルエチルケトンを除去したところ、樹脂固
形分濃度40%、粘度200cps/25℃の自己乳化
型ウレタンエマルションを得た。(以下ウレタンエマル
ションAという)
Comparative Example 1 In the same reactor as in Example 1, 138 g (0.069 mol) of the same polycarbonate diol as in Example 2 and 50.0 g (0.225 mo) of isophorone diisocyanate were used.
1), 0.0002 g of dibutyltin laurylate and 100 g of methyl ethyl ketone were added, and a urethanization reaction was carried out at 80 ° C. for 2 hours to produce a prepolymer. To this reaction solution was further added 12 g of dimethylolpropionic acid (0.0
90 mol) was added, and the reaction was further performed at 80 ° C. for 5 hours. Next, triethylamine (0.090 mol) was added to the urethane prepolymer for neutralization, and then an aqueous solution of diethylenetriamine (0.014 mol) dissolved in 460 g of distilled water was added to carry out a crosslinking reaction. After the reaction
When methyl ethyl ketone was removed under reduced pressure, a self-emulsifying urethane emulsion having a resin solid content concentration of 40% and a viscosity of 200 cps / 25 ° C. was obtained. (Hereinafter referred to as urethane emulsion A)

【0034】比較例2 ウレタンエマルションA及びロジン系エマルション〔東
邦化学工業(株)製HIMAX RE−210 樹脂固
形分60%〕を、樹脂比80:20(重量比)の割合で
添加撹拌したところ、樹脂固形分42.9%、粘度40
0cps/25℃の乳白色のエマルションを得た。
Comparative Example 2 Urethane emulsion A and rosin emulsion [HIMAX RE-210 resin solid content 60% manufactured by Toho Chemical Industry Co., Ltd.] were added and stirred at a resin ratio of 80:20 (weight ratio). Resin solid content 42.9%, viscosity 40
A milky white emulsion of 0 cps / 25 ° C was obtained.

【0035】比較例3 ウレタンエマルションA及び炭化水素系エマルション
〔五協産業(株)製 MGF−A−100 樹脂固形分
60%)を、樹脂比80:20(重量比)の割合で添加
撹拌したところ、樹脂固形分42.9% 粘度250c
ps/25℃の乳白色エマルションを得た。
Comparative Example 3 A urethane emulsion A and a hydrocarbon emulsion [Myogo Sangyo Co., Ltd. MGF-A-100 resin solid content 60%) were added and stirred at a resin ratio of 80:20 (weight ratio). However, resin solid content 42.9%, viscosity 250c
A milky white emulsion of ps / 25 ° C was obtained.

【0036】○性能評価 実施例1〜5及び比較例1〜3で得られたウレタン系エ
マルションを印刷用バインダーとして用い、それぞれの
樹脂性能の評価を行った。 (インク組成) ・酸化チタン(ルチル型) 40重量部 ・実施例1〜5及び比較例1〜3で得られた ウレタン系エマルション 15重量部(固形分) ・イソプロピルアルコール 10重量部 からなる組成物に、35部の水を添加し、それぞれをペ
イントコンディショナーで練肉して白色印刷インクを調
製した。この後、バーコターNo,10を使用し、厚さ
20μmのコロナ放電処理延伸ポリプロピレンフィルム
の放電処理面(以下、OPPと略す)、及び厚さ15μ
mのポリエチレンテレフタレート(PET)の片面に印
刷して40℃で乾燥し印刷フィルムを得た。
Performance Evaluation The urethane emulsions obtained in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3 were used as printing binders to evaluate the respective resin performances. (Ink composition) 40 parts by weight of titanium oxide (rutile type) 15 parts by weight of urethane emulsions obtained in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3 (solid content) 10 parts by weight of isopropyl alcohol To this, 35 parts of water was added, and each was kneaded with a paint conditioner to prepare a white printing ink. Thereafter, using Barcoter No. 10, a discharge-treated surface (hereinafter abbreviated as OPP) of a corona discharge-treated stretched polypropylene film having a thickness of 20 μm, and a thickness of 15 μm
m polyethylene terephthalate (PET) was printed on one side and dried at 40 ° C. to obtain a printed film.

【0037】(顔料分散性の評価)前記処方により得ら
れた印刷インクの粘度により顔料分散性を評価した。 ○ :粘度100cps以下 (25℃) △ :粘度100〜500cps(25℃) × :粘度500cps以上 (25℃) 評価結果を表1に示す。
(Evaluation of Pigment Dispersibility) The pigment dispersibility was evaluated by the viscosity of the printing ink obtained by the above formulation. ◯: Viscosity 100 cps or less (25 ° C.) Δ: Viscosity 100 to 500 cps (25 ° C.) ×: Viscosity 500 cps or more (25 ° C.) Evaluation results are shown in Table 1.

【0038】(接着性の評価)乾燥後及び1日放置後の
印刷フィルムの印刷面に紙テープを貼り付け、これを急
速にはがしたときの状態によって、以下の評価を行っ
た。 ◎ :100%印刷皮膜が残ったもの ○ :50%以上の印刷皮膜が残ったもの △ :50%未満の印刷皮膜が残ったもの × :100%印刷皮膜が残らなかったもの 結果を表1及び表2に示す。
(Evaluation of Adhesiveness) A paper tape was attached to the printing surface of the printing film after being dried and left to stand for 1 day, and the following evaluation was carried out according to the state when the paper tape was rapidly peeled off. ◎: 100% printed film remained ○: 50% or more printed film remained △: Less than 50% printed film remained ×: 100% printed film did not remain Table 1 and Table 1 It shows in Table 2.

【0039】(耐揉み性、湿潤時の耐揉み性の評価)乾
燥後及び1日放置後の印刷フィルム及び、前記印刷フィ
ルムを20℃の水に30分浸漬した後、耐揉み試験機を
用い、荷重1Kg、速度25回/min、の条件で50
回耐揉み試験を行い、以下の評価を行った。 ◎ :100%印刷皮膜が残ったもの ○ :50%以上の印刷皮膜が残ったもの △ :50%未満の印刷皮膜が残ったもの × :100%印刷皮膜が残らなかったもの 結果を表1及び表2に示す。
(Evaluation of Rubbing Resistance and Rubbing Resistance When Wet) The printing film after being dried and allowed to stand for 1 day, and after dipping the printing film in water at 20 ° C. for 30 minutes, a rubbing resistance tester was used. , Load 1 kg, speed 25 times / min, 50
The rubbing resistance test was performed and the following evaluations were performed. ◎: 100% printed film remained ○: 50% or more printed film remained △: Less than 50% printed film remained ×: 100% printed film did not remain Table 1 and Table 1 It shows in Table 2.

【0040】(フィルムの耐溶剤性評価)実施例1〜5
及び比較例1〜3で得られたウレタン系エマルションを
バーコターNo,10を使用し、OPPの片面に塗布
し、80℃×10min乾燥しサンプルを得た。このサ
ンプルにトルエンを染み込ませた布を10回こすり付
け、ラビング試験を行い、塗膜の剥がれ具合を目視で評
価した。 ○ : 塗膜に異常無し △ : 塗膜が溶解する。 × : 塗膜が完全に溶解しOPPが露出する。 結果を表1に示す。
(Evaluation of solvent resistance of film) Examples 1 to 5
The urethane emulsions obtained in Comparative Examples 1 to 3 were applied to one side of OPP using Barcoter No. 10 and dried at 80 ° C. for 10 minutes to obtain samples. A cloth impregnated with toluene was rubbed on this sample 10 times, a rubbing test was performed, and the degree of peeling of the coating film was visually evaluated. ◯: There is no abnormality in the coating film Δ: The coating film dissolves. X: The coating film is completely dissolved and OPP is exposed. The results are shown in Table 1.

【0041】[0041]

【表1】 [Table 1]

【0042】[0042]

【表2】 [Table 2]

【0043】[0043]

【発明の効果】本発明により得られる、分子中にロジン
骨格を有する自己乳化型ウレタンエマルションは、コー
ティング剤、又は印刷インクとして使用する場合、顔料
分散性に優れ、その塗膜は疎水性表面を持つポリプロピ
レン、ポリエチレン等のプラスチック基材に対しても優
れた密着性を有し、且つ耐水性、耐溶剤性に優れるもの
である。
The self-emulsifying urethane emulsion having a rosin skeleton in the molecule obtained by the present invention has excellent pigment dispersibility when used as a coating agent or printing ink, and its coating film has a hydrophobic surface. It also has excellent adhesion to its own plastic substrates such as polypropylene and polyethylene, and also has excellent water resistance and solvent resistance.

フロントページの続き (72)発明者 新田 正夫 愛知県名古屋市港区船見町1番地の1東亞 合成化学工業株式会社名古屋総合研究所内Front page continuation (72) Inventor Masao Nitta 1 Toago Synthetic Chemical Industry Co., Ltd. Nagoya Research Institute, 1 Funami-cho, Minato-ku, Nagoya, Aichi

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】分子中にロジン骨格を有するポリオールを
5重量%以上含有するポリオール、ポリイソシアネート
及び酸ジオールを反応させて得られる、カルボキシル基
と未反応イソシアネート基を有するウレタンプレポリマ
ーを中和し、ついで中和ウレタンプレポリマーを水性媒
体中でエマルション化しつつ又はエマルション化した
後、中和ウレタンプレポリマーの架橋反応を行うか、若
くは中和ウレタンプレポリマーの架橋反応の後に架橋ポ
リウレタンを水性媒体中でエマルション化することを特
徴とする自己乳化型ウレタンエマルションの製造方法。
1. A urethane prepolymer having a carboxyl group and an unreacted isocyanate group, which is obtained by reacting a polyol containing a rosin skeleton in the molecule in an amount of 5% by weight or more, a polyisocyanate and an acid diol, is neutralized. Then, while emulsifying the neutralized urethane prepolymer in an aqueous medium or after emulsifying, perform a crosslinking reaction of the neutralized urethane prepolymer, or, after the crosslinking reaction of the neutralized urethane prepolymer, convert the crosslinked polyurethane into an aqueous medium. A method for producing a self-emulsifying urethane emulsion, which comprises emulsifying in a medium.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007291374A (en) * 2006-03-31 2007-11-08 Sk Kaken Co Ltd High polymer
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CN115449047A (en) * 2022-07-07 2022-12-09 江西辙炜新材料科技有限公司 A kind of polyurethane latex, its preparation method and application

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