JPH11228655A - Polyurethane emulsion for water-based printing ink and water-based printing ink using the same - Google Patents
Polyurethane emulsion for water-based printing ink and water-based printing ink using the sameInfo
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- JPH11228655A JPH11228655A JP5274298A JP5274298A JPH11228655A JP H11228655 A JPH11228655 A JP H11228655A JP 5274298 A JP5274298 A JP 5274298A JP 5274298 A JP5274298 A JP 5274298A JP H11228655 A JPH11228655 A JP H11228655A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 水性印刷インキのビヒクルに用いられるポリ
ウレタン系エマルジョン、及び、密着性、印刷適性に優
れた水性印刷インキを提供する。
【解決手段】 (A)ポリオール、(B)鎖延長剤、
(C)カルボキシル基及び活性水素基を含有する化合
物、(D)有機ポリイソシアネート、(E)中和剤を反
応させて得られるポリウレタン系ポリマーの水系エマル
ジョンであって、該水系エマルジョンの最低成膜温度が
35℃未満であることを特徴とする水性印刷インキ用ポ
リウレタン系エマルジョン、及び、前述のポリウレタン
系エマルジョンを用いた水性印刷インキにより解決す
る。PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polyurethane emulsion used as a vehicle of an aqueous printing ink, and an aqueous printing ink excellent in adhesion and printability. SOLUTION: (A) a polyol, (B) a chain extender,
An aqueous emulsion of a polyurethane polymer obtained by reacting (C) a compound containing a carboxyl group and an active hydrogen group, (D) an organic polyisocyanate, and (E) a neutralizing agent. The problem is solved by a polyurethane emulsion for aqueous printing ink, wherein the temperature is less than 35 ° C., and an aqueous printing ink using the above-mentioned polyurethane emulsion.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、密着性、印刷適性
に優れた水性印刷インキのビヒクルに用いられるポリウ
レタン系エマルジョン及びそれを用いた水性印刷インキ
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polyurethane emulsion used as a vehicle for an aqueous printing ink having excellent adhesion and printability, and an aqueous printing ink using the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、印刷インキの分野では、有機溶剤
系のものが主流であった。しかし、近年、大気汚染防
止、消防法上の規制、労働安全衛生等の観点から、水系
の印刷インキが指向されている。このような水性印刷イ
ンキの性能は、ビヒクルとして用いられる樹脂の特性に
依るところが大きく、カルボン酸塩を分子鎖中に導入し
ている樹脂、例えば、ポリエステル樹脂、アクリル樹
脂、ポリウレタン樹脂等が提案されている。特にポリウ
レタン樹脂は、各種プラスチックフィルムに対する密着
性が良好であるため、有機溶剤系の印刷インキでは、広
く用いられている。しかし、水性印刷インキ用のポリウ
レタン樹脂は、性能的に有機溶剤系のものより劣るた
め、様々な検討がなされてきた。2. Description of the Related Art In the field of printing inks, organic solvent-based inks have been mainly used. However, in recent years, from the viewpoints of air pollution prevention, regulations under the Fire Service Law, occupational health and safety, etc., aqueous printing inks have been used. The performance of such an aqueous printing ink largely depends on the characteristics of the resin used as a vehicle, and a resin in which a carboxylate is introduced into a molecular chain, for example, a polyester resin, an acrylic resin, a polyurethane resin, and the like have been proposed. ing. In particular, polyurethane resins are widely used in organic solvent-based printing inks because of their good adhesion to various plastic films. However, various studies have been made on polyurethane resins for aqueous printing inks because they are inferior in performance to organic resin-based resins.
【0003】例えば、特開平5−171091号公報に
は、ポリカーボネートジオールを用いたポリウレタン樹
脂の水系エマルジョンを用いた水性印刷インキが開示さ
れている。また、特開平6−346012号公報には、
ノニオン性及びアニオン性親水基を導入したポリウレタ
ン樹脂の水系エマルジョンを用いた水系印刷インキ用バ
インダーが開示されている。For example, JP-A-5-171091 discloses an aqueous printing ink using an aqueous emulsion of a polyurethane resin using polycarbonate diol. Also, JP-A-6-346012 discloses that
A binder for an aqueous printing ink using an aqueous emulsion of a polyurethane resin having a nonionic and anionic hydrophilic group introduced therein is disclosed.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】水系エマルジョンにお
いて、樹脂は水に溶解しているわけではないので、有機
溶剤系の印刷システムを、そのまま水系エマルジョンの
印刷インキを用いたシステムに適用するには、乾燥不
良、インキの密着不良、インキ皮膜の割れ等の問題が発
生することがある。In an aqueous emulsion, the resin is not dissolved in water. Therefore, to apply an organic solvent-based printing system to a system using an aqueous emulsion printing ink as it is, Problems such as poor drying, poor ink adhesion, and cracking of the ink film may occur.
【0005】本発明は、水性印刷インキのビヒクルに用
いられるポリウレタン系エマルジョン、及び、密着性、
印刷適性に優れた水性印刷インキを提供することを目的
とする。The present invention provides a polyurethane emulsion used as a vehicle for aqueous printing inks,
An object of the present invention is to provide an aqueous printing ink excellent in printability.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は以下
の(1)、(2)に示されるものである。 (1) (A)数平均分子量500〜10,000のポ
リオール、(B)鎖延長剤、(C)カルボキシル基及び
活性水素基を含有する化合物、(D)有機ポリイソシア
ネート、(E)中和剤を反応させて得られるポリウレタ
ン系ポリマーの水系エマルジョンであって、該水系エマ
ルジョンの最低成膜温度が35℃未満であることを特徴
とする水性印刷インキ用ポリウレタン系エマルジョン。That is, the present invention provides the following (1) and (2). (1) (A) a polyol having a number average molecular weight of 500 to 10,000, (B) a chain extender, (C) a compound containing a carboxyl group and an active hydrogen group, (D) an organic polyisocyanate, and (E) neutralization. A water-based emulsion of a polyurethane polymer obtained by reacting an agent, wherein the minimum film formation temperature of the water-based emulsion is lower than 35 ° C.
【0007】(2) 前記(1)のポリウレタン系エマ
ルジョンを用いた水性印刷インキ。(2) An aqueous printing ink using the polyurethane emulsion of (1).
【0008】[0008]
【発明の実施の形態】本発明のポリウレタン系エマルジ
ョンに使用される(A)ポリオールの数平均分子量が5
00〜10,000、好ましくは1,000〜5,00
0である。また、この(A)ポリオールの平均官能基数
は2〜4が好ましく、2〜3が更に好ましい。ポリオー
ルの数平均分子量が下限未満の場合は、インキ皮膜が硬
くなり過ぎる傾向にある。また、上限を越えると耐ブロ
ッキング性が不十分となりやすい。本発明に用いられる
ポリオールとしては、ポリエステルポリオール、ポリア
ミドエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポ
リエーテルエステルポリオール、ポリカーボネートポリ
オール、ポリオレフィンポリオール、動植物系ポリオー
ル等が挙げられる。本発明で好ましい(A)ポリオール
は、密着性を重視する場合は、ポリエステルポリオール
であり、耐水性を重視する場合は、ポリエーテルポリオ
ールやポリカーボネートポリオールである。なお、ポリ
オールの数平均分子量は、平均官能基数と末端基定量法
により求めた末端基量から算出したものである。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The polyol (A) used in the polyurethane emulsion of the present invention has a number average molecular weight of 5
00 to 10,000, preferably 1,000 to 5,000
0. The average number of functional groups of the polyol (A) is preferably 2 to 4, more preferably 2 to 3. When the number average molecular weight of the polyol is less than the lower limit, the ink film tends to be too hard. If the upper limit is exceeded, the blocking resistance tends to be insufficient. Examples of the polyol used in the present invention include a polyester polyol, a polyamide ester polyol, a polyether polyol, a polyether ester polyol, a polycarbonate polyol, a polyolefin polyol, and an animal and plant polyol. The preferred polyol (A) in the present invention is a polyester polyol when importance is attached to adhesion, and a polyether polyol or polycarbonate polyol when importance is attached to water resistance. In addition, the number average molecular weight of the polyol was calculated from the average number of functional groups and the amount of terminal groups determined by a terminal group determination method.
【0009】このポリエステルポリオールとしては、公
知のフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレ
ンジカルボン酸、コハク酸、酒石酸、シュウ酸、マロン
酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン
酸、クルタコン酸、アゼライン酸、セバシン酸、コハク
酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、1,4−
シクロヘキシルジカルボン酸、α−ハイドロムコン酸、
β−ハイドロムコン酸、α−ブチル−α−エチルグルタ
ル酸、α,β−ジエチルサクシン酸、マレイン酸、フマ
ル酸等のジカルボン酸又は無水物等の1種類以上と、エ
チレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3
−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3
−ブタンジオール、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、1,8
−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、3−メ
チル−1,5−ペンタンジオール、3,3−ジメチロー
ルヘプタン、ジエチレングリコール、ジプロピレングリ
コール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコー
ル、ジプロピレングリコール、シクロヘキサン−1,4
−ジオール、シクロヘキサン−1,4−ジメタノール、
ダイマー酸ジオール、ビスフェノールAのエチレンオキ
サイドやプロピレンオキサイド付加物、ビス(β−ヒド
ロキシエチル)ベンゼン、キシリレングリコール、グリ
セリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトー
ル等の低分子ポリオール類の1種類以上との縮重合反応
から得られる。更に、ε−カプロラクトン、アルキル置
換ε−カプロラクトン、δ−バレロラクトン、アルキル
置換δ−バレロラクトン等の環状エステル(いわゆるラ
クトン)モノマーの開環重合から得られるラクトン系ポ
リエステルポリオール等がある。更に、低分子ポリオー
ルの一部をヘキサメチレンジアミン、イソホロンジアミ
ン、モノエタノールアミン等の低分子ポリアミンや低分
子アミノアルコールを用いてもよい。この場合は、ポリ
エステル−アミドポリオールが得られることになる。Examples of the polyester polyol include known phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid, succinic acid, tartaric acid, oxalic acid, malonic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, curtaconic acid, Azelaic acid, sebacic acid, succinic acid, adipic acid, sebacic acid, azelaic acid, 1,4-
Cyclohexyldicarboxylic acid, α-hydromuconic acid,
one or more kinds of dicarboxylic acids or anhydrides such as β-hydromuconic acid, α-butyl-α-ethylglutaric acid, α, β-diethylsuccinic acid, maleic acid, and fumaric acid; ethylene glycol; Propanediol, 1,3
-Propanediol, 1,2-butanediol, 1,3
-Butanediol, 1,4-butanediol, 1,5-
Pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,8
-Octanediol, 1,9-nonanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 3,3-dimethylolheptane, diethylene glycol, dipropylene glycol, neopentyl glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, cyclohexane-1, 4
-Diol, cyclohexane-1,4-dimethanol,
Polycondensation with one or more low molecular polyols such as dimer acid diol, ethylene oxide and propylene oxide adducts of bisphenol A, bis (β-hydroxyethyl) benzene, xylylene glycol, glycerin, trimethylolpropane, and pentaerythritol. Obtained from the reaction. Further, there are lactone-based polyester polyols obtained by ring-opening polymerization of cyclic ester (so-called lactone) monomers such as ε-caprolactone, alkyl-substituted ε-caprolactone, δ-valerolactone, and alkyl-substituted δ-valerolactone. Further, a part of the low molecular polyol may be a low molecular polyamine such as hexamethylenediamine, isophoronediamine, monoethanolamine, or a low molecular amino alcohol. In this case, a polyester-amide polyol is obtained.
【0010】ポリエーテルポリオールとしては、前述の
ポリエステルポリオールに用いられる低分子ポリオール
類、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、トルエン
ジアミン、メタフェニレンジアミン、ジフェニルメタン
ジアミン、キシリレンジアミン等の低分子ポリアミン類
等のような活性水素基を2個以上、好ましくは2〜3個
有する化合物を開始剤として、エチレンオキサイド、プ
ロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド等のようなア
ルキレンオキサイド類、メチルグリシジルエーテル等の
アルキルグリシジルエーテル類、フェニルグリシジルエ
ーテル等のアリールグリシジルエーテル類、テトラヒド
ロフラン等の環状エーテルモノマーの単品又は混合物か
ら公知の方法により付加重合することで得られる。Examples of the polyether polyols include low-molecular-weight polyols used in the above-mentioned polyester polyols and low-molecular-weight polyamines such as ethylenediamine, propylenediamine, toluenediamine, metaphenylenediamine, diphenylmethanediamine, and xylylenediamine. Using a compound having two or more, preferably two to three hydrogen groups as an initiator, alkylene oxides such as ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, alkyl glycidyl ethers such as methyl glycidyl ether, phenyl glycidyl ether, etc. Can be obtained by addition polymerization from a single product or a mixture of cyclic ether monomers such as aryl glycidyl ethers and tetrahydrofuran by a known method.
【0011】ポリカーボネートポリオールとしては、前
述のポリエステルポリオール源の低分子ジオール、低分
子トリオール1種類以上と、エチレンカーボネート、ジ
エチルカーボネート、ジフェニルカーボネートとの脱ア
ルコール反応や脱フェノール反応から得られる。なお、
前述のポリカーボネートポリオールとポリエステルポリ
オールとのエステル交換品も好適に使用できる。The polycarbonate polyol is obtained by a dealcoholation reaction or a dephenolization reaction of at least one of the above-mentioned low molecular weight diols and low molecular weight triols of the polyester polyol with ethylene carbonate, diethyl carbonate and diphenyl carbonate. In addition,
Transesterified products of the above-mentioned polycarbonate polyol and polyester polyol can also be suitably used.
【0012】ポリエーテルエステルポリオールとして
は、前述のポリエーテルポリオールと前述のジカルボン
酸等から得られるコポリオールがある。また、前述のポ
リエステルやポリカーボネートと、エポキサイドや環状
エーテルとの反応で得られるものがある。As the polyetherester polyol, there is a copolyol obtained from the above-mentioned polyether polyol and the above-mentioned dicarboxylic acid. In addition, there are those obtained by the reaction of the above-mentioned polyester or polycarbonate with epoxide or cyclic ether.
【0013】ポリオレフィンポリオールとしては、水酸
基を2個以上有するポリブタジエン、水素添加ポリブタ
ジエン、ポリイソプレン、水素添加ポリイソプレン等が
挙げられる。Examples of the polyolefin polyol include polybutadiene having two or more hydroxyl groups, hydrogenated polybutadiene, polyisoprene, and hydrogenated polyisoprene.
【0014】動植物系ポリオールとしてはヒマシ油系ポ
リオール、絹フィブロイン等が挙げられる。Examples of animal and plant-based polyols include castor oil-based polyols and silk fibroin.
【0015】また、数平均分子量が500〜10,00
0で、かつ、1分子中に活性水素基を平均1個以上有す
るものであれば、ダイマー酸系ポリオール、水素添加ダ
イマー酸系ポリオールの他にエポキシ樹脂、ポリアミド
樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ロジン樹脂、
尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、クマロン樹
脂、ポリビニルアルコール等の活性水素基含有樹脂も使
用できる。The number average molecular weight is from 500 to 10,000.
0 and an average of at least one active hydrogen group in one molecule, epoxy resin, polyamide resin, polyester resin, acrylic resin, rosin in addition to dimer acid polyol and hydrogenated dimer acid polyol. resin,
Active hydrogen group-containing resins such as urea resins, melamine resins, phenol resins, coumarone resins, and polyvinyl alcohol can also be used.
【0016】本発明に使用される(B)鎖延長剤として
は、前述のポリエステルポリオールやポリエーテルポリ
オールを得るに際して用いられる低分子ポリオール類、
モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、N−メチ
ルジエタノールアミン、N−フェニルジプロパノールア
ミン等のアミノアルコール類が挙げられる。本発明で好
ましい鎖延長剤は、炭素数2〜15で、脂肪族ポリオー
ル、脂環族ポリオール、脂肪族ポリアミン、脂環族ポリ
アミンである。As the chain extender (B) used in the present invention, low molecular polyols used for obtaining the above-mentioned polyester polyol and polyether polyol,
Examples thereof include amino alcohols such as monoethanolamine, diethanolamine, N-methyldiethanolamine, and N-phenyldipropanolamine. Preferred chain extenders in the present invention are aliphatic polyols, alicyclic polyols, aliphatic polyamines and alicyclic polyamines having 2 to 15 carbon atoms.
【0017】本発明に使用される(C)カルボキシル基
及び活性水素基を含有する化合物としては、ジメチロー
ルプロピオン酸、ジメチロールブタン酸、ポリアミンと
酸無水物との反応物、ジメチロールプロピオン酸やジメ
チロールブタン酸を開始剤としたラクトン付加物等が挙
げられる。本発明で好ましい(C)カルボキシル基及び
活性水素基を含有する化合物としては、ジメチロールプ
ロピオン酸、ジメチロールブタン酸である。The compound (C) containing a carboxyl group and an active hydrogen group used in the present invention includes dimethylolpropionic acid, dimethylolbutanoic acid, a reaction product of a polyamine with an acid anhydride, dimethylolpropionic acid, Lactone adducts using dimethylolbutanoic acid as an initiator are exemplified. Preferred compounds (C) having a carboxyl group and an active hydrogen group in the present invention are dimethylolpropionic acid and dimethylolbutanoic acid.
【0018】本発明に使用される(D)有機ポリイソシ
アネートとしては、2,4−トルエンジイソシアネー
ト、2,6−トルエンジイソシアネート、2,2′−ジ
フェニルメタンジイソシアネート、2,4′−ジフェニ
ルメタ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、ジフェニルジメチルメタンジイソ
シアネート、ジベンジルジイソシアネート、ナフチレン
ジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、キシ
リレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイ
ソシアネート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(以後、HDIと略称する)、リジンジイソシアネー
ト、2−メチルペンタン−1,5−ジイソシアネート、
3−メチルペンタン−1,5−ジイソシアネート、2,
2,4−トリメチルヘキサヘチレン−1,6−ジイソシ
アネート、2,4,4−トリメチルヘキサヘチレン−
1,6−ジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネー
ト、イソホロンジイソシアネート(以後、IPDIと略
称する)、シクロヘキシルジイソシアネート、水素添加
キシリレンジイソシアネート(以後、H6 XDIと略称
する)、水素添加ジフェニルメタンジイソシアネート
(以後、H12MDIと略称する)、水素添加トリメチル
キシリレンジイソシアネート等の脂環族ジイソシアネー
トがある。これらの有機ジイソシアネートは単独でも用
いることができるし、混合物にして用いても良い。更に
は、これらのアダクト変性体、カルボジイミド変性体、
アロファネート変性体、ビュレット変性体、ウレトジオ
ン変性体、ウレトイミン変性体、イソシアヌレート変性
体等の変性体も使用できる。これらの(D)有機ポリイ
ソシアネートでは、塗料としたときの耐候性、密着性を
考慮すると、HDI、IPDI、H6 XDI、H12MD
Iが好ましい。The (D) organic polyisocyanate used in the present invention includes 2,4-toluene diisocyanate, 2,6-toluene diisocyanate, 2,2'-diphenylmethane diisocyanate, 2,4'-diphenylmethane diisocyanate, Aromatic diisocyanates such as 4'-diphenylmethane diisocyanate, diphenyldimethylmethane diisocyanate, dibenzyl diisocyanate, naphthylene diisocyanate, phenylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, tetramethyl xylylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate (hereinafter abbreviated as HDI) ), Lysine diisocyanate, 2-methylpentane-1,5-diisocyanate,
3-methylpentane-1,5-diisocyanate, 2,
2,4-trimethylhexahylene-1,6-diisocyanate, 2,4,4-trimethylhexahylene-
Aliphatic diisocyanates such as 1,6-diisocyanate, isophorone diisocyanate (hereinafter abbreviated as IPDI), cyclohexyl diisocyanate, hydrogenated xylylene diisocyanate (hereinafter abbreviated as H 6 XDI), hydrogenated diphenylmethane diisocyanate (hereinafter H 12 MDI), and alicyclic diisocyanates such as hydrogenated trimethylxylylene diisocyanate. These organic diisocyanates can be used alone or as a mixture. Furthermore, these adduct modified products, carbodiimide modified products,
Modified products such as allophanate modified product, buret modified product, uretdione modified product, uretoimine modified product, and isocyanurate modified product can also be used. In these (D) organic polyisocyanates, HDI, IPDI, H 6 XDI, and H 12 MD are considered in consideration of weather resistance and adhesion when formed into a paint.
I is preferred.
【0019】本発明に使用される(E)中和剤として
は、アンモニア、エチルアミン、トリメチルアミン、ト
リエチル アミン、トリイソプロピルアミン、トリブチ
ルアミン、トリエタノールアミン、N−メチルジエタノ
ールアミン、N−フェニルジエタノールアミン、モノエ
タノールアミン、ジメチルエタノールアミン、ジエチル
エタノールアミン、モルホリン、N−メチルモルホリ
ン、2−アミノ−2−エチル−1−プロパノール等の有
機アミン類、リチウム、カリウム、ナトリウム等のアル
カリ金属、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムの無機ア
ルカリ類等が挙げられるが、乾燥後の耐候性や耐水性を
向上させるためには、熱によって容易に解離する揮発性
の高いものが好ましく、アンモニア、トリメチルアミ
ン、トリエチルアミンが好ましい。また、これら中和剤
は、それぞれ単独又は2種以上の混合物でも使用するこ
とができる。The neutralizing agent (E) used in the present invention includes ammonia, ethylamine, trimethylamine, triethylamine, triisopropylamine, tributylamine, triethanolamine, N-methyldiethanolamine, N-phenyldiethanolamine and monoethanol. Organic amines such as amine, dimethylethanolamine, diethylethanolamine, morpholine, N-methylmorpholine and 2-amino-2-ethyl-1-propanol; alkali metals such as lithium, potassium and sodium; sodium hydroxide; Inorganic alkalis of potassium and the like can be mentioned, but in order to improve weather resistance and water resistance after drying, those having high volatility which easily dissociates by heat are preferable, and ammonia, trimethylamine and triethylamine are preferable. Good. These neutralizing agents may be used alone or in combination of two or more.
【0020】なお、(D)中和剤は、ポリウレタン系ポ
リマーに導入されたカルボン酸と塩を形成することにな
る。カルボン酸塩導入量は、ポリウレタン系ポリマー中
に0.05〜1.5mmol/gであり、好ましくは、
0.1〜1.3mmol/gである。カルボン酸塩導入
量が下限未満の場合は、ポリウレタン系ポリマーがうま
く水中に分散しない。上限を越える場合は、乾燥後のポ
リウレタン系ポリマーの耐水性が不足する。なお、エマ
ルジョンのpHは7.5〜10.5が好ましく、8〜1
0が更に好ましい。pHが7.5を下回る場合、ポリウ
レタン系ポリマーの水分散性が不十分となる。また、p
Hが10.5を越える場合は、加水分解反応により、経
時でポリマーの分子切断が生じる場合がある。The neutralizing agent (D) forms a salt with the carboxylic acid introduced into the polyurethane polymer. The amount of the carboxylate to be introduced is 0.05 to 1.5 mmol / g in the polyurethane-based polymer.
0.1 to 1.3 mmol / g. If the amount of the carboxylate is less than the lower limit, the polyurethane polymer does not disperse well in water. If it exceeds the upper limit, the water resistance of the dried polyurethane-based polymer will be insufficient. The pH of the emulsion is preferably from 7.5 to 10.5, and from 8 to 1
0 is more preferred. When the pH is lower than 7.5, the water-dispersibility of the polyurethane polymer becomes insufficient. Also, p
If H exceeds 10.5, the polymer may undergo molecular breakage over time due to a hydrolysis reaction.
【0021】なお、本発明におけるポリウレタン系ポリ
マーは、水分散能を持たせるために、親水基としてカル
ボン酸塩を分子鎖中に導入しているが、必要に応じて、
スルホン酸塩、リン酸塩、ホスホン酸塩等のカルボン酸
塩以外のアニオン性極性基、4級アンモニウム塩等のカ
チオン性極性基、エーテル基等のノニオン性極性基を導
入してもよい。In the present invention, a carboxylic acid salt is introduced into the molecular chain as a hydrophilic group in the polyurethane polymer in order to have a water dispersing ability.
An anionic polar group other than a carboxylate such as a sulfonate, a phosphate, or a phosphonate may be introduced, a cationic polar group such as a quaternary ammonium salt, or a nonionic polar group such as an ether group.
【0022】本発明において、ポリウレタン系ポリマー
を合成する際、必要に応じて、ポリエステルポリオール
等の他のポリオールや反応停止剤を使用することができ
る。反応停止剤としてはモノアルコール類、モノアミン
類があり、場合によってはアミノアルコール類も反応停
止剤となりうる。また、フェニルイソシアネート、ブチ
ルイソシアネート、シクロヘキシルイソシアネート等の
ようなモノイソシアネートも反応停止剤として使用でき
る。In the present invention, when synthesizing the polyurethane polymer, other polyols such as polyester polyol and a reaction terminator can be used as necessary. Examples of the reaction terminator include monoalcohols and monoamines, and in some cases, amino alcohols can also be a reaction terminator. Further, monoisocyanates such as phenyl isocyanate, butyl isocyanate, cyclohexyl isocyanate and the like can also be used as a reaction terminator.
【0023】具体的なモノアルコールとしては、メタノ
ール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、
2−エチルヘキサノール等がある。モノアミンとして
は、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン等の
1級アミンや、ジエチルアミン、ジブチルアミン等の2
級アミンがある。アミノアルコールとしては、モノエタ
ノールアミン、ジエタノールアミン等が挙げられる。Specific examples of the monoalcohol include methanol, ethanol, propanol, isopropanol,
2-ethylhexanol and the like. Monoamines include primary amines such as ethylamine, propylamine and butylamine, and secondary amines such as diethylamine and dibutylamine.
There are secondary amines. Examples of the amino alcohol include monoethanolamine and diethanolamine.
【0024】本発明に用いられるポリウレタン系ポリマ
ーの製造方法としては、活性水素過剰の雰囲気で反応さ
せるワンショット法や、活性水素化合物と有機ジイソシ
アネートとをイソシアネート基過剰で反応させて、イソ
シアネート基末端プレポリマーを合成しておき、その
後、活性水素化合物、特に鎖延長剤を反応させるプレポ
リマー法等、公知の方法にて合成できる。また、ポリウ
レタン系ポリマーを水と相溶する有機溶剤中で反応後、
水を添加し、その後、有機溶剤を取り除く方法や、溶剤
を使用しないでポリマーを合成し、強制的に水に分散や
溶解させる方法でも得られる。なお、ポリウレタン系ポ
リマーに導入されたカルボン酸と(D)中和剤との塩形
成時期はウレタン化反応の前後を問わない。The method for producing the polyurethane polymer used in the present invention includes a one-shot method in which the reaction is carried out in an atmosphere having an excess of active hydrogen, and a method in which an active hydrogen compound is reacted with an organic diisocyanate in an excess of an isocyanate group to form an isocyanate group-terminated prepolymer. A polymer can be synthesized and then synthesized by a known method such as a prepolymer method in which an active hydrogen compound, particularly a chain extender is reacted. Also, after reacting the polyurethane polymer in an organic solvent compatible with water,
It can also be obtained by adding water and then removing the organic solvent, or by synthesizing a polymer without using a solvent and forcibly dispersing or dissolving in water. The salt formation time between the carboxylic acid introduced into the polyurethane polymer and the (D) neutralizing agent may be before or after the urethane-forming reaction.
【0025】ワンショット法の場合、イソシアネート基
/活性水素基のモル比は、0.5〜1未満であり、好ま
しくは、0.8〜1未満である。0.5未満の場合は、
ポリウレタンポリマーの分子量が小さすぎるため、耐久
性に欠ける。1以上の場合は、ポリマーを合成する際、
ゲル化が起こりやすくなる。In the case of the one-shot method, the molar ratio of isocyanate groups / active hydrogen groups is from 0.5 to less than 1, preferably from 0.8 to less than 1. If less than 0.5,
Since the molecular weight of the polyurethane polymer is too small, durability is lacking. In the case of one or more, when synthesizing the polymer,
Gelation is likely to occur.
【0026】プレポリマー法の場合、プレポリマー合成
時のイソシアネート基/活性水素基のモル比は、1.1
〜5.0であり、好ましくは1.5〜4.0である。
1.1未満の場合は、プレポリマーの分子量が大きくな
りすぎて、その後の反応工程に進みにくくなる。5.0
を越える場合は、密着性に乏しくなる。In the case of the prepolymer method, the molar ratio of isocyanate groups / active hydrogen groups at the time of prepolymer synthesis is 1.1.
To 5.0, preferably 1.5 to 4.0.
If it is less than 1.1, the molecular weight of the prepolymer becomes too large, making it difficult to proceed to the subsequent reaction step. 5.0
If it exceeds, the adhesion will be poor.
【0027】本発明に用いられるポリウレタン系ポリマ
ーのウレタン基濃度とウレア基濃度の総和は1.0〜
3.0mmol/g、好ましくは1.3〜2.7mmo
l/gである。なお、ウレア基がポリマー中に存在しな
い場合は、ウレタン基濃度が1.0〜3.0mmol/
g、好ましくは1.3〜2.7mmol/gとなる。ウ
レタン基濃度とウレア基濃度の総和が下限未満の場合
は、インキ皮膜の強度が不十分となりやすい。また、上
限を越える場合は、インキ皮膜の密着性が不十分となり
やすい。The total of the urethane group concentration and the urea group concentration of the polyurethane polymer used in the present invention is 1.0 to 1.0.
3.0 mmol / g, preferably 1.3 to 2.7 mmol
1 / g. When no urea group is present in the polymer, the urethane group concentration is 1.0 to 3.0 mmol /
g, preferably 1.3 to 2.7 mmol / g. If the sum of the urethane group concentration and the urea group concentration is less than the lower limit, the strength of the ink film tends to be insufficient. If the upper limit is exceeded, the adhesion of the ink film tends to be insufficient.
【0028】有機溶剤を用いる場合、使用できる有機溶
剤としては、トルエン、キシレン、スワゾ−ル(コスモ
石油株式会社製の芳香族系炭化水素溶剤)、ソルベッソ
(エクソン化学株式会社製の芳香族系炭化水素溶剤)等
の芳香族系溶剤、アセトン、メチルエチルケトン、メチ
ルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶
剤、メタノール、エタノール、イソプロパノール等のア
ルコール系溶剤、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソブ
チル等のエステル系溶剤、エチレングリコールエチルエ
ーテルアセテート、プロピレングリコールメチルエーテ
ルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルアセテ
ート、エチル−3−エトキシプロピオネート等のグリコ
ールエーテルエステル系溶剤、テトラヒドロフラン、ジ
オキサン等のエーテル系溶剤が挙げられる。前記溶剤は
1種又は2種以上使用することができる。When an organic solvent is used, usable organic solvents include toluene, xylene, swazol (an aromatic hydrocarbon solvent manufactured by Cosmo Oil Co., Ltd.) and Solvesso (an aromatic hydrocarbon solvent manufactured by Exxon Chemical Co., Ltd.). Aromatic solvents such as hydrogen solvents), ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and cyclohexanone; alcohol solvents such as methanol, ethanol, and isopropanol; ester solvents such as ethyl acetate, butyl acetate, and isobutyl acetate; Glycol ether ester solvents such as ethylene glycol ethyl ether acetate, propylene glycol methyl ether acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, and ethyl-3-ethoxypropionate; and ethers such as tetrahydrofuran and dioxane. Le-based solvents. One or more of the above solvents can be used.
【0029】本発明に使用するイソシアネート基末端プ
レポリマーや、ポリウレタン系ポリマーを合成する際の
反応触媒としては、公知のいわゆるウレタン化触媒を用
いることができる。具体的には、ジオクチルチンジラウ
レート等の有機金属化合物や、トリエチレンジアミン等
の有機アミンやその塩等が挙げられる。ウレタン化時の
反応温度は、10〜100℃、好ましくは30〜80℃
である。As a reaction catalyst for synthesizing an isocyanate group-terminated prepolymer or a polyurethane polymer used in the present invention, a known so-called urethanization catalyst can be used. Specific examples include organic metal compounds such as dioctyltin dilaurate, organic amines such as triethylenediamine, and salts thereof. The reaction temperature during urethanization is 10 to 100 ° C, preferably 30 to 80 ° C.
It is.
【0030】このようにして得られるポリウレタン系ポ
リマーの数平均分子量は、5,000以上が好ましく、
特に10,000以上がが好ましい。ポリウレタン系ポ
リマーの数平均分子量が5,000未満の場合は、耐久
性に乏しくなる。なお、本発明において、ポリマーの数
平均分子量は、ポリスチレン検量線によるゲルパーミエ
ーションクロマトグラフィー(GPC)法によって測定
されるものである。The number average molecular weight of the polyurethane polymer thus obtained is preferably 5,000 or more,
In particular, it is preferably 10,000 or more. When the number average molecular weight of the polyurethane-based polymer is less than 5,000, durability becomes poor. In the present invention, the number average molecular weight of the polymer is measured by a gel permeation chromatography (GPC) method using a polystyrene calibration curve.
【0031】ポリウレタン系エマルジョンの平均粒径は
10〜3,000nmであり、好ましくは20〜2,8
00nmである。平均粒径が上限を越える場合は、エマ
ルジョンとして存在できなくなる。なお、この平均粒径
とは、動的光散乱法にて測定した値をキュムラント法に
て解析した値である。The polyurethane emulsion has an average particle size of 10 to 3,000 nm, preferably 20 to 2.8 nm.
00 nm. If the average particle size exceeds the upper limit, it cannot be present as an emulsion. The average particle size is a value obtained by analyzing a value measured by a dynamic light scattering method by a cumulant method.
【0032】ポリウレタン系エマルジョンの25℃にお
ける粘度は10〜30,000mPa・sであり、好ま
しくは20〜25,000mPa・sである。粘度が上
限を越える場合は、インキ化や印刷が困難となりやすいThe viscosity of the polyurethane emulsion at 25 ° C. is from 10 to 30,000 mPa · s, preferably from 20 to 25,000 mPa · s. If the viscosity exceeds the upper limit, it will be difficult to make ink or print.
【0033】本発明のポリウレタン系エマルジョンの最
低成膜温度(以後、MFTと略称する)が35℃未満で
あり、好ましくは30℃以下である。MFTが35℃以
上の場合は、インキ皮膜の密着性が不十分となりやす
い。また、乾燥工程が不十分なときに、インキ皮膜に割
れを生じることがある。なお、MFTとは、エマルジョ
ンのポリマー粒子が毛細管圧で、粒子から膜(フィル
ム)に変形する温度のことである。MFTより低い温度
ので成膜を試みても、粉末になるか、膜になっても割れ
てしまう。本発明におけるMFTの測定方法は、「室井
宗一,高分子ラテックスの化学,高分子刊行会(197
0)」に記載されている温度勾配板法である。The minimum film forming temperature (hereinafter abbreviated as MFT) of the polyurethane emulsion of the present invention is lower than 35 ° C., preferably 30 ° C. or lower. If the MFT is 35 ° C. or higher, the adhesion of the ink film tends to be insufficient. Further, when the drying step is insufficient, the ink film may be cracked. The MFT is a temperature at which the polymer particles of the emulsion are deformed from the particles into a film by capillary pressure. Attempts to form a film at a temperature lower than the MFT will result in a powder or a broken film. The method of measuring MFT in the present invention is described in "Souichi Muroi, Chemistry of Polymer Latex, Polymer Publishing Association (197
0)).
【0034】本発明におけるポリウレタン系ポリマーの
破断時の強度(測定温度25℃の引張試験における)
は、1〜120MPaが好ましく、更に好ましくは5〜
110MPaである。また、伸びは100〜1,500
%が好ましく、更に好ましくは110〜1,400%で
ある。破断時強度が上限を越える場合、及び、破断時伸
びが下限未満の場合は、インキ皮膜の密着性が不十分と
なりやすい。また、逆の場合は、インキ皮膜の耐久性が
不十分となりやすい。なお、引張試験における引張速度
は、200mm/分で測定した値である。The strength at break of the polyurethane polymer of the present invention (in a tensile test at a measurement temperature of 25 ° C.)
Is preferably 1 to 120 MPa, more preferably 5 to 120 MPa.
110 MPa. The elongation is 100-1,500
%, More preferably 110 to 1,400%. When the strength at break exceeds the upper limit, and when the elongation at break is less than the lower limit, the adhesion of the ink film tends to be insufficient. In the opposite case, the durability of the ink film tends to be insufficient. The tensile speed in the tensile test is a value measured at 200 mm / min.
【0035】本発明におけるポリウレタン系ポリマーの
ガラス転移温度は、−100〜30℃が好ましく、更に
好ましくは−80〜20℃である。ガラス転移温度が下
限未満の場合は、インキ皮膜の強度が不十分となりやす
い。また、上限を越える場合は、密着性が不十分となり
やすい。なお、ガラス転移温度は、動的粘弾性のE″
(損失弾性率)が極大となる温度として測定される。動
的粘弾性の測定条件は、昇温速度が2℃/分、周波数が
35Hzである。The glass transition temperature of the polyurethane polymer in the present invention is preferably -100 to 30 ° C, more preferably -80 to 20 ° C. When the glass transition temperature is lower than the lower limit, the strength of the ink film tends to be insufficient. If the ratio exceeds the upper limit, the adhesion tends to be insufficient. The glass transition temperature is the dynamic viscoelasticity E ″
It is measured as the temperature at which the (loss modulus) becomes maximum. The measurement conditions of the dynamic viscoelasticity are a temperature rising rate of 2 ° C./min and a frequency of 35 Hz.
【0036】本発明のポリウレタン系エマルジョンに
は、必要に応じて水系システムで慣用される添加剤及び
助剤を使用できる。例えば、顔料、ブロッキング防止
剤、分散安定剤、粘度調節剤、レベリング剤、ゲル化防
止剤、光安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、無機及び
有機充填剤、可塑剤、滑剤、帯電防止剤、補強材、触媒
等を添加することができる。In the polyurethane-based emulsion of the present invention, if necessary, additives and auxiliaries commonly used in aqueous systems can be used. For example, pigments, antiblocking agents, dispersion stabilizers, viscosity regulators, leveling agents, antigelling agents, light stabilizers, antioxidants, ultraviolet absorbers, inorganic and organic fillers, plasticizers, lubricants, antistatic agents , A reinforcing material, a catalyst and the like can be added.
【0037】また、本発明のポリウレタン系エマルジョ
ンは、他樹脂系のエマルジョンをブレンドして使用でき
る。例えば、アクリルエマルジョン、ポリエステルエマ
ルジョン、ポリオレフィンエマルジョン、ラテックス等
である。The polyurethane emulsion of the present invention can be used by blending another resin emulsion. For example, an acrylic emulsion, a polyester emulsion, a polyolefin emulsion, a latex and the like are used.
【0038】本発明の水性印刷インキは、前述のポリウ
レタン系エマルジョン、顔料や染料等の発色成分、及
び、必要に応じて他の樹脂、固形分や粘度調整のための
水、表面張力調整のためのイソプロパノールやN−メチ
ルピロリドンのような有機溶剤、ブロッキング防止剤、
分散安定剤、揺変剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、消泡
剤、増粘剤、分散剤、界面活性剤、触媒、フィラー、滑
剤、帯電防止剤、可塑剤等の添加剤からなり、これらを
配合し、ボールミル、サンドグラインドミル等を用いて
得られる。また、必要に応じて、塗布直前に硬化剤を添
加して用いても良い。具体的な硬化剤としては、日本ポ
リウレタン工業製のアクアネート100、200等のよ
うなポリイソシアネート系の硬化剤がある。The aqueous printing ink of the present invention comprises the above-mentioned polyurethane-based emulsion, coloring components such as pigments and dyes, and, if necessary, other resins, water for adjusting the solid content and viscosity, and adjusting the surface tension. Organic solvents such as isopropanol and N-methylpyrrolidone, antiblocking agents,
Consists of additives such as dispersion stabilizer, thixotropic agent, antioxidant, ultraviolet absorber, defoamer, thickener, dispersant, surfactant, catalyst, filler, lubricant, antistatic agent, plasticizer, etc. These are blended and obtained using a ball mill, a sand grind mill, or the like. Further, if necessary, a curing agent may be added and used immediately before application. Specific curing agents include polyisocyanate-based curing agents such as Aquanate 100 and 200 manufactured by Nippon Polyurethane Industry.
【0039】[0039]
【発明の効果】本発明により、密着性に優れ、印刷時の
作業性が良好な水性印刷インキを提供することが可能と
なった。本発明の水性印刷インキは、裏刷り用水性印刷
インキに最適である。According to the present invention, it has become possible to provide a water-based printing ink which has excellent adhesion and good workability during printing. The aqueous printing ink of the present invention is most suitable for an aqueous printing ink for back printing.
【0040】[0040]
【実施例】次に、本発明の実施例及び比較例について詳
細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるも
のではない。特にことわりのない限り、実施例中の
「部」及び「%」はそれぞれ「重量部」及び「重量%」
を意味する。EXAMPLES Next, examples of the present invention and comparative examples will be described in detail, but the present invention is not limited to these examples. Unless otherwise specified, “parts” and “%” in Examples are “parts by weight” and “% by weight”, respectively.
Means
【0041】〔ポリウレタン系エマルジョンの合成〕 実施例1 攪拌機、温度計、窒素シール管、冷却器のついた反応器
に、アセトンを271部、ポリオール(1)を400.
0部、NPGを10.4部仕込み、40℃にて均一に混
合した。その後、IPDIを58.4部、DBTDLを
0.072部仕込み、60℃で3時間反応させ、あらか
じめアセトンが、322部、DMBAが74.3部、T
EAが50.6部からなるカルボン酸塩溶液を仕込ん
で、更に60℃で2時間反応させて、イソシアネート基
末端プレポリマー溶液を得た。このイソシアネート基末
端プレポリマー溶液に、あらかじめIPAが148部、
IPDAが38.3部、MEAが3.1部からなるアミ
ン液を仕込み、1時間アミン延長反応させた。反応終了
後、水を1136部仕込んで転相させ、その後、ロータ
リーエバポレーターにてアセトンとIPAを除去して、
ポリウレタン系エマルジョンP−1を得た。P−1の固
形分は40.0%、粘度は330cP(25℃)、平均
粒径は60nm、MFTは0℃以下、数平均分子量は3
1,000であった。[Synthesis of Polyurethane Emulsion] Example 1 A reactor equipped with a stirrer, a thermometer, a nitrogen sealed tube, and a condenser was equipped with 271 parts of acetone and 400 parts of polyol (1).
0 parts and 10.4 parts of NPG were charged and uniformly mixed at 40 ° C. Thereafter, 58.4 parts of IPDI and 0.072 parts of DBTDL were charged and reacted at 60 ° C. for 3 hours. In advance, 322 parts of acetone, 74.3 parts of DMBA, and T
A carboxylate solution consisting of 50.6 parts of EA was charged and further reacted at 60 ° C. for 2 hours to obtain an isocyanate group-terminated prepolymer solution. 148 parts of IPA was previously added to the isocyanate group-terminated prepolymer solution,
An amine solution consisting of 38.3 parts of IPDA and 3.1 parts of MEA was charged and allowed to undergo an amine extension reaction for 1 hour. After completion of the reaction, 1136 parts of water was charged and the phase was inverted, and then acetone and IPA were removed by a rotary evaporator.
A polyurethane emulsion P-1 was obtained. The solid content of P-1 is 40.0%, the viscosity is 330 cP (25 ° C.), the average particle size is 60 nm, the MFT is 0 ° C. or less, and the number average molecular weight is 3
It was 1,000.
【0042】実施例2〜9、比較例1〜5 表1、2に示す配合で、実施例1と同様にしてP−2〜
14を合成した。合成結果を表1、2に示す。Examples 2 to 9 and Comparative Examples 1 to 5 P-2 to P-2 were prepared in the same manner as in Example 1 with the formulations shown in Tables 1 and 2.
14 was synthesized. The synthesis results are shown in Tables 1 and 2.
【0043】[0043]
【表1】 [Table 1]
【0044】[0044]
【表2】 [Table 2]
【0045】実施例1〜9、比較例1〜5、表1、2に
おいて ポリオール(1):1,6−ヘキサンジオールとジエチ
ルカーボネートから得られるポリカーボネートポリオー
ル 数平均分子量=2,000、平均官能基数=2 ポリオール(2):ポリ(オキシテトラメチレン)ポリ
オール 平均分子量=2,000、平均官能基数=2 ポリオール(3):ポリカプロラクトンポリオール 数平均分子量=2,000、平均官能基数=2 ポリオール(4):ポリオール(1)と、ジエチレング
リコールとアジピン酸から得られる数平均分子量=2,
000、平均官能基数=2のポリエステル(PES)と
のエステル交換品 ポリオール(1)/PES=8/2(重量比) 平均分子量=2,000、平均官能基数=2 ポリオール(5):3−メチル−1,5−ペンタンジオ
ールとアジピン酸から得られるポリエステルポリオール 数平均分子量=3,000、平均官能基数=2 ポリオール(6):酸成分がiPA/AZA=5/5
(モル比)、ポリオール成分がEG/NPG=1/9
(モル比)のポリエステルポリオール 数平均分子量=2,000、平均官能基数=2 なお、iPA:イソフタル酸 AZA:アゼライン酸 EG :エチレングリコール NPG:ネオペンチルグリコール ポリオール(7):1,6−ヘキサンジオールとジエチ
ルカーボネートから得られるポリカーボネートポリオー
ル 数平均分子量=1,000、平均官能基数=2 ポリオール(8):1,6−ヘキサンジオールとアジピ
ン酸から得られるポリエステルポリオール 数平均分子量=1,000、平均官能基数=2 ポリオール(9):ポリ(オキシテトラメチレン)ポリ
オール 平均分子量=1,000、平均官能基数=2 NPG :ネオペンチルグリコール IPDI :イソホロンジアミン H12−MDI :水素添加ジフェニルメタンジイソシ
アネート H6 −XDI :水素添加キシリレンジイソシアネー
ト TDI :2,4−トルエンジイソシアネート DBTDL :ジブチルチンジラウレート DMPA :ジメチロールプロピオン酸 DMBA :ジメチロールブタン酸 TEA :トリエチルアミン IPA :イソプロパノール IPDA :イソホロンジアミン MEA :モノエタノールアミンExamples 1 to 9, Comparative Examples 1 to 5, Tables 1 and 2 Polyol (1): Polycarbonate polyol obtained from 1,6-hexanediol and diethyl carbonate Number average molecular weight = 2,000, Average number of functional groups = 2 Polyol (2): Poly (oxytetramethylene) polyol Average molecular weight = 2,000, average number of functional groups = 2 Polyol (3): Polycaprolactone polyol Number average molecular weight = 2,000, Average number of functional groups = 2 Polyol (4 ): Number average molecular weight obtained from polyol (1), diethylene glycol and adipic acid = 2
Polyester (PES) with polyester (PES) having an average number of functional groups = 2 Polyol (1) / PES = 8/2 (weight ratio) Average molecular weight = 2,000, Average number of functional groups = 2 Polyol (5): 3- Polyester polyol obtained from methyl-1,5-pentanediol and adipic acid Number average molecular weight = 3,000, average number of functional groups = 2 Polyol (6): Acid component is iPA / AZA = 5/5
(Molar ratio), the polyol component is EG / NPG = 1/9
(Molar ratio) Polyester polyol Number average molecular weight = 2,000, average functional group number = 2, iPA: isophthalic acid AZA: azelaic acid EG: ethylene glycol NPG: neopentyl glycol Polyol (7): 1,6-hexanediol Polycarbonate polyol obtained from styrene and diethyl carbonate Number average molecular weight = 1,000, average number of functional groups = 2 Polyol (8): Polyester polyol obtained from 1,6-hexanediol and adipic acid Number average molecular weight = 1,000, average functionality Number of groups = 2 Polyol (9): Poly (oxytetramethylene) polyol Average molecular weight = 1,000, Average number of functional groups = 2 NPG: Neopentyl glycol IPDI: Isophoronediamine H 12 -MDI: Hydrogenated diphenylmethane diisocyanate Over preparative H 6 -XDI: hydrogenated xylylene diisocyanate TDI: 2,4-toluene diisocyanate DBTDL: dibutyltin dilaurate DMPA: dimethylolpropionic acid DMBA: dimethylolbutanoic acid TEA: Triethylamine IPA: Isopropanol IPDA: isophorone diamine MEA: Mono Ethanolamine
【0046】平均粒径測定装置:大塚電子(株)製 電
気泳動光散乱系 ELS−800 MFT測定装置:高林理化(株)製 最低成膜温度測定
装置 冷媒:エチレングリコール35%水溶液 雰囲気:乾燥空気中 数平均分子量測定装置:東ソー(株)製 HLC−80
20 カラム:TSKgel G3000H及び4000HAverage particle size measuring device: Electrophoretic light scattering system ELS-800 MFT device manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. Minimum film forming temperature measuring device manufactured by Takabayashi Rika Co., Ltd. Refrigerant: 35% aqueous solution of ethylene glycol Atmosphere: Dry air Medium Number average molecular weight measurement device: HLC-80 manufactured by Tosoh Corporation
20 columns: TSKgel G3000H and 4000H
【0047】P−1〜14をキャストして乾燥させ、厚
さ約40μmの乾式フィルムを作成し、各種物性を測定
した。測定結果を表3に示す。 乾燥条件:80℃×20時間P-1 to P-14 were cast and dried to form a dry film having a thickness of about 40 μm, and various physical properties were measured. Table 3 shows the measurement results. Drying conditions: 80 ° C x 20 hours
【0048】物性測定項目: 引張試験 JIS K6301(1995)の4号ダンベルにて打
ち抜いてサンプルを作成した。 引張物性測定装置:オリエンテック(株)製 テンシロ
ン UTA−500 測定条件:引張速度=200mm/分、測定温度=25
℃ ガラス転移温度 動的粘弾性におけるE″が極大となる温度をガラス転移
温度とする。 動的粘弾性測定装置:オリエンテック(株)製 レオバ
イブロン DDV−01FP 測定条件:昇温速度=2℃/分、周波数=35HzPhysical property measurement items: Tensile test A sample was prepared by punching out using a No. 4 dumbbell of JIS K6301 (1995). Tensile property measuring device: Tensilon UTA-500 manufactured by Orientec Co., Ltd. Measurement conditions: Tensile speed = 200 mm / min, measuring temperature = 25
℃ Glass transition temperature The temperature at which E ″ in the dynamic viscoelasticity is a maximum is defined as the glass transition temperature. Dynamic viscoelasticity measuring device: Levivibron DDV-01FP manufactured by Orientec Co., Ltd. Measurement conditions: Heating rate = 2 ° C. / Min, frequency = 35Hz
【0049】[0049]
【表3】 [Table 3]
【0050】[インキ化試験] 実施例10〜18、比較例6〜10 以下の配合で青インキを調製した。これらのインキを用
いて各種基材に印刷し、印刷サンプルにおけるインキ性
能を評価した。評価結果を表4に示す。 (インキ配合) インキ配合処方 ポリウレタン系エマルジョン(固形分換算) 18部 フタロシアニンブルー 12部 水(エマルジョン中の水も含めて) 65部 イソプロパノール 5部 上記組成の混合物を、分散メディアにガラスビーズを混
合物と同量用いて、ペイントシェイカーにて2時間練肉
した。次いで練肉物100部に対してアクアネート10
0(自己乳化型ポリイソシアネート、日本ポリウレタン
工業製)を1.0部仕込み、均一に分散させて、青色水
性印刷インキを調製した。 (印刷条件) インキ :上記で調製した青インキ 印刷機 :グラビアプレートを備えた簡易型グラビア印
刷機 印刷速度:20m/分 インキ厚:インキ厚1μ(ドライ) 印刷基材:コロナ処理延伸ポリプロピレンフィルム(2
0μm厚) コロナ処理延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム
(11μm厚) コロナ放電処理ナイロンフィルム(15μ厚) (評価項目) 密着性 印刷後、1晩静置した後、印刷面にセロハンテープを貼
り付け、これを急速に剥がした。 評価 ◎:印刷被膜が90%〜100%残存した。 ○:印刷被膜が70%〜80%残存した。 △:印刷被膜が50%〜70%残存した。 ×:印刷被膜が50%以下しか残存しなかった。 外観 印刷後、1晩静置した後、印刷面の外観を観察した。 [Inking Test] Examples 10 to 18 and Comparative Examples 6 to 10 Blue inks were prepared with the following formulations. Printing was performed on various substrates using these inks, and the ink performance of the printed samples was evaluated. Table 4 shows the evaluation results. (Ink formulation) Ink formulation Precise polyurethane emulsion (solid content conversion) 18 parts Phthalocyanine blue 12 parts Water (including water in the emulsion) 65 parts Isopropanol 5 parts The mixture of the above composition, glass beads in the dispersion medium and the mixture Using the same amount, the mixture was ground for 2 hours using a paint shaker. Next, Aquanate 10 was added to 100 parts of the meat product.
1.0 (self-emulsifying type polyisocyanate, manufactured by Nippon Polyurethane Industry) was charged and uniformly dispersed to prepare a blue aqueous printing ink. (Printing conditions) Ink: Blue ink prepared above Printing machine: Simple gravure printing machine equipped with a gravure plate Printing speed: 20 m / min Ink thickness: Ink thickness 1 μ (dry) Printing substrate: Corona-treated stretched polypropylene film ( 2
(0 μm thickness) Corona-treated stretched polyethylene terephthalate film (11 μm thickness) Corona discharge-treated nylon film (15 μ thickness) (Evaluation item) Adhesion After printing, let it stand overnight, then attach a cellophane tape to the printed surface, Peeled off. Evaluation A: 90% to 100% of the printed film remained. Good: 70% to 80% of the printed film remained. Δ: 50% to 70% of the printed film remained. X: Only 50% or less of the printed film remained. Appearance After printing, the sheet was allowed to stand overnight, and then the appearance of the printed surface was observed.
【0051】[0051]
【表4】 [Table 4]
Claims (2)
0のポリオール、(B)鎖延長剤、(C)カルボキシル
基及び活性水素基を含有する化合物、(D)有機ポリイ
ソシアネート、(E)中和剤を反応させて得られるポリ
ウレタン系ポリマーの水系エマルジョンであって、該水
系エマルジョンの最低成膜温度が35℃未満であること
を特徴とする水性印刷インキ用ポリウレタン系エマルジ
ョン。(A) a number average molecular weight of 500 to 10,000
A water-based emulsion of a polyurethane polymer obtained by reacting a polyol (B), (B) a chain extender, (C) a compound containing a carboxyl group and an active hydrogen group, (D) an organic polyisocyanate, and (E) a neutralizing agent. A polyurethane emulsion for aqueous printing ink, wherein the minimum film forming temperature of the aqueous emulsion is lower than 35 ° C.
ョンを用いた水性印刷インキ。2. An aqueous printing ink using the polyurethane emulsion according to claim 1.
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