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JPH09111172A - Water-based printing ink composition - Google Patents

Water-based printing ink composition

Info

Publication number
JPH09111172A
JPH09111172A JP29332195A JP29332195A JPH09111172A JP H09111172 A JPH09111172 A JP H09111172A JP 29332195 A JP29332195 A JP 29332195A JP 29332195 A JP29332195 A JP 29332195A JP H09111172 A JPH09111172 A JP H09111172A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
water
printing ink
ink composition
polyurethane resin
component
Prior art date
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Granted
Application number
JP29332195A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3663241B2 (en
Inventor
Shingo Nakayama
晋吾 中山
Masahiko Nakamura
晶彦 中村
Akihiko Katajima
明彦 片島
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Inctec Inc
Original Assignee
Inctec Inc
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 Inctec Inc filed Critical Inctec Inc
Priority to JP29332195A priority Critical patent/JP3663241B2/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a water-based printing ink compsn. which possesses excellent adhesion to various films, resistance to blocking to these films, and laminate strength. SOLUTION: An aq. polyurethane graft copolymer (A) comprising an aq. polyurethane as a backbone polymer component and a polymer, comprising a polymerizable unsatd. monomer as graft chain component, and a water- dispersible polyurethane resin (B) are incorporated as a binder in a component (A) to component (B) wt. ratio of (80:20) to (20:80).

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は水性印刷インキ組成
物に関し、詳しくは各種プラスチックフィルムに対する
密着性、耐ブロッキング性およびラミネート強度に優れ
た水性印刷インキ組成物に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a water-based printing ink composition, and more particularly to a water-based printing ink composition having excellent adhesion to various plastic films, blocking resistance and laminate strength.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、グラビア印刷やフレキソ印刷
のインキとしては、夫々の要求に応じて各種有機溶剤型
インキが使用されており、中でもプラスチックフィルム
に対してはウレタン樹脂等をバインダーとして含有する
ものが広く使われている。しかし、近年、環境問題、火
災の危険性、労働安全衛生上の問題から、水性タイプの
印刷インキの要望が高まってきている。
2. Description of the Related Art Conventionally, various kinds of organic solvent type inks have been used as inks for gravure printing and flexographic printing according to their respective requirements. Above all, a urethane resin or the like is contained as a binder for a plastic film. Things are widely used. However, in recent years, there has been an increasing demand for water-based printing inks due to environmental problems, fire hazards, and occupational health and safety problems.

【0003】また、近年の包装材料の高性能化に伴い、
ラミネート加工に対する適性を有する印刷インキの要望
も高まってきている。ここで、ラミネート加工とは、印
刷後にドライラミネート加工やエクストルージョン加工
を施すことであり、前者は接着剤を介してフィルムを貼
り合わせる加工法であり、後者はアンカーコート剤を介
して溶融状態のポリマーをラミネートする加工法のこと
である。
Further, with the recent improvement in the performance of packaging materials,
There is also an increasing demand for printing inks that are suitable for laminating. Here, the laminating process is to perform dry laminating process or extrusion process after printing, the former is a process method of sticking a film via an adhesive, and the latter is a molten state via an anchor coating agent. It is a processing method of laminating a polymer.

【0004】かかる要望から、既に種々のタイプの水性
印刷インキが提案されており、例えば、水性ポリウレタ
ン樹脂を使用した水性印刷インキ組成物(特開平5−1
71091号公報)、水溶性ポリウレタン樹脂と水分散
性エチレン−アクリル酸系共重合体を併用したラミネー
ト用水性印刷インキ組成物(特開平5−271599号
公報)、変性ウレタン樹脂を使用した水性印刷インキ組
成物(特開平6−80930号、特開平7−82456
号各公報)等が提案されている。
In response to such a demand, various types of water-based printing inks have already been proposed. For example, a water-based printing ink composition using a water-based polyurethane resin (JP-A-5-1).
No. 71091), a water-based printing ink composition for lamination using a water-soluble polyurethane resin and a water-dispersible ethylene-acrylic acid copolymer (JP-A-5-27159), and a water-based printing ink using a modified urethane resin. Composition (JP-A-6-80930, JP-A-7-82456)
No. gazettes) are proposed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、今日知られて
いる水性印刷インキ組成物のバインダーは、必ずしも各
種プラスチックフィルム、特に処理ポリプロピレン(O
PP)フィルムや、ガス遮蔽性が要求される包装材によ
く使われる塩化ビニリデンコート(Kコート)フィル
ム、ナイロンに対する密着性、またこれらフィルムに対
する耐ブロッキング性が十分ではなく、有効なラミネー
ト強度も得られなかった。すなわち、水性ポリウレタン
樹脂単独では、OPP、ポリエチレンテレフタレート
(PET)に対する接着性は良好ではあるものの、塩化
ビニリデンコート(Kコート)フィルムに対する接着性
は不十分であった。また、これは耐プロッキングに性劣
り、コスト的にも好ましいものではなかった。
However, the binders of water-based printing ink compositions that are known today are not necessarily used for various plastic films, especially treated polypropylene (O).
PP) film, vinylidene chloride coat (K coat) film that is often used for packaging materials that require gas shielding, adhesion to nylon and blocking resistance to these films are not sufficient, and effective laminate strength is also obtained. I couldn't. That is, the water-based polyurethane resin alone had good adhesiveness to OPP and polyethylene terephthalate (PET), but insufficient adhesiveness to the vinylidene chloride coat (K coat) film. Further, this is inferior in anti-plocking property and is not preferable in terms of cost.

【0006】また、水溶性ポリウレタン樹脂と水分散性
エチレン−アクリル酸系共重合体との併用系では、耐ブ
ロッキング性は向上するものの、PET、ナイロンへの
密着が不十分であり、またラミネート強度も不十分であ
った。
Further, in the combined system of the water-soluble polyurethane resin and the water-dispersible ethylene-acrylic acid type copolymer, although the blocking resistance is improved, the adhesion to PET and nylon is insufficient and the laminate strength is also high. Was also insufficient.

【0007】さらに、変性ウレタン樹脂は、各種プラス
チックフィルムに対してバランスの良い密着性を示す
が、全体的に十分とはいえず、またラミネート強度も不
十分であった。
Further, although the modified urethane resin shows a well-balanced adhesion to various plastic films, it cannot be said to be sufficient as a whole and the laminating strength is insufficient.

【0008】そこで本発明の目的は、OPP、PETに
加えナイロン、Kコートを含む各種フィルムに対する密
着性、これらフィルムに対する耐ブロッキング性および
ラミネート強度に優れた水性印刷インキ組成物を提供す
ることにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide an aqueous printing ink composition having excellent adhesion to various films including OPP and PET, nylon, and K coat, blocking resistance to these films, and laminate strength. .

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決すべく鋭意検討した結果、ブロッキング性の良好な
変性ウレタン樹脂(A)に、ラミネート強度の良好な水
分散性ポリウレタン樹脂(B)を所定の割合で配合する
ことにより、PET、OPP、ナイロン、Kコートフィ
ルム等の汎用フィルム全てに対して密着性が良好で、か
つ十分なラミネート強度が得られることを見出し、本発
明を完成するに至った。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor has found that a modified urethane resin (A) having a good blocking property and a water-dispersible polyurethane resin (B) having a good laminate strength are used. The present invention has been completed by discovering that by admixing) in a predetermined ratio, good adhesion to all general-purpose films such as PET, OPP, nylon, and K coat film, and sufficient laminate strength can be obtained. Came to do.

【0010】すなわち、本発明の水性印刷インキ組成物
は、水性ポリウレタンを幹ポリマー成分とし重合性不飽
和単量体から成る重合体をグラフト鎖成分とする水性ポ
リウレタングラフト共重合体(A)と、水分散性ポリウ
レタン樹脂(B)とを重量比80:20〜20:80で
バインダーとして含有することを特徴とするものであ
る。
That is, the aqueous printing ink composition of the present invention comprises an aqueous polyurethane graft copolymer (A) comprising an aqueous polyurethane as a trunk polymer component and a polymer comprising a polymerizable unsaturated monomer as a graft chain component. The water-dispersible polyurethane resin (B) is contained as a binder in a weight ratio of 80:20 to 20:80.

【0011】好ましくは、上記重量比は、60:40〜
40:60である。
Preferably, the weight ratio is 60:40 to.
It is 40:60.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明で使用する水性ポリウレタ
ングラフト共重合体(A)は、特開平7−82456号
公報にて報告されており、多官能性ヒドラジド化合物、
水と混和性を有する有機溶媒および水からなる常温硬化
型水性樹脂組成物の形態で使用される。グラフト共重合
体における幹ポリマ−成分は、(a)α,β−エチレン
性2重結合を有するヒドロキシル基含有単量体、(b)
少なくとも1個のカルボキシル基と2個以上のヒドロキ
シル基を含有するポリヒドロキシ化合物、(c)2個以
上のヒドロキシル基を有するポリヒドロキシ化合物、
(d)2個以上のイソシアネート基を有するイソシアネ
ート化合物なる(a)〜(d)を必須成分として構成さ
れるポリオール−イソシアネート重付加反応生成物およ
びモノアミンとジアミンの混合アミンで構成される水性
ポリウレタンであり、グラフト共重合体におけるグラフ
ト鎖成分が、ケトン基またはアルデヒド基を含有する重
合性不飽和単量体を必須成分とする重合性不飽和単量体
群から構成される。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The aqueous polyurethane graft copolymer (A) used in the present invention is reported in JP-A-7-82456, and a polyfunctional hydrazide compound,
It is used in the form of a room temperature curable aqueous resin composition comprising an organic solvent miscible with water and water. The trunk polymer component in the graft copolymer is (a) a hydroxyl group-containing monomer having an α, β-ethylenic double bond, (b)
A polyhydroxy compound having at least one carboxyl group and two or more hydroxyl groups, (c) a polyhydroxy compound having two or more hydroxyl groups,
(D) An aqueous polyurethane composed of a polyol-isocyanate polyaddition reaction product composed of (a) to (d) which is an isocyanate compound having two or more isocyanate groups as essential components and a mixed amine of monoamine and diamine. The graft chain component in the graft copolymer is composed of a polymerizable unsaturated monomer group containing a polymerizable unsaturated monomer containing a ketone group or an aldehyde group as an essential component.

【0013】グラフト共重合体(A)は、例えば次のよ
うな方法で製造される。すなわち、まずジイソシアネー
ト化合物、ジオール化合物、カルボキシル基を含むジオ
ール化合物および重合性不飽和基を含むヒドロキシル化
合物を有機溶媒中でウレタン化反応させ、プレポリマー
を調製する。このときに使用されるジイソシアネート化
合物としては、芳香族、脂肪族または脂環族の各種公知
のジイソシアネート類を使用することができる。
The graft copolymer (A) is produced, for example, by the following method. That is, first, a diisocyanate compound, a diol compound, a diol compound containing a carboxyl group, and a hydroxyl compound containing a polymerizable unsaturated group are subjected to a urethane reaction in an organic solvent to prepare a prepolymer. As the diisocyanate compound used at this time, various known aromatic, aliphatic or alicyclic diisocyanates can be used.

【0014】ウレタン化に使用される有機溶媒として
は、イソシアネート基に対して不活性で水と混和し得る
アセトン、メチルエチルケトン等が好ましい。また、中
和剤としては、アンモニア、トリメチルアミン等のアミ
ン類が挙げられ、鎖伸長剤としては各種公知の、例えば
エチレンジアミン、プロピレンジアミン等のジアミン類
が挙げられる。
As the organic solvent used for urethanization, acetone, methyl ethyl ketone and the like which are inert to isocyanate groups and miscible with water are preferable. Further, examples of the neutralizing agent include amines such as ammonia and trimethylamine, and examples of the chain extender include various known diamines such as ethylenediamine and propylenediamine.

【0015】本発明の水性ポリウレタンの分子量として
は、ゲル浸透クロマトグラフィーによるポリスチレン換
算値でMw(重量平均分子量)が3,000〜100,
000、より好ましくは5,000〜50,000であ
る。
As the molecular weight of the aqueous polyurethane of the present invention, Mw (weight average molecular weight) in terms of polystyrene by gel permeation chromatography is 3,000 to 100,
000, more preferably 5,000 to 50,000.

【0016】本発明の水性ポリウレタン樹脂の酸価は、
10mg−KOH/gから200mg−KOH/gの範
囲にあるのが好ましく、より好ましくは15〜100m
g−KOH/gの範囲である。
The acid value of the aqueous polyurethane resin of the present invention is
It is preferably in the range of 10 mg-KOH / g to 200 mg-KOH / g, more preferably 15 to 100 m.
It is in the range of g-KOH / g.

【0017】重合性不飽和結合を側鎖に有するポリウレ
タン水性乳濁液の存在下で重合させる重合性不飽和単量
体の代表的なものはビニル系単量体であり、好ましく
は、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸
ブチル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸2−エチルへ
キシルなどのアクリル酸エステル類、メタクリル酸メチ
ル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタク
リル酸ヘキシル、メタクリル酸グリシジルなどのメタク
リル酸エステル類、スチレンなどを主成分とする単量体
混合物を選択する。
A typical polymerizable unsaturated monomer that is polymerized in the presence of an aqueous polyurethane emulsion having a polymerizable unsaturated bond in its side chain is a vinyl monomer, preferably acrylic acid. Acrylic esters such as methyl, ethyl acrylate, butyl acrylate, hexyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, and methacrylic acid such as methyl methacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate, hexyl methacrylate, and glycidyl methacrylate. A monomer mixture containing acid esters and styrene as a main component is selected.

【0018】また、ケトン基を有するビニル単量体の例
として、好ましくはジアセトアクリルアミド、アクロレ
インおよびビニルメチルケトンが挙げられる。これらの
ケトン基を有する単量体は、グラフト鎖中に2種以上含
まれていてもよい。ケトン基含有ビニル単量体の使用量
は、グラフト重合体の乾燥総重量に対して0.5〜30
重量%、好ましくは1〜20重量%である。ビニル系単
量体の重合方法としては、ラジカル重合によるのが好ま
しい。
Examples of vinyl monomers having a ketone group include diacetoacrylamide, acrolein and vinyl methyl ketone. Two or more of these monomers having a ketone group may be contained in the graft chain. The amount of the ketone group-containing vinyl monomer used is 0.5 to 30 with respect to the total dry weight of the graft polymer.
% By weight, preferably 1 to 20% by weight. As a method for polymerizing the vinyl-based monomer, radical polymerization is preferable.

【0019】さらに、架橋剤として使用される多官能ヒ
ドラジド化合物の例としては、1分子中に2〜30個の
炭素原子を含有する多価カルボン酸ポリヒドラジドが挙
げられ、好ましくは、アジピン酸ジヒドラジド、イソフ
タル酸ジヒドラジドと1,3−ビス(ヒドラジノカルボ
エチル)−5−イソプロピルヒダントイン(VDH)で
ある。グラフト共重合体に含まれるカルボニル基の1当
量当り0.02〜1当量、好ましくは0.4〜0.6当
量のヒドラジド基が使用される。
Further, examples of the polyfunctional hydrazide compound used as the crosslinking agent include polyhydric carboxylic acid polyhydrazide having 2 to 30 carbon atoms in one molecule, and preferably adipic acid dihydrazide. , Isophthalic acid dihydrazide and 1,3-bis (hydrazinocarboethyl) -5-isopropylhydantoin (VDH). 0.02 to 1 equivalent, preferably 0.4 to 0.6 equivalent of hydrazide group is used per equivalent of the carbonyl group contained in the graft copolymer.

【0020】さらにまた、水と混和性を有する有機溶媒
は、インキからの塗膜形成の際のプラスチックなどの基
材への濡れ性と溶媒の揮散性を向上させる上で有効なも
のである。好ましいものは、イソプロピルアルコール、
エチルアルコールである。
Furthermore, the water-miscible organic solvent is effective in improving the wettability to a substrate such as plastic and the volatility of the solvent when forming a coating film from the ink. Preferred is isopropyl alcohol,
It is ethyl alcohol.

【0021】次に、本発明において使用する水分散性ポ
リウレタン樹脂(B)について説明する。水分散性ポリ
ウレタン樹脂(B)は、有機ジイソシアネート化合物、
ポリオール類および鎖伸長剤を反応させて得られ、かつ
分子内に水性化のためのカルボキシル基を有するアルカ
リ可溶または自己乳化型の水性ポリウレタン樹脂であ
る。かかる水性ポリウレタン樹脂は、例えば次のような
方法で製造される。
Next, the water-dispersible polyurethane resin (B) used in the present invention will be described. The water-dispersible polyurethane resin (B) is an organic diisocyanate compound,
It is an alkali-soluble or self-emulsifying aqueous polyurethane resin obtained by reacting a polyol with a chain extender and having a carboxyl group in the molecule for aqueousization. Such an aqueous polyurethane resin is produced, for example, by the following method.

【0022】カルボキシル基および末端イソシアネート
基を有するウレタンプレポリマーのアンモニアまたは3
級アミンの中和物と鎖伸長剤から成る水性ポリウレタン
組成物において、このウレタンプレポリマーをカルボキ
シル基を有するポリオールおよびジイソシアネートと反
応させる。
Ammonia or 3 of urethane prepolymer having carboxyl group and terminal isocyanate group
In an aqueous polyurethane composition comprising a neutralized product of a primary amine and a chain extender, the urethane prepolymer is reacted with a polyol having a carboxyl group and a diisocyanate.

【0023】あるいは、上記ウレタンプレポリマーをカ
ルボキシル基を有するポリオールおよびその他のポリオ
ールの混合物およびジイソシアネートと反応させる。
Alternatively, the urethane prepolymer is reacted with a mixture of polyols having carboxyl groups and other polyols and diisocyanates.

【0024】なお、ウレタンプレポリマー中にカルボキ
シル基を有しない場合には、遊離のカルボキシル基を有
する鎖伸長剤を使用して水性ポリウレタン組成物を得る
こともできる。
When the urethane prepolymer does not have a carboxyl group, a chain extender having a free carboxyl group can be used to obtain an aqueous polyurethane composition.

【0025】上記有機ジイソシアネート化合物として
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、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、4,4−ジ
フェニルメタンジイソシアネート等の芳香族ジイソシア
ネート、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート、
2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネー
ト、イソホロンジイソシアネート、水添キシリレンジイ
ソシアネート、4,4−ジシクロヘキシルメタンジイソ
シアネート等の脂肪族または脂環族ジイソシアネートが
挙げられる。
As the organic diisocyanate compound, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, xylylene diisocyanate,
Aromatic diisocyanates such as tetramethylxylylene diisocyanate and 4,4-diphenylmethane diisocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate,
Examples thereof include aliphatic or alicyclic diisocyanates such as 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, hydrogenated xylylene diisocyanate, and 4,4-dicyclohexylmethane diisocyanate.

【0026】また、ポリオール類としては、通常ウレタ
ン樹脂の製造に使用される公知のものを使用することが
でき、例えば、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、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、1,4−シ
クロヘキサンジメタノール、3−メチル−1,5−ペン
タンジオール、水添ビスフェノールA、ビスフェノール
Aのエチレンオキサイドもしくはプロピレンオキサイド
付加物、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロール酪
酸、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオー
ル、ポリカプロラクタムポリオール、ポリブタジエンジ
オール、ポリチオエーテルポリオールおよびポリアセタ
ールポリオール等のジオール、並びにトリメチロールエ
タン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパ
ン、ポリオキシエチレントリオール、ポリオキシプロピ
レントリオール、トリスヒドロキシエチルイソシアヌレ
ート、ポリオキシエチレンテトラオール等の1種または
2種以上の混合が挙げられる。
As the polyols, known ones which are usually used for producing urethane resins can be used. For example, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3. -Butylene glycol, tetramethylene glycol, hexamethylene glycol, 1,4-cyclohexanedimethanol, 3-methyl-1,5-pentanediol, hydrogenated bisphenol A, ethylene oxide or propylene oxide adduct of bisphenol A, dimethylolpropion Acids, dimethylol butyric acid, polyester polyols, polyether polyols, polycaprolactam polyols, polybutadiene diols, polythioether polyols and polyacetal polyols. Lumpur, and trimethylol ethane, pentaerythritol, trimethylolpropane, polyoxyethylene triol, polyoxypropylene triol, tris-hydroxyethyl isocyanurate, one or a mixture of two or more such as polyoxyethylene tetrols and the like.

【0027】かかるポリオールの好ましい数平均分子量
は500〜3000である。この平均分子量が500未
満であると、得られるポリウレタンの強さが不足し、一
方、3000を超えると、ポリウレタンの安定性に劣
る。
The preferred number average molecular weight of such a polyol is 500 to 3000. If the average molecular weight is less than 500, the strength of the resulting polyurethane will be insufficient, while if it exceeds 3,000, the stability of the polyurethane will be poor.

【0028】上述の有機ジイソシアネート化合物とポリ
オール類との反応は無溶剤下、または有機溶剤中で行う
ことができるが、有機溶剤中で行うことが好ましく、用
いられる有機溶剤としてはN−メチル−2ピロリドン、
アセトン、メチルエチルケトンなどの水溶性有機溶剤が
好ましい。
The above-mentioned reaction between the organic diisocyanate compound and the polyols can be carried out without solvent or in an organic solvent. However, it is preferable to carry out the reaction in an organic solvent, and the organic solvent used is N-methyl-2. Pyrrolidone,
Water-soluble organic solvents such as acetone and methyl ethyl ketone are preferred.

【0029】ウレタンプレポリマーの溶液にアンモニア
または3級アミン、例えばトリエチルアミン、トリエタ
ノールアミン等を添加することにより、このプレポリマ
ー中のカルボキシル基を中和することができる。かかる
添加は、直接または水溶液として行うことができる。
The carboxyl groups in the prepolymer can be neutralized by adding ammonia or a tertiary amine such as triethylamine or triethanolamine to the solution of the urethane prepolymer. Such addition can be done directly or as an aqueous solution.

【0030】上述の有機ジイソシアネート化合物とポリ
オール化合物からなるウレタンプレポリマー中に、水性
化のために必要な遊離のカルボキシル基が既に含有され
ている場合は、従来より使用される以下のような鎖伸長
剤を使用することができる。すなわち、エチレングリコ
ール、プロピレングリコール等のグリコール類、グリセ
リン、1,2,3−トリメチロールプロパン、ペンタエ
リスリトール等の脂肪族ポリオール類、1,3,5−シ
クロヘキサントリオール等の脂環族ポリオール類、ヒド
ラジン、エチレンジアミン、1,4−ブタンジアミン、
アミノエチルエタノールアミン、ジエチレントリアミ
ン、トリエチレンテトラミン等の脂肪族ポリアミン類、
あるいはイソホロンジアミン等の脂環族アミン類等であ
る。
When the urethane prepolymer composed of the above-mentioned organic diisocyanate compound and polyol compound already contains a free carboxyl group necessary for water-solubilization, the following chain extension conventionally used is used. Agents can be used. That is, glycols such as ethylene glycol and propylene glycol, glycerin, aliphatic polyols such as 1,2,3-trimethylolpropane and pentaerythritol, alicyclic polyols such as 1,3,5-cyclohexanetriol, and hydrazine. , Ethylenediamine, 1,4-butanediamine,
Aliphatic polyamines such as aminoethylethanolamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine,
Alternatively, they are alicyclic amines such as isophoronediamine.

【0031】一方、ウレタンプレポリマー中に遊離のカ
ルボキシル基を有しない場合は、少なくとも遊離のカル
ボキシル基を含有する鎖伸長剤を使用する必要がある。
遊離のカルボキシル基を含有する鎖伸長剤とは、ジメチ
ロールプロピオン酸、ジメチロール酪酸、ジメチロール
吉草酸あるいはフタル酸、ピロメリット酸、トリメリッ
ト酸とその無水物のような芳香族カルボン酸と低級ポリ
オールとを反応させて得られる芳香族カルボン酸含有ポ
リオール類等が具体的に挙げられる。
On the other hand, when the urethane prepolymer does not have a free carboxyl group, it is necessary to use a chain extender containing at least a free carboxyl group.
With a chain extender containing a free carboxyl group, dimethylolpropionic acid, dimethylolbutyric acid, dimethylolvaleric acid or phthalic acid, pyromellitic acid, aromatic carboxylic acids such as trimellitic acid and its anhydride, and lower polyols. Specific examples thereof include aromatic carboxylic acid-containing polyols obtained by reacting

【0032】ウレタンプレポリマーへの鎖伸長剤の添加
方法としは、ウレタンプレポリマーの中和物の有機溶剤
液に鎖伸長剤の水溶液を加える方法が好ましいが、鎖伸
長剤を単独でウレタンプレポリマーの中和物の有機溶剤
液に加え、分子量の高いポリウレタンを合成した後、水
を添加してもよいし、またウレタンプレポリマーの中和
物の有機溶剤液に水を加え、ウレタンプレポリマーを水
中に分散させた後、鎖伸長剤を加えてもよい。添加する
水の量は、最終生成物の水性ポリウレタン組成物、すな
わち水性ポリウレタン乳液の固形分濃度が30〜50重
量%程度になる量が好ましい。
The method of adding the chain extender to the urethane prepolymer is preferably a method of adding an aqueous solution of the chain extender to an organic solvent solution of the neutralized product of the urethane prepolymer, but the chain extender alone is used. Water may be added after synthesizing a polyurethane having a high molecular weight in addition to the organic solvent solution of the neutralized product of the above, or water may be added to the organic solvent solution of the neutralized product of the urethane prepolymer to obtain the urethane prepolymer. After dispersing in water, a chain extender may be added. The amount of water to be added is preferably such that the solid content concentration of the final product of the aqueous polyurethane composition, that is, the aqueous polyurethane emulsion is about 30 to 50% by weight.

【0033】以上の化合物を反応させて得られるポリウ
レタン樹脂において、水性化に必要な遊離のカルボキシ
ル基の含有量は、当該ポリウレタン樹脂の酸価を20〜
100とするために必要な量であることが好ましく、と
りわけ当該ポリウレタン樹脂の酸価が30〜60となる
量であることが好ましい。酸価が20より低い場合に
は、得られる水性ポリウレタン樹脂が水系で安定な溶解
または分散状態を維持するのが困難となり、一方、酸価
が100を超えると、得られる樹脂皮膜は耐水性が低
く、また硬いものとなり、良好な皮膜物性が得られなく
なる。
In the polyurethane resin obtained by reacting the above compounds, the content of the free carboxyl group necessary for water solubilization is such that the acid value of the polyurethane resin is 20 to 20.
It is preferable that the amount is 100 to 100, and it is particularly preferable that the acid value of the polyurethane resin is 30 to 60. If the acid value is lower than 20, it will be difficult for the resulting aqueous polyurethane resin to maintain a stable dissolved or dispersed state in an aqueous system. On the other hand, if the acid value exceeds 100, the resulting resin film will have water resistance. It becomes low and hard, and good film properties cannot be obtained.

【0034】本発明の水性印刷インキ組成物において
は、水性ポリウレタングラフト共重合体(A)と水分散
性ポリウレタン樹脂(B)とを重量比80:20〜2
0:80でバインダーとして含有する。かかる重量比よ
りもグラフト共重合体(A)が少ないと、OPPおよび
Kコートフィルムへの密着が弱くなり、全フィルムへの
耐ブロッキング性が低下する。一方、樹脂(B)が少な
いと、十分なラミネート強度が得られない。上記重量比
は、好ましくは60:40〜40:60であり、最も好
ましくは50:50である。
In the water-based printing ink composition of the present invention, the weight ratio of the water-based polyurethane graft copolymer (A) to the water-dispersible polyurethane resin (B) is 80: 20-2.
It is contained as a binder at 0:80. When the amount of the graft copolymer (A) is less than the above weight ratio, the adhesion to the OPP and K coat film becomes weak, and the blocking resistance to all films is lowered. On the other hand, when the amount of the resin (B) is small, sufficient laminating strength cannot be obtained. The weight ratio is preferably 60:40 to 40:60, most preferably 50:50.

【0035】[0035]

【実施例】以下、本発明を実施例および比較例により具
体的に説明する。下記の合成例1および2において、水
分散性ポリウレタン樹脂(B)を夫々調製した。 [水分散性ポリウレタン樹脂(B)の調製] 合成例1:温度計、攪拌装置、および冷却管を備えた反
応器に、ポリテトラメチレングリコール(数平均分子量
2000)250g、ジメチロールプロピオン酸17
g、イソホロンジイソシアネート65gおよびメチルエ
チルケトン50gを仕込み、窒素ガスを導入しながら7
0〜75℃で8時間反応を行った。上記反応で得られた
ウレタンプレポリマー溶液中にトリエチルアミン16g
を加え、中和した後、攪拌下、エチレンジアミン4gを
溶解させた蒸留水800gを添加し、その後メチルエチ
ルケトンを減圧下で除去し、水性ポリウレタン樹脂溶液
((B)−1)を得た。得られた水性ポリウレタン樹脂
溶液は不揮発分30%、粘度320cpsであった。
The present invention will be described below in more detail with reference to examples and comparative examples. A water-dispersible polyurethane resin (B) was prepared in each of Synthesis Examples 1 and 2 below. [Preparation of Water-Dispersible Polyurethane Resin (B)] Synthesis Example 1: 250 g of polytetramethylene glycol (number average molecular weight 2000) and dimethylolpropionic acid 17 were placed in a reactor equipped with a thermometer, a stirrer, and a cooling tube.
g, 65 g of isophorone diisocyanate and 50 g of methyl ethyl ketone were charged, and while introducing nitrogen gas, 7
The reaction was carried out at 0 to 75 ° C for 8 hours. 16 g of triethylamine in the urethane prepolymer solution obtained in the above reaction
Was added and neutralized, 800 g of distilled water in which 4 g of ethylenediamine was dissolved was added with stirring, and then methyl ethyl ketone was removed under reduced pressure to obtain an aqueous polyurethane resin solution ((B) -1). The resulting aqueous polyurethane resin solution had a nonvolatile content of 30% and a viscosity of 320 cps.

【0036】合成例2:上記合成例1と同様の反応器
に、ポリプロピレングリコール(数平均分子量200
0)250g、1,4−ブタンジオール5g、ジメチロ
ールプロピオン酸18g、イソホロンジイソシアネート
73g、メチルエチルケトン60gを仕込み、窒素ガス
を導入しながら70〜75℃で5時間反応を行った。上
記反応で得られたウレタンプレポリマー溶液中にトリエ
チルアミン18gを加え、中和した後、攪拌下、エチレ
ンジアミン4gを溶解させた蒸留水797gを添加し、
その後メチルエチルケトンを減圧下で除去し、水性ポリ
ウレタン樹脂溶液((B)−2)を得た。得られた水性
ポリウレタン樹脂溶液は不揮発分30%、粘度200c
psであった。
Synthesis Example 2: Polypropylene glycol (number average molecular weight of 200) was placed in the same reactor as in Synthesis Example 1 above.
0) 250 g, 1,4-butanediol 5 g, dimethylolpropionic acid 18 g, isophorone diisocyanate 73 g, and methyl ethyl ketone 60 g were charged, and the reaction was carried out at 70 to 75 ° C. for 5 hours while introducing nitrogen gas. To the urethane prepolymer solution obtained by the above reaction, 18 g of triethylamine was added and neutralized, and then 797 g of distilled water in which 4 g of ethylenediamine was dissolved was added with stirring.
Thereafter, methyl ethyl ketone was removed under reduced pressure to obtain an aqueous polyurethane resin solution ((B) -2). The obtained aqueous polyurethane resin solution has a nonvolatile content of 30% and a viscosity of 200c.
ps.

【0037】なお、水性ポリウレタングラフト共重合体
(A)については、大成化工(株)より入手し得る商品
名WEM 141M((A)−1)、およびWEM 141B((A)
−2)を使用した。
Regarding the aqueous polyurethane graft copolymer (A), trade names WEM 141M ((A) -1) and WEM 141B ((A) available from Taisei Kako Co., Ltd.
-2) was used.

【0038】[インキの作製方法]上記水性ポリウレタ
ングラフト共重合体(A)−1、(A)−2および水分
散性ポリウレタン樹脂(B)−1、(B)−2を使用
し、下記の表1に示す配合処方例(実1〜6、比1〜
3)に従い、容量225mlのガラスビンにガラスビー
ズ100g、グラフト共重合体(A)、樹脂(B)、酸
化チタンR−780(石原産業(株))、工業用エタノ
ール、イオン交換水を所定量入れ、レッドデビル型分散
機で30分間分散処理を行い、各ラミネート用水性イン
キ組成物を調製した。
[Preparation Method of Ink] Using the above-mentioned aqueous polyurethane graft copolymers (A) -1, (A) -2 and water-dispersible polyurethane resins (B) -1, (B) -2, Formulation examples shown in Table 1 (actual 1 to 6, ratio 1 to
According to 3), 100 g of glass beads, graft copolymer (A), resin (B), titanium oxide R-780 (Ishihara Sangyo Co., Ltd.), industrial ethanol, and deionized water were put in a predetermined amount in a glass bottle having a capacity of 225 ml. Then, dispersion treatment was carried out for 30 minutes with a red devil type disperser to prepare an aqueous ink composition for each laminate.

【0039】[0039]

【表1】 [Table 1]

【0040】得られたインキ組成物の評価試験は以下の
ようにして行った。 (イ)密着性 PET(東洋紡績(株)、商品名:E−5100、12
μ)、延伸OPP(東洋紡績(株)、商品名:P−21
61、20μ)、ナイロン(ユニチカ(株)、商品名:
エンブレム、12μ)およびKコートフィルム(東セロ
(株)、商品名:OLE、20μ)にグラビア輪転機に
て供試インキ塗布し、1日後にニチバン製24mm幅の
セロハンテープを印刷画面に貼り、瞬時に剥離してイン
キ取られの有無を以下の5段階にて評価した。 5 印刷皮膜が全く剥離せず 4 印刷皮膜が80%以上残存 3 印刷皮膜が50〜80%残存 2 印刷皮膜が30〜50%残存 1 印刷皮膜が30%未満残存
The evaluation test of the obtained ink composition was conducted as follows. (A) Adhesion PET (Toyobo Co., Ltd., trade name: E-5100, 12
μ), stretched OPP (Toyobo Co., Ltd., trade name: P-21
61, 20μ), nylon (Unitika Ltd., trade name:
Emblem, 12μ) and K coat film (TOCELLO Co., Ltd., trade name: OLE, 20μ) are coated with the sample ink with a gravure rotary press, and one day later, a Nichiban cellophane tape with a width of 24 mm is applied to the printing screen, and then instantly. Whether or not the ink was peeled off and removed was evaluated according to the following 5 grades. 5 Printing film does not peel at all 4 Printing film remains 80% or more 3 Printing film remains 50-80% 2 Printing film remains 30-50% 1 Printing film remains less than 30%

【0041】(ロ)耐ブロッキング性 供試インキを用いてグラビア輪転機にて印刷物を作成
し、直後に印刷皮膜と印刷原反の非印刷面を重ね合せ、
ブロッキングテスター(50℃、湿度80%の条件下に
て5kg/cm の荷重をかけ24時間放置)にて試験
後、両者を引き剥し、インキの取られを以下の5段階に
て評価した。 5 印刷皮膜が全く剥離せず 4 印刷皮膜が80%以上残存 3 印刷皮膜が50〜80%残存 2 印刷皮膜が30〜50%残存 1 印刷皮膜が30%未満残存
(B) Blocking resistance A printed matter was prepared using a test ink with a gravure rotary press.
Immediately after that, overlay the printed film and the non-printed side of the printed material,
Blocking tester (under conditions of 50 ° C and 80% humidity
5 kg / cm 2Test with a load of 24 hours)
After that, peel them off and remove the ink in the following 5 steps.
Evaluated. 5 Printing film does not peel at all 4 Printing film remains 80% or more 3 Printing film remains 50-80% 2 Printing film remains 30-50% 1 Printing film remains less than 30%

【0042】(ハ)ラミネート強度 供試インキを用いてグラビア輪転機にて印刷物を作成
し、その上にポリエチレンイミン系のアンカーコート剤
を塗布し、押し出しラミネート機により溶融ポリエチレ
ンを積層した。2日間経過した後、ラミネート物を15
mm幅に切断し、剥離強度を測定し、以下の基準にて評
価した。 ○ 平均剥離強度が実用上問題ない。 △ 実用上やや劣る。 × 実用上劣る。 得られた結果を下記の表2に示す。
(C) Laminating Strength A printed matter was prepared by using a test ink with a gravure rotary press, a polyethyleneimine-based anchor coating agent was applied thereon, and molten polyethylene was laminated with an extrusion laminating machine. After 2 days, laminate
It was cut to a width of mm, the peel strength was measured, and the following criteria were evaluated. ○ The average peel strength has no practical problem. Fairly inferior in practical use. × Inferior in practical use. The results obtained are shown in Table 2 below.

【0043】[0043]

【表2】 [Table 2]

【0044】[0044]

【発明の効果】以上説明してきたように本発明の水性印
刷インキ組成物においては、水性ポリウレタングラフト
共重合体(A)と水分散性ポリウレタン樹脂(B)とを
所定の割合で配合したことにより、OPP、PET、ナ
イロン、Kコートの全てのフィルムに対する密着性に優
れ、しかもこれらフィルムに対する耐ブロッキング性お
よびラミネート強度にも優れた効果を奏する。
As described above, in the water-based printing ink composition of the present invention, the water-based polyurethane graft copolymer (A) and the water-dispersible polyurethane resin (B) are mixed in a predetermined ratio. , OPP, PET, nylon, and K coat have excellent adhesion to all films, and also have excellent blocking resistance to these films and excellent laminate strength.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 水性ポリウレタンを幹ポリマー成分とし
重合性不飽和単量体から成る重合体をグラフト鎖成分と
する水性ポリウレタングラフト共重合体(A)と、水分
散性ポリウレタン樹脂(B)とを重量比80:20〜2
0:80でバインダーとして含有することを特徴とする
水性印刷インキ組成物。
1. An aqueous polyurethane graft copolymer (A) comprising an aqueous polyurethane as a trunk polymer component and a polymer comprising a polymerizable unsaturated monomer as a graft chain component, and a water-dispersible polyurethane resin (B). Weight ratio 80: 20-2
A water-based printing ink composition containing 0:80 as a binder.
【請求項2】 上記重量比が60:40〜40:60で
ある請求項1記載の水性印刷インキ組成物。
2. The aqueous printing ink composition according to claim 1, wherein the weight ratio is 60:40 to 40:60.
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