JP2006307078A5

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Publication number: JP2006307078A5
Application number: JP2005133375A
Authority: JP
Filing date: 2005-04-28
Publication date: 2008-06-19
Anticipated expiration: 2025-04-28

Description

より具体的には、インキ媒体として有機溶剤を使用しない水系のポリウレタン樹脂印刷インキにおいて、ジイソシアネートとしてアロファネート基含有ジイソシアネートを使用することにより、ポリウレタン樹脂が柔軟性に富み印刷したインキの印刷対象への密着性が向上し、ジプロピレングリコールジメチルエーテル（ＤＭＦＤＧ）のような、水への溶解度（２０℃；以下同様）が０．１〜４０質量％で引火点が５０℃以上である特定の粘度低下剤兼成膜助剤及び官能基数が３以上の鎖延長剤を採用して、好ましくは併用することにより、印刷インキ製造時に乾燥助剤としてのアルコール類などで希釈する際に印刷インキの増粘を充分に阻止することができる。引火点が５０℃以上である特定の粘度低下剤兼成膜助剤の使用により、印刷インキの製造及び印刷の際の作業上の防火性もより高くなる。
また、水分散性を高めるために、カルボキシル基含有低分子グリコールのような末端水酸基を二個有す脂肪酸をプレポリマーに組み込むことが有効であり、この脂肪酸基は第三級アミンで中和処理され、より水分散性が高められる。

［１］アロファネート基含有ジイソシアネート（Ａ）、高分子ポリオール（Ｂ）、カルボキシル基含有低分子グリコール（Ｃ）を反応させ、第三級アミン（Ｄ）による中和処理後のプレポリマーを官能基数が３以上の鎖延長剤（Ｅ）と反応させたポリウレタン樹脂、及び、水への溶解度が０．１〜４０質量％で引火点が５０℃以上である粘度低下剤兼成膜助剤（Ｆ）を１〜２０質量％含有することを特徴とする、水性ポリウレタン樹脂エマルジョン組成物。
［２］アロファネート基含有ジイソシアネートが脂肪族ジイソシアネート化合物であり、ポリオール化合物がポリエステルポリオール又はポリエーテルポリオール或いはポリカーボネートポリオールであり、カルボキシル基含有低分子グリコールがジメチロール脂肪酸であり、官能基数が３以上の鎖延長剤がポリアミン化合物であり、粘度低下剤兼成膜助剤がジプロピレングリコールジメチルエーテル（ＤＭＦＤＧ）であることを特徴とする、［１］における水性ポリウレタン樹脂エマルジョン組成物。
［３］アロファネート基含有ジイソシアネート（Ａ）、高分子ポリオール（Ｂ）、カルボキシル基含有低分子グリコール（Ｃ）を、水への溶解度が０．１〜４０質量％で引火点が５０℃以上である粘度低下剤兼成膜助剤（Ｆ）の存在下にて、ウレタン化反応を行い、次いで第三級アミン（Ｄ）にてカルボキシル基を中和して、カルボン酸アミン塩を含有するイソシアネート基末端ウレタンプレポリマーを製造し、ウレタンプレポリマーを水に乳化させた後に、官能基数が３以上の鎖延長剤（Ｅ）と反応させることを特徴とする、［１］における水性ポリウレタン樹脂エマルジョン組成物の製造方法。
［４］［１］又は［２］における水性ポリウレタン樹脂エマルジョン組成物、有機溶剤及び着色剤を含有することを特徴とする水性ポリウレタン樹脂印刷インキ。
［５］有機溶剤が乾燥助剤としてのイソプロピルアルコールであり、着色剤が顔料又は染料であることを特徴とする、［４］における水性ポリウレタン樹脂印刷インキ。
［６］ポリイソシアネート硬化剤が配合される二液型水性ポリウレタン樹脂であることを特徴とする、［４］又は［５］における水性ポリウレタン樹脂印刷インキ。

水への溶解度が０．１〜４０質量％で引火点が５０℃以上である粘度低下剤兼成膜助剤の具体例としては、ジプロピレングリコールジメチルエーテル（商品名：ジメチルプロピレンジグリコール略称：ＤＭＦＤＧ水への溶解度：３７．０質量％引火点：６５℃）、及びジエチレングリコールジブチルエーテル（商品名：ジブチルジグリコール略称：ＤＢＤＧ水への溶解度：０．３質量％引火点：１２２℃）が例示される。

２．水性ポリウレタン樹脂エマルジョン組成物の製造方法
本発明における水性ポリウレタン樹脂エマルジョン組成物は、以下の方法により製造することができる。
アロファネート基含有ジイソシアネート（Ａ）、高分子ポリオール（Ｂ）、カルボキシル基含有低分子グリコール（Ｃ）を、水への溶解度が０．１〜４０質量％で引火点が５０℃以上である粘度低下剤兼成膜助剤（Ｆ）の存在下にて、ウレタン化反応を行い、次いで第三級アミン（Ｄ）にてカルボキシル基を中和して、カルボン酸アミン塩を含有して水分散性の高められたイソシアネート基末端ウレタンプレポリマーを製造し、ウレタンプレポリマーを水に乳化させた後に、官能基数が３以上のポリアミンなどの鎖延長剤（Ｅ）と反応させることにより行われる。

［実施例１〜３及び比較例１〜５］
実施例１〜３及び比較例１〜５として、表１に記載の配合成分（質量％）を有す、ポリウレタン樹脂エマルジョン組成物による印刷インキを作成した。
本発明の印刷インキは、（ｉ）アロファネート基含有ジイソシアネート、（ｉｉ）官能基数が３以上の鎖延長剤、（ｉｉｉ）特定の粘度低下剤兼成膜助剤の組み合わせを基本要件として、印刷インキの密着性及び増粘性抑制の作用効果をもたらすので、かかる観点を基礎にして表１の第２〜第４行を作成し、本発明の要件を満たす場合を太字で表記して区別している。各実施例はこれらの三要件を全て備え、各比較例はいずれか一つ以上の要件を欠いている。
各実施例及び各比較例における、密着性と増粘性テストの評価結果をもまとめて表１に掲示した。これらのテストにより密着性と増粘抑制性を充分に満たす場合を○印で表記した。
なお、表中の記号の内容は次のとおりである。
Ｃ−２７７０；アロファネート基含有ジイソシアネートＩＰＤＩ；イソホロンジイソシアネートＤＭＢＡ；ジメチロールブタン酸ＤＥＴＡ；ジエチレントリアミンＴＥＴＡ；トリエチレンテトラミンＴＥＰＡ；テトラエチレンペンタミンＥＤＡ；エチレンジアミンＤＭＦＤＧ；ジプロピレングリコールジメチルエーテル（水への溶解度：３７．０質量％引火点：６５℃）ＮＭＰ；Ｎ−メチルピロリドン（水への溶解度：任意質量％引火点：９１℃）アセトン（水への溶解度：任意質量％引火点：−２０℃）Ｎ−５７１１；ポリエステルポリオールなお、Ｃ−２７７０とＮ−５７１１は日本ポリウレタン工業（株）の製品名である。

［実施例と比較例の結果の考察］
以上の各実施例及び各比較例を対比することにより、本発明の印刷インキは、（ｉ）アロファネート基含有ジイソシアネート、（ｉｉ）官能基数が３以上の鎖延長剤、（ｉｉｉ）特定の粘度低下剤兼成膜助剤の組み合わせを基本要件としているので、印刷インキの密着性及び増粘性抑制の優れた効果が奏されることが明らかにされている。
比較例１は、本発明における、（ｉｉｉ）特定の粘度低下剤兼成膜助剤を実施例より多めに使用しているので、増粘性は抑制できるが、（ｉ）アロファネート基含有ジイソシアネートの要件を備えていないので、印刷インキが剥離テストで剥離し、比較例２は、本発明における、（ｉｉ）官能基数が３以上の鎖延長剤の要件を備えていないので、増粘性が抑制されず、比較例３は、本発明における、（ｉ）アロファネート基含有ジイソシアネートの要件を備えていないので、印刷インキが剥離テストで剥離し、比較例４，５は、本発明における、（ｉｉｉ）特定の粘度低下剤兼成膜助剤の要件を備えていないので、増粘性が抑制されない。
以上のデータ結果と考察からして、本発明の構成要件の合理性と有意性が実証され、本発明が従来技術に比べて顕著な卓越性を有していることが明確であるといえる。

Claims

アロファネート基含有ジイソシアネート（Ａ）、高分子ポリオール（Ｂ）、カルボキシル基含有低分子グリコール（Ｃ）を、水への溶解度が０．１〜４０質量％で引火点が５０℃以上である粘度低下剤兼成膜助剤（Ｆ）の存在下にて、ウレタン化反応を行い、次いで第三級アミン（Ｄ）にてカルボキシル基を中和して、カルボン酸アミン塩を含有するイソシアネート基末端ウレタンプレポリマーを製造し、ウレタンプレポリマーを水に乳化させた後に、官能基数が３以上の鎖延長剤（Ｅ）と反応させることを特徴とする、請求項１に記載された水性ポリウレタン樹脂エマルジョン組成物の製造方法。