JP2021138937A - 印刷用プライマーおよび積層体 - Google Patents
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Abstract
【課題】カチオン性に対する安定性に優れ、かつ、密着性に優れるプライマー層を形成することができる印刷用プライマーおよびこの印刷用プライマーを用いて得られる積層体を提供すること。【解決手段】印刷用プライマーは、ポリイソシアネート成分と、マクロポリオールおよびポリオキシエチレン基を含有する活性水素基含有化合物を含むポリオール成分との反応生成物であるイソシアネート基末端プレポリマーと、鎖伸長剤との反応生成物であるポリウレタン樹脂を含有するポリウレタンディスパージョンである。ポリウレタン樹脂に対するポリオキシエチレン基の含有量が、5質量%以上30質量%以下である。【選択図】図1
Description
本発明は、印刷用プライマーおよび積層体、詳しくは、インキを含む印刷層のプライマーとして用いられる印刷用プライマーおよびこの印刷用プライマーを用いて得られる積層体に関する。
従来、基材に、インキを含む印刷層を配置するときに、密着性の観点から、基材と印刷層との間にプライマー層を配置することが知られている。
このようなプライマー層として、例えば、トリレンジイソシアネートと、芳香族ポリエステルポリオールおよび2,2−ジメチロールプロピオン酸を含有するポリオールとを反応させて得られるウレタン樹脂、および、水性媒体を含む水性樹脂組成物を用いて得られるプライマー層が提案されている(例えば、下記特許文献1参照。)。
一方、インキは、カチオン性を有するため、プライマー層には、カチオン性に対する安定性が要求される。
特許文献1のプライマー層は、2,2−ジメチロールプロピオン酸(アニオン性基を有するポリオール)を含有するポリオールを用いているため、カチオン性に対する安定性が低下するという不具合がある。
また、プライマー層には、基材に対する密着性が要求されている。
本発明は、カチオン性に対する安定性に優れ、かつ、密着性に優れるプライマー層を形成することができる印刷用プライマーおよびこの印刷用プライマーを用いて得られる積層体を提供することにある。
本発明[1]は、ポリイソシアネート成分と、マクロポリオールおよびポリオキシエチレン基を含有する活性水素基含有化合物を含むポリオール成分との反応生成物であるイソシアネート基末端プレポリマーと、鎖伸長剤との反応生成物であるポリウレタン樹脂を含有するポリウレタンディスパージョンを含み、前記ポリウレタン樹脂に対するポリオキシエチレン基の含有量が、5質量%以上30質量%以下である、印刷用プライマーである。
本発明[2]は、前記ポリオキシエチレン基を含有する活性水素基含有化合物におけるポリオキシエチレンユニットの重合度が、10以上である、上記[1]に記載の印刷用プライマーを含んでいる。
本発明[3]は、前記イソシアネート基末端プレポリマーが、分岐構造を有する、上記[1]または[2]に記載の印刷用プライマーを含んでいる。
本発明[4]は、前記ポリイソシアネート成分が、脂肪族ポリイソシアネートおよび/または脂環族ポリイソシアネートを含む、上記[1]〜[3]のいずれか一項に記載の印刷用プライマーを含んでいる。
本発明[5]は、前記マクロポリオールが、ポリエステルポリオールである、上記[1]〜[4]のいずれか一項に記載の印刷用プライマーを含んでいる。
本発明[6]は、前記ポリエステルポリオールが、多塩基酸と、多価アルコールとの重合生成物であり、前記多塩基酸が、芳香族ジカルボン酸を含み、前記芳香族ジカルボン酸の配合割合が、前記多塩基酸に対して、15質量%以上である、上記[5]に記載の印刷用プライマーを含んでいる。
本発明[7]は、前記鎖伸長剤が、アミノ基含有化合物を含む、上記[1]〜[6]のいずれか一項に記載の印刷用プライマーを含んでいる。
本発明[8]は、基材と、プライマー層と、印刷層とを順に備え、前記プライマー層は、上記[1]〜[7]のいずれか一項に記載の印刷用プライマーの乾燥塗布物である、積層体を含んでいる。
本発明の印刷用プライマーによれば、ポリオキシエチレン基を含有する活性水素基含有化合物が、ノニオン性であるため、カチオン性に対する安定性に優れる。
また、この印刷用プライマーは、ポリウレタン樹脂に対するポリオキシエチレン基の含有量が、所定割合であるため、密着性に優れる。
本発明の積層体によれば、プライマー層は、本発明の印刷用プライマーから形成されているので、基材に対する密着性に優れる
本発明の印刷用プライマーは、ポリイソシアネート成分と、マクロポリオールおよびポリオキシエチレン基を含有する活性水素基含有化合物を含むポリオール成分との反応生成物であるイソシアネート基末端プレポリマーと、鎖伸長剤との反応生成物であるポリウレタン樹脂を含有するポリウレタンディスパージョンを含み、好ましくは、該ポリウレタンディスパージョンからなる。
ポリイソシアネート成分としては、例えば、芳香族ポリイソシアネート、芳香脂肪族ポリイソシアネート、脂環族ポリイソシアネート、脂肪族ポリイソシアネートなどのポリイソシアネートなどが挙げられる。
芳香族ポリイソシアネートとしては、例えば、4,4′−、2,4′−または2,2′−ジフェニルメタンジイソシアネートもしくはその混合物(MDI)、2,4−または2,6−トリレンジイソシアネートもしくはその混合物(TDI)、o−トリジンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート(NDI)、m−またはp−フェニレンジイソシアネートもしくはその混合物、4,4′−ジフェニルジイソシアネート、4,4′−ジフェニルエーテルジイソシアネートなどの芳香族ジイソシアネートが挙げられる。
芳香脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えば、1,3−または1,4−ビス(イソシアナトメチル)ベンゼン(別名:1,3−または1,4−キシリレンジイソシアネート)もしくはその混合物(XDI)、1,3−または1,4−テトラメチルキシリレンジイソシアネートもしくはその混合物(TMXDI)、ω,ω′−ジイソシアネート−1,4−ジエチルベンゼンなどの芳香脂肪族ジイソシアネートが挙げられる。
脂環族ポリイソシアネートとしては、例えば、3−イソシアナトメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキシルイソシアネート(イソホロンジイソシアネート、IPDI)、4,4′−、2,4′−または2,2′−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)もしくはその混合物(H12MDI)、1,3−または1,4−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンもしくはその混合物(H6XDI)、ビス(イソシアナトメチル)ノルボルナン(NBDI)、1,3−シクロペンテンジイソシアネート、1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、1,3−シクロヘキサンジイソシアネート、メチル−2,4−シクロヘキサンジイソシアネート、メチル−2,6−シクロヘキサンジイソシアネートなどの脂環族ジイソシアネートが挙げられ、好ましくは、1,3−または1,4−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンもしくはその混合物、3−イソシアナトメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキシルイソシアネート、より好ましくは、3−イソシアナトメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキシルイソシアネートが挙げられる。
脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート(ヘキサンジイソシアネート)(HDI)、ペンタメチレンジイソシアネート(ペンタンジイソシアネート)(PDI)、テトラメチレンジイソシアネート、トリメチレンジイソシアネート、1,2−、2,3−または1,3−ブチレンジイソシアネート、2,4,4−または2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネートなどの脂肪族ジイソシアネートが挙げられ、好ましくは、ヘキサメチレンジイソシアネートが挙げられる。
また、ポリイソシアネートとしては、ポリイソシアネート誘導体、例えば、上記したポリイソシアネートの多量体(例えば、2量体、3量体(例えば、イソシアヌレート変性体、イミノオキサジアジンジオン変性体)、5量体、7量体など)、アロファネート変性体(例えば、上記したポリイソシアネートと、1価アルコールまたは2価アルコールとの反応より生成するアロファネート変性体など)、ポリオール変性体(例えば、上記したポリイソシアネートと3価アルコール(例えば、トリメチロールプロパンなど)との反応より生成するポリオール変性体(アルコール付加体)など)、ビウレット変性体(例えば、上記したポリイソシアネートと、水またはアミン類との反応により生成するビウレット変性体など)、ウレア変性体(例えば、上記したポリイソシアネートとジアミンとの反応により生成するウレア変性体など)、オキサジアジントリオン変性体(例えば、上記したポリイソシアネートと炭酸ガスとの反応により生成するオキサジアジントリオンなど)、カルボジイミド変性体(上記したポリイソシアネートの脱炭酸縮合反応により生成するカルボジイミド変性体など)、ウレトジオン変性体、ウレトンイミン変性体なども挙げられる。
ポリイソシアネート成分として、好ましくは、脂環族ポリイソシアネート、脂肪族ポリイソシアネートが挙げられる。つまり、好ましくは、ポリイソシアネート成分は、脂環族ポリイソシアネートおよび/または脂肪族ポリイソシアネートを含む。
ポリイソシアネート成分が、脂環族ポリイソシアネートおよび/または脂肪族ポリイソシアネートを含むと、基材に対する密着性を向上させることができる。
ポリイソシアネート成分として、より好ましくは、脂環族ポリイソシアネートが挙げられる。つまり、より好ましくは、ポリイソシアネート成分は、脂環族ポリイソシアネートを含む。
ポリイソシアネート成分は、単独使用または2種類以上併用することができる。
ポリオール成分は、必須成分として、マクロポリオールおよびポリオキシエチレン基を含有する活性水素基含有化合物を含む。
マクロポリオールは、水酸基を分子末端に2つ以上有し、数平均分子量400以上、好ましくは、500以上、また、10000以下、好ましくは、5000以下、より好ましくは、3000以下の化合物である。
マクロポリオールの平均官能基数は、例えば、2以上であり、また、例えば、3以下であり、また、好ましくは、2である。
マクロポリオールとして、例えば、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリウレタンポリオール、エポキシポリオール、ポリオレフィンポリオール、アクリルポリオール、シリコーンポリオール、フッ素ポリオール、および、ビニルモノマー変性ポリオールなどが挙げられ、好ましくは、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオールが挙げられる。
ポリエステルポリオールとしては、例えば、後述する低分子量ポリオールと、多塩基酸との重縮合物が挙げられる。
低分子量ポリオールとしては、好ましくは、2価アルコール、より好ましくは、脂肪族ジオール、さらに好ましくは、アルカンジオール、とりわけ好ましくは、エチレングリコール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、最も好ましくは、エチレングリコール、ネオペンチルグリコールが挙げられる。
多塩基酸としては、例えば、芳香族二塩基酸、脂環族二塩基酸、脂肪族二塩基酸などが挙げられる。
芳香族二塩基酸としては、例えば、フタル酸(オルソフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸)、トリメリット酸などの芳香族ジカルボン酸などが挙げられ、好ましくは、フタル酸、より好ましくは、イソフタル酸が挙げられる。
脂環族二塩基酸としては、ヘット酸、1,2−ヘキサヒドロフタル酸などの脂環族カルボン酸などが挙げられる。
脂肪族二塩基酸としては、例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、メチルコハク酸、2,2−ジメチルコハク酸、2,3−ジメチルコハク酸、ヘキシルコハク酸、グルタル酸、2−メチルグルタル酸、3−メチルグルタル酸、2,2−ジメチルグルタル酸、3,3−ジメチルコハク酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸などの脂肪族ジカルボン酸などが挙げられ、好ましくは、炭素数6以上12以下の脂肪族ジカルボン酸、より好ましくは、アジピン酸、セバシン酸が挙げられる。
多塩基酸は、好ましくは、芳香族二塩基酸、脂肪族二塩基酸、より好ましくは、芳香族二塩基酸、さらに好ましくは、芳香族ジカルボン酸が挙げられる。
つまり、さらに好ましくは、多塩基酸は、芳香族ジカルボン酸を含む。
多塩基酸が、芳香族ジカルボン酸を含む場合には、芳香族ジカルボン酸の配合割合は、多塩基酸に対して、例えば、10質量%以上、好ましくは、15質量%以上、より好ましくは、20質量%以上、さらに好ましくは、30質量%以上、とりわけ好ましくは、50質量%以上であり、また、例えば、70質量%以下である。
芳香族ジカルボン酸の配合割合が、上記下限以上であれば、基材に対する密着性を向上させることができる。
また、多塩基酸は、好ましくは、芳香族二塩基酸、脂肪族二塩基酸を併用、より好ましくは、芳香族ジカルボン酸および脂肪族ジカルボン酸を併用する。
そして、ポリエステルポリオールを得るには、多塩基酸と低分子量ポリオールとを反応(重縮合反応)させる。
反応条件として、反応温度は、例えば、180℃以上であり、また、例えば、250℃以下であり、また、反応時間は、例えば、1時間以上、好ましくは、12時間以上、より好ましくは、16時間以上であり、また、例えば、30時間以下である。
また、上記の反応では、オクチル酸錫などの触媒を、適宜の割合で配合することができる。
これにより、ポリエステルポリオールが得られる。
また、ポリエステルポリオールとして、例えば、後述する低分子量ポリオール(好ましくは、2価アルコール)を開始剤として、例えば、ε−カプロラクトン、γ−バレロラクトンなどのラクトン類を開環重合して得られる、ポリカプロラクトンポリオール、ポリバレロラクトンポリオール、さらには、それらに後述する2価アルコールを共重合したラクトン系ポリエステルポリオールなどが挙げられる。
このようなポリエステルポリオールとしては、好ましくは、脂肪族ジカルボン酸と芳香族ジカルボン酸と2価アルコールとの重縮合物、脂肪族ジカルボン酸と2価アルコールとの重縮合物、より好ましくは、脂肪族ジカルボン酸と芳香族ジカルボン酸と脂肪族ジオールとの重縮合物、脂肪族ジカルボン酸と脂肪族ジオールとの重縮合物、さらに好ましくは、脂肪族ジカルボン酸と芳香族ジカルボン酸とアルカンジオールとの重縮合物、脂肪族ジカルボン酸とアルカンジオールとの重縮合物、とりわけ好ましくは、セバシン酸とイソフタル酸とエチレングリコールとネオペンチルグリコールとの重縮合物、セバシン酸とエチレングリコールとネオペンチルグリコールとの重縮合物、アジピン酸とネオペンチルグリコールと1,6−ヘキサンジオールとの重縮合物が挙げられ、最も好ましくは、セバシン酸とイソフタル酸とエチレングリコールとネオペンチルグリコールとの重縮合物が挙げられる。
ポリエーテルポリオールとしては、例えば、ポリオキシアルキレン(炭素数2〜3)ポリオール、ポリテトラメチレンエーテルポリオールなどが挙げられる。
ポリオキシアルキレン(炭素数2〜3)ポリオールとしては、例えば、後述する低分子量ポリオールや、公知の低分子量ポリアミンなどを開始剤とする、炭素数2〜3のアルキレンオキサイドの付加重合物が挙げられる。
炭素数2〜3のアルキレンオキサイドとしては、例えば、プロピレンオキサイド、エチレンオキサイドなどが挙げられる。また、これらアルキレンオキサイドは、単独使用または2種類以上併用することができる。
ポリオキシアルキレン(炭素数2〜3)ポリオールとして、具体的には、例えば、ポリオキシエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、プロピレンオキサイドとエチレンオキサイドとのランダムおよび/またはブロック共重合体などが挙げられる。
また、ポリオキシアルキレン(炭素数2〜3)ポリオールとしては、さらに、ポリトリメチレンエーテルグルコールなども含まれる。
ポリトリメチレンエーテルグリコールとしては、例えば、植物成分由来の1,3−プロパンジオールの重縮合反応により得られるグリコールなどが挙げられる。
ポリテトラメチレンエーテルポリオールとしては、例えば、テトラヒドロフランのカチオン重合により得られる開環重合物(ポリテトラメチレンエーテルグリコール(結晶性))や、テトラヒドロフランなどの重合単位に、アルキル置換テトラヒドロフランや、上記した2価アルコールを共重合した非晶性(非結晶性)ポリテトラメチレンエーテルグリコールなどが挙げられる。
ポリエーテルポリオールとしては、好ましくは、ポリテトラメチレンエーテルポリオール、より好ましくは、ポリテトラメチレンエーテルグリコールが挙げられる。
ポリカーボネートポリオールとしては、例えば、後述する低分子量ポリオール(好ましくは、2価アルコール)を開始剤とするエチレンカーボネートの開環重合物や、例えば、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオールや1,6−ヘキサンジオールなどの2価アルコールと、開環重合物とを共重合した非晶性ポリカーボネートポリオールなどのポリカーボネートジオールなどが挙げられる。
マクロポリオールとして、より好ましくは、ポリエステルポリオールが挙げられる。
マクロポリオールは、単独使用または2種類以上併用することができる。
マクロポリオールの配合割合は、ポリオール成分の総量100質量部に対して、例えば、50質量部以上、好ましくは、65質量部以上であり、例えば、90質量部以下、好ましくは、80質量部以下である。
ポリオキシエチレン基を含有する活性水素基含有化合物としては、例えば、片末端封鎖ポリオキシエチレングリコール、ポリオキシエチレン側鎖を含有するポリオールなどが挙げられる。
片末端封鎖ポリオキシエチレングリコールは、主鎖末端にポリオキシエチレン基が導入されている。
片末端封鎖ポリオキシエチレングリコールとしては、例えば、アルキル基で片末端封止したアルコキシエチレングリコール(モノアルコキシポリエチレングリコール)などが挙げられる。
モノアルコキシポリエチレングリコールにおいて、片末端を封止するためのアルキル基の炭素数は、例えば、1以上であり、例えば、20以下、好ましくは、10以下、より好ましくは、8以下、さらに好ましくは、4以下、とりわけ好ましくは、2以下である。すなわち、片末端を封止するためのアルキル基として、好ましくは、メチル基、エチル基が挙げられる。
そのようなアルキル基によって片末端封止されたモノアルコキシポリエチレングリコールとして、具体的には、メトキシポリエチレングリコール、エトキシポリエチレングリコールが挙げられ、好ましくは、メトキシポリエチレングリコールが挙げられる。
ポリオキシエチレン側鎖を含有するポリオールは、側鎖にポリオキシエチレン基を含み、主鎖末端に2つ以上(好ましくは、2つ)の水酸基を有する化合物である。
また、ポリオキシエチレン側鎖を含有するポリオールは、次のように合成することができる。
すなわち、まず、ジイソシアネートと、片末端封鎖ポリオキシエチレングリコールとを、片末端封鎖ポリオキシエチレングリコールの水酸基に対して、ジイソシアネートのイソシアネート基が過剰となる割合でウレタン化反応させ、必要により未反応のジイソシアネートを除去することにより、ポリオキシエチレン鎖含有モノイソシアネートを得る。
ジイソシアネートとして、好ましくは、上記した脂肪族ジイソシアネート、上記した脂環族ジイソシアネートが挙げられる。
片末端封鎖ポリオキシエチレングリコールとしては、上記の片末端封鎖ポリオキシエチレングリコールが挙げられ、好ましくは、炭素数1〜4のアルキル基で片末端封止したアルコキシエチレングリコールが挙げられ、より好ましくは、炭素数1〜2のアルキル基で片末端封止したアルコキシエチレングリコールが挙げられる。
なお、これらの反応条件は、公知の条件でよく、目的および用途に応じて、適宜設定される。
次いで、得られるポリオキシエチレン鎖含有モノイソシアネートと、ジアルカノールアミン(例えば、ジエタノールアミンなど)とを、ジアルカノールアミンの2級アミノ基に対して、ポリオキシエチレン基含有モノイソシアネートのイソシアネート基がほぼ等量となる割合でウレア化反応させる。
これにより、ポリオキシエチレン側鎖を含有するポリオール(好ましくは、ポリオキシエチレン側鎖含有ジオール)が得られる。
ポリオキシエチレン基を含有する活性水素基含有化合物として、好ましくは、ポリオキシエチレン側鎖を含有するポリオールが挙げられる。
ポリオキシエチレン基を含有する活性水素基含有化合物におけるポリオキシエチレンユニットの重合度は、例えば、5以上、好ましくは、10以上、より好ましくは、15以上であり、また、例えば、30以下である。
上記重合度が、上記下限以上であれば、基材に対する密着性を向上させることができる。
ポリオキシエチレン基を含有する活性水素基含有化合物の数平均分子量は、例えば、300以上であり、また、例えば、1500以下である。
ポリオキシエチレン基を含有する活性水素基含有化合物の配合割合は、ポリオール成分の総量100質量部に対して、例えば、20質量部以上であり、例えば、50質量部以下、好ましくは、40質量部以下、より好ましくは、30質量部以下である。
ポリオキシエチレン基を含有する活性水素基含有化合物は、単独使用または2種類以上併用することができる。
そして、このようなポリオキシエチレン基を含有する活性水素基含有化合物は、ノニオン性を有する。そのため、カチオン性に対する安定性に優れる。
また、ポリオール成分が、ポリオキシエチレン基を含有する活性水素基含有化合物を含むと、水接触角(後述)を低くできる。
また、ポリオール成分は、任意成分として、低分子量ポリオール(ポリオキシエチレン側鎖を含有するポリオールを除く低分子量ポリオール)を含む。
低分子量ポリオールは、2つ以上の水酸基を有し、数平均分子量40以上400未満、好ましくは300以下の化合物であって、例えば、2価アルコール、3価以上アルコールなどが挙げられる。
2価アルコールとして、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール(1,2−または1,3−プロパンジオールもしくはその混合物)、ブチレングリコール(1,2−または1,3−または1,4−ブチレングリコールもしくはその混合物)、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2,2,2−トリメチルペンタンジオール、3,3−ジメチロールヘプタンなどのアルカンジオール、例えば、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコールなどのエーテルジオールなどの脂肪族ジオール、例えば、シクロヘキサンジオール(1,2−または1,3−または1,4−シクロヘキサンジオールもしくはその混合物)、シクロヘキサンジメタノール(1,2−または1,3−または1,4−シクロヘキサンジメタノールもしくはその混合物)、シクロヘキサンジエタノール(1,2−または1,3−または1,4−シクロヘキサンジエタノールもしくはその混合物)、水素化ビスフェノールAなどの脂環族ジオール、例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールAのエチレンオキシド付加物、ビスフェノールAのプロピレンオキシド付加物などの芳香族ジオールなどが挙げられ、好ましくは、脂肪族ジオール、より好ましくは、エーテルジオール、さらに好ましくは、トリエチレングリコールが挙げられる。
3価以上アルコールとしては、例えば、グリセリン、2−メチル−2−ヒドロキシメチル−1,3−プロパンジオール、2,4−ジヒドロキシ−3−ヒドロキシメチルペンタン、1,2,6−ヘキサントリオール、トリメチロールプロパン、2,2−ビス(ヒドロキシメチル)−3−ブタノールなどの3価アルコール(低分子量トリオール)、例えば、テトラメチロールメタン(ペンタエリスリトール)、ジグリセリンなどの4価アルコール、例えば、キシリトールなどの5価アルコール、例えば、ソルビトール、マンニトール、アリトール、イジトール、ダルシトール、アルトリトール、イノシトール、ジペンタエリスリトールなどの6価アルコール、例えば、ペルセイトールなどの7価アルコール、例えば、ショ糖などの8価アルコールなどが挙げられる。
また、3価以上アルコールとしては、例えば、数平均分子量40以上400未満、好ましくは、300以下の、3価以上のポリアルキレンオキサイドなども挙げられる。そのようなポリアルキレンオキサイドは、例えば、上記した3価以上の低分子量ポリオール、または、3価以上のポリアミンを開始剤として、エチレンオキサイドおよび/またはプロピレンオキサイドなどのアルキレンオキサイドを付加反応させることによって、ポリエチレンポリオール、ポリプロピレンポリオール、ポリエチレンポリプロピレンポリオール(ランダムまたはブロック共重合体)などとして得ることができる。
3価以上アルコールとしては、好ましくは、3価アルコール、より好ましくは、トリメチロールプロパンが挙げられる。
低分子量ポリオールは、単独使用または2種類以上併用することができ、好ましくは、2価アルコールの単独使用、2価アルコールおよび3価アルコールの併用が挙げられる。
低分子量ポリオールの配合割合は、ポリオール成分の総量100質量部に対して、例えば、1質量部以上であり、例えば、10質量部以下である。
ポリオール成分は、好ましくは、マクロポリオールと、ポリオキシエチレン基を含有する活性水素基含有化合物と、低分子量ポリオールとを含み、より好ましくは、マクロポリオールと、ポリオキシエチレン基を含有する活性水素基含有化合物と、低分子量ポリオールとからなる。
また、ポリオール成分は、好ましくは、分岐構造を有するポリオールを含む。
分岐構造を有するポリオールとしては、例えば、上記したポリオキシエチレン側鎖を含有するポリオール、3価以上アルコールが挙げられる。
ポリオール成分が、分岐構造を有するポリオールを含むと、後述するイソシアネート基末端プレポリマーは、分岐構造を有する。
そして、イソシアネート基末端プレポリマーは、ポリイソシアネート成分とポリオール成分とを反応させることにより得られる。
ポリイソシアネート成分とポリオール成分との反応では、バルク重合や溶液重合などの公知の重合方法、好ましくは、反応性および粘度の調整がより容易な溶液重合によって、上記各成分を反応させる。
この反応において、ポリオール成分中の活性水素基(水酸基および/またはアミノ基)に対するポリイソシアネート成分中のイソシアネート基の当量比(イソシアネート基/活性水素基)は、1を超過し、例えば、1.2以上、好ましくは、1.3以上、例えば、3.0以下、好ましくは、2.5以下である。
溶液重合では、例えば、窒素雰囲気下、有機溶媒(溶剤)に、上記成分を配合して、反応させる。
反応条件として、反応温度は、例えば、20℃以上であり、また、例えば、80℃以下であり、また、反応時間は、1時間以上であり、また、例えば、20時間以下である。
有機溶媒としては、イソシアネート基に対して不活性で、かつ、親水性に富む、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、テトラヒドロフラン、アセトニトリル、N−メチルピロリドンなどが挙げられる。
また、上記重合では、必要に応じて、例えば、アミン系、スズ系、鉛系などの反応触媒を添加してもよく、また、得られるイソシアネート基末端プレポリマーから未反応のポリイソシアネートを、例えば、蒸留や抽出などの公知の方法により、除去することもできる。
これにより、ポリイソシアネート成分とポリオール成分との反応生成物であるイソシアネート基末端プレポリマーが得られる。
なお、溶液重合によって、ポリイソシアネート成分とポリオール成分とを反応させた場合には、イソシアネート基末端プレポリマーは、イソシアネート基末端プレポリマーおよび有機溶媒を含むイソシアネート基末端プレポリマー反応液として得られる。
このようにして得られるイソシアネート基末端プレポリマーは、その分子末端に、少なくとも1つ(好ましくは、複数、さらに好ましくは、2つ)の遊離のイソシアネート基を有するポリウレタンプレポリマーであって、そのイソシアネート基の含有量(溶剤を除いた固形分換算のイソシアネート基含量)が、例えば、0.3質量%以上、好ましくは、1.0質量%以上であり、また、例えば、10質量%以下、好ましくは、5質量%以下である。
また、イソシアネート基の平均官能基数は、例えば、1.5以上であり、また、例えば、3.0以下、好ましくは、2.5以下である。
イソシアネート基末端プレポリマーは、好ましくは、分岐構造を有する。
イソシアネート基末端プレポリマーが分岐構造を有すれば、基材に対する密着性を向上させることができる。
その後、この方法では、上記により得られたイソシアネート基末端プレポリマーと、鎖伸長剤とを、例えば、水中で反応させ、ポリウレタン樹脂を含有するポリウレタンディスパージョンを得る。
鎖伸長剤は、活性水素基(水酸基および/またはアミノ基)を2つ以上(好ましくは、2つ)有する数平均分子量40以上400未満の化合物であって、例えば、上記した低分子量ポリオール、アミノ基含有化合物などが挙げられる。
アミノ基含有化合物としては、例えば、芳香族ポリアミン、芳香脂肪族ポリアミン、脂環族ポリアミン、脂肪族ポリアミン、アミノアルコール、ポリオキシエチレン基含有ポリアミン、第1級アミノ基、または、第1級アミノ基および第2級アミノ基を有するアルコキシシリル化合物、ヒドラジンまたはその誘導体などのアミノ基含有化合物が挙げられる。
芳香族ポリアミンとしては、例えば、4,4’−ジフェニルメタンジアミン、トリレンジアミンなどが挙げられる。
芳香脂肪族ポリアミンとしては、例えば、1,3−または1,4−キシリレンジアミンもしくはその混合物などが挙げられる。
脂環族ポリアミンとしては、例えば、3−アミノメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキシルアミン(別名:イソホロンジアミン)、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジアミン、2,5(2,6)−ビス(アミノメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン、1,4−シクロヘキサンジアミン、1−アミノ−3−アミノメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキサン、ビス−(4−アミノシクロヘキシル)メタン、ジアミノシクロヘキサン、3,9−ビス(3−アミノプロピル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン、1,3−および1,4−ビス(アミノメチル)シクロヘキサンおよびそれらの混合物などが挙げられる。
脂肪族ポリアミンとしては、例えば、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、1,3−プロパンジアミン、1,4−ブタンジアミン、1,5−ペンタンジアミン、1,6−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、テトラエチレンペンタミン、1,2−ジアミノエタン、1,2−ジアミノプロパン、1,3−ジアミノペンタンなどが挙げられ、好ましくは、エチレンジアミンが挙げられる。
アミノアルコールとしては、例えば、2−((2−アミノエチル)アミノ)エタノール(別名:N−(2−アミノエチル)エタノールアミン)、2−((2−アミノエチル)アミノ)−1−メチルプロパノール(別名:N−(2−アミノエチル)イソプロパノールアミン)などが挙げられ、好ましくは、2−((2−アミノエチル)アミノ)エタノール(別名:N−(2−アミノエチル)エタノールアミン)が挙げられる。
ポリオキシエチレン基含有ポリアミンとしては、例えば、ポリオキシエチレンエーテルジアミンなどのポリオキシアルキレンエーテルジアミンが挙げられる。より具体的には、例えば、日本油脂製のPEG#1000ジアミンや、ハンツマン社製のジェファーミンED―2003、EDR−148、XTJ−512などが挙げられる。
第1級アミノ基、または、第1級アミノ基および第2級アミノ基を有するアルコキシシリル化合物としては、例えば、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシランなどの第1級アミノ基を有するアルコキシシリル化合物、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン(別名:N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン)、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリエトキシシラン(別名:N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン)、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン(別名:N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン)、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン(別名:N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジエトキシシラン)などの第1級アミノ基および第2級アミノ基を有するアルコキシシリル化合物などが挙げられ、好ましくは、第1級アミノ基および第2級アミノ基を有するアルコキシシリル化合物、より好ましくは、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン(別名:N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン)が挙げられる。
ヒドラジンまたはその誘導体としては、例えば、ヒドラジン(水和物を含む)、コハク酸ジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジドなどが挙げられ、好ましくは、ヒドラジンが挙げられる。
これらアミノ基含有化合物は、単独使用または2種類以上併用することができる。
鎖伸長剤として、好ましくは、アミノ基含有化合物が挙げられる。
鎖伸長剤が、アミノ基含有化合物を含むと、基材に対する密着性を向上させることができる。
鎖伸長剤として、より好ましくは、アミノアルコール、脂肪族ポリアミン、第1級アミノ基、または、第1級アミノ基および第2級アミノ基を有するアルコキシシリル化合物、ヒドラジンまたはその誘導体が挙げられ、さらに好ましくは、脂肪族ポリアミンの単独使用、アミノアルコールおよび第1級アミノ基、または、第1級アミノ基および第2級アミノ基を有するアルコキシシリル化合物を併用する。
そして、上記のイソシアネート基末端プレポリマーと鎖伸長剤とを水中で反応させるには、例えば、まず、水にイソシアネート基末端プレポリマーを添加することにより、イソシアネート基末端プレポリマーを水分散させ、次いで、それに鎖伸長剤を添加して、イソシアネート基末端プレポリマーを鎖伸長剤により鎖伸長する。
イソシアネート基末端プレポリマーを水分散させるには、イソシアネート基末端プレポリマー100質量部に対して、水50〜1000質量部の割合において、水を攪拌下、イソシアネート基末端プレポリマーを添加する。
その後、鎖伸長剤を、イソシアネート基末端プレポリマーが水分散された水中に、攪拌下、イソシアネート基末端プレポリマーのイソシアネート基に対する鎖伸長剤の活性水素基(アミノ基および水酸基)の当量比(活性水素基/イソシアネート基)が、例えば、0.6〜1.2の割合となるように、滴下する。
鎖伸長剤は、例えば、水溶液として滴下することもでき、滴下終了後は、さらに撹拌しつつ、例えば、常温にて反応を完結させる。反応完結までの反応時間は、例えば、0.1時間以上であり、また、例えば、10時間以下である。
なお、上記とは逆に、水をイソシアネート基末端プレポリマー中に添加して、イソシアネート基末端プレポリマーを水分散させ、次いで、それに鎖伸長剤を添加して、イソシアネート基末端プレポリマーを鎖伸長剤により鎖伸長することもできる。
また、この方法では、必要に応じて、有機溶媒や水を除去することができ、さらには、水を添加して固形分濃度を調整することもできる。
これにより、イソシアネート基末端プレポリマーと、鎖伸長剤との反応生成物であるポリウレタン樹脂を含有するポリウレタンディスパージョンが得られる。
また、ポリウレタンディスパージョンには、必要に応じて、各種の添加剤を配合することができる。添加剤としては、例えば、安定剤(酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤など)、可塑剤、帯電防止剤、滑剤、ブロッキング防止剤、界面活性剤、分散安定剤、着色剤(顔料、染料など)、フィラー、無機粒子、無機酸化物粒子、結晶核剤などが挙げられる。
また、添加剤の配合割合は、特に制限されず、目的および用途に応じて、適宜設定される。
得られるポリウレタンディスパージョンの固形分濃度は、例えば、10質量%以上、好ましくは、15質量%以上、より好ましくは、20質量%以上であり、また、例えば、60質量%以下、好ましくは、50質量%以下、より好ましくは、45質量%以下である。
ポリウレタンディスパージョンのpHは、例えば、6以上、好ましくは、6.5以上であり、また、例えば、9以下、好ましくは、8以下である。
ポリウレタンディスパージョンの25℃における粘度は、例えば、10mPa・s以上、好ましくは、15mPa・s以上であり、また、例えば、100mPa・s以下、好ましくは、50mPa・s以下、より好ましくは、40mPa・s以下である。
ポリウレタンディスパージョンの平均粒子径は、例えば、10nm以上、好ましくは、30nm以上、好ましくは、100nm以上であり、また、例えば、300nm以下、好ましくは、250nm以下、より好ましくは、180nm以下である。
また、ポリウレタンディスパージョンにおいて、ポリウレタン樹脂に対するポリオキシエチレン基の含有量は、5質量%以上、好ましくは、10質量%以上であり、また、30質量%以下、好ましくは、25質量%以下、より好ましくは、20質量%以下、さらに好ましくは、18質量%以下である。
上記の含有量が、上記下限以上であれば、基材に対する密着性を向上させることができ、また、水接触角(後述)を低くすることができる。
一方、上記の含有量は、上記下限未満であれば、基材に対する密着性が低下し、また、水接触角(後述)が高くなる。
また、上記の含有量が、上記上限以下であれば、基材に対する密着性を向上させることができる。また、ろ過率(後述)を向上させることができる。
一方、上記の含有量が、上記上限を超過すると、上記下限未満であれば、基材に対する密着性が低下する。また、ろ過率(後述)が低下する。
また、ポリウレタンディスパージョンにおいて、ポリオキシエチレン基を含有する活性水素基含有化合物は、ノニオン性を有する。そのため、カチオン性に対する安定性に優れる。
そして、このようなポリウレタンディスパージョンは、基材に印刷層を配置するときの印刷用プライマーとして用いられる。
このような印刷用プライマーは、上記ポリオキシエチレン基の含有量が所定の割合であり、ポリオキシエチレン基を含有する活性水素基含有化合物を用いているため、ろ過率(後述)に優れ、低い水接触角(後述)を有する。
そのため、印刷用プライマーは、インクジェット印刷用プライマーとして好適に用いることができる。
以下、印刷用プライマーを用いて、基材1上にプライマー層2を形成し、次いで、プライマー層2上に印刷層3を形成して、積層体4を製造する方法について、詳述する。
この方法では、まず、図1Aに示すように、基材1を準備する。
基材1としては、特に限定されず、例えば、セルロース、ポリエチレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体、アイオノマー、ポリプロピレン、ポリアミド(ナイロン)、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、エチレン・ビニルアルコール共重合体、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル共重合体などのプラスチック材料からなるプラスチックフィルムなどが挙げられる。
基材1の厚みは、例えば、10μm以上であり、また、例えば、100μm以下、好ましくは、50μm以下である。
次いで、図1Bに示すように、基材1の一方面の全面に、印刷用プライマーを塗布し、乾燥させることによりプライマー層2を形成する。つまり、プライマー層2は、印刷用プライマーの乾燥塗布物である。
具体的には、プライマー層2の単位面積当たりの質量が、例えば、0.1g/m2以上、また、例えば、1.0g/m2以下となるように塗布する。
塗布方法として、バーコーダ法、カーテンコート法、ロールコート法、ブレードコート法などの公知のコート法が挙げられる。
また、乾燥条件として、乾燥時間は、例えば、30秒以上であり、好ましくは、360秒以下、好ましくは、120秒以下であり、また、乾燥温度は、例えば、60℃以上であり、また、例えば、100℃以下である。
これにより、基材1の一方面にプライマー層2を形成する。
次いで、図1Cに示すように、プライマー層2の一方面の全面に、印刷層3を形成する。
印刷層3は、インキ組成物から形成されている。
インキ組成物は、バインダー樹脂と、顔料と、溶媒とを含む。
バインダー樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、ウレタン樹脂などが挙げられ、好ましくは、ウレタン樹脂が挙げられる。
ウレタン樹脂としては、例えば、水系ポリウレタンディスパージョンなどが挙げられる。水系ポリウレタンディスパージョンとして、市販品を用いることもでき、具体的には、タケラック W6110(三井化学社製)などが挙げられる。
顔料は、特に限定されず、目的および用途に応じて、適宜選択される。
顔料の配合割合は、バインダー樹脂100質量部に対して、例えば、1質量部以上であり、また、例えば、10質量部以下である。
溶媒としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコールなどのアルカンジオール、例えば、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコールなどのエーテルジオールなどが挙げられ、好ましくは、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、さらに好ましくは、プロピレングリコールおよびジエチレングリコールを併用する。
また、インキ組成物は、必要により、界面活性剤を含む。
界面活性剤としては、例えば、シリコーン系界面活性剤などが挙げられる。
また、インキ組成物は、水で希釈することもできる。
インキ組成物を、水で希釈する場合において、その固形分濃度は、例えば、10質量%以上であり、また、例えば、30質量%以下である。
そして、プライマー層2の一方面の全面に、印刷層3を形成するには(または、プライマー層2の一方面の一部に、所定のパターン形状を有する印刷層3を形成するには)、プライマー層2の一方面の全面または一部にインキ組成物を塗布および乾燥し、その後、養生する。
インキ組成物の塗布不法として、例えば、フレキソ印刷、オフセット印刷、グラビア印刷、スクリーン印刷、インクジェット印刷などの印刷法が挙げられ、好ましくは、インクジェット印刷が挙げられる。
なお、図1Cには、プライマー層2の一方面の全面に、印刷層3を形成する場合を図示する。
具体的には、印刷層3の単位面積当たりの質量が、例えば、1.0g/m2以上、また、例えば、3.0g/m2以下となるように塗布する。
塗布方法は、上記した印刷用プライマーの塗布方法と同様である。
また、乾燥条件は、上記した印刷用プライマーの乾燥条件と同様である。
養生条件として、養生温度は、例えば、20℃以上であり、また、例えば、50℃以下であり、また、養生時間は、例えば、0.5日以上であり、また、例えば、4日以下である。
これにより、基材1とプライマー層2と印刷層3とを順に備えた積層体4が得られる。
積層体4において、プライマー層2は、本発明の印刷用プライマーから形成されているので、基材1に対する密着性に優れる。
また、プライマー層2は、印刷用プライマーから形成されているので、カチオン性に対する安定性に優れる。
そのため、プライマー層2は、インキ組成物(カチオン性)を含む印刷層3に対する安定性に優れる。
以下の記載において用いられる配合割合(含有割合)、物性値、パラメータなどの具体的数値は、上記の「発明を実施するための形態」において記載されている、それらに対応する配合割合(含有割合)、物性値、パラメータなど該当記載の上限値(「以下」、「未満」として定義されている数値)または下限値(「以上」、「超過」として定義されている数値)に代替することができる。また、以下の記載において特に言及がない限り、「部」および「%」は質量基準である。
1.成分の詳細
IPDI:3−イソシアナトメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキシルイソシアネート
H6XDI:1,3−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン
HDI:ヘキサメチレンジイソシアネート
TDI:トリレンジイソシアネート
プラクセル220:ポリカプロラクトンジオール、数平均分子量2000、ダイセル製
PTG2000SN:ポリテトラメチレンエーテルグリコール、数平均分子量2000、保土ヶ谷化学製
UH−200:ポリカーボネートジオール、数平均分子量2000、宇部興産社製
TEG:トリエチレングリコール
TMP:トリメチロールプロパン
DHD1000S:ポリオキシエチレン鎖含有ジオール、数平均分子量1273
DHD550:ポリオキシエチレン鎖含有ジオール、数平均分子量823
DHD400:ポリオキシエチレン鎖含有ジオール、数平均分子量673
MePEG1000:メトキシポリエチレングリコール、数平均分子量1000
DMPA:ジメチロールプロピオン酸
TEA:トリエチルアミン
AN:アセトニトリル
KBM−603:アルコキシシリル化合物、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、信越化学工業社製
A−EA:2−((2−アミノエチル)アミノ)エタノール
EDA:エチレンジアミン
HYD:ヒドラジン二水和物
2.ポリエステルポリオールの調製
調製例1
温度計、窒素ガス導入管及び攪拌機を備えた反応容器中に、窒素ガスを導入しながら、表1の記載に基づいて、多塩基酸、低分子量ポリオールおよび触媒(スタノクト(オクチル)酸錫)を仕込み、酸価が1以下になるまで、210℃20時間重縮合反応させることによって、ポリエステルポリオールを得た。
1.成分の詳細
IPDI:3−イソシアナトメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキシルイソシアネート
H6XDI:1,3−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン
HDI:ヘキサメチレンジイソシアネート
TDI:トリレンジイソシアネート
プラクセル220:ポリカプロラクトンジオール、数平均分子量2000、ダイセル製
PTG2000SN:ポリテトラメチレンエーテルグリコール、数平均分子量2000、保土ヶ谷化学製
UH−200:ポリカーボネートジオール、数平均分子量2000、宇部興産社製
TEG:トリエチレングリコール
TMP:トリメチロールプロパン
DHD1000S:ポリオキシエチレン鎖含有ジオール、数平均分子量1273
DHD550:ポリオキシエチレン鎖含有ジオール、数平均分子量823
DHD400:ポリオキシエチレン鎖含有ジオール、数平均分子量673
MePEG1000:メトキシポリエチレングリコール、数平均分子量1000
DMPA:ジメチロールプロピオン酸
TEA:トリエチルアミン
AN:アセトニトリル
KBM−603:アルコキシシリル化合物、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、信越化学工業社製
A−EA:2−((2−アミノエチル)アミノ)エタノール
EDA:エチレンジアミン
HYD:ヒドラジン二水和物
2.ポリエステルポリオールの調製
調製例1
温度計、窒素ガス導入管及び攪拌機を備えた反応容器中に、窒素ガスを導入しながら、表1の記載に基づいて、多塩基酸、低分子量ポリオールおよび触媒(スタノクト(オクチル)酸錫)を仕込み、酸価が1以下になるまで、210℃20時間重縮合反応させることによって、ポリエステルポリオールを得た。
調製例2〜調製例5
表1の記載に基づいて、各成分の配合処方を変更した以外は、調製例1と同様の手順で、ポリエステルポリオールを得た。
3.ポリウレタンディスパージョンの調製
実施例1
表2の記載に基づいて、ポリイソシアネート成分と、ポリオール成分とを混合し、窒素雰囲気下90〜95℃で、所定のNCO%(1〜6%以下)になるまで反応させ、イソシアネート基末端プレポリマーを含む反応液を得た。この反応において、ポリオール成分中の水酸基に対するポリイソシアネート成分中のイソシアネート基の当量比(イソシアネート基/水酸基)は、1.48であった。
表1の記載に基づいて、各成分の配合処方を変更した以外は、調製例1と同様の手順で、ポリエステルポリオールを得た。
3.ポリウレタンディスパージョンの調製
実施例1
表2の記載に基づいて、ポリイソシアネート成分と、ポリオール成分とを混合し、窒素雰囲気下90〜95℃で、所定のNCO%(1〜6%以下)になるまで反応させ、イソシアネート基末端プレポリマーを含む反応液を得た。この反応において、ポリオール成分中の水酸基に対するポリイソシアネート成分中のイソシアネート基の当量比(イソシアネート基/水酸基)は、1.48であった。
次いで、反応液をアセトニトリルで希釈し、イオン交換水を添加しながらホモディスパーにより分散させた。分散後、イオン交換水で希釈した鎖伸長剤を添加した。この反応において、イソシアネート基末端プレポリマーのイソシアネート基に対する鎖伸長剤の活性水素基の当量比(活性水素基/イソシアネート基)は、0.8であった。
その後、1時間反応させ、アセトニトリルとイオン交換水をエバポレーターにて留去し、固形分濃度が35質量%となるようにイオン交換水にて調整することにより、ポリウレタンディスパージョンを得た。
実施例2〜実施例32、比較例1〜比較例4
表2〜表9の記載に基づいて、各成分の配合処方を変更した以外は、実施例1と同様の手順で、ポリウレタンディスパージョンを得た。
表2〜表9の記載に基づいて、各成分の配合処方を変更した以外は、実施例1と同様の手順で、ポリウレタンディスパージョンを得た。
なお、比較例3および比較例4では、イソシアネート基末端プレポリマーを含む反応液を得た後、その反応液を40℃まで冷却し、その後、トリエチルアミン(TEA)にて中和させた。
4.積層体の製造
各実施例および各比較例のポリウレタンディスパージョンを、固形分濃度5質量%となるように、水で希釈した。
4.積層体の製造
各実施例および各比較例のポリウレタンディスパージョンを、固形分濃度5質量%となるように、水で希釈した。
次いで、ポリプロピレンフィルム(OPP、パイレンフィルム−OT P2161 20μm、東洋紡株式会社製)の一方面に、上記のポリウレタンディスパージョンを、バーコーダで塗布し、80℃1分で乾燥させた。これにより、プライマー層(単位面積当たりの質量0.3g/m2)を形成した。
次いで、白顔料(GPホワイト♯101コンク、御国色素製)0.5質量部、タケラック W6110 10質量部、プロピレングリコール3.2質量部、ジエチレングリコール3.2質量部、水33.7質量部、および、BYK−348(シリコーン系界面活性剤、ビックケミー・ジャパン株式会社製)0.2質量部を混合し、インキ組成物を調整した。
次いで、このインキ組成物をバーコーダで用いて塗布し、80℃1分で乾燥させた。その後、40℃1日間養生した。これにより、印刷層(単位面積当たりの質量1.5g/m2)を形成した。
これにより、積層体を得た。
5.評価
(密着性)
各積層体の印刷層に、ドライラミネート用接着剤としてタケネートA−310(三井化学社製)とタケネートA−3(三井化学社製)と酢酸エチルとの混合物(タケネートA−310/タケネートA−3/酢酸エチル=5/0.5/13.7(質量比))を、乾燥後の質量1.0g/m2となるようにバーコーターにて塗布し、ドライヤーで乾燥させた。
5.評価
(密着性)
各積層体の印刷層に、ドライラミネート用接着剤としてタケネートA−310(三井化学社製)とタケネートA−3(三井化学社製)と酢酸エチルとの混合物(タケネートA−310/タケネートA−3/酢酸エチル=5/0.5/13.7(質量比))を、乾燥後の質量1.0g/m2となるようにバーコーターにて塗布し、ドライヤーで乾燥させた。
その後、ポリプロピレンフィルム(OPP、パイレンフィルム−CT P1128 20μm、東洋紡株式会社製)をラミネートして、40℃で3日間養生した後、各積層体の基材とプライマー層との間のラミネート強度を、JIS K 6854に準拠したT字剥離試験(15mm幅)にて測定した。その結果を表2〜表9に示す。
なお、表2には、実施例1〜7および比較例1および比較例2を示し、ポリウレタン樹脂に対するポリオキシエチレン基の含有量を比較している。
また、表3には、実施例1、比較例3および比較例4を示し、ポリオキシエチレン基を含有する活性水素基含有化合物の種類を比較している。
また、表4には、実施例1、実施例8および実施例9を示し、ポリオキシエチレン基を含有する活性水素基含有化合物におけるポリオキシエチレンユニットの重合度を比較している。
また、表5には、実施例1、実施例10および実施例11を示し、ポリオール成分の分岐構造の有無を比較している。
また、表6には、実施例12〜実施例15を示し、マクロポリオールの種類を比較している。
また、表7には、実施例1、実施例2、実施例16、実施例17、実施例20、および、実施例25〜実施例32を示し、鎖伸長剤の種類を比較している。
また、表8には、実施例1、実施例18および実施例19を示し、イソシアネート成分の種類を比較している。
また、表9には、実施例1、実施例12および実施例20〜実施例24を示し、多塩基酸に対する芳香族ジカルボン酸の配合割合を比較している。
(水接触角)
各実施例および各比較例のポリウレタンディスパージョンを、ポリプロピレンフィルム(2.0mm×70mm×150mm)に、乾燥厚み1.5μmとなるようにバーコーターにて塗布し、110℃で、2分間乾燥させた。その後、40℃で2日養生した。
各実施例および各比較例のポリウレタンディスパージョンを、ポリプロピレンフィルム(2.0mm×70mm×150mm)に、乾燥厚み1.5μmとなるようにバーコーターにて塗布し、110℃で、2分間乾燥させた。その後、40℃で2日養生した。
そして、協和界面科学株式会社製の自動接触角計CA−VP型を用いて、水接触角を測定した。その結果を表2〜表9に示す。
(カチオン性に対する安定性)
各実施例および各比較例のポリウレタンディスパージョンに、ポリアリルアミン(ニットーボーメディカル社製)1%添加し、60℃で1週間保管後、外観を観察した。
各実施例および各比較例のポリウレタンディスパージョンに、ポリアリルアミン(ニットーボーメディカル社製)1%添加し、60℃で1週間保管後、外観を観察した。
カチオン性に対する安定性について、以下の基準で評価した。その結果を表2〜表9に示す。
〇:凝集物または沈殿物が観測されなかった。
×:凝集物または沈殿物が観測された。
〇:凝集物または沈殿物が観測されなかった。
×:凝集物または沈殿物が観測された。
(ろ過率)
各実施例および各比較例のポリウレタンディスパージョンを、20ccのシリンジに20cc採取した。次いで、このシリンジに、0.45μmのシリンジフィルターを取り付けてろ過した。
各実施例および各比較例のポリウレタンディスパージョンを、20ccのシリンジに20cc採取した。次いで、このシリンジに、0.45μmのシリンジフィルターを取り付けてろ過した。
ろ過率を、下記式(1)に基づき算出した。その結果を表2〜表9に示す。
ろ過率(%)=(20−(ろ過後にシリンジに残存したポリウレタンディスパージョンの量))/20×100 (1)
4 積層体
Claims (8)
- ポリイソシアネート成分と、マクロポリオールおよびポリオキシエチレン基を含有する活性水素基含有化合物を含むポリオール成分との反応生成物であるイソシアネート基末端プレポリマーと、鎖伸長剤との反応生成物であるポリウレタン樹脂を含有するポリウレタンディスパージョンを含み、
前記ポリウレタン樹脂に対するポリオキシエチレン基の含有量が、5質量%以上30質量%以下であることを特徴とする、印刷用プライマー。 - 前記ポリオキシエチレン基を含有する活性水素基含有化合物におけるポリオキシエチレンユニットの重合度が、10以上であることを特徴とする、請求項1に記載の印刷用プライマー。
- 前記イソシアネート基末端プレポリマーが、分岐構造を有することを特徴とする、請求項1または2に記載の印刷用プライマー。
- 前記ポリイソシアネート成分が、脂肪族ポリイソシアネートおよび/または脂環族ポリイソシアネートを含むことを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の印刷用プライマー。
- 前記マクロポリオールが、ポリエステルポリオールであることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の印刷用プライマー。
- 前記ポリエステルポリオールが、多塩基酸と、多価アルコールとの重合生成物であり、
前記多塩基酸が、芳香族ジカルボン酸を含み、
前記芳香族ジカルボン酸の配合割合が、前記多塩基酸に対して、15質量%以上であることを特徴とする、請求項5に記載の印刷用プライマー。 - 前記鎖伸長剤が、アミノ基含有化合物を含むことを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一項に記載の印刷用プライマー。
- 基材と、プライマー層と、印刷層とを順に備え、
前記プライマー層は、請求項1〜7のいずれか一項に記載の印刷用プライマーの乾燥塗布物であることを特徴とする、積層体。
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JP2020035151 | 2020-03-02 | ||
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2021
- 2021-02-25 JP JP2021028989A patent/JP2021138937A/ja active Pending
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