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JPH0616762A - Urethane resin-modified polyethyleneimine and method for producing the same - Google Patents

Urethane resin-modified polyethyleneimine and method for producing the same

Info

Publication number
JPH0616762A
JPH0616762A JP4175478A JP17547892A JPH0616762A JP H0616762 A JPH0616762 A JP H0616762A JP 4175478 A JP4175478 A JP 4175478A JP 17547892 A JP17547892 A JP 17547892A JP H0616762 A JPH0616762 A JP H0616762A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polyethyleneimine
urethane resin
modified
polyurethane
monoisocyanate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4175478A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kiyoshi Osanai
清志 長内
Reiji Takehara
怜治 竹原
Minoru Murai
稔 村井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
DIC Corp
Original Assignee
Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd filed Critical Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
Priority to JP4175478A priority Critical patent/JPH0616762A/en
Publication of JPH0616762A publication Critical patent/JPH0616762A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Other Resins Obtained By Reactions Not Involving Carbon-To-Carbon Unsaturated Bonds (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
  • Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a polyethyleneimine modified with urethane resin having increased adhesion-promoting function and improved water-resistance, applicable to the use necessitating retort sterilization, etc., and useful for adhesive, etc., by reacting a linear polyurethane monoisocyanate with a polyethyleneimine. CONSTITUTION:A polymeric diol (e.g. polyester diol) is made to react with an organic diisocyanate (e.g. 1,6-hexamethylene diisocyanate) and optionally a chain extender (e.g. ethylene glycol) using the isocyanate in excess to obtain a urethane polymer having isocyanate group on the terminal. A part of the terminal isocyanate group is reacted with a chain terminator (e.g. methyl alcohol) to obtain a chain polyurethane monoisocyanate. The product is added to a polyethyleneimine and the remaining terminal isocyanate groups are made to react with the polyethyleneimine to obtain the urethane resin-modified polyethyleneimine useful e.g. as an additive to a printing ink, etc., to improve the adhesiveness of the ink to a plastic film, etc.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はウレタン樹脂変性ポリエ
チレンイミンおよびその製造方法に関し、さらに詳しく
はプラスチックフィルム等への接着性を改良する印刷イ
ンキ等への添加剤として有用なウレタン樹脂変性ポリエ
チレンイミンおよびその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a urethane resin-modified polyethyleneimine and a method for producing the same, and more specifically, a urethane resin-modified polyethyleneimine useful as an additive to a printing ink or the like which improves adhesion to a plastic film and the like. The manufacturing method is related.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、ポリエチレンイミンは接着工
業分野に応用されており、各種プラスチックフィルムや
箔のラミネート用アンカー剤、接着剤組成物、塗料密着
性改善等に用いられている。しかし、ポリエチレンイミ
ンは極めて親水性であるため水と接触すると接着力の低
下が著しく耐水性、特に耐熱水性が必要な用途には不向
きであった。
2. Description of the Related Art Polyethyleneimine has been conventionally applied to the adhesive industry field, and has been used for anchoring agents for laminating various plastic films and foils, adhesive compositions, and improving paint adhesion. However, since polyethyleneimine is extremely hydrophilic, the adhesive strength is significantly reduced when it comes into contact with water, and it is not suitable for applications requiring water resistance, especially hot water resistance.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ポリエチレ
ンイミンの接着促進機能をより有効に引き出すと共に接
着面の耐水性、ひいてはボイル殺菌やレトルト殺菌を必
要とする用途にも応用できる、改質されたポリエチレン
イミンを提供しようとするものである。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention is a modified type that can more effectively bring out the adhesion promoting function of polyethyleneimine and can also be applied to applications requiring water resistance of the adhering surface, and by extension, boil sterilization or retort sterilization. It is intended to provide polyethyleneimine.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成す
るに到った。
The present inventors have completed the present invention as a result of earnest researches for solving the above problems.

【0005】すなわち本発明は、線状のポリウレタンモ
ノイソシアネートとポリエチレンイミンの反応によって
得られるウレタン樹脂変性ポリエチレンイミンおよびそ
の製造方法に関する。
That is, the present invention relates to a urethane resin-modified polyethyleneimine obtained by reacting a linear polyurethane monoisocyanate with polyethyleneimine, and a method for producing the same.

【0006】本発明に用いられる線状のポリウレタンモ
ノイソシアネートは、種々の構造のものを含み得るが、
例えば、高分子ジオール、有機ジイソシアネートおよび
必要により鎖伸長剤をイソシアネート過剰のモル比で反
応させ、末端にイソシアネート基を有するウレタンプレ
ポリマーとし、当該末端イソシアネート基の一部を鎖停
止剤と反応させて得られるものが含まれる。
The linear polyurethane monoisocyanate used in the present invention may include those having various structures.
For example, a high molecular diol, an organic diisocyanate and, if necessary, a chain extender are reacted in an excess molar ratio of isocyanate to give a urethane prepolymer having an isocyanate group at the terminal, and a part of the terminal isocyanate group is reacted with a chain terminator. Includes what you get.

【0007】本発明で用いられるポリウレタンモノイソ
シアネートの製造に使用される高分子ジオールとして
は、ポリエステルジオールたとえばジカルボン酸(アジ
ピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、コハク酸、グルタ
ル酸、マレイン酸、フマル酸、フタル酸など)とグリコ
ール(エチレングリコール、プロピレングリコール、
1,4−ブタンジオール,1,3−ブタンジオール,
1,6−ヘキサンジオール、1,8−オクタメチレンジ
オール、ネオペンチルグリコール、ビスヒドロキシメチ
ルシクロヘキサン、ビスヒドロキシエチルベンゼン、ア
ルキルジアルカノールアミンなど)とを重縮合させて得
られたもの、たとえばポリエチレンアジペート、ポリブ
チレンアジペート、ポリヘキサメチレンアジペート、ポ
リエチレン/プロピレンアジペート;ラクトンの開環重
合によるポリラクトンジオールたとえばポリカプロラク
トンジオール、ポリバレロラクトンジオールなど、なら
びにポリエーテルポリオールたとえばポリエーテルポリ
オール[低分子グリコール(エチレングリコール、プロ
ピレングリコール、1,4ーブタンジオールなど)のア
ルキレンオキシド(炭素数2〜4のアルキレンオキシド
たとえばエチレンオキシド、プロピレンオキシドおよび
ブチレンオキシド)付加物および上記アルキレンオキシ
ドの開環重合物]具体的にはポリエチレングリコール、
ポリプロピレングリコールおよびポリテトラメチレンエ
ーテルグリコールおよびこれらの二種以上の混合物があ
げられる。これらのうち特に好ましいのはポリエステル
ジオールである。高分子ジオールの平均分子量(水酸基
価測定による)は通常500〜40000、好ましくは800〜800
0である。
The polymer diol used for producing the polyurethane monoisocyanate used in the present invention includes polyester diols such as dicarboxylic acids (adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, succinic acid, glutaric acid, maleic acid, fumaric acid, Phthalic acid) and glycols (ethylene glycol, propylene glycol,
1,4-butanediol, 1,3-butanediol,
1,6-hexanediol, 1,8-octamethylenediol, neopentyl glycol, bishydroxymethylcyclohexane, bishydroxyethylbenzene, alkyl dialkanolamine, etc.) obtained by polycondensation, for example, polyethylene adipate, poly Butylene adipate, polyhexamethylene adipate, polyethylene / propylene adipate; polylactone diols by ring-opening polymerization of lactones such as polycaprolactone diol, polyvalerolactone diol, and polyether polyols such as polyether polyols [low molecular weight glycols (ethylene glycol, propylene Alkylene oxide of glycol, 1,4-butanediol, etc. (Alkylene oxide having 2 to 4 carbon atoms such as ethylene Kishido, propylene oxide and butylene oxide) adducts and ring-opening polymerization of the alkylene oxide] Specifically polyethylene glycol,
Examples include polypropylene glycol and polytetramethylene ether glycol and mixtures of two or more thereof. Of these, polyester diol is particularly preferable. The average molecular weight of the polymeric diol (as measured by the hydroxyl value) is usually 500 to 40,000, preferably 800 to 800.
It is 0.

【0008】有機ジイソシアネートとしては脂肪族ジイ
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、リジンジイソシアネート、エチレングリコー
ル、プロピレングリコールなどの低分子グリコール類と
前記脂肪族ジイソシアネートとのプレポリマーなど);
脂環族ジイソシアネート(イソホロンジイソシアネー
ト、水添化4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネー
ト、メチルシクロヘキシレンジイソシアネート、イソプ
ロピリデンジシクロヘキシルー4,4’−ジイソシアネ
ート、低分子グリコール類と前記脂環族ジイソシアネー
トとのプレポリマーなど);芳香族ジイソシアネート
(4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、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、トリレンジイソシアネート、低分子グリ
コール類と前記芳香族ジイソシアネートとのプレポリマ
ーなど);およびこれらの二種以上の混合物があげられ
る。これらのうち好ましいものは脂肪族ジイソシアネー
トおよび脂環族ジイソシアネートおよびこれらの混合物
である。
As the organic diisocyanate, aliphatic diisocyanates (1,6-hexamethylene diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, lysine diisocyanate, ethylene glycol, propylene glycol, and other low-molecular-weight glycols and the above aliphatic diisocyanates are used. Prepolymer, etc.);
Alicyclic diisocyanates (isophorone diisocyanate, hydrogenated 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, methylcyclohexylene diisocyanate, isopropylidene dicyclohexyl 4,4'-diisocyanate, prepolymers of low molecular glycols and the alicyclic diisocyanates, etc. ); Aromatic diisocyanates (4,4′-diphenylmethane diisocyanate, xylylene diisocyanate, tetramethylxylylene diisocyanate, tolylene diisocyanate, prepolymers of low-molecular glycols and the aromatic diisocyanates); and two or more thereof. A mixture of Of these, preferred are aliphatic diisocyanates and alicyclic diisocyanates and mixtures thereof.

【0009】鎖伸長剤としてはたとえば低分子グリコー
ル(エチレングリコール、プロピレングリコール,1,
4−ブタンジオール,1,6−ヘキサンジオールな
ど)、脂肪族ジアミン(エチレンジアミン、ヘキサメチ
レンジアミン、2,2,4−トリメチルヘキサメチレン
ジアミンなど)、脂環式ジアミン(イソホロンジアミ
ン、ジシクロヘキシルメタンー4,4’−ジアミン、イ
ソプロピリデンジシクロヘキシル−4,4’−ジアミ
ン,1,4−ジアミノシクロヘキサンなど)およびこれ
らの二種以上の混合物があげられる。これらのうち好ま
しいものは低分子グリコール、脂環式ジアミンおよびこ
れらの二種以上の混合物である。
Examples of chain extenders include low molecular weight glycols (ethylene glycol, propylene glycol, 1,
4-butanediol, 1,6-hexanediol, etc., aliphatic diamine (ethylenediamine, hexamethylenediamine, 2,2,4-trimethylhexamethylenediamine, etc.), alicyclic diamine (isophoronediamine, dicyclohexylmethane-4, etc.) 4'-diamine, isopropylidenedicyclohexyl-4,4'-diamine, 1,4-diaminocyclohexane, etc.) and mixtures of two or more thereof. Of these, preferred are low molecular weight glycols, alicyclic diamines and mixtures of two or more thereof.

【0010】また鎖停止剤としては、メチルアルコー
ル、エチルアルコール,n−プロピルアルコール、イソ
ープロピルアルコール、n−ブチルアルコール、イソー
ブチルアルコールなどの1価のアルコール;モノエチル
アミン,n−プロピルアミン、ジエチルアミン、ジーn
ープロピルアミン、ジ−n−ブチルアミンなどのモノア
ミン;モノエタノールアミン、ジエタノールアミンなど
のヒドロキシルモノアミンなどがあげられる。
As the chain terminator, monohydric alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, iso-propyl alcohol, n-butyl alcohol and iso-butyl alcohol; monoethylamine, n-propylamine, diethylamine, Gee n
Examples include monoamines such as -propylamine and di-n-butylamine; hydroxyl monoamines such as monoethanolamine and diethanolamine.

【0011】高分子ジオールと鎖伸長剤のモル比は通常
1:0.3〜1:8 、好ましくは1:0.5〜1:6 である。
The molar ratio of the polymeric diol and the chain extender is usually
It is 1: 0.3 to 1: 8, preferably 1: 0.5 to 1: 6.

【0012】NCOと活性水素含有基(OH,NH2
NHなど)の比は通常 1:0.8〜1:0.98である。
NCO and active hydrogen-containing groups (OH, NH 2 ,
The ratio of (NH, etc.) is usually 1: 0.8 to 1: 0.98.

【0013】本発明のウレタン樹脂変性ポリエチレンイ
ミンの製造に使用されるポリウレタンモノイソシアネー
トは次のような方法で製造できる。たとえば、有機ジイ
ソシアネートと高分子ジオールとをイソシアネート基過
剰のモル比で反応させて末端イソシアネート基のウレタ
ンプレポリマーをつくり、該ウレタンプレポリマーを溶
剤で希釈し、ウレタンプレポリマーの溶剤溶液とし、次
いで鎖伸長剤で伸長させた後、鎖停止剤を添加する方法
や、有機ジイソシアネート、高分子ジオール、鎖伸長剤
を溶剤溶液中で一段で反応させた後、鎖停止剤を添加す
る方法などで行うことができる。また鎖伸長剤の一部
(たとえば低分子グリコール)を上記ウレタンプレポリ
マーの製造の際に加え、鎖伸長剤の残部(たとえばジア
ミン)で伸長させた後、鎖停止剤を添加することもでき
る。
The polyurethane monoisocyanate used for producing the urethane resin-modified polyethyleneimine of the present invention can be produced by the following method. For example, an organic diisocyanate and a high molecular weight diol are reacted at an excess molar ratio of an isocyanate group to form a urethane prepolymer having a terminal isocyanate group, the urethane prepolymer is diluted with a solvent to obtain a solvent solution of the urethane prepolymer, and then a chain A method in which a chain terminator is added after elongation with an elongating agent, or a method in which an organic diisocyanate, a polymeric diol, and a chain elongating agent are reacted in a solvent solution in a single step and then a chain terminator is added You can It is also possible to add a part of the chain extender (for example, low molecular weight glycol) at the time of producing the urethane prepolymer and to extend it with the rest of the chain extender (for example, diamine), and then add a chain terminator.

【0014】こうして得られた樹脂中にはポリウレタン
モノイソシアネートの他にジイソシアネートおよびイソ
シアネート基を含有しないポリウレタン樹脂が含まれる
可能性があるが、ジイソシアネートについては、次工程
のポリエチレンイミンとの反応でゲル化の原因となるの
で、実質的にこれが含有しなくなる鎖停止剤の添加量が
必要である。イソシアネート基を含有しないポリウレタ
ン樹脂については、ポリエチレンイミンとの反応には関
与しないが本発明が目的とする用途にあって好適なバイ
ンダー成分となるので、含有していても何等差し支えな
い。
The resin thus obtained may contain a diisocyanate and a polyurethane resin having no isocyanate group in addition to polyurethane monoisocyanate. The diisocyanate is gelled by the reaction with polyethyleneimine in the next step. Therefore, it is necessary to add an amount of the chain terminator that does not substantially contain it. Polyurethane resin containing no isocyanate group does not participate in the reaction with polyethyleneimine but serves as a suitable binder component in the intended use of the present invention, and thus may be contained.

【0015】溶剤を使用する場合使用される溶剤として
は、たとえばエタノール、イソプロパノール、n−ブチ
ルアルコールなどのアルコール;アセトン、メチルエチ
ルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン;ジオキサ
ン、テトラハイドロフランなどのエーテル;トルエンな
どの芳香族炭化水素;酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエ
ステルおよびこれらの二種以上の混合物があげられ、溶
解性および経済性から、好ましくはイソプロパノール,
n−ブチルアルコール、アセトン、メチルエチルケト
ン、酢酸エチル、トルエンおよびこれらの二種以上の混
合である。
When a solvent is used, examples of the solvent used include alcohols such as ethanol, isopropanol and n-butyl alcohol; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone and cyclohexanone; ethers such as dioxane and tetrahydrofuran; aromas such as toluene. Group hydrocarbons; esters such as ethyl acetate, butyl acetate and the like, and mixtures of two or more thereof, and preferably isopropanol, from the viewpoint of solubility and economy.
It is n-butyl alcohol, acetone, methyl ethyl ketone, ethyl acetate, toluene and a mixture of two or more thereof.

【0016】ただし、溶剤としてアルコールを含有する
場合にはこれがポリウレタンモノイソシアネート中のイ
ソシアネート基と反応する以前に次工程のポリエチレン
イミンとの反応に移行することが必要である。
However, when alcohol is contained as a solvent, it is necessary to shift to the reaction with polyethyleneimine in the next step before it reacts with the isocyanate group in the polyurethane monoisocyanate.

【0017】またポリウレタンの反応は触媒を用いるこ
ともできる。そのような触媒としては、たとえばトリエ
チルアミン、ジメチルアニリンなどの3級アミン系触媒
またはスズ、亜鉛などの金属系触媒があげられる。
A catalyst may be used in the reaction of polyurethane. Examples of such a catalyst include tertiary amine-based catalysts such as triethylamine and dimethylaniline, and metal-based catalysts such as tin and zinc.

【0018】このようにして得られたポリウレタンモノ
イソシアネートの分子量は通常4,000〜80,000、好まし
くは 6,000〜60,000 である。
The molecular weight of the polyurethane monoisocyanate thus obtained is usually 4,000 to 80,000, preferably 6,000 to 60,000.

【0019】本発明のウレタン樹脂変性ポリエチレンイ
ミンの製造で用いられるポリエチレンイミンはエチレン
イミンの重合によって得られるものであり、分子量が約
300〜100000のものがあげられる。好ましくは
分子量約600〜30000のものである。この範囲よ
り低分子量のものでは接着促進機能が十分でなく、一方
この範囲を越える高分子量のものではウレタン樹脂で変
性する際にゲル化しやすいので適当でない。市販品とし
てはたとえば、日本触媒化学工業(株)製で、エポミン
SP−006、SP−012、SP−018、SP−
200等があり、容易に入手することができる。
The polyethyleneimine used in the production of the urethane resin-modified polyethyleneimine of the present invention is obtained by the polymerization of ethyleneimine and has a molecular weight of about 300 to 100,000. Preferably, it has a molecular weight of about 600 to 30,000. If the molecular weight is lower than this range, the adhesion promoting function is not sufficient. On the other hand, if the molecular weight exceeds this range, gelation tends to occur when modified with a urethane resin, which is not suitable. Examples of commercially available products include Epomin SP-006, SP-012, SP-018, SP-, manufactured by Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co., Ltd.
There are 200 etc., and they can be easily obtained.

【0020】本発明のウレタン樹脂変性ポリエチレンイ
ミンの製造おいて、ポリウレタンモノイソシアネートと
ポリエチレンイミンの反応は次のような方法で行うこと
ができる。たとえば、ポリエチレンイミンの溶剤溶液を
用意しておき、室温〜60℃の温度で、この中に攪拌し
ながら前記のポリウレタンモノイソシアネートを徐々に
加えればよい。ポリエチレンイミンの溶剤溶液に用いる
溶剤としては、たとえば、メタノール、エタノール、イ
ソプロパノール、などの低級アルコールが適当であるが
溶解性を損なわない範囲でアセトン、メチルエチルケト
ンなどのケトン;ジオキサン、テトラハイドロフランな
どのエーテル;酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル
およびこれらの二種以上を混合したものでもよい。ポリ
エチレンイミンの溶剤溶液の樹脂濃度としては特に制限
はないが、ゲル化の危険を回避するために、好ましくは
2〜50重量%、さらに好ましくは3〜20重量%が適
当である。
In the production of the urethane resin-modified polyethyleneimine of the present invention, the reaction between polyurethane monoisocyanate and polyethyleneimine can be carried out by the following method. For example, a solvent solution of polyethyleneimine may be prepared, and the above-mentioned polyurethane monoisocyanate may be gradually added thereto at a temperature of room temperature to 60 ° C while stirring. As the solvent used for the solvent solution of polyethyleneimine, for example, lower alcohols such as methanol, ethanol and isopropanol are suitable, but ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; ethers such as dioxane and tetrahydrofuran within a range that does not impair the solubility. An ester such as ethyl acetate or butyl acetate, and a mixture of two or more kinds thereof may be used. The resin concentration of the solvent solution of polyethyleneimine is not particularly limited, but in order to avoid the risk of gelation, it is preferably 2 to 50% by weight, more preferably 3 to 20% by weight.

【0021】上記のポリウレタン樹脂変性のポリエチレ
ンイミンにおいてポリエチレンイミンとポリウレタン樹
脂の比率は重量基準で1/9〜9/1、好ましくは2/
8〜8/2である。ポリエチレンイミンの比率が10%
未満ではゲル化が起こり易く製造が困難であり、90%
を越えるものはポリウレタン樹脂変性による本発明が狙
いとする効果が得られない。
In the above-mentioned polyurethane resin-modified polyethyleneimine, the ratio of polyethyleneimine to polyurethane resin is 1/9 to 9/1, preferably 2/9 by weight.
It is 8 to 8/2. The ratio of polyethyleneimine is 10%
If it is less than 90%, gelation is likely to occur and production is difficult.
If it exceeds the above range, the effect of the present invention due to the modification of the polyurethane resin cannot be obtained.

【0022】[0022]

【実施例】次に、本発明を実施例および比較例により、
一層具体的に説明するが、本発明はこれにより何等限定
されるものではない。
EXAMPLES Next, the present invention will be described with reference to Examples and Comparative Examples.
This will be described more specifically, but the present invention is not limited thereto.

【0023】実施例1 (ポリウレタンモノイソシアネートの合成)攪拌機、温
度計、コンデンサーおよび窒素ガス導入管を備えた丸底
フラスコに、平均分子量が 2000 なる1、4ーブタンジ
オールとアジピン酸とのエステル化反応によって得られ
たポリエステルジオール 2000部(1モル)を仕込んで、攪
拌しつつ 70℃に昇温した。
Example 1 (Synthesis of Polyurethane Monoisocyanate) A round bottom flask equipped with a stirrer, thermometer, condenser and nitrogen gas inlet tube was subjected to an esterification reaction of 1,4-butanediol with adipic acid having an average molecular weight of 2000. 2000 parts (1 mol) of the obtained polyester diol was charged, and the temperature was raised to 70 ° C. with stirring.

【0024】同温で、444部(2モル)のイソホロンジイソ
シアネートを加えて窒素ガスを流通しながら7時間に亘
って反応させてから、メチルエチルケトンおよび酢酸エ
チル3010部ずつを添加しつつ 40℃まで冷却し、かつ、
均一に溶解させた。ここに、イソホロンジアミン 136部
(0.8モル)を加え、同温の 40℃で 5時間反応させて、不
揮発分が 30%のウレタンプレポリマーを得た。
At the same temperature, 444 parts (2 mol) of isophorone diisocyanate was added and reacted for 7 hours while flowing nitrogen gas, and then cooled to 40 ° C while adding methyl ethyl ketone and 3010 parts of ethyl acetate. And
It was dissolved uniformly. 136 parts (0.8 mol) of isophoronediamine was added thereto and reacted at 40 ° C. for 5 hours at the same temperature to obtain a urethane prepolymer having a nonvolatile content of 30%.

【0025】ここにジエチルアミン 10.2部(0.14モル)
と酢酸エチル 23.8部を加え、さらに2時間反応させて不
揮発分 30%のポリウレタンモノイソシアネート溶液を得
た。
Here, 10.2 parts (0.14 mol) of diethylamine
And 23.8 parts of ethyl acetate were added, and the mixture was further reacted for 2 hours to obtain a polyurethane monoisocyanate solution having a nonvolatile content of 30%.

【0026】(ウレタン樹脂変性ポリエチレンイミンの
合成)攪拌機、温度計、コンデンサーおよび窒素ガス導
入管を備えた反応容器に、エポミン SP-200[日本触媒
化学工業(株)製ポリエチレンイミン、分子量約1000
0]の 12.3%溶液(酢酸エチルとイソプロピルアルコー
ルが9対1の混合溶剤中)56.7部を用意し、ここに上記
の不揮発分 30%のポリウレタンモノイソシアネート溶液
10部を加えて(ポリエチレンイミン/ポリウレタン=
7/3)、40℃で 2時間反応させて、不揮発分 15.0%、
ポリエチレンイミン含量 10.5% のウレタン樹脂変性ポ
リエチレンイミンの溶液を得た。
(Synthesis of urethane resin-modified polyethyleneimine) A reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, a condenser, and a nitrogen gas introduction tube was charged with Epomin SP-200 [polyethyleneimine manufactured by Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co., Ltd., molecular weight about 1000].
0] 12.3% solution (in a mixed solvent of ethyl acetate and isopropyl alcohol 9: 1) 56.7 parts was prepared, and the above-mentioned non-volatile content 30% polyurethane monoisocyanate solution
Add 10 parts (polyethyleneimine / polyurethane =
7/3), react at 40 ℃ for 2 hours, non-volatile content 15.0%,
A urethane resin-modified polyethyleneimine solution having a polyethyleneimine content of 10.5% was obtained.

【0027】実施例2 (ポリウレタンモノイソシアネートの合成)実施例1で
用いたものと同一、同量のウレタンプレポリマー溶液に
ジエチルアミン 11.0部(0.15モル)と酢酸エチル 25.7部
を加えて、実施例1と同様にして不揮発分 30%のポリウ
レタンモノイソシアネート溶液を得た。
Example 2 (Synthesis of Polyurethane Monoisocyanate) Example 1 was prepared by adding 11.0 parts (0.15 mol) of diethylamine and 25.7 parts of ethyl acetate to the same amount and the same amount of urethane prepolymer solution as that used in Example 1. A polyurethane monoisocyanate solution having a nonvolatile content of 30% was obtained in the same manner as in.

【0028】(ウレタン樹脂変性ポリエチレンイミンの
合成)実施例1の時と同様にしてエポミン SP-200 の 1
0%溶液 50部を用意し、ここに上記の不揮発分 30%のポ
リウレタンモノイソシアネート溶液 16.7部を加えて
(ポリエチレンイミン/ポリウレタン=5/5)、40℃
で 2時間反応させて、不揮発分 15.0%、ポリエチレンイ
ミン含量 7.5% のウレタン樹脂変性ポリエチレンイミン
の溶液を得た。
(Synthesis of Polyurethane Imine Modified with Urethane Resin) Epomin SP-200 1 was prepared in the same manner as in Example 1.
Prepare 50 parts of a 0% solution, add 16.7 parts of the above-mentioned polyurethane monoisocyanate solution with a nonvolatile content of 30% (polyethyleneimine / polyurethane = 5/5), and add 40 ° C.
The reaction was carried out for 2 hours to obtain a solution of urethane resin-modified polyethyleneimine having a nonvolatile content of 15.0% and a polyethyleneimine content of 7.5%.

【0029】実施例3 (ポリウレタンモノイソシアネートの合成)実施例1で
用いたものと同一、同量のウレタンプレポリマー溶液に
ジエチルアミン 11.7部(0.16モル)と酢酸エチル 27.3部
を加えて、実施例1と同様にして不揮発分 30%のポリウ
レタンモノイソシアネート溶液を得た。
Example 3 (Synthesis of Polyurethane Monoisocyanate) Example 1 was prepared by adding 11.7 parts (0.16 mol) of diethylamine and 27.3 parts of ethyl acetate to the same amount and the same amount of urethane prepolymer solution as that used in Example 1. A polyurethane monoisocyanate solution having a nonvolatile content of 30% was obtained in the same manner as in.

【0030】(ウレタン樹脂変性ポリエチレンイミンの
合成)実施例1の時と同様にしてエポミン SP-200 の 5
%溶液 40部を用意し、ここに上記の不揮発分 30%のポリ
ウレタンモノイソシアネート溶液 26.7部を加えて(ポ
リエチレンイミン/ポリウレタン=2/8)、40℃で 2
時間反応させて、不揮発分 15.0%、ポリエチレンイミン
含量 3.0% のウレタン樹脂変性ポリエチレンイミンの溶
液を得た。
(Synthesis of Urethane Resin Modified Polyethyleneimine) In the same manner as in Example 1, 5 of Epomin SP-200 was prepared.
% Solution 40 parts was prepared, and 26.7 parts of the above-mentioned polyurethane monoisocyanate solution with a non-volatile content of 30% was added (polyethyleneimine / polyurethane = 2/8) at 40 ° C.
After reacting for a period of time, a solution of urethane resin-modified polyethyleneimine having a nonvolatile content of 15.0% and a polyethyleneimine content of 3.0% was obtained.

【0031】試験例、比較例 実施例1〜3で得られた各々のウレタン樹脂変性ポリエ
チレンイミンと下記に示すインキ用ポリウレタン樹脂、
印刷インキベースおよび溶剤を配合し、表1に示すイン
キを作製した。表1に示すインキはいずれも顔料とウレ
タン樹脂の比率が固形分比で 12.5/9 であり、インキ
の不揮発分が 34.7% になるように配合されている。ま
た、試験例1〜3および比較例2はポリエチレンイミン
分としてインキ固形分中に 0.9%、試験例4〜6および
比較例3は同じく 1.8% 含有するように調製した。
Test Examples and Comparative Examples Each urethane resin-modified polyethyleneimine obtained in Examples 1 to 3 and the following polyurethane resin for inks,
The printing ink base and the solvent were mixed to prepare the inks shown in Table 1. Each of the inks shown in Table 1 has a pigment / urethane resin ratio of 12.5 / 9 in terms of solid content and is formulated so that the nonvolatile content of the ink is 34.7%. In addition, Test Examples 1 to 3 and Comparative Example 2 were prepared so that the content of polyethyleneimine was 0.9% in the solid content of the ink, and that of Test Examples 4 to 6 and Comparative Example 3 was 1.8%.

【0032】これらのインキをポリエステルフィルム
(PETと略記)、ナイロンフィルム(NYと略記)お
よび二軸延伸ポリプロピレンフィルム(OPPと略記)
に塗布し、それぞれのインキ皮膜の常態での接着性およ
びNYに対しては水浸漬後の接着性をも試験した。な
お、比較例はポリエチレンイミン分を添加しないものお
よび未変性のポリエチレンイミンを添加したものであ
り、同様の試験を行った。
Polyester film (abbreviated as PET), nylon film (abbreviated as NY) and biaxially oriented polypropylene film (abbreviated as OPP) are used for these inks.
And the adhesiveness of each ink film in the normal state and the adhesiveness after immersion in water for NY were also tested. The comparative examples were those in which no polyethyleneimine component was added and those in which unmodified polyethyleneimine was added, and the same test was conducted.

【0033】試験結果はインキ配合と共に表1に示し
た。
The test results are shown in Table 1 together with the ink formulation.

【0034】(インキ用ポリウレタン樹脂の合成)攪拌
機、温度計、コンデンサーおよび窒素ガス導入管を備え
た2リットルの丸底フラスコに、平均分子量が 2000 な
るポリカプロラクトンジオール 319g を仕込んで、攪拌
しつつ 70℃に昇温した。
(Synthesis of Polyurethane Resin for Ink) In a 2 liter round bottom flask equipped with a stirrer, thermometer, condenser and nitrogen gas inlet tube, 319 g of polycaprolactone diol having an average molecular weight of 2000 was charged and stirred. The temperature was raised to ° C.

【0035】同温で、71g のイソホロンジイソシアネー
トを加えて窒素ガスを流通しながら7時間に亘って反応
させてから、メチルエチルケトンおよび酢酸エチル 338
g ずつを添加しつつ 40℃まで冷却し、かつ、均一に溶
解させた。
At the same temperature, 71 g of isophorone diisocyanate was added and the reaction was carried out for 7 hours while flowing nitrogen gas, and then methyl ethyl ketone and ethyl acetate were added.
While adding g each, the mixture was cooled to 40 ° C and uniformly dissolved.

【0036】かくして得られたプレポリマーに、イソホ
ロンジアミン 24g およびイソプロピルアルコール 290g
を加え、同温の 40℃で 5時間反応させて、不揮発分が
30%で、かつ、25℃におけるガードナー粘度が Y-Z な
る、無色透明のポリウレタン樹脂の溶液を得た。
24 g of isophoronediamine and 290 g of isopropyl alcohol were added to the prepolymer thus obtained.
Is added, and the mixture is reacted at the same temperature of 40 ° C for 5 hours.
A colorless transparent polyurethane resin solution having a Gardner viscosity of YZ of 30% at 25 ° C. was obtained.

【0037】(印刷インキベースの作成)上記で得たイ
ンキ用ポリウレタン樹脂溶液 50部を、メチルエチルケ
トン 10部、酢酸エチル 10部およびイソプロピルアルコ
ール 5部で希釈してから、酸化チタン 25部を加え、ボ
ールミルで 24時間練肉しウレタン系印刷インキベース
を得た。
(Preparation of Printing Ink Base) 50 parts of the polyurethane resin solution for ink obtained above was diluted with 10 parts of methyl ethyl ketone, 10 parts of ethyl acetate and 5 parts of isopropyl alcohol, and then 25 parts of titanium oxide was added to the ball mill. The mixture was kneaded for 24 hours to obtain a urethane printing ink base.

【0038】(接着性試験)各フィルムにそれぞれのイ
ンキをドローダウンロッド#18を用いて塗布し、溶剤
を揮散させた後、50℃に加温した加圧ロールを用い 80k
g/cm2の圧でインキ面に同じフィルムを重ねてラミネー
トし、その後 40℃で 36時間エージングした。
(Adhesion test) Each film was coated with each ink using a draw down rod # 18, the solvent was volatilized, and the pressure was heated to 50 ° C. for 80 k.
The same film was laminated on the ink surface at a pressure of g / cm 2 and laminated, and then aged at 40 ° C for 36 hours.

【0039】これを 15mm巾のテープ状に切断し、
(株)オリエンテック製テンシロン RTMー25を用
いて、300mm/分の速度のT型剥離による剥離強度を(g
/15mm)の単位で測定した。測定は常態のものは全て行
い、NYのラミネート物については5時間水に浸漬した
ものも行った。
This is cut into a tape having a width of 15 mm,
Using Tensilon RTM-25 manufactured by Orientec Co., Ltd., the peel strength by T-type peeling at a speed of 300 mm / min (g
/ 15 mm). The measurement was carried out for all the normal ones, and the NY laminate was also immersed for 5 hours in water.

【0040】[0040]

【表1】 [Table 1]

【0041】[0041]

【発明の効果】本発明に係わるウレタン樹脂変性ポリエ
チレンイミンは、本発明の方法に従えばゲル化すること
なく安定に製造することができる。
The urethane resin-modified polyethyleneimine according to the present invention can be stably produced without gelation according to the method of the present invention.

【0042】本発明のウレタン樹脂変性ポリエチレンイ
ミンは、ポリエチレンイミンの接着促進機能をより有効
に引き出すことができ、ウレタン系の印刷インキに添加
することによって各種プラスチックフィルムに対するイ
ンキ皮膜の接着性を著しく改善することができると共に
これによって接着面の耐水性も高レベルに維持すること
ができる。また、本発明のウレタン樹脂変性ポリエチレ
ンイミンは印刷インキの添加剤以外にも各種プラスチッ
クフィルムや箔のラミネート用アンカー剤、接着剤組成
物、塗料密着性改善等に有用である。
The urethane resin-modified polyethyleneimine of the present invention can more effectively bring out the adhesion promoting function of polyethyleneimine, and when added to urethane-based printing ink, the adhesiveness of the ink film to various plastic films is remarkably improved. This also allows the water resistance of the adhesive surface to be maintained at a high level. Further, the urethane resin-modified polyethyleneimine of the present invention is useful in addition to an additive for a printing ink, an anchor agent for laminating various plastic films and foils, an adhesive composition, and improvement of paint adhesion.

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 線状のポリウレタンモノイソシアネート
とポリエチレンイミンとの反応によって得られるウレタ
ン樹脂変性ポリエチレンイミン。
1. A urethane resin-modified polyethyleneimine obtained by reacting a linear polyurethane monoisocyanate with polyethyleneimine.
【請求項2】 ポリエチレンイミンの分子量が300〜
100、000である請求項1記載のウレタン樹脂変性
ポリエチレンイミン。
2. Polyethyleneimine having a molecular weight of 300 to
The urethane resin-modified polyethyleneimine according to claim 1, which is 100,000.
【請求項3】 ポリエチレンイミン対ウレタン樹脂の比
率が重量基準で1/9〜9/1の範囲にある請求項1又
は請求項2記載のウレタン樹脂変性ポリエチレンイミ
ン。
3. The urethane resin-modified polyethyleneimine according to claim 1, wherein the ratio of polyethyleneimine to urethane resin is in the range of 1/9 to 9/1 on a weight basis.
【請求項4】 線状のポリウレタンモノイソシアネート
とポリエチレンイミンとを反応させることを特徴とする
ウレタン樹脂変性ポリエチレンイミンの製造方法。
4. A method for producing a urethane resin-modified polyethyleneimine, which comprises reacting linear polyurethane monoisocyanate with polyethyleneimine.
【請求項5】 ポリエチレンイミンの分子量が300〜
100、000である請求項4記載のウレタン樹脂変性
ポリエチレンイミンの製造方法。
5. Polyethyleneimine having a molecular weight of 300 to
It is 100,000, The manufacturing method of the urethane resin modified polyethyleneimine of Claim 4.
【請求項6】 ポリエチレンイミン対ウレタン樹脂の比
率が重量基準で1/9〜9/1の範囲にある請求項4又
は請求項5記載のウレタン樹脂変性ポリエチレンイミン
の製造方法。
6. The method for producing a urethane resin-modified polyethyleneimine according to claim 4, wherein the ratio of polyethyleneimine to urethane resin is in the range of 1/9 to 9/1 on a weight basis.
【請求項7】 高分子ジオール、有機ジイソシアネート
および必要により鎖伸長剤をイソシアネート過剰のモル
比で反応させ、末端にイソシアネート基を有するウレタ
ンプレポリマーとし、当該末端イソシアネート基の一部
を鎖停止剤と反応させた後、これをポリエチレンイミン
に加えて、残りの末端イソシアネート基をポリエチレン
イミンと反応させることを特徴とするウレタン樹脂変性
ポリエチレンイミンの製造方法。
7. A high-molecular diol, an organic diisocyanate and, if necessary, a chain extender are reacted at an excess molar ratio of isocyanate to obtain a urethane prepolymer having an isocyanate group at the terminal, and a part of the terminal isocyanate group is used as a chain terminator. After the reaction, this is added to polyethyleneimine, and the remaining terminal isocyanate groups are reacted with polyethyleneimine, which is a method for producing a urethane resin-modified polyethyleneimine.
【請求項8】 ポリエチレンイミンの分子量が300〜
100、000である請求項7記載のウレタン樹脂変性
ポリエチレンイミンの製造方法。
8. The molecular weight of polyethyleneimine is 300 to
The method for producing a urethane resin-modified polyethyleneimine according to claim 7, which is 100,000.
【請求項9】 ポリエチレンイミン対ウレタン樹脂の比
率が重量基準で1/9〜9/1の範囲にある請求項7又
は請求項8記載のウレタン樹脂変性ポリエチレンイミン
の製造方法。
9. The method for producing a urethane resin-modified polyethyleneimine according to claim 7, wherein the ratio of polyethyleneimine to urethane resin is in the range of 1/9 to 9/1 on a weight basis.
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