JPH08109332A

JPH08109332A - ロジン系水性樹脂及びその製造法

Info

Publication number: JPH08109332A
Application number: JP27060594A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Fujie; 雅彦藤江; Toru Higashimoto; 徹東本
Original assignee: Arakawa Chemical Industries Ltd
Current assignee: Arakawa Chemical Industries Ltd
Priority date: 1994-10-07
Filing date: 1994-10-07
Publication date: 1996-04-30
Anticipated expiration: 2018-01-14
Also published as: JP3367089B2

Abstract

(57)【要約】【構成】（Ａ）ロジン類１０〜６５重量％及び（Ｂ）
ポリアルキレングリコールモノアルキルエーテル３０〜
８０重量％、並びに残余の（Ｃ）多価アルコール及び
（Ｄ）α，β−不飽和カルボン酸をエステル化反応させ
てなるロジン系水性樹脂。【効果】水への溶解・分散性、放置安定性、耐水性な
どが良好であり、該性能に優れた水性コーティング用バ
インダー、水性粘接着用のタッキファイヤーなどを提供
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はロジン系水性樹脂及びそ
の製造法に関する。更に詳しくは、紙塗工用バインダ
ー、水性塗料用バインダー、水性粘接着剤用タッキファ
イヤー、ビニルモノマーの乳化重合用乳化剤等として有
用なロジン系水性樹脂及びその製造法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、前記用途では、シェラック、ロジ
ン−マレイン酸樹脂、スチレン−マレイン酸樹脂、スチ
レン−アクリル樹脂等の各種樹脂を、例えばアルカリ金
属、アンモニア、有機アミン等で中和してなる各種水性
液が使用されている。

【０００３】シェラックはロジンと同様に天然樹脂であ
るが、ロジンに比し供給や品質面での不安が大きく、周
知の通り工業的には汎用し難い材料である。また、ロジ
ン−マレイン酸樹脂、スチレン−マレイン酸樹脂、スチ
レン−アクリル樹脂等の水性液を使用してなる塗膜は、
一般に耐水性や顔料分散性等に難点がある。

【０００４】ロジンエステル系樹脂は、本来親油性に富
むため、油性の塗料、接着剤等のビヒクルや改質剤とし
て好適である。ロジンエステル系樹脂を水性化するに
は、かかる親油性に起因して、比較的多量の乳化剤や保
護コロイドを用いて強制的に水に乳化分散する方法が採
用されている。しかし、得られる水分散液は貯蔵安定性
や機械的安定性が不十分であり、例えば貯蔵時にエマル
ジョンが凝集破壊したり、塗工機上で樹脂が析出するな
どの問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記実情に鑑
み、従来から油性バインダーや改質剤として好適なロジ
ン系樹脂に着目し、前記課題を解決したロジン系水性樹
脂及びその製造法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者は前記課題を解
決するべく、ロジン系樹脂に着目し、かつ該ロジン系樹
脂に水溶解性や安定な水分散性を付与すべく鋭意検討を
行った結果、特定の親水性成分を樹脂分子に導入するこ
とで前記用途に好適なロジン系樹脂を収得できることを
見出した。本発明は、かかる知見に基づき完成されたも
のである。

【０００７】すなわち本発明は、（Ａ）ロジン類１０〜
６５重量％及び（Ｂ）ポリアルキレングリコールモノア
ルキルエーテル３０〜８０重量％、並びに残余の（Ｃ）
多価アルコール及び（Ｄ）α，β−不飽和カルボン酸を
エステル化反応させてなることを特徴とするロジン系水
性樹脂に係る。

【０００８】更に本発明は、溶媒の存在下または不存在
に、（Ａ）ロジン類１０〜６５重量％及び（Ｂ）ポリア
ルキレングリコールモノアルキルエーテル３０〜８０重
量％、並びに残余の（Ｃ）多価アルコール及び（Ｄ）
α，β−不飽和カルボン酸を同時または逐次的に仕込
み、エステル化反応せしめることを特徴とするロジン系
水性樹脂の製造法に係る。

【０００９】以下、本発明の構成を説明する。本発明で
使用するロジン類（Ａ）としては、ガムロジン、トール
油ロジン、ウッドロジン等の天然ロジンやその精製物、
またこれらを不均化、水添、重合したもの、並びにこれ
らの混合物が挙げられる。

【００１０】ポリアルキレングリコールモノアルキルエ
ーテル（Ｂ）としては、格別の制限はないが、得られる
樹脂の水溶性や水分散性をより考慮した場合には、一般
式：ＲＯ（ＣＨ₂ ＣＨ₂ Ｏ）_n Ｈ

【００１１】（式中、Ｒは炭素数１〜４のアルキル基
を、ｎは５〜１００の整数を示す。）で表される化合物
が好ましい。具体的には、ポリエチレングリコールモノ
メチルエーテル、ポリエチレングリコールモノエチルエ
ーテル、ポリエチレングリコールモノプロピルエーテ
ル、ポリエチレングリコールモノブチルエーテルであ
り、エチレンオキシド付加モル数ｎが５〜１００の整数
となるものが該当し、これらはいずれも単独または２種
以上を組み合わせて使用できる。ここに、Ｒの炭素数が
５をあまりに越える場合やｎが５未満の場合には、得ら
れる樹脂の水溶性や水分散性が劣る。また、ｎが１００
を越える場合は、得られるロジン系樹脂から調製される
塗料などの各種製品の耐水性が劣るなどの不利がある。

【００１２】多価アルコール（Ｃ）としては、特に制限
なく公知各種を使用でき、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、プロ
ピレングリコール、ジプロピレングリコール、ネオペン
チルグリコール、ヘキサンジオール、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、ソルビト
ール等が挙げられる。これら多価アルコールは、いずれ
も単独または２種以上を組み合わせて使用できる。

【００１３】α，β−不飽和カルボン酸（Ｄ）として
は、特に制限なく公知各種を使用でき、例えばフマル
酸、マレイン酸、イタコン酸、シトラコン酸及び、無水
マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸等が挙
げられる。これらのα，β−不飽和カルボン酸は、いず
れも単独または２種以上を組み合わせて使用できる。な
お、本発明の目的及び効果を逸脱することのない範囲
で、（Ｄ）以外の多塩基酸を併用することもできる。

【００１４】本発明のロジン系水性樹脂を製造するにあ
たっては、特に制限なく一般的なエステル化反応を採用
できる。すなわち、前記成分（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及
び（Ｄ）の各所定量を、反応容器に同時または逐次的に
仕込み、系内を加熱しエステル化すれば良い。該反応
は、無溶媒または溶媒存在下、反応系内を１５０〜３０
０℃で加熱脱水しながら５〜３０時間程度保持すれば良
い。使用溶媒としては（Ａ）〜（Ｄ）成分に対し非反応
性であり、かつ水との分離が容易な溶媒が好適であり、
具体的にはベンゼン、トルエン、キシレンなどが挙げら
れる。なお、生成樹脂の色調を考慮すれば、窒素ガス、
二酸化炭素ガスなどの不活性ガスで置換しまたは該気流
下に反応させるのが良い。

【００１５】本発明の製造法において、（Ａ）〜（Ｄ）
の各成分比は、得られるロジン系水性樹脂の水溶解・分
散性、安定性、顔料分散性、耐水性などの諸物性や、該
樹脂を使用して調製される塗工剤である塗料、粘着剤、
接着剤等の性能を考慮して適宜決定される。具体的に
は、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）の合計量が１０
０重量部である場合に、（Ａ）が１０〜６５重量％、
（Ｂ）が３０〜８０重量％であり、残余が（Ｃ）及び
（Ｄ）であることが必須とされる。とくに（Ａ）の含有
量が１０重量％未満の場合には、従来のロジン系樹脂の
各種の優れた性能である顔料分散性、粘着性等が十分に
発現せず、また６５重量％を越える場合には、得られる
樹脂の水溶性や安定な水分散性が得られない。また
（Ｂ）の含有量が３０重量％未満の場合には得られる樹
脂の水溶性や安定な水分散性が得られず、また８０重量
％を越える場合には該樹脂を用いてなる塗料等の各種製
品の耐水性が悪くなる。

【００１６】本発明のロジン系水性樹脂を水溶液または
水分散液となすには、該樹脂に所定量の水を加えて撹拌
すればよく、この際必要に応じて加熱処理を行ったり、
アンモニア水や有機アミンなどの中和剤を添加しても良
い。これにより、通常は固形分５０重量％程度で粘度１
０００ｃｐｓ／２５℃程度の樹脂水溶液または水分散液
が得られる。

【００１７】こうして得られたロジン系水性樹脂を有効
成分とし、更に必要に応じて可塑剤、増粘剤、消泡剤、
レベリング剤等の添加剤を併用することにより、安定
性、耐水性などに優れた各種の塗工製品、例えば塗料、
粘着剤、接着剤等を調製できる。

【００１８】

【発明の効果】本発明のロジン系水性樹脂は、水への溶
解性や分散性に優れるほか放置安定性や耐水性が良好で
ある。該ロジン系水性樹脂を使用して、とくに耐水性、
該安定性に優れた紙塗工用、水性塗料用などの各種水性
バインダー、各種水性粘接着用のタッキファイヤー、ビ
ニルモノマーの乳化重合用乳化剤などを提供できる。

【００１９】

【実施例】以下、実施例および比較例により本発明を更
に具体的に説明するが、本発明がこれらの実施例のみに
限定されないことはもとよりである。

【００２０】実施例１ガムロジン７１１ｇ、グリセリン１０７ｇ、フマル酸１
８９ｇ、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル
（分子量１０００）２１００ｇ及びキシレン１５０ｇを
フラスコに仕込み、窒素置換した後、２８０℃で１３時
間加熱、撹拌を行った。この後、２００℃で２０分を要
してキシレンを減圧除去した。内容物を熱時に取り出し
て、冷却、固化し、酸価１９．５のロジン系水性樹脂を
得た。

【００２１】実施例２ガムロジン７１１ｇ、マレイン酸１８９ｇをフラスコに
仕込み、窒素置換した後、２００℃で２時間加熱、撹拌
しマレイン酸変性ロジンを得た。これにペンタエリスリ
トール８０ｇ、ポリエチレングリコールモノメチルエー
テル（分子量１０００）２１００ｇ及びキシレン１５０
ｇを仕込み、２８０℃で１０時間加熱、撹拌を行った。
この後、２００℃で２０分を要してキシレンを減圧除去
した。内容物を熱時に取り出して、冷却、固化し、酸価
１８．１のロジン系水性樹脂を得た。

【００２２】実施例３トール油ロジン１０７７ｇ、グリセリン１６１ｇ、フマ
ル酸２８３ｇ、ポリエチレングリコールモノエチルエー
テル（分子量４００）１２６０ｇ及びキシレン１５０ｇ
をフラスコに仕込み、窒素置換した後、２８０℃で１０
時間加熱、撹拌を行った。この後、２００℃で２０分を
要してキシレンを減圧除去した。内容物を熱時に取り出
して、冷却、固化し、酸価１９．４のロジン系水性樹脂
を得た。

【００２３】実施例４トール油ロジン１１８５ｇ、グリセリン２１６ｇ、シク
ロヘキサンジメタノール５４ｇ、フマル酸３１５ｇ、ポ
リエチレングリコールモノメチルエーテル（分子量１０
００）１５００ｇ及びキシレン１５０ｇをフラスコに仕
込み、窒素置換した後、２８０℃で１０時間加熱、撹拌
を行った。この後、２００℃で２０分を要してキシレン
を減圧除去した。内容物を熱時に取り出して、冷却、固
化し、酸価２０．４のロジン系水性樹脂を得た。

【００２４】比較例１ガムロジン３００ｇ、グリセリン１２２ｇ、フマル酸２
６３ｇ、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル
（分子量１５００）２６００ｇ及びキシレン１５０ｇを
フラスコに仕込み、窒素置換した後、２８０℃で１２時
間加熱、撹拌を行った。この後、２００℃で２０分を要
してキシレンを減圧除去した。内容物を熱時に取り出し
て、冷却、固化し、酸価１７．６のロジン系水性樹脂を
得た。

【００２５】比較例２ガムロジン１９００ｇ、グリセリン３４５ｇ、シクロヘ
キサンジメタノール２１７ｇ、フマル酸５００ｇ、ポリ
エチレングリコールモノメチルエーテル（分子量１００
０）６００ｇ及びキシレン１５０ｇをフラスコに仕込
み、窒素置換した後、２８０℃で１０時間加熱、撹拌を
行った。この後、２００℃で２０分を要してキシレンを
減圧除去した。内容物を熱時に取り出して、冷却、固化
し、酸価３７．３のロジン系水性樹脂を得た。

【００２６】実施例１〜４及び比較例１〜２で得られた
各ロジン系水性樹脂につき、水溶解・分散性、貯蔵安定
性及び接着剪断強度を下記方法にて評価した。評価結果
は表１に示す。

【００２７】水溶解・分散性：水５０部に樹脂５０部
を加え、その溶解または分散状態を目視観察した。貯蔵安定性：上記水溶液及び分散液を４０℃で３
ケ月保存した後、その外観変化の有無を目視観察した。接着剪断強度：ＪＩＳＫ６８５０に準じ、試験片
としてダンボール片を使用して樹脂を溶融へら塗りして
試験した。

【００２８】

【表１】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ａ）ロジン類１０〜６５重量％及び
（Ｂ）ポリアルキレングリコールモノアルキルエーテル
３０〜８０重量％、並びに残余の（Ｃ）多価アルコール
及び（Ｄ）α，β−不飽和カルボン酸をエステル化反応
させてなることを特徴とするロジン系水性樹脂。
【請求項２】ポリアルキレングリコールモノアルキル
エーテルが一般式：ＲＯ（ＣＨ₂ ＣＨ₂ Ｏ）_n Ｈ（式中、Ｒは炭素数１〜４のアルキル基を、ｎは５〜１
００の整数を示す。）で表される請求項１記載のロジン
系水性樹脂。
【請求項３】溶媒の存在下または不存在に、（Ａ）ロ
ジン類１０〜６５重量％及び（Ｂ）ポリアルキレングリ
コールモノアルキルエーテル３０〜８０重量％、並びに
残余の（Ｃ）多価アルコール及び（Ｄ）α，β−不飽和
カルボン酸を同時または逐次的に仕込み、エステル化反
応せしめることを特徴とするロジン系水性樹脂の製造
法。
【請求項４】ポリアルキレングリコールモノアルキル
エーテルが一般式：ＲＯ（ＣＨ₂ ＣＨ₂ Ｏ）_n Ｈ（式中、Ｒは炭素数１〜４のアルキル基を、ｎは５〜１
００の整数を示す。）で表される請求項３記載のロジン
系水性樹脂の製造法。