JP2011149011A - Method for producing aqueous dispersion of urethane-(meth)acrylic composite resin - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、ウレタン−(メタ)アクリル系複合樹脂水性分散液の製造方法、並びにその製造方法で得られたウレタン−(メタ)アクリル系複合樹脂水性分散液を用いた繊維複合材、繊維質基材積層体及び人工皮革に関する。 The present invention relates to a method for producing an aqueous urethane- (meth) acrylic composite resin dispersion, a fiber composite material using the aqueous urethane- (meth) acrylic composite resin dispersion obtained by the production method, and a fibrous base material. The present invention relates to a material laminate and artificial leather.
(メタ)アクリル系重合体は、有用な高分子として広く利用されている。この(メタ)アクリル系重合体を製造するにあたり、製造環境の点、及び使用上の安全面から、水系で重合反応を行う乳化重合法がよく用いられる。 (Meth) acrylic polymers are widely used as useful polymers. In producing this (meth) acrylic polymer, an emulsion polymerization method in which a polymerization reaction is carried out in an aqueous system is often used from the viewpoint of production environment and safety in use.
しかし、乳化重合は、乳化剤を用いるため、得られる樹脂組成物の物性や耐水性に悪影響を与える場合がある。それを解決するために、無乳化剤乳化重合や反応性乳化剤を使用する方法や、自己分散性樹脂による方法などにより、物性や耐水性を向上させる手法が行われている。 However, since emulsion polymerization uses an emulsifier, the physical properties and water resistance of the resulting resin composition may be adversely affected. In order to solve this problem, methods for improving physical properties and water resistance have been performed by a method using an emulsifier-free emulsion polymerization, a reactive emulsifier, a method using a self-dispersing resin, or the like.
また、ウレタン樹脂の製造に際しては、有機溶剤が多量に用いられることが多く、作業環境などで問題となることがあり、自己分散性の水性ポリウレタン樹脂の有用性が注目されている。このような自己分散性の水性ポリウレタン樹脂については、本来有する基材への密着性、耐摩耗性、耐寒性等の長所を活かしつつ、耐候性や耐溶剤性の欠点を補うため、近年、アクリル樹脂との複合による機能化が行われている。 In the production of urethane resins, a large amount of organic solvent is often used, which may cause problems in the working environment and the like, and the usefulness of self-dispersing aqueous polyurethane resins has attracted attention. For such self-dispersing water-based polyurethane resins, in recent years, in order to compensate for the disadvantages of weather resistance and solvent resistance, while taking advantage of the inherent adhesion to the base material, wear resistance, cold resistance, etc. Functionalization is performed by combining with resin.
ウレタン樹脂は、ジオールと多価イソシアネートとを重縮合させてなる樹脂であり、(メタ)アクリル系重合体とは異なる性質を有しており、両者を複合化することで双方の樹脂の利点を活かすものとすることができる。(メタ)アクリル系重合体とウレタン樹脂との複合樹脂を得るには、両者を単純に混合する方法(いわゆるポリマーブレンド)の他に、ウレタン樹脂と(メタ)アクリル系重合体とは重合の仕方が違うため、予め重合させたウレタン樹脂のエマルジョンにアクリル系単量体を添加して、ウレタン樹脂をシードとしてアクリル系単量体の重合を行う方法が知られている。 Urethane resin is a resin formed by polycondensation of diol and polyisocyanate, and has different properties from (meth) acrylic polymer. By combining both, the advantages of both resins can be obtained. It can be used. To obtain a composite resin of a (meth) acrylic polymer and a urethane resin, in addition to a method of simply mixing the two (so-called polymer blend), the urethane resin and the (meth) acrylic polymer are polymerized. Therefore, a method is known in which an acrylic monomer is added to a prepolymerized urethane resin emulsion and the acrylic monomer is polymerized using the urethane resin as a seed.
また、反応容器に仕込んだウレタンの水分散体に、アクリル系単量体を加えてシード重合してウレタン−アクリル系重合体の粒子内混合物のエマルジョンを得、次いで、さらにこのエマルジョンに、アクリル系単量体を添加して、前記の粒子内混合物をシードとして重合したウレタン樹脂とアクリル樹脂との複合エマルジョンが知られている(特許文献1、請求項1、[0007])。 In addition, an acrylic monomer is added to an aqueous dispersion of urethane charged in a reaction vessel and seed polymerization is performed to obtain an emulsion of a urethane-acrylic polymer in-particle mixture. A composite emulsion of a urethane resin and an acrylic resin obtained by adding a monomer and polymerizing the mixture in the particles as a seed is known (Patent Document 1, Claim 1, [0007]).
さらに、芯部を構成するアクリル系重合体と殻部を構成するウレタン系重合体からなる複合樹脂が知られている(特許文献2)。そして、この複合樹脂の製造方法としては、反応容器に仕込んだウレタン系重合体のエマルジョンに、アクリル系単量体を添加して乳化重合する方法、反応容器に仕込んだアクリル系重合体の存在下に、ラジカル重合基を有するウレタン系プレポリマーや、ウレタン系重合体をウレタン系単量体に溶解したものを添加して重合する方法等が記載されている。 Furthermore, a composite resin composed of an acrylic polymer constituting the core and a urethane polymer constituting the shell is known (Patent Document 2). The composite resin can be produced by adding an acrylic monomer to the emulsion of the urethane polymer charged in the reaction vessel for emulsion polymerization, in the presence of the acrylic polymer charged in the reaction vessel. In addition, a urethane-based prepolymer having a radical polymerization group, a method of polymerizing a urethane-based polymer dissolved in a urethane-based monomer, and the like are described.
ところで、繊維処理用に、ウレタン樹脂やアクリル系樹脂等が用いられる場合があるが、ウレタン樹脂を用いると、耐洗濯性が十分でないことがあり、また、アクリル系樹脂を用いると、摩擦堅牢度、耐ブロッキング性、柔軟性が不十分となる傾向がある。 By the way, urethane resin, acrylic resin, etc. may be used for fiber treatment, but if urethane resin is used, the washing resistance may not be sufficient, and if acrylic resin is used, friction fastness , Blocking resistance and flexibility tend to be insufficient.
これに対し、特許文献1や2に記載の方法で得られるエマルジョンを用いることが考えられる。しかし、この場合、ウレタン樹脂単独やアクリル系樹脂単独の場合に比べ、それぞれの問題点は多少改善されるものの、十分ではない。 On the other hand, it is conceivable to use an emulsion obtained by the methods described in Patent Documents 1 and 2. However, in this case, each problem is slightly improved as compared with the case of urethane resin alone or acrylic resin alone, but it is not sufficient.
また、人工皮革にウレタン樹脂が使用されているが、コスト面の問題からウレタン樹脂の使用量を減らすことが検討されている。この方法としては、例えばアクリル樹脂等の他の樹脂をブレンドする方法があげられる。 In addition, urethane resin is used for artificial leather, but it has been studied to reduce the amount of urethane resin used due to cost problems. As this method, for example, a method of blending another resin such as an acrylic resin can be mentioned.
しかし、ウレタン樹脂とアクリル樹脂とを単純にブレンドした場合、耐候性や人工皮革としての実用上の強度や屈曲性、耐加水分解性が不十分となる傾向がある。 However, when a urethane resin and an acrylic resin are simply blended, there is a tendency that weather resistance, practical strength as an artificial leather, flexibility, and hydrolysis resistance are insufficient.
そこで、この発明は、ウレタン−(メタ)アクリル系複合樹脂水性分散液を製造するにあたり、繊維処理用に使用した場合において、十分な耐洗濯性、摩擦堅牢度、耐ブロッキング性、柔軟性を得ること、及び人工皮革として使用した場合において、十分な強度と屈曲性を有するとともに、耐加水分解性も優れたものを得ることを目的とする。 Therefore, the present invention obtains sufficient washing resistance, fastness to friction, blocking resistance, and flexibility when used for fiber treatment in producing an aqueous urethane- (meth) acrylic composite resin dispersion. In addition, when used as an artificial leather, the object is to obtain a material having sufficient strength and flexibility and excellent hydrolysis resistance.
この発明は、1種又は複数種の(メタ)アクリル系単量体を予め分散した原料乳化液を、水系媒体中に逐次的又は連続的に添加することにより、ウレタン樹脂の存在下で、上記1種又は複数種の(メタ)アクリル系単量体を乳化重合して、(メタ)アクリル系複合樹脂水性分散液を製造する方法であって、添加される上記原料乳化液として、互いに異なる組成を有する少なくとも2種類の原料乳化液を用い、一つの原料乳化液の添加が終了した後、次の原料乳化液の添加を開始し、上記の少なくとも2種類の原料乳化液のうち、少なくとも最初に上記反応容器中に添加する原料乳化液にはウレタン樹脂を含有させることにより、上記の課題を解決したのである。 In the present invention, the raw material emulsion in which one or more (meth) acrylic monomers are dispersed in advance is added to an aqueous medium sequentially or continuously, in the presence of a urethane resin. A method for producing an aqueous dispersion of (meth) acrylic composite resin by emulsion polymerization of one or a plurality of (meth) acrylic monomers, wherein the raw material emulsion to be added has different compositions After the addition of one raw material emulsion is completed, the addition of the next raw material emulsion is started, and at least first of the above-mentioned at least two kinds of raw material emulsions is used. The above-described problems have been solved by including a urethane resin in the raw material emulsion added to the reaction vessel.
この発明にかかる製造方法によると、複数種の原料乳化液を、順次添加していくことにより、得られるウレタン−(メタ)アクリル系複合樹脂水性分散液を繊維処理用に使用した場合に、十分な耐洗濯性、摩擦堅牢度、耐ブロッキング性、柔軟性を得ることができる。さらに、人工皮革として使用した場合に、十分な強度と屈曲性を持ち、しかも耐加水分解性の優れた複合樹脂を得ることができる。 According to the production method of the present invention, by adding a plurality of types of raw material emulsions sequentially, the resulting urethane- (meth) acrylic composite resin aqueous dispersion is sufficient when used for fiber treatment. High washing resistance, friction fastness, blocking resistance and flexibility can be obtained. Furthermore, when used as artificial leather, a composite resin having sufficient strength and flexibility and excellent hydrolysis resistance can be obtained.
以下、この発明について詳細に説明する。
この発明は、反応容器中に、1種又は複数種の(メタ)アクリル系単量体を予め分散した原料乳化液を、水系媒体に逐次的又は連続的に添加することにより、ウレタン樹脂の存在下で、上記1種又は複数種の(メタ)アクリル系単量体を乳化重合して、(メタ)アクリル系複合樹脂水性分散液を製造する方法にかかる発明である。なお、この発明において「(メタ)アクリル」とは、「アクリル又はメタクリル」を示す。
The present invention will be described in detail below.
In the present invention, the presence of a urethane resin is obtained by sequentially or continuously adding a raw material emulsion in which one or more (meth) acrylic monomers are dispersed in a reaction vessel to an aqueous medium. Below, it is invention concerning the method of emulsion-polymerizing the said 1 type or multiple types of (meth) acrylic-type monomer, and manufacturing the (meth) acrylic-type composite resin aqueous dispersion. In the present invention, “(meth) acryl” means “acryl or methacryl”.
上記(メタ)アクリル系単量体は、(メタ)アクリル基を有する単量体である。その中でも、主成分として用いる単量体としては、ウレタン樹脂の末端と反応するのを防止するため、イソシアネート基に対して反応性を有さない単量体、すなわち、活性水素基を含まない単量体が好ましい。他方、乳化重合の安定化のためには、親水性基(水酸基、カルボキシル基、エーテル基等)を有する単量体を併用することが好ましい。
なお、主成分とは、その使用量が全単量体量の50%を超えるか、又は3種類以上の単量体を用いる場合、その中で最も使用量が多いものを言う。
The (meth) acrylic monomer is a monomer having a (meth) acrylic group. Among them, as a monomer used as a main component, in order to prevent reaction with the end of the urethane resin, a monomer that is not reactive with an isocyanate group, that is, a monomer that does not contain an active hydrogen group. A monomer is preferred. On the other hand, in order to stabilize emulsion polymerization, it is preferable to use a monomer having a hydrophilic group (hydroxyl group, carboxyl group, ether group, etc.) in combination.
The main component means that the amount used exceeds 50% of the total monomer amount, or the amount used is the largest among three or more types of monomers.
上記の(メタ)アクリル系単量体のうち(メタ)アクリル酸アルキルエステルの例としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸s−ブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸ペンチル、(メタ)アクリル酸s−ペンチル、(メタ)アクリル酸1−エチルプロピル、(メタ)アクリル酸2−メチルブチル、(メタ)アクリル酸イソペンチル、(メタ)アクリル酸t−ペンチル、(メタ)アクリル酸3−メチルブチル、(メタ)アクリル酸ネオペンチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸2−メチルペンチル、(メタ)アクリル酸4−メチルペンチル、(メタ)アクリル酸2−エチルブチル、(メタ)アクリル酸シクロペンチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ヘプチル、(メタ)アクリル酸2−ヘプチル、(メタ)アクリル酸3−ヘプチル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸2−オクチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸3,3,5−トリメチルヘキシル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ウンデシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸セチル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸エイコシル、(メタ)アクリル酸ドコシル、(メタ)アクリル酸テトラコシル、(メタ)アクリル酸メチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリル酸ノルボルニル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸フェネチルが挙げられる。これらの中でも、アルキル基の炭素原子数が1〜24の(メタ)アクリル酸アルキルエステル、とりわけアルキル基の炭素原子数が1〜8の(メタ)アクリル酸アルキルエステルが好ましい。 Examples of (meth) acrylic acid alkyl esters among the above (meth) acrylic monomers include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, and (meth) acrylic acid. Isopropyl, butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, s-butyl (meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate, pentyl (meth) acrylate, s-pentyl (meth) acrylate, 1-ethylpropyl (meth) acrylate, 2-methylbutyl (meth) acrylate, isopentyl (meth) acrylate, t-pentyl (meth) acrylate, 3-methylbutyl (meth) acrylate, neopentyl (meth) acrylate , Hexyl (meth) acrylate, 2-methylpentyl (meth) acrylate, 4- (meth) acrylic acid 4- Tylpentyl, 2-ethylbutyl (meth) acrylate, cyclopentyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, heptyl (meth) acrylate, 2-heptyl (meth) acrylate, 3-heptyl (meth) acrylate, Octyl (meth) acrylate, 2-octyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, isooctyl (meth) acrylate, nonyl (meth) acrylate, (3,3,5-acrylic acid) Trimethylhexyl, decyl (meth) acrylate, undecyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, cetyl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, eicosyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid Docosyl, (meth) acrylic acid tetracosyl, (meth) acrylic acid Chill cyclohexyl, isobornyl (meth) acrylate, (meth) norbornyl acrylate, benzyl (meth) acrylate, and (meth) phenethyl acrylate. Among these, (meth) acrylic acid alkyl esters having 1 to 24 carbon atoms in the alkyl group, particularly (meth) acrylic acid alkyl esters having 1 to 8 carbon atoms in the alkyl group are preferable.
上記の親水性基を有する単量体としては、以下の単量体を例示することができる。カルボキシル基を有する単量体としては、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、2−アクリロイルオキシプロピオン酸等があげられる。 Examples of the monomer having the hydrophilic group include the following monomers. Examples of the monomer having a carboxyl group include acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, maleic acid, fumaric acid, and 2-acryloyloxypropionic acid.
また、水酸基を有する単量体としては、ヒドロキシルエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシイソプロピル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、エチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、グリセリンモノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート等の水酸基含有(メタ)アクリル系単量体等が挙げられる。 Moreover, as a monomer which has a hydroxyl group, hydroxylethyl (meth) acrylate, 2-hydroxyisopropyl (meth) acrylate, hydroxybutyl (meth) acrylate, ethylene glycol mono (meth) acrylate, glycerin mono (meth) acrylate, polyethylene Examples thereof include hydroxyl group-containing (meth) acrylic monomers such as glycol mono (meth) acrylate and polypropylene glycol mono (meth) acrylate.
さらに、エーテル基含有単量体としては、グリセリンモノアリルエーテル、トリメチロールプロパンモノアリルエーテル、アリルアルコール等が挙げられる。 Furthermore, examples of the ether group-containing monomer include glycerin monoallyl ether, trimethylolpropane monoallyl ether, and allyl alcohol.
上記親水性基含有単量体の含有割合は、単量体混合物に含有される単量体の全量を100重量部としたとき、0.5重量部以上がよく、1重量部以上が好ましい。0.5重量部より少ないと、乳化重合の安定性が十分に向上しない傾向がある。一方、含有割合の上限は、20重量部がよく、15重量部が好ましい。20重量部より多いと、重合中にゲル化しやすくなり、重合が困難となる場合がある。 The content of the hydrophilic group-containing monomer is preferably 0.5 parts by weight or more and preferably 1 part by weight or more when the total amount of monomers contained in the monomer mixture is 100 parts by weight. When the amount is less than 0.5 part by weight, the stability of emulsion polymerization tends not to be sufficiently improved. On the other hand, the upper limit of the content is preferably 20 parts by weight, and preferably 15 parts by weight. If the amount is more than 20 parts by weight, gelation tends to occur during polymerization, and polymerization may be difficult.
これらの成分は1種類のみを用いてもよいし、複数種類を混合して用いてもよい。 Only one type of these components may be used, or a plurality of types may be mixed and used.
また、上記の(メタ)アクリル系単量体混合液には、(メタ)アクリル系単量体とともに、重合性二重結合を有するその他の単量体を含んでいてもよい。このようなその他の単量体としては、エステル基含有ビニル単量体、スチレン誘導体、ビニルエーテル系単量体が挙げられる。 In addition, the (meth) acrylic monomer mixture may contain other monomers having a polymerizable double bond together with the (meth) acrylic monomer. Examples of such other monomers include ester group-containing vinyl monomers, styrene derivatives, and vinyl ether monomers.
上記エステル基含有ビニル単量体の具体例としては、炭素原子数が1〜8の(メタ)アクリル酸低級アルキルエステル類、酢酸ビニル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジブチル、(メタ)アクリル酸ビニル等の疎水性ビニルモノマー、(メタ)アクリル酸のフルオロアルキルエステル、ラジカル重合性不飽和基含有シリコンマクロモノマー等の不飽和基含有マクロモノマー等が例示される。 Specific examples of the ester group-containing vinyl monomer include (meth) acrylic acid lower alkyl esters having 1 to 8 carbon atoms, vinyl acetate, diethyl maleate, dibutyl maleate, vinyl (meth) acrylate, and the like. And a hydrophobic vinyl monomer, a fluoroalkyl ester of (meth) acrylic acid, an unsaturated group-containing macromonomer such as a radically polymerizable unsaturated group-containing silicon macromonomer, and the like.
上記(メタ)アクリル系単量体は、使用する(メタ)アクリル系単量体から得られる重合体のガラス転移温度(Tg)が、−80℃以上となるように選択するのが好ましく、−65℃以上となるように選択するのがより好ましい。−80℃より低い(メタ)アクリル系単量体組成では、反応が困難となるという問題点を生じるおそれがある。一方、ガラス転移温度(Tg)の上限は、110℃が好ましく、80℃がより好ましい。110℃を超えると、最低造膜温度が高くなり、本願発明で得られる複合樹脂を用いても、均一な皮膜が形成されないことがある。 The (meth) acrylic monomer is preferably selected so that the glass transition temperature (Tg) of the polymer obtained from the (meth) acrylic monomer to be used is −80 ° C. or higher. It is more preferable to select the temperature to be 65 ° C. or higher. A (meth) acrylic monomer composition lower than −80 ° C. may cause a problem that the reaction becomes difficult. On the other hand, the upper limit of the glass transition temperature (Tg) is preferably 110 ° C, and more preferably 80 ° C. When the temperature exceeds 110 ° C., the minimum film-forming temperature increases, and even when the composite resin obtained in the present invention is used, a uniform film may not be formed.
また、上記スチレン誘導体としては、スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、ビニルトルエン等があげられる。さらに、上記ビニルエーテル系単量体の具体例としては、ビニルメチルエーテル、ビニルシクロヘキシルエーテル等が例示される。 Examples of the styrene derivative include styrene, α-methylstyrene, p-methylstyrene, vinyltoluene and the like. Furthermore, specific examples of the vinyl ether monomer include vinyl methyl ether and vinyl cyclohexyl ether.
さらにまた、得られるウレタン−(メタ)アクリル複合樹脂から形成される皮膜の強度を向上させるため、上記(メタ)アクリル系単量体混合液には、上記の1種又は複数種の(メタ)アクリル系単量体に加え、ケト基又はアルデヒド基に基づくカルボニル基を分子中に少なくとも1個有する重合性単量体を添加してもよい。これから得られる複合樹脂を、多価ヒドラジド化合物により架橋すると効果的である。 Furthermore, in order to improve the strength of the film formed from the obtained urethane- (meth) acrylic composite resin, the (meth) acrylic monomer mixture liquid contains one or more kinds of (meth) described above. In addition to the acrylic monomer, a polymerizable monomer having at least one carbonyl group based on a keto group or an aldehyde group in the molecule may be added. It is effective to crosslink the composite resin obtained from this with a polyvalent hydrazide compound.
上記ケト基又はアルデヒド基に基づくカルボニル基を分子中に少なくとも1個有する重合性単量体としては、アクロレイン、ジアセトンアクリルアミド、ホルミルスチロール、ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソブチルケトン、ジアセトン(メタ)アクリレート、アセチルアセトン(メタ)アクリレートから選ばれる1種又は複数種をあげることができる。 Examples of the polymerizable monomer having at least one carbonyl group based on the keto group or aldehyde group in the molecule include acrolein, diacetone acrylamide, formyl styrene, vinyl methyl ketone, vinyl ethyl ketone, vinyl isobutyl ketone, diacetone (meta ) Or one or more selected from acetylacetone (meth) acrylate.
このケト基又はアルデヒド基に基づくカルボニル基を分子中に少なくとも1個有する重合性単量体の含有割合としては、上記(メタ)アクリル系単量体に含まれる全単量体を100重量部としたとき、0.1重量部以上がよく、0.3重量部以上が好ましい。0.1重量部より少ないと、添加による効果が十分得られない場合がある。一方、使用量の上限としては、30重量部がよく、20重量部が好ましい。30重量部より多いと、反応系が不安定となり、重合を阻害する場合がある。 As a content ratio of the polymerizable monomer having at least one carbonyl group based on the keto group or aldehyde group in the molecule, 100 parts by weight of all monomers contained in the (meth) acrylic monomer When used, 0.1 part by weight or more is good, and 0.3 part by weight or more is preferable. If the amount is less than 0.1 part by weight, the effect of addition may not be sufficiently obtained. On the other hand, the upper limit of the amount used is preferably 30 parts by weight, and preferably 20 parts by weight. When the amount is more than 30 parts by weight, the reaction system may become unstable and polymerization may be inhibited.
上記ウレタン樹脂は、ジオール成分と多価イソシアネート化合物とを反応させた重合体であって、上記(メタ)アクリル系単量体と混合可能な平均粒子径及び分子量を有するものであり、水分散性のものが好ましい。このようなウレタン樹脂としては、市販のウレタン水性エマルジョンをそのまま用いてもよい。具体的には、大日本インキ化学工業(株)製:ハイドランHW−301、HW−310、HW−311、HW−312B、HW−333、HW−340、HW−350、HW−375、HW−920、HW−930、HW−940、HW−950、HW−970、AP−10、AP−20、ECOS3000、三洋化成工業(株)製:ユープレンUXA−3005、ケミチレンGA−500、第一工業製薬(株)製:スーパーフレックス110、スーパーフレックス150、スーパーフレックス260S、スーパーフレックス210、スーパーフレックス420、スーパーフレックス500M、アデカ社製:アデカボンタイターUHX−210、アデカボンタイターUHX−280、住化バイエルウレタン(株)製:ディスパコールU53,ディスパコールU54、ディスパコールU56、ディスパコールU42、インプラニールDLU,インプラニールDLS等の市販品を用いてもよい。 The urethane resin is a polymer obtained by reacting a diol component and a polyvalent isocyanate compound, and has an average particle size and molecular weight that can be mixed with the (meth) acrylic monomer, and is water dispersible. Are preferred. As such a urethane resin, a commercially available urethane aqueous emulsion may be used as it is. Specifically, Dainippon Ink & Chemicals, Inc .: Hydran HW-301, HW-310, HW-311, HW-312B, HW-333, HW-340, HW-350, HW-375, HW- 920, HW-930, HW-940, HW-950, HW-970, AP-10, AP-20, ECOS3000, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd .: Uprene UXA-3005, Chemitylene GA-500, Daiichi Kogyo Seiyaku Made by: Superflex 110, Superflex 150, Superflex 260S, Superflex 210, Superflex 420, Superflex 500M, Made by Adeka: Adekabon titer UHX-210, Adekabon titer UHX-280, Sumika Bayer Urethane Co., Ltd. product: DISPARK U53, Isupakoru U54, disper call U56, disper call U42, implantation Neil DLU, a commercially available product may be used, such as implantation Neil DLS.
上記ジオール成分とは、1分子中に2つのヒドロキシル基を有する有機化合物をいい、具体例としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、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、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、トリメチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール等の比較的低分子量のジオール類、又はこれらのジオール類の少なくとも一種と、アジピン酸、セバシン酸、イタコン酸、無水マレイン酸、テレフタル酸、イソフタル酸等のジカルボン酸の少なくとも一種とを重縮合して得られるポリエステルジオール類、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリカプロラクトンジオール、ポリテトラメチレンエーテルジオール、ポリカーボネートジオール等のポリエーテルジオール類、その他、ポリブタジエンジオール、水添ポリブタジエンジオール、ポリアクリル酸エステルジオール等があげられる。 The diol component refers to an organic compound having two hydroxyl groups in one molecule. Specific examples thereof include ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, 1,3-butanediol, 1,4- Butanediol, 1,5-pentanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, diethylene glycol, trimethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, dipropylene glycol, Relatively low molecular weight diols such as tripropylene glycol, hexanediol, cyclohexanedimethanol, or at least one of these diols and adipic acid, sebacic acid, itaconic acid, maleic anhydride, terephthalic acid, isophthalic acid Polyester diols obtained by polycondensation with at least one of the above dicarboxylic acids, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polycaprolactone diol, polytetramethylene ether diol, polyether diols such as polycarbonate diol, others, polybutadiene diol, hydrogenated Examples thereof include polybutadiene diol and polyacrylate diol.
上記多価イソシアネート化合物とは、1分子中に少なくとも2つのイソシアネート基を有する有機化合物をいい、脂肪族、脂環式、芳香族等の多価イソシアネート化合物を用いることができる。このような多価イソシアネート化合物の具体例としては、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、1,3−シクロヘキシレンジイソシアネート、1,4−シクロヘキシレンジイソシアネート、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、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,2’−ジフェニルメタンジイソシアネート等をあげることができる。これらの内で、脂肪族又は脂環式のイソシアネートは黄変が少ない点で好適である。 The said polyvalent isocyanate compound means the organic compound which has at least 2 isocyanate group in 1 molecule, and polyhydric isocyanate compounds, such as aliphatic, alicyclic, and aromatic, can be used. Specific examples of such polyvalent isocyanate compounds include dicyclohexylmethane diisocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, 1,3-cyclohexylene diisocyanate, 1,4-cyclohexylene diisocyanate, 2,4-tolylene diene. Examples include isocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, 2,4′-diphenylmethane diisocyanate, 2,2′-diphenylmethane diisocyanate, and the like. Of these, aliphatic or cycloaliphatic isocyanates are preferred in that they have less yellowing.
上記ウレタン樹脂を製造するウレタン生成反応は、無溶媒下でも行うことができるが、反応を均一に行うために、ジオキサン等のエーテル類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン等のアミド類、その他のイソシアネート基に対して不活性で水との親和性の大きい有機溶媒を使用してもよい。 The urethane production reaction for producing the urethane resin can be performed in the absence of a solvent, but in order to perform the reaction uniformly, ethers such as dioxane, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, dimethylformamide, dimethylacetamide, N -Amides such as methyl-2-pyrrolidone and other organic solvents which are inert to isocyanate groups and have a high affinity for water may be used.
また、イソシアネート基に対して反応性のない、すなわち、活性水素基を含まない上記(メタ)アクリル系単量体やその他の単量体をこのウレタン樹脂の製造の際に存在させてもよい。この場合、この上記(メタ)アクリル系単量体やその他の単量体によって反応系が希釈されて反応を均一に行うことができる。このウレタン生成反応は、50〜100℃程度で、0.5〜20時間程度行えばよい。 In addition, the (meth) acrylic monomer and other monomers that are not reactive with an isocyanate group, that is, do not contain an active hydrogen group may be present during the production of the urethane resin. In this case, the reaction system can be diluted with the (meth) acrylic monomer and other monomers to carry out the reaction uniformly. This urethane generation reaction may be performed at about 50 to 100 ° C. for about 0.5 to 20 hours.
上記ウレタン生成反応における、ジオール成分と多価イソシアネート化合物との使用割合は、特に限定されるものではないが、当量比で、ジオール成分:多価イソシアネート化合物=1:1.1〜2がよく、1:1.2〜1.9が好ましい。 The ratio of the diol component and the polyvalent isocyanate compound used in the urethane-forming reaction is not particularly limited, but the equivalent ratio is preferably diol component: polyvalent isocyanate compound = 1: 1.1 to 2, 1: 1.2-1.9 is preferable.
多価イソシアネート化合物の割合を、上記範囲より高くすると、水分散の際に残存するイソシアネートと水との反応により、炭酸ガスの発生が顕著に起こり、発泡や凝集が起こるという問題点を生じる場合がある。一方、上記範囲より少なくすると、生成するウレタンプレポリマーが高粘度化してしまい、ゲル状になることがあり、作業上問題になる場合がある。 If the ratio of the polyvalent isocyanate compound is higher than the above range, the reaction between the isocyanate remaining in the water dispersion and water may cause a problem that carbon dioxide gas is remarkably generated, and foaming and aggregation occur. is there. On the other hand, if the amount is less than the above range, the urethane prepolymer to be produced becomes highly viscous and may be gelled, which may cause a problem in work.
上記ウレタン樹脂の製造に使用される触媒としては、一般にウレタン化反応に使用される触媒が使用できる。具体例としては、ジブチル錫ジラウレートやジオクチル錫ジラウレート等の有機金属化合物や、トリエチレンジアミン、トリエチルアミン等の有機アミン又はその塩等があげられる。 As a catalyst used for manufacture of the urethane resin, a catalyst generally used for a urethanization reaction can be used. Specific examples include organic metal compounds such as dibutyltin dilaurate and dioctyltin dilaurate, organic amines such as triethylenediamine and triethylamine, and salts thereof.
上記のウレタン樹脂の重量平均分子量は500以上であるとよく、1000以上であると好ましい。重量平均分子量が500未満であると、得られる複合樹脂を用いて製造した皮膜が硬くなり、所望の物性(伸度等)が得られ難くなるおそれがある。一方で、重量平均分子量は、50万以下であるとよく、10万以下であると好ましい。50万より大きいと、シードそのものの粘度が高くなり、ゲル化したり、安定な(メタ)アクリル系単量体混合液が得られなくなったりする場合がある。 The urethane resin has a weight average molecular weight of preferably 500 or more, and preferably 1000 or more. When the weight average molecular weight is less than 500, a film produced using the obtained composite resin becomes hard, and it may be difficult to obtain desired physical properties (elongation, etc.). On the other hand, the weight average molecular weight is preferably 500,000 or less, and preferably 100,000 or less. If it exceeds 500,000, the viscosity of the seed itself increases, and gelation may occur, or a stable (meth) acrylic monomer mixture may not be obtained.
上記のウレタン樹脂を後述する水系媒体に分散させて、ウレタン樹脂エマルジョンを生成させると、上記(メタ)アクリル系単量体を混合して得られる、上記(メタ)アクリル系単量体混合液を水分散液とすることができる。この水分散液は、(メタ)アクリル系単量体の乳化重合反応にそのまま供与することができ、乳化重合時の反応系をより安定させることが可能となり、得られるウレタン−(メタ)アクリル系複合樹脂エマルジョンの分散系を安定化させることができる。また、この場合、乳化重合時に生じやすい凝集物の生成を抑制させることが可能となる。 When the urethane resin is dispersed in an aqueous medium described later to form a urethane resin emulsion, the (meth) acrylic monomer mixture obtained by mixing the (meth) acrylic monomer is obtained. An aqueous dispersion can be obtained. This aqueous dispersion can be directly supplied to the emulsion polymerization reaction of the (meth) acrylic monomer, and the reaction system at the time of emulsion polymerization can be further stabilized, and the resulting urethane- (meth) acrylic system The dispersion system of the composite resin emulsion can be stabilized. In this case, it is possible to suppress the formation of aggregates that are likely to occur during emulsion polymerization.
上記ウレタン樹脂エマルジョンを生成する場合、ウレタン樹脂にカルボキシル基を導入しておくと、自己分散性樹脂としてエマルジョン化が可能となり好ましい。また、必要に応じて、乳化剤を用いると、エマルジョンをより安定化させることができ、好ましい。 When the urethane resin emulsion is produced, it is preferable to introduce a carboxyl group into the urethane resin because it can be emulsified as a self-dispersing resin. Further, if necessary, it is preferable to use an emulsifier because the emulsion can be further stabilized.
上記乳化剤は、通常、重合モノマー全量に対して、0.05〜10重量%、好ましくは0.1〜5重量%の範囲で用いられる。この乳化剤としては、アニオン性、カチオン性、ノニオン性の界面活性剤を用いることができる。そして、これらの乳化剤は、1種又は2種以上を選択して用いることができる。 The emulsifier is usually used in a range of 0.05 to 10% by weight, preferably 0.1 to 5% by weight, based on the total amount of the polymerization monomers. As this emulsifier, an anionic, cationic or nonionic surfactant can be used. And these emulsifiers can select and use 1 type (s) or 2 or more types.
上記のアニオン性界面活性剤の具体例としては、オレイン酸カリウム、ラウリル酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルカンスルホン酸ナトリウム、アルキルナフタレンスルホン酸ナトリウム、ジアルキルスルホコハク酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキル燐酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアリル燐酸エステル等の非反応性界面活性剤、及びアルキルアリルスルホコハク酸塩(例えば三洋化成(株)製:エレミノール(登録商標)JS−2、例えば花王(株)製:ラテムル(登録商標)S−180A、S−180等があげられる。)、ポリオキシエチレンアルキルプロペニルフェニルエーテル硫酸エステルアンモニウム塩(例えば第一工業製薬(株)製:アクアロン(登録商標)HS−10,HS−5,BC−10,BC−5等があげられる)、α−スルホ−ω−(1−(ノニルフェノキシ)メチル−2−(2−プロペニルオキシ)エトキシ)−ポリ(オキシ−1,2−エタンジイル)アンモニウム塩(例えば旭電化工業(株)製:アデカリアソープ(登録商標)SE−10,SE−1025A等があげられる)、ポリオキシエチレン−1−(アリルオキシメチル)アルキルエーテル硫酸エステルアンモニウム塩(例えば第一工業製薬(株)製:アクアロン(登録商標)KH−10等があげられる)、α−スルホ−ω−(1−(アルコキシ)メチル−2−(2−プロペニルオキシ)エトキシ)−ポリ(オキシ−1,2−エタンジイル)アンモニウム塩(例えば旭電化工業(株)製:アデカリアソープ(登録商標)SR−10,SR−1025等があげられる)、ポリオキシアルキレンアルケニルエーテル硫酸アンモニウム塩(例えば花王(株)製:ラテムル(登録商標)PD−104等があげられる)等の反応性界面活性剤等があげられる。 Specific examples of the anionic surfactant include potassium oleate, sodium laurate, sodium dodecylbenzenesulfonate, sodium alkanesulfonate, sodium alkylnaphthalenesulfonate, sodium dialkylsulfosuccinate, sodium polyoxyethylene alkyl ether sulfate. , Non-reactive surfactants such as sodium polyoxyethylene alkyl allyl ether sulfate, polyoxyethylene alkyl phosphate ester, polyoxyethylene alkyl allyl phosphate ester, and alkyl allyl sulfosuccinate (for example, Sanyo Kasei Co., Ltd .: Eleminol ( Registered trademark) JS-2, for example, manufactured by Kao Corporation: latemuru (registered trademark) S-180A, S-180, etc.), polyoxyethylene alkylpropenyl phenyl -Sulfuric acid ester ammonium salt (for example, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd .: Aqualon (registered trademark) HS-10, HS-5, BC-10, BC-5 etc.), α-sulfo-ω- (1 -(Nonylphenoxy) methyl-2- (2-propenyloxy) ethoxy) -poly (oxy-1,2-ethanediyl) ammonium salt (for example, Adeka Soap (registered trademark) SE-10 manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.) , SE-1025A and the like), polyoxyethylene-1- (allyloxymethyl) alkyl ether sulfate ammonium salt (for example, Dairon Kogyo Seiyaku Co., Ltd .: Aqualon (registered trademark) KH-10) and the like. ), Α-sulfo-ω- (1- (alkoxy) methyl-2- (2-propenyloxy) ethoxy) -poly (oxy-1,2-ethanedi) Yl) ammonium salt (for example, Asahi Denka Kogyo Co., Ltd .: Adekaria Soap (registered trademark) SR-10, SR-1025, etc.), polyoxyalkylene alkenyl ether sulfate ammonium salt (for example, Kao Co., Ltd .: Latemu) (Registered trademark) PD-104 and the like) and the like.
上記のカチオン性界面活性剤の具体例としては、ステアリルアミン塩酸塩、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、トリメチルオクタデシルアンモニウムクロライド等の非反応性界面活性剤等が挙げられる。 Specific examples of the cationic surfactant include non-reactive surfactants such as stearylamine hydrochloride, lauryltrimethylammonium chloride, and trimethyloctadecylammonium chloride.
上記のノニオン性界面活性剤の具体例としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル、ポリオキシエチレンオキシプロピルブロックポリマー、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル等の非反応性界面活性剤、α−ヒドロ−ω−(1−アルコキシメチル−2−(2−プロペニルオキシ)エトキシ)−ポリ(オキシ−1,2−エタンジイル))(旭電化工業(株)製:アデカリアソープER−10,ER−20,ER−30,ER−40)、ポリオキシエチレンアルキルプロペニルフェニルエーテル(第一工業製薬(株)製:アクアロンRN−20,RN−30,RN−50)、ポリオキシアルキルアルケニルエーテル(花王(株)製:ラテムルPD−420,PD−430,PD−450)等の反応性界面活性剤等があげられる。 Specific examples of the nonionic surfactant include polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl allyl ether, polyoxyethylene oxypropyl block polymer, polyethylene glycol fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester and the like. Surfactant, α-hydro-ω- (1-alkoxymethyl-2- (2-propenyloxy) ethoxy) -poly (oxy-1,2-ethanediyl)) (Asahi Denka Kogyo Co., Ltd .: Adeka Rea soap ER-10, ER-20, ER-30, ER-40), polyoxyethylene alkylpropenyl phenyl ether (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd .: Aqualon RN-20, RN-30, RN-50), polyoxy Alkylalkenyl ether (manufactured by Kao Corporation: Latemul P Reactive surfactants such as D-420, PD-430, and PD-450).
さらに、上記乳化剤としては、上記したもの以外に、両イオン性成分として、両イオン性の界面活性剤を用いることができる。 Furthermore, as the above-mentioned emulsifier, an amphoteric surfactant can be used as the amphoteric component in addition to those described above.
上記両イオン性界面活性剤の具体例としては、ラウリルベタイン、ラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン、ステアリルジメチルアミノ酢酸ベタイン、ラウリルジメチルアミンオキサイド、2−ラウリル−N−カルボキシメチル−N−ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタイン、2−ステアリル−N−カルボキシメチル−N−ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタイン、ラウリン酸アミドプロピルベタイン、ステアリン酸アミドプロピルベタイン、ヤシ酸アミドプロピルベタイン、ラウリルヒドロキシスルホベタイン、ステアリルヒドロキシスルホベタイン等の非反応性界面活性剤があげられる。 Specific examples of the amphoteric surfactant include lauryl betaine, lauryl dimethylaminoacetic acid betaine, stearyl dimethylaminoacetic acid betaine, lauryl dimethylamine oxide, 2-lauryl-N-carboxymethyl-N-hydroxyethylimidazolinium betaine. , 2-stearyl-N-carboxymethyl-N-hydroxyethylimidazolinium betaine, lauric acid amidopropyl betaine, stearic acid amidopropyl betaine, coconut amidopropyl betaine, lauryl hydroxysulfobetaine, stearyl hydroxysulfobetaine, etc. Surfactants.
上記ウレタン樹脂エマルジョン中の水分散体の平均粒子径は、30nm以上であると好ましく、50nm以上であるとより好ましい。30nm未満では小さすぎて、水分散液の粘度が高くなり、流動性が低下するおそれがある。一方、1500nm以下であると好ましく、1000nm以下であるとより好ましい。1500nmを超えると、得られるウレタン−(メタ)アクリル系複合樹脂の平均粒子径が大きくなり、保存中に分離・沈降するおそれがある。このような条件を満たすウレタン樹脂エマルジョンの例としては、前述した市販されている水分散性ウレタン樹脂があげられる。 The average particle size of the aqueous dispersion in the urethane resin emulsion is preferably 30 nm or more, and more preferably 50 nm or more. If it is less than 30 nm, it is too small, the viscosity of the aqueous dispersion becomes high, and the fluidity may decrease. On the other hand, the thickness is preferably 1500 nm or less, and more preferably 1000 nm or less. When it exceeds 1500 nm, the average particle diameter of the resulting urethane- (meth) acrylic composite resin increases, and there is a risk of separation / sedimentation during storage. Examples of the urethane resin emulsion that satisfies such conditions include the above-described commercially available water-dispersible urethane resins.
上記水系媒体としては、水や、水とメタノール、エタノール等の水と相溶可能な有機溶媒との混合溶液等を用いることが出来る。この中でも、環境的な側面から水を用いるのが好ましい。 As the aqueous medium, water or a mixed solution of water and an organic solvent compatible with water such as methanol or ethanol can be used. Among these, it is preferable to use water from an environmental aspect.
上記ウレタン樹脂エマルジョンの固形分含有率は、10重量%以上であるとよく、25重量%以上であると好ましい。10重量%より少ないと、(メタ)アクリル系単量体との分散液の濃度が低くなり、結果として得られる複合樹脂分散液の濃度が低くなって、塗布後の乾燥のために、時間やエネルギーが多く必要となり、作業性が悪化するおそれがある。一方、上限は、70重量%がよく、60重量%が好ましい。70重量%より多いと、分散液の粘度が高くなり、作業性が悪化する傾向がある。 The solid content of the urethane resin emulsion is preferably 10% by weight or more, and preferably 25% by weight or more. If it is less than 10% by weight, the concentration of the dispersion with the (meth) acrylic monomer will be low, and the concentration of the resulting composite resin dispersion will be low. A lot of energy is required, and workability may be deteriorated. On the other hand, the upper limit is preferably 70% by weight, and preferably 60% by weight. When the amount is more than 70% by weight, the viscosity of the dispersion increases, and the workability tends to deteriorate.
なお、上記ウレタン樹脂の生成を有機溶媒環境下で行った場合、有機溶媒から上記水系媒体に転相させて、有機溶媒を除去しておくと、その後の乳化重合を阻害しなくなるので望ましい。 When the urethane resin is produced in an organic solvent environment, it is desirable that the organic solvent be removed by phase inversion from the organic solvent to prevent subsequent emulsion polymerization from being inhibited.
次に、本願発明にかかる乳化重合について説明する。
本願発明は、上記の通り、水系媒体の存在下で、反応容器中に原料乳化液を逐次的又は連続的に添加して、ウレタン樹脂の存在下で、上記1種又は複数種の(メタ)アクリル系単量体を乳化重合して、(メタ)アクリル系複合樹脂水性分散液を製造する方法である。
Next, the emulsion polymerization according to the present invention will be described.
In the present invention, as described above, in the presence of the aqueous medium, the raw material emulsion is sequentially or continuously added to the reaction vessel, and in the presence of the urethane resin, the above-described one or more types (meta) are added. This is a method for producing an aqueous dispersion of a (meth) acrylic composite resin by emulsion polymerization of an acrylic monomer.
上記原料乳化液とは、1種又は複数種の(メタ)アクリル系単量体を、上記した水系媒体と同様の水系媒体に乳化分散した(メタ)アクリル系単量体のエマルジョンである。分散させることにより、後述する乳化重合反応において、(メタ)アクリル系単量体の水系媒体中への分散がより容易となり、分散系を安定させることができる。そして、分散系の安定により、乳化重合時に生じやすい凝集物の生成を抑制することができる。 The raw material emulsion is an emulsion of a (meth) acrylic monomer in which one or more (meth) acrylic monomers are emulsified and dispersed in an aqueous medium similar to the above-described aqueous medium. By dispersing, in the emulsion polymerization reaction described later, the (meth) acrylic monomer can be more easily dispersed in the aqueous medium, and the dispersion can be stabilized. And the production | generation of the aggregate which tends to arise at the time of emulsion polymerization can be suppressed by stability of a dispersion system.
上記の分散をする場合、分散性を向上させるため、乳化剤を用いるのが好ましい。この乳化剤としては、上記した乳化剤と同様の乳化剤を用いることができる。 In the case of the above dispersion, it is preferable to use an emulsifier in order to improve dispersibility. As this emulsifier, the same emulsifier as the above-mentioned emulsifier can be used.
また、この乳化剤の含有量は、上記(メタ)アクリル系単量体に対して、0.05重量%以上が好ましく、0.1重量%以上が好ましい。0.05重量%未満であると、乳化分散が十分に行われず、添加後の反応が不安定となる可能性が高くなる。一方、上限は、10重量%が好ましく、5重量%がより好ましい。10重量%を超えると、乳化剤により、生成する皮膜の耐水性や吸水性が悪くなる傾向が生じるおそれがある。 Moreover, 0.05 weight% or more is preferable with respect to the said (meth) acrylic-type monomer, and, as for content of this emulsifier, 0.1 weight% or more is preferable. If it is less than 0.05% by weight, emulsification and dispersion are not sufficiently performed, and the possibility that the reaction after addition becomes unstable becomes high. On the other hand, the upper limit is preferably 10% by weight, and more preferably 5% by weight. If it exceeds 10% by weight, the emulsifier may tend to deteriorate the water resistance and water absorption of the resulting film.
上記反応容器に添加される上記原料乳化液としては、互いに異なる組成を有する少なくとも2種類の原料乳化液を用いるのがよい。そして、一つの原料乳化液の添加後に次の原料乳化液を添加する、すなわち、一つの原料乳化液の添加が終了した後、次の原料乳化液の添加を開始することが好ましい。このように、複数の原料乳化液を順番に添加していくことにより、得られるウレタン−(メタ)アクリル系複合樹脂水性分散液を繊維処理用に使用したとき、十分な耐洗濯性、摩擦堅牢度、耐ブロッキング性、柔軟性を得ることができる。 As the raw material emulsion added to the reaction vessel, at least two kinds of raw material emulsions having different compositions may be used. Then, it is preferable to add the next raw material emulsion after the addition of one raw material emulsion, that is, after the addition of one raw material emulsion is completed, the addition of the next raw material emulsion is started. Thus, by adding a plurality of raw material emulsions in order, when the resulting urethane- (meth) acrylic composite resin aqueous dispersion is used for fiber treatment, sufficient washing resistance and friction fastness are obtained. Degree, blocking resistance and flexibility can be obtained.
上記の複数の原料乳化液を順番に添加していく場合において、一つの原料乳化液中の(メタ)アクリル系単量体組成から得られる重合体のガラス転移温度(Tg1)と、上記次の原料乳化液中の(メタ)アクリル系単量体組成から得られる重合体のガラス転移温度(Tg2)とは、Tg2がTg1より高い温度であることがよく、その差(Tg2−Tg1)は、10℃以上が好ましく、30℃以上がより好ましい。10℃より低いと、複数の原料乳化液に分割して添加することによる効果が十分に得られないことがある。一方、差の上限は、150℃が好ましく、100℃がより好ましい。150℃より高いと、得られる皮膜が硬くなり、繊維処理用として不向きとなる傾向がある。 In the case where the plurality of raw material emulsions are sequentially added, the glass transition temperature (Tg1) of the polymer obtained from the (meth) acrylic monomer composition in one raw material emulsion, and the following The glass transition temperature (Tg2) of the polymer obtained from the (meth) acrylic monomer composition in the raw emulsion is preferably Tg2 higher than Tg1, and the difference (Tg2−Tg1) is 10 degreeC or more is preferable and 30 degreeC or more is more preferable. When the temperature is lower than 10 ° C., the effect obtained by dividing and adding to a plurality of raw material emulsions may not be sufficiently obtained. On the other hand, the upper limit of the difference is preferably 150 ° C, more preferably 100 ° C. When it is higher than 150 ° C., the resulting film becomes hard and tends to be unsuitable for fiber treatment.
また、上記ウレタン樹脂は、上記の少なくとも2種類の原料乳化液のうち、少なくとも最初に上記反応容器中に添加する原料乳化液に含有される。より均一なウレタン−(メタ)アクリル系複合樹脂分散液を得るためには、組成比を調整した上で、他の原料乳化液に上記ウレタン樹脂を含有させることも好ましい態様である。 The urethane resin is contained in the raw material emulsion added at least first to the reaction vessel among the at least two kinds of raw material emulsions. In order to obtain a more uniform urethane- (meth) acrylic composite resin dispersion, it is also a preferred embodiment that the composition ratio is adjusted and the urethane resin is contained in another raw material emulsion.
なお、上記ウレタン樹脂のウレタン生成反応時に、(メタ)アクリル系単量体を添加する場合、このウレタン樹脂を含有させる原料乳化液を製造する際に使用される(メタ)アクリル系単量体の使用量は、上記ウレタン生成反応時に使用した(メタ)アクリル系単量体量を差し引けばよい。 When the (meth) acrylic monomer is added during the urethane formation reaction of the urethane resin, the (meth) acrylic monomer used when the raw material emulsion containing the urethane resin is produced. The amount used may be deducted from the amount of (meth) acrylic monomer used during the urethane formation reaction.
上記の原料乳化液のウレタン樹脂と(メタ)アクリル系単量体との合計含有割合は、30重量%以上であるとよく、40重量%以上であると好ましい。30重量%未満であると、得られる複合樹脂の固形分濃度が低くなり、皮膜を形成させる際に、乾燥のためのエネルギーや時間が多く必要となり、作業上の問題点が生じるおそれがある。一方、上限は、80重量%がよく、70重量%が好ましい。80重量%を超えると、上記の混合液や分散液の粘度が高くなり、流動性が低下するおそれがある。 The total content of the urethane resin and the (meth) acrylic monomer in the raw material emulsion is preferably 30% by weight or more, and preferably 40% by weight or more. If it is less than 30% by weight, the solid content concentration of the resulting composite resin will be low, and when forming a film, a lot of energy and time for drying will be required, which may cause operational problems. On the other hand, the upper limit is preferably 80% by weight, and preferably 70% by weight. If it exceeds 80% by weight, the viscosity of the above-mentioned mixed liquid or dispersion becomes high, and the fluidity may be lowered.
上記の原料乳化液を、上記した条件の下、順番に水系媒体の存在下で反応容器中に添加して、乳化重合を実施する。この水系媒体としては、上記と同様のものを用いることができる。 The above-mentioned raw material emulsion is added to the reaction vessel in the presence of an aqueous medium in order under the above-described conditions to carry out emulsion polymerization. As this aqueous medium, those similar to the above can be used.
上記水系媒体中には、予め乳化剤を含ませておくと、乳化重合の反応系を安定させることができるので好ましい。ここで用いる乳化剤としては、上記と同様のものを用いることができる。 It is preferable to add an emulsifier in the aqueous medium in advance, because the emulsion polymerization reaction system can be stabilized. As the emulsifier used here, the same ones as described above can be used.
上記の反応容器中の水系媒体に含まれる上記乳化剤の量は、上記(メタ)アクリル系単量体に対して0.05重量%であると好ましく、0.1重量%以上であるとより好ましい。0.05重量%未満であると、反応系での分散が十分にされず、反応系が不安定となる可能性が高くなる。一方で、上記(メタ)アクリル系単量体に対して10重量%以下であると好ましく、5重量%以下であるとより好ましい。10重量%を超えると、乳化剤により、得られる皮膜の耐水性や吸水性が悪化するおそれがある。 The amount of the emulsifier contained in the aqueous medium in the reaction vessel is preferably 0.05% by weight and more preferably 0.1% by weight or more based on the (meth) acrylic monomer. . If it is less than 0.05% by weight, there is a high possibility that dispersion in the reaction system will not be sufficient and the reaction system will become unstable. On the other hand, it is preferable in it being 10 weight% or less with respect to the said (meth) acrylic-type monomer, and it is more preferable in it being 5 weight% or less. If it exceeds 10% by weight, the water resistance and water absorption of the resulting film may be deteriorated by the emulsifier.
上記乳化重合において、ラジカル重合開始剤は、前もって上記水系媒体に加えておいてもよく、上記の原料乳化液の滴下にあわせて、ラジカル重合開始剤を滴下してもよく、その両方を行ってもよい。 In the emulsion polymerization, the radical polymerization initiator may be added to the aqueous medium in advance, or the radical polymerization initiator may be added dropwise in accordance with the dropping of the raw material emulsion. Also good.
このラジカル重合開始剤としては、慣用のラジカル重合開始剤を用いればよく、例えば、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビス−2,4−ジメチルバレロニトリル、アゾビスシアノ吉草酸等のアゾ系開始剤、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩系開始剤、t−ブチルハイドロパーオキサイドやジラウロイルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシピバレート等の有機過酸化物系開始剤を用いることができる。また、有機過酸化物系開始剤や過硫酸塩系開始剤と、アスコルビン酸、ロンガリット又は亜硫酸金属塩等の還元剤を組み合わせたレドックス系重合開始剤も好ましく用いられる。上記ラジカル重合開始剤の使用量は、上記(メタ)アクリル系単量体及び上記その他の単量体の合計量に対して、0.01〜5重量%程度、好ましくは0.05〜2重量%程度とすればよい。 As the radical polymerization initiator, a conventional radical polymerization initiator may be used. For example, azo initiators such as azobisisobutyronitrile, azobis-2,4-dimethylvaleronitrile, azobiscyanovaleric acid, and persulfuric acid. Persulfate initiators such as sodium, potassium persulfate, ammonium persulfate, t-butyl hydroperoxide, dilauroyl peroxide, t-butylperoxy-2-ethylhexanoate, t-butylperoxypivalate, etc. An organic peroxide-based initiator can be used. A redox polymerization initiator in which an organic peroxide initiator or persulfate initiator is combined with a reducing agent such as ascorbic acid, Rongalite or metal sulfite is also preferably used. The amount of the radical polymerization initiator used is about 0.01 to 5% by weight, preferably 0.05 to 2% by weight based on the total amount of the (meth) acrylic monomer and the other monomers. It may be about%.
上記乳化重合の重合温度は10〜90℃で行うのがよく、30〜70℃で行うとより好ましい。この重合は、通常、発熱が終了した後、40〜90℃程度に30分〜3時間程度維持することによって、ほぼ完了する。これにより、ウレタン−(メタ)アクリル系複合樹脂の水性エマルジョンが得られる。 The polymerization temperature of the emulsion polymerization is preferably 10 to 90 ° C, more preferably 30 to 70 ° C. This polymerization is usually almost completed by maintaining the temperature at about 40 to 90 ° C. for about 30 minutes to 3 hours after the end of heat generation. Thereby, an aqueous emulsion of urethane- (meth) acrylic composite resin is obtained.
ところで、上記ケト基又はアルデヒド基に基づくカルボニル基を分子中に少なくとも1個有する重合性単量体を用いる場合、乳化重合後に、末端に複数のヒドラジド基を有する化合物(下記式(1)、以下、「多価ヒドラジド化合物」と称することがある。)を添加すると、自己架橋性が発現する点で好ましい。このようにすると、皮膜形成時に架橋構造が形成されて、得られるウレタン−(メタ)アクリル複合樹脂から生成する皮膜の強度の向上を図ることができる。また、多価ヒドラジド化合物を含むウレタン−(メタ)アクリル複合樹脂の分散液は、自己架橋性を有しつつ、安定的に長期保存が可能である。 By the way, in the case of using a polymerizable monomer having at least one carbonyl group based on the keto group or aldehyde group in the molecule, a compound having a plurality of hydrazide groups at the terminal after emulsion polymerization (the following formula (1), , Sometimes referred to as “polyhydric hydrazide compound”), is preferable in that self-crosslinking property is exhibited. If it does in this way, the crosslinked structure will be formed at the time of film formation, and the improvement of the intensity of the film generated from the urethane- (meth) acrylic composite resin obtained can be aimed at. Moreover, the dispersion liquid of the urethane- (meth) acrylic composite resin containing the polyhydric hydrazide compound can be stably stored for a long period of time while having a self-crosslinking property.
なお、上記式(1)中、Rは、直接結合、炭素数1〜8の2価の炭化水素基(例えば、アルキレン基、アルケニレン基等)、又は下記式(2)で表される基を示す。 In the above formula (1), R represents a direct bond, a divalent hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms (for example, an alkylene group, an alkenylene group, etc.), or a group represented by the following formula (2). Show.
上記末端にヒドラジド基を複数有する化合物(多価ヒドラジド化合物)としては、分子中に2個ヒドラジド基を有するヒドラジン誘導体があげられる。具体的には、シュウ酸ジヒドラジド、マロン酸ジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド、コハク酸ジヒドラジド、セバシン酸ジヒドラジド、マレイン酸ジヒドラジド、フマル酸ジヒドラジド、イタコン酸ジヒドラジド等のジカルボン酸ジヒドラジド、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等があげられる。これらは単独で用いてもよく2種以上を組み合わせて用いてもよい。中でも、アジピン酸ジヒドラジド及び1,3−ビス(ヒドラジドカルボエチル)−5−イソプロピルヒダントインが水への溶解性が良好である点から好ましく、さらにアジピン酸ジヒドラジドが好ましい。 Examples of the compound having a plurality of hydrazide groups at the terminal (polyhydric hydrazide compound) include hydrazine derivatives having two hydrazide groups in the molecule. Specifically, dicarboxylic acid dihydrazides such as oxalic acid dihydrazide, malonic acid dihydrazide, adipic acid dihydrazide, succinic acid dihydrazide, sebacic acid dihydrazide, maleic acid dihydrazide, fumaric acid dihydrazide, itaconic acid dihydrazide, 1,3-bis (hydrazino And carboethyl) -5-isopropylhydantoin. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, adipic acid dihydrazide and 1,3-bis (hydrazide carboethyl) -5-isopropylhydantoin are preferable from the viewpoint of good solubility in water, and adipic acid dihydrazide is more preferable.
このような多価ヒドラジド化合物の使用量は、上記のケト基又はアルデヒド基に基づくカルボニル基を分子中に少なくとも1個有する重合性単量体の使用量に対し、0.1倍当量以上が好ましく、0.3倍当量以上がより好ましい。0.1倍当量より少ないと、架橋不足となり、所望の効果が十分得られない場合がある。一方、使用量の上限は1.5倍当量が好ましく、1.2倍当量がより好ましい。1.5倍当量より多いと、未反応で残留する多価ヒドラジド化合物が、塗膜欠陥(ブツ、フクレ等)の原因となる場合がある。 The use amount of such a polyhydric hydrazide compound is preferably 0.1 times equivalent or more with respect to the use amount of the polymerizable monomer having at least one carbonyl group based on the keto group or aldehyde group in the molecule. , 0.3 times equivalent or more is more preferable. If the amount is less than 0.1 times equivalent, crosslinking may be insufficient and the desired effect may not be sufficiently obtained. On the other hand, the upper limit of the amount used is preferably 1.5 times equivalent, more preferably 1.2 times equivalent. When the amount is more than 1.5 times equivalent, the polyhydric hydrazide compound remaining unreacted may cause coating film defects (such as blisters and blisters).
なお、多価ヒドラジド化合物の添加時期は、乳化重合終了後であれば、特に限定されず、例えば、乳化重合が終了し、未反応単量体の除去後、分散液の移送中やその前後、あるいは、酸化防止剤、充填剤、安定剤等の各種助剤添加時やその前後、などがあげられる。 The addition time of the polyhydric hydrazide compound is not particularly limited as long as it is after the completion of the emulsion polymerization.For example, after the emulsion polymerization is completed and the unreacted monomer is removed, during or before and after the transfer of the dispersion, Alternatively, it may be added at the time of before or after the addition of various auxiliary agents such as an antioxidant, a filler, and a stabilizer.
なかでも、本発明の特徴である保存安定性を活かしつつ、使用の利便性を考慮すると、未反応単量体の除去後や、生成分散液の移送中又はその前後に添加するのが、多価ヒドラジド化合物の均一な分散・溶解と、それによる皮膜形成時の均一な架橋構造形成の点で好ましい。 In particular, taking into account the convenience of use while taking advantage of the storage stability that is a feature of the present invention, it is often added after removal of unreacted monomers, during transfer of the produced dispersion, or before and after. From the viewpoint of uniform dispersion / dissolution of the monovalent hydrazide compound and formation of a uniform crosslinked structure during film formation.
この発明にかかる製造方法で得られたウレタン−(メタ)アクリル系複合樹脂中の、ウレタン樹脂成分と(メタ)アクリル系樹脂成分との重量比率は、2/98以上がよく、5/95以上が好ましい。2/98より小さいと、ウレタン樹脂由来の特徴が十分発現しない傾向がある。一方、重量比率の上限は、55/45がよく、30/70が好ましい。55/45より大きいと、ウレタン樹脂の比率が過度に高くなり、(メタ)アクリル系単量体の重合を阻害することがある。 The weight ratio of the urethane resin component to the (meth) acrylic resin component in the urethane- (meth) acrylic composite resin obtained by the production method according to the present invention is preferably 2/98 or more, and 5/95 or more. Is preferred. If it is smaller than 2/98, there is a tendency that characteristics derived from the urethane resin are not sufficiently expressed. On the other hand, the upper limit of the weight ratio is preferably 55/45, and preferably 30/70. When it is larger than 55/45, the ratio of the urethane resin becomes excessively high, which may inhibit the polymerization of the (meth) acrylic monomer.
この発明にかかる製造方法で得られた得られるウレタン−(メタ)アクリル系複合樹脂水性分散液中のウレタン−(メタ)アクリル系複合樹脂の平均粒子径は、10nm以上がよく、30nm以上が好ましい。10nmより小さいと、エマルジョンが高粘度となって、作業性が悪化する傾向となる。一方、平均粒子径の上限は、1000nm(1μm)がよく、300nmが好ましい。1000nmより大きいと、得られる複合樹脂分散液の安定性が低下したり、捺染染料を配合した時の発色が悪化することがある。 The average particle diameter of the urethane- (meth) acrylic composite resin in the aqueous urethane- (meth) acrylic composite resin dispersion obtained by the production method according to the present invention is preferably 10 nm or more, and preferably 30 nm or more. . If it is smaller than 10 nm, the emulsion has a high viscosity and the workability tends to deteriorate. On the other hand, the upper limit of the average particle diameter is preferably 1000 nm (1 μm), and preferably 300 nm. If it is larger than 1000 nm, the stability of the resulting composite resin dispersion may be lowered, or the color development may be worsened when a printing dye is blended.
この発明にかかる製造方法で得られたウレタン−(メタ)アクリル系複合樹脂から形成される皮膜は、十分な強度及び伸度等の機械的物性値が得られ、また、耐水性や吸水性も優れている。 The film formed from the urethane- (meth) acrylic composite resin obtained by the production method according to the present invention has sufficient mechanical properties such as strength and elongation, and also has water resistance and water absorption. Are better.
特に、上述のように、ケト基又はアルデヒド基に基づくカルボニル基を分子中に少なくとも1個有する重合性単量体を共重合させ、かつ、これと多価ヒドラジド化合物を併用すると、架橋構造形成による皮膜の強度の向上を図ることができて好ましい。 In particular, as described above, when a polymerizable monomer having at least one carbonyl group based on a keto group or an aldehyde group is copolymerized and used in combination with a polyhydric hydrazide compound, the formation of a crosslinked structure It is preferable because the strength of the film can be improved.
この発明にかかる製造方法で得られるウレタン−(メタ)アクリル系複合樹脂のJIS−K−7161〜7162に従って測定した最大伸びは、200%以上とすることができ、900%以上とすることが好ましい。200%未満であると、柔軟性が不足することがある。一方、伸度の上限は、3000%であるとよく、2500%であると好ましい。3000%より大きいと、弾性が低く、織布等に塗布した場合の追従性が悪化する傾向となる。 The maximum elongation measured according to JIS-K-7161-7162 of the urethane- (meth) acrylic composite resin obtained by the production method according to the present invention can be 200% or more, and preferably 900% or more. . If it is less than 200%, flexibility may be insufficient. On the other hand, the upper limit of the elongation is preferably 3000% and preferably 2500%. If it is greater than 3000%, the elasticity is low and the followability when applied to a woven fabric or the like tends to deteriorate.
この発明にかかる製造方法で得られるウレタン−(メタ)アクリル系複合樹脂のJIS−K−7161〜7162に従って測定した破断強度は、2MPa以上であるとよく、5MPa以上であると好ましい。2MPa未満であると、皮膜強度が不足し、実用性に劣ることとなる。 The breaking strength measured according to JIS-K-7161-7162 of the urethane- (meth) acrylic composite resin obtained by the production method according to the present invention is preferably 2 MPa or more, and preferably 5 MPa or more. When it is less than 2 MPa, the film strength is insufficient and the practicality is inferior.
この発明にかかる製造方法で得られるウレタン−(メタ)アクリル系複合樹脂の吸水率は、30%以下とすることができ、20%以下とすることが好ましい。30%を超えると、皮膜の耐水性が不足するおそれがある。なお、この吸水率は、後述する耐水性評価方法にしたがって測定することができる。 The water absorption of the urethane- (meth) acrylic composite resin obtained by the production method according to the present invention can be 30% or less, and preferably 20% or less. If it exceeds 30%, the water resistance of the film may be insufficient. In addition, this water absorption rate can be measured according to the water resistance evaluation method mentioned later.
この発明にかかるウレタン−(メタ)アクリル系複合樹脂は、繊維加工用処理剤や人工皮革として有用に使用することができる。 The urethane- (meth) acrylic composite resin according to the present invention can be usefully used as a processing agent for fiber processing or artificial leather.
上記繊維加工用処理剤が適用される繊維素材としては、絹繊維、綿繊維、麻繊維等の天然繊維、ポリエステル繊維等の合成繊維、セルロース繊維等の半合成繊維等があげられる。そして、この繊維素材を上記繊維加工用処理剤により処理することにより、繊維複合材を得ることができる。この処理方法としては、塗布、浸漬等があげられる。 Examples of the fiber material to which the fiber processing agent is applied include natural fibers such as silk fiber, cotton fiber and hemp fiber, synthetic fibers such as polyester fiber, semi-synthetic fibers such as cellulose fiber, and the like. And a fiber composite material can be obtained by processing this fiber material with the said processing agent for fiber processing. Examples of this treatment method include coating and dipping.
浸漬方法としては、繊維素材に樹脂を含浸後、凝固させたり乾燥を行う方法を用いることができる。
また、塗布方法としては、繊維素材または繊維素材に樹脂を含浸処理したものに、グラビアコート法、ナイフコート法、ロールコート法等、公知の方法により表面処理層を形成することができる。
このようにして得られた繊維複合材は、十分な剥離強度、屈曲性、耐久性を得ることができる。
As the dipping method, a method of solidifying or drying after impregnating the fiber material with resin can be used.
As a coating method, a surface treatment layer can be formed by a known method such as a gravure coating method, a knife coating method, or a roll coating method on a fiber material or a fiber material impregnated with a resin.
The fiber composite material thus obtained can obtain sufficient peel strength, flexibility and durability.
上記人工皮革とは、樹脂を含浸させた織布や不織布からなる繊維質層、またはこれに、発泡樹脂からなる発泡層を積層した繊維質基材積層体からなり、発泡層の外表面をエンボス加工等の表面処理を行ったり、この外表面に、エンボス加工等の表面処理を行った表面処理層を積層したシートである。 The artificial leather is a fibrous layer made of a woven or non-woven fabric impregnated with a resin, or a fibrous base material laminate in which a foamed layer made of foamed resin is laminated, and the outer surface of the foamed layer is embossed. It is a sheet in which a surface treatment layer such as processing is performed or a surface treatment layer subjected to surface treatment such as embossing is laminated on the outer surface.
上記発泡層は、予め樹脂分散液を撹拌等によって機械的に発泡させたものを基材に塗布しても、樹脂分散液に炭酸水素ナトリウムやアゾジカルボンアミド等の化学発泡剤を加えた上で基材に塗布した後、加熱して発泡させて形成してもよい。 Even if the foamed layer is applied to the base material by mechanically foaming the resin dispersion in advance by stirring or the like, a chemical foaming agent such as sodium hydrogen carbonate or azodicarbonamide is added to the resin dispersion. After applying to the substrate, it may be formed by heating and foaming.
上記発泡層として、上記の製造方法で製造されるウレタン−(メタ)アクリル系複合樹脂水性分散液に含有されるウレタン−(メタ)アクリル系複合樹脂からなる層を用いると、弾力等の触感に優れた良好な積層体が得られる。 When the layer made of urethane- (meth) acrylic composite resin contained in the aqueous dispersion of urethane- (meth) acrylic composite resin produced by the above production method is used as the foamed layer, the tactile sensation such as elasticity is used. An excellent and good laminate can be obtained.
上記人工皮革に使用される不織布や織布を構成する繊維としては、例えば、6−ナイロン、66−ナイロン等の溶融紡糸可能なポリアミド類、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、カチオン可染型変性ポリエチレンテレフタレート等の溶融紡糸可能なポリエステル類、アクリル系繊維、ポリオレフィン系繊維、ポリビニルアルコール系繊維等の合成繊維やセルロース系繊維等の半合成繊維、再生繊維等があげられる。 Examples of fibers constituting the nonwoven fabric and woven fabric used in the artificial leather include, for example, polyamides that can be melt-spun such as 6-nylon and 66-nylon, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, and cation dyeable modified polyethylene terephthalate. Examples thereof include melt-spinnable polyesters such as synthetic fibers such as acrylic fibers, polyolefin fibers, and polyvinyl alcohol fibers, semi-synthetic fibers such as cellulose fibers, and regenerated fibers.
上記の繊維質層に含浸される樹脂は、人工皮革としたときの強度、耐久性、柔軟性を考慮して、一般のウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、シリコン系樹脂や、上記の製造方法で製造されるウレタン−(メタ)アクリル系複合樹脂水性分散液に含有されるウレタン−(メタ)アクリル系複合樹脂を含むこれらの複合体または混合物の中から任意の樹脂を用いることができる。この含浸用樹脂として上記ウレタン−(メタ)アクリル複合樹脂を用いると、耐摩耗性や耐寒性に優れた人工皮革を得ることができ好ましい。 The resin impregnated in the fibrous layer is a general urethane resin, acrylic resin, silicon resin, or the above manufacturing method in consideration of strength, durability, and flexibility when artificial leather is used. Arbitrary resin can be used out of these composite_body | complexes or mixtures containing the urethane- (meth) acrylic-type composite resin contained in the urethane- (meth) acrylic-type composite resin aqueous dispersion manufactured. It is preferable to use the urethane- (meth) acrylic composite resin as the impregnating resin because an artificial leather excellent in wear resistance and cold resistance can be obtained.
また別の態様である繊維質基材の積層体からなる人工皮革は、まず、繊維質基材、具体的には、織布、不織布、不織布上に織布を載せたものに、上記樹脂を含浸させ、次いで、その表面に上記の製造方法で製造されるウレタン−(メタ)アクリル系複合樹脂水性分散液を塗工して、発泡成形をし、次いで、必要に応じて、直接、表面処理を行うか、表面処理をした表面層(スキン層)を積層させるか、又はスキン層の積層後に表面処理をすることにより、表面処理されたスキン層を有する繊維質素材(繊維質基材積層体)を製造することができ、これを人工皮革として用いることもできる。 In another embodiment, the artificial leather comprising a laminate of a fibrous base material is first a fibrous base material, specifically, a woven fabric, a nonwoven fabric, or a nonwoven fabric on which a woven fabric is placed on the resin. Impregnation, and then apply urethane- (meth) acrylic composite resin aqueous dispersion produced by the above-mentioned production method to the surface, and then perform foam molding, and then directly surface treatment as necessary. A fibrous material (fibrous substrate laminate) having a surface-treated skin layer by performing surface treatment, laminating a surface-treated surface layer (skin layer), or surface-treating after laminating the skin layer ) And can be used as artificial leather.
この発明にかかる製造方法で得られるウレタン−(メタ)アクリル系複合樹脂は、上記の通り、ウレタン樹脂の存在下で、2種の異なる(メタ)アクリル系の原料乳化液を十分に重合させるので、最大伸びや剥離強度等の強度が向上し、表面タックが少なく、耐久性の良好なものとすることができる。 As described above, the urethane- (meth) acrylic composite resin obtained by the production method according to the present invention sufficiently polymerizes two different (meth) acrylic raw material emulsions in the presence of the urethane resin. Strength such as maximum elongation and peel strength is improved, surface tack is small, and durability can be improved.
以下、この発明を、実施例を用いてより具体的に示す。なお、この発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically using examples. In addition, this invention is not limited to a following example, unless the summary is exceeded.
<<第1実験例(繊維複合材について)>>
まず、評価方法及び使用した原材料について説明する。
[ガラス転移温度(Tg)の測定]
ビニル共重合体中の各構成単量体(重合性単量体)a,b,…の構成重量分率をWa,Wb,…とし、各構成単位a,b,…の単独重合体のガラス転移温度をTga,Tgb,…としたとき、下記に示すFOXの式で、共重合であるビニル重合体のTgの値を求めた。
1/Tg=Wa/Tga+Wb/Tgb+…
<< First Experimental Example (About Fiber Composite Material) >>
First, the evaluation method and raw materials used will be described.
[Measurement of glass transition temperature (Tg)]
The constituent weight fraction of each constituent monomer (polymerizable monomer) a, b,... In the vinyl copolymer is Wa, Wb,..., And the homopolymer glass of each constituent unit a, b,. When the transition temperatures were Tga, Tgb,..., The Tg value of the vinyl polymer as a copolymer was determined by the following formula of FOX.
1 / Tg = Wa / Tga + Wb / Tgb +
[強度、伸度の測定方法]
得られたウレタン−(メタ)アクリル系複合樹脂水性分散液を、ポリプロピレン樹脂製テストプレート(日本テストパネル(株)製:標準試験片)上に皮膜厚が200μmとなるように、テープにてギャップを作成した上、ガラス棒を用いて塗布し、室温で3日間乾燥した。得られた皮膜を用い、JIS−K−7161〜7162の方法にしたがって、最大伸び及び破断強度を測定した。詳細には、得られた皮膜を0.5cm幅の短冊形となるように切り出し、試験片とし、これを、オートコムC型万能機((株)キーエスイー製)を用いて、23℃、50%RHの測定雰囲気下、クロスヘッドスピード200mm/min、チャック間隔20mmの条件で、引張試験を行い、最大伸び(%)及び破断強度(MPa)を測定した。
[Measurement method of strength and elongation]
Gap the obtained urethane- (meth) acrylic composite resin aqueous dispersion with a tape so that the film thickness is 200 μm on a polypropylene resin test plate (manufactured by Nippon Test Panel Co., Ltd .: standard test piece). Was applied using a glass rod and dried at room temperature for 3 days. Using the obtained film, the maximum elongation and breaking strength were measured according to the method of JIS-K-7161-7162. Specifically, the obtained film was cut into a 0.5 cm-wide strip and used as a test piece. This was used at 23 ° C. using an Autocom C-type universal machine (manufactured by Key S.E.). Under a measurement atmosphere of 50% RH, a tensile test was performed under the conditions of a crosshead speed of 200 mm / min and a chuck interval of 20 mm, and the maximum elongation (%) and breaking strength (MPa) were measured.
[平均粒子径測定]
ウレタン−(メタ)アクリル系複合樹脂水性分散液を、フィルター(アドバンテック社製:DISMIC−25cs)でろ過したイオン交換水で10000倍に希釈する。それを測定用セルに充填し、動的光散乱法(大塚電子(株)製:ELS−8000を使用)にて、平均粒子径を測定した。
なお、ウレタンの水分散液についても、同様の方法で平均粒子径を測定した。
[Average particle size measurement]
The aqueous urethane- (meth) acrylic composite resin dispersion is diluted 10,000 times with ion-exchanged water filtered through a filter (manufactured by Advantech: DISMIC-25cs). It was filled in a measurement cell, and the average particle size was measured by a dynamic light scattering method (Otsuka Electronics Co., Ltd .: ELS-8000 used).
Note that the average particle size of the urethane aqueous dispersion was also measured in the same manner.
[摩擦堅牢度試験]
下記の配合で調製した捺染糊を用いて、綿ブロードに捺染加工し、25℃にて24時間乾燥して、試験片を作製した。
・共重合体(水性分散液として)…20重量部
・青色含量ペースト…5重量部
・レデューサー…75重量部
[Friction fastness test]
Using a printing paste prepared with the following composition, it was printed on cotton broad and dried at 25 ° C. for 24 hours to prepare a test piece.
・ Copolymer (as aqueous dispersion): 20 parts by weight ・ Blue paste: 5 parts by weight ・ Reducer: 75 parts by weight
得られた試験片を、JIS L 0849(摩擦堅牢度試験)にしたがって、学振型試験器(大栄科学(株)製)を用いて下記の摩擦条件にて、摩擦堅牢度を評価した。
・摩擦子…45R、カナキン被覆(乾式ではそのまま、湿式ではカナキンを水で十分に濡らす。)
・荷重…200g
・回数…100回
評価は、下記の基準で行った。
・◎…摩擦子への色落ちがほとんどない。
・○…摩擦子への色落ちが少しある。
・△…摩擦子への色落ちがある。
・×…摩擦子への色落ちが著しい。
The obtained test piece was evaluated for friction fastness under the following friction conditions using a Gakushin type tester (manufactured by Daiei Kagaku Co., Ltd.) according to JIS L 0849 (Friction fastness test).
・ Friction element: 45R, coated with canakin (can be wet with wet, but wet with wet water)
・ Load ... 200g
-Number of times: Evaluation was made 100 times according to the following criteria.
・ ◎… There is almost no color fading on the friction.
・ ○… There is a slight color fading on the friction.
・ △… There is color fading on the friction.
-X ... The color fading to the friction is remarkable.
[耐洗濯性試験]
上記摩擦堅牢度試験で作成した試験片について、JIS L 8044(洗濯に対する染色堅牢度試験)のA−4にしたがって、70℃、45分間、試験を実施した。
評価は、下記の基準で行った。
・◎…ほとんど色落ちが見られない。
・○…やや色落ちが見られる。
・△…色落ちが見られる。
・×…色落ちが著しい。
[Washing resistance test]
About the test piece created by the said friction fastness test, according to A-4 of JISL8044 (dye fastness test with respect to washing), the test was implemented at 70 degreeC for 45 minutes.
Evaluation was performed according to the following criteria.
・ ◎: Almost no color fading is observed.
・ ○… Slight discoloration is observed.
・ △… Color fading is observed.
・ X: Discoloration is remarkable.
[耐ブロッキング性]
上記摩擦堅牢度試験と同様にして調整した捺染糊を、綿ニットに、0.3mmのアプリケーターにて塗布し、23℃×50%RHの条件で24時間養生したものを試験片とした。
この試験片を3cm×3cmに切断して、2枚の試験片を重ね合わせ、50g/cm2の荷重下、40℃×65%RHの恒温恒湿下で24時間静置した後、解圧し、試験片を剥離する際の状況及び剥離後の塗布面の状態を下記の基準で評価した。
◎…抵抗なく剥がれる。
○…ほとんど抵抗なく剥がれる。
△…抵抗がある。
×…強い抵抗があるか、又は剥離後の塗布面に糊残りがある。
[Blocking resistance]
A printing paste prepared in the same manner as the friction fastness test was applied to a cotton knit with a 0.3 mm applicator and cured under conditions of 23 ° C. × 50% RH for 24 hours to obtain a test piece.
The test piece was cut into 3 cm × 3 cm, and the two test pieces were stacked, left to stand under a constant temperature and humidity of 40 ° C. × 65% RH under a load of 50 g / cm 2 , and then decompressed. The condition when peeling the test piece and the state of the coated surface after peeling were evaluated according to the following criteria.
◎… Peel off without resistance.
○… Peel off almost without resistance.
Δ: There is resistance.
X: Strong resistance or adhesive residue on the coated surface after peeling.
[追従性]
上記耐ブロッキング性試験と同様にして、3cm×3cmの試験片を作成し、伸縮方向に手で引き伸ばして、捺染糊の追従性を確認後、手を離して、綿ニットを放置した際の戻る状態を観察し、以下の基準で評価した。
◎…引き伸ばしに追従し、解放後、元通り戻る。
○…引き伸ばしにほぼ追従し、解放後、元通り戻る。
△…引き伸ばしに追従しにくく、また、解放後も、多少伸びが残る。
×…引き伸ばしに追従せず、解放後も、伸びが残る。
[Followability]
In the same manner as the blocking resistance test, a test piece of 3 cm × 3 cm is prepared, stretched by hand in the stretching direction, and after confirming the followability of the printing paste, the hand is released and the cotton knit is returned when left. The state was observed and evaluated according to the following criteria.
◎… Follows the enlargement and returns to the original state after release.
○: Follows the enlargement and returns to the original state after release.
Δ: Difficult to follow stretching, and some elongation remains after release.
×: Does not follow the stretching, and remains stretched after release.
<原材料>
[ウレタン樹脂]
・大日本インキ化学(株)製:ハイドランHW−940…平均粒子径336nm、固形分50.0重量%、ポリエステル系無黄変タイプ、以下「HW−940」と称する。
・大日本インキ科学(株)製:ハイドランHW−930…平均粒子径200nm、固形分50.0重量%、ポリエステル系無黄変タイプ、以下「HW−930」と称する。
<Raw materials>
[Urethane resin]
-Dainippon Ink & Chemicals, Inc .: Hydran HW-940 ... Average particle size 336 nm, solid content 50.0% by weight, polyester non-yellowing type, hereinafter referred to as "HW-940".
-Dainippon Ink Science Co., Ltd. product: Hydran HW-930 ... average particle diameter 200nm, solid content 50.0% by weight, polyester non-yellowing type, hereinafter referred to as "HW-930".
[(メタ)アクリル系単量体]
・メタクリル酸メチル…三菱レイヨン(株)製、以下「MMA」と略する。
・アクリロニトリル…ダイヤニトリックス(株)製、以下「AN」と略する。
・アクリル酸エチル…三菱化学(株)製、以下「EA」と略する。
・アクリル酸ブチル…三菱化学(株)製、以下「BA」と略する。
・メタクリル酸…三菱レイヨン(株)製、以下「MAA」と略する。
・イタコン酸…磐田化学工業(株)製、以下「IA」と略する。
[(Meth) acrylic monomer]
・ Methyl methacrylate: manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd., hereinafter abbreviated as “MMA”.
Acrylonitrile: manufactured by Dianitricks Co., Ltd., hereinafter abbreviated as “AN”.
-Ethyl acrylate: manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, hereinafter abbreviated as “EA”.
・ Butyl acrylate: manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, hereinafter abbreviated as “BA”.
Methacrylic acid: Mitsubishi Rayon Co., Ltd., hereinafter abbreviated as “MAA”.
Itaconic acid: manufactured by Iwata Chemical Industry Co., Ltd., hereinafter abbreviated as “IA”.
[ケト基又はアルデヒド基に基づくカルボニル基を分子中に少なくとも1個有する重合性単量体]
・N−(1,1−ジメチル−3−オキソブチル)アクリルアミド…日本化成(株)製:ジアセトンアクリルアミド、以下、「DAAm」と略する。
[Polymerizable monomer having at least one carbonyl group based on keto group or aldehyde group in the molecule]
N- (1,1-dimethyl-3-oxobutyl) acrylamide: Nippon Kasei Co., Ltd .: diacetone acrylamide, hereinafter abbreviated as “DAAm”.
[多価ヒドラジド化合物]
・アジピン酸ジヒドラジド…大塚化学(株)製:以下、「ADH」と略する。
[Multivalent hydrazide compound]
Adipic acid dihydrazide: manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd .: hereinafter abbreviated as “ADH”.
[ラジカル重合開始剤]
・過硫酸カリウム…(株)ADEKA製、以下「KPS」と略する。
・無水重亜硫酸ナトリウム…(有)戸川化学工業所、以下「SBS」と略する。
[乳化剤]
・エマルゲン1135S−70…花王(株)製、以下「E1135S−70」と略する。
[Radical polymerization initiator]
Potassium persulfate: manufactured by ADEKA Corporation, hereinafter abbreviated as “KPS”.
・ Anhydrous sodium bisulfite… (Yes) Togawa Chemical Industry, hereinafter abbreviated as “SBS”.
[emulsifier]
Emulgen 1135S-70: manufactured by Kao Corporation, hereinafter abbreviated as “E1135S-70”.
(実施例1〜4、比較例1〜2)
表1の第1段目に記載の種類及び量のウレタン樹脂に、表1の第1段目の種類及び量の(メタ)アクリル系単量体を添加・混合し、次いで、乳化剤として、E1135S−70を2.8g加え、液全体の固形分が60重量%になるようにイオン交換水を添加し、第1段目の原料乳化液を得た。同様に表1の第2段目の添加・混合物にE1135S−70を1.4g加え、液全体の固形分を53重量%になるようにイオン交換水を添加し、第2段目の原料乳化物を得た。
また、攪拌翼を有する、容積2リットルの反応容器に、イオン交換水180gを加え、次いで、この反応容器の攪拌翼を60rpmで回転させて攪拌しつつ、60℃に昇温した。
そして、開始剤として、過硫酸カリウム5%水溶液を12.3g及び無水重亜硫酸ナトリウム10%水溶液を4.9g添加して、上記第1段目の原料乳化液を3時間かけて連続的に滴下した。また、反応開始より30分後から、過硫酸カリウム2.5%水溶液を56gと無水重亜硫酸ナトリウム2%水溶液を56gを第2段目の原料乳化液滴下終了まで、各々を連続的に滴下した。第1段目の原料乳化液の滴下終了後、続いて第2段目の原料乳化液を1時間半かけて滴下し、その後、2時間温度を保持して重合を完結させた。
得られたウレタン−(メタ)アクリル系複合樹脂水性分散液について、上記の各種測定を行った。その結果を表1に示す。
(Examples 1-4, Comparative Examples 1-2)
To the urethane resin of the type and amount described in the first stage of Table 1, the (meth) acrylic monomer of the type and quantity of the first stage of Table 1 is added and mixed, and then as an emulsifier, E1135S 2.8 g of -70 was added, and ion-exchanged water was added so that the solid content of the whole liquid was 60% by weight to obtain a first-stage raw material emulsion. Similarly, 1.4 g of E1135S-70 is added to the second stage addition / mixture in Table 1, ion-exchanged water is added so that the solid content of the whole liquid is 53% by weight, and the second stage raw material emulsification I got a thing.
In addition, 180 g of ion-exchanged water was added to a reaction vessel having a stirring wing and having a volume of 2 liters, and then the temperature was raised to 60 ° C. while stirring the stirring wing of the reaction vessel at 60 rpm.
Then, as an initiator, 12.3 g of 5% aqueous solution of potassium persulfate and 4.9 g of 10% aqueous solution of anhydrous sodium bisulfite were added, and the first stage raw material emulsion was continuously added dropwise over 3 hours. did. Also, 30 minutes after the start of the reaction, 56 g of 2.5% potassium persulfate aqueous solution and 56 g of anhydrous sodium bisulfite 2% aqueous solution were continuously added dropwise until the end of the second stage raw material emulsion droplets. . After completion of the dropping of the first-stage raw material emulsion, the second-stage raw material emulsion was dropped over 1 hour and a half, and then the temperature was maintained for 2 hours to complete the polymerization.
Said various measurement was performed about the obtained urethane- (meth) acrylic-type composite resin aqueous dispersion. The results are shown in Table 1.
(比較例3、4)
比較例1で得られた分散液と比較例2で得られた分散液を、比較例1/比較例2で、5/95(固形分比)(比較例3)、又は20/80(固形分比)(比較例4)の割合で混合し、水性分散液を得た。
得られた水性分散液について、上記の各種測定を行った。その結果を表1に示す。
(Comparative Examples 3 and 4)
The dispersion obtained in Comparative Example 1 and the dispersion obtained in Comparative Example 2 were compared in Comparative Example 1 / Comparative Example 2 with 5/95 (solid content ratio) (Comparative Example 3) or 20/80 (solid). The aqueous dispersion was obtained by mixing at a ratio of (fractional ratio) (Comparative Example 4).
The above-mentioned various measurements were performed on the obtained aqueous dispersion. The results are shown in Table 1.
(比較例5)
実施例3で用いた第1段目及び第2段目の原料乳化液の両者を合わせたものに相当する組成の液を第1段目の原料乳化液として使用し、第2段目の原料乳化液を用いなかったこと、及び原料乳化液の滴下時間を4時間半としたこと以外は実施例3と同様にして乳化重合を行った。
得られた水性分散液について、上記の各種測定を行った。その結果を表1に示す。
(Comparative Example 5)
A liquid having a composition corresponding to a combination of both the first and second stage raw material emulsions used in Example 3 was used as the first stage raw material emulsion, and the second stage raw material was used. Emulsion polymerization was carried out in the same manner as in Example 3 except that the emulsion was not used and that the dropping time of the raw material emulsion was 4 and a half hours.
The above-mentioned various measurements were performed on the obtained aqueous dispersion. The results are shown in Table 1.
<<第2実験例(人工皮革について)>>
まず、評価方法及び使用した原材料について説明する。
<原材料>
[ブロッキング防止剤]
・ジメチルシリコーンオイル…MOMENTIVE社製:TSF451−100
[凝固剤]
・ポリエーテル変性シリコーンオイル…MOMENTIVE社製:TPA4380
<< Second Experimental Example (Artificial Leather) >>
First, the evaluation method and the raw materials used will be described.
<Raw materials>
[Anti-blocking agent]
・ Dimethyl silicone oil: manufactured by MOMENTIVE: TSF451-100
[Coagulant]
Polyether-modified silicone oil: manufactured by MOMENTIVE: TPA4380
[起泡剤]
・スルホコハク酸N−アルキルモノアミドジナトリウム…(株)花王製:ペレックスTA
[製泡剤]
・ステアリン酸アンモニウム水分散液…サンノブコ(株)製:DC−100A
[Foaming agent]
・ Sulfosuccinic acid N-alkyl monoamido disodium ... Kao Corporation: Perex TA
[Foaming agent]
-Ammonium stearate aqueous dispersion: Sannobuco Co., Ltd .: DC-100A
[顔料]
・60%酸化チタン分散液…中央理化工業(株)製:T−60
[硬化剤]
・脂肪酸ポリグリシジルエーテル…中央理化工業(株)製:リカボンドEX−8
[増粘剤]
・アルカリ増粘性アクリル共重合体…中央理化工業(株)製:リカボンドFK−600S
[Pigment]
60% titanium oxide dispersion: Chuo Rika Kogyo Co., Ltd .: T-60
[Curing agent]
Fatty acid polyglycidyl ether: Chuo Rika Kogyo Co., Ltd .: Rikabond EX-8
[Thickener]
・ Alkali thickening acrylic copolymer: manufactured by Chuo Rika Kogyo Co., Ltd .: Rikabond FK-600S
[繊維質層]
・ポリエステルフェルト…ダイソー(株)製:ポリエステルフェルト
[Fibrous layer]
・ Polyester felt: Made by Daiso Corporation: Polyester felt
<評価方法>
各種水分散性樹脂を固形分で100重量部になるように採取し、下記の配合で調整した塗工液を繊維質層のポリエステルフェルトに1mm厚に塗布して、140℃熱風乾燥機により、塗膜を乾燥させて、試験片を作成した。
<Evaluation method>
Various water-dispersible resins were collected so as to have a solid content of 100 parts by weight, and a coating solution prepared by the following composition was applied to the polyester felt of the fibrous layer to a thickness of 1 mm, and a 140 ° C. hot air drier. The coating film was dried to prepare a test piece.
[塗工液]
下記の各原材料をディスパーにより良く撹拌混合し、増粘剤を添加して、配合物粘度が13,000〜20,000mPa・sとなるように増粘させた。その後、ハンドミキサーにより、機械発泡させ、混合物密度を0.72〜0.75g/mlに調整したものを塗工液とした。
・共重合体(固形分)…100重量部
・ブロッキング防止剤…0.73重量部
・凝固剤…0.94重量部
・起泡剤…4.1重量部
・製泡剤…5.0重量部
・顔料…7.5重量部
・硬化剤…3.0重量部
[Coating fluid]
Each of the following raw materials was well stirred and mixed with a disper, and a thickener was added to increase the viscosity of the blend so as to be 13,000 to 20,000 mPa · s. Then, it was mechanically foamed by a hand mixer, and the mixture density adjusted to 0.72 to 0.75 g / ml was used as a coating solution.
-Copolymer (solid content): 100 parts by weight-Antiblocking agent: 0.73 parts by weight-Coagulant: 0.94 parts by weight-Foaming agent: 4.1 parts by weight-Foaming agent: 5.0 parts by weight Parts / pigment: 7.5 parts by weight / curing agent: 3.0 parts by weight
[最大剥離強度]
上記作製の試験片を2.5cm幅に切断し、発泡層面にシアノアクリレート接着剤を塗布し、アクリル板に圧着させ、24時間室温乾燥したものを最大剥離強度用試験片とした。
この最大剥離強度用試験片をオートコムC型万能機((株)キーエスイー製)を用いて、23℃、50%RHの測定雰囲気下、クロスヘッドスピード100mm/minで、180°剥離試験を行い、1cm幅あたりの最大強度を測定した。
[Maximum peel strength]
The test piece prepared above was cut into a width of 2.5 cm, a cyanoacrylate adhesive was applied to the foamed layer surface, pressure-bonded to an acrylic plate, and dried at room temperature for 24 hours to obtain a test piece for maximum peel strength.
This test specimen for maximum peel strength was subjected to a 180 ° peel test at a crosshead speed of 100 mm / min in a measurement atmosphere of 23 ° C. and 50% RH using an Autocom C type universal machine (manufactured by KEYSE). The maximum intensity per 1 cm width was measured.
[屈曲性]
上記作製の試験片を屈曲させた後、自然に戻した際の屈曲部の折れ曲がり状態を目視観察により評価を行った。
○…屈曲前の状態に戻り、屈曲部にも屈曲による痕跡は見られない
×…屈曲前の状態に戻らないか、又は屈曲部に折れ目やひび割れが発生した
[Flexibility]
After bending the test piece prepared as described above, the bent state of the bent portion when it was naturally returned was evaluated by visual observation.
○… Returns to the state before bending, and no traces of bending are seen in the bent portion. ×… Does not return to the state before bending, or a crease or crack occurs in the bent portion.
[表面タック性]
上記作製の試験片の表面を指触によりタックの有無を確認し、以下の評価によって判定した。
○…タックなし
×…タックあり
[Surface tackiness]
The surface of the prepared test piece was checked for the presence or absence of tack by finger touch, and judged by the following evaluation.
○… No tack ×… With tack
[耐摩耗性]
上記作製の試験片の発泡層面を学振型試験器(大栄科学(株)製)を用いて、摩擦子にCC−280耐水研磨紙(理研コランダム株式会社製)を用い、荷重1kg、回数5000回で試験を実施した。
○…変化なし
△…僅かに摩耗変化あり
×…発泡層が削れる
[Abrasion resistance]
Using the Gakushin type tester (manufactured by Daiei Kagaku Co., Ltd.) for the foamed layer surface of the above-prepared test piece, CC-280 water-resistant abrasive paper (manufactured by Riken Corundum Co., Ltd.) as the friction element, load 1 kg, number of times 5000 The test was carried out at a time.
○… No change △… Slight change in wear ×… The foam layer is scraped
[耐加水分解性]
上記作製の試験片を80℃、90%RHの雰囲気下に300時間処理し、その後、表面層の状態を処理前と処理後で目視観察し状態変化を確認した。
○…変化なし
×…変化あり
[Hydrolysis resistance]
The prepared test piece was treated in an atmosphere of 80 ° C. and 90% RH for 300 hours, and then the state of the surface layer was visually observed before and after the treatment to confirm the state change.
○… No change ×… Change
(実施例5〜6)
下記表2に記載の種類及び量のウレタン樹脂に、表2に記載の種類及び量の(メタ)アクリル系単量体を添加・混合し、第1段目の樹脂混合物、及び第2段目の樹脂混合物を調整した。次いで、それらに乳化剤として、E1135S−70を第1段目に20重量部、第2段目に10重量部を加え、さらに、液全体の固形分が55重量%となるようにイオン交換水を添加し、第1段目の原料乳化液及び第2段目の原料乳化液を得た。
また、撹拌翼を有する容積2リットルの反応容器に、乳化重合後のエマルジョンの固形分が47重量%となるように水を加え、次いで、この反応容器の撹拌翼を60rpmで回転させて撹拌しつつ、60℃に昇温した。
そして、まず、上記第1段目の原料乳化液を3時間かけて連続的に滴下した。次いで、第1段目の原料乳化液の滴下終了後、続いて、第2段目の原料乳化液を1時間半かけて滴下し、その後、2時間温度を保持して、重合を完結させた。
得られたウレタン−(メタ)アクリル系複合樹脂水性分散液について、上記の各種測定を行った。その結果を表2に示す。
(Examples 5-6)
Add and mix (meth) acrylic monomer of the type and amount shown in Table 2 to the type and amount of urethane resin shown in Table 2 below, and then the first stage resin mixture and the second stage The resin mixture was adjusted. Next, as an emulsifier, 20 parts by weight of E1135S-70 is added to the first stage and 10 parts by weight to the second stage, and ion-exchanged water is added so that the solid content of the whole liquid is 55% by weight. The first-stage raw material emulsion and the second-stage raw material emulsion were obtained.
Further, water is added to a reaction vessel having a volume of 2 liters having a stirring blade so that the solid content of the emulsion after emulsion polymerization is 47% by weight, and then the stirring blade of this reaction vessel is rotated at 60 rpm and stirred. The temperature was raised to 60 ° C.
First, the first stage raw material emulsion was continuously dropped over 3 hours. Subsequently, after completion of the dropping of the first stage raw material emulsion, the second stage raw material emulsion was dropped over 1 hour and a half, and then the temperature was maintained for 2 hours to complete the polymerization. .
Said various measurement was performed about the obtained urethane- (meth) acrylic-type composite resin aqueous dispersion. The results are shown in Table 2.
(比較例6〜8)
下記表2に記載の種類及び量の(メタ)アクリル系単量体を添加・混合し、次いで、それらに乳化剤として、E1135S−70を30重量部加え、さらに、液全体の固形分が70重量%となるようにイオン交換水を添加し、原料乳化液を得た。
また、撹拌翼を有する容積2リットルの反応容器に、乳化重合後のエマルジョンの固形分が55重量%となるように水を加え、次いで、この反応容器の撹拌翼を60rpmで回転させて撹拌しつつ、60℃に昇温した。
そして、まず、原料乳化液を6時間かけて連続的に滴下した。その後、3時間温度を保持して、重合を完結させた。
得られた(メタ)アクリル系複合樹脂水性分散液について、上記の各種測定を行った。その結果を表2に示す。
(Comparative Examples 6-8)
Add and mix the (meth) acrylic monomers of the types and amounts listed in Table 2 below, then add 30 parts by weight of E1135S-70 as an emulsifier to them, and the solid content of the whole liquid is 70% by weight. % Ion-exchanged water was added to obtain a raw material emulsion.
In addition, water was added to a reaction vessel having a volume of 2 liters having a stirring blade so that the solid content of the emulsion after emulsion polymerization would be 55% by weight, and then the stirring blade of this reaction vessel was rotated at 60 rpm and stirred. The temperature was raised to 60 ° C.
First, the raw material emulsion was continuously dropped over 6 hours. Thereafter, the temperature was maintained for 3 hours to complete the polymerization.
Said various measurement was performed about the obtained (meth) acrylic-type composite resin aqueous dispersion. The results are shown in Table 2.
(比較例9)
下記表2に記載の種類及び量のウレタン樹脂について、上記の各種測定を行った。その結果を表2に示す。
(Comparative Example 9)
The above-mentioned various measurements were performed on the types and amounts of urethane resins described in Table 2 below. The results are shown in Table 2.
(比較例10)
実施例5で用いた第1段目及び第2段目の原料乳化液の両者を合わせたものに相当する組成の液を第1段目の原料乳化液として使用し、第2段目の原料乳化液を用いなかったこと、及び原料乳化液の滴下時間を4時間半としたこと以外は実施例5と同様にして乳化重合を行った。
得られた水性分散液について、上記の各種測定を行った。その結果を表2に示す。
(Comparative Example 10)
A liquid having a composition corresponding to a combination of both the first and second stage raw material emulsions used in Example 5 was used as the first stage raw material emulsion, and the second stage raw material was used. Emulsion polymerization was carried out in the same manner as in Example 5 except that the emulsion was not used and that the dropping time of the raw material emulsion was 4 and a half hours.
The above-mentioned various measurements were performed on the obtained aqueous dispersion. The results are shown in Table 2.
(比較例11、12)
比較例5又は6における原料乳化液に、表2に記載の種類及び量のウレタン樹脂を加えた以外は、比較例5又は6と同様の方法を用いて重合し、得られたウレタン−(メタ)アクリル系複合樹脂水性分散液について、上記の各種測定を行った。その結果を表2に示す。
(Comparative Examples 11 and 12)
The urethane- (meta) obtained by polymerizing using the same method as in Comparative Example 5 or 6 except that the types and amounts of urethane resins listed in Table 2 were added to the raw material emulsion in Comparative Example 5 or 6. The above-mentioned various measurements were performed on the acrylic composite resin aqueous dispersion. The results are shown in Table 2.
Claims (12)
添加される上記原料乳化液として、互いに異なる組成を有する少なくとも2種類の原料乳化液を用い、
一つの原料乳化液の添加が終了した後、次の原料乳化液の添加を開始し、
上記の少なくとも2種類の原料乳化液のうち、少なくとも最初に上記反応容器中に添加する原料乳化液にはウレタン樹脂を含有する、ウレタン−(メタ)アクリル系複合樹脂水性分散液の製造方法。 In the presence of a urethane resin, a raw material emulsion in which one or more (meth) acrylic monomers are dispersed in advance is added sequentially or continuously into a reaction vessel in the presence of an aqueous medium. , A method of producing an aqueous dispersion of a (meth) acrylic composite resin by emulsion polymerization of one or more (meth) acrylic monomers,
As the raw material emulsion to be added, at least two kinds of raw material emulsions having different compositions are used,
After the addition of one raw material emulsion is completed, the addition of the next raw material emulsion is started,
A method for producing an aqueous urethane- (meth) acrylic composite resin dispersion, wherein the raw material emulsion added to at least the first reaction vessel among the at least two types of raw material emulsions above contains a urethane resin.
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