JP2012233023A - Sustained-release biodegradable coating agent and body with sustained-release biodegradable coat - Google Patents

Sustained-release biodegradable coating agent and body with sustained-release biodegradable coat Download PDF

Info

Publication number
JP2012233023A
JP2012233023A JP2011100423A JP2011100423A JP2012233023A JP 2012233023 A JP2012233023 A JP 2012233023A JP 2011100423 A JP2011100423 A JP 2011100423A JP 2011100423 A JP2011100423 A JP 2011100423A JP 2012233023 A JP2012233023 A JP 2012233023A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sustained
coating agent
release biodegradable
diol
biodegradable coating
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.)
Withdrawn
Application number
JP2011100423A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naoko Shinozawa
奈央子 篠沢
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.)
Toyobo Co Ltd
Original Assignee
Toyobo 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 Toyobo Co Ltd filed Critical Toyobo Co Ltd
Priority to JP2011100423A priority Critical patent/JP2012233023A/en
Publication of JP2012233023A publication Critical patent/JP2012233023A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Fertilizers (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sustained-release biodegradable coating agent comprising a polylactic acid-based resin having self-emulsification function of forming stable aqueous dispersion without adding an emulsifier, and a body with the sustained-release biodegradable coat, because: it is convenient that when a polylactic acid-based biodegradable resin to be used as a coating agent is able to form an aqueous dispersion, the biodegradable coated body can be readily obtained by a method comprising dissolving or dispersing the component to be coated into the aqueous dispersion, and then spraying the aqueous dispersion itself to vaporize moisture into a particle form, or the like; and it is preferable that when the polylactic acid-based biodegradable resin is self-emulsifiable one that can form aqueous dispersion without adding a surfactant, there occurs no release of surfactants in the environment during the biodegrading process so as to reduce environmental load.SOLUTION: This sustained-release biodegradable coating agent comprises a copolymer polyurethane resin having a polylactic acid segment and a sulfonate group-containing segment in the molecule. The body with the sustained-release biodegradable coat is obtained by coating a component to be coated with the coating agent.

Description

本発明は、ポリ乳酸セグメントとスルホン酸塩基含有セグメントを分子中に有する共重合ポリウレタン樹脂からなる徐放性生分解性被覆剤、およびこれにより被被覆成分を被覆した徐放性生分解性被覆体に関する。ここで徐放性生分解性被覆剤とは、土壌、河川湖沼および海洋等の表面及び内部等の自然環境中において、微生物等の生物により徐々に分解され、その過程で被被覆成分を長期間にわたって持続的に放出し続ける作用を示す被覆剤のことを指す。また、被被覆成分とは、例えば、殺生物剤、有害生物忌避剤または誘引剤、および/または植物生長調節剤である。     The present invention relates to a sustained-release biodegradable coating agent comprising a copolymer polyurethane resin having a polylactic acid segment and a sulfonate group-containing segment in the molecule, and a sustained-release biodegradable coating body coated with the component to be coated thereby About. Here, the sustained-release biodegradable coating agent is gradually decomposed by organisms such as microorganisms in the natural environment such as the surface and inside of soil, river lakes and oceans, etc. It refers to a coating material that exhibits an action of continuously releasing over a wide range. In addition, the component to be coated is, for example, a biocide, a pest repellent or attractant, and / or a plant growth regulator.

農薬や肥料をポリ乳酸系生分解性樹脂により被覆し徐放性農薬や緩効性肥料とすることが従来から知られている(例えば特許文献1、2)。また、生物付着防止剤とポリ乳酸系生分解性樹脂からなるバインダーを含有する塗料を用いて船底、水中構造物および魚網等の生物付着防止を行うことが知られている(例えば特許文献3、4)。しかしながら、いずれのポリ乳酸系生分解性樹脂も界面活性剤の併用なしに水分散性を示すものはなく、水分散体を形成させるためには界面活性剤の併用が必須であった。     It has been conventionally known that a pesticide or a fertilizer is coated with a polylactic acid-based biodegradable resin to form a sustained-release agrochemical or a slow-release fertilizer (eg, Patent Documents 1 and 2). In addition, it is known to prevent biofouling of ship bottoms, underwater structures, fish nets, etc. using a paint containing a bioadhesion inhibitor and a binder comprising a polylactic acid-based biodegradable resin (for example, Patent Document 3, 4). However, none of the polylactic acid-based biodegradable resins exhibits water dispersibility without the use of a surfactant, and in order to form an aqueous dispersion, the use of a surfactant is essential.

特開平11−286403号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-286403 特開2001−146570号公報JP 2001-146570 A 特開2001−064089号公報JP 2001-064089 A 特開平11−106304号公報JP-A-11-106304

被覆剤として用いるポリ乳酸系生分解性樹脂が水分散体を形成することができるものであると、被被覆成分を水分散体に溶解または分散させ、ついで水分散体自体を噴霧し水分を蒸散させて粒子状としたり、何らかの担体の共存下に噴霧し担体表面および/または担体内部に付着させたり、何らかの被着体に塗布し塗膜を形成させたりすることによって、容易に生分解性被覆体を得ることができ、好都合である。しかも、ポリ乳酸系生分解性樹脂が界面活性剤の添加なしに水分散体を形成することができる自己乳化性のものであると、生分解の過程で界面活性剤を環境中に放出することがなく、より環境負荷が少なくなり、好ましい。     If the polylactic acid-based biodegradable resin used as a coating agent can form an aqueous dispersion, the components to be coated are dissolved or dispersed in the aqueous dispersion, and then the water dispersion itself is sprayed to evaporate the water. Can be made into particles, sprayed in the presence of some carrier, adhered to the surface of the carrier and / or inside the carrier, or applied to some adherend to form a coating film, making it easily biodegradable coating The body can be obtained and is convenient. Moreover, if the polylactic acid-based biodegradable resin is a self-emulsifying agent that can form an aqueous dispersion without the addition of a surfactant, the surfactant is released into the environment during the biodegradation process. This is preferable because there is less environmental impact.

本発明は、かかる従来技術の課題を背景になされたものである。すなわち、本発明が解決しようとする課題は、乳化剤を添加しなくても安定な水分散体を形成することのできる自己乳化機能を有するポリ乳酸系樹脂からなる徐放性生分解性被覆剤および徐放性生分解性被覆体を提供することである。本発明は、以下の構成からなる。
(1) ポリ乳酸セグメントとスルホン酸塩基含有セグメントを分子中に有する共重合ポリウレタン樹脂からなる徐放性生分解性被覆剤。
(2) 前記スルホン酸塩基含有セグメントが共重合ポリエステルからなる(1)記載の徐放性生分解性被覆剤。
(3) 前記スルホン酸塩基がスルホン酸金属塩基、スルホン酸四級アンモニウム塩基またはスルホン酸四級スルホニウム塩基のいずれか1種または2種以上である(1)または(2)に記載の徐放性生分解性被覆剤。
(4) ポリ乳酸ジオール(A)、 スルホン酸塩基含有ジオール(B)、 (A)(B)以外のジオール(C)、 を、ジイソシアネート化合物(D)との重付加反応により結合した構造からなる共重合ポリウレタン樹脂からなる徐放性生分解性被覆剤。
(5) 前記スルホン酸塩基の濃度が50eq/ton以上500eq/ton以下である(1)〜(4)いずれかに記載の徐放性生分解性被覆剤。
(6) 前記ジオール(C)が2,2−ジメチル−3−ヒドロキシプロピル−2’,2’−ジメチル−3’−ヒドロキシプロパネートを含有する(4)に記載の徐放性生分解性被覆剤。
(7) 前記ジオール(C)がポリエーテルジオールを含有する(4)に記載の徐放性生分解性被覆剤。
(8) 前記ジオール(A)、(B)、(C)の合計の0.1モル%以上5モル%以下が3官能以上のポリオールに置換されている(4)に記載の徐放性生分解性被覆剤。
(9) 前記ジイソシアネート化合物(D)の0.1モル%以上5モル%以下が3官能以上のポリイソシアネートに置換されている(4)に記載の徐放性生分解性被覆剤。
(10) 前記ジオール(A)を構成するL−乳酸とD−乳酸のモル比(L/D)が1〜9であり、前記ジオール(A)に対するL−乳酸残基とD−乳酸残基の合計重量分率が50重量%以上である(4)に記載の徐放性生分解性被覆剤。
(11) (1)〜(10)いずれかに記載の生分解性被覆剤によって、被被覆成分を被覆した徐放性生分解性被覆体。
(12) 前記被被覆成分が、殺虫、除草、除菌、防黴、生物誘引および生物忌避のいずれか1種以上の機能を有するものである(11)に記載の徐放性生分解性被覆体。
(13) 前記被被覆成分が、生物に対する生理活性、生長促進および栄養補給のいずれか1種以上の機能を有するものである(11)に記載の徐放性生分解性被覆体。
The present invention has been made against the background of such prior art problems. That is, the problem to be solved by the present invention is to provide a sustained-release biodegradable coating agent comprising a polylactic acid-based resin having a self-emulsifying function capable of forming a stable aqueous dispersion without adding an emulsifier, and It is to provide a sustained release biodegradable coating. The present invention has the following configuration.
(1) A sustained-release biodegradable coating agent comprising a copolymer polyurethane resin having a polylactic acid segment and a sulfonate group-containing segment in the molecule.
(2) The sustained-release biodegradable coating agent according to (1), wherein the sulfonate group-containing segment is a copolymer polyester.
(3) The sustained release property according to (1) or (2), wherein the sulfonate group is one or more of a sulfonate metal base, a sulfonate quaternary ammonium base, or a sulfonate quaternary sulfonium base. Biodegradable coating.
(4) A polylactic acid diol (A), a sulfonate group-containing diol (B), and a diol (C) other than (A) and (B) are combined by a polyaddition reaction with a diisocyanate compound (D). A sustained-release biodegradable coating agent comprising a copolymer polyurethane resin.
(5) The sustained-release biodegradable coating agent according to any one of (1) to (4), wherein the concentration of the sulfonate group is 50 eq / ton or more and 500 eq / ton or less.
(6) The sustained-release biodegradable coating according to (4), wherein the diol (C) contains 2,2-dimethyl-3-hydroxypropyl-2 ′, 2′-dimethyl-3′-hydroxypropanoate. Agent.
(7) The sustained release biodegradable coating agent according to (4), wherein the diol (C) contains a polyether diol.
(8) The sustained-release product according to (4), wherein 0.1 mol% or more and 5 mol% or less of the total of the diols (A), (B), and (C) is substituted with a tri- or more functional polyol. Degradable coating.
(9) The sustained-release biodegradable coating agent according to (4), wherein 0.1 mol% or more and 5 mol% or less of the diisocyanate compound (D) is substituted with a tri- or more functional polyisocyanate.
(10) The molar ratio (L / D) of L-lactic acid and D-lactic acid constituting the diol (A) is 1 to 9, and the L-lactic acid residue and the D-lactic acid residue with respect to the diol (A) The sustained-release biodegradable coating agent according to (4), wherein the total weight fraction is 50% by weight or more.
(11) A sustained-release biodegradable coated body in which a component to be coated is coated with the biodegradable coating agent according to any one of (1) to (10).
(12) The sustained-release biodegradable coating according to (11), wherein the component to be coated has one or more functions of insecticidal, herbicidal, sterilizing, antifungal, biological attraction and biological repellent. body.
(13) The sustained-release biodegradable coating according to (11), wherein the component to be coated has one or more functions of biological activity, growth promotion, and nutritional supplementation for living organisms.

本発明の生分解性被覆剤は、適度な生分解速度を有するので、自然環境中に放置されると長期間にわたって徐々に生分解され、それに伴って被被覆成分を環境中に徐々に放出する。このため、肥料、農薬、防黴剤、殺菌剤、生物忌避剤等の被被覆剤を本発明の生分解性被覆剤で被覆して形成した被覆体は、被被覆剤の持続放出性に優れる。また、本発明の生分解性被覆剤は、その好ましい実施態様において造膜性に優れる水分散体を形成することができ、塗膜の形態で用いることができる。     Since the biodegradable coating agent of the present invention has an appropriate biodegradation rate, when it is left in the natural environment, it is gradually biodegraded over a long period of time, and gradually releases the components to be coated into the environment. . For this reason, a coated body formed by coating a coating agent such as a fertilizer, agricultural chemical, antifungal agent, bactericidal agent, biological repellent with the biodegradable coating agent of the present invention is excellent in sustained release of the coating agent. . Moreover, the biodegradable coating agent of this invention can form the water dispersion excellent in film forming property in the preferable embodiment, and can be used with the form of a coating film.

<徐放性生分解性被覆体>
本発明における徐放性生分解性被覆体は、被被覆成分を本発明における徐放性生分解性被覆剤によって被覆したものである。本発明の徐放性生分解性被覆体には、被被覆成分および本発明の徐放性生分解性被覆剤以外の成分が配合されていても良く、例えば、他の生分解性樹脂、非生分解性樹脂、加水分解促進剤、加水分解抑制剤、等が配合されていてもよい。また、徐放性生分解性被覆体とは、被被覆成分が徐放性生分解性被覆剤で被覆されているものを指すが、被被覆成分と同じ成分が被覆体の内部に存在するのみならず外表面にも付着しているものをも含む。
<Slow release biodegradable coating>
The sustained-release biodegradable coating in the present invention is obtained by coating the component to be coated with the sustained-release biodegradable coating in the present invention. The sustained-release biodegradable coating of the present invention may contain components other than the component to be coated and the sustained-release biodegradable coating of the present invention. For example, other biodegradable resins, Biodegradable resins, hydrolysis accelerators, hydrolysis inhibitors, and the like may be blended. The sustained-release biodegradable coating refers to those in which the component to be coated is coated with a sustained-release biodegradable coating, but only the same component as the component to be coated is present inside the coating. Not only those that also adhere to the outer surface.

本発明における徐放性生分解性被覆体は、土壌、河川湖沼および海洋等の表面及び内部等の自然環境中において、微生物等の生物により徐々に分解され、その過程で被被覆成分を長期間にわたって持続的に放出し続ける作用を示す。このため、適切な被被覆成分を選択することによって、徐放性農薬、緩効性肥料、持続性防汚塗料等として用いることができる。     The sustained-release biodegradable covering in the present invention is gradually decomposed by organisms such as microorganisms in the natural environment such as the surface and the inside of soil, river lakes, and the ocean, etc. It exhibits the effect of continuously releasing over a long period. For this reason, it can be used as a sustained-release agrochemical, slow-acting fertilizer, long-lasting antifouling paint, etc. by selecting an appropriate component to be coated.

<被被覆成分>
本発明における被被覆成分は、自然環境中で徐放させることが望まれる成分であれば、とくに限定されない。本発明における被被覆成分の具体例としては、殺虫、除草、除菌、防黴、生物誘引および生物忌避等の生物の駆除作用が期待できる成分、生理活性物質や肥料等の生物に対する生長促進作用および/または栄養補給作用が期待できる成分等を挙げることができる。また、被被覆成分は、単一成分に限定されず複数成分からなるものであっても良い。
<Coated components>
The component to be coated in the present invention is not particularly limited as long as it is a component that is desired to be gradually released in the natural environment. Specific examples of the component to be coated in the present invention include a component that can be expected to have a biological control action such as insecticidal, herbicidal, sterilizing, antifungal, biological attraction and biological repellent, and a growth promoting action on living organisms such as bioactive substances and fertilizers. And / or a component that can be expected to have a nutritional supplement. Further, the component to be coated is not limited to a single component, and may be composed of a plurality of components.

<徐放性生分解性被覆剤>
本発明の徐放性生分解性被覆剤はポリ乳酸セグメントとスルホン酸塩基含有セグメントを分子中に有する共重合ポリウレタン樹脂からなる。前記スルホン酸塩基含有セグメントは共重合ポリエステルからなることが好ましく、前記スルホン酸塩基はスルホン酸金属塩基、スルホン酸四級アンモニウム塩基またはスルホン酸四級スルホニウム塩基のいずれか1種または2種以上であることが好ましい。また、前記共重合ポリウレタン樹脂は、ポリ乳酸ジオール(A)、 スルホン酸塩基含有ジオール(B)、 (A)(B)以外のジオール(C)、を、ジイソシアネート化合物(D)との重付加反応により結合した構造からなるものであることが好ましい。
<Slow release biodegradable coating agent>
The sustained-release biodegradable coating agent of the present invention comprises a copolymer polyurethane resin having a polylactic acid segment and a sulfonate group-containing segment in the molecule. The sulfonate group-containing segment is preferably made of a copolyester, and the sulfonate group is one or more of a sulfonate metal base, a sulfonate quaternary ammonium base, or a sulfonate quaternary sulfonium base. It is preferable. The copolymer polyurethane resin comprises a polylactic acid diol (A), a sulfonate group-containing diol (B), a diol (C) other than (A) and (B), and a polyaddition reaction with a diisocyanate compound (D). It is preferable that it consists of the structure couple | bonded by.

本発明の共重合ポリウレタン樹脂に共重合されるスルホン酸塩基含有セグメント(B)は、スルホン酸塩基を有する二塩基酸或いはそのジエステル化合物と、グリコール成分との縮合反応により得られる化学構造を有するポリエステルジオール化合物、であることが好ましい。前記スルホン酸塩基の好ましい例としては、スルホン酸金属塩基、スルホン酸四級アンモニウム塩基、スルホン酸四級ホスホニウム塩基を挙げることができる。前記スルホン酸金属塩基としては、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩等を挙げることができる。スルホン酸四級アンモニウム塩基、スルホン酸四級ホスホニウム塩基としては、テトラアルキルアンモニウム塩およびテトラアルキルホスホニウム塩を挙げることができ、ここでアルキル基は炭素数1〜8のアルキル基であることが好ましく、必ずしも1種のアルキル基から構成されている必要はない。     The sulfonate group-containing segment (B) copolymerized with the copolymer polyurethane resin of the present invention is a polyester having a chemical structure obtained by a condensation reaction between a dibasic acid having a sulfonate group or a diester compound thereof and a glycol component. A diol compound is preferred. Preferable examples of the sulfonic acid base include a sulfonic acid metal base, a sulfonic acid quaternary ammonium base, and a sulfonic acid quaternary phosphonium base. Examples of the sulfonic acid metal base include lithium salt, sodium salt, potassium salt and the like. Examples of the sulfonic acid quaternary ammonium base and the sulfonic acid quaternary phosphonium base include tetraalkylammonium salts and tetraalkylphosphonium salts, wherein the alkyl group is preferably an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, It does not necessarily have to be composed of one kind of alkyl group.

前記スルホン酸塩基を有する二塩基酸としては、イソフタル酸−5−スルホン酸塩、テレフタル酸−3−スルホン酸塩、1,8−ナフタレンジカルボン酸無水物−4−スルホン酸塩から選ばれる1種以上であることが好ましい。     The dibasic acid having a sulfonate group is one selected from isophthalic acid-5-sulfonate, terephthalic acid-3-sulfonate, and 1,8-naphthalenedicarboxylic anhydride-4-sulfonate. The above is preferable.

前記スルホン酸塩基を有する二塩基酸のジエステル化合物としては、イソフタル酸−5−スルホン酸塩、テレフタル酸−3−スルホン酸塩、1,8−ナフタレンジカルボン酸無水物−4−スルホン酸塩から選ばれる1種以上である二塩基酸のジエステル化合物であることが好ましい。また、メタノール、エタノール等のモノアルコールとのジエステル化合物、あるいは、エチレングリコール、プロピレングリコール等のジオールとのジエステル化合物であることが好ましい。特に、下記一般式(1)に示す化合物であることが素原料の汎用性の点で特に好ましい。

Figure 2012233023
(但し、Rは炭素数2〜5の2価の飽和脂肪族炭化水素基、MはLi、Na、K、四級アンモニウムまたは四級ホスホニウム、mは正の整数、nは正の整数、m+nは2〜10の整数を示す)
なお、前記一般式(1)において、前記四級アンモニウムとしては下記一般式(2)、前記四級ホスホニウムとしては下記一般式(3)であることが好ましい。
Figure 2012233023
(但し、R1、R2、R3、R4は同一であっても異なってもよい炭素数1〜18の炭化水素基を示す)
Figure 2012233023
(但し、R5、R6、R7、R8は同一であっても異なってもよい炭素数1〜18の炭化水素基を示す) The diester compound of dibasic acid having a sulfonate group is selected from isophthalic acid-5-sulfonate, terephthalic acid-3-sulfonate, and 1,8-naphthalenedicarboxylic anhydride-4-sulfonate. It is preferable that it is the diester compound of the dibasic acid which is 1 or more types. Moreover, it is preferable that it is a diester compound with monoalcohols, such as methanol and ethanol, or a diester compound with diols, such as ethylene glycol and propylene glycol. In particular, a compound represented by the following general formula (1) is particularly preferable from the viewpoint of versatility of raw materials.
Figure 2012233023
(Where R is a divalent saturated aliphatic hydrocarbon group having 2 to 5 carbon atoms, M is Li, Na, K, quaternary ammonium or quaternary phosphonium, m is a positive integer, n is a positive integer, m + n Represents an integer of 2 to 10)
In the general formula (1), the quaternary ammonium is preferably the following general formula (2), and the quaternary phosphonium is preferably the following general formula (3).
Figure 2012233023
(However, R1, R2, R3, and R4 represent the same or different hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms)
Figure 2012233023
(However, R5, R6, R7 and R8 represent the same or different hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms)

以下、本発明の共重合ポリウレタン樹脂において、分子中に有するスルホン酸塩基としてスルホン酸金属塩基を用いる場合を代表として詳述する。     Hereinafter, in the copolymer polyurethane resin of the present invention, the case where a sulfonic acid metal base is used as the sulfonic acid group in the molecule will be described in detail as a representative.

本発明の共重合ポリウレタン樹脂はスルホン酸金属塩基を分子中に有し、このスルホン酸金属塩基により自己乳化機能を発現し、小さな水分散体粒子を形成する。スルホン酸金属塩基の濃度は、50eq/ton以上500eq/ton以下であることが好ましく、より好ましくは100eq/ton以上300eq/ton以下、さらに好ましくは150eq/ton以上260eq/ton以下である。スルホン酸金属塩基濃度が低すぎると形成される水分散体粒子の粒子径が大きくなり、保存安定性、及びコーティング適性が低下する。また、スルホン酸金属塩基濃度が高すぎるとポリウレタン溶液の溶液粘度が高くなり、重合反応が困難となる傾向がある。ここで言及するコーティング適性とはエマルジョン液を基材上に塗布し、引き続き乾燥させた際、透明性に優れた平滑なコート層が得られる特性を指す。コーティング適性が悪い場合、乾燥塗膜表面が粗面になり、透明性が低下する、或いは造膜特性自体が得られず、コーティング層が形成されずにぼろぼろになったフィルムの屑が形成される。     The copolymer polyurethane resin of the present invention has a sulfonic acid metal base in the molecule and exhibits a self-emulsifying function with the sulfonic acid metal base to form small aqueous dispersion particles. The concentration of the sulfonic acid metal base is preferably 50 eq / ton or more and 500 eq / ton or less, more preferably 100 eq / ton or more and 300 eq / ton or less, and still more preferably 150 eq / ton or more and 260 eq / ton or less. When the sulfonic acid metal base concentration is too low, the particle size of the aqueous dispersion particles formed is increased, and the storage stability and coating suitability are lowered. Moreover, when the sulfonic acid metal base concentration is too high, the solution viscosity of the polyurethane solution tends to be high, and the polymerization reaction tends to be difficult. The coating suitability mentioned here refers to the property that a smooth coat layer excellent in transparency can be obtained when an emulsion liquid is applied onto a substrate and subsequently dried. When the coating suitability is poor, the dry coating surface becomes rough, the transparency is lowered, or the film forming property itself is not obtained, and the film scraps are formed without forming the coating layer. .

本発明の共重合ポリウレタン樹脂におけるポリ乳酸セグメントおよびスルホン酸金属塩基含有セグメントは、例えば、ポリ乳酸含有ジオールとスルホン酸金属塩基含有ジオールとジイソシアネートの重付加反応によって得ることができる。更に異なるジオール成分を共存させて重付加反応を行うことも可能であり、用いるジオール成分の選択により、種々の機能を付加したりすることができる。     The polylactic acid segment and the sulfonic acid metal base-containing segment in the copolymer polyurethane resin of the present invention can be obtained, for example, by a polyaddition reaction of a polylactic acid-containing diol, a sulfonic acid metal base-containing diol, and a diisocyanate. Furthermore, it is possible to carry out a polyaddition reaction in the presence of different diol components, and various functions can be added by selecting the diol component to be used.

本発明の共重合ポリウレタン樹脂に共重合されるスルホン酸金属塩基含有セグメントは、スルホン酸金属塩基を有する二塩基酸或いはそのジエステル化合物と、グリコール成分との縮合反応により得られる化学構造を有するポリエステルジオール化合物であることが好ましい。前記スルホン酸金属塩基を有する二塩基酸は、5−ナトリウムスルホイソフタル酸、3−ナトリウムスルホテレフタル酸、4−カリウムスルホ−1,8−ナフタレンジカルボン酸無水物から選ばれる1種以上であることが好ましい。また前記スルホン酸金属塩基としては、ナトリウム塩、リチウム塩、カリウム塩を挙げることができる。このうち、5−ナトリウムスルホイソフタル酸が汎用性と共重合される事により得られたスルホン酸金属塩基含有セグメントの汎用溶剤への溶解性の点で特に好ましい。また、前記グリコール成分としては、エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,2−ブチレングリコール、1,3−ブチレングリコール、2,3−ブチレングリコール、1,4−ブチレングリコール、2−メチル−1,3−プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、2,4−ジエチル−1,5−ペンタンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、2,2−ジメチル−3−ヒドロキシプロピル−2’,2’−ジメチル−3’−ヒドロキシプロパネート、2−n−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、3−エチル−1,5−ペンタンジオール、3−プロピル−1,5−ペンタンジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、3−オクチル−1,5−ペンタンジオール等の脂肪族ジオール類や1,3−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン、1,4−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン、1,4−ビス(ヒドロキシエチル)シクロヘキサン、1,4−ビス(ヒドロキシプロピル)シクロヘキサン、1,4−ビス(ヒドロキシメトキシ)シクロヘキサン、1,4−ビス(ヒドロキシエトキシ)シクロヘキサン、2,2−ビス(4−ヒドロキシメトキシシクロヘキシル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシエトキシシクロヘキシル)プロパン、ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)メタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)プロパン、3(4),8(9)−トリシクロ[5.2.1.02,6]デカンジメタノール等の脂環族グリコール類或いはビスフェノールAの両末端水酸基へのエチレンオキサイド又はプロピレンオキサイド付加物の様な芳香族系グリコール類から選ばれる1種以上であることが好ましい。これらグリコール成分のうち、得られたスルホン酸金属塩基含有ポリエステルジオール化合物の汎用溶剤への溶解性の面からは、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、2,4−ジエチル−1,5−ペンタンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、2,2−ジメチル−3−ヒドロキシプロピル−2’,2’−ジメチル−3’−ヒドロキシプロパネート、2,2−ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)プロパン、3(4),8(9)−トリシクロ[5.2.1.02,6]デカンジメタノールが好ましい。更に好ましくは2,2−ジメチル−3−ヒドロキシプロピル−2’,2’−ジメチル−3’−ヒドロキシプロパネート、2,2−ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)プロパン、3(4),8(9)−トリシクロ[5.2.1.02,6]デカンジメタノール、最も好ましくは2,2−ジメチル−3−ヒドロキシプロピル−2’,2’−ジメチル−3’−ヒドロキシプロパネートである。 The sulfonic acid metal base-containing segment copolymerized with the copolymer polyurethane resin of the present invention is a polyester diol having a chemical structure obtained by a condensation reaction between a dibasic acid having a sulfonic acid metal base or a diester compound thereof and a glycol component. A compound is preferred. The dibasic acid having a sulfonic acid metal base may be at least one selected from 5-sodium sulfoisophthalic acid, 3-sodium sulfoterephthalic acid, and 4-potassium sulfo-1,8-naphthalenedicarboxylic anhydride. preferable. Examples of the sulfonic acid metal base include sodium salts, lithium salts, and potassium salts. Among these, 5-sodium sulfoisophthalic acid is particularly preferable in view of solubility in a general-purpose solvent of a sulfonic acid metal base-containing segment obtained by copolymerization with general-purpose. Examples of the glycol component include ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,2-butylene glycol, 1,3-butylene glycol, 2,3-butylene glycol, 1,4- Butylene glycol, 2-methyl-1,3-propylene glycol, neopentyl glycol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol, 2,4-diethyl- 1,5-pentanediol, 2-ethyl-1,3-hexanediol, 2,2-dimethyl-3-hydroxypropyl-2 ′, 2′-dimethyl-3′-hydroxypropanoate, 2-n-butyl- 2-ethyl-1,3-propanediol, 3-ethyl-1,5-pentanediol, 3-propyl-1,5- Aliphatic diols such as ntanediol, 2,2-diethyl-1,3-propanediol, 3-octyl-1,5-pentanediol, 1,3-bis (hydroxymethyl) cyclohexane, 1,4-bis ( Hydroxymethyl) cyclohexane, 1,4-bis (hydroxyethyl) cyclohexane, 1,4-bis (hydroxypropyl) cyclohexane, 1,4-bis (hydroxymethoxy) cyclohexane, 1,4-bis (hydroxyethoxy) cyclohexane, 2 , 2-bis (4-hydroxymethoxycyclohexyl) propane, 2,2-bis (4-hydroxyethoxycyclohexyl) propane, bis (4-hydroxycyclohexyl) methane, 2,2-bis (4-hydroxycyclohexyl) propane, 3, (4), 8 (9) -Trichic [5.2.1.0 2,6] 1 selected from de alicyclic glycols Kanji such as methanol or aromatic glycols such as ethylene oxide or propylene oxide adduct to both terminal hydroxyl groups of bisphenol A It is preferable that it is a seed or more. Among these glycol components, 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol, 2,4-diethyl-diethyl diol compound from the viewpoint of solubility of the obtained sulfonic acid metal base-containing polyester diol compound in a general-purpose solvent. 1,5-pentanediol, 2-ethyl-1,3-hexanediol, 2,2-dimethyl-3-hydroxypropyl-2 ′, 2′-dimethyl-3′-hydroxypropanoate, 2,2-bis ( 4-Hydroxycyclohexyl) propane, 3 (4), 8 (9) -tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decanedimethanol is preferred. More preferably, 2,2-dimethyl-3-hydroxypropyl-2 ′, 2′-dimethyl-3′-hydroxypropanoate, 2,2-bis (4-hydroxycyclohexyl) propane, 3 (4), 8 (9 ) -Tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decandimethanol, most preferably 2,2-dimethyl-3-hydroxypropyl-2 ′, 2′-dimethyl-3′-hydroxypropanate.

前記スルホン酸金属塩基含有セグメントにおいて、スルホン酸金属塩基を有する二塩基酸或いはそのジエステル化合物以外の二塩基酸及びそれらのジエステル化合物を、全酸性分を100モル%としたとき90モル%未満の範囲で共重合させることにより、スルホン酸金属塩基含有セグメントの溶剤溶解性を向上させる事が出来る。具体的な二塩基酸成分としてはナフタレンジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、オルソフタル酸等の芳香族二塩基酸や、琥珀酸、グルタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン酸等の脂肪族二塩基酸、或いは1,2−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環族二塩基酸及びそれらのジエステル化合物が挙げることができる。     In the sulfonic acid metal base-containing segment, a dibasic acid having a sulfonic acid metal base or a dibasic acid other than the diester compound and a diester compound thereof are in a range of less than 90 mol% when the total acid content is 100 mol%. It is possible to improve the solvent solubility of the sulfonic acid metal base-containing segment by copolymerization. Specific dibasic acid components include aromatic dibasic acids such as naphthalenedicarboxylic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, and orthophthalic acid, and fats such as oxalic acid, glutaric acid, adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, and dodecanoic acid. Alicyclic dibasic acids or alicyclic dibasic acids such as 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,3-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, and diester compounds thereof.

前記スルホン酸金属塩基含有セグメントの数平均分子量は200〜2000であることが好ましく、より好ましくは250〜1500、更に好ましくは300〜1100の範囲である。数平均分子量が低すぎると、スルホン酸塩基含有セグメントの極性が高くなりすぎて他の原料との相溶性が悪くなり均一な反応が起こりにくくなる、或いはスルホン酸塩基含有セグメントの分子末端に水酸基を有さない成分が多くなり共重合性が悪くなる、といった傾向がある。一方、数平均分子量が高すぎると共重合ポリウレタン樹脂に占めるスルホン酸金属塩基含有セグメントの共重合比率が高くなりポリ乳酸ジオール成分の共重合比率が低下してしまうという弊害がある。     The number average molecular weight of the sulfonic acid metal base-containing segment is preferably 200 to 2000, more preferably 250 to 1500, and still more preferably 300 to 1100. If the number average molecular weight is too low, the polarity of the sulfonate group-containing segment will be too high, the compatibility with other raw materials will be poor, and a uniform reaction will be difficult to occur, or a hydroxyl group will be added to the molecular end of the sulfonate group-containing segment. There is a tendency that the component which does not have increases and copolymerizability worsens. On the other hand, if the number average molecular weight is too high, the copolymerization ratio of the sulfonic acid metal base-containing segment in the copolymerized polyurethane resin is increased, and the copolymerization ratio of the polylactic acid diol component is lowered.

本発明の共重合ポリウレタン樹脂に共重合されるポリ乳酸セグメントは、ポリオールを開始剤としてラクチドを開環付加することによって得ることができる化学構造を有するポリエステルジオールであることが好ましい。前記ポリオールはジオールであることが好ましく、更に好ましくは脂肪族ジオールである。     The polylactic acid segment copolymerized with the copolymer polyurethane resin of the present invention is preferably a polyester diol having a chemical structure that can be obtained by ring-opening addition of lactide using a polyol as an initiator. The polyol is preferably a diol, more preferably an aliphatic diol.

また本発明のポリ乳酸セグメント中のL−乳酸とD−乳酸のモル比(L/D)は1〜9であることが好ましく、この範囲ではポリウレタン重合時の反応溶媒への良好な溶解性とウレタン反応性が得られる。L−乳酸とD−乳酸のモル比(L/D)が上記範囲を外れると、ポリ乳酸セグメントの汎用溶剤への溶解性が悪くなり、共重合反応性が低下する。     The molar ratio (L / D) of L-lactic acid and D-lactic acid in the polylactic acid segment of the present invention is preferably 1 to 9, and within this range, good solubility in the reaction solvent during polyurethane polymerization and Urethane reactivity is obtained. When the molar ratio (L / D) of L-lactic acid and D-lactic acid is out of the above range, the solubility of the polylactic acid segment in a general-purpose solvent is deteriorated and the copolymerization reactivity is lowered.

また、本発明のポリ乳酸セグメントにおいて、バイオマス度を高くするとの観点からは、乳酸残基の含有量を高くすることが好ましい。具体的には、ポリ乳酸セグメントに占めるL−乳酸残基とD−乳酸残基の合計重量分率を50重量%以上とすることが好ましく、70重量%以上とすることがより好ましく、90重量%以上とすることがさらに好ましい。     In the polylactic acid segment of the present invention, it is preferable to increase the content of lactic acid residues from the viewpoint of increasing the degree of biomass. Specifically, the total weight fraction of L-lactic acid residues and D-lactic acid residues in the polylactic acid segment is preferably 50% by weight or more, more preferably 70% by weight or more, and 90% by weight. % Or more is more preferable.

本発明のポリ乳酸セグメントの合成方法としては以下2種の方法を例示できる。
<第1の合成法>スルホン酸金属塩基を含有しないジオールを開始剤としてラクチドモノマーを開環付加重合させる方法。
<第2の合成法>スルホン酸金属塩基を含有するジオールを開始剤としてラクチドモノマーを開環付加重合させる方法。
Examples of the method for synthesizing the polylactic acid segment of the present invention include the following two methods.
<First Synthesis Method> A method in which a lactide monomer is subjected to ring-opening addition polymerization using a diol containing no sulfonic acid metal base as an initiator.
<Second Synthesis Method> A method in which a lactide monomer is subjected to ring-opening addition polymerization using a diol containing a sulfonic acid metal base as an initiator.

前記<第1の合成法>で使用される開始剤は、前記スルホン酸金属塩基含有セグメントの構成成分として例示した種々のグリコール類を用いる事が出来る。これらのうち、エチレングリコール、2−メチルペンタンジオール、ネオペンチルグリコール等の比較的分子量の低いグリコール類を用いることにより、バイオマス度を比較的高く保つことができ、好ましい。この場合得られたスルホン酸金属塩基を含有しないポリ乳酸ジオールと前記スルホン酸金属塩基含有セグメントをウレタン共重合する事で本発明の共重合ポリウレタン樹脂を得ることができる。   As the initiator used in the <first synthesis method>, various glycols exemplified as the constituent components of the sulfonic acid metal base-containing segment can be used. Among these, the use of glycols having a relatively low molecular weight such as ethylene glycol, 2-methylpentanediol, neopentyl glycol, etc. is preferable because the degree of biomass can be kept relatively high. In this case, the copolymer polyurethane resin of the present invention can be obtained by urethane copolymerization of the obtained polylactic acid diol containing no sulfonic acid metal base and the sulfonic acid metal base-containing segment.

前記<第2の合成法>で使用される開始剤は、前記スルホン酸金属塩基含有セグメントおよび/または5−ナトリウムスルホイソフタル酸への2倍モルのエチレングリコール縮合付加物等のスルホン酸金属塩基含有ジオールを用いる事が出来る。この場合、得られたポリ乳酸セグメントにはスルホン酸金属塩基が含有されているのでスルホン酸金属塩基含有セグメントでもあり、これをウレタン共重合させる事で本発明の共重合ポリウレタン樹脂が得られる。     The initiator used in the <second synthesis method> contains a sulfonate metal base such as the sulfonate metal base-containing segment and / or a 2-fold mole of ethylene glycol condensation adduct to 5-sodium sulfoisophthalic acid. Diols can be used. In this case, since the obtained polylactic acid segment contains a sulfonic acid metal base, it is also a sulfonic acid metal base-containing segment, and the copolymer polyurethane resin of the present invention can be obtained by urethane copolymerization.

また、前記<第2の合成法>で得られたスルホン酸金属塩基を含有するポリ乳酸セグメントと前記<第1の合成法>で得られたスルホン酸金属塩基を含有しないポリ乳酸セグメントをウレタン共重合させる事によっても、本発明の共重合ポリウレタン樹脂を得ることができる。さらには、前記<第2の合成方法>で得られたスルホン酸金属塩基を含有するポリ乳酸セグメントとポリ乳酸成分を含有しないスルホン酸金属塩基含有セグメントをウレタン共重合すること、前記<第2の合成法>で得られたスルホン酸金属塩基を含有するポリ乳酸セグメントと前記<第1の合成法>で得られたスルホン酸金属塩基を含有しないポリ乳酸セグメントとポリ乳酸成分を含有しないスルホン酸金属塩基含有セグメントをウレタン共重合することによっても本発明の共重合ポリウレタン樹脂を得ることができる。これらの方法は、共重合ポリウレタン樹脂のスルホン酸金属塩基の濃度の制御が容易である点で優れている。     In addition, the polylactic acid segment containing the sulfonic acid metal base obtained by the above <second synthesis method> and the polylactic acid segment not containing the sulfonic acid metal base obtained by the above <first synthesis method> The copolymer polyurethane resin of the present invention can also be obtained by polymerization. Further, urethane copolymerization of the polylactic acid segment containing the sulfonic acid metal base obtained in the above <second synthesis method> and the sulfonic acid metal base-containing segment not containing the polylactic acid component, Polylactic acid segment containing sulfonic acid metal base obtained by synthesis method>, polylactic acid segment not containing sulfonic acid metal base obtained by <First Synthesis Method>, and sulfonic acid metal containing no polylactic acid component The copolymer polyurethane resin of the present invention can also be obtained by urethane copolymerizing the base-containing segment. These methods are excellent in that the concentration of the sulfonic acid metal base in the copolymer polyurethane resin can be easily controlled.

前記ポリ乳酸セグメントの数平均分子量は400〜10000であることが好ましく、より好ましくは800〜5000、更に好ましくは1000〜3000の範囲である。数平均分子量が400未満では開始剤に開環付加させるラクチドモノマー量が少なく、得られる共重合ポリウレタン樹脂のバイオマス度を上げる事が出来ない。一方、数平均分子量が10000を越える場合、分子末端の水酸基の数が少ないのでポリ乳酸ジオールの反応性が低くなり、ウレタン共重合による高分子量化反応が進みにくくなる。     The number average molecular weight of the polylactic acid segment is preferably 400 to 10000, more preferably 800 to 5000, and still more preferably 1000 to 3000. If the number average molecular weight is less than 400, the amount of lactide monomer to be ring-opening added to the initiator is small, and the degree of biomass of the resulting copolymer polyurethane resin cannot be increased. On the other hand, when the number average molecular weight exceeds 10,000, the number of hydroxyl groups at the molecular end is small, so the reactivity of polylactic acid diol is lowered, and the high molecular weight reaction by urethane copolymerization is difficult to proceed.

本発明の好ましい実施態様において、共重合ポリウレタン樹脂にポリエーテルセグメントを共重合させる事により、フィルム等へのコーティング適性を向上させることが出来る。具体的なポリエーテル化合物としては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等が挙げられるが、これらのうち、ポリエチレングリコールがコーティング適性改善効果の点で最も好ましい。本発明の共重合ポリウレタン樹脂中への共重合率は5重量%〜20重量%が好ましい。5重量%未満ではフィルム等へのコーティング適性を向上する効果があまり発現されず、20重量%を越えると共重合ポリウレタン樹脂のガラス転移温度が低下し、フィルム用コーティング剤として用いた場合、耐ブロッキング特性が低下する傾向にあり好ましくない。また共重合されるポリエーテルセグメント鎖の数平均分子量は200〜6000のものが好適であるが、共重合反応性とコーティング適性を高める効果からより好ましくは400〜2000、更に好ましくは400〜1000である。     In a preferred embodiment of the present invention, suitability for coating on a film or the like can be improved by copolymerizing a polyether segment with a copolymer polyurethane resin. Specific examples of the polyether compound include polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol, and the like. Among these, polyethylene glycol is most preferable from the viewpoint of improving coating suitability. The copolymerization rate in the copolymer polyurethane resin of the present invention is preferably 5% by weight to 20% by weight. If it is less than 5% by weight, the effect of improving the suitability for coating on a film or the like is not so much expressed. If it exceeds 20% by weight, the glass transition temperature of the copolymer polyurethane resin is lowered, and when used as a coating agent for a film, blocking resistance is prevented. The characteristics tend to decrease, which is not preferable. The number average molecular weight of the polyether segment chain to be copolymerized is preferably 200 to 6000, more preferably 400 to 2000, and still more preferably 400 to 1000 from the effect of enhancing the copolymerization reactivity and coating suitability. is there.

本発明の共重合ポリウレタン樹脂にポリエーテルセグメントを共重合させる場合、ポリエーテル化合物としてポリプロピレングリコールおよび/またはポリテトラメチレングリコールを用いることも好ましい実施態様である。これらの実施態様では耐水性に優れるコーティング塗膜が得られる傾向にある。     When the polyether segment is copolymerized with the copolymer polyurethane resin of the present invention, it is also a preferred embodiment to use polypropylene glycol and / or polytetramethylene glycol as the polyether compound. In these embodiments, a coating film having excellent water resistance tends to be obtained.

本発明の共重合ポリウレタン樹脂に使用されるジイソシアネート化合物(D)としては、例えば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、p−フェニ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、m−フェニレンジイソシアネート、3,3’−ジメトキシ−4,4’−ビフェニレンジイソシアネート、2,6−ナフタレンジイソシアネート、3,3’−ジメチル−4,4’−ビフェニレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニレンジイソシアネート、4,4’−ジイソシアネートジフェニルエーテル、1,5−ナフタレンジイソシアネート、m−キシレンジイソシアネート等の芳香族系ジイソシアネート、または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、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートおよびm−キシレンジイソシアネートの水添物等の脂肪族、脂環族系ジイソシアネートが挙げられるが、これらの内、2,4−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、ヘキサメチレンジイソシアネートが汎用性の面から好ましい。     Examples of the diisocyanate compound (D) used in the copolymer polyurethane resin of the present invention include 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, m. -Phenylene diisocyanate, 3,3'-dimethoxy-4,4'-biphenylene diisocyanate, 2,6-naphthalene diisocyanate, 3,3'-dimethyl-4,4'-biphenylene diisocyanate, 4,4'-diphenylene diisocyanate, Aromatic diisocyanates such as 4,4′-diisocyanate diphenyl ether, 1,5-naphthalene diisocyanate, m-xylene diisocyanate, or hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, , 4′-diphenylmethane diisocyanate and m-xylene diisocyanate hydrogenated and the like, and aliphatic and alicyclic diisocyanates. Among these, 2,4-tolylene diisocyanate, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, Hexamethylene diisocyanate is preferable from the viewpoint of versatility.

本発明の共重合ポリウレタン樹脂に使用されるジイソシアネート化合物の一部を3官能以上のポリイソシアネートで置換することにより、共重合ポリウレタン樹脂の分子量を上げやすくすること、また硬化剤との反応性を向上させることが可能である。但し、3官能ポリイソシアネートの置換比率が低すぎるとこれらの効果が発揮されず、置換比率が高すぎると共重合ポリウレタン樹脂のゲル化が生じるので、3官能以上のポリイソシアネートへの置換率は0.1モル%以上5モル%以下であることが好ましく、0.5モル%以上3モル%以下であることが更に好ましい。好ましい3官能以上のポリイソシアネートとしては、トリメチロールプロパン或いはグリセリン各々1分子に対し、3分子のトリレンジイソシアネートもしくは3分子の1,6−ヘキサンジイソシアネートの付加物、さらには3分子の1,6−ヘキサンジイソシアネートで形成されるイソシアヌレート環を有する化合物を挙げることができる。     By replacing a part of the diisocyanate compound used in the copolymer polyurethane resin of the present invention with a polyisocyanate having a functionality of 3 or more, the molecular weight of the copolymer polyurethane resin can be easily increased, and the reactivity with the curing agent is improved. It is possible to make it. However, if the substitution ratio of the trifunctional polyisocyanate is too low, these effects cannot be exhibited, and if the substitution ratio is too high, gelation of the copolymer polyurethane resin occurs, so the substitution ratio to the trifunctional or higher polyisocyanate is 0. It is preferably from 1 mol% to 5 mol%, more preferably from 0.5 mol% to 3 mol%. Preferable trifunctional or higher polyisocyanates include 3 molecules of tolylene diisocyanate or an adduct of 3 molecules of 1,6-hexane diisocyanate with respect to each molecule of trimethylolpropane or glycerin, and further, The compound which has an isocyanurate ring formed with hexane diisocyanate can be mentioned.

本発明の共重合ポリウレタン樹脂にジオール化合物やアミノアルコール化合物、ジアミン化合物を共重合させることにより、塗膜の強靭性を向上させることが出来る場合がある。ジオール化合物としては例えば前記スルホン酸金属塩基含有セグメントの構成成分として例示した種々のグリコール類を挙げることができる。エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、2−メチルプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、N−メチルモノエタノールアミン、エチレンジアミン等の比較的低分子量の化合物が、バイオマス度を比較的高く保つことができ、好ましい。     In some cases, the toughness of the coating film can be improved by copolymerizing a diol compound, an aminoalcohol compound, or a diamine compound with the copolymer polyurethane resin of the present invention. Examples of the diol compound include various glycols exemplified as the constituent components of the sulfonic acid metal base-containing segment. Relatively low molecular weight compounds such as ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 2-methylpropylene glycol, neopentyl glycol, N-methylmonoethanolamine, and ethylenediamine have a relatively high biomass degree. It can be kept high, which is preferable.

また本発明の共重合ポリウレタン樹脂に、トリメタノールプロパン、トリエタノールアミン、ペンタエリスリトール等のポリオール化合物を、得られる共重合ポリウレタン樹脂がゲル化しない範囲で共重合させることにより、共重合ポリウレタン樹脂の分子量を上げやすくする、或いは硬化剤との反応性を向上させる事が可能である。これらポリオールの中ではバイオマス度を比較的高く保つことができるので、分子量の小さいトリメチロールプロパンが好ましい。ポリオール化合物の共重合比率は、本発明の共重合ポリウレタン樹脂を構成するポリ乳酸ジオール(A)、スルホン酸金属塩基含有ジオール(B)、(A)(B)以外のジオール(C)の合計に対し、0.1モル%以上5モル%以下であることが好ましく、0.5モル%以上3モル%以下であることが更に好ましい。     In addition, the copolymer polyurethane resin of the present invention is copolymerized with a polyol compound such as trimethanolpropane, triethanolamine, pentaerythritol and the like within a range in which the obtained copolymer polyurethane resin does not gel, thereby obtaining a molecular weight of the copolymer polyurethane resin. It is possible to improve the reactivity with the curing agent. Among these polyols, trimethylolpropane having a low molecular weight is preferable because the degree of biomass can be kept relatively high. The copolymerization ratio of the polyol compound is the sum of the polylactic acid diol (A), the sulfonic acid metal base-containing diol (B), and the diol (C) other than (A) (B) constituting the copolymer polyurethane resin of the present invention. On the other hand, it is preferably from 0.1 mol% to 5 mol%, more preferably from 0.5 mol% to 3 mol%.

本発明の共重合ポリウレタン樹脂により形成される水系エマルジョン粒子の平均粒子径は200nm以下であることが好ましい。平均粒子径が200nmを越えるとエマルジョン液の保存安定性が悪く、保存中に樹脂が沈殿し易い。また、コーティング適性も低下し、透明で平滑なコート層が形成されにくい。     The average particle diameter of the water-based emulsion particles formed by the copolymer polyurethane resin of the present invention is preferably 200 nm or less. When the average particle diameter exceeds 200 nm, the storage stability of the emulsion liquid is poor, and the resin is likely to precipitate during storage. Also, the coating suitability is lowered, and a transparent and smooth coat layer is hardly formed.

本発明の共重合ポリウレタン樹脂の数平均分子量は5000以上40000未満である事が好ましい。より好ましくは8000以上30000未満、更に好ましくは10000以上25000未満である。5000未満では一分子中のスルホン酸金属塩基濃度が低く、安定なエマルジョン粒子を形成出来ない。また、コートして得られるコート膜も脆くなる。一方40000を越える場合、エマルジョンのコーティング適性が低下し、平滑なコート層が形成されにくくなる。     The number average molecular weight of the copolymer polyurethane resin of the present invention is preferably 5000 or more and less than 40000. More preferably, it is 8000 or more and less than 30000, More preferably, it is 10,000 or more and less than 25000. If it is less than 5000, the sulfonic acid metal base concentration in one molecule is low, and stable emulsion particles cannot be formed. Moreover, the coating film obtained by coating becomes brittle. On the other hand, when it exceeds 40,000, the coating suitability of the emulsion is lowered and it becomes difficult to form a smooth coat layer.

<徐放性生分解性被覆体の製造方法>
本発明の徐放性生分解性被覆体の製造方法は特に限定されないが、本発明の共重合ポリウレタン樹脂の水分散体を経由して製造されることが好ましい。被被覆成分を水分散体に溶解または分散させ、ついで水分散体自体を噴霧し水分を蒸散させて粒子状としたり、何らかの担体の共存下に噴霧し担体表面および/または担体内部に付着させたり、何らかの被着体に塗布し塗膜を形成させたりすることによって、容易に生分解性被覆体を得ることができ、好都合だからである。しかも、ポリ乳酸系生分解性樹脂が界面活性剤の添加なしに水分散体を形成することができる自己乳化性のものであると、生分解の過程で界面活性剤を環境中に放出することがなく、より環境負荷が少なくなり、より好ましい。また、有機溶剤を含有しないまたは有機溶剤の使用量が少ない水分散体であれば、被覆体の製造工程および被覆体の使用の両方の場面において、有機溶剤を環境中に放出することがないまたは少なく、より環境負荷が少なくなり、より好ましい。
<Method for producing sustained-release biodegradable coating>
Although the manufacturing method of the sustained release biodegradable coating of the present invention is not particularly limited, it is preferably manufactured via the aqueous dispersion of the copolymer polyurethane resin of the present invention. The component to be coated is dissolved or dispersed in an aqueous dispersion, and then the aqueous dispersion itself is sprayed to evaporate the water to form particles, or sprayed in the presence of some carrier to adhere to the carrier surface and / or the inside of the carrier. This is because a biodegradable coating can be easily obtained by applying to some adherend and forming a coating film, which is convenient. Moreover, if the polylactic acid-based biodegradable resin is a self-emulsifying agent that can form an aqueous dispersion without the addition of a surfactant, the surfactant is released into the environment during the biodegradation process. This is more preferable because the environmental load is less. Further, if the aqueous dispersion does not contain an organic solvent or uses a small amount of the organic solvent, the organic solvent will not be released into the environment in both the manufacturing process of the covering and the use of the covering, or Less, more less environmental impact, more preferable.

本発明の共重合ポリウレタン樹脂の水分散体は、例えば、まず第一段階においてメチルエチルケトン(以下、MEKと略記する場合がある)溶液中で共重合ポリウレタン樹脂を重合し、次いで第二段階で得られた樹脂のMEK溶液に水を混合し、次いで系からMEKを留去させる方法で調製することができるが、この方法に限ったものではない。     The aqueous dispersion of the copolymer polyurethane resin of the present invention is obtained, for example, by first polymerizing the copolymer polyurethane resin in a methyl ethyl ketone (hereinafter sometimes abbreviated as MEK) solution in the first stage and then in the second stage. The method can be prepared by mixing water in the MEK solution of the resin and then distilling off MEK from the system, but is not limited to this method.

本発明の共重合ポリウレタン樹脂は水100%中にポリマー粒子が分散した分散液として安定に保存かつ基材に塗布可能であるが、共溶剤としてメタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール等の低級モノアルコール類、或いはエチルアセテート、ブチルアセテート等のアセテート類、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド系溶剤を任意の濃度で配合し、特定基材へのコーティング適性を更に改善させても良い。     The copolymer polyurethane resin of the present invention can be stably stored as a dispersion liquid in which polymer particles are dispersed in 100% water and can be applied to a substrate. However, as a co-solvent, lower monomonomers such as methanol, ethanol, n-propanol, and isopropanol are used. Alcohols, or acetates such as ethyl acetate and butyl acetate, and amide solvents such as dimethylformamide and dimethylacetamide may be blended at an arbitrary concentration to further improve the coating suitability for a specific substrate.

以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は、もとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、本発明の趣旨に適合し得る範囲で適宜変更を加えて実施することも可能であり、それらは、いずれも本発明の技術的範囲に含まれる。なお、以下の実施例、比較例において、特記しないかぎり、部は重量部をあらわすものとする。     Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. These are all included in the technical scope of the present invention. In the following examples and comparative examples, unless otherwise specified, parts represent parts by weight.

尚、本明細書中で採用した測定、評価方法は次の通りである。
(1)数平均分子量
ウォーターズ社製ゲル浸透クロマトグラフ(GPC)150Cを用い、テトラヒドロフランをキャリアー溶剤とし、示差屈折計(RI)検出器を用いて流速1ml/分で測定した。カラムとして昭和電工(株)製 Shodex KF−802、KF−804、KF−806を3本連結しカラム温度は30℃に設定した。分子量標準サンプルとしてはポリスチレン標準物質を用いた
The measurement and evaluation methods employed in this specification are as follows.
(1) Number average molecular weight A water permeation gel permeation chromatograph (GPC) 150C was used, tetrahydrofuran was used as a carrier solvent, and a differential refractometer (RI) detector was used and measured at a flow rate of 1 ml / min. Three columns, Shodex KF-802, KF-804, and KF-806, manufactured by Showa Denko K.K., were connected as columns, and the column temperature was set to 30 ° C. A polystyrene standard was used as the molecular weight standard sample.

(2)スルホン酸塩基含有ジオールオリゴマーの酸価
80%トルエン溶液0.2gを20mlのテトラヒドロフランに溶解後、0.1N−NaOHエタノール溶液でフェノールフタレインを指示薬として測定した。測定値を樹脂固形分10g中の当量で示した。
(2) Acid value of sulfonate group-containing diol oligomer 0.2 g of 80% toluene solution was dissolved in 20 ml of tetrahydrofuran, and then measured with phenolphthalein as an indicator in a 0.1 N NaOH ethanol solution. The measured value was shown by the equivalent in 10 6 g of resin solid content.

(3)ポリ乳酸オリゴマーの酸価
樹脂0.5gをクロロホルム/メタノール=3/1混合溶液20mlに溶解後、0.1N−ナトリウムメトキシドメタノール溶液でフェノールフタレインを指示薬として測定した。測定値を樹脂固形分10g中の当量で示した。
(3) Acid value of polylactic acid oligomer 0.5 g of the resin was dissolved in 20 ml of a mixed solution of chloroform / methanol = 3/1, and phenolphthalein was measured with 0.1N sodium methoxide methanol solution as an indicator. The measured value was shown by the equivalent in 10 6 g of resin solid content.

(4)ガラス転移温度
サンプル5mgをアルミニウム製サンプルパンに入れて密封し、セイコーインスツルメンツ(株)製示差走査熱量分析計DSC−220を用いて、200℃まで、昇温速度20℃/分にて測定し、ガラス転移温度以下のベースラインの延長線と遷移部における最大傾斜を示す接線との交点の温度で求めた。
(4) Glass transition temperature 5 mg of a sample was put in an aluminum sample pan and sealed, and the temperature was increased to 200 ° C. at a rate of temperature increase of 20 ° C./min using a differential scanning calorimeter DSC-220 manufactured by Seiko Instruments Inc. Measured and determined at the temperature of the intersection of the baseline extension below the glass transition temperature and the tangent indicating the maximum slope at the transition.

(5)ポリマー組成
試料をクロロホルム−dに樹脂を溶解し、ヴァリアン社製核磁気共鳴分析計(NMR)“ジェミニ−200”を用い、H−NMRにより樹脂組成比を求めた。
(5) Polymer composition A resin was dissolved in chloroform-d, and a resin composition ratio was determined by 1 H-NMR using a nuclear magnetic resonance analyzer (NMR) “Gemini-200” manufactured by Varian.

(6)エマルジョン粒子の平均粒子径
HORIBA LB−500を用いて体積粒子径基準の算術平均径を測定し、エマルジョン粒子の平均粒子径として採用した。
(6) Average particle diameter of emulsion particles The arithmetic average diameter based on volume particle diameter was measured using HORIBA LB-500 and adopted as the average particle diameter of emulsion particles.

以下、実施例中の本文及び表に示した化合物の略号はそれぞれ以下の化合物を示す。
NPG:ネオペンチルグリコール
TMP:トリメチロールプロパン
MDI:4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート
HDI:ヘキサメチレンジイソシアネート
PEG#1000:ポリエチレングリコール、数平均分子量1000
MEK:メチルエチルケトン
IPA:イソプロピルアルコール
Hereinafter, the abbreviations of the compounds shown in the text and tables in the examples indicate the following compounds, respectively.
NPG: Neopentyl glycol TMP: Trimethylolpropane MDI: 4,4′-diphenylmethane diisocyanate HDI: Hexamethylene diisocyanate PEG # 1000: Polyethylene glycol, number average molecular weight 1000
MEK: Methyl ethyl ketone IPA: Isopropyl alcohol

ポリ乳酸ジオールN1の製造例
撹拌棒、温度計、リービッヒ冷却管を具備した容積2Lのガラス製4つ口フラスコにL−ラクチド900部、D−ラクチド100部、ネオペンチルグリコール55部、及び触媒としてオクチル酸錫0.14部を仕込み、常温下の乾燥窒素ガス気流中で30分乾燥させた後、更に30分間減圧乾燥し、フラスコを180℃に昇温した。180℃で均一撹拌しつつ3時間反応させた後、同温度で系を減圧し、未反応モノマーを溜去した。30分で減圧を終了し、内容物を離型耐熱バットに流し出した。得られたポリ乳酸ジオールN1の酸価は12当量/ton、数平均分子量は2300であった。
Production example of polylactic acid diol N1 As a catalyst, L-lactide 900 parts, D-lactide 100 parts, neopentyl glycol 55 parts in a 2 L glass four-necked flask equipped with a stir bar, thermometer and Liebig condenser 0.14 parts of tin octylate was charged, dried in a dry nitrogen gas stream at room temperature for 30 minutes, and further dried under reduced pressure for 30 minutes, and the flask was heated to 180 ° C. After reacting for 3 hours with uniform stirring at 180 ° C., the system was depressurized at the same temperature, and unreacted monomers were distilled off. The decompression was completed in 30 minutes, and the contents were poured out into a release heat-resistant bat. The resulting polylactic acid diol N1 had an acid value of 12 equivalents / ton and a number average molecular weight of 2300.

スルホン酸塩基含有ポリエステルジオールS1の製造例
撹拌棒、温度計、リービッヒ冷却管を具備した容積2Lのガラス製4つ口フラスコに291部の5−ナトリウムスルホイソフタル酸、918部の2,2−ジメチル−3−ヒドロキシプロピル−2’,2’−ジメチル−3’−ヒドロキシプロパネート、触媒として0.16部のテトラブチルチタネート及び安定剤として15部のトリエチルアミンを添加し、180℃に昇温した。発生するメタノールを溜去しつつ反応温度を徐々に昇温し、3時間で230℃まで昇温した。メタノールの溜出が終了したことを確認し、ついで反応温度を更に250℃まで昇温した。250℃に温度が到達後、系を10分間減圧し反応を終了した。得られた反応物を乾燥窒素ガス気流下に冷却し100℃以下になったところで、生成ポリマー成分の濃度が80重量%となる様にトルエンで希釈し、均一に撹拌溶解させた。冷却後、吸湿を避け、密閉容器に保存した。
Production Example of Sulfonate Group-Containing Polyester Diol S1 291 parts of 5-sodium sulfoisophthalic acid and 918 parts of 2,2-dimethyl are added to a 2-liter glass four-necked flask equipped with a stir bar, thermometer and Liebig condenser. -3-Hydroxypropyl-2 ′, 2′-dimethyl-3′-hydroxypropanoate, 0.16 parts of tetrabutyl titanate as a catalyst and 15 parts of triethylamine as a stabilizer were added, and the temperature was raised to 180 ° C. The reaction temperature was gradually raised while distilling off the generated methanol, and the temperature was raised to 230 ° C. in 3 hours. After confirming the completion of the distillation of methanol, the reaction temperature was further raised to 250 ° C. After the temperature reached 250 ° C., the system was decompressed for 10 minutes to complete the reaction. When the obtained reaction product was cooled to 100 ° C. or less under a dry nitrogen gas stream, it was diluted with toluene so that the concentration of the produced polymer component was 80% by weight, and uniformly stirred and dissolved. After cooling, moisture absorption was avoided and the product was stored in a sealed container.

共重合ポリウレタン樹脂P1の製造例
撹拌棒、温度計、コンデンサーを具備した容積1Lのガラス製4つ口フラスコに、100部のポリ乳酸ジオールN1、32.5部のスルホン酸塩基含有ポリエステルジオールS1及び100部のMEKを仕込み、均一に溶解した。ついで50℃に加熱し、40部の4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)を添加した。70℃で更に30分反応させた後、19部のポリエチレングリコール(PEG#1000)を追加した。30分後に触媒として0.04部のジブチルチンジラウレートを添加し、70℃で更に2時間反応させた後、184部のMEKで希釈し、次いで4部のトリメチロールプロパンを加えた。2時間後、152部のMEKを加えて固形分濃度30重量%に希釈し、反応を終了した。得られた共重合ポリウレタン樹脂P1の数平均分子量は23700であった。
Production Example of Copolymer Polyurethane Resin P1 In a 1 L glass four-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer, and a condenser, 100 parts of polylactic acid diol N1, 32.5 parts of sulfonate group-containing polyester diol S1 and 100 parts of MEK was charged and dissolved uniformly. It was then heated to 50 ° C. and 40 parts of 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (MDI) was added. After further reaction at 70 ° C. for 30 minutes, 19 parts of polyethylene glycol (PEG # 1000) was added. After 30 minutes, 0.04 parts of dibutyltin dilaurate was added as a catalyst, reacted at 70 ° C. for a further 2 hours, diluted with 184 parts of MEK, and then 4 parts of trimethylolpropane were added. After 2 hours, 152 parts of MEK was added to dilute to a solid content concentration of 30% by weight to complete the reaction. The number average molecular weight of the obtained copolymer polyurethane resin P1 was 23700.

実施例1
撹拌棒、温度計、リービッヒ冷却管を具備した2Lガラス製4つ口フラスコに共重合ポリウレタン樹脂P1の30重量%MEK溶液500部とイソプロピルアルコール(IPA)90部を仕込み、40℃で撹拌し溶解した。次に脱イオン水300部を徐々に注入し、40℃で系が均一になるまで撹拌した。ついで系を40℃に保ちつつ減圧し、MEK、IPA及び水を合計460部溜去した。得られた水分散体E1の固形分濃度は35重量%、平均粒子径は71nm、数平均分子量は20600、ガラス転移温度(Tg)は44℃であった。次いで、平均粒径4mmの窒素系粒状肥料成分に、噴流被覆装置を用いて水分散体E1を噴霧被覆し、高温の熱風により水分を蒸発乾燥して被覆粒状の徐放性生分解性被覆体H1を得た。
平均粒径4mmの窒素系粒状肥料成分に、噴流被覆装置を用いて水分散体E1を噴霧被覆し、高温の熱風により水分を蒸発乾燥して被覆粒状の徐放性生分解性被覆体H1を得た。
水分散体E1をポリプロピレンフィルムに塗工し60℃の熱風乾燥機中で乾燥し、ついでポリプロピレンシートから剥離させ、乾燥厚み約20μmの共重合ポリウレタン樹脂P1からなるシートを作成した。このシートを用いて、好気性暗所下での生分解性を評価した。具体的な評価方法はASTM−D5338に準拠した。評価結果を表1に示した。このシートの分解速度は、後述する共重合ポリウレタン樹脂P2からなるシートと比較すれば速いものの、セルロースよりは遅いことが判明した。共重合ポリウレタン樹脂P1は、徐放性を示し、かつ、比較的短期間で被被覆成分の放出を終了させたい場合の被覆剤および被覆体に適する。
Example 1
A 2 L glass four-necked flask equipped with a stir bar, thermometer, and Liebig condenser was charged with 500 parts of a 30 wt% MEK solution of copolymer polyurethane resin P1 and 90 parts of isopropyl alcohol (IPA), and stirred at 40 ° C. to dissolve. did. Next, 300 parts of deionized water was gradually poured and stirred at 40 ° C. until the system was uniform. The system was then depressurized while maintaining the temperature at 40 ° C., and a total of 460 parts of MEK, IPA and water were distilled off. The obtained aqueous dispersion E1 had a solid content concentration of 35% by weight, an average particle diameter of 71 nm, a number average molecular weight of 20,600, and a glass transition temperature (Tg) of 44 ° C. Next, a nitrogen-based granular fertilizer component having an average particle diameter of 4 mm is spray-coated with a water dispersion E1 using a jet coating apparatus, and moisture is evaporated and dried with hot hot air to form a coated granular sustained-release biodegradable coating body H1 was obtained.
An aqueous dispersion E1 is spray-coated on a nitrogen-based granular fertilizer component having an average particle diameter of 4 mm using a jet coating apparatus, and moisture is evaporated and dried with hot hot air to form a coated granular sustained-release biodegradable coating H1. Obtained.
The aqueous dispersion E1 was coated on a polypropylene film, dried in a hot air dryer at 60 ° C., and then peeled off from the polypropylene sheet to prepare a sheet made of a copolymer polyurethane resin P1 having a dry thickness of about 20 μm. Using this sheet, biodegradability in an aerobic dark place was evaluated. The specific evaluation method was based on ASTM-D5338. The evaluation results are shown in Table 1. The decomposition rate of this sheet was faster than that of a sheet made of copolymer polyurethane resin P2 described later, but was found to be slower than that of cellulose. The copolymer polyurethane resin P1 is suitable for a coating material and a coated body that exhibit a sustained release property and wants to finish the release of the component to be coated in a relatively short period of time.

ポリ乳酸ジオールN2の製造例
ポリ乳酸ジオールN1と同様にして、但し、ネオペンチルグリコールの仕込み量を36部に変更して、ポリ乳酸ジオールN2を得た。N2の酸価は14当量/ton、数平均分子量は3400であった。
Production example of polylactic acid diol N2 In the same manner as polylactic acid diol N1, except that the amount of neopentyl glycol charged was changed to 36 parts to obtain polylactic acid diol N2. The acid value of N2 was 14 equivalents / ton, and the number average molecular weight was 3400.

共重合ポリウレタン樹脂P2の製造例
撹拌棒、温度計、コンデンサーを具備したガラス製4つ口フラスコに50部のポリカロラクトンジオール(PCL)、21部のスルホン酸塩基含有ポリエステルジオールS1及び100部のMEKを仕込み、均一に溶解した。ついで50℃に加熱し、22部のヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)を添加した。70℃で更に30分反応させた後、100部のポリ乳酸ジオールN2を加えた。30分後に触媒として0.04部のジブチルチンジラウレートを添加し、70℃で更に2時間反応後、194部のMEKで希釈して3部のトリメチロールプロパンを加えた。2時間後158部のMEKを加えて固形分濃度30重量%に希釈し、反応を終了した。得られた共重合ポリウレタン樹脂P2の数平均分子量は23900であった。
Production Example of Copolymer Polyurethane Resin P2 A glass four-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer, and a condenser was charged with 50 parts of polycalolactone diol (PCL), 21 parts of sulfonate group-containing polyester diol S1 and 100 parts of MEK was charged and dissolved uniformly. It was then heated to 50 ° C. and 22 parts of hexamethylene diisocyanate (HDI) was added. After a further 30 minutes of reaction at 70 ° C., 100 parts of polylactic diol N2 was added. After 30 minutes, 0.04 part of dibutyltin dilaurate was added as a catalyst, reacted at 70 ° C. for another 2 hours, diluted with 194 parts of MEK, and 3 parts of trimethylolpropane was added. Two hours later, 158 parts of MEK was added to dilute to a solid concentration of 30% by weight to complete the reaction. The number average molecular weight of the obtained copolymer polyurethane resin P2 was 23900.

実施例2
撹拌棒、温度計、リービッヒ冷却管を具備した2Lガラス製4つ口フラスコに共重合ポリウレタン樹脂P2の30重量%MEK溶液500部とイソプロピルアルコール(IPA)90部を仕込み40℃で均一に溶解した。次に脱イオン水300部を徐々に注入し、40℃で系が均一になるまで撹拌した。ついで系を40℃に保ちつつ減圧し、MEK、IPA及び水を合計470部を溜去した。得られた水分散体E2の固形分濃度は36重量%、平均粒子径は108nm、数平均分子量は22500、ガラス転移温度(Tg)は0℃であった。
平均粒径4mmの窒素系粒状肥料成分に、噴流被覆装置を用いて水分散体E2を噴霧被覆し、高温の熱風により水分を蒸発乾燥して被覆粒状の徐放性生分解性被覆体H2を得た。
水分散体E2をポリプロピレンフィルムに塗工し60℃の熱風乾燥機中で乾燥し、ついでポリプロピレンシートから剥離させ、乾燥厚み約20μmの共重合ポリウレタンP2からなるシートを作成した。このシートを用いて、好気性暗所下での生分解性を評価した。具体的な評価方法はASTM−D5338に準拠した。評価結果を表1に示した。このシートの生分解速度は比較的遅く、比較的長期間にわたる被被覆成分の放出が必要な場合の被覆剤および被覆体に適する。
Example 2
A 2 L glass four-necked flask equipped with a stir bar, thermometer, and Liebig condenser was charged with 500 parts of a 30 wt% MEK solution of copolymer polyurethane resin P2 and 90 parts of isopropyl alcohol (IPA) and uniformly dissolved at 40 ° C. . Next, 300 parts of deionized water was gradually poured and stirred at 40 ° C. until the system was uniform. The system was then depressurized while maintaining the temperature at 40 ° C., and a total of 470 parts of MEK, IPA and water were distilled off. The obtained aqueous dispersion E2 had a solid content concentration of 36% by weight, an average particle size of 108 nm, a number average molecular weight of 22500, and a glass transition temperature (Tg) of 0 ° C.
A nitrogen-based granular fertilizer component having an average particle size of 4 mm is spray-coated with a water dispersion E2 using a jet coating apparatus, and moisture is evaporated and dried with hot hot air to form a coated granular sustained-release biodegradable coating H2. Obtained.
The aqueous dispersion E2 was coated on a polypropylene film, dried in a hot air dryer at 60 ° C., and then peeled off from the polypropylene sheet to prepare a sheet made of copolymer polyurethane P2 having a dry thickness of about 20 μm. Using this sheet, biodegradability in an aerobic dark place was evaluated. The specific evaluation method was based on ASTM-D5338. The evaluation results are shown in Table 1. The biodegradation rate of this sheet is relatively slow and is suitable for coatings and coatings where release of the coated component over a relatively long period is required.

共重合ポリウレタン樹脂P3の製造例
撹拌棒、温度計、コンデンサーを具備した容積1Lのガラス製4つ口フラスコに100部のポリ乳酸ジオールN1と100部のMEKを仕込み、均一に溶解した。ついで50℃で23部の4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)を添加し、70℃で30分反応させた後、20部のポリエチレングリコール(PEG#1000)を追加した。30分後に触媒として0.02部のジブチルチンジラウレートを添加し、70℃で更に2時間反応後、122部のMEKで希釈し、ついで4部のトリメチロールプロパンを加えた。2時間後124部のMEKを加えて固形分濃度30重量%に希釈し、反応を終了した。得られた共重合ポリウレタン樹脂P3の数平均分子量は24200であった。
Production Example of Copolymer Polyurethane Resin P3 100 parts of polylactic acid diol N1 and 100 parts of MEK were charged and uniformly dissolved in a 1 L glass four-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer, and a condenser. Then, 23 parts of 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (MDI) was added at 50 ° C. and reacted at 70 ° C. for 30 minutes, and then 20 parts of polyethylene glycol (PEG # 1000) was added. After 30 minutes, 0.02 part of dibutyltin dilaurate was added as a catalyst, reacted at 70 ° C. for another 2 hours, diluted with 122 parts of MEK, and then 4 parts of trimethylolpropane were added. After 2 hours, 124 parts of MEK was added to dilute to a solid concentration of 30% by weight to complete the reaction. The number average molecular weight of the obtained copolymer polyurethane resin P3 was 24200.

共重合ポリウレタン樹脂P4の製造例
撹拌棒、温度計、コンデンサーを具備したガラス製4つ口フラスコに75部のポリカロラクトンジオール(PCL)と50部のMEKを仕込み、均一に溶解した。ついで50℃でヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)を20部添加し、70℃で30分反応させた後、100部のMEKと100部のポリ乳酸ジオールN2を追加した。30分後に触媒として0.05部のジブチルチンジラウレートを添加し、70℃で更に2時間反応後、225部のMEKで希釈し、ついで4.5部のトリメチロールプロパンを加えた。2時間後208部のMEKで固形分濃度30重量%に希釈し、反応を終了した。得られた共重合ポリウレタン樹脂P4の数平均分子量は26300であった。
Production Example of Copolymer Polyurethane Resin P4 75 parts of polycalolactone diol (PCL) and 50 parts of MEK were charged in a glass four-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer, and a condenser, and dissolved uniformly. Next, 20 parts of hexamethylene diisocyanate (HDI) was added at 50 ° C. and reacted at 70 ° C. for 30 minutes, and then 100 parts of MEK and 100 parts of polylactic acid diol N 2 were added. After 30 minutes, 0.05 parts of dibutyltin dilaurate was added as a catalyst, reacted at 70 ° C. for another 2 hours, diluted with 225 parts of MEK, and then 4.5 parts of trimethylolpropane was added. Two hours later, 208 parts of MEK was diluted to a solid concentration of 30% by weight to complete the reaction. The number average molecular weight of the obtained copolymer polyurethane resin P4 was 26300.

比較例1、2
撹拌棒、温度計、リービッヒ冷却管を具備した2Lガラス製4つ口フラスコに共重合ポリウレタン樹脂P3、P4の30重量%MEK溶液500部とイソプロピルアルコール(IPA)90部を仕込み、40℃で溶解した。次に脱イオン水300部を徐々に注入し、40℃で撹拌したが系が均一にはならず、水分散体を得ることができなかった。
Comparative Examples 1 and 2
A 2 L glass four-necked flask equipped with a stir bar, thermometer, and Liebig condenser was charged with 500 parts of a 30 wt% MEK solution of copolymer polyurethane resins P3 and P4 and 90 parts of isopropyl alcohol (IPA) and dissolved at 40 ° C. did. Next, 300 parts of deionized water was gradually poured and stirred at 40 ° C., but the system was not uniform and an aqueous dispersion could not be obtained.

Figure 2012233023
Figure 2012233023

本発明における徐放性生分解性被覆体は、土壌、河川湖沼および海洋等の表面及び内部等の自然環境中において、微生物等の生物により徐々に分解され、その過程で被被覆成分を長期間にわたって持続的に放出し続ける作用を示す。このため、適切な被被覆成分を選択することによって、徐放性農薬、緩効性肥料、耐生物付着性コーティング剤等として用いることができる。     The sustained-release biodegradable covering in the present invention is gradually decomposed by organisms such as microorganisms in the natural environment such as the surface and the inside of soil, river lakes, and the ocean, etc. It exhibits the effect of continuously releasing over a long period. For this reason, by selecting an appropriate component to be coated, it can be used as a sustained-release agricultural chemical, a slow-release fertilizer, a bioadhesive coating agent, and the like.

Claims (13)

ポリ乳酸セグメントとスルホン酸塩基含有セグメントを分子中に有する共重合ポリウレタン樹脂からなる徐放性生分解性被覆剤。   A sustained-release biodegradable coating agent comprising a copolymer polyurethane resin having a polylactic acid segment and a sulfonate group-containing segment in the molecule. 前記スルホン酸塩基含有セグメントが共重合ポリエステルからなる請求項1記載の徐放性生分解性被覆剤。   The sustained-release biodegradable coating agent according to claim 1, wherein the sulfonate group-containing segment comprises a copolymerized polyester. 前記スルホン酸塩基がスルホン酸金属塩基、スルホン酸四級アンモニウム塩基またはスルホン酸四級スルホニウム塩基のいずれか1種または2種以上である請求項1または2に記載の徐放性生分解性被覆剤。   The sustained-release biodegradable coating agent according to claim 1 or 2, wherein the sulfonate group is one or more of a sulfonate metal base, a sulfonate quaternary ammonium base, or a sulfonate quaternary sulfonium base. . ポリ乳酸ジオール(A)、
スルホン酸塩基含有ジオール(B)、
(A)(B)以外のジオール(C)、
を、ジイソシアネート化合物(D)との重付加反応により結合した構造からなる共重合ポリウレタン樹脂からなる徐放性生分解性被覆剤。
Polylactic acid diol (A),
Sulfonate group-containing diol (B),
(A) Diol (C) other than (B),
Is a sustained-release biodegradable coating agent comprising a copolymerized polyurethane resin having a structure in which is bonded by a polyaddition reaction with a diisocyanate compound (D).
前記スルホン酸塩基の濃度が50eq/ton以上500eq/ton以下である請求項1〜4いずれかに記載の徐放性生分解性被覆剤。   The sustained-release biodegradable coating agent according to any one of claims 1 to 4, wherein a concentration of the sulfonate group is 50 eq / ton or more and 500 eq / ton or less. 前記ジオール(C)が2,2−ジメチル−3−ヒドロキシプロピル−2’,2’−ジメチル−3’−ヒドロキシプロパネートを含有する請求項4に記載の徐放性生分解性被覆剤。   The sustained-release biodegradable coating agent according to claim 4, wherein the diol (C) contains 2,2-dimethyl-3-hydroxypropyl-2 ', 2'-dimethyl-3'-hydroxypropanate. 前記ジオール(C)がポリエーテルジオールを含有する請求項4に記載の徐放性生分解性被覆剤。   The sustained-release biodegradable coating agent according to claim 4, wherein the diol (C) contains a polyether diol. 前記ジオール(A)、(B)、(C)の合計の0.1モル%以上5モル%以下が3官能以上のポリオールに置換されている請求項4に記載の徐放性生分解性被覆剤。   The sustained-release biodegradable coating according to claim 4, wherein 0.1 mol% or more and 5 mol% or less of the total of the diols (A), (B), and (C) is substituted with a trifunctional or more functional polyol. Agent. 前記ジイソシアネート化合物(D)の0.1モル%以上5モル%以下が3官能以上のポリイソシアネートに置換されている請求項4に記載の徐放性生分解性被覆剤。   The sustained-release biodegradable coating agent according to claim 4, wherein 0.1 mol% or more and 5 mol% or less of the diisocyanate compound (D) is substituted with a trifunctional or higher polyisocyanate. 前記ジオール(A)を構成するL−乳酸とD−乳酸のモル比(L/D)が1〜9であり、前記ジオール(A)に対するL−乳酸残基とD−乳酸残基の合計重量分率が50重量%以上である請求項4に記載の徐放性生分解性被覆剤。   The molar ratio (L / D) of L-lactic acid and D-lactic acid constituting the diol (A) is 1 to 9, and the total weight of the L-lactic acid residue and the D-lactic acid residue with respect to the diol (A) The sustained-release biodegradable coating agent according to claim 4, wherein the fraction is 50% by weight or more. 請求項1〜10いずれかに記載の生分解性被覆剤によって、被被覆成分を被覆した徐放性生分解性被覆体。   The sustained-release biodegradable coating body which coat | covered the to-be-coated component with the biodegradable coating agent in any one of Claims 1-10. 前記被被覆成分が、殺虫、除草、除菌、防黴、生物誘引および生物忌避のいずれか1種以上の機能を有するものである請求項11に記載の徐放性生分解性被覆体。   The sustained-release biodegradable covering according to claim 11, wherein the component to be coated has one or more functions of insecticidal, herbicidal, sterilizing, antifungal, biological attraction and biological repellent. 前記被被覆成分が、生物に対する生理活性、生長促進および栄養補給のいずれか1種以上の機能を有するものである請求項11に記載の徐放性生分解性被覆体。
The sustained-release biodegradable coating according to claim 11, wherein the component to be coated has one or more functions of physiological activity, growth promotion, and nutritional supplementation for living organisms.
JP2011100423A 2011-04-28 2011-04-28 Sustained-release biodegradable coating agent and body with sustained-release biodegradable coat Withdrawn JP2012233023A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011100423A JP2012233023A (en) 2011-04-28 2011-04-28 Sustained-release biodegradable coating agent and body with sustained-release biodegradable coat

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011100423A JP2012233023A (en) 2011-04-28 2011-04-28 Sustained-release biodegradable coating agent and body with sustained-release biodegradable coat

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2012233023A true JP2012233023A (en) 2012-11-29

Family

ID=47433681

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011100423A Withdrawn JP2012233023A (en) 2011-04-28 2011-04-28 Sustained-release biodegradable coating agent and body with sustained-release biodegradable coat

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2012233023A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014221860A (en) * 2013-05-13 2014-11-27 有限会社Nkリサーチ Stereocomplex crystalline polylactic acid prepolymer composition
JP2015218298A (en) * 2014-05-20 2015-12-07 東洋紡株式会社 Polylactic acid-based polyester resin, polylactic acid-based polyester resin water dispersion, and method for producing the polylactic acid-based polyester resin water dispersion
WO2018058193A1 (en) * 2016-09-29 2018-04-05 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Controlled release agrichemical composition
JP2021017563A (en) * 2019-07-23 2021-02-15 三洋化成工業株式会社 Polyurethane resin forming composition for agricultural medicine coating material

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014221860A (en) * 2013-05-13 2014-11-27 有限会社Nkリサーチ Stereocomplex crystalline polylactic acid prepolymer composition
JP2015218298A (en) * 2014-05-20 2015-12-07 東洋紡株式会社 Polylactic acid-based polyester resin, polylactic acid-based polyester resin water dispersion, and method for producing the polylactic acid-based polyester resin water dispersion
WO2018058193A1 (en) * 2016-09-29 2018-04-05 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Controlled release agrichemical composition
JP2021017563A (en) * 2019-07-23 2021-02-15 三洋化成工業株式会社 Polyurethane resin forming composition for agricultural medicine coating material

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Liu et al. Castor oil‐based waterborne polyurethanes with tunable properties and excellent biocompatibility
CA1128245A (en) Water-dispersible urethane polymers and aqueous polymer dispersions
JP5310565B2 (en) Copolyurethane resin containing polylactic acid segment, aqueous emulsion containing the same, and coating liquid composition
JP6020445B2 (en) Polylactic acid-based polyester resin, polylactic acid-based polyester resin aqueous dispersion, and method for producing polylactic acid-based polyester resin aqueous dispersion
US20120077932A1 (en) Compositions based on diisocyanates obtained from renewable raw materials
ES2589686T3 (en) Aqueous resin composition comprising a polyester polyurethane resin and a dendritic polyol
JP6319300B2 (en) Polylactic acid-based polyester resin, polylactic acid-based polyester resin solution, polylactic acid-based polyester resin aqueous dispersion, and method for producing polylactic acid-based polyester resin aqueous dispersion
JPWO2014088023A1 (en) Copolymer polyurethane resin and water-based emulsion
Karak Biopolymers for paints and surface coatings
JP2014139265A (en) Polylactic acid-based polyester resin, polylactic acid-based polyester resin water dispersion, and manufacturing method of polylactic acid-based polyester resin water dispersion
JP2019123871A (en) Highly branched polycarbonate polyol composition
JP2012233023A (en) Sustained-release biodegradable coating agent and body with sustained-release biodegradable coat
US20030040435A1 (en) Slow-release fertilizers and method for production of same
JP6163766B2 (en) Polyester resin, polyester resin water dispersion, and method for producing polyester resin water dispersion
CN105073805A (en) Active energy ray-curable resin composition, undercoating agent containing same, and molded article
JP5581609B2 (en) Adhesive for polylactic acid-based aqueous laminate, emulsion, and laminate using them
JP5998937B2 (en) Copolyurethane resin having poly (hydroxycarboxylic acid) segment and pendant carboxyl group, emulsion and adhesive composition containing the same
JP5970866B2 (en) Biomass plastic paint
JPWO2013042677A1 (en) Polylactic acid-based polyester resin, polylactic acid-based polyester resin aqueous dispersion, aqueous adhesive, and method for producing polylactic acid-based polyester resin aqueous dispersion
JP2010174170A (en) Binder for polylactic acid-based aqueous ink, aqueous emulsion, and aqueous ink
US20120289648A1 (en) Reactive compounds on the basis of transesterification
JP6340909B2 (en) Polylactic acid-based polyester resin, polylactic acid-based polyester resin aqueous dispersion, and method for producing polylactic acid-based polyester resin aqueous dispersion
Aruna et al. Anionomeric waterborne poly (urethane semicarbazide) dispersions and their adhesive properties
JP7281026B1 (en) Polyurethane aqueous dispersion for primer, primer layer and laminate
JP6565309B2 (en) UV-absorbing polyurethane composition, coating material using the composition, and coating film

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20140701