JP2017008292A - Polyurethane resin aqueous dispersion - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polyurethane resin aqueous dispersion excellent in adhesion, chemical resistance, water resistance, blocking resistance and scratch resistance.SOLUTION: There is provided the polyurethane resin aqueous dispersion containing water and a polyurethane resin (U) and satisfying all of following (1) to (6). (1) urethane group content in the (U) is 0.5 to 5.0 mmol/g based on weight of the (U). (2) terminal amino group content in the (U) is 0.35 mmol/g or less based on the weight of the (U). (3) number average molecular weight (Mn) of the (U) is 10,000 or more. (4) swelling percentage of the (U) with respect to ethanol at 25°C is 0.1 to 300 wt.% with respect to the weight of the (U). (5) volume average particle diameter (Dv) of the (U) is 0.01 to 1 μm. (6) 0.01 to 5 wt.% of a lubricant (f) based on the weight of the (U) is contained in the (U).SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、ポリウレタン樹脂水性分散体に関する。   The present invention relates to an aqueous polyurethane resin dispersion.

ポリウレタン樹脂水性分散体は、乾燥することにより得られる皮膜の機械的物性、耐久性、耐薬品性及び耐擦過性等の性能が優れることから、高機能水性分散体として、塗料、接着剤、繊維加工処理剤、紙処理剤及びインキ等に使用されており、今後も環境保全、省資源及び安全性等の観点から、ますます重要性を増していくと考えられる。従来、これらの用途では有機溶剤に溶解した溶剤系ウレタンが使用されていたが、有機溶剤の毒性、火災の危険性、環境汚染性等の欠点があるため、近年では溶剤系ウレタンからポリウレタン樹脂水性分散体への切り替えに拍車がかかっている。   Polyurethane resin aqueous dispersions are excellent in performance such as mechanical properties, durability, chemical resistance and scratch resistance of the film obtained by drying. It is used in processing agents, paper processing agents, inks, etc., and is expected to become increasingly important from the viewpoint of environmental conservation, resource saving, safety, and so on. Conventionally, solvent-based urethanes dissolved in organic solvents have been used in these applications. However, due to the disadvantages of organic solvent toxicity, fire hazard, environmental pollution, etc. The switch to the dispersion is spurring.

しかしながら、溶剤系ウレタンはウレタン樹脂が溶媒に溶解しているため、加熱温度によらず造膜性が良好であるのに対し、ウレタン樹脂水性分散体は粒子形状を有しており、粒子同士の融着により造膜するため溶剤系ウレタンに比べ造膜性が劣ることから、得られる皮膜の性能(機械的物性、耐久性、密着性、耐薬品性、耐水性及び耐擦過性等)が低下するという問題点があった。 However, the solvent-based urethane has a good film-forming property regardless of the heating temperature because the urethane resin is dissolved in the solvent, whereas the urethane resin aqueous dispersion has a particle shape, Film formation by fusion is inferior to solvent-based urethane, resulting in poor film performance (mechanical properties, durability, adhesion, chemical resistance, water resistance, scratch resistance, etc.) There was a problem of doing.

このため、ウレタン樹脂の造膜性を向上させたウレタン樹脂水性分散体(特許文献1参照)が提案されているが、基材への密着性には優れるものの耐薬品性、耐水性、耐ブロッキング性、耐擦過性が十分満足できるものではないという問題点があった。 For this reason, a urethane resin aqueous dispersion with improved urethane resin film-forming properties (see Patent Document 1) has been proposed, but it has excellent chemical resistance, water resistance, and blocking resistance, although it has excellent adhesion to the substrate. There was a problem that the properties and scratch resistance were not sufficiently satisfactory.

特開2008−169347号公報JP 2008-169347 A

本発明の課題は、基材への密着性、耐薬品性、耐水性、耐ブロッキング性及び耐擦過性に優れるポリウレタン樹脂水性分散体を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an aqueous polyurethane resin dispersion excellent in adhesion to a substrate, chemical resistance, water resistance, blocking resistance and scratch resistance.

本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討した結果、本発明に到達した。即ち本発明は、水とポリウレタン樹脂(U)を含有し、以下の(1)〜(6)の全てを満たすポリウレタン樹脂水性分散体;該分散体を含有する水性塗料;該分散体を含有する水性インク;該分散体を含有する水性繊維加工処理剤である。
(1)(U)中のウレタン基含量が(U)の重量に基づいて0.5〜5.0mmol/gである。
(2)(U)中の末端アミノ基含量が(U)の重量に基づいて0.35mmol/g以下である。
(3)(U)の数平均分子量(Mn)が1万以上である。
(4)(U)の25℃におけるエタノールに対する膨潤率が(U)の重量に対して0.1〜300重量%である。
(5)(U)の体積平均粒子径(Dv)が0.01〜1μmである。
(6)(U)中に(U)の重量に基づいて0.01〜5重量%の滑剤(f)を含む。
The inventor of the present invention has arrived at the present invention as a result of intensive investigations to achieve the above object. That is, the present invention contains water and a polyurethane resin (U), and a polyurethane resin aqueous dispersion satisfying all of the following (1) to (6); an aqueous paint containing the dispersion; and containing the dispersion Water-based ink; an aqueous fiber processing agent containing the dispersion.
(1) The urethane group content in (U) is 0.5 to 5.0 mmol / g based on the weight of (U).
(2) The terminal amino group content in (U) is 0.35 mmol / g or less based on the weight of (U).
(3) The number average molecular weight (Mn) of (U) is 10,000 or more.
(4) The swelling ratio of (U) to ethanol at 25 ° C. is 0.1 to 300% by weight with respect to the weight of (U).
(5) The volume average particle diameter (Dv) of (U) is 0.01 to 1 μm.
(6) 0.01 to 5% by weight of lubricant (f) is included in (U) based on the weight of (U).

本発明のポリウレタン樹脂水性分散体は、基材への密着性、耐薬品性、耐水性、耐ブロッキング性及び耐擦過性に優れる。   The aqueous polyurethane resin dispersion of the present invention is excellent in adhesion to a substrate, chemical resistance, water resistance, blocking resistance and scratch resistance.

<ポリウレタン樹脂(U)>
本発明のポリウレタン樹脂水性分散体は、上記の6つの要件をすべて満たすものである。
各要件について説明する。
要件(1) ポリウレタン樹脂(U)中のウレタン基含量は、(U)の重量に基づいて、0.5〜5.0mmol/gであり、得られる皮膜の密着性、機械的物性、耐久性、耐薬品性、耐擦過性及び耐ブロッキング性等の観点から、好ましくは0.6〜4.2mmol/g、更に好ましくは0.7〜3.4mmol/gである。ウレタン基含量が0.5mmol/g未満の場合は皮膜の機械的物性、耐久性、耐薬品性、耐擦過性及び耐ブロッキング性等が悪化し、5.0mmol/gを超えると皮膜の密着性が悪化する。
<Polyurethane resin (U)>
The aqueous polyurethane resin dispersion of the present invention satisfies all the above six requirements.
Each requirement will be described.
Requirement (1) The urethane group content in the polyurethane resin (U) is 0.5 to 5.0 mmol / g based on the weight of (U), and the adhesion, mechanical properties and durability of the resulting film. From the viewpoints of chemical resistance, scratch resistance, blocking resistance and the like, it is preferably 0.6 to 4.2 mmol / g, more preferably 0.7 to 3.4 mmol / g. When the urethane group content is less than 0.5 mmol / g, the mechanical properties, durability, chemical resistance, scratch resistance, blocking resistance, etc. of the film deteriorate, and when it exceeds 5.0 mmol / g, the adhesion of the film. Gets worse.

ポリオール(a)、ポリイソシアネート(b)並びに必要により使用する親水性基と活性水素原子を含有する化合物(c)、鎖伸長剤(d)及び反応停止剤(e)の量を適宜調整することにより、ポリウレタン樹脂(U)のウレタン基含量を所望の範囲とすることができる。
ここで親水性基とは、カルボキシル基、スルホ基、−NHSOH、及びそれらのアニオン基等のアニオン性親水性基、4級アミノ基等のカチオン性親水性基、ポリオキシエチレン基等のノニオン性親水性基等をさすものとする。
ウレタン基含量は、窒素分析計によって定量されるN原子含量と1H−NMRによって定量されるウレタン基とウレア基の比率及びアロハネート基及びビューレット基含量から算出する。
The amount of the polyol (a), the polyisocyanate (b), the compound (c) containing a hydrophilic group and an active hydrogen atom, the chain extender (d), and the reaction terminator (e) is adjusted as necessary. Thus, the urethane group content of the polyurethane resin (U) can be set to a desired range.
Here, the hydrophilic group refers to an anionic hydrophilic group such as a carboxyl group, a sulfo group, —NHSO 3 H, and an anionic group thereof, a cationic hydrophilic group such as a quaternary amino group, and a polyoxyethylene group. It refers to a nonionic hydrophilic group.
The urethane group content is calculated from the N atom content quantified by a nitrogen analyzer, the ratio of urethane groups and urea groups quantified by 1H-NMR, and the allohanate group and burette group contents.

要件(2)
一般にポリウレタン樹脂の分子末端は、原料の水酸基に由来する水酸基、又はイソシアネート基と水の反応若しくは原料のアミノ基に由来するアミノ基となる。また、ポリウレタン樹脂(U)を水中に分散する工程において、ウレタン基、ウレア基、アロハネート基又はビューレット基が加水分解することで、末端アミノ基が生成する。この末端アミノ基は末端水酸基と比較して耐水性が悪いため、末端アミノ基の含量が高いポリウレタン樹脂は耐水性が劣る。
従って、本発明において、ポリウレタン樹脂(U)中の末端アミノ基含量は、(U)の重量に基づいて0.35mmol/g以下であり、耐水性の観点から、好ましくは0.2mmol/g以下、更に好ましくは0.15mmol/g以下、特に好ましくは0.1mmol/g以下である。末端アミノ基含量が0.35mmol/gを超えると耐水性が悪化する。
Requirement (2)
In general, the molecular terminal of the polyurethane resin is a hydroxyl group derived from a hydroxyl group of a raw material, or an amino group derived from a reaction of an isocyanate group with water or an amino group of a raw material. In the step of dispersing the polyurethane resin (U) in water, the terminal amino group is generated by hydrolysis of the urethane group, urea group, allophanate group or burette group. Since this terminal amino group has poor water resistance compared to the terminal hydroxyl group, a polyurethane resin having a high content of terminal amino groups is inferior in water resistance.
Therefore, in the present invention, the terminal amino group content in the polyurethane resin (U) is 0.35 mmol / g or less based on the weight of (U), and preferably 0.2 mmol / g or less from the viewpoint of water resistance. More preferably, it is 0.15 mmol / g or less, and particularly preferably 0.1 mmol / g or less. When the terminal amino group content exceeds 0.35 mmol / g, the water resistance deteriorates.

ポリオール(a)、ポリイソシアネート(b)並びに必要により使用する親水性基と活性水素原子を含有する化合物(c)、鎖伸長剤(d)及び反応停止剤(e)の量を適宜調整することにより、ポリウレタン樹脂(U)の末端アミノ基含量を所望の範囲にすることができる。
末端アミノ基含量は全アミン価と3級アミン価から求めることが出来る。
The amount of the polyol (a), the polyisocyanate (b), the compound (c) containing a hydrophilic group and an active hydrogen atom, the chain extender (d), and the reaction terminator (e) is adjusted as necessary. By this, the terminal amino group content of the polyurethane resin (U) can be brought into a desired range.
The terminal amino group content can be determined from the total amine value and the tertiary amine value.

要件(3)
本発明において、ポリウレタン樹脂(U)のMnは、1万以上であり、得られる皮膜の機械的物性、耐久性、耐薬品性及び耐擦過性等の観点から、好ましくは1万〜100万、更に好ましくは1万〜50万、最も好ましくは1万〜30万である。
Mnが1万未満であると皮膜の機械的物性、耐久性、耐薬品性、耐水性、耐ブロッキング性及び耐擦過性等が悪化する。
Requirement (3)
In the present invention, the Mn of the polyurethane resin (U) is 10,000 or more, and preferably 10,000 to 1,000,000 from the viewpoint of mechanical properties, durability, chemical resistance, scratch resistance, and the like of the obtained film. More preferably, it is 10,000 to 500,000, and most preferably 10,000 to 300,000.
If the Mn is less than 10,000, the mechanical properties, durability, chemical resistance, water resistance, blocking resistance, scratch resistance, etc. of the coating deteriorate.

ポリオール(a)、ポリイソシアネート(b)並びに必要により使用する親水性基と活性水素原子を含有する化合物(c)、鎖伸長剤(d)及び反応停止剤(e)の量を適宜調整することにより、ポリウレタン樹脂(U)のMnを所望の範囲にすることができる。
Mnはゲルパーミュエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定することが出来る。
GPC測定において、測定に用いられる溶剤に対するポリウレタン樹脂(U)の溶解度が90%未満の場合はGPCの測定精度が低下する。その場合、分子量の正確な測定が困難なため、当該ポリウレタン樹脂の分子量は無限大とした。
The amount of the polyol (a), the polyisocyanate (b), the compound (c) containing a hydrophilic group and an active hydrogen atom, the chain extender (d), and the reaction terminator (e) is adjusted as necessary. Thereby, Mn of a polyurethane resin (U) can be made into a desired range.
Mn can be measured by gel permeation chromatography (GPC).
In the GPC measurement, when the solubility of the polyurethane resin (U) in the solvent used for the measurement is less than 90%, the GPC measurement accuracy is lowered. In that case, since it is difficult to accurately measure the molecular weight, the molecular weight of the polyurethane resin was infinite.

要件(4)
(U)の25℃におけるエタノールに対する膨潤率(以下エタノール膨潤率と記載する。)は(U)の重量に対して0.1〜300重量%であり、得られる皮膜の密着性、機械的物性、耐薬品性、耐水性、耐ブロッキング性及び耐擦過性の観点から、好ましくは0.5〜290重量%、さらに好ましくは50〜280重量%、特に好ましくは100〜250重量%である。25℃エタノールに対する膨潤率が0.1重量%より低いと密着性が悪化し、300重量%を超えると耐薬品性、耐水性、耐擦過性及び耐ブロッキング性が悪化する。
ポリウレタン樹脂(U)のエタノール膨潤率は、ウレタン皮膜のエタノール浸漬前後での重量変化から算出する。
エタノール膨潤率とは、ポリウレタン樹脂の架橋量の目安となるものである。
Requirement (4)
The swelling ratio of ethanol (U) to ethanol at 25 ° C. (hereinafter referred to as ethanol swelling ratio) is 0.1 to 300% by weight with respect to the weight of (U), and the adhesion and mechanical properties of the resulting film. From the viewpoint of chemical resistance, water resistance, blocking resistance and scratch resistance, it is preferably 0.5 to 290% by weight, more preferably 50 to 280% by weight, and particularly preferably 100 to 250% by weight. If the swelling ratio with respect to ethanol at 25 ° C. is lower than 0.1% by weight, the adhesion is deteriorated, and if it exceeds 300% by weight, the chemical resistance, water resistance, scratch resistance and blocking resistance are deteriorated.
The ethanol swelling ratio of the polyurethane resin (U) is calculated from the weight change before and after the urethane film is immersed in ethanol.
The ethanol swelling rate is a measure of the crosslinking amount of the polyurethane resin.

ポリウレタン樹脂(U)のエタノール膨潤率を所望の範囲とするには、(U)の3官能以上の構成単量体の含有量を適宜調整すればよい。例えば、具体的には下記[1]〜[4]の含有量を適宜調整すればよい。
[1]鎖伸長剤(d)の内、炭素数2〜10のポリアルキレンポリアミン類(例えば、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン等)。
[2]鎖伸長剤(d)に含まれる炭素数2〜30のポリエポキシ化合物の内、3官能以上のもの(例えば、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル等)。
[3]Mn300未満の低分子ポリオール(a2)の内、3価以上の脂肪族アルコール(例えば、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等)。
[4] ポリイソシアネート(b)の内、3個以上のイソシアネート基を有するもの(例えば、ヘキサメチレンジイソシアネートのヌレート化合物等)。
In order to make the ethanol swelling ratio of the polyurethane resin (U) within a desired range, the content of the trifunctional or higher constituent monomer of (U) may be appropriately adjusted. For example, specifically, the contents of the following [1] to [4] may be appropriately adjusted.
[1] Among the chain extenders (d), polyalkylene polyamines having 2 to 10 carbon atoms (for example, diethylenetriamine, triethylenetetramine, etc.).
[2] Among the polyepoxy compounds having 2 to 30 carbon atoms contained in the chain extender (d), those having three or more functional groups (for example, trimethylolpropane polyglycidyl ether).
[3] A trihydric or higher aliphatic alcohol (for example, trimethylolpropane, pentaerythritol, etc.) among the low-molecular polyol (a2) having an Mn of less than 300.
[4] Among the polyisocyanates (b), those having three or more isocyanate groups (for example, nurate compound of hexamethylene diisocyanate).

要件(5)
本発明において、ポリウレタン樹脂(U)の体積平均粒子径(Dv)は、0.01〜1μmであり、ポリウレタン樹脂水性分散体の分散安定性の観点から、好ましくは0.02〜0.7μm、更に好ましくは0.03〜0.4μmである。(Dv)が0.01μm未満であると高粘度のためハンドリング性が悪化し、1μmを超えると分散安定性が低下する。
Requirement (5)
In the present invention, the volume average particle diameter (Dv) of the polyurethane resin (U) is 0.01 to 1 μm, and from the viewpoint of dispersion stability of the polyurethane resin aqueous dispersion, preferably 0.02 to 0.7 μm, More preferably, it is 0.03-0.4 micrometer. When (Dv) is less than 0.01 μm, handling properties deteriorate due to high viscosity, and when it exceeds 1 μm, dispersion stability decreases.

(U)の体積平均粒子径(Dv)は、(U)中の親水性基、分散剤量及び分散工程で使用する分散機の種類及び運転条件によってきまる。従って、(U)の体積平均粒子径(Dv)を所望の範囲とするためには、分散工程において、後述の回転式分散機、超音波式分散機及び混練機から選択される装置を用いると共に、必要により(U)中に導入される親水性基の含有量と、必要により添加する分散剤(h)の量を適宜調整すればよい。
体積平均粒子径(Dv)は光散乱粒度分布測定装置で測定される。
The volume average particle diameter (Dv) of (U) is determined by the hydrophilic group in (U), the amount of the dispersant, the type of the disperser used in the dispersing step, and the operating conditions. Therefore, in order to bring the volume average particle diameter (Dv) of (U) into a desired range, in the dispersion step, an apparatus selected from a rotary disperser, an ultrasonic disperser and a kneader described later is used. If necessary, the content of the hydrophilic group introduced into (U) and the amount of the dispersant (h) to be added may be adjusted as necessary.
The volume average particle diameter (Dv) is measured with a light scattering particle size distribution measuring apparatus.

要件(6)
本発明のポリウレタン樹脂水性分散体は、滑剤(f)をポリウレタン樹脂水性媒体中のウレタン樹脂(U)の粒子中に相溶させることにより、皮膜の耐ブロッキング性及び耐擦過性に優れる。滑剤の含有量は、皮膜の密着性、耐ブロッキング性及び耐擦過性の観点から(U)の重量に基づいて0.01〜5wt%であり、好ましくは0.02〜2wt%、特に好ましくは0.05〜1wt%である。含有量が0.01wt%未満であると耐ブロッキング性及び耐擦過性が悪化し、5wt%を超えると密着性が低下する。
Requirement (6)
The aqueous polyurethane resin dispersion of the present invention is excellent in blocking resistance and scratch resistance of the film by making the lubricant (f) compatible with the urethane resin (U) particles in the aqueous polyurethane resin medium. The content of the lubricant is 0.01 to 5 wt%, preferably 0.02 to 2 wt%, particularly preferably, based on the weight of (U) from the viewpoint of film adhesion, blocking resistance and scratch resistance. 0.05 to 1 wt%. When the content is less than 0.01 wt%, the blocking resistance and scratch resistance are deteriorated, and when it exceeds 5 wt%, the adhesion is lowered.

滑剤(f)としては炭化水素系滑剤(例えばパラフィンワックス、合成ポリエチレン、流動パラフィン等)、高級アルコール系滑剤(例えばステアリルアルコール等)、高級脂肪酸系滑剤(例えばステアリン酸、ベヘニン酸、12ヒドロキシステアリン酸等)、脂肪族アミド系滑剤(例えばステアリン酸アミド、エルカ酸アミド、オレイン酸アミド、メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド等)、金属石鹸系滑剤(例えばステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸鉛等)、エステル系滑剤(例えばブチルステアレート、グリセリンモノステアレート、ペンタエリスリトールテトラステアレート等)、シリコーン系滑剤(例えばポリジメチルシロキサン等)、フッ素系滑剤(例えばパーフルオロアルカン、パーフルオロカルボン酸エステル、ポリテトラフルオロエチレン等)が挙げられる。その中でもウレタン樹脂(U)との相溶性、耐ブロッキング性及び耐擦過性の観点でエステル系滑剤及び脂肪族アミド系滑剤が好ましい。   As the lubricant (f), hydrocarbon lubricants (eg, paraffin wax, synthetic polyethylene, liquid paraffin, etc.), higher alcohol lubricants (eg, stearyl alcohol), higher fatty acid lubricants (eg, stearic acid, behenic acid, 12 hydroxystearic acid) Etc.), aliphatic amide type lubricants (eg stearic acid amide, erucic acid amide, oleic acid amide, methylene bis stearic acid amide, ethylene bis stearic acid amide etc.), metal soap type lubricants (eg calcium stearate, zinc stearate, stearin) Magnesium sulfate, lead stearate, etc.), ester lubricants (eg, butyl stearate, glycerin monostearate, pentaerythritol tetrastearate), silicone lubricants (eg, polydimethylsiloxane), fluorine-based lubricants Agents (e.g., perfluoroalkanes, perfluoro carboxylic acid esters, polytetrafluoroethylene and the like). Of these, ester lubricants and aliphatic amide lubricants are preferred from the viewpoints of compatibility with the urethane resin (U), blocking resistance, and scratch resistance.

滑剤(f)をウレタン樹脂(U)中に相溶化させる方法としては、ウレタン化反応前、ウレタン化反応中、ウレタン化反応後、水性媒体分散工程前のいずれかの時期に添加する方法が挙げられる。この方法で製造したポリウレタン樹脂水性分散体中では(U)中に(f)が相溶している状態であるため、皮膜形成時に(U)と(f)が別々に造膜することを防ぐことができ、皮膜の耐ブロッキング性及び耐擦過性が向上する。
ポリウレタン樹脂水性分散体中の滑剤(f)の含有量は、ガスクロマトグラフィー質量分析計(GCMS)で測定することができる。
Examples of the method of compatibilizing the lubricant (f) in the urethane resin (U) include a method of adding at any time before the urethanization reaction, during the urethanization reaction, after the urethanization reaction, and before the aqueous medium dispersion step. It is done. In the aqueous polyurethane resin dispersion produced by this method, since (f) is in a compatible state in (U), it is prevented that (U) and (f) are separately formed during film formation. And the blocking resistance and scratch resistance of the film are improved.
The content of the lubricant (f) in the aqueous polyurethane resin dispersion can be measured with a gas chromatography mass spectrometer (GCMS).

本発明のポリウレタン樹脂水性分散体は、下記の要件を満たすことが好ましい。
本発明において、ポリウレタン樹脂(U)中のウレア基含量は、皮膜の密着性及び耐水性の観点から、(U)の重量に基づいて2.0mmol/g以下であることが好ましく、更に好ましくは1.5mmol/g以下、特に好ましくは1.0mmol/g以下、とりわけ好ましくは0.7mmol/g以下である。
The aqueous polyurethane resin dispersion of the present invention preferably satisfies the following requirements.
In the present invention, the urea group content in the polyurethane resin (U) is preferably 2.0 mmol / g or less, more preferably, based on the weight of (U), from the viewpoint of film adhesion and water resistance. It is 1.5 mmol / g or less, particularly preferably 1.0 mmol / g or less, particularly preferably 0.7 mmol / g or less.

ポリウレタン樹脂(U)中のウレア基含量を所望の範囲とするには、(U)の原料中のアミノ基含量、水分含量及びイソシアネート基含量を適宜調整すればよい。
ウレア基含量は窒素分析計によって定量されるN原子含量と1H−NMRによって定量されるウレタン基とウレア基の比率及びアロハネート基及びビューレット基含量から算出する。
In order to bring the urea group content in the polyurethane resin (U) into a desired range, the amino group content, water content and isocyanate group content in the raw material of (U) may be appropriately adjusted.
The urea group content is calculated from the N atom content determined by a nitrogen analyzer, the ratio of urethane group and urea group determined by 1H-NMR, and the allohanate group and burette group content.

本発明において、ポリウレタン樹脂(U)中のアロハネート基及びビューレット基の含有量の合計値は、造膜性及び得られる皮膜の耐水性の観点から、(U)の重量に基づいて0.1mmol/g以下であることが好ましく、更に好ましくは0.03mmol/g以下、特に好ましくは0.01mmol/g以下、とりわけ好ましくは0.003mmol/g以下、最も好ましくは0.001mmol/g以下である。   In the present invention, the total content of allophanate groups and burette groups in the polyurethane resin (U) is 0.1 mmol based on the weight of (U) from the viewpoint of film forming properties and water resistance of the resulting film. / G or less, more preferably 0.03 mmol / g or less, particularly preferably 0.01 mmol / g or less, particularly preferably 0.003 mmol / g or less, and most preferably 0.001 mmol / g or less. .

ポリウレタン樹脂(U)のアロハネート基及びビューレット基の含有量の合計値を所望の範囲とするには、(U)の原料中のアミノ基含量、水酸基及びアミノ基の当量に対するイソシアネート基の当量の比、ウレタン化反応温度等を適宜調整すればよい。特に、反応温度については、120℃以下又は180℃以上とすることによりアロハネート基及びビューレット基の生成を抑えることができる。
アロハネート基及びビューレット基の含有量はガスクロマトグラフィー法で測定される。
In order to set the total content of allophanate groups and burette groups in the polyurethane resin (U) to a desired range, the content of amino groups in the raw material of (U), the equivalents of isocyanate groups to the equivalents of hydroxyl groups and amino groups The ratio, the urethanization reaction temperature and the like may be adjusted as appropriate. Especially about reaction temperature, the production | generation of an allophanate group and a burette group can be suppressed by setting it as 120 degrees C or less or 180 degrees C or more.
The contents of allophanate groups and burette groups are measured by gas chromatography.

ポリウレタン樹脂(U)はポリオール(a)、ポリイソシアネート(b)及び親水性基と活性水素原子を含有する化合物(c)を構成単量体としてなり、必要により、鎖伸長剤(d)及び反応停止剤(e)を構成単量体としてなる樹脂である。
以下各成分について説明する。
The polyurethane resin (U) comprises a polyol (a), a polyisocyanate (b), and a compound (c) containing a hydrophilic group and an active hydrogen atom as constituent monomers, and if necessary, a chain extender (d) and a reaction It is a resin comprising the terminator (e) as a constituent monomer.
Each component will be described below.

ポリオール(a)としては、数平均分子量(以下、Mnと略記)300以上の高分子ポリオール(a1)及びMn300未満の低分子ポリオール(a2)が挙げられる。
尚、本発明におけるポリオールのMnはポリエチレングリコールを標準としてゲルパーミュエーションクロマトグラフィー(GPC)によって測定されるものである。但し、低分子ポリオールのMnは化学式からの計算値である。
Examples of the polyol (a) include a polymer polyol (a1) having a number average molecular weight (hereinafter abbreviated as Mn) of 300 or more and a low molecular polyol (a2) having a Mn of less than 300.
In the present invention, the Mn of the polyol is measured by gel permeation chromatography (GPC) using polyethylene glycol as a standard. However, Mn of the low molecular polyol is a calculated value from the chemical formula.

Mn300以上の高分子ポリオール(a1)としては、ポリエーテルポリオール(a11)及びポリエステルポリオール(a12)等が挙げられる。   Examples of the polymer polyol (a1) having Mn of 300 or more include polyether polyol (a11) and polyester polyol (a12).

ポリエーテルポリオール(a11)としては、脂肪族ポリエーテルポリオール及び芳香族環含有ポリエーテルポリオールが挙げられる。   Examples of the polyether polyol (a11) include aliphatic polyether polyols and aromatic ring-containing polyether polyols.

脂肪族ポリエーテルポリオールとしては、例えばポリオキシエチレンポリオール[ポリエチレングリコール(以下、PEGと略記)等]、ポリオキシプロピレンポリオール[ポリプロピレングリコール等]、ポリオキシエチレン/プロピレンポリオール及びポリテトラメチレンエーテルグリコール等が挙げられる。   Examples of the aliphatic polyether polyol include polyoxyethylene polyol [polyethylene glycol (hereinafter abbreviated as PEG), etc.], polyoxypropylene polyol [polypropylene glycol, etc.], polyoxyethylene / propylene polyol, and polytetramethylene ether glycol. Can be mentioned.

脂肪族ポリエーテルポリオールの市販品としては、PTMG1000[Mn=1,000のポリテトラメチレンエーテルグリコール、三菱化学(株)製]、PTMG2000[Mn=2,000のポリテトラメチレンエーテルグリコール、三菱化学(株)製]、PTMG3000[Mn=3,000のポリテトラメチレンエーテルグリコール、三菱化学(株)製]、PTGL3000[Mn=3,000の変性PTMG、保土谷化学工業(株)製]、及びサンニックスジオールGP−3000[Mn=3,000のポリプロピレンエーテルトリオール、三洋化成工業(株)製]等が挙げられる。   Commercially available products of aliphatic polyether polyols include PTMG1000 [polytetramethylene ether glycol with Mn = 1,000, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation], PTMG2000 [polytetramethylene ether glycol with Mn = 2,000, Mitsubishi Chemical ( Co., Ltd.], PTMG3000 [polytetramethylene ether glycol of Mn = 3,000, manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd.], PTGL3000 [modified PTMG of Mn = 3,000, manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.], and Sun Nickxdiol GP-3000 [polypropylene ether triol with Mn = 3,000, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.] and the like.

芳香族ポリエーテルポリオールとしては、例えばビスフェノールAのエチレンオキサイド(以下、EOと略記)付加物[ビスフェノールAのEO2モル付加物、ビスフェノールAのEO4モル付加物、ビスフェノールAのEO6モル付加物、ビスフェノールAのEO8モル付加物、ビスフェノールAのEO10モル付加物及びビスフェノールAのEO20モル付加物等]及びビスフェノールAのプロピレンオキサイド(以下、POと略記)付加物[ビスフェノールAのPO2モル付加物、ビスフェノールAのPO3モル付加物、ビスフェノールAのPO5モル付加物等]等のビスフェノール骨格を有するポリオール並びにレゾルシンのEO又はPO付加物等が挙げられる。   Examples of aromatic polyether polyols include ethylene oxide (hereinafter abbreviated as EO) adducts of bisphenol A [EO 2 mol adduct of bisphenol A, EO 4 mol adduct of bisphenol A, EO 6 mol adduct of bisphenol A, and bisphenol A. EO 8 mol adduct, bisphenol A EO 10 mol adduct and bisphenol A EO 20 mol adduct, etc.] and bisphenol A propylene oxide (hereinafter abbreviated as PO) adduct [bisphenol A PO 2 mol adduct, bisphenol A PO3 molar adducts, PO5 molar adducts of bisphenol A, etc.], and EO or PO adducts of resorcin, and the like.

(a11)のMnは、ポリウレタン樹脂(U)の機械物性の観点から、通常300以上、好ましくは300〜10,000、更に好ましくは300〜6,000である。   Mn in (a11) is usually 300 or more, preferably 300 to 10,000, more preferably 300 to 6,000, from the viewpoint of mechanical properties of the polyurethane resin (U).

ポリエステルポリオール(a12)としては、縮合型ポリエステルポリオール、ポリラクトンポリオール、ポリカーボネートポリオール及びヒマシ油系ポリオールが挙げられる。   Examples of the polyester polyol (a12) include condensed polyester polyols, polylactone polyols, polycarbonate polyols, and castor oil-based polyols.

縮合型ポリエステルポリオールは、低分子量(Mn300未満)多価アルコールと炭素数2〜10の多価カルボン酸又はそのエステル形成性誘導体とのポリエステルポリオールである。
低分子量多価アルコールとしては、Mn300未満の2価〜8価又はそれ以上の脂肪族多価アルコール及びMn300未満の2価〜8価又はそれ以上のフェノールのアルキレンオキサイド(EO、PO、1,2−、1,3−、2,3−又は1,4−ブチレンオキサイド等を表し、以下AOと略記)低モル付加物が使用できる。
縮合型ポリエステルポリオールに使用できる低分子量多価アルコールの内好ましいのは、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサングリコール、ビスフェノールAのEO又はPO低モル付加物及びこれらの併用である。
The condensed polyester polyol is a polyester polyol of a low molecular weight (less than Mn300) polyhydric alcohol and a polyvalent carboxylic acid having 2 to 10 carbon atoms or an ester-forming derivative thereof.
Low molecular weight polyhydric alcohols include dihydric to octahydric or higher aliphatic polyhydric alcohols less than Mn300 and alkylene oxides of dihydric to octavalent or higher phenols less than Mn300 (EO, PO, 1, 2). -, 1,3-, 2,3- or 1,4-butylene oxide and the like, hereinafter abbreviated as AO) and low molar adducts can be used.
Among the low molecular weight polyhydric alcohols that can be used in the condensed polyester polyol, ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, 1,6-hexane glycol, bisphenol A EO or PO low mole Adducts and combinations thereof.

縮合型ポリエステルポリオールに使用できる炭素数2〜10の多価カルボン酸又はそのエステル形成性誘導体としては、脂肪族ジカルボン酸(コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバチン酸、フマル酸及びマレイン酸等)、脂環式ジカルボン酸(ダイマー酸等)、芳香族ジカルボン酸(テレフタル酸、イソフタル酸及びフタル酸等)、3価又はそれ以上のポリカルボン酸(トリメリット酸及びピロメリット酸等)、これらの無水物(無水コハク酸、無水マレイン酸、無水フタル酸及び無水トリメリット酸等)、これらの酸ハロゲン化物(アジピン酸ジクロライド等)、これらの低分子量アルキルエステル(コハク酸ジメチル及びフタル酸ジメチル等)並びこれらの併用が挙げられる。   Examples of the polyvalent carboxylic acid having 2 to 10 carbon atoms or ester-forming derivatives thereof that can be used in the condensed polyester polyol include aliphatic dicarboxylic acids (succinic acid, adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, fumaric acid, maleic acid, etc.) , Alicyclic dicarboxylic acids (such as dimer acid), aromatic dicarboxylic acids (such as terephthalic acid, isophthalic acid and phthalic acid), trivalent or higher polycarboxylic acids (such as trimellitic acid and pyromellitic acid), these Anhydrides (succinic anhydride, maleic anhydride, phthalic anhydride, trimellitic anhydride, etc.), acid halides thereof (adipic acid dichloride, etc.), low molecular weight alkyl esters thereof (dimethyl succinate, dimethyl phthalate, etc.) These combinations are listed.

縮合型ポリエステルポリオールの具体例としては、ポリエチレンアジペートジオール、ポリブチレンアジペートジオール、ポリヘキサメチレンアジペートジオール、ポリヘキサメチレンイソフタレートジオール、ポリネオペンチルアジペートジオール、ポリエチレンプロピレンアジペートジオール、ポリエチレンブチレンアジペートジオール、ポリブチレンヘキサメチレンアジペートジオール、ポリジエチレンアジペートジオール、ポリ(ポリテトラメチレンエーテル)アジペートジオール、ポリ(3−メチルペンチレンアジペート)ジオール、ポリエチレンアゼレートジオール、ポリエチレンセバケートジオール、ポリブチレンアゼレートジオール、ポリブチレンセバケートジオール及びポリネオペンチルテレフタレートジオール等が挙げられる。   Specific examples of the condensed polyester polyol include polyethylene adipate diol, polybutylene adipate diol, polyhexamethylene adipate diol, polyhexamethylene isophthalate diol, polyneopentyl adipate diol, polyethylene propylene adipate diol, polyethylene butylene adipate diol, polybutylene Hexamethylene adipate diol, polydiethylene adipate diol, poly (polytetramethylene ether) adipate diol, poly (3-methylpentylene adipate) diol, polyethylene azelate diol, polyethylene sebacate diol, polybutylene azelate diol, polybutylene seba Kate diol and polyneopentyl terephthalate diol It is.

縮合型ポリエステルポリオールの市販品としては、サンエスター2610[Mn=1,000のポリエチレンアジペートジオール、三洋化成工業(株)製]、サンエスター4620[Mn=2,000のポリテトラメチレンアジペートジオール]、及びサンエスター2620[Mn=2,000のポリエチレンアジペートジオール、三洋化成工業(株)製]等が挙げられる。   As a commercially available product of condensed polyester polyol, Sanester 2610 [polyethylene adipate diol with Mn = 1,000, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.], Sanester 4620 [polytetramethylene adipate diol with Mn = 2,000], And Sanester 2620 [polyethylene adipate diol with Mn = 2,000, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.].

ポリラクトンポリオールは、上記低分子量多価アルコールへのラクトンの重付加物であり、ラクトンとしては、炭素数4〜12のラクトン(例えばγ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン及びε−カプロラクトン)等が挙げられる。
ポリラクトンポリオールの具体例としては、例えばポリカプロラクトンジオール、ポリバレロラクトンジオール及びポリカプロラクトントリオール等が挙げられる。
The polylactone polyol is a polyaddition product of a lactone to the low molecular weight polyhydric alcohol. Examples of the lactone include lactones having 4 to 12 carbon atoms (for example, γ-butyrolactone, γ-valerolactone, and ε-caprolactone). It is done.
Specific examples of the polylactone polyol include polycaprolactone diol, polyvalerolactone diol, and polycaprolactone triol.

ポリカーボネートポリオールとしては、上記低分子量多価アルコールと、低分子カーボネート化合物(例えば、アルキル基の炭素数1〜6のジアルキルカーボネート、炭素数2〜6のアルキレン基を有するアルキレンカーボネート及び炭素数6〜9のアリール基を有するジアリールカーボネート)とを、脱アルコール反応させながら縮合させることによって製造されるポリカーボネートポリオール等が挙げられる。低分子量多価アルコール及びアルキレンカーボネートはそれぞれ2種以上併用してもよい。   Examples of the polycarbonate polyol include the low molecular weight polyhydric alcohol, a low molecular carbonate compound (for example, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkylene carbonate having an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms, and 6 to 9 carbon atoms). And a polycarbonate polyol produced by condensation with a dealcoholization reaction. Two or more low molecular weight polyhydric alcohols and alkylene carbonates may be used in combination.

ポリカーボネートポリオールの具体例としては、ポリヘキサメチレンカーボネートジオール、ポリペンタメチレンカーボネートジオール、ポリテトラメチレンカーボネートジオール及びポリ(テトラメチレン/ヘキサメチレン)カーボネートジオール(例えば1,4−ブタンジオールと1,6−ヘキサンジオールをジアルキルカーボネートと脱アルコール反応させながら縮合させて得られるジオール)等が挙げられる。   Specific examples of the polycarbonate polyol include polyhexamethylene carbonate diol, polypentamethylene carbonate diol, polytetramethylene carbonate diol, and poly (tetramethylene / hexamethylene) carbonate diol (for example, 1,4-butanediol and 1,6-hexane). And a diol obtained by condensing a diol with a dialkyl carbonate while causing a dealcoholization reaction).

ポリカーボネートポリオールの市販品としては、ニッポラン980R[Mn=2,000のポリヘキサメチレンカーボネートジオール、日本ポリウレタン工業(株)製]、クラレポリオールC−3090[Mn=3,000のポリ(3−メチル−5−ペンタンジオール/ヘキサメチレン)カーボネートジオール]、及びT4672[Mn=2,000のポリ(テトラメチレン/ヘキサメチレン)カーボネートジオール、旭化成ケミカルズ(株)製]等が挙げられる。   Examples of commercially available polycarbonate polyols include NIPPOLAN 980R [polyhexamethylene carbonate diol with Mn = 2,000, manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.], and Kuraray polyol C-3090 [poly (3-methyl- with Mn = 3,000). 5-pentanediol / hexamethylene) carbonate diol], T4672 [poly (tetramethylene / hexamethylene) carbonate diol of Mn = 2,000, manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation], and the like.

ヒマシ油系ポリオールには、ヒマシ油、及びポリオール又はAOで変性された変性ヒマシ油が含まれる。変性ヒマシ油はヒマシ油とポリオールとのエステル交換及び/又はAO付加により製造できる。ヒマシ油系ポリオールとしては、ヒマシ油、トリメチロールプロパン変性ヒマシ油、ペンタエリスリトール変性ヒマシ油、ヒマシ油のEO(4〜30モル)付加物等が挙げられる。   The castor oil-based polyol includes castor oil and modified castor oil modified with polyol or AO. Modified castor oil can be produced by transesterification of castor oil and polyol and / or AO addition. Castor oil-based polyols include castor oil, trimethylolpropane-modified castor oil, pentaerythritol-modified castor oil, and EO (4 to 30 mol) adduct of castor oil.

ポリエステルポリオール(a12)の内好ましいのは、縮合型ポリエステルポリオール及びポリカーボネートポリオールである。   Of the polyester polyols (a12), preferred are condensed polyester polyols and polycarbonate polyols.

Mn300未満の低分子ポリオール(a2)としては、脂肪族2価アルコール、脂肪族3価アルコール及び4価以上の脂肪族アルコールが挙げられる。(a2)の内、耐水性、耐熱黄変性の観点から好ましいのは、2〜3価の脂肪族アルコールであり、脂肪族2価アルコールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール及び1,6−ヘキサンジオールが特に好ましく、脂肪族3価アルコールとしては、トリメチロールプロパンが特に好ましい。   Examples of the low molecular polyol (a2) having a Mn of less than 300 include aliphatic dihydric alcohols, aliphatic trihydric alcohols and tetrahydric or higher aliphatic alcohols. Among (a2), from the viewpoint of water resistance and heat-resistant yellowing, a divalent or trivalent aliphatic alcohol is preferable. Examples of the aliphatic dihydric alcohol include ethylene glycol, propylene glycol, and 1,4-butanediol. Neopentyl glycol and 1,6-hexanediol are particularly preferable, and trimethylolpropane is particularly preferable as the aliphatic trihydric alcohol.

ポリウレタン樹脂(U)の必須構成成分であるポリイソシアネート(b)としては、従来ポリウレタン樹脂製造に使用されているものが使用できる。ポリイソシアネート(b)としては、2〜3個又はそれ以上のイソシアネート基を有する炭素数6〜20(イソシアネート基中の炭素を除く、以下同様)の芳香族ポリイソシアネート(b1)、炭素数2〜18の脂肪族ポリイソシアネート(b2)、炭素数4〜15の脂環式ポリイソシアネート(b3)、炭素数8〜15の芳香脂肪族ポリイソシアネート(b4)及び(b1)〜(b4)の誘導体(例えばイソシアヌレート化物)が挙げられる。   As the polyisocyanate (b), which is an essential component of the polyurethane resin (U), those conventionally used for the production of polyurethane resins can be used. The polyisocyanate (b) is an aromatic polyisocyanate (b1) having 2 to 3 or more isocyanate groups and having 6 to 20 carbon atoms (excluding carbon in the isocyanate group, the same shall apply hereinafter), and 2 to 2 carbon atoms. 18 aliphatic polyisocyanate (b2), alicyclic polyisocyanate (b3) having 4 to 15 carbon atoms, araliphatic polyisocyanate (b4) having 8 to 15 carbon atoms and derivatives of (b1) to (b4) ( For example, isocyanurate product).

炭素数6〜20の芳香族ポリイソシアネート(b1)としては、例えば1,3−又は1,4−フェニレンジイソシアネート、2,4−又は2,6−トリレンジイソシアネート(TDI)、4,4’−又は2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、1,5−ナフチレンジイソシアネート、4,4’,4’’−トリフェニルメタントリイソシアネート、m−又はp−イソシアナトフェニルスルホニルイソシアネート、クルードMDI等が挙げられる。   Examples of the aromatic polyisocyanate having 6 to 20 carbon atoms (b1) include 1,3- or 1,4-phenylene diisocyanate, 2,4- or 2,6-tolylene diisocyanate (TDI), 4,4′-. Or 2,4′-diphenylmethane diisocyanate (MDI), 1,5-naphthylene diisocyanate, 4,4 ′, 4 ″ -triphenylmethane triisocyanate, m- or p-isocyanatophenylsulfonyl isocyanate, crude MDI, etc. Can be mentioned.

炭素数2〜18の脂肪族ポリイソシアネート(b2)としては、例えばエチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、ドデカメチレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、2−イソシアナトエチル−2,6−ジイソシアナトヘキサノエート等が挙げられる。   Examples of the aliphatic polyisocyanate (b2) having 2 to 18 carbon atoms include ethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate (HDI), dodecamethylene diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, lysine diisocyanate, 2 -Isocyanatoethyl-2,6-diisocyanatohexanoate and the like.

炭素数4〜15の脂環式ポリイソシアネート(b3)としては、例えばイソホロンジイソシアネート(IPDI)、4,4−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(水添MDI)、シクロヘキシレンジイソシアネート、メチルシクロヘキシレンジイソシアネート(水添TDI)、ビス(2−イソシアナトエチル)−4−シクロヘキセン−1,2−ジカルボキシレート、2,5−又は2,6−ノルボルナンジイソシアネート等が挙げられる。   Examples of the alicyclic polyisocyanate (b3) having 4 to 15 carbon atoms include isophorone diisocyanate (IPDI), 4,4-dicyclohexylmethane diisocyanate (hydrogenated MDI), cyclohexylene diisocyanate, and methylcyclohexylene diisocyanate (hydrogenated TDI). Bis (2-isocyanatoethyl) -4-cyclohexene-1,2-dicarboxylate, 2,5- or 2,6-norbornane diisocyanate, and the like.

炭素数8〜15の芳香脂肪族ポリイソシアネート(b4)としては、例えばm−及び/又はp−キシリレンジイソシアネート(XDI)、α,α,α’,α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)等が挙げられる。   Examples of the aromatic aliphatic polyisocyanate (b4) having 8 to 15 carbon atoms include m- and / or p-xylylene diisocyanate (XDI), α, α, α ′, α′-tetramethylxylylene diisocyanate (TMXDI). Etc.

ポリイソシアネート(b)の内、得られる皮膜の機械的物性、耐候性の観点から好ましいのは(b2)及び(b3)、更に好ましいのは(b3)、特に好ましいのはIPDI及び水添MDIである。   Of the polyisocyanates (b), (b2) and (b3) are preferable from the viewpoint of mechanical properties and weather resistance of the resulting film, (b3) is more preferable, and IPDI and hydrogenated MDI are particularly preferable. is there.

親水性基と活性水素原子を含有する化合物(c)としては、アニオン性基と活性水素原子を含有する化合物(c1)及びカチオン性基と活性水素原子を含有する化合物(c2)が挙げられる。
(c1)としては、例えばアニオン性基としてカルボキシル基を含有し、炭素数が2〜10の化合物[ジアルキロールアルカン酸(例えば2,2−ジメチロールプロピオン酸、2,2−ジメチロールブタン酸、2,2−ジメチロールヘプタン酸及び2,2−ジメチロールオクタン酸)、酒石酸及びアミノ酸(例えばグリシン、アラニン及びバリン)等]、アニオン性基としてスルホン酸基を含有し、炭素数が2〜16の化合物[3−(2,3−ジヒドロキシプロポキシ)−1−プロパンスルホン酸及びスルホイソフタル酸ジ(エチレングリコール)エステル等]、アニオン性基としてスルファミン酸基を含有し、炭素数が2〜10の化合物[N,N−ビス(2−ヒドロキシルエチル)スルファミン酸等]等並びにこれらの化合物を中和剤で中和した塩が挙げられる。
Examples of the compound (c) containing a hydrophilic group and an active hydrogen atom include a compound (c1) containing an anionic group and an active hydrogen atom, and a compound (c2) containing a cationic group and an active hydrogen atom.
(C1) is, for example, a compound having a carboxyl group as an anionic group and having 2 to 10 carbon atoms [dialkylol alkanoic acid (for example, 2,2-dimethylolpropionic acid, 2,2-dimethylolbutanoic acid). 2,2-dimethylolheptanoic acid and 2,2-dimethyloloctanoic acid), tartaric acid and amino acids (for example, glycine, alanine and valine)], a sulfonic acid group as an anionic group, and having 2 to 2 carbon atoms. 16 compounds [3- (2,3-dihydroxypropoxy) -1-propanesulfonic acid and sulfoisophthalic acid di (ethylene glycol) ester and the like], containing a sulfamic acid group as an anionic group, and having 2 to 10 carbon atoms [N, N-bis (2-hydroxylethyl) sulfamic acid, etc.] and the like, and these compounds in a neutralizer Like the salt.

(c1)の塩に用いられる中和剤としては、例えばアンモニア、炭素数1〜20のアミン化合物又はアルカリ金属水酸化物(水酸化ナトリウム、水酸化カリウム及び水酸化リチウム等)が挙げられる。
炭素数1〜20のアミン化合物としては、モノメチルアミン、モノエチルアミン、モノブチルアミン及びモノエタノールアミン等の1級アミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジブチルアミン、ジエタノールアミン及びジイソプロパノールアミン、メチルプロパノールアミン等の2級アミン並びにトリメチルアミン、トリエチルアミン、ジメチルエチルアミン、ジメチルモノエタノールアミン及びトリエタノールアミン等の3級アミンが挙げられる。
Examples of the neutralizing agent used in the salt of (c1) include ammonia, an amine compound having 1 to 20 carbon atoms, or an alkali metal hydroxide (such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, and lithium hydroxide).
Examples of the amine compound having 1 to 20 carbon atoms include primary amines such as monomethylamine, monoethylamine, monobutylamine and monoethanolamine, secondary amines such as dimethylamine, diethylamine, dibutylamine, diethanolamine, diisopropanolamine and methylpropanolamine. Examples include amines and tertiary amines such as trimethylamine, triethylamine, dimethylethylamine, dimethylmonoethanolamine and triethanolamine.

(c1)の塩に用いられる中和剤としては、生成するポリウレタン樹脂水性分散体の乾燥性及び得られる皮膜の耐水性の観点から、25℃における蒸気圧が高い化合物が好適である。このような観点から、(c1)の塩に用いられる中和剤としては、アンモニア、モノメチルアミン、モノエチルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン及びジメチルエチルアミンが好ましく、更に好ましいのはアンモニア、モノエチルアミン、ジメチルアミン及びジエチルアミン、特に好ましいのはアンモニアである。   As the neutralizing agent used for the salt of (c1), a compound having a high vapor pressure at 25 ° C. is preferable from the viewpoint of drying property of the aqueous polyurethane resin dispersion to be formed and water resistance of the resulting film. From such a viewpoint, the neutralizing agent used in the salt of (c1) is preferably ammonia, monomethylamine, monoethylamine, dimethylamine, diethylamine, trimethylamine, triethylamine or dimethylethylamine, more preferably ammonia or monoethylamine. Dimethylamine and diethylamine, particularly preferred is ammonia.

(c1)の内、得られる皮膜の樹脂物性及びポリウレタン樹脂水性分散体の分散安定性の観点から好ましいのは、2,2−ジメチロールプロピオン酸及び2,2−ジメチロールブタン酸及びこれらの塩類であり、更に好ましいのは2,2−ジメチロールプロピオン酸及び2,2−ジメチロールブタン酸のアンモニア又は炭素数1〜20のアミン化合物による中和塩である。   Among the (c1), 2,2-dimethylolpropionic acid, 2,2-dimethylolbutanoic acid and salts thereof are preferable from the viewpoint of the resin physical properties of the obtained film and the dispersion stability of the aqueous polyurethane resin dispersion. More preferred are neutralized salts of 2,2-dimethylolpropionic acid and 2,2-dimethylolbutanoic acid with ammonia or an amine compound having 1 to 20 carbon atoms.

カチオン性基と活性水素原子を含有する化合物(c2)としては、例えば炭素数1〜20の3級アミノ基含有ジオール[N−アルキルジアルカノールアミン(例えばN−メチルジエタノールアミン、N−プロピルジエタノールアミン、N−ブチルジエタノールアミン及びN−メチルジプロパノールアミン)及びN,N−ジアルキルモノアルカノールアミン(例えばN,N−ジメチルエタノールアミン)等]等の化合物を中和剤で中和した塩が挙げられる。   As the compound (c2) containing a cationic group and an active hydrogen atom, for example, a tertiary amino group-containing diol having 1 to 20 carbon atoms [N-alkyl dialkanolamine (for example, N-methyldiethanolamine, N-propyldiethanolamine, N -Butyldiethanolamine and N-methyldipropanolamine) and N, N-dialkylmonoalkanolamine (for example, N, N-dimethylethanolamine) and the like] and the like, and the like.

(c2)に用いられる中和剤としては、例えば炭素数1〜10のモノカルボン酸(例えばギ酸、酢酸、プロパン酸等)、炭酸、炭酸ジメチル、硫酸ジメチル、メチルクロライド及びベンジルクロライド等が挙げられる。
(c2)に用いられる中和剤としては、生成するポリウレタン樹脂の水性分散体の乾燥性及び得られる皮膜の耐水性の観点から、25℃における蒸気圧が高い化合物が好適である。このような観点から(c2)に用いられる中和剤としては、炭素数1〜10のモノカルボン酸及び炭酸が好ましく、更に好ましいのはギ酸及び炭酸、特に好ましいのは炭酸である。
Examples of the neutralizing agent used in (c2) include monocarboxylic acids having 1 to 10 carbon atoms (for example, formic acid, acetic acid, propanoic acid, etc.), carbonic acid, dimethyl carbonate, dimethyl sulfate, methyl chloride and benzyl chloride. .
As the neutralizing agent used in (c2), a compound having a high vapor pressure at 25 ° C. is preferable from the viewpoint of the drying property of the aqueous dispersion of the polyurethane resin to be produced and the water resistance of the resulting film. From such a viewpoint, the neutralizing agent used in (c2) is preferably a monocarboxylic acid having 1 to 10 carbon atoms and carbonic acid, more preferably formic acid and carbonic acid, and particularly preferably carbonic acid.

(c1)及び(c2)に用いられる中和剤は、ウレタン化反応前、ウレタン化反応中、ウレタン化反応後、水性媒体分散工程前、水性媒体分散工程中又は水性媒体分散後のいずれの時期に添加しても良いが、ウレタン樹脂の安定性及び水性分散体の安定性の観点から、水性媒体分散工程前又は水性媒体分散工程中に添加することが好ましい。   The neutralizing agent used in (c1) and (c2) is any time before the urethanization reaction, during the urethanization reaction, after the urethanization reaction, before the aqueous medium dispersion step, during the aqueous medium dispersion step, or after the aqueous medium dispersion. From the viewpoint of the stability of the urethane resin and the stability of the aqueous dispersion, it is preferably added before or during the aqueous medium dispersion step.

(c)の使用量は、(U)中の親水性基の含有量が、(U)の重量に基づいて、通常0.01〜5重量%、好ましくは0.1〜4重量%、更に好ましくは0.5〜3重量%となるよう調節する。
本発明における親水性基の含有量とは、未中和のカチオン性基又はアニオン性基の重量%を意味し、対イオンの重量は含まない。例えば、(c1)における親水性基の含有量は、2,2−ジメチロールプロピオン酸のトリエチルアミン塩の場合は、カルボキシル基(−COOH)の重量%を、3−(2,3−ジヒドロキシプロポキシ)−1−プロパンスルホン酸のトリエチルアミン塩の場合はスルホ基(−SO3H)の重量%を指す。また、(c2)における親水性基の含有量は、3級アミノ基中の窒素原子のみの重量%を指す。
The amount of (c) used is such that the content of the hydrophilic group in (U) is usually 0.01 to 5% by weight, preferably 0.1 to 4% by weight, based on the weight of (U). Preferably, it is adjusted to 0.5 to 3% by weight.
The content of the hydrophilic group in the present invention means the weight percent of the unneutralized cationic group or anionic group, and does not include the weight of the counter ion. For example, the content of the hydrophilic group in (c1) is such that in the case of 2,2-dimethylolpropionic acid triethylamine salt, the weight percentage of the carboxyl group (—COOH) is 3- (2,3-dihydroxypropoxy). In the case of triethylamine salt of -1-propanesulfonic acid, it refers to the weight percent of the sulfo group (—SO 3 H). Further, the content of the hydrophilic group in (c2) refers to the weight% of only the nitrogen atom in the tertiary amino group.

鎖伸長剤(d)としては、水、炭素数2〜10のジアミン類(例えばエチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、イソホロンジアミン、トルエンジアミン及びピペラジン)、炭素数2〜10のポリアルキレンポリアミン類(例えばジエチレントリアミン及びトリエチレンテトラミン)、ヒドラジン又はその誘導体(二塩基酸ジヒドラジド例えばアジピン酸ジヒドラジド等)、炭素数2〜30のポリエポキシ化合物(例えば、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル等)及び炭素数2〜10のアミノアルコール類(例えばエタノールアミン、ジエタノールアミン、2−アミノ−2−メチルプロパノール及びトリエタノールアミン)等が挙げられる。   Examples of the chain extender (d) include water, diamines having 2 to 10 carbon atoms (for example, ethylene diamine, propylene diamine, hexamethylene diamine, isophorone diamine, toluene diamine and piperazine), and polyalkylene polyamines having 2 to 10 carbon atoms ( For example, diethylenetriamine and triethylenetetramine), hydrazine or a derivative thereof (dibasic acid dihydrazide such as adipic acid dihydrazide), polyepoxy compound having 2 to 30 carbon atoms (for example, 1,6-hexanediol diglycidyl ether, trimethylolpropane poly) Glycidyl ether and the like) and amino alcohols having 2 to 10 carbon atoms (for example, ethanolamine, diethanolamine, 2-amino-2-methylpropanol, and triethanolamine).

反応停止剤(e)としては、炭素数1〜8のモノアルコール類(メタノール、エタノール、イソプロパノール、セロソルブ類及びカルビトール類等)、炭素数1〜10のモノアミン類(モノメチルアミン、モノエチルアミン、モノブチルアミン、ジブチルアミン及びモノオクチルアミン等のモノ又はジアルキルアミン;モノエタノールアミン、ジエタノールアミン及びジイソプロパノールアミン等のモノ又はジアルカノールアミン等)が挙げられる。   Examples of the reaction terminator (e) include monoalcohols having 1 to 8 carbon atoms (methanol, ethanol, isopropanol, cellosolves, carbitols, etc.), monoamines having 1 to 10 carbon atoms (monomethylamine, monoethylamine, mono Mono- or dialkylamines such as butylamine, dibutylamine and monooctylamine; mono- or dialkanolamines such as monoethanolamine, diethanolamine and diisopropanolamine).

(d)及び(e)の使用量は、(U)のMn、末端アミノ基含量及びウレア基含量に影響するため、本発明の効果を損ねない範囲で使用する必要がある。具体的には、(U)のMnが後述の値となるように、また、アミン化合物を使用する場合は、(U)の末端アミノ基含量が後述の値となる範囲で使用する必要がある。また、(U)中のウレア基含量が後述の値となる量を使用することが好ましい。
ポリウレタン樹脂は、単独で用いても、2種類以上を併用してもかまわない。
Since the amount of (d) and (e) used affects the Mn, terminal amino group content and urea group content of (U), it is necessary to use them in a range that does not impair the effects of the present invention. Specifically, it is necessary that Mn of (U) has a value described later, and when an amine compound is used, the content of the terminal amino group of (U) should be within a value described later. . Moreover, it is preferable to use the quantity from which the urea group content in (U) becomes a below-mentioned value.
Polyurethane resins may be used alone or in combination of two or more.

本発明におけるポリウレタン樹脂(U)は、必要により酸化防止剤、着色防止剤、耐候安定剤、可塑剤及び離型剤等の添加剤を含有することができる。これらの添加剤の使用量は(U)の重量に基づいて通常10重量%以下、更に好ましくは3重量%以下、特に好ましくは1重量%以下である。   The polyurethane resin (U) in the present invention can contain additives such as antioxidants, anti-coloring agents, weathering stabilizers, plasticizers, and mold release agents as necessary. The amount of these additives used is usually 10% by weight or less, more preferably 3% by weight or less, and particularly preferably 1% by weight or less based on the weight of (U).

ポリウレタン樹脂水性分散体を製造する方法としては、例えば、ポリオール(a)、ポリイソシアネート(b)親水性基と活性水素原子を含有する化合物(c)並びに必要により鎖伸長剤(d)及び反応停止剤(e)を有機溶媒の存在下又は非存在下で一段又は多段でイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(P)を形成し、次いで必要により該プレポリマーの(c)により導入された親水基部分を中和して塩として、有機溶媒(J)、分散剤(h)、鎖伸長剤(d)及び/又は反応停止剤(e)の存在下又は非存在下で水性媒体に分散して、イソシアネート基が実質的に無くなるまで反応[(d)による鎖伸長、及び必要により(e)による反応停止]させることで(U)及びポリウレタン樹脂水性分散体を得る方法が挙げられる。 Examples of the method for producing an aqueous polyurethane resin dispersion include polyol (a), polyisocyanate (b) compound (c) containing a hydrophilic group and an active hydrogen atom, and, if necessary, chain extender (d) and reaction termination. The hydrophilic group part introduced into the urethane prepolymer (P) having an isocyanate group in one or more stages in the presence or absence of an organic solvent and then introduced by (c) of the prepolymer if necessary Is dispersed in an aqueous medium in the presence or absence of an organic solvent (J), a dispersant (h), a chain extender (d) and / or a reaction terminator (e) as a salt by neutralizing A method of obtaining (U) and an aqueous polyurethane resin dispersion by reacting [chain extension by (d), and if necessary, stopping the reaction by (e)] until the isocyanate group is substantially eliminated is mentioned.

この方法におけるウレタンプレポリマー(P)は、ポリオール(a)、親水性基と活性水素原子を含有する化合物(c)、及び必要により鎖伸長剤(d)、反応停止剤(e)と有機ポリイソシアネート成分(b)とを有機溶媒(J)の存在下又は非存在下に、活性水素含有基(カルボキシル基、スルホ基及びスルファミン酸基を除く)に対するイソシアネート基の当量比率が好ましくは1.01〜3、更に好ましくは1.1〜2となる割合でウレタン化反応させることにより形成される。
また、(U)へ架橋構造を導入するためには、ポリオール(a)、ポリイソシアネート(b)及び/又は鎖伸長剤(d)に3官能以上の多官能モノマーを使用することにより、(U)中に架橋構造を導入することが可能である。
本発明におけるポリウレタン樹脂水性分散体は、(U)の分散性及び水性分散体の安定性の観点から、必要により(U)を分散剤(h)の存在下で水に分散させることができる。
The urethane prepolymer (P) in this method comprises a polyol (a), a compound (c) containing a hydrophilic group and an active hydrogen atom, and, if necessary, a chain extender (d), a reaction terminator (e) and an organic polymer. The equivalent ratio of the isocyanate group to the active hydrogen-containing group (excluding carboxyl group, sulfo group and sulfamic acid group) is preferably 1.01 in the presence or absence of the organic solvent (J) with the isocyanate component (b). It is formed by urethanation reaction at a ratio of ˜3, more preferably 1.1˜2.
Moreover, in order to introduce a crosslinked structure into (U), by using a polyfunctional monomer having three or more functional groups in polyol (a), polyisocyanate (b) and / or chain extender (d), (U It is possible to introduce a crosslinked structure in
From the viewpoint of the dispersibility of (U) and the stability of the aqueous dispersion, the aqueous polyurethane resin dispersion in the present invention can be dispersed in water in the presence of a dispersant (h) as necessary.

分散剤(h)としては、ノニオン性界面活性剤(h1)、アニオン性界面活性剤(h2)、カチオン性界面活性剤(h3)、両性界面活性剤(h4)及びその他の乳化分散剤(h5)が挙げられる。(h)は単独で使用してもよいし、2種以上を併用することもできる。   As the dispersant (h), nonionic surfactant (h1), anionic surfactant (h2), cationic surfactant (h3), amphoteric surfactant (h4) and other emulsifying dispersant (h5) ). (H) may be used alone or in combination of two or more.

(h1)としては、例えばAO付加型ノニオン性界面活性剤及び多価アルコール型ノニオン性界面活性剤が挙げられる。AO付加型としては、炭素数10〜20の脂肪族アルコールのEO付加物、フェノールのEO付加物、ノニルフェノールのEO付加物、炭素数8〜22のアルキルアミンのEO付加物及びポリプロピレングリコールのEO付加物等が挙げられ、多価アルコール型としては、多価(3〜8価又はそれ以上)アルコール(炭素数2〜30)の脂肪酸(炭素数8〜24)エステル(例えばグリセリンモノステアレート、グリセリンモノオレエート、ソルビタンモノラウレート及びソルビタンモノオレエート等)及びアルキル(炭素数4〜24)ポリ(重合度1〜10)グリコシド等が挙げられる。   Examples of (h1) include AO addition type nonionic surfactants and polyhydric alcohol type nonionic surfactants. As the AO addition type, EO addition product of aliphatic alcohol having 10 to 20 carbon atoms, EO addition product of phenol, EO addition product of nonylphenol, EO addition product of alkylamine having 8 to 22 carbon atoms, and EO addition of polypropylene glycol. Examples of the polyhydric alcohol type include fatty acid (carbon number 8-24) esters (for example, glycerin monostearate, glycerin) of polyhydric (3 to 8 valence or higher) alcohol (2 to 30 carbon atoms). Monooleate, sorbitan monolaurate, sorbitan monooleate and the like) and alkyl (carbon number 4 to 24) poly (degree of polymerization 1 to 10) glycosides.

(h2)としては、例えば炭素数8〜24の炭化水素基を有するエーテルカルボン酸又はその塩[ラウリルエーテル酢酸ナトリウム及び(ポリ)オキシエチレン(付加モル数1〜100)ラウリルエーテル酢酸ナトリウム等];炭素数8〜24の炭化水素基を有する硫酸エステル又はエーテル硫酸エステル及びそれらの塩[ラウリル硫酸ナトリウム、(ポリ)オキシエチレン(付加モル数1〜100)ラウリル硫酸ナトリウム、(ポリ)オキシエチレン(付加モル数1〜100)ラウリル硫酸トリエタノールアミン及び(ポリ)オキシエチレン(付加モル数1〜100)ヤシ油脂肪酸モノエタノールアミド硫酸ナトリウム等];炭素数8〜24の炭化水素基を有するスルホン酸塩[ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等];炭素数8〜24の炭化水素基を1個又は2個有するスルホコハク酸塩;炭素数8〜24の炭化水素基を有するリン酸エステル又はエーテルリン酸エステル及びそれらの塩[ラウリルリン酸ナトリウム及び(ポリ)オキシエチレン(付加モル数1〜100)ラウリルエーテルリン酸ナトリウム等];炭素数8〜24の炭化水素基を有する脂肪酸塩[ラウリン酸ナトリウム及びラウリン酸トリエタノールアミン等];並びに炭素数8〜24の炭化水素基を有するアシル化アミノ酸塩[ヤシ油脂肪酸メチルタウリンナトリウム、ヤシ油脂肪酸サルコシンナトリウム、ヤシ油脂肪酸サルコシントリエタノールアミン、N−ヤシ油脂肪酸アシル−L−グルタミン酸トリエタノールアミン、N−ヤシ油脂肪酸アシル−L−グルタミン酸ナトリウム及びラウロイルメチル−β−アラニンナトリウム等]が挙げられる。   Examples of (h2) include ether carboxylic acids having a hydrocarbon group having 8 to 24 carbon atoms or salts thereof [sodium lauryl ether acetate and (poly) oxyethylene (addition mole number 1 to 100) sodium lauryl ether acetate, etc.]; Sulfate ester or ether sulfate ester having a hydrocarbon group having 8 to 24 carbon atoms and salts thereof [sodium lauryl sulfate, (poly) oxyethylene (addition mole number 1 to 100) sodium lauryl sulfate, (poly) oxyethylene (addition) Mole number 1 to 100) lauryl sulfate triethanolamine and (poly) oxyethylene (addition mole number 1 to 100) coconut oil fatty acid monoethanolamide sodium sulfate, etc.]; sulfonate having a hydrocarbon group having 8 to 24 carbon atoms [Sodium dodecylbenzenesulfonate, etc.]; carbon number 8-2 Sulfosuccinates having 1 or 2 hydrocarbon groups; phosphate esters or ether phosphate esters having 8 to 24 carbon atoms and their salts [sodium lauryl phosphate and (poly) oxyethylene ( Addition mole number 1-100) sodium lauryl ether phosphate, etc.]; fatty acid salt having a hydrocarbon group having 8-24 carbon atoms [sodium laurate, triethanolamine laurate, etc.]; and hydrocarbon having 8-24 carbon atoms Acylated amino acid salts having a group [coconut oil fatty acid methyl taurine sodium, coconut oil fatty acid sarcosine sodium, coconut oil fatty acid sarcosine triethanolamine, N-coconut oil fatty acid acyl-L-glutamic acid triethanolamine, N-coconut oil fatty acid acyl- Sodium L-glutamate and lauroylmethyl β- alanine sodium, etc.] and the like.

(h3)としては、例えば第4級アンモニウム塩型[塩化ステアリルトリメチルアンモニウム、塩化ベヘニルトリメチルアンモニウム、塩化ジステアリルジメチルアンモニウム及びエチル硫酸ラノリン脂肪酸アミノプロピルエチルジメチルアンモニウム等]並びにアミン塩型[ステアリン酸ジエチルアミノエチルアミド乳酸塩、ジラウリルアミン塩酸塩及びオレイルアミン乳酸塩等]が挙げられる。   Examples of (h3) include quaternary ammonium salt types [stearyltrimethylammonium chloride, behenyltrimethylammonium chloride, distearyldimethylammonium chloride, ethyl lanolin sulfate fatty acid aminopropylethyldimethylammonium, etc.] and amine salt types [diethylaminoethyl stearate. Amide lactate, dilaurylamine hydrochloride, oleylamine lactate, etc.].

(h4)としては、例えばベタイン型両性界面活性剤[ヤシ油脂肪酸アミドプロピルジメチルアミノ酢酸ベタイン、ラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン、2−アルキル−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、ラウリルヒドロキシスルホベタイン及びラウロイルアミドエチルヒドロキシエチルカルボキシメチルベタインヒドロキシプロピルリン酸ナトリウム等]並びにアミノ酸型両性界面活性剤[β−ラウリルアミノプロピオン酸ナトリウム等]が挙げられる。   Examples of (h4) include betaine-type amphoteric surfactants [coconut oil fatty acid amidopropyldimethylaminoacetic acid betaine, lauryldimethylaminoacetic acid betaine, 2-alkyl-N-carboxymethyl-N-hydroxyethylimidazolinium betaine, laurylhydroxy Sulfobetaine and lauroylamidoethylhydroxyethylcarboxymethylbetaine hydroxypropyl phosphate sodium etc.] and amino acid type amphoteric surfactants [sodium β-laurylaminopropionate etc.].

(h5)としては、例えばポリビニルアルコール、デンプン及びその誘導体、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース及びヒドロキシエチルセルロース等のセルロース誘導体並びにポリアクリル酸ソーダ等のカルボキシル基含有(共)重合体及び米国特許第5906704号明細書に記載のウレタン基又はエステル基を有する乳化分散剤[例えばポリカプロラクトンポリオールとポリエーテルジオールをポリイソシアネートで連結させたもの]等が挙げられる。   Examples of (h5) include polyvinyl alcohol, starch and derivatives thereof, cellulose derivatives such as carboxymethylcellulose, methylcellulose and hydroxyethylcellulose, and carboxyl group-containing (co) polymers such as sodium polyacrylate and US Pat. No. 5,906,704. And emulsifying dispersants having the urethane group or ester group described above [for example, polycaprolactone polyol and polyether diol linked with polyisocyanate] and the like.

分散剤(h)は、ウレタン樹脂(U)のウレタン化反応前、ウレタン化反応中、ウレタン化反応後、(U)の水性媒体分散工程前、水性媒体分散工程中又は水性媒体分散後のいずれの時期に添加しても良いが、(U)の分散性及び水性分散体の安定性の観点から、水性媒体分散工程前又は水性媒体分散工程中に添加することが好ましい。   The dispersant (h) is any of the urethane resin (U) before the urethanization reaction, during the urethanization reaction, after the urethanization reaction, before (U) the aqueous medium dispersion step, during the aqueous medium dispersion step, or after the aqueous medium dispersion. However, from the viewpoint of the dispersibility of (U) and the stability of the aqueous dispersion, it is preferably added before or during the aqueous medium dispersion process.

(h)の含有量はポリウレタン樹脂(U)の重量に基づいて通常0.01〜20重量%、好ましくは0.01〜10重量%、更に好ましくは0.1〜5重量%である。
(U)は親水性基を有したポリウレタン樹脂である場合は、(U)の重量に基づく(c)の含有量と(h)の含有量の合計量は、通常0.01〜20重量%、好ましくは0.1〜15重量%、更に好ましくは0.6〜10重量%である。
The content of (h) is usually 0.01 to 20% by weight, preferably 0.01 to 10% by weight, and more preferably 0.1 to 5% by weight, based on the weight of the polyurethane resin (U).
When (U) is a polyurethane resin having a hydrophilic group, the total content of (c) and (h) based on the weight of (U) is usually 0.01 to 20% by weight. The content is preferably 0.1 to 15% by weight, more preferably 0.6 to 10% by weight.

本発明における有機溶媒(J)としては、ケトン系溶媒[例えばアセトン及びメチルエチルケトン(以下、MEKと略記)]、エステル系溶媒(例えば酢酸エチル及びγ−ブチロラクトン)、エーテル系溶媒(例えばTHF)、アミド系溶媒(例えばN,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン及びN−メチルカプロラクタム)、アルコール系溶媒(例えばイソプロピルアルコール)及び芳香族炭化水素系溶媒(例えばトルエン及びキシレン)等が挙げられる。これらの有機溶媒(J)は1種を単独で用いてもよいし、2種類以上を併用してもよい。   Examples of the organic solvent (J) in the present invention include ketone solvents [for example, acetone and methyl ethyl ketone (hereinafter abbreviated as MEK)], ester solvents (for example, ethyl acetate and γ-butyrolactone), ether solvents (for example, THF), amides. Solvents (eg N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone and N-methylcaprolactam), alcohol solvents (eg isopropyl alcohol) and aromatic hydrocarbon solvents (eg toluene) And xylene). These organic solvents (J) may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

本発明における水性媒体とは、水及び水と前記有機溶媒(J)との混合物を意味する。これらの有機溶媒は1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。水性媒体に使用される有機溶媒は、分散性の観点から水溶性の有機溶媒であることが好ましい。有機溶媒を使用した場合には、ポリウレタン樹脂水性分散体の製造中及び/又は製造後に必要によりこれを留去してもよい。   The aqueous medium in the present invention means water and a mixture of water and the organic solvent (J). These organic solvents may be used alone or in combination of two or more. The organic solvent used in the aqueous medium is preferably a water-soluble organic solvent from the viewpoint of dispersibility. When an organic solvent is used, it may be distilled off if necessary during and / or after the production of the aqueous polyurethane resin dispersion.

本発明において、ウレタンプレポリマー(P)は加熱可能な設備で加熱して反応することで得られる。例えば、容器中に(P)の原料を仕込んで均一撹拌後、加熱乾燥機や加熱炉で無撹拌下に加熱する方法や、簡易加圧反応装置(オートクレーブ)、コルベン、一軸若しくは二軸の混練機、プラストミル又は万能混練機等で、攪拌又は混練しながら加熱して反応する方法等が挙げられる。なかでも、攪拌又は混練しながら加熱して反応する方法は、得られるポリウレタン樹脂(U)の均質性が高くなり、得られる皮膜の機械的物性、耐久性、耐薬品性、耐擦過性及び耐ブロッキング性等がより優れる傾向があるため好ましい。   In this invention, urethane prepolymer (P) is obtained by heating and reacting with the equipment which can be heated. For example, the raw material (P) is charged in a container and uniformly stirred, and then heated without stirring in a heating dryer or heating furnace, a simple pressure reactor (autoclave), Kolben, uniaxial or biaxial kneading. And a method of reacting by heating with stirring or kneading in a machine, a plast mill or a universal kneader. Among them, the method of reacting by heating while stirring or kneading increases the homogeneity of the obtained polyurethane resin (U), and the mechanical properties, durability, chemical resistance, scratch resistance and resistance of the resulting film. This is preferable because blocking properties and the like tend to be more excellent.

ポリウレタン樹脂(U)及びウレタンプレポリマー(P)を製造する際の反応温度は、ポリウレタン樹脂(U)のアロハネート基及びビューレット基の含有量の観点から、60〜120もしくは180〜250℃が好ましく、更に好ましくは60〜110℃もしくは180〜240℃であり、最も好ましくは60〜100℃もしくは180〜230℃である。120℃以下であればアロハネート基及びビューレット基が生成しづらく、180℃以上であればアロハネート基及びビューレット基が分解しやすい。また、(U)を製造する際の時間は、使用する設備により適宜選択することができるが、一般的に1分〜100時間が好ましく、更に好ましくは3分〜30時間であり、特に好ましくは5分〜20時間である。この範囲であれば、本発明の効果を十分に発揮できる(U)が得られる。   The reaction temperature when producing the polyurethane resin (U) and the urethane prepolymer (P) is preferably 60 to 120 or 180 to 250 ° C. from the viewpoint of the contents of allophanate groups and burette groups of the polyurethane resin (U). More preferably, it is 60-110 degreeC or 180-240 degreeC, Most preferably, it is 60-100 degreeC or 180-230 degreeC. If it is 120 degrees C or less, it is hard to produce | generate an allophanate group and burette group, and if it is 180 degrees C or more, an allohanate group and burette group will decompose | disassemble easily. The time for producing (U) can be appropriately selected depending on the equipment used, but generally 1 minute to 100 hours is preferable, more preferably 3 minutes to 30 hours, and particularly preferably. 5 minutes to 20 hours. If it is this range, (U) which can fully exhibit the effect of the present invention will be obtained.

ウレタン化反応速度をコントロールするために、公知の反応触媒(オクチル酸錫及びビスマスオクチル酸塩等)及び反応遅延剤(リン酸等)等を使用することができる。これらの触媒又は反応遅延剤の添加量は、(U)の重量に基づき、好ましくは0.001〜3重量%、更に好ましくは0.005〜2重量%、特に好ましくは0.01〜1重量%である。   In order to control the urethanization reaction rate, known reaction catalysts (such as tin octylate and bismuth octylate) and reaction retarders (such as phosphoric acid) can be used. The addition amount of these catalysts or reaction retarders is preferably 0.001 to 3% by weight, more preferably 0.005 to 2% by weight, and particularly preferably 0.01 to 1% by weight based on the weight of (U). %.

ウレタンプレポリマー(P)又はその有機溶媒溶液を水性媒体中に分散する装置としては、分散能力のある装置(A)であれば使用可能であるが、温度調整及び分散能力等の観点から、回転式分散混合装置(A1)、超音波式分散機(A2)又は混練機(A3)を用いることが好ましく、なかでも分散能力が特に優れる(A1)が更に好ましい。   As an apparatus for dispersing the urethane prepolymer (P) or an organic solvent solution thereof in an aqueous medium, any apparatus (A) having a dispersion ability can be used, but from the viewpoint of temperature adjustment and dispersion ability, it can be rotated. It is preferable to use a type dispersion mixing apparatus (A1), an ultrasonic dispersion machine (A2), or a kneading machine (A3), and among them, (A1) is particularly preferable because of its particularly excellent dispersibility.

回転式分散混合装置(A1)の主たる分散原理は、駆動部の回転等によって処理物に外部から剪断力を与えて微粒子化し、分散させるというものである。また、(A1)は、常圧、減圧又は加圧下で稼働させることができる。   The main dispersion principle of the rotary dispersion mixing device (A1) is to apply a shearing force to the processed material from the outside by rotation of the drive unit or the like to make fine particles and disperse them. Moreover, (A1) can be operated under normal pressure, reduced pressure, or increased pressure.

回転式分散混合装置(A1)としては、例えばマックスブレンドやヘリカル翼等の一般的な攪拌羽を有する混合装置、TKホモミキサー[プライミクス(株)製]、クレアミックス[エムテクニック(株)製]、フィルミックス[プライミクス(株)製]、ウルトラターラックス[IKA(株)製]、エバラマイルダー[荏原製作所(株)製]、キャビトロン(ユーロテック社製)及びバイオミキサー[日本精機(株)製]等が例示される。   Examples of the rotary dispersion mixing device (A1) include a mixing device having general stirring blades such as Max blend and a helical blade, TK homomixer [manufactured by Primics Co., Ltd.], Claremix [manufactured by M Technique Co., Ltd.] , Fillmix [Primics Co., Ltd.], Ultra Turrax [IKA Co., Ltd.], Ebara Milder [Ebara Seisakusho Co., Ltd.], Cavitron (Eurotech Co., Ltd.) and Biomixer [Nippon Seiki Co., Ltd.] The product etc. are illustrated.

回転式分散混合装置(A1)を用いてウレタンプレポリマー(P)又はその有機溶媒溶液を分散処理する際の回転数は、分散能力の観点から、通常10〜30000rpm、好ましくは20〜20000rpm、更に好ましくは30〜10000rpmである。   The number of rotations when the urethane prepolymer (P) or the organic solvent solution thereof is dispersed using the rotary dispersion mixer (A1) is usually 10 to 30000 rpm, preferably 20 to 20000 rpm, from the viewpoint of dispersion capability. Preferably it is 30-10000 rpm.

超音波式分散装置(A2)の主たる分散原理は、駆動部の振動によって処理物に外部からエネルギーを与えて微粒子化し、分散させるというものである。また、(A2)は、常圧、減圧又は加圧下で稼働させることができる。   The main dispersion principle of the ultrasonic dispersion apparatus (A2) is to apply energy from the outside to the processed material by the vibration of the drive unit to form fine particles and disperse them. Moreover, (A2) can be operated under normal pressure, reduced pressure, or increased pressure.

超音波式分散装置(A2)としては、池本理化工業(株)、コスモ・バイオ(株)及び(株)ギンセン等から市販されている超音波式分散装置等を使用できる。   As the ultrasonic dispersion device (A2), an ultrasonic dispersion device commercially available from Ikemoto Rika Kogyo Co., Ltd., Cosmo Bio Co., Ltd., and Ginsen Co., Ltd. can be used.

超音波式分散装置(A2)を用いてウレタンプレポリマー(P)又はその有機溶媒溶液を分散処理する際の振動数は、分散能力の観点から、通常1〜100kHz、好ましくは3〜60kHz、特に好ましくは10〜30kHzである。   The frequency at the time of dispersing the urethane prepolymer (P) or the organic solvent solution thereof using the ultrasonic dispersion device (A2) is usually 1 to 100 kHz, preferably 3 to 60 kHz, particularly from the viewpoint of dispersion ability. Preferably it is 10-30 kHz.

混練機(A3)の主たる分散原理は、(A3)の回転部で処理物を練ることでエネルギーを与えて微粒子化し、分散させるというものである。また(A3)は、常圧、減圧又は加圧下で稼働させることができる。   The main dispersion principle of the kneading machine (A3) is that the processed material is kneaded in the rotating part of (A3) to give energy to form fine particles and disperse. Moreover, (A3) can be operated under normal pressure, reduced pressure, or increased pressure.

混練機(A3)としては、二軸押出機[池貝(株)製PCM−30等]、ニーダー[(株)栗本鐵工所製KRCニーダー等]、万能混合機[プライミクス(株)製ハイビスミックス等]及びプラストミル[(株)東洋精機製作所製ラボプラストミル等]等が例示される。   As the kneading machine (A3), a twin-screw extruder [PCM-30 manufactured by Ikegai Co., Ltd.], a kneader [KRC kneader manufactured by Kurimoto Steel Co., Ltd.], a universal mixer [Hibismix manufactured by Primix Co., Ltd.] Etc.] and plast mill [laboratory plast mill manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd.] and the like.

混練機(A3)を用いてウレタンプレポリマー(P)又はその有機溶媒溶液を分散処理する際の回転数は、分散能力の観点から、通常1〜1000rpm、好ましくは3〜500rpm、特に好ましくは10〜200rpmである。   The number of rotations when the urethane prepolymer (P) or the organic solvent solution thereof is dispersed using the kneader (A3) is usually 1 to 1000 rpm, preferably 3 to 500 rpm, particularly preferably 10 from the viewpoint of dispersion ability. ~ 200 rpm.

分散装置(A)に供給されるウレタンプレポリマー(P)又はその有機溶媒溶液と水の重量比は、目的とする水性分散体の樹脂成分含有量によって適宜選択されるが、通常は、(P)/水性媒体=10/2〜10/100であり、好ましくは10/5〜10/50である。   The weight ratio of the urethane prepolymer (P) or its organic solvent solution and water supplied to the dispersing apparatus (A) is appropriately selected depending on the resin component content of the target aqueous dispersion. ) / Aqueous medium = 10/2 to 10/100, preferably 10/5 to 10/50.

また、(P)と水性媒体を分散装置(A)で処理する時間は、分散体である(P)の分解や劣化等を防ぐ観点から、通常10秒〜10時間、更に好ましくは1分〜3時間、最も好ましくは10〜60分である。   In addition, the time for treating (P) and the aqueous medium in the dispersion apparatus (A) is usually 10 seconds to 10 hours, more preferably 1 minute to more preferably from the viewpoint of preventing decomposition or deterioration of the dispersion (P). 3 hours, most preferably 10-60 minutes.

分散装置(A)にて分散を行う際は、必要に応じて、pH調整剤、消泡剤、抑泡剤、酸化防止剤、着色防止剤、可塑剤及び離型剤等から選ばれる添加剤を1種以上を添加することができる。また、必要に応じて、分散後に脱溶剤、濃縮、希釈等を行ってもよい。   When dispersing in the dispersing apparatus (A), an additive selected from a pH adjuster, an antifoaming agent, a foam inhibitor, an antioxidant, a coloring inhibitor, a plasticizer, a mold release agent, and the like, if necessary. One or more can be added. Moreover, you may perform solvent removal, concentration, dilution, etc. after dispersion | distribution as needed.

本発明の製造方法で得られるポリウレタン樹脂水性分散体の固形分濃度(揮発性成分以外の成分の含有量)は、水性分散体の取り扱い易さの観点から、好ましくは20〜65重量%、更に好ましくは25〜55重量%である。固形分濃度は、水性分散体約1gをペトリ皿上にうすく伸ばし、精秤した後、循環式定温乾燥機を用いて130℃で、45分間加熱した後の重量を精秤し、加熱前の重量に対する加熱後の残存重量の割合(百分率)を計算することにより得ることができる。   The solid content concentration (content of components other than volatile components) of the polyurethane resin aqueous dispersion obtained by the production method of the present invention is preferably 20 to 65% by weight from the viewpoint of easy handling of the aqueous dispersion. Preferably it is 25 to 55% by weight. The solid concentration was about 1 g of an aqueous dispersion thinly stretched on a Petri dish, weighed accurately, then weighed the weight after heating at 130 ° C for 45 minutes using a circulating constant temperature dryer, and before weighing, It can be obtained by calculating the ratio (percentage) of the remaining weight after heating to the weight.

本発明の製造方法で得られるポリウレタン樹脂水性分散体の粘度は、好ましくは10〜100,000mPa・s、更に好ましくは10〜5,000mPa・sである。粘度はBL型粘度計を用いて、25℃の定温下で測定することができる。
本発明の製造方法で得られるポリウレタン樹脂水性分散体のpHは、好ましくは2〜12、更に好ましくは4〜10である。pHは、pH Meter M−12[堀場製作所(株)製]で25℃で測定することができる。
The viscosity of the aqueous polyurethane resin dispersion obtained by the production method of the present invention is preferably 10 to 100,000 mPa · s, more preferably 10 to 5,000 mPa · s. The viscosity can be measured at a constant temperature of 25 ° C. using a BL type viscometer.
The pH of the aqueous polyurethane resin dispersion obtained by the production method of the present invention is preferably 2 to 12, more preferably 4 to 10. The pH can be measured at 25 ° C. with pH Meter M-12 [manufactured by Horiba, Ltd.].

本発明のポリウレタン樹脂水性分散体は、水性塗料組成物、水性接着剤組成物、水性繊維加工処理剤組成物(顔料捺染用バインダー組成物、不織布用バインダー組成物、補強繊維用集束剤組成物、抗菌剤用バインダー組成物及び人工皮革・合成皮革用原料組成物等)、水性コーティング組成物(防水コーティング組成物、撥水コーティング組成物及び防汚コーティング組成物等)、水性紙処理剤組成物や水性インキ組成物等に使用することができるが、その優れた密着性、耐薬品性、耐水性、耐ブロッキング性及び耐擦過性の観点から、特に水性塗料組成物、水性インク組成物及び水性繊維加工処理剤組成物として好適に使用することができる。   The aqueous polyurethane resin dispersion of the present invention comprises an aqueous coating composition, an aqueous adhesive composition, an aqueous fiber processing agent composition (a binder composition for pigment printing, a binder composition for nonwoven fabrics, a sizing agent composition for reinforcing fibers, Antibacterial agent binder composition and artificial leather / synthetic leather raw material composition, etc.), aqueous coating composition (waterproof coating composition, water repellent coating composition, antifouling coating composition, etc.), aqueous paper treatment composition, Although it can be used for water-based ink compositions, etc., from the viewpoint of its excellent adhesion, chemical resistance, water resistance, blocking resistance and scratch resistance, it is particularly water-based coating composition, water-based ink composition and water-based fiber. It can be suitably used as a processing agent composition.

これらの用途に用いる場合には、必要によりその他の添加剤、例えば塗膜形成補助樹脂、架橋剤、触媒、顔料、顔料分散剤、粘度調整剤、消泡剤、レベリング剤、防腐剤、劣化防止剤、安定化剤及び凍結防止剤等を1種又は2種以上添加することができる。   When used in these applications, other additives such as coating forming auxiliary resins, crosslinking agents, catalysts, pigments, pigment dispersants, viscosity modifiers, antifoaming agents, leveling agents, preservatives, anti-degradation are necessary. One, two or more agents, stabilizers, antifreezing agents and the like can be added.

以下において本発明のポリウレタン樹脂水性分散体を用いた、水性塗料、水性インク及び繊維処理剤の調製について説明する。
水性塗料及び水性インクには、塗膜形成補助やバインダー機能の向上等を目的として、必要により本発明のポリウレタン樹脂水性分散体におけるウレタン樹脂(U)以外に、他の水性媒体分散性樹脂又は水溶性樹脂を併用していてもよい。
Hereinafter, preparation of an aqueous paint, an aqueous ink and a fiber treatment agent using the aqueous polyurethane resin dispersion of the present invention will be described.
For water-based paints and water-based inks, other than the urethane resin (U) in the polyurethane resin aqueous dispersion of the present invention, other water-based medium-dispersible resins or water-soluble materials are used for the purpose of assisting in the formation of a coating film and improving the binder function. An adhesive resin may be used in combination.

水性塗料、水性インク及び繊維処理剤に併用される他の水性媒体分散性樹脂又は水溶性樹脂としては、例えば本発明におけるポリウレタン樹脂以外の水性媒体分散性又は水溶性のポリウレタン樹脂、ポリアクリル樹脂及びポリエステル樹脂等が挙げられる。   Examples of other aqueous medium-dispersible resins or water-soluble resins used in combination with water-based paints, water-based inks, and fiber treatment agents include, for example, aqueous medium-dispersible or water-soluble polyurethane resins other than the polyurethane resin in the present invention, polyacrylic resins, and A polyester resin etc. are mentioned.

水性塗料、水性インク及び繊維処理剤における本発明のポリウレタン樹脂水性分散体の固形分の含有量は、水性塗料及び水性インクの重量に基づいて通常0.1〜60重量%、好ましくは1〜50重量%である。   The solid content of the aqueous polyurethane resin dispersion of the present invention in the water-based paint, water-based ink and fiber treatment agent is usually 0.1 to 60% by weight, preferably 1 to 50% based on the weight of the water-based paint and water-based ink. % By weight.

水性塗料、水性インク及び繊維処理剤は、更に架橋剤、顔料、顔料分散剤、粘度調整剤、消泡剤、防腐剤、劣化防止剤、安定化剤、凍結防止剤及び水等を1種又は2種以上含有することができる。   The water-based paint, water-based ink, and fiber treatment agent further include one or more of a crosslinking agent, a pigment, a pigment dispersant, a viscosity modifier, an antifoaming agent, an antiseptic, a deterioration preventing agent, a stabilizer, an antifreezing agent, and water. It can contain 2 or more types.

架橋剤としては水溶性又は水性媒体分散性のアミノ樹脂、水溶性又は水性媒体分散性のポリエポキシド、水溶性又は水性媒体分散性のブロックドポリイソシアネート化合物、ポリエチレン尿素、水溶性又は水性媒体分散性のポリカルボジイミド樹脂、水溶性又は水性媒体分散性のポリオキサゾリン樹脂等が挙げられる。
架橋剤の添加量はポリウレタン樹脂水性分散体の固形分重量を基準として、通常30重量%以下、好ましくは20重量%以下である。
Examples of crosslinking agents include water-soluble or aqueous medium-dispersible amino resins, water-soluble or aqueous medium-dispersible polyepoxides, water-soluble or aqueous medium-dispersed blocked polyisocyanate compounds, polyethylene urea, water-soluble or aqueous medium-dispersible compounds. Examples thereof include polycarbodiimide resins, water-soluble or aqueous medium-dispersible polyoxazoline resins, and the like.
The addition amount of the crosslinking agent is usually 30% by weight or less, preferably 20% by weight or less, based on the solid content weight of the polyurethane resin aqueous dispersion.

顔料としては、水への溶解度が1以下の無機顔料(例えば白色顔料、黒色顔料、灰色顔料、赤色顔料、茶色顔料、黄色顔料、緑色顔料、青色顔料、紫色顔料及びメタリック顔料)、有機顔料(例えば天然有機顔料合成系有機顔料、ニトロソ顔料、ニトロ顔料、顔料色素型アゾ顔料、水溶性染料からつくるアゾレーキ、難溶性染料からつくるアゾレーキ、塩基性染料からつくるレーキ、酸性染料からつくるレーキ、キサンタンレーキ、アントラキノンレーキ、バット染料からの顔料及びフタロシアニン顔料)並びにそれらの水性媒体分散体等が使用できる。顔料の含有量は、水性塗料、水性インク又は繊維処理剤の重量に基づいて通常50重量%以下、好ましくは30重量%以下である。   Examples of the pigment include inorganic pigments having a solubility in water of 1 or less (for example, white pigments, black pigments, gray pigments, red pigments, brown pigments, yellow pigments, green pigments, blue pigments, purple pigments and metallic pigments), organic pigments ( For example, natural organic pigment synthetic organic pigments, nitroso pigments, nitro pigments, pigment dye-type azo pigments, azo lakes made from water-soluble dyes, azo lakes made from poorly soluble dyes, lakes made from basic dyes, lakes made from acid dyes, xanthan lakes , Anthraquinone lakes, pigments from vat dyes and phthalocyanine pigments) and their aqueous medium dispersions. The content of the pigment is usually 50% by weight or less, preferably 30% by weight or less, based on the weight of the water-based paint, water-based ink or fiber treatment agent.

顔料分散剤としては、上述の分散剤(h)が挙げられ、顔料分散剤の含有量は、顔料の重量に基づいて通常20重量%以下、好ましくは15重量%以下である。   Examples of the pigment dispersant include the above-described dispersant (h), and the content of the pigment dispersant is usually 20% by weight or less, preferably 15% by weight or less based on the weight of the pigment.

粘度調整剤としては増粘剤、例えば無機系粘度調整剤(ケイ酸ソーダやベントナイト等)、セルロース系粘度調整剤(Mnが20,000以上のメチルセルロール、カルボキシメチルセルロース及びヒドロキシメチルセルロース等)、タンパク質系粘度調整剤(カゼイン、カゼインソーダ及びカゼインアンモニウム等)、アクリル系(Mnが20,000以上のポリアクリル酸ナトリウム及びポリアクリル酸アンモニウム等)及びビニル系粘度調整剤(Mnが20,000以上のポリビニルアルコール等)が挙げられる。
消泡剤としては、長鎖アルコール(オクチルアルコール等)、ソルビタン誘導体(ソルビタンモノオレート等)、シリコーンオイル(ポリメチルシロキサン及びポリエーテル変性シリコーン等)等が挙げられる。
Viscosity modifiers include thickeners such as inorganic viscosity modifiers (such as sodium silicate and bentonite), cellulose viscosity modifiers (such as methylcellulose, carboxymethylcellulose, and hydroxymethylcellulose with Mn of 20,000 or more), proteins System viscosity modifiers (casein, casein soda, casein ammonium, etc.), acrylics (sodium polyacrylate and ammonium polyacrylate with Mn of 20,000 or more) and vinyl viscosity modifiers (Mn of 20,000 or more) Polyvinyl alcohol).
Examples of antifoaming agents include long-chain alcohols (such as octyl alcohol), sorbitan derivatives (such as sorbitan monooleate), and silicone oils (such as polymethylsiloxane and polyether-modified silicone).

防腐剤としては、有機窒素硫黄化合物系防腐剤及び有機硫黄ハロゲン化物系防腐剤等が挙げられる。
劣化防止剤及び安定化剤(紫外線吸収剤及び酸化防止剤等)としてはヒンダードフェノール系、ヒンダードアミン系、ヒドラジン系、リン系、ベンゾフェノン系及びベンゾトリアゾール系劣化防止剤及び安定化剤等が挙げられる。
凍結防止剤としては、エチレングリコール及びプロピレングリコール等が挙げられる。
粘度調整剤、消泡剤、防腐剤、劣化防止剤、安定化剤及び凍結防止剤の含有量は、水性塗料の重量に基づいてそれぞれ通常5重量%以下、好ましくは3重量%以下である。
Examples of the preservative include organic nitrogen sulfur compound preservatives and organic sulfur halide preservatives.
Deterioration inhibitors and stabilizers (such as UV absorbers and antioxidants) include hindered phenol-based, hindered amine-based, hydrazine-based, phosphorus-based, benzophenone-based and benzotriazole-based deterioration inhibitors and stabilizers. .
Examples of the antifreezing agent include ethylene glycol and propylene glycol.
The contents of the viscosity modifier, antifoaming agent, antiseptic, deterioration preventing agent, stabilizer and antifreezing agent are each usually 5% by weight or less, preferably 3% by weight or less, based on the weight of the aqueous paint.

水性塗料、水性インク及び繊維処理剤には、乾燥後の塗膜外観を向上させる目的、塗装又は印刷ラインでの目詰まり防止のため乾燥を遅延させる目的等で更に溶剤を添加してもよい。添加する溶剤としては例えば炭素数1〜20の1価アルコール(メタノール、エタノール及びプロパノール等)、炭素数1〜20のグリコール類(エチレングリコール、プロピレングリコール及びジエチレングリコール等)、炭素数1〜20の3価以上のアルコール(グリセリン等)及び炭素数1〜20のセロソルブ類(メチル及びエチルセロソルブ等)等が使用できる。添加する溶剤の含有量は、水性塗料又はインクの重量基づいて、好ましくは80重量%以下、更に好ましくは70重量%以下である。   A solvent may be further added to the water-based paint, water-based ink, and fiber treatment agent for the purpose of improving the appearance of the coating film after drying and for the purpose of delaying drying in order to prevent clogging in the coating or printing line. Examples of the solvent to be added include monohydric alcohols having 1 to 20 carbon atoms (such as methanol, ethanol and propanol), glycols having 1 to 20 carbon atoms (such as ethylene glycol, propylene glycol and diethylene glycol), and 3 having 1 to 20 carbon atoms. Alcohols having higher valences (such as glycerin) and cellosolves having 1 to 20 carbon atoms (such as methyl and ethyl cellosolve) can be used. The content of the solvent to be added is preferably 80% by weight or less, more preferably 70% by weight or less, based on the weight of the aqueous paint or ink.

本発明のポリウレタン樹脂水性分散体を用いた水性塗料、水性インク及び繊維処理剤は、本発明のポリウレタン樹脂水性分散体と上記記載の各成分を混合、撹拌することで製造される。混合の際は全ての成分を同時に混合しても、各成分を段階的に投入して混合してもよい。
水性塗料及び水性インクの固形分濃度は、好ましくは3〜70重量%、更に好ましくは7〜60重量%である。
The water-based paint, water-based ink, and fiber treatment agent using the polyurethane resin aqueous dispersion of the present invention are produced by mixing and stirring the polyurethane resin aqueous dispersion of the present invention and each of the components described above. When mixing, all the components may be mixed at the same time, or each component may be added stepwise and mixed.
The solid content concentration of the water-based paint and water-based ink is preferably 3 to 70% by weight, more preferably 7 to 60% by weight.

以下本発明のポリウレタン樹脂水性分散体を用いた水性繊維加工処理剤の調製について説明する。本発明のポリウレタン樹脂水性分散体を含有する繊維加工処理剤には、必要により公知の消泡剤、湿潤剤、各種樹脂水性分散体(本発明以外のポリウレタン水性分散体、アクリル水性分散体、SBRラテックス等)及び柔軟剤等を配合することができる。これらの配合量は樹脂水性分散体の場合は固形分換算でポリウレタン樹脂(U)の重量に基づいて30重量%以下、特に20重量%以下であることが好ましく、その他の添加剤の場合はそれぞれ1重量%以下、特に0.1〜0.5重量%であることが好ましい。また、必要により、pH調整剤を添加することもできる。pH調整剤としては、アルカリ性物質、例えば強塩基(アルカリ金属等)と弱酸(pKaが2.0を越える酸、例えば炭酸及び燐酸)の塩(重炭酸ナトリウム等)、又は酸性物質(酢酸等)が挙げられる。pH調整剤の量は通常ポリウレタン樹脂(U)の重量に基づいて0.01〜0.3重量%である。   Hereinafter, preparation of the aqueous fiber processing agent using the polyurethane resin aqueous dispersion of the present invention will be described. The fiber processing agent containing the polyurethane resin aqueous dispersion of the present invention includes, as necessary, known antifoaming agents, wetting agents, various resin aqueous dispersions (polyurethane aqueous dispersions other than the present invention, acrylic aqueous dispersions, SBR). Latex etc.) and softeners can be blended. In the case of an aqueous resin dispersion, these blending amounts are preferably 30% by weight or less, particularly preferably 20% by weight or less based on the weight of the polyurethane resin (U) in terms of solid content, and in the case of other additives, respectively. It is preferably 1% by weight or less, particularly preferably 0.1 to 0.5% by weight. Moreover, a pH adjuster can also be added as needed. Examples of pH adjusters include alkaline substances such as salts of strong bases (alkali metals, etc.) and weak acids (acids with pKa exceeding 2.0, such as carbonic acid and phosphoric acid) (sodium bicarbonate, etc.), or acidic substances (acetic acid, etc.). Is mentioned. The amount of the pH adjusting agent is usually 0.01 to 0.3% by weight based on the weight of the polyurethane resin (U).

本発明の水性繊維加工処理剤の固形分(不揮発分)濃度は特に限定されないが、通常10〜50重量%、好ましくは15〜45重量%である。また、粘度(25℃)は通常10〜100000mPa・sである。   The solid content (nonvolatile content) concentration of the aqueous fiber processing agent of the present invention is not particularly limited, but is usually 10 to 50% by weight, preferably 15 to 45% by weight. Moreover, a viscosity (25 degreeC) is 10-100,000 mPa * s normally.

以下、実施例を以て本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。以下、部は重量部を意味する。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention concretely, this invention is not limited to these. Hereinafter, the part means part by weight.

<実施例1>
撹拌機及び加熱装置を備えた簡易加圧反応装置に表1に記載の各原料を仕込んで85℃で10時間攪拌してウレタン化反応を行い、ウレタンプレポリマー(P−1)のアセトン溶液を製造した。得られたウレタンプレポリマーのアセトン溶液400.00部に、40℃で撹拌しながらトリエチルアミン(中和剤)5.82部を加え、60rpmで30分間均一化した後、エバラマイルダー[荏原製作所(株)製]を用いて水700.00部と共に乳化した後、鎖伸長剤であるジエチレントリアミン1.57部を加え、減圧下に65℃で8時間かけてアセトンを留去し、ポリウレタン樹脂水性分散体(Q−1)を得た。
<Example 1>
Each raw material shown in Table 1 was charged into a simple pressure reactor equipped with a stirrer and a heating device, and stirred at 85 ° C. for 10 hours to carry out a urethanization reaction, and an acetone solution of urethane prepolymer (P-1) was added. Manufactured. While stirring at 40 ° C., 5.82 parts of triethylamine (neutralizing agent) was added to 400.00 parts of the acetone solution of the urethane prepolymer obtained, and the mixture was homogenized at 60 rpm for 30 minutes. Co., Ltd.] was added together with 700.00 parts of water, 1.57 parts of chain extender diethylenetriamine was added, and acetone was distilled off at 65 ° C. for 8 hours under reduced pressure. The body (Q-1) was obtained.

<実施例2〜7>
表1に記載の各原料を用い、実施例1と同様にしてウレタンプレポリマー(P−2)〜(P−7)のアセトン溶液を製造した。また、表2に記載の各原料を用い、実施例1と同様にしてポリウレタン樹脂水性分散体(Q−2)〜(Q−7)を得た。
<Examples 2 to 7>
Acetone solutions of urethane prepolymers (P-2) to (P-7) were produced in the same manner as in Example 1 using the raw materials shown in Table 1. Moreover, the polyurethane resin aqueous dispersion (Q-2)-(Q-7) was obtained like Example 1 using each raw material of Table 2.

<比較例1〜7>
表1及び2に記載の各原料を用い、実施例1と同様にして、ウレタンプレポリマー(P’−1)〜(P’−7)、ポリウレタン樹脂水性分散体(Q’−1)〜(Q’−7)を得た。
<Comparative Examples 1-7>
Using each raw material described in Tables 1 and 2, in the same manner as in Example 1, urethane prepolymers (P′-1) to (P′-7), polyurethane resin aqueous dispersions (Q′-1) to ( Q′-7) was obtained.

実施例1〜7及び比較例1〜7で得られたポリウレタン樹脂水性分散体(Q−1)〜(Q−7)及び(Q’−1)〜(Q’−7)の各種物性値及び評価結果を表3に示す。尚、本発明における各種物性値の測定方法及び評価方法は以下の通りである。   Various physical property values of polyurethane resin aqueous dispersions (Q-1) to (Q-7) and (Q′-1) to (Q′-7) obtained in Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 7 The evaluation results are shown in Table 3. In addition, the measuring method and evaluation method of various physical property values in the present invention are as follows.

各種物性値の測定方法
<ウレタン基含量及びウレア基含量>
ポリウレタン樹脂のウレタン基含量及びウレア基含量は、窒素分析計[ANTEK7000(アンテック社製)]によって定量されるN原子含量と1H−NMRによって定量されるウレタン基とウレア基の比率及び後述のアロハネート基とビューレット基含量から算出する。1H−NMR測定については、「NMRによるポリウレタン樹脂の構造研究:武田研究所報34(2)、224−323(1975)」に記載の方法で行う。すなわち1H−NMRを測定して、脂肪族を使用した場合、化学シフト6ppm付近のウレア基由来の水素の積分量と化学シフト7ppm付近のウレタン基由来の水素の積分量の比率からウレア基とウレタン基の重量比を測定し、該重量比と上記のN原子含量及びアロハネート基及びビューレット基含量からウレタン基及びウレア基含量を算出する。芳香族イソシアネートを使用した場合、化学シフト8ppm付近のウレア基由来の水素の積分量と化学シフト9ppm付近のウレタン基由来の水素の積分量の比率からウレア基とウレタン基の重量比を算出し、該重量比と上記のN原子含量からウレア基含量を算出する。
Measuring method of various physical property values <urethane group content and urea group content>
The urethane group content and urea group content of the polyurethane resin are the N atom content determined by a nitrogen analyzer [ANTEK7000 (manufactured by Antec)], the ratio of urethane group and urea group determined by 1H-NMR, and the allophanate group described later. And the burette group content. About 1H-NMR measurement, it carries out by the method as described in "Structural study of the polyurethane resin by NMR: Takeda Laboratory report 34 (2), 224-323 (1975)." That is, when 1H-NMR is measured and aliphatic is used, urea group and urethane are calculated from the ratio of the integral amount of hydrogen derived from urea group near chemical shift 6 ppm and the integral amount of hydrogen derived from urethane group near chemical shift 7 ppm. The weight ratio of the groups is measured, and the urethane group and urea group contents are calculated from the weight ratio, the N atom content and the allohanate group and burette group contents. When aromatic isocyanate is used, the weight ratio of urea group and urethane group is calculated from the ratio of the integral amount of hydrogen derived from urea groups near the chemical shift of 8 ppm and the integral amount of hydrogen derived from urethane groups near the chemical shift of 9 ppm, The urea group content is calculated from the weight ratio and the N atom content.

<末端アミノ基含量>
以下の方法でポリウレタン樹脂の全アミン価及び3級アミン価を求めて、次式により末端アミノ基含量(mmol/g)を算出する。
末端アミノ基含量(mmol/g)=(全アミン価−3級アミン価)/56.1
(1)全アミン価
100mlのフラスコ中でトルエン50mlにポリウレタン樹脂を溶解後、無水酢酸20mlを加えて、キシレンシアノールFF・メチルオレンジ混合指示薬を用いて、0.5mol/l塩酸・メチルアルコール滴定用溶液で滴定を行い(終点は、指示薬の色が緑色から赤褐色になった点)滴定ml数を読み取り、次式により全アミン価を算出する。
全アミン価=a ×f/ (S×28.05)
a:0.5mol/l塩酸・メチルアルコール滴定用溶液の滴定ml数。
f:0.5mol/l塩酸・メチルアルコール滴定用溶液の力価。
S:ポリウレタン樹脂採取量(g)
<Terminal amino group content>
The total amine value and tertiary amine value of the polyurethane resin are obtained by the following method, and the terminal amino group content (mmol / g) is calculated by the following formula.
Terminal amino group content (mmol / g) = (total amine value-tertiary amine value) /56.1
(1) Total amine value After dissolving polyurethane resin in 50 ml of toluene in a 100 ml flask, add 20 ml of acetic anhydride and titrate 0.5 mol / l hydrochloric acid / methyl alcohol using xylene cyanol FF / methyl orange mixed indicator. Titration is carried out with the solution (the end point is the point where the color of the indicator has changed from green to reddish brown).
Total amine number = a × f / (S × 28.05)
a: Titration ml number of 0.5 mol / l hydrochloric acid / methyl alcohol titration solution.
f: titer of 0.5 mol / l hydrochloric acid / methyl alcohol titration solution.
S: Amount of polyurethane resin collected (g)

(2)3級アミン価
100mlのフラスコ中でトルエン50mlにポリウレタン樹脂を溶解後、無水酢酸20mlを加えてよく振とうし、30分間室温にて放置。キシレンシアノールFF・メチルオレンジ混合指示薬を用いて、0.5mol/l塩酸・メチルアルコール滴定用溶液で滴定を行い(終点は、指示薬の色が緑色から赤褐色になった点)滴定ml数を読み取り、次式により3級アミン価を算出する。
3級アミン価=a ×f/ (S×28.05)
a:0.5mol/l塩酸・メチルアルコール滴定用溶液の滴定ml数
f:0.5mol/l塩酸・メチルアルコール滴定用溶液の力価
S:ポリウレタン樹脂採取量(g)
(2) Tertiary amine value After dissolving the polyurethane resin in 50 ml of toluene in a 100 ml flask, add 20 ml of acetic anhydride and shake well, and let stand at room temperature for 30 minutes. Titrate with 0.5 mol / l hydrochloric acid / methyl alcohol titration solution using xylene cyanol FF / methyl orange mixed indicator (the end point is the point where the indicator color changed from green to reddish brown) and read the titration ml number The tertiary amine value is calculated by the following formula.
Tertiary amine value = a × f / (S × 28.05)
a: titration ml number of 0.5 mol / l hydrochloric acid / methyl alcohol titration solution f: titer of 0.5 mol / l hydrochloric acid / methyl alcohol titration solution S: amount of polyurethane resin collected (g)

<アロハネート基及びビューレット基の含量>
ポリウレタン樹脂のアロハネート基及びビューレット基の含量の合計は、ガスクロマトグラフ[Shimadzu GC−9A{島津製作所(株)製}]によって算出する。0.01重量%のジ−n−ブチルアミンと0.01重量%のナフタレン(内部標準)とを含む50gのDMF溶液を調整する。サンプルを共栓付き試験管に測り取り、上記のDMF溶液を2g加え、試験管を90℃の恒温水槽で2時間加熱する。常温に冷却後、10μlの無水酢酸を加え10分間振とう攪拌する。更に50μlのジ−n−プロピルアミンを添加し、10分間振とう後、ガスクロマトグラフ測定を行う。並行してブランク測定を行い、試験値との差よりアミンの消費量を求め、アロハネート基及びビューレット基の含量の合計を測定した。
<Contents of allophanate group and burette group>
The total of the contents of allophanate groups and burette groups of the polyurethane resin is calculated by a gas chromatograph [Shimadzu GC-9A {manufactured by Shimadzu Corp.}]. A 50 g DMF solution containing 0.01 wt% di-n-butylamine and 0.01 wt% naphthalene (internal standard) is prepared. The sample is weighed into a test tube with a stopper, 2 g of the above DMF solution is added, and the test tube is heated in a constant temperature water bath at 90 ° C. for 2 hours. After cooling to room temperature, 10 μl of acetic anhydride is added and shaken and stirred for 10 minutes. Further, 50 μl of di-n-propylamine is added, shaken for 10 minutes, and then gas chromatographic measurement is performed. In parallel, blank measurement was performed, the consumption of amine was determined from the difference from the test value, and the total content of allophanate groups and burette groups was measured.

(ガスクロマトグラフ条件)
装置 :Shimadzu GC−9A
カラム:10%PEG−20M on Chromosorb WAW DMLS 60/80meshガラスカラム 3mmφ×2m
カラム温度:160℃、試料導入部温度:200℃、キャリアガス:窒素 40ml/分
検出器:FID、試料注入量:2μl
(アロハネート基及びビューレット基の含量の合計の算出式)
アロハネート基及びビューレット基の含量の合計={(B−A)/B}×0.00155/S
A:試料の(ジ−n−ブチルアセトアミドのピーク面積/ナフタレンのピーク面積)
B:ブランクの(ジ−n−ブチルアセトアミドのピーク面積/ナフタレンのピーク面積)
S:ポリウレタン樹脂採取量(g)
(Gas chromatograph conditions)
Apparatus: Shimadzu GC-9A
Column: 10% PEG-20M on Chromosorb WAW DMLS 60/80 mesh glass column 3 mmφ × 2 m
Column temperature: 160 ° C., sample introduction part temperature: 200 ° C., carrier gas: nitrogen 40 ml / min detector: FID, sample injection amount: 2 μl
(Calculation formula for the total content of allophanate groups and burette groups)
Total content of allophanate group and burette group = {(BA) / B} × 0.00155 / S
A: (Di-n-butylacetamide peak area / naphthalene peak area) of sample
B: blank (peak area of di-n-butylacetamide / peak area of naphthalene)
S: Amount of polyurethane resin collected (g)

<Mw及びMn>
ポリウレタン樹脂又はポリウレタン水性分散体を、DMF中にポリウレタン樹脂固形分が0.0125重量%となるように加えて、常温で1時間撹拌溶解後、0.3μmの孔径のフィルターでろ過して、得られたろ液に含まれているウレタン樹脂のMwとMnを、DMFを溶媒として、また、ポリスチレンを分子量標準として用いて、GPCにより測定した。
<Mw and Mn>
A polyurethane resin or an aqueous polyurethane dispersion is added to DMF so that the solid content of the polyurethane resin is 0.0125% by weight, stirred and dissolved at room temperature for 1 hour, and then filtered through a filter having a pore size of 0.3 μm. The urethane resin Mw and Mn contained in the obtained filtrate were measured by GPC using DMF as a solvent and polystyrene as a molecular weight standard.

<エタノール膨潤率>
ポリウレタン樹脂(U)のエタノール膨潤率は次に記載の方法で測定した。
ポリウレタン樹脂水性分散体10部を、縦10cm×横20cm×深さ1cmのポリプロピレン製モールドに、水分乾燥後のフィルム膜厚が200μmになる量を流し込み、室温で12時間乾燥後、循風乾燥機で、105℃で3時間加熱乾燥することによって得られるフィルムを2cm×8cmにカットして試験片を作成し、小数点以下4桁まで計量可能な電子天秤で重量(W0)を測定した。得られた試験片をエタノール中に浸漬し、25℃24時間浸漬した後取り出し、130℃循風乾燥機で3時間乾燥し、重量(W1)を測定した。得られた数値を用いて下記式にのっとって溶剤への膨潤率を算出した。
膨潤率(%) = (W1)/(W0)×100
W1;ウレタン皮膜のエタノール浸漬後の重量
W0;ウレタン皮膜のエタノール浸漬前の重量
<Ethanol swelling rate>
The ethanol swelling ratio of the polyurethane resin (U) was measured by the method described below.
Pour 10 parts of an aqueous polyurethane resin dispersion into a polypropylene mold measuring 10 cm in length × 20 cm in width × 1 cm in depth. The amount of film thickness after moisture drying is 200 μm, and after drying at room temperature for 12 hours, a circulating dryer Then, a film obtained by heating and drying at 105 ° C. for 3 hours was cut to 2 cm × 8 cm to prepare a test piece, and the weight (W0) was measured with an electronic balance capable of weighing up to 4 digits after the decimal point. The obtained test piece was dipped in ethanol, dipped at 25 ° C. for 24 hours, taken out, dried for 3 hours with a circulating air dryer at 130 ° C., and the weight (W1) was measured. Using the obtained numerical value, the swelling ratio into the solvent was calculated according to the following formula.
Swelling rate (%) = (W1) / (W0) × 100
W1; weight of urethane film after ethanol immersion W0; weight of urethane film before ethanol immersion

<体積平均粒子径(Dv)>
ポリウレタン樹脂水性分散体を、イオン交換水でポリウレタン樹脂の固形分が0.01重量%となるよう希釈した後、光散乱粒度分布測定装置[ELS−8000{大塚電子(株)製}]を用いて測定した。
<Volume average particle diameter (Dv)>
After diluting the polyurethane resin aqueous dispersion with ion-exchanged water so that the solid content of the polyurethane resin is 0.01% by weight, a light scattering particle size distribution analyzer [ELS-8000 {manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.}] is used. Measured.

<滑剤の含量>
ポリウレタン樹脂の滑剤(f)の含量はガスクロマトグラフィー質量分析計(GCMS)[GCMS QP−5000{島津製作所(株)製}]によって含有する滑剤を同定した後、滑剤の検量線ピークとの面積比から算出することができる。
<Content of lubricant>
The content of the lubricant (f) in the polyurethane resin is the area with the calibration curve peak of the lubricant after identifying the lubricant contained by a gas chromatography mass spectrometer (GCMS) [GCMS QP-5000 (manufactured by Shimadzu Corporation)]. It can be calculated from the ratio.

(GCMS条件)
装置:GCMS QP−5000
熱分解部:PYR−4A
カラム:Ultra Alloy−5
カラム温度:40℃から10℃/分の速さで昇温し、380℃で10分間保持
試料導入部温度:300℃
キャリアガス:ヘリウム 1ml/分
試料注入量:2μl
質量範囲:m/z 10〜700
(GCMS conditions)
Device: GCMS QP-5000
Thermal decomposition part: PYR-4A
Column: Ultra Alloy-5
Column temperature: heated from 40 ° C. at a rate of 10 ° C./min and held at 380 ° C. for 10 minutes Sample introduction part temperature: 300 ° C.
Carrier gas: Helium 1 ml / min Sample injection amount: 2 μl
Mass range: m / z 10-700

評価方法
<乾燥皮膜の耐水性>
(1)外観
ポリウレタン樹脂水分散体10部を、縦10cm×横20cm×深さ1cmのポリプロピレン製モールドに、乾燥後のフィルム膜厚が200μmになる量を流し込み、室温で12時間乾燥後、循風乾燥機で105℃で3時間加熱乾燥することによって得られるフィルムを、60℃のイオン交換水に14日間浸漬した後、目視にて皮膜の表面状態を観察した。変化が無い場合を◎、白化した部分が全面積の50%未満の場合を○、全体的に白化した場合を×とした。
(2)破断伸びの維持率
取り出したフィルムを乾燥して、JIS K7311に記載の5.引張試験に基づいて測定を行ない、浸漬前の破断伸びに対する浸漬後の破断伸びの比、破断伸びの維持率を求めた。
Evaluation method <Water resistance of dry film>
(1) Appearance 10 parts of a polyurethane resin aqueous dispersion was poured into a polypropylene mold having a length of 10 cm, a width of 20 cm, and a depth of 1 cm, and after drying for 12 hours at room temperature, the film thickness after drying was poured into a 200 μm film. A film obtained by heating and drying at 105 ° C. for 3 hours with an air dryer was immersed in ion exchange water at 60 ° C. for 14 days, and then the surface state of the film was visually observed. The case where there was no change was marked with ◎, the case where the whitened portion was less than 50% of the total area was marked with ◯, and the case where the whole was whitened was marked with ×.
(2) Maintenance rate of breaking elongation The film taken out is dried and described in JIS K7311. The measurement was performed based on a tensile test, and the ratio of the breaking elongation after immersion to the breaking elongation before immersion and the maintenance ratio of the elongation at break were determined.

<ポリウレタン樹脂水性分散体の機械的物性>
ポリウレタン樹脂水性分散体10部を、縦10cm×横20cm×深さ1cmのポリプロピレン製モールドに、水分乾燥後のフィルム膜厚が200μmになる量を流し込み、室温で12時間乾燥後、循風乾燥機で105℃で3時間加熱乾燥することによって得られるフィルムの物性測定を行い、破断強度を機械的物性の指標とした。破断強度が25MPaより大きい場合は機械的物性が非常に良好、10〜25MPaの場合は機械的物性が良好、10MPa未満の場合は機械的物性が十分ではないと判断した。尚、破断強度の測定は、JIS K7311に記載の5.引張試験に基づいて行った。
<Mechanical properties of aqueous polyurethane resin dispersion>
Pour 10 parts of an aqueous polyurethane resin dispersion into a polypropylene mold measuring 10 cm in length × 20 cm in width × 1 cm in depth. The amount of film thickness after moisture drying is 200 μm, and after drying at room temperature for 12 hours, a circulating dryer The physical properties of the film obtained by heating and drying at 105 ° C. for 3 hours were measured, and the breaking strength was used as an index of mechanical properties. When the breaking strength was greater than 25 MPa, the mechanical properties were very good. When the breaking strength was 10-25 MPa, the mechanical properties were good, and when it was less than 10 MPa, the mechanical properties were judged to be insufficient. In addition, the measurement of breaking strength is described in JIS K7311. Based on a tensile test.

<ポリウレタン樹脂水性分散体の耐薬品性>
ポリウレタン樹脂水性分散体10部を、縦10cm×横20cm×深さ1cmのポリプロピレン製モールドに、水分乾燥後のフィルム膜厚が200μmになる量を流し込み、室温で12時間乾燥後、循風乾燥機で、105℃で3時間加熱乾燥することによって得られるフィルムを2cm×8cmにカットして試験片を作成した。得られた試験片をジメチルホルムアミド中に浸漬し、40℃24時間浸漬した後取り出し、表面に付着したジメチルホルムアミドを軽くふき取ってから重量(W1)を測定した。次いで、試験片を130℃循風乾燥機で3時間乾燥し、重量(W2)を測定した。得られた数値を用いて下記式にのっとって膨潤率を算出し、膨潤率が100%未満の場合は耐薬品性が非常に良好、100〜200%の場合は耐薬品性が良好、膨潤率が200%以上または溶解した場合は耐薬品性が不十分と判断した。
膨潤率(%) =100×[(W1)−(W2)]/(W2)
W1;ウレタン皮膜のジメチルホルムアミド浸漬後の重量
W2;ウレタン皮膜のジメチルホルムアミド浸漬前の重量
<Chemical resistance of aqueous polyurethane resin dispersion>
Pour 10 parts of an aqueous polyurethane resin dispersion into a polypropylene mold measuring 10 cm in length × 20 cm in width × 1 cm in depth. The amount of film thickness after moisture drying is 200 μm, and after drying at room temperature for 12 hours, a circulating dryer Then, a film obtained by heating and drying at 105 ° C. for 3 hours was cut into 2 cm × 8 cm to prepare test pieces. The obtained test piece was dipped in dimethylformamide, dipped at 40 ° C. for 24 hours and then taken out. The dimethylformamide adhering to the surface was gently wiped off, and the weight (W1) was measured. Subsequently, the test piece was dried for 3 hours with a circulating air dryer at 130 ° C., and the weight (W2) was measured. Using the obtained numerical value, the swelling rate is calculated according to the following formula. When the swelling rate is less than 100%, the chemical resistance is very good. When the swelling rate is 100 to 200%, the chemical resistance is good. When it was 200% or more or dissolved, it was judged that the chemical resistance was insufficient.
Swelling rate (%) = 100 × [(W1) − (W2)] / (W2)
W1; weight of urethane film after immersion in dimethylformamide W2; weight of urethane film before immersion in dimethylformamide

実施例8(水性塗料としての評価)
イオン交換水90部、増粘剤[「ビスライザーAP−2」、三洋化成工業(株)製]70部、顔料分散剤[「キャリボンL−400」、三洋化成工業(株)製]10部、酸化チタン[「CR−93」、石原産業(株)製]140部、カーボンブラック[「FW200P」、デグサ(株)製]及び炭酸カルシウム160部をペイントコンディショナーにより30分間混合分散した。ここに1−ノナノール20部、アクリル水性分散体[「ポリトロンZ330」、旭化成(株)製]200部及び実施例1で得たポリウレタン樹脂水性分散体(Q−1)200部を仕込み、10分間混合分散した。更にイオン交換水を用いて25℃での粘度が150mPa・sとなるよう調整し、水性塗料(W−1)を得た。尚、粘度はTOKIMEC(株)製回転式粘度計を用いて、回転数60rpmで測定した。水性塗料(W−1)について、下記試験方法に基づいて塗膜を評価した結果を表4に示す。
Example 8 (Evaluation as water-based paint)
90 parts of ion-exchanged water, 70 parts of thickener [“Biseriser AP-2”, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.], 10 parts of pigment dispersant [“Calibon L-400”, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.] Then, 140 parts of titanium oxide [“CR-93”, manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.], carbon black [“FW200P”, manufactured by Degussa Co., Ltd.] and 160 parts of calcium carbonate were mixed and dispersed for 30 minutes using a paint conditioner. 20 parts of 1-nonanol, 200 parts of acrylic aqueous dispersion [“Polytron Z330”, manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd.] and 200 parts of the aqueous polyurethane resin dispersion (Q-1) obtained in Example 1 were charged for 10 minutes. Mixed and dispersed. Furthermore, it adjusted so that the viscosity in 25 degreeC might be set to 150 mPa * s using ion-exchange water, and the water-based coating material (W-1) was obtained. The viscosity was measured at a rotational speed of 60 rpm using a rotary viscometer manufactured by TOKIMEC. Table 4 shows the results of evaluating the coating film based on the following test method for the water-based paint (W-1).

実施例9〜14(水性塗料としての評価)
ポリウレタン樹脂水性分散体(Q−1)の代わりにポリウレタン樹脂水性分散体(Q−2)〜(Q−7)を用いる以外は、実施例8と同様にして水性塗料(W−2)〜(W−7)を得た。
水性塗料(W−2)〜(W−7)について、下記試験方法に基づいて塗膜を評価した結果を表4に示す。
Examples 9 to 14 (Evaluation as water-based paint)
Aqueous paints (W-2) to (W-2) to (Q) were used in the same manner as in Example 8, except that the aqueous polyurethane resin dispersions (Q-2) to (Q-7) were used instead of the aqueous polyurethane resin dispersion (Q-1). W-7) was obtained.
Table 4 shows the results of evaluating the coating films based on the following test methods for the water-based paints (W-2) to (W-7).

比較例8〜14
ポリウレタン樹脂水性分散体(Q−1)の代わりにポリウレタン樹脂水性分散体(Q’−1)〜(Q’−7)を用いる以外は、実施例8と同様にして比較用の水性塗料(W’−1)〜(W’−7)を得た。
水性塗料(W’−1)〜(W’−7)について、下記試験方法に基づいて塗膜を評価した結果を表4に示す。
Comparative Examples 8-14
A comparative water-based paint (W) as in Example 8 except that the polyurethane resin aqueous dispersions (Q′-1) to (Q′-7) are used in place of the polyurethane resin aqueous dispersion (Q-1). '-1) to (W'-7) were obtained.
Table 4 shows the results of evaluating the coating films based on the following test methods for the water-based paints (W′-1) to (W′-7).

<塗膜の密着性評価方法>
得られた水性塗料を5cm×20cmの鋼板にスプレー塗布し、120℃で10分加熱して厚さ20μmの塗膜を作製した。この塗装面に1mm角のクロスカットをいれ、次いでセロテープ(登録商標)にて剥離テストを行い、残留する1mm角塗膜の数を調べた。表示は分子に残留数を、分母にはじめにクロスカットした数を示した。
<Method for evaluating adhesion of coating film>
The obtained water-based paint was spray-coated on a 5 cm × 20 cm steel plate and heated at 120 ° C. for 10 minutes to prepare a coating film having a thickness of 20 μm. A 1 mm square cross cut was made on the coated surface, and then a peel test was performed with cello tape (registered trademark) to examine the number of remaining 1 mm square coating films. The display shows the number of residues in the numerator and the number of crosscuts in the denominator first.

<塗膜の耐ブロッキング性評価方法>
得られた水性塗料を5cm×20cmの鋼板にスプレー塗布し、120℃で10分加熱して厚さ20μmの塗膜を作製した。この塗装面に塗装していない鋼板を重ね、ブロッキングテスターを用いて、1kg/cm2の荷重を加えながら、40℃のオーブンで24時間放置した。その後、試験サンプルを取り出して、重ね合わせた鋼板を剥離した。剥離した塗装していない鋼板への色移りを目視により以下の評価基準で評価した。
◎:塗装していない鋼板に色移りなく、剥離時に抵抗もない。
○:塗装していない鋼板に色移りしないが、剥離時にやや抵抗がある。
△:塗装していない鋼板に色移りがややあり、剥離時にやや抵抗がある。
×:塗装していない鋼板に色移りがあり、剥離時に抵抗がある。
<Method for evaluating blocking resistance of coating film>
The obtained water-based paint was spray-coated on a 5 cm × 20 cm steel plate and heated at 120 ° C. for 10 minutes to prepare a coating film having a thickness of 20 μm. An uncoated steel plate was stacked on the coated surface, and left in an oven at 40 ° C. for 24 hours while applying a load of 1 kg / cm 2 using a blocking tester. Thereafter, the test sample was taken out and the superposed steel plates were peeled off. The color transfer to the peeled uncoated steel sheet was visually evaluated according to the following evaluation criteria.
(Double-circle): There is no color transfer to the steel plate which is not painted, and there is no resistance at the time of peeling.
○: The color does not transfer to the uncoated steel sheet, but there is a slight resistance during peeling.
Δ: Slight transfer of color to unpainted steel sheet and slight resistance during peeling.
X: The steel plate which has not been painted has color transfer, and there is resistance during peeling.

<塗膜の耐擦過性評価方法>
得られた水性塗料を10cm×20cmの鋼板にスプレー塗布し、80℃で3分加熱して厚さ20μmの塗膜を作製した。得られた塗膜を学振型摩擦試験機を用いて、綿金巾で200gの荷重で50往復擦過した後の布への色移りを目視により以下の評価基準で評価した。
◎:綿金巾に色移りしない。
○:綿金巾にほぼ色移りしない。
△:綿金巾にやや色移りがみられる。
×:綿金巾に色移りがみられる。
<塗膜の耐水性評価方法>
得られた水性塗料を10cm×20cmの鋼板にスプレー塗布し、120℃で10分加熱して厚さ20μmの塗膜を作製した。この塗装した鋼板を80℃のイオン交換水中に14日間浸漬した後、取り出して表面を軽く拭き、塗膜表面を目視により以下の評価基準で評価した。
◎:浸漬前後で塗膜表面の変化がない。
○:浸漬前後で塗膜表面の変化がほぼない。
△:浸漬後、塗膜表面に凹凸が見られる。
×:浸漬後、塗膜が一部剥げ落ちている。
<Method for evaluating scratch resistance of coating film>
The obtained water-based paint was spray-coated on a 10 cm × 20 cm steel plate and heated at 80 ° C. for 3 minutes to prepare a coating film having a thickness of 20 μm. Using the Gakushin type friction tester, the obtained coating film was visually evaluated for color transfer to the cloth after 50 reciprocating rubbings with a load of 200 g with a load of 200 g according to the following evaluation criteria.
(Double-circle): Color does not transfer to a cotton-plater.
○: Almost no color transfer to the cotton lacquer.
Δ: Slight color transfer is observed in the cotton lacquer.
X: Color transfer is observed in the cotton lacquer.
<Water resistance evaluation method of coating film>
The obtained water-based paint was spray-coated on a 10 cm × 20 cm steel plate and heated at 120 ° C. for 10 minutes to prepare a coating film having a thickness of 20 μm. The coated steel sheet was immersed in ion exchange water at 80 ° C. for 14 days, and then taken out and the surface was lightly wiped. The surface of the coating film was visually evaluated according to the following evaluation criteria.
(Double-circle): There is no change of the coating-film surface before and behind immersion.
○: Almost no change in coating film surface before and after immersion.
(Triangle | delta): After immersion, an unevenness | corrugation is seen on the coating-film surface.
X: After immersion, a part of the coating film is peeled off.

実施例15(水性インクとしての評価)
イオン交換水29部、カーボンブラック水分散体[「Aqua−Black162」、東海カーボン(株)製、固形分20wt%]4部、プロピレングリコール10部、トリエチレングリコールモノブチルエーテル30部及び実施例1で得たポリウレタン樹脂水性分散体(Q−1)27部を仕込み、10分間混合し、水性インク(X−1)を得た。水性インク(X−1)について、下記試験方法に基づいて印刷物を評価した結果を表5に示す。
Example 15 (Evaluation as water-based ink)
In ion exchange water 29 parts, carbon black water dispersion [“Aqua-Black 162”, manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd., solid content 20 wt%] 4 parts, propylene glycol 10 parts, triethylene glycol monobutyl ether 30 parts and Example 1 27 parts of the obtained aqueous polyurethane resin dispersion (Q-1) was charged and mixed for 10 minutes to obtain an aqueous ink (X-1). Table 5 shows the results of evaluating the printed matter based on the following test method for the water-based ink (X-1).

実施例16〜21
ポリウレタン樹脂水性分散体(Q−1)の代わりにポリウレタン樹脂水性分散体(Q−2)〜(Q−7)を用いる以外は、実施例15と同様にして水性インク(X−2)〜(X−7)を得た。
水性インク(X−2)〜(X−7)について、下記試験方法に基づいて印刷物を評価した結果を表5に示す。
Examples 16-21
Aqueous inks (X-2) to (X-2) to (Q2) were used in the same manner as in Example 15 except that the aqueous polyurethane resin dispersions (Q-2) to (Q-7) were used instead of the aqueous polyurethane resin dispersion (Q-1). X-7) was obtained.
Table 5 shows the results of evaluating the printed materials based on the following test methods for the water-based inks (X-2) to (X-7).

比較例15〜21
ポリウレタン樹脂水性分散体(Q−1)の代わりにポリウレタン樹脂水性分散体(Q’−1)〜(Q’−7)を用いる以外は、実施例15と同様にして比較用の水性塗料(X’−1)〜(X’−7)を得た。
水性インク(X’−1〜7)について、下記試験方法に基づいて印刷物を評価した結果を表5に示す。
Comparative Examples 15-21
A comparative water-based paint (X) in the same manner as in Example 15 except that the polyurethane resin aqueous dispersions (Q′-1) to (Q′-7) are used in place of the polyurethane resin aqueous dispersion (Q-1). '-1) to (X'-7) were obtained.
Table 5 shows the results of evaluating the printed materials based on the following test methods for the water-based inks (X′-1 to 7).

<印刷物の密着性評価方法>
得られた水性インクを5cm×20cmのコート紙[「オーロラコート」、日本製紙(株)製]に乾燥後の膜厚が2μmとなるよう、バーコーターで塗布し、100℃で10分加熱して印刷物を作製した。この印刷物の印刷面をセロテープ(登録商標)にて剥離テストを行い、剥離した部分の面積により以下の評価基準で評価した。
◎:剥離面積が0%。
○:剥離面積が1〜10%。
△:剥離面積が11〜50%。
×:剥離面積が51〜100%。
<Method for evaluating adhesion of printed matter>
The obtained water-based ink was coated on a 5 cm × 20 cm coated paper [“Aurora Coat” manufactured by Nippon Paper Industries Co., Ltd.] with a bar coater so that the film thickness after drying was 2 μm, and heated at 100 ° C. for 10 minutes. A printed matter was prepared. The printed surface of this printed matter was subjected to a peeling test with cello tape (registered trademark), and evaluated according to the following evaluation criteria by the area of the peeled portion.
A: The peeled area is 0%.
A: The peeled area is 1 to 10%.
(Triangle | delta): A peeling area is 11 to 50%.
X: Peeling area is 51 to 100%.

<印刷物の耐ブロッキング性評価方法>
得られた水性インクを5cm×20cmのコート紙[「オーロラコート」、日本製紙(株)製]に乾燥後の膜厚が2μmとなるよう、バーコーターで塗布し、100℃で10分加熱して印刷物を作製した。この印刷面に印刷していないコート紙を重ね、ブロッキングテスターを用いて、1kg/cm2の荷重を加えながら、40℃のオーブンで24時間放置した。その後、試験サンプルを取り出して、重ね合わせたコート紙を剥離した。剥離した印刷していないコート紙への色移りを目視により以下の評価基準で評価した。
◎:印刷していないコート紙に色移りなく、剥離時に抵抗もない。
○:印刷していないコート紙に色移りしないが、剥離時にやや抵抗がある。
△:印刷していないコート紙に色移りがややあり、剥離時にやや抵抗がある。
×:印刷していないコート紙に色移りがあり、剥離時に抵抗がある。
<Method for evaluating blocking resistance of printed matter>
The obtained water-based ink was coated on a 5 cm × 20 cm coated paper [“Aurora Coat” manufactured by Nippon Paper Industries Co., Ltd.] with a bar coater so that the film thickness after drying was 2 μm, and heated at 100 ° C. for 10 minutes. A printed matter was prepared. The coated paper which was not printed on this printing surface was piled up, and left in an oven at 40 ° C. for 24 hours while applying a load of 1 kg / cm 2 using a blocking tester. Thereafter, the test sample was taken out and the coated paper that was superimposed was peeled off. The color transfer to the peeled uncoated paper was visually evaluated according to the following evaluation criteria.
A: No color transfer to uncoated paper, no resistance when peeling.
○: The color does not transfer to the coated paper that is not printed, but there is a slight resistance during peeling.
Δ: Color transfer is slightly on the uncoated paper, and there is some resistance when peeling.
X: There is a color transfer on the unprinted coated paper, and there is resistance when peeling.

<印刷物の耐擦過性評価方法>
得られた水性インクを5cm×20cmのコート紙[「オーロラコート」、日本製紙(株)製]に乾燥後の膜厚が2μmとなるよう、バーコーターで塗布し、100℃で10分加熱して印刷物を作製した。得られた印刷物の印刷面を学振型摩擦試験機を用いて、印刷していないコート紙で200gの荷重で50往復擦過した後の印刷していないコート紙への色移りを目視により以下の評価基準で評価した。
◎:印刷していないコート紙に色移りしない。
○:印刷していないコート紙にほぼ色移りしない。
△:印刷していないコート紙にやや色移りがみられる。
×:印刷していないコート紙に色移りがみられる。
<Method for evaluating scratch resistance of printed matter>
The obtained water-based ink was coated on a 5 cm × 20 cm coated paper [“Aurora Coat” manufactured by Nippon Paper Industries Co., Ltd.] with a bar coater so that the film thickness after drying was 2 μm, and heated at 100 ° C. for 10 minutes. A printed matter was prepared. Using the Gakushoku-type friction tester, the color transfer to the unprinted coated paper after 50 reciprocations of the printed surface of the obtained printed matter with a non-printed coated paper at a load of 200 g was visually observed as follows. Evaluation was based on the evaluation criteria.
A: No color transfer to uncoated paper.
○: Almost no color transfer to uncoated paper.
Δ: Slight color transfer is observed on unprinted coated paper.
X: Color transfer is observed on the unprinted coated paper.

<印刷物の耐水性評価方法>
得られた水性インクを5cm×20cmのコート紙[「オーロラコート」、日本製紙(株)製]に乾燥後の膜厚が2μmとなるよう、バーコーターで塗布し、100℃で10分加熱して印刷物を作製した。得られた印刷物の印刷面を学振型摩擦試験機を用いて、水で濡らした印刷していないコート紙で200gの荷重で50往復擦過した後の印刷していないコート紙への色移りを目視により以下の評価基準で評価した。
◎:印刷していないコート紙に色移りしない。
○:印刷していないコート紙にほぼ色移りしない。
△:印刷していないコート紙にやや色移りがみられる。
×:印刷していないコート紙に色移りがみられる。
<Water resistance evaluation method for printed matter>
The obtained water-based ink was coated on a 5 cm × 20 cm coated paper [“Aurora Coat” manufactured by Nippon Paper Industries Co., Ltd.] with a bar coater so that the film thickness after drying was 2 μm, and heated at 100 ° C. for 10 minutes. A printed matter was prepared. Using the Gakushin friction tester, the printed surface of the printed matter obtained was subjected to 50 reciprocations with a non-printed coated paper wetted with water at a load of 200 g for color transfer to the unprinted coated paper. The following evaluation criteria were evaluated visually.
A: No color transfer to uncoated paper.
○: Almost no color transfer to uncoated paper.
Δ: Slight color transfer is observed on unprinted coated paper.
X: Color transfer is observed on the unprinted coated paper.

実施例22(水性繊維加工処理剤としての評価)
ポリウレタン樹脂水性分散体を用いて以下のように顔料捺染糊を作製した。
実施例1で得たポリウレタン樹脂水性分散体(Q−1)100部に対して、粘弾性調整剤[「SNシックナー618」サンノプコ(株)製]8.9部、シリコン系消泡剤[「SNデフォーマー777」サンノプコ(株)製]0.9部、水35部、酸化チタン44.6部及び顔料[「NL レッド FR3R−D」山宋実業(株)社製]18.9部を混合して、顔料捺染糊(Y−1)を得た。顔料捺染糊(Y−1)について、下記試験方法に基づいて顔料捺染された繊維布を試験した結果を表6に示す。
Example 22 (Evaluation as aqueous fiber processing agent)
A pigment printing paste was prepared using an aqueous polyurethane resin dispersion as follows.
For 100 parts of the polyurethane resin aqueous dispersion (Q-1) obtained in Example 1, 8.9 parts of a viscoelasticity modifier [“SN thickener 618” manufactured by San Nopco Co., Ltd.], silicon-based antifoaming agent [“ SN deformer 777 “San Nopco Co., Ltd.” 0.9 parts, water 35 parts, titanium oxide 44.6 parts, and pigment [“NL Red FR3R-D” manufactured by Yamagata Kogyo Co., Ltd.] 18.9 parts Thus, a pigment printing paste (Y-1) was obtained. Table 6 shows the results of testing the pigment-printed paste (Y-1) for the fiber fabrics that were pigment-printed based on the following test method.

実施例23〜28
ポリウレタン樹脂水性分散体(Q−1)の代わりにポリウレタン樹脂水性分散体(Q−2〜7)を用いる以外は、実施例22と同様にして顔料捺染糊(Y−2)〜(Y−7)を得た。顔料捺染糊(Y−2)〜(Y−7)について、下記試験方法に基づいて顔料捺染された繊維布を試験した結果を表6に示す。
Examples 23-28
Pigment printing pastes (Y-2) to (Y-7) in the same manner as in Example 22 except that the aqueous polyurethane resin dispersion (Q-2 to 7) is used instead of the aqueous polyurethane resin dispersion (Q-1). ) Table 6 shows the results of testing the pigment-printed pastes (Y-2) to (Y-7) for the fiber fabrics subjected to pigment printing based on the following test method.

比較例22〜28
ポリウレタン樹脂水性分散体(Q−1)の代わりにポリウレタン樹脂水性分散体(Q’−1)〜(Q’−7)を用いる以外は、実施例22と同様にして比較用の顔料捺染糊(Y’−1)〜(Y’−7)を得た。顔料捺染糊(Y’−1)〜(Y’−7)について、下記試験方法に基づいて顔料捺染された繊維布を試験した結果を表6に示す。
Comparative Examples 22-28
A pigment printing paste for comparison (Example 1) except that the aqueous polyurethane resin dispersions (Q′-1) to (Q′-7) were used instead of the aqueous polyurethane resin dispersion (Q-1). Y′-1) to (Y′-7) were obtained. Table 6 shows the results of testing the pigment-printed pastes (Y′-1) to (Y′-7) of the fiber fabrics that were pigment-printed based on the following test method.

<顔料捺染された繊維布の密着性評価方法>
顔料捺染糊を綿金巾の型の上に縦2cm×横10cmで膜厚が0.2mmとなるようにバーコーターを用いて塗布した。これを120℃テンターで3分乾燥することにより顔料捺染された繊維布を得た。この顔料捺染された繊維布の捺染面をセロテープ(登録商標)にて剥離テストを行い、剥離した部分を目視により以下の評価基準で評価した。
◎:剥離面積が0%。
○:剥離面積が1〜10%。
△:剥離面積が11〜50%。
×:剥離面積が51〜100%。
<Method for evaluating the adhesion of a textile fabric printed with pigment>
The pigment printing paste was applied onto a cotton-plated mold using a bar coater so that the film thickness was 2 cm × 10 cm and the film thickness was 0.2 mm. This was dried with a 120 ° C. tenter for 3 minutes to obtain a textile fabric printed with pigment. A peel test was performed on the printed surface of the fiber cloth on which the pigment was printed using a cello tape (registered trademark), and the peeled portion was visually evaluated according to the following evaluation criteria.
A: The peeled area is 0%.
A: The peeled area is 1 to 10%.
(Triangle | delta): A peeling area is 11 to 50%.
X: Peeling area is 51 to 100%.

<顔料捺染された繊維布の耐ブロッキング性評価方法>
顔料捺染糊を綿金巾の型の上に縦2cm×横10cmで膜厚が0.2mmとなるようにバーコーターを用いて塗布した。これを120℃テンターで3分乾燥することにより顔料捺染された繊維布を得た。この顔料捺染された繊維布の捺染面に捺染処理していない綿金巾を重ね、ブロッキングテスターを用いて、1kg/cm2の荷重を加えながら、40℃のオーブンで24時間放置した。その後、試験サンプルを取り出して、重ね合わせた繊維布を剥離した。剥離した捺染処理していない綿金巾への色移りを目視により以下の評価基準で評価した。
◎:捺染処理していない綿金巾に色移りなく、剥離時に抵抗もない。
○:捺染処理していない綿金巾に色移りしないが、剥離時にやや抵抗がある。
△:捺染処理していない綿金巾に色移りがややあり、剥離時にやや抵抗がある。
×:捺染処理していない綿金巾に色移りがあり、剥離時に抵抗がある。
<Method for evaluating blocking resistance of fiber fabrics subjected to pigment printing>
The pigment printing paste was applied onto a cotton-plated mold using a bar coater so that the film thickness was 2 cm × 10 cm and the film thickness was 0.2 mm. This was dried with a 120 ° C. tenter for 3 minutes to obtain a textile fabric printed with pigment. An unprinted cotton-plated width was placed on the printed surface of the fiber fabric that had been pigment-printed, and left in an oven at 40 ° C. for 24 hours while applying a load of 1 kg / cm 2 using a blocking tester. Then, the test sample was taken out and the overlapped fiber cloth was peeled off. The color transfer to the peeled cotton girders that were not printed was visually evaluated according to the following evaluation criteria.
A: Color does not transfer to a cotton-plated unwound fabric, and there is no resistance during peeling.
○: The color does not transfer to the cotton cloth that has not been printed, but there is a slight resistance during peeling.
Δ: Slight transfer of color to a cotton-bath width that has not been subjected to printing treatment, and slightly resistance during peeling.
X: The cotton metal cloth which has not been subjected to the printing process has a color transfer, and has resistance at the time of peeling.

<顔料捺染糊の耐擦過性評価方法>
顔料捺染糊を綿金巾の型の上に縦2cm×横10cmで膜厚が0.2mmとなるようにバーコーターを用いて塗布した。これを120℃テンターで3分乾燥することにより顔料捺染された繊維布を得た。この顔料捺染された繊維布の捺染面を学振型摩擦試験機を用いて、捺染処理していない綿金巾で200gの荷重で50往復擦過した後の捺染処理していない綿金巾への色移りを目視により以下の評価基準で評価した。
◎:捺染処理していない綿金巾に色移りしない。
○:捺染処理していない綿金巾にほぼ色移りしない。
△:捺染処理していない綿金巾にやや色移りがみられる。
×:捺染処理していない綿金巾に色移りがみられる。
<Abrasion resistance evaluation method for pigment printing paste>
The pigment printing paste was applied onto a cotton-plated mold using a bar coater so that the film thickness was 2 cm × 10 cm and the film thickness was 0.2 mm. This was dried with a 120 ° C. tenter for 3 minutes to obtain a textile fabric printed with pigment. Using a Gakushin friction tester, the printed surface of this textile fabric with pigment printing is subjected to 50 reciprocating rubbings at a load of 200 g with an unprinted cotton lacquer and then transferred to an unprinted cotton lacquer. Was visually evaluated according to the following evaluation criteria.
(Double-circle): Color does not transfer to the cotton girders which have not been printed.
◯: Almost no color transfer to the cotton cloth that has not been printed.
Δ: Slight color transfer is observed in a cotton-plated unwound fabric.
X: Color transfer is observed in the cotton girders that are not printed.

<顔料捺染された繊維布の耐水性評価方法>
顔料捺染糊を綿金巾の型の上に縦2cm×横10cmで膜厚が0.2mmとなるようにバーコーターを用いて塗布した。これを120℃テンターで3分乾燥することにより顔料捺染された繊維布を得た。この顔料捺染された繊維布の捺染面を学振型摩擦試験機を用いて、水で濡らした捺染処理していない綿金巾で200gの荷重で50往復擦過した後の捺染処理していない綿金巾への色移りを目視により以下の評価基準で評価した。
◎:捺染処理していない綿金巾に色移りしない。
○:捺染処理していない綿金巾にほぼ色移りしない。
△:捺染処理していない綿金巾にやや色移りがみられる。
×:捺染処理していない綿金巾に色移りがみられる。
<Method for evaluating water resistance of textile fabric printed with pigment>
The pigment printing paste was applied onto a cotton-plated mold using a bar coater so that the film thickness was 2 cm × 10 cm and the film thickness was 0.2 mm. This was dried with a 120 ° C. tenter for 3 minutes to obtain a textile fabric printed with pigment. Non-printed cotton swab after 50 times reciprocating rubbing with a load of 200 g of a non-printed cotton swab wetted with water using a Gakushin friction tester The color transfer to was visually evaluated according to the following evaluation criteria.
(Double-circle): Color does not transfer to the cotton girders which have not been printed.
◯: Almost no color transfer to the cotton cloth that has not been printed.
Δ: Slight color transfer is observed in a cotton-plated unwound fabric.
X: Color transfer is observed in the cotton girders that are not printed.

本発明のポリウレタン樹脂水性分散体は、塗料組成物、水性インク組成物、繊維加工処理剤組成物等に好適に使用できる。
The aqueous polyurethane resin dispersion of the present invention can be suitably used for coating compositions, aqueous ink compositions, fiber processing agent compositions, and the like.

Claims (8)

水とポリウレタン樹脂(U)を含有し、以下の(1)〜(6)の全てを満たすポリウレタン樹脂水性分散体。
(1)(U)中のウレタン基含量が(U)の重量に基づいて0.5〜5.0mmol/gである。
(2)(U)中の末端アミノ基含量が(U)の重量に基づいて0.35mmol/g以下である。
(3)(U)の数平均分子量(Mn)が1万以上である。
(4)(U)の25℃におけるエタノールに対する膨潤率が(U)の重量に対して0.1〜300重量%である。
(5)(U)の体積平均粒子径(Dv)が0.01〜1μmである。
(6)(U)中に(U)の重量に基づいて0.01〜5重量%の滑剤(f)を含む。
An aqueous polyurethane resin dispersion containing water and a polyurethane resin (U) and satisfying all of the following (1) to (6).
(1) The urethane group content in (U) is 0.5 to 5.0 mmol / g based on the weight of (U).
(2) The terminal amino group content in (U) is 0.35 mmol / g or less based on the weight of (U).
(3) The number average molecular weight (Mn) of (U) is 10,000 or more.
(4) The swelling ratio of (U) to ethanol at 25 ° C. is 0.1 to 300% by weight with respect to the weight of (U).
(5) The volume average particle diameter (Dv) of (U) is 0.01 to 1 μm.
(6) 0.01 to 5% by weight of lubricant (f) is included in (U) based on the weight of (U).
滑剤(f)が、炭化水素系滑剤、高級アルコール系滑剤、高級脂肪酸系滑剤、脂肪族アミド系滑剤、金属石鹸系滑剤、エステル系滑剤、シリコーン系滑剤、及びフッ素系滑剤からなる群より選ばれる1種又は2種以上である請求項1に記載のポリウレタン樹脂水性分散体。 The lubricant (f) is selected from the group consisting of hydrocarbon lubricants, higher alcohol lubricants, higher fatty acid lubricants, aliphatic amide lubricants, metal soap lubricants, ester lubricants, silicone lubricants, and fluorine lubricants. The polyurethane resin aqueous dispersion according to claim 1, which is one type or two or more types. 滑剤(f)が脂肪族アミド系滑剤及び/又はエステル系滑剤である請求項1又は2に記載のポリウレタン樹脂水性分散体。 The aqueous polyurethane resin dispersion according to claim 1 or 2, wherein the lubricant (f) is an aliphatic amide lubricant and / or an ester lubricant. ポリウレタン樹脂(U)中のウレア基含量が(U)の重量に基づいて2.0mmol/g以下である請求項1〜3のいずれか1項に記載のポリウレタン樹脂水性分散体。   The aqueous polyurethane resin dispersion according to any one of claims 1 to 3, wherein the urea group content in the polyurethane resin (U) is 2.0 mmol / g or less based on the weight of (U). ポリウレタン樹脂(U)中のアロハネート基及びビューレット基の含有量の合計値が、(U)の重量に基づいて0.1mmol/g以下である請求項1〜4のいずれか1項に記載のポリウレタン樹脂水性分散体。   The total value of the contents of allophanate groups and burette groups in the polyurethane resin (U) is 0.1 mmol / g or less based on the weight of (U). Polyurethane resin aqueous dispersion. 請求項1〜5のいずれか1項に記載のポリウレタン樹脂水性分散体を含有する水性塗料。   The water-based coating material containing the polyurethane resin aqueous dispersion of any one of Claims 1-5. 請求項1〜5のいずれか1項に記載のポリウレタン樹脂水性分散体を含有する水性インク。   An aqueous ink containing the polyurethane resin aqueous dispersion according to any one of claims 1 to 5. 請求項1〜5のいずれか1項に記載のポリウレタン樹脂水性分散体を含有する水性繊維加工処理剤。


The aqueous fiber processing agent containing the polyurethane resin aqueous dispersion of any one of Claims 1-5.


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