JP2023136103A - Coating and method for producing coating - Google Patents

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徹 中山
Toru Nakayama
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Abstract

To provide a coating that includes a water dispersion of polyurethane resin and can form a coating layer with excellent coating suitability and excellent antibacterial property.SOLUTION: A coating includes a water dispersion of polyurethane resin, and an antibacterial agent. The polyurethane resin includes (A) a polyurethane resin having a silanol group. The antibacterial agent includes (B) a silane compound having a quaternary ammonium salt structure and a silanol group.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、塗料及び塗料の製造方法に関する。 The present invention relates to a paint and a method for producing the paint.

従来、美観性向上や保護などを目的として、例えば、建材、車輌用内装材、家具材、及び包装材などに対して、塗料により塗装が施されている。そして近年は、環境問題や安全性の見地から、有機溶剤の使用を極力抑えた水性塗料が求められている。また、水性塗料のバインダーとして、塗膜の耐摩耗性及び耐屈曲性などの諸物性に優れる観点や、風合い及び高級感などの外観の観点から、ポリウレタン系樹脂が広く使用されている。 BACKGROUND ART Conventionally, for example, building materials, vehicle interior materials, furniture materials, packaging materials, and the like have been coated with paint for the purpose of improving aesthetics and protecting them. In recent years, from the standpoint of environmental issues and safety, there has been a demand for water-based paints that use as little organic solvent as possible. In addition, polyurethane resins are widely used as binders for water-based paints from the viewpoint of excellent physical properties such as abrasion resistance and bending resistance of the paint film, and from the viewpoint of appearance such as texture and luxury.

例えば、特許文献1には、合成擬革(人工皮革と合成皮革の総称)の表皮層用塗料として、シロキサン変性ウレタン系樹脂と、ポリウレタンゲル粒子と、架橋剤とを含有する塗料が開示されている。また、特許文献2には、高分子ポリオール、分子内に1個以上の活性水素を有しかつ親水性基を有する化合物、2価アルコール、ポリイソシアネート、及び、2個の1級アミノ基と1個以上の2級アミノ基を有するポリアミンの反応生成物であるポリウレタンウレア水分散体を含有する艶消し塗料が開示されている。さらに、特許文献3には、高分子ポリオール、分子内に1個以上の活性水素を有しかつ親水性基を有する化合物、2価アルコール、及び3価以上のアルコールを含むポリオール成分と、ポリイソシアネートと、2個の1級アミノ基と1個以上の2級アミノ基を有するポリアミンとの反応生成物であり、固形分換算の酸価が1~16mgKOH/gであるポリウレタンウレア水分散体を含有する艶消し塗料が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses a paint containing a siloxane-modified urethane resin, polyurethane gel particles, and a crosslinking agent as a paint for the skin layer of synthetic simulated leather (a general term for artificial leather and synthetic leather). There is. Furthermore, Patent Document 2 describes a polymer polyol, a compound having one or more active hydrogens in its molecule and a hydrophilic group, a dihydric alcohol, a polyisocyanate, and two primary amino groups and a A matte coating containing an aqueous polyurethane urea dispersion which is the reaction product of a polyamine having one or more secondary amino groups is disclosed. Furthermore, Patent Document 3 describes a polyol component containing a polymer polyol, a compound having one or more active hydrogens and a hydrophilic group in the molecule, a dihydric alcohol, and a trihydric or higher alcohol, and a polyisocyanate. and a polyamine having two primary amino groups and one or more secondary amino groups, and contains a polyurethaneurea aqueous dispersion with an acid value of 1 to 16 mgKOH/g in terms of solid content. A matte paint is disclosed.

特開2009-001713号公報Japanese Patent Application Publication No. 2009-001713 特開2019-011408号公報JP 2019-011408 Publication 特開2020-097707号公報JP2020-097707A

一方、生活環境における衛生志向の向上に加え、新型コロナウイルスの世界的な流行も大きな要因となり、例えば、壁紙、ドアノブ、ハンドル、インストルメントパネル、テーブル、及びソファーなどの生活環境を取り巻く様々な物品について抗菌化する要望が急速に高まっている。 On the other hand, in addition to the increasing awareness of hygiene in the living environment, the global spread of the new coronavirus has become a major factor, and various items surrounding the living environment, such as wallpaper, doorknobs, handles, instrument panels, tables, and sofas, The demand for antibacterial treatment is rapidly increasing.

塗膜に抗菌性を付与するためには、塗料に抗菌剤が配合されうる。しかし、本発明者の検討の結果、抗菌剤として広く用いられている銀系無機抗菌剤を、ポリウレタン系樹脂の水分散体を用いた塗料に配合すると、銀系無機抗菌剤が沈降しやすいなどの塗料適性が低下することがわかった。抗菌剤が沈降しやすく、分散性が低い塗料の場合、塗膜において抗菌性にムラが生じるおそれもある。 In order to impart antibacterial properties to the paint film, an antibacterial agent may be added to the paint. However, as a result of studies conducted by the present inventors, it has been found that when a silver-based inorganic antibacterial agent, which is widely used as an antibacterial agent, is added to a paint that uses an aqueous dispersion of polyurethane resin, the silver-based inorganic antibacterial agent tends to precipitate. It was found that the suitability of the paint decreased. In the case of paints in which antibacterial agents tend to settle and have low dispersibility, there is a risk of uneven antibacterial properties in the paint film.

そこで本発明は、ポリウレタン系樹脂の水分散体を用いた塗料について、塗料適性が良好であり、かつ、良好な抗菌性を有する塗膜を形成することが可能な塗料を提供しようとするものである。 Therefore, the present invention aims to provide a paint using an aqueous dispersion of polyurethane resin that has good paint suitability and can form a coating film with good antibacterial properties. be.

本発明によれば、ポリウレタン系樹脂の水分散体、及び抗菌剤を含有し、前記ポリウレタン系樹脂は、シラノール基を有するポリウレタン系樹脂(A)を含み、前記抗菌剤は、第4級アンモニウム塩構造及びシラノール基を有するシラン化合物(B)を含む、塗料が提供される。 According to the present invention, an aqueous dispersion of a polyurethane resin and an antibacterial agent are contained, the polyurethane resin includes a polyurethane resin (A) having a silanol group, and the antibacterial agent is a quaternary ammonium salt. A coating material is provided that includes a silane compound (B) having a structure and a silanol group.

本発明によれば、ポリウレタン系樹脂の水分散体を用いた塗料について、塗料適性が良好であり、かつ、良好な抗菌性を有する塗膜を形成することが可能な塗料を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a coating material using an aqueous dispersion of a polyurethane resin, which has good coating suitability and is capable of forming a coating film having good antibacterial properties. .

以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。 Embodiments of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to the following embodiments.

<塗料>
本発明の一実施形態の塗料(以下、単に「塗料」又は「本実施形態の塗料」と記載することがある。)は、ポリウレタン系樹脂の水分散体、及び抗菌剤を含有する。上記ポリウレタン系樹脂は、シラノール基を有するポリウレタン系樹脂(A)(以下、単に「ポリウレタン系樹脂(A)」又は「シラノール基含有ポリウレタン系樹脂(A)」と記載することがある。)を含む。また、上記抗菌剤は、第4級アンモニウム塩構造及びシラノール基を有するシラン化合物(B)(以下、単に「シラン化合物(B)」又は「第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B)」と記載することがある。)を含む。本明細書において、「シラノール基」には、加水分解によりシラノール基を生じる基も含まれることとする。
<Paint>
The paint of one embodiment of the present invention (hereinafter, sometimes simply referred to as "paint" or "paint of this embodiment") contains an aqueous dispersion of polyurethane resin and an antibacterial agent. The above polyurethane resin includes a polyurethane resin (A) having a silanol group (hereinafter sometimes simply referred to as "polyurethane resin (A)" or "silanol group-containing polyurethane resin (A)"). . In addition, the above antibacterial agent is a silane compound (B) having a quaternary ammonium salt structure and a silanol group (hereinafter simply referred to as "silane compound (B)" or "quaternary ammonium salt-containing silane compound (B)"). ). In this specification, the term "silanol group" includes a group that produces a silanol group upon hydrolysis.

本実施形態の塗料は、シラノール基含有ポリウレタン系樹脂(A)の水分散体、及び抗菌剤である第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B)を含有するため、塗料適性が良好であり、かつ、良好な抗菌性を有する塗膜を形成することが可能である。具体的には、分散性が良好でポリウレタン系樹脂(A)や抗菌剤(シラン化合物(B))が沈降し難いなどの良好な塗料適性を示しつつ、良好な抗菌性を有する塗膜を形成することが可能である。 The paint of this embodiment contains an aqueous dispersion of a silanol group-containing polyurethane resin (A) and a quaternary ammonium salt-containing silane compound (B) which is an antibacterial agent, so it has good paint suitability, and , it is possible to form a coating film with good antibacterial properties. Specifically, it forms a coating film that has good antibacterial properties while exhibiting good paint suitability such as good dispersibility and resistance to sedimentation of polyurethane resin (A) and antibacterial agent (silane compound (B)). It is possible to do so.

本実施形態の塗料では、その一態様において、上記シラン化合物(B)を、上記ポリウレタン系樹脂(A)とは別体で、すなわち、化学的に非結合の状態で含有させることが可能である。この場合、上記ポリウレタン系樹脂(A)及び上記シラン化合物(B)は、いずれもシラノール基を有するため、それらを別体として含有させた塗料の塗膜形成時において、ポリウレタン系樹脂(A)とシラン化合物(B)とを縮合反応させることが可能である。また、本実施形態の塗料では、その一態様において、上記ポリウレタン系樹脂(A)及び上記シラン化合物(B)がそれぞれ有するシラノール基による縮合反応物として、上記シラン化合物(B)を、上記ポリウレタン系樹脂(A)に一体、すなわち、化学的に結合した状態で含有させることも可能である。上記のいずれの態様でも、塗料から形成される塗膜において、抗菌剤である第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B)がポリウレタン系樹脂(A)に固定化されうるため、抗菌剤を含有しない場合と遜色ないレベルの耐摩耗性を期待でき、それにより、持続性のある抗菌性も期待できる。 In one aspect of the paint of this embodiment, the silane compound (B) can be contained separately from the polyurethane resin (A), that is, in a chemically unbonded state. . In this case, the polyurethane resin (A) and the silane compound (B) both have silanol groups, so when forming a coating film containing them separately, the polyurethane resin (A) and the silane compound (B) It is possible to carry out a condensation reaction with the silane compound (B). In addition, in one aspect of the coating material of the present embodiment, the silane compound (B) is used as a condensation reaction product of the silanol groups possessed by the polyurethane resin (A) and the silane compound (B), respectively. It is also possible to contain it in the resin (A) integrally, that is, in a chemically bonded state. In any of the above embodiments, the coating film formed from the paint does not contain an antibacterial agent because the quaternary ammonium salt-containing silane compound (B), which is an antibacterial agent, can be immobilized on the polyurethane resin (A). It can be expected to have a level of abrasion resistance comparable to that of other materials, and as a result, it can also be expected to have long-lasting antibacterial properties.

以下、本実施形態の塗料の各成分について、目的とする塗料が得られやすい観点からの好ましい構成などを含めて詳細に説明する。 Each component of the paint of this embodiment will be described in detail below, including preferred configurations from the viewpoint of easily obtaining the intended paint.

[ポリウレタン系樹脂(A)の水分散体]
本実施形態の塗料は、ポリウレタン系樹脂の水分散体として、シラノール基を有するポリウレタン系樹脂(A)(シラノール基含有ポリウレタン系樹脂(A))の水分散体を含有する。本実施形態の塗料は、その目的を損なわない範囲において、ポリウレタン系樹脂(A)の水分散体以外の他のポリウレタン系樹脂の水分散体を含有してもよい。本明細書において、「ポリウレタン系樹脂」とは、ポリウレタン樹脂、ポリウレア樹脂、及びポリウレタン-ウレア樹脂の総称である。
[Aqueous dispersion of polyurethane resin (A)]
The paint of this embodiment contains an aqueous dispersion of a polyurethane resin (A) having a silanol group (a silanol group-containing polyurethane resin (A)) as an aqueous dispersion of a polyurethane resin. The paint of this embodiment may contain an aqueous dispersion of a polyurethane resin other than the aqueous dispersion of the polyurethane resin (A) within a range that does not impair its purpose. In this specification, "polyurethane resin" is a general term for polyurethane resin, polyurea resin, and polyurethane-urea resin.

シラノール基含有ポリウレタン系樹脂(A)は、好ましくは、イソシアネート基(以下、「NCO基」と記載することがある。)を有するウレタン系プレポリマーと、アミノ基及びアルコキシシリル基を有する化合物(f)を含むアミン化合物とを反応せることで得ることができる。すなわち、当該反応による反応物(生成物)を、シラノール基含有ポリウレタン系樹脂(A)として用いることができる。また、上記のNCO基を有するウレタン系プレポリマーは、好ましくは、水酸基以外のアニオン性親水性基、及びそのアニオン性親水性基以外の活性水素含有基を有する化合物(a)と、ポリオール及びポリアミンからなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物(b)と、ポリイソシアネート(e)とを含む反応成分を反応させることで得ることができる。すなわち、当該反応成分の反応物(生成物)を、上記のNCO基を有するウレタン系プレポリマーとして用いることができる。 The silanol group-containing polyurethane resin (A) preferably comprises a urethane prepolymer having an isocyanate group (hereinafter sometimes referred to as an "NCO group") and a compound having an amino group and an alkoxysilyl group (f ) can be obtained by reacting with an amine compound containing That is, the reactant (product) resulting from the reaction can be used as the silanol group-containing polyurethane resin (A). Further, the above-mentioned urethane prepolymer having an NCO group preferably contains a compound (a) having an anionic hydrophilic group other than a hydroxyl group and an active hydrogen-containing group other than the anionic hydrophilic group, a polyol, and a polyamine. It can be obtained by reacting a reaction component containing at least one compound (b) selected from the group consisting of polyisocyanate (e). That is, the reaction product (product) of the reaction component can be used as the above-mentioned urethane-based prepolymer having an NCO group.

上記のNCO基を有するウレタン系プレポリマーは、上記の化合物(a)、化合物(b)、及びポリイソシアネート(e)に加えて、さらに鎖伸長剤(c)や、活性水素含有基を有するポリシロキサン(d)を用いて得られたものであることが好ましい。すなわち、上記のNCO基を有するウレタン系プレポリマーは、化合物(a)と、化合物(b)と、鎖伸長剤(c)と、活性水素含有基を有するポリシロキサン(d)と、ポリイソシアネート(e)との反応物であることが好ましい。この場合、化合物(b)として、少なくともポリカーボネートポリオール(b1)が用いられることがより好ましく、鎖伸長剤(c)として、少なくとも2価アルコールが用いられることがより好ましい。 The above urethane prepolymer having an NCO group contains, in addition to the above compound (a), compound (b), and polyisocyanate (e), a chain extender (c) and a polyurethane prepolymer having an active hydrogen-containing group. Preferably, it is obtained using siloxane (d). That is, the above urethane prepolymer having an NCO group contains a compound (a), a compound (b), a chain extender (c), a polysiloxane (d) having an active hydrogen-containing group, and a polyisocyanate ( Preferably, it is a reaction product with e). In this case, it is more preferable to use at least a polycarbonate polyol (b1) as the compound (b), and it is more preferable to use at least a dihydric alcohol as the chain extender (c).

本明細書において、「アニオン性親水性基以外の活性水素含有基」とは、イソシアネート基との反応性を有する、活性水素を持った官能基であって、アニオン性親水性基を除いたものを意味する。このような「活性水素含有基」の具体例としては、水酸基、メルカプト基、及びアミノ基などを挙げることができる。 In this specification, "active hydrogen-containing group other than anionic hydrophilic group" refers to a functional group having active hydrogen that is reactive with an isocyanate group, excluding the anionic hydrophilic group. means. Specific examples of such "active hydrogen-containing groups" include hydroxyl groups, mercapto groups, and amino groups.

(化合物(a))
水酸基以外のアニオン性親水性基、及びそのアニオン性親水性基以外の活性水素含有基を有する化合物(a)(以下、単に「化合物(a)」と記載することがある。)は、ポリウレタン系樹脂(A)に水分散性を付与する成分として好適に使用される。ポリウレタン系樹脂(A)の原料として化合物(a)を用いることによって、アニオン性親水性基が導入されたポリウレタン系樹脂(A)を得ることができる。これにより、ポリウレタン系樹脂(A)は、乳化剤(界面活性剤)を用いなくても、水中に安定して分散することが可能であり、本実施形態の塗料を水性塗料として調製することが可能である。
(Compound (a))
The compound (a) (hereinafter sometimes simply referred to as "compound (a)") having an anionic hydrophilic group other than a hydroxyl group and an active hydrogen-containing group other than the anionic hydrophilic group is a polyurethane-based It is suitably used as a component that imparts water dispersibility to the resin (A). By using the compound (a) as a raw material for the polyurethane resin (A), it is possible to obtain the polyurethane resin (A) into which an anionic hydrophilic group is introduced. As a result, the polyurethane resin (A) can be stably dispersed in water without using an emulsifier (surfactant), and the paint of this embodiment can be prepared as a water-based paint. It is.

化合物(a)において、活性水素とは、ポリイソシアネートのイソシアネート基と反応する水素原子であり、水酸基、メルカプト基、及びアミノ基などの水素原子が挙げられる。これらのなかでも、水酸基の水素原子が好ましい。また、化合物(a)において、アニオン性親水性基とは、水との間に親和性を示すアニオン性基をいい、水中で電離してアニオンを生じうる基をいう。水酸基以外のアニオン性親水性基としては、例えば、カルボキシ基、スルホ基、及びリン酸基などが挙げられる。これらのなかでも、カルボキシ基が好ましい。アニオン性親水性基は、その全部又は一部が中和されていてもよい。 In compound (a), active hydrogen is a hydrogen atom that reacts with an isocyanate group of polyisocyanate, and includes hydrogen atoms such as a hydroxyl group, a mercapto group, and an amino group. Among these, a hydrogen atom of a hydroxyl group is preferred. Further, in compound (a), the anionic hydrophilic group refers to an anionic group that exhibits affinity with water, and refers to a group that can ionize in water to produce an anion. Examples of anionic hydrophilic groups other than hydroxyl groups include carboxy groups, sulfo groups, and phosphoric acid groups. Among these, a carboxy group is preferred. The anionic hydrophilic group may be completely or partially neutralized.

化合物(a)としては、例えば、2,2-ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸(別名:ジメチロールプロピオン酸)、2,2-ビス(ヒドロキシメチル)酪酸(別名:ジメチロールブタン酸)、乳酸、及びグリシンなどのカルボン酸系化合物;並びに2-アミノエタンスルホン酸(別名:タウリン)、及びスルホイソフタル酸系ポリエステルジオール等のスルホン酸系化合物;などを挙げることができる。これらの1種又は2種以上を用いることができる。これらのなかでも、入手の容易さ、酸価の調整のし易さなどの観点から、2価アルコールのカルボン酸系化合物が好ましく、ジメチロールプロピオン酸、及びジメチロールブタン酸などのジメチロールアルカン酸がより好ましい。 Examples of compound (a) include 2,2-bis(hydroxymethyl)propionic acid (also known as dimethylolpropionic acid), 2,2-bis(hydroxymethyl)butyric acid (also known as dimethylolbutanoic acid), lactic acid, and carboxylic acid compounds such as glycine; and sulfonic acid compounds such as 2-aminoethanesulfonic acid (also known as taurine) and sulfoisophthalic acid polyester diol. One or more of these can be used. Among these, dihydric alcohol carboxylic acid compounds are preferred from the viewpoint of ease of availability and ease of adjusting acid value, and dimethylolalkanoic acids such as dimethylolpropionic acid and dimethylolbutanoic acid are preferable. is more preferable.

アニオン性親水性基は、その全部又は一部が中和剤により中和されていてもよい。化合物(a)においてアニオン性親水性基が中和され、その中和されたアニオン性親水性基を有する塩型の化合物(a)が用いられてもよいし、ポリウレタン系樹脂(A)に導入されたアニオン性親水性基が中和されて、塩型のポリウレタン系樹脂(A)を用いてもよい。中和剤としては、例えば、エチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリイソプロピルアミン、及びトリブチルアミンなどのアルキルアミン;トリエタノールアミン、N-メチルジエタノールアミン、N-フェニルジエタノールアミン、モノエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、及び2-アミノ-2-エチル-1-プロパノールなどのアルカノールアミン;水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属の水酸化物;などを挙げることができる。これらのなかでも、トリエチルアミンなどの3級アルキルアミン、ジメチルアミノエタノールなどの3級アルカノールアミン、水酸化ナトリウムが好ましい。 All or part of the anionic hydrophilic group may be neutralized with a neutralizing agent. The anionic hydrophilic group in the compound (a) may be neutralized, and a salt-type compound (a) having the neutralized anionic hydrophilic group may be used, or the compound (a) may be introduced into the polyurethane resin (A). A salt-type polyurethane resin (A) in which the anionic hydrophilic groups are neutralized may be used. Examples of neutralizing agents include alkylamines such as ethylamine, trimethylamine, triethylamine, triisopropylamine, and tributylamine; triethanolamine, N-methyldiethanolamine, N-phenyldiethanolamine, monoethanolamine, dimethylethanolamine, diethylethanol. Examples include amines and alkanolamines such as 2-amino-2-ethyl-1-propanol; alkali metal hydroxides such as lithium hydroxide, sodium hydroxide, and potassium hydroxide; and the like. Among these, tertiary alkylamines such as triethylamine, tertiary alkanolamines such as dimethylaminoethanol, and sodium hydroxide are preferred.

反応成分中の化合物(a)の含有量(使用量)は、得られるポリウレタン系樹脂(A)の水分散性と耐水性の両立の観点から設定されうる。具体的には、反応成分中の化合物(a)の含有量(使用量)は、得られるポリウレタン系樹脂(A)の酸価が2~200mgKOH/gとなる量とすることが好ましく、5~100mgKOH/gとなる量とすることがさらに好ましい。 The content (amount used) of the compound (a) in the reaction component can be set from the viewpoint of achieving both water dispersibility and water resistance of the resulting polyurethane resin (A). Specifically, the content (amount used) of compound (a) in the reaction component is preferably such that the acid value of the obtained polyurethane resin (A) is 2 to 200 mgKOH/g, and 5 to 200 mgKOH/g. More preferably, the amount is 100 mgKOH/g.

(化合物(b))
ポリオール及びポリアミンからなる群より選択される少なくとも1種の化合物(b)(以下、単に「化合物(b)」と記載することがある。)は、ポリウレタン系樹脂(A)の主骨格を構成しうる成分である。化合物(b)には、ポリオール及び/又はポリアミンが使用されることから、以下、「ポリオール(b)」、「ポリアミン(b)」、並びに「ポリオール及び/又はポリアミン(b)」と記載することがある。化合物(b)のなかでも、少なくともポリオール(b)が用いられることが好ましい。
(Compound (b))
At least one compound (b) selected from the group consisting of polyols and polyamines (hereinafter sometimes simply referred to as "compound (b)") constitutes the main skeleton of the polyurethane resin (A). It is a moisturizing ingredient. Since a polyol and/or a polyamine is used for compound (b), it will be hereinafter referred to as "polyol (b),""polyamine(b)," and "polyol and/or polyamine (b)." There is. Among the compounds (b), it is preferable to use at least the polyol (b).

ポリオール(b)は、1分子中に水酸基を2つ以上有する化合物である。ポリオール(b)としては、ウレタン合成に用いられている従来公知のポリオールの1種又は2種以上を用いることができる。ポリオール(b)としては、数平均分子量(Mn;末端官能基定量による)が500以上のポリオール、並びに後述する鎖伸長剤(c)として好適な短鎖ジオール及び3価以上の多価アルコールなどを挙げることができる。 Polyol (b) is a compound having two or more hydroxyl groups in one molecule. As the polyol (b), one or more conventionally known polyols used in urethane synthesis can be used. As the polyol (b), a polyol having a number average molecular weight (Mn; determined by terminal functional group determination) of 500 or more, as well as a short chain diol and a trihydric or higher polyhydric alcohol suitable as the chain extender (c) described below, are used. can be mentioned.

ポリオール(b)のなかでも、末端官能基定量によるMnが500以上のポリオールが好ましく、その具体例としては、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール、及びその他のポリオールなどを挙げることができる。これらのなかでも、ポリカーボネートポリオール(本明細書において、「ポリカーボネートポリオール(b1)」と記載することがある。)がより好ましい。 Among the polyols (b), polyols having an Mn of 500 or more as determined by terminal functional group determination are preferred, and specific examples thereof include polyester polyols, polyether polyols, polycarbonate polyols, and other polyols. Among these, polycarbonate polyol (herein sometimes referred to as "polycarbonate polyol (b1)") is more preferred.

ポリエステルポリオールとしては、脂肪族系ジカルボン酸(例えば、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、グルタル酸、アゼライン酸など)及び/又は芳香族系ジカルボン酸(例えば、イソフタル酸、テレフタル酸など)と、低分子量グリコール(例えば、エチレングリコール、1,2-プロピレングリコール、1,3-プロピレングリコール、1,4-ブチレングリコール、1,6-ヘキサメチレングリコール、ネオペンチルグリコール,1,4-ビスヒドロキシメチルシクロヘキサンなど)と、を縮重合したものが挙げられる。 Polyester polyols include aliphatic dicarboxylic acids (e.g., succinic acid, adipic acid, sebacic acid, glutaric acid, azelaic acid, etc.) and/or aromatic dicarboxylic acids (e.g., isophthalic acid, terephthalic acid, etc.), Molecular weight glycols (e.g., ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butylene glycol, 1,6-hexamethylene glycol, neopentyl glycol, 1,4-bishydroxymethylcyclohexane, etc.) ) and those obtained by condensation polymerization.

このような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、ポリネオペンチル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、ポリネオペンチル/ヘキシルアジペートジオール、ポリ-3-メチルペンタンアジペートジオール、ポリブチレンイソフタレートジオール、ポリカプロラクトンジオール、及びポリ-3-メチルバレロラクトンジオールなどを挙げることができる。 Specific examples of such polyester polyols include polyethylene adipate diol, polybutylene adipate diol, polyhexamethylene adipate diol, polyneopentyl adipate diol, polyethylene/butylene adipate diol, polyneopentyl/hexyl adipate diol, poly-3- Examples include methylpentane adipate diol, polybutylene isophthalate diol, polycaprolactone diol, and poly-3-methylvalerolactone diol.

ポリエーテルポリオールの具体例としては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、及びこれらのランダム/ブロック共重合体などを挙げることができる。 Specific examples of polyether polyols include polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol, and random/block copolymers thereof.

ポリカーボネートポリオールの具体例としては、ポリテトラ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、ポリネオペンチルカーボネートジオール、ポリヘキサメチレンカーボネートジオール、ポリ(1,4-シクロヘキサンジメチレンカーボネート)ジオール、及びこれらのランダム/ブロック共重合体などのポリカーボネートジオールを挙げることができる。 Specific examples of polycarbonate polyols include polytetramethylene carbonate diol, polypentamethylene carbonate diol, polyneopentyl carbonate diol, polyhexamethylene carbonate diol, poly(1,4-cyclohexane dimethylene carbonate) diol, and random / Polycarbonate diols such as block copolymers can be mentioned.

その他のポリオールの具体例としては、ダイマージオール、ポリブタジエンポリオール及びその水素添加物、ポリイソプレンポリオール及びその水素添加物、ポリラクトンポリオール、アクリルポリオール、エポキシポリオール、ポリエーテルエステルポリオール、シロキサン変性ポリオール、α,ω-ポリメチルメタクリレートジオール、α,ω-ポリブチルメタクリレートジオールなどを挙げることができる。 Specific examples of other polyols include dimer diol, polybutadiene polyol and its hydrogenated product, polyisoprene polyol and its hydrogenated product, polylactone polyol, acrylic polyol, epoxy polyol, polyether ester polyol, siloxane-modified polyol, α, Examples include ω-polymethyl methacrylate diol and α,ω-polybutyl methacrylate diol.

ポリオール(b)の数平均分子量(Mn;末端官能基定量による)は、特に限定されないが、500~3,000であることが好ましい。ポリオール(b)のMnが3,000以下であることにより、ウレタン結合の凝集力が発現しやすくなって機械特性が高まる傾向にある。また、Mnが3,000以下の結晶性ポリオールは、皮膜化した際に白化現象を生じ難い。 The number average molecular weight (Mn; determined by terminal functional group determination) of the polyol (b) is not particularly limited, but is preferably from 500 to 3,000. When the Mn of the polyol (b) is 3,000 or less, the cohesive force of the urethane bonds is likely to be expressed, and the mechanical properties tend to be improved. Furthermore, crystalline polyols with Mn of 3,000 or less are less likely to cause whitening when formed into a film.

ポリアミン(b)は、1分子中にアミノ基を2つ以上有する化合物である。ポリアミン(b)は、単独で、又は上記のポリオール(b)と併用することで、ポリウレタン系樹脂(A)の主骨格を構成しうる成分である。ポリアミン(b)としては、数平均分子量(Mn;末端官能基定量による)が500以上のポリアミン、及び後述する鎖伸長剤(c)として好適な短鎖ジアミンなどを挙げることができる。ポリアミン(b)の1種又は2種以上を用いることができる。なかでも、Mnが500以上のポリアミン(b)が好ましく、その具体例としては、長鎖アルキレンジアミン、ポリオキシアルキレンジアミン、末端アミンポリアミド、及びシロキサン変性ポリアミン類などを挙げることができる。 Polyamine (b) is a compound having two or more amino groups in one molecule. The polyamine (b) is a component that can constitute the main skeleton of the polyurethane resin (A) when used alone or in combination with the above-mentioned polyol (b). Examples of the polyamine (b) include polyamines having a number average molecular weight (Mn; determined by terminal functional group determination) of 500 or more, and short-chain diamines suitable as the chain extender (c) described below. One or more types of polyamines (b) can be used. Among these, polyamines (b) having Mn of 500 or more are preferred, and specific examples thereof include long-chain alkylene diamines, polyoxyalkylene diamines, terminal amine polyamides, and siloxane-modified polyamines.

(鎖伸長剤(c))
NCO基を有するウレタン系プレポリマーの合成に用いうる鎖伸長剤(c)としては、短鎖ジオール(2価アルコール)、3価以上の多価アルコール、及び短鎖ジアミンなどを挙げることができる。鎖伸長剤(c)の1種又は2種以上を用いることができる。鎖伸長剤(c)のなかでも、少なくとも短鎖ジオールを用いることが好ましい。
(Chain extender (c))
Examples of the chain extender (c) that can be used in the synthesis of the urethane prepolymer having an NCO group include short chain diols (dihydric alcohols), polyhydric alcohols having a valence of 3 or more, and short chain diamines. One or more types of chain extenders (c) can be used. Among the chain extenders (c), it is preferable to use at least short chain diols.

鎖伸長剤(c)として用いうる短鎖ジオールは、数平均分子量(Mn)が500未満のジオール化合物である。短鎖ジオールの数平均分子量とは、式量から算出される分子量の相加平均値である。短鎖ジオールとしては、例えば、エチレングリコール、1,2-プロピレングリコール、1,3-プロピレングリコール、1,3-ブチレングリコール、1,4-ブチレングリコール、1,6-ヘキサメチレングリコール、及びネオペンチルグリコールなどの脂肪族グリコール類、並びにそのアルキレンオキサイド低モル付加物(Mn500未満);1,4-ビスヒドロキシメチルシクロヘキサン、及び2-メチル-1,1-シクロヘキサンジメタノールなどの脂環式系グリコール類、並びにそのアルキレンオキサイド低モル付加物(Mn500未満);キシリレングリコールなどの芳香族グリコール類及びそのアルキレンオキサイド低モル付加物(Mn500未満);ビスフェノールA、チオビスフェノール、及びスルホンビスフェノールなどのビスフェノール類、並びにそのアルキレンオキサイド低モル付加物(Mn500未満);並びに炭素原子数1~18のアルキル基を有するアルキルジエタノールアミンなどのアルキルジアルカノールアミン類などの化合物を挙げることができる。短鎖ジオールの1種又は2種以上を用いることができる。 The short chain diol that can be used as the chain extender (c) is a diol compound having a number average molecular weight (Mn) of less than 500. The number average molecular weight of a short chain diol is an arithmetic average value of molecular weights calculated from the formula weight. Examples of short chain diols include ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,3-butylene glycol, 1,4-butylene glycol, 1,6-hexamethylene glycol, and neopentyl. Aliphatic glycols such as glycols and their low molar alkylene oxide adducts (Mn less than 500); alicyclic glycols such as 1,4-bishydroxymethylcyclohexane and 2-methyl-1,1-cyclohexanedimethanol. , and low molar alkylene oxide adducts thereof (Mn less than 500); aromatic glycols such as xylylene glycol and low molar alkylene oxide adducts thereof (Mn less than 500); bisphenols such as bisphenol A, thiobisphenol, and sulfone bisphenol; and alkylene oxide low molar adducts thereof (Mn less than 500); and compounds such as alkyl dialkanolamines such as alkyl diethanolamine having an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms. One or more short chain diols can be used.

また、3価以上の多価アルコールとしては、例えば、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリトリトール、及びトリス-(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレートなどを挙げることができる。3価以上の多価アルコールの1種又は2種以上を用いることができる。 Further, examples of the trihydric or higher polyhydric alcohol include glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane, pentaerythritol, and tris-(2-hydroxyethyl)isocyanurate. One or more types of polyhydric alcohols having a valence of 3 or more can be used.

鎖伸長剤(c)として用いうる短鎖ジアミンは、数平均分子量(Mn)が500未満のジアミン化合物である。短鎖ジアミンの数平均分子量とは、式量から算出される分子量の相加平均値である。短鎖ジアミンとしては、例えば、エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、及びオクタメチレンジアミンなどの脂肪族ジアミン化合物;フェニレンジアミン、3,3’-ジクロロ-4,4’-ジアミノジフェニルメタン、4,4’-メチレンビス(フェニルアミン)、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、及び4,4’-ジアミノジフェニルスルホンなどの芳香族ジアミン化合物;シクロペンタンジアミン、シクロヘキシルジアミン、4,4-ジアミノジシクロヘキシルメタン、1,4-ジアミノシクロヘキサン、及びイソホロンジアミンなどの脂環式ジアミン化合物;ヒドラジン、カルボジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド、セバシン酸ジヒドラジド、及びフタル酸ジヒドラジドなどのヒドラジン類;などを挙げることができる。短鎖ジアミンの1種又は2種以上を用いることができる。 The short chain diamine that can be used as the chain extender (c) is a diamine compound having a number average molecular weight (Mn) of less than 500. The number average molecular weight of a short chain diamine is an arithmetic average value of molecular weights calculated from the formula weight. Examples of short-chain diamines include aliphatic diamine compounds such as ethylenediamine, trimethylenediamine, hexamethylenediamine, and octamethylenediamine; phenylenediamine, 3,3'-dichloro-4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4 Aromatic diamine compounds such as '-methylenebis(phenylamine), 4,4'-diaminodiphenyl ether, and 4,4'-diaminodiphenylsulfone; cyclopentanediamine, cyclohexyldiamine, 4,4-diaminodicyclohexylmethane, 1,4 - alicyclic diamine compounds such as diaminocyclohexane and isophorone diamine; hydrazines such as hydrazine, carbodihydrazide, adipic acid dihydrazide, sebacic acid dihydrazide, and phthalic acid dihydrazide; and the like. One or more short chain diamines can be used.

(活性水素含有基を有するポリシロキサン(d))
NCO基を有するウレタン系プレポリマーの合成には、1分子中に少なくとも1個の活性水素含有基を有するポリシロキサン(d)を用いてもよい。活性水素含有基を有するポリシロキサン(d)は、ポリウレタン系樹脂(A)をポリシロキサン変性する場合に用いうるものである。ポリウレタン系樹脂(A)の合成にポリシロキサン(d)を用いることで、ポリウレタン系樹脂(A)中にポリシロキサンセグメントを含有させうる。このポリシロキサンセグメントは、ポリウレタン系樹脂(A)の主鎖中に、又は分岐した状態で含有される。ポリウレタン系樹脂(A)をポリシロキサン変性することで塗膜の耐スクラッチ性及び耐汚染性などの向上が期待できる。
(Polysiloxane (d) having active hydrogen-containing group)
A polysiloxane (d) having at least one active hydrogen-containing group in one molecule may be used to synthesize a urethane prepolymer having an NCO group. The polysiloxane (d) having an active hydrogen-containing group can be used when polyurethane resin (A) is modified with polysiloxane. By using polysiloxane (d) in the synthesis of polyurethane resin (A), polysiloxane segments can be contained in polyurethane resin (A). This polysiloxane segment is contained in the main chain of the polyurethane resin (A) or in a branched state. By modifying the polyurethane resin (A) with polysiloxane, it is expected that the scratch resistance and stain resistance of the coating film will be improved.

活性水素含有基を有するポリシロキサン(d)としては、例えば、アミノ変性ポリシロキサン、エポキシ変性ポリシロキサン、アルコール変性ポリシロキサン、及びメルカプト変性ポリシロキサンなどを挙げることができる。これらの1種又は2種以上を用いることができる。なお、エポキシ変性ポリシロキサンは、活性水素含有基を利用してエポキシ変性されたポリシロキサンであるが、ポリイソシアネートのイソシアネート基と反応してポリウレタン系樹脂(A)の骨格を構成しうることから、少なくとも1個の活性水素含有基を有するポリシロキサンに含めることとする。 Examples of the polysiloxane (d) having an active hydrogen-containing group include amino-modified polysiloxane, epoxy-modified polysiloxane, alcohol-modified polysiloxane, and mercapto-modified polysiloxane. One or more of these can be used. Note that epoxy-modified polysiloxane is a polysiloxane that has been epoxy-modified using an active hydrogen-containing group, but since it can react with the isocyanate group of polyisocyanate to form the skeleton of the polyurethane resin (A), Included in polysiloxanes having at least one active hydrogen-containing group.

アミノ変性ポリシロキサンとしては、例えば、下記一般式(1)~(6)のそれぞれで表される化合物を挙げることができる。 Examples of the amino-modified polysiloxane include compounds represented by each of the following general formulas (1) to (6).

Figure 2023136103000001
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エポキシ変性ポリシロキサンとしては、例えば、下記一般式(7)~(12)のそれぞれで表される化合物を挙げることができる。なお、下記一般式(7)~(12)のそれぞれで表されるエポキシ化合物は、ポリオール、ポリアミド、又はポリカルボン酸などと反応させ、末端に活性水素含有基を有するようにして使用することもできる。 Examples of the epoxy-modified polysiloxane include compounds represented by each of the following general formulas (7) to (12). In addition, the epoxy compounds represented by each of the following general formulas (7) to (12) may be used by reacting with polyol, polyamide, polycarboxylic acid, etc. to have an active hydrogen-containing group at the end. can.

Figure 2023136103000007
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Figure 2023136103000008
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Figure 2023136103000009
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Figure 2023136103000010
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Figure 2023136103000011
Figure 2023136103000011

Figure 2023136103000012
Figure 2023136103000012

アルコール変性ポリシロキサンとしては、例えば、下記一般式(13)~(19)のそれぞれで表される化合物を挙げることができる。 Examples of the alcohol-modified polysiloxane include compounds represented by each of the following general formulas (13) to (19).

Figure 2023136103000013
Figure 2023136103000013

Figure 2023136103000014
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Figure 2023136103000017
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Figure 2023136103000018
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Figure 2023136103000019
Figure 2023136103000019

メルカプト変性ポリシロキサンとしては、例えば、下記一般式(20)~(23)のそれぞれで表される化合物を挙げることができる。 Examples of the mercapto-modified polysiloxane include compounds represented by each of the following general formulas (20) to (23).

Figure 2023136103000020
Figure 2023136103000020

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Figure 2023136103000022
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Figure 2023136103000023
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上記に挙げた少なくとも1個の活性水素含有基を有するポリシロキサン(d)は、ポリウレタン系樹脂(A)の原料として使用されることが好ましい化合物であるが、上記に挙げた具体例に限定されない。したがって、少なくとも1個の活性水素含有基を有するポリシロキサン(d)としては、上記に挙げた具体例のみならず、その他の現在市販されている化合物や、市場から容易に入手しうる化合物を用いることも可能である。少なくとも1個の活性水素含有基を有するポリシロキサン(d)のなかでも、アルコール変性ポリシロキサンが好ましく、2個の水酸基を有するアルコール変性ポリシロキサンがより好ましい。 The polysiloxane (d) having at least one active hydrogen-containing group listed above is a compound preferably used as a raw material for the polyurethane resin (A), but is not limited to the specific examples listed above. . Therefore, as the polysiloxane (d) having at least one active hydrogen-containing group, in addition to the specific examples listed above, other currently commercially available compounds or compounds that can be easily obtained from the market can be used. It is also possible. Among the polysiloxanes (d) having at least one active hydrogen-containing group, alcohol-modified polysiloxanes are preferred, and alcohol-modified polysiloxanes having two hydroxyl groups are more preferred.

(ポリイソシアネート(e))
ポリイソシアネート(e)は、1分子中にイソシアネート基を2つ以上有する化合物である。ポリイソシアネート(e)としては、従来公知のポリウレタンの製造に使用されているものをいずれも使用することができ、特に限定されず、1種又は2種以上を用いることができる。
(Polyisocyanate (e))
Polyisocyanate (e) is a compound having two or more isocyanate groups in one molecule. As the polyisocyanate (e), any of those conventionally used in the production of known polyurethanes can be used, and one type or two or more types can be used without particular limitation.

ポリイソシアネート(e)の具体例としては、トリレンジイソシアネート(TDI)、キシリレンジイソシアネート(XDI)、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、4-メトキシ-1,3-フェニレンジイソシアネート、4-イソプロピル-1,3-フェニレンジイソシアネート、4-クロル-1,3-フェニレンジイソシアネート、4-ブトキシ-1,3-フェニレンジイソシアネート、2,4-ジイソシアネートジフェニルエーテル、1,5-ナフタレンジイソシアネート、ベンジジンジイソシアネート、o-ニトロベンジジンジイソシアネート、及び4,4’-ジイソシアネートジベンジルなどの芳香族ジイソシアネート;メチレンジイソシアネート、1,4-テトラメチレンジイソシアネート、1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、及び1,10-デカメチレンジイソシアネートなどの脂肪族ジイソシアネート;1,4-シクロヘキシレンジイソシアネート、4,4’-メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、1,5-テトラヒドロナフタレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、水素添加MDI、及び水素添加XDIなどの脂環式ジイソシアネート;各種ジイソシアネートのアダクト体、各種ジイソシアネートのイソシアヌレート体、HDIのビウレット体、及びHDIのアロファネート体等のイソシアネートプレポリマー;並びに各種ジイソシアネートと、低分子量のポリオール及び/又はポリアミンとを、末端がイソシアネートとなるように反応させて得られる、末端にイソシアネート基を有するプレポリマーなどを挙げることができる。 Specific examples of polyisocyanate (e) include tolylene diisocyanate (TDI), xylylene diisocyanate (XDI), diphenylmethane diisocyanate (MDI), 4-methoxy-1,3-phenylene diisocyanate, 4-isopropyl-1,3- phenylene diisocyanate, 4-chloro-1,3-phenylene diisocyanate, 4-butoxy-1,3-phenylene diisocyanate, 2,4-diisocyanate diphenyl ether, 1,5-naphthalene diisocyanate, benzidine diisocyanate, o-nitrobenzidine diisocyanate, and Aromatic diisocyanates such as dibenzyl, 4'-diisocyanate; aliphatic diisocyanates such as methylene diisocyanate, 1,4-tetramethylene diisocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate (HDI), and 1,10-decamethylene diisocyanate; , 4-cyclohexylene diisocyanate, 4,4'-methylenebis(cyclohexyl isocyanate), 1,5-tetrahydronaphthalene diisocyanate, isophorone diisocyanate, hydrogenated MDI, and hydrogenated XDI; alicyclic diisocyanates; adducts of various diisocyanates; Isocyanate prepolymers such as isocyanurates of various diisocyanates, biurets of HDI, and allophanates of HDI; and various diisocyanates and low molecular weight polyols and/or polyamines are reacted so that the terminals become isocyanates. Examples include prepolymers having isocyanate groups at the terminals.

(化合物(f))
上述した化合物(a)、化合物(b)、及びポリイソシアネート(e)、並びに必要に応じて、鎖伸長剤(c)及びポリシロキサン(d)を含む反応成分を反応させることでNCO基を有するウレタン系プレポリマーを得ることができる。このNCO基を有するウレタン系プレポリマーと、アミノ基及びアルコキシシリル基を有する化合物(f)(本明細書において、単に「化合物(f)」又は「アミノ基含有シラン化合物(f)」と記載することがある。)を含むアミン化合物とを反応せることでポリウレタン系樹脂(A)を得ることができる。この際に用いるアミン化合物は、NCO基を有するウレタン系プレポリマーに対して鎖伸長剤(第2の鎖伸長剤)として反応する。そのアミン化合物として、少なくとも化合物(f)を用いることによって、加水分解によりシラノール基を生じる基であるアルコキシシリル基がポリウレタン系樹脂(A)に導入される。なお、アミン化合物として、アミノ基含有シラン化合物(f)とともに、それ以外のアミン化合物(例えば上述の短鎖ジアミンなど)が併用されてもよい。
(Compound (f))
By reacting the above-mentioned compound (a), compound (b), and polyisocyanate (e), and optionally a reaction component containing a chain extender (c) and polysiloxane (d), a compound having an NCO group is produced. A urethane prepolymer can be obtained. This urethane prepolymer having an NCO group and a compound (f) having an amino group and an alkoxysilyl group (herein simply referred to as "compound (f)" or "amino group-containing silane compound (f)") The polyurethane resin (A) can be obtained by reacting with an amine compound containing the following: The amine compound used in this case reacts with the urethane prepolymer having an NCO group as a chain extender (second chain extender). By using at least the compound (f) as the amine compound, an alkoxysilyl group, which is a group that produces a silanol group upon hydrolysis, is introduced into the polyurethane resin (A). In addition, as an amine compound, other amine compounds (for example, the above-mentioned short chain diamine, etc.) may be used together with the amino group-containing silane compound (f).

化合物(f)としては、例えば、N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、及び3-アミノプロピルトリエトキシシランなどを挙げることができる。これらのうちの少なくとも1種を用いることが好ましい。これらのなかでも、1分子中に1個の1級アミノ基と1個の2級アミノ基を有する化合物(f)がより好ましい。なかでも、抗菌剤として使用する第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B)がもつ反応基との相性を考慮すると、N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、及びN-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシランがさらに好ましい。 Examples of the compound (f) include N-(2-aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-(2-aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane, and N-(2-aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilane. )-3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, and 3-aminopropyltriethoxysilane. It is preferable to use at least one of these. Among these, compound (f) having one primary amino group and one secondary amino group in one molecule is more preferred. Among them, N-(2-aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilane and N- (2-aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane is more preferred.

NCO基を有するウレタン系プレポリマーを合成するに当たり、化合物(b)に対する化合物(a)のモル比(a/b)は、0.05~2.0であることが好ましい。 When synthesizing a urethane prepolymer having an NCO group, the molar ratio (a/b) of compound (a) to compound (b) is preferably 0.05 to 2.0.

また、NCO基を有するウレタン系プレポリマーを合成するに当たり、化合物(a)及び化合物(b)、並びに必要に応じて用いられる鎖伸長剤(c)及びポリシロキサン(d)の合計の活性水素含有基に対する、ポリイソシアネート(e)のイソシアネート基の当量比(NCO/活性水素)は、1.1~5.0が好ましく、1.1~3.0がより好ましく、1.2~1.8がさらに好ましい。上記当量比(NCO/活性水素)を1.1以上とすることにより、得られるウレタン系プレポリマーの分子末端をNCO基とすることが可能になる。また、上記当量比(NCO/活性水素)を5.0以下とすることにより、未反応のポリイソシアネート(e)を反応系中に必要以上に残存させることを防止できる。なお、好ましい態様において、上記当量比(NCO/活性水素)は、化合物(a)~(d)の合計の水酸基に対する、ポリイソシアネート(e)のイソシアネート基の当量比(NCO/OH)を表す。 In addition, when synthesizing a urethane prepolymer having an NCO group, the total active hydrogen content of compound (a) and compound (b), and the chain extender (c) and polysiloxane (d) used as necessary. The equivalent ratio (NCO/active hydrogen) of the isocyanate group of polyisocyanate (e) to the group is preferably 1.1 to 5.0, more preferably 1.1 to 3.0, and 1.2 to 1.8. is even more preferable. By setting the equivalent ratio (NCO/active hydrogen) to 1.1 or more, it becomes possible to form the molecular terminal of the obtained urethane-based prepolymer into an NCO group. Further, by setting the equivalent ratio (NCO/active hydrogen) to 5.0 or less, unreacted polyisocyanate (e) can be prevented from remaining in the reaction system more than necessary. In a preferred embodiment, the equivalent ratio (NCO/active hydrogen) represents the equivalent ratio (NCO/OH) of the isocyanate groups of the polyisocyanate (e) to the total hydroxyl groups of the compounds (a) to (d).

ポリウレタン系樹脂(A)を合成するに当たり、NCO基を有するウレタン系プレポリマーのNCO基に対する、アミノ基含有シラン化合物(f)を含むアミン化合物が有するアミノ基(1級アミノ基及び2級アミノ基の合計)の当量比(アミノ基/NCO)は、0.001~1.0が好ましく、0.01~0.6がより好ましい。また、アミノ基含有シラン化合物(f)は、NCO基を有するウレタン系プレポリマーの実測NCO%の5~15%となるように用いられることがさらに好ましい。 In synthesizing the polyurethane resin (A), the amino groups (primary amino groups and secondary amino groups) of the amine compound containing the amino group-containing silane compound (f) are compared to the NCO groups of the urethane prepolymer having NCO groups. The equivalent ratio (amino group/NCO) is preferably from 0.001 to 1.0, more preferably from 0.01 to 0.6. Further, the amino group-containing silane compound (f) is more preferably used in an amount of 5 to 15% of the actually measured NCO% of the urethane prepolymer having NCO groups.

[ポリウレタン系樹脂(A)の水分散体の製造方法]
ポリウレタン系樹脂(A)の水分散体は、公知のポリウレタン系樹脂の製造方法に倣って製造することができる。例えば、まず、分子内に活性水素を含まない有機溶剤の存在下、又は有機溶剤の不存在下で、化合物(a)、化合物(b)、及びポリイソシアネート(e)、並びに必要に応じて鎖伸長剤(c)及びポリシロキサン(d)を含む反応成分を、ワンショット法又は多段法により、20~150℃、好ましくは60~110℃で、反応生成物が例えば理論NCO%となるまで反応させて、NCO基を有するウレタン系プレポリマーを得る。上記反応成分の配合比率は、末端にNCO基を有するウレタン系プレポリマーが形成される組成とすればよい。一態様において、反応成分の合計固形分の質量に対して、固形分として、化合物(a)を好ましくは0.1~30質量%、より好ましくは5~20質量%、化合物(b)を好ましくは20~90質量%、より好ましくは50~85質量%、ポリシロキサン(d)を好ましくは0.01~50質量%、より好ましくは1~20質量%とすることができる。
[Method for producing aqueous dispersion of polyurethane resin (A)]
The aqueous dispersion of polyurethane resin (A) can be produced according to a known method for producing polyurethane resins. For example, first, in the presence of an organic solvent that does not contain active hydrogen in the molecule, or in the absence of an organic solvent, compound (a), compound (b), polyisocyanate (e), and optionally a chain The reaction components containing the extender (c) and the polysiloxane (d) are reacted by a one-shot method or a multi-stage method at 20 to 150°C, preferably 60 to 110°C, until the reaction product is, for example, % theoretical NCO. In this way, a urethane prepolymer having NCO groups is obtained. The mixing ratio of the above reaction components may be such that a urethane prepolymer having an NCO group at the end is formed. In one embodiment, compound (a) is preferably 0.1 to 30% by mass, more preferably 5 to 20% by mass, and compound (b) is preferably may be 20 to 90% by weight, more preferably 50 to 85% by weight, and polysiloxane (d) may be preferably 0.01 to 50% by weight, more preferably 1 to 20% by weight.

次いで、得られたNCO基を有するウレタン系プレポリマーを水と中和剤で乳化した後、アミノ基含有シラン化合物(f)及び必要に応じてその他のアミン化合物を加えて、NCO基を有するウレタン系プレポリマーを鎖伸長反応させ、ウレア結合を生成させる。その後、必要に応じて脱溶剤をした後、ポリウレタン系樹脂(A)の水分散体を得ることができる。また、後述するが、上記のウレア結合を生成させる鎖伸長反応後に、さらに抗菌剤である第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B)を添加し、加水分解及び縮合反応を行ってもよい。 Next, the obtained urethane prepolymer having NCO groups is emulsified with water and a neutralizing agent, and then the amino group-containing silane compound (f) and other amine compounds are added as necessary to form the urethane prepolymer having NCO groups. A chain prepolymer is subjected to a chain extension reaction to generate urea bonds. Thereafter, after removing the solvent as necessary, an aqueous dispersion of the polyurethane resin (A) can be obtained. Further, as will be described later, after the chain elongation reaction to generate the above-mentioned urea bond, a quaternary ammonium salt-containing silane compound (B), which is an antibacterial agent, may be further added to perform hydrolysis and condensation reactions.

上述のようにして得られるポリウレタン系樹脂(A)の重量平均分子量(Mw)は、1,000~500,000であることが、柔軟性、接着性、及び耐摩耗性などの特性がより有効に発揮されやすくなるために好ましい。 The weight average molecular weight (Mw) of the polyurethane resin (A) obtained as described above is 1,000 to 500,000, since properties such as flexibility, adhesiveness, and abrasion resistance are more effective. This is preferable because it is more likely to be exhibited.

また、上記のようなポリウレタン系樹脂(A)の合成においては、必要に応じて触媒を使用できる。触媒としては、例えば、ジブチルチンラウレート、ジオクチルチンラウレート、スタナスオクトエート、オクチル酸亜鉛、テトラn-ブチルチタネートなどの金属と有機及び無機酸の塩、及び有機金属誘導体、トリエチルアミンなどの有機アミン、ジアザビシクロウンデセン系触媒などが挙げられる。 Further, in the synthesis of the polyurethane resin (A) as described above, a catalyst can be used as necessary. Examples of catalysts include salts of metals and organic and inorganic acids such as dibutyltin laurate, dioctyltin laurate, stannath octoate, zinc octylate, and tetra-n-butyl titanate, as well as organometallic derivatives and organic and inorganic acids such as triethylamine. Examples include amines and diazabicycloundecene catalysts.

さらに、前述したように、ポリウレタン系樹脂(A)は無溶剤で合成しても、必要であれば有機溶剤を用いて合成してもよい。好適な有機溶剤としては、イソシアネート基に不活性であるか、又は反応成分よりも低活性なものが挙げられる。例えば、ケトン系溶媒(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなど)、芳香族系炭化水素溶剤(トルエン、キシレン、スワゾール(コスモ石油株式会社製の芳香族系炭化水素溶剤)、ソルベッソ(エクソン化学株式会社製の芳香族系炭化水素溶剤)など)、脂肪族系炭化水素溶剤(n-ヘキサンなど)、アルコール系溶剤(メタノール、エタノール、イソプロパノールなど)、エーテル系溶剤(ジオキサン、テトラヒドロフランなど)、エステル系溶剤(酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソブチルなど)、グリコールエーテルエステル系溶剤(エチレングリコールエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、3-メチル-3-メトキシブチルアセテート、エチル-3-エトキシプロピオネートなど)、アミド系溶剤(ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなど)、ラクタム系溶剤(n-メチル-2-ピロリドンなど)が挙げられる。これらのなかでも、溶媒回収、ウレタン合成時の溶解性、反応性、沸点、水への乳化分散性を考慮すると、メチルエチルケトン、酢酸エチル、アセトン、及びテトラヒドロフランなどが好ましい。 Furthermore, as described above, the polyurethane resin (A) may be synthesized without a solvent, or may be synthesized using an organic solvent if necessary. Suitable organic solvents include those that are inert to isocyanate groups or less active than the reactants. For example, ketone solvents (acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, etc.), aromatic hydrocarbon solvents (toluene, xylene, Swazol (aromatic hydrocarbon solvent manufactured by Cosmo Oil Co., Ltd.), Solvesso (Exxon Chemical Co., Ltd.) Company-manufactured aromatic hydrocarbon solvents), aliphatic hydrocarbon solvents (n-hexane, etc.), alcohol solvents (methanol, ethanol, isopropanol, etc.), ether solvents (dioxane, tetrahydrofuran, etc.), ester solvents Solvents (ethyl acetate, butyl acetate, isobutyl acetate, etc.), glycol ether ester solvents (ethylene glycol ethyl ether acetate, propylene glycol methyl ether acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, ethyl-3-ethoxypropionate, etc.) ), amide solvents (dimethylformamide, dimethylacetamide, etc.), and lactam solvents (n-methyl-2-pyrrolidone, etc.). Among these, methyl ethyl ketone, ethyl acetate, acetone, and tetrahydrofuran are preferred in consideration of solvent recovery, solubility during urethane synthesis, reactivity, boiling point, and emulsification dispersibility in water.

[抗菌剤]
本実施形態の塗料は、抗菌剤として、第4級アンモニウム塩構造及びシラノール基を有するシラン化合物(B)を含有する。本発明の目的を損なわない範囲において、塗料は、第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B)以外の抗菌剤を含有してもよい。
[Antibacterial agent]
The paint of this embodiment contains a silane compound (B) having a quaternary ammonium salt structure and a silanol group as an antibacterial agent. The paint may contain an antibacterial agent other than the quaternary ammonium salt-containing silane compound (B) as long as the object of the present invention is not impaired.

一態様の塗料において、第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B)を、前述のポリウレタン系樹脂(A)とは化学的に非結合の状態(未反応状態)で含有させることができる。この場合、ポリウレタン系樹脂(A)及び第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B)は、いずれもシラノール基を有するため、それらを別体として含有させた塗料の塗膜形成時(例えば塗料の塗布から乾燥の間)に、それらを縮合反応させることが可能である。また一態様の塗料において、第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B)と、ポリウレタン系樹脂(A)とを、それらが有するシラノール基による縮合反応物として、化学的に結合した状態で含有させることができる。このように、予め又は塗膜形成時に、ポリウレタン系樹脂(A)と第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B)とを縮合させうるため、塗膜において、抗菌剤である第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B)をポリウレタン系樹脂(A)に固定化することができる。それにより、塗膜において、抗菌剤を含有しない場合と遜色ないレベルの耐摩耗性を期待でき、それにより、持続性のある抗菌性も期待できる。なお、塗膜形成時にポリウレタン系樹脂(A)と化合物(B)とを縮合させた態様の方が、それらを予め化学的に結合した状態で含有させる態様よりも、製造の容易性、貯蔵安定性(艶消し塗料として調製する場合の艶消し剤の分散性維持)などの観点から好ましい。 In one embodiment of the coating material, the quaternary ammonium salt-containing silane compound (B) can be contained in a chemically unbonded state (unreacted state) with the above-mentioned polyurethane resin (A). In this case, the polyurethane resin (A) and the quaternary ammonium salt-containing silane compound (B) both have silanol groups, so when forming a coating film containing them separately (for example, when applying the coating material) during drying), it is possible to subject them to a condensation reaction. Further, in one embodiment of the paint, the quaternary ammonium salt-containing silane compound (B) and the polyurethane resin (A) are contained in a chemically bonded state as a condensation reaction product due to the silanol groups they have. I can do it. In this way, since the polyurethane resin (A) and the quaternary ammonium salt-containing silane compound (B) can be condensed in advance or during coating film formation, the quaternary ammonium salt-containing antibacterial agent can be used in the coating film. The silane compound (B) can be immobilized on the polyurethane resin (A). As a result, the coating film can be expected to have abrasion resistance comparable to that of a coating that does not contain an antibacterial agent, and as a result, long-lasting antibacterial properties can also be expected. Note that an embodiment in which the polyurethane resin (A) and the compound (B) are condensed during coating film formation is easier to manufacture and has better storage stability than an embodiment in which they are contained in a chemically bonded state. It is preferable from the viewpoint of properties (maintenance of dispersibility of the matting agent when prepared as a matting paint), etc.

本実施形態の塗料は、前述のポリウレタン系樹脂(A)の水分散体を含有することから、本明細書において、第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B)が有するシラノール基は、加水分解によりシラノール基を生じる基も含まれることとする。仮にシラノール基(-SiOH)と、加水分解によりシラノール基(-SiOH)を生じる基とを区別して表現すると、第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B)は、シラノール基、及び加水分解によりシラノール基を生じる基のうちの少なくとも1つを有していればよい。 Since the paint of this embodiment contains the aqueous dispersion of the above-mentioned polyurethane resin (A), in this specification, the silanol group possessed by the quaternary ammonium salt-containing silane compound (B) is A group that produces a silanol group is also included. If we distinguish between a silanol group (-SiOH) and a group that generates a silanol group (-SiOH) by hydrolysis, the quaternary ammonium salt-containing silane compound (B) has a silanol group and a group that generates a silanol group (-SiOH) by hydrolysis. It suffices if it has at least one of the groups that give rise to.

加水分解によりシラノール基を生じる基としては、ケイ素原子に結合した基であって、例えば、アルコキシ基、アシルオキシ基、アルケニルオキシ基、及びアルコキシ置換アルコキシ基などを挙げることができる。これらのなかでも、ケイ素原子に結合したアルコキシ基(ケイ素原子を含めてアルコキシシリル基)が好ましい。アルコキシ基の炭素原子数は1~4であることが好ましく、1~3であることがより好ましい。好ましいアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、イソプロポキシ基などを挙げることができる。 Groups that produce silanol groups upon hydrolysis include groups bonded to silicon atoms, such as alkoxy groups, acyloxy groups, alkenyloxy groups, and alkoxy-substituted alkoxy groups. Among these, an alkoxy group bonded to a silicon atom (alkoxysilyl group including a silicon atom) is preferred. The number of carbon atoms in the alkoxy group is preferably 1 to 4, more preferably 1 to 3. Preferred alkoxy groups include methoxy, ethoxy, n-propoxy, and isopropoxy groups.

第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B)における第4級アンモニウム塩構造としては、第4級アンモニウムカチオンに3又は4個の炭化水素基(アルキル基及びアルキレン基等)が結合している構造が好ましい。第4級アンモニウムカチオンに結合している炭化水素基の炭素原子数の総数は1~30であることがより好ましい。 The quaternary ammonium salt structure in the quaternary ammonium salt-containing silane compound (B) has a structure in which 3 or 4 hydrocarbon groups (alkyl group, alkylene group, etc.) are bonded to a quaternary ammonium cation. preferable. More preferably, the total number of carbon atoms in the hydrocarbon groups bonded to the quaternary ammonium cation is 1 to 30.

第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B)は、シラノール基(-SiOH)におけるケイ素原子を含むシロキサン結合(-Si-O-Si-)を有することが好ましい。第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B)の1分子中の第4級アンモニウム塩構造の数は1又は2であることが好ましい。また、第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B)の1分子中のシラノール基の数は1~4であることが好ましく、2~4であることがより好ましく、3又は4であることがさらに好ましい。 The quaternary ammonium salt-containing silane compound (B) preferably has a siloxane bond (-Si-O-Si-) containing a silicon atom in a silanol group (-SiOH). The number of quaternary ammonium salt structures in one molecule of the quaternary ammonium salt-containing silane compound (B) is preferably one or two. Further, the number of silanol groups in one molecule of the quaternary ammonium salt-containing silane compound (B) is preferably 1 to 4, more preferably 2 to 4, and even more preferably 3 or 4. preferable.

第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B)としては、入手の容易さから、市販品を用いることができる。例えば、1分子中に、シロキサン結合を有するとともに、2つの第4級アンモニウム塩構造(第4級アンモニウムカチオン)と4つのシラノール基を有する第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B)の市販品としては、商品名「X-12―1126」及び「X-12-1139」(いずれも信越化学工業株式会社製)を挙げることができる。また、例えば、1分子中に、1つの第4級アンモニウム塩構造(第4級アンモニウムカチオン)と、3つのアルコキシ基(加水分解によりシラノール基を生じる基)を有する第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B)の市販品としては、商品名「KBM-9418-40」(信越化学工業株式会社製)、商品名「ニッカノンRB-40」(日華化学株式会社製)、商品名「SANITIZED T99-19」(SANITIZED AG製)などを挙げることができる。 As the quaternary ammonium salt-containing silane compound (B), commercially available products can be used because they are easily available. For example, as a commercially available quaternary ammonium salt-containing silane compound (B) that has a siloxane bond, two quaternary ammonium salt structures (quaternary ammonium cations), and four silanol groups in one molecule. Examples include the trade names "X-12-1126" and "X-12-1139" (both manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.). Also, for example, a quaternary ammonium salt-containing silane compound having one quaternary ammonium salt structure (quaternary ammonium cation) and three alkoxy groups (groups that produce silanol groups upon hydrolysis) in one molecule. Commercial products of (B) include the product name "KBM-9418-40" (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), the product name "Niccanon RB-40" (manufactured by NICCA Chemical Co., Ltd.), and the product name "SANITIZED T99-". 19'' (manufactured by SANITIZED AG).

第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B)の含有量は、ポリウレタン系樹脂(A)100質量部に対して、0.1~20質量部であることが好ましく、0.5~15質量部であることがより好ましく、1~10質量部であることがさらに好ましい。 The content of the quaternary ammonium salt-containing silane compound (B) is preferably 0.1 to 20 parts by mass, and preferably 0.5 to 15 parts by mass, based on 100 parts by mass of the polyurethane resin (A). It is more preferable that the amount is 1 to 10 parts by mass.

[架橋剤]
本実施形態の塗料は、さらに架橋剤を含有することが好ましい。架橋剤は、イソシアネート系架橋剤(ブロック型のイソシアネート系架橋剤も含む。)、カルボジイミド系架橋剤、オキサゾリン系架橋剤、エポキシ系架橋剤、及び金属錯体系架橋剤からなる群より選ばれる少なくとも1種を含むことがより好ましい。なかでも、ポリウレタン系樹脂(A)の分子中に存在するカルボキシ基及び/又はシラノール基や、抗菌剤に存在するシラノール基及び/又は第4級アンモニウムカチオンなどと反応しうる架橋剤が好ましく、例えば、カルボジイミド系架橋剤がさらに好ましい。
[Crosslinking agent]
It is preferable that the coating material of this embodiment further contains a crosslinking agent. The crosslinking agent is at least one selected from the group consisting of isocyanate crosslinking agents (including block type isocyanate crosslinking agents), carbodiimide crosslinking agents, oxazoline crosslinking agents, epoxy crosslinking agents, and metal complex crosslinking agents. It is more preferable to include seeds. Among these, crosslinking agents that can react with carboxy groups and/or silanol groups present in the molecules of the polyurethane resin (A), silanol groups and/or quaternary ammonium cations present in antibacterial agents, etc. are preferred, such as , carbodiimide-based crosslinking agents are more preferred.

架橋剤としては、入手の容易さから、市販品を用いることが好ましい。イソシアネート系架橋剤の市販品としては、例えば、商品名「デュラネート」シリーズ(旭化成株式会社製)及び商品名「アクアネート」シリーズ(東ソー株式会社製)などが挙げられる。エポキシ系架橋剤の市販品としては、例えば、商品名「jERキュア」シリーズ(三菱ケミカル株式会社製)などが挙げられる。カルボジイミド系架橋剤の市販品としては、例えば、商品名「カルボジライト」シリーズ(日清紡ケミカル株式会社製)などが挙げられる。オキサゾリン系架橋剤の市販品としては、例えば、商品名「エポクロス」シリーズ(株式会社日本触媒製)などが挙げられる。金属錯体系架橋剤の市販品としては、例えば、有機チタンキレート化合物である商品名「オルガチックスTC」シリーズ、有機ジルコニウムキレート化合物である商品名「オルガチックスZC」シリーズ、及び有機アルミニウムキレート化合物である商品名「オルガチックスAl」シリーズ(以上、マツモトファインケミカル株式会社製)、並びにアルミニウム、クロム、コバルト、銅、鉄、ニッケル、バナジウム、及び亜鉛などの金属のアセチルアセトン金属錯体である商品名「ナーセム」シリーズ(日本化学産業株式会社製)などが挙げられる。 As the crosslinking agent, it is preferable to use a commercially available product from the viewpoint of easy availability. Examples of commercially available isocyanate-based crosslinking agents include the "Duranate" series (manufactured by Asahi Kasei Corporation) under the trade name and the "Aquanate" series (manufactured by Tosoh Corporation) under the trade name. Examples of commercially available epoxy crosslinking agents include the "jER Cure" series (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) under the trade name. Examples of commercially available carbodiimide crosslinking agents include the "Carbodilite" series (manufactured by Nisshinbo Chemical Co., Ltd.) under the trade name. Examples of commercially available oxazoline crosslinking agents include the "Epocross" series (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.) under the trade name. Commercially available metal complex crosslinking agents include, for example, organic titanium chelate compounds under the trade name "ORGATIX TC" series, organic zirconium chelate compounds under the trade name "ORGATIX ZC" series, and organic aluminum chelate compounds. Product name: "Orgatics Al" series (manufactured by Matsumoto Fine Chemicals Co., Ltd.), and product name: "Nasem" series, which is an acetylacetone metal complex of metals such as aluminum, chromium, cobalt, copper, iron, nickel, vanadium, and zinc. (manufactured by Nippon Kagaku Sangyo Co., Ltd.).

架橋剤を適量用いることにより、塗膜の耐久性、耐熱性、及び耐光性などの向上において有効である。この観点から、塗料中の架橋剤の含有量は、ポリウレタン系樹脂(A)100質量部に対して、固形分換算で40質量部以下であることが好ましく、0.5~30質量部であることがより好ましく、0.5~20質量部であることがさらに好ましい。 Using an appropriate amount of a crosslinking agent is effective in improving the durability, heat resistance, light resistance, etc. of the coating film. From this point of view, the content of the crosslinking agent in the paint is preferably 40 parts by mass or less, and 0.5 to 30 parts by mass, in terms of solid content, based on 100 parts by mass of the polyurethane resin (A). The amount is more preferably 0.5 to 20 parts by mass.

[艶消し剤]
本実施形態の塗料はさらに艶消し剤を含有してもよい。艶消し剤を含有することで艶消し塗料を調製することが可能である。艶消し剤としては、有機粒子及び無機粒子のいずれも用いることができる。艶消し剤の具体例としては、シリカ粒子、シリコーン樹脂粒子、フッ素系樹脂粒子、アクリル系樹脂粒子、ポリウレタンゲル粒子、シリコーン変性ポリウレタンゲル粒子、ポリエチレン粒子、及び反応性シロキサンなどが挙げられる。これらの1種又は2種以上を用いることができる。また、艶消し剤を使用する場合、艶消し剤を分散させるための分散剤を併用してもよい。
[Flatting agent]
The paint of this embodiment may further contain a matting agent. It is possible to prepare matte paints by including a matting agent. As the matting agent, both organic particles and inorganic particles can be used. Specific examples of the matting agent include silica particles, silicone resin particles, fluororesin particles, acrylic resin particles, polyurethane gel particles, silicone-modified polyurethane gel particles, polyethylene particles, and reactive siloxanes. One or more of these can be used. Furthermore, when a matting agent is used, a dispersing agent for dispersing the matting agent may be used in combination.

本実施形態の塗料は、ポリウレタンゲル粒子及びシリカ粒子からなる群より選ばれる少なくとも1種の艶消し剤を含有することが好ましく、その艶消し剤として、ポリウレタンゲル粒子及びシリカ粒子の両方を含有することがより好ましい。この特定の艶消し剤と、前述の特定の抗菌剤とを併用することにより、水性艶消し塗料に必要とされる特性(例えば分散性、沈降防止性、艶消し性(60°グロス値)、基材への密着性、真空成形性、耐汚染性、耐摩耗性、耐屈曲性、耐光性、耐熱性など)を兼ね備えた艶消し塗料が得られやすくなる。 It is preferable that the paint of this embodiment contains at least one kind of matting agent selected from the group consisting of polyurethane gel particles and silica particles, and as the matting agent, it contains both polyurethane gel particles and silica particles. It is more preferable. By using this specific matting agent in combination with the specific antibacterial agent mentioned above, properties required for water-based matting paints (such as dispersibility, anti-settling properties, matting properties (60° gloss value), This makes it easier to obtain a matte paint that has good adhesion to substrates, vacuum formability, stain resistance, abrasion resistance, bending resistance, light resistance, heat resistance, etc.).

(ポリウレタンゲル粒子)
ポリウレタンゲル粒子は、乳化重合法などにより容易に得ることができ、また、市販品を用いることもできる。ポリウレタンゲル粒子の市販品としては、例えば、商品名「アートパール」(根上工業株式会社製)などを挙げることができる。ポリウレタンゲル粒子は、体積平均粒子径が0.1~30.0μm程度の球状のものが好ましい。本明細書における体積平均粒子径は、動的光散乱式粒度分布測定装置(商品名「マイクロトラックUPA」、日機装株式会社製)を用いて測定した50%累積平均値により求めることができる。
(Polyurethane gel particles)
Polyurethane gel particles can be easily obtained by emulsion polymerization or the like, and commercially available products can also be used. Examples of commercially available polyurethane gel particles include the product name "Art Pearl" (manufactured by Negami Kogyo Co., Ltd.). The polyurethane gel particles are preferably spherical and have a volume average particle diameter of about 0.1 to 30.0 μm. The volume average particle diameter in this specification can be determined from a 50% cumulative average value measured using a dynamic light scattering particle size distribution analyzer (trade name "Microtrac UPA", manufactured by Nikkiso Co., Ltd.).

ポリウレタンゲル粒子の含有量は、ポリウレタン系樹脂(A)100質量部に対して、3~100質量部であることが好ましく、10~90質量部であることがより好ましく、20~80質量部であることがさらに好ましい。 The content of the polyurethane gel particles is preferably 3 to 100 parts by mass, more preferably 10 to 90 parts by mass, and 20 to 80 parts by mass based on 100 parts by mass of the polyurethane resin (A). It is even more preferable that there be.

(シリカ粒子)
シリカ粒子は、天産物及び合成物のいずれも用いることができる。合成物のシリカ粒子であれば、例えば、沈降法シリカ、ゲル法シリカ、及び乾式シリカなどが挙げられる。なかでも、沈降法シリカ、及び乾式シリカが好ましい。シリカ粒子の体積平均粒子径が0.5~15.0μm程度であれば、不定形、又は表面に凹凸を有する多孔質粒子などを用いることができる。このようなシリカ粒子を用いることにより、前述のポリウレタン系樹脂(A)の分子中に存在するシラノール基と反応しやすいので、耐久性がさらに向上した塗膜を形成することが可能である。
(Silica particles)
Both natural and synthetic silica particles can be used. Examples of synthetic silica particles include precipitated silica, gel silica, and dry silica. Among these, precipitated silica and dry silica are preferred. If the volume average particle diameter of the silica particles is about 0.5 to 15.0 μm, porous particles having irregular shapes or irregular surfaces can be used. By using such silica particles, they easily react with the silanol groups present in the molecules of the polyurethane resin (A), so it is possible to form a coating film with further improved durability.

シリカ粒子の含有量は、ポリウレタン系樹脂(A)100質量部に対して、0.5~20質量部であることが好ましく、1~15質量部であることがより好ましく、2~10質量部であることがさらに好ましい。 The content of silica particles is preferably 0.5 to 20 parts by weight, more preferably 1 to 15 parts by weight, and 2 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyurethane resin (A). It is more preferable that

[液状媒体]
本実施形態の塗料は、前述のポリウレタン系樹脂の水分散体を含有することから水を含有し、そのため、水性塗料として調製されうる。水としては、イオン交換水を用いることが好ましい。また、塗料は必要に応じて、水以外の液状媒体を含有することができる。液状媒体としては、水溶性有機溶剤が好ましい。水溶性有機溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、1-プロパノール、イソプロパノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、及びジエチレングリコールジエチルエーテルなどを挙げることができる。水溶性有機溶剤の1種又は2種以上を用いることができる。
[Liquid medium]
The paint of this embodiment contains water because it contains the aqueous dispersion of the polyurethane resin described above, and therefore can be prepared as an aqueous paint. As water, it is preferable to use ion-exchanged water. Furthermore, the paint can contain a liquid medium other than water, if necessary. As the liquid medium, a water-soluble organic solvent is preferred. Examples of water-soluble organic solvents include methanol, ethanol, 1-propanol, isopropanol, ethylene glycol, propylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, and diethylene glycol dimethyl ether. , and diethylene glycol diethyl ether. One or more water-soluble organic solvents can be used.

塗料中の水及び水溶性有機溶剤を含む液状媒体の含有量は、塗料の全質量に対して、5~99質量%であることが好ましく、より好ましくは30~90質量%、さらに好ましくは40~90質量%である。一方、塗料の固形分濃度は、塗料の全質量に対して、1~95質量%であることが好ましく、より好ましくは10~70質量%、さらに好ましくは10~60質量%である。 The content of the liquid medium containing water and a water-soluble organic solvent in the paint is preferably 5 to 99% by mass, more preferably 30 to 90% by mass, even more preferably 40% by mass, based on the total mass of the paint. ~90% by mass. On the other hand, the solid content concentration of the paint is preferably 1 to 95% by weight, more preferably 10 to 70% by weight, and even more preferably 10 to 60% by weight, based on the total weight of the paint.

[その他の添加剤]
塗料には、本発明の目的を妨げない範囲で、従来公知の樹脂や各種の添加剤を含有させてもよい。添加剤としては、酸化防止剤(ヒンダードフェノール系、ホスファイト系、チオエーテル系など)、光安定剤(ヒンダードアミン系など)、紫外線吸収剤(ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系など)、ガス変色安定剤(ヒドラジン系など)、加水分解防止剤(カルボジイミドなど)、金属不活性剤(ヒドラジン系など)、防黴剤、防腐剤、難燃剤、滑剤、スリップ剤、レベリング剤、増粘剤、消泡剤、分散剤、乳化剤、界面活性剤、顔料、及び着色剤などを挙げることができる。添加剤の1種又は2種以上を用いることができる。
[Other additives]
The coating material may contain conventionally known resins and various additives as long as they do not impede the object of the present invention. Additives include antioxidants (hindered phenol type, phosphite type, thioether type, etc.), light stabilizers (hindered amine type, etc.), ultraviolet absorbers (benzophenone type, benzotriazole type, etc.), gas discoloration stabilizers ( hydrazine-based, etc.), hydrolysis inhibitors (carbodiimide, etc.), metal deactivators (hydrazine-based, etc.), fungicides, preservatives, flame retardants, lubricants, slip agents, leveling agents, thickeners, antifoaming agents, Examples include dispersants, emulsifiers, surfactants, pigments, and colorants. One or more types of additives can be used.

<塗料の製造方法>
本実施形態の塗料は、ポリウレタン系樹脂(A)の水分散体、第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B)、及び架橋剤、並びに必要に応じて前述の艶消し剤、液状媒体、及びその他の添加剤などを水中で混合することで、製造することが可能である。ポリウレタン系樹脂(A)の含有量は、塗料の固形分の質量に対して、5~60質量%であることが好ましく、10~50質量%であることがより好ましく、20~40質量%であることがさらに好ましい。第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B)の含有量は、塗料の固形分の質量に対して、0.5~20質量%であることが好ましく、0.5~15質量%であることがより好ましく、1~10質量%であることがさらに好ましい。架橋剤の含有量は、塗料の固形分の質量に対して、0.1~40質量%であることが好ましく、0.5~30質量%であることがより好ましく、1~20質量%であることがさらに好ましい。
<Paint manufacturing method>
The paint of this embodiment includes an aqueous dispersion of a polyurethane resin (A), a quaternary ammonium salt-containing silane compound (B), a crosslinking agent, and, if necessary, the above-mentioned matting agent, liquid medium, and others. It can be manufactured by mixing additives etc. in water. The content of the polyurethane resin (A) is preferably 5 to 60% by mass, more preferably 10 to 50% by mass, and 20 to 40% by mass based on the mass of the solid content of the paint. It is even more preferable that there be. The content of the quaternary ammonium salt-containing silane compound (B) is preferably 0.5 to 20% by mass, more preferably 0.5 to 15% by mass, based on the mass of the solid content of the paint. The amount is more preferably 1 to 10% by mass. The content of the crosslinking agent is preferably 0.1 to 40% by mass, more preferably 0.5 to 30% by mass, and 1 to 20% by mass based on the mass of the solid content of the paint. It is even more preferable that there be.

ポリウレタン系樹脂(A)の水分散体の製造から塗料の製造まで一連して行う場合、まず、上記の「ポリウレタン系樹脂(A)の水分散体の製造方法」で説明した通り、ポリウレタン系樹脂(A)の前駆体であるNCO基を有するウレタン系プレポリマーを製造する。そして、そのポリウレタン系樹脂(A)の前駆体(NCO基を有するウレタン系プレポリマー)に、アミノ基及びアルコキシシリル基を有する化合物(f)を含むアミン化合物を鎖伸長反応させて、シラノール基を有するポリウレタン系樹脂(A)を得る。次いで、そのポリウレタン系樹脂(A)の水分散体に、第4級アンモニウム塩構造及びシラノール基を有するシラン化合物(B)を添加すること;及びポリウレタン系樹脂(A)の水分散体に、架橋剤を添加すること;により、塗料を製造することができる。 When carrying out the process from manufacturing an aqueous dispersion of polyurethane resin (A) to manufacturing a paint, first, as explained in the above "Method for manufacturing an aqueous dispersion of polyurethane resin (A)", the polyurethane resin is A urethane prepolymer having NCO groups, which is a precursor of (A), is produced. Then, the precursor of the polyurethane resin (A) (urethane prepolymer having an NCO group) is subjected to a chain extension reaction with an amine compound containing a compound (f) having an amino group and an alkoxysilyl group to form a silanol group. A polyurethane resin (A) having the following properties is obtained. Next, adding a silane compound (B) having a quaternary ammonium salt structure and a silanol group to the aqueous dispersion of the polyurethane resin (A); and crosslinking the aqueous dispersion of the polyurethane resin (A). A coating material can be manufactured by adding an agent.

さらに一態様において、ポリウレタン系樹脂(A)の水分散体に、第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B)を添加して、ポリウレタン系樹脂(A)とシラン化合物(B)とを、それらが有するシラノール基で縮合反応させ、化学的に結合させることも好ましい。具体的には、ポリウレタン系樹脂(A)の水分散体に第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B)を添加して、pH7~11の領域内で50~70℃、0.5~2時間ほど加水分解と脱水縮合反応を行えばよい。 Furthermore, in one embodiment, the quaternary ammonium salt-containing silane compound (B) is added to the aqueous dispersion of the polyurethane resin (A), so that the polyurethane resin (A) and the silane compound (B) are combined. It is also preferable to carry out a condensation reaction using the silanol groups that the silanol groups have to form a chemical bond. Specifically, the quaternary ammonium salt-containing silane compound (B) is added to an aqueous dispersion of the polyurethane resin (A), and the mixture is heated at 50 to 70°C for 0.5 to 2 hours in a pH range of 7 to 11. Hydrolysis and dehydration condensation reactions may be carried out as needed.

<塗料の使用例>
本実施形態の塗料が塗布される対象物の材質としては、特に限定されず、例えば、プラスチック、コンクリート、金属、紙類、織布及び不織布などの布類などが挙げられる。これらのなかでもプラスチックが好ましい。
<Example of paint usage>
The material of the object to which the paint of this embodiment is applied is not particularly limited, and includes, for example, plastic, concrete, metal, paper, and cloth such as woven fabric and nonwoven fabric. Among these, plastic is preferred.

塗料が塗布される対象物のプラスチックとしては、例えば、オレフィン系樹脂(ポリエチレン、ポリプロピレン系など)、エチレンプロピレンジエン系樹脂、スチレンアクリロニトリル系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ノルボルネン系樹脂、セルロース系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリビニルホルマール系樹脂、ポリビニルブチラール系樹脂、ポリビニルピロリドン系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、ポリビニルアセタール系樹脂、ポリ塩化ビニル、エンジニアリングプラスチック、生分解性プラスチック、オレフィン系熱可塑性エラストマー(TPO)、スチレン系熱可塑性エラストマー(TPS)、ポリエステル系熱可塑性エラストマー(TPEE)などを挙げることができる。プラスチック製の対象物は、各種製品形状に対応した形状を有するプラスチック成形品でもよいし、プラスチックフィルムやプラスチックシートでもよい。 Examples of plastics to which the paint is applied include olefin resins (polyethylene, polypropylene, etc.), ethylene propylene diene resins, styrene acrylonitrile resins, polysulfone resins, polyphenylene ether resins, acrylic resins, and silicones. resins, fluorine resins, polyester resins, polyamide resins, polyimide resins, polystyrene resins, polyurethane resins, polycarbonate resins, norbornene resins, cellulose resins, polyvinyl alcohol resins, polyvinyl formal resins, polyvinyl Butyral resin, polyvinylpyrrolidone resin, polyvinyl acetate resin, polyvinyl acetal resin, polyvinyl chloride, engineering plastic, biodegradable plastic, thermoplastic olefin elastomer (TPO), thermoplastic styrene elastomer (TPS), Examples include polyester thermoplastic elastomer (TPEE). The plastic object may be a plastic molded product having a shape corresponding to various product shapes, or may be a plastic film or a plastic sheet.

上記のようなプラスチックに、塗料を例えば乾燥後の膜厚が5~25μmとなるように塗布した後、100~120℃で20分間熱処理、又は150~180℃で5~10分間熱処理することによって、塗膜を形成することができる。例えば、車輌用の内装材(インストルメントパネル、ドアトリム、コンソールボックスなど)を製造する際には、TPO製の基材シート上に、2液型水系ウレタン系樹脂などを塗工し、さらにその上に本発明の一実施形態の塗料をスプレー塗装やグラビア塗装により塗工して塗膜を形成した後に、真空成形する方法などが用いられる。 After applying a paint to the above-mentioned plastic so that the film thickness after drying is 5 to 25 μm, heat treatment is performed at 100 to 120°C for 20 minutes or at 150 to 180°C for 5 to 10 minutes. , can form a coating film. For example, when manufacturing vehicle interior materials (instrument panels, door trims, console boxes, etc.), a two-component water-based urethane resin is coated on a TPO base sheet, and then For example, a method is used in which the paint according to an embodiment of the present invention is applied by spray painting or gravure coating to form a coating film, and then vacuum forming is performed.

また、プラスチック成形品に本実施形態の塗料を直接塗工する方法や、金型上に本実施形態の塗料をスプレー塗装後に、ポリプロピレンやウレタン樹脂などを金型に入れるモールド成形法などにも有用である。なお、接着性が劣るプラスチック成形品に本実施形態の塗料を塗布する場合には、予めプラスチック成形品の表面をプライマー処理することが好ましい。 It is also useful for a method in which the paint of this embodiment is directly applied to a plastic molded product, and a mold forming method in which polypropylene, urethane resin, etc. is placed in a mold after spray coating the paint of this embodiment on a mold. It is. In addition, when applying the paint of this embodiment to a plastic molded product with poor adhesiveness, it is preferable to perform a primer treatment on the surface of the plastic molded product in advance.

以上詳述した通り、本発明の一実施形態の塗料及びその製造方法は、次の構成を採ることが可能である。
[1]ポリウレタン系樹脂の水分散体、及び抗菌剤を含有し、
前記ポリウレタン系樹脂は、シラノール基を有するポリウレタン系樹脂(A)を含み、
前記抗菌剤は、第4級アンモニウム塩構造及びシラノール基を有するシラン化合物(B)を含む、塗料。
[2]前記シラン化合物(B)は、前記ポリウレタン系樹脂(A)に化学的に非結合の状態で含有されている上記[1]に記載の塗料。
[3]前記シラン化合物(B)は、前記シラン化合物(B)が有するシラノール基と、前記ポリウレタン系樹脂(A)が有するシラノール基との縮合反応物として、前記ポリウレタン系樹脂(A)に化学的に結合した状態で含有されている上記[1]に記載の塗料。
[4]前記ポリウレタン系樹脂(A)は、イソシアネート基を有するウレタン系プレポリマーと、アミン化合物との反応物であり、
前記ウレタン系プレポリマーは、水酸基以外のアニオン性親水性基、及び前記アニオン性親水性基以外の活性水素含有基を有する化合物(a)と、ポリオール及びポリアミンからなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物(b)と、ポリイソシアネート(e)とを含む反応成分の反応物であり、
前記アミン化合物は、アミノ基及びアルコキシシリル基を有する化合物(f)を含む上記[1]~[3]のいずれかに記載の塗料。
[5]前記ウレタン系プレポリマーは、前記化合物(a)と、ポリカーボネートポリオール(b1)と、鎖伸長剤(c)と、活性水素含有基を有するポリシロキサン(d)と、前記ポリイソシアネート(e)との反応物である上記[4]に記載の塗料。
[6]前記化合物(f)は、N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、及び3-アミノプロピルトリエトキシシランからなる群より選ばれる少なくとも1種を含む上記[4]又は[5]に記載の塗料。
[7]さらに架橋剤を含有し、前記架橋剤は、イソシアネート系架橋剤、カルボジイミド系架橋剤、オキサゾリン系架橋剤、エポキシ系架橋剤、及び金属錯体系架橋剤からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む上記[1]~[6]のいずれかに記載の塗料。
[8]さらに、ポリウレタンゲル粒子及びシリカ粒子からなる群より選ばれる少なくとも1種の艶消し剤を含有する上記[1]~[7]のいずれかに記載の塗料。
[9]上記[1]~[8]のいずれかに記載の塗料の製造方法であって、
前記ポリウレタン系樹脂(A)の前駆体に、アミノ基及びアルコキシシリル基を有する化合物(f)を含むアミン化合物を鎖伸長反応させて、前記シラノール基を有するポリウレタン系樹脂(A)を得ること;並びに
前記ポリウレタン系樹脂(A)の水分散体に、前記シラン化合物(B)を添加すること;を含む塗料の製造方法。
[10]前記ポリウレタン系樹脂(A)の水分散体に前記シラン化合物(B)を添加して、前記ポリウレタン系樹脂(A)と前記シラン化合物(B)とを、それらが有するシラノール基で縮合反応させ、化学的に結合させることを含む上記[9]に記載の塗料の製造方法。
As described in detail above, the paint and the method for manufacturing the same according to one embodiment of the present invention can have the following configuration.
[1] Contains an aqueous dispersion of polyurethane resin and an antibacterial agent,
The polyurethane resin includes a polyurethane resin (A) having a silanol group,
The antibacterial agent is a paint containing a silane compound (B) having a quaternary ammonium salt structure and a silanol group.
[2] The coating material according to [1] above, wherein the silane compound (B) is contained in the polyurethane resin (A) in a chemically unbonded state.
[3] The silane compound (B) is chemically added to the polyurethane resin (A) as a condensation reaction product of the silanol group possessed by the silane compound (B) and the silanol group possessed by the polyurethane resin (A). The paint according to the above [1], wherein the paint is contained in a state of being bound together.
[4] The polyurethane resin (A) is a reaction product of a urethane prepolymer having an isocyanate group and an amine compound,
The urethane prepolymer contains a compound (a) having an anionic hydrophilic group other than a hydroxyl group and an active hydrogen-containing group other than the anionic hydrophilic group, and at least one member selected from the group consisting of polyols and polyamines. A reaction product of a reaction component containing a compound (b) and a polyisocyanate (e),
The paint according to any one of [1] to [3] above, wherein the amine compound contains a compound (f) having an amino group and an alkoxysilyl group.
[5] The urethane prepolymer contains the compound (a), the polycarbonate polyol (b1), the chain extender (c), the polysiloxane (d) having an active hydrogen-containing group, and the polyisocyanate (e). ) The paint according to the above [4], which is a reaction product with.
[6] The compound (f) is N-(2-aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-(2-aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-(2-aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane, The paint according to [4] or [5] above, containing at least one member selected from the group consisting of ethyl)-3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, and 3-aminopropyltriethoxysilane. .
[7] It further contains a crosslinking agent, and the crosslinking agent is at least one selected from the group consisting of isocyanate crosslinking agents, carbodiimide crosslinking agents, oxazoline crosslinking agents, epoxy crosslinking agents, and metal complex crosslinking agents. The paint according to any one of [1] to [6] above.
[8] The paint according to any one of [1] to [7] above, further containing at least one matting agent selected from the group consisting of polyurethane gel particles and silica particles.
[9] The method for producing the paint according to any one of [1] to [8] above,
subjecting the precursor of the polyurethane resin (A) to a chain extension reaction with an amine compound containing a compound (f) having an amino group and an alkoxysilyl group to obtain the polyurethane resin (A) having the silanol group; and adding the silane compound (B) to the aqueous dispersion of the polyurethane resin (A).
[10] The silane compound (B) is added to the aqueous dispersion of the polyurethane resin (A), and the polyurethane resin (A) and the silane compound (B) are condensed with the silanol groups they have. The method for producing a paint according to the above [9], which includes reacting and chemically bonding.

以下、本発明の一実施形態の塗料について、実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。また、以下の文中の「部」は質量部、「%」は質量%を示す。 EXAMPLES Hereinafter, a paint according to an embodiment of the present invention will be specifically described based on Examples, but the present invention is not limited to the following Examples. In addition, "part" in the following text indicates parts by mass, and "%" indicates mass %.

<ポリウレタン系樹脂の水分散体の製造>
(製造例1:PUD-1)
撹拌機、還流冷却管、温度計、窒素吹き込み管、及びマンホールを備えた反応容器を窒素ガスで置換した後、化合物(a)としてジメチロールプロピオン酸10.0部、化合物(b)としてポリカーボネートジオール(ポリヘキサメチレンカーボネートジオール;数平均分子量2,000;商品名「プラクセルCD220」、株式会社ダイセル製)100.0部、鎖伸長剤(c)として1,3-ブタンジオール2.0部、ポリシロキサン(d)として下記式(15-1)で表されるアルコール変性ポリシロキサン(数平均分子量1,900)10.0部、及びアセトン120.0部を加え、均一に溶解させた。
続いて、ポリイソシアネート(e)としてヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)51.0部(上記の(a)~(d)の合計の水酸基に対する、ポリイソシアネート(e)のNCO基の当量比(NCO/OH)が2.0となる量)加え、80℃で反応を行い、NCOが活性水素基に対して100%となるまで反応を行い、NCO基を有するウレタン系プレポリマーを得た。
その後、50℃に冷却し、イオン交換水440.0部と、中和剤としてのトリエチルアミン7.5部(アニオン性親水性基(-COOH)と等量となる量)加え、系内を均一に乳化させた。次いで、アミン化合物としてエチレンジアミン15.2部(実測NCO%と等量となる量)を添加し、上記NCO基を有するウレタン系プレポリマーに対して鎖伸長反応を行った。最後に、系内のアセトンを真空脱気して回収した。
このようにして、不揮発分(固形分)濃度が30%のポリウレタン系樹脂の水分散体PUD-1を得た。
<Production of water dispersion of polyurethane resin>
(Manufacturing example 1: PUD-1)
After purging the reaction vessel equipped with a stirrer, reflux condenser, thermometer, nitrogen blowing tube, and manhole with nitrogen gas, 10.0 parts of dimethylolpropionic acid was added as compound (a), and polycarbonate diol was added as compound (b). (polyhexamethylene carbonate diol; number average molecular weight 2,000; trade name "Plaxel CD220", manufactured by Daicel Corporation) 100.0 parts, 1,3-butanediol as chain extender (c) 2.0 parts, poly 10.0 parts of alcohol-modified polysiloxane (number average molecular weight 1,900) represented by the following formula (15-1) as siloxane (d) and 120.0 parts of acetone were added and uniformly dissolved.
Subsequently, 51.0 parts of hexamethylene diisocyanate (HDI) was used as polyisocyanate (e) (the equivalent ratio of NCO groups in polyisocyanate (e) to the total hydroxyl groups in (a) to (d) above (NCO/OH ) was added, and the reaction was carried out at 80° C. until the NCO content became 100% with respect to the active hydrogen groups, thereby obtaining a urethane prepolymer having NCO groups.
Thereafter, the system was cooled to 50°C, and 440.0 parts of ion-exchanged water and 7.5 parts of triethylamine as a neutralizing agent (amount equivalent to the anionic hydrophilic group (-COOH)) were added to homogenize the system. emulsified into. Next, 15.2 parts of ethylenediamine (an amount equivalent to the measured NCO%) was added as an amine compound, and a chain extension reaction was performed on the urethane prepolymer having NCO groups. Finally, the acetone in the system was vacuum degassed and recovered.
In this way, an aqueous dispersion of polyurethane resin PUD-1 having a nonvolatile content (solid content) concentration of 30% was obtained.

Figure 2023136103000024
Figure 2023136103000024

(製造例2:PUD-2)
撹拌機、還流冷却管、温度計、窒素吹き込み管、及びマンホールを備えた反応容器を窒素ガスで置換した後、化合物(a)としてジメチロールプロピオン酸10.0部、化合物(b)としてポリヘキサメチレンカーボネートジオール(数平均分子量2,000;商品名「プラクセルCD220」、株式会社ダイセル製)100.0部、鎖伸長剤(c)として1,3-ブタンジオール2.0部、ポリシロキサン(d)として上記式(15-1)で表されるアルコール変性ポリシロキサン(数平均分子量1,900)10.0部、及びアセトン120.0部を加え、均一に溶解させた。
続いて、ポリイソシアネート(e)としてヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)51.0部(上記の(a)~(d)の合計の水酸基に対する、ポリイソシアネート(e)のNCO基の当量比(NCO/OH)が2.0となる量)加え、80℃で反応を行い、NCOが活性水素基に対して100%となるまで反応を行い、NCO基を有するウレタン系プレポリマーを得た。
その後、50℃に冷却し、イオン交換水450.0部と、中和剤としてのトリエチルアミン7.5部(アニオン性親水性基(-COOH)と等量となる量)加え、系内を均一に乳化させた。次いで、アミン化合物としてエチレンジアミン13.7部(実測NCO%の90%となる量)及び化合物(f)としてN-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン5.6部(実測NCO%の10%となる量)を添加し、鎖伸長反応を行った。最後に、系内のアセトンを真空脱気して回収した。
このようにして、不揮発分(固形分)濃度が30%のポリウレタン系樹脂(A)の水分散体PUD-2を得た。
(Manufacturing example 2: PUD-2)
After purging the reaction vessel equipped with a stirrer, reflux condenser, thermometer, nitrogen blowing tube, and manhole with nitrogen gas, 10.0 parts of dimethylolpropionic acid was added as compound (a), and polyhexane was added as compound (b). 100.0 parts of methylene carbonate diol (number average molecular weight 2,000; trade name "Plaxel CD220", manufactured by Daicel Corporation), 2.0 parts of 1,3-butanediol as a chain extender (c), polysiloxane (d ) and 10.0 parts of alcohol-modified polysiloxane (number average molecular weight 1,900) represented by the above formula (15-1) and 120.0 parts of acetone were added and uniformly dissolved.
Subsequently, 51.0 parts of hexamethylene diisocyanate (HDI) was used as polyisocyanate (e) (the equivalent ratio of NCO groups in polyisocyanate (e) to the total hydroxyl groups in (a) to (d) above (NCO/OH ) was added, and the reaction was carried out at 80° C. until the NCO content became 100% with respect to the active hydrogen groups, thereby obtaining a urethane prepolymer having NCO groups.
After that, the system was cooled to 50°C, and 450.0 parts of ion-exchanged water and 7.5 parts of triethylamine as a neutralizing agent (amount equivalent to the anionic hydrophilic group (-COOH)) were added to homogenize the system. emulsified into. Next, 13.7 parts of ethylenediamine (the amount corresponding to 90% of the actually measured NCO%) was used as the amine compound, and 5.6 parts of N-(2-aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilane (the amount corresponding to 90% of the actually measured NCO%) was added as the compound (f). %) was added to perform a chain elongation reaction. Finally, the acetone in the system was vacuum degassed and recovered.
In this way, an aqueous dispersion PUD-2 of polyurethane resin (A) having a nonvolatile content (solid content) concentration of 30% was obtained.

(製造例3:PUD-3)
撹拌機、還流冷却管、温度計、窒素吹き込み管、及びマンホールを備えた反応容器を窒素ガスで置換した後、化合物(a)としてジメチロールプロピオン酸10.0部、化合物(b)としてポリヘキサメチレンカーボネートジオール(数平均分子量2,000;商品名「プラクセルCD220」、株式会社ダイセル製)100.0部、鎖伸長剤(c)として1,3-ブタンジオール2.0部、ポリシロキサン(d)として上記式(15-1)で表されるアルコール変性ポリシロキサン(数平均分子量1,900)10.0部、及びアセトン120.0部を加え、均一に溶解させた。
続いて、ポリイソシアネート(e)としてヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)51.0部(上記の(a)~(d)の合計の水酸基に対する、ポリイソシアネート(e)のNCO基の当量比(NCO/OH)が2.0となる量)加え、80℃で反応を行い、NCOが活性水素基に対して100%となるまで反応を行い、NCO基を有するウレタン系プレポリマーを得た。
その後、50℃に冷却し、イオン交換水480.0部と、中和剤としてのトリエチルアミン7.5部を(アニオン性親水性基(-COOH)と等量となる量)加え、系内を均一に乳化させた。次いで、アミン化合物としてエチレンジアミン13.7部(実測NCO%の90%となる量)及び化合物(f)としてN-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン5.6部(実測NCO%の10%となる量)を添加し、鎖伸長反応を行った。その後、抗菌剤1として、第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B1)(商品名「X-12-1139」、信越化学工業株式会社製)を所定量(固形分に対して5%量)加えて、pH7~11、60℃、及び1時間の条件下、加水分解と脱水縮合反応を行った。最後に、系内のアセトンを真空脱気して回収した。
このようにして、ポリウレタン系樹脂(A)と第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B1)とを化学的に結合させた状態で含有する、不揮発分(固形分)濃度が30%のポリウレタン系樹脂(A)の水分散体PUD-3を得た。
(Manufacturing example 3: PUD-3)
After purging the reaction vessel equipped with a stirrer, reflux condenser, thermometer, nitrogen blowing tube, and manhole with nitrogen gas, 10.0 parts of dimethylolpropionic acid was added as compound (a), and polyhexane was added as compound (b). 100.0 parts of methylene carbonate diol (number average molecular weight 2,000; trade name "Plaxel CD220", manufactured by Daicel Corporation), 2.0 parts of 1,3-butanediol as a chain extender (c), polysiloxane (d ) and 10.0 parts of alcohol-modified polysiloxane (number average molecular weight 1,900) represented by the above formula (15-1) and 120.0 parts of acetone were added and uniformly dissolved.
Subsequently, 51.0 parts of hexamethylene diisocyanate (HDI) was used as polyisocyanate (e) (the equivalent ratio of NCO groups in polyisocyanate (e) to the total hydroxyl groups in (a) to (d) above (NCO/OH ) was added, and the reaction was carried out at 80° C. until the NCO content became 100% with respect to the active hydrogen groups, thereby obtaining a urethane prepolymer having NCO groups.
Thereafter, the system was cooled to 50°C, and 480.0 parts of ion-exchanged water and 7.5 parts of triethylamine as a neutralizing agent (an amount equivalent to the anionic hydrophilic group (-COOH)) were added to cool the system. It was emulsified uniformly. Next, 13.7 parts of ethylenediamine (the amount corresponding to 90% of the actually measured NCO%) was used as the amine compound, and 5.6 parts of N-(2-aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilane (the amount corresponding to 90% of the actually measured NCO%) was added as the compound (f). %) was added to perform a chain elongation reaction. Then, as antibacterial agent 1, a predetermined amount (5% amount based on solid content) of a quaternary ammonium salt-containing silane compound (B1) (trade name "X-12-1139", manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was added. Hydrolysis and dehydration condensation reactions were carried out under conditions of pH 7 to 11, 60° C., and 1 hour. Finally, the acetone in the system was vacuum degassed and recovered.
In this way, a polyurethane resin containing a polyurethane resin (A) and a quaternary ammonium salt-containing silane compound (B1) in a chemically bonded state has a nonvolatile content (solid content) concentration of 30%. Aqueous dispersion PUD-3 of (A) was obtained.

以上の製造例1~3のポリウレタン系樹脂の水分散体PUD1~3の製造条件の概要を表1に示す。 Table 1 summarizes the manufacturing conditions for the polyurethane resin aqueous dispersions PUD1-3 of Production Examples 1-3 above.

Figure 2023136103000025
Figure 2023136103000025

<塗料の製造>
(実施例1~6、比較例1~3)
表2(表2-1及び表2-2)の上段に示す各成分(単位:部)を混合し、艶消し塗料として、各実施例及び比較例の塗料を調製した。なお、表2に示す抗菌剤1~4の量は有効成分(固形分)換算の量を表す。また、表2に示す抗菌剤1~4、艶消し剤1及び2、並びに架橋剤は、以下の通りである。
<Manufacture of paint>
(Examples 1 to 6, Comparative Examples 1 to 3)
Each component (unit: part) shown in the upper row of Table 2 (Table 2-1 and Table 2-2) was mixed to prepare a matte paint for each Example and Comparative Example. Note that the amounts of antibacterial agents 1 to 4 shown in Table 2 represent the amounts in terms of active ingredients (solid content). Furthermore, the antibacterial agents 1 to 4, matting agents 1 and 2, and crosslinking agents shown in Table 2 are as follows.

・抗菌剤1:第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B1)(商品名「X-12-1139」、信越化学工業株式会社製;有効成分(2つのジメチルオクタデシルアンモニウムクロリド構造を有するシラン化合物)濃度30%の液体)
・抗菌剤2:第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B2)(商品名「ニッカノン RB-40」、日華化学株式会社製;有効成分(第4級アンモニウム塩を付加したトリメトキシシラン化合物)濃度40%の液体)
・抗菌剤3:第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B3)(商品名「Sanitized T99-19」、SANITIZED AG製;有効成分(テトラデシル[3-(トリメトキシシリル)プロピル]ジメチルアミニウム・クロリド)濃度40%の液体)
・抗菌剤4:銀系無機抗菌剤(商品名「ミリオンガードPG711」、興亜硝子株式会社製;有効成分(銀含有リン酸塩ガラスパウダー)濃度97%以上の粉末)
・艶消し剤1:ポリウレタンゲル粒子(商品名「アートパールC-800透明」、根上工業株式会社製;体積平均粒子径6μm、Tg-13℃の白色粉末)
・艶消し剤2:シリカ粒子(商品名「ACEMATT TS-100」、EVONIK製;体積平均粒子径9.5μmの乾式シリカ)
・架橋剤:カルボジイミド系架橋剤(商品名「カルボジライトV-04」、日清紡ケミカル株式会社製;有効成分(不揮発分:ポリカルボジイミド樹脂に親水性セグメントを付与させた水性架橋剤)濃度40%の水性液体)
・Antibacterial agent 1: Quaternary ammonium salt-containing silane compound (B1) (trade name "X-12-1139", manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.; active ingredient (silane compound having two dimethyloctadecyl ammonium chloride structures) concentration 30% liquid)
・Antibacterial agent 2: Quaternary ammonium salt-containing silane compound (B2) (trade name "Nikkanon RB-40", manufactured by NICCA CHEMICAL CO., LTD.; active ingredient (trimethoxysilane compound with quaternary ammonium salt added) concentration 40% liquid)
・Antibacterial agent 3: Quaternary ammonium salt-containing silane compound (B3) (trade name "Sanitized T99-19", manufactured by SANITIZED AG; active ingredient (tetradecyl[3-(trimethoxysilyl)propyl]dimethylaminium chloride) liquid with a concentration of 40%)
・Antibacterial agent 4: Silver-based inorganic antibacterial agent (trade name "Million Guard PG711", manufactured by Koa Glass Co., Ltd.; active ingredient (silver-containing phosphate glass powder) powder with a concentration of 97% or more)
- Matting agent 1: Polyurethane gel particles (trade name "Art Pearl C-800 Transparent", manufactured by Negami Kogyo Co., Ltd.; volume average particle diameter 6 μm, white powder with Tg -13°C)
- Matting agent 2: Silica particles (trade name "ACEMATT TS-100", manufactured by EVONIK; dry silica with a volume average particle diameter of 9.5 μm)
・Crosslinking agent: Carbodiimide crosslinking agent (trade name "Carbodilite V-04", manufactured by Nisshinbo Chemical Co., Ltd.; active ingredient (non-volatile content: aqueous crosslinking agent made by adding a hydrophilic segment to polycarbodiimide resin) aqueous with a concentration of 40% liquid)

<塗料の評価>
[塗料適性]
各実施例及び比較例で製造した塗料について、以下に述べる通り、分散性、沈降性、保存安定性、及び塗布性を評価した。
<Paint evaluation>
[Paint suitability]
The paints produced in each Example and Comparative Example were evaluated for dispersibility, sedimentation, storage stability, and applicability as described below.

(分散性)
調製した直後の塗料を目視にて観察し、ポリウレタン系樹脂及び艶消し剤の分散性(凝集度合い)を以下の評価基準にしたがって評価した。
A:問題なく、ほぼ均一に分散している。
B:僅かに粗粒が確認される。
C:粗粒が確認される。
(dispersibility)
The paint immediately after preparation was visually observed, and the dispersibility (degree of aggregation) of the polyurethane resin and matting agent was evaluated according to the following evaluation criteria.
A: Almost uniformly dispersed without any problem.
B: Slight coarse particles are observed.
C: Coarse particles are confirmed.

(沈降性)
調製してから6時間後の塗料を目視にて観察し、ポリウレタン系樹脂及び艶消し剤の沈降性を以下の評価基準にしたがって評価した。
A:問題なく、沈降物がほとんど確認されない。
B:僅かに沈降物が確認される。
C:沈降物が確認される。
(sedimentation)
The paint was visually observed 6 hours after preparation, and the settling properties of the polyurethane resin and matting agent were evaluated according to the following evaluation criteria.
A: There was no problem, and almost no sediment was observed.
B: A slight amount of sediment is observed.
C: Sediment is confirmed.

(保存安定性)
調製した塗料を3か月室温(23℃)で静置後に目視にて観察し、ポリウレタン系樹脂及び艶消し剤の凝集度合いや沈降度合いを以下の評価基準にしたがって評価した。
A:沈殿が生成していないもの、又は容易に沈殿を細分させることが可能なもの。
B:一部が底に固化し再分散させることが困難なもの。
C:沈殿の全体が固化し再分散しないもの。
(Storage stability)
The prepared paint was left standing at room temperature (23° C.) for 3 months and then visually observed, and the degree of aggregation and sedimentation of the polyurethane resin and matting agent were evaluated according to the following evaluation criteria.
A: No precipitate is formed, or the precipitate can be easily subdivided.
B: Part of the material solidified on the bottom and it is difficult to redisperse it.
C: The entire precipitate solidifies and does not redisperse.

(塗布性)
調製した塗料を隠蔽率測定紙(商品名「LENETA N2C-2」、Leneta Company,Inc.製)にバーコーターを用いて塗布し、以下の評価基準にしたがって評価した。
A:問題なく塗布されている。
B:僅かに表面ムラが確認される。
C:表面ムラが確認される。
(Applicability)
The prepared paint was applied to hiding rate measuring paper (trade name "LENETA N2C-2", manufactured by Leneta Company, Inc.) using a bar coater, and evaluated according to the following evaluation criteria.
A: It was applied without any problem.
B: Slight surface unevenness is observed.
C: Surface unevenness is observed.

<塗膜の作製及び評価>
各実施例及び比較例で製造した塗料を、以下に述べる評価に用いる各基材シートにバーコーターを用いて塗布し、100℃で2分乾燥させた後、50℃で24時間エージングし、厚さ約9μmの塗膜を形成した。その塗膜について、以下に述べる試験及び評価を行った。各評価結果を表2の下段に示す。
<Preparation and evaluation of coating film>
The paints produced in each example and comparative example were applied to each base sheet used in the evaluation described below using a bar coater, dried at 100°C for 2 minutes, and then aged at 50°C for 24 hours to increase the thickness. A coating film with a thickness of about 9 μm was formed. The coating film was subjected to the following tests and evaluations. The results of each evaluation are shown in the lower part of Table 2.

[抗菌性]
基材シートとしてのPETフィルム(商品名「ルミラーS10」、東レ株式会社製)に塗膜を設けた試験片(塗装試験片)を用いて、試験片の塗膜について、JIS Z2801:2010(ISO 22196:2007)の規定に準じて、抗菌性試験を行った。具体的には、以下の手順に沿って試験を行った。
(1)5cm角の試験片の塗膜側に0.4mLの菌液を滴下し、4cm角のフィルムで被覆した。ブランク試験片として、塗膜を設けていない基材(PETフィルム)のみの試験片(非塗装試験片)についても同様の手順を行った。菌液には、大腸菌と黄色ブドウ球菌を用いた。
(2)試験片を温度35±1℃、相対湿度90%以上で24時間培養した。
(3)静置後、試験片上の試験菌を洗い出して回収した後、1cm当たりの生菌数を測定した。
(4)次式により、抗菌活性値Rを算出した。抗菌活性値Rが大きいほど、抗菌性が高いことを示す。
R=U-A
:ブランク試験片の24時間後の1cm当たりの生菌数の対数値の平均値
:試験片(塗装試験片)の24時間後の1cm当たりの生菌数の対数値の平均値
[Antibacterial]
Using a test piece (painted test piece) in which a coating film was provided on a PET film (product name "Lumirror S10", manufactured by Toray Industries, Inc.) as a base sheet, the coating film of the test piece was tested according to JIS Z2801:2010 (ISO 22196:2007), an antibacterial test was conducted. Specifically, the test was conducted according to the following steps.
(1) 0.4 mL of bacterial liquid was dropped onto the coated side of a 5 cm square test piece and covered with a 4 cm square film. As a blank test piece, a test piece (non-painted test piece) having only a base material (PET film) without a coating film was subjected to the same procedure. Escherichia coli and Staphylococcus aureus were used as the bacterial solution.
(2) The test piece was cultured for 24 hours at a temperature of 35±1°C and a relative humidity of 90% or higher.
(3) After the specimen was allowed to stand, the test bacteria on the test piece were washed out and collected, and the number of viable bacteria per 1 cm 2 was measured.
(4) Antibacterial activity value R was calculated using the following formula. The larger the antibacterial activity value R, the higher the antibacterial property.
R=U t -A t
U t : Average value of the logarithm of the number of viable bacteria per 1 cm 2 of the blank test piece after 24 hours A t : Average value of the log value of the number of viable bacteria per 1 cm 2 of the test piece (painted test piece) after 24 hours Average value

[艶消し性]
以下に示す基材シートに設けた塗膜について、直読ヘーズコンピューターHGM-2DP(スガ試験機株式会社製)を用いて、グロス値(60°入射光/60°反射光)を測定した。
・TPO(オレフィン系熱可塑性エラストマー)
・PVC黒(黒色ポリ塩化ビニル)
・PVC淡色(淡色ポリ塩化ビニル)
・PU合皮(ポリウレタン合皮)
[Matte]
The gloss value (60° incident light/60° reflected light) of the coating film provided on the base sheet shown below was measured using a direct reading haze computer HGM-2DP (manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd.).
・TPO (olefin thermoplastic elastomer)
・PVC black (black polyvinyl chloride)
・PVC light color (light color polyvinyl chloride)
・PU synthetic leather (polyurethane synthetic leather)

[耐摩耗性]
基材シートとしての上記「PU合皮」に設けた塗膜を、学振型摩耗試験機を用いて、6号帆布、荷重1kgの条件で摩耗し、摩耗回数100回ごとに塗膜表面を目視にて観察することにより、外観変化するまでの摩耗回数を測定した。試験片ごとに2回の測定を行い、その平均値をとった。
[Abrasion resistance]
The coating film provided on the above-mentioned "PU synthetic leather" as a base sheet was abraded using a Gakushin type abrasion tester under the conditions of No. 6 canvas and a load of 1 kg, and the coating film surface was removed every 100 times of abrasion. The number of wears until the appearance changed was measured by visual observation. Two measurements were taken for each test piece, and the average value was taken.

[耐屈曲性]
基材シートとしての上記「PVC黒」に塗膜を設けた試験片について、以下の条件で耐寒屈曲性試験を行い、塗膜表面の状態を目視で観察することにより評価した。
・装置 :低温槽付デマッチャ屈曲試験機(株式会社安田精機製作所製)
・試験片の大きさ:150mm×50mm
・評価範囲 :100mm×50mm
・試験条件 :-10℃条件下/72~108%屈曲/3万回
・評価基準:
○:亀裂なし。
×:亀裂発生。
[Bending resistance]
A test piece in which a coating film was provided on the above-mentioned "PVC black" as a base sheet was subjected to a cold resistance flexibility test under the following conditions, and the condition of the coating film surface was evaluated by visually observing.
・Equipment: Dematcher bending tester with low temperature chamber (manufactured by Yasuda Seiki Seisakusho Co., Ltd.)
・Size of test piece: 150mm x 50mm
・Evaluation range: 100mm x 50mm
・Test conditions: -10℃ condition / 72 to 108% bending / 30,000 times ・Evaluation criteria:
○: No cracks.
×: Cracks occur.

[耐光性]
基材シートとしての上記「TPO」、「PVC黒」、及び「PU合皮」に設けた各塗膜について、キセノンランプ式耐光試験機を用いて、塗膜の外観変化を確認し、以下の評価基準にしたがって、塗膜の耐光性を評価した。基材シートがTPO及びPU合皮の場合は照射量300Mjの条件とし、基材シートがPVC黒の場合は照射量200Mjの条件とした。
○:変化なし。
×:白化した。
[Light resistance]
For each coating film provided on the base sheet "TPO", "PVC black", and "PU synthetic leather", changes in the appearance of the coating film were confirmed using a xenon lamp type light resistance tester, and the following tests were conducted. The light resistance of the coating film was evaluated according to evaluation criteria. When the base sheet was TPO and PU synthetic leather, the irradiation amount was 300 Mj, and when the base sheet was PVC black, the irradiation amount was 200 Mj.
○: No change.
×: Whitening occurred.

[耐汚染性]
基材シートとしての上記「PVC淡色」に設けた塗膜に、コーヒー液(インスタントコーヒー粉末(商品名「ネスカフェ」、ネスレ日本株式会社製)1gを水100mL中に溶かした液)を1g、又はマスタード(商品名「French’s masterd」、HEINZ社製)を1g滴下して、24時間後にイオン交換水で拭き取り、塗膜の外観変化を観察することにより、以下の評価基準にしたがって、塗膜の耐汚染性を評価した。
○:変化なし。
×:汚れあり。
[Stain resistance]
Add 1 g of coffee liquid (a solution prepared by dissolving 1 g of instant coffee powder (product name "Nescafé", manufactured by Nestlé Japan Co., Ltd.) in 100 mL of water) on the coating film provided on the above "PVC light color" as a base sheet, or By dropping 1 g of mustard (trade name "French's mustard", manufactured by HEINZ) and wiping it off with ion-exchanged water after 24 hours, observing changes in the appearance of the paint film, the paint film was evaluated according to the following evaluation criteria. The stain resistance was evaluated.
○: No change.
×: There is dirt.

Figure 2023136103000026
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Figure 2023136103000027
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実施例1~6の塗料は、比較例1の塗料(抗菌剤を含有しない塗料)と同等程度に良好な塗料適性を示しつつ、良好な抗菌性を有する塗膜を形成することが可能であることが認められた。一方、比較例2の塗料(銀系無機抗菌剤を含有する塗料)は、抗菌性を有するものの、分散性及び沈降性に劣るものであった。 The paints of Examples 1 to 6 show good paint suitability to the same extent as the paint of Comparative Example 1 (paint containing no antibacterial agent) and are capable of forming a paint film with good antibacterial properties. This was recognized. On the other hand, the paint of Comparative Example 2 (paint containing a silver-based inorganic antibacterial agent) had antibacterial properties, but was poor in dispersibility and sedimentation.

また、比較例3の塗料は、抗菌性を示さなかった。これは、比較例3の塗料に用いたPUD-1におけるポリウレタン系樹脂がシラノール基を有していないためと考えられる。すなわち、比較例3の塗料は、塗料においても塗膜形成時においても、ポリウレタン系樹脂と抗菌剤(第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B1))とが縮合反応せず、当該抗菌剤がポリウレタン系樹脂に固定化されていないためと考えられる。これに対し、実施例1~5の塗料に用いたPUD-2におけるポリウレタン系樹脂(A)は、シラノール基を有するため、塗膜形成時において、ポリウレタン系樹脂(A)と抗菌剤(第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B1)、(B2)、(B3))とが縮合反応したと考えられる。これにより、当該抗菌剤がポリウレタン系樹脂(A)に固定化されたために、良好な抗菌性を有する塗膜が形成されたと考えられる。また、実施例6の塗料には、PUD-3におけるポリウレタン系樹脂(A)及び抗菌剤(第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B1))を、それらがそれぞれ有するシラノール基による縮合反応物として、化学的に結合した状態で含有させたため、良好な抗菌性を有する塗膜が形成されたと考えられる。 Moreover, the paint of Comparative Example 3 did not exhibit antibacterial properties. This is considered to be because the polyurethane resin in PUD-1 used in the paint of Comparative Example 3 does not have silanol groups. That is, in the paint of Comparative Example 3, there was no condensation reaction between the polyurethane resin and the antibacterial agent (silane compound (B1) containing a quaternary ammonium salt) both in the paint and during coating film formation, and the antibacterial agent This is thought to be because it is not fixed in the system resin. On the other hand, since the polyurethane resin (A) in PUD-2 used in the paints of Examples 1 to 5 has silanol groups, when forming the coating film, the polyurethane resin (A) and the antibacterial agent (fourth It is thought that a condensation reaction occurred between the silane compounds (B1), (B2), and (B3) containing class ammonium salts. It is considered that this caused the antibacterial agent to be immobilized on the polyurethane resin (A), so that a coating film with good antibacterial properties was formed. In addition, in the paint of Example 6, the polyurethane resin (A) and the antibacterial agent (the quaternary ammonium salt-containing silane compound (B1)) in PUD-3 were used as condensation reaction products by the silanol groups they each had. It is thought that because it was contained in a chemically bonded state, a coating film with good antibacterial properties was formed.

なお、基材シートとしての「TPO」に塗膜を設けた試験片について、所定の密着性試験(120℃/10kg/1分間ラミネートの条件の試験)を行った。その結果、抗菌剤1(第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B1))を用いた実施例1、2及び6の塗料は、抗菌剤を含有しない比較例1の塗料と遜色ないレベルに良好な密着性を有する塗膜を形成可能であることが認められた。 In addition, a predetermined adhesion test (test under the conditions of lamination at 120° C./10 kg/1 minute) was conducted on a test piece in which a coating film was provided on “TPO” as a base sheet. As a result, the paints of Examples 1, 2, and 6 using antibacterial agent 1 (silane compound containing a quaternary ammonium salt (B1)) were as good as the paint of Comparative Example 1, which did not contain an antibacterial agent. It was confirmed that it was possible to form a coating film with adhesive properties.

また、基材シートとしての「PVC淡色」に塗膜を設けた試験片について、所定の耐熱性試験(120℃/400時間の条件の試験)を行った。その結果、抗菌剤1(第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B1))を用いた実施例1~3及び6の塗料は、抗菌剤を含有しない比較例1の塗料と遜色ないレベルに良好な耐熱性を有する塗膜を形成可能であることが認められた。 Further, a predetermined heat resistance test (test under the conditions of 120° C./400 hours) was conducted on a test piece in which a coating film was provided on “PVC light color” as a base material sheet. As a result, the paints of Examples 1 to 3 and 6 using antibacterial agent 1 (silane compound containing quaternary ammonium salt (B1)) were as good as the paint of comparative example 1 which did not contain antibacterial agent. It was confirmed that it was possible to form a heat-resistant coating film.

さらに、基材シートとしての「TPO」に塗膜を設けた試験片について、所定の真空成形性試験(表面温度160~170℃の条件の試験)を行った。その結果、抗菌剤2(第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B2))を用いた実施例4の塗膜、及び抗菌剤3(第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B3))を用いた実施例5の塗膜は、抗菌剤を含有しない比較例1の塗膜に比べて優れた成形性を示すことが認められた。

Furthermore, a predetermined vacuum formability test (test under conditions of surface temperature of 160 to 170°C) was conducted on a test piece in which a coating film was provided on "TPO" as a base sheet. As a result, the coating film of Example 4 using antibacterial agent 2 (silane compound containing quaternary ammonium salt (B2)) and the coating film of Example 4 using antibacterial agent 3 (silane compound containing quaternary ammonium salt (B3)) were found. It was observed that the coating film of Example 5 exhibited superior moldability compared to the coating film of Comparative Example 1 which did not contain an antibacterial agent.

Claims (10)

ポリウレタン系樹脂の水分散体、及び抗菌剤を含有し、
前記ポリウレタン系樹脂は、シラノール基を有するポリウレタン系樹脂(A)を含み、
前記抗菌剤は、第4級アンモニウム塩構造及びシラノール基を有するシラン化合物(B)を含む、塗料。
Contains an aqueous dispersion of polyurethane resin and an antibacterial agent,
The polyurethane resin includes a polyurethane resin (A) having a silanol group,
The antibacterial agent is a paint containing a silane compound (B) having a quaternary ammonium salt structure and a silanol group.
前記シラン化合物(B)は、前記ポリウレタン系樹脂(A)に化学的に非結合の状態で含有されている請求項1に記載の塗料。 The paint according to claim 1, wherein the silane compound (B) is contained in the polyurethane resin (A) in a chemically unbonded state. 前記シラン化合物(B)は、前記シラン化合物(B)が有するシラノール基と、前記ポリウレタン系樹脂(A)が有するシラノール基との縮合反応物として、前記ポリウレタン系樹脂(A)に化学的に結合した状態で含有されている請求項1に記載の塗料。 The silane compound (B) is chemically bonded to the polyurethane resin (A) as a condensation reaction product of the silanol group possessed by the silane compound (B) and the silanol group possessed by the polyurethane resin (A). The coating material according to claim 1, wherein the coating material is contained in a state where the coating material is 前記ポリウレタン系樹脂(A)は、イソシアネート基を有するウレタン系プレポリマーと、アミン化合物との反応物であり、
前記ウレタン系プレポリマーは、水酸基以外のアニオン性親水性基、及び前記アニオン性親水性基以外の活性水素含有基を有する化合物(a)と、ポリオール及びポリアミンからなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物(b)と、ポリイソシアネート(e)とを含む反応成分の反応物であり、
前記アミン化合物は、アミノ基及びアルコキシシリル基を有する化合物(f)を含む請求項1~3のいずれか1項に記載の塗料。
The polyurethane resin (A) is a reaction product of a urethane prepolymer having an isocyanate group and an amine compound,
The urethane prepolymer contains a compound (a) having an anionic hydrophilic group other than a hydroxyl group and an active hydrogen-containing group other than the anionic hydrophilic group, and at least one member selected from the group consisting of polyols and polyamines. A reaction product of a reaction component containing a compound (b) and a polyisocyanate (e),
The paint according to any one of claims 1 to 3, wherein the amine compound contains a compound (f) having an amino group and an alkoxysilyl group.
前記ウレタン系プレポリマーは、前記化合物(a)と、ポリカーボネートポリオール(b1)と、鎖伸長剤(c)と、活性水素含有基を有するポリシロキサン(d)と、前記ポリイソシアネート(e)との反応物である請求項4に記載の塗料。 The urethane prepolymer is composed of the compound (a), the polycarbonate polyol (b1), the chain extender (c), the polysiloxane (d) having an active hydrogen-containing group, and the polyisocyanate (e). The paint according to claim 4, which is a reactant. 前記化合物(f)は、N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、及び3-アミノプロピルトリエトキシシランからなる群より選ばれる少なくとも1種を含む請求項4又は5に記載の塗料。 The compound (f) is N-(2-aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-(2-aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-(2-aminoethyl)- The paint according to claim 4 or 5, containing at least one selected from the group consisting of 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, and 3-aminopropyltriethoxysilane. さらに架橋剤を含有し、
前記架橋剤は、イソシアネート系架橋剤、カルボジイミド系架橋剤、オキサゾリン系架橋剤、エポキシ系架橋剤、及び金属錯体系架橋剤からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む請求項1~6のいずれか1項に記載の塗料。
Furthermore, it contains a crosslinking agent,
Any one of claims 1 to 6, wherein the crosslinking agent contains at least one selected from the group consisting of an isocyanate crosslinking agent, a carbodiimide crosslinking agent, an oxazoline crosslinking agent, an epoxy crosslinking agent, and a metal complex crosslinking agent. The paint described in item 1.
さらに、ポリウレタンゲル粒子及びシリカ粒子からなる群より選ばれる少なくとも1種の艶消し剤を含有する請求項1~7のいずれか1項に記載の塗料。 The paint according to any one of claims 1 to 7, further comprising at least one matting agent selected from the group consisting of polyurethane gel particles and silica particles. 請求項1~8のいずれか1項に記載の塗料の製造方法であって、
前記ポリウレタン系樹脂(A)の前駆体に、アミノ基及びアルコキシシリル基を有する化合物(f)を含むアミン化合物を鎖伸長反応させて、前記シラノール基を有するポリウレタン系樹脂(A)を得ること;並びに
前記ポリウレタン系樹脂(A)の水分散体に、前記シラン化合物(B)を添加すること;を含む塗料の製造方法。
A method for producing a paint according to any one of claims 1 to 8, comprising:
subjecting the precursor of the polyurethane resin (A) to a chain extension reaction with an amine compound containing a compound (f) having an amino group and an alkoxysilyl group to obtain the polyurethane resin (A) having the silanol group; and adding the silane compound (B) to the aqueous dispersion of the polyurethane resin (A).
前記ポリウレタン系樹脂(A)の水分散体に前記シラン化合物(B)を添加して、前記ポリウレタン系樹脂(A)と前記シラン化合物(B)とを、それらが有するシラノール基で縮合反応させ、化学的に結合させることを含む請求項9に記載の塗料の製造方法。

Adding the silane compound (B) to the aqueous dispersion of the polyurethane resin (A) and causing the polyurethane resin (A) and the silane compound (B) to undergo a condensation reaction with the silanol groups they have, The method for producing a paint according to claim 9, which comprises chemically bonding.

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