JP3178543B2 - Method for producing aqueous polyurethane resin dispersion - Google Patents

Method for producing aqueous polyurethane resin dispersion

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JP3178543B2
JP3178543B2 JP29720691A JP29720691A JP3178543B2 JP 3178543 B2 JP3178543 B2 JP 3178543B2 JP 29720691 A JP29720691 A JP 29720691A JP 29720691 A JP29720691 A JP 29720691A JP 3178543 B2 JP3178543 B2 JP 3178543B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はポリウレタン樹脂水性分
散体の製造方法に関する。更に詳しくは、ポリウレタン
樹脂水性分散体の乳化分散工程において、特殊乳化装置
を使用することを特徴とするポリウレタン樹脂水性分散
体の製造方法に関する。
The present invention relates to a method for producing an aqueous polyurethane resin dispersion. More specifically, the present invention relates to a method for producing an aqueous polyurethane resin dispersion, which comprises using a special emulsifier in the step of emulsifying and dispersing an aqueous polyurethane resin dispersion.

【0002】[0002]

【従来の技術】ポリウレタン樹脂水性分散体の製造方法
としてはつぎのようなものが知られている。
2. Description of the Related Art The following processes are known as processes for producing aqueous polyurethane resin dispersions.

【0003】即ち(1)末端イソシアネート基含有ウレ
タンプレポリマーの有機溶剤溶液又は有機溶剤分散液に
乳化剤水溶液を加えて末端イソシアネート基含有ウレタ
ンプレポリマーの水性乳化分散液を得、これと活性水素
原子を少なくとも2個有するアミン化合物とを反応せし
める方法、(2)親水性基を有する末端イソシアネート
基含有ウレタンプレポリマーの有機溶剤溶液又は有機溶
剤分散液に水を加えて末端イソシアネート基含有ウレタ
ンプレポリマーの水性乳化分散液を得、これと活性水素
原子を少なくとも2個有するアミン化合物と反応せしめ
る方法、(3)高分子量のポリウレタン樹脂の有機溶剤
溶液又は有機溶剤分散液に乳化剤水溶液を加えて乳化さ
せる方法、(4)親水性基を有する高分子量のポリウレ
タン樹脂の有機溶剤溶液又は有機溶剤分散液に水を加え
て乳化させる方法がある。
That is, (1) an aqueous emulsifier solution is added to an organic solvent solution or an organic solvent dispersion of a terminal isocyanate group-containing urethane prepolymer to obtain an aqueous emulsion dispersion of a terminal isocyanate group-containing urethane prepolymer. A method of reacting at least two amine compounds, (2) adding water to an organic solvent solution or an organic solvent dispersion of a terminal isocyanate group-containing urethane prepolymer having a hydrophilic group, and adding an aqueous solution of the terminal isocyanate group-containing urethane prepolymer. (3) a method of obtaining an emulsified dispersion and reacting it with an amine compound having at least two active hydrogen atoms, (3) a method of emulsifying an organic solvent solution or an organic solvent dispersion of a high-molecular-weight polyurethane resin by adding an emulsifier aqueous solution, (4) Organic solution of high molecular weight polyurethane resin having hydrophilic group A solution or an organic solvent dispersion is a method of emulsifying by adding water.

【0004】上記(1)、(3)の乳化剤により水性分
散体を得る方法においては、末端イソシアネート基含有
ウレタンプレポリマー又はポリウレタン樹脂が疎水性の
ため、安定な水性分散体を得るために、通常はホモミキ
サー、ホモジナイザー、超音波乳化器等が使用される
が、粒子径を小さくするためには多量の乳化剤を使用し
なければならないという欠点があった。
In the method for obtaining an aqueous dispersion using the emulsifiers of the above (1) and (3), a urethane prepolymer or polyurethane resin having a terminal isocyanate group is hydrophobic. Uses homomixers, homogenizers, ultrasonic emulsifiers, etc., but has the disadvantage that a large amount of emulsifier must be used to reduce the particle size.

【0005】また、上記(2)、(4)の親水性基を有
する末端イソシアネート基含有ウレタンプレポリマー又
はポリウレタン樹脂を使用する方法においては、ウレタ
ンプレポリマー又はポリウレタン樹脂自体が親水性のた
め、上記(1)、(3)の方法に比べて安定でかつ小さ
い粒子径が得られるが、乳化分散時に凝集物等の発生も
なく安定な水性分散体を得るためには、親水性基をある
程度充分な量含有することが必要である。
In the above methods (2) and (4), in which the urethane prepolymer or polyurethane resin having a terminal isocyanate group having a hydrophilic group is used, the urethane prepolymer or the polyurethane resin itself is hydrophilic. Although a stable and small particle diameter can be obtained as compared with the methods (1) and (3), the hydrophilic group must have a certain degree of hydrophilicity in order to obtain a stable aqueous dispersion without generation of aggregates during emulsification and dispersion. It is necessary to contain a large amount.

【0006】したがって、この様にして得られたポリウ
レタン水性分散体は、多量の乳化剤あるいは多くの親水
性基を含有するために、基材に対する接着性、フィルム
の透明性、耐水性等の点で劣るという問題があった。
Accordingly, the aqueous polyurethane dispersion thus obtained contains a large amount of an emulsifier or a large number of hydrophilic groups, so that it has poor adhesion to a substrate, transparency of a film, and water resistance. There was a problem of inferiority.

【0007】これらの欠点をなくすべく、これら乳化剤
あるいは親水性基の含有量を減らす各種の方法が検討さ
れてきたが、乳化剤あるいは親水性基の含有量を減らす
と、乳化分散の時に非常に高粘度となり分散が困難とな
るため、より強力な剪断力を持つ各種の分散機が検討さ
れてきた。例えば、ホモミキサーを使用して分散する方
法は、剪断力が不十分なため完全な分散体が得られず保
存中に分離する等の問題がある。
In order to eliminate these disadvantages, various methods for reducing the content of these emulsifiers or hydrophilic groups have been studied. However, if the content of emulsifiers or hydrophilic groups is reduced, very high emulsification or dispersion will occur. Because of the viscosity and the difficulty of dispersion, various dispersers having stronger shearing force have been studied. For example, the method of dispersing using a homomixer has a problem that the shearing force is insufficient, a complete dispersion cannot be obtained, and separation occurs during storage.

【0008】またホモミキサーの替わりに、更に剪断力
のあるホモジナイザー、ラインミル、コロイドミル等各
種の分散機も検討されてきた。しかしながら、これらに
ついても回転速度及びスリット間隔に限界があり、充分
な安定性を有するまでの微粒子化は困難である。
Further, instead of the homomixer, various dispersers such as a homogenizer having a shearing force, a line mill, and a colloid mill have been studied. However, these also have limitations on the rotation speed and the slit interval, and it is difficult to form fine particles until they have sufficient stability.

【0009】一方、高圧により乳化分散する装置とし
て、マントンゴーリン社のコロイドミルがあり、検討さ
れた乳化器の中では最も微粒子化分散の効果はあるが、
強力なスプリングの力で押し付けられたスリットの間を
高圧の予備分散液を通す構造であるため、安全性の面か
ら付与される圧力が限定されている上に、注入される予
備混合液の量は脈動しながら注入されるため、スリット
間隔が変化し、得られる水性分散体の粒子径が振れると
いう大きな問題点がある。このため長期の安定性が要求
される用途には繰り返し処理をする必要があり、テスト
スケールでは可能であっても実際の製造は極めて困難で
ある。
On the other hand, as a device for emulsifying and dispersing under high pressure, there is a colloid mill manufactured by Menton Gorlin Co., Ltd. Among the emulsifiers studied, it has the most effective effect of dispersing fine particles.
Since the high pressure pre-dispersion liquid is passed between the slits pressed by the force of the strong spring, the pressure applied is limited in terms of safety, and the amount of pre-mixed liquid injected Is injected while pulsating, so that there is a great problem that the slit interval changes and the particle size of the obtained aqueous dispersion fluctuates. For this reason, applications requiring long-term stability require repeated treatment, and even if possible on a test scale, actual production is extremely difficult.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】本発明はより少ない乳
化剤量あるいは、より少ない親水性基含有量でも安定
で、かつ粒子径分布の均質なポリウレタン樹脂水性分散
体の製造方法を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a process for producing an aqueous polyurethane resin dispersion which is stable even with a smaller amount of emulsifier or a smaller hydrophilic group content and has a uniform particle size distribution. .

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上述した
如き課題に照準を合わせて、鋭意検討したところ、特定
の乳化装置を用いることにより解決が可能となる事を見
いだし、本発明を完成するに至った。
Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies while aiming at the above-mentioned problems, and have found that it is possible to solve the problem by using a specific emulsifying device. It was completed.

【0012】すなわち本発明は、予備乳化混合液を加圧
下でチャンバー内の流路に導入し、該混合液を高圧下該
流路内の平面部に衝突させ、或いは高圧下該流路内で混
合物同士を衝突させることにより乳化させる装置で水と
親水性基含有高分子量ポリウレタン樹脂の有機溶剤溶液
の予備乳化混合液等を乳化することを特徴とする、ポリ
ウレタン樹脂水性分散体の製造方法を提供するものであ
る。
That is, according to the present invention, a pre-emulsified mixed solution is introduced into a channel in a chamber under pressure, and the mixed solution is caused to collide with a flat portion in the channel under high pressure, or Provided is a method for producing an aqueous polyurethane resin dispersion, which comprises emulsifying a pre-emulsified mixed solution of an organic solvent solution of water and a hydrophilic group-containing high molecular weight polyurethane resin with an apparatus for emulsifying the mixture by colliding the mixture with each other. Is what you do.

【0013】次に、本発明に使用する装置を具体的に説
明する。本発明の装置のチャンバーは、図1において抑
え部分1、2と超高圧に耐えるディスク3、4とからな
る。ディスク3、4には各々貫通孔2孔とそれら2孔を
連結する極めて狭められた溝が加工されている。この溝
の直径は50〜1,000μが好ましい。ディスク3と
ディスク4とは、ディスク3からディスク4へ流体が通
過するために、二枚のディスクの連接溝が接するように
内向きに、且つ溝同士が十字形になるように90度の位
置で組み合わされている。
Next, the device used in the present invention will be specifically described. The chamber of the device according to the invention consists of the restraining parts 1, 2 in FIG. 1 and the discs 3, 4 which withstand very high pressures. Each of the disks 3 and 4 is formed with two through holes and extremely narrow grooves connecting the two holes. The diameter of this groove is preferably 50 to 1,000 μ. The disc 3 and the disc 4 are inwardly positioned so that the connecting grooves of the two discs are in contact with each other and a 90-degree position such that the grooves are cross-shaped so that the fluid passes from the disc 3 to the disc 4. Are combined.

【0014】ディスクは高圧下に液体を衝突させるのに
耐えることが必要である。このためディスクの材質は金
属酸化物、ホウ化物、炭化物、窒化物等セラミック或い
はこれらの混合物、焼結ダイヤ等の無機焼結体などの超
高圧に耐えるものが挙げられる。
The disk must be able to withstand liquid impingement under high pressure. For this reason, the material of the disk is a material that can withstand ultra-high pressure, such as a ceramic such as a metal oxide, a boride, a carbide, and a nitride, a mixture thereof, and an inorganic sintered body such as a sintered diamond.

【0015】次に、図面に基づいて本発明を具体的に説
明する。まず、水と親水性基含有高分子量ポリウレタン
樹脂の有機溶剤溶液との予備混合液を5〜30Kg/c
2の加圧下でチャンバー内の抑え部分1に供給する。
抑え部分1に入った混合液は流路を2分割され、ディス
ク3に導入され、そのままディスク4の平面部5に衝突
する。衝突した液はディスク4に接する側のディスク3
の連結溝6を加速されて中心部に向かって流れ、ディス
ク3の中心で液同士が衝突する。この平面への衝突及び
液同士の衝突により超微粒子乳化される。次に液は90
度位相して形成されたディスク4の連結溝7を中心部か
ら外側に向かって流れ、ディスク4内の2孔を経由して
取り出せる。
Next, the present invention will be specifically described with reference to the drawings. First, a premixed solution of water and an organic solvent solution of a hydrophilic group-containing high molecular weight polyurethane resin is prepared in an amount of 5 to 30 kg / c.
It is supplied to the holding part 1 in the chamber under a pressure of m 2 .
The mixed liquid that has entered the suppressing portion 1 is divided into two channels, introduced into the disk 3, and collides with the flat portion 5 of the disk 4 as it is. The liquid that has collided with the disk 3
Are accelerated through the connecting groove 6 and flow toward the center, and the liquids collide with each other at the center of the disk 3. Ultrafine particles are emulsified by collision with this plane and collision between liquids. Next, the liquid is 90
It flows outward from the center through the connecting groove 7 of the disk 4 formed in a phase-shifted manner, and can be taken out through two holes in the disk 4.

【0016】混合液がチャンバー内の流路及び溝を通過
する際、混合液は加圧加速される。この場合その圧力
は、50〜10,000Kg/cm2となるように調整
するのが好ましい。50Kg/cm2以下では分散が弱
く、また10,000Kg/cm2以上では基材の摩耗
が激しく長期間の使用に耐えられないからである。ポリ
ウレタン樹脂の組成によっては二次凝集により水性分散
体の安定性が余り良くならない場合があるため、より好
ましくは70〜3000Kg/cm2の圧力が特に好ま
しい。
When the mixed solution passes through the channels and grooves in the chamber, the mixed solution is accelerated under pressure. In this case, the pressure is preferably adjusted to be 50 to 10,000 kg / cm 2 . If it is less than 50 kg / cm 2 , the dispersion will be weak, and if it is more than 10,000 kg / cm 2 , the base material will be so worn that it cannot withstand long-term use. Depending on the composition of the polyurethane resin, the stability of the aqueous dispersion may not be sufficiently improved due to secondary aggregation, and therefore, a pressure of 70 to 3000 kg / cm 2 is particularly preferable.

【0017】本発明の装置の構造は図1、図2のものに
限定されず、該混合液を高圧下にチャンパーの流路内の
所定の平面部に衝突させることができる構造、又は高圧
下に混合液同士を衝突させることができる構造であれ
ば、基本的にはいかなる構造のものであってもよい。た
とえば、図3のような平面部A、Bを有する構造であっ
てもよいし、また図4のようにディスク1’の連結講の
中心部で衝突した後、ディスク2’の孔7を経由して取
り出せるような構造のものでも構わない。
The structure of the apparatus of the present invention is not limited to those shown in FIGS. 1 and 2, and the structure is such that the mixed liquid can be made to collide with a predetermined flat portion in the flow path of the champer under high pressure, or under high pressure. Basically, any structure may be used as long as the mixed liquid can collide with each other. For example, a structure having flat portions A and B as shown in FIG. 3 may be used. Alternatively, as shown in FIG. It may be of a structure that can be taken out.

【0018】本発明に使用される新しい乳化装置の具体
例としては米国のマイクロフルイディックス社製のマイ
クロフルイダイザーや日本のコスモ計装社製のナノマイ
ザー等が挙げられる。
Specific examples of the new emulsifying device used in the present invention include a microfluidizer manufactured by Microfluidics Co., USA and a nanomizer manufactured by Cosmo Keiso Co., Ltd. of Japan.

【0019】本発明のポリウレタン樹脂水性分散体その
ものの製造方法としては、従来からよく知られているい
ずれの方法でもよく、例えば、次のような方法が挙げら
れる。
The method for producing the aqueous polyurethane resin dispersion of the present invention itself may be any of the conventionally well-known methods, for example, the following method.

【0020】即ち親水性原子団又は中和により親水性
となりうる原子団を有したポリウレタン樹脂(A−1)
の有機溶剤溶液又は有機溶剤分散液に、ポリウレタン樹
脂が親水性原子団を有するものを用いた場合は水と混合
して水性分散体を得る方法、また、ポリウレタン樹脂が
中和により親水性となりうる原子団を有するものを用い
た場合は、全量のまたは一部の中和剤を含む水溶液と混
合して必要に応じて残りの中和剤を加えるか、あるいは
まず水と混合した後中和剤を加えて水性分散体を得る方
法、親水性原子団又は中和により親水性となりうる原
子団を有さないポリウレタン樹脂(A−2)の有機溶剤
溶液又は有機溶剤分散液に、予め乳化剤を加えた後に水
を混合するか、又は直接乳化剤水溶液を混合して水性分
散体を得る方法、親水性原子団又は中和により親水性
となりうる原子団を有し、かつ末端にイソシアネート基
をも有するウレタンプレポリマー(B−1)に、ウレタ
ンプレポリマーが親水性原子団を有する場合は水と混合
して水に分散させるか、またはウレタンプレポリマーが
中和により親水性となりうる原子団を有するものを用い
た場合は、全量または一部の中和剤を含む水溶液と混合
して必要に応じて残りの中和剤を加えるか、または予め
プレポリマー中に全量または一部の中和剤を加えた後水
を混合して水に分散させた後、ジアミン及び/又はジイ
ミン及び必要に応じて残りの中和剤と反応させる方法、
親水性原子団又は中和により親水性となりうる原子団
を有し、かつ末端にイソシアネート基をも有するウレタ
ンプレポリマー(B−1)に、ウレタンプレポリマーが
親水性原子団を有する場合はジアミン及び/又はジイミ
ンを含む水溶液と混合して水性分散体を得る方法、また
はウレタンプレポリマーが中和により親水性となりうる
原子団を有するものを用いた場合は、ジアミン及び/又
はジイミンと全量または一部の中和剤を含む水溶液と混
合して必要に応じて残りの中和剤を加えて水性分散体を
得る方法、親水性原子団又は中和により親水性となり
うる原子団を有せず、かつ末端にイソシアネート基を有
するウレタンプレポリマー(B−2)に、予め乳化剤を
加えた後に水を混合するか、又は直接乳化剤水溶液を混
合して乳化した後、ジアミン及び/又はジイミンと反応
させる方法、または上記の各方法において、親水性原
子団又は中和により親水性となりうる原子団を含有させ
る方法と、乳化剤を使用する方法を併用する方法が挙げ
られる。
That is, a polyurethane resin having a hydrophilic atomic group or an atomic group that can be made hydrophilic by neutralization (A-1)
When an organic solvent solution or an organic solvent dispersion liquid is used in which the polyurethane resin has a hydrophilic atomic group, a method of obtaining an aqueous dispersion by mixing with water, or the polyurethane resin can be made hydrophilic by neutralization. When using those having atomic groups, mix with the aqueous solution containing the whole or a part of the neutralizing agent and add the remaining neutralizing agent as necessary, or first mix with water and then neutralize To obtain an aqueous dispersion by adding an emulsifier in advance to an organic solvent solution or an organic solvent dispersion of a polyurethane resin (A-2) having no hydrophilic atomic group or an atomic group that can become hydrophilic by neutralization. A method of obtaining an aqueous dispersion by mixing water afterwards or directly mixing an aqueous emulsifier solution, a urethane ram having a hydrophilic atom group or an atom group that can be made hydrophilic by neutralization, and also having an isocyanate group at a terminal When the urethane prepolymer has a hydrophilic atomic group in the polymer (B-1), the urethane prepolymer is mixed with water and dispersed in water, or the urethane prepolymer having an atomic group that can become hydrophilic by neutralization is used. If so, mix with the aqueous solution containing the whole or a part of the neutralizing agent and add the remaining neutralizing agent as necessary, or add the whole or a part of the neutralizing agent in the prepolymer beforehand. A method of mixing water and dispersing in water, and then reacting with diamine and / or diimine and, if necessary, remaining neutralizing agent,
When the urethane prepolymer (B-1) has a hydrophilic atomic group or an atomic group that can be made hydrophilic by neutralization and also has an isocyanate group at a terminal, the urethane prepolymer has a hydrophilic atomic group and a diamine. And / or a method in which an aqueous dispersion is obtained by mixing with an aqueous solution containing diimine, or in the case where a urethane prepolymer having an atomic group capable of becoming hydrophilic by neutralization is used, the diamine and / or diimine and the whole or a part thereof A method of obtaining an aqueous dispersion by mixing with an aqueous solution containing a neutralizing agent and adding the remaining neutralizing agent as necessary, having no hydrophilic atomic group or an atomic group that can be made hydrophilic by neutralization, and An emulsifier is added in advance to the urethane prepolymer (B-2) having an isocyanate group at the end, and then water is mixed, or directly mixed with an emulsifier aqueous solution to emulsify, The method is reacted with amine and / or diimine or in each method described above, and a method of containing an atomic group which can be a hydrophilic with a hydrophilic atomic groups or neutralized, and a method to use a method of using an emulsifier.

【0021】本発明の製造方法は、上記の各方法におけ
る水に分散させる工程において、前記乳化装置を使用す
ることが必須条件である。本発明の〜の方法のいず
れの場合でも、ポリウレタン樹脂(A)あるいはウレタ
ンプレポリマー(B)を前記装置で水に分散させる際に
は、事前にポリウレタン樹脂(A)あるいはウレタンプ
レポリマー(B)と、中和剤、乳化剤、あるいはこれら
を含む水溶液とを予備混合させる必要がある。
In the production method of the present invention, it is an essential condition that the emulsifying apparatus is used in the step of dispersing in water in each of the above methods. In any of the methods (1) to (4) of the present invention, when the polyurethane resin (A) or the urethane prepolymer (B) is dispersed in water by the above-mentioned apparatus, the polyurethane resin (A) or the urethane prepolymer (B) is previously prepared. And a neutralizing agent, an emulsifier, or an aqueous solution containing these, must be premixed.

【0022】かかる予備混合の方法としては、例えば、
ポリウレタン樹脂(A)あるいはウレタンプレポリマー
(B)の中に上記中和剤、乳化剤、あるいはこれらを含
む水溶液を投入するか、またはこれらを含む水溶液の中
にポリウレタン樹脂(A)あるいはウレタンプレポリマ
ー(B)を投入して混合するバッチ式の方法でもよく、
あるいはこれらを連続的に混合してもよい。そのための
混合機としては、各種の混合器が使用可能であり、例え
ば、スタティックミキサー、ラインミル、ローターステ
イター式ミキサー、ハレルホモジナイザーや、そのほか
「化学工学便覧、第779−782頁(1989)」に
記載の高速回転パイプインミキサー、加圧ノズル式乳化
機、超音波乳化機等が挙げられる。
As a method of such pre-mixing, for example,
The neutralizing agent, the emulsifier, or the aqueous solution containing them is charged into the polyurethane resin (A) or the urethane prepolymer (B), or the polyurethane resin (A) or the urethane prepolymer ( A batch-type method of adding and mixing B) may be used,
Alternatively, these may be continuously mixed. Various mixers can be used as the mixer for that purpose. For example, a static mixer, a line mill, a rotor-stater type mixer, a harel homogenizer, and others are described in “Chemical Engineering Handbook, pp. 779-782 (1989)”. The high-speed rotating pipe-in mixer, the pressurized nozzle emulsifier, the ultrasonic emulsifier and the like described above can be used.

【0023】本発明で用いられるポリウレタン樹脂
(A)には、親水性原子団又は中和により親水性となり
うる原子団を有するポリウレタン樹脂(A−1)と親水
性原子団又は中和により親水性となりうる原子団を有さ
ないポリウレタン樹脂(A−2)がある。
The polyurethane resin (A) used in the present invention comprises a polyurethane resin (A-1) having a hydrophilic atomic group or an atomic group which can be made hydrophilic by neutralization and a hydrophilic atomic group or a hydrophilic resin by neutralization. There is a polyurethane resin (A-2) having no atomic group that can be used.

【0024】また本発明で用いられる末端イソシアネー
ト基含有ウレタンプレポリマー(B)には、親水性原子
団又は中和により親水性となりうる原子団を有し、かつ
末端にイソシアネート基をも有するウレタンプレポリマ
ー(B−1)と親水性原子団又は中和により親水性とな
りうる原子団を有さず、かつ末端にイソシアネート基を
有するウレタンプレポリマー(B−2)がある。
The urethane prepolymer having a terminal isocyanate group (B) used in the present invention has a hydrophilic atom group or an atom group which can be made hydrophilic by neutralization, and also has a terminal isocyanate group. There is a urethane prepolymer (B-2) which does not have a polymer (B-1) and a hydrophilic atom group or an atom group which can be made hydrophilic by neutralization and has an isocyanate group at a terminal.

【0025】これらのポリウレタン樹脂(A)及び末端
イソシアネート基含有ウレタンプレポリマー(B)は、
例えば、従来公知のポリイソシアネート化合物と、親水
性原子団又は中和により親水性となりうる原子団を有さ
ないがイソシアネート基と反応し得る活性水素含有化合
物と、必要に応じて、親水性原子団又は中和により親水
性となりうる原子団を有しかつイソシアネート基と反応
し得る活性水素含有化合物から製造される。
The polyurethane resin (A) and the urethane prepolymer containing terminal isocyanate groups (B) are
For example, a conventionally known polyisocyanate compound, a hydrophilic atomic group or an active hydrogen-containing compound that does not have an atomic group that can be made hydrophilic by neutralization but can react with an isocyanate group, and, if necessary, a hydrophilic atomic group Alternatively, it is produced from an active hydrogen-containing compound having an atomic group which can be made hydrophilic by neutralization and capable of reacting with an isocyanate group.

【0026】本発明に係るポリウレタン樹脂(A)及び
末端イソシアネート基含有ウレタンプレポリマー(B)
は、従来公知の方法で製造される。例えば、前記ポリイ
ソシアネート化合物と活性水素含有化合物(親水性原子
団又は中和により親水性となりうる原子団を含有する活
性水素含有化合物を用いている場合はそれをも含む)
を、イソシアネート基と活性水素基の当量比をそれぞれ
ポリウレタン樹脂(A)の場合は、0.8:1〜1.
2:1好ましくは0.9:1〜1.1:1の比率で、ま
た末端イソシアネート基含有ウレタンプレポリマー
(B)の場合は、1.1:1〜3:1好ましくは1.
2:1〜2:1の比率で、20〜120℃好ましくは3
0〜100℃にて反応させる。
The polyurethane resin (A) and the urethane prepolymer containing terminal isocyanate groups (B) according to the present invention
Is manufactured by a conventionally known method. For example, the polyisocyanate compound and an active hydrogen-containing compound (including an active hydrogen-containing compound containing a hydrophilic atomic group or an atomic group that can be made hydrophilic by neutralization, if used)
In the case of the polyurethane resin (A), the equivalent ratio of the isocyanate group to the active hydrogen group is 0.8: 1 to 1.
In a ratio of 2: 1, preferably 0.9: 1 to 1.1: 1, and in the case of the urethane prepolymer containing terminal isocyanate groups (B), 1.1: 1 to 3: 1, preferably 1.
At a ratio of 2: 1 to 2: 1, 20 to 120 ° C, preferably 3
React at 0-100 ° C.

【0027】これらの反応は無溶剤下にて行なうことも
できるが、反応系の反応制御あるいは粘度低下等の目的
で有機溶剤を使用することもできる。かかる有機溶剤は
とくに限定されないが、例えばトルエン、キシレン等の
芳香族炭化水素;アセトン、メチルエチルケトン等のケ
トン類;テトラヒドロフラン等のエーテル類;酢酸エチ
ル、酢酸ブチル等の酢酸エステル類;ジメチルホルムア
ミド、N−メチルピロリドン等のアミド類が挙げられ
る。かかる有機溶剤は、最終的に得られるポリウレタン
樹脂水性分散体から蒸留除去する場合は、蒸留除去が容
易な比較的沸点が低いものを用いることが好ましい。や
むを得ず沸点100℃以上の有機溶剤を使用しなければ
ならない場合においてもその使用量は必要最小限に止め
ることが好ましい。
These reactions can be carried out in the absence of a solvent, but an organic solvent can also be used for the purpose of controlling the reaction of the reaction system or reducing the viscosity. Such organic solvents are not particularly limited, but include, for example, aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; ethers such as tetrahydrofuran; acetates such as ethyl acetate and butyl acetate; dimethylformamide; Amides such as methylpyrrolidone are exemplified. When such an organic solvent is removed by distillation from the finally obtained polyurethane resin aqueous dispersion, it is preferable to use a solvent having a relatively low boiling point which is easily removed by distillation. Even when it is necessary to use an organic solvent having a boiling point of 100 ° C. or higher, it is preferable to keep the amount of use to a minimum.

【0028】ところで、本発明に係るポリウレタン樹脂
(A−1)及びウレタンプレポリマー(B−1)中の親
水性原子団又は中和により親水性となりうる原子団とし
ては、例えば、カルボキシル基、スルホン酸基、スルホ
ネート基、第3級アミノ基、第4級アミノ基あるいはエ
チレンオキサイドの繰り返し単位等が挙げられ、親水性
原子団又は中和により親水性となりうる原子団を有しか
つイソシアネート基と反応し得る活性水素含有化合物の
少なくとも1種以上をポリウレタン樹脂(A−1)ある
いはウレタンプレポリマー(B−1)の製造時に共重合
することにより得られる。
The hydrophilic group or the group that can be made hydrophilic by neutralization in the polyurethane resin (A-1) and the urethane prepolymer (B-1) according to the present invention include, for example, a carboxyl group and a sulfone group. Examples include an acid group, a sulfonate group, a tertiary amino group, a quaternary amino group, and a repeating unit of ethylene oxide. The compound has a hydrophilic atomic group or an atomic group that can be made hydrophilic by neutralization, and reacts with an isocyanate group. It can be obtained by copolymerizing at least one or more active hydrogen-containing compounds that can be used during production of the polyurethane resin (A-1) or urethane prepolymer (B-1).

【0029】本発明で用いられるポリウレタン樹脂(A
−1)またはウレタンプレポリマー(B−1)を製造す
るに際しての、分子内に結合した親水性原子団又は中和
により親水性となり得る原子団の含有量は、親水性原子
団又は中和により親水性となり得る原子団がカルボキシ
ル基、スルホン酸基、あるいはスルホネート基等のアニ
オン性原子団の場合、または第3級アミノ基あるいは第
4級アミノ基等のカチオン性原子団の場合は、最終的に
得られるポリウレタン樹脂固形分100重量部当り少な
くとも0.005当量以上好ましくは0.01〜0.2
当量必要であり、又ノニオン性原子団の場合は、最終的
に得られるポリウレタン樹脂固形分100重量部当り少
なくとも2重量部以上、好ましくは5〜30重量部含有
することが必要である。
The polyurethane resin (A) used in the present invention
-1) or the urethane prepolymer (B-1), the content of the hydrophilic group bonded to the molecule or the group capable of becoming hydrophilic by neutralization is determined by the hydrophilic group or neutralization. If the atomic group that can become hydrophilic is an anionic group such as a carboxyl group, a sulfonic acid group, or a sulfonate group, or a cationic group such as a tertiary amino group or a quaternary amino group, At least 0.005 equivalent or more, preferably 0.01 to 0.2 per 100 parts by weight of the obtained polyurethane resin solids.
In the case of a nonionic atomic group, it must be contained in an amount of at least 2 parts by weight, preferably 5 to 30 parts by weight, per 100 parts by weight of the finally obtained polyurethane resin solids.

【0030】本発明で用いられるポリウレタン樹脂
(A)またはウレタンプレポリマー(B)を製造するに
当たって使用することの出来るポリイソシアネート化合
物としては、例えば2,4−トリレンジイソシアネー
ト、2,6−トリレンジイソシアネート、m−フェニレ
ンジイソシアネート、p−フエニレンジイソシアネー
ト、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、
2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,
2’−ジフェニルメタンジイソシアネート、3,3’−
ジメチル−4,4’−ビフェニレンジイソシアネート、
3,3’−ジメトキシ−4,4’−ビフエニレンジイソ
シアネート、3,3’−ジクロロ−4,4’−ビフェニ
レンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシア
ネート、1,5−テトラヒドロナフタレンジイソシアネ
ート、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、ドデカメチレンジイソシ
アネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネー
ト、1,3−シクロヘキシレンジイソシアネート、1,
4−シクロヘキシレンジイソシアネート、キシリレンジ
イソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネ
ート、水素添加キシリレンジイソシアネート、リジンジ
イソシアネート、イソホロンジイソシアネート、4,
4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、3,
3’−ジメチル−4,4’−ジシクロヘキシルメタンジ
イソシアネート等が挙げられる。
Examples of the polyisocyanate compound which can be used in producing the polyurethane resin (A) or urethane prepolymer (B) used in the present invention include 2,4-tolylene diisocyanate and 2,6-tolylene diisocyanate. Isocyanate, m-phenylene diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate,
2,4′-diphenylmethane diisocyanate, 2,
2'-diphenylmethane diisocyanate, 3,3'-
Dimethyl-4,4'-biphenylenediisocyanate,
3,3'-dimethoxy-4,4'-biphenylene diisocyanate, 3,3'-dichloro-4,4'-biphenylene diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate, 1,5-tetrahydronaphthalene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate 1,6-hexamethylene diisocyanate, dodecamethylene diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, 1,3-cyclohexylene diisocyanate,
4-cyclohexylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, tetramethyl xylylene diisocyanate, hydrogenated xylylene diisocyanate, lysine diisocyanate, isophorone diisocyanate, 4,
4'-dicyclohexylmethane diisocyanate, 3,
3'-dimethyl-4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate and the like.

【0031】本発明で用いられるポリウレタン樹脂
(A)またはウレタンプレポリマー(B)の製造におい
て用いられる親水性原子団又は中和により親水性となり
うる原子団を有さないがイソシアネート基と反応し得る
活性水素含有化合物は、便宜上平均分子量300〜1
0,000好ましくは500〜5,000の高分子量化
合物と、分子量300以下の低分子量化合物に分けられ
る。
In the production of the polyurethane resin (A) or urethane prepolymer (B) used in the present invention, it does not have a hydrophilic atom group or an atom group which can be made hydrophilic by neutralization, but can react with an isocyanate group. The active hydrogen-containing compound has an average molecular weight of 300 to 1 for convenience.
It is classified into a high molecular weight compound having a molecular weight of preferably 5,000 to 5,000, and a low molecular weight compound having a molecular weight of 300 or less.

【0032】上記高分子量化合物としては、例えば、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、ポリアセタールポリオール、
ポリアクリレートポリオール、ポリエステルアミドポリ
オール、ポリチオエーテルポリオール等が挙げられる。
Examples of the high molecular weight compound include polyester polyols, polyether polyols, polycarbonate polyols, polyacetal polyols,
Polyacrylate polyol, polyesteramide polyol, polythioether polyol and the like can be mentioned.

【0033】ポリエステルポリオールとしては、エチレ
ングリコール、プロピレングリコール、1,3−プロパ
ンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタ
ンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、
1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、
ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テト
ラエチレングリコール、ポリエチレングリコール(分子
量300〜6,000)、ジプロピレングリコール、ト
リプロピレングリコール、ビスヒドロキシエトキシベン
ゼン、1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−シク
ロヘキサンジメタノール、ビスフェノールA、水素添加
ビスフェノールA、ハイドロキノン及びそれらのアルキ
レンオキシド付加体等のグリコール成分とコハク酸、ア
ジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジカル
ボン酸、無水マレイン酸、フマル酸、1,3−シクロペ
ンタンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボ
ン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、1,4
−ナフタレンジカルボン酸、2,5−ナフタレンジカル
ボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、ナフタル
酸、ビフェニルジカルボン酸、1,2−ビス(フェノキ
シ)エタン−p,p’−ジカルボン酸及びこれらジカル
ボン酸の無水物あるいはエステル形成性誘導体;p−ヒ
ドロキシ安息香酸、p−(2−ヒドロキシエトキシ)安
息香酸及びこれらのヒジロキシカルボン酸のエステル形
成性誘導体等の酸成分とから脱水縮合反応によって得ら
れるポリエステルの他にε−カプロラクトン等の環状エ
ステル化合物の開環重合反応によって得られるポリエス
テル及びこれらの共重合ポリエステルが挙げられる。
As the polyester polyol, ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol,
1,6-hexanediol, neopentyl glycol,
Diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, polyethylene glycol (molecular weight 300 to 6,000), dipropylene glycol, tripropylene glycol, bishydroxyethoxybenzene, 1,4-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, bisphenol A, hydrogenated bisphenol A, glycol components such as hydroquinone and their alkylene oxide adducts, and succinic acid, adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, dodecanedicarboxylic acid, maleic anhydride, fumaric acid, 1,3-cyclopentanedicarboxylic acid Acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, phthalic acid, 1,4
-Naphthalenedicarboxylic acid, 2,5-naphthalenedicarboxylic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, naphthalic acid, biphenyldicarboxylic acid, 1,2-bis (phenoxy) ethane-p, p'-dicarboxylic acid and the dicarboxylic acids An anhydride or an ester-forming derivative; a polyester obtained by a dehydration condensation reaction from an acid component such as p-hydroxybenzoic acid, p- (2-hydroxyethoxy) benzoic acid, and an ester-forming derivative of these hydroxycarboxylic acids. Other examples include polyesters obtained by a ring-opening polymerization reaction of a cyclic ester compound such as ε-caprolactone, and copolymerized polyesters thereof.

【0034】ポリエーテルとしては、エチレングリコー
ル、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、
プロピレングリコール、トリメチレングリコール、1,
3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,6
−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、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、ソルビトール、ショ糖、アコニット糖、トリメリッ
ト酸、ヘミメリット酸、燐酸、エチレンジアミン、ジエ
チレントリアミン、トリイソプロパノールアミン、ピロ
ガロール、ジヒドロキシ安息香酸、ヒドロキシフタール
酸、1,2,3−プロパントリチオール等の活性水素原
子を少なくとも2個有する化合物の1種または2種以上
を開始剤としてエチレンオキサイド、プロピレンオキサ
イド、ブチレンオキサイド、スチレンオキサイド、エピ
クロルヒドリン、テトラヒドロフラン、シクロヘキシレ
ン等のモノマーの1種または2種以上を常法により付加
重合したものが挙げられる。
As the polyether, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol,
Propylene glycol, trimethylene glycol, 1,
3-butanediol, 1,4-butanediol, 1,6
-Hexanediol, neopentyl glycol, glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane, sorbitol, sucrose, aconit sugar, trimellitic acid, hemi-mellitic acid, phosphoric acid, ethylenediamine, diethylenetriamine, triisopropanolamine, pyrogallol, dihydroxybenzoic acid, Ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, styrene oxide, epichlorohydrin, using one or more compounds having at least two active hydrogen atoms such as hydroxyphthalic acid and 1,2,3-propanetrithiol as initiators One obtained by subjecting one or more monomers such as tetrahydrofuran and cyclohexylene to addition polymerization by a conventional method is exemplified.

【0035】ポリカーボネートポリオールとしては、
1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、
ジエチレングリコール等のグリコールとジフェニルカー
ボネート、ホスゲンとの反応によって得られる化合物が
挙げられる。
As the polycarbonate polyol,
1,4-butanediol, 1,6-hexanediol,
Compounds obtained by reacting a glycol such as diethylene glycol with diphenyl carbonate or phosgene are exemplified.

【0036】上記低分子量化合物としては、分子量30
0以下の分子内に少なくとも2個以上の活性水素を含有
する化合物で、例えば、ポリエステルポリオールの原料
として用いたグリコール成分;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、ソルビトール、
ペンタエリスリトール等のポリヒドロキシ化合物;エチ
レンジアミン、1,6−ヘキサメチレンジアミン、ピペ
ラジン、2,5−ジメチルピペラジン、イソホロンジア
ミン、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジアミン、
3,3’−ジメチル−4,4’−ジシクロヘキシルメタ
ンジアミン、1,4−シクロヘキサンジアミン、1,2
−プロパンジアミン、ヒドラジン、ジエチレントリアミ
ン、トリエチレンテトラミン等のアミン化合物が挙げら
れる。
The low molecular weight compounds include those having a molecular weight of 30
A compound containing at least two or more active hydrogens in a molecule of 0 or less, for example, a glycol component used as a raw material of a polyester polyol; glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane, sorbitol,
Polyhydroxy compounds such as pentaerythritol; ethylenediamine, 1,6-hexamethylenediamine, piperazine, 2,5-dimethylpiperazine, isophoronediamine, 4,4′-dicyclohexylmethanediamine;
3,3′-dimethyl-4,4′-dicyclohexylmethanediamine, 1,4-cyclohexanediamine, 1,2
Amine compounds such as propanediamine, hydrazine, diethylenetriamine and triethylenetetramine;

【0037】親水性原子団又は中和により親水性となり
うる原子団を有しかつイソシアネート基と反応し得る活
性水素含有化合物としては、例えば、2−オキシエタン
スルホン酸、フェノールスルホン酸、スルホ安息香酸、
スルホコハク酸、5−スルホイソフタル酸、スルファニ
ル酸、1,3−フェニレンジアミン−4,6−ジスルホ
ン酸、2,4−ジアミノトルエン−5−スルホン酸等の
スルホン酸含有化合物及びこれらの誘導体又はこれらを
共重合して得られるポリエステルポリオール;2,2−
ジメチロールプロピオン酸、2,2−ジメチロール酪
酸、2,2−ジメチロール吉草酸、ジオキシマレイン
酸、2,6−ジオキシ安息香酸、3,4−ジアミノ安息
香酸等のカルボン酸含有化合物及びこれらの誘導体又は
これらを共重合して得られるポリエステルポリオール;
メチルジエタノールアミン、エチルジエタノールアミ
ン、プロピルジエタノールアミン、ブチルジエタノール
アミン、オレイルジエタノールアミン、N,N−ジオキ
シエチルアニリン、N,N−ジオキシエチルトルイジ
ン、アルキルジイソプロパノールアミン、アリルジイソ
プロパノールアミン、ジオキシエチルピペラジン等の3
級アミノ基含有化合物及びこれらの誘導体又はこれらを
共重合して得られるポリエステルポリオールまたはポリ
エーテルポリオール;前記3級アミノ基含有化合物及び
これらの誘導体又はこれらを共重合して得られるポリエ
ステルポリオールまたはポリエーテルポリオールと、塩
化メチル、臭化メチル、ジメチル硫酸、ジエチル硫酸、
塩化ベンジル、p−ニトロベンジルクロライド、臭化ベ
ンジル、エチレンクロルヒドリン、エチレンブロムヒド
リン、エピクロルヒドリン、ブロムブタン等の4級化剤
の反応物;エチレンオキシドの繰り返し単位を少なくと
も30重量%以上含有し、ポリマー中に少なくとも1個
以上の活性水素を含有する分子量300〜10,000
のポリオキシエチレン−ポリオキシアルキレン共重合体
等のノニオン基含有化合物又はこれらを共重合して得ら
れるポリエステルポリエーテルポリオールが挙げられ、
これら単独で、もしくは組み合わせて使用される。
Examples of the active hydrogen-containing compound having a hydrophilic atomic group or an atomic group that can be made hydrophilic by neutralization and reacting with an isocyanate group include, for example, 2-oxyethanesulfonic acid, phenolsulfonic acid, and sulfobenzoic acid. ,
Sulfonic acid-containing compounds such as sulfosuccinic acid, 5-sulfoisophthalic acid, sulfanilic acid, 1,3-phenylenediamine-4,6-disulfonic acid, 2,4-diaminotoluene-5-sulfonic acid and derivatives thereof, or Polyester polyol obtained by copolymerization; 2,2-
Carboxylic acid-containing compounds such as dimethylolpropionic acid, 2,2-dimethylolbutyric acid, 2,2-dimethylolvaleric acid, dioxymaleic acid, 2,6-dioxybenzoic acid, and 3,4-diaminobenzoic acid, and derivatives thereof Or a polyester polyol obtained by copolymerizing them;
3 such as methyldiethanolamine, ethyldiethanolamine, propyldiethanolamine, butyldiethanolamine, oleyldiethanolamine, N, N-dioxyethylaniline, N, N-dioxyethyltoluidine, alkyldiisopropanolamine, allyldiisopropanolamine, dioxyethylpiperazine, etc.
Tertiary amino group-containing compounds and derivatives thereof or polyester polyols or polyether polyols obtained by copolymerizing them; tertiary amino group-containing compounds and derivatives thereof or polyester polyols or polyethers obtained by copolymerizing them Polyol, methyl chloride, methyl bromide, dimethyl sulfate, diethyl sulfate,
A reaction product of a quaternizing agent such as benzyl chloride, p-nitrobenzyl chloride, benzyl bromide, ethylene chlorohydrin, ethylene bromohydrin, epichlorohydrin, or bromobutane; a polymer containing at least 30% by weight of ethylene oxide repeating units, Having a molecular weight of 300 to 10,000 containing at least one active hydrogen therein
Nonoxy group-containing compounds such as polyoxyethylene-polyoxyalkylene copolymer or a polyester polyether polyol obtained by copolymerizing these, and
These are used alone or in combination.

【0038】本発明のポリウレタン樹脂水性分散体の製
造で用いることのできる中和剤としては、中和により親
水性となりうる原子団を有したポリウレタン樹脂(A−
1)、あるいは中和により親水性となりうる原子団を有
し、かつ末端にイソシアネート基を有するウレタンプレ
ポリマー(B−1)の親水性となりうる原子団を中和あ
るいはイオン化できるものであれば特に制限はないが、
例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の不揮発
性塩基;トリメチルアミン、トリエチルアミン等の三級
アミン類、アンモニア等の揮発性塩基;塩酸、硫酸、硝
酸等の無機酸;蟻酸、酢酸、乳酸、クエン酸、酒石酸等
の有機酸;塩化メチル、臭化メチル、ジメチル硫酸、ジ
エチル硫酸、塩化ベンジル、p−ニトロベンジルクロラ
イド、臭化ベンジル、エチレンクロルヒドリン、エチレ
ンブロムヒドリン、エピクロルヒドリン、ブロムブタン
等の4級化剤が挙げられる。
As the neutralizing agent that can be used in the production of the aqueous polyurethane resin dispersion of the present invention, a polyurethane resin having an atomic group capable of becoming hydrophilic by neutralization (A-
1) or, particularly, any one capable of neutralizing or ionizing an atomic group capable of becoming hydrophilic of the urethane prepolymer (B-1) having an atomic group capable of becoming hydrophilic by neutralization and having an isocyanate group at a terminal. There are no restrictions,
For example, nonvolatile bases such as sodium hydroxide and potassium hydroxide; tertiary amines such as trimethylamine and triethylamine; volatile bases such as ammonia; inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid and nitric acid; formic acid, acetic acid, lactic acid and citric acid And organic acids such as tartaric acid; quaternary such as methyl chloride, methyl bromide, dimethyl sulfate, diethyl sulfate, benzyl chloride, p-nitrobenzyl chloride, benzyl bromide, ethylene chlorohydrin, ethylene bromhydrin, epichlorohydrin, and brombutane Agents.

【0039】また本発明の方法で使用できる乳化剤とし
ては、例えばポリオキシエチレンノニルフェニルエーテ
ル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシ
エチレンスチレン化フェニルエーテル、ポリオキシエチ
レンソルビトールテトラオレエート等のノニオン系乳化
剤;オレイン酸ナトリウム等の脂肪酸塩、アルキル硫酸
エステル塩、アルキルベンゼンスルフォン酸塩、アルキ
ルスルホコハク酸塩、ナフタレンスルフォン酸塩、ポリ
オキシエチレンアルキル硫酸塩、アルカンスルフォネー
トナトリウム塩、アルキルジフェニルエーテルスルフォ
ン酸ナトリウム塩等のアニオン系乳化剤が挙げられる。
これら乳化剤は前記親水性原子団または中和により親水
性となりうる原子団と併用されても構わない。又その使
用量は特に限定されないが、乳化剤を単独で使用する場
合は最終的に得られるポリウレタン樹脂固形分100重
量部当り少なくとも1重量部以上、好ましくは2〜10
重量部含有していることが好ましい。
Examples of the emulsifier that can be used in the method of the present invention include nonionic emulsifiers such as polyoxyethylene nonylphenyl ether, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene styrenated phenyl ether, and polyoxyethylene sorbitol tetraoleate; Fatty acid salts such as sodium oleate, alkyl sulfates, alkyl benzene sulfonates, alkyl sulfosuccinates, naphthalene sulfonates, polyoxyethylene alkyl sulfates, sodium alkane sulfonates, sodium alkyl diphenyl ether sulfonates, etc. Anionic emulsifiers are exemplified.
These emulsifiers may be used in combination with the aforementioned hydrophilic atomic group or an atomic group that can be made hydrophilic by neutralization. The amount of use is not particularly limited, but when the emulsifier is used alone, at least 1 part by weight or more, preferably 2 to 10 parts by weight, per 100 parts by weight of the finally obtained polyurethane resin solids.
It is preferred that the content be contained by weight.

【0040】本発明のポリウレタン樹脂水性分散体の製
造で用いることのできる活性水素原子を少なくとも2個
有するアミン化合物としては、例えばエチレンジアミ
ン、1,2−プロパンジアミン、1,6−ヘキサメチレ
ンジアミン、ピペラジン、2,5−ジメチルピペラジ
ン、イソホロンジアミン、4,4’−ジシクロヘキシル
メタンジアミン、3,3’−ジメチル−4,4’−ジシ
クロヘキシルメタンジアミン、1,4−シクロヘキサン
ジアミン等のジアミン類;ジエチレントリアミン、ジプ
ロピレントリアミン、トリエチレンテトラミン等のポリ
アミン類;ヒドラジン類;酸ヒドラジド類が挙げられ、
これら単独あるいは組み合わせて使用される。
Examples of the amine compound having at least two active hydrogen atoms which can be used in the production of the aqueous polyurethane resin dispersion of the present invention include ethylenediamine, 1,2-propanediamine, 1,6-hexamethylenediamine, and piperazine. Diamines such as 2,5-dimethylpiperazine, isophoronediamine, 4,4'-dicyclohexylmethanediamine, 3,3'-dimethyl-4,4'-dicyclohexylmethanediamine, and 1,4-cyclohexanediamine; diethylenetriamine, diethylenetriamine, Polyamines such as propylene triamine and triethylene tetramine; hydrazines; acid hydrazides;
These may be used alone or in combination.

【0041】本発明に係るアミン化合物の使用量は、ウ
レタンプレポリマー(B)中のイソシアネート基に対し
て当量比で0:1〜1:1、好ましくは0.6:1〜
0.98:1であることが必要である。
The amount of the amine compound used in the present invention is 0: 1 to 1: 1, preferably 0.6: 1 to 1 in isocyanate group in the urethane prepolymer (B).
It must be 0.98: 1.

【0042】本発明の〜の方法において、前記乳化
装置を使用してポリウレタン樹脂(A)あるいはウレタ
ンプレポリマー(B)を水に分散させた後に、中和剤、
乳化剤、ジアミン及び/またはジイミンあるいはこれら
を含む水溶液と混合させる場合があるが、かかる混合の
方法としては、前記予備混合における場合と同様に、バ
ッチ式、あるいは連続式のいずれの方法で混合してもよ
い。
In the method of the present invention, the polyurethane resin (A) or the urethane prepolymer (B) is dispersed in water using the above-mentioned emulsifying apparatus, and then a neutralizing agent is added.
The emulsifier, diamine and / or diimine or an aqueous solution containing these may be mixed. As a method of such mixing, as in the case of the above-mentioned pre-mixing, mixing may be performed by either a batch method or a continuous method. Is also good.

【0043】かくして得られたポリウレタン樹脂水性分
散体はそのまま用いてもよいが、有機溶剤を必要に応じ
て蒸留除去して、ポリウレタン樹脂水分散体として用い
ることもできる。
The aqueous polyurethane resin dispersion thus obtained may be used as it is, but the organic solvent may be removed by distillation if necessary, and used as an aqueous polyurethane resin dispersion.

【0044】有機溶剤の蒸留除去を行うに際しては各種
の蒸留装置が使用できるが、蒸留効率や蒸留除去した有
機溶剤が大気中に放出されない蒸留装置が好ましく、中
でも薄膜蒸発装置が特に好ましい。
Various distillation apparatuses can be used to remove the organic solvent by distillation. However, a distillation apparatus that does not release the organic solvent from the distillation efficiency or the removed organic solvent to the atmosphere is preferable, and a thin film evaporator is particularly preferable.

【0045】本発明で用いられる特に好ましい連続式の
薄膜蒸発装置としては、例えば、「化学装置便覧、第4
04〜407頁(1989)」に記載のタイプの攪拌膜
型の蒸発装置であり、例えば日立製作所(株)セブコン
蒸発器、横形コントロ装置あるいは立形コントロ装置、
神鋼ファウドラー(株)のWFE薄膜蒸留装置等が挙げ
られるが、これらの中でも回転軸が垂直方向に設置され
た立形の装置が液溜りが無くてよい。
As a particularly preferred continuous type thin film evaporator used in the present invention, for example, “Chemical Equipment Handbook, No. 4
04-407 (1989) ", for example, a Cebcon evaporator, a horizontal control device or a vertical control device, manufactured by Hitachi, Ltd.
Shinko Faudler Co., Ltd.'s WFE thin film distillation apparatus may be mentioned. Among them, a vertical apparatus having a rotating shaft installed in a vertical direction may not have a liquid pool.

【0046】蒸留は一般に、装置のジャケット温度が約
20〜100℃、好ましくは30〜90℃で、減圧度が
約5〜300mmHg、好ましくは10〜200mmH
gの条件下で行なわれ、それによりポリウレタン樹脂水
性分散体中に含まれる有機溶剤はそのほとんどが除去さ
れる。
The distillation is generally carried out at an apparatus jacket temperature of about 20 to 100 ° C., preferably 30 to 90 ° C., and a degree of vacuum of about 5 to 300 mmHg, preferably 10 to 200 mmHg.
g, whereby most of the organic solvent contained in the aqueous polyurethane resin dispersion is removed.

【0047】又、本発明の〜の製造方法において、
必要に応じて、水に加えてその他の水性分散体や水分散
液、例えば酢ビ系、エチレン酢ビ系、アクリル系、アク
リルスチレン系等のエマルジョン;スチレン・ブタジエ
ン系、アクリロニトリル・ブタジエン系、アクリル・ブ
タジエン系等のラテックス;ポリエチレン系、ポリオレ
フィン系等のアイオノマー;ポリウレタン、ポリエステ
ル、ポリアミド、エポキシ系樹脂等の各種水性分散体、
水分散液を併用してもよい。
Further, in the production method of the present invention,
If necessary, in addition to water, other aqueous dispersions and aqueous dispersions, for example, emulsions of vinyl acetate, ethylene vinyl acetate, acrylic, acrylic styrene, etc .; styrene / butadiene, acrylonitrile / butadiene, acrylic Latexes such as butadiene; ionomers such as polyethylene and polyolefin; various aqueous dispersions such as polyurethane, polyester, polyamide and epoxy resins;
An aqueous dispersion may be used in combination.

【0048】かくして有機溶剤を除去して得られたポリ
ウレタン樹脂水性分散体は固形分が約15〜60%、好
ましくは20〜50%の実質的に無溶剤の水分散体であ
る。しかしながらやむ終えず沸点100℃以上の有機溶
剤をポリウレタン樹脂水性分散体の製造に使用しなけれ
ばならない場合でも、水性分散体の全重量当たり20%
までにそのような有機溶剤の使用量は止めるべきであ
る。
The aqueous dispersion of a polyurethane resin obtained by removing the organic solvent is a substantially solvent-free aqueous dispersion having a solid content of about 15 to 60%, preferably 20 to 50%. However, even when the organic solvent having a boiling point of 100 ° C. or more must be used for the production of the aqueous polyurethane resin dispersion, 20% by weight of the total weight of the aqueous dispersion is required.
By that time the use of such organic solvents should be stopped.

【0049】本発明の方法により得られるポリウレタン
樹脂水性分散体は、他の水分散体、例えば酢ビ系、エチ
レン酢ビ系、アクリル系、アクリルスチレン系等のエマ
ルジョン;スチレン・ブタジエン系、アクリロニトリル
・ブタジエン系、アクリル・ブタジエン系等のラテック
ス;ポリエチレン系、ポリオレフィン系等のアイオノマ
ー;ポリウレタン、ポリエステル、ポリアミド、エポキ
シ系の水分散体と任意の割合で配合して使用することが
できる。更に、カーボンブラック、クレー、タルク、水
酸化アルミニウム等の充填剤;シリカゾル、アルミナゾ
ル、可塑剤、顔料等の添加剤;アルキレングリコール誘
導体等の造膜助剤;エポキシ樹脂、メラミン樹脂、イソ
シアネート化合物、アジリジン化合物、ポリカルボジイ
ミド化合物等の架橋剤;レベリング剤等を配合して使用
することもできる。
The aqueous polyurethane resin dispersion obtained by the method of the present invention can be used in combination with other aqueous dispersions, for example, emulsions of vinyl acetate, ethylene vinyl acetate, acrylic, acrylic styrene, etc .; styrene / butadiene, acrylonitrile / Butadiene-based, acrylic-butadiene-based latex, etc .; polyethylene-based, polyolefin-based ionomer, etc .; polyurethane, polyester, polyamide, and epoxy-based water dispersions can be blended and used at an arbitrary ratio. Further, fillers such as carbon black, clay, talc, and aluminum hydroxide; additives such as silica sol, alumina sol, plasticizer, and pigment; film-forming assistants such as alkylene glycol derivatives; epoxy resins, melamine resins, isocyanate compounds, and aziridines Compounds, cross-linking agents such as polycarbodiimide compounds, etc .;

【0050】本発明の方法により得られるポリウレタン
水分散体は、塩ビ、ナイロン、ポリエステル、ポリウレ
タン、等の各種プラスチック、繊維製品、合皮製品、あ
るいはアルミニウム、銅、鉄等の金属、紙、木材、ガラ
ス等との接着性に優れ、例えば繊維、合皮製品の含浸処
理剤あるいはコーティング剤、各種基材に対する接着
剤、被覆剤、水性塗料、水性インキあるいは有機、無機
繊維の集束剤用ベース樹脂として幅広く用いることがで
きる。
The aqueous polyurethane dispersion obtained by the method of the present invention includes various plastics such as polyvinyl chloride, nylon, polyester, and polyurethane, textile products, synthetic leather products, metals such as aluminum, copper, and iron, paper, wood, and the like. Excellent adhesion to glass, etc., for example, as a base resin for fibers, impregnating agents or coating agents for synthetic leather products, adhesives for various substrates, coating agents, aqueous paints, aqueous inks, or sizing agents for organic and inorganic fibers Can be used widely.

【0051】[0051]

【実施例】以下本発明を実施例により詳しく説明する
が、本発明の技術思想を逸脱しない限り、本発明はこれ
ら実施例に何等限定されるものではない。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to the following Examples, which should not be construed as limiting the scope of the present invention.

【0052】製造例1 温度計、撹拌装置、還流冷却管を備えた4ツ口フラスコ
に、先ず1,4-ブタンジオ−ル/アジピン酸のポリエ
ステル(OH価 102)を660部加え、減圧下12
0−130℃で脱水を行い、次いで50℃まで冷却して
19.2部のネオペンチルグリコール及び582部のメ
チルエチルケトンを加え、充分攪拌混合した後174部
のコロネートT−80(日本ポリウレタン工業製 2,
4−トリレンジイソシアネート/2,6−トリレンジイ
ソシアネート=8/2混合物)を加え、80℃に加温
し、この温度で2時間反応させて末端イソシアネ−ト基
を有するプレポリマ−溶液を得た。反応終了後40℃迄
冷却し、ジメチロ−ルプロピオン酸20.8部を加え、
70℃でNCO%が0.01%以下に到達するまで反応
を継続し冷却する。次いで10%アンモニア水26.4
部を加えてよく撹拌し、不揮発分59%の粘稠な樹脂溶
液Aを得た。
Production Example 1 First, 660 parts of 1,4-butanediol / adipic acid polyester (OH value: 102) was added to a four-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, and a reflux condenser.
After dehydration at 0 to 130 ° C., the mixture was cooled to 50 ° C., 19.2 parts of neopentyl glycol and 582 parts of methyl ethyl ketone were added, and the mixture was sufficiently stirred and mixed. After that, 174 parts of Coronate T-80 (2. ,
4-tolylene diisocyanate / 2,6-tolylene diisocyanate = 8/2 mixture), heated to 80 ° C., and reacted at this temperature for 2 hours to obtain a prepolymer solution having a terminal isocyanate group. . After completion of the reaction, the mixture was cooled to 40 ° C., and 20.8 parts of dimethylolpropionic acid was added.
The reaction is continued and cooled at 70 ° C. until the NCO% reaches 0.01% or less. Then, 10% aqueous ammonia 26.4
The mixture was stirred well, and a viscous resin solution A having a nonvolatile content of 59% was obtained.

【0053】製造例2 温度計、撹拌装置、還流冷却管を備えた4ツ口フラスコ
に、先ず1,4-ブタンジオ−ル/アジピン酸のポリエ
ステル(OH価 56)を731.2部加え、減圧下1
20−130℃で脱水を行い、次いで50℃まで冷却し
て33.2部の1,4−ブタンジオール及び795部の
メチルエチルケトンを加え、充分攪拌混合した後393
部の4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネー
トを加え、80℃に加温し、この温度で2時間反応させ
て末端イソシアネ−ト基を有するプレポリマ−溶液を得
た。反応終了後40℃迄冷却し、ジメチロ−ルプロピオ
ン酸35.5部を加え、70℃でNCO%が2.1%に
到達するまで反応を継続し冷却する。不揮発分60%の
粘稠な樹脂溶液Bを得た。
Production Example 2 First, 731.2 parts of 1,4-butanediol / adipic acid polyester (OH value: 56) was added to a four-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, and a reflux condenser. Lower one
After dehydration at 20 to 130 ° C., the mixture was cooled to 50 ° C., and 33.2 parts of 1,4-butanediol and 795 parts of methyl ethyl ketone were added.
A portion of 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate was added, the mixture was heated to 80 ° C, and reacted at this temperature for 2 hours to obtain a prepolymer solution having a terminal isocyanate group. After completion of the reaction, the reaction mixture is cooled to 40 ° C, 35.5 parts of dimethylolpropionic acid is added, and the reaction is continued at 70 ° C until the NCO% reaches 2.1%, followed by cooling. A viscous resin solution B having a nonvolatile content of 60% was obtained.

【0054】製造例3 温度計、撹拌装置、還流冷却管を備えた4ツ口フラスコ
に、先ず848.2部のポリテトラメチレングリコール
(OH価 56)、51.8部の1,4−ブタンジオー
ルと565.4部のトルエンを加え、充分攪拌混合した
後、419.2部のイソホロンジイソシアネートを加
え、80℃でNCO%が2.6%に到達するまで反応を
継続し冷却する。不揮発分60%の粘稠な樹脂溶液Cを
得た。
Production Example 3 First, 848.2 parts of polytetramethylene glycol (OH value: 56) and 51.8 parts of 1,4-butane were placed in a four-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, and a reflux condenser. After the diol and 565.4 parts of toluene are added and thoroughly stirred and mixed, 419.2 parts of isophorone diisocyanate is added, and the reaction is continued and cooled at 80 ° C. until the NCO% reaches 2.6%. A viscous resin solution C having a nonvolatile content of 60% was obtained.

【0055】実施例1 1000gの上記樹脂溶液Aにイオン交換水884gを
加えて撹拌した後、該混合液を内径100μの孔を有す
るディスクを連結させたチャンバーを持つ本発明に係る
装置のマイクロフルイダイザー(マイクロフルイディッ
ク社製)に8Kg/cm2の加圧されたコンプレッサー
で導入し、流速200m/Sec、500Kg/cm2
圧力で水中に分散を行った。
Example 1 After 884 g of ion-exchanged water was added to 1000 g of the above resin solution A and stirred, the mixed solution was mixed with a microfluidic device of the present invention having a chamber connected to a disk having a hole having an inner diameter of 100 μm. introduced in Daiza pressurized compressors (microfluidic Co.) to 8 Kg / cm 2, a flow rate of 200 meters / Sec, the dispersion in water at a pressure of 500 Kg / cm 2 was performed.

【0056】得られた水性分散体を減圧下脱溶剤を行い
メチルエチルケトンを除去し、不揮発分45%のポリウ
レタン樹脂水分散体が得られた。得られた水分散体の粒
子径は0.4μで、室温で3ケ月放置した後の貯蔵安定
性は良好で、分離、沈降物の発生は全くなかった。
The resulting aqueous dispersion was desolvated under reduced pressure to remove methyl ethyl ketone, and a polyurethane resin aqueous dispersion having a nonvolatile content of 45% was obtained. The particle size of the obtained aqueous dispersion was 0.4 μm, the storage stability after standing at room temperature for 3 months was good, and no separation or sediment was generated.

【0057】比較例1 実施例1の混合液をマントンゴーリンコロイドミルTY
PE−15M(マントンゴーリン社製)に350Kg/
cm2の圧力で5回通過させて水中に分散を行ったが、
分散が不十分であり貯蔵安定性のテストでは2層分離し
ていた。
Comparative Example 1 The mixed solution of Example 1 was used in
350 kg / PE-15M (manton golin)
Dispersed in water by passing 5 times at a pressure of cm 2 ,
The dispersion was insufficient and the storage stability test showed two layers separated.

【0058】比較例2 実施例1の混合液をTK−オートミキサー(特殊機化工
製)に10,000rpmで15分間攪拌したが、分散
が不十分であり貯蔵安定性のテストでは沈降物が発生し
ていた。
Comparative Example 2 The mixture of Example 1 was stirred in a TK-Automixer (manufactured by Tokushu Kika) at 10,000 rpm for 15 minutes, but the dispersion was insufficient and sediment was generated in the storage stability test. Was.

【0059】実施例2 1000gの上記樹脂溶液Aにトリエチルアミン13.
5部とイオン交換水900gを加えて撹拌した後、該混
合液を内径100μの孔を有するディスクを連結させた
チャンバーを持つ乳化機マイクロフルイダイザー(マイ
クロフルイディック社製)に8Kg/cm2の加圧され
たコンプレッサーで導入し、流速200m/Sec、50
0Kg/cm2の圧力で水中に分散を行った。
Example 2 Triethylamine was added to 1,000 g of the above resin solution A.
After 5 parts and 900 g of ion-exchanged water were added and stirred, the mixture was added to an emulsifier Microfluidizer (manufactured by Microfluidic) having a chamber connected to a disk having an inner diameter of 100 μm at 8 kg / cm 2 . Introduced by pressurized compressor, flow rate 200m / Sec, 50
Dispersion was performed in water at a pressure of 0 Kg / cm 2 .

【0060】得られた水性分散体に無水ピペラジン2
0.6部を含む水溶液206部を投入して鎖伸長反応さ
せた後、引続き減圧下脱溶剤を行いメチルエチルケトン
を除去し、不揮発分45%のポリウレタン樹脂水分散体
が得られた。
Anhydrous piperazine 2 was added to the obtained aqueous dispersion.
After 206 parts of an aqueous solution containing 0.6 part was charged and subjected to a chain elongation reaction, the solvent was subsequently removed under reduced pressure to remove methyl ethyl ketone, whereby an aqueous polyurethane resin dispersion having a nonvolatile content of 45% was obtained.

【0061】得られた水分散体の粒子径は0.35μ
で、室温で3ケ月放置した後の貯蔵安定性は良好で、分
離、沈降物の発生は全くなかった。 比較例3 実施例2の混合液をマントンゴーリンコロイドミルTY
PE−15M(マントンゴーリン社製)に350Kg/
cm2の圧力で5回通過させて水中に分散を行ったが、
分散が不十分であり貯蔵安定性のテストでは2層分離し
ていた。
The particle size of the obtained aqueous dispersion is 0.35 μm.
After storage at room temperature for three months, the storage stability was good, and no separation or sediment was generated. Comparative Example 3 The mixed solution of Example 2 was applied to a manton gaulin colloid mill TY
350 kg / PE-15M (manton golin)
Dispersed in water by passing 5 times at a pressure of cm 2 ,
The dispersion was insufficient and the storage stability test showed two layers separated.

【0062】比較例4 実施例2の混合液をTK−オートミキサー(特殊機化工
製)に10,000rpmで15分間攪拌したが、分散
が不十分であり貯蔵安定性のテストでは沈降物が発生し
ていた。
Comparative Example 4 The mixture of Example 2 was stirred in a TK-Automixer (manufactured by Tokushu Kika Co., Ltd.) at 10,000 rpm for 15 minutes, but the dispersion was insufficient and sediment was generated in the storage stability test. Was.

【0063】実施例3 1000gの上記樹脂溶液Aにエチレンオキサイド付加
モル数25のポリオキシエチレンノニルフェニルエーテ
ル35.8部を溶かした水溶液595部を加えて撹拌し
た後、該混合液を、内径100μの孔を有するディスク
を連結させたチャンバーを持つ乳化機マイクロフルイダ
イザー(マイクロフルイディック社製)に8Kg/cm
2の加圧されたコンプレッサーで導入し、流速200m
/Sec、500Kg/cm2の圧力で水中に分散を行っ
た。
Example 3 To 1000 g of the above resin solution A was added 595 parts of an aqueous solution obtained by dissolving 35.8 parts of polyoxyethylene nonylphenyl ether having 25 moles of ethylene oxide, and the mixture was stirred. 8 kg / cm in an emulsifier Microfluidizer (manufactured by Microfluidic Co., Ltd.) having a chamber connected to a disc having holes
Introduced by 2 pressurized compressor, flow rate 200m
/ Sec, dispersed in water at a pressure of 500 kg / cm 2 .

【0064】得られた水性分散体に無水ピペラジン26
部を含む水溶液260部を投入して鎖伸長反応させ、不
揮発分41%のポリウレタン樹脂水性分散体が得られ
た。得られた水分散体の粒子径は0.7μで、室温で3
ケ月放置した後の貯蔵安定性は良好で、分離、沈降物の
発生は全くなかった。
Anhydrous piperazine 26 was added to the obtained aqueous dispersion.
Then, 260 parts of an aqueous solution containing 2 parts by weight was added and a chain extension reaction was carried out to obtain an aqueous polyurethane resin dispersion having a nonvolatile content of 41%. The particle size of the obtained aqueous dispersion is 0.7 μm,
The storage stability after standing for months was good, and no separation or sediment was generated.

【0065】比較例5 実施例3の混合液をマントンゴーリンコロイドミルTY
PE−15M(マントンゴーリン社製)に350Kg/
cm2の圧力で5回通過させて水中に分散を行ったが、
分散が不十分であり貯蔵安定性のテストでは2層分離
し、沈降物も発生していた。
Comparative Example 5 The mixed solution of Example 3 was mixed with a Menton-Gaulin colloid mill TY
350 kg / PE-15M (manton golin)
Dispersed in water by passing 5 times at a pressure of cm 2 ,
Dispersion was insufficient and storage stability test showed that two layers separated and sediment was also generated.

【0066】比較例6 実施例3の混合液をTK−オートミキサー(特殊機化工
製)に10,000rpmで15分間攪拌したが、分散
が不十分であり貯蔵安定性のテストでは沈降物が多量に
発生していた。
Comparative Example 6 The mixture of Example 3 was stirred in a TK-Automixer (manufactured by Tokushu Kika) at 10,000 rpm for 15 minutes. However, the dispersion was insufficient and a large amount of sediment was found in the storage stability test. Had occurred.

【0067】[0067]

【発明の効果】本発明の製造方法によれば、従来の乳化
機では安定な水性分散体を得るのが難しかった、親水性
原子団の含有量、あるいは乳化剤の使用量が従来より少
ないレベルにおいても、極めて微細でかつ粒子径分布が
均一で長期安定性あるいは機械的安定性に優れたポリウ
レタン樹脂水性分散体を容易に製造することができる。
According to the production method of the present invention, it has been difficult to obtain a stable aqueous dispersion with a conventional emulsifier, and the content of a hydrophilic atomic group or the amount of an emulsifier used is at a level lower than before. In addition, an aqueous polyurethane resin dispersion which is extremely fine, has a uniform particle size distribution, and is excellent in long-term stability or mechanical stability can be easily produced.

【0068】また本発明の方法によれば、同一組成下に
おいても予備混合液の比率、即ちポリウレタン樹脂ある
いはウレタンプレポリマーと水との混合比率を変えた
り、乳化装置の圧力の設定条件を変えることにより、粒
子径を容易に変化させることができる。
Further, according to the method of the present invention, even under the same composition, the ratio of the premixed liquid, that is, the mixing ratio of the polyurethane resin or urethane prepolymer and water, and the setting conditions of the pressure of the emulsifier can be changed. Thereby, the particle diameter can be easily changed.

【0069】本発明で得られるポリウレタン樹脂水性分
散体は、親水性原子団の含有量あるいは乳化剤の含有量
が極めて少ないため、乾燥後の皮膜についても透明性、
平滑性、光沢、耐水性、機械的強度に優れると同時に、
各種基材に対する密着性に優れるという特徴をも有す
る。また本発明の特に好ましい態様である、予備混合か
らの一連の連続処理においては、特に本発明のウレタン
プレポリマー(B)を使用する場合には、水に分散され
ると同時に、あるいは水に分散された後直ちにジアミン
及び/またはジイミンと反応するがゆえに、従来のバッ
チプロセスでは水との副反応が避けられず、またこの副
反応による凝集物の発生あるいは乳化不良等の問題で製
造の難しかったポリウレタン樹脂水性分散体を安定的に
製造することが可能となった。
Since the aqueous polyurethane resin dispersion obtained in the present invention has a very small content of a hydrophilic atomic group or a very small amount of an emulsifier, the film after drying has high transparency,
Excellent smoothness, gloss, water resistance, and mechanical strength,
It also has the feature of excellent adhesion to various substrates. In a particularly preferred embodiment of the present invention, in a series of continuous treatments from premixing, particularly when the urethane prepolymer (B) of the present invention is used, the urethane prepolymer (B) is dispersed in water or simultaneously with water. Since it reacts with diamine and / or diimine immediately after the reaction, a conventional batch process cannot avoid a side reaction with water and is difficult to produce due to problems such as generation of aggregates or poor emulsification due to the side reaction. It has become possible to stably produce an aqueous polyurethane resin dispersion.

【0070】かくして得られたポリウレタン樹脂水性分
散体は、従来のポリウレタン水性分散体と同様に取り扱
うことが可能であり、水性分散体中の有機溶剤を除去し
た水分散体は有機溶剤による公害や火災の心配が極めて
小さい。
The aqueous polyurethane resin dispersion thus obtained can be handled in the same manner as a conventional aqueous polyurethane dispersion. The aqueous dispersion obtained by removing the organic solvent from the aqueous dispersion is subjected to pollution or fire caused by the organic solvent. Worry is extremely small.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本装置のチャンバーの分解斜視図FIG. 1 is an exploded perspective view of a chamber of the present apparatus.

【図2】本装置のチャンバーの断面図FIG. 2 is a sectional view of a chamber of the apparatus.

【図3】本装置のチャンバーのディスクの組立斜視図FIG. 3 is an assembled perspective view of a disk of a chamber of the apparatus.

【図4】本装置のチャンバーのディスクの組立斜視図FIG. 4 is an assembled perspective view of a disk of a chamber of the apparatus.

【図5】本装置のチャンバーのディスクの組立斜視図FIG. 5 is an assembled perspective view of a disk of a chamber of the apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,2 抑え部 3,3a,3b,4,4a,4b ディスク 5,6 ディスクの平面部 7 ディスクの連結溝 8 連結溝の中心部 9 ディスクの連結溝 10 ディスクの孔 1, 2 suppression part 3, 3a, 3b, 4, 4a, 4b disk 5, 6 disk flat part 7 disk connection groove 8 center of connection groove 9 disk connection groove 10 disk hole

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】予備乳化混合液を加圧下でチャンバー内の
流路に導入し、該混合液を高圧下該流路内の平面部に衝
突させ、或いは高圧下該流路内で該混合液同士を衝突さ
せることにより乳化させる装置で、水と親水性基含有の
高分子量ポリウレタン樹脂の有機溶剤溶液との予備乳化
混合液を乳化することを特徴とする、ポリウレタン樹脂
水性分散体の製造方法。
1. A pre-emulsified mixed liquid is introduced into a flow path in a chamber under pressure, and the mixed liquid is caused to collide with a flat portion in the flow path under high pressure, or the mixed liquid is mixed in the flow path under high pressure. A method for producing an aqueous polyurethane resin dispersion, comprising emulsifying a pre-emulsified mixture of water and an organic solvent solution of a high molecular weight polyurethane resin containing a hydrophilic group in an apparatus for emulsifying the polyurethane resin by colliding each other.
【請求項2】予備乳化混合液を加圧下でチャンバー内の
流路に導入し、該混合液を高圧下該流路内の平面部に衝
突させ、或いは高圧下該流路内で該混合液同士を衝突さ
せることにより乳化させる装置で、乳化剤水溶液と親水
性基を含有しない高分子量ポリウレタン樹脂の有機溶剤
溶液との予備乳化混合液を乳化することを特徴とする、
ポリウレタン樹脂水性分散体の製造方法。
2. A pre-emulsified mixed liquid is introduced into a flow path in a chamber under pressure, and the mixed liquid is caused to collide with a flat portion in the flow path under high pressure, or the mixed liquid is mixed in the flow path under high pressure. A device for emulsifying by colliding each other, characterized by emulsifying a pre-emulsified mixture of an emulsifier aqueous solution and an organic solvent solution of a high molecular weight polyurethane resin containing no hydrophilic group,
A method for producing an aqueous polyurethane resin dispersion.
【請求項3】予備乳化混合液を加圧下でチャンバー内の
流路に導入し、該混合液を高圧下該流路内の平面部に衝
突させ、或いは高圧下該流路内で該混合液同士を衝突さ
せることにより乳化させる装置で、水と親水性基含有の
イソシアネート基末端のウレタンプレポリマーとの予備
乳化混合液を乳化し、次いでジアミン及び/またはジイ
ミンと反応させることを特徴とする、ポリウレタン樹脂
水性分散体の製造方法。
3. A pre-emulsified mixed liquid is introduced into a flow path in a chamber under pressure, and the mixed liquid is caused to collide with a flat portion in the flow path under high pressure, or the mixed liquid is mixed under high pressure in the flow path. A device for emulsifying by colliding with each other, emulsifying a pre-emulsified mixed solution of water and a isocyanate group-terminated urethane prepolymer containing a hydrophilic group, and then reacting with a diamine and / or diimine, A method for producing an aqueous polyurethane resin dispersion.
【請求項4】予備乳化混合液を加圧下でチャンバー内の
流路に導入し、該混合液を高圧下該流路内の平面部に衝
突させ、或いは高圧下該流路内で該混合液同士を衝突さ
せることにより乳化させる装置で、乳化剤水溶液と疎水
性基含有のイソシアネート基末端のウレタンプレポリマ
ーとの予備乳化混合液を乳化し、次いでジアミン及び/
またはジイミンと反応させることを特徴とする、ポリウ
レタン樹脂水性分散体の製造方法。
4. A pre-emulsified mixed liquid is introduced under pressure into a flow path in a chamber, and the mixed liquid is caused to collide with a flat portion in the flow path under high pressure, or the mixed liquid is mixed under high pressure in the flow path. A device for emulsifying by colliding with each other, emulsifies a pre-emulsified mixture of an aqueous emulsifier solution and a isocyanate group-terminated urethane prepolymer containing a hydrophobic group, and then diamine and / or
Alternatively, a method for producing an aqueous polyurethane resin dispersion, characterized by reacting with a diimine.
【請求項5】衝突時の圧力が50〜10,000Kg/
cm2であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか
1項記載のポリウレタン樹脂水性分散体の製造方法。
5. The pressure at the time of collision is 50 to 10,000 kg /
The method for producing an aqueous polyurethane resin dispersion according to any one of claims 1 to 4, wherein the aqueous dispersion is cm 2 .
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