JP3944782B2 - Aqueous polyurethane resin dispersion, aqueous adhesive containing the same, and aqueous primer coating agent - Google Patents
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Description
本発明は、接着性、耐熱性、及び塗布作業性等に優れ、プラスチック、皮革、ゴム、発泡体、繊維製品、紙、ガラス及び金属等の各種基材に対して水性接着剤あるいは水性プライマーコート剤として適用可能なポリウレタン樹脂水性分散体に関する。 The present invention is excellent in adhesiveness, heat resistance, application workability, etc., and is based on water-based adhesive or water-based primer coating on various substrates such as plastic, leather, rubber, foam, textiles, paper, glass and metal. The present invention relates to an aqueous polyurethane resin dispersion applicable as an agent.
従来よりポリ塩化ビニル(PVC)等のプラスチック、皮革、ゴム、樹脂発泡体、繊維製品、ガラス及び金属等の各種基材を接着する際には、有機溶剤を含んだいわゆる溶剤系接着剤が広く利用されてきた。また、例えば皮革、繊維製品など接着剤が浸透しやすい基材が使用される場合は、かかる基材に直接接着剤を塗布しても基材に浸透してしまい、十分な接着層を設けることができないため、樹脂の浸透を防止する目的で、プライマーコート剤を塗布し予め目止め処理が施された上で、接着剤が使用されている。 Conventionally, so-called solvent-based adhesives containing organic solvents have been widely used for bonding substrates such as plastics such as polyvinyl chloride (PVC), leather, rubber, resin foam, textiles, glass and metal. Has been used. Also, for example, when a base material that easily penetrates the adhesive, such as leather or textiles, is used, even if the adhesive is applied directly to the base material, the base material penetrates and a sufficient adhesive layer is provided. Therefore, in order to prevent resin penetration, an adhesive is used after applying a primer coating agent and applying a sealing treatment in advance.
近年においては、環境調和の観点から、前記溶剤系接着剤や溶剤系プライマーコート剤から、水性接着剤や水性プライマーコート剤、特にポリウレタン樹脂水溶液又は水分散体を用いた接着剤やプライマーコート剤への代替が進展しつつある。かかる水性接着剤等を使用して接着する場合、様々な生産ラインや加工温度等の異なる条件下で加工が行われるが、それぞれの加工条件において接着直後及び経時で高い接着強度を発現することが重要である。 In recent years, from the viewpoint of environmental harmony, the solvent-based adhesive or solvent-based primer coating agent is changed to an aqueous adhesive or water-based primer coating agent, particularly an adhesive or primer coating agent using a polyurethane resin aqueous solution or water dispersion. Alternatives are being developed. When bonding using such water-based adhesives, processing is performed under different conditions such as various production lines and processing temperatures, etc., but high bonding strength can be exhibited immediately after bonding and over time in each processing condition. is important.
前記有機溶剤や水を含んだ接着剤を使用した接着加工方法としては、ドライラミネーションやウェットラミネーションが代表的方法であるが、熱源を用いた乾燥による効率的な溶剤除去が可能であることから、近年においては、ドライラミネーションが溶剤系接着剤を中心として接着加工の主流となっている。 As an adhesion processing method using an adhesive containing the organic solvent and water, dry lamination and wet lamination are typical methods, but because efficient solvent removal by drying using a heat source is possible, In recent years, dry lamination has become the mainstream of adhesive processing centering on solvent-based adhesives.
前記ドライラミネーションは、基材に接着剤を塗布し、接着剤に含まれる有機溶剤や水を除去する乾燥工程を経た後、基材を貼り合わせる方法である。当該ドライラミネーションに使用される接着剤には、特に前記乾燥工程において接着剤が十分に溶融すること、及び高い接着強度が得られることが要求される。さらに、水性接着剤の場合水の乾燥速度の遅さが問題となるため、接着剤の高濃度化が不可欠である。 The dry lamination is a method in which an adhesive is applied to a base material, a drying process is performed to remove an organic solvent and water contained in the adhesive, and then the base material is bonded. The adhesive used for the dry lamination is required to sufficiently melt the adhesive and obtain high adhesive strength particularly in the drying step. Furthermore, in the case of a water-based adhesive, the slow drying rate of water becomes a problem, so it is essential to increase the concentration of the adhesive.
また、ドライラミネーションにおいて例えば、EVA発泡体等など耐熱性の低い基材が使用される場合には、基材の熱変形を防止するために、乾燥温度を例えば50〜70℃程度にする必要がある。この場合、かかる低温の乾燥温度においても接着剤が十分に溶融することが極めて重要である。 In addition, when a substrate having low heat resistance such as EVA foam is used in dry lamination, for example, the drying temperature needs to be about 50 to 70 ° C. in order to prevent thermal deformation of the substrate. is there. In this case, it is extremely important that the adhesive sufficiently melts even at such a low drying temperature.
例えば、靴接着加工の分野においては、プライマーコート剤や接着剤の水性化に対する要請が、近年非常に高まっており、前記諸条件を具備する接着剤等が産業界から強く望まれているが、未だ完成されていないのが現状である。
靴接着加工では、靴の形状及び使用される基材の材質が多岐にわたるため、ソール(靴底)とミッドソール(中底)に代表される各種の接着工程では、刷毛を用いた人手による塗布作業が主流である。さらに、靴に使用される基材の材質及び生産効率の点からドライラミネーション加工が一般的である。
For example, in the field of shoe bonding processing, the demand for water-based primer coating agents and adhesives has increased greatly in recent years, and adhesives that satisfy the above conditions are strongly desired by the industry. The current situation is not yet completed.
In shoe bonding processing, the shape of the shoe and the material of the base material used are diverse, so in various bonding processes represented by the sole (shoe sole) and midsole (midsole), manual application using a brush is used. Work is mainstream. Furthermore, dry lamination is generally used from the viewpoint of the material of the base material used for shoes and the production efficiency.
この場合、靴の各種基材に接着剤を塗布してから、貼り合わせて圧着加工等を行うまでの間、接着性を失うことのない程度の十分なタックタイム(「貼り合わせ可能時間」ともいう。)を有し、かつ刷毛塗り性等の塗布作業性に優れることが重要となる。
また、貼り合わせ直後から高い接着強度を有すること、すなわち初期接着性の発現が極めて重要である。この初期接着性が不足すると、例えば湾曲した形状を有する基材では、貼り合わせても基材の復元力に耐えきれず接着部分に剥離が生じるという問題がある。
In this case, a sufficient tack time ("bondable time") that does not lose adhesiveness after applying the adhesive to the various base materials of the shoes and before bonding and crimping is performed. It is important to have excellent coating workability such as brush coating properties.
In addition, it is extremely important to have high adhesive strength immediately after bonding, that is, to develop initial adhesiveness. If the initial adhesiveness is insufficient, for example, a substrate having a curved shape has a problem that even if the substrates are bonded together, it cannot withstand the restoring force of the substrate and peeling occurs at the bonded portion.
さらには、接着工程を経て完成品となった靴が、輸送中或いは保管中に高温条件に曝されても、高い接着強度を保持できる耐熱性、耐加水分解性等の耐久性も要求される。 Furthermore, even when the shoes that have been completed through the bonding process are exposed to high temperature conditions during transportation or storage, durability such as heat resistance and hydrolysis resistance that can maintain high bonding strength is also required. .
前記のように、靴接着加工の分野では、塗布作業性に優れ、適度なタックタイムを有し、特に50〜70℃程度の低温乾燥条件においても十分に接着剤が溶融し、貼り合わせ直後から高い接着強度が発現し、耐熱性に優れるといった数多くの要求特性を高度なレベルで総て具備する接着剤が要求される。
特に、低温での溶融性と貼り合わせ直後から高い接着強度を得ること(初期接着性)は接着剤の設計上相反する性質のものであり、両特性を両立させることは極めて困難である。
As described above, in the field of shoe bonding processing, the coating workability is excellent, the tack time is appropriate, and the adhesive is sufficiently melted even under low temperature drying conditions of about 50 to 70 ° C. There is a demand for an adhesive having a high level of all required properties such as high adhesive strength and excellent heat resistance.
In particular, meltability at a low temperature and obtaining high adhesive strength immediately after bonding (initial adhesiveness) are incompatible with the design of the adhesive, and it is extremely difficult to achieve both properties.
例えば、エチレンオキサイド単位を有し、水酸基価が10〜130であり、末端にイソシアネート基を有する親水性のウレタンプレポリマーを分散剤として使用することを特徴とする、イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー、分散剤、水等からなるポリウレタン樹脂水分散体の製造方法が開示されている(特許文献1)。
しかしながら、かかる製造方法で得られるポリウレタン樹脂水分散体は、エチレンオキサイド単位を親水性のウレタンプレポリマー中に40〜98重量%と多量に含有する。従って、前記ポリウレタン樹脂水分散体を水性接着剤として使用しようとした場合に、所望の接着強度を得るために、例えば樹脂固形分を40重量%程度と高くしようとしても水性接着剤が増粘し塗装作業性が著しく悪くなり実用に供することはできなかった。
さらには、接着加工後の耐水剥離強度の低下が顕著となり、水性接着剤として要求される耐水性及び接着強度を十分に満足できるものではなかった。
For example, an isocyanate group-terminated urethane prepolymer, which has an ethylene oxide unit, has a hydroxyl value of 10 to 130, and uses a hydrophilic urethane prepolymer having an isocyanate group at the end as a dispersant. A method for producing an aqueous polyurethane resin dispersion comprising an agent, water and the like is disclosed (Patent Document 1).
However, the polyurethane resin aqueous dispersion obtained by such a production method contains ethylene oxide units in a large amount of 40 to 98% by weight in the hydrophilic urethane prepolymer. Therefore, when an attempt is made to use the polyurethane resin aqueous dispersion as an aqueous adhesive, the aqueous adhesive will increase in viscosity even if the resin solid content is increased to about 40% by weight in order to obtain a desired adhesive strength. The coating workability was remarkably deteriorated and could not be put to practical use.
Furthermore, the decrease in water-resistant peel strength after the adhesive processing becomes remarkable, and the water resistance and adhesive strength required as a water-based adhesive cannot be sufficiently satisfied.
また、実質的に水不溶性の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を、自己乳化性の水溶性ポリウレタンの存在下に水に分散させ、次いで鎖伸長剤を添加し反応させることを特徴とするポリウレタン水分散体の製造方法が開示されている(特許文献2。)。
しかしながら、この文献に開示されている種々の具体的な製造方法により得られるポリウレタン水分散体をドライラミネーションの接着剤に適用しても、いずれも貼り合わせ直後の接着強度が不十分で、湾曲形状を有する基材などの場合には、接着部分が剥離するという問題が生じる。
Also, a polyurethane characterized in that a urethane prepolymer having an isocyanate group at a substantially water-insoluble terminal is dispersed in water in the presence of a self-emulsifiable water-soluble polyurethane, and then a chain extender is added and reacted. A method for producing an aqueous dispersion is disclosed (Patent Document 2).
However, even when polyurethane aqueous dispersions obtained by various specific production methods disclosed in this document are applied to dry lamination adhesives, both have insufficient adhesive strength immediately after bonding, and have a curved shape. In the case of a substrate or the like having a problem, there arises a problem that the bonded portion is peeled off.
以上述べたように、塗布作業性、適度なタックタイム、低温溶融性、初期接着性、耐久性といった数多くの要求特性を高度なレベルで総て具備する水性接着剤及び水性プライマーコート剤は、未だ完成されていない。 As described above, water-based adhesives and water-based primer coating agents that have many required characteristics such as coating workability, appropriate tack time, low-temperature meltability, initial adhesiveness, and durability at a high level are still available. It is not completed.
本発明の目的は、各種基材への塗布作業性に優れ、特に50〜70℃程度の低温乾燥条件でも十分に接着剤が溶融し、乾燥後に貼り合わせた直後から高い接着強度が得られ、更に接着加工後の耐熱性にも優れる水性接着剤及び水性プライマーコート剤を得ることが可能なポリウレタン樹脂水性分散体を提供することにある。 The purpose of the present invention is excellent in the workability of application to various substrates, in particular, the adhesive sufficiently melts even under low temperature drying conditions of about 50 to 70 ° C., and high adhesive strength is obtained immediately after bonding after drying, Furthermore, it is providing the polyurethane resin aqueous dispersion which can obtain the water-based adhesive and water-based primer coating agent which are excellent also in the heat resistance after an adhesive process.
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、自己乳化性のポリウレタン樹脂と60℃以下の流出開始温度を有する疎水性樹脂とを含有する分散粒子を有する水分散体を接着剤として使用すると、比較的低温度条件での乾燥工程に適応できる、低い流出開始温度を有する疎水性樹脂により該接着剤が可塑化されるため該接着剤の迅速な溶融が促進されることを見出した。 As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have found that an aqueous dispersion having dispersed particles containing a self-emulsifying polyurethane resin and a hydrophobic resin having an outflow start temperature of 60 ° C. or lower is an adhesive. As a result, it is found that the adhesive is plasticized by a hydrophobic resin having a low outflow start temperature, which can be applied to a drying process under a relatively low temperature condition, so that rapid melting of the adhesive is promoted. It was.
また、前記ポリウレタン樹脂に水分散性を持たせるための親水性を付与するにあたって、アニオン性基を導入することにより、良好な低温乾燥性や接着強度を得る目的で水性分散体を高濃度化しても、ノニオン性基を導入した場合のように極端に増粘することがなく、良好な塗布作業性が得られることを見出した。 In addition, when imparting hydrophilicity for imparting water dispersibility to the polyurethane resin, by introducing an anionic group, the concentration of the aqueous dispersion is increased for the purpose of obtaining good low-temperature drying properties and adhesive strength. In addition, the present inventors have found that excellent coating workability can be obtained without extremely thickening as in the case of introducing a nonionic group.
前記手法により、低温乾燥条件における接着剤の溶融性を高めることができたが、それにともなって、基材貼り合わせ直後の接着強度が逆に低下するという問題に直面した。さらなる検討の結果、前記疎水性樹脂の結晶化速度が基材貼り合わせ直後の接着強度に大きく影響することが判明した。すなわち、60℃以下の流出開始温度を有し、さらに溶融状態にある前記疎水性樹脂を冷却させた場合に高い温度で結晶化する樹脂を選択することにより、前記親水性のポリウレタン樹脂と前記疎水性樹脂との複合体自体の結晶化速度が向上するため、貼り合わせ直後からの高い接着強度の発現が可能となり、優れた初期接着性が得られることを見出すに及んで、本発明を完成させるに至った。 By the above-mentioned method, it was possible to improve the meltability of the adhesive under low temperature drying conditions. However, along with this, the problem was that the adhesive strength immediately after bonding the substrates was lowered. As a result of further studies, it has been found that the crystallization speed of the hydrophobic resin greatly affects the adhesive strength immediately after bonding the substrates. That is, by selecting a resin having an outflow start temperature of 60 ° C. or lower and crystallizing at a high temperature when the hydrophobic resin in a molten state is cooled, the hydrophilic polyurethane resin and the hydrophobic resin are selected. Since the crystallization speed of the composite with the adhesive resin itself is improved, it becomes possible to develop a high adhesive strength immediately after bonding, and to find that excellent initial adhesiveness can be obtained, thereby completing the present invention. It came to.
即ち、本発明は、アニオン性基を有する自己乳化性のポリウレタン樹脂(A)、及び60℃以下の流出開始温度(X)と0〜50℃の結晶化温度(Y)とを有する疎水性樹脂(B)を含有する分散粒子、及び水性媒体を含有することを特徴とするポリウレタン樹脂水性分散体、を提供する。 That is, the present invention relates to a self-emulsifying polyurethane resin (A) having an anionic group, and a hydrophobic resin having an outflow start temperature (X) of 60 ° C. or lower and a crystallization temperature (Y) of 0 to 50 ° C. Dispersed particles containing (B) and an aqueous polyurethane resin dispersion comprising an aqueous medium are provided.
好ましくは、前記疎水性樹脂(B)のイオン性基の含有量は50mmol/kg以下で、繰り返し単位が5以上のエチレンオキサイド〔(CH2CH2O)n;n≧5〕構成単位の含有量は5重量%以下である。 Preferably, the content of the ionic group of the hydrophobic resin (B) is 50 mmol / kg or less and the ethylene oxide [(CH 2 CH 2 O) n ; n ≧ 5] structural unit having 5 or more repeating units. The amount is 5% by weight or less.
また、本発明は、前記ポリウレタン樹脂水性分散体を含有することを特徴とする水性接着剤を提供するものである。 The present invention also provides an aqueous adhesive comprising the polyurethane resin aqueous dispersion.
さらに、本発明は、前記ポリウレタン樹脂水性分散体を含有することを特徴とする水性プライマーコート剤を提供するものである。 Furthermore, the present invention provides an aqueous primer coating agent comprising the polyurethane resin aqueous dispersion.
本発明でいう前記「流出開始温度(X)」なる技術用語は、被測定物である樹脂の乾燥皮膜を試料として、フローテスターを用いて、40℃にて10分保持した後、ダイ1mmφ×1mm長、荷重10kg、3℃/分の昇温速度にて昇温し、試料の熱膨張によるピストンの僅かな上昇が行われた後、再びピストンが明らかに降下し始める流出開始温度(℃)を意味するものである。
なお本明細書では、フローテスターとして株式会社島津製作所製CFT−500D CAPILLARY RHEOMETERを使用して測定された流出開始温度(X)を採用した。
The technical term “outflow start temperature (X)” as used in the present invention is a sample of a dry film of a resin to be measured as a sample, held at 40 ° C. for 10 minutes using a flow tester, and then a die 1 mmφ × 1mm long, 10kg load, 3 ° C / min. The temperature rises at a rate of 3 ° C / min. After the piston is slightly lifted due to thermal expansion of the sample, the outflow start temperature (° C) starts to descend clearly again. Means.
In addition, in this specification, the outflow start temperature (X) measured using CFT-500D CAPILLARY RHEOMETER by Shimadzu Corporation was adopted as a flow tester.
また、本発明でいう前記「結晶化温度(Y)」なる技術用語は、被測定物である樹脂の乾燥皮膜を試料として、示差走査熱量計(DSC)を用いて、以下の条件にて測定を行い、降温工程時に現れる発熱ピークの頂点の温度を意味するものである。
〔示差走査熱量計の測定条件〕
昇温工程( 0℃ → 60℃:昇温速度 3℃/分)
降温工程(60℃ → −20℃:降温速度 3℃/分)
* 昇温工程から降温工程に移るまでの保持時間=1分以内
なお、本明細書では、示差走査熱量計としてTAインスツルメント株式会社製DSC Q100を使用して測定された結晶化温度(Y)を採用した。
In addition, the technical term “crystallization temperature (Y)” in the present invention is measured under the following conditions using a differential scanning calorimeter (DSC) with a dry film of a resin to be measured as a sample. The temperature at the top of the exothermic peak that appears during the temperature lowering process is meant.
[Measurement conditions of differential scanning calorimeter]
Temperature raising process (0 ° C → 60 ° C: temperature rising rate 3 ° C / min)
Temperature drop process (60 ° C → -20 ° C: temperature drop rate 3 ° C / min)
* Holding time from the temperature raising step to the temperature lowering step = within 1 minute In this specification, the crystallization temperature (Y) measured using DSC Q100 manufactured by TA Instruments Co., Ltd. as a differential scanning calorimeter )It was adopted.
本発明によれば、各種基材に対する塗布作業性に優れ、低温乾燥条件においても十分に溶融し、乾燥後の基材を貼り合わせた直後及び経時後の接着性に優れ、しかも耐熱性にも優れる水性接着剤を得ることが可能なポリウレタン樹脂水性分散体を提供することができる。 According to the present invention, it is excellent in coating workability for various substrates, melts sufficiently even under low temperature drying conditions, has excellent adhesion immediately after bonding the substrates after drying and after aging, and also has heat resistance. An aqueous polyurethane resin dispersion capable of obtaining an excellent aqueous adhesive can be provided.
本発明のポリウレタン樹脂水性分散体は、アニオン性基を有する自己乳化性のポリウレタン樹脂(A)、及び60℃以下の流出開始温度(X)と0〜50℃の結晶化温度(Y)とを有する疎水性樹脂(B)を含有する分散粒子、及び水性媒体を含有してなるものである。 The aqueous polyurethane resin dispersion of the present invention comprises a self-emulsifying polyurethane resin (A) having an anionic group, an outflow start temperature (X) of 60 ° C. or less, and a crystallization temperature (Y) of 0 to 50 ° C. It contains dispersed particles containing the hydrophobic resin (B) and an aqueous medium.
前記分散粒子に含有される前記ポリウレタン樹脂(A)と疎水性樹脂(B)との間に実質的に化学結合を形成させないほうが、本発明により奏される低温乾燥条件でも十分に接着剤が溶融し、かつ初期接着性に優れるという効果をより高めることができることから好ましい。 It is better not to form a chemical bond between the polyurethane resin (A) and the hydrophobic resin (B) contained in the dispersed particles, and the adhesive is sufficiently melted even under the low-temperature drying conditions achieved by the present invention. In addition, it is preferable because the effect of excellent initial adhesiveness can be further enhanced.
次に、本発明で使用する分子内にアニオン性基を有する自己乳化性のポリウレタン樹脂(A)について説明する。 Next, the self-emulsifying polyurethane resin (A) having an anionic group in the molecule used in the present invention will be described.
本発明で使用するポリウレタン樹脂(A)は、水分散性を持たせるための親水基として、カルボキシル基又はスルホン酸基やそれらの塩に代表されるアニオン性基を分子内に有する。
ポリウレタン樹脂(A)に含まれるアニオン性基の含有量は、該ポリウレタン樹脂(A)を水分散体にしたときの粒子径と強い相関性を有しており、前記アニオン性基の含有量が、ポリウレタン樹脂(A)に対して、50〜1000mmol/kgの範囲となるように調製することが好ましい。かかる範囲内であれば、耐水性を損なうことなく、分散粒子が長期間の保存時においても凝集や沈殿を起こさず安定である、良好な粒子の分散安定性を得ることができる。
The polyurethane resin (A) used in the present invention has an anionic group represented by a carboxyl group or a sulfonic acid group or a salt thereof as a hydrophilic group for imparting water dispersibility in the molecule.
The content of the anionic group contained in the polyurethane resin (A) has a strong correlation with the particle diameter when the polyurethane resin (A) is made into an aqueous dispersion, and the content of the anionic group is The polyurethane resin (A) is preferably prepared so as to be in the range of 50 to 1000 mmol / kg. Within such a range, good dispersion stability of the particles can be obtained without impairing water resistance and stable without causing aggregation or precipitation even when the dispersed particles are stored for a long period of time.
かかるアニオン性基を有する自己乳化性のポリウレタン樹脂(A)を製造する方法としては、公知の手法を採用することができる。
例えば、(i)カルボキシル基又はスルホン酸基やそれらの塩に代表されるアニオン性基を含有するポリオールを必須成分とするポリオールとポリイソシアネートとを反応させてアニオン性基を有するポリウレタン樹脂(A)を製造する方法、
As a method for producing such a self-emulsifiable polyurethane resin (A) having an anionic group, a known method can be employed.
For example, (i) a polyurethane resin (A) having an anionic group by reacting a polyol and a polyisocyanate having an anionic group represented by a carboxyl group or a sulfonic acid group or a salt thereof as an essential component How to manufacture,
(ii)前記(i)において、ポリオールが有する水酸基に対して、ポリイソシアネートが有するイソシアネート基が過剰となる条件でポリオールとポリイソシアネートとを反応させてイソシアネート基を含有するプレポリマーを製造し、さらにポリアミン等を反応させて鎖伸長(高分子量化)させることによりアニオン性基を有するポリウレタン樹脂(A)を製造する方法、 (ii) In the above (i), a prepolymer containing an isocyanate group is produced by reacting a polyol and a polyisocyanate under the condition that the isocyanate group of the polyisocyanate is excessive with respect to the hydroxyl group of the polyol. A method for producing a polyurethane resin (A) having an anionic group by reacting a polyamine or the like to cause chain elongation (high molecular weight);
(iii)アニオン性基を有しないポリオールを使用し、ポリオールが有する水酸基に対して、ポリイソシアネートが有するイソシアネート基が過剰となる条件でポリオールとポリイソシアネートとを反応させてイソシアネート基を含有するプレポリマーを製造し、例えばジアミノスルホネート等のアニオン性基を有するポリアミンを反応させて鎖伸長(高分子量化)させることによりアニオン性基を有するポリウレタン樹脂(A)を製造する方法、 (iii) A prepolymer containing an isocyanate group by using a polyol having no anionic group and reacting the polyol with the polyisocyanate under the condition that the isocyanate group of the polyisocyanate is excessive with respect to the hydroxyl group of the polyol. A polyurethane resin having an anionic group (A) by reacting a polyamine having an anionic group such as diaminosulfonate and causing chain elongation (high molecular weight),
(iv)例えばジアミノスルホネート等のアニオン性基を有するポリアミンとポリイソシアネートとを反応させてアニオン性基を有するポリウレタン樹脂(A)を製造する方法などを採用することができる。 (iv) For example, a method of producing a polyurethane resin (A) having an anionic group by reacting a polyamine having an anionic group such as diaminosulfonate with a polyisocyanate can be employed.
また、ポリウレタン樹脂(A)がアニオン性基としてカルボキシル基及び/又はスルホン酸基を有する場合、それらの一部又は全部を中和することにより、良好な水分散性を付与することができる。その際、例えば、アンモニア、トリエチルアミン、ピリジン、モルホリン等の有機アミン、モノエタノールアミン等のアルカノールアミン、更にNa、K、Li、Ca等を含む金属塩基化合物から選ばれる少なくとも1種の中和剤を使用することができる。中和率としては、好ましくは中和剤/アニオン性基=0.5〜3.0(モル比)、より好ましくは中和剤/アニオン性基=0.9〜2.0(モル比)の範囲で使用することが望まれる。かかる範囲であれば、耐水性を損なうことなく安定した自己乳化性を付与することができる。 Moreover, when a polyurethane resin (A) has a carboxyl group and / or a sulfonic acid group as an anionic group, favorable water dispersibility can be provided by neutralizing some or all of them. At that time, for example, at least one neutralizing agent selected from organic amines such as ammonia, triethylamine, pyridine, morpholine, alkanolamines such as monoethanolamine, and metal base compounds including Na, K, Li, Ca, etc. Can be used. The neutralization rate is preferably neutralizer / anionic group = 0.5 to 3.0 (molar ratio), more preferably neutralizer / anionic group = 0.9 to 2.0 (molar ratio). It is desirable to use in the range. If it is this range, the stable self-emulsification property can be provided, without impairing water resistance.
前記(i)又は(ii)の手法において、アニオン性基を含有するポリオールとして使用することができるカルボキシル基を含有するポリオールとして代表的なものを例示すると、2,2’−ジメチロールプロピオン酸、2,2’−ジメチロールブタン酸、2,2’−ジメチロール酪酸、2,2’−ジメチロール吉草酸等が挙げられる。また、これらカルボキシル基を含有するポリオールと各種ポリカルボン酸とを反応させて得られるカルボキシル基含有ポリエステルポリオールも使用することができる。 In the above method (i) or (ii), as a typical polyol containing a carboxyl group that can be used as a polyol containing an anionic group, 2,2′-dimethylolpropionic acid, 2,2′-dimethylolbutanoic acid, 2,2′-dimethylolbutyric acid, 2,2′-dimethylolvaleric acid and the like can be mentioned. Also, carboxyl group-containing polyester polyols obtained by reacting these carboxyl group-containing polyols and various polycarboxylic acids can be used.
また、前記(i)又は(ii)の手法において、アニオン性基を含有するポリオールとして使用することができるスルホン酸基を含有するポリオールとして代表的なものを例示すると、5−スルホイソフタル酸、スルホテレフタル酸、4−スルホフタル酸、5[4−スルホフェノキシ]イソフタル酸等のジカルボン酸、及び/又はそれらとNa、K、Li、Ca等の金属イオン、アンモニア、ジエチルアミン、トリエチルアミンからなる群から選ばれる少なくとも一種とのスルホン酸塩と、各種ポリオールとを反応させて得られる芳香族スルホン酸基及び/又はそれらの塩を含有するポリエステルポリオールが挙げられる。 In the method (i) or (ii), typical examples of polyols containing sulfonic acid groups that can be used as polyols containing anionic groups include 5-sulfoisophthalic acid, sulfo Dicarboxylic acid such as terephthalic acid, 4-sulfophthalic acid, 5 [4-sulfophenoxy] isophthalic acid, and / or metal ions such as Na, K, Li, and Ca, ammonia, diethylamine, and triethylamine Examples include polyester polyols containing aromatic sulfonic acid groups and / or salts thereof obtained by reacting at least one sulfonate with various polyols.
また、前記アニオン性基を含有するポリオールの他に、エチレンオキサイドの繰り返し単位を少なくとも30重量%以上含有し、更に少なくとも1個以上の活性水素原子含有基を含有する数平均分子量300〜10,000のポリアルキレングリコール等のノニオン基含有ポリオールを併用することができる。ノニオン基含有量としては、ポリウレタン樹脂(A)全体の10重量%以下となるように調製することが好ましい。かかる範囲内であれば、耐水性を損なうことなく、良好な水分散安定性を得ることができる。 In addition to the polyol containing the anionic group, the ethylene oxide repeating unit is contained at least 30% by weight, and the number average molecular weight containing at least one active hydrogen atom-containing group is 300 to 10,000. Nonionic group-containing polyols such as polyalkylene glycol can be used in combination. As nonionic group content, it is preferable to prepare so that it may become 10 weight% or less of the whole polyurethane resin (A). Within such a range, good water dispersion stability can be obtained without impairing water resistance.
本発明で使用するポリウレタン樹脂(A)を製造する際には、前記アニオン性基を含有するポリオールの以外の高分子量ポリオールや低分子量ポリオールを使用することもできる。 When the polyurethane resin (A) used in the present invention is produced, a high molecular weight polyol or a low molecular weight polyol other than the polyol containing the anionic group may be used.
前記ポリウレタン樹脂(A)の製造において使用可能な高分子量ポリオールとは、水酸基価が好ましくは10〜350の範囲であり、より好ましくは水酸基価20〜300の範囲である。
なお、ここで云う「水酸基価」とは、試料1gをアセチル化する際に、水酸基と結合した酢酸を中和するのに要する水酸化カリウムのmg数である。
The high molecular weight polyol that can be used in the production of the polyurethane resin (A) preferably has a hydroxyl value in the range of 10 to 350, more preferably a hydroxyl value in the range of 20 to 300.
The “hydroxyl value” referred to here is the number of mg of potassium hydroxide required to neutralize acetic acid bonded to a hydroxyl group when 1 g of a sample is acetylated.
前記高分子量ポリオールとしては、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等が挙げられ、これら高分子量ポリオールを単独使用、或いは2種以上を併用、或いは共重合物で使用しても構わない。特に、広範囲の基材に対する優れた接着性と価格面からポリエステルポリオールを主体として使用することが好ましい。 Examples of the high molecular weight polyol include polyester polyol, polyether polyol, polycarbonate polyol and the like. These high molecular weight polyols may be used alone, in combination of two or more kinds, or may be used as a copolymer. In particular, it is preferable to use polyester polyol as a main component from the viewpoint of excellent adhesion to a wide range of substrates and cost.
前記ポリエステルポリオールとしては、公知のポリカルボン酸と或いはそれらの諸反応性誘導体と、公知の例えば分子量300以下の低分子量ポリオールを公知の方法で反応させることにより製造することができる。 The polyester polyol can be produced by reacting a known polycarboxylic acid or various reactive derivatives thereof with a known low molecular weight polyol having a molecular weight of 300 or less by a known method.
前記ポリカルボン酸としては、例えば、コハク酸、無水コハク酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ダイマー酸、無水マレイン酸、フマル酸等の脂肪族ジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環式ジカルボン酸、多官能成分としてトリメリット酸、ピロメリット酸、シクロヘキサントリカルボン酸等のポリカルボン酸及びそれらの無水物或いはエステル形成性誘導体、またテレフタル酸、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’−ジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸及びそれらの酸無水物もしくはエステル形成性誘導体、p−ヒドロキシ安息香酸等の芳香族ヒドロキシカルボン酸及びそれらのエステル形成性誘導体を使用することができる。これらポリカルボン酸は単独使用でもよく2種以上を併用してもよい。
また、環状エステルとしては、例えば、ε−カプロラクトン、γ−バレロラクトン等を使用することができる。
Examples of the polycarboxylic acid include aliphatic dicarboxylic acids such as succinic acid, succinic anhydride, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, dimer acid, maleic anhydride, fumaric acid, and the like. -Cycloaliphatic dicarboxylic acids such as cyclohexanedicarboxylic acid, polycarboxylic acids such as trimellitic acid, pyromellitic acid, cyclohexanetricarboxylic acid and the like or their anhydride or ester-forming derivatives as polyfunctional components, 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 Aromatic dicarboxylic acids such as acids and their acid anhydrides or esters Formable derivatives, aromatic hydroxycarboxylic acids such as p-hydroxybenzoic acid and their ester-forming derivatives can be used. These polycarboxylic acids may be used alone or in combination of two or more.
Examples of cyclic esters that can be used include ε-caprolactone and γ-valerolactone.
一方、前記ポリエステルポリオールを製造する際に使用可能な低分子量ポリオールを例示すると、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、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、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−ブチル−2−エチル1,3−プロパンジオール等の脂肪族ジオール、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、水素添加ビスフェノールA等の脂環式ジオール、ビスフェノールA、ハイドロキノン、ビスヒドロキシエトキシベンゼンおよびそれらのアルキレンオキシド付加体のポリオール、また多官能成分としてグリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等のポリオール等が挙げられる。これら低分子量ポリオールは単独使用でもよく2種以上を併用してもよい。 On the other hand, examples of low molecular weight polyols that can be used in producing the polyester polyol include ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 1,5 -Pentanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, polyethylene glycol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 2-butyl Aliphatic diols such as 2-ethyl 1,3-propanediol, 1,4-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, alicyclic diols such as hydrogenated bisphenol A, bisphenol A, and hydride Quinones, polyols bishydroxyethoxybenzene and their alkylene oxide adducts of glycerin as also multifunctional components, trimethylolpropane, polyols such as pentaerythritol, and the like. These low molecular weight polyols may be used alone or in combination of two or more.
また、ポリウレタン樹脂(A)の製造において使用可能な前記ポリエーテルポリオールを例示すると、活性水素原子(反応性水素原子)を有する化合物の存在下に、例えば、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、テトラヒドロフラン又はエピクロルヒドリンなどのような種々の三員環もしくは四員環のエーテル化合物の単独或いは2種以上の混合物を開環重合させて得られる重合体が挙げられる。
具体的には、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、及びポリテトラメチレングリコール等が挙げられ、これらは単独使用でもよく2種以上を併用してもよい。
また、一部メタノール、ブタノール等のモノアルコールにてブロック化されたポリエーテルモノオールについては、高分子量化を阻害しない範囲で使用しても構わない。
Examples of the polyether polyol that can be used in the production of the polyurethane resin (A) include, for example, ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, styrene in the presence of a compound having an active hydrogen atom (reactive hydrogen atom). Examples thereof include polymers obtained by ring-opening polymerization of various three-membered or four-membered ether compounds such as oxide, tetrahydrofuran or epichlorohydrin alone or a mixture of two or more thereof.
Specific examples include polyethylene glycol, polypropylene glycol, and polytetramethylene glycol. These may be used alone or in combination of two or more.
Further, a polyether monool partially blocked with a monoalcohol such as methanol or butanol may be used within a range that does not inhibit the increase in the molecular weight.
前記ポリウレタン樹脂(A)の製造において使用可能なポリカーボネートポリオールを例示すると、1,3−プロパンジオール、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、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール又はポリテトラメチレングリコール等のようなジオール類と、ジメチルカーボネート等によって代表されるようなジアルキルカーボネート或いはエチレンカーボネート等によって代表されるような環式カーボネートとの反応生成物等が挙げられる。これらポリカーボネートポリオールは単独使用でもよく2種以上を併用してもよい。 Examples of the polycarbonate polyol that can be used in the production of the polyurethane resin (A) include 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, diethylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, and polytetramethylene. Examples thereof include a reaction product of a diol such as glycol with a dialkyl carbonate represented by dimethyl carbonate or the like, or a cyclic carbonate represented by ethylene carbonate or the like. These polycarbonate polyols may be used alone or in combination of two or more.
また、前記ポリウレタン樹脂(A)を製造する際に使用することができる低分子量ポリオールとしては、前記ポリエステルポリオールを製造する際に使用可能な低分子量ポリオールの具体例として記載したものと同様のものが挙げられる。
更に、ポリウレタン樹脂(A)の凝集力を阻害しない範囲で、モノアルコールを併用しても構わない。モノアルコールの代表的なものを例示すると、メタノール、エタノール、n−ブタノール、イソプロパノール、n−ヘキサノール等の分子量300以下のモノアルコールが挙げられる。
Moreover, as a low molecular weight polyol which can be used when manufacturing the said polyurethane resin (A), the thing similar to what was described as a specific example of the low molecular weight polyol which can be used when manufacturing the said polyester polyol is used. Can be mentioned.
Furthermore, monoalcohol may be used in combination as long as the cohesive force of the polyurethane resin (A) is not inhibited. Illustrative examples of monoalcohols include monoalcohols having a molecular weight of 300 or less, such as methanol, ethanol, n-butanol, isopropanol, and n-hexanol.
前記したようにポリウレタン樹脂(A)を製造するにあたって、予めイソシアネート基を含有するプレポリマーを製造し、これにポリアミンを反応させて鎖伸長させて高分子量化したり、あるいは、ポリアミンとポリイソシアネートとを反応させる方法を採用することができるが、この際、ポリアミンとしては下記に例示するような分子量300以下のポリアミンを使用することができる。 As described above, in producing the polyurethane resin (A), a prepolymer containing an isocyanate group is produced in advance, and this is reacted with a polyamine to cause chain elongation to increase the molecular weight. Alternatively, a polyamine and a polyisocyanate are combined. Although the method of making it react can be employ | adopted, the polyamine of molecular weight 300 or less which is illustrated below as a polyamine at this time can be used.
すなわち、1,2−ジアミノエタン、1,2−又は1,3−ジアミノプロパン、1,2−又は1,3−ないしは1,4−ジアミノブタン、1,5−ジアミノペンタン、1,6−ジアミノヘキサン、ピペラジン、N,N’−ビス−(2−アミノエチル)ピペラジン、1−アミノ−3−アミノメチル−3,5,5−トリメチル−シクロヘキサン(イソホロンジアミン)、ビス−(4−アミノシクロヘキシル)メタン、ビス−(4−アミノ−3−ブチルシクロヘキシル)メタン、1,2−、1,3−若しくは1,4−ジアミノシクロヘキサン又は1,3−ジアミノプロパン等のジアミン類、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン等のポリアミン、更にはヒドラジン、又はアジピン酸ジヒドラジド等のヒドラジン誘導体、N−(2−スルホエチル)エチレンジアミンの金属塩や2−(β−アミノアルキル−アミノプロピオンアミド)−アルカンスルホン酸塩等のジアミノスルホネート等を使用することができる。 1,2-diaminoethane, 1,2- or 1,3-diaminopropane, 1,2- or 1,3- or 1,4-diaminobutane, 1,5-diaminopentane, 1,6-diamino Hexane, piperazine, N, N′-bis- (2-aminoethyl) piperazine, 1-amino-3-aminomethyl-3,5,5-trimethyl-cyclohexane (isophoronediamine), bis- (4-aminocyclohexyl) Diamines such as methane, bis- (4-amino-3-butylcyclohexyl) methane, 1,2-, 1,3- or 1,4-diaminocyclohexane or 1,3-diaminopropane, diethylenetriamine, triethylenetetramine, etc. Hydrazine derivatives such as hydrazine or adipic acid dihydrazide, N- (2-sulfoethyl) ester Metal salts of diamine and 2-(beta-amino alkyl - amino propionamide) - can be used diaminosulphonate such as alkane sulfonic acid salts.
更に、分子内にアミノ基とアルコール性の水酸基を併有するアミノアルコールも使用することができ、例えば、エタノールアミン、N−メチルジエタノールアミン、プロパノールアミン、N−メチルジイソプロパノールアミン、N−エチルジエチレンアミン、N−エチルジイソプロパノールアミン、アミノエチルエタノールアミン、ジエタノールアミン等が挙げられる。 Furthermore, amino alcohol having both an amino group and an alcoholic hydroxyl group in the molecule can also be used. For example, ethanolamine, N-methyldiethanolamine, propanolamine, N-methyldiisopropanolamine, N-ethyldiethyleneamine, N-ethyldiisopropanolamine, aminoethylethanolamine, diethanolamine and the like can be mentioned.
前記ポリアミンとしては、耐久性を阻害しないためにも官能基(アミノ基)数が2以上のものを使用することが好ましく、この場合に官能基数が2以上のポリアミンを単独使用してもよく、あるいは2種類以上を併用し平均官能基数を2以上にして使用してもよい。
前記イソシアネート基を含有するプレポリマーを鎖伸長させて高分子量化する場合、ポリアミンの使用量としては、イソシアネート基に対して、好ましくは1.9当量比以下であり、より好ましくは0.5〜1.9等量比、最も好ましくは0.6〜1.0当量比の範囲である。かかる範囲で分子量300以下のポリアミンを使用し鎖伸長を行えば、好適な範囲に高分子量化が可能となり、優れた耐久性及び耐光性が発現できる。但し、ポリアミンを使用しない場合であってもよい。
As the polyamine, it is preferable to use one having two or more functional groups (amino groups) in order not to impair durability, and in this case, a polyamine having two or more functional groups may be used alone, Alternatively, two or more types may be used in combination, and the average number of functional groups may be 2 or more.
When the prepolymer containing an isocyanate group is chain-extended to increase the molecular weight, the amount of polyamine used is preferably 1.9 equivalent ratio or less, more preferably 0.5- 1.9 equivalence ratio, most preferably in the range of 0.6 to 1.0 equivalent ratio. If chain extension is performed using a polyamine having a molecular weight of 300 or less within such a range, the molecular weight can be increased within a suitable range, and excellent durability and light resistance can be exhibited. However, the case where polyamine is not used may be used.
前記したポリウレタン樹脂(A)を製造する方法においては、公知のポリイソシアネートを使用することができる。
例えば、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、1,12−ドデカメチレンジイソシアネート、シクロヘキサン−1,3−ないしは1,4−ジイソシアネート、1−イソシアナト−3−イソシアナトメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキサン(別名イソホロンジイソシアネート;IPDI)、ビス−(4−イソシアナトシクロヘキシル)メタン(別名水添MDI)、2−ないしは4−イソシアナトシクロヘキシル−2’−イソシアナトシクロヘキシルメタン、1,3−ないしは1,4−ビス−(イソシアナトメチル)−シクロヘキサン、ビス−(4−イソシアナト−3−メチルシクロヘキシル)メタン、1,3−ないしは1,4−α,α,α’α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネート、2,4−ないしは2,6−ジイソシアナトトルエン、2,2’−、2,4’−ないしは4,4’−ジイソシアナトジフェニルメタン(MDI)、1,5−ナフタレンジイソシアネート、p−ないしはm−フェニレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネートまたはジフェニル−4,4’−ジイソシアネートなどである。
これらの中でも、とりわけ機械的強度などの点を考慮する場合は芳香族ジイソシアネートの使用が望ましく、また、とりわけ耐久性や耐光性などの点を考慮する場合は、脂肪族ないしは脂環式ジイソシアネート化合物の使用が望ましい。
In the method for producing the polyurethane resin (A), a known polyisocyanate can be used.
For example, 1,4-tetramethylene diisocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate, 1,12-dodecamethylene diisocyanate, cyclohexane-1,3- or 1,4-diisocyanate, 1-isocyanato-3-isocyanatomethyl-3 , 5,5-trimethylcyclohexane (also known as isophorone diisocyanate; IPDI), bis- (4-isocyanatocyclohexyl) methane (also known as hydrogenated MDI), 2- or 4-isocyanatocyclohexyl-2'-isocyanatocyclohexylmethane, , 3- or 1,4-bis- (isocyanatomethyl) -cyclohexane, bis- (4-isocyanato-3-methylcyclohexyl) methane, 1,3- or 1,4-α, α, α'α'- Tetramethylxylylene diisocyanate 2,4- or 2,6-diisocyanatotoluene, 2,2'-, 2,4'- or 4,4'-diisocyanatodiphenylmethane (MDI), 1,5-naphthalene diisocyanate, p- or m -Phenylene diisocyanate, xylylene diisocyanate or diphenyl-4,4'-diisocyanate.
Among these, the use of aromatic diisocyanate is desirable particularly when considering the mechanical strength and the like, and when considering the durability and light resistance, the aliphatic or cycloaliphatic diisocyanate compound is particularly desirable. Use is desirable.
ポリウレタン樹脂(A)におけるイソシアネート基含有量は、8〜30重量%の範囲が好ましい。かかる範囲であれば、ウレタン分子の凝集力が好適な範囲となり、高い接着強度発現が可能となる。 The isocyanate group content in the polyurethane resin (A) is preferably in the range of 8 to 30% by weight. Within such a range, the cohesive strength of the urethane molecules is in a suitable range, and high adhesive strength can be expressed.
次に、本発明で使用する疎水性樹脂(B)について説明する。
前記疎水性樹脂(B)は、60℃以下の流出開始温度(X)と0〜50℃の結晶化温度(Y)とを有し、前記自己乳化性のポリウレタン樹脂(A)とともに水性媒体中に存在する分散粒子を構成するものである。
Next, the hydrophobic resin (B) used in the present invention will be described.
The hydrophobic resin (B) has an outflow start temperature (X) of 60 ° C. or less and a crystallization temperature (Y) of 0 to 50 ° C. in an aqueous medium together with the self-emulsifying polyurethane resin (A). Constitutes the dispersed particles present in.
疎水性樹脂(B)が60℃以下の流出開始温度(X)を有することにより、本発明のポリウレタン樹脂水分散体を接着剤あるいは水性プライマーコート剤として使用した場合に、比較的低温度条件(例えば、50〜70℃程度)での乾燥工程においても、低い流出開始温度(X)を有する疎水性樹脂(B)により該接着剤が可塑化されるため該接着剤を迅速に溶融させることができる。 Since the hydrophobic resin (B) has an outflow start temperature (X) of 60 ° C. or less, when the polyurethane resin aqueous dispersion of the present invention is used as an adhesive or an aqueous primer coating agent, a relatively low temperature condition ( For example, in the drying step at about 50 to 70 ° C., the adhesive is plasticized by the hydrophobic resin (B) having a low outflow start temperature (X), so that the adhesive can be rapidly melted. it can.
また、疎水性樹脂(B)が0〜50℃の結晶化温度(Y)を有することにより、本発明のポリウレタン樹脂水分散体を接着剤あるいは水性プライマーコート剤として使用した場合に、前記接着剤あるいは前記水性プライマーコート剤が塗布された基材を比較的低温度条件(例えば、50〜70℃程度)で乾燥させた後、貼り合わせを行った際、樹脂の結晶化速度が速くなるため、貼り合わせ直後から高い接着強度の発現が可能になる。 Moreover, when the hydrophobic resin (B) has a crystallization temperature (Y) of 0 to 50 ° C., when the polyurethane resin aqueous dispersion of the present invention is used as an adhesive or an aqueous primer coating agent, the adhesive Or, after drying the substrate coated with the aqueous primer coating agent at a relatively low temperature condition (for example, about 50 to 70 ° C.) and then performing bonding, the resin crystallization speed is increased, High adhesive strength can be expressed immediately after bonding.
なお、実際に樹脂が溶融状態から降温される際に結晶化する温度は、主として降温速度等の条件によって変動するものである。すなわち、疎水性樹脂(B)が有する結晶化温度(Y)が室温以下であっても、当該結晶化温度(Y)は、前記した特定の測定条件において結晶化する温度であり、実際に接着剤が使用される環境においては室温以上の温度においても十分に結晶化することは起こり得る。 Note that the temperature at which the resin is crystallized when the temperature is actually lowered from the molten state varies mainly depending on conditions such as the temperature drop rate. That is, even if the crystallization temperature (Y) of the hydrophobic resin (B) is not more than room temperature, the crystallization temperature (Y) is a temperature at which crystallization occurs under the specific measurement conditions described above, and is actually bonded. In the environment where the agent is used, sufficient crystallization can occur even at a temperature above room temperature.
本発明で使用する疎水性樹脂(B)は、親水性基や親水性構成単位を有さないか、あるいはそれらの含有量が小さい樹脂であって、具体的には、1)イオン性基の含有量が50mmol/kg以下、2)繰り返し単位が5以上のエチレンオキシド〔(CH2CH2O)n;n≧5〕構成単位の含有量が5重量%以下、の両方の条件を満足する樹脂であることが好ましい。
かかる条件を満足すれば、水との親和性が低くなり、本発明のポリウレタン樹脂水分散体の耐水性を低下させることがない。
The hydrophobic resin (B) used in the present invention is a resin which does not have a hydrophilic group or a hydrophilic structural unit or has a small content thereof. Specifically, 1) an ionic group Resin satisfying both conditions of content of 50 mmol / kg or less, 2) ethylene oxide [(CH 2 CH 2 O) n ; n ≧ 5] structural unit content of 5% by weight or less It is preferable that
If these conditions are satisfied, the affinity with water will be low, and the water resistance of the polyurethane resin aqueous dispersion of the present invention will not be reduced.
また、疎水性樹脂(B)は、1000〜20,000の範囲の数平均分子量を有することが好ましく、2,000〜16,000の範囲の数平均分子量を有することがより好ましい。
疎水性樹脂(B)が有する数平均分子量及び流出開始温度(X)が前記範囲であれば、比較的低温度条件(例えば、50〜70℃程度)での乾燥工程で皮膜が十分溶融し、且つ樹脂の凝集力を適度に緩和でき、適度なタックタイムと優れた接着強度及び耐熱性を得ることが可能となる。
The hydrophobic resin (B) preferably has a number average molecular weight in the range of 1000 to 20,000, and more preferably has a number average molecular weight in the range of 2,000 to 16,000.
If the number average molecular weight and the outflow start temperature (X) of the hydrophobic resin (B) are within the above ranges, the coating is sufficiently melted in the drying step under relatively low temperature conditions (for example, about 50 to 70 ° C.), In addition, the cohesive force of the resin can be moderately moderated, and an appropriate tack time, excellent adhesive strength and heat resistance can be obtained.
なお、本明細書でいう数平均分子量(Mn)なる技術用語とは、溶離液としてテトラヒドロフラン(THF)を使用し、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)にて測定し、標準ポリスチレンを使用して作成した検量線から求めた数値を意味するものである。 In addition, the technical term “number average molecular weight (Mn)” used in the present specification is prepared using tetrahydrofuran (THF) as an eluent, measured by gel permeation chromatography (GPC), and using standard polystyrene. It means the value obtained from the calibration curve.
本発明で使用する疎水性樹脂(B)としては、60℃以下の流出開始温度(X)と0〜50℃の結晶化温度(Y)とを有する疎水性の樹脂を使用することができるが、なかでも本発明の効果をより良好に奏させるためには、脂肪族ポリエステル樹脂、脂肪族ポリカーボネート樹脂、及びポリウレタン樹脂からなる群より選ばれる少なくとも一種の実質的に直鎖状の疎水性樹脂を使用することが好ましい。 As the hydrophobic resin (B) used in the present invention, a hydrophobic resin having an outflow start temperature (X) of 60 ° C. or less and a crystallization temperature (Y) of 0 to 50 ° C. can be used. In order to achieve the effects of the present invention more particularly, at least one substantially linear hydrophobic resin selected from the group consisting of aliphatic polyester resins, aliphatic polycarbonate resins, and polyurethane resins is used. It is preferable to use it.
これらの中でも、とりわけ良好な接着性と幅広い用途への適用性などの観点から、疎水性樹脂(B)として脂肪族ポリエステル樹脂(B−PE)及びポリウレタン樹脂(B−PU)が好ましく、より好ましくはポリウレタン樹脂(B−PU)を単独で使用することで、本発明のポリウレタン樹脂水分散体を接着剤あるいは水性プライマーコート剤として使用した場合に、最も高い凝集力を得ることができ、結果として高い接着強度の発現が可能となるため好適である。 Among these, aliphatic polyester resin (B-PE) and polyurethane resin (B-PU) are preferable as hydrophobic resin (B), more preferably, from the viewpoint of particularly good adhesiveness and applicability to a wide range of uses. Can use the polyurethane resin (B-PU) alone, and when the polyurethane resin aqueous dispersion of the present invention is used as an adhesive or an aqueous primer coating agent, the highest cohesion can be obtained. This is preferable because high adhesive strength can be expressed.
前記疎水性樹脂(B)としての脂肪族ポリエステル樹脂としては、炭素数2〜10の直鎖状の脂肪族ジカルボン酸及びε−カプロラクトンから選ばれる少なくとも1種のカルボン酸(b−1)と、炭素数2〜6の直鎖状の脂肪族ジオール(b−2)とを必須成分として、公知の手法により反応させて得られる、実質的に直鎖状の脂肪族ポリエステル樹脂(B−PE)が好ましい。 As the aliphatic polyester resin as the hydrophobic resin (B), at least one carboxylic acid (b-1) selected from linear aliphatic dicarboxylic acids having 2 to 10 carbon atoms and ε-caprolactone, A substantially linear aliphatic polyester resin (B-PE) obtained by reacting with a linear aliphatic diol (b-2) having 2 to 6 carbon atoms as an essential component by a known method. Is preferred.
前記カルボン酸(b−1)としては、コハク酸、無水コハク酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸に代表される直鎖状(側鎖を有さない。)の脂肪族ジカルボン酸、さらに、環状エステルとしてε−カプロラクトンを使用することができる。これらカルボン酸は単独使用でもよく2種類以上を併用してもよい。
かかるカルボン酸(b−1)の使用量は、ポリエステル樹脂を製造する際に使用する全ポリカルボン酸の80モル%以上であることが好ましく、90モル%以上であることがより好ましい。かかる範囲であれば脂肪族ポリエステル樹脂(B−PE)の結晶性が好適となり、結晶化に伴う接着物性の向上が可能となる。
Examples of the carboxylic acid (b-1) include succinic acid, succinic anhydride, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, and sebacic acid. In addition, ε-caprolactone can be used as the group dicarboxylic acid and cyclic ester. These carboxylic acids may be used alone or in combination of two or more.
The amount of the carboxylic acid (b-1) used is preferably 80 mol% or more, more preferably 90 mol% or more of the total polycarboxylic acid used when the polyester resin is produced. If it is this range, the crystallinity of aliphatic polyester resin (B-PE) will become suitable, and the adhesive physical property accompanying crystallization will be attained.
また、前記ジオール(b−2)としては、エチレングリコール、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、1,6−ヘキサンジオール、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等の脂肪族ジオールを使用することができ、これらは単独使用でもよく2種以上を併用してもよい。
ジオール(b−2)の使用量は、ポリエステル樹脂を製造する際に使用する全ポリオールの80モル%以上であることが好ましく、90モル%以上であることがより好ましい。かかる範囲であれば脂肪族ポリエステル樹脂(B−PE)の結晶性が好適となり、結晶化速度の向上が可能となる。
Examples of the diol (b-2) include ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetra Aliphatic diols such as ethylene glycol can be used, and these may be used alone or in combination of two or more.
The amount of the diol (b-2) used is preferably 80 mol% or more, more preferably 90 mol% or more of the total polyol used when the polyester resin is produced. If it is this range, the crystallinity of aliphatic polyester resin (B-PE) will become suitable, and the improvement of the crystallization speed | rate will be attained.
また、脂肪族ポリエステル樹脂(B−PE)の分子量及び流出開始温度を制御するには、カルボン酸(b−1)とジオール(b−2)との使用比率を、モル比でカルボン酸(b−1):ジオール(b−2)=1:1.02〜1:1.3のジオール過剰系、或いはカルボン酸(b−1):ジオール(b−2)=1.02:1〜1.3:1のカルボン酸過剰系で反応させることにより調整することが望ましい。また、炭素数1〜20のモノアルコール、及び炭素数1〜20のモノアルコールにてブロック化されたポリエーテルモノオールを脂肪族ポリエステル樹脂(B−PE)製造時に使用することで分子量及び流出開始温度を制御することもできる。
かかる分子量及び流出開始温度の範囲であれば、本発明のポリウレタン樹脂水性分散体を構成する分散粒子中の樹脂の熱溶融性が高められ接着直後の初期接着性が良好になり、更に貼り合わせ後では結晶化に伴う接着物性の向上が可能となる。
Moreover, in order to control the molecular weight and outflow start temperature of the aliphatic polyester resin (B-PE), the use ratio of the carboxylic acid (b-1) and the diol (b-2) is changed to the carboxylic acid (b -1): Diol (b-2) = 1: 1.02 to 1: 1.3 diol excess system, or carboxylic acid (b-1): diol (b-2) = 1.02: 1 to 1 It is desirable to adjust by reacting in a 3: 1 carboxylic acid excess system. Also, molecular weight and onset of spillage by using monoalcohol having 1 to 20 carbon atoms and polyether monool blocked with monoalcohol having 1 to 20 carbon atoms during the production of aliphatic polyester resin (B-PE) The temperature can also be controlled.
Within such molecular weight and outflow start temperature range, the thermal meltability of the resin in the dispersed particles constituting the polyurethane resin aqueous dispersion of the present invention is enhanced, and the initial adhesiveness immediately after adhesion is improved, and further after bonding. Then, it is possible to improve the adhesive properties accompanying crystallization.
疎水性樹脂(B)としての脂肪族ポリカーボネート樹脂としては、炭素数2〜6の直鎖状の脂肪族ジオール(b−3)とジメチルカーボネートに代表されるジアルキルカーボネート(b−4)とを、公知の手法により反応させて得られるもので、水酸基価10〜220、より好ましくは20〜150を有する、実質的に直鎖状の脂肪族ポリカーボネート樹脂(B−PC)が好ましい。
この際、前記炭素数2〜6の直鎖状の脂肪族ジオール(b−3)としては、例えばエチレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオールなどを使用することができる
As the aliphatic polycarbonate resin as the hydrophobic resin (B), a linear aliphatic diol (b-3) having 2 to 6 carbon atoms and a dialkyl carbonate (b-4) represented by dimethyl carbonate, A substantially linear aliphatic polycarbonate resin (B-PC) having a hydroxyl value of 10 to 220, more preferably 20 to 150, which is obtained by a known method, is preferred.
In this case, as the linear aliphatic diol (b-3) having 2 to 6 carbon atoms, for example, ethylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol and the like can be used.
前記ジアルキルカーボネート(b−4)に対して過剰量の前記直鎖状の脂肪族ジオール(b−3)を反応させることにより、分子末端に水酸基を有する脂肪族ポリカーボネート樹脂(B−PC)とすることで、分子量及び流出開始温度を制御することが可能となる。かかる範囲であれば、本発明のポリウレタン樹脂水性分散体を構成する分散粒子中の樹脂の熱溶融性が高められ接着直後の初期接着性が良好になり、更に貼り合わせ後では結晶化に伴う接着物性の向上が可能となる。 By reacting an excess amount of the linear aliphatic diol (b-3) with the dialkyl carbonate (b-4), an aliphatic polycarbonate resin (B-PC) having a hydroxyl group at the molecular end is obtained. Thus, the molecular weight and the outflow start temperature can be controlled. Within such a range, the heat melting property of the resin in the dispersed particles constituting the polyurethane resin aqueous dispersion of the present invention is improved, and the initial adhesiveness immediately after the adhesion is improved. The physical properties can be improved.
本発明で使用する疎水性樹脂(B)としてのポリウレタン樹脂(B−PU)は、公知の手法により、直鎖状の脂肪族ポリオール(b−5)とジイソシアネート(b−6)とを必須成分として、公知の手法により反応させて得られる実質的に直鎖状のポリウレタン樹脂(B−PU)が好ましい。
前記直鎖状の脂肪族ポリオール(b−5)としては、直鎖状の脂肪族ポリエステルポリオールや前記分子末端に水酸基を有する直鎖状の脂肪族ポリカーボネート樹脂(B−PC)を使用することができる。
The polyurethane resin (B-PU) as the hydrophobic resin (B) used in the present invention comprises a linear aliphatic polyol (b-5) and a diisocyanate (b-6) as essential components by a known method. As a preferred example, a substantially linear polyurethane resin (B-PU) obtained by reacting by a known method is preferable.
As the linear aliphatic polyol (b-5), a linear aliphatic polyester polyol or a linear aliphatic polycarbonate resin (B-PC) having a hydroxyl group at the molecular end may be used. it can.
前記脂肪族ポリオール(b−5)としての直鎖状の脂肪族ポリエステルポリオールは、前記カルボン酸(b−1)と前記ジオール(b−2)とを必須成分として、公知の手法により反応させて得られるポリエステルポリオールを使用することができる。
この際、前記カルボン酸(b−1)の使用量は、前記直鎖状の脂肪族ポリエステルポリオールを製造する際に使用する全ポリカルボン酸の80モル%以上であることが好ましく、90モル%以上であることがより好ましい。また、前記ジオール(b−2)の使用量は、前記直鎖状の脂肪族ポリエステルポリオールを製造する際に使用する全ポリオールの80モル%以上であることが好ましく、90モル%以上であることがより好ましい。かかる範囲であれば、直鎖状の脂肪族ポリエステルポリオールの結晶性が好適となり、得られるポリウレタン樹脂(B−PU)の結晶性もまた好適なものとすることができる。
The linear aliphatic polyester polyol as the aliphatic polyol (b-5) is obtained by reacting the carboxylic acid (b-1) and the diol (b-2) as essential components by a known method. The resulting polyester polyol can be used.
At this time, the amount of the carboxylic acid (b-1) used is preferably 80 mol% or more of the total polycarboxylic acid used in producing the linear aliphatic polyester polyol, and is 90 mol%. More preferably. Moreover, it is preferable that the usage-amount of the said diol (b-2) is 80 mol% or more of all the polyols used when manufacturing the said linear aliphatic polyester polyol, and is 90 mol% or more. Is more preferable. If it is this range, the crystallinity of a linear aliphatic polyester polyol will become suitable, and the crystallinity of the obtained polyurethane resin (B-PU) can also be made suitable.
また前記ジイソシアネート(b−6)としては、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、1,12−ドデカメチレンジイソシアネート、2,4−ジイソシアナトトルエン、2,2’−、2,4’−又は4,4’−ジイソシアナトジフェニルメタン(MDI)などを使用することができる。 Examples of the diisocyanate (b-6) include 1,4-tetramethylene diisocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate, 1,12-dodecamethylene diisocyanate, 2,4-diisocyanatotoluene, 2,2′-, 2,4′- or 4,4′-diisocyanatodiphenylmethane (MDI) or the like can be used.
ポリウレタン樹脂(B−PU)を製造する際には、前記脂肪族ポリオール(b−5)を60〜95重量%、前記ジイソシアネート(b−6)を5〜20重量%の配合比で反応させることが好ましい。かかる配合比で反応させれば、ポリウレタン樹脂の結晶性が好適となり、結晶化速度の向上が可能となる。
また、ポリウレタン樹脂(B−PU)を製造する際には、前記脂肪族ポリオール(b−5)、前記ジイソシアネート(b−6)以外の公知公用のポリオール、ポリイソシアネート、ポリアミン、アミノアルコールを使用することもできる。
When producing a polyurethane resin (B-PU), the aliphatic polyol (b-5) is reacted at a blending ratio of 60 to 95% by weight and the diisocyanate (b-6) at a blending ratio of 5 to 20% by weight. Is preferred. When the reaction is carried out at such a blending ratio, the crystallinity of the polyurethane resin becomes suitable, and the crystallization speed can be improved.
Moreover, when manufacturing a polyurethane resin (B-PU), well-known and publicly used polyols other than the said aliphatic polyol (b-5) and the said diisocyanate (b-6), polyisocyanate, polyamine, and amino alcohol are used. You can also
また、ポリウレタン樹脂(B−PU)を製造する際に、炭素数1〜20のモノアルコール、及び炭素数1〜20のモノアルコールにてブロック化されたポリエーテルモノオールを使用することで、ポリウレタン樹脂(B−PU)が有する分子量及び流出開始温度を制御することができる。 Moreover, when manufacturing a polyurethane resin (B-PU), polyurethane is obtained by using a monoalcohol having 1 to 20 carbon atoms and a polyether monool blocked with a monoalcohol having 1 to 20 carbon atoms. The molecular weight and the outflow start temperature of the resin (B-PU) can be controlled.
また、イソシアネート基/活性水素原子含有基との当量比において、イソシアネート基/活性水素原子含有基=1未満(活性水素原子含有基がイソシアネート基に対し過剰。)の条件で反応させることにより、分子量及び流出開始温度を制御することができる。
かかるポリウレタン樹脂(B−PU)を使用することで、本発明のポリウレタン樹脂水性分散体を構成する分散粒子中の樹脂の熱溶融性が高められ接着直後の初期接着性が良好になり、更に貼り合わせ後ではポリウレタン樹脂の結晶化に伴う接着物性の向上が可能となる。
In addition, in the equivalent ratio of isocyanate group / active hydrogen atom-containing group, the molecular weight is obtained by reacting under the condition of isocyanate group / active hydrogen atom-containing group = 1 (less than the active hydrogen atom-containing group is more than the isocyanate group). And the outflow start temperature can be controlled.
By using such a polyurethane resin (B-PU), the thermal meltability of the resin in the dispersed particles constituting the polyurethane resin aqueous dispersion of the present invention is enhanced, the initial adhesiveness immediately after adhesion is improved, After the combination, it is possible to improve the adhesive properties accompanying the crystallization of the polyurethane resin.
また、疎水性樹脂(B)としてポリウレタン樹脂(B−PU)を使用する場合、基本的にはイソシアネート基が残存しないポリウレタン樹脂を使用することが、本発明のポリウレタン樹脂水性分散体が有する優れた性能をより効果的に発揮させることができることから好ましいが、製造時点で残存する若干のイソシアネート基を含むポリウレタン樹脂を使用することもできる。 Further, when the polyurethane resin (B-PU) is used as the hydrophobic resin (B), the use of the polyurethane resin in which the isocyanate group does not remain basically means that the aqueous polyurethane resin dispersion of the present invention has excellent Although it is preferable because performance can be exhibited more effectively, a polyurethane resin containing some isocyanate groups remaining at the time of production can also be used.
次に、本発明のポリウレタン樹脂水性分散体の製造方法について説明する。
本発明のポリウレタン樹脂水性分散体は、公知の種々の手法を組み合わせて製造することができる。
例えば、ポリイソシアネートとカルボキシル基及び/又はスルホン酸基を有するポリオールとを反応させてアニオン性基を有するポリウレタン樹脂(A)を製造し、得られたポリウレタン樹脂(A)と、予め溶融させた疎水性樹脂(B)を混合して均一に溶融した後、中和を行い、水或いは乳化剤を含む水溶液を該混合物中に加え乳化分散を行う方法、
Next, the manufacturing method of the polyurethane resin aqueous dispersion of this invention is demonstrated.
The aqueous polyurethane resin dispersion of the present invention can be produced by combining various known methods.
For example, a polyurethane resin (A) having an anionic group is produced by reacting a polyisocyanate with a polyol having a carboxyl group and / or a sulfonic acid group, and the obtained polyurethane resin (A) and a previously melted hydrophobic resin A method in which the water-soluble resin (B) is mixed and uniformly melted, then neutralized, and water or an aqueous solution containing an emulsifier is added to the mixture for emulsification and dispersion.
ポリイソシアネートとカルボキシル基及び/又はスルホン酸基を有するポリオールとを、ポリオールが有する水酸基に対して、ポリイソシアネートが有するイソシアネート基が過剰となる条件で反応させてイソシアネート基を含有するプレポリマーを製造し、得られたプレポリマーと、予め溶融させた疎水性樹脂(B)を混合した後、該混合物を中和し、水又は乳化剤を含む水溶液を該混合物中に加え乳化分散を行い、該乳化分散液中にポリアミンを加えて前記プレポリマーを鎖伸長(高分子量化)させる(ポリウレタン樹脂(A)が生成する。)方法、 A polyisocyanate and a polyol having a carboxyl group and / or a sulfonic acid group are reacted with a hydroxyl group of the polyol under a condition that the isocyanate group of the polyisocyanate is excessive to produce a prepolymer containing an isocyanate group. The obtained prepolymer and the previously melted hydrophobic resin (B) are mixed, then the mixture is neutralized, and water or an aqueous solution containing an emulsifier is added to the mixture for emulsification and dispersion. A method in which a polyamine is added to the liquid to cause chain elongation (high molecular weight) of the prepolymer (a polyurethane resin (A) is produced);
ポリイソシアネートとポリオールとを、ポリオールが有する水酸基に対して、ポリイソシアネートが有するイソシアネート基が過剰となる条件で反応させてイソシアネート基を含有するプレポリマーを製造し、アニオン性基を有するポリアミンを用いて鎖伸長を行いポリウレタン樹脂(A)を製造し、次いで得られたポリウレタン樹脂(A)と、予め溶融させた疎水性樹脂(B)とを混合後、水或いは乳化剤を含む水溶液を該混合物中に加え乳化分散を行う方法、などが挙げられる。 Using a polyamine having an anionic group, a polyisocyanate and a polyol are reacted with a hydroxyl group of the polyol under a condition in which the isocyanate group of the polyisocyanate is excessive to produce an isocyanate group-containing prepolymer. Polyurethane resin (A) is produced by chain extension, and then the obtained polyurethane resin (A) and the previously melted hydrophobic resin (B) are mixed, and then water or an aqueous solution containing an emulsifier is added to the mixture. In addition, a method of emulsifying and dispersing can be mentioned.
前記、本発明のポリウレタン樹脂水性分散体の製造方法について、より具体的な例を示して説明する。 The method for producing the aqueous polyurethane resin dispersion of the present invention will be described with reference to more specific examples.
<ポリウレタン樹脂水性分散体の製造方法の例−1>
分子内に活性水素原子含有基を含まない有機溶剤中で、通常好ましくは30〜150℃、より好ましくは50〜120℃の条件下で、有機ポリイソシアネートとポリオールをイソシアネート基(以下NCO基と略記)と水酸基(以下OH基と略記)との当量比が、通常好ましくはNCO基:OH基=(3〜1):1、より好ましくは(2〜1):1の範囲で、ワンショット法或いは多段法により、NCO基が残存するプレポリマーとする。
この際、ポリオール原料としてカルボキシル基及び/又はスルホン酸基を含むポリオールを使用することでアニオン性基を有するプレポリマーを得ることができる。得られたプレポリマーと、予め溶融した疎水性樹脂(B)を混合して均一に溶融する。特に親水基を含有するプレポリマーと疎水性樹脂(B)を混合した際、NCO基と疎水性樹脂の活性水素原子含有基が反応しないように60℃以下に保つことが重要である。
<Example 1 of Production Method of Polyurethane Resin Aqueous Dispersion>
In an organic solvent that does not contain an active hydrogen atom-containing group in the molecule, the organic polyisocyanate and the polyol are generally referred to as an isocyanate group (hereinafter abbreviated as NCO group) under the conditions of preferably 30 to 150 ° C., more preferably 50 to 120 ° C. ) And a hydroxyl group (hereinafter abbreviated as OH group), preferably within a range of preferably NCO group: OH group = (3-1): 1, more preferably (2-1): 1. Or it is set as the prepolymer by which a NCO group remains by a multistage method.
Under the present circumstances, the prepolymer which has an anionic group can be obtained by using the polyol containing a carboxyl group and / or a sulfonic acid group as a polyol raw material. The obtained prepolymer and the previously melted hydrophobic resin (B) are mixed and melted uniformly. In particular, when the prepolymer containing a hydrophilic group and the hydrophobic resin (B) are mixed, it is important to keep the temperature at 60 ° C. or lower so that the NCO group and the active hydrogen atom-containing group of the hydrophobic resin do not react.
次いで該混合物を中和して後、水或いは乳化剤を含む水溶液を該混合物中に滴下または分割投入することにより乳化分散を行う。この際、水との副反応を抑制するために60℃以下で乳化を行うことが重要である。 Next, after neutralizing the mixture, water or an aqueous solution containing an emulsifier is added dropwise or divided into the mixture for emulsification and dispersion. At this time, it is important to emulsify at 60 ° C. or lower in order to suppress side reactions with water.
次いで得られたNCO基が残存する乳化分散液中にアミン化合物を含む水溶液を加えることにより鎖伸長(高分子量化)を行う。この際、プレポリマーの残存NCO基に対し、アミン基(以下NH基と略記)が当量比として、通常好ましくはNCO基:NH基=1:(0.5〜1.2)、より好ましくは1:(0.5〜1.0)で行うことにより、高分子量化が可能となり耐久性が向上する。
また、得られた乳化分散液を必要に応じて脱溶剤することで、より有害性の少ない水性分散体を得ることができる。
Next, chain elongation (high molecular weight) is performed by adding an aqueous solution containing an amine compound to the obtained emulsion dispersion in which the NCO groups remain. At this time, the amine group (hereinafter abbreviated as NH group) is equivalent to the remaining NCO group of the prepolymer, and usually preferably NCO group: NH group = 1: (0.5 to 1.2), more preferably 1: By carrying out at (0.5-1.0), high molecular weight becomes possible and durability improves.
Further, by removing the obtained emulsified dispersion as necessary, an aqueous dispersion with less harmfulness can be obtained.
<ポリウレタン樹脂水性分散体の製造方法の例−2>
有機ポリイソシアネートとポリオールをNCO基とOH基との当量比が、通常好ましくはNCO基:OH基=(3〜1):1、より好ましくは(2〜1):1の範囲で、ワンショット法或いは多段法により、有機溶剤を含まないNCO基が残存するプレポリマーとする。プレポリマー化が終了した後、アセトンを加えてプレポリマー溶液とする。この溶液にジアミノスルホネート化合物(スルホン酸塩基を含むジアミン)を用いて鎖伸長を行う。次いで得られたポリウレタン樹脂溶液と、予め溶融した疎水性樹脂(B)とを混合した後、水或いは乳化剤を含む水溶液を該混合物中に滴下または分割投入することにより乳化分散を行う。次いで得られた乳化分散液を必要に応じて脱溶剤することで、より有害性の少ない水性分散体を得ることができる。
<Example-2 of production method of aqueous polyurethane resin dispersion>
One shot of the organic polyisocyanate and polyol in an equivalent ratio of NCO group and OH group is usually preferably NCO group: OH group = (3-1): 1, more preferably (2-1): 1. By the method or the multistage method, a prepolymer having no organic solvent and having NCO groups remaining is obtained. After the prepolymerization is completed, acetone is added to obtain a prepolymer solution. The solution is subjected to chain extension using a diaminosulfonate compound (a diamine containing a sulfonate group). Next, the obtained polyurethane resin solution and the previously melted hydrophobic resin (B) are mixed, and then water or an aqueous solution containing an emulsifier is dropped or divided into the mixture to carry out emulsification dispersion. Next, by removing the solvent of the obtained emulsified dispersion as necessary, an aqueous dispersion with less harmfulness can be obtained.
<ポリウレタン樹脂水性分散体の製造方法の例−3>
分子内に活性水素原子含有基を含まない有機溶剤中で、通常好ましくは30〜150℃、より好ましくは50〜120℃の条件下で、有機ポリイソシアネートとポリオールをNCO基とOH基との当量比が、通常好ましくはNCO基:OH基=(1.1〜0.9):1、より好ましくは(1.05〜1):1の範囲で、ワンショット法或いは多段法により、残存するNCO基が無くなるまで反応させ、ポリウレタン樹脂溶液とする。この際、ポリオール原料としてカルボキシル基及び/又はスルホン酸基を含むポリオールを使用することでアニオン性基を含有するポリウレタン樹脂を得ることができる。得られたポリウレタン樹脂(A)と、予め溶融した疎水性樹脂(B)を混合して均一に溶融した後中和を行い、水或いは乳化剤を含む水溶液を該混合物中に滴下または分割投入することにより乳化分散を行う。次いで得られた乳化分散液を必要に応じて脱溶剤することで、より有害性の少ない水性分散体を得ることができる。
<Example-3 of production method of aqueous polyurethane resin dispersion>
In an organic solvent that does not contain an active hydrogen atom-containing group in the molecule, the organic polyisocyanate and the polyol are equivalent to NCO groups and OH groups under the conditions of preferably 30 to 150 ° C., more preferably 50 to 120 ° C. The ratio is usually NCO group: OH group = (1.1 to 0.9): 1, more preferably (1.05 to 1): 1, and it remains by the one-shot method or multistage method. It is made to react until NCO group is lost, and it is set as a polyurethane resin solution. Under the present circumstances, the polyurethane resin containing an anionic group can be obtained by using the polyol containing a carboxyl group and / or a sulfonic acid group as a polyol raw material. The obtained polyurethane resin (A) and the previously melted hydrophobic resin (B) are mixed and uniformly melted and then neutralized, and water or an aqueous solution containing an emulsifier is dropped or dividedly added to the mixture. To emulsify and disperse. Next, by removing the solvent of the obtained emulsified dispersion as necessary, an aqueous dispersion with less harmfulness can be obtained.
本発明で使用するポリウレタン樹脂(A)と疎水性樹脂(B)の割合は、重量比で、ポリウレタン樹脂(A)/疎水性樹脂(B)=99/1〜50/50,好ましくは95/5〜50/50の範囲である。ポリウレタン樹脂(A)と疎水性樹脂(B)の割合がかかる範囲であれば、水分散性を損なうことなく安定な粒子形成が可能となり、更に樹脂の凝集力が好適な範囲となり、低温で加工を行ったときの初期接着性が向上する。 The ratio of the polyurethane resin (A) to the hydrophobic resin (B) used in the present invention is, by weight ratio, polyurethane resin (A) / hydrophobic resin (B) = 99/1 to 50/50, preferably 95 / It is in the range of 5-50 / 50. If the ratio of the polyurethane resin (A) to the hydrophobic resin (B) is within such a range, stable particle formation is possible without impairing water dispersibility, and the cohesive strength of the resin is within a suitable range, so that processing can be performed at a low temperature. The initial adhesiveness when performing is improved.
前記本発明のポリウレタン樹脂水性分散体を製造する際に使用する有機溶剤としては、乳化時の微粒子形成、及び脱溶剤後のポリウレタン樹脂水性分散体中に含まれる残留溶剤を除去することを考慮すると、沸点150℃以下の有機溶剤を使用することが好ましい。 As an organic solvent used when producing the polyurethane resin aqueous dispersion of the present invention, considering the formation of fine particles during emulsification and removal of the residual solvent contained in the polyurethane resin aqueous dispersion after desolvation. It is preferable to use an organic solvent having a boiling point of 150 ° C. or lower.
前記沸点150℃以下の有機溶媒を例示すると、ベンゼン、トルエン、酢酸エチル、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、酢酸メチル、アセトニトリル、クロロホルム、塩化メチレン、四塩化炭素、1,2−ジクロルエタン、1,1,2−トリクロルエタン、テトラクロルエチレン等が挙げられ、これらは単独使用でもよく混合溶媒でもよい。この中でポリウレタン樹脂に対する溶解性の高い溶媒として、特にアセトン、メチルエチルケトンを用いることは好適である。更に乳化分散性を高める目的で、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール溶剤を高分子量化を阻害しない範囲で乳化分散時に使用しても構わない。
また、造膜助剤としてN−メチル−2−ピロリドン、エチルセロソルブ、n−ブチルセロソルブ、プロピレングリコールメチルエーテル等の溶剤を、使用するポリウレタン樹脂(A)と疎水性樹脂(B)の総量に対して50重量%以下の含有量で使用することができる。
Examples of the organic solvent having a boiling point of 150 ° C. or lower include benzene, toluene, ethyl acetate, acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ether, tetrahydrofuran, methyl acetate, acetonitrile, chloroform, methylene chloride, carbon tetrachloride, 1,2-dichloroethane, 1, 1,2-trichloroethane, tetrachloroethylene and the like may be mentioned, and these may be used alone or in a mixed solvent. Among them, it is particularly preferable to use acetone or methyl ethyl ketone as a solvent having high solubility in the polyurethane resin. Further, for the purpose of enhancing the emulsifying dispersibility, an alcohol solvent such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol or the like may be used at the time of emulsifying dispersion within a range that does not inhibit the increase in the molecular weight.
In addition, as a film forming aid, a solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone, ethyl cellosolve, n-butyl cellosolve, propylene glycol methyl ether is used with respect to the total amount of polyurethane resin (A) and hydrophobic resin (B) used. It can be used at a content of 50% by weight or less.
前記したように、本発明のポリウレタン樹脂水分散体を製造する際には乳化剤を使用することもできる。かかる乳化剤を例示すると、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコールエーテル型、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル型、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル型、ポリオキシエチレンラウレート型、ポリオキシエチレンアルキルエーテル型、ソルビタン誘導体型、ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル型等のノニオン系乳化剤、アルキルベンゼンスルホン酸塩型、ジアルキルサクシネートスルホン酸塩型等のアニオン系乳化剤、カチオン系乳化剤、及び両性イオン系乳化剤が挙げられる。 As described above, an emulsifier may be used when the polyurethane resin aqueous dispersion of the present invention is produced. Examples of such emulsifiers include polyoxyethylene polyoxypropylene glycol ether type, polyoxyethylene nonyl phenyl ether type, polyoxyethylene octyl phenyl ether type, polyoxyethylene laurate type, polyoxyethylene alkyl ether type, sorbitan derivative type, Nonionic emulsifiers such as polyoxyethylene polycyclic phenyl ether type, anionic emulsifiers such as alkylbenzene sulfonate type and dialkyl succinate sulfonate type, cationic emulsifiers, and zwitterionic emulsifiers.
これら乳化剤の中でもノニオン系乳化剤、及び/又はアニオン系乳化剤が好ましく、乳化剤の含有量はポリウレタン樹脂(A)に対して、好ましくは5重量%以下、更に好ましくは0.01〜5重量%である。かかる範囲内であれば、耐水性を損なうことなく安定な粒子形成が可能となる。これら乳化剤を使用する場合、乳化分散工程前のポリウレタン溶液、あるいはイソシアネート基が残存するプレポリマーに添加した後、乳化分散することが好ましいが、乳化分散工程終了後に添加しても構わない。 Among these emulsifiers, nonionic emulsifiers and / or anionic emulsifiers are preferable, and the content of the emulsifier is preferably 5% by weight or less, more preferably 0.01 to 5% by weight, based on the polyurethane resin (A). . Within such a range, stable particle formation is possible without impairing water resistance. When these emulsifiers are used, it is preferable to add them to the polyurethane solution before the emulsifying and dispersing step or the prepolymer in which the isocyanate groups remain, and then emulsify and disperse them, but they may be added after the end of the emulsifying and dispersing step.
本発明のポリウレタン樹脂水分散体において、特に浸透性、展延性等の塗布作業性などの優れた性能を実現するためには、乳化剤の含有量を調整することにより、本発明のポリウレタン樹脂水分散体の表面張力を40mN/m以下にすることが好ましい。 In the polyurethane resin aqueous dispersion of the present invention, in order to achieve particularly excellent performance such as coating workability such as permeability and spreadability, the polyurethane resin water dispersion of the present invention is adjusted by adjusting the content of the emulsifier. The surface tension of the body is preferably 40 mN / m or less.
前記表面張力を制御する目的で乳化剤を使用する場合、乳化剤の含有量としては使用するポリウレタン樹脂(A)と疎水性樹脂(B)の総量に対して、好ましくは0.1〜5.0重量%、より好ましくは0.1〜2.0重量%である。かかる範囲であれば耐水性を損なうことなく本発明のポリウレタン樹脂水分散体の表面張力を低下させることが可能となり、基材に対する濡れ性(レベリング性)及び浸透性が向上する。 When an emulsifier is used for the purpose of controlling the surface tension, the content of the emulsifier is preferably 0.1 to 5.0 weight based on the total amount of the polyurethane resin (A) and the hydrophobic resin (B) used. %, More preferably 0.1 to 2.0% by weight. If it is this range, it will become possible to reduce the surface tension of the polyurethane resin aqueous dispersion of this invention, without impairing water resistance, and the wettability (leveling property) and permeability with respect to a base material will improve.
本発明のポリウレタン樹脂水性分散体を製造する際に必要ならばウレタン化触媒を使用することができ、例えば、トリエチルアミン、トリエチレンジアミン、又はN−メチルモルホリン等の種々の含窒素化合物、酢酸カリウム、ステアリン酸亜鉛、又はオクチル酸錫等の種々の金属塩、ジブチルチンジラウレート等の種々の有機金属化合物などが挙げられる。 A urethanization catalyst can be used if necessary in producing the aqueous polyurethane resin dispersion of the present invention. For example, various nitrogen-containing compounds such as triethylamine, triethylenediamine, or N-methylmorpholine, potassium acetate, stearin Examples thereof include various metal salts such as zinc acid or tin octylate, and various organometallic compounds such as dibutyltin dilaurate.
本発明の水性接着剤及び水性プライマーコート剤は、前記した本発明のポリウレタン樹脂水性分散体を含有してなるものであり、本発明のポリウレタン樹脂水性分散体それ自体を単独でそれぞれ水性接着剤あるいは水性プライマーコート剤として使用することができる。また、同一設計のポリウレタン樹脂水性分散体を含有してなる組成物を、水性接着剤としても水性プライマーコート剤としても使用することもできる。 The aqueous adhesive and the aqueous primer coating agent of the present invention comprise the above-described aqueous polyurethane resin dispersion of the present invention, and the aqueous polyurethane resin dispersion of the present invention itself is an aqueous adhesive or It can be used as an aqueous primer coating agent. In addition, a composition comprising an aqueous polyurethane resin dispersion of the same design can be used as an aqueous adhesive or an aqueous primer coating agent.
本発明の水性接着剤及び水性プライマーコート剤は、前記本発明のポリウレタン樹脂水性分散体以外のポリウレタン樹脂水分散体、SBRラテックス樹脂やアクリルエマルジョンに代表されるポリウレタン樹脂以外の水性分散体を、〔ポリウレタン樹脂水性分散体の固形分/全固形分×100〕で表される比率で、好ましくは1〜100重量%の範囲で、より好ましくは50〜100重量%の範囲で併用しても構わない。 The aqueous adhesive and the aqueous primer coating agent of the present invention include an aqueous dispersion of a polyurethane resin other than the aqueous polyurethane resin dispersion of the present invention, an aqueous dispersion other than a polyurethane resin represented by an SBR latex resin and an acrylic emulsion, [ Polyurethane resin aqueous dispersion solid content / total solid content x 100], preferably in the range of 1 to 100% by weight, more preferably in the range of 50 to 100% by weight. .
更に、本発明のポリウレタン樹脂水性分散体の凝集性を阻害しない範囲で、通常の水性接着剤又は水性プライマーコート剤に使用される副資材及び添加剤、例えば、可塑剤、粘着付与剤(例えばロジン樹脂、ロジンエステル樹脂、テルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂、石油樹脂、クマロン樹脂等)、充填剤、顔料、増粘剤、消泡剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、難燃剤、防腐剤等を使用することも可能である。 Furthermore, auxiliary materials and additives used for ordinary aqueous adhesives or aqueous primer coating agents, such as plasticizers and tackifiers (for example, rosin), as long as they do not inhibit the cohesiveness of the aqueous polyurethane resin dispersion of the present invention. Resin, rosin ester resin, terpene resin, terpene phenol resin, petroleum resin, coumarone resin, etc.), fillers, pigments, thickeners, antifoaming agents, antioxidants, UV absorbers, flame retardants, preservatives, etc. It is also possible to do.
本発明のポリウレタン樹脂水性分散体はこのもの単独でも使用できるが、更に耐久性を向上させる目的で、アミノ樹脂、エポキシ化合物、アジリジン化合物、カルボジイミド化合物、オキサゾリン化合物、ポリイソシアネートのような2官能以上のものを架橋剤として使用することもできる。これらの中でもポリイソシアネートが好ましく、ポリウレタン樹脂固形分に対して、好ましくは50重量%以下で使用できる。 The aqueous polyurethane resin dispersion of the present invention can be used alone, but for the purpose of further improving the durability, it is a bifunctional or higher functional group such as an amino resin, an epoxy compound, an aziridine compound, a carbodiimide compound, an oxazoline compound, or a polyisocyanate. A thing can also be used as a crosslinking agent. Among these, polyisocyanate is preferable, and the polyisocyanate can be preferably used at 50% by weight or less based on the solid content of the polyurethane resin.
上記ポリイソシアネートの代表的なものを例示すると、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、4,4’−ジイソシアナトジフェニルメタン(MDI)、キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等の3量体からなるポリイソシアネート、又は該ポリイソシアネートとエチレングリコール、1,3−ブチレングリコール、1,4−ブチレングリコール、ポリオキシエチレングリコール、長鎖高級アルコール等の低分子活性水素化合物等からなるイソシアネート基末端の化合物が挙げられる。 Illustrative examples of the above polyisocyanates include 1,4-tetramethylene diisocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate, 4,4′-diisocyanatodiphenylmethane (MDI), xylylene diisocyanate, isophorone diisocyanate and the like. Isocyanate group consisting of polyisocyanate consisting of a monomer, or low molecular active hydrogen compounds such as polyisocyanate and ethylene glycol, 1,3-butylene glycol, 1,4-butylene glycol, polyoxyethylene glycol, long-chain higher alcohol, etc. Examples include terminal compounds.
本発明の水性接着剤は、接着強度、低温での加工条件(乾燥温度)、幅広い基材への接着性、耐熱性に優れ、ポリ塩化ビニル(PVC)等のプラスチック、皮革、ゴム、発泡体、繊維製品、金属、ガラス等に広範囲に用いられ有用である。
また、本発明の水性プライマーコート剤は、接着強度、耐熱性、基材への浸透性、レベリング性等に優れ、ポリ塩化ビニル(PVC)等のプラスチック、皮革、ゴム、発泡体、繊維製品、金属、ガラス等に広範囲に用いられ有用である。
The water-based adhesive of the present invention is excellent in adhesive strength, low-temperature processing conditions (drying temperature), adhesiveness to a wide range of substrates, heat resistance, polyvinyl chloride (PVC) and other plastics, leather, rubber, foam It is widely used for textile products, metals, glass, etc. and is useful.
Further, the aqueous primer coating agent of the present invention is excellent in adhesive strength, heat resistance, permeability to a substrate, leveling property, etc., plastic such as polyvinyl chloride (PVC), leather, rubber, foam, textiles, It is useful for a wide range of metals and glass.
以下、本発明を実施例により、一層、具体的に説明する。以下において、「部」及び「%」は特に断わりのない限り、全て重量基準であるものとする。
本発明のポリウレタン樹脂水性分散体に関する評価方法について、以下に説明する。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. In the following, “part” and “%” are all based on weight unless otherwise specified.
The evaluation method regarding the polyurethane resin aqueous dispersion of the present invention will be described below.
[初期接着性の評価方法]
2枚の基材にポリウレタン樹脂水性分散体からなる水性接着剤を刷毛にて塗布し、乾燥(50℃×6分)後、2枚の基材同士を貼り合わせ、更に、ゴムローラーで圧着した。1分後に手で接着面を剥離し、接着剤の凝集破壊の程度を目視観察して接着剤同士の食い込み状態から初期接着性の良否を以下の基準に従い評価した。
[Evaluation method of initial adhesiveness]
An aqueous adhesive comprising a polyurethane resin aqueous dispersion was applied to two substrates with a brush, dried (50 ° C. × 6 minutes), the two substrates were bonded together, and further pressed with a rubber roller. . After 1 minute, the adhesive surface was peeled by hand, the degree of cohesive failure of the adhesive was visually observed, and the quality of the initial adhesiveness was evaluated from the biting state of the adhesives according to the following criteria.
接着基材の種類:
1)ポリ塩化ビニル(PVC)シート
2)加硫ゴム(SBR)シート
Type of adhesive substrate:
1) Polyvinyl chloride (PVC) sheet 2) Vulcanized rubber (SBR) sheet
◎:剥離時に接着剤同士が糸を引きながら凝集破壊し、基材と接着剤との界面剥離がない状態。
○:剥離時に接着剤同士が糸を引きながら凝集破壊し、基材と接着剤との界面剥離が一部見られる状態。
△:剥離時に接着剤同士の糸引きがなく、基材と接着剤とが界面で剥離する。
×:抵抗感がなく容易に剥離する状態。
(Double-circle): The state where adhesives cohesively break while pulling the thread at the time of peeling, and there is no interface peeling between the base material and the adhesive.
○: A state in which the adhesives cohesively break while pulling the yarn during peeling, and a part of the interface peeling between the base material and the adhesive is observed.
(Triangle | delta): There is no stringing of adhesives at the time of peeling, and a base material and an adhesive peel at an interface.
X: The state which does not have a feeling of resistance and peels easily.
[レベリング性の評価方法]
上記と同様にして刷毛を用いて基材にポリウレタン樹脂水性分散体からなる水性接着剤を塗布し、以下の基準に従い、接着剤の液面の均一塗布性の良否を目視評価した。
[Leveling evaluation method]
In the same manner as described above, an aqueous adhesive made of an aqueous polyurethane resin dispersion was applied to a substrate using a brush, and the quality of the uniform application of the adhesive liquid surface was visually evaluated according to the following criteria.
◎:接着剤の液面が平滑。
○:接着剤の液面がほぼ平滑。
△:接着剤の液面の高さにムラがある。
×:接着剤の液面が平滑でなく、部分的にハジキがある。
A: The liquid surface of the adhesive is smooth.
○: The liquid surface of the adhesive is almost smooth.
Δ: Unevenness in the height of the liquid surface of the adhesive.
X: The liquid level of the adhesive is not smooth, and there is a partial repellency.
[刷毛塗り性の評価方法]
ポリウレタン樹脂水性分散体からなる水性接着剤を刷毛を用いて基材に塗布した際の接着剤の展延性の良否を、目視観察で以下の基準に従い評価した。
[Evaluation method of brush coatability]
The spreadability of the adhesive when an aqueous adhesive comprising a polyurethane resin aqueous dispersion was applied to a substrate using a brush was evaluated by visual observation according to the following criteria.
◎:軽く、均一に塗布ができる。
○:軽く、ほぼ均一に塗布ができる。
△:塗布が重く、均一な塗布が難しい。
×:塗布が重く、均一な塗布ができない。
A: Light and uniform application is possible.
○: Light and almost uniform application is possible.
Δ: Application is heavy and uniform application is difficult.
X: Application is heavy and uniform application is not possible.
[タックタイムの測定方法]
2枚の基材の両面にポリウレタン樹脂水性分散体からなる水性接着剤を塗布し、所定時間乾燥後、乾燥機から取り出し、1分、3分、5分、7.5分、及び10分の各時間後に2枚の基材を貼り合わせ、ゴムローラーで圧着した。室温下で1.5kgの荷重を吊るし、基材の標線間10cm、30秒間のクリープ試験(180度)を行った。貼り合わせの全面(10cm)が剥離したものは不合格とした。全面剥離しない最長時間をその試料のタックタイム(分)とした。
[Measurement method of tack time]
An aqueous adhesive comprising a polyurethane resin aqueous dispersion is applied to both surfaces of two substrates, dried for a predetermined time, taken out from the dryer, 1 minute, 3 minutes, 5 minutes, 7.5 minutes, and 10 minutes. After each time, the two substrates were bonded and pressure-bonded with a rubber roller. A 1.5 kg load was suspended at room temperature, and a creep test (180 degrees) was performed for 10 seconds between the marked lines of the base material for 30 seconds. What peeled off the whole surface (10 cm) of bonding was made disqualified. The longest time during which the entire surface was not peeled was defined as the tack time (minute) of the sample.
[初期接着強度の評価方法]
ポリウレタン樹脂水分散体の接着剤を刷毛で2mm(厚さ)×20mm(幅)×300mm(長さ)の2枚の基材に100g/m2塗布した後、50℃にて6分間熱風循環乾燥機に入れ再活性する。この乾燥機より取り出した接着基材の接着面同士をゴムローラーで加圧して貼り合わせて、貼り合わせてから2分後の剥離強度をデジタルフォースゲージにて測定した。
[Evaluation method of initial adhesive strength]
After applying 100 g / m 2 of polyurethane resin aqueous dispersion adhesive to two substrates of 2 mm (thickness) x 20 mm (width) x 300 mm (length) with a brush, circulating hot air at 50 ° C for 6 minutes Reactivate it in the dryer. The adhesive surfaces of the adhesive base material taken out from the dryer were pressed together with a rubber roller and bonded together, and the peel strength after 2 minutes from the bonding was measured with a digital force gauge.
接着基材の種類:
1)PVCシート
2)SBRシート
Type of adhesive substrate:
1) PVC sheet 2) SBR sheet
[経時剥離強度の評価方法]
初期接着強度の評価の場合と同様にして作製した貼り合わせ試験片について、貼り合わせ2時間後、及び貼り合わせ1日後の剥離強度を引張試験機で引張速度100mm/分の測定条件にて180度剥離強度を測定した。
[Method of evaluating peel strength over time]
About the bonded test piece produced in the same manner as the evaluation of the initial adhesive strength, the peel strength after 2 hours of bonding and after 1 day of bonding is 180 ° under the measurement condition of a tensile speed of 100 mm / min with a tensile tester. The peel strength was measured.
接着基材の種類:
1)PVCシート
2)SBRシート
Type of adhesive substrate:
1) PVC sheet 2) SBR sheet
[耐熱クリープ性の評価方法]
初期接着強度の評価の場合と同様にして作製した貼り合わせ試験片について、3日間室温にて養生硬化させた。該試験片に1kgのおもりを吊して、70℃にて30分間熱風循環乾燥機に入れ、180度方向の耐熱クリープ試験を行った。100mmの標線間を剥離した距離(mm)、又はおもりが落下した時間を測定した。
[Method of evaluating heat-resistant creep resistance]
A bonded specimen prepared in the same manner as in the evaluation of the initial adhesive strength was cured at room temperature for 3 days. A weight of 1 kg was hung on the test piece, placed in a hot air circulating dryer at 70 ° C. for 30 minutes, and a heat-resistant creep test in the direction of 180 degrees was performed. The distance (mm) at which the 100 mm marked line was peeled off or the time when the weight dropped was measured.
〔数平均分子量(Mn)〕
溶離液としてテトラヒドロフラン(THF)を使用し、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)(測定機種:東ソー高速GPC HLC−8220)にて測定し、標準ポリスチレンを使用して作成した検量線から求めた。
[Number average molecular weight (Mn)]
Tetrahydrofuran (THF) was used as an eluent, measured by gel permeation chromatography (GPC) (measurement model: Tosoh High Speed GPC HLC-8220), and obtained from a calibration curve prepared using standard polystyrene.
〔流出開始温度(X)〕
疎水性樹脂(B)の乾燥皮膜を試料として、フローテスター(株式会社島津製作所製CFT−500D CAPILLARY RHEOMETER)を用いて、40℃にて10分保持した後、ダイ内径1mm×1mm長、荷重10kg、3℃/分の昇温速度にて昇温し、試料の熱膨張によるピストンの僅かな上昇が行われた後、再びピストンが明らかに降下し始める流出開始温度(℃)を測定した。
なお、試料の流出開始温度(X)が40℃以下である場合は、前記40℃にて保持している間にもダイより試料が流出し正確な流出開始温度(X)を求めることができないが、この場合、試料の流出開始温度(X)を「40℃以下」と評価した。
[Outflow start temperature (X)]
Using a dry film of the hydrophobic resin (B) as a sample, and using a flow tester (CFT-500D CAPILLARY RHEOMETER manufactured by Shimadzu Corporation) for 10 minutes at 40 ° C., die inner diameter 1 mm × 1 mm length, load 10 kg The temperature was raised at a rate of 3 ° C./minute, and after the piston was slightly raised due to the thermal expansion of the sample, the outflow start temperature (° C.) at which the piston clearly began to fall again was measured.
In addition, when the outflow start temperature (X) of the sample is 40 ° C. or lower, the sample flows out from the die even when the sample is held at 40 ° C., and the accurate outflow start temperature (X) cannot be obtained. However, in this case, the outflow start temperature (X) of the sample was evaluated as “40 ° C. or less”.
〔結晶化温度(Y)〕
樹脂の乾燥皮膜を試料として、示差走査熱量計(DSC)(TAインスツルメント(株)製 DSC Q100)を用いて、以下の条件にて測定を行い、降温工程時に現れる発熱ピークの頂点の温度を求めた。
・昇温工程(0℃ → 60℃:昇温速度 3℃/分)
・降温工程(60℃ → −20℃:降温速度 3℃/分)
* 昇温工程から降温工程に移るまでの保持時間=1分以内
[Crystallizing temperature (Y)]
Using a resin dry film as a sample, a differential scanning calorimeter (DSC) (DSC Q100 manufactured by TA Instruments Co., Ltd.) was used for measurement under the following conditions. Asked.
・ Temperature raising process (0 ° C → 60 ° C: Temperature rising rate 3 ° C / min)
・ Temperature lowering process (60 ° C → -20 ° C: temperature decreasing rate 3 ° C / min)
* Holding time from temperature rising process to temperature falling process = within 1 minute
* 結晶化温度(Y)が−20℃を下回るものについては、結晶化速度が遅いため接着強度の発現についても遅延することから実用に供することはできないので、降温工程は、60℃〜−20℃で測定を行った。 * When the crystallization temperature (Y) is lower than −20 ° C., since the crystallization speed is slow and the development of the adhesive strength is also delayed, it cannot be put to practical use. Measurements were made at ° C.
《製造例1》芳香族スルホン酸金属塩基含有ポリエステルポリオール(1)の調製
温度計、窒素ガス導入管、攪拌機を備えた反応容器中で窒素ガスを導入しながら、5−スルホソジウムイソフタル酸ジメチル(DMS)1480部と1,6−ヘキサンジオール1240部、及びジブチル錫オキサイド0.5部を仕込み、塔頂温度が60〜70℃になるように反応容器内温度を180〜190℃で反応物の酸価が1以下になるまでエステル交換反応を行い、次に210℃で2時間反応させた。次いで、100℃まで冷却した後、ε−カプロラクトン2280部を仕込み、180℃で3時間開環重合反応することにより、表1に示すように水酸基価120で、酸価0.3のポリエステルポリオール(1)を得た。
<< Production Example 1 >> Preparation of Aromatic Sulfonate Metal Base-Containing Polyester Polyol (1) While introducing nitrogen gas in a reaction vessel equipped with a thermometer, nitrogen gas introduction tube, and stirrer, dimethyl 5-sulfosodium isophthalate (DMS) 1480 parts, 1,6-hexanediol 1240 parts, and dibutyltin oxide 0.5 parts were charged, and the reaction temperature was 180 to 190 ° C. so that the tower top temperature was 60 to 70 ° C. The transesterification reaction was carried out until the acid value of 1 became 1 or less, and then the reaction was carried out at 210 ° C. for 2 hours. Next, after cooling to 100 ° C., 2280 parts of ε-caprolactone was charged and subjected to a ring-opening polymerization reaction at 180 ° C. for 3 hours, whereby a polyester polyol having a hydroxyl value of 120 and an acid value of 0.3 as shown in Table 1 ( 1) was obtained.
《製造例2》疎水性樹脂の調製 << Production Example 2 >> Preparation of hydrophobic resin
1,4−ブチレングリコールとアジピン酸とを反応させて得られたポリエステルポリオール(数平均分子量4,800 水酸基価=23.5 酸価=0.3)を疎水性樹脂(P−1)とした。この樹脂の流出開始温度(X)と結晶化温度(Y)を測定したところ、流出開始温度(X)は40℃以下、結晶化温度(Y)は36℃であった。 Polyester polyol obtained by reacting 1,4-butylene glycol and adipic acid (number average molecular weight 4,800, hydroxyl value = 23.5, acid value = 0.3) was designated as hydrophobic resin (P-1). . When the outflow start temperature (X) and the crystallization temperature (Y) of this resin were measured, the outflow start temperature (X) was 40 ° C. or less, and the crystallization temperature (Y) was 36 ° C.
ネオペンチルグリコールとアジピン酸とを反応させて得られたポリエステルポリオール(数平均分子量2,000 水酸基価=56 酸価=0.3)を疎水性樹脂(P−2)とした。この樹脂の流出開始温度(X)を測定したところ、流出開始温度(X)は40℃以下、結晶化温度(Y)を測定したところ、降温工程60℃〜−20℃で発熱ピークが発現せず、結晶化温度(Y)が確認されなかった。 A polyester polyol (number average molecular weight 2,000, hydroxyl value = 56, acid value = 0.3) obtained by reacting neopentyl glycol and adipic acid was defined as a hydrophobic resin (P-2). When the outflow start temperature (X) of this resin was measured, the outflow start temperature (X) was 40 ° C. or less, and the crystallization temperature (Y) was measured. As a result, an exothermic peak appeared in the temperature lowering step 60 ° C. to −20 ° C. The crystallization temperature (Y) was not confirmed.
ポリプロピレングリコール(数平均分子量400、酸価=0.01)を疎水性樹脂(P−3)とした。この樹脂の流出開始温度(X)を測定したところ、流出開始温度(X)は40℃以下、結晶化温度(Y)を測定したところ、降温工程60℃〜−20℃で発熱ピークが発現せず、結晶化温度(Y)が確認されなかった。 Polypropylene glycol (number average molecular weight 400, acid value = 0.01) was used as the hydrophobic resin (P-3). When the outflow start temperature (X) of this resin was measured, the outflow start temperature (X) was 40 ° C. or less, and the crystallization temperature (Y) was measured. As a result, an exothermic peak appeared in the temperature lowering step 60 ° C. to −20 ° C. The crystallization temperature (Y) was not confirmed.
1,4−ブチレングリコールとアジピン酸とを反応させて得られたポリエステル(水酸基価=37.4)100部と、ネオペンチルグリコール3部と、メチルエチルケトン55部を加え十分撹拌し溶解させ、ヘキサメチレンジイソシアネート12部を加えて80℃で3時間反応を行った。次いで、メチルエチルケトン28部を投入し60℃まで冷却後、1,4−ブチレングリコールとアジピン酸とを反応させて得られたポリエステル(水酸基価=190)10部を加え、イソシアネート値が0.1%未満になるまで80℃にて反応を行い、不揮発分60%の数平均分子量15,000のウレタン系疎水性樹脂(U−1)を得た。この樹脂の流出開始温度(X)と結晶化温度(Y)を測定したところ、流出開始温度(X)は40℃以下、結晶化温度(Y)は30℃であった。 Add 100 parts of polyester (hydroxyl value = 37.4) obtained by reacting 1,4-butylene glycol and adipic acid, 3 parts of neopentyl glycol and 55 parts of methyl ethyl ketone, and dissolve well by stirring. 12 parts of diisocyanate was added and reacted at 80 ° C. for 3 hours. Next, 28 parts of methyl ethyl ketone was added, and after cooling to 60 ° C., 10 parts of polyester (hydroxyl value = 190) obtained by reacting 1,4-butylene glycol and adipic acid was added, and the isocyanate value was 0.1%. The reaction was carried out at 80 ° C. until it became less than that, to obtain a urethane hydrophobic resin (U-1) having a nonvolatile content of 60% and a number average molecular weight of 15,000. When the outflow start temperature (X) and the crystallization temperature (Y) of this resin were measured, the outflow start temperature (X) was 40 ° C. or less, and the crystallization temperature (Y) was 30 ° C.
ポリプロピレングリコール(水酸基価=56.1)100部と、ネオペンチルグリコール3部と、メチルエチルケトン143部を加え十分撹拌し溶解させ、イソホロンジイソシアネート(略称IPDI)112部を加えて80℃でイソシアネート値が0.1%未満になるまで80℃にて反応を行い、不揮発分60%の数平均分子量8,500のウレタン系疎水性樹脂(U−2)を得た。この樹脂の流出開始温度(X)を測定したところ、流出開始温度(X)は40℃以下、結晶化温度(Y)を測定したところ、降温工程60℃〜−20℃で発熱ピークが発現せず、結晶化温度(Y)が確認されなかった。 100 parts of polypropylene glycol (hydroxyl value = 56.1), 3 parts of neopentyl glycol and 143 parts of methyl ethyl ketone were added and sufficiently stirred to dissolve. 112 parts of isophorone diisocyanate (abbreviated as IPDI) was added and the isocyanate value was 0 at 80 ° C. The reaction was carried out at 80 ° C. until it became less than 1% to obtain a urethane hydrophobic resin (U-2) having a nonvolatile content of 60% and a number average molecular weight of 8,500. When the outflow start temperature (X) of this resin was measured, the outflow start temperature (X) was 40 ° C. or less, and the crystallization temperature (Y) was measured. As a result, an exothermic peak appeared in the temperature lowering step 60 ° C. to −20 ° C. The crystallization temperature (Y) was not confirmed.
《実施例1》
参考例1で得たポリエステルポリオール(1)を50部と、メチルエチルケトン90部とを十分撹拌し溶解させ、イソホロンジイソシアネート(略称IPDI)55部を加えて80℃で3時間反応させた。次いで、メチルエチルケトン(略称MEK)150部を加え60℃まで冷却後、ネオペンチルグリコール1部と、1,4−ブチレングリコールとアジピン酸とを反応させて得られたポリエステル(水酸基価=56.1)255部を加えて80℃にて反応を行い、イソシアネート値が0.79%以下になったら、50℃まで冷却し親水性ウレタンプレポリマーを得た。予め溶融させた疎水性樹脂(P−1)90部を加えて均一に混合した。
Example 1
50 parts of polyester polyol (1) obtained in Reference Example 1 and 90 parts of methyl ethyl ketone were sufficiently stirred and dissolved, and 55 parts of isophorone diisocyanate (abbreviated as IPDI) was added and reacted at 80 ° C. for 3 hours. Next, after adding 150 parts of methyl ethyl ketone (abbreviated as MEK) and cooling to 60 ° C., polyester obtained by reacting 1 part of neopentyl glycol, 1,4-butylene glycol and adipic acid (hydroxyl value = 56.1). 255 parts were added and reacted at 80 ° C. When the isocyanate value became 0.79% or less, the reaction product was cooled to 50 ° C. to obtain a hydrophilic urethane prepolymer. 90 parts of a previously melted hydrophobic resin (P-1) was added and mixed uniformly.
次いで、水525部を加え乳化分散した後、10%ピペラジン水溶液43.8部(残イソシアネート基に対してアミン基として90当量%)を加えて乳化分散した。得られた乳化液を脱溶剤することによって不揮発分50%の水分散体を得た。得られた該水分散体100部にウレタン系会合型増粘剤を1部添加して増粘させた後、架橋剤として水に分散し得るイソシアネートCR−60N(ポリイソシアネート系化合物;大日本インキ化学工業株式会社製)を5部加えることにより接着剤を調整した。配合組成について、表2−1に示す。 Next, after adding 525 parts of water and emulsifying and dispersing, 43.8 parts of a 10% piperazine aqueous solution (90 equivalent% as amine groups with respect to the remaining isocyanate groups) was added and emulsified and dispersed. The obtained emulsion was desolvated to obtain an aqueous dispersion having a nonvolatile content of 50%. Isocyanate CR-60N (polyisocyanate compound; Dainippon Ink, which can be dispersed in water as a crosslinking agent after adding 1 part of urethane-based associative thickener to 100 parts of the resulting aqueous dispersion to increase the viscosity. The adhesive was adjusted by adding 5 parts of Chemical Industries, Ltd. Table 2-1 shows the blend composition.
次に、調製した接着剤を2枚のPVCシート、SBRシートに刷毛で100g/m2塗布した後、接着面同士を貼り合わせ、各接着性能の評価を行った。刷毛により塗布した接着剤の塗膜面は均一な膜厚を示した。また、貼り合わせ直後及び1日後の接着強度、及び耐熱性にも優れ、タックタイムも長くライン適正に優れるものであった。 Next, the prepared adhesive was applied to two PVC sheets and SBR sheets with a brush at 100 g / m 2 , and then the adhesive surfaces were bonded to each other to evaluate each adhesive performance. The coating surface of the adhesive applied with a brush showed a uniform film thickness. Moreover, it was excellent also in the adhesive strength and heat resistance immediately after bonding and after 1 day, and the tack time was also long and excellent in line suitability.
《実施例2》
表2に示した如く、実施例1の疎水性樹脂(P−1)の代わりに疎水性樹脂(U−1)を使用する以外は実施例1と同様の操作を行い、不揮発分50%の水分散体を得た。得られた該水分散体を用い実施例1と同様にして接着剤を調製した後、接着面同士を貼り合わせ、各接着性能の評価を行ったところ、表4に示した如く、PVC基材及びゴム基材共に、接着強度及び耐熱性に優れるものであった。
Example 2
As shown in Table 2, the same operation as in Example 1 was performed except that the hydrophobic resin (U-1) was used instead of the hydrophobic resin (P-1) in Example 1, and the non-volatile content was 50%. An aqueous dispersion was obtained. After the adhesive was prepared in the same manner as in Example 1 using the obtained aqueous dispersion, the adhesive surfaces were bonded together and evaluated for each adhesive performance. As shown in Table 4, the PVC substrate Both rubber base materials were excellent in adhesive strength and heat resistance.
《実施例3》
表2に示した如く、実施例2で得られた水分散体100部に対し、ジアルキルスルホコハク酸エステルソーダー塩(有効成分70%)0.7部を加えた水分散体を作成した。この水分散体を用い実施例1と同様にして接着剤を調製した後、接着面同士を貼り合わせ、各接着性能の評価を行ったところ、表4に示した如く、PVC基材及びゴム基材共に、接着強度及び耐熱性に優れるものであった。
Example 3
As shown in Table 2, an aqueous dispersion was prepared by adding 0.7 part of a dialkylsulfosuccinic acid ester soda salt (active ingredient 70%) to 100 parts of the aqueous dispersion obtained in Example 2. After preparing an adhesive in the same manner as in Example 1 using this aqueous dispersion, the adhesive surfaces were bonded to each other, and each adhesive performance was evaluated. As shown in Table 4, the PVC base material and the rubber base Both materials were excellent in adhesive strength and heat resistance.
《比較例1》
エチレンオキサイド単位を90%含有するエチレンオキサイド−プロピレンオキサイドとの共重合体(水酸基価=30.2)100部と1,4−ブチレングリコールとアジピン酸とを反応させて得られたポリエステル(水酸基価=56.1)50部をメチルエチルケトン111部とを十分撹拌し溶解させ、イソホロンジイソシアネート(略称IPDI)17部を加えて80℃で5時間反応させ、イソシアネート値が0.74%以下になったら、50℃まで冷却し親水性ウレタンプレポリマーを得た。予め溶融させた疎水性樹脂(U−1)278部を加えて均一に混合した。
<< Comparative Example 1 >>
Polyester (hydroxyl value) obtained by reacting 100 parts of a copolymer (hydroxyl value = 30.2) of ethylene oxide-propylene oxide containing 90% ethylene oxide units, 1,4-butylene glycol and adipic acid = 56.1) 50 parts was stirred and dissolved in 111 parts of methyl ethyl ketone, 17 parts of isophorone diisocyanate (abbreviated as IPDI) was added and reacted at 80 ° C. for 5 hours. When the isocyanate value was 0.74% or less, It cooled to 50 degreeC and obtained the hydrophilic urethane prepolymer. 278 parts of a previously melted hydrophobic resin (U-1) was added and mixed uniformly.
次いで、水500部を加え乳化分散した後、10%ピペラジン水溶液16.9部(残存するイソシアネート基に対してアミン基として90当量%)を加えて乳化分散した。得られた乳化液を脱溶剤することによって不揮発分50%の水分散体を得た。得られた該水分散体は粘度が高く、増粘剤を使用せずに、架橋剤として水に分散し得るイソシアネートCR−60N(ポリイソシアネート系化合物;大日本インキ化学工業株式会社製)を5部加えることにより接着剤を調整した。接着面同士を貼り合わせ、各接着性能の評価を行ったところ、表4に示した如く、何れの基材においても接着強度、及び耐熱性共に十分なものではなかった。 Subsequently, 500 parts of water was added and emulsified and dispersed, and then 16.9 parts of a 10% piperazine aqueous solution (90 equivalent% as an amine group with respect to the remaining isocyanate groups) was added and emulsified and dispersed. The obtained emulsion was desolvated to obtain an aqueous dispersion having a nonvolatile content of 50%. The obtained aqueous dispersion has a high viscosity, and 5 is used as an isocyanate CR-60N (polyisocyanate compound; manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) that can be dispersed in water as a crosslinking agent without using a thickener. The adhesive was adjusted by adding parts. As shown in Table 4, the adhesive strength and heat resistance were not sufficient for any of the substrates as shown in Table 4.
《比較例2》
表2に示した如く、実施例2の疎水性樹脂(U−1)の使用量を1116部に変更する以外は実施例1と同様の操作を行ったが、乳化後の水分散安定性が悪く、結果的に凝集し、塗布性、接着性等の評価はできなかった。
<< Comparative Example 2 >>
As shown in Table 2, the same operation as in Example 1 was performed except that the amount of the hydrophobic resin (U-1) used in Example 2 was changed to 1116 parts, but the water dispersion stability after emulsification was improved. As a result, it aggregated as a result, and applicability, adhesion, etc. could not be evaluated.
《比較例3》
表3に示した如く、実施例1の疎水性樹脂(P−1)を使用しない以外は実施例1と同様の操作を行い、不揮発分50%の水分散体を得た。得られた該水分散体を実施例1と同様にして接着剤を調製した後、接着面同士を貼り合わせ、各接着性能の評価を行ったところ、表5に示した如く、PVC基材では接着強度及び耐熱性共に比較的良好であったが、基材温度が上昇しにくいゴム基材においては、接着強度及び耐熱性共に十分なものではなかった。
<< Comparative Example 3 >>
As shown in Table 3, the same operation as in Example 1 was performed except that the hydrophobic resin (P-1) of Example 1 was not used, and an aqueous dispersion having a nonvolatile content of 50% was obtained. After the prepared aqueous dispersion was prepared in the same manner as in Example 1, the adhesive surfaces were bonded together and evaluated for each adhesive performance. As shown in Table 5, the PVC base material was Although the adhesive strength and heat resistance were relatively good, the rubber base material in which the base material temperature hardly rises was not sufficient in both adhesive strength and heat resistance.
《比較例4》
表2に示した如く、実施例1の疎水性樹脂(P−1)の代わりに疎水性樹脂(P−2)を使用する以外は実施例1と同様の操作を行い、不揮発分50%の水分散体を得た。得られた該水分散体を実施例1と同様にして接着剤を調製した後、接着面同士を貼り合わせ、各接着性能の評価を行ったところ、表5に示した如く、基材への塗布適性は良好であったが、接着剤の結晶化と凝集力が阻害されるため接着強度・耐熱クリープ性は十分なものではなかった。
<< Comparative Example 4 >>
As shown in Table 2, the same operation as in Example 1 was performed except that the hydrophobic resin (P-2) was used instead of the hydrophobic resin (P-1) in Example 1, and the non-volatile content was 50%. An aqueous dispersion was obtained. After the prepared aqueous dispersion was prepared in the same manner as in Example 1, the adhesive surfaces were bonded together and evaluated for each adhesive performance. Although the coating suitability was good, the adhesive strength and heat-resistant creep resistance were not sufficient because the crystallization and cohesive force of the adhesive were hindered.
《比較例5》
表3に示した如く、実施例1の疎水性樹脂(P−1)の代わりに疎水性樹脂(P−3)を使用する以外は実施例1と同様の操作を行い、不揮発分50%の水分散体を得た。得られた該水分散体を実施例1と同様にして接着剤を調製した後、接着面同士を貼り合わせ、各接着性能の評価を行ったところ、表5に示した如く、基材への塗布適性は良好であったが、接着剤の結晶化と凝集力が阻害されるため接着強度・耐熱クリープ性は十分なものではなかった。
<< Comparative Example 5 >>
As shown in Table 3, the same operation as in Example 1 was performed except that the hydrophobic resin (P-3) was used instead of the hydrophobic resin (P-1) of Example 1, and the non-volatile content was 50%. An aqueous dispersion was obtained. After the prepared aqueous dispersion was prepared in the same manner as in Example 1, the adhesive surfaces were bonded together and evaluated for each adhesive performance. Although the coating suitability was good, the adhesive strength and heat-resistant creep resistance were not sufficient because the crystallization and cohesive force of the adhesive were hindered.
《比較例6》
表3に示した如く、実施例1の疎水性樹脂(P−1)の代わりに疎水性樹脂(U−2)を使用する以外は実施例1と同様の操作を行い、不揮発分50%の水分散体を得た。得られた該水分散体を実施例1と同様にして接着剤を調製した後、接着面同士を貼り合わせ、各接着性能の評価を行ったところ、表5に示した如く、基材への塗布適性は良好であったが、接着剤の結晶化と凝集力が阻害されるため接着強度・耐熱クリープ性は十分なものではなかった。
<< Comparative Example 6 >>
As shown in Table 3, the same operation as in Example 1 was performed except that the hydrophobic resin (U-2) was used instead of the hydrophobic resin (P-1) in Example 1, and the non-volatile content was 50%. An aqueous dispersion was obtained. After the prepared aqueous dispersion was prepared in the same manner as in Example 1, the adhesive surfaces were bonded together and evaluated for each adhesive performance. Although the coating suitability was good, the adhesive strength and heat-resistant creep resistance were not sufficient because the crystallization and cohesive force of the adhesive were hindered.
*結晶化温度(Y)の未確認 …結晶化温度(Y)の測定の際、降温工程60℃〜−20℃で発熱ピークが発現せず、結晶化温度(Y)が確認されなかったものについては前記表中「未確認」とした。 * Unconfirmed crystallization temperature (Y): When the crystallization temperature (Y) was measured, no exothermic peak appeared in the temperature lowering step 60 ° C. to −20 ° C., and the crystallization temperature (Y) was not confirmed. Is “unconfirmed” in the above table.
本発明の水性接着剤は、接着強度、低温での加工条件(乾燥温度)、幅広い基材への接着性、耐熱性に優れ、ポリ塩化ビニル(PVC)等のプラスチック、皮革、ゴム、発泡体、繊維製品、金属、ガラス等に広範囲に用いられ有用である。また、本発明の水性プライマーコート剤は、接着強度、耐熱性、基材への浸透性、レベリング性等に優れ、ポリ塩化ビニル(PVC)等のプラスチック、皮革、ゴム、発泡体、繊維製品、金属、ガラス等に広範囲に用いられ有用である。従って、本発明は産業上極めて有用である。
The water-based adhesive of the present invention is excellent in adhesive strength, low-temperature processing conditions (drying temperature), adhesiveness to a wide range of substrates, heat resistance, polyvinyl chloride (PVC) and other plastics, leather, rubber, foam It is widely used for textile products, metals, glass, etc. and is useful. Further, the aqueous primer coating agent of the present invention is excellent in adhesive strength, heat resistance, permeability to a substrate, leveling property, etc., plastic such as polyvinyl chloride (PVC), leather, rubber, foam, textiles, It is useful for a wide range of metals and glass. Therefore, the present invention is extremely useful industrially.
Claims (4)
前記ポリウレタン樹脂(A)と前記ポリウレタン樹脂(B−PU)の割合が、重量比で(A)/(B−PU)=99/1〜50/50の範囲であり、前記ポリウレタン樹脂(B−PU)が、コハク酸、無水コハク酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、またはε−カプロラクトンと、エチレングリコール、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、1,6−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、またはテトラエチレングリコールとを必須成分として反応させて得られる直鎖状の脂肪族ポリエステルポリオール60〜95重量%とジイソシアネート(b−6)5〜20重量%とを必須成分として反応させて得られることを特徴とするポリウレタン樹脂水性分散体。 A self-emulsifying polyurethane resin (A) having an anionic group, and an outflow start temperature (X) of 60 ° C. or less and a crystallization temperature (Y) of 0 to 50 ° C., and having hydrophobicity A dispersion particle containing a substantially linear polyurethane resin (B-PU), and an aqueous dispersion containing an aqueous medium,
The ratio of the polyurethane resin (A) to the polyurethane resin (B-PU) is in the range of (A) / (B-PU) = 99/1 to 50/50 by weight ratio, and the polyurethane resin (B- PU) is succinic acid, succinic anhydride, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, or ε-caprolactone, ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1 , 5-pentanediol, 1,6-hexanediol, diethylene glycol, triethylene glycol, or tetraethylene glycol is reacted as an essential component with a linear aliphatic polyester polyol of 60 to 95% by weight and diisocyanate (b -6) It is obtained by reacting 5 to 20% by weight as an essential component. Urethane resin aqueous dispersion.
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