JP4964916B2 - Polyurethane resin water dispersion - Google Patents

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本発明は、造膜性及び耐水性に優れるポリウレタン樹脂水分散体及びその製造方法に関する。   The present invention relates to an aqueous polyurethane resin dispersion excellent in film forming properties and water resistance and a method for producing the same.

ポリウレタン樹脂水分散体は、乾燥することにより得られる皮膜の機械的物性、耐久性、耐薬品性及び耐磨耗性等の性能が優れることから、高機能水分散体として、塗料、接着剤、繊維加工処理剤、紙処理剤及びインキ等に使用されており、今後も環境保全、省資源及び安全性等の観点から、ますます重要性を増していくと考えられる。ポリウレタン樹脂水分散体の製造方法としては、イソシアネート基末端のウレタンプレポリマーを水中へ分散させ、ジアミン等で鎖伸長する方法(いわゆるプレポリマーミキシング法)(特許文献1〜3参照)が知られている。
これは分散と同時に又は分散後に、水中で水及び/又はポリアミン化合物等によって鎖伸長させることで高分子量のポリウレタン樹脂を得る方法である。この鎖伸長反応は不均一系の反応であるため、鎖伸長反応後のポリウレタン樹脂の分子量分布がブロードとなり、得られるポリウレタン樹脂水分散体の造膜性が悪化し、得られる皮膜の性能(機械的物性、耐久性、耐薬品性及び耐磨耗性等)が低下するという問題点があった。
また、鎖伸長反応後のポリウレタン樹脂はアミノ基末端となり、その親水性の高さ故に、得られる皮膜の耐水性が低下するという問題点があった。
Since the polyurethane resin water dispersion has excellent performance such as mechanical properties, durability, chemical resistance and abrasion resistance of the film obtained by drying, as a highly functional water dispersion, paint, adhesive, It is used in textile processing agents, paper processing agents, inks, etc., and is expected to become increasingly important from the viewpoint of environmental conservation, resource saving and safety. As a method for producing a polyurethane resin aqueous dispersion, there is known a method in which an isocyanate group-terminated urethane prepolymer is dispersed in water and chain extended with diamine or the like (so-called prepolymer mixing method) (see Patent Documents 1 to 3). Yes.
This is a method of obtaining a high molecular weight polyurethane resin by extending a chain with water and / or a polyamine compound in water simultaneously with or after dispersion. Since this chain extension reaction is a heterogeneous reaction, the molecular weight distribution of the polyurethane resin after the chain extension reaction becomes broad, the film forming property of the resulting polyurethane resin aqueous dispersion deteriorates, and the performance of the resulting film (machine) Physical properties, durability, chemical resistance, wear resistance, and the like).
Further, the polyurethane resin after the chain extension reaction has an amino group end, and due to its high hydrophilicity, there is a problem that the water resistance of the resulting film is lowered.

特開2004−2732号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-2732 特開2004−59676号公報JP 2004-59676 A 特開2004−307721号公報JP 2004-307721 A

本発明の課題は、造膜性が良好で機械的物性及び耐水性に優れるポリウレタン樹脂水分散体を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an aqueous polyurethane resin dispersion having good film forming properties and excellent mechanical properties and water resistance.

本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、上記の課題を解決できるポリウレタン樹脂水分散体を見出した。即ち、本発明は、水とポリウレタン樹脂(U)を含有し、以下の(1)〜(6)の全てを満たすポリウレタン樹脂水分散体である。
(1)(U)中のウレタン基含量が(U)の重量に基づいて0.5〜5.0mmol/gである。
(2)(U)中の末端アミノ基含量が(U)の重量に基づいて0.35mmol/g以下である。
(3)(U)の数平均分子量(Mn)が1万〜100万である。
(4)(U)の重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比(Mw/Mn)が1.5〜3.5である。
(5)(U)の溶融温度が70〜280℃である。
(6)(U)の体積平均粒子径(Dv)が0.01〜1μmである。
As a result of intensive studies, the present inventors have found an aqueous polyurethane resin dispersion that can solve the above-described problems. That is, this invention is a polyurethane resin water dispersion which contains water and a polyurethane resin (U), and satisfy | fills all the following (1)-(6).
(1) The urethane group content in (U) is 0.5 to 5.0 mmol / g based on the weight of (U).
(2) The terminal amino group content in (U) is 0.35 mmol / g or less based on the weight of (U).
(3) The number average molecular weight (Mn) of (U) is 10,000 to 1,000,000.
(4) The ratio (Mw / Mn) of the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) of (U) is 1.5 to 3.5.
(5) The melting temperature of (U) is 70 to 280 ° C.
(6) The volume average particle diameter (Dv) of (U) is 0.01 to 1 μm.

本発明のポリウレタン樹脂水分散体は、以下の特徴を有する。
(1)造膜性が良いため、結果として機械的物性、耐久性、耐薬品性及び耐磨耗性等が非常に優れた皮膜を得ることができる。
(2)耐水性が非常に優れた皮膜を得ることができる。
(3)分子量分布が非常に狭いポリウレタン樹脂の水分散体である。
(4)分散安定性に優れる。
The polyurethane resin aqueous dispersion of the present invention has the following characteristics.
(1) Since the film forming property is good, a film having excellent mechanical properties, durability, chemical resistance, abrasion resistance, etc. can be obtained as a result.
(2) A film having very excellent water resistance can be obtained.
(3) An aqueous dispersion of polyurethane resin having a very narrow molecular weight distribution.
(4) Excellent dispersion stability.

本発明におけるポリウレタン樹脂(U)の水分散体は、ポリウレタン樹脂(U)を水中に分散して製造することができる。   The aqueous dispersion of the polyurethane resin (U) in the present invention can be produced by dispersing the polyurethane resin (U) in water.

ポリウレタン樹脂(U)は、ポリオール(a)及びポリイソシアネート(b)を必須成分とし、更に必要により、親水性基と活性水素原子を含有する化合物(c)、鎖伸長剤(d)及び反応停止剤(e)を反応させることにより製造される。
(U)の水への分散性の観点から、親水性基と活性水素原子を含有する化合物(c)を成分として用いることが好ましい。従って、(U)は親水性基を有したポリウレタン樹脂が好ましい。
The polyurethane resin (U) contains the polyol (a) and the polyisocyanate (b) as essential components, and if necessary, a compound (c) containing a hydrophilic group and an active hydrogen atom, a chain extender (d), and a reaction termination. It is produced by reacting the agent (e).
From the viewpoint of dispersibility of (U) in water, the compound (c) containing a hydrophilic group and an active hydrogen atom is preferably used as a component. Therefore, (U) is preferably a polyurethane resin having a hydrophilic group.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

縮合型ポリエステルポリオールの市販品としては、サンエスター2610[Mn=1,000のポリエチレンアジペートジオール、三洋化成工業(株)製]及びサンエスター2620[Mn=2,000のポリエチレンアジペートジオール、三洋化成工業(株)製]等が挙げられる。   Commercially available condensed polyester polyols include San Ester 2610 [polyethylene adipate diol with Mn = 1,000, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.] and San Ester 2620 [Polyethylene adipate diol with Mn = 2,000, Sanyo Chemical Industries. Etc.].

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

鎖伸長剤(d)としては、水、炭素数2〜10のジアミン類(例えばエチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、イソホロンジアミン、トルエンジアミン及びピペラジン)、炭素数2〜10のポリアルキレンポリアミン類(例えばジエチレントリアミン及びトリエチレンテトラミン)、ヒドラジン又はその誘導体(二塩基酸ジヒドラジド例えばアジピン酸ジヒドラジド等)及び炭素数2〜10のアミノアルコール類(例えばエタノールアミン、ジエタノールアミン、2−アミノ−2−メチルプロパノール及びトリエタノールアミン)等が挙げられる。   Examples of the chain extender (d) include water, diamines having 2 to 10 carbon atoms (for example, ethylene diamine, propylene diamine, hexamethylene diamine, isophorone diamine, toluene diamine and piperazine), and polyalkylene polyamines having 2 to 10 carbon atoms ( For example, diethylenetriamine and triethylenetetramine), hydrazine or derivatives thereof (dibasic acid dihydrazide such as adipic acid dihydrazide) and aminoalcohols having 2 to 10 carbon atoms (such as ethanolamine, diethanolamine, 2-amino-2-methylpropanol and Ethanolamine) and the like.

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

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

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

本発明におけるポリウレタン樹脂水分散体は、(U)の分散性及び水分散体の安定性の観点から、(U)を分散剤(h)の存在下で水に分散させるのが好ましい。   In the polyurethane resin aqueous dispersion in the present invention, it is preferable to disperse (U) in water in the presence of the dispersant (h) from the viewpoint of the dispersibility of (U) and the stability of the aqueous dispersion.

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

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

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

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

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

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

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

(h)の含有量はポリウレタン樹脂(U)の重量に基づいて通常0.01〜20重量%、好ましくは0.1〜10重量%、更に好ましくは1〜5重量%である。
(U)は親水性基を有したポリウレタン樹脂である場合は、(U)の重量に基づく(c)の含有量と(h)の含有量の合計量は、通常0.3〜20重量%、好ましくは0.6〜10重量%、更に好ましくは1〜5重量%である。
The content of (h) is usually 0.01 to 20% by weight, preferably 0.1 to 10% by weight, and more preferably 1 to 5% by weight based on the weight of the polyurethane resin (U).
When (U) is a polyurethane resin having a hydrophilic group, the total content of (c) and (h) based on the weight of (U) is usually 0.3 to 20% by weight. , Preferably 0.6 to 10% by weight, more preferably 1 to 5% by weight.

本発明において、ポリウレタン樹脂(U)中のウレタン基含量は、(U)の重量に基づいて、0.5〜5.0mmol/gであり、得られる皮膜の機械的物性、耐久性、耐薬品性及び耐磨耗性等の観点から、好ましくは0.8〜4.2mmol/g、更に好ましくは1.1〜3.4mmol/gである。   In the present invention, the urethane group content in the polyurethane resin (U) is 0.5 to 5.0 mmol / g based on the weight of (U), and the mechanical properties, durability, and chemical resistance of the resulting film are obtained. From the viewpoints of properties and wear resistance, it is preferably 0.8 to 4.2 mmol / g, more preferably 1.1 to 3.4 mmol / g.

ポリオール(a)、ポリイソシアネート(b)並びに必要により使用する親水性基と活性水素原子を含有する化合物(c)、鎖伸長剤(d)及び反応停止剤(e)の量を適宜調整することにより、ポリウレタン樹脂(U)のウレタン基含量を所望の範囲とすることができる。
尚、本発明におけるウレタン基含量は実施例に記載の方法で測定される。
The amount of the polyol (a), the polyisocyanate (b), the compound (c) containing a hydrophilic group and an active hydrogen atom, the chain extender (d), and the reaction terminator (e) is adjusted as necessary. Thus, the urethane group content of the polyurethane resin (U) can be set to a desired range.
In addition, the urethane group content in this invention is measured by the method as described in an Example.

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

ポリオール(a)、ポリイソシアネート(b)並びに必要により使用する親水性基と活性水素原子を含有する化合物(c)、鎖伸長剤(d)及び反応停止剤(e)の量を適宜調整することにより、ポリウレタン樹脂(U)の末端アミノ基含量を所望の範囲にすることができる。
尚、本発明における末端アミノ基含量は実施例に記載の方法で測定される。
The amount of the polyol (a), the polyisocyanate (b), the compound (c) containing a hydrophilic group and an active hydrogen atom, the chain extender (d), and the reaction terminator (e) is adjusted as necessary. By this, the terminal amino group content of the polyurethane resin (U) can be brought into a desired range.
In addition, the terminal amino group content in this invention is measured by the method as described in an Example.

本発明において、ポリウレタン樹脂(U)中のウレア基含量は、造膜性及び得られる皮膜の耐水性の観点から、(U)の重量に基づいて2.0mmol/g以下であることが好ましく、更に好ましくは0.2mmol/g以下、特に好ましくは0.1mmol/g以下、とりわけ好ましくは0.05mmol/g以下、最も好ましくは0.02mmol/g以下である。   In the present invention, the urea group content in the polyurethane resin (U) is preferably 2.0 mmol / g or less based on the weight of (U) from the viewpoint of film forming properties and water resistance of the resulting film. More preferably, it is 0.2 mmol / g or less, particularly preferably 0.1 mmol / g or less, particularly preferably 0.05 mmol / g or less, and most preferably 0.02 mmol / g or less.

ポリウレタン樹脂(U)中のウレア基含量を所望の範囲とするには、(U)の原料中のアミノ基含量、水分含量及びイソシアネート基含量を適宜調整すればよい。
尚、本発明におけるウレア基含量は実施例に記載の方法で測定される。
In order to bring the urea group content in the polyurethane resin (U) into a desired range, the amino group content, water content and isocyanate group content in the raw material of (U) may be appropriately adjusted.
In addition, the urea group content in this invention is measured by the method as described in an Example.

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

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

本発明において、ポリウレタン樹脂(U)の水への分散前の末端イソシアネート基含量は、(U)の重量に基づいて通常0.2mmol/g以下、好ましくは0.15mmol/g以下、更に好ましくは0.1mmol/g以下、特に好ましくは0.05mmol/g以下である。この範囲であれば、水への分散後の(U)のウレア基及び末端アミノ基含量を目標の範囲とすることができるため、本発明の効果を十分に発揮できる。   In the present invention, the content of terminal isocyanate groups before dispersion of the polyurethane resin (U) in water is usually 0.2 mmol / g or less, preferably 0.15 mmol / g or less, more preferably based on the weight of (U). It is 0.1 mmol / g or less, particularly preferably 0.05 mmol / g or less. If it is this range, since the urea group content and terminal amino group content of (U) after dispersion in water can be targeted, the effects of the present invention can be sufficiently exerted.

水への分散前の(U)の末端イソシアネート基含量は、主に(U)の原料中のイソシアネート基の当量数と水酸基、アミノ基及び水の合計当量数の比並びにウレタン化反応の反応率によって制御することが可能である。   The content of the terminal isocyanate group of (U) before dispersion in water is mainly the ratio of the number of equivalents of isocyanate groups in the raw material of (U) to the total number of equivalents of hydroxyl groups, amino groups and water, and the reaction rate of the urethanization reaction. It is possible to control by.

本発明において、ポリウレタン樹脂(U)のMnは、1万〜100万であり、得られる皮膜の機械的物性、耐久性、耐薬品性及び耐磨耗性等の観点から、好ましくは1万〜50万、更に好ましくは1万〜20万、最も好ましくは1万〜10万である。   In the present invention, Mn of the polyurethane resin (U) is 10,000 to 1,000,000, and preferably 10,000 to 1,000 from the viewpoint of mechanical properties, durability, chemical resistance, wear resistance and the like of the obtained film. 500,000, more preferably 10,000 to 200,000, most preferably 10,000 to 100,000.

ポリオール(a)、ポリイソシアネート(b)並びに必要により使用する親水性基と活性水素原子を含有する化合物(c)、鎖伸長剤(d)及び反応停止剤(e)の量を適宜調整することにより、ポリウレタン樹脂(U)のMnを所望の範囲にすることができる。   The amount of the polyol (a), the polyisocyanate (b), the compound (c) containing a hydrophilic group and an active hydrogen atom, the chain extender (d), and the reaction terminator (e) is adjusted as necessary. Thereby, Mn of a polyurethane resin (U) can be made into a desired range.

本発明において、ポリウレタン樹脂(U)の重量平均分子量(以下、Mwと略記)とMnの比(Mw/Mn)は、1.5〜3.5であり、造膜性の観点から、好ましくは1.75〜3.25、更に好ましくは2.0〜3.0である。   In the present invention, the weight average molecular weight (hereinafter abbreviated as Mw) of the polyurethane resin (U) and the ratio of Mn (Mw / Mn) is 1.5 to 3.5, preferably from the viewpoint of film forming properties. It is 1.75 to 3.25, more preferably 2.0 to 3.0.

ポリウレタン樹脂(U)のMw/Mnは、(U)のウレタン化反応の均一性に関する条件(例えば撹拌・混合)等を適宜調整することにより、所定の範囲にすることができる。 尚、本発明における(U)のMw及びMnは実施例に記載の方法で測定される。   The Mw / Mn of the polyurethane resin (U) can be set within a predetermined range by appropriately adjusting the conditions (for example, stirring and mixing) relating to the uniformity of the urethanization reaction of (U). In addition, Mw and Mn of (U) in this invention are measured by the method as described in an Example.

本発明において、ポリウレタン樹脂(U)の溶融温度は、70〜280℃であり、得られる皮膜の耐熱性、機械的物性、耐久性、耐薬品性及び耐磨耗性等の観点から、好ましくは80〜200℃、更に好ましくは90〜150℃である。   In the present invention, the melting temperature of the polyurethane resin (U) is 70 to 280 ° C., preferably from the viewpoint of the heat resistance, mechanical properties, durability, chemical resistance and wear resistance of the resulting film. 80-200 degreeC, More preferably, it is 90-150 degreeC.

ポリオール(a)、ポリイソシアネート(b)並びに必要により使用する親水性基と活性水素原子を含有する化合物(c)、鎖伸長剤(d)及び反応停止剤(e)の種類と量を適宜調整することにより、ポリウレタン樹脂(U)の溶融温度を所望の範囲にすることができる。
尚、本発明における溶融温度は実施例に記載の方法で測定される。
The types and amounts of the polyol (a), the polyisocyanate (b), the compound (c) containing a hydrophilic group and an active hydrogen atom, the chain extender (d) and the reaction terminator (e) are adjusted as necessary. By doing, the melting temperature of a polyurethane resin (U) can be made into a desired range.
In addition, the melting temperature in this invention is measured by the method as described in an Example.

本発明において、ポリウレタン樹脂(U)の体積平均粒子径(Dv)は、0.01〜1μmであり、ポリウレタン樹脂水分散体の分散安定性の観点から、好ましくは0.02〜0.7μm、更に好ましくは0.03〜0.4μmである。   In the present invention, the volume average particle diameter (Dv) of the polyurethane resin (U) is 0.01 to 1 μm, and from the viewpoint of dispersion stability of the polyurethane resin aqueous dispersion, preferably 0.02 to 0.7 μm, More preferably, it is 0.03-0.4 micrometer.

(U)の体積平均粒子径(Dv)は、(U)中の親水性基、分散剤量及び分散工程で使用する分散機の種類及び運転条件によってきまる。従って、(U)の体積平均粒子径(Dv)を所望の範囲とするためには、分散工程において、後述の回転式分散機、超音波式分散機及び混練機から選択される装置を用いると共に、(U)中の親水性基の含有量と分散剤(h)の含有量を適宜調整すればよい。
尚、本発明における体積平均粒子径(Dv)は実施例に記載の方法で測定される。
The volume average particle diameter (Dv) of (U) is determined by the hydrophilic group in (U), the amount of the dispersant, the type of the disperser used in the dispersing step, and the operating conditions. Therefore, in order to bring the volume average particle diameter (Dv) of (U) into a desired range, in the dispersion step, an apparatus selected from a rotary disperser, an ultrasonic disperser and a kneader described later is used. The content of the hydrophilic group in (U) and the content of the dispersant (h) may be appropriately adjusted.
In addition, the volume average particle diameter (Dv) in this invention is measured by the method as described in an Example.

本発明におけるポリウレタン樹脂水分散体は、有機溶剤[ケトン系溶剤(例えばアセトン及びメチルエチルケトン)、エステル系溶剤(例えば酢酸エチル)、エーテル系溶剤(例えばテトラヒドロフラン)、アミド系溶剤(例えばN,N−ジメチルホルムアミド及びN−メチルピロリドン)、アルコール系溶剤(例えばイソプロピルアルコール)及び芳香族炭化水素系溶剤(例えばトルエン)等]を含有してもよいが、臭気、経時安定性、環境負荷、安全性及び生産コスト等の観点からは、有機溶剤の含有量は水分散体の重量に基づいて、1000ppm以下であることが好ましく、更に好ましくは500ppm以下、特に好ましくは100ppm以下であり、有機溶剤を実質的に含まないことが最も好ましい。   The polyurethane resin aqueous dispersion in the present invention contains an organic solvent [a ketone solvent (for example, acetone and methyl ethyl ketone), an ester solvent (for example, ethyl acetate), an ether solvent (for example, tetrahydrofuran), an amide solvent (for example, N, N-dimethyl). May contain formamide and N-methylpyrrolidone), alcohol solvents (eg isopropyl alcohol) and aromatic hydrocarbon solvents (eg toluene), etc., but odor, stability over time, environmental load, safety and production From the viewpoint of cost and the like, the content of the organic solvent is preferably 1000 ppm or less, more preferably 500 ppm or less, particularly preferably 100 ppm or less, based on the weight of the aqueous dispersion. Most preferably not.

本発明におけるポリウレタン樹脂水分散体が有機溶剤を実質的に含まないためには、(U)の原料及び使用する各種添加剤として有機溶剤を実質的に含有しないものを使用し、(U)の製造工程及び(U)の分散工程において有機溶剤を使用しないことが好ましい。   In order that the polyurethane resin aqueous dispersion in the present invention does not substantially contain an organic solvent, the raw material of (U) and various additives to be used are those that do not substantially contain an organic solvent. It is preferable not to use an organic solvent in the production step and the dispersion step (U).

本発明において、ポリウレタン樹脂(U)は、ポリオール(a)、ポリイソシアネート(b)並びに必要により使用する親水性基と活性水素原子を含有する化合物(c)、鎖伸長剤(d)及び反応停止剤(e)を、加熱可能な設備で加熱して反応することで得られる。例えば、容器中に(U)の原料を仕込んで均一撹拌後、加熱乾燥機や加熱炉で無撹拌下に加熱する方法や、簡易加圧反応装置(オートクレーブ)、コルベン、一軸若しくは二軸の混練機、プラストミル又は万能混練機等で、攪拌又は混練しながら加熱して反応する方法等が挙げられる。なかでも、攪拌又は混練しながら加熱して反応する方法は、得られるウレタン樹脂(U)の均質性が高くなり、得られる皮膜の機械的物性、耐久性、耐薬品性及び耐磨耗性等がより優れる傾向があるため好ましい。攪拌又は混練しながら加熱して反応する方法の中でも、攪拌強度及び加熱能力に優れている一軸又は二軸の混練機が好ましい。一軸又は二軸の混練機としては、コンティニアスニーダー[株栗本鐵工(株)製]、一軸混練機及び二軸押出機等が例示される。   In the present invention, the polyurethane resin (U) comprises a polyol (a), a polyisocyanate (b), a compound (c) containing a hydrophilic group and an active hydrogen atom, if necessary, a chain extender (d), and a reaction termination. It can be obtained by reacting the agent (e) by heating it with heatable equipment. For example, the raw material (U) is charged in a container and uniformly stirred, and then heated without stirring in a heating dryer or heating furnace, a simple pressure reactor (autoclave), Kolben, uniaxial or biaxial kneading. And a method of reacting by heating with stirring or kneading in a machine, a plast mill or a universal kneader. Among them, the method of heating and reacting while stirring or kneading increases the homogeneity of the obtained urethane resin (U), and the mechanical properties, durability, chemical resistance and abrasion resistance of the resulting film, etc. Is preferred because it tends to be more excellent. Among the methods of heating and reacting while stirring or kneading, a uniaxial or biaxial kneader excellent in stirring strength and heating ability is preferable. Examples of the uniaxial or biaxial kneader include a continuous kneader (manufactured by Kurimoto Seiko Co., Ltd.), a uniaxial kneader, a biaxial extruder, and the like.

ポリウレタン樹脂(U)を製造する際の反応温度は、100〜250℃が好ましく、更に好ましくは100〜120℃又は180〜240℃、最も好ましくは190〜230℃である。また、(U)を製造する際の時間は、使用する設備により適宜選択することができるが、一般的に1分〜100時間が好ましく、更に好ましくは3分〜30時間であり、特に好ましくは5分〜10時間である。この範囲であれば、本発明の効果を十分に発揮できる(U)が得られる。   100-250 degreeC is preferable, as for the reaction temperature at the time of manufacturing a polyurethane resin (U), More preferably, it is 100-120 degreeC or 180-240 degreeC, Most preferably, it is 190-230 degreeC. The time for producing (U) can be appropriately selected depending on the equipment used, but generally 1 minute to 100 hours is preferable, more preferably 3 minutes to 30 hours, and particularly preferably. 5 minutes to 10 hours. If it is this range, (U) which can fully exhibit the effect of the present invention will be obtained.

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

ポリウレタン樹脂(U)を水中へ分散する工程における取扱い易さの観点から、分散前の(U)の形状を0.2〜500mmの粒状又はブロック状にすることが好ましく、その大きさは、更に好ましくは0.5〜100mm、特に好ましくは0.7〜30mm、最も好ましくは1〜10mmである。   From the viewpoint of ease of handling in the step of dispersing the polyurethane resin (U) in water, the shape of (U) before dispersion is preferably made into a granular or block shape of 0.2 to 500 mm. Preferably it is 0.5-100 mm, Most preferably, it is 0.7-30 mm, Most preferably, it is 1-10 mm.

形状を粒状又はブロック状に調整する手段としては、例えば裁断、ペレット化、粒子化、或いは粉砕する等の手段を用いることができる。この粒状又はブロック状への調整は、水中或いは、水の非存在下において実施することができる。
例えば、シート状に圧延したポリウレタン樹脂(U)を角型ペレタイザーで粒状にする方法、鋏や超音波カッター等で裁断してブロック状にする方法、ストランド状に取り出したポリウレタン樹脂(U)をペレタイザーでカットしてペレット状にするという方法等が例示される。
As means for adjusting the shape to a granular shape or block shape, for example, means such as cutting, pelletizing, granulating, or pulverizing can be used. This granular or block adjustment can be performed in water or in the absence of water.
For example, a polyurethane resin (U) rolled into a sheet shape is granulated with a square pelletizer, a method in which the polyurethane resin (U) is cut into a block shape by cutting with a scissors or an ultrasonic cutter, and the polyurethane resin (U) taken out in a strand shape is pelletized. And a method of cutting into pellets.

ポリウレタン樹脂(U)を水中に分散する装置としては、分散能力のある装置(A)であれば使用可能であるが、温度調整、粒状又はブロック状樹脂の供給及び分散能力等の観点から、回転式分散混合装置(A1)、超音波式分散機(A2)又は混練機(A3)を用いることが好ましく、なかでも分散能力が特に優れる(A1)が更に好ましい。   As a device for dispersing the polyurethane resin (U) in water, any device (A) having a dispersion ability can be used. However, from the viewpoint of temperature adjustment, supply of granular or block resin, and dispersion ability, it can be rotated. It is preferable to use a type dispersion mixing apparatus (A1), an ultrasonic dispersion machine (A2), or a kneading machine (A3), and among them, (A1) is particularly preferable because of particularly excellent dispersion ability.

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

回転式分散混合装置(A1)としては、例えばTKホモミキサー[プライミクス(株)製]、クレアミックス[エムテクニック(株)製]、フィルミックス[プライミクス(株)製]、ウルトラターラックス[IKA(株)製]、エバラマイルダー[荏原製作所(株)製]、キャビトロン(ユーロテック社製)及びバイオミキサー[日本精機(株)製]等が例示される。   Examples of the rotary dispersion mixing apparatus (A1) include TK homomixer [manufactured by Primics Co., Ltd.], Claremix [manufactured by Mtechnics Co., Ltd.], Filmix [manufactured by Primics Co., Ltd.], Ultra Turrax [IKA ( Co., Ltd.], Ebara Milder [Ebara Seisakusho Co., Ltd.], Cavitron (Eurotech Co., Ltd.), Biomixer [Nippon Seiki Co., Ltd.] and the like.

回転式分散混合装置(A1)を用いてポリウレタン樹脂(U)を分散処理する際の回転数は、分散能力の観点から、通常100〜30000rpm、好ましくは500〜20000rpm、更に好ましくは1000〜10000rpmである。   The number of rotations when the polyurethane resin (U) is dispersed using the rotary dispersion mixer (A1) is usually 100 to 30000 rpm, preferably 500 to 20000 rpm, and more preferably 1000 to 10,000 rpm from the viewpoint of dispersion capability. is there.

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

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

超音波式分散装置(A2)を用いてポリウレタン樹脂(U)を分散処理する際の振動数は、分散能力の観点から、通常1〜100kHz、好ましくは3〜60kHz、特に好ましくは10〜30kHzである。   The frequency at which the polyurethane resin (U) is dispersed using the ultrasonic dispersing device (A2) is usually 1 to 100 kHz, preferably 3 to 60 kHz, particularly preferably 10 to 30 kHz, from the viewpoint of dispersion capability. is there.

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

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

混練機(A3)を用いてポリウレタン樹脂(U)を分散処理する際の回転数は、分散能力の観点から、通常1〜1000rpm、好ましくは3〜500rpm、特に好ましくは10〜200rpmである。   The number of rotations when the polyurethane resin (U) is dispersed using the kneader (A3) is usually 1 to 1000 rpm, preferably 3 to 500 rpm, particularly preferably 10 to 200 rpm, from the viewpoint of dispersion ability.

本発明のポリウレタン樹脂水分散体は、ポリウレタン樹脂(U)を分散装置(A)を用いて、水中に分散させる過程において(U)を加熱下で軟化させて目的とする微粒子まで分散させて製造される。従って、分散工程においてポリウレタン樹脂(U)の上記各物性値が加水分解等の劣化により変動しないようにすることが好ましい。
劣化を抑制するためには、(U)をその溶融温度未満で水に分散させることが好ましい。(U)を水に分散させる際の温度は、更に好ましくは25〜180℃の間でかつ(U)の溶融温度よりも5〜100℃以上低い温度、特に好ましくは90〜150℃の間でかつ(U)の溶融温度よりも10〜120℃低い温度である。
The aqueous polyurethane resin dispersion of the present invention is produced by using the dispersing device (A) to disperse the polyurethane resin (U) in water in the process of dispersing (U) under heating and dispersing it to the desired fine particles. Is done. Therefore, it is preferable that the above physical property values of the polyurethane resin (U) are not changed due to degradation such as hydrolysis in the dispersion step.
In order to suppress the deterioration, it is preferable to disperse (U) in water below its melting temperature. The temperature at which (U) is dispersed in water is more preferably 25 to 180 ° C. and 5 to 100 ° C. lower than the melting temperature of (U), particularly preferably 90 to 150 ° C. And it is 10-120 degreeC temperature lower than the melting temperature of (U).

(U)の分散を(U)の溶融温度未満で実施するには、分散処理時に(U)が水により膨潤することが好ましい。前記(c)及び/又は(h)の含有量を適宜調整することにより(U)の膨潤程度を調整することができる。  In order to disperse (U) below the melting temperature of (U), it is preferable that (U) swells with water during the dispersion treatment. The degree of swelling of (U) can be adjusted by appropriately adjusting the content of (c) and / or (h).

分散装置(A)に供給される(U)と水の重量比は、目的とする水分散体の樹脂成分含有量によって適宜選択されるが、通常は、(U)/水=10/2〜10/100であり、好ましくは10/5〜10/50である。   The weight ratio of (U) and water supplied to the dispersing apparatus (A) is appropriately selected depending on the resin component content of the target aqueous dispersion, but usually (U) / water = 10/2 to 10/100, preferably 10/5 to 10/50.

また、(U)と水を分散装置(A)で処理する時間は、分散体である(U)の分解や劣化等を防ぐ観点から、通常10秒〜10時間、更に好ましくは1分〜3時間、最も好ましくは10〜60分である。   Moreover, the time which processes (U) and water with a dispersion apparatus (A) is 10 seconds-10 hours normally from a viewpoint of preventing decomposition | disassembly, deterioration, etc. of (U) which is a dispersion, More preferably, it is 1 minute-3 Time, most preferably 10-60 minutes.

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

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

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

本発明のポリウレタン樹脂水分散体は、水性塗料組成物、水性接着剤組成物、水性繊維加工処理剤組成物(顔料捺染用バインダー組成物、不織布用バインダー組成物、補強繊維用集束剤組成物、抗菌剤用バインダー組成物及び人工皮革・合成皮革用原料組成物等)、水性コーティング組成物(防水コーティング組成物、撥水コーティング組成物及び防汚コーティング組成物等)、水性紙処理剤組成物や水性インキ組成物等に使用することができるが、その優れた造膜性及び耐水性から、特に水性塗料組成物、水性接着剤組成物及び水性繊維加工処理剤組成物として好適に使用することができる。   The polyurethane resin aqueous dispersion of the present invention comprises an aqueous coating composition, an aqueous adhesive composition, an aqueous fiber processing agent composition (a binder composition for pigment printing, a binder composition for nonwoven fabric, a sizing agent composition for reinforcing fibers, Antibacterial agent binder composition and artificial leather / synthetic leather raw material composition, etc.), aqueous coating composition (waterproof coating composition, water repellent coating composition, antifouling coating composition, etc.), aqueous paper treatment composition, It can be used for water-based ink compositions and the like, but because of its excellent film-forming properties and water resistance, it can be suitably used especially as a water-based coating composition, water-based adhesive composition and water-based fiber processing agent composition. it can.

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

以下において本発明のポリウレタン樹脂水分散体を用いた、水性塗料の調製について説明する。
水性塗料には、塗膜形成補助やバインダー機能の向上等を目的として、必要により本発明のポリウレタン樹脂水分散体におけるウレタン樹脂(U)以外に、他の水分散性樹脂又は水溶性樹脂を併用していてもよい。
Hereinafter, preparation of an aqueous paint using the polyurethane resin aqueous dispersion of the present invention will be described.
In addition to the urethane resin (U) in the polyurethane resin aqueous dispersion of the present invention, other water-dispersible resins or water-soluble resins are used in combination with the water-based paint, if necessary, for the purpose of coating film formation and improvement of the binder function. You may do it.

水性塗料に併用される他の水分散性樹脂又は水溶性樹脂としては、例えば本発明におけるポリウレタン樹脂以外の水分散性又は水溶性のポリウレタン樹脂、ポリアクリル樹脂及びポリエステル樹脂等が挙げられる。これらの他の樹脂は、水性塗料の用途毎に、各用途で常用されるもの等から適宜選択することができる。   Examples of other water-dispersible resins or water-soluble resins used in combination with water-based paints include water-dispersible or water-soluble polyurethane resins other than the polyurethane resin in the present invention, polyacrylic resins, and polyester resins. These other resins can be appropriately selected from those commonly used in each application for each application of the water-based paint.

水性塗料における本発明のポリウレタン樹脂水分散体の固形分の含有量は、水性塗料の重量に基づいて通常0.1〜60重量%、好ましくは1〜50重量%である。
また、水性塗料における他の樹脂の含有量は、水性塗料の重量に基づいて通常60重量%以下、好ましくは50重量%以下である。
The solid content of the aqueous polyurethane resin dispersion of the present invention in the aqueous coating is usually 0.1 to 60% by weight, preferably 1 to 50% by weight, based on the weight of the aqueous coating.
The content of the other resin in the water-based paint is usually 60% by weight or less, preferably 50% by weight or less based on the weight of the water-based paint.

水性塗料は、更に架橋剤、顔料、顔料分散剤、粘度調整剤、消泡剤、防腐剤、劣化防止剤、安定化剤、凍結防止剤及び水等を1種又は2種以上含有することができる。   The water-based paint may further contain one or more of a crosslinking agent, a pigment, a pigment dispersant, a viscosity modifier, an antifoaming agent, an antiseptic, a deterioration preventing agent, a stabilizer, an antifreezing agent, water, and the like. it can.

架橋剤としては水溶性又は水分散性のアミノ樹脂、水溶性又は水分散性のポリエポキシド、水溶性又は水分散性のブロックドポリイソシアネート化合物及びポリエチレン尿素等が挙げられる。
架橋剤の添加量はポリウレタン樹脂水分散体の固形分重量を基準として、通常30重量%以下、好ましくは0.1〜20重量%である。
Examples of the crosslinking agent include water-soluble or water-dispersible amino resins, water-soluble or water-dispersible polyepoxides, water-soluble or water-dispersible blocked polyisocyanate compounds, and polyethylene urea.
The addition amount of the crosslinking agent is usually 30% by weight or less, preferably 0.1 to 20% by weight, based on the solid content weight of the polyurethane resin aqueous dispersion.

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

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

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

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

水性塗料には、乾燥後の塗膜外観を向上させる目的で更に溶剤を添加してもよい。添加する溶剤としては例えば炭素数1〜20の1価アルコール(メタノール、エタノール及びプロパノール等)、炭素数1〜20のグリコール類(エチレングリコール、プロピレングリコール及びジエチレングリコール等)、炭素数1〜20の3価以上のアルコール(グリセリン等)及び炭素数1〜20のセロソルブ類(メチル及びエチルセロソルブ等)等が使用できる。添加する溶剤の含有量は、水性塗料の重量基づいて、好ましくは20重量%以下、更に好ましくは15重量%以下である。   A solvent may be further added to the water-based paint for the purpose of improving the appearance of the coating film after drying. Examples of the solvent to be added include monohydric alcohols having 1 to 20 carbon atoms (such as methanol, ethanol and propanol), glycols having 1 to 20 carbon atoms (such as ethylene glycol, propylene glycol and diethylene glycol), and 3 having 1 to 20 carbon atoms. Alcohols having higher valences (such as glycerin) and cellosolves having 1 to 20 carbon atoms (such as methyl and ethyl cellosolve) can be used. The content of the solvent to be added is preferably 20% by weight or less, more preferably 15% by weight or less, based on the weight of the aqueous paint.

本発明のポリウレタン樹脂水分散体を用いた水性塗料は、本発明のポリウレタン樹脂水分散体と上記記載の各成分を混合、撹拌することで製造される。混合の際は全ての成分を同時に混合しても、各成分を段階的に投入して混合してもよい。
水性塗料の固形分濃度は、好ましくは10〜70重量%、更に好ましくは15〜60重量%である。
The water-based paint using the polyurethane resin aqueous dispersion of the present invention is produced by mixing and stirring the polyurethane resin aqueous dispersion of the present invention and each of the components described above. When mixing, all the components may be mixed at the same time, or each component may be added stepwise and mixed.
The solid content concentration of the water-based paint is preferably 10 to 70% by weight, more preferably 15 to 60% by weight.

以下において本発明のポリウレタン樹脂水分散体を用いた水性接着剤について説明する。
水性接着剤に使用する樹脂として、本発明のポリウレタン樹脂水性分散体におけるウレタン樹脂(U)を単独で用いても構わないが、SBRラテックス樹脂やアクリル樹脂に代表されるウレタン樹脂以外の水分散性又は水溶性樹脂を併用することができる。併用する場合、樹脂全重量におけるポリウレタン樹脂(U)の割合は、好ましくは1重量%以上、更に好ましくは10重量%以上である。
Hereinafter, an aqueous adhesive using the aqueous polyurethane resin dispersion of the present invention will be described.
As the resin used for the water-based adhesive, the urethane resin (U) in the polyurethane resin aqueous dispersion of the present invention may be used alone, but water dispersibility other than urethane resin represented by SBR latex resin and acrylic resin. Or water-soluble resin can be used together. When used in combination, the ratio of the polyurethane resin (U) to the total weight of the resin is preferably 1% by weight or more, more preferably 10% by weight or more.

更に、本発明のポリウレタン樹脂水性分散体を含有する接着剤の凝集性を阻害しない範囲で通常の接着剤に使用される副資材及び添加剤、例えば、架橋剤、可塑剤、粘着付与剤、充填剤、顔料、増粘剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、界面活性剤及び難燃剤等を使用することも可能である。   Furthermore, auxiliary materials and additives used in ordinary adhesives, such as cross-linking agents, plasticizers, tackifiers, and fillers, as long as they do not impair the cohesiveness of the adhesive containing the aqueous polyurethane resin dispersion of the present invention. It is also possible to use agents, pigments, thickeners, antioxidants, ultraviolet absorbers, surfactants, flame retardants, and the like.

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

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

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

<実施例1>
表1に記載の各原料を混合後に、窒素雰囲気下で二軸混練機であるKRCニーダー[栗本鐵工(株)製]に仕込み220℃で10分間混練してウレタン化反応を行った。反応物を取り出し、180℃に加熱した加圧プレス機で圧延後、角形ペレタイザー[(株)ホーライ製]にて裁断してポリウレタン樹脂(U1−1)を得た。続いて、温度制御可能な耐圧容器に表3に記載の各原料を仕込み、クレアミックス[エムテクニック(株)製]を用いて表5記載の条件下で分散処理することでポリウレタン樹脂水分散体(Q−1)を得た。
<Example 1>
After mixing each raw material shown in Table 1, it was charged in a KRC kneader (manufactured by Kurimoto Seiko Co., Ltd.), which is a twin-screw kneader, in a nitrogen atmosphere and kneaded at 220 ° C. for 10 minutes to carry out a urethanization reaction. The reaction product was taken out, rolled with a press machine heated to 180 ° C., and then cut with a square pelletizer [manufactured by Horai Co., Ltd.] to obtain a polyurethane resin (U1-1). Subsequently, each of the raw materials shown in Table 3 was charged into a pressure-controllable container capable of controlling the temperature, and a polyurethane resin aqueous dispersion was obtained by performing a dispersion treatment under the conditions shown in Table 5 using CLEARMIX [M Technique Co., Ltd.]. (Q-1) was obtained.

<実施例2>
表1に記載の各原料を混合後に、窒素雰囲気下で二軸混練機であるKRCニーダーに仕込み210℃で15分間混練してウレタン化反応を行った。反応物を取り出し、180℃に加熱した加圧プレス機で圧延後、角形ペレタイザーにて裁断してポリウレタン樹脂(U1−2)を得た。続いて、温度制御可能な耐圧容器に表3に記載の各原料を仕込み、TKホモミキサー[プライミクス(株)製]を用いて表5記載の条件下で分散処理することでポリウレタン樹脂水分散体(Q−2)を得た。
<Example 2>
After mixing each raw material shown in Table 1, it was charged in a KRC kneader which is a twin-screw kneader in a nitrogen atmosphere and kneaded at 210 ° C. for 15 minutes to carry out a urethanization reaction. The reaction product was taken out, rolled with a press machine heated to 180 ° C., and then cut with a square pelletizer to obtain a polyurethane resin (U1-2). Subsequently, each of the raw materials shown in Table 3 was charged into a pressure-controllable container capable of controlling the temperature, and the polyurethane resin aqueous dispersion was dispersed by treatment under the conditions shown in Table 5 using a TK homomixer [manufactured by Primics Co., Ltd.]. (Q-2) was obtained.

<実施例3>
撹拌機及び加熱装置を備えた簡易加圧反応装置に表1に記載の各原料を仕込んで、180℃で15分間攪拌してウレタン化反応を行い、ポリウレタン樹脂(U1−3)のトルエン溶液を得た。続いて、温度制御可能な耐圧容器に表3に記載の各原料を仕込み、クレアミックスを用いて表5記載の条件下で分散処理した後、減圧下90℃で5時間トルエンを留去することでポリウレタン樹脂水分散体(Q−3)を得た。
<Example 3>
Each raw material shown in Table 1 was charged into a simple pressure reactor equipped with a stirrer and a heating device, and stirred at 180 ° C. for 15 minutes to carry out a urethanization reaction. A toluene solution of polyurethane resin (U1-3) was then added. Obtained. Subsequently, each raw material shown in Table 3 is charged into a pressure-controllable container which can be controlled in temperature, and subjected to dispersion treatment under the conditions shown in Table 5 using CLEARMIX, and then toluene is distilled off at 90 ° C. under reduced pressure for 5 hours. To obtain a polyurethane resin aqueous dispersion (Q-3).

<実施例4>
表1に記載の各原料を混合後に、離型処理した容器に仕込んで、210℃の循風乾燥機中で無撹拌下で15分間ウレタン化反応を行った。25℃に冷却後、反応物を取り出し、鋏にて裁断してポリウレタン樹脂(U1−4)を得た。続いて、温度制御可能な耐圧容器に表3に記載の各原料を仕込み、超音波式分散装置[池本理化工業(株)製]を用いて表5記載の条件下で分散処理することでポリウレタン樹脂水分散体(Q−4)を得た。
<Example 4>
After mixing each raw material shown in Table 1, it was charged into a release-treated container and subjected to a urethanization reaction in a circulating dryer at 210 ° C. for 15 minutes without stirring. After cooling to 25 ° C., the reaction product was taken out and cut with a scissors to obtain a polyurethane resin (U1-4). Subsequently, each of the raw materials shown in Table 3 was charged into a pressure-controllable container capable of controlling the temperature, and polyurethane was dispersed by using an ultrasonic dispersing device [manufactured by Ikemoto Rika Kogyo Co., Ltd.] under the conditions shown in Table 5. A resin water dispersion (Q-4) was obtained.

<実施例5>
表1に記載の各原料を混合後に、窒素雰囲気下で二軸混練機であるKRCニーダーに仕込み210℃で15分間混練してウレタン化反応を行った後、210℃のまま樹脂を細孔より押出すことにより、直径2mmのストランドにした後、90℃まで冷却した。これを30℃のイオン交換水中に導入後、ペレタイザーにてカットしてポリウレタン樹脂(U1−5)を得た。続いて、温度制御可能な耐圧容器に表3に記載の各原料を仕込み、超音波式分散装置を用いて表5記載の条件下で分散処理することでポリウレタン樹脂水分散体(Q−5)を得た。
<Example 5>
After mixing each raw material shown in Table 1, it was charged in a KRC kneader that is a twin-screw kneader in a nitrogen atmosphere and kneaded at 210 ° C. for 15 minutes to carry out a urethanization reaction. After forming a strand having a diameter of 2 mm by extrusion, the strand was cooled to 90 ° C. This was introduced into ion-exchanged water at 30 ° C. and then cut with a pelletizer to obtain a polyurethane resin (U1-5). Subsequently, each of the raw materials shown in Table 3 was charged into a pressure-controllable container capable of controlling the temperature, and the polyurethane resin aqueous dispersion (Q-5) was dispersed by treatment under the conditions shown in Table 5 using an ultrasonic dispersing device. Got.

<実施例6>
表1に記載の各原料を混合後に、窒素雰囲気下で二軸混練機であるKRCニーダーに仕込み210℃で15分間混練してウレタン化反応を行った後、210℃のまま樹脂を細孔より押出すことにより、直径2mmのストランドにした後、90℃まで冷却した。これを30℃のイオン交換水中に導入後、ペレタイザーにてカットしてポリウレタン樹脂(U1−6)を得た。続いて、万能混合機[プライミクス(株)製]に表3に記載の各原料を仕込み、表5記載の条件下で分散処理することでポリウレタン樹脂水分散体(Q−6)を得た。
<Example 6>
After mixing each raw material shown in Table 1, it was charged in a KRC kneader that is a twin-screw kneader in a nitrogen atmosphere and kneaded at 210 ° C. for 15 minutes to carry out a urethanization reaction. After forming a strand having a diameter of 2 mm by extrusion, the strand was cooled to 90 ° C. This was introduced into ion-exchanged water at 30 ° C. and then cut with a pelletizer to obtain a polyurethane resin (U1-6). Subsequently, each raw material shown in Table 3 was charged into a universal mixer [manufactured by Primics Co., Ltd.] and dispersed under the conditions shown in Table 5 to obtain an aqueous polyurethane resin dispersion (Q-6).

<実施例7>
表1に記載の各原料を混合後に、窒素雰囲気下で二軸混練機であるKRCニーダーに仕込み210℃で5分間混練してウレタン化反応を行った。反応物を取り出し、180℃に加熱した加圧プレス機で圧延後、角形ペレタイザーにて裁断してポリウレタン樹脂(U1−7)を得た。続いて、温度制御可能な耐圧容器に表3に記載の各原料を仕込み、クレアミックスを用いて表5記載の条件下で分散処理することでポリウレタン樹脂水分散体(Q−7)を得た。
<Example 7>
After mixing each raw material shown in Table 1, it was charged in a KRC kneader which is a biaxial kneader in a nitrogen atmosphere and kneaded at 210 ° C. for 5 minutes to carry out a urethanization reaction. The reaction product was taken out, rolled with a press machine heated to 180 ° C., and then cut with a square pelletizer to obtain a polyurethane resin (U1-7). Subsequently, each raw material shown in Table 3 was charged into a pressure-controllable container capable of controlling temperature, and a polyurethane resin aqueous dispersion (Q-7) was obtained by performing a dispersion treatment under the conditions shown in Table 5 using CLEARMIX. .

<実施例8>
表1に記載の各原料を混合後に、窒素雰囲気下で二軸混練機であるKRCニーダーに仕込み250℃で3分間混練してウレタン化反応を行った。反応物を取り出し、180℃に加熱した加圧プレス機で圧延後、角形ペレタイザーにて裁断してポリウレタン樹脂(U1−8)を得た。続いて、温度制御可能な耐圧容器に表3に記載の各原料を仕込み、クレアミックスを用いて表5記載の条件下で分散処理することでポリウレタン樹脂水分散体(Q−8)を得た。
<Example 8>
After mixing each raw material shown in Table 1, it was charged in a KRC kneader which is a biaxial kneader in a nitrogen atmosphere and kneaded at 250 ° C. for 3 minutes to carry out a urethanization reaction. The reaction product was taken out, rolled with a pressure press machine heated to 180 ° C., and then cut with a square pelletizer to obtain a polyurethane resin (U1-8). Subsequently, each raw material shown in Table 3 was charged into a pressure-controllable container capable of controlling temperature, and a polyurethane resin aqueous dispersion (Q-8) was obtained by performing a dispersion treatment under the conditions shown in Table 5 using CLEARMIX. .

<実施例9>
表1に記載の各原料を混合後に、窒素雰囲気下で二軸混練機であるKRCニーダーに仕込み210℃で15分間混練してウレタン化反応を行った。反応物を取り出し、180℃に加熱した加圧プレス機で圧延後、角形ペレタイザーにて裁断してポリウレタン樹脂(U1−9)を得た。続いて、温度制御可能な耐圧容器に表4に記載の各原料を仕込み、クレアミックスを用いて表5記載の条件下で分散処理した後、減圧下50℃で5時間THFを留去することでポリウレタン樹脂水分散体(Q−9)を得た。
<Example 9>
After mixing each raw material shown in Table 1, it was charged in a KRC kneader which is a twin-screw kneader in a nitrogen atmosphere and kneaded at 210 ° C. for 15 minutes to carry out a urethanization reaction. The reaction product was taken out, rolled with a pressure press machine heated to 180 ° C., and then cut with a square pelletizer to obtain a polyurethane resin (U1-9). Subsequently, each raw material shown in Table 4 is charged into a temperature-controllable pressure-resistant container and dispersed under the conditions shown in Table 5 using CLEARMIX, and then THF is distilled off at 50 ° C. under reduced pressure for 5 hours. A polyurethane resin aqueous dispersion (Q-9) was obtained.

<実施例10>
表1に記載の各原料を混合後に、離型処理した容器に仕込んで、100℃の循風乾燥機中で無撹拌下で50時間ウレタン化反応を行った。反応物を取り出し、180℃に加熱した加圧プレス機で圧延後、角形ペレタイザーにて裁断してポリウレタン樹脂(U1−10)を得た。続いて、温度制御可能な耐圧容器に表4に記載の各原料を仕込み、クレアミックスを用いて表5記載の条件下で分散処理することでポリウレタン樹脂水分散体(Q−10)を得た。
<Example 10>
Each raw material shown in Table 1 was mixed and then charged into a release-treated container, and a urethanization reaction was performed for 50 hours without stirring in a circulating dryer at 100 ° C. The reaction product was taken out, rolled with a pressure press machine heated to 180 ° C., and then cut with a square pelletizer to obtain a polyurethane resin (U1-10). Subsequently, each raw material shown in Table 4 was charged in a pressure-controllable container capable of controlling temperature, and a polyurethane resin aqueous dispersion (Q-10) was obtained by performing a dispersion treatment under the conditions shown in Table 5 using CLEARMIX. .

<実施例11>
表2に記載の各原料を混合後に、窒素雰囲気下で二軸混練機であるKRCニーダーに仕込み210℃で15分間混練してウレタン化反応を行った。反応物を取り出し、180℃に加熱した加圧プレス機で圧延後、角形ペレタイザーにて裁断してポリウレタン樹脂(U1−11)を得た。続いて、温度制御可能な耐圧容器に表4に記載の各原料を仕込み、クレアミックスを用いて表5記載の条件下で分散処理することでポリウレタン樹脂水分散体(Q−11)を得た。
<Example 11>
After mixing each raw material shown in Table 2, it was charged in a KRC kneader which is a twin-screw kneader in a nitrogen atmosphere and kneaded at 210 ° C. for 15 minutes to carry out a urethanization reaction. The reaction product was taken out, rolled with a pressure press machine heated to 180 ° C., and then cut with a square pelletizer to obtain a polyurethane resin (U1-11). Subsequently, each raw material shown in Table 4 was charged into a temperature-controllable pressure-resistant container, and a polyurethane resin aqueous dispersion (Q-11) was obtained by performing a dispersion treatment under the conditions shown in Table 5 using CLEARMIX. .

<実施例12>
表2に記載の各原料を混合後に、窒素雰囲気下で二軸混練機であるKRCニーダーに仕込み210℃で15分間混練してウレタン化反応を行った。反応物を取り出し、180℃に加熱した加圧プレス機で圧延後、角形ペレタイザーにて裁断してポリウレタン樹脂(U1−12)を得た。続いて、温度制御可能な耐圧容器に表4に記載の各原料を仕込み、クレアミックスを用いて表5記載の条件下で分散処理することでポリウレタン樹脂水分散体(Q−12)を得た。
<Example 12>
After mixing each raw material shown in Table 2, it was charged in a KRC kneader which is a twin-screw kneader in a nitrogen atmosphere and kneaded at 210 ° C. for 15 minutes to carry out a urethanization reaction. The reaction product was taken out, rolled with a press machine heated to 180 ° C., and then cut with a square pelletizer to obtain a polyurethane resin (U1-12). Subsequently, each raw material shown in Table 4 was charged into a pressure-controllable container capable of temperature control, and a polyurethane resin aqueous dispersion (Q-12) was obtained by performing a dispersion treatment under the conditions shown in Table 5 using CLEARMIX. .

<実施例13>
表2に記載の各原料を混合後に、窒素雰囲気下で二軸混練機であるKRCニーダーに仕込み210℃で15分間混練してウレタン化反応を行った。反応物を取り出し、180℃に加熱した加圧プレス機で圧延後、角形ペレタイザーにて裁断してポリウレタン樹脂(U1−13)を得た。続いて、温度制御可能な耐圧容器に表4に記載の各原料を仕込み、クレアミックスを用いて表5記載の条件下で分散処理することでポリウレタン樹脂水分散体(Q−13)を得た。
<Example 13>
After mixing each raw material shown in Table 2, it was charged in a KRC kneader which is a twin-screw kneader in a nitrogen atmosphere and kneaded at 210 ° C. for 15 minutes to carry out a urethanization reaction. The reaction product was taken out, rolled with a press machine heated to 180 ° C., and then cut with a square pelletizer to obtain a polyurethane resin (U1-13). Subsequently, each raw material shown in Table 4 was charged in a pressure-controllable container capable of controlling temperature, and a polyurethane resin aqueous dispersion (Q-13) was obtained by performing a dispersion treatment under the conditions shown in Table 5 using CLEARMIX. .

<実施例14>
表2に記載の各原料を混合後に、離型処理した容器に仕込んで、150℃の循風乾燥機中で無撹拌下で20時間ウレタン化反応を行った。反応物を取り出し、25℃に冷却後、超音波カッターにて裁断してポリウレタン樹脂(U1−14)を得た。続いて、温度制御可能な耐圧容器に表4に記載の各原料を仕込み、クレアミックスを用いて表5記載の条件下で分散処理することでポリウレタン樹脂水分散体(Q−14)を得た。
<Example 14>
Each raw material shown in Table 2 was mixed, and then charged into a release-treated container, and urethanization reaction was performed for 20 hours without stirring in a circulating dryer at 150 ° C. The reaction product was taken out, cooled to 25 ° C., and then cut with an ultrasonic cutter to obtain a polyurethane resin (U1-14). Subsequently, each raw material described in Table 4 was charged into a pressure-controllable container capable of controlling temperature, and a polyurethane resin aqueous dispersion (Q-14) was obtained by performing a dispersion treatment under the conditions described in Table 5 using CLEARMIX. .

<実施例15>
表2に記載の各原料を混合後に、窒素雰囲気下で二軸混練機であるKRCニーダーに仕込み210℃で15分間混練してウレタン化反応を行った。反応物を取り出し、180℃に加熱した加圧プレス機で圧延後、角形ペレタイザーにて裁断してポリウレタン樹脂(U1−15)を得た。続いて、温度制御可能な耐圧容器に表4に記載の各原料を仕込み、クレアミックスを用いて表5記載の条件下で分散処理することでポリウレタン樹脂水分散体(Q−15)を得た。
<Example 15>
After mixing each raw material shown in Table 2, it was charged in a KRC kneader which is a twin-screw kneader in a nitrogen atmosphere and kneaded at 210 ° C. for 15 minutes to carry out a urethanization reaction. The reaction product was taken out, rolled with a pressure press machine heated to 180 ° C., and then cut with a square pelletizer to obtain a polyurethane resin (U1-15). Subsequently, each raw material shown in Table 4 was charged in a pressure-controllable container capable of controlling the temperature, and a polyurethane resin aqueous dispersion (Q-15) was obtained by performing a dispersion treatment under the conditions shown in Table 5 using CLEARMIX. .

<実施例16>
表2に記載の各原料を混合後に、窒素雰囲気下で二軸混練機であるKRCニーダーに仕込み210℃で15分間混練してウレタン化反応を行った。反応物を取り出し、180℃に加熱した加圧プレス機で圧延後、角形ペレタイザーにて裁断してポリウレタン樹脂(U1−16)を得た。続いて、温度制御可能な耐圧容器に表4に記載の各原料を仕込み、クレアミックスを用いて表5記載の条件下で分散処理した後、減圧下90℃で5時間トルエンを留去することでポリウレタン樹脂水分散体(Q−16)を得た。
<Example 16>
After mixing each raw material shown in Table 2, it was charged in a KRC kneader which is a twin-screw kneader in a nitrogen atmosphere and kneaded at 210 ° C. for 15 minutes to carry out a urethanization reaction. The reaction product was taken out, rolled with a press machine heated to 180 ° C., and then cut with a square pelletizer to obtain a polyurethane resin (U1-16). Subsequently, each raw material shown in Table 4 is charged into a pressure-controllable container capable of temperature control, and after dispersion treatment under the conditions shown in Table 5 using CLEARMIX, toluene is distilled off at 90 ° C. under reduced pressure for 5 hours. A polyurethane resin aqueous dispersion (Q-16) was obtained.

<比較例1>
撹拌機及び加熱装置を備えた簡易加圧反応装置に表2に記載の各原料を仕込んで85℃で10時間攪拌してウレタン化反応を行い、ウレタンプレポリマーのアセトン溶液を製造した。ウレタンプレポリマーのアセトン溶液の固形分あたりのイソシアネート含量は0.42mmol/gであった。得られたウレタンプレポリマーのアセトン溶液397.56部を簡易加圧反応装置に仕込み、40℃で撹拌しながらトリエチルアミン(中和剤)12.85部及び水589.59部を加えた。60rpmで3分間攪拌後、鎖伸長剤であるエチレンジアミン2.50部を加え、減圧下に65℃で8時間かけてアセトンを留去し、ポリウレタン樹脂水分散体(Q−17)を得た。
<Comparative Example 1>
Each raw material shown in Table 2 was charged into a simple pressure reactor equipped with a stirrer and a heating device and stirred at 85 ° C. for 10 hours to carry out a urethanization reaction to produce an acetone solution of a urethane prepolymer. The isocyanate content per solid in the acetone solution of the urethane prepolymer was 0.42 mmol / g. The acetone solution of the obtained urethane prepolymer in an amount of 395.56 parts was charged into a simple pressure reactor, and 12.85 parts of triethylamine (neutralizing agent) and 589.59 parts of water were added while stirring at 40 ° C. After stirring at 60 rpm for 3 minutes, 2.50 parts of ethylenediamine as a chain extender was added, and acetone was distilled off at 65 ° C. under reduced pressure for 8 hours to obtain a polyurethane resin aqueous dispersion (Q-17).

<比較例2>
原料とその仕込量を表2に記載のものに変更する以外は、比較例1と同様にしてポリウレタン樹脂水分散体(Q−18)を得た。尚、ウレタンプレポリマーのアセトン溶液の固形分あたりのイソシアネート含量は0.42mmol/gであった。
<Comparative example 2>
A polyurethane resin aqueous dispersion (Q-18) was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that the raw materials and the amounts charged were changed to those shown in Table 2. In addition, the isocyanate content per solid content of the acetone solution of the urethane prepolymer was 0.42 mmol / g.

<比較例3>
撹拌機及び加熱装置を備えた簡易加圧反応装置に表2に記載の各原料を仕込んで85℃で10時間攪拌してウレタン化反応を行い、ウレタンプレポリマーのアセトン溶液を製造した。ウレタンプレポリマーのアセトン溶液の固形分あたりのイソシアネート含量は0.55mmol/gであった。得られたウレタンプレポリマーのアセトン溶液396.60部を簡易加圧反応装置に仕込み、40℃で撹拌しながらトリエチルアミン(中和剤)5.34部及び水598.06部を加えた。60rpmで3分間攪拌後、鎖伸長剤であるエチレンジアミン3.24部を加えた。続いて、減圧下に65℃で8時間かけてアセトンを留去し、ポリウレタン樹脂水分散体(Q−19)を得た。
<Comparative Example 3>
Each raw material shown in Table 2 was charged into a simple pressure reactor equipped with a stirrer and a heating device and stirred at 85 ° C. for 10 hours to carry out a urethanization reaction to produce an acetone solution of a urethane prepolymer. The isocyanate content per solid in the acetone solution of the urethane prepolymer was 0.55 mmol / g. 396.60 parts of an acetone solution of the obtained urethane prepolymer was charged into a simple pressure reactor, and 5.34 parts of triethylamine (neutralizing agent) and 598.06 parts of water were added while stirring at 40 ° C. After stirring at 60 rpm for 3 minutes, 3.24 parts of ethylenediamine as a chain extender was added. Subsequently, acetone was distilled off at 65 ° C. under reduced pressure for 8 hours to obtain an aqueous polyurethane resin dispersion (Q-19).

実施例1〜16及び比較例1〜3で得られたポリウレタン樹脂水分散体(Q−1)〜(Q−19)の各種物性値及び評価結果を表6及び表7に示す。尚、本発明における各種物性値の測定方法及び評価方法は以下の通りである。
<ウレタン基含量及びウレア基含量>
ポリウレタン樹脂のウレタン基含量及びウレア基含量は、窒素分析計[ANTEK7000(アンテック社製)]によって定量されるN原子含量と1H−NMRによって定量されるウレタン基とウレア基の比率及び後述のアロハネート基及びビューレット基含量から算出する。1H−NMR測定については、「NMRによるポリウレタン樹脂の構造研究:武田研究所報34(2)、224−323(1975)」に記載の方法で行う。すなわち1H−NMRを測定して、脂肪族を使用した場合、化学シフト6ppm付近のウレア基由来の水素の積分量と化学シフト7ppm付近のウレタン基由来の水素の積分量の比率からウレア基とウレタン基の重量比を測定し、該重量比と上記のN原子含量及びアロハネート基及びビューレット基含量からウレタン基及びウレア基含量を算出する。芳香族イソシアネートを使用した場合、化学シフト8ppm付近のウレア基由来の水素の積分量と化学シフト9ppm付近のウレタン基由来の水素の積分量の比率からウレア基とウレタン基の重量比を算出し、該重量比と上記のN原子含量からウレア基含量を算出する。
Tables 6 and 7 show various physical property values and evaluation results of the polyurethane resin aqueous dispersions (Q-1) to (Q-19) obtained in Examples 1 to 16 and Comparative Examples 1 to 3. In addition, the measuring method and evaluation method of various physical property values in the present invention are as follows.
<Urethane group content and urea group content>
The urethane group content and urea group content of the polyurethane resin are the N atom content determined by a nitrogen analyzer [ANTEK7000 (manufactured by Antec)], the ratio of urethane group and urea group determined by 1 H-NMR, and the later-described allophanate. Calculated from group and burette group content. The 1 H-NMR measurement is carried out by the method described in “Structural study of polyurethane resin by NMR: Takeda Laboratory Report 34 (2), 224-323 (1975)”. That is, when 1 H-NMR is measured and an aliphatic group is used, the urea group is determined from the ratio of the integral amount of hydrogen derived from a urea group near a chemical shift of 6 ppm and the integral amount of hydrogen derived from a urethane group near a chemical shift of 7 ppm. The weight ratio of the urethane groups is measured, and the urethane group and urea group contents are calculated from the weight ratio, the N atom content, the allohanate group, and the burette group content. When aromatic isocyanate is used, the weight ratio of urea group and urethane group is calculated from the ratio of the integral amount of hydrogen derived from urea groups near the chemical shift of 8 ppm and the integral amount of hydrogen derived from urethane groups near the chemical shift of 9 ppm, The urea group content is calculated from the weight ratio and the N atom content.

<末端イソシアネート基含量>
0.5mol/lジ−n−ブチルアミンのトルエン溶液30mlにポリウレタン樹脂を溶解後、イソプロピルアルコール100mlを加え、0.5mol/l塩酸滴定用溶液を用いて自動電位差滴定装置で自動滴定を行い、滴定ml数を読み取り、次式により末端イソシアネート基含量(mmol/g)を算出する。
末端イソシアネート基含量(mmol/g)=[0.5×( B−A)×f×100]/S
A:本試験に要した0.5mol/l塩酸滴定用溶液のml数。
B:空試験に要した0.5mol/l塩酸滴定用溶液のml数。
f:0.5mol/l塩酸滴定用溶液の力価。
S:ポリウレタン樹脂採取量(g)
<Terminal isocyanate group content>
Polyurethane resin is dissolved in 30 ml of a 0.5 mol / l di-n-butylamine toluene solution, 100 ml of isopropyl alcohol is added, and automatic titration is performed with an automatic potentiometric titrator using a 0.5 mol / l hydrochloric acid titration solution. The number of ml is read, and the terminal isocyanate group content (mmol / g) is calculated by the following formula.
Terminal isocyanate group content (mmol / g) = [0.5 × (B−A) × f × 100] / S
A: Number of ml of 0.5 mol / l hydrochloric acid titration solution required for this test.
B: Number of ml of 0.5 mol / l hydrochloric acid titration solution required for the blank test.
f: titer of 0.5 mol / l hydrochloric acid titration solution.
S: Amount of polyurethane resin collected (g)

<末端アミノ基含量>
以下の方法でポリウレタン樹脂の全アミン価及び3級アミン価を求めて、次式により末端アミノ基含量(mmol/g)を算出する。
末端アミノ基含量(mmol/g)=(全アミン価−3級アミン価)/56.1
(1)全アミン価
100mlのフラスコ中でトルエン50mlにポリウレタン樹脂を溶解後、無水酢酸20mlを加えて、キシレンシアノールFF・メチルオレンジ混合指示薬を用いて、0.5mol/l塩酸・メチルアルコール滴定用溶液で滴定を行い(終点は、指示薬の色が緑色から赤褐色になった点)滴定ml数を読み取り、次式により全アミン価を算出する。
全アミン価=a ×f/ (S×28.05)
a:0.5mol/l塩酸・メチルアルコール滴定用溶液の滴定ml数。
f:0.5mol/l塩酸・メチルアルコール滴定用溶液の力価。
S:ポリウレタン樹脂採取量(g)
(2)3級アミン価
100mlのフラスコ中でトルエン50mlにポリウレタン樹脂を溶解後、無水酢酸20mlを加えてよく振とうし、30分間室温にて放置。キシレンシアノールFF・メチルオレンジ混合指示薬を用いて、0.5mol/l塩酸・メチルアルコール滴定用溶液で滴定を行い(終点は、指示薬の色が緑色から赤褐色になった点)滴定ml数を読み取り、次式により3級アミン価を算出する。
3級アミン価=a ×f/ (S×28.05)
a:0.5mol/l塩酸・メチルアルコール滴定用溶液の滴定ml数
f:0.5mol/l塩酸・メチルアルコール滴定用溶液の力価
S:ポリウレタン樹脂採取量(g)
<Terminal amino group content>
The total amine value and tertiary amine value of the polyurethane resin are obtained by the following method, and the terminal amino group content (mmol / g) is calculated by the following formula.
Terminal amino group content (mmol / g) = (total amine value-tertiary amine value) /56.1
(1) Total amine value After dissolving polyurethane resin in 50 ml of toluene in a 100 ml flask, add 20 ml of acetic anhydride and titrate 0.5 mol / l hydrochloric acid / methyl alcohol using xylene cyanol FF / methyl orange mixed indicator. Titration is carried out with the solution (the end point is the point where the color of the indicator has changed from green to reddish brown), the titration ml number is read, and the total amine value is calculated by the following formula.
Total amine number = a × f / (S × 28.05)
a: Titration ml number of 0.5 mol / l hydrochloric acid / methyl alcohol titration solution.
f: titer of 0.5 mol / l hydrochloric acid / methyl alcohol titration solution.
S: Amount of polyurethane resin collected (g)
(2) Tertiary amine value After dissolving the polyurethane resin in 50 ml of toluene in a 100 ml flask, add 20 ml of acetic anhydride and shake well, and let stand at room temperature for 30 minutes. Titrate with 0.5 mol / l hydrochloric acid / methyl alcohol titration solution using xylene cyanol FF / methyl orange mixed indicator (the end point is the point where the indicator color changed from green to reddish brown) and read the titration ml number The tertiary amine value is calculated by the following formula.
Tertiary amine value = a × f / (S × 28.05)
a: titration ml number of 0.5 mol / l hydrochloric acid / methyl alcohol titration solution f: titer of 0.5 mol / l hydrochloric acid / methyl alcohol titration solution S: amount of polyurethane resin collected (g)

<アロハネート基及びビューレット基の含量>
ポリウレタン樹脂のアロハネート基及びビューレット基の含量の合計は、ガスクロマトグラフ[Shimadzu GC−9A{島津製作所(株)製}]によって算出する。0.01重量%のジ−n−ブチルアミンと0.01重量%のナフタレン(内部標準)とを含む50gのDMF溶液を調整する。サンプルを共栓付き試験管に測り取り、上記のDMF溶液を2g加え、試験管を90℃の恒温水槽で2時間加熱する。常温に冷却後、10μlの無水酢酸を加え10分間振とう攪拌する。更に50μlのジ−n−プロピルアミンを添加し、10分間振とう後、ガスクロマトグラフ測定を行う。並行してブランク測定を行い、試験値との差よりアミンの消費量を求め、アロハネート基及びビューレット基の含量の合計を測定した。
(ガスクロマトグラフ条件)
装置 :Shimadzu GC−9A
カラム:10%PEG−20M on Chromosorb WAW DMLS 60/80meshガラスカラム 3mmφ×2m
カラム温度:160℃、試料導入部温度:200℃、キャリアガス:窒素 40ml/分
検出器:FID、試料注入量:2μl
(アロハネート基及びビューレット基の含量の合計の算出式)
アロハネート基及びビューレット基の含量の合計={(B−A)/B}×0.00155/S
A:試料の(ジ−n−ブチルアセトアミドのピーク面積/ナフタレンのピーク面積)
B:ブランクの(ジ−n−ブチルアセトアミドのピーク面積/ナフタレンのピーク面積)
S:ポリウレタン樹脂採取量(g)
<Contents of allophanate group and burette group>
The total of the contents of allophanate groups and burette groups of the polyurethane resin is calculated by a gas chromatograph [Shimadzu GC-9A {manufactured by Shimadzu Corp.}]. A 50 g DMF solution containing 0.01 wt% di-n-butylamine and 0.01 wt% naphthalene (internal standard) is prepared. The sample is weighed into a test tube with a stopper, 2 g of the above DMF solution is added, and the test tube is heated in a constant temperature water bath at 90 ° C. for 2 hours. After cooling to room temperature, 10 μl of acetic anhydride is added and shaken and stirred for 10 minutes. Further, 50 μl of di-n-propylamine is added, shaken for 10 minutes, and then gas chromatographic measurement is performed. In parallel, blank measurement was performed, the consumption of amine was determined from the difference from the test value, and the total content of allophanate groups and burette groups was measured.
(Gas chromatograph conditions)
Apparatus: Shimadzu GC-9A
Column: 10% PEG-20M on Chromosorb WAW DMLS 60/80 mesh glass column 3 mmφ × 2 m
Column temperature: 160 ° C., sample introduction part temperature: 200 ° C., carrier gas: nitrogen 40 ml / min detector: FID, sample injection amount: 2 μl
(Calculation formula for the total content of allophanate groups and burette groups)
Total content of allophanate group and burette group = {(BA) / B} × 0.00155 / S
A: (Di-n-butylacetamide peak area / naphthalene peak area) of sample
B: blank (peak area of di-n-butylacetamide / peak area of naphthalene)
S: Amount of polyurethane resin collected (g)

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

<溶融温度>
本発明におけるポリウレタン樹脂の溶融温度は、JIS K7210(プラスチック−熱可塑性プラスチックのメルトマスフローレイトの試験方法)において、メルトマスフローレイト測定装置として「メルトインデクサーI型」(テスター産業(株)製)を用いて、荷重2.16kgにてメルトマスフローが10g/10minとなる温度である。
<Melting temperature>
The melting temperature of the polyurethane resin in the present invention is “melt indexer type I” (manufactured by Tester Sangyo Co., Ltd.) as a melt mass flow rate measuring device in JIS K7210 (plastic-thermoplastic plastic melt mass flow rate test method). The temperature at which the melt mass flow is 10 g / 10 min at a load of 2.16 kg.

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

<ポリウレタン樹脂水分散体の分散安定性>
25℃に温調したポリウレタン樹脂水分散体を12時間静置しておき、沈降物の発生を目視にて評価した。沈降物が発生しない場合を○、沈降物が発生した場合を×とした。
<Dispersion stability of polyurethane resin aqueous dispersion>
The polyurethane resin aqueous dispersion whose temperature was adjusted to 25 ° C. was allowed to stand for 12 hours, and the occurrence of sediment was visually evaluated. The case where no sediment was generated was marked as ◯, and the case where sediment was generated was marked as x.

<乾燥皮膜の耐水性>
ポリウレタン樹脂水分散体10部を、縦10cm×横20cm×深さ1cmのポリプロピレン製モールドに、乾燥後のフィルム膜厚が200μmになる量を流し込み、室温で12時間乾燥後、循風乾燥機で105℃で3時間加熱乾燥することによって得られるフィルムを、60℃のイオン交換水に14日間浸漬した後、目視にて皮膜の表面状態を観察した。変化が無い場合を○、白化した場合を×とした。また、取り出したフィルムを乾燥して、乾燥皮膜の物性測定を行った。浸漬前に対する浸漬後の破断伸びの変化率が0.95倍以上の場合は◎、0.9倍以上0.95倍未満の場合は○、0.8倍以上0.9倍未満の場合は△、0.8倍未満の場合は×とした。尚、破断伸びの測定は、JIS K7311に記載の5.引張試験に基づいて行った。
<Water resistance of dry film>
Pour 10 parts of polyurethane resin aqueous dispersion into a polypropylene mold with a length of 10 cm x width 20 cm x depth 1 cm, and after drying for 12 hours at room temperature, dry in a circulating dryer. A film obtained by heating and drying at 105 ° C. for 3 hours was immersed in ion exchange water at 60 ° C. for 14 days, and then the surface state of the film was visually observed. The case where there was no change was marked with ◯, and the case where whitening occurred was marked with ×. Moreover, the taken-out film was dried and the physical property measurement of the dry film | membrane was performed. ◎ when the rate of change in elongation at break after immersion is 0.95 times or more, ○ when it is 0.9 times or more and less than 0.95 times, and 0.8 times or more and less than 0.9 times Δ, when less than 0.8 times, x. The elongation at break is measured according to JIS K7311. Based on a tensile test.

<ポリウレタン樹脂水分散体の造膜性>
ポリウレタン樹脂水分散体10部を、縦10cm×横20cm×深さ1cmのポリプロピレン製モールドに、水分乾燥後のフィルム膜厚が200μmになる量を流し込み、25℃で48時間乾燥後に造膜しているかどうかを判定した。造膜している場合は○、造膜していない場合は×とした。
<Film-forming property of polyurethane resin aqueous dispersion>
Pour 10 parts of polyurethane resin aqueous dispersion into a polypropylene mold measuring 10cm in length x 20cm in width x 1cm in depth to form a film after drying for 48 hours at 25 ° C. Judged whether or not. In the case where a film was formed, it was marked as ◯, and in the case where no film was formed, it was marked as x.

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

比較評価例1
ポリウレタン樹脂水分散体(Q−1)の代わりにポリウレタン樹脂水分散体(Q−17)を用いる以外は、評価例1と同様にして比較用の水性塗料(W’−1)を得た。
水性塗料(W’−1)について、下記試験方法に基づいて塗膜の耐水性及び塗料の造膜性を評価した結果を表8に示す。
Comparative evaluation example 1
A comparative water-based paint (W′-1) was obtained in the same manner as in Evaluation Example 1 except that the polyurethane resin water dispersion (Q-17) was used instead of the polyurethane resin water dispersion (Q-1).
Table 8 shows the results of evaluating the water resistance of the paint film and the film-forming property of the paint based on the following test methods for the water-based paint (W′-1).

<塗膜の耐水性評価方法>
得られた水性塗料を10cm×20cmの鋼板にスプレー塗布し、120℃で10分加熱して厚さ20μmの塗膜を作製した。この塗装した鋼板を80℃のイオン交換水中に14日間浸漬した後、取り出して表面を軽く拭き、塗膜表面を目視により以下の評価基準で評価した。
○:浸漬前後で塗膜表面の変化がない。
×:浸漬後、塗料が一部剥げ落ちている。
<Water resistance evaluation method of coating film>
The obtained water-based paint was spray-coated on a 10 cm × 20 cm steel plate and heated at 120 ° C. for 10 minutes to prepare a coating film having a thickness of 20 μm. The coated steel sheet was immersed in ion exchange water at 80 ° C. for 14 days, and then taken out and the surface was lightly wiped. The surface of the coating film was visually evaluated according to the following evaluation criteria.
○: There is no change in the coating film surface before and after immersion.
X: After immersion, a part of the paint is peeled off.

<塗料の造膜性評価方法>
得られた水性塗料を10cm×20cmの鋼板にスプレー塗布し、80℃で3分加熱して厚さ20μmの塗膜を作製した。この塗装した鋼板を25℃のイオン交換水中に10分間浸漬した後、取り出して布で表面を軽く拭き、目視により以下の評価基準で評価した。
○:布に色移りしない。
×:布に色移りがみられる。
<Method for evaluating film-forming properties of paint>
The obtained water-based paint was spray-coated on a 10 cm × 20 cm steel plate and heated at 80 ° C. for 3 minutes to prepare a coating film having a thickness of 20 μm. This coated steel sheet was immersed in 25 ° C. ion-exchanged water for 10 minutes, then taken out, gently wiped with a cloth, and visually evaluated according to the following evaluation criteria.
○: Color does not transfer to the cloth.
X: Color transfer is observed on the cloth.

評価例2(水性接着剤としての評価)
実施例4で得たポリウレタン樹脂水分散体(Q−4)100部に対して、硬化剤として、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート3量体を6部混合して、25℃での粘度が4,000〜5,000mPa・sになるように増粘剤(サンノプコ製「SNシックナーA−803」)で調整し、水性接着剤(X−1)を得た。水性接着剤(X’−1)について、下記試験方法に基づいて接着強度及び耐水性を評価した結果を表9に示す。
Evaluation Example 2 (Evaluation as water-based adhesive)
6 parts of isocyanurate trimer of 1,6-hexamethylene diisocyanate as a curing agent was mixed with 100 parts of the polyurethane resin aqueous dispersion (Q-4) obtained in Example 4 at 25 ° C. The viscosity was adjusted to 4,000 to 5,000 mPa · s with a thickener (“SN thickener A-803” manufactured by San Nopco) to obtain an aqueous adhesive (X-1). Table 9 shows the results of evaluating the adhesive strength and water resistance of the aqueous adhesive (X′-1) based on the following test methods.

比較評価例2
ポリウレタン樹脂水分散体(Q−4)の代わりにポリウレタン樹脂水分散体(Q−19)を用いる以外は、評価例2と同様にして比較用の水性接着剤(X’−1)を得た。
水性接着剤(X’−1)について、下記試験方法に基づいて接着強度及び耐水性を評価した結果を表9に示す。
Comparative evaluation example 2
A comparative aqueous adhesive (X′-1) was obtained in the same manner as in Evaluation Example 2, except that the polyurethane resin aqueous dispersion (Q-19) was used instead of the polyurethane resin aqueous dispersion (Q-4). .
Table 9 shows the results of evaluating the adhesive strength and water resistance of the aqueous adhesive (X′-1) based on the following test methods.

<水性接着剤の接着強度評価方法>
水性接着剤を、軟質ウレタンスラブフォーム(縦100mm×横120mm×厚さ5mm、かさ比重0.05)に塗布量が50g/m2となるように塗布した。80℃で2分間乾燥後、接着剤を塗布していない別の軟質ウレタンスラブフォーム(縦100mm×横120mm×厚さ5mm、かさ比重0.05)を4Kgの荷重で10秒間圧着し、圧着後直ちに25mm幅に切断した試験片を用いてオートグラフ(クロスヘッド速度500mm/min.)で、剥離強度を測定した。剥離強度が、25mm幅で200g以上を接着強度○、200g未満を接着強度×とした。造膜性の優れる程、接着強度に優れる。
<Adhesive strength evaluation method of water-based adhesive>
The water-based adhesive was applied to a flexible urethane slab foam (length 100 mm × width 120 mm × thickness 5 mm, bulk specific gravity 0.05) so that the coating amount was 50 g / m 2 . After drying at 80 ° C. for 2 minutes, another soft urethane slab foam (length 100 mm × width 120 mm × thickness 5 mm, bulk specific gravity 0.05) not coated with adhesive is pressure-bonded for 10 seconds under a load of 4 kg, and after pressure bonding The peel strength was measured with an autograph (crosshead speed: 500 mm / min.) Using a test piece immediately cut to a width of 25 mm. When the peel strength was 25 mm, 200 g or more was defined as adhesive strength ◯, and less than 200 g was defined as adhesive strength x. The better the film-forming property, the better the adhesive strength.

<水性接着剤の耐水接着性評価方法>
上記接着強度の評価方法と同様に作製した試験片を、沸騰水に1時間浸漬後直ちに剥離強度を測定した。剥離強度が、25mm幅で100g以上を耐水接着性○、100g未満を耐水接着性×とした。
<Water-resistant adhesive evaluation method of water-based adhesive>
The peel strength was measured immediately after immersing a test piece prepared in the same manner as the above-described method for evaluating the adhesive strength in boiling water for 1 hour. When the peel strength was 25 mm, 100 g or more was regarded as water-resistant adhesion ○, and less than 100 g was regarded as water-resistant adhesion x.

評価例3(水性繊維加工処理剤としての評価)
ポリウレタン樹脂水性分散体を用いて以下のように顔料捺染糊を作製した。
実施例2で得たポリウレタン樹脂水分散体(Q−2)100部に対して、粘弾性調整剤[「SNシックナー618」サンノプコ(株)製]8.9部、シリコン系消泡剤[「SNデフォーマー777」サンノプコ(株)製]0.9部、水35部、酸化チタン44.6部及び顔料[「NL レッド FR3R−D」山宋実業(株)社製]18.9部を混合して、顔料捺染糊(Y−1)を得た。顔料捺染糊(Y−1)について、下記試験方法に基づいて顔料捺染された繊維布の耐水性及び顔料捺染糊の造膜性を試験した結果を表10に示す。
Evaluation Example 3 (Evaluation as aqueous fiber processing agent)
A pigment printing paste was prepared using an aqueous polyurethane resin dispersion as follows.
For 100 parts of the polyurethane resin aqueous dispersion (Q-2) obtained in Example 2, 8.9 parts of a viscoelasticity modifier [“SN thickener 618” manufactured by San Nopco Co., Ltd.], a silicon-based antifoaming agent [“ SN deformer 777 “San Nopco Co., Ltd.” 0.9 parts, water 35 parts, titanium oxide 44.6 parts, and pigment [“NL Red FR3R-D” manufactured by Yamagata Kogyo Co., Ltd.] 18.9 parts Thus, a pigment printing paste (Y-1) was obtained. With respect to the pigment printing paste (Y-1), Table 10 shows the results of testing the water resistance of the fiber fabric subjected to pigment printing and the film forming property of the pigment printing paste based on the following test method.

比較評価例3
ポリウレタン樹脂水分散体(Q−2)の代わりにポリウレタン樹脂水分散体(Q−20)を用いる以外は、評価例3と同様にして比較用の顔料捺染糊(Y’−1)を得た。顔料捺染糊(Y’−1)について、下記試験方法に基づいて顔料捺染された繊維布の耐水性及び顔料捺染糊の造膜性を試験した結果を表10に示す。
Comparative evaluation example 3
A comparative pigment printing paste (Y′-1) was obtained in the same manner as in Evaluation Example 3, except that the polyurethane resin water dispersion (Q-20) was used instead of the polyurethane resin water dispersion (Q-2). . Table 10 shows the results of testing the water resistance of the pigment-printed fiber cloth and the film-forming property of the pigment-printed paste for the pigment-printed paste (Y′-1) based on the following test methods.

<顔料捺染された繊維布の耐水性評価方法>
顔料捺染糊を綿金巾の型の上に縦2cm×横10cmで膜厚が0.2mmとなるようにバーコーターを用いて塗布した。これを140℃に温調されたテンターで5分乾燥することにより顔料捺染された繊維布を得た。この顔料捺染された繊維布を、60℃のイオン交換水中に1日間浸漬した後、取り出して表面を捺染処理していない繊維布で軽く拭き、目視により以下の評価基準で評価した。
○:捺染処理していない繊維布に色移りしない。
×:捺染処理していない繊維布に色移りがみられる。
<Method for evaluating water resistance of textile fabric printed with pigment>
The pigment printing paste was applied onto a cotton-plated mold using a bar coater so that the film thickness was 2 cm × 10 cm and the film thickness was 0.2 mm. This was dried for 5 minutes with a tenter temperature-controlled at 140 ° C. to obtain a textile fabric printed with pigment. This pigment-printed fiber cloth was immersed in ion-exchanged water at 60 ° C. for 1 day, then taken out, and the surface was lightly wiped with a non-printed fiber cloth, and visually evaluated according to the following evaluation criteria.
○: No color transfer to a textile fabric that has not been printed.
X: Color transfer is observed in the fiber cloth not subjected to the printing process.

<顔料捺染糊の造膜性評価方法>
顔料捺染糊を綿金巾の型の上に縦2cm×横10cmで膜厚が0.2mmとなるようにバーコーターを用いて塗布した。これを120℃テンターで3分乾燥することにより顔料捺染された繊維布を得た。 この顔料捺染された繊維布を、捺染処理していない繊維布で表面を軽く拭き、目視により以下の評価基準で評価した。
○:捺染処理していない繊維布に色移りしない。
×:捺染処理していない繊維布に色移りがみられる。
<Method for evaluating film forming property of pigment printing paste>
The pigment printing paste was applied onto a cotton-plated mold using a bar coater so that the film thickness was 2 cm × 10 cm and the film thickness was 0.2 mm. This was dried with a 120 ° C. tenter for 3 minutes to obtain a textile fabric printed with pigment. The surface of the textile fabric printed with the pigment was lightly wiped with a textile fabric not subjected to textile printing, and visually evaluated according to the following evaluation criteria.
○: No color transfer to a textile fabric that has not been printed.
X: Color transfer is observed in the fiber cloth not subjected to the printing process.

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

Claims (15)

水とポリウレタン樹脂(U)を含有し、以下の(1)〜(6)の全てを満たすポリウレタン樹脂水分散体。
(1)(U)中のウレタン基含量が(U)の重量に基づいて0.5〜5.0mmol/gである。
(2)(U)中の末端アミノ基含量が(U)の重量に基づいて0.35mmol/g以下である。
(3)(U)の数平均分子量(Mn)が1万〜100万である。
(4)(U)の重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比(Mw/Mn)が1.5〜3.5である。
(5)(U)の溶融温度が70〜280℃である。
(6)(U)の体積平均粒子径(Dv)が0.01〜1μmである。
A polyurethane resin aqueous dispersion containing water and a polyurethane resin (U) and satisfying all of the following (1) to (6).
(1) The urethane group content in (U) is 0.5 to 5.0 mmol / g based on the weight of (U).
(2) The terminal amino group content in (U) is 0.35 mmol / g or less based on the weight of (U).
(3) The number average molecular weight (Mn) of (U) is 10,000 to 1,000,000.
(4) The ratio (Mw / Mn) of the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) of (U) is 1.5 to 3.5.
(5) The melting temperature of (U) is 70 to 280 ° C.
(6) The volume average particle diameter (Dv) of (U) is 0.01 to 1 μm.
ポリウレタン樹脂(U)中のウレア基含量が(U)の重量に基づいて2.0mmol/g以下である請求項1記載のポリウレタン樹脂水分散体。   The polyurethane resin aqueous dispersion according to claim 1, wherein the content of urea groups in the polyurethane resin (U) is 2.0 mmol / g or less based on the weight of (U). ポリウレタン樹脂(U)中のアロハネート基及びビューレット基の含有量の合計値が、(U)の重量に基づいて0.1mmol/g以下である請求項1又は2記載のポリウレタン樹脂水分散体。   The polyurethane resin aqueous dispersion according to claim 1 or 2, wherein the total content of allophanate groups and burette groups in the polyurethane resin (U) is 0.1 mmol / g or less based on the weight of (U). ポリウレタン樹脂(U)が親水性基を有するポリウレタン樹脂である請求項1〜3のいずれか記載のポリウレタン樹脂水分散体。   The polyurethane resin aqueous dispersion according to any one of claims 1 to 3, wherein the polyurethane resin (U) is a polyurethane resin having a hydrophilic group. 有機溶剤の含有量が1000ppm以下である請求項1〜4のいずれか記載のポリウレタン樹脂水分散体。   The polyurethane resin aqueous dispersion according to any one of claims 1 to 4, wherein the content of the organic solvent is 1000 ppm or less. 水性塗料用である請求項1〜5のいずれか記載のポリウレタン樹脂水分散体。   The polyurethane resin aqueous dispersion according to any one of claims 1 to 5, which is used for water-based paints. 水性接着剤用である請求項1〜5のいずれか記載のポリウレタン樹脂水分散体。   The polyurethane resin aqueous dispersion according to any one of claims 1 to 5, which is used for an aqueous adhesive. 水性繊維加工処理剤用である請求項1〜5のいずれか記載のポリウレタン樹脂水分散体。   The aqueous polyurethane resin dispersion according to any one of claims 1 to 5, which is used for an aqueous fiber processing agent. ポリウレタン樹脂(U)を、回転式分散機、超音波式分散機又は混練機を用いて水中に分散させることを特徴とする請求項1〜8のいずれか記載のポリウレタン樹脂水分散体の製造方法。   The method for producing an aqueous polyurethane resin dispersion according to any one of claims 1 to 8, wherein the polyurethane resin (U) is dispersed in water using a rotary disperser, an ultrasonic disperser or a kneader. . ポリウレタン樹脂(U)が親水性基を有する請求項9記載のポリウレタン樹脂水分散体の製造方法。   The method for producing a polyurethane resin aqueous dispersion according to claim 9, wherein the polyurethane resin (U) has a hydrophilic group. ポリウレタン樹脂(U)がポリオール(a)、ポリイソシアネート(b)、親水性基と活性水素原子を含有する化合物(c)並びに必要により、鎖伸長剤(d)及び反応停止剤(e)を一軸又は二軸の混練機中で100〜250℃でウレタン化反応させて得られるポリウレタン樹脂である請求項10記載のポリウレタン樹脂水分散体の製造方法。   The polyurethane resin (U) is a uniaxial compound of the polyol (a), the polyisocyanate (b), the compound (c) containing a hydrophilic group and an active hydrogen atom, and if necessary, the chain extender (d) and the reaction terminator (e). Or the manufacturing method of the polyurethane resin water dispersion of Claim 10 which is a polyurethane resin obtained by making a urethanation reaction at 100-250 degreeC in a biaxial kneading machine. 有機溶剤の非存在下で行われる請求項11記載のポリウレタン樹脂水分散体の製造方法。   The method for producing an aqueous polyurethane resin dispersion according to claim 11, which is carried out in the absence of an organic solvent. 分散剤(h)の存在下で分散させる請求項9〜12のいずれか記載のポリウレタン樹脂水分散体の製造方法。   The manufacturing method of the polyurethane resin aqueous dispersion in any one of Claims 9-12 made to disperse | distribute in presence of a dispersing agent (h). ポリウレタン樹脂(U)の水への分散が、(U)の溶融温度未満の温度で行われる請求項9〜13のいずれか記載のポリウレタン樹脂水分散体の製造方法。   The method for producing a polyurethane resin aqueous dispersion according to any one of claims 9 to 13, wherein the polyurethane resin (U) is dispersed in water at a temperature lower than the melting temperature of (U). ポリウレタン樹脂(U)の水への分散が、有機溶剤の非存在下で行われる請求項9〜14のいずれか記載のポリウレタン樹脂水分散体の製造方法。   The method for producing an aqueous polyurethane resin dispersion according to any one of claims 9 to 14, wherein the polyurethane resin (U) is dispersed in water in the absence of an organic solvent.
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