JP5590406B2 - Aqueous urethane resin composition, coating agent, steel sheet surface treatment agent, cured product and laminate - Google Patents

Aqueous urethane resin composition, coating agent, steel sheet surface treatment agent, cured product and laminate Download PDF

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Description

本発明は、プラスチック基材や金属基材、木質基材をはじめとする各種基材のコーティング剤や接着剤等の様々な分野に使用可能な水性ウレタン樹脂組成物に関する。   The present invention relates to an aqueous urethane resin composition that can be used in various fields such as coating agents and adhesives for various substrates including plastic substrates, metal substrates, and wood substrates.

コーティング剤は、各種基材表面に意匠性を付与する役割のほかに、基材表面を外的要因から保護する役割を有しており、近年は、形成する皮膜の高耐久化の要求が高まっている。   The coating agent has the role of protecting the surface of the substrate from external factors in addition to the role of imparting design properties to the surface of various substrates. In recent years, the demand for high durability of the formed film has increased. ing.

高耐久性を備えた皮膜を形成可能なコーティング剤としては、近年、ウレタン(メタ)アクリレート含有の水性コーティング剤が注目されている。前記コーティング剤は、通常、光照射や加熱することによって架橋反応を進行させ皮膜を形成するため、他のコーティング剤と比較して高耐久性を備えた皮膜を形成できる場合が多い。   In recent years, an aqueous coating agent containing urethane (meth) acrylate has attracted attention as a coating agent capable of forming a film having high durability. Since the coating agent usually forms a film by causing a crosslinking reaction by light irradiation or heating, it is often possible to form a film having higher durability than other coating agents.

前記ウレタン(メタ)アクリレート含有の水性コーティング剤としては、例えば、少なくとも1個のポリイソシアネート化合物(i)と、少なくとも1個のポリオール(ii)と、イソシアネート基と反応できる少なくとも1個の反応基を含有し、直接又は中和剤との反応後に、水性媒質中でポリウレタンプレポリマーを分散可能にし、塩を提供することができる少なくとも1個の親水性化合物(iii)と、イソシアネート基と反応できる少なくとも2個の反応基を含有する少なくとも1個の(メト)アクリル化化合物(iv)と、イソシアネート基と反応できる基本的に1個の反応基を含有する少なくとも1個の(メト)アクリル化化合物(v)の前記5種類の化合物の反応から得られる(メト)アクリル化ポリウレタンプレポリマー(A)と、少なくとも1個のエチレン不飽和化合物(B)を含み、前記組成物が、3meqの(メト)アクリル化基及び重合性のエチレン不飽和基の総量を含む水性放射線硬化性組成物が知られている(例えば、特許文献1参照。)。   Examples of the urethane (meth) acrylate-containing aqueous coating agent include at least one polyisocyanate compound (i), at least one polyol (ii), and at least one reactive group capable of reacting with an isocyanate group. Containing at least one hydrophilic compound (iii) capable of reacting with an isocyanate group, at least one capable of dispersing the polyurethane prepolymer in an aqueous medium and providing a salt, directly or after reaction with a neutralizing agent At least one (meth) acrylated compound (iv) containing two reactive groups and at least one (meth) acrylated compound containing essentially one reactive group capable of reacting with an isocyanate group ( v) a (meth) acrylated polyurethane prepolymer obtained from the reaction of the five compounds And an aqueous radiation curable composition comprising at least one ethylenically unsaturated compound (B), wherein the composition comprises a total of 3 meq (meth) acrylated groups and polymerizable ethylenically unsaturated groups. (For example, refer to Patent Document 1).

前記したようなウレタン(メタ)アクリレート含有のコーティング剤であれば、高架橋密度の皮膜を形成できるものの、例えば洗浄剤等の各種溶剤が付着した際に、皮膜の溶解や劣化等を引き起こす場合があった。また、前記高架橋密度の皮膜は、一般に、基材に対する密着性や追従性の点で十分でない場合が多いため、硬化直後または経時的に皮膜の基材表面からの剥離を引き起こしたり、基材の変形や皮膜表面が擦過等されたりする等の力が加わった場合に、やはり皮膜の剥離やひび割れ等を引き起こす場合があった。   Although the coating agent containing urethane (meth) acrylate as described above can form a film with a high crosslinking density, it may cause dissolution or deterioration of the film when various solvents such as a cleaning agent are adhered. It was. In addition, since the high crosslink density film is generally not sufficient in terms of adhesion and followability to the substrate, it may cause peeling of the film from the substrate surface immediately after curing or over time. When a force such as deformation or scratching of the film surface is applied, the film may peel off or crack.

前記文献1記載の水性放射線硬化性組成物もまた、溶剤等の付着による皮膜の劣化や、前記のとおりプラスチック基材や金属基材をはじめとする各種基材への密着性や追従性が不十分な場合があるため、基材表面からの皮膜の剥離やひび割れを引き起こしやすく、前記基材の腐食等を十分に防止できない場合があった。   The aqueous radiation curable composition described in the above-mentioned document 1 is also inferior in film deterioration due to adhesion of a solvent or the like, and as described above, adhesion and followability to various substrates such as plastic substrates and metal substrates are poor. In some cases, it is sufficient to cause peeling or cracking of the film from the surface of the base material, and corrosion of the base material may not be sufficiently prevented.

特表2009−533504号公報Special table 2009-533504 gazette

本発明が解決しようとする課題は、基材に対する密着性や追従性に優れ、かつ、耐溶剤性等の耐久性に優れた皮膜を形成可能な水性ウレタン樹脂組成物を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide an aqueous urethane resin composition capable of forming a film excellent in adhesion and followability to a substrate and excellent in durability such as solvent resistance.

本発明者等は、前記課題を解決すべく検討した結果、特定量の脂肪族環式構造を有するラジカル重合性の水性ウレタン樹脂組成物であれば、本発明の課題を解決できることを見出した。   As a result of investigations to solve the above-mentioned problems, the present inventors have found that the problems of the present invention can be solved with a radically polymerizable aqueous urethane resin composition having a specific amount of an aliphatic cyclic structure.

即ち、本発明は、脂肪族環式構造含有ポリオール(a1)及び前記脂肪族環式構造含有ポリオール(a1)以外の親水性基含有ポリオール(a2)を含むポリオール(A)とポリイソシアネート(B)と水酸基含有ビニル単量体(C)とを反応させて得られる脂肪族環式構造と親水性基と重合性不飽和二重結合とを有するウレタン樹脂(D)ならびに水性媒体(E)を含有し、
前記脂肪族環式構造含有ポリオール(a1)が、脂肪族環式構造含有ポリカーボネートポリオールまたは脂肪族環式構造含有ポリエステルポリオールを含むものであり、
前記ウレタン樹脂(D)の全質量に対する、前記ウレタン樹脂(D)中に含まれる脂肪族環式構造の割合が2000mmol/kg〜5500mmol/kgの範囲であり、前記ウレタン樹脂(D)が、30000〜200000の範囲の重量平均分子量を有するものであることを特徴とする水性ウレタン樹脂組成物、それを含むコーティング剤及び鋼板表面処理剤に関するものである。
That is, the present invention relates to a polyol (A) and a polyisocyanate (B) containing an aliphatic cyclic structure-containing polyol (a1) and a hydrophilic group-containing polyol (a2) other than the aliphatic cyclic structure-containing polyol (a1 ). A urethane resin (D) having an aliphatic cyclic structure, a hydrophilic group and a polymerizable unsaturated double bond obtained by reacting a hydroxyl group-containing vinyl monomer (C) with an aqueous medium (E) And
The aliphatic cyclic structure-containing polyol (a1) contains an aliphatic cyclic structure-containing polycarbonate polyol or an aliphatic cyclic structure-containing polyester polyol,
Relative to the total weight of the urethane resin (D), the ratio of aliphatic cyclic structure contained in the urethane resin (D) is Ri range der of 2000mmol / kg~5500mmol / kg, the urethane resin (D) is, the aqueous urethane resin composition comprising der Rukoto those having a weight average molecular weight in the range of 30,000 to 200,000, relates to a coating agent, and the steel sheet surface treatment agent comprising the same.

本発明の水性ウレタン樹脂組成物であれば、プラスチック基材や金属基材をはじめとする各種基材に対して密着性や追従性に優れた高耐久性の皮膜を形成できることから、例えば各種基材表面の保護や、意匠性を付与する為のコーティング剤に使用することができる。とりわけ、鋼板等の金属基材の表面保護コーティング剤に使用することができる。   The aqueous urethane resin composition of the present invention can form a highly durable film excellent in adhesion and followability on various substrates including plastic substrates and metal substrates. It can be used as a coating agent for protecting the material surface or imparting design properties. In particular, it can be used as a surface protective coating agent for metal substrates such as steel plates.

また、本発明の水性ウレタン樹脂組成物は、例えば、ABS樹脂、PC樹脂、ABS/PC樹脂、PS樹脂、PMMA樹脂等のプラスチック基材の表面被覆に好適に使用できることから、たとえば携帯電話、家電製品、OA機器、自動車内装材等の表面被覆に使用することが可能である。   Further, the aqueous urethane resin composition of the present invention can be suitably used for surface coating of plastic substrates such as ABS resin, PC resin, ABS / PC resin, PS resin, PMMA resin, etc. It can be used for surface coating of products, OA equipment, automobile interior materials and the like.

また、本発明の水性ウレタン樹脂組成物は、例えば、亜鉛めっき鋼板、アルミニウム−亜鉛合金鋼板等のめっき鋼板や、アルミ板、アルミ合金板、電磁鋼板、銅板、ステンレス鋼板等の金属基材の錆等の発生を防止可能な耐食性に優れた皮膜を形成できることから、例えば外壁、屋根等の建築部材、ガードレール、防音壁、排水溝等の土木部材、家電製品、産業機械、自動車の部品等の表面塗装用のコーティング剤等に使用することが可能である。   In addition, the aqueous urethane resin composition of the present invention can be used for, for example, galvanized steel sheets such as galvanized steel sheets and aluminum-zinc alloy steel sheets, and rust of metal substrates such as aluminum plates, aluminum alloy plates, electromagnetic steel plates, copper plates, and stainless steel plates. For example, it is possible to form a coating with excellent corrosion resistance that can prevent the occurrence of, etc., such as building materials such as outer walls, roofs, civil engineering members such as guardrails, soundproof walls, drainage grooves, home appliances, industrial machinery, automobile parts, etc. It can be used as a coating agent for painting.

本発明の水性ウレタン樹脂組成物は、脂肪族環式構造含有ポリオール(a1)及び親水性基含有ポリオール(a2)を含むポリオール(A)とポリイソシアネート(B)と水酸基含有ビニル単量体(C)とを反応させて得られる脂肪族環式構造と親水性基と重合性不飽和二重結合とを有するウレタン樹脂(D)、水性媒体(E)、ならびに、必要に応じてその他の添加剤を含有するものであって、ウレタン樹脂(D)全量中に脂肪族環式構造を2000mmol/kg〜5500mmol/kgの範囲で有するウレタン樹脂(D)が前記水性媒体(E)中に溶解または分散したものである。   The aqueous urethane resin composition of the present invention comprises an aliphatic cyclic structure-containing polyol (a1) and a polyol (A) containing a hydrophilic group-containing polyol (a2), a polyisocyanate (B), and a hydroxyl group-containing vinyl monomer (C ), A urethane resin (D) having an aliphatic cyclic structure, a hydrophilic group and a polymerizable unsaturated double bond, an aqueous medium (E), and other additives as required The urethane resin (D) having an aliphatic cyclic structure in the range of 2000 mmol / kg to 5500 mmol / kg in the total amount of the urethane resin (D) is dissolved or dispersed in the aqueous medium (E) It is a thing.

はじめに、本発明で使用するウレタン樹脂(D)について説明する。
本発明で使用するウレタン樹脂(D)は、脂肪族環式構造と親水性基と重合性不飽和二重結合とを有するもののうち、前記脂肪族環式構造を2000mmol/kg〜5500mmol/kgの範囲で有するものである。
First, the urethane resin (D) used in the present invention will be described.
The urethane resin (D) used in the present invention has an aliphatic cyclic structure of 2000 mmol / kg to 5500 mmol / kg among those having an aliphatic cyclic structure, a hydrophilic group and a polymerizable unsaturated double bond. It has in the range.

前記ウレタン樹脂(D)は、前記ウレタン樹脂(D)の全質量に対して2000mmol/kg〜5500mmol/kgの範囲の脂肪族環式構造を有するものであることが、基材密着性や基材追従性に優れた皮膜を形成するうえで重要であり、特に3000〜5000mmol/kgの脂肪族環式構造を有することが好ましい。前記特定量の脂肪族環式構造を有するウレタン樹脂(D)を使用することによって、得られる皮膜の各種基材に対する密着性や追従性を大幅に向上させることができる。   The urethane resin (D) has an aliphatic cyclic structure in the range of 2000 mmol / kg to 5500 mmol / kg with respect to the total mass of the urethane resin (D). It is important in forming a film excellent in followability, and particularly preferably has an aliphatic cyclic structure of 3000 to 5000 mmol / kg. By using the urethane resin (D) having the specific amount of the aliphatic cyclic structure, it is possible to greatly improve the adhesion and followability of the obtained film to various substrates.

ここで、前記ウレタン樹脂(D)の代わりに脂肪族環式構造が1500mmol/kg程度であるウレタン樹脂を使用した水性ウレタン樹脂組成物では、各種基材への密着性や追従性に優れた皮膜を形成することができない場合がある。また、前記ウレタン樹脂(D)の代わりに、例えば脂肪族環式構造が約6000mmol/kgであるウレタン樹脂を含む水性ウレタン樹脂組成物では、基材への追従性に優れた比較的柔軟な皮膜を形成することができない場合がある。また、脂肪族環式構造が概ね6000mmol/kg程度のウレタン樹脂は、その製造途中にゲル化を引き起こしやすい等の問題がある。なお、前記脂肪族環式構造の含有量は、前記ウレタン樹脂(D)の全質量に対する、前記ウレタン樹脂(D)中に含まれる脂肪族環式構造の割合を示し、前記ウレタン樹脂(D)の製造に使用するポリオール(A)やポリイソシアネート(B)等の全原料の合計質量と、前記ウレタン樹脂(A)の製造に使用した、例えば脂肪族環式構造含有ポリオール(a1)や脂肪族環式構造含有ポリイソシアネート等の脂肪族環式構造含有化合物が有する脂肪族環式構造の物質量に基づいて算出した値である。   Here, in the aqueous urethane resin composition using an urethane resin having an aliphatic cyclic structure of about 1500 mmol / kg instead of the urethane resin (D), a film excellent in adhesion to various substrates and follow-up properties May not be able to form. In addition, in the case of an aqueous urethane resin composition containing, for example, a urethane resin having an aliphatic cyclic structure of about 6000 mmol / kg instead of the urethane resin (D), a relatively flexible film excellent in followability to a substrate May not be able to form. In addition, a urethane resin having an aliphatic cyclic structure of approximately 6000 mmol / kg has a problem that gelation is likely to occur during its production. In addition, content of the said aliphatic cyclic structure shows the ratio of the aliphatic cyclic structure contained in the said urethane resin (D) with respect to the total mass of the said urethane resin (D), The said urethane resin (D) The total mass of all the raw materials such as polyol (A) and polyisocyanate (B) used in the production of the resin, and the aliphatic cyclic structure-containing polyol (a1) and aliphatic used in the production of the urethane resin (A). It is a value calculated based on the amount of an aliphatic cyclic structure contained in an aliphatic cyclic structure-containing compound such as a cyclic structure-containing polyisocyanate.

前記脂肪族環式構造は、例えばシクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、プロピルシクロヘキシル基、トリシクロ〔5,2,1,0,2,6〕デシル基、ビシクロ〔4,3,0〕−ノニル基、トリシクロ〔5,3,1,1〕ドデシル基、プロピルトリシクロ〔5,3,1,1〕ドデシル基、ノルボルネン基、イソボルニル基、ジシクロペンタニル基、アダマンチル基等が挙げられるが、なかでもシクロヘキシル基、ノルボルネン基であることが、基材に対する密着性に優れた皮膜を形成するうえで好ましい。   Examples of the aliphatic cyclic structure include a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, a cyclooctyl group, a propylcyclohexyl group, a tricyclo [5,2,1,0,2,6] decyl group, and a bicyclo [4]. , 3,0] -nonyl group, tricyclo [5,3,1,1] dodecyl group, propyltricyclo [5,3,1,1] dodecyl group, norbornene group, isobornyl group, dicyclopentanyl group, adamantyl Among them, a cyclohexyl group and a norbornene group are preferable for forming a film having excellent adhesion to a substrate.

また、本発明で使用するウレタン樹脂(D)は、単に前記範囲の脂肪族環式構造を有すればよいというものではなく、脂肪族環式構造含有ポリオール(a1)及び親水性基含有ポリオール(a2)を含むポリオール(A)とポリイソシアネート(B)と水酸基含有ビニル単量体(C)とを反応させて得られるものを使用することが重要である。   Further, the urethane resin (D) used in the present invention is not limited to merely having an aliphatic cyclic structure in the above-mentioned range. The aliphatic cyclic structure-containing polyol (a1) and the hydrophilic group-containing polyol ( It is important to use what is obtained by reacting the polyol (A) containing a2), the polyisocyanate (B), and the hydroxyl group-containing vinyl monomer (C).

前記ウレタン樹脂(D)の有する脂肪族環式構造の一部または全部は、ウレタン樹脂(D)を製造する際に使用する脂肪族環式構造含有ポリオール(a1)由来の構造であることが、本発明の課題を解決するうえで重要である。ここで、前記ウレタン樹脂(D)の代わりに、前記脂肪族環式構造含有ポリオール(a1)を使用せず一般的な脂肪族ポリオールと、脂肪族環式構造含有ポリイソシアネートとを反応させることによって得られた、2000mmol/kg〜5500mmol/kgの範囲の脂肪族環式構造を有するウレタン樹脂を使用した場合、優れた基材密着性と追従性を両立することができない場合がある。   Part or all of the aliphatic cyclic structure of the urethane resin (D) is a structure derived from the aliphatic cyclic structure-containing polyol (a1) used when producing the urethane resin (D). This is important in solving the problems of the present invention. Here, instead of the urethane resin (D), the aliphatic cyclic structure-containing polyol (a1) is not used, but a general aliphatic polyol and an aliphatic cyclic structure-containing polyisocyanate are reacted. When the obtained urethane resin having an aliphatic cyclic structure in the range of 2000 mmol / kg to 5500 mmol / kg is used, it may be impossible to achieve both excellent substrate adhesion and followability.

一方、前記ウレタン樹脂(D)中に存在する脂肪族環式構造の全てが、前記脂肪族環式構造含有ポリオール(a1)由来の構造である必要はなく、その一部が脂肪族環式構造含有ポリイソシアネートや鎖伸長剤等に由来するものであっても良い。   On the other hand, it is not necessary for all of the aliphatic cyclic structure present in the urethane resin (D) to be a structure derived from the aliphatic cyclic structure-containing polyol (a1), and a part thereof is an aliphatic cyclic structure. It may be derived from a contained polyisocyanate, a chain extender or the like.

前記ウレタン樹脂(D)としては、前記2000mmol/kg〜5500mmol/kgの範囲の脂肪族環式構造を有するとともに、前記脂肪族環式構造含有ポリオール(a1)由来の脂肪族環式構造を、300mmol/kg〜2000mmol/kg使用することが好ましく、300mmol/kg〜1500mmol/kg有するものを使用することが、形成する皮膜に適度な力学的強度等を付与し、その結果、基材密着性や追従性を向上できるため好ましい。   The urethane resin (D) has an aliphatic cyclic structure in the range of 2000 mmol / kg to 5500 mmol / kg, and 300 mmol of the aliphatic cyclic structure derived from the aliphatic cyclic structure-containing polyol (a1). / Kg to 2000 mmol / kg is preferably used, and using 300 mmol / kg to 1500 mmol / kg imparts appropriate mechanical strength to the film to be formed. It is preferable because the property can be improved.

また、前記ウレタン樹脂(D)としては、水性媒体(E)中における良好な水分散安定性を付与し、保存安定性に優れた水性ウレタン樹脂組成物を得る観点から、親水性基を有するものを使用することが好ましい。   In addition, the urethane resin (D) has a hydrophilic group from the viewpoint of providing an aqueous urethane resin composition excellent in storage stability and imparting good water dispersion stability in the aqueous medium (E). Is preferably used.

前記親水性基としては、アニオン性基、カチオン性基、及びノニオン性基を使用できるが、なかでもアニオン性基又はカチオン性基を使用することが好ましく、アニオン性基を使用することがより好ましい。   As the hydrophilic group, an anionic group, a cationic group, and a nonionic group can be used. Among them, an anionic group or a cationic group is preferably used, and an anionic group is more preferably used. .

前記アニオン性基としては、例えばカルボキシル基、スルホン酸基や、それらの一部または全部が塩基性化合物等によって中和されたカルボキシレート基、スルホネート基等を使用することができる。なかでもカルボキシル基やカルボキシレート基を使用することが、良好な水分散性を有するウレタン樹脂(D)を得るうえで好ましい。   As the anionic group, for example, a carboxyl group, a sulfonic acid group, a carboxylate group, a sulfonate group, or the like in which part or all of them are neutralized with a basic compound or the like can be used. Among these, the use of a carboxyl group or a carboxylate group is preferable for obtaining a urethane resin (D) having good water dispersibility.

前記アニオン性基の中和に使用可能な塩基性化合物としては、例えばアンモニア、トリエチルアミン、ピリジン、モルホリン等の有機アミンや、モノエタノールアミン等のアルカノールアミンや、Na、K、Li、Ca等を含む金属塩基化合物等が挙げられる。   Examples of basic compounds that can be used for neutralization of the anionic group include organic amines such as ammonia, triethylamine, pyridine, morpholine, alkanolamines such as monoethanolamine, Na, K, Li, and Ca. A metal base compound etc. are mentioned.

また、前記カチオン性基としては、例えば3級アミノ基等を使用することができる。前記3級アミノ基は、その一部又は全てが酢酸やプロピオン酸等で中和されたものであっても良い。   Moreover, as said cationic group, a tertiary amino group etc. can be used, for example. The tertiary amino group may be partially or entirely neutralized with acetic acid or propionic acid.

また、前記ノニオン性基としては、例えばポリオキシエチレン基、ポリオキシプロピレン基、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン基等が挙げられる。   Examples of the nonionic group include a polyoxyethylene group, a polyoxypropylene group, and a polyoxyethylene-polyoxypropylene group.

前記アニオン性基やカチオン性基等の親水性基は、ウレタン樹脂(D)全体に対して50mmol/kg〜1000mmol/kgの範囲で存在することが、水性媒体(E)中におけるウレタン樹脂(D)の良好な水分散安定性を付与するうえで好ましい。   The hydrophilic group such as the anionic group and the cationic group is present in the range of 50 mmol / kg to 1000 mmol / kg with respect to the entire urethane resin (D). ) Is preferable for imparting good water dispersion stability.

また、前記ウレタン樹脂(D)としては、前記脂肪族環式構造及び親水性基とともに、重合性不飽和二重結合を有するものを使用することが重要である。   Moreover, it is important to use what has a polymerizable unsaturated double bond with the said aliphatic cyclic structure and a hydrophilic group as said urethane resin (D).

前記重合性不飽和二重結合は、ラジカル重合性を備えた不飽和二重結合であって、例えば(メタ)アクリロイル基等のビニル基が挙げられる。より具体的には、各種(メタ)アクリル単量体等のビニル単量体由来の(メタ)アクリロイル基等のビニル基が挙げられる。   The polymerizable unsaturated double bond is an unsaturated double bond having radical polymerizability, and examples thereof include a vinyl group such as a (meth) acryloyl group. More specifically, vinyl groups such as (meth) acryloyl groups derived from vinyl monomers such as various (meth) acrylic monomers can be mentioned.

ここで、前記ウレタン樹脂(D)の代わりに前記重合性不飽和二重結合を有さないウレタン樹脂を含有する水性ウレタン樹脂組成物では、耐溶剤性等の耐久性に優れた皮膜を形成することが困難な場合がある。   Here, in the aqueous urethane resin composition containing the urethane resin not having the polymerizable unsaturated double bond instead of the urethane resin (D), a film excellent in durability such as solvent resistance is formed. It can be difficult.

したがって、前記ウレタン樹脂(D)としては、前記ウレタン樹脂(D)全体に対して重合性不飽和二重結合を200mmol/kg〜2000mmol/kgの範囲で有するものを使用することが好ましく、400mmol/kg〜1000mmol/kgの範囲で有するものを使用することが、優れた基材密着性と追従性を両立した上で、さらに優れた耐久性を有する皮膜を形成できるためより好ましい。   Therefore, as the urethane resin (D), it is preferable to use a resin having a polymerizable unsaturated double bond in the range of 200 mmol / kg to 2000 mmol / kg with respect to the entire urethane resin (D). It is more preferable to use what is in the range of kg to 1000 mmol / kg because a film having further excellent durability can be formed while achieving both excellent substrate adhesion and followability.

前記重合性不飽和二重結合は、前記ウレタン樹脂(D)の分子中に存在すればよいが、前記ウレタン樹脂(D)の分子末端や分子側鎖に存在することがより好ましく、分子末端に存在することが、基材への追従性に優れた比較的柔軟な皮膜を形成できるため特に好ましい。   The polymerizable unsaturated double bond may be present in the molecule of the urethane resin (D), but is more preferably present at the molecular end or molecular side chain of the urethane resin (D). The presence is particularly preferable because a relatively flexible film excellent in followability to the substrate can be formed.

以上のような2000mmol/kg〜5500mmol/kgの範囲の脂肪族環式構造と親水性基と重合性不飽和二重結合とを有するウレタン樹脂(D)は、優れた基材密着性と追従性を両立する観点から5000〜500000の重量平均分子量を有するものを使用することが好ましく、10000〜500000のものを使用することがより好ましく、30000〜200000の範囲の重量平均分子量を有するものを使用することがより好ましく、40000〜100000の範囲の重量平均分子量を有するものを使用することが特に好ましい。   The urethane resin (D) having an aliphatic cyclic structure in the range of 2000 mmol / kg to 5500 mmol / kg, a hydrophilic group, and a polymerizable unsaturated double bond as described above has excellent substrate adhesion and followability. It is preferable to use those having a weight average molecular weight of 5,000 to 500,000, more preferably 10,000 to 500,000, and those having a weight average molecular weight in the range of 30,000 to 200,000. It is more preferable to use those having a weight average molecular weight in the range of 40,000 to 100,000.

前記ウレタン樹脂(D)は、例えばポリオール(A)とポリイソシアネート(B)とを反応させることによって分子末端にイソシアネート基を有するウレタン樹脂(D’)を製造する工程(I)、及び、前記ウレタン樹脂(D’)と水酸基含有ビニル単量体(C)とを反応させる工程(II)を経ることによって製造することができる。   The urethane resin (D) includes, for example, a step (I) of producing a urethane resin (D ′) having an isocyanate group at a molecular end by reacting a polyol (A) and a polyisocyanate (B), and the urethane. It can manufacture by passing through process (II) with which resin (D ') and a hydroxyl-containing vinyl monomer (C) are made to react.

はじめに、前記工程(I)について説明する。
前記工程(I)は、前記ポリオール(A)とポリイソシアネート(B)とを反応させることによって分子末端にイソシアネート基を有するウレタン樹脂(D’)を製造する工程である。
First, the step (I) will be described.
The step (I) is a step of producing a urethane resin (D ′) having an isocyanate group at a molecular end by reacting the polyol (A) with the polyisocyanate (B).

ここで、前記ポリオール(A)及び前記ポリイソシアネート(B)としては、脂肪族環式構造や親水性基を有するものを使用することが、ウレタン樹脂(D)中に脂肪族環式構造や親水性基を導入するうえで好ましい。なかでも、前記ポリオール(A)として脂肪族環式構造含有ポリオール(a1)及び親水性基含有ポリオール(a2)を含有するものを使用することが好ましく、更に、前記ポリイソシアネート(B)として脂肪族環式構造含有ポリイソシアネート(b1)を含有するものを使用することが、各種基材への密着性や追従性を向上するうえでより好ましい。   Here, as the polyol (A) and the polyisocyanate (B), those having an aliphatic cyclic structure or a hydrophilic group may be used in the urethane resin (D). It is preferable when introducing a sex group. Especially, it is preferable to use what contains an aliphatic cyclic structure containing polyol (a1) and a hydrophilic group containing polyol (a2) as said polyol (A), and also, as said polyisocyanate (B), it is aliphatic. It is more preferable to use those containing the cyclic structure-containing polyisocyanate (b1) in order to improve adhesion to various substrates and followability.

前記ポリオール(A)としては、前記のとおり脂肪族環式構造含有ポリオール(a1)や親水性基含有ポリオール(a2)を使用することができる。   As said polyol (A), an aliphatic cyclic structure containing polyol (a1) and a hydrophilic group containing polyol (a2) can be used as above-mentioned.

前記脂肪族環式構造含有ポリオール(a1)としては、例えばシクロブタンジオール、シクロペンタンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、シクロヘプタンジオール、シクロオクタンジオール、シクロヘキサンジメタノール、ヒドロキシプロピルシクロヘキサノール、トリシクロ〔5,2,1,0,2,6〕デカン−ジメタノール、ビシクロ〔4,3,0〕−ノナンジオール、ジシクロヘキサンジオール、トリシクロ〔5,3,1,1〕ドデカンジオール、ビシクロ〔4,3,0〕ノナンジメタノール、トリシクロ〔5,3,1,1〕ドデカン−ジエタノール、ヒドロキシプロピルトリシクロ〔5,3,1,1〕ドデカノール、スピロ〔3,4〕オクタンジオール、ブチルシクロヘキサンジオール、1,1’−ビシクロヘキシリデンジオール、シクロヘキサントリオール、水素添加ビスフェノ−ルA、1,3−アダマンタンジオール等の、概ね100〜500程度の低分子量の脂肪族環式構造含有ポリオール(a1−1)を使用することができる。なお、上記脂肪族環式構造含有ポリオールの分子量は、式量に基づくものである。   Examples of the aliphatic cyclic structure-containing polyol (a1) include cyclobutanediol, cyclopentanediol, 1,4-cyclohexanediol, cycloheptanediol, cyclooctanediol, cyclohexanedimethanol, hydroxypropylcyclohexanol, tricyclo [5, 2,1,0,2,6] decane-dimethanol, bicyclo [4,3,0] -nonanediol, dicyclohexanediol, tricyclo [5,3,1,1] dodecanediol, bicyclo [4,3, 0] nonanedimethanol, tricyclo [5,3,1,1] dodecane-diethanol, hydroxypropyltricyclo [5,3,1,1] dodecanol, spiro [3,4] octanediol, butylcyclohexanediol, 1, 1'-bicyclohexylidene Ol, cyclohexane triol, hydrogenated bisphenol - Le A, such as 1,3-adamantane-diol, generally can be used 100 to 500 as low molecular weight aliphatic cyclic structure-containing polyol (a1-1). The molecular weight of the aliphatic cyclic structure-containing polyol is based on the formula weight.

また、前記脂肪族環式構造含有ポリオール(a1)としては、前記した低分子量の脂肪族環式構造含有ポリオール(a1−1)と他の成分とを反応させて得られる脂肪族環式構造含有ポリカーボネートポリオールや脂肪族環式構造含有ポリエステルポリオールや脂肪族環式構造含有ポリエーテルポリオール等を使用することができる。   The aliphatic cyclic structure-containing polyol (a1) contains an aliphatic cyclic structure obtained by reacting the low molecular weight aliphatic cyclic structure-containing polyol (a1-1) with other components. Polycarbonate polyols, aliphatic cyclic structure-containing polyester polyols, aliphatic cyclic structure-containing polyether polyols, and the like can be used.

前記脂肪族環式構造含有ポリカーボネートポリオールとしては、例えば前記低分子量の脂肪族環式構造含有ポリオール(a1−1)と、ジメチルカーボネートやホスゲン等とを反応して得られたものを使用することができる。   As the aliphatic cyclic structure-containing polycarbonate polyol, for example, a product obtained by reacting the low molecular weight aliphatic cyclic structure-containing polyol (a1-1) with dimethyl carbonate, phosgene or the like may be used. it can.

前記脂肪族環式構造含有ポリカーボネートポリオールとしては、800〜3000の数平均分子量を有する脂肪族環式構造含有ポリカーボネートポリオールを使用することが好ましく、800〜2000の数平均分子量を有するものを使用することがより好ましい。   As said aliphatic cyclic structure containing polycarbonate polyol, it is preferable to use the aliphatic cyclic structure containing polycarbonate polyol which has a number average molecular weight of 800-3000, and what has a number average molecular weight of 800-2000 is used. Is more preferable.

また、前記脂肪族環式構造含有ポリエステルポリオールとしては、例えば前記した低分子量の脂肪族環式構造含有ポリオール(a1−1)を含むポリオールとポリカルボン酸とをエステル化反応して得られるもの等を使用することができる。   Examples of the aliphatic cyclic structure-containing polyester polyol include those obtained by esterifying a polyol containing the above-described low molecular weight aliphatic cyclic structure-containing polyol (a1-1) and a polycarboxylic acid. Can be used.

前記ポリカルボン酸としては、例えばコハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸、マレイン酸、フマル酸、1,3−シクロペンタンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸、及びこれらの無水物またはエステル形成性誘導体などを使用することができる。   Examples of the polycarboxylic acid include succinic acid, adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, dodecanedicarboxylic acid, maleic acid, fumaric acid, 1,3-cyclopentanedicarboxylic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, terephthalic acid, Isophthalic acid, phthalic acid, 1,4-naphthalenedicarboxylic acid, and anhydrides or ester-forming derivatives thereof can be used.

前記脂肪族環式構造含有ポリエステルポリオールとしては、前記脂肪族環式構造含有ポリオール(a1−1)の他に必要に応じて、ネオペンチルグリコールや2−ブチル−2−エチルプロパンジオール等のその他のポリオールを組み合わせ使用することができる。具体的には、基材に対する追従性を向上する観点から、前記脂肪族環式構造含有ポリオール(a1−1)とともに前記ネオペンチルグリコール等の分岐構造を備えたポリオールを組み合わせ使用することが好ましい。   As the aliphatic cyclic structure-containing polyester polyol, in addition to the aliphatic cyclic structure-containing polyol (a1-1), other polyols such as neopentyl glycol and 2-butyl-2-ethylpropanediol are optionally used. A combination of polyols can be used. Specifically, it is preferable to use a combination of a polyol having a branched structure such as neopentyl glycol together with the aliphatic cyclic structure-containing polyol (a1-1) from the viewpoint of improving the followability to the substrate.

また、前記脂肪族環式構造含有ポリエステルポリオールとしては、ネオペンチルグリコール等の一般に知られる脂肪族ポリオールと、1,3−シクロペンタンジカルボン酸や1,4−シクロヘキサンジカルボン酸等の脂肪族環式構造含有ポリカルボン酸とを反応させて得られるものやその酸無水物などを使用することができる。   The aliphatic cyclic structure-containing polyester polyol includes generally known aliphatic polyols such as neopentyl glycol, and aliphatic cyclic structures such as 1,3-cyclopentanedicarboxylic acid and 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid. What is obtained by reacting the contained polycarboxylic acid or its acid anhydride can be used.

また、前記脂肪族環式構造含有ポリエーテルポリオールとしては、例えば前記した低分子量の脂肪族環式構造含有ポリオール(a1−1)を開始剤として、例えばエチレンオキサイドやプロピレンオキサイド等のアルキレンオキサイドを付加重合させたものを使用することができる。   In addition, as the aliphatic cyclic structure-containing polyether polyol, for example, the low molecular weight aliphatic cyclic structure-containing polyol (a1-1) is used as an initiator, and an alkylene oxide such as ethylene oxide or propylene oxide is added. A polymerized product can be used.

前記脂肪族環式構造含有ポリオール(a1)としては、優れた基材密着性を付与する観点から、前記したもののうちシクロヘキサンジメタノール等の脂肪族環式構造含有ポリオール(a1−1)や、前記脂肪族環式構造含有ポリカーボネートポリオールや、前記脂肪族環式構造含有ポリエステルポリオールを使用することが好ましい。   As the aliphatic cyclic structure-containing polyol (a1), from the viewpoint of imparting excellent substrate adhesion, the aliphatic cyclic structure-containing polyol (a1-1) such as cyclohexanedimethanol among the above-described ones, It is preferable to use an aliphatic cyclic structure-containing polycarbonate polyol or the aliphatic cyclic structure-containing polyester polyol.

前記脂肪族環式構造含有ポリオール(a1)の使用量は、ウレタン樹脂(D)中に導入しようとする脂肪族環式構造量やポリオール(A)の組み合わせ及びその分子量等によって異なるが、概ね、前記ポリオール(A)及びポリイソシアネート(B)の合計質量に対して、2質量%〜20質量%の範囲であることが好ましい。   The amount of the aliphatic cyclic structure-containing polyol (a1) varies depending on the aliphatic cyclic structure amount to be introduced into the urethane resin (D), the combination of the polyol (A) and the molecular weight thereof, etc. It is preferable that it is the range of 2 mass%-20 mass% with respect to the total mass of the said polyol (A) and polyisocyanate (B).

また、前記親水性基含有ポリオール(a2)としては、脂肪族環式構造を有さず親水性基を有するものを使用することができ、例えば、アニオン性基含有ポリオール、カチオン性基含有ポリオール、及びノニオン性基含有ポリオールを使用することができ、なかでもアニオン性基含有ポリオールまたはカチオン性基含有ポリオールを使用することが好ましく、アニオン性基含有ポリオールを使用することがより好ましい。   In addition, as the hydrophilic group-containing polyol (a2), those having an aliphatic cyclic structure and having a hydrophilic group can be used. For example, an anionic group-containing polyol, a cationic group-containing polyol, Nonionic group-containing polyols can be used, and among them, anionic group-containing polyols or cationic group-containing polyols are preferably used, and anionic group-containing polyols are more preferably used.

前記アニオン性基含有ポリオールとしては、例えばカルボキシル基含有ポリオールや、スルホン酸基含有ポリオールを使用することができる。   As the anionic group-containing polyol, for example, a carboxyl group-containing polyol or a sulfonic acid group-containing polyol can be used.

前記カルボキシル基含有ポリオールとしては、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’−ジメチロール酪酸、2,2’−ジメチロール吉草酸等を使用することができ、なかでも2,2’−ジメチロールプロピオン酸を使用することが好ましい。また、前記カルボキシル基含有ポリオールと各種ポリカルボン酸とを反応させて得られるカルボキシル基含有ポリエステルポリオールも使用することもできる。   Examples of the carboxyl group-containing polyol include 2,2′-dimethylolpropionic acid, 2,2′-dimethylolbutanoic acid, 2,2′-dimethylolbutyric acid, 2,2′-dimethylolvaleric acid, and the like. Among them, it is preferable to use 2,2′-dimethylolpropionic acid. Moreover, the carboxyl group-containing polyester polyol obtained by making the said carboxyl group-containing polyol and various polycarboxylic acids react can also be used.

前記スルホン酸基含有ポリオールとしては、例えば5−スルホイソフタル酸、スルホテレフタル酸、4−スルホフタル酸、5[4−スルホフェノキシ]イソフタル酸等のジカルボン酸、及びそれらの塩と、前記低分子量ポリオールとを反応させて得られるポリエステルポリオールを使用することができる。   Examples of the sulfonic acid group-containing polyol include dicarboxylic acids such as 5-sulfoisophthalic acid, sulfoterephthalic acid, 4-sulfophthalic acid, and 5 [4-sulfophenoxy] isophthalic acid, and salts thereof, and the low molecular weight polyol. Polyester polyol obtained by reacting can be used.

前記カルボキシル基含有ポリオールやスルホン酸基含有ポリオールは、前記ウレタン樹脂(D)の酸価が10〜70となる範囲で使用することが好ましく、10〜50となる範囲で使用することがより好ましい。なお、本発明で言う酸価は、前記ウレタン樹脂(D)の製造に使用したカルボキシル基含有ポリオール等の酸基含有化合物の使用量に基づいて算出した理論値である。   The carboxyl group-containing polyol and sulfonic acid group-containing polyol are preferably used in the range where the acid value of the urethane resin (D) is 10 to 70, and more preferably in the range of 10 to 50. In addition, the acid value said by this invention is the theoretical value computed based on the usage-amount of acid group containing compounds, such as a carboxyl group containing polyol used for manufacture of the said urethane resin (D).

前記アニオン性基は、それらの一部または全部が塩基性化合物等によって中和されていることが、良好な水分散性を発現するうえで好ましい。   The anionic groups are preferably partially or wholly neutralized with a basic compound or the like in order to exhibit good water dispersibility.

前記アニオン性基を中和する際に使用可能な塩基性化合物としては、例えばアンモニア、トリエチルアミン、モルホリン、モノエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン等の沸点が200℃以上の有機アミンや、NaOH、KOH、LiOH等を含む金属水酸化物等を使用することができる。前記塩基性化合物は、得られるコーティング剤の水分散安定性を向上させる観点から、塩基性化合物/アニオン性基=0.5〜3.0(モル比)となる範囲で使用することが好ましく、0.9〜2.0(モル比)となる範囲で使用することがより好ましい。   Examples of basic compounds that can be used for neutralizing the anionic group include organic amines having a boiling point of 200 ° C. or higher, such as ammonia, triethylamine, morpholine, monoethanolamine, and diethylethanolamine, NaOH, KOH, and LiOH. A metal hydroxide containing etc. can be used. The basic compound is preferably used in the range of basic compound / anionic group = 0.5 to 3.0 (molar ratio) from the viewpoint of improving the water dispersion stability of the resulting coating agent. It is more preferable to use in the range which becomes 0.9-2.0 (molar ratio).

また、前記カチオン性基含有ポリオールとしては、例えば3級アミノ基含有ポリオールを使用することができ、具体的にはN−メチル−ジエタノールアミンや、1分子中にエポキシを2個有する化合物と2級アミンとを反応させて得られるポリオールなどを使用することができる。   Further, as the cationic group-containing polyol, for example, a tertiary amino group-containing polyol can be used. Specifically, N-methyl-diethanolamine, a compound having two epoxies in one molecule, and a secondary amine. A polyol obtained by reacting with can be used.

前記カチオン性基は、その一部または全部が、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、コハク酸、グルタル酸、酒石酸、アジピン酸等の酸性化合物で中和されていることが好ましい。   It is preferable that a part or all of the cationic group is neutralized with an acidic compound such as formic acid, acetic acid, propionic acid, succinic acid, glutaric acid, tartaric acid and adipic acid.

また、前記カチオン性基としての3級アミノ基は、その一部または全部が4級化されていることが好ましい。前記4級化剤としては、例えばジメチル硫酸、ジエチル硫酸、メチルクロライド、エチルクロライド等を使用することができ、ジメチル硫酸を使用することが好ましい。   Further, the tertiary amino group as the cationic group is preferably partly or entirely quaternized. As the quaternizing agent, for example, dimethyl sulfate, diethyl sulfate, methyl chloride, ethyl chloride and the like can be used, and dimethyl sulfate is preferably used.

また、前記ノニオン性基含有ポリオールとしては、エチレンオキサイド由来の構造単位を有するポリアルキレングリコール等を使用することができる。   Further, as the nonionic group-containing polyol, polyalkylene glycol having a structural unit derived from ethylene oxide can be used.

前記親水性基含有ポリオール(a2)は、前記ポリオール(A)及びポリイソシアネート(B)の合計質量に対して、2質量%〜10質量%の範囲で使用することが好ましい。   The hydrophilic group-containing polyol (a2) is preferably used in the range of 2% by mass to 10% by mass with respect to the total mass of the polyol (A) and the polyisocyanate (B).

また、前記ポリオール(A)としては、前記脂肪族環式構造含有ポリオール(a1)や前記親水性基含有ポリオール(a2)の他に、必要に応じてその他のポリオール(a3)を併用することができる。   As the polyol (A), in addition to the aliphatic cyclic structure-containing polyol (a1) and the hydrophilic group-containing polyol (a2), other polyol (a3) may be used in combination as necessary. it can.

前記その他のポリオール(a3)としては、例えば、ポリエーテルポリオールや、ポリカーボネートポリオール、ポリエステルポリオール等のうち、脂肪族環式構造や親水性基を有さないものを使用することができる。また、脂肪族環式構造や親水性基を有さない、比較的低分子量のポリオールを使用することもできる。なかでも、前記その他のポリオール(a3)として前記ポリカーボネートポリオールまたはポリエステルポリオールを使用することが、皮膜の良好な柔軟性や基材追従性を付与するうえで好ましい。   As said other polyol (a3), what does not have an aliphatic cyclic structure or a hydrophilic group among polyether polyol, polycarbonate polyol, polyester polyol, etc. can be used, for example. A relatively low molecular weight polyol having no aliphatic cyclic structure or hydrophilic group can also be used. Especially, it is preferable to use the said polycarbonate polyol or polyester polyol as said other polyol (a3), when providing the favorable softness | flexibility of a membrane | film | coat and base-material followability.

前記その他のポリオール(a3)としては、具体的には、汎用の脂肪族系および/または芳香族系ポリエステルポリオール等のポリエステルポリオールや、ポリオキシテトラメチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリエーテルポリオールを使用することが特に好ましい。
前記その他のポリオール(a3)の数平均分子量としては、500〜3000の範囲であることが好ましく750〜2000の範囲であることがより好ましい。
Specifically, as the other polyol (a3), polyester polyols such as general-purpose aliphatic and / or aromatic polyester polyols and polyether polyols such as polyoxytetramethylene glycol and polypropylene glycol are used. It is particularly preferred.
The number average molecular weight of the other polyol (a3) is preferably in the range of 500 to 3000, and more preferably in the range of 750 to 2000.

前記その他のポリオール(a3)は、優れた基材密着性を損なうことなく、皮膜に良好な柔軟性や基材追従性を付与する観点から、前記ポリオール(A)の全量に対して0質量%〜90質量%の範囲で使用することが好ましい。   The other polyol (a3) is 0% by mass with respect to the total amount of the polyol (A) from the viewpoint of imparting good flexibility and substrate followability to the film without impairing excellent substrate adhesion. It is preferable to use in the range of -90 mass%.

また、前記ポリイソシアネート(B)としては、例えばノルボルネンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、カルボジイミド変性ジフェニルメタンジイソシアネート、クルードジフェニルメタンジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネートなどの芳香族ポリイソシアネートや、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、シクロヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネートなどの脂肪族ポリイソシアネートあるいは脂環式構造を有するポリイソシアネートを使用することができる。なかでも、黄変色を防止する観点では脂肪族ポリイソシアネートを使用することが好ましく、前記変色防止とともに、耐擦過性や耐アルカリ性のより一層の向上を図る観点から、脂肪族環式構造含有ポリイソシアネート(b1)を使用することが好ましい。   Examples of the polyisocyanate (B) include norbornene diisocyanate, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, 2,4′-diphenylmethane diisocyanate, carbodiimide-modified diphenylmethane diisocyanate, crude diphenylmethane diisocyanate, phenylene diisocyanate, tolylene diisocyanate, and naphthalene diisocyanate. Aromatic polyisocyanates, hexamethylene diisocyanate, lysine diisocyanate, cyclohexane diisocyanate, isophorone diisocyanate, dicyclohexylmethane diisocyanate, xylylene diisocyanate, tetramethylxylylene diisocyanate, and other polyisocyanates having an alicyclic structure It can be used over door. Among them, it is preferable to use an aliphatic polyisocyanate from the viewpoint of preventing yellow discoloration, and from the viewpoint of further improving the scratch resistance and alkali resistance in addition to the above-mentioned discoloration prevention, an aliphatic cyclic structure-containing polyisocyanate. It is preferable to use (b1).

前記ポリオール(A)と前記ポリイソシアネート(B)との反応は、例えば無溶剤下または有機溶剤の存在下で、前記脂肪族環式構造含有ポリオール(a1)と前記親水性基含有ポリオール(a2)と必要に応じてその他のポリオール(a3)とを含むポリオール(A)、及び、前記ポリイソシアネート(B)を、反応温度50℃〜150℃程度の範囲で行うことができる。   The reaction between the polyol (A) and the polyisocyanate (B) is carried out, for example, in the absence of a solvent or in the presence of an organic solvent, the aliphatic cyclic structure-containing polyol (a1) and the hydrophilic group-containing polyol (a2). And the polyol (A) containing other polyol (a3) as needed, and the said polyisocyanate (B) can be performed in the range of about 50 to 150 degreeC of reaction temperature.

前記ポリオール(A)とポリイソシアネート(B)との反応は、例えば、前記ポリオール(A)の水酸基に対する、前記ポリイソシアネート(B)のイソシアネート基の当量割合が、0.8〜2.5の範囲で行うことが好ましく、0.9〜1.5の範囲で行うことがより好ましい。   In the reaction of the polyol (A) and the polyisocyanate (B), for example, the equivalent ratio of the isocyanate group of the polyisocyanate (B) to the hydroxyl group of the polyol (A) is in the range of 0.8 to 2.5. Preferably, it is carried out in the range of 0.9 to 1.5.

前記工程(I)で使用可能な有機溶剤としては、例えばアセトン、メチルエチルケトン等のケトン類;テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類;酢酸エチル、酢酸ブチル等の酢酸エステル類;アセトニトリル等のニトリル類;ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン等のアミド類を、単独で使用または2種以上を使用することができる。前記有機溶剤を使用した場合には、環境負荷低減等の観点から、前記ウレタン樹脂(D’)またはウレタン樹脂(D)の製造途中や製造後に、必要に応じて蒸留法等によって前記有機溶剤を除去することが好ましい。
以上のように、工程(I)を経ることによって、ウレタン樹脂(D’)またはその有機溶剤溶液を得ることができる。
Examples of the organic solvent that can be used in the step (I) include ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; ethers such as tetrahydrofuran and dioxane; acetic esters such as ethyl acetate and butyl acetate; nitriles such as acetonitrile; dimethylformamide An amide such as N-methylpyrrolidone can be used alone or in combination of two or more. When the organic solvent is used, from the viewpoint of reducing the environmental burden, the organic solvent may be removed by distillation or the like as necessary during or after the production of the urethane resin (D ′) or the urethane resin (D). It is preferable to remove.
As described above, the urethane resin (D ′) or an organic solvent solution thereof can be obtained through the step (I).

次に、工程(II)について説明する。
工程(II)は、前記で得たウレタン樹脂(D’)と、水酸基含有ビニル単量体(C)とを反応させることによって、重合性不飽和二重結合を備えたウレタン樹脂(D)を得る工程である。具体的には、前記工程(II)では、前記工程(I)で得たウレタン樹脂(D’)の有するイソシアネート基と、前記水酸基含有ビニル単量体(C)の水酸基とを反応させる。
Next, process (II) is demonstrated.
In the step (II), the urethane resin (D) having a polymerizable unsaturated double bond is obtained by reacting the urethane resin (D ′) obtained above with the hydroxyl group-containing vinyl monomer (C). It is a process to obtain. Specifically, in the step (II), the isocyanate group of the urethane resin (D ′) obtained in the step (I) is reacted with the hydroxyl group of the hydroxyl group-containing vinyl monomer (C).

前記イソシアネート基と水酸基との反応は、例えば前記ウレタン樹脂(D’)単独またはその有機溶剤溶液と、前記水酸基含有ビニル単量体(C)とを混合し、概ね50℃〜100℃の範囲で1時間〜5時間程度行うことができる。   The reaction between the isocyanate group and the hydroxyl group is performed, for example, by mixing the urethane resin (D ′) alone or an organic solvent solution thereof with the hydroxyl group-containing vinyl monomer (C), and in a range of approximately 50 ° C. to 100 ° C. It can be performed for about 1 to 5 hours.

前記水酸基含有ビニル単量体(C)は、前記水酸基含有ビニル単量体(C)の水酸基と前記ウレタン樹脂(D’)のイソシアネート基との当量割合[水酸基/イソシアネート基]が0.05〜0.7の範囲で使用することが、優れた耐久性と適度な力学的強度や伸びを両立した皮膜を形成するうえで好ましい。また、後述する鎖伸長剤を使用する場合も、前記当量割合の範囲で使用し、得られるウレタン樹脂中にイソシアネート基を一部残存させることが好ましい。
前記工程(II)で使用する水酸基含有ビニル単量体(C)としては、例えば2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、シクロヘキサンジメタノールモノアクリレート等の水酸基含有モノ(メタ)アクリレートを使用することができる。
The hydroxyl group-containing vinyl monomer (C) has an equivalent ratio [hydroxyl group / isocyanate group] of the hydroxyl group of the hydroxyl group-containing vinyl monomer (C) and the isocyanate group of the urethane resin (D ′) of 0.05 to Use in the range of 0.7 is preferable for forming a film having both excellent durability and appropriate mechanical strength and elongation. Moreover, also when using the chain extender mentioned later, it is preferable to use in the range of the said equivalent ratio, and to leave a part of isocyanate group in the urethane resin obtained.
Examples of the hydroxyl group-containing vinyl monomer (C) used in the step (II) include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2- Hydroxyl-containing mono (meth) acrylates such as hydroxy-3-phenoxypropyl (meth) acrylate and cyclohexanedimethanol monoacrylate can be used.

また、前記水酸基含有ビニル単量体(C)としては、水酸基含有ジ(メタ)アクリレート等の水酸基含有ポリ(メタ)アクリレートを使用することができる。
前記水酸基含有ポリ(メタ)アクリレートとしては、例えば、グリセリンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−アクリロイロキシプロピル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリレート、および、ソルビトール等の糖アルコールの(メタ)アクリレートエステル、等から選択される1種または2種以上を使用することができる。また、これらの(メタ)アクリレートにアルキレンオキサイド、脂肪族エステル、カプロラクトン等をさらに付加したものも使用することができる。前記アルキレンオキサイド付加物としては、エチレンオキサイド付加物、プロピレンオキサイド付加物等を使用することができる。
Moreover, as said hydroxyl-containing vinyl monomer (C), hydroxyl-containing poly (meth) acrylates, such as a hydroxyl-containing di (meth) acrylate, can be used.
Examples of the hydroxyl group-containing poly (meth) acrylate include glycerin di (meth) acrylate, trimethylolpropane di (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, and 2-hydroxy-3-acryloyloxypropyl (meth). One or more selected from (meth) acrylates such as acrylates and (meth) acrylate esters of sugar alcohols such as sorbitol can be used. Moreover, what added further alkylene oxide, aliphatic ester, caprolactone, etc. to these (meth) acrylates can also be used. As said alkylene oxide adduct, an ethylene oxide adduct, a propylene oxide adduct, etc. can be used.

前記水酸基含有ビニル単量体(C)としては、その使用量が少量であっても皮膜の架橋密度を高めることができ、その結果、耐久性に優れた皮膜を形成できることから、水酸基含有ポリ(メタ)アクリレートを使用することが好ましく、具体的には、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート等を使用することがより好ましい。   As the hydroxyl group-containing vinyl monomer (C), the crosslinking density of the film can be increased even if the amount used is small, and as a result, a film having excellent durability can be formed. It is preferable to use (meth) acrylate, and specifically, it is more preferable to use pentaerythritol tri (meth) acrylate or the like.

前記水酸基含有ビニル単量体(C)は、前記ウレタン樹脂(D)の製造に使用する前記ポリオール(A)や前記ポリイソシアネート(B)や前記水酸基含有ビニル単量体(C)や、後述する鎖伸長剤を使用する場合にはそれを含む原料の合計質量に対して0.1質量%〜20質量%の範囲で使用することが、基材密着性や追従性及び耐久性を向上するうえで好ましい。   The hydroxyl group-containing vinyl monomer (C) is the polyol (A), the polyisocyanate (B), the hydroxyl group-containing vinyl monomer (C) used in the production of the urethane resin (D), and will be described later. When a chain extender is used, it is used in the range of 0.1% by mass to 20% by mass with respect to the total mass of the raw materials containing the chain extender in order to improve substrate adhesion, followability and durability. Is preferable.

以上のように、前記した工程(I)及び工程(II)を経ることによって、2000mmol/kg〜5500mmol/kgの範囲の脂肪族環式構造と親水性基と重合性不飽和二重結合とを有するウレタン樹脂(D)を製造することができる。   As described above, an aliphatic cyclic structure, a hydrophilic group, and a polymerizable unsaturated double bond in the range of 2000 mmol / kg to 5500 mmol / kg are obtained through the above-described steps (I) and (II). The urethane resin (D) which has can be manufactured.

また、前記ウレタン樹脂(D)は、前記した製造方法のほかに、例えば脂肪族環式構造含有ポリオール(a1)と親水性基含有ポリオール(a2)と、前記親水性基含有ポリオール(a2)とは別にカルボキシル基含有ポリオール等を含むポリオールと、ポリイソシアネート(B)とを反応させることによってカルボキシル基を有するウレタン樹脂(D’’)を製造する工程(III)、及び、ウレタン樹脂(D’’)の有するカルボキシル基の一部または全部と、例えばグリシジル(メタ)アクリレート等のカルボキシル基に対して反応性を備えた官能基を有する(メタ)アクリル単量体とを反応させる工程(IV)とを経ることによって製造することもできる。
かかる製造方法によれば、分子側鎖に重合性不飽和二重結合を有するウレタン樹脂を製造することができる。
Moreover, the urethane resin (D) includes, for example, an aliphatic cyclic structure-containing polyol (a1), a hydrophilic group-containing polyol (a2), and the hydrophilic group-containing polyol (a2), in addition to the manufacturing method described above. Separately, a step (III) for producing a urethane resin (D ″) having a carboxyl group by reacting a polyol containing a carboxyl group-containing polyol and the like with a polyisocyanate (B), and a urethane resin (D ″) And a step (IV) of reacting a part or all of the carboxyl groups possessed by) with a (meth) acrylic monomer having a functional group reactive with a carboxyl group such as glycidyl (meth) acrylate It can also manufacture by going through.
According to this production method, a urethane resin having a polymerizable unsaturated double bond in the molecular side chain can be produced.

また、前記ウレタン樹脂(D)は、前記した製造方法のほかに、例えば脂肪族環式構造含有ポリオール(a1)と親水性基含有ポリオール(a2)等とを含むポリオール、ポリイソシアネート(B)、ならびに、エポキシ基含有化合物と(メタ)アクリル酸等とを反応して得られた水酸基及び重合性不飽和二重結合有化合物を反応させることによって製造することもできる。   Further, the urethane resin (D) is, in addition to the production method described above, for example, a polyol containing an aliphatic cyclic structure-containing polyol (a1) and a hydrophilic group-containing polyol (a2), a polyisocyanate (B), Moreover, it can also be produced by reacting a hydroxyl group obtained by reacting an epoxy group-containing compound with (meth) acrylic acid or the like and a compound having a polymerizable unsaturated double bond.

具体的には、前記エポキシ基含有化合物の有するエポキシ基と、(メタ)アクリル酸等の有するカルボキシル基とを反応させ、前記エポキシ基を開裂させることによって、水酸基が新たに形成されるとともに、(メタ)アクリル酸由来の重合性不飽和二重結合が導入される。この水酸基が、前記ポリオールと前記ポリイソシアネートとを反応させて得られるウレタンプレポリマー中のイソシアネート基やカルボキシル基等の一部と反応することによって、分子側鎖に重合性不飽和二重結合を有するウレタン樹脂を製造することができる。   Specifically, a hydroxyl group is newly formed by reacting an epoxy group of the epoxy group-containing compound with a carboxyl group of (meth) acrylic acid or the like to cleave the epoxy group, A polymerizable unsaturated double bond derived from meth) acrylic acid is introduced. This hydroxyl group has a polymerizable unsaturated double bond in the molecular side chain by reacting with a part of the isocyanate group or carboxyl group in the urethane prepolymer obtained by reacting the polyol with the polyisocyanate. A urethane resin can be manufactured.

前記エポキシ基含有化合物としては、例えば1,4−ブタンジオールジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ビスフェノールFジグリシジルエーテル、及び、それらにアルキレンオキサイドを付加したジグリシジル化合物等の2個以上のエポキシ基を有する化合物を使用することができる。   Examples of the epoxy group-containing compound include 1,4-butanediol diglycidyl ether, 1,6-hexanediol diglycidyl ether, cyclohexanedimethanol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, and bisphenol A. A compound having two or more epoxy groups such as diglycidyl ether, bisphenol F diglycidyl ether, and a diglycidyl compound obtained by adding an alkylene oxide to them can be used.

本発明の水性ウレタン樹脂組成物は、前記方法で製造したウレタン樹脂(D)と水性媒体(E)とを混合、攪拌することによって製造することができる。具体的には、前記方法で製造したウレタン樹脂(D)またはその有機溶剤溶液と、水性媒体(E)とを、必要に応じてホモジナイザー等を用いて混合することによって行うことができる。   The aqueous urethane resin composition of the present invention can be produced by mixing and stirring the urethane resin (D) produced by the above method and the aqueous medium (E). Specifically, the urethane resin (D) produced by the above method or an organic solvent solution thereof and the aqueous medium (E) can be mixed by using a homogenizer or the like as necessary.

前記水性媒体(E)としては、水、水と混和する有機溶剤、及び、これらの混合物が挙げられる。水と混和する有機溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、n−及びイソプロパノール等のアルコール類;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類;エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール等のポリアルキレングリコール類;ポリアルキレングリコールのアルキルエーテル類;N-メチル-2-ピロリドン等のラクタム類、等が挙げられる。本発明では、水のみを用いても良く、また水及び水と混和する有機溶剤との混合物を用いても良く、水と混和する有機溶剤のみを用いても良い。安全性や環境に対する負荷の点から、水のみ、又は、水及び水と混和する有機溶剤との混合物が好ましく、水のみが特に好ましい。   Examples of the aqueous medium (E) include water, organic solvents miscible with water, and mixtures thereof. Examples of the organic solvent miscible with water include alcohols such as methanol, ethanol, n- and isopropanol; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; polyalkylene glycols such as ethylene glycol, diethylene glycol and propylene glycol; Alkyl ethers; lactams such as N-methyl-2-pyrrolidone, and the like. In the present invention, only water may be used, a mixture of water and an organic solvent miscible with water may be used, or only an organic solvent miscible with water may be used. From the viewpoint of safety and load on the environment, water alone or a mixture of water and an organic solvent miscible with water is preferable, and only water is particularly preferable.

前記水性媒体(E)は、本発明の水性ウレタン樹脂組成物を製造する際の急激な粘度上昇を抑制し、かつ、水性ウレタン樹脂組成物の生産性や、その塗工のしやすさや乾燥性等を向上する観点から、前記水性ウレタン樹脂組成物全量に対して30質量%〜80質量%の範囲で含むことが好ましく、40質量%〜75質量%の範囲であることがより好ましい。   The aqueous medium (E) suppresses a rapid increase in viscosity when the aqueous urethane resin composition of the present invention is produced, and the productivity of the aqueous urethane resin composition, ease of coating, and drying properties. From the viewpoint of improving, etc., the content is preferably in the range of 30% by mass to 80% by mass and more preferably in the range of 40% by mass to 75% by mass with respect to the total amount of the aqueous urethane resin composition.

前記ウレタン樹脂(D)は、前記水性媒体(E)と混合する前、または、前記水性媒体(E)と混合する際に、前記ウレタン樹脂(D)の有するアニオン性基等の親水性基の一部または全部を中和することが、ウレタン樹脂(D)の水分散安定性を向上するうえで好ましい。前記中和には、前記した塩基性化合物等を使用することができる。
また、前記ウレタン樹脂(D)の有機溶剤溶液を使用した場合には、水性媒体(E)と混合した後に、蒸留法等の方法によって有機溶剤を除去することが好ましい。
When the urethane resin (D) is mixed with the aqueous medium (E) or mixed with the aqueous medium (E), the urethane resin (D) has a hydrophilic group such as an anionic group. In order to improve the water dispersion stability of urethane resin (D), it is preferable to neutralize part or all. For the neutralization, the above-described basic compounds can be used.
Moreover, when using the organic solvent solution of the said urethane resin (D), after mixing with an aqueous medium (E), it is preferable to remove an organic solvent by methods, such as a distillation method.

また、前記ウレタン樹脂(D)を製造する際には、得られる皮膜の耐久性をより一層向上する観点から、前記ポリオール(A)や前記ポリイソシアネート(B)や水酸基含有ビニル単量体(C)の他に、必要に応じて鎖伸長剤を使用することができる。   When the urethane resin (D) is produced, the polyol (A), the polyisocyanate (B), or a hydroxyl group-containing vinyl monomer (C) is used from the viewpoint of further improving the durability of the resulting film. In addition to (), a chain extender can be used if necessary.

前記鎖伸長剤としては、ポリアミンをはじめ、その他活性水素原子含有化合物等を使用することができる。   As the chain extender, polyamine and other active hydrogen atom-containing compounds can be used.

前記ポリアミンとしては、例えば、エチレンジアミン、1,2−プロパンジアミン、1,6−ヘキサメチレンジアミン、ピペラジン、2,5−ジメチルピペラジン、イソホロンジアミン、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジアミン、3,3’−ジメチル−4,4’−ジシクロヘキシルメタンジアミン、1,4−シクロヘキサンジアミン等のジアミン類;N−ヒドロキシメチルアミノエチルアミン、N−ヒドロキシエチルアミノエチルアミン、N−ヒドロキシプロピルアミノプロピルアミン、N−エチルアミノエチルアミン、N−メチルアミノプロピルアミン;ジエチレントリアミン、ジプロピレントリアミン、トリエチレンテトラミン;ヒドラジン、N,N’−ジメチルヒドラジン、1,6−ヘキサメチレンビスヒドラジン;コハク酸ジヒドラジッド、アジピン酸ジヒドラジド、グルタル酸ジヒドラジド、セバシン酸ジヒドラジド、イソフタル酸ジヒドラジド;β−セミカルバジドプロピオン酸ヒドラジド、3−セミカルバジッド−プロピル−カルバジン酸エステル、セミカルバジッド−3−セミカルバジドメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキサンを使用することができ、エチレンジアミンを使用することが好ましい。   Examples of the polyamine include ethylenediamine, 1,2-propanediamine, 1,6-hexamethylenediamine, piperazine, 2,5-dimethylpiperazine, isophoronediamine, 4,4′-dicyclohexylmethanediamine, and 3,3′-. Diamines such as dimethyl-4,4′-dicyclohexylmethanediamine, 1,4-cyclohexanediamine; N-hydroxymethylaminoethylamine, N-hydroxyethylaminoethylamine, N-hydroxypropylaminopropylamine, N-ethylaminoethylamine, N-methylaminopropylamine; diethylenetriamine, dipropylenetriamine, triethylenetetramine; hydrazine, N, N′-dimethylhydrazine, 1,6-hexamethylenebishydrazine; Razide, adipic acid dihydrazide, glutaric acid dihydrazide, sebacic acid dihydrazide, isophthalic acid dihydrazide; β-semicarbazide propionic acid hydrazide, 3-semicarbazide-propyl-carbazate, semicarbazide-3-semicarbazide methyl-3,5 5-Trimethylcyclohexane can be used, and ethylenediamine is preferably used.

前記その他活性水素含有化合物としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレンリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、ヘキサメチレングリコール、サッカロース、メチレングリコール、グリセリン、ソルビトール等のグリコール類;ビスフェノールA、4,4’−ジヒドロキシジフェニル、4,4’−ジヒドロキシジフェニルエーテル、4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、水素添加ビスフェノールA、ハイドロキノン等のフェノール類、及び水等を、本発明のコーティング剤の保存安定性が低下しない範囲内で単独で使用または2種以上を併用することができる。   Examples of the other active hydrogen-containing compounds include ethylene glycol, diethylene recall, triethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, hexamethylene glycol, and saccharose. Glycols such as methylene glycol, glycerin and sorbitol; phenols such as bisphenol A, 4,4′-dihydroxydiphenyl, 4,4′-dihydroxydiphenyl ether, 4,4′-dihydroxydiphenylsulfone, hydrogenated bisphenol A, hydroquinone , And water can be used alone or in combination of two or more thereof within a range in which the storage stability of the coating agent of the present invention is not lowered.

前記ポリアミン等の鎖伸長剤は、前記ウレタン樹脂(D)中に残存しうるイソシアネート基と反応し、高分子量化したウレタン樹脂(D)を形成する。そのため、前記ポリアミン等の鎖伸長剤を使用する場合には、前記ウレタン樹脂(D’)の有するイソシアネート基と前記水酸基含有ビニル単量体(C)の有する水酸基との当量割合を前記した範囲とすることで、得られるウレタン樹脂(D)中にイソシアネート基が残存するよう調整することが好ましい。   The chain extender such as polyamine reacts with an isocyanate group that can remain in the urethane resin (D) to form a high molecular weight urethane resin (D). Therefore, when a chain extender such as the polyamine is used, the equivalent ratio of the isocyanate group of the urethane resin (D ′) and the hydroxyl group of the hydroxyl group-containing vinyl monomer (C) is as described above. It is preferable to adjust so that an isocyanate group remains in the urethane resin (D) obtained.

前記ポリアミン等の鎖伸長剤は、例えば前記ポリアミンが有するアミノ基と、前記ウレタン樹脂(D)中に残存しうるイソシアネート基との当量比が、1.9以下(当量比)となる範囲で使用することが好ましく、0.3〜1.0(当量比)の範囲で使用することがより好ましい。鎖伸長剤を前記した範囲で使用することにより、形成する皮膜の耐久性や力学的強度を向上させることができる。
前記鎖伸長剤と前記ウレタン樹脂(D)との反応は、前記ウレタン樹脂(D)と水性媒体(E)とを混合する前、または、前記水性媒体(E)と混合した後のいずれにおいても行うことが可能である。
The chain extender such as the polyamine is used in such a range that the equivalent ratio of the amino group of the polyamine and the isocyanate group that can remain in the urethane resin (D) is 1.9 or less (equivalent ratio). It is preferable to use within a range of 0.3 to 1.0 (equivalent ratio). By using the chain extender in the above-described range, the durability and mechanical strength of the film to be formed can be improved.
The reaction between the chain extender and the urethane resin (D) can be performed either before mixing the urethane resin (D) and the aqueous medium (E) or after mixing with the aqueous medium (E). Is possible.

前記方法で得られた本発明の水性ウレタン樹脂組成物は、前記ウレタン樹脂(D)の有する重合性不飽和二重結合に起因したラジカル重合をさせることによって、耐久性に優れ、かつ、様々な基材に対する密着性や追従性に優れた皮膜等の硬化物を形成することができる。   The aqueous urethane resin composition of the present invention obtained by the above method is excellent in durability by performing radical polymerization due to the polymerizable unsaturated double bond of the urethane resin (D), and various A cured product such as a film having excellent adhesion and followability to the substrate can be formed.

前記水性ウレタン樹脂組成物を硬化させフィルムや皮膜等の硬化物を形成する際には、光照射や加熱等によってラジカルを発生し、前記ウレタン樹脂(D)の重合性不飽和二重結合のラジカル重合を進行させる重合開始剤を使用することが好ましい。前記重合開始剤としては、光重合開始剤や熱重合開始剤を使用することができる。   When the water-based urethane resin composition is cured to form a cured product such as a film or a film, radicals are generated by light irradiation or heating, and radicals of polymerizable unsaturated double bonds of the urethane resin (D). It is preferable to use a polymerization initiator that advances the polymerization. As the polymerization initiator, a photopolymerization initiator or a thermal polymerization initiator can be used.

前記光重合開始剤としては、例えば4−フェノキシジクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ2−メチルプロパン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル(2−ヒドロキシ−2−プロピル)ケトン、2−メチル−〔4−(メチルチオ)フェニル〕−2−モルフォリノ−1−プロパノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン等のアセトフェノン類;ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル等のベンゾイン類; ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、4−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、4−ベンゾイル−4’−メチルジフェニルサルファイド、3,3’−ジメチル−4−メトキシベンゾフェノン等のベンゾフェノン類;チオキサントン、2−クロロチオキサントン、2,4−ジクロロチオキサントン、2−メチルチオキサントン、2,4−ジメチルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントン等のチオキサントン類;4,4’−ジメチルアミノベンゾフェノン( 別名= ミヘラーズケトン)、4,4’−ジエチルアミノベンゾフェノン、α−アシロキシムエステル、ベンジル、メチルベンゾイルホルメート(「バイキュア55」)、2−エチルアンスラキノン等のアンスラキノン類;2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド(「ルシリンTPO」)等のアシルフォスフィンオキサイド類;3,3’,4,4’−テトラ(tert−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン〔日本油脂(株)製の「BTTB」〕、アクリル化ベンゾフェノンなどを使用することができる。   Examples of the photopolymerization initiator include 4-phenoxydichloroacetophenone, diethoxyacetophenone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, 1- (4-isopropylphenyl) -2-hydroxy-2- Methylpropan-1-one, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 4- (2-hydroxyethoxy) -phenyl (2-hydroxy-2-propyl) ketone, 2-methyl- [4- (methylthio) phenyl] -2- Acetophenones such as morpholino-1-propanone and 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone; benzoins such as benzoin, benzoin methyl ether, benzoin isoethyl ether, benzoin isopropyl ether and benzoin isobutyl ether; benzophenone, Benzophenones such as benzoylbenzoic acid, methyl benzoylbenzoate, 4-phenylbenzophenone, hydroxybenzophenone, 4-benzoyl-4'-methyldiphenyl sulfide, 3,3'-dimethyl-4-methoxybenzophenone; thioxanthone, 2-chlorothioxanthone Thioxanthones such as 2,4-dichlorothioxanthone, 2-methylthioxanthone, 2,4-dimethylthioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, isopropylthioxanthone, 2,4-diisopropylthioxanthone; 4,4′-dimethylaminobenzophenone ( Alias = Miheraz ketone), 4,4′-diethylaminobenzophenone, α-acyloxime ester, benzyl, methylbenzoylformate (“Bicure 55”), 2- Anthraquinones such as ethyl anthraquinone; Acylphosphine oxides such as 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide (“Lucirin TPO”); 3,3 ′, 4,4′-tetra (tert-butylper) Oxycarbonyl) benzophenone [“BTTB” manufactured by NOF Corporation], acrylated benzophenone, and the like can be used.

前記光重合開始剤としては、水性ウレタン樹脂組成物の硬化物の経時的な変色を防止でき、かつ水性ウレタン樹脂組成物の硬化物の厚膜化を可能とするうえで、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンのうち1種、または2種、及び2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド等を組み合わせ使用することが好ましい。   As the photopolymerization initiator, 2-hydroxy-2 can be used to prevent discoloration of the cured product of the water-based urethane resin composition over time, and to increase the thickness of the cured product of the water-based urethane resin composition. -Methyl-1-phenylpropan-1-one, one or two of 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, and 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) ) -Phenylphosphine oxide or the like is preferably used in combination.

また、前記重合開始剤に使用可能な熱重合開始剤としては、有機過酸化物を使用することができ、具体的には、アゾ系化合物、ジアシルパーオキサイド系化合物、パーオキシエステル系化合物、ハイドロパーオキサイド系化合物、ジアルキルパーオキサイド系化合物、ケトンパーオキサイド系化合物、パーオキシケタール系化合物、アルキルパーエステル系化合物、パーカーボネート系化合物等を使用することができる。   As the thermal polymerization initiator that can be used for the polymerization initiator, organic peroxides can be used. Specifically, azo compounds, diacyl peroxide compounds, peroxy ester compounds, hydro Peroxide compounds, dialkyl peroxide compounds, ketone peroxide compounds, peroxyketal compounds, alkyl perester compounds, and carbonate compounds can be used.

前記重合開始剤の使用量は、通常、前記ウレタン樹脂(D)100質量部に対して、0.1質量部〜5質量部の範囲であることが好ましく、0.5質量部〜2質量部の範囲であることがより好ましい。   The amount of the polymerization initiator used is usually preferably in the range of 0.1 to 5 parts by mass, and 0.5 to 2 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the urethane resin (D). More preferably, it is the range.

前記重合開始剤は、前記方法で得た水性ウレタン樹脂組成物と混合し使用してもよく、また、前記ウレタン樹脂(D)と水性媒体(E)とを混合する際に、重合開始剤もあわせて混合してもよい。   The polymerization initiator may be used by mixing with the aqueous urethane resin composition obtained by the above method. When the urethane resin (D) and the aqueous medium (E) are mixed, the polymerization initiator is also used. You may mix together.

本発明の水性ウレタン樹脂組成物は、形成する皮膜の架橋密度をより一層向上し、高耐久性で、かつ、基材密着性や追従性をも両立した皮膜を形成する観点から、前記したウレタン樹脂(D)及び水性媒体(E)のほかに、必要に応じて、多官能ビニル単量体を含むものであっても良い。   The aqueous urethane resin composition of the present invention has the above-described urethane from the viewpoint of further improving the crosslink density of the film to be formed, forming a film that is highly durable and has both substrate adhesion and followability. In addition to the resin (D) and the aqueous medium (E), a polyfunctional vinyl monomer may be included as necessary.

前記多官能ビニル単量体は、前記水酸基含有ビニル単量体(C)とは異なり、前記ウレタン樹脂(D’)と反応しうる水酸基等の官能基を有さないものを使用することが好ましい。   Unlike the hydroxyl group-containing vinyl monomer (C), it is preferable to use a polyfunctional vinyl monomer that does not have a functional group such as a hydroxyl group that can react with the urethane resin (D ′). .

前記多官能ビニル単量体は、水性媒体(E)中において前記ウレタン樹脂(D)の水性粒子内もしくは粒子近傍もしくは水性媒体(E)中に存在し、光照射や加熱等によってラジカル重合が進行した際に、該多官能ビニル単量体間において反応し架橋構造を形成しうるものである。   The polyfunctional vinyl monomer is present in the aqueous particles of the urethane resin (D) or in the vicinity of the particles or in the aqueous medium (E) in the aqueous medium (E), and radical polymerization proceeds by light irradiation or heating. In this case, the polyfunctional vinyl monomer can react to form a crosslinked structure.

前記多官能ビニル単量体としては、例えばポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールヒドロキシピバレートジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAをエチレンオキサイドまたはプロピレンオキサイドで変性した変性(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレートやジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等を使用することができる。   Examples of the polyfunctional vinyl monomer include polyethylene glycol di (meth) acrylate, tripropylene glycol di (meth) acrylate, neopentyl glycol hydroxypivalate di (meth) acrylate, and bisphenol A modified with ethylene oxide or propylene oxide. Modified (meth) acrylate, ditrimethylolpropane tetra (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra ( A (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, etc. can be used.

前記多官能ビニル単量体は、前記ウレタン樹脂(D)100質量部に対して、0.1〜20質量部の範囲で使用することが、高耐久性と、基材密着性等とを両立した皮膜を形成するうえで好ましい。   The polyfunctional vinyl monomer is used in a range of 0.1 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the urethane resin (D), thereby achieving both high durability and adhesion to the substrate. It is preferable for forming a coated film.

また、本発明の水性ウレタン樹脂組成物は、前記したものの他に、その他の添加剤成分を含有していても良い。   Moreover, the aqueous urethane resin composition of the present invention may contain other additive components in addition to those described above.

前記添加剤としては、例えば増感剤、重合禁止剤、硬化剤、硬化促進剤をはじめ、粘着付与樹脂や充填材、顔料、染料、安定剤や難燃剤等を使用することができる。   As the additive, for example, a sensitizer, a polymerization inhibitor, a curing agent, a curing accelerator, a tackifier resin, a filler, a pigment, a dye, a stabilizer, a flame retardant, and the like can be used.

前記増感剤としては、例えば、ビフェニル、1,4−ジメチルナフタレン、9−フルオレノン、フルオレン、フェナントレン、トリフェニレン、アントラセン、9,10−ジフェニルアントラセン、9,10−ジメトキシアントラセン、9,10−ジエトキシアントラセン、9,10−ジプロポキシアントラセン、9,10−ジブトキシアントラセン、ベンゾフェノン、4,4’−ジメトキシベンゾフェノン、アセトフェノン、4−メトキシアセトフェノン、ベンズアルデヒド等を使用することができる。   Examples of the sensitizer include biphenyl, 1,4-dimethylnaphthalene, 9-fluorenone, fluorene, phenanthrene, triphenylene, anthracene, 9,10-diphenylanthracene, 9,10-dimethoxyanthracene, and 9,10-diethoxy. Anthracene, 9,10-dipropoxyanthracene, 9,10-dibutoxyanthracene, benzophenone, 4,4′-dimethoxybenzophenone, acetophenone, 4-methoxyacetophenone, benzaldehyde and the like can be used.

前記重合禁止剤としては、例えば3,5−ビスターシャルブチル−4−ヒドロキシトルエン、ハイドロキノン、メチルハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル(メトキノン)、パラターシャルブチルカテコール等を使用することができる。   As the polymerization inhibitor, for example, 3,5-bismutual butyl-4-hydroxytoluene, hydroquinone, methyl hydroquinone, hydroquinone monomethyl ether (methoquinone), para-tertiary butyl catechol and the like can be used.

前記硬化促進剤としては、例えばナフテン酸コバルト、オクテン酸コバルト等の有機金属塩、アミン系、β−ジケトン類等を使用することができる。   As the curing accelerator, for example, organic metal salts such as cobalt naphthenate and cobalt octenoate, amines, β-diketones and the like can be used.

前記硬化剤としては、トリレンジイソシアネートや、ヘキサメチレンジイソシアネートなどから誘導されるアダクト体、及びヌレート体などに代表されるポリイソシアネート化合物や、多官能エポキシ化合物、メラミン化合物、金属キレートなどを使用することができる。   As the curing agent, polyisocyanate compounds typified by tolylene diisocyanate, adducts derived from hexamethylene diisocyanate, and nurate, polyfunctional epoxy compounds, melamine compounds, metal chelates, etc. should be used. Can do.

また、本発明の水性ウレタン樹脂組成物には、前記したものの他に、必要に応じて硬化触媒、充填材、光触媒性化合物、無機顔料、有機顔料、体質顔料、ワックス、界面活性剤、安定剤、流動調整剤、染料、レベリング剤、レオロジーコントロール剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、可塑剤等の各種の添加剤等を使用することができる。   In addition to those described above, the aqueous urethane resin composition of the present invention includes a curing catalyst, a filler, a photocatalytic compound, an inorganic pigment, an organic pigment, an extender pigment, a wax, a surfactant, and a stabilizer as necessary. In addition, various additives such as a flow modifier, a dye, a leveling agent, a rheology control agent, an ultraviolet absorber, an antioxidant, and a plasticizer can be used.

前記硬化触媒としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸カリウム、ナトリウムメチラート、テトライソプロピルチタネート、テトラ−n−ブチルチタネート、オクチル酸錫、オクチル酸鉛、オクチル酸コバルト、オクチル酸亜鉛、オクチル酸カルシウム、ナフテン酸亜鉛、ナフテン酸コバルト、ジ−n−ブチル錫ジアセテート、ジ−n−ブチル錫ジオクトエート、ジ−n−ブチル錫ジラウレート、ジ−n−ブチル錫マレエート、p−トルエンスルホン酸、トリクロル酢酸、燐酸、モノアルキル燐酸、ジアルキル燐酸、モノアルキル亜燐酸、ジアルキル亜燐酸等を使用することができる。   Examples of the curing catalyst include lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium methylate, tetraisopropyl titanate, tetra-n-butyl titanate, tin octylate, lead octylate, cobalt octylate, and zinc octylate. Calcium octylate, zinc naphthenate, cobalt naphthenate, di-n-butyltin diacetate, di-n-butyltin dioctoate, di-n-butyltin dilaurate, di-n-butyltin maleate, p-toluenesulfone Acid, trichloroacetic acid, phosphoric acid, monoalkyl phosphoric acid, dialkyl phosphoric acid, monoalkyl phosphorous acid, dialkyl phosphorous acid and the like can be used.

前記充填材としては、例えば粘土鉱物、金属、金属酸化物、ガラス等の各種の無機粒子を使用することができる。金属の種類としては、金、銀、銅、白金、チタン、亜鉛、ニッケル、アルミニウム、鉄、シリコン、ゲルマニウム、アンチモン、それらの金属酸化物等が挙げられる。   As said filler, various inorganic particles, such as a clay mineral, a metal, a metal oxide, glass, can be used, for example. Examples of the metal include gold, silver, copper, platinum, titanium, zinc, nickel, aluminum, iron, silicon, germanium, antimony, and metal oxides thereof.

前記光触媒性化合物としては、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化鉄、酸化ジルコニウム、酸化タングステン、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化ゲルマニウム、酸化銅、酸化バナジウム、酸化マンガン、酸化ニッケル、酸化ルテニウム等を使用することができる。具体的には、例えば、「ST−01」〔石原産業(株)製酸化チタン、平均粒子径7nm〕、「ST−21」〔石原産業(株)製酸化チタン、平均粒子径20nm〕、「AMT−100」〔テイカ(株)製酸化チタン、平均粒子径6nm〕、「TKD−701」〔テイカ(株)製酸化チタン分散体、平均粒子径6nm〕、「TKD−702」〔テイカ(株)製酸化チタン分散体、平均粒子径6nm〕、「STS−21」〔石原産業(株)製酸化チタン水分散体、平均粒子径20nm〕、「TKS−203」〔テイカ(株)製の酸化チタン水分散体、平均粒子径6nm〕等を使用することができる。なかでも、化学的に安定で、無害であり、しかも光触媒活性が高い酸化チタンや酸化亜鉛を使用することが好ましい。   Examples of the photocatalytic compound include titanium oxide, zinc oxide, iron oxide, zirconium oxide, tungsten oxide, chromium oxide, molybdenum oxide, germanium oxide, copper oxide, vanadium oxide, manganese oxide, nickel oxide, and ruthenium oxide. can do. Specifically, for example, “ST-01” [Ishihara Sangyo Co., Ltd. titanium oxide, average particle size 7 nm], “ST-21” [Ishihara Sangyo Co., Ltd. titanium oxide, average particle size 20 nm], “ AMT-100 "[Titanium Co., Ltd., titanium oxide, average particle diameter 6 nm]," TKD-701 "[Taika Co., Ltd. titanium oxide dispersion, average particle diameter 6 nm]," TKD-702 "[Taika Corporation ) Titanium oxide dispersion, average particle size 6 nm], “STS-21” (Ishihara Sangyo Co., Ltd. titanium oxide water dispersion, average particle size 20 nm), “TKS-203” (Taika Co., Ltd.) Titanium aqueous dispersion, average particle diameter of 6 nm] and the like can be used. Among them, it is preferable to use titanium oxide or zinc oxide that is chemically stable, harmless, and has high photocatalytic activity.

本発明の水性ウレタン樹脂組成物を硬化させる方法としては、前記した重合開始剤の種類によって相違する。例えば前記光重合開始剤を使用した水性ウレタン樹脂組成物は、該水性ウレタン樹脂組成物を基材上に塗布し、次いで、水性媒体(E)を蒸発等させ除去した後、メタルハライドランプ、水銀ランプ等の一般的な紫外線光照射装置を用いて所定の紫外線を照射することによって硬化させることができる。   The method for curing the aqueous urethane resin composition of the present invention differs depending on the kind of the polymerization initiator described above. For example, in the aqueous urethane resin composition using the photopolymerization initiator, the aqueous urethane resin composition is applied on a substrate, and then the aqueous medium (E) is removed by evaporation, etc., and then a metal halide lamp, a mercury lamp It can be hardened by irradiating predetermined ultraviolet rays using a general ultraviolet light irradiation device such as the above.

前記紫外線等のエネルギー線の照射は、好ましくは50〜5000mJ/cm、より好ましくは100〜3000mJ/cm、特に好ましくは300〜1500mJ/cmの範囲であることがよい。尚、紫外線照射量は、UVチェッカーUVR−N1(日本電池(株)製)を用いて300〜390nmの波長域において測定した値を基準とした。 The irradiation of the energy beam such as ultraviolet rays, preferably 50 to 5000 mJ / cm 2, more preferably 100~3000mJ / cm 2, particularly preferably it is in the range of 300~1500mJ / cm 2. In addition, the ultraviolet irradiation amount was based on a value measured in a wavelength region of 300 to 390 nm using a UV checker UVR-N1 (manufactured by Nippon Battery Co., Ltd.).

一方、前記熱重合開始剤を使用した水性ウレタン樹脂組成物は、該水性ウレタン樹脂組成物を基材上に塗布し、次いで、水性媒体(E)を蒸発等させ除去した後、例えば高温炉等を用いて、好ましくは50〜250℃の温度で加熱することによって硬化させることができる。   On the other hand, in the aqueous urethane resin composition using the thermal polymerization initiator, the aqueous urethane resin composition is applied on a substrate, and then the aqueous medium (E) is removed by evaporation or the like. Can be cured by heating at a temperature of preferably 50 to 250 ° C.

また、本発明の水性ウレタン樹脂組成物を硬化させる場合、空気中の酸素による重合阻害を受け、硬化が不十分となり、目的とする粘着性能が発現しないことがある。これを防止するために、窒素などの不活性ガス存在下で活性エネルギー照射や加熱する方法や、後述する基材をラミネートし、該組成物の表面の空気への接触を遮断した状態で活性エネルギー照射や加熱する方法により、硬化させることが好ましい。   Moreover, when hardening the water-based urethane resin composition of this invention, it receives the superposition | polymerization inhibition by the oxygen in the air, hardening becomes inadequate, and the target adhesive performance may not express. In order to prevent this, the active energy is irradiated or heated in the presence of an inert gas such as nitrogen, or the base material described later is laminated, and the active energy in a state where the contact of the surface of the composition with air is cut off. It is preferable to cure by irradiation or heating.

以上のような本発明の水性ウレタン樹脂組成物は、コーティング剤や接着剤、粘着剤、各種成形材料等に使用することができる。とりわけ、金属基材の表面保護用コーティング剤に使用することが好ましく、鋼板表面処理剤に使用することがより好ましい。   The aqueous urethane resin composition of the present invention as described above can be used for coating agents, adhesives, pressure-sensitive adhesives, various molding materials and the like. Especially, it is preferable to use it for the coating agent for surface protection of a metal base material, and it is more preferable to use it for a steel plate surface treating agent.

前記コーティング剤等を塗布可能な基材としては、例えば各種プラスチックやそのフィルム、金属、ガラス、紙、木材等が挙げられる。特に各種プラスチック基材に前記コーティング剤を使用した場合であっても、比較的低温の乾燥工程において優れた耐溶剤性、耐水性を有する皮膜を形成でき、かつ該皮膜のプラスチック基材からの剥離を防止することができる。   Examples of the substrate on which the coating agent and the like can be applied include various plastics and films thereof, metal, glass, paper, and wood. In particular, even when the coating agent is used for various plastic substrates, a film having excellent solvent resistance and water resistance can be formed in a drying process at a relatively low temperature, and the film can be peeled off from the plastic substrate. Can be prevented.

プラスチック基材としては、一般に、携帯電話、家電製品、自動車内外装材、OA機器等のプラスチック成型品に採用されている素材として、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂(ABS樹脂)、ポリカーボネート樹脂(PC樹脂)、ABS/PC樹脂、ポリスチレン樹脂(PS樹脂)、ポリメチルメタクリレート樹脂(PMMA樹脂)、アクリル樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂等が挙げられ、プラスチックフィルム基材としては、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエステルフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、TAC(トリアセチルセルロース)フィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム等を使用することができる。   As a plastic substrate, acrylonitrile-butadiene-styrene resin (ABS resin), polycarbonate resin (PC resin) are generally used as plastic molded products such as mobile phones, home appliances, automotive interior and exterior materials, and office automation equipment. ), ABS / PC resin, polystyrene resin (PS resin), polymethylmethacrylate resin (PMMA resin), acrylic resin, polypropylene resin, polyethylene resin, etc., and plastic film base materials include polyethylene terephthalate film, polyester film, A polyethylene film, a polypropylene film, a TAC (triacetyl cellulose) film, a polycarbonate film, a polyvinyl chloride film and the like can be used.

また、前記コーティング剤は、金属材料自体の腐食を抑制し得る緻密に造膜した架橋皮膜を形成できるため、金属基材の表面保護用コーティング剤に好適に使用することができる。   Moreover, since the said coating agent can form the crosslinked film formed densely which can suppress corrosion of metal material itself, it can be used suitably for the coating agent for surface protection of a metal base material.

金属基材としては、例えば、自動車、家電、建材等の用途に使用される亜鉛めっき鋼板、アルミニウム−亜鉛合金鋼板等のめっき鋼板や、アルミ板、アルミ合金板、電磁鋼板、銅板、ステンレス鋼板等を使用することができる。   Examples of the metal substrate include galvanized steel sheets used for applications such as automobiles, home appliances, and building materials, plated steel sheets such as aluminum-zinc alloy steel sheets, aluminum plates, aluminum alloy plates, electromagnetic steel plates, copper plates, stainless steel plates, etc. Can be used.

前記金属基材表面に前記コーティング剤を用いて形成された皮膜の積層された積層物は、加工の際に皮膜の剥離等を引き起こすことなく耐溶剤性等にも優れることから、例えば鋼板防錆剤、建材塗料、ソフトフィール塗料等の用途に使用することができる。   A laminate in which a film formed using the coating agent on the surface of the metal substrate is excellent in solvent resistance without causing peeling of the film during processing. It can be used for applications such as chemicals, building material paints, and soft feel paints.

また、前記コーティング剤は、その架橋被膜が5μm程度の膜厚であっても、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、アセトン、メチルエチルケトン、トルエン等の有機溶剤に対してきわめて優れた耐溶剤性を発現することが可能である。また、前記コーティング剤は、1μm程度の膜厚であっても、耐酸性や耐アルカリ性等を含む耐薬品性に優れた皮膜を形成することができる。   In addition, the coating agent exhibits excellent solvent resistance against organic solvents such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol, acetone, methyl ethyl ketone, and toluene even when the cross-linked film has a thickness of about 5 μm. Is possible. Moreover, even if the said coating agent is a film thickness of about 1 micrometer, it can form the film | membrane excellent in chemical resistance including acid resistance, alkali resistance, etc.

前記コーティング剤は、基材上に塗工し、乾燥、硬化することによって皮膜を形成することができる。   The coating agent can be formed on a substrate by coating, drying and curing.

コーティング剤の塗工方法としては、例えばスプレー法、カーテンコーター法、フローコーター法、ロールコーター法、刷毛塗り法、浸漬法等が挙げられる。   Examples of the coating method for the coating agent include a spray method, a curtain coater method, a flow coater method, a roll coater method, a brush coating method, and a dipping method.

前記乾燥は、塗布層中に含まれる水性媒体(E)を蒸発させ除去できる条件であれば、常温下で自然乾燥でも良いが、加熱乾燥させることが好ましい。加熱乾燥は、通常、40〜250℃で、1〜600秒程度の時間で行うことが好ましい。
また、前記硬化は、前記したとおり使用する重合開始剤の種類等によっても相違するが、前記水性ウレタン樹脂組成物を硬化させる方法と同様に、光照射や加熱を行うことで皮膜を形成することができる。
The drying may be natural drying at room temperature as long as the aqueous medium (E) contained in the coating layer can be evaporated and removed, but is preferably dried by heating. The heat drying is usually preferably performed at 40 to 250 ° C. for about 1 to 600 seconds.
In addition, the curing differs depending on the type of polymerization initiator used as described above, but a film is formed by light irradiation or heating in the same manner as the method of curing the aqueous urethane resin composition. Can do.

以上のように、前記コーティング剤は、基材密着性等に優れた皮膜を形成できることから、例えば電子機器の各種プラスチック部材の表面被覆、例えば自動車や鉄道等を構成する部材の表面被覆、太陽光発電装置等の光発電装置等の受光表面の表面被覆、電子部品等の表面被覆、壁材や床材、窓ガラス等、眼鏡等の表面被覆に使用するコーティング剤等をはじめとする様々な用途に使用することが可能である。   As described above, since the coating agent can form a film excellent in adhesion to the substrate, for example, surface coating of various plastic members of electronic equipment, for example, surface coating of members constituting automobiles, railways, etc., sunlight Various applications including surface coatings for light-receiving surfaces of photovoltaic power generation devices such as power generation devices, surface coatings for electronic components, wall materials, flooring materials, window glass, and coating materials used for surface coatings of eyeglasses, etc. Can be used.

また、前記水性ウレタン樹脂組成物は、フィルム等の各種硬化物の製造に使用可能な成形材料に使用することができる。
具体的には、離型紙や離型フィルムの表面に前記水性ウレタン樹脂組成物を塗布し、前記と同様の方法で硬化させた後、前記離型紙等を除去することによって、透明なフィルムからなる硬化物を得ることができる。
Moreover, the said water-based urethane resin composition can be used for the molding material which can be used for manufacture of various hardened | cured materials, such as a film.
Specifically, the aqueous urethane resin composition is applied to the surface of a release paper or release film, cured by the same method as described above, and then the release paper or the like is removed to form a transparent film. A cured product can be obtained.

前記フィルム等の硬化物は、例えば位相差フィルムや偏光板保護フィルム等の光学フィルムや、携帯電話、家電製品、OA機器をはじめ、自動車内外装材等の自動車部品や各種家電製品の部品、電子材料、建材製品、人工骨や人工歯等の医療材料等の製造等に使用することが可能である。
また、本発明の水性ウレタン樹脂組成物を含有する接着剤または粘着剤は、各種基材に対して優れた密着力を有することから、例えば自動車や家電製品等を構成する部品の固定や、粘接着シート等に使用することができる。
Cured products such as films include optical films such as retardation films and polarizing plate protective films, mobile phones, home appliances, OA equipment, automobile parts such as automobile interior and exterior materials, parts of various household appliances, electronic It can be used for manufacturing materials, building materials, medical materials such as artificial bones and artificial teeth.
In addition, since the adhesive or pressure-sensitive adhesive containing the aqueous urethane resin composition of the present invention has excellent adhesion to various substrates, for example, fixing of components constituting automobiles, home appliances, etc. It can be used for adhesive sheets.

以下、実施例と比較例とにより、本発明を具体的に説明する。   Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples and comparative examples.

[脂肪族環式構造の含有量]
ウレタン樹脂(D)の脂肪族環式構造の含有量は、前記ウレタン樹脂(D)の製造に使用するポリオール(A)やポリイソシアネート(B)等の全原料の合計質量と、前記ウレタン樹脂(A)の製造に使用した、例えば脂肪族環式構造含有ポリオール(a1)や脂肪族環式構造含有ポリイソシアネート等の脂肪族環式構造含有化合物が有する脂肪族環式構造の物質量に基づいて算出した。
[Content of aliphatic cyclic structure]
The content of the aliphatic cyclic structure of the urethane resin (D) is the total mass of all raw materials such as the polyol (A) and polyisocyanate (B) used in the production of the urethane resin (D), and the urethane resin ( Based on the amount of the aliphatic cyclic structure contained in the aliphatic cyclic structure-containing compound such as aliphatic cyclic structure-containing polyol (a1) or aliphatic cyclic structure-containing polyisocyanate used in the production of A) Calculated.

[重量平均分子量の測定]
ウレタン樹脂(D)の重量平均分子量はゲル・パーミエーション・クロマトグラフ(GPC法)により測定した。
[Measurement of weight average molecular weight]
The weight average molecular weight of the urethane resin (D) was measured by gel permeation chromatograph (GPC method).

水性ウレタン樹脂組成物を、ガラス板上に3milアプリケーターで塗工し、常温で1時間乾燥して半乾きの皮膜を作成した。得られた皮膜をガラス板から剥し、0.4gをテトラヒドロフラン100gに溶解して測定試料とした。   The aqueous urethane resin composition was coated on a glass plate with a 3 mil applicator and dried at room temperature for 1 hour to form a semi-dry film. The obtained film was peeled from the glass plate, and 0.4 g was dissolved in 100 g of tetrahydrofuran to obtain a measurement sample.

測定装置としては、東ソー(株)製高速液体クロマトグラフHLC−8220型を用いた。カラムは、東ソー(株)製カラムTSK−GEL(HXL−H、G5000HXL、G4000HXL、G3000HXL、G2000HXL)を組み合わせて使用した。   As a measuring apparatus, Tosoh Corporation high performance liquid chromatograph HLC-8220 type was used. As a column, Tosoh Corporation column TSK-GEL (HXL-H, G5000HXL, G4000HXL, G3000HXL, G2000HXL) was used in combination.

標準試料として昭和電工(株)製及び東洋曹達(株)製の標準ポリスチレン(分子量:448万、425万、288万、275万、185万、86万、45万、41.1万、35.5万、19万、16万、9.64万、5万、3.79万、1.98万、1.96万、5570、4000、2980、2030、500)を用いて検量線を作成した。   Standard polystyrenes (manufactured by Showa Denko KK and Toyo Soda Co., Ltd.) as standard samples (molecular weights: 44.48 million, 4250,000, 288,000, 2750,000, 1.85 million, 860,000, 450,000, 411,000, 35. Calibration curves were created using 50,000, 190,000, 160,000, 96,000, 50,000, 37,000, 198,000, 196,000, 5570, 4000, 2980, 2030, 500). .

溶離液、及び試料溶解液としてテトラヒドロフランを用い、流量1mL/min、試料注入量500μL、試料濃度0.4%としてRI検出器を用いて重量平均分子量を測定した。   Tetrahydrofuran was used as the eluent and sample solution, and the weight average molecular weight was measured using a RI detector with a flow rate of 1 mL / min, a sample injection amount of 500 μL, and a sample concentration of 0.4%.

[実施例1]水性ウレタン樹脂組成物(X−1)の調製
温度計、窒素ガス導入管、攪拌器を備えた窒素置換された容器中で、1,4−シクロヘキサンジメタノールとネオペンチルグリコールとアジピン酸とを反応させて得られる脂肪族環式構造含有ポリエステルジオール〔水酸基当量1000g/当量、脂肪族環式構造含有量1426mmol/kg〕100質量部、1,4−シクロヘキサンジメタノール26質量部、2,2−ジメチロールプロピオン酸14質量部、及びジシクロヘキシルメタンジイソシアネート107質量部を、N−エチル−2−ピロリドン35質量部とメチルエチルケトン61質量部に混合し、前記反応容器中の温度80℃の条件下で反応させることによって、分子末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーの有機溶剤溶液を得た。
[Example 1] Preparation of aqueous urethane resin composition (X-1) In a nitrogen-substituted container equipped with a thermometer, a nitrogen gas inlet tube, and a stirrer, 1,4-cyclohexanedimethanol and neopentyl glycol Aliphatic ring structure-containing polyester diol obtained by reacting with adipic acid [hydroxyl equivalent 1000 g / equivalent, aliphatic cyclic structure content 1426 mmol / kg] 100 parts by mass, 1,4-cyclohexanedimethanol 26 parts by mass, 14 parts by mass of 2,2-dimethylolpropionic acid and 107 parts by mass of dicyclohexylmethane diisocyanate were mixed with 35 parts by mass of N-ethyl-2-pyrrolidone and 61 parts by mass of methyl ethyl ketone, and the temperature of the reaction vessel was 80 ° C. Urethane prepolymer having an isocyanate group at the molecular end by reacting under An organic solvent solution was obtained.

次いで、前記ウレタンプレポリマーの有機溶剤溶液にペンタエリスリトールトリアクリレート18質量部を混合し、さらに80℃の条件下で、前記イソシアネート基の一部と前記ペンタエリスリトールトリアクリレートの水酸基とを反応させることによって、イソシアネート基と重合性不飽和二重結合を有するウレタンプレポリマーの有機溶剤溶液を得た。   Next, by mixing 18 parts by mass of pentaerythritol triacrylate with the organic solvent solution of the urethane prepolymer, and further reacting a part of the isocyanate group and the hydroxyl group of the pentaerythritol triacrylate under the condition of 80 ° C. An organic solvent solution of a urethane prepolymer having an isocyanate group and a polymerizable unsaturated double bond was obtained.

次いで、前記イソシアネート基と重合性不飽和二重結合を有するウレタンプレポリマーの有機溶剤溶液とトリエチルアミン10質量部とを混合することで、前記ウレタンプレポリマーが有するカルボキシル基の一部または全部を中和した後、更に水562質量部を加え十分に攪拌し、20質量%のエチレンジアミン水溶液を11質量部加え鎖伸長反応させ、更に減圧蒸留することによって、不揮発分が35質量%で、pHが8.0である水性ウレタン樹脂組成物(X−1)を得た。前記水性ウレタン樹脂組成物(X−1)中に含まれるウレタン樹脂(D−1)の脂肪族環式構造含有量は4266mmol/Kg(内、脂肪族環式構造含有ポリオール(a1)由来の脂肪族環式構造含有量は1211mmol/kg)、重量平均分子量は75000であった。   Next, a part or all of the carboxyl groups of the urethane prepolymer is neutralized by mixing an organic solvent solution of the urethane prepolymer having a polymerizable unsaturated double bond with 10 parts by mass of triethylamine. Then, 562 parts by mass of water was further added and stirred sufficiently, and 11 parts by mass of a 20% by mass ethylenediamine aqueous solution was added to cause chain extension reaction, followed by distillation under reduced pressure, so that the non-volatile content was 35% by mass and the pH was 8. An aqueous urethane resin composition (X-1) of 0 was obtained. The aliphatic cyclic structure content of the urethane resin (D-1) contained in the aqueous urethane resin composition (X-1) is 4266 mmol / Kg (of which the aliphatic cyclic structure-containing polyol (a1) is derived. The group cyclic structure content was 1211 mmol / kg), and the weight average molecular weight was 75,000.

[実施例2]水性ウレタン樹脂組成物(X−2)の調製
温度計、窒素ガス導入管、攪拌器を備えた窒素置換された容器中で、1,4−シクロヘキサンジメタノールとネオペンチルグリコールと炭酸エステルとを反応させて得られる脂肪族環式構造含有ポリカーボネートジオール〔水酸基当量1000g/当量、脂肪族環式構造含有量1426mmol/kg〕100質量部、1,4−シクロヘキサンジメタノール26質量部、2,2−ジメチロールプロピオン酸14質量部、及びジシクロヘキシルメタンジイソシアネート107質量部を、N−エチル−2−ピロリドン35質量部とメチルエチルケトン61質量部に混合し、前記反応容器中の温度80℃の条件下で反応させることによって、分子末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーの有機溶剤溶液を得た。
[Example 2] Preparation of aqueous urethane resin composition (X-2) In a nitrogen-substituted container equipped with a thermometer, a nitrogen gas introduction tube, and a stirrer, 1,4-cyclohexanedimethanol and neopentyl glycol Aliphatic cyclic structure-containing polycarbonate diol obtained by reacting with a carbonate ester [hydroxyl equivalent 1000 g / equivalent, aliphatic cyclic structure content 1426 mmol / kg] 100 parts by mass, 1,4-cyclohexanedimethanol 26 parts by mass, 14 parts by mass of 2,2-dimethylolpropionic acid and 107 parts by mass of dicyclohexylmethane diisocyanate were mixed with 35 parts by mass of N-ethyl-2-pyrrolidone and 61 parts by mass of methyl ethyl ketone, and the temperature of the reaction vessel was 80 ° C. The urethane prepolymer having an isocyanate group at the molecular end is allowed to react under An organic solvent solution of the polymer was obtained.

次いで、前記ウレタンプレポリマーの有機溶剤溶液にペンタエリスリトールトリアクリレート18質量部を混合し、さらに80℃の条件下で、前記イソシアネート基の一部と前記ペンタエリスリトールトリアクリレートの水酸基とを反応させることによって、イソシアネート基と重合性不飽和二重結合を有するウレタンプレポリマーの有機溶剤溶液を得た。   Next, by mixing 18 parts by mass of pentaerythritol triacrylate with the organic solvent solution of the urethane prepolymer, and further reacting a part of the isocyanate group and the hydroxyl group of the pentaerythritol triacrylate under the condition of 80 ° C. An organic solvent solution of a urethane prepolymer having an isocyanate group and a polymerizable unsaturated double bond was obtained.

次いで、前記イソシアネート基と重合性不飽和二重結合を有するウレタンプレポリマーの有機溶剤溶液と、トリエチルアミン10質量部とを混合することで前記ウレタンプレポリマーが有するカルボキシル基の一部または全部を中和した後、更に水562質量部を加え十分に攪拌し、20質量%のエチレンジアミン水溶液を11質量部加え鎖伸長反応させ、更に減圧蒸留することによって、不揮発分が35質量%で、pHが8.1である水性ウレタン樹脂組成物(X−2)を得た。前記水性ウレタン樹脂組成物(X−2)中に含まれるウレタン樹脂(D−2)の脂肪族環式構造含有量は4266mmol/Kg(内、脂肪族環式構造含有ポリオール(a1)由来の脂肪族環式構造含有量は1211mmol/kg)、重量平均分子量は72000であった。   Next, a part or all of the carboxyl groups of the urethane prepolymer is neutralized by mixing an organic solvent solution of the urethane prepolymer having a polymerizable unsaturated double bond with the isocyanate group and 10 parts by mass of triethylamine. Then, 562 parts by mass of water was further added and stirred sufficiently, and 11 parts by mass of a 20% by mass ethylenediamine aqueous solution was added to cause chain extension reaction, followed by distillation under reduced pressure, so that the non-volatile content was 35% by mass and the pH was 8. An aqueous urethane resin composition (X-2) 1 was obtained. The aliphatic cyclic structure content of the urethane resin (D-2) contained in the aqueous urethane resin composition (X-2) is 4266 mmol / Kg (of which the fat derived from the aliphatic cyclic structure-containing polyol (a1)). The group cyclic structure content was 1211 mmol / kg), and the weight average molecular weight was 72,000.

[実施例3]水性ウレタン樹脂組成物(X−3)の調製
温度計、窒素ガス導入管、攪拌器を備えた窒素置換された容器中で、1,4−シクロヘキサンジメタノールとネオペンチルグリコールとアジピン酸とを反応させて得られる脂肪族環式構造含有ポリエステルジオール〔水酸基当量1000g/当量、脂肪族環式構造含有量1426mmol/kg〕100質量部、1,4−シクロヘキサンジメタノール26質量部、2,2−ジメチロールプロピオン酸14質量部、及びジシクロヘキシルメタンジイソシアネート107質量部を、N−エチル−2−ピロリドン35質量部とメチルエチルケトン61質量部に混合し、前記反応容器中の温度80℃の条件下で反応させることによって、分子末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーの有機溶剤溶液を得た。
[Example 3] Preparation of aqueous urethane resin composition (X-3) In a nitrogen-substituted container equipped with a thermometer, a nitrogen gas inlet tube, and a stirrer, 1,4-cyclohexanedimethanol and neopentyl glycol Aliphatic ring structure-containing polyester diol obtained by reacting with adipic acid [hydroxyl equivalent 1000 g / equivalent, aliphatic cyclic structure content 1426 mmol / kg] 100 parts by mass, 1,4-cyclohexanedimethanol 26 parts by mass, 14 parts by mass of 2,2-dimethylolpropionic acid and 107 parts by mass of dicyclohexylmethane diisocyanate were mixed with 35 parts by mass of N-ethyl-2-pyrrolidone and 61 parts by mass of methyl ethyl ketone, and the temperature of the reaction vessel was 80 ° C. Urethane prepolymer having an isocyanate group at the molecular end by reacting under An organic solvent solution was obtained.

次いで、前記ウレタンプレポリマーの有機溶剤溶液に2−ヒドロキシエチルアクリレート7質量部を混合し、さらに80℃の条件下で、前記イソシアネート基の一部と前記2−ヒドロキシエチルアクリレートの水酸基とを反応させることによって、イソシアネート基と重合性不飽和二重結合を有するウレタンプレポリマーの有機溶剤溶液を得た。   Next, 7 parts by mass of 2-hydroxyethyl acrylate is mixed with the organic solvent solution of the urethane prepolymer, and a part of the isocyanate group and the hydroxyl group of the 2-hydroxyethyl acrylate are reacted under the condition of 80 ° C. Thus, an organic solvent solution of a urethane prepolymer having an isocyanate group and a polymerizable unsaturated double bond was obtained.

次いで、前記イソシアネート基と重合性不飽和二重結合を有するウレタンプレポリマーの有機溶剤溶液と、トリエチルアミン10質量部とを混合することで前記ウレタンプレポリマーが有するカルボキシル基の一部または全部を中和した後、更に水539質量部を加え十分に攪拌し、20質量%のエチレンジアミン水溶液を11質量部加え鎖伸長反応させ、更に減圧蒸留することによって、不揮発分が35質量%で、pHが7.9である水性ウレタン樹脂組成物(X−3)を得た。前記水性ウレタン樹脂組成物(X−3)中に含まれるウレタン樹脂(D−3)の脂肪族環式構造含有量は4445mmol/Kg(内、脂肪族環式構造含有ポリオール(a1)由来の脂肪族環式構造含有量は1261mmol/kg)、重量平均分子量は55000であった。   Next, a part or all of the carboxyl groups of the urethane prepolymer is neutralized by mixing an organic solvent solution of the urethane prepolymer having a polymerizable unsaturated double bond with the isocyanate group and 10 parts by mass of triethylamine. Then, 539 parts by mass of water was further added and sufficiently stirred, and 11 parts by mass of a 20% by mass ethylenediamine aqueous solution was added to cause chain elongation reaction, followed by distillation under reduced pressure, so that the non-volatile content was 35% by mass and the pH was 7. An aqueous urethane resin composition (X-3) 9 was obtained. The aliphatic cyclic structure content of the urethane resin (D-3) contained in the aqueous urethane resin composition (X-3) is 4445 mmol / Kg (of which the aliphatic cyclic structure-containing polyol (a1) is derived. The group cyclic structure content was 1261 mmol / kg), and the weight average molecular weight was 55000.

[実施例4]水性ウレタン樹脂組成物(X−4)の調製
温度計、窒素ガス導入管、攪拌器を備えた窒素置換された容器中で、1,4−シクロヘキサンジメタノールとネオペンチルグリコールとアジピン酸とを反応させて得られる脂肪族環式構造含有ポリエステルジオール〔水酸基当量1000g/当量、脂肪族環式構造含有量1426mmol/kg〕100質量部、1,4−シクロヘキサンジメタノール26質量部、2,2−ジメチロールプロピオン酸14質量部、及びジシクロヘキシルメタンジイソシアネート107質量部を、N−エチル−2−ピロリドン35質量部とメチルエチルケトン61質量部に混合し、前記反応容器中の温度80℃の条件下で反応させることによって、分子末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーの有機溶剤溶液を得た。
[Example 4] Preparation of aqueous urethane resin composition (X-4) In a nitrogen-substituted container equipped with a thermometer, a nitrogen gas introduction tube, and a stirrer, 1,4-cyclohexanedimethanol and neopentyl glycol Aliphatic ring structure-containing polyester diol obtained by reacting with adipic acid [hydroxyl equivalent 1000 g / equivalent, aliphatic cyclic structure content 1426 mmol / kg] 100 parts by mass, 1,4-cyclohexanedimethanol 26 parts by mass, 14 parts by mass of 2,2-dimethylolpropionic acid and 107 parts by mass of dicyclohexylmethane diisocyanate were mixed with 35 parts by mass of N-ethyl-2-pyrrolidone and 61 parts by mass of methyl ethyl ketone, and the temperature of the reaction vessel was 80 ° C. Urethane prepolymer having an isocyanate group at the molecular end by reacting under An organic solvent solution was obtained.

次いで、前記ウレタンプレポリマーの有機溶剤溶液にペンタエリスリトールトリアクリレート18質量部を混合し、さらに80℃の条件下で、前記イソシアネート基の一部と前記ペンタエリスリトールトリアクリレートの水酸基とを反応させることによって、イソシアネート基と重合性不飽和二重結合を有するウレタンプレポリマーの有機溶剤溶液を得た。   Next, by mixing 18 parts by mass of pentaerythritol triacrylate with the organic solvent solution of the urethane prepolymer, and further reacting a part of the isocyanate group and the hydroxyl group of the pentaerythritol triacrylate under the condition of 80 ° C. An organic solvent solution of a urethane prepolymer having an isocyanate group and a polymerizable unsaturated double bond was obtained.

次いで、前記イソシアネート基と重合性不飽和二重結合を有するウレタンプレポリマーの有機溶剤溶液と、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート26質量部とを混合し、次いで、トリエチルアミン10質量部とを混合することで前記ウレタンプレポリマーが有するカルボキシル基の一部または全部を中和した後、更に水638質量部を加え十分に攪拌し、20質量%のエチレンジアミン水溶液を11質量部加え鎖伸長反応させ、更に減圧蒸留することによって、不揮発分が35質量%で、pHが8.0である水性ウレタン樹脂組成物(X−4)を得た。前記水性ウレタン樹脂組成物(X−4)中に含まれるウレタン樹脂(D−4)の脂肪族環式構造含有量は4266mmol/Kg(内、脂肪族環式構造含有ポリオール(a1)由来の脂肪族環式構造含有量は1211mmol/kg)、重量平均分子量は75000であった。   Subsequently, the organic solvent solution of the urethane prepolymer having an isocyanate group and a polymerizable unsaturated double bond is mixed with 26 parts by mass of dipentaerythritol hexaacrylate, and then mixed with 10 parts by mass of triethylamine. After neutralizing some or all of the carboxyl groups of the urethane prepolymer, 638 parts by mass of water are further added, and the mixture is sufficiently stirred. As a result, an aqueous urethane resin composition (X-4) having a nonvolatile content of 35% by mass and a pH of 8.0 was obtained. The aliphatic cyclic structure content of the urethane resin (D-4) contained in the aqueous urethane resin composition (X-4) is 4266 mmol / Kg (of which the aliphatic cyclic structure-containing polyol (a1) is derived. The group cyclic structure content was 1211 mmol / kg), and the weight average molecular weight was 75,000.

[実施例5]水性ウレタン樹脂組成物(X−5)の調製
温度計、窒素ガス導入管、攪拌器を備えた窒素置換された容器中で、1,4−シクロヘキサンジメタノールとネオペンチルグリコールとアジピン酸とを反応させて得られる脂肪族環式構造含有ポリエステルジオール〔水酸基当量1000g/当量、脂肪族環式構造含有量1426mmol/kg〕100質量部、1,4−シクロヘキサンジメタノール26質量部、2,2−ジメチロールプロピオン酸14質量部、及びジシクロヘキシルメタンジイソシアネート107質量部を、N−エチル−2−ピロリドン35質量部とメチルエチルケトン61質量部に混合し、前記反応容器中の温度80℃の条件下で反応させることによって、分子末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーの有機溶剤溶液を得た。
[Example 5] Preparation of aqueous urethane resin composition (X-5) In a nitrogen-substituted container equipped with a thermometer, a nitrogen gas inlet tube, and a stirrer, 1,4-cyclohexanedimethanol and neopentyl glycol Aliphatic ring structure-containing polyester diol obtained by reacting with adipic acid [hydroxyl equivalent 1000 g / equivalent, aliphatic cyclic structure content 1426 mmol / kg] 100 parts by mass, 1,4-cyclohexanedimethanol 26 parts by mass, 14 parts by mass of 2,2-dimethylolpropionic acid and 107 parts by mass of dicyclohexylmethane diisocyanate were mixed with 35 parts by mass of N-ethyl-2-pyrrolidone and 61 parts by mass of methyl ethyl ketone, and the temperature of the reaction vessel was 80 ° C. Urethane prepolymer having an isocyanate group at the molecular end by reacting under An organic solvent solution was obtained.

次いで、前記ウレタンプレポリマーの有機溶剤溶液にペンタエリスリトールトリアクリレート18部を混合し、さらに80℃の条件下で、前記イソシアネート基の一部と前記ペンタエリスリトールトリアクリレートの水酸基とを反応させることによって、イソシアネート基と重合性不飽和二重結合を有するウレタンプレポリマーの有機溶剤溶液を得た。   Next, 18 parts of pentaerythritol triacrylate is mixed with the organic solvent solution of the urethane prepolymer, and further, under a condition of 80 ° C., by reacting a part of the isocyanate group and the hydroxyl group of the pentaerythritol triacrylate, An organic solvent solution of a urethane prepolymer having an isocyanate group and a polymerizable unsaturated double bond was obtained.

次いで、前記イソシアネート基と重合性不飽和二重結合を有するウレタンプレポリマーの有機溶剤溶液とトリエチルアミン10質量部とを混合することで前記ウレタンプレポリマーが有するカルボキシル基の一部または全部を中和した後、更に水565質量部を加え十分に攪拌し、更に減圧蒸留することによって、不揮発分が35質量%で、pHが7.8である水性ウレタン樹脂組成物(X−5)を得た。前記水性ウレタン樹脂組成物(X−5)中に含まれるウレタン樹脂(D−5)の脂肪族環式構造含有量は4302mmol/Kg(内、脂肪族環式構造含有ポリオール(a1)由来の脂肪族環式構造含有量は1221mmol/kg)、重量平均分子量は40000であった。 Next, a part or all of the carboxyl groups of the urethane prepolymer was neutralized by mixing an organic solvent solution of the urethane prepolymer having a polymerizable unsaturated double bond with 10 parts by mass of triethylamine. Thereafter, 565 parts by mass of water was further added, stirred sufficiently, and further distilled under reduced pressure to obtain an aqueous urethane resin composition (X-5) having a nonvolatile content of 35% by mass and a pH of 7.8. The aliphatic cyclic structure content of the urethane resin (D-5) contained in the aqueous urethane resin composition (X-5) is 4302 mmol / Kg (of which the aliphatic cyclic structure-containing polyol (a1) is derived. The group cyclic structure content was 1221 mmol / kg), and the weight average molecular weight was 40000.

参考例6]水性ウレタン樹脂組成物(X−6)の調製
温度計、窒素ガス導入管、攪拌器を備えた窒素置換された容器中で、1,6−ヘキサンジオールとネオペンチルグリコールとアジピン酸とを反応させて得られるポリエステルジオール〔水酸基当量1000g/当量、脂肪族環式構造含有量0mmol/kg〕100質量部、1,4−シクロヘキサンジメタノール4質量部、2,2−ジメチロールプロピオン酸9質量部、及びジシクロヘキシルメタンジイソシアネート46質量部を、N−エチル−2−ピロリドン23質量部とメチルエチルケトン39質量部に混合し、前記反応容器中の温度80℃の条件下で反応させることによって、分子末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーの有機溶剤溶液を得た。
[ Reference Example 6] Preparation of aqueous urethane resin composition (X-6) 1,6-hexanediol, neopentyl glycol and adipine in a nitrogen-substituted container equipped with a thermometer, a nitrogen gas inlet tube and a stirrer 100 parts by mass of a polyester diol obtained by reacting with an acid [hydroxyl equivalent: 1000 g / equivalent, aliphatic cyclic structure content: 0 mmol / kg], 1,4-cyclohexanedimethanol: 4 parts by mass, 2,2-dimethylolpropion By mixing 9 parts by mass of acid and 46 parts by mass of dicyclohexylmethane diisocyanate with 23 parts by mass of N-ethyl-2-pyrrolidone and 39 parts by mass of methyl ethyl ketone, and reacting them at a temperature of 80 ° C. in the reaction vessel, An organic solvent solution of a urethane prepolymer having an isocyanate group at the molecular end was obtained.

次いで、前記ウレタンプレポリマーの有機溶剤溶液にペンタエリスリトールトリアクリレート8質量部を混合し、さらに80℃の条件下で、前記イソシアネート基の一部と前記ペンタエリスリトールトリアクリレートの水酸基とを反応させることによって、イソシアネート基と重合性不飽和二重結合を有するウレタンプレポリマーの有機溶剤溶液を得た。   Next, by mixing 8 parts by mass of pentaerythritol triacrylate with the organic solvent solution of the urethane prepolymer, and further reacting a part of the isocyanate group and the hydroxyl group of the pentaerythritol triacrylate under the condition of 80 ° C. An organic solvent solution of a urethane prepolymer having an isocyanate group and a polymerizable unsaturated double bond was obtained.

次いで、前記イソシアネート基と重合性不飽和二重結合を有するウレタンプレポリマーの有機溶剤溶液とトリエチルアミン7質量部とを混合することで前記ウレタンプレポリマーが有するカルボキシル基の一部または全部を中和した後、更に水354質量部を加え十分に攪拌し、20質量%のエチレンジアミン水溶液を5質量部加え鎖伸長反応させ、更に減圧蒸留することによって、不揮発分が35質量%で、pHが8.3である水性ウレタン樹脂組成物(X−6)を得た。前記水性ウレタン樹脂組成物(X−6)中に含まれるウレタン樹脂(D−6)の脂肪族環式構造含有量は2255mmol/Kg(内、(a1)由来が166mmol/kg)、重量平均分子量は83000であった。   Next, a part or all of the carboxyl groups of the urethane prepolymer was neutralized by mixing an organic solvent solution of the urethane prepolymer having a polymerizable unsaturated double bond with 7 parts by mass of triethylamine. Thereafter, 354 parts by mass of water was further added and sufficiently stirred, and 5 parts by mass of a 20% by mass ethylenediamine aqueous solution was added to cause chain elongation reaction. An aqueous urethane resin composition (X-6) was obtained. The content of the aliphatic cyclic structure of the urethane resin (D-6) contained in the aqueous urethane resin composition (X-6) is 2255 mmol / Kg (including 166 mmol / kg derived from (a1)), and the weight average molecular weight. Was 83,000.

[実施例7]水性ウレタン樹脂組成物(X−7)の調製
温度計、窒素ガス導入管、攪拌器を備えた窒素置換された容器中で、1,4−シクロヘキサンジメタノールとネオペンチルグリコールとアジピン酸とを反応させて得られる脂肪族環式構造含有ポリエステルジオール〔水酸基当量1000g/当量、脂肪族環式構造含有量1426mmol/kg〕100質量部、1,4−シクロヘキサンジメタノール26質量部、2,2−ジメチロールプロピオン酸14質量部、及びジシクロヘキシルメタンジイソシアネート107質量部を、N−エチル−2−ピロリドン35質量部とメチルエチルケトン61質量部に混合し、前記反応容器中の温度80℃の条件下で反応させることによって、分子末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーの有機溶剤溶液を得た。
[Example 7] Preparation of aqueous urethane resin composition (X-7) In a nitrogen-substituted container equipped with a thermometer, a nitrogen gas inlet tube, and a stirrer, 1,4-cyclohexanedimethanol and neopentyl glycol Aliphatic ring structure-containing polyester diol obtained by reacting with adipic acid [hydroxyl equivalent 1000 g / equivalent, aliphatic cyclic structure content 1426 mmol / kg] 100 parts by mass, 1,4-cyclohexanedimethanol 26 parts by mass, 14 parts by mass of 2,2-dimethylolpropionic acid and 107 parts by mass of dicyclohexylmethane diisocyanate were mixed with 35 parts by mass of N-ethyl-2-pyrrolidone and 61 parts by mass of methyl ethyl ketone, and the temperature of the reaction vessel was 80 ° C. Urethane prepolymer having an isocyanate group at the molecular end by reacting under An organic solvent solution was obtained.

次いで、前記ウレタンプレポリマーの有機溶剤溶液にシクロヘキサンジメタノールモノアクリレート12質量部を混合し、さらに80℃の条件下で、前記イソシアネート基の一部と前記シクロヘキサンジメタノールモノアクリレートの水酸基とを反応させることによって、イソシアネート基と重合性不飽和二重結合を有するウレタンプレポリマーの有機溶剤溶液を得た。   Next, 12 parts by mass of cyclohexanedimethanol monoacrylate is mixed with the organic solvent solution of the urethane prepolymer, and further, a part of the isocyanate group and the hydroxyl group of the cyclohexanedimethanol monoacrylate are reacted under the condition of 80 ° C. Thus, an organic solvent solution of a urethane prepolymer having an isocyanate group and a polymerizable unsaturated double bond was obtained.

次いで、前記イソシアネート基と重合性不飽和二重結合を有するウレタンプレポリマーの有機溶剤溶液と、トリエチルアミン10質量部とを混合することで前記ウレタン樹脂が有するカルボキシル基の一部または全部を中和した後、更に水550質量部を加え十分に攪拌し、20質量%のエチレンジアミン水溶液を11質量部加え鎖伸長反応させ、更に減圧蒸留することによって、不揮発分が35質量%で、pHが7.9である水性ウレタン樹脂組成物(X−7)を得た。前記水性ウレタン樹脂組成物(X−7)中に含まれるウレタン樹脂(D−7)の脂肪族環式構造含有量は4588mmol/Kg(内、脂肪族環式構造含有ポリオール(a1)由来の脂肪族環式構造含有量は1238mmol/kg)、重量平均分子量は61000であった。   Next, a part or all of the carboxyl groups of the urethane resin was neutralized by mixing 10 parts by mass of triethylamine with an organic solvent solution of a urethane prepolymer having an isocyanate group and a polymerizable unsaturated double bond. Thereafter, 550 parts by mass of water was further added and stirred sufficiently, and 11 parts by mass of a 20% by mass ethylenediamine aqueous solution was added to cause chain elongation reaction, followed by distillation under reduced pressure to obtain a non-volatile content of 35% by mass and a pH of 7.9 An aqueous urethane resin composition (X-7) was obtained. The aliphatic cyclic structure content of the urethane resin (D-7) contained in the aqueous urethane resin composition (X-7) is 4588 mmol / Kg (of which the fat derived from the aliphatic cyclic structure-containing polyol (a1)). The group cyclic structure content was 1238 mmol / kg), and the weight average molecular weight was 61,000.

[実施例8]水性ウレタン樹脂組成物(X−8)の調製
温度計、窒素ガス導入管、攪拌器を備えた窒素置換された容器中で、1,4−シクロヘキサンジメタノールとネオペンチルグリコールとアジピン酸とを反応させて得られる脂肪族環式構造含有ポリエステルジオール〔水酸基当量1000g/当量、脂肪族環式構造含有量1426mmol/kg〕100質量部、1,4−シクロヘキサンジメタノール15質量部、2,2−ジメチロールプロピオン酸12質量部、及びジシクロヘキシルメタンジイソシアネート88質量部を、メチルエチルケトン84質量部に混合し、前記反応容器中の温度80℃の条件下で反応させることによって、分子末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーの有機溶剤溶液を得た。
[Example 8] Preparation of aqueous urethane resin composition (X-8) In a nitrogen-substituted container equipped with a thermometer, a nitrogen gas introduction tube, and a stirrer, 1,4-cyclohexanedimethanol and neopentyl glycol Aliphatic cyclic structure-containing polyester diol obtained by reacting with adipic acid [hydroxyl equivalent 1000 g / equivalent, aliphatic cyclic structure content 1426 mmol / kg] 100 parts by mass, 1,4-cyclohexanedimethanol 15 parts by mass, By mixing 12 parts by mass of 2,2-dimethylolpropionic acid and 88 parts by mass of dicyclohexylmethane diisocyanate with 84 parts by mass of methyl ethyl ketone and reacting them at a temperature of 80 ° C. in the reaction vessel, an isocyanate is added to the molecular terminal. An organic solvent solution of a urethane prepolymer having a group was obtained.

次いで、前記ウレタンプレポリマーの有機溶剤溶液にペンタエリスリトールトリアクリレート20質量部を混合し、さらに80℃の条件下で、前記イソシアネート基の一部と前記ペンタエリスリトールトリアクリレートの水酸基とを反応させることによって、イソシアネート基と重合性不飽和二重結合を有するウレタンプレポリマーの有機溶剤溶液を得た。   Next, by mixing 20 parts by mass of pentaerythritol triacrylate with the organic solvent solution of the urethane prepolymer, and further reacting a part of the isocyanate group and the hydroxyl group of the pentaerythritol triacrylate under the condition of 80 ° C. An organic solvent solution of a urethane prepolymer having an isocyanate group and a polymerizable unsaturated double bond was obtained.

次いで、前記イソシアネート基と重合性不飽和二重結合を有するウレタンプレポリマーの有機溶剤溶液とトリエチルアミン9質量部とを混合することで、前記ウレタンプレポリマーが有するカルボキシル基の一部または全部を中和した後、更に水502質量部を加え十分に攪拌し、20質量%のエチレンジアミン水溶液を13質量部加え鎖伸長反応させ、更に減圧蒸留することによって、不揮発分が35質量%で、pHが8.1である水性ウレタン樹脂組成物(X−8)を得た。前記水性ウレタン樹脂組成物(X−8)中に含まれるウレタン樹脂(D−8)の脂肪族環式構造含有量は3856mmol/Kg(内、脂肪族環式構造含有ポリオール(a1)由来の脂肪族環式構造含有量は1048mmol/kg)、重量平均分子量は69000であった。   Next, by mixing the organic solvent solution of urethane prepolymer having an isocyanate group and a polymerizable unsaturated double bond and 9 parts by mass of triethylamine, part or all of the carboxyl groups of the urethane prepolymer is neutralized. Then, 502 parts by mass of water was further added and stirred sufficiently, and 13 parts by mass of a 20% by mass ethylenediamine aqueous solution was added to cause chain elongation reaction, followed by distillation under reduced pressure, so that the non-volatile content was 35% by mass and the pH was 8. An aqueous urethane resin composition (X-8) 1 was obtained. The aliphatic cyclic structure content of the urethane resin (D-8) contained in the aqueous urethane resin composition (X-8) is 3856 mmol / Kg (of which the aliphatic cyclic structure-containing polyol (a1) is derived. The group cyclic structure content was 1048 mmol / kg), and the weight average molecular weight was 69000.

[実施例9]水性ウレタン樹脂組成物(X−9)の調製
温度計、窒素ガス導入管、攪拌器を備えた窒素置換された容器中で、1,4−シクロヘキサンジメタノールとネオペンチルグリコールとアジピン酸とを反応させて得られる脂肪族環式構造含有ポリエステルジオール〔水酸基当量1000g/当量、脂肪族環式構造含有量1426mmol/kg〕100質量部、1,4−シクロヘキサンジメタノール9質量部、2,2−ジメチロールプロピオン酸12質量部、及びジシクロヘキシルメタンジイソシアネート79質量部を、前記反応容器中の温度80℃の条件下で反応させることによって、分子末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーの溶融物を得た。
[Example 9] Preparation of aqueous urethane resin composition (X-9) In a nitrogen-substituted container equipped with a thermometer, a nitrogen gas inlet tube, and a stirrer, 1,4-cyclohexanedimethanol and neopentyl glycol Aliphatic cyclic structure-containing polyester diol obtained by reacting with adipic acid [hydroxyl equivalent 1000 g / equivalent, aliphatic cyclic structure content 1426 mmol / kg] 100 parts by mass, 1,4-cyclohexanedimethanol 9 parts by mass, By melting 12 parts by mass of 2,2-dimethylolpropionic acid and 79 parts by mass of dicyclohexylmethane diisocyanate at a temperature of 80 ° C. in the reaction vessel, melting of the urethane prepolymer having an isocyanate group at the molecular end I got a thing.

次いで、前記ウレタンプレポリマーの溶融物にペンタエリスリトールトリアクリレート24質量部を混合し、さらに80℃の条件下で、前記イソシアネート基の一部と前記ペンタエリスリトールトリアクリレートの水酸基とを反応させることによって、イソシアネート基と重合性不飽和二重結合を有するウレタンプレポリマーの溶融物を得た。   Next, 24 parts by mass of pentaerythritol triacrylate is mixed with the melt of the urethane prepolymer, and further, under a condition of 80 ° C., by reacting a part of the isocyanate group and the hydroxyl group of the pentaerythritol triacrylate, A melt of urethane prepolymer having an isocyanate group and a polymerizable unsaturated double bond was obtained.

次いで、前記イソシアネート基と重合性不飽和二重結合を有するウレタンプレポリマーの溶融物とトリエチルアミン9質量部とを混合することで、前記ウレタンプレポリマーが有するカルボキシル基の一部または全部を中和した後、更に水400質量部を加え十分に攪拌し、20質量%のエチレンジアミン水溶液を15質量部加え鎖伸長反応させることによって、不揮発分が35質量%で、pHが8.5である水性ウレタン樹脂組成物(X−9)を得た。前記水性ウレタン樹脂組成物(X−9)中に含まれるウレタン樹脂(D−9)の脂肪族環式構造含有量は3557mmol/Kg(内、脂肪族環式構造含有ポリオール(a1)由来の脂肪族環式構造含有量は906mmol/kg)、重量平均分子量は65000であった。   Next, a part or all of the carboxyl groups of the urethane prepolymer was neutralized by mixing the urethane prepolymer melt having the isocyanate group and the polymerizable unsaturated double bond with 9 parts by mass of triethylamine. Thereafter, 400 parts by mass of water was further added and stirred sufficiently, and 15 parts by mass of a 20% by mass aqueous ethylenediamine solution was added to cause chain elongation reaction, whereby an aqueous urethane resin having a nonvolatile content of 35% by mass and a pH of 8.5. A composition (X-9) was obtained. The aliphatic cyclic structure content of the urethane resin (D-9) contained in the aqueous urethane resin composition (X-9) is 3557 mmol / Kg (of which the aliphatic cyclic structure-containing polyol (a1) is derived. The group cyclic structure content was 906 mmol / kg), and the weight average molecular weight was 65,000.

[比較例1]水性ウレタン樹脂組成物(X’−1)の調製
温度計、窒素ガス導入管、攪拌器を備えた窒素置換された容器中で、1,6−ヘキサンジオールとネオペンチルグリコールとアジピン酸とを反応させて得られるポリエステルジオール〔水酸基当量1000g/当量、脂肪族環式構造含有量0mmol/kg〕100質量部、1,4−ブタンジオール18質量部、2,2−ジメチロールプロピオン酸11質量部、及びヘキサメチレンジイソシアネート68質量部を、N−エチル−2−ピロリドン28質量部とメチルエチルケトン49質量部に混合し、前記反応容器中の温度80℃の条件下で反応させることによって、分子末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーの有機溶剤溶液を得た。
[Comparative Example 1] Preparation of aqueous urethane resin composition (X'-1) In a nitrogen-substituted container equipped with a thermometer, a nitrogen gas inlet tube, and a stirrer, 1,6-hexanediol and neopentyl glycol Polyester diol obtained by reacting with adipic acid [hydroxyl equivalent 1000 g / equivalent, aliphatic cyclic structure content 0 mmol / kg] 100 parts by mass, 1,4-butanediol 18 parts by mass, 2,2-dimethylolpropion By mixing 11 parts by weight of acid and 68 parts by weight of hexamethylene diisocyanate with 28 parts by weight of N-ethyl-2-pyrrolidone and 49 parts by weight of methyl ethyl ketone, the mixture is reacted under the conditions of a temperature of 80 ° C. in the reaction vessel. An organic solvent solution of a urethane prepolymer having an isocyanate group at the molecular end was obtained.

次いで、前記ウレタンプレポリマーの有機溶剤溶液にペンタエリスリトールトリアクリレート18質量部を混合し、さらに80℃の条件下で、前記イソシアネート基の一部と前記ペンタエリスリトールトリアクリレートの水酸基とを反応させることによって、イソシアネート基と重合性不飽和二重結合を有するウレタンプレポリマーの有機溶剤溶液を得た。   Next, by mixing 18 parts by mass of pentaerythritol triacrylate with the organic solvent solution of the urethane prepolymer, and further reacting a part of the isocyanate group and the hydroxyl group of the pentaerythritol triacrylate under the condition of 80 ° C. An organic solvent solution of a urethane prepolymer having an isocyanate group and a polymerizable unsaturated double bond was obtained.

次いで、前記イソシアネート基と重合性不飽和二重結合を有するウレタンプレポリマーの有機溶剤溶液とトリエチルアミン9質量部とを混合することで前記ウレタンプレポリマーが有するカルボキシル基の一部または全部を中和した後、更に水458質量部を加え十分に攪拌し、20質量%のエチレンジアミン水溶液を11質量部加え鎖伸長反応させ、更に減圧蒸留することによって、不揮発分が35質量%で、pHが8.2である水性ウレタン樹脂組成物(X’−1)を得た。前記水性ウレタン樹脂組成物(X’−1)中に含まれるウレタン樹脂(D’−1)の脂肪族環式構造含有量は0mmol/Kg、重量平均分子量は66000であった。   Next, a part or all of the carboxyl groups of the urethane prepolymer was neutralized by mixing an organic solvent solution of the urethane prepolymer having a polymerizable unsaturated double bond with 9 parts by mass of triethylamine. Thereafter, 458 parts by mass of water was further added and stirred sufficiently, and 11 parts by mass of a 20% by mass ethylenediamine aqueous solution was added to cause chain extension reaction, followed by distillation under reduced pressure, whereby the non-volatile content was 35% by mass and the pH was 8.2. An aqueous urethane resin composition (X′-1) was obtained. The urethane resin (D′-1) contained in the water-based urethane resin composition (X′-1) had an aliphatic cyclic structure content of 0 mmol / Kg and a weight average molecular weight of 66,000.

[比較例2]水性ウレタン樹脂組成物(X’−2)の調製
温度計、窒素ガス導入管、攪拌器を備えた窒素置換された容器中で、1,4−シクロヘキサンジメタノールとネオペンチルグリコールとアジピン酸とを反応させて得られる脂肪族環式構造含有ポリエステルジオール〔水酸基当量1000g/当量、脂肪族環式構造含有量250mmol/kg〕150質量部、1,4−シクロヘキサンジメタノール1質量部、2,2−ジメチロールプロピオン酸8質量部、及びジシクロヘキシルメタンジイソシアネート44質量部を、N−エチル−2−ピロリドン29質量部とメチルエチルケトン50質量部に混合し、前記反応容器中の温度80℃の条件下で反応させることによって、分子末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーの有機溶剤溶液を得た。
[Comparative Example 2] Preparation of aqueous urethane resin composition (X'-2) 1,4-cyclohexanedimethanol and neopentyl glycol in a nitrogen-substituted container equipped with a thermometer, nitrogen gas inlet tube and stirrer Aliphatic cyclic structure-containing polyester diol [hydroxyl group equivalent 1000 g / equivalent, aliphatic cyclic structure content 250 mmol / kg] 150 parts by mass, 1,4-cyclohexanedimethanol 1 part by mass , 2,2-dimethylolpropionic acid 8 parts by mass and dicyclohexylmethane diisocyanate 44 parts by mass are mixed with 29 parts by mass N-ethyl-2-pyrrolidone and 50 parts by mass methyl ethyl ketone, and the temperature in the reaction vessel is 80 ° C. Reaction of the urethane prepolymer having an isocyanate group at the molecular end. To obtain a solvent solution.

次いで、前記ウレタンプレポリマーの有機溶剤溶液にペンタエリスリトールトリアクリレート7質量部を混合し、さらに80℃の条件下で、前記イソシアネート基の一部と前記ペンタエリスリトールトリアクリレートの水酸基とを反応させることによって、イソシアネート基と重合性不飽和二重結合を有するウレタンプレポリマーの有機溶剤溶液を得た。   Next, by mixing 7 parts by mass of pentaerythritol triacrylate with the organic solvent solution of the urethane prepolymer, and further reacting a part of the isocyanate group and the hydroxyl group of the pentaerythritol triacrylate under the condition of 80 ° C. An organic solvent solution of a urethane prepolymer having an isocyanate group and a polymerizable unsaturated double bond was obtained.

次いで、前記イソシアネート基と重合性不飽和二重結合を有するウレタンプレポリマーの有機溶剤溶液とトリエチルアミン6質量部とを混合することで前記ウレタンプレポリマーが有するカルボキシル基の一部または全部を中和した後、更に水452質量部を加え十分に攪拌し、20質量%のエチレンジアミン水溶液を5質量部加え鎖伸長反応させ、更に減圧蒸留することによって、不揮発分が35質量%で、pHが8.2である水性ウレタン樹脂組成物(X’−2)を得た。前記水性ウレタン樹脂組成物(X’−2)中に含まれるウレタン樹脂(D’−2)の脂肪族環式構造含有量は1814mmol/Kg(内、脂肪族環式構造含有ポリオール(a1)由来の脂肪族環式構造含有量は210mmol/kg)、重量平均分子量は88000であった。   Next, a part or all of the carboxyl groups of the urethane prepolymer was neutralized by mixing an organic solvent solution of the urethane prepolymer having an isocyanate group and a polymerizable unsaturated double bond and 6 parts by mass of triethylamine. Thereafter, 452 parts by mass of water was further added and sufficiently stirred, 5 parts by mass of a 20% by mass ethylenediamine aqueous solution was added to cause chain extension reaction, and further distilled under reduced pressure, whereby the non-volatile content was 35% by mass and the pH was 8.2. An aqueous urethane resin composition (X′-2) was obtained. The content of the aliphatic cyclic structure of the urethane resin (D′-2) contained in the aqueous urethane resin composition (X′-2) is 1814 mmol / Kg (including the aliphatic cyclic structure-containing polyol (a1)). Of the aliphatic cyclic structure was 210 mmol / kg), and the weight average molecular weight was 88,000.

[比較例3]水性ウレタン樹脂組成物(X’−3)の調製
温度計、窒素ガス導入管、攪拌器を備えた窒素置換された容器中で、1,4−シクロヘキサンジメタノールと炭酸エステルとを反応させて得られる脂肪族環式構造含有ポリカーボネートジオール〔水酸基当量1000g/当量、脂肪族環式構造含有量5882mmol/kg〕100質量部、1,4−シクロヘキサンジメタノール31質量部、2,2−ジメチロールプロピオン酸13質量部、及びジシクロヘキシルメタンジイソシアネート114質量部を、N−エチル−2−ピロリドン37質量部とメチルエチルケトン63質量部に混合し、前記反応容器中の温度80℃の条件下で反応させることによって、分子末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーの有機溶剤溶液を得た。
[Comparative Example 3] Preparation of aqueous urethane resin composition (X'-3) In a nitrogen-substituted container equipped with a thermometer, a nitrogen gas inlet tube, and a stirrer, 1,4-cyclohexanedimethanol and carbonate ester Aliphatic structure-containing polycarbonate diol [hydroxyl equivalent 1000 g / equivalent, aliphatic cyclic structure content 5882 mmol / kg] 100 parts by mass, 1,4-cyclohexanedimethanol 31 parts by mass, 2, 2 -13 parts by mass of dimethylolpropionic acid and 114 parts by mass of dicyclohexylmethane diisocyanate were mixed with 37 parts by mass of N-ethyl-2-pyrrolidone and 63 parts by mass of methyl ethyl ketone, and the reaction was carried out at a temperature of 80 ° C in the reaction vessel. An organic solvent solution of a urethane prepolymer having an isocyanate group at the molecular end Obtained.

次いで、前記ウレタンプレポリマーの有機溶剤溶液にペンタエリスリトールトリアクリレート19質量部を混合し、さらに80℃の条件下で、前記イソシアネート基の一部と前記ペンタエリスリトールトリアクリレートの水酸基とを反応させることによって、イソシアネート基と重合性不飽和二重結合を有するウレタンプレポリマーの有機溶剤溶液を得た。   Next, by mixing 19 parts by mass of pentaerythritol triacrylate with the organic solvent solution of the urethane prepolymer, and further reacting a part of the isocyanate group and the hydroxyl group of the pentaerythritol triacrylate under the condition of 80 ° C. An organic solvent solution of a urethane prepolymer having an isocyanate group and a polymerizable unsaturated double bond was obtained.

次いで、前記イソシアネート基と重合性不飽和二重結合を有するウレタンプレポリマーの有機溶剤溶液とトリエチルアミン10質量部とを混合することで前記ウレタンプレポリマーが有するカルボキシル基の一部または全部を中和した後、更に水590質量部を加え十分に攪拌し、20質量%のエチレンジアミン水溶液を12質量部加え鎖伸長反応させ、更に減圧蒸留することによって、不揮発分が35質量%で、pHが8.0である水性ウレタン樹脂組成物(X’−3)を得た。前記水性ウレタン樹脂組成物(X’−3)中に含まれるウレタン樹脂(D’−3)の脂肪族環式構造含有量は6000mmol/Kg(内、脂肪族環式構造含有ポリオール(a1)由来の脂肪族環式構造含有量は2874mmol/kg)、重量平均分子量は48000であった。   Next, a part or all of the carboxyl groups of the urethane prepolymer was neutralized by mixing an organic solvent solution of the urethane prepolymer having a polymerizable unsaturated double bond with 10 parts by mass of triethylamine. Thereafter, 590 parts by mass of water was further added and sufficiently stirred, and 12 parts by mass of a 20% by mass ethylenediamine aqueous solution was added to cause chain elongation reaction, followed by distillation under reduced pressure, whereby the non-volatile content was 35% by mass and the pH was 8.0. An aqueous urethane resin composition (X′-3) was obtained. The content of the aliphatic cyclic structure of the urethane resin (D′-3) contained in the aqueous urethane resin composition (X′-3) is 6000 mmol / Kg (including the aliphatic cyclic structure-containing polyol (a1)). Of the aliphatic cyclic structure was 2874 mmol / kg), and the weight average molecular weight was 48,000.

[比較例4]水性ウレタン樹脂組成物(X’−3)の調製
温度計、窒素ガス導入管、攪拌器を備えた窒素置換された容器中で、1,6−ヘキサンジオールとネオペンチルグリコールとアジピン酸とを反応させて得られるポリエステルジオール〔水酸基当量1000g/当量、脂肪族環式構造含有量0mmol/kg〕100質量部、1,4−ブタンジオール16質量部、2,2−ジメチロールプロピオン酸14質量部、及びジシクロヘキシルメタンジイソシアネート107質量部を、N−エチル−2−ピロリドン34質量部とメチルエチルケトン58質量部に混合し、前記反応容器中の温度80℃の条件下で反応させることによって、分子末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーの有機溶剤溶液を得た。
[Comparative Example 4] Preparation of aqueous urethane resin composition (X'-3) In a nitrogen-substituted container equipped with a thermometer, a nitrogen gas inlet tube, and a stirrer, 1,6-hexanediol and neopentyl glycol 100 parts by mass of a polyester diol obtained by reacting with adipic acid [hydroxyl equivalent: 1000 g / equivalent, aliphatic cyclic structure content: 0 mmol / kg], 1,4-butanediol: 16 parts by mass, 2,2-dimethylolpropion 14 parts by mass of acid and 107 parts by mass of dicyclohexylmethane diisocyanate were mixed with 34 parts by mass of N-ethyl-2-pyrrolidone and 58 parts by mass of methyl ethyl ketone, and reacted at a temperature of 80 ° C. in the reaction vessel. An organic solvent solution of a urethane prepolymer having an isocyanate group at the molecular end was obtained.

次いで、前記ウレタンプレポリマーの有機溶剤溶液にペンタエリスリトールトリアクリレート18質量部を混合し、さらに80℃の条件下で、前記イソシアネート基の一部と前記ペンタエリスリトールトリアクリレートの水酸基とを反応させることによって、イソシアネート基と重合性不飽和二重結合を有するウレタンプレポリマーの有機溶剤溶液を得た。   Next, by mixing 18 parts by mass of pentaerythritol triacrylate with the organic solvent solution of the urethane prepolymer, and further reacting a part of the isocyanate group and the hydroxyl group of the pentaerythritol triacrylate under the condition of 80 ° C. An organic solvent solution of a urethane prepolymer having an isocyanate group and a polymerizable unsaturated double bond was obtained.

次いで、前記イソシアネート基と重合性不飽和二重結合を有するウレタンプレポリマーの有機溶剤溶液とトリエチルアミン10質量部とを混合することで前記ウレタンプレポリマーが有するカルボキシル基の一部または全部を中和した後、更に水541質量部を加え十分に攪拌し、20質量%のエチレンジアミン水溶液を11質量部加え鎖伸長反応させ、更に減圧蒸留することによって、不揮発分が35質量%で、pHが7.9である水性ウレタン樹脂組成物(X’−4)を得た。前記水性ウレタン樹脂組成物(X’−4)中に含まれるウレタン樹脂(D’−4)の脂肪族環式構造含有量は3171mmol/Kg(内、脂肪族環式構造含有ポリオール(a1)由来の脂肪族環式構造含有量は0mmol/kg)、重量平均分子量は80000であった。   Next, a part or all of the carboxyl groups of the urethane prepolymer was neutralized by mixing an organic solvent solution of the urethane prepolymer having a polymerizable unsaturated double bond with 10 parts by mass of triethylamine. Thereafter, 541 parts by mass of water was further added and stirred sufficiently, and 11 parts by mass of a 20% by mass ethylenediamine aqueous solution was added to cause chain elongation reaction, followed by distillation under reduced pressure, whereby the non-volatile content was 35% by mass and the pH was 7.9 An aqueous urethane resin composition (X′-4) was obtained. The content of the aliphatic cyclic structure of the urethane resin (D′-4) contained in the aqueous urethane resin composition (X′-4) is 3171 mmol / Kg (including the aliphatic cyclic structure-containing polyol (a1)). Of the aliphatic cyclic structure was 0 mmol / kg), and the weight average molecular weight was 80,000.

[密着性の評価方法]
(基材と皮膜との密着性の評価方法)
前記で得た水性ウレタン樹脂組成物100質量部に対して、光重合開始剤(2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン)を0.5質量部配合して得た配合液を、乾燥皮膜の膜厚が2μmとなるように、下記[1]〜[8]で示される8種類の基材の表面に、バーコーターを用いてそれぞれ塗工し、熱風乾燥機を用いて80℃で180秒間乾燥させた後、高圧水銀灯を用いて400mJ/cm照射することによって、各基材表面に皮膜が積層した試験板1を得た。
[Adhesion evaluation method]
(Evaluation method for adhesion between substrate and film)
Formulation obtained by blending 0.5 parts by mass of a photopolymerization initiator (2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one) with respect to 100 parts by mass of the aqueous urethane resin composition obtained above. The liquid was applied to the surface of 8 types of base materials shown in the following [1] to [8] using a bar coater so that the film thickness of the dry film was 2 μm, and a hot air dryer was used. After drying at 80 ° C. for 180 seconds, a test plate 1 having a film laminated on the surface of each substrate was obtained by irradiating with 400 mJ / cm 2 using a high-pressure mercury lamp.

〔基材〕
基材は全てエンジニアリングテストサービス社から購入した。
〔Base material〕
All substrates were purchased from Engineering Test Service.

[1]PET:ポリエチレンテレフタレート,1.0mm×70mm×150mm
[2]PC:ポリカーボネート,1.0mm×70mm×150mm
[3]PVC:塩化ビニル,2.0mm×70mm×150mm
[4]SUS:JIS G4305 SUS304,0.5mm×70mm×150mm
[5]SPC:JIS G3141 SPCC−SB,0.8mm×70mm×150mm
[6]AL:アルミ、JIS H4000 A1050P,0.8mm×70mm×150mm
[7]ガラス:JIS R3202,2.0mm×70mm×150mm
[8]GL:溶融亜鉛めっき鋼板(亜鉛45質量%、アルミ55質量%),0.8mm×70mm×150mm
前記で得た試験板を構成する皮膜と基材との密着性を、JIS K5600 碁盤目試験法に基づいて測定し、下記評価基準に従って評価した。
[1] PET: Polyethylene terephthalate, 1.0 mm x 70 mm x 150 mm
[2] PC: Polycarbonate, 1.0 mm x 70 mm x 150 mm
[3] PVC: Vinyl chloride, 2.0 mm x 70 mm x 150 mm
[4] SUS: JIS G4305 SUS304, 0.5 mm x 70 mm x 150 mm
[5] SPC: JIS G3141 SPCC-SB, 0.8 mm x 70 mm x 150 mm
[6] AL: Aluminum, JIS H4000 A1050P, 0.8 mm x 70 mm x 150 mm
[7] Glass: JIS R3202, 2.0 mm x 70 mm x 150 mm
[8] GL: Hot-dip galvanized steel sheet (45% by mass of zinc, 55% by mass of aluminum), 0.8 mm × 70 mm × 150 mm
The adhesion between the film constituting the test plate obtained above and the substrate was measured based on the JIS K5600 cross cut test method and evaluated according to the following evaluation criteria.

◎:皮膜の剥がれが全く見られなかった。
○:皮膜の剥がれた面積が、全碁盤目面積の3%未満であった。
△:皮膜の剥がれた面積が、全碁盤目面積の3%以上50%未満であった。
×:皮膜の剥がれた面積が、全碁盤目面積の50%以上であった。
A: No peeling of the film was observed.
○: The area where the film was peeled off was less than 3% of the total grid area.
Δ: The area where the film was peeled was 3% or more and less than 50% of the total grid area.
X: The area where the film was peeled off was 50% or more of the total grid area.

[耐水性の評価方法]
(耐水密着性の評価方法)
前記で得た水性ウレタン樹脂組成物100質量部に対して、光重合開始剤(2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン)を0.5質量部配合して得た配合液を、乾燥皮膜の膜厚が2μmとなるように、上記[8]GL:溶融亜鉛めっき鋼板(亜鉛45質量%、アルミ55質量%、0.8mm×70mm×150mm)の表面に、バーコーターを用いてそれぞれ塗工し、熱風乾燥機を用いて80℃で180秒間乾燥させた後、高圧水銀灯を用いて400mJ/cm照射することによって、溶融亜鉛めっき鋼板からなる基材表面に皮膜が積層した試験板2を得た。
一方、前記で得た水性ウレタン樹脂組成物100質量部に対して、光重合開始剤(2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン)を0.5質量部配合して得た配合液を、乾燥皮膜の膜厚が2μmとなるように、上記[1]PET(ポリエチレンテレフタレート,1.0mm×70mm×150mm)からなる透明フィルム基材の表面に、バーコーターを用いてそれぞれ塗工し、熱風乾燥機を用いて80℃で180秒間乾燥させた後、高圧水銀灯を用いて400mJ/cm照射することによって、前記透明フィルム基材の表面に皮膜が積層した試験板3を得た。
[Evaluation method of water resistance]
(Evaluation method for water-resistant adhesion)
Formulation obtained by blending 0.5 parts by mass of a photopolymerization initiator (2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one) with respect to 100 parts by mass of the aqueous urethane resin composition obtained above. A bar coater was applied to the surface of the above [8] GL: hot-dip galvanized steel sheet (45% by mass of zinc, 55% by mass of aluminum, 0.8 mm × 70 mm × 150 mm) so that the film thickness of the dried film was 2 μm After coating with a hot air dryer and drying at 80 ° C. for 180 seconds using a high-pressure mercury lamp, the coating is formed on the surface of the substrate made of a hot-dip galvanized steel sheet by irradiating 400 mJ / cm 2. A laminated test plate 2 was obtained.
On the other hand, 100 parts by mass of the aqueous urethane resin composition obtained above is obtained by blending 0.5 parts by mass of a photopolymerization initiator (2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one). Using a bar coater on the surface of the transparent film substrate made of [1] PET (polyethylene terephthalate, 1.0 mm × 70 mm × 150 mm), so that the film thickness of the dried film becomes 2 μm. After coating and drying for 180 seconds at 80 ° C. using a hot air dryer, the test plate 3 having a film laminated on the surface of the transparent film substrate is irradiated by 400 mJ / cm 2 using a high-pressure mercury lamp. Obtained.

前記試験板2及び3を、40℃の温水中に24時間浸漬し、その表面の水を拭き取った後、浸漬後の試験板2及び3をそれぞれ構成する皮膜と基材との密着性を、JIS K5600 碁盤目試験法に基づいて測定し、下記評価基準に従って評価した。   After immersing the test plates 2 and 3 in warm water at 40 ° C. for 24 hours and wiping off the water on the surface, the adhesion between the film and the substrate constituting the test plates 2 and 3 after immersion, respectively, It measured based on the JIS K5600 cross cut test method, and evaluated according to the following evaluation criteria.

◎:皮膜の剥がれが全く見られなかった。
○:皮膜の剥がれた面積が、全碁盤目面積の3%未満であった。
△:皮膜の剥がれた面積が、全碁盤目面積の3%以上50%未満であった。
×:皮膜の剥がれた面積が、全碁盤目面積の50%以上であった。
A: No peeling of the film was observed.
○: The area where the film was peeled off was less than 3% of the total grid area.
Δ: The area where the film was peeled was 3% or more and less than 50% of the total grid area.
X: The area where the film was peeled off was 50% or more of the total grid area.

(耐水白化性の評価方法)
前記試験板3を、40℃の温水中に24時間浸漬し、その表面の水を拭き取った後、前記試験板3を構成するコーティング皮膜の白濁の有無を目視で観察し、下記評価基準により評価した。
(Evaluation method for water whitening resistance)
The test plate 3 is immersed in warm water at 40 ° C. for 24 hours, and the surface water is wiped off. Then, the coating film constituting the test plate 3 is visually observed for the presence of turbidity and evaluated according to the following evaluation criteria. did.

◎:浸漬前の試験板3の外観と全く変化がなく、白化も認められなかった。
○:ごく一部分で僅かな白化が確認できたが、実用上問題ないレベルであった。
△:試験板3の全体にわたり、僅かな白化が認められた。
×:試験板3の全体にわたり、著しい白化が認められた。
(Double-circle): There was no change with the external appearance of the test board 3 before immersion, and whitening was not recognized.
○: Slight whitening was confirmed in a very small part, but it was at a level where there was no practical problem.
Δ: Slight whitening was observed throughout the test plate 3.
X: Remarkable whitening was recognized over the whole test plate 3.

[耐溶剤性の評価方法]
前記で得た水性ウレタン樹脂組成物100質量部に対して、光重合開始剤(2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン)を0.5質量部配合して得た配合液を、乾燥皮膜の膜厚皮膜の膜厚が2μmとなるように、上記[8]GL:溶融亜鉛めっき鋼板(亜鉛45質量%、アルミ55質量%、0.8mm×70mm×150mm)の表面に、バーコーターを用いてそれぞれ塗工し、熱風乾燥機を用いて80℃で180秒間乾燥させた後、高圧水銀灯を用いて400mJ/cm照射することによって、溶融亜鉛めっき鋼板基材の表面に皮膜が積層した試験板4を得た。
[Evaluation method of solvent resistance]
Formulation obtained by blending 0.5 parts by mass of a photopolymerization initiator (2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one) with respect to 100 parts by mass of the aqueous urethane resin composition obtained above. The surface of the above [8] GL: hot dip galvanized steel sheet (45% by mass of zinc, 55% by mass of aluminum, 0.8 mm × 70 mm × 150 mm) so that the film thickness of the dried film becomes 2 μm. The surface of the hot-dip galvanized steel sheet substrate was coated with a bar coater, dried at 80 ° C. for 180 seconds using a hot air dryer, and then irradiated with 400 mJ / cm 2 using a high-pressure mercury lamp. A test plate 4 having a film laminated thereon was obtained.

前記擦過後の皮膜の表面を目視で観察し、下記基準に基づいて評価した。
◎:皮膜の表面に全く変化が無い。
○:皮膜の若干の溶解が見られるも、実用上問題ないレベルであった。
△:皮膜表面全体に対して10%以上30%未満の範囲に、溶解または基材からの脱離が見られた。
×:皮膜表面全体に対して30%以上の範囲に、溶解または基材からの脱離が見られた。
The surface of the film after rubbing was visually observed and evaluated based on the following criteria.
A: There is no change on the surface of the film.
○: Although some dissolution of the film was observed, it was at a level where there was no practical problem.
Δ: Dissolution or desorption from the substrate was observed in the range of 10% or more and less than 30% with respect to the entire coating surface.
X: Dissolution or desorption from the substrate was observed in a range of 30% or more with respect to the entire coating surface.

また、前記メチルエチルケトンを含浸したガーゼの代わりに、エタノールを含浸したガーゼを用いること以外は、前記と同様の方法で、コーティング皮膜表面の擦過を行い、擦過後の表面状態を目視で観察し、上記と同様の基準により評価した。   Further, instead of using gauze impregnated with methyl ethyl ketone, the coating film surface is rubbed in the same manner as described above except that gauze impregnated with ethanol is used, and the surface state after rubbing is visually observed, The evaluation was made according to the same criteria.

[基材追従性の評価方法(折り曲げ試験)]
前記で得た水性ウレタン樹脂組成物100質量部に対して、光重合開始剤(2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン)を0.5質量部配合して得た配合液を、乾燥皮膜の膜厚が2μmとなるように、上記[8]GL:溶融亜鉛めっき鋼板と同じ材質で、0.3mm×50mm×150mmの大きさの基材表面に、バーコーターを用いてそれぞれ塗工し、熱風乾燥機を用いて80℃で180秒間乾燥させた後、高圧水銀灯を用いて400mJ/cm照射することによって溶融亜鉛めっき鋼板表面に皮膜が積層した試験板5を得た。
前記試験板5を使用して、JIS K−5600 耐屈曲性試験法に基づいて評価した(マンドレル直径は2mm)。評価基準は下記の通りである。
◎:折り曲げ部分の皮膜表面にクラックおよびシワや白化の発生が見られない。
○:折り曲げ部分の皮膜表面のごく一部にシワや白化の発生が見られるも、実用上問題ないレベルであった。
△:折り曲げ部分の皮膜表面のごく一部に若干のクラックの発生が見られる。
×:折り曲げ部分の皮膜表面全体にクラックの発生が見られる。
[Evaluation method of substrate followability (bending test)]
Formulation obtained by blending 0.5 parts by mass of a photopolymerization initiator (2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one) with respect to 100 parts by mass of the aqueous urethane resin composition obtained above. Using a bar coater on the surface of the base material of 0.3 mm x 50 mm x 150 mm with the same material as [8] GL: hot dip galvanized steel sheet, so that the film thickness of the dry film is 2 μm The test plate 5 having a film laminated on the surface of the hot dip galvanized steel sheet is obtained by irradiating with a high pressure mercury lamp at 400 mJ / cm 2 after drying for 180 seconds at 80 ° C. using a hot air dryer. It was.
The test plate 5 was used for evaluation based on the JIS K-5600 bending resistance test method (mandrel diameter was 2 mm). The evaluation criteria are as follows.
A: Cracks, wrinkles and whitening are not observed on the surface of the film at the bent portion.
◯: Although wrinkles and whitening were observed on a very small part of the surface of the film at the bent portion, it was at a level that was not a problem for practical use.
Δ: Some cracks are observed in a very small part of the film surface at the bent portion.
X: Generation | occurrence | production of a crack is seen in the whole film | membrane surface of a bending part.

Figure 0005590406
Figure 0005590406

表中の略号を以下に示す。
PET:ポリエチレンテレフタレート,1.0mm×70mm×150mm
PC:ポリカーボネート,1.0mm×70mm×150mm
PVC:塩化ビニル,2.0mm×70mm×150mm
SUS:JIS G4305 SUS304,0.5mm×70mm×150mm
SPC:JIS G3141 SPCC−SB,0.8mm×70mm×150mm
AL:アルミ、JIS H4000 A1050P,0.8mm×70mm×150mm
ガラス:JIS R3202,2.0mm×70mm×150mm
GL:溶融亜鉛めっき鋼板(亜鉛45質量%、アルミ55質量%),0.8mm×70mm×150mm
MEK;メチルエチルケトン
EtOH;エタノール
Abbreviations in the table are shown below.
PET: Polyethylene terephthalate, 1.0 mm x 70 mm x 150 mm
PC: Polycarbonate, 1.0mm x 70mm x 150mm
PVC: Vinyl chloride, 2.0mm x 70mm x 150mm
SUS: JIS G4305 SUS304, 0.5 mm x 70 mm x 150 mm
SPC: JIS G3141 SPCC-SB, 0.8 mm x 70 mm x 150 mm
AL: Aluminum, JIS H4000 A1050P, 0.8 mm x 70 mm x 150 mm
Glass: JIS R3202, 2.0 mm x 70 mm x 150 mm
GL: Hot-dip galvanized steel sheet (45% by mass of zinc, 55% by mass of aluminum), 0.8 mm × 70 mm × 150 mm
MEK; methyl ethyl ketone EtOH; ethanol

Claims (10)

脂肪族環式構造含有ポリオール(a1)及び前記脂肪族環式構造含有ポリオール(a1)以外の親水性基含有ポリオール(a2)を含むポリオール(A)とポリイソシアネート(B)と水酸基含有ビニル単量体(C)とを反応させて得られる脂肪族環式構造と親水性基と重合性不飽和二重結合とを有するウレタン樹脂(D)ならびに水性媒体(E)を含有し、
前記脂肪族環式構造含有ポリオール(a1)が、脂肪族環式構造含有ポリカーボネートポリオールまたは脂肪族環式構造含有ポリエステルポリオールを含むものであり、
前記ウレタン樹脂(D)の全質量に対する、前記ウレタン樹脂(D)中に含まれる脂肪族環式構造の割合が2000mmol/kg〜5500mmol/kgの範囲であり、前記ウレタン樹脂(D)が、30000〜200000の範囲の重量平均分子量を有するものであることを特徴とする水性ウレタン樹脂組成物。
Polyol (A), polyisocyanate (B), and hydroxyl group-containing vinyl monomer containing an aliphatic cyclic structure-containing polyol (a1) and a hydrophilic group-containing polyol (a2) other than the aliphatic cyclic structure-containing polyol (a1) A urethane resin (D) having an aliphatic cyclic structure obtained by reacting the body (C), a hydrophilic group and a polymerizable unsaturated double bond, and an aqueous medium (E),
The aliphatic cyclic structure-containing polyol (a1) contains an aliphatic cyclic structure-containing polycarbonate polyol or an aliphatic cyclic structure-containing polyester polyol,
Relative to the total weight of the urethane resin (D), the ratio of aliphatic cyclic structure contained in the urethane resin (D) is Ri range der of 2000mmol / kg~5500mmol / kg, the urethane resin (D) is, the aqueous urethane resin composition characterized der Rukoto those having a weight average molecular weight in the range of 30,000 to 200,000.
前記ウレタン樹脂(D)が、前記脂肪族環式構造含有ポリオール(a1)由来の脂肪族環式構造を前記ウレタン樹脂(D)の全質量に対して300mmol/kg〜2000mmol/kg有するものである、請求項1に記載の水性ウレタン樹脂組成物。   The urethane resin (D) has an aliphatic cyclic structure derived from the aliphatic cyclic structure-containing polyol (a1) from 300 mmol / kg to 2000 mmol / kg with respect to the total mass of the urethane resin (D). The aqueous urethane resin composition according to claim 1. 前記ポリオール(A)が脂肪族環式構造含有ポリオール(a1)と親水性基含有ポリオール(a2)とその他のポリオール(a3)とを含有するものであって、前記その他のポリオール(a3)がポリカーボネートポリオールまたはポリエステルポリオールである、請求項1に記載の水性ウレタン樹脂組成物。   The polyol (A) contains an aliphatic cyclic structure-containing polyol (a1), a hydrophilic group-containing polyol (a2), and another polyol (a3), and the other polyol (a3) is a polycarbonate. The aqueous urethane resin composition according to claim 1, which is a polyol or a polyester polyol. 前記ウレタン樹脂()が、その分子末端または分子側鎖に重合性不飽和二重結合を有するものである、請求項1に記載の水性ウレタン樹脂組成物。 The aqueous urethane resin composition according to claim 1, wherein the urethane resin ( D ) has a polymerizable unsaturated double bond at a molecular end or a molecular side chain. 前記ウレタン樹脂()が、脂肪族環式構造含有ポリオール(a1)及び親水性基含有ポリオール(a2)を含むポリオール(A)とポリイソシアネート(B)と水酸基含有ビニル単量体(C)と、鎖伸長剤とを反応させることによって得られるものである、請求項1に記載の水性ウレタン樹脂組成物。 The urethane resin ( D ) includes an aliphatic cyclic structure-containing polyol (a1) and a polyol (A) containing a hydrophilic group-containing polyol (a2), a polyisocyanate (B), a hydroxyl group-containing vinyl monomer (C), , it is obtained by reacting a chain extender, the aqueous urethane resin composition according to claim 1. 更に重合開始剤を含有する、請求項1〜のいずれか1項に記載の水性ウレタン樹脂組成物。 Furthermore, the water-based urethane resin composition of any one of Claims 1-5 containing a polymerization initiator. 請求項1〜のいずれか1項に記載の水性ウレタン樹脂組成物を含有するコーティング剤。 The coating agent containing the water-based urethane resin composition of any one of Claims 1-6 . 請求項1〜のいずれか1項に記載の水性ウレタン樹脂組成物を含有する鋼板表面処理剤。 The steel plate surface treating agent containing the water-based urethane resin composition of any one of Claims 1-6 . 請求項に記載の水性ウレタン樹脂組成物を硬化して得られる硬化物。 A cured product obtained by curing the aqueous urethane resin composition according to claim 6 . 金属基材の表面に、請求項に記載の鋼板表面処理剤を用いて形成された皮膜が積層した積層物。 A laminate in which a film formed using the steel sheet surface treating agent according to claim 8 is laminated on the surface of a metal substrate.
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