JPS61261309A - ポリウレタン変性ビニル共重合樹脂の水分散液とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ 本発明は新規にして有用なる、ポリウレタン変性ビニル
共重合樹脂の水分散液ならびにその製造方法に関し、さ
らに詳細には、特定の反応性分散剤を含むモノマー混合
物を溶液重合させ、次いで水分散化させるさい（で、ポ
リウレタン樹脂に以て変性せしめることから成る、通常
用いられている部類の乳化剤および保護コロイドを含ま
ない新しい型式の、ポリウレタンで変性されたビニル共
重合体の水分散液とその製造方法に関するもので、とく
に塗料用、接着用または繊維加工用などに有用なポリウ
レタン変性ビニル共重合樹脂の水分散液とその製造方法
を提供せんとするものである。

ところで、水系樹脂は低公害ならびに省資源の見地から
、取シ扱いの容易さ、あるいは火災に対する危険性の少
なさという特徴全有するものである処から、近時、いよ
いよ注目を浴びており、こうした水系樹脂も水溶性ない
しは水分散性などの各種のタイプのものが検討されてき
てはいるけれども、そのうちでも特に、最近は、通常用
いられているような低分子量の乳化剤や保護コロイドを
全く含まずＫ、水溶性樹脂と水分散性樹脂との双方の長
所を生かしたような、新しい型のコロイド分散型樹脂が
出現し、漸次、塗料用として、接着用として、さらには
繊維加工用などのバインダーとして検討されつつある。

〔従来の技術ならびに発明が解決しようとする問題点〕

そうした中にあって、本発明者らはまず、特願昭５８−
２３７４６２号明細書に記載されているような、長鎖の
ポリオキシエチレン鎖を有するビニルモノマーを有機溶
剤溶液中で他の共重合性ビニルモノマーと共に重合させ
てから水を加えて分散させて得られるコロイド分散型樹
脂、つまりビニル共重合体樹脂水分散液の製造方法につ
いて出願を済ませているが、こうしたコロイド分散型樹
脂の欠点として、該樹脂自体は溶液重合により得られる
処から、比較的低い目のポリマーとなシ、ひいては通常
、強度および伸度がいずれも大であるような強靭な皮膜
を形成させることも可成シ困難であるという事実が認め
られるに到った。

すなわち、皮膜の伸度を大にするようなポリマー組成の
設計をはかると、得られる皮膜は著しく軟化し、強度が
弱小化するという傾向があるし、他面、皮膜の強度を犬
にするようなポリマー組成の設計をはかると、強度の低
下した、したがりて硬く脆い皮膜が得られるという傾向
にあることである。

そのために、比較的低い分子量のコロイド分散型樹脂に
あって、強度も伸度も共に大きい、いわゆる強靭壜皮膜
を形成することのできるポリマー組成のものの出現が切
望されているというのが実状である。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、本発明者らは先の出願に係る発明を基礎として
、こうした要望全路まえつつ鋭意検討した結果、ポリウ
レタンで変性されたビニル共重合樹脂の水分散液が、か
かる要望に合致しうるものであることを見出すに及んで
、本発明全完成させるに到った。

すなわち、本発明はポリウレタン樹脂と水溶性有機溶剤
とからなる、またはポリウレタン樹脂と水溶性有機溶剤
と水とからなる樹脂溶液中で、一般式 で示され、しかもオキシエチレン単位の分子量の総和が
１．５００〜１５，０００であシ、かつ該オキシエチレ
ン単位の総重量が全オキシアルキレンの６０重ｔｓとな
るような親水性モノマーの１へ１５重量部と、該親水性
モノマーと共重合可能な他のモノマーの９９〜８５重量
部とを共重合させ、次いでかくして得られるポリウレタ
ン変性ビニル共重合樹脂の溶液と水とで分散せしめるこ
とから成る、あるいは、水溶性有機溶剤のみか、または
該有機溶剤と水との混合溶液中で、上掲の一般式［１）
で示される親水性七ツマ−の１〜１５重量部と、該親水
性モノマーと共重合可能な他のモノマーの９９〜８５重
量部とを共重合させ、次いでかくして得られるビニル共
重合樹脂の溶液にポリウレタン樹脂を溶解させ、しかる
のち、かくして得られるポリウレタン変性ビニル共重合
樹脂の溶液と水とで分散せしめることから成る、ポリウ
レタン変性ビニル共重合樹脂の水分散液ならびに該樹脂
水分散液の製造方法を提供するものである。

ここにおいて、上記したポリウレタン樹脂として代表的
なものを挙げれば、通常の溶液重合または塊状重合（バ
ルク重合）に従、って得られるものである。

すなわち、高分子ジオール類と有機ジイソシアネート類
および鎖伸長剤とを、有機溶剤の存在下または不存在下
に、常法により重合せしめて得られる線状構造を有する
樹脂類の溶液ないしはバルクであり、本発明において好
ましいポリウレタン樹脂としては当紋樹脂から得られる
皮膜の、それぞれ破断強度が１５０ｋｇ／♂以上で、破
断伸長度が３００％以上なる物理的性状（値）ｔ−有す
るものが適当である。

まず高分子ジオール類とは、両末端に水酸基を有するポ
リエステルジオールまたはポリエーテルジオール金指称
するものであり、かかる高分子ジオール類としては公知
慣用のものであれば、いずれも使用できるが、そのうち
でも代表的なＩリエステルジオールとしては、こはく酸
、アジピン酸、グルタル酸、アゼライン酸、セパチン酸
またはフタル酸をはじめ、マレイン酸、７マル酸または
イタコン酸の如き不飽和二塩基酸などの各種二塩基酸類
ト、エチレンクリコール、フロピレンゲリコール、１．
４−ブタンジオール、１．６−ヘキテンジオールまたは
ジエチレングリコールなどの各糧ジオール類との重縮合
物；あるいはε−カプロラクトンまたはアルキル置換ε
−カプロラクトンなどの各種ラクトン類の開環重合物な
どであシ、他方、Ｉリエーテルジオールとして代表的な
ものにはポリテトラメチレングリコール、ポリゾロ−レ
ンゲリコールまたはＩジエチレングリコールなトカする
が、以上に掲げられたような高分子ジオール類は極く一
部のものの例示にすぎず、したがりて目的訃よび用途に
よりては他のタイプのもの使用しうろことは勿論である
。

次いで、前記した有機ジイソシアネート類も公知慣用の
ものがそのまま使用でき、そのうちでも代表的なものと
しては４．４′−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、キシリレンジイソシアネ
ート、イソホロンジイソシアＡ−）、１．６−へキサメ
チレンジイソシアネ−）、１．４−テトラメチレンジイ
ソシアネート、トリレンジイソシアネート、水添化４，
４′−ジフェニルメタンジイソシアネートまたは水添化
トリレンジイソシアネートなどが挙げられる。

さらに、前記した鎖伸長剤としてはヒドラジン、エチレ
ンジアミン、ピペラジン、プロピレンジアミン、キシリ
レンジアミンもしくはイソホロンジアミンの如き各種の
ジアミン類：エチレングリコール、１，４−ブタンジオ
ール、１．３−ブタンジオ−／ｌ／、２，３−　フｉｌ
ンジオール、プロピレンクリコール、ジエチレングリコ
ール、１．５−ヘンタンジオール、ネオインチルミリコ
ール４Ｌ（はジプロピレングリコールの如き各種グリコ
ール類；またはモノエタノールアミンもしくはジメチル
エタノールアミンの如き各種アミノアルコール類などの
、活性水素を有する二官能性化合物が挙げられる。

次に、前記した親水性モノマーとは前掲された一般式［
１）で示されるような化合物を指称するが、この（１）
式中の一−一（１）。−なる部分、つま９オキシアルキ
レン単位の部分は、ＸまたはＹのいずれか一方を、ある
いはＸおよびＹの双方をオキシエチレン単位が占め、他
方、これらＸまたはＹの残ｂｔ−他のオキシプロピレン
もしくはオキシエチレンのいずれか１つの単位が占めて
もよい。

その意味において、オキシエチレン単位は必須のもので
ある。

また、この式［１）中のｍおよびｎはこれら各種のオキ
シアルキレン単位の繰り返し数を意味するものであり、
本発明においてはＸおよびＹの双方をオキシエチレン単
位が占める場合には、これらｍとｎとの総和は約３４へ
約３４０なる整数の範囲内であり、ＸｔたはＹのいずれ
か一方をオキシプロピレン単位が占める場合には、これ
らｍとｎとの総和は約３４〜約５１０なる整数の範囲内
であるのがよい。

ここで、当該親木性モノマーとして代表的なものＫはβ
−とドロキシエチル（メタ）アクリレートまたはβ−ヒ
ドロキシプロピル（メタ）アクリレートなどの水酸基含
有ビニルモノマーにエチレンオキサイドの単独、あるい
はエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドまたはブ
チレンオキサイドとを付加させて得られる化合物がある
。

そのさい、ポリオキシエチレン部分、りまジオキシエチ
レン単位の分子量の総和としては、１．５００〜ｉｓ、
ｏｏｏ好ましくは２．０００〜１０，０００、よシ好ま
しくは３，０００〜ｓ、ｏｏｏなる範囲内が適当であシ
、かつポリオキシエチレン部分、つマリオキシエチレン
単位の総ポリオキシアルキレン部分、つま夛総オキシア
ルキレン単位中に占める割合が一該オキシエチレン単位
の総重量が全オキシアルキレン単位中の一６０重ｔチ以
上、好ましくは７０重量％、より好ましくは７５重量％
以上となるようにエチレンオキサイドのみを、あるいは
エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドまたはブチ
レンオキサイドとをブロック重合させるか、あるいはラ
ンダム重合させるかして、一方の末端基がＣ１〜Ｃ２ｏ
なるアルキル基であって、他方の末端基が水酸基である
ようなポリオキシアルキレングリコールを合成し、次い
でこのポリオキシアルキレングリコールに（メタ）アク
リル酸または桂皮酸などのビニル基含有カル？ン酸モノ
マーをエステル化反応せしめるか、あるいは、このポリ
オキシアルキレングリコールと（メタ）アクリル酸メチ
ル、（メタ）アクリル酸 エチル、（メタ）アクリル酸プロピルまたは（メタ）ア
クリル酸ブチルなどのビニル基含有エテルチル型モノマ
ーとをエステル交換反応せしめるようにして、当該親水
性モノマーを調型するのがよい。

このようにして得られる当該親水性モノマー、としては
、前掲の一般式〔■〕におけるＲ３がＣ１〜Ｃ２゜なる
アルキル基、好ましくはＣ，％　Ｃ４なるアルキル基で
あるものは、良好な水分散液を得る上で特に有効である
。

また、当核親水性七ツマ−におけるポリオキシエチレン
部分（オキシエチレン単位）の分子量が１．５００未漕
である場合には、共重合させて得られるビニル共重合樹
脂溶液の水分散化が十分ではなく、逆に１５，０００を
超える場合には、核モノマーにおける単位分子量当りの
共重合性ビニル基の数が極めて小さくなる処から、この
場合もやはり。

ビニル共重合樹脂溶液の水分散化効果が著しく低下する
ようになるので、いずれも好ましくない。

さらに、当該親水性七ツマー中の全ポリオキシアルキレ
ン部分（全オキシアルキレン単位中）に占メルポリオキ
シエチレン部分（オキシエチレン単位）の割合が６０重
量％よりも小さい場合には。

当該モノマーの親水化度が低下し、共重合させて得られ
るビニル共重合樹脂溶液の水分散化能が低下するように
なるので好ましくない。

当該親水性モノマーを用いて前記ビニル共重合樹脂を調
製するには、常法によシ、この親水性七ツマ−の１〜１
５重量部と、該モノ１−と共重合可能な他のモノマーの
９９〜８５重量部と全共重合させればよい。

親水性モノマーの使用量が１重量部未満である場合には
、得られるビニル共重合樹脂溶液の水分散化効果が十分
でなくなる処から、安定な水分散液を得ることが困難に
なるし、逆に１５重量部を超える場合には、かかる水分
散化効果が余り上がらなくて単に不経済であると言うだ
けでなく、得られるポリマーの耐水性などが低下するよ
うになるので、いずれも好ましくない。

特に好ましい親水性モノマーの使用割合としては、全ビ
ニルモノマー量１００重量部中の２〜１０重量部、つま
シ親水性モノマーの２〜１０重駄部に対して該親水性モ
ノマーの９８〜９０ｉｉ教部となる範囲内が適当である
。

ここで、親水性モノマーと共重合可能な他のビニルモノ
マーとして代表的なものを挙げれば、（メタ）アクリル
酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリ
ル酸−ｎ−ブチル、（メタ）アクリル酸ラウリル、（メ
タ）アクリル酸−２−ヒドロキシエチル〔つまり、β−
ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート〕、（メタ）ア
クリル酸−２−ヒドロキシプロピル〔つまり、β−ヒド
ロキシプロピル（メタ）アクリレート〕、（メタ）アク
リル酸−２−ヒドロキシ−３−クロロプロピルもしくは
（メタ）アクリル酸グリシジルエステ尤の如き各種（メ
タ）アクリル酸エステル類：（メタ）アクリル酸もしく
はクロトン酸の如きα−もしくはβ−不飽和カル？ン酸
またはその塩類；（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチル
（メタ）アクリルアミドもしくはＮ−メチロール（メタ
）アクリルアミドの如きα−もしくはβ−不飽和アマイ
ド類；（メタ）アクリロニトリルの如き不飽和ニトリル
類：塩化ビニル、塩化ビニリデンもしくは各種の撥水撥
油剤などに用いられている含ふっ素モノマー類の如き各
種ノ・ロダン化ビニル（ビニＩＪ、デン）類；スチレン
、α−メチルスチレンモジ＜Ｕビニルトルエンの如きス
チレン誘導体類；酢酸ビニルもしくはプロピオン酸ビニ
ルの如き各種ビニルエステル類；エチレンの如きα−オ
レフィン類；ブタジェンの如き共役ジエン類ｔ−ハシメ
、無水マレイン酸、マレイン酸エステル類、イタコン酸
エステル類、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレー
トまたはジエチルアミノエチル（メタ）アクリレートな
どであシ、これらは単独使用であっても２種以上の併用
であってもよい。

本発明（方法）の目的物たる／　ＩＪウレタン変性ビニ
ル共重合樹脂水分散液ｔ−調製するに当って、上述した
如き、親水性モノマーと該モノマーと共重合可能な他の
ビニルモノマーとの共重合は、水溶性有機溶剤中か、あ
るいはこの水溶性有機溶剤と水との混合溶剤溶液中とい
う必須の媒質中で行なわれるが、かかる水溶性有機溶剤
として代表的なものには、ｎ−ブタノール、２−ブタノ
ール、プロピレングリコール、　　１ｓｏ−プロピレン
グリコール、メタノールもしくはエタノールの如き各種
アルコール類；エチレンクリコールモノエチルエーテル
、エチレンクリコールモノエチルエーテルモシくハシエ
チレングリコールモノメチルエーテルの如き各種エーテ
ル類；メチルエチルケトンもしくはメチルイソブチルケ
トンの如き各種ケトン類またはジメチルホルムアミドの
如き各種アミド類などがある。

そして、かかる水溶性有機溶剤の使用量は特に限定され
るものではないが、通常、共重合さすべき全モノマー！
１１００重量部当シ１０〜１００重量部なる範囲内で用
いられる。

また、ポリウレタン変性ビニル共重合樹脂溶液を得るに
当っては、過酸化インジイル、過酸化ラウリル、ジーｔ
＠ｒｔ−ブチルノや一オキサイド、ｔａｒｔ−ｆｆルッ
ク−ベンゾエートｓ　ｔａｒｔ　−フチルノ苧−オクト
エートもしくはアセチルノ譬−オキサイドの如き各種有
機過酸化物類；またはアゾビスイソブチロニトリルもし
くはアゾビスインバレロニトリルの如き各種ニトリル類
などの、いわゆるラジカル開始剤を用いることができる
。

以上に掲げられたような各種の原料を用いて本発明（方
法）の目的物たるポリウレタン変性ビニル共重合樹脂溶
液を調製する方法としては特に制限されるものではない
が、たとえば、得られる皮膜の破断強度が１５０　ｋｇ
／ｍ”以上で、かつ、かかる皮膜の破断伸張度が３００
チ以上であるようなポリウレタン樹脂と、オキシエチレ
ン単位の分子量の総和が１．５００〜１５，０００であ
シ、かつ該オキシエチレン単位の総重量が全オキシアル
キレンの６０重ｔ％以上であるような親水性モノマーを
含む水溶性有機溶剤を主体とする溶剤溶液を加熱撹拌し
ながら、ラジカル開始剤および親水性モノマーと共重合
可能な他のビニルモノマーを滴下せしめてもよいし、あ
るいは、かかる溶剤溶液を加熱撹拌しながらラジカル開
始剤、該ポリウレタン樹脂、該親水性モノマーおよび他
の共重合性七ツマ−を同時に滴下せしめてもよいし、さ
らには、該ぼりウレタン樹脂を含む溶剤溶液を加熱撹拌
しながら共重合さすべき食上ツマ−をラジカル開始剤で
重合させ、かかる重合時の後半において該親水性モノマ
ーを加えてクツキングを行なってもよいし、さらにまた
、かかる溶剤溶液中で親水性モノマーと他の共重合性モ
ノマーとを共重合せしめ、次いでかくして得られるビニ
ル共重合樹脂溶液に該ポリウレタン樹脂を添加して均一
な溶液としてもよい。

しかるのち、ここに得られたポリウレタン変性ビニル共
重合樹脂溶液に対して水を加えることによシ分散化され
て目的とする水分散液が得られる。

このさい、水分散化は水中へ撹拌しながらポリウレタン
変性ビニル共重合樹脂溶液を徐々に加えて行って分散せ
しめるようにしてもよいし、逆にこの樹脂溶液に水を徐
々に添加して行って転相乳化せしめるようにしてもよい
。

一般には、ビニル共重合樹脂溶液を約５０〜１００℃に
加温し、よく撹拌し表から徐々に水金滴下して転相乳化
せしめるという方法によるのが、微細な粒子の安定な分
散液を得易いので好適である。

また、かかるビニル共重合樹脂が酸基を有する場合には
、必要に応じてアンモニアまたはモルホリンの如き揮発
性アルカリ物質で、酸成分（酸基）の一部または全部を
中和せしめてもよい。

こうした中和は、水分散物の調製中に加えるべき一部の
水に溶かしこんで行なわれてもよいし、水分散物の調製
後に添加して行なわれてもよい。

かくして得られる本発明（方法）の目的物たる樹脂水分
散液はそのまま用いることができるが、必要に応じて、
さらに各種顔料、可塑剤、溶剤または各種の他の添加剤
を添加したシ、変性アミノ樹脂、エポキシ樹脂、ポリエ
ステル樹脂、アクリル樹脂またはウレタン樹脂などの広
範囲の水溶性ないしは水散性の樹脂を配合させてもよい
。

とくに、本発明（方法）の目的物たるポリウレタン変性
ビニル共重合樹脂の水分散液を塗料組成物に使用する場
合には、浸漬法、刷毛塗装、スプレー塗シまたはロール
塗装などの公知慣用のいずれの方法によっても塗装しう
ろことができ、木、紙、繊維、プラスチックス、セラミ
ックス、無機質セメント基材、鉄または非鉄金属などの
各稲基材の表面に塗装されて、すぐれた性能を付与する
ことができる。

〔実施例〕

次に、本発明を参考例、実施例または比較例によシ具体
的に説明するが、以下において部およびチは特に断シの
ない限シ、すべて重量基準であるものとする。

参考例１（／リウレタン樹脂の調製例）アジピン酸の１
０５部およびエチレングリコールの６０部を、脱水装置
を備えた反応容器中に入れて窒素ガスを吹き込みながら
攪拌を行ない、１４０℃まで昇温した。続いて、毎時３
０℃の割合で２００℃まで昇温し、同温度で脱水重縮合
反応を続行させて酸価が３以下になった処で反応を終了
させた。

かくして得られたポリエステルは酸価が１で、かつ数平
均分子量が１，０００なるものであった。

次いで、このポリエステルの１００部、エチレングリコ
ールの６部、　４．４’−ジフェニルメタンジイソシア
ネートの４９部およびジメチルホルムアミドの１００部
を別の反応容器中に仕込み、窒素雰囲気下に７５〜８５
℃で反応させ、粘度の上昇につれてジメチルホルムアミ
ドおよびメチルエチルケトンで希釈しつつ最終的にジメ
チルホルムアミド／メチルエチルケトン＝　５０１５０
　（重量比）の溶剤組成となるようにして樹脂濃度が３
０．５　％でかつ、２０℃におけるプルツク・フィール
ド粘度（以下同様）が４０，０００　ｃｐ−なるポリウ
レタン樹脂溶液を得た。

しかるのち、この樹脂溶液をガラス板上に流し込み、８
０℃で３０分間乾燥せしめて１００μｍなる乾燥膜厚を
有するポリウレタン皮膜を作製した。

この皮膜は４６８ゆ／倒３なる破断強度、および６５０
％なる破断伸張度をもった強靭なものであった。

参考例２（同上） 分子量が１，０２２なるポリオキシプロピレングリコー
ルの１０２．２部を反応容器に入れて１４０℃まで昇温
し、減圧にて脱水を行なった。ここへ、１，４−ブタン
ジオールの１３．５部、２．４−　）リレンジイソシア
ネートの４２．６部およびジメチルホルムアミドの１０
０部を反応容器に仕込んで窒素雰囲気下に７５〜８５℃
で反応させ、粘度の上昇につれてメチルエチルケトンで
希釈し始め、最終的にジメチルホルムアミド／メチルエ
チルケトン冨に（重量比）なる溶剤組成となるようにし
て樹脂濃度が２９８８％で、かつ粘度が２７，０００　
ｃｐｓなるポリウレタン樹脂溶液を得た。

次いで、この樹脂溶液をガラス板上に流し込んで８０℃
で３０分間乾燥せしめて１００μｍなる乾燥膜をもった
ポリウレタン皮膜を作製した。

この皮膜は破断強度が３９．６　ｋｇ７ｃｍ”で、破断
伸張度が５４０％なる強靭なものであった。

参考例３（同上） アジピン酸の７５部、フマル酸の３０部シよびエチレン
グリコールの６０部を、脱水装置を備えた反応容器中に
仕込んで窒素ガスを吹き込みながら攪拌を打力い、１４
０℃まで昇得し、続いて毎時３０℃の割合で２００℃ま
で昇温し、酸価が３以下になるまで同温度で脱水重縮合
反応を続行せしめた。かくして得られたポリエステルは
酸価が２で、かつ数平均分子量が９６°６なるものであ
りた。

次いで、この４リエステルの１００部にジメチルホルア
ミドの１００部を加えてから、１，６−へキサメチレン
ジイソシアネートの３４．８部を加え、窒素雰囲気下に
７５〜８５℃で反応させ、しかるのち、メチルエチルケ
トンに溶解させた１７．０部のインホロンジアミンをゆ
りくシと滴下し、滴下終了後も同温度に１時間保持し、
ジメチルホルムアミド／メチルエチルケトン＝　１７１
　（重量比）なる混合溶剤で希釈せしめてポリウレタン
樹脂溶液を得た。

しかるのち、この樹脂溶液をガラス板上に流し込んで８
０℃で３０分間乾燥せしめて１００μｍなる乾燥膜厚の
ポリウレタン皮膜を作製した。

ここに得られた皮膜は破断強度が２３５　ｋｇ／ａｎ”
で、かつ破断伸長度が４２０％なる強靭なものであった
。

実施例１ 攪拌機、温度計、滴下漏斗、還流冷却器訃よび不活性ガ
ス導入口を備えた２ノのフラスコに、溶剤としてエチル
セロソルブの２００部と参考例１で得られたポリウレタ
ン樹脂溶液の１００部とをで示される、ポリオキシエチ
レン部分の平均分子量が６，０００なる親水性モノマー
の３５部を加え、窒素ガス気流中で１２０℃まで昇温さ
せて該七ツマ−を溶解せしめた。

ここへ、ビニルモノマーとして４７６部のメチルメタク
リレート、２１０部のｎ−ブチルアクリレートおよび１
４部のメタクリル酸を予め秤量混合シておき、同じ（ｔ
＠ｒｔ−ブチルハイドロパーオキサイドの１４部を秤量
したものを、それぞれ別の滴下口よシ３時間に亘って均
一に滴下させて重合せしめた。

滴下終了後は、さらに１３０℃に昇温させて同温度に６
時間保持式せて重合を完了した。

次いで、ここに得られたＩリウレタン変性ビニル共重合
樹脂の溶液を８０℃まで冷却し、同温度で６３０部の水
を約２時間要して滴下した。

しかるのち２５℃まで冷却した処、僅かに青味を帯びた
均一な樹脂水分散液が得られた。

次に、この樹脂水分散液を５％アンモニア水でアルカリ
性に調整して共重合樹脂中のカルがキシル基を中和せし
めた。

かくして得られた樹脂水分散液は不揮発分（Ｎ′ｖ）が
４５．１％で、粘度が１，１５０　ｃｐｓで、−が７．
６で、かつ平均粒子径が０．２μｍ以下なる特性値を有
するものであった。

実施例２〜６および比較例１〜５ 溶剤、ポリウレタン樹脂溶液の種類および使用量、親水
性モノマーの種類および使用量、ならびに共重合させる
べきビニルモノマーの種類を第１表に示されるように変
更させる以外は、実施例１と同様にして各種のポリウレ
タン変性ビニル共重合樹脂水分散液または未変性のビニ
ル共重合樹脂水分散液を調整した。

得られたそれぞれの水分散液の各性状（値）は同表Ｋま
とめて示す。

なお、親水性モノマーとしてはそれぞれ次のようなもの
を用いた。

式で示される、ポリオキシエチレン部分の平均分子量が
６，０００なるもの ！１ （Ｍ−２）：　　０Ｍ２＝ＣＨ−Ｃ−０÷ＣＨ２ＣＨ２
０ｂＣ，２Ｈ２５なる式で示される、ポリオキシエチレ
ン部分の平均分子量が３，０００なるもの 示される、ポリオキシエチレン部分の平均分子量が８，
０００なるもの なる式で示される、ポリオキシプロピレンおよびポリオ
キシエチレン部分の平均分子量がそれぞれ２．０００お
よび７．ｏｏｏなるもの なる式で示される、ポリオキシエチレン部分の平均分子
量が４００なるもの なる式で示される、ポリオキシプロピレンおよびポリオ
キシエチレンの平均分子量がそれぞれ２．５００なるも
の 実施例７ 実施例１と同様のフラスコに、溶剤として３００部のエ
チルセロソルブと、親水性上ツマ−として３５部ＯＣＨ
２＝ＣＣ−０−（−ｃＨ２ＣＨ２０＋Ｔ−ＣＨｓ　テ示
される、ポリオキシエチレン部分の平均分子量が６．０
００なるモノマーとを仕込んで窒素ガス気流中で１３０
’Ｃまで昇温した。

ここへ、ビニルモノマーとして４７６部のメチルメタク
リレート、２１０部のｎ−ブチルアクリレートおよび１
４部のメタクリル酸と金子め秤歎混合しておいたものと
、１Ｂｔ−ブチルハイドロパーオキサイドの１４部を秤
量したものとを、それぞれ別の滴下口よシ３時間金全姿
て均一に滴下させて重合せしめた。

滴下、終了後も、さらに同温度に２時間保持して重合を
終了させた。

ここに得られたビニル共重合樹脂の溶液ヲ８０℃まで冷
却し、参考例１で得らｎたポリウレタン樹脂溶液の３０
０部を加えて均一になるまで撹拌を続行させた。

次いで、かくして得られたポリウレタン変性ビニル共重
合樹脂の溶液を同温度にて撹拌しながら５００部の水を
約２時間全姿して滴下させた。

しかるのち２５℃まで冷却した処、僅かに青味を帯びた
均一な樹脂水分散液が得られた。

次に、この樹脂水分散液ｆｔ５％アンモニア水でアルカ
リ性に調整して共重合樹脂中のカル−キシル基を中和せ
しめた。

かくして得られた樹脂水分散液はＶが４５．２％、粘度
が１．１２０　ｃｐｓ　、　ｐＨが８．０で、かつ平均
粒子径が０．５μｍ以下なるものであった。

以上の各実施例および比較例で得られたそれぞれの樹脂
水分散液に対して各別に酸化チタンを配合して鼠が５０
％なる白エナメル塗料を調製した。

次いで、この塗料？ビンプライト４＋１０７７処理鋼版
に乾燥膜厚が４０μｍとなるように塗布し、７０℃で３
０分間循環式乾燥器にて乾燥させて硬化塗膜を得た。

ここに得られた塗膜についての性状（値）を同表にまと
めて示す。

〔発明の効果〕

第１表に示された結果からも明らかなように、本発明（
方法）の目的物たるポリ９レタン変性ビニル共重合樹脂
の水分散液は極めて安定であり、当該水分散液から得ら
れる皮膜は、従来技術に従りては得られなかったような
広い使用可能温度範囲に亘って強度、伸張度ともに大な
る強靭なものでありて、とくにポリウレタン樹脂中でビ
ニルモノマーの共重合を行なった場合には透明性にすぐ
れた皮膜が得られ易く、したがってかかる方法は一層好
ましいものであると甘える。

同様に１本発明（方法）の目的物たる樹脂水分散液は、
各種の着色顔料や体質顔料などが直接混線できるので、
通常の乳化剤や分散剤を用いて得られる従来型の乳化重
合体に比して、分散安定性および機械的安定性にすぐれ
、また泡の発生の問題が極めて少ないという特徴を有し
ている。

このような本発明の数々のメリットに加えて、本発明（
方法）の目的樹脂水分散液の更なる特徴の一つは、モノ
マーの種類を適宜選択することにより、水分散化後のイ
オン性がアニオン、カチオンおよびノニオンといりた各
種に及ぶポリワレタン変性ビニル共重合樹脂の水分散液
を容易に調製できる上に、こうした各種イオン性に応じ
た当該樹脂水分散液の単独または２種以上を適宜用いる
ことにより多岐の応用分野への展開が可能となることで
ある。

さらに、本発明（方法）の目的物たるポリワレタン変性
ビニル共重合樹脂の水分散液は皮膜形成性にもすぐれ、
溶剤型樹脂に匹敵する塗工作業性および仕上がり光沢を
有するものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ポリウレタン樹脂と水溶性有機溶剤とからなる、あ
   るいはポリウレタン樹脂と水溶性有機溶剤と水とからな
   る樹脂溶液中で、一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼〔 I 〕 〔但し、式中のＲ＿１およびＲ＿２はそれぞれ同一であ
   っても異なっていてもよい水素原子 またはフェニル基もしくはＣ＿１〜Ｃ＿４なるアルキル
   基を、Ｒ＿３は水素原子またはＣ＿１〜Ｃ＿２＿０なる
   アルキル基を、ＸおよびＹはそれぞれ 同一であっても異なっていてもよい、必須 のオキシエチレン単位と、該オキシエチレ ン単位、オキシプロピレン単位またはオキ シブチレン単位のうちのいずれか１つの単 位との組み合わせを表わすものとし、ｍお よびｎは繰り返し単位の数であるものとす る。〕 で示され、しかもオキシエチレン単位の分子量の総和が
   １，５００〜１５，０００であり、かつ該オキシエチレ
   ン単位の総重量が全オキシアルキレンの６０重量％以上
   であるような親水性モノマーの１〜１５重量部と、この
   親水性モノマーと共重合可能な他のモノマーの９９〜８
   ５重量部とを共重合させて得られるポリウレタン変性ビ
   ニル共重合樹脂の溶液と水とで分散せしめて成る、ポリ
   ウレタン変性ビニル共重合樹脂の水分散液。 ２、ポリウレタン樹脂と水溶性有機溶剤とからなる、あ
   るいはポリウレタン樹脂と水溶性有機溶剤と水とからな
   る樹脂溶液中で、まず一般式▲数式、化学式、表等があ
   ります▼〔 I 〕 〔但し、式中のＲ＿１およびＲ＿２はそれぞれ同一であ
   っても異なっていてもよい水素原子 またはフェニル基もしくはＣ＿１〜Ｃ＿４なるアルキル
   基を、Ｒ＿３は水素原子またはＣ＿１〜Ｃ＿２＿０なる
   アルキル基を、ＸおよびＹはそれぞれ 同一であっても異なっていてもよい、必須 のオキシエチレン単位と、該オキシエチレ ン単位、オキシプロピレン単位またはオキ シブチレン単位のうちのいずれか１つの単 位との組み合わせを表わすものとし、ｍお よびｎは繰り返し単位の数であるものとす る。〕 で示され、しかもオキシエチレン単位の分子量の総和が
   １，５００〜１５，０００であり、かつ該オキシエチレ
   ン単位の総重量が全オキシアルキレンの６０重量％とな
   るような親水性モノマーの１〜１５重量部と、該親水性
   モノマーと共重合可能な他のモノマーの９９〜８５重量
   部とを共重合させてポリウレタン変性ビニル共重合樹脂
   の溶液を調製せし数次いでこの共重合樹脂溶液と水とで
   分散せしめることを特徴とする、ポリウレタン変性ビニ
   ル共重合樹脂水分散液の製造方法。 ３、水溶性有機溶剤のみか、あるいは該有機溶剤と水と
   の混合液で、一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼〔 I 〕 〔但し、式中のＲ＿１およびＲ＿２はそれぞれ同一であ
   っても異なっていてもよい水素原子 またはフェニル基もしくはＣ＿１〜Ｃ＿４なるアルキル
   基を、Ｒ＿３は水素原子またはＣ＿１〜Ｃ＿２＿０なる
   アルキル基を、ＸおよびＹはそれぞれ 同一であつても異なっていてもよい、必須 のオキシエチレン単位と、該オキシエチレ ン単位、オキシプロピレン単位またはオキ シブチレン単位のうちのいずれか１つの単 位との組み合わせを表わすものとし、ｍお よびｎは繰り返し単位の数であるものとす る。〕 で示され、しかもオキシエチレン単位の分子量の総和が
   １，５００〜１５，０００であり、かつ該オキシエチレ
   ン単位の総重量が全オキシアルキレンの６０重量％とな
   るような親水性モノマーの１〜１５重量部と、該親水性
   モノマーと共重合可能な他のモノマーの９９〜８５重量
   部とを共重合させて得られるビニル共重合樹脂の溶液に
   、ポリウレタン樹脂を溶解させ、さらに水で分散せしめ
   て成る、ポリウレタン変性ビニル共重合樹脂の水分散液
   。 ４、水溶性有機溶剤のみか、あるいは該有機溶剤と水と
   の混合液中で、まず一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼〔 I 〕 〔但し、式中のＲ＿１およびＲ＿２はそれぞれ同一であ
   っても異なっていてもよい水素原子 またはフェニル基もしくはＣ＿１〜Ｃ＿４なるアルキル
   基を、Ｒ＿３は水素原子またはＣ＿１〜Ｃ＿２＿０なる
   アルキル基を、ＸおよびＹはそれぞれ 同一であっても異なっていてもよい、必須 のオキシエチレン単位と、該オキシエチレ ン単位、オキシプロピレン単位またはオキ シブチレン単位のうちのいずれか１つの単 位との組合せを表わすものとし、ｍお よびｎは繰り返し単位の数であるものとす る。〕 で示され、しかもオキシエチレン単位の分子量の総和が
   １，５００〜１５，０００であり、かつ該オキシエチレ
   ン単位の総重量が全オキシアルキレンの６０重量％とな
   るような親水性モノマーの１〜１５重量部と、該親水性
   モノマーと共重合可能な他のモノマーの９９〜８５重量
   部とを共重合させてビニル共重合樹脂の溶液を調製せし
   め、次いでこの共重合樹脂溶液にポリウレタン樹脂を溶
   解せしめ、しかるのち、さらに水で分散せしめることを
   特徴とする、ポリウレタン変性ビニル共重合樹脂水分散
   液の製造方法。 ５、前記したポリウレタン樹脂の存在率が、全ビニル共
   重合樹脂の１００重量部に対して１〜５０重量部となる
   割合（固形分重量比）であることを特徴とする、特許請
   求の範囲第１項または第３項に記載の樹脂水分散液。 ６、前記したポリウレタン樹脂の存在率が、全ビニル共
   重合樹脂の１００重合部に対して１〜５０重量部となる
   割合（固形分重量比）であることを特徴とする、特許請
   求の範囲第２項または第４項に記載された樹脂水分散液
   の製造方法。 ７、前記したポリウレタン樹脂が、１５０ｋｇ／ｃｍ＾
   ２以上の皮膜破断強度および３００％以上の皮膜破断伸
   長度を有するものであることを特徴とする、特許請求の
   範囲第１項または第３項に記載の樹脂水分散液。 ８、前記したポリウレタン樹脂が、１５０ｋｇ／ｃｍ＾
   ２以上の皮膜破断強度および３００％以上の皮膜破断伸
   張度を有するものであることを特徴とする、特許請求の
   範囲第２項または第４項に記載された樹脂水分散液の製
   造方法。