WO2023157807A1 - ポリウレタン樹脂組成物、人工皮革、合成皮革、及び皮革用表面処理剤 - Google Patents

ポリウレタン樹脂組成物、人工皮革、合成皮革、及び皮革用表面処理剤 Download PDF

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WO2023157807A1
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polyurethane resin
resin composition
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mmol
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康平 本田
浩直 安在
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東ソー株式会社
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    • D06N3/00Artificial leather, oilcloth or other material obtained by covering fibrous webs with macromolecular material, e.g. resins, rubber or derivatives thereof
    • D06N3/12Artificial leather, oilcloth or other material obtained by covering fibrous webs with macromolecular material, e.g. resins, rubber or derivatives thereof with macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. gelatine proteins
    • D06N3/14Artificial leather, oilcloth or other material obtained by covering fibrous webs with macromolecular material, e.g. resins, rubber or derivatives thereof with macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. gelatine proteins with polyurethanes

Definitions

  • the present disclosure relates to polyurethane resin compositions, artificial leathers, synthetic leathers, and surface treatment agents for leather.
  • Polycarbonate-based polyurethane resin compositions are used for artificial leather, synthetic leather, natural leather, etc., because they are advantageous in terms of hydrolysis resistance, heat resistance, abrasion resistance, and chemical resistance.
  • an organic diisocyanate (a1), a polymeric polyol having a carbonate skeleton (a2), and a carboxyl group-containing low molecular weight glycol (a3) are reacted to form a carboxyl group-containing isocyanate group-terminated urethane prepolymer ( A) is produced, and this is mixed with a nonionic polar group-containing polyisocyanate (B), the carboxyl groups in the system are neutralized with a neutralizing agent (C), and then the mixture is emulsified in water.
  • a method for producing a polyurethane emulsion for water-based one-component coating agents, which undergoes a chain extension reaction with water is reacted to form a carboxyl group-containing isocyanate group-terminated urethane prepolymer ( A) is produced, and this is mixed with a nonionic polar group-containing polyisocyanate (B), the carboxyl groups in the system are neutralized with a neutral
  • the polyurethane emulsion according to Patent Document 1 does not have well-balanced mechanical properties compared to solvent-based polyurethane resins, and an improvement in 100% modulus has been desired. Moreover, the polyurethane emulsion according to Patent Document 1 has insufficient shape stability when exposed to a high-temperature environment.
  • one aspect of the present disclosure is directed to providing a polyurethane resin composition having a low 100% modulus and a high softening temperature, artificial leather, synthetic leather, and a surface treatment agent for leather.
  • the isocyanate group-terminated urethane prepolymer (E) is a polyol (A1) containing a polycarbonate polyol (B1) having an ester bond and having an average number of hydroxyl functional groups exceeding 2; an organic acid (C);
  • the polyfunctional polyol (B2) is a polycarbonate polyol having an ester bond and having an average number of hydroxyl functional groups exceeding 2, containing a reaction product,
  • the content of urea groups isocyanate group-terminated urethane prepolymer (E) and a chain extender (G)
  • a polyurethane resin composition comprising a neutralizing agent (F)
  • the polyurethane resin composition is a reaction product of an isocyanate group-terminated urethane prepolymer (E) and a chain extender (G);
  • a polyurethane resin composition comprising a neutralizing agent (F)
  • the isocyanate group-terminated urethane prepolymer (E) is a polyol (A2); a polyfunctional polyol (B2) different from the polyol (A2); an organic acid (C);
  • a polyisocyanate (D) and a reaction product of The polyfunctional polyol (B2) is a polycarbonate polyol having an ester bond and having an average number of hydroxyl functional groups exceeding 2,
  • the content of urea groups derived from the chain extender (G) is the sum of the mass of the isocyanate group-terminated urethane prepolymer (E) and the mass of the chain extender (G).
  • the chain extender (G) is an amine compound having one or more primary or secondary amino groups; and The polyurethane resin composition according to (1) or (2), which is one or more selected from the group consisting of water.
  • the chain extender (G) comprises an amine compound having one or more primary or secondary amino groups; In the polyurethane resin composition, the content of the urea group derived from the amine compound is 0 mmol with respect to the sum of the mass of the isocyanate group-terminated urethane prepolymer (E) and the mass of the chain extender (G).
  • the polyurethane resin composition according to any one of (1) to (3).
  • the chain extender (G) comprises an amine compound having one or more primary or secondary amino groups;
  • the content of urea groups derived from the amine compound is more than 0 mol% and 99 mol% or less with respect to the content of urea groups derived from the chain extender (G), (1) to The polyurethane resin composition according to any one of (4).
  • the chain extender (G) contains water
  • the content of the water-derived urea group is 0 mmol with respect to the sum of the mass of the isocyanate group-terminated urethane prepolymer (E) and the mass of the chain extender (G). /g to 0.95 mmol/g or less, the polyurethane resin composition according to any one of (1) to (5).
  • the content of the polycarbonate polyol (B1) is 5 to 99% by mass with respect to the content of the polyol (A1), or
  • the content of the polyfunctional polyol (B2) is 5 to 99% by mass with respect to the sum of the content of the polyol (A2) and the content of the polyfunctional polyol (B2), (1) to The polyurethane resin composition according to any one of (7).
  • the isocyanate group-terminated urethane prepolymer (E) is a polyol (A1) containing a polycarbonate polyol (B1) having an ester bond and having an average number of hydroxyl functional groups exceeding 2; an organic acid (C);
  • a reaction product of a polyisocyanate (D) is a polycarbonate polyol having an ester bond and having an average number of hydroxyl functional groups exceeding 2, containing a reaction product,
  • a polyurethane resin composition wherein the content of the polycarbonate polyol (B1) is 40 to 99% by mass relative to the content of the polyol (A1).
  • the polyurethane resin composition is an isocyanate group-terminated urethane prepolymer (E); A polyurethane resin composition comprising a neutralizing agent (F), The isocyanate group-terminated urethane prepolymer (E) is a polyol (A2); a polyfunctional polyol (B2) different from the polyol (A2); an organic acid (C); A polyisocyanate (D) and a reaction product of The polyfunctional polyol (B2) is a polycarbonate polyol having an ester bond and having an average number of hydroxyl functional groups exceeding 2, (9), wherein the content of the polyfunctional polyol (B2) is 40 to 99% by mass with respect to the sum of the content of the polyol (A2) and the content of the polyfunctional polyol (B2); The polyurethane resin composition described.
  • the average hydroxyl value of the polyol (A1) containing the polycarbonate polyol (B1) is 30 to 150 mgKOH/g, or The polyurethane resin composition according to any one of (1) to (10), wherein the polyol (A2) and the polyfunctional polyol (B2) have an average hydroxyl value of 30 to 150 mgKOH/g.
  • the polycarbonate polyol (B1) or the polyfunctional polyol (B2) is containing a transesterification product of a polycarbonate polyol (b-1) and a polyester polyol (b-2) having an average number of hydroxyl functional groups of 3 or more, or A transesterification reaction of a polycarbonate polyol (b-1), a polyester polyol (b-2) having an average hydroxyl functional group number of 3 or more, and a polyester polyol (b-3) having an average hydroxyl functional group number of 2 or more and less than 3.
  • the polyurethane resin composition according to any one of (1) to (11), comprising a product.
  • the polycarbonate polyol (B1) or the polyfunctional polyol (B2) has an average hydroxyl functional group number of 2.1 to 3.5;
  • the polycarbonate polyol (B1) or the polyfunctional polyol (B2) has a hydroxyl value of 40 to 500 mgKOH/g,
  • the polycarbonate polyol (B1) or the polyfunctional polyol (B2) has a number average molecular weight of 400 to 4,000 g/mol
  • the mass ratio of the polycarbonate polyol (b-1) to the polyester polyol (b-2) ([mass of (b-1)]/[mass of (b-2)]) is 90/10 to 10/90,
  • the mass ratio ([mass of (b-1)]/([(b- The polyurethane resin composition according to (12), wherein the mass of 2)]+[mass of (b-3)])) is from 95/5 to 5/95.
  • the neutralizing agent (F) is a basic neutralizing agent.
  • the polyol (A1) contains a diol (A-2) and/or a trifunctional or higher polyhydric alcohol (A-3), or The polyurethane resin composition according to any one of (1) to (16), wherein the polyol (A2) contains a diol (A-2) and/or a trifunctional or higher polyhydric alcohol (A-3). .
  • a leather surface treatment agent comprising the polyurethane resin composition according to any one of (1) to (18).
  • a polyurethane resin composition an artificial leather, a synthetic leather, and a leather surface treatment agent having a low 100% modulus and a high softening temperature.
  • the numerical range indicated using “-” indicates the range including the numerical values before and after “-” as the minimum and maximum values, respectively.
  • the upper or lower limits of the numerical ranges may be replaced with the values shown in the examples.
  • the upper limit value and the lower limit value described individually can be combined arbitrarily.
  • the polyurethane resin composition according to the first aspect of the present disclosure is a reaction product of an isocyanate group-terminated urethane prepolymer (E) and a chain extender (G);
  • a polyurethane resin composition comprising a neutralizing agent (F)
  • the isocyanate group-terminated urethane prepolymer (E) is a polyol (A1) containing a polycarbonate polyol (B1) having an ester bond and having an average number of hydroxyl functional groups exceeding 2; an organic acid (C);
  • the content of urea groups derived from the chain extender (G) is the sum of the mass of the isocyanate group-terminated urethane prepolymer (E) and the mass of the chain extender (G). 0.05 to 1.00 mmol/g for
  • the polyurethane resin composition according to the modification of the first aspect of the present disclosure is a reaction product of an isocyanate group-terminated urethane prepolymer (E) and a chain extender (G);
  • a polyurethane resin composition comprising a neutralizing agent (F)
  • the isocyanate group-terminated urethane prepolymer (E) is a polyol (A2); a polyfunctional polyol (B2) different from the polyol (A2); an organic acid (C);
  • a polyisocyanate (D) and a reaction product of The polyfunctional polyol (B2) is a polycarbonate polyol having an ester bond and having an average number of hydroxyl functional groups exceeding 2,
  • the content of urea groups derived from the chain extender (G) is the sum of the mass of the isocyanate group-terminated urethane prepolymer (E) and the mass of the chain extender (G). 0.05 to 1.00 mmol/g for
  • the polyurethane resin composition according to the second aspect of the present disclosure is an isocyanate group-terminated urethane prepolymer (E); and a neutralizing agent (F),
  • the isocyanate group-terminated urethane prepolymer (E) is a polyol (A1) containing a polycarbonate polyol (B1) having an ester bond and having an average number of hydroxyl functional groups exceeding 2; an organic acid (C); A polyisocyanate (D) and a reaction product of The content of the polycarbonate polyol (B1) is 40 to 99% by mass relative to the content of the polyol (A1).
  • the polyurethane resin composition according to the modification of the second aspect of the present disclosure is an isocyanate group-terminated urethane prepolymer (E); and a neutralizing agent (F),
  • the isocyanate group-terminated urethane prepolymer (E) is a polyol (A2); a polyfunctional polyol (B2) different from the polyol (A2); an organic acid (C);
  • the polyfunctional polyol (B2) is a polycarbonate polyol having an ester bond and having an average number of hydroxyl functional groups exceeding 2,
  • the content of the polyfunctional polyol (B2) is 40 to 99% by mass with respect to the sum of the content of the polyol (A2) and the content of the polyfunctional polyol (B2).
  • polyurethane resin composition refers to the polyurethane resin composition according to the first aspect and its modifications, and the second aspect and its modifications. Any such polyurethane resin compositions are included.
  • the polyol (A1) contains a polycarbonate polyol (B1) having an ester bond and having an average number of hydroxyl functional groups exceeding two.
  • polyols other than polycarbonate polyol (B1) contained in polyol (A1) include polyester polyols, polyether polyols, polycarbonate polyols (other than polycarbonate polyols (B1)), polyolefin polyols, and any of these polyols. Examples include polyols (A-1) consisting of a combination of two or more.
  • polyol (A2) examples include polyester polyols, polyether polyols, polycarbonate polyols (but different from the polyfunctional polyol (B2)), polyolefin polyols, and polyols (A -1).
  • Polyester polyols include polyester polyols obtained from diols and dicarboxylic acids and/or their anhydrides (polyester diols), and polyester polyols obtained by ring-opening addition polymerization of cyclic ester compounds such as lactones using diols as initiators.
  • polyester diol a polyester polyol obtained from a tri- or more functional polyhydric alcohol, a diol, a dicarboxylic acid and/or an anhydride thereof, or a tri- or more functional polyhydric alcohol, and optionally a diol, as an initiator
  • polyester polyols obtained by ring-opening addition polymerization of cyclic ester compounds such as lactones, and combinations of any two or more thereof.
  • diols examples include ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol and 1,5-pentanediol.
  • tri- or higher functional polyhydric alcohols examples include trimethylolpropane, trimethylolethane, glycerin, pentaerythritol, dipentaerythritol, sorbitol, etc., and combinations of any two of these. Among these, trimethylolpropane, trimethylolethane, and pentaerythritol are preferred.
  • Dicarboxylic acids and/or anhydrides thereof include, for example, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, tetrahydrophthalic acid, hexahydrophthalic acid, cyclohexanedicarboxylic acid, maleic acid, fumaric acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, Glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid, hydrogenated dimer fatty acids, tartaric acid, etc., and anhydrides thereof, and combinations of any two or more thereof.
  • Cyclic ester compounds include, for example, ⁇ -propiolactone, ⁇ -butyrolactone, ⁇ -butyrolactone, ⁇ -valerolactone, ⁇ -valerolactone, ⁇ -valerolactone, ⁇ -caprolactone, ⁇ -caprolactone, ⁇ -caprolactone, ⁇ -caprolactone, ⁇ -methyl- ⁇ -caprolactone, ⁇ -methyl- ⁇ -caprolactone, 4-methylcaprolactone, ⁇ -caprylolactone, ⁇ -caprylolactone, ⁇ -palmitolactone, etc., and these Arbitrary two or more kinds of combinations are mentioned.
  • a ring-opening addition polymer of ⁇ -caprolactone using a diol, 2-methyl-1,8-octanediol or the like as an initiator is preferable from the viewpoint of stability during polymerization and economy.
  • Polyether polyols include, for example, polyethylene glycol, polypropylene ether polyol, polytetramethylene ether polyol, and any combination of two or more thereof.
  • polycarbonate polyols examples include the following ( ⁇ ), ( ⁇ ) and ( ⁇ ) polycarbonate polyols, the following ( ⁇ ') and ( ⁇ ') polycarbonate polyols, and combinations of any two or more thereof. mentioned.
  • the polycarbonate polyol contained in the polyol (A-1) is different from the polycarbonate polyol (B1) and polyfunctional polyol (B2).
  • the diol (a-1) includes, for example, the same diols mentioned in the description of the polyester polyol. Among them, ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,9-nonanediol, 3-methyl-1,5-pentane A diol, 2-methyl-1,8-octanediol, is preferred.
  • Carbonic acid ester (a-2) includes, for example, dialkyl carbonates such as dimethyl carbonate and diethyl carbonate; alkylene carbonates such as ethylene carbonate and propylene carbonate; diphenyl carbonate, dinaphthyl carbonate, dianthryl carbonate and diphenanthryl carbonate. , diindanyl carbonate, tetrahydronaphthyl carbonate, etc.; and combinations of any two or more thereof.
  • the cyclic ester compound (a-3) includes, for example, the same cyclic ester compounds mentioned in the explanation of the polyester polyol.
  • Examples of the polycarbonate polyol (a-4) include the same ones as those mentioned in the explanation of the polycarbonate polyol ( ⁇ ).
  • polyester polyol (a-5) examples include the same polyester polyols (polyester diols) mentioned in the explanation of the polyester polyol.
  • polyhydric alcohol (a-6) examples include the same polyhydric alcohols mentioned in the explanation of the polyester polyol. Among these, trimethylolpropane, trimethylolethane, and pentaerythritol are preferred.
  • the polycarbonate polyol (a-7) is a polycarbonate polyol having 2 or more functional groups, may be a polycarbonate polyol (a-7-1) having 2 functional groups, or a polycarbonate polyol (a-7) having 3 or more functional groups. 7-2), or a combination of two or more selected from polycarbonate polyol (a-7-1) and polycarbonate polyol (a-7-2).
  • Examples of the polycarbonate polyol (a-7-1) include those mentioned in the explanation of the polycarbonate polyol ( ⁇ ).
  • Examples of the polycarbonate polyol (a-7-2) include those mentioned in the explanation of the polycarbonate polyol ( ⁇ ').
  • polyolefin polyols examples include hydroxyl-terminated polybutadiene, hydrogenated products thereof, hydroxyl-containing chlorinated polyolefins, and combinations of any two or more thereof.
  • the polyol (A-1) preferably contains a polycarbonate polyol, and more preferably contains a polycarbonate diol.
  • the number average molecular weight of the polyol (A-1) is preferably 300 to 10,000, may be 500 to 7,000, may be 800 to 5,000, and may be 1000 to 3,000. good too.
  • the details of the method for measuring the number average molecular weight may be as described in Examples below.
  • the average hydroxyl value of the polyol (A-1) is preferably 30-500 mgKOH/g, more preferably 40-400 mgKOH/g, even more preferably 50-300 mgKOH/g.
  • the average hydroxyl value is 30 mgKOH/g or more, the urethane group concentration in the polyurethane resin does not become too low, and the strength at break in a tensile test is further improved.
  • the average hydroxyl value is 500 mgKOH/g or less, the urethane group concentration does not become too high, and the elongation at break in a tensile test is further improved.
  • Polyol (A1) is a polyol other than polycarbonate polyol (B1), in addition to polyol (A-1), or instead of polyol (A-1), diol (A-2) and/or trifunctional or higher of the polyhydric alcohol (A-3).
  • the polyol (A2) includes a diol (A-2) and/or a trifunctional or higher polyhydric alcohol (A-3) in addition to the polyol (A-1) or instead of the polyol (A-1). may contain.
  • the diol (A-2) and the polyhydric alcohol (A-3) are different from the polyol (A-1).
  • diol (A-2) examples include the same diols mentioned in the explanation of the polyester polyol. Among them, ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,8-octanediol, 1,9-nonanediol, 2- Methyl-1,8-octanediol is preferred.
  • Examples of the polyhydric alcohol (A-3) include the same polyhydric alcohols mentioned in the explanation of the polyester polyol. Among them, trimethylolpropane, trimethylolethane, and pentaerythritol are preferable from an economical point of view.
  • the molar ratio of polyol (A-1) to diol (A-2) and/or polyhydric alcohol (A-3) in polyol (A1) and polyol (A2) [polyol (A-1) / (diol ( A-2) and/or polyhydric alcohol (A-3)] is preferably 10/0 to 1/20, more preferably 10/0 to 1/10, 7/1 to 1 It is more preferably /5.With this range, a polyurethane resin composition having a lower 100% modulus and a higher softening temperature can be obtained.
  • the polycarbonate polyol (B1) is a polycarbonate polyol having an ester bond and having an average number of hydroxyl functional groups exceeding two. Moreover, the polycarbonate polyol (B1) is included in the polyol (A1).
  • the polyfunctional polyol (B2) is different from the polyol (A2), has an ester bond, and has an average hydroxyl functional group number of Polycarbonate polyols greater than 2.
  • Polycarbonate polyols (B1) and polyfunctional polyols (B2) include, for example, the following ( ⁇ ′′) and ( ⁇ ′′) copolymer polyols, and combinations of any two or more thereof.
  • ⁇ ′′ A copolymer polyol (hereinafter referred to as “polycarbonate polyol ( ⁇ ′′), which is a transesterification product of a polycarbonate polyol (b-1) and a polyester polyol (b-2) having an average number of hydroxyl functional groups of 3 or more ”.)
  • a copolymer polyol that is a transesterification product hereinafter also referred to as "polycarbonate polyol ( ⁇ ")
  • Copolymer polyols not only achieve both high strength and high
  • polycarbonate polyol (b-1) the same ones as those mentioned in the explanation of the polycarbonate polyol (a-7) can be mentioned.
  • the polyester polyol (b-2) includes, for example, the following polyester polyols ( ⁇ ) to ( ⁇ ), and combinations of any two or more thereof.
  • ⁇ ) a polyhydric alcohol (b-2-3) having an average number of hydroxyl functional groups of 3 or more and an optionally used difunctional alcohol (b-2-5) as an initiator, a cyclic compound such as a lactone Polyester polyol obtained by ring-opening addition polymerization of the ester compound (b-2-4) hereinafter also referred to as "polyester polyol ( ⁇ )
  • Examples of the diol (b-2-1), dicarboxylic acid and/or its anhydride (b-2-2), and cyclic ester compound (b-2-4) include the diols and dicarboxylic acids mentioned in the explanation of the polyester polyol. Acids and/or anhydrides thereof, and the same as cyclic ester compounds can be mentioned.
  • polyhydric alcohol (b-2-3) examples include the same trifunctional or higher polyhydric alcohols mentioned in the description of the polyester polyol.
  • bifunctional alcohols (b-2-5) such as ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, butanediol, neopentyl glycol, hexamethylene glycol, dipropylene glycol, and trimethylene glycol
  • the polyester polyol ( ⁇ ) is a polyester polyol having a site derived from the polyhydric alcohol (b-2-3) and a site derived from the cyclic ester compound (b-2-4).
  • it may further contain a polyester polyol having a site derived from the difunctional alcohol (b-2-5) and a site derived from the cyclic ester compound (b-2-4).
  • catalysts include known transesterification catalysts, for example, metal alkoxides such as lithium methoxide, sodium methoxide, sodium ethoxide, potassium methoxide, potassium ethoxide; lithium acetylacetonate, aluminum acetylacetonate, Metal enolates such as zirconium acetylacetonate; Metal carbonates such as lithium carbonate, sodium carbonate and potassium carbonate; Metal hydroxides such as lithium hydroxide, sodium hydroxide and potassium hydroxide; Lithium acetate, sodium acetate and potassium acetate tertiary alkylamines such as trimethylamine, triethylamine, diisopropylethylamine and tributylamine; cyclic azines such as pyridine, pyrazine and quinoline; N-methylpyr
  • the mass ratio of the polycarbonate polyol (b-1), the polyester polyol (b-2) having an average hydroxyl group functionality of 3 or more and the polyester polyol (b-3) having an average hydroxyl group functionality of 2 or more and less than 3 is preferably 95/5 to 5/95, and 90/10 to 10 /90, more preferably 80/20 to 20/80, even more preferably 70/30 to 30/70, particularly preferably 60/40 to 40/60 .
  • the cohesive force of the polycarbonate polyol (b-1), the urethane group concentration, the polyester polyol (b-2), or the polyester polyol (b-2) and the polyester polyol (b-) can be obtained by balancing the content with 3).
  • Polycarbonate polyol (B1) and polyfunctional polyol (B2) have an average hydroxyl functional group number of preferably 2.1 to 3.5, more preferably 2.2 to 3.0, and 2.3 to It is more preferably 2.9, and particularly preferably 2.4 to 2.8.
  • average number of hydroxyl group functional groups is 3.5 or less, the elongation at break in the tensile test tends to be further improved, and when the average number of hydroxyl group functional groups is 2.1 or more, the strength at break in the tensile test tends to further improve.
  • the average hydroxyl value of the polycarbonate polyol (B1) and polyfunctional polyol (B2) is preferably 40-500 mgKOH/g, more preferably 50-300 mgKOH/g.
  • the average hydroxyl value is 40 mgKOH/g or more, the urethane group concentration in the polyurethane resin does not become too low, and the strength at break in a tensile test is further improved.
  • the average hydroxyl value is 500 mgKOH/g or less, the urethane group concentration does not become too high, and the elongation at break in a tensile test is further improved.
  • the polycarbonate polyol (B1) and polyfunctional polyol (B2) preferably have a number average molecular weight of 400 to 4,000 g/mol, more preferably 500 to 3000 g/mol.
  • the number average molecular weight is 400 g/mol or more, the urethane group concentration in the polyurethane does not become too high, the initial modulus is suppressed, and the flexibility is further improved.
  • the number average molecular weight is 4000 g/mol or less, the urethane group concentration in the polyurethane resin does not become too low, and the strength at break in the tensile test is further improved.
  • the ester group concentration of polycarbonate polyol (B1) and polyfunctional polyol (B2) is preferably 10 to 90% by mass, more preferably 15 to 80% by mass, and 20 to 70% by mass. More preferably, it is particularly preferably 25 to 60% by mass.
  • the ester group concentration is 10% by mass or more, it tends to be easy to obtain a polyurethane resin having excellent low-temperature properties.
  • the ester group concentration is 90% by mass or less, it tends to be easy to obtain a polyurethane resin having excellent long-term durability such as resistance to moist heat.
  • the number average molecular weight of the polycarbonate polyol (b-1) is preferably 400 to 5,000 g/mol, more preferably 500 to 3,000 g/mol, in consideration of ease of synthesis and ease of handling. preferable.
  • Polycarbonate polyol (B1) and polyfunctional polyol (B2) are polycarbonate polyol (b-1), polyester polyol (b-2) having an average number of hydroxyl functional groups of 3 or more, and optionally an average number of hydroxyl functional groups of 2. It can be produced by subjecting polyester polyol (b-3) of less than 3 to a transesterification reaction. At this time, it is preferable to use a catalyst.
  • (b-3) When (b-3) is included, 0.0001 of the total mass of the polycarbonate polyol (b-1), the polyester polyol (b-2) having an average number of hydroxyl functional groups of 3 or more, and the polyester polyol (b-3) ⁇ 1% by mass, preferably 0.001 to 0.1% by mass.
  • the amount of catalyst is at least the lower limit value, it is possible to further suppress the reaction time from becoming long, so that the obtained polycarbonate polyol becomes more difficult to be colored. Turbidity is further suppressed when the catalyst amount is equal to or less than the upper limit.
  • the reaction temperature for the transesterification reaction is preferably 70-250°C, more preferably 80-220°C.
  • the content of the polycarbonate polyol (B1) is preferably 5 to 99% by mass, more preferably 10 to 90% by mass, based on the content of the polyol (A1) in the polyurethane resin composition. 20 to 80% by mass is more preferable, and 30 to 70% by mass is particularly preferable.
  • the content of the polycarbonate polyol (B1) is within the above range, when used as a polyurethane film, it is particularly easy to obtain a polyurethane film having good 100% modulus and good heat resistance.
  • the content of the polycarbonate polyol (B1) is 99% by mass or less, it is easy to obtain a polyurethane dispersion having particularly excellent handleability, and it is particularly easy to obtain a polyurethane film having an excellent 100% modulus.
  • the content of the polycarbonate polyol (B1) is 5% by mass or more, it is easy to obtain a polyurethane film particularly excellent in heat resistance.
  • the content of the polyfunctional polyol (B2) is the same as the content of the polycarbonate polyol (B1) in the first aspect.
  • “with respect to the content of polyol (A1) in the polyurethane resin composition” is "to the sum of the content of polyol (A2) in the polyurethane resin composition and the content of polyfunctional polyol (B2). against”.
  • the content of the polycarbonate polyol (B1) is preferably 40 to 99% by mass, more preferably 45 to 90% by mass, based on the content of the polyol (A1) in the polyurethane resin composition. 50 to 80 mass % is more preferred, and 55 to 70 mass % is particularly preferred.
  • the content of the polycarbonate polyol (B1) is within the above range, when used as a polyurethane film, the softening temperature is particularly excellent, and it is easy to obtain a polyurethane resin having both 100% modulus, breaking strength and breaking elongation.
  • the content of the polyfunctional polyol (B2) is the same as the content of the polycarbonate polyol (B1) in the second aspect.
  • “with respect to the content of polyol (A1) in the polyurethane resin composition” is "to the sum of the content of polyol (A2) in the polyurethane resin composition and the content of polyfunctional polyol (B2). against”.
  • the average hydroxyl value of the polyol (A1) in the first aspect and the second aspect, the polyol (A2) in the modification of the first aspect and the modification of the second aspect, and the polyfunctional polyol (B2) is preferably 30 to 150 mg KOH, more preferably 40 to 130 mg KOH, still more preferably 50 to 120 mg KOH, and particularly preferably 60 to 110 mg KOH.
  • the average hydroxyl value is within the above range, when used as a polyurethane film, there is a tendency to obtain a polyurethane film having particularly good 100% modulus and good heat resistance. Further, when the average hydroxyl value is 130 mgKOH or less, it is easy to obtain a polyurethane film particularly excellent in 100% modulus.
  • crosslinking density The crosslink density for the isocyanate group-terminated urethane prepolymer (E) and the optionally contained chain extender (G) is preferably 0.02 to 0.30, more preferably 0.05 to 0.25, and 0 0.10 to 0.20 is more preferred.
  • crosslink density When the crosslink density is within the above range, when used as a polyurethane film, it is particularly easy to obtain a polyurethane film having both good 100% modulus and good heat resistance. Further, when the crosslink density is 0.30 or less, it is easy to obtain a polyurethane film particularly excellent in 100% modulus.
  • Organic acid (C) imparts, for example, hydrophilicity to the isocyanate group-terminated urethane prepolymer (E) obtained by reaction with the polyisocyanate (D), and the hydrophilicity that can make the finally obtained resin composition water-based. It may be a group-containing monomer.
  • organic acid (C) examples include those having one or more active hydrogen groups.
  • Organic acids include carboxylic acids, sulfonic acids, phosphoric acids, phosphonic acids, phosphinic acids, thiosulfonic acids, etc., and combinations of any two or more thereof. These groups may be introduced independently or may be associated like a chelate. Among them, dimethylol fatty acid having a carboxy group (--COOH) is more preferable.
  • the dimethylol fatty acid may be, for example, a compound represented by the following formula (c).
  • R c represents an aliphatic hydrocarbon group.
  • the number of carbon atoms in the aliphatic hydrocarbon group represented by R c may be, for example, 1 or more and may be 10 or less, 6 or less, or 3 or less.
  • the aliphatic hydrocarbon group represented by Rc may be linear or branched.
  • the aliphatic hydrocarbon group represented by R c is, for example, —CH 3 , —CH 2 CH 3 , —CH 2 CH 2 CH 3 , or CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3 . you can
  • dimethylol fatty acids examples include dimethylolpropionic acid (2,2-dimethylolpropanoic acid, etc.), dimethylolbutanoic acid, dimethylolpentanoic acid, dimethylolalkanoic acid such as dimethylolnonanoic acid, and any of these. Combinations of two or more are included.
  • the content of the organic acid (C) is 0.01 mmol/g or more based on the sum of the mass of the isocyanate group-terminated urethane prepolymer (E) and the mass of the chain extender (G) in the polyurethane resin composition. 0.10 mmol/g or more, 0.20 mmol/g or more, or 0.30 mmol/g or more, 0.80 mmol/g or less, 0.70 mmol/g or less, 0.60 mmol/g or less, 0.50 mmol /g or less, or 0.40 mmol/g or less.
  • the number of isocyanate groups in polyisocyanate (D) may be, for example, 6 or less, 4 or less, or 3 or less.
  • the number of isocyanate groups in the polyisocyanate (D) may be, for example, 2-3, and may be 2.
  • Polyisocyanate (D) may be, for example, a compound having multiple isocyanate groups and a hydrocarbon group connecting the multiple isocyanate groups.
  • the polyisocyanate (D) is not particularly limited, and includes conventionally known various polyisocyanates.
  • aliphatic isocyanates such as hexamethylene diisocyanate, 1,5-pentamethylene diisocyanate, 1,4-tetramethylene diisocyanate, 2-methylpentane-1,5-diisocyanate, lysine diisocyanate;
  • Alicyclic diisocyanates such as diisocyanate, hydrogenated xylene diisocyanate, hydrogenated diphenylmethane diisocyanate, and hydrogenated tetramethylxylene diisocyanate; 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 2,4'-diphenylmethane diisocyanate, 2,2'-diphenylmethane diisocyanate, 4,4'-diphenyl ether diisocyanate
  • the polyisocyanate (D) is preferably an aliphatic diisocyanate or an alicyclic diisocyanate, more preferably an alicyclic diisocyanate, and even more preferably isophorone diisocyanate or hydrogenated diphenylmethane diisocyanate.
  • the ratio of the total number of moles of hydroxyl groups possessed by the polyol (A1) excluding the polycarbonate polyol (B1) to the total number of moles of isocyanate groups possessed by the polyisocyanate (D) (hydroxyl group/isocyanate group) may be, for example, 0.200 or greater, 0.300 or greater, or 0.400 or greater, and may be 1.000 or less, 0.950 or less, 0.900 or less, or 0.800 or less.
  • the ratio (hydroxyl group/isocyanate group) is the same as the ratio (hydroxyl group/isocyanate group) in the first aspect and the second aspect.
  • total number of moles of hydroxyl groups in polyol (A1) excluding polycarbonate polyol (B1) should be read as “total number of moles of hydroxyl groups in polyol (A2)”.
  • One embodiment of the isocyanate group-terminated urethane prepolymer (E) includes, for example, a polyol (A1) containing a polycarbonate polyol (B1) having an ester bond and having an average number of hydroxyl functional groups exceeding 2, and an organic acid (C ) with the polyisocyanate (D).
  • a modified example of one embodiment of the isocyanate group-terminated urethane prepolymer (E) is, for example, a polyol (A2), a polyfunctional polyol (B2), an organic acid (C), and a polyisocyanate (D). may contain objects.
  • Neutralizing agent (F) is preferably a basic neutralizing agent.
  • Examples of the neutralizing agent (F) include ammonia, ethylamine, trimethylamine, triethylamine, triisopropylamine, tributylamine, triethanolamine, N-methyldiethanolamine, N-phenyldiethanolamine, monoethanolamine, dimethylethanolamine, diethylethanol.
  • Organic amines such as amines, morpholine, N-methylmorpholine, 2-amino-2-ethyl-1-propanol, and higher alkyl-modified morpholines; Alkali metals such as lithium, potassium and sodium; Inorganic compounds such as sodium hydroxide and potassium hydroxide alkalis; and the like, and combinations of any two or more of these.
  • highly volatile neutralizing agents such as ammonia, trimethylamine, and triethylamine, which are dissociated by heating, are preferred.
  • the neutralizing agent may be a trialkylamine.
  • Trialkylamines include, for example, trimethylamine, triethylamine, triisopropylamine and tributylamine.
  • the neutralizing agent (F) may further contain an anionic polar group compound and a cationic polar group-containing compound in order to improve the water dispersion stability of the polyurethane resin composition.
  • anionic polar group-containing compound examples include those composed of an organic acid having one or more active hydrogen groups and a neutralizing agent.
  • Organic acids include carboxylates, sulfonates, phosphates, phosphonates, phosphinates, thiosulfonates, etc., and combinations of any two or more thereof. These groups may be introduced independently or may be associated like a chelate.
  • Examples of cationic polar group-containing compounds include a tertiary amine having one or more active hydrogen groups; and one or more selected from neutralizing agents for inorganic acids and organic acids, and quaternizing agents.
  • Tertiary amines having one or more active hydrogen groups include, for example, N,N-dimethylethanolamine, N,N-diethylethanolamine, N,N-dipropylethanolamine, N,N-diphenylethanolamine, N -methyl-N-ethylethanolamine, N-methyl-N-phenylethanolamine, N,N-dimethylpropanolamine, N-methyl-N-ethylpropanolamine, N-methyldiethanolamine, N-ethyldiethanolamine, N-methyl Dipropanolamine, N-phenyldiethanolamine, N-phenyldipropanolamine, N-hydroxyethyl-N-hydroxypropyl-methylamine, N,N'-dihydroxyethylpiperazine, triethanolamine, trisisopropanolamine, N-methyl- Bis-(3-aminopropyl)-amine, N-methyl-bis-(2-aminopropyl)-amine
  • inorganic acids and organic acids include hydrochloric acid, acetic acid, lactic acid, cyanoacetic acid, phosphoric acid, sulfuric acid, and combinations of any two or more thereof.
  • Examples of the quaternizing agent include alkyl halides such as dimethyl sulfate, benzyl chloride, bromoacetamide, chloroacetamide, ethyl bromide, propyl bromide, and butyl bromide, and combinations of any two or more thereof. mentioned.
  • cationic polar group-containing compounds include cationic compounds such as primary amine salts, secondary amine salts, tertiary amine salts, and pyridinium salts.
  • the content of the neutralizing agent in the polyurethane resin composition is 0.01 mmol/g or more and 0.01 mmol/g or more, based on the total weight of the isocyanate group-terminated urethane prepolymer (E) and the chain extender (G). 10 mmol/g or more, 0.20 mmol/g or more, or 0.30 mmol/g or more, 0.80 mmol/g or less, 0.70 mmol/g or less, 0.60 mmol/g or less, 0.50 mmol/g or less, or 0.40 mmol/g or less.
  • the isocyanate group-terminated urethane prepolymer (E) may be diluted to an arbitrary solid content with an organic solvent inert to the isocyanate group.
  • organic solvent examples include aromatic solvents such as toluene, xylene, Swasol (aromatic hydrocarbon solvent manufactured by Maruzen Petrochemical Co., Ltd.), Solvesso (aromatic hydrocarbon solvent manufactured by ExxonMobil); hexane; Alicyclic hydrocarbon solvents such as cyclohexane and isophorone; Ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and cyclohexanone; Ester solvents such as ethyl acetate, butyl acetate and isobutyl acetate.
  • aromatic solvents such as toluene, xylene, Swasol (aromatic hydrocarbon solvent manufactured by Maruzen Petrochemical Co., Ltd.), Solvesso (aromatic hydrocarbon solvent manufactured by ExxonMobil); hexane; Alicyclic hydrocarbon solvents such as cyclohexane and isophorone; Ketone solvents such
  • glycol ether ester solvents such as ethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol-3-methyl-3-methoxybutyl acetate, ethylene glycol ethyl-3-ethoxypropionate; ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol Glycol ether solvents such as dibutyl ether, propylene glycol dibutyl ether and dipropylene glycol dimethyl ether; ether solvents such as tetrahydrofuran and dioxane; and combinations of any two or more thereof.
  • Ester-based solvents such as ethyl acetate, butyl acetate, and isobutyl acetate, which can be easily removed when the organic solvent is removed and can be heated up to 50 to 100°C when forming the isocyanate group-terminated urethane prepolymer (E), are used.
  • the polyisocyanate (D), the polyol (A1) and the organic acid (C) are added under conditions in which the number of moles of isocyanate groups is greater than the number of moles of hydroxyl groups, If necessary, they are reacted in a diluted solvent to produce an isocyanate group-terminated prepolymer before neutralization.
  • a known urethanization catalyst may be used.
  • the reaction temperature is preferably 0 to 100°C, particularly preferably 20 to 90°C.
  • polyol (A1) shall be read as “polyol (A2), polyfunctional polyol (B2)”.
  • the chain extender (G) is a compound that reacts with the isocyanate group-terminated urethane prepolymer (E) to form a polyurethane resin.
  • the chain extender for example, a compound having a functional group capable of reacting with an isocyanate group such as a primary amino group (—NH 2 ), a secondary amino group (—NH—), or a hydroxy group (—OH), or Water (H 2 O) can be mentioned.
  • the chain extender (G) is preferably one or more selected from the group consisting of water and an amine compound having one or more primary or secondary amino groups.
  • the amine compound as the chain extender (G) may be an amine compound having two or more amino groups selected from the group consisting of primary amino groups and secondary amino groups. It may be a compound having one amino group selected from the group consisting of and one or more hydroxyl groups (--OH).
  • the amine compound is at least one selected from the group consisting of aliphatic diamines and alicyclic diamines.
  • the amine compound may be, for example, a compound represented by the formula (g1): H 2 NR g -NH 2 .
  • Rg represents an aliphatic hydrocarbon group or an alicyclic hydrocarbon group.
  • Amine compounds include, for example, ethylenediamine, hexamethylenediamine, xylylenediamine, isophoronediamine, diethylenetriamine, N-aminoethyl-N-ethanolamine, monoethanolamine, etc., and combinations of any two or more thereof. .
  • a curing catalyst may be used as necessary during the chain extension reaction.
  • curing catalysts include metal-based catalysts such as dioctyltin dilaurate, zinc naphthenate and bismuth compounds, and usual curing catalysts such as amine-based catalysts such as triethylenediamine and N-methylmorpholine.
  • metal-based catalysts such as dioctyltin dilaurate, zinc naphthenate and bismuth compounds
  • usual curing catalysts such as amine-based catalysts such as triethylenediamine and N-methylmorpholine.
  • the use of a curing catalyst can further lower the reaction temperature.
  • the equivalent ratio (active hydrogen group/isocyanate group) of the active hydrogen groups (amino groups and hydroxyl groups) of the amine compound of the chain extender (G) to the isocyanate groups of the isocyanate group-terminated urethane prepolymer (E) is, for example, It is preferably from 0 to 1.1, more preferably from 0.05 to 1.05, even more preferably from 0.10 to 1.00, and preferably from 0.2 to 0.8. Especially preferred. When this ratio is within the above range, a polyurethane resin having 100% modulus and excellent heat resistance is easily formed.
  • the polyurethane resin composition can be prepared, for example, by neutralizing an isocyanate group-terminated urethane prepolymer (E) with a neutralizing agent (F) to obtain a neutralized product of the isocyanate group-terminated urethane prepolymer (E); A neutralized product of the terminal urethane prepolymer (E) is emulsified with water and reacted with the chain extender (G) to obtain a polyurethane resin composition.
  • the chain extender (G) As a method of conducting a chain extension reaction between the isocyanate group-terminated urethane prepolymer (E) and the chain extender (G), the chain extender (G) is dissolved in water in advance, and an aqueous solution of this chain extender (G) is prepared.
  • a method of charging an aqueous solution of the chain extender (G) to carry out a chain extension reaction, or the like can be used.
  • the lower limit of the content of urea groups derived from the chain extender (G) is, in the polyurethane resin composition, with respect to the sum of the mass of the isocyanate group-terminated urethane prepolymer (E) and the mass of the chain extender (G), For example, 0.05 mmol/g or more, 0.07 mmol/g or more, 0.10 mmol/g or more, 0.13 mmol/g or more, 0.15 mmol/g or more, 0.20 mmol/g or more, or 0.25 mmol/g or more.
  • the upper limit of the content of the urea group derived from the chain extender (G) is, in the polyurethane resin composition, with respect to the sum of the mass of the isocyanate group-terminated urethane prepolymer (E) and the mass of the chain extender (G), For example, 1.00 mmol/g or less, 0.95 mmol/g or less, 0.90 mmol/g or less, 0.80 mmol/g or less, 0.75 mmol/g or less, 0.70 mmol/g or less, 0.60 mmol/g or less , 0.55 mmol/g or less, 0.50 mmol/g or less, or 0.45 mmol/g or less.
  • the content of the urea group derived from the chain extender (G) is, in the polyurethane resin composition, with respect to the sum of the mass of the isocyanate group-terminated urethane prepolymer (E) and the mass of the chain extender (G), For example, 0.05 mmol/g or more and 1.00 mmol/g or less, 0.07 mmol/g or more and 0.90 mmol/g or less, 0.10 mmol/g or more and 0.80 mmol/g or less, 0.13 mmol/g or more and 0.70 mmol/g /g or less, or 0.15 mmol/g or more and 0.60 mmol/g or less.
  • the content of the urea group derived from the chain extender (G) is within the above range, when used as a polyurethane film, it is easy to obtain a polyurethane film having even better 100% modulus and heat resistance. Moreover, when the content of the urea group derived from the chain extender (G) is 1.00 mmol/g or less, a polyurethane film having a further excellent 100% modulus can be easily obtained.
  • the chain extender (G) does not contain anything other than an amine compound having one or more primary or secondary amino groups and water (i.e., the chain extender contains an amine having one or more primary or secondary amino groups compound and water)
  • the content of urea groups derived from the chain extender (G) corresponds to the sum of the content of urea groups derived from the amine compound and the content of urea groups derived from water.
  • Chain extender (G) may comprise an amine compound having one or more primary or secondary amino groups.
  • the lower limit of the content of the urea group derived from the amine compound is, for example, , greater than 0 mmol/g, 0.01 mmol/g or more, 0.02 mmol/g or more, 0.03 mmol/g or more, 0.05 mmol/g or more, 0.10 mmol/g or more, 0.13 mmol/g or more, 0. It may be 15 mmol/g or more, 0.20 mmol/g or more, or 0.25 mmol/g or more.
  • the upper limit of the content of the urea group derived from the amine compound is, for example, 0.5 to the sum of the mass of the isocyanate group-terminated urethane prepolymer (E) and the chain extender (G) in the polyurethane resin composition.
  • the content of the urea group derived from the amine compound is, in the polyurethane resin composition, for example, 0 mmol/ more than 0.95 mmol/g, 0.01 mmol/g or more and 0.9 mmol/g or less, 0.02 mmol/g or more and 0.80 mmol/g or less, 0.05 mmol/g or more and 0.70 mmol/g or less, 0.
  • the chain extender (G) may contain water.
  • the lower limit of the water-derived urea group content is, for example, 0 mmol/g with respect to the sum of the mass of the isocyanate group-terminated urethane prepolymer (E) and the mass of the chain extender (G) in the polyurethane resin composition. over, 0.01 mmol/g or more, 0.02 mmol/g or more, 0.03 mmol/g or more, 0.05 mmol/g or more, 0.07 mmol/g or more, 0.10 mmol/g or more, 0.13 mmol/g or more , 0.15 mmol/g or greater, 0.20 mmol/g or greater, or 0.25 mmol/g or greater.
  • the upper limit of the water-derived urea group content is, for example, 0.95 mmol with respect to the total mass of the isocyanate group-terminated urethane prepolymer (E) and the chain extender (G) in the polyurethane resin composition. /g or less, 0.90 mmol/g or less, 0.80 mmol/g or less, 0.70 mmol/g or less, 0.60 mmol/g or less, 0.60 mmol/g or less, 0.50 mmol/g or less, 0.40 mmol/g g or less, 0.30 mmol/g or less, or 0.25 mmol/g or less.
  • the content of water-derived urea groups is, for example, 0 mmol/g with respect to the sum of the mass of the isocyanate group-terminated urethane prepolymer (E) and the mass of the chain extender (G) in the polyurethane resin composition.
  • 0.05 mmol/g to 0.70 mmol/g 0.10 mmol /g or more and 0.60 mmol/g or less, 0.13 mmol/g or more and 0.50 mmol/g or less, 0.15 mmol/g or more and 0.40 mmol/g or less, 0.20 mmol/g or more and 0.34 mmol/g or less, or It may be 0.25 mmol/g or more and 0.30 mmol/g or less.
  • water-derived urea group content is within the above range, it is easy to obtain a polyurethane film having even better 100% modulus and heat resistance when used as a polyurethane film. Further, when the content of water-derived urea groups is 0.95 mmol/g or less, a polyurethane film having a further excellent 100% modulus is easily obtained.
  • the lower limit is, for example, more than 0 mol%, 1 mol% or more, 3 mol% or more, 5 mol% or more, 10 mol% or more, 15 mol% or more, 20 mol% or more, It may be 25 mol % or more, or 30 mol % or more.
  • the upper limit of the urea group ratio derived from the amine compound is, for example, 99 mol% or less, 97 mol% or less, 95 mol% or less, 90 mol% or less, 85 mol% or less, 80 mol% or less, 75 mol% or less, 70 mol% or less, or 65 mol% or less. It's okay.
  • the urea group ratio derived from the amine compound may be, for example, more than 0 mol% and 99 mol% or less, 5 mol% or more and 95 mol% or less, 10 mol% or more and 90 mol% or less, 15 mol% or more and 80 mol% or less, or 20 mol% or more and 70 mol% or less.
  • the urea group ratio derived from the amine compound is within the above range, when used as a polyurethane film, it is easy to obtain a polyurethane film having even better 100% modulus and heat resistance. Further, when the urea group ratio derived from the amine compound is 99 mol % or less, it is easy to obtain a polyurethane film having a further excellent 100% modulus.
  • urea groups derived from the chain extender (G) Content of urea groups derived from the chain extender (G), content of urea groups derived from the amine compound, content of urea groups derived from water and content of urea groups derived from the chain extender (G) derived from the amine compound
  • the urea group content can also be calculated using 1 H-NMR measurement.
  • the polyurethane resin composition may further contain a curing agent (X).
  • the curing agent (X) cures the reaction product of the isocyanate group-terminated urethane prepolymer (E) and the chain extender (G) to form a polyurethane resin.
  • the curing agent (X) is one part of a two-part system.
  • Specific examples of the curing agent (X) include urethane-modified, urea-modified, allophanate-modified, burette-modified, uretdione-modified and isocyanurate-modified organic diisocyanates. Among these, trimers and adducts of hexamethylene diisocyanate (HDI) and isophorone diisocyanate (IPDI) are preferred.
  • the polyurethane resin composition may contain various additives in order to improve physical properties and add various physical properties.
  • Various additives include film-forming agents, viscosity modifiers, anti-gelling agents, flame retardants, plasticizers, antioxidants, UV absorbers, antibacterial agents, fillers, internal mold release agents, reinforcing materials, and matting agents. , conductivity imparting agents, charge control agents, antistatic agents, lubricants, dyes, pigments and other processing aids.
  • the polyurethane resin composition may be an emulsion obtained by neutralizing an isocyanate group-terminated urethane prepolymer (E) with a neutralizing agent (F).
  • the polyurethane resin composition thus obtained is preferably used as an aqueous polyurethane resin emulsion.
  • a molded article such as a coating or film that is tough, has a 100% reduced modulus (good texture), and has a high softening temperature.
  • leather applications such as leather and synthetic leather, and as a surface treatment agent for leather.
  • the 100% modulus is one of the indexes for quantifying the moist, elastic and high-class feeling when touching synthetic leather, and when the numerical value is within a certain numerical range, the polyurethane resin has the above properties. becomes.
  • the polyurethane resin composition may be of the one-component type or the two-component type, but is preferably of the one-component type.
  • artificial leather or synthetic leather includes a cured product of a polyurethane resin composition and a substrate.
  • An artificial leather or synthetic leather according to one embodiment can be produced, for example, by a method including forming a cured product of a polyurethane resin composition on a substrate.
  • the artificial leather or synthetic leather according to one embodiment can be produced by a method including impregnating a substrate with a polyurethane resin composition and curing the polyurethane resin composition.
  • the substrate may be, for example, a base fabric such as a knitted or woven fabric.
  • synthetic leather the substrate may be a non-woven fabric.
  • leather surface treatment agents are agents used to treat the surface of leather or its materials.
  • the leather to which the leather surface treatment agent is applied may be, for example, synthetic leather, artificial leather, or natural leather.
  • the urea group concentration derived from the chain extender (G) is defined by the following formula.
  • Concentration of urea groups derived from the chain extender (G) (mmol/g) content of unreacted isocyanate groups in the isocyanate group-terminated prepolymer (E) (mmol/g) x ((amount of polyol (A1) charged ( g) + charge amount (g) of organic acid (C) (dimethylol fatty acid) + charge amount (g) of polyisocyanate (D) + charge amount (g) of organic solvent before isocyanate group measurement)/(polyol (A1 ) charge amount (g) + charge amount (g) of organic acid (C) (dimethylol fatty acid) + charge amount (g) of polyisocyanate (D) + charge amount (g) of chain extender (G))
  • the amount (g) of polyol (A1) is charged ( g) + charge amount (g) of organic acid (C) (d
  • the urea group concentration derived from the amine compound is defined by the following formula.
  • Urea group concentration derived from amine compound (mmol/g) charged amount of amine compound (g)/molecular weight (g/mol) of chain extender (G) (amine compound) x number of amino groups per molecule/( Charge amount (g) of polyol (A1) + charge amount (g) of organic acid (C) (dimethylol fatty acid) + charge amount (g) of polyisocyanate (D) + charge amount (g) of chain extender (G) )) ⁇ 1000
  • the amount (g) of the polyol (A1) charged is "the amount (g) of the polyol (A2) charged + the amount (g) of the polyfunctional polyol (B2) charged”. shall be replaced.
  • a urea group derived from an amine compound and a urea group derived from water are generated at the same time.
  • Urea groups derived from amine compounds have a very high reaction rate compared to urea groups derived from water, and it can be said that all amines derived from amine compounds exist as urea groups.
  • the content of urea groups derived from the amine compound relative to the content of urea groups derived from the chain extender (G) is obtained by dividing the urea group concentration derived from the amine compound from the chain extender (G) derived was calculated by dividing by the urea group concentration of Therefore, the content of urea groups derived from the amine compound relative to the content of urea groups derived from the chain extender (G) is defined by the following formula.
  • Average hydroxyl value of polyol (A1) (mgKOH/g) (average hydroxyl value of polyol other than polycarbonate polyol (B1) (mgKOH/g) x charge amount of polyol other than polycarbonate polyol (B1) (g) + polycarbonate polyol Average hydroxyl value of (B1) (mgKOH/g) x charged amount of polycarbonate polyol (B1) (g))/(charged amount of polyol (A1) (g)) -
  • the average hydroxyl value of the polyol (A2) and the polyfunctional polyol (B2) is It was calculated from the hydroxyl value at the time of Therefore, the average hydroxyl value is defined by the following formula.
  • Average hydroxyl value of polyol (A2) + polyfunctional polyol (B2) (mgKOH/g) (average hydroxyl value of polyol (A2) (mgKOH/g) x charge amount of polyol (A2) (g) + polyfunctional polyol Average hydroxyl value of (B2) (mgKOH/g) x charged amount of polyfunctional polyol (B2) (g))/(charged amount of polyol (A2) (g) + charged amount of polyfunctional polyol (B2) (g) )))
  • crosslinking density The calculation of the crosslink density for the isocyanate group-terminated urethane prepolymer (E) and the chain extender (G) is as follows. - In the case of the first aspect and the second aspect Polycarbonate polyol (B1), Polyols (excluding polycarbonate polyols (B1)) in which the average number of hydroxyl functional groups in the polyols (A1) exceeds 2, and polyhydric alcohols with a functionality of 3 or more, It was calculated from the amount of cross-linking derived from each component.
  • Multifunctional polyol (B2) A polyol having an average number of hydroxyl functional groups in the polyol (A2) exceeding 2, and a trifunctional or higher polyhydric alcohol, It was calculated from the amount of cross-linking derived from each component.
  • the crosslink density is defined by the following formula. If there are other components that form crosslinks, replace the molecules "polycarbonate polyol (B1)”, “polyfunctional polyol (B2)”, and “polyhydric alcohol” in the formula with the other components. can be calculated in the same way. However, those whose average hydroxyl value is known are replaced with “polycarbonate polyol (B1)” and “polyfunctional polyol (B2)", and those whose true number average molecular weight (absolute molecular weight) is known are “polyhydric alcohols.” It can be calculated by replacing with
  • the content of the polycarbonate polyol (B1) in the polyurethane resin is the content of the polycarbonate polyol (B1) and the polyol (A1) other than the polycarbonate polyol (B1) It was calculated from the mass ratio. Therefore, the polycarbonate polyol (B1) content is defined by the following formula.
  • Polycarbonate polyol (B1) content (% by mass) charge amount (g) of polycarbonate polyol (B1)/charge amount (g) of polyol (A1) ⁇ 100
  • the content of the polyfunctional polyol (B2) in the polyurethane resin is It was calculated from the mass ratio. Therefore, the polyfunctional polyol (B2) content is defined by the following formula.
  • Polyfunctional polyol (B2) content (% by mass) charge amount (g) of polyfunctional polyol (B2)/(charge amount (g) of polyol (A2) + charge amount (g) of polyfunctional polyol (B2) ) x 100
  • the average hydroxyl functional group number of the polycarbonate polyol (B1) and the polyfunctional polyol (B2) was calculated by the following formula based on the nominal functional group number of the polyol contained in the polycarbonate polyol (B1) and the polyfunctional polyol (B2). Table 1 shows the results.
  • Average functional group number of hydroxyl groups ((functional number of polycarbonate polyol (b-1) ⁇ number of moles) + (functional number of polyester polyol (b-2) ⁇ number of moles) + (functional number of polyester polyol (b-3) ⁇ mol number)) / ((polycarbonate polyol (b-1) mol number) + (polyester polyol (b-2) mol number) + (polyester polyol (b-3) mol number))
  • the content of the polyol (b-3) (ester group concentration) was calculated from the charged amount of the polycarbonate compound and the polyester compound as raw materials.
  • the ester group concentration is defined by the following formula. Table 1 shows the results.
  • Measuring instrument HLC-8420 (manufactured by Tosoh Corporation) (2) Column: TSKgel (manufactured by Tosoh Corporation) ⁇ G3000H-XL ⁇ G3000H-XL ⁇ G2000H-XL ⁇ G2000H-XL (3) mobile phase: THF (tetrahydrofuran) (4) Detector: RI (refractive index) detector (HLC-8420 accessory) (5) Temperature: 40°C (6) Flow rate: 1.000ml/min (7) Calibration curve: A calibration curve was obtained using the following products (both of which are bifunctional polyoxypropylene polyols manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.).
  • ⁇ 1,6-hexanediol manufactured by BASF-JAPAN ⁇ Trimethylolpropane: manufactured by Tokyo Chemical Industry ⁇ Diethyl carbonate: manufactured by Sigma-Aldrich ⁇ Tetrabutyl titanate: manufactured by Tokyo Chemical Industry ⁇ Potassium hydrogen carbonate: Fujifilm sum Kojunyaku Co., Ltd.
  • Example 1 Production of aqueous polyurethane resin emulsion 1
  • a stirrer, a thermometer, a nitrogen seal tube, and a reactor with a capacity of 2 L (hereinafter referred to as reactor A) equipped with a cooler, N-980N (manufactured by Tosoh Corporation: number average molecular weight 2000; hydroxyl value 56.11 mg KOH / g; 1,6-hexanediol-based polycarbonate diol) 139.4 g, 1,6-hexanediol 6.2 g, PCP-1 62.4 g, acetone 150 g, 2,2-dimethylolpropanoic acid 10.6 g, 69.3 g of isophorone diisocyanate was charged, heated to 60° C., stirred at the same temperature for 30 minutes, then 0.24 g of U-600 was added, and reacted for 5 hours.
  • the unreacted isocyanate group content at the end of urethanization was 0.323 mmol/g with respect to the amount charged. Then, 8.0 g of triethylamine was added to neutralize the carboxyl groups, and then 640 g of water was added while stirring to emulsify. After emulsification, 0.36 g of KL-245 was added, and within 30 minutes, amine water (60 g of water and 4.0 g of isophoronediamine were blended) was charged, and amine chain extension reaction was carried out at 40° C. for 12 hours. Stirring was stopped when the presence of isocyanate groups was no longer confirmed by FT-IR. Thereafter, the reaction solution was transferred to a 2 L eggplant flask and distilled under reduced pressure to remove 150 g of acetone and 100 g of water to obtain an aqueous polyurethane resin emulsion composition (PUD-1).
  • PID-1 aqueous polyurethane resin emulsion composition
  • Example 2 Production of polyurethane resin emulsion 2
  • Reactor A was charged with 114.4 g of N-980N, 3.0 g of 1,6-hexanediol, 93.6 g of PCP-1, 150 g of acetone, 10.6 g of 2,2-dimethylolpropanoic acid, and 69 g of isophorone diisocyanate.
  • 3 g was charged, heated to 60° C., stirred at the same temperature for 30 minutes, then 0.24 g of U-600 was added and reacted for 5 hours.
  • the unreacted isocyanate group content at the end of urethanization was 0.305 mmol/g with respect to the amount charged.
  • emulsification and operations after emulsification were performed in the same manner as in Example 1 to obtain an aqueous polyurethane resin emulsion composition (PUD-2).
  • PID-2 aqueous polyurethane resin emulsion composition
  • Example 3 Production of polyurethane resin emulsion 3
  • Reactor A was charged with 110.3 g of N-980N, 4.1 g of 1,6-hexanediol, 93.6 g of PCP-2, 150 g of acetone, 10.6 g of 2,2-dimethylolpropanoic acid, and 69 g of isophorone diisocyanate. 3 g was charged, heated to 60° C., stirred at the same temperature for 30 minutes, then 0.24 g of U-600 was added and reacted for 5 hours. The unreacted isocyanate group content at the end of urethanization was 0.312 mmol/g with respect to the amount charged. Then, emulsification and operations after emulsification were performed in the same manner as in Example 1 to obtain an aqueous polyurethane resin emulsion composition (PUD-3).
  • PID-3 aqueous polyurethane resin emulsion composition
  • Example 4 Production of polyurethane resin emulsion 4
  • Reactor A was charged with 59.4 g of N-980N, 145.3 g of PCP-1, 150 g of acetone, 10.6 g of 2,2-dimethylolpropanoic acid, and 72.7 g of isophorone diisocyanate, heated to 60° C., After stirring at the same temperature for 30 minutes, 0.24 g of U-600 was added and reacted for 5 hours. The unreacted isocyanate group content at the end of urethanization was 0.260 mmol/g with respect to the amount charged. Then, emulsification and operations after emulsification were performed in the same manner as in Example 1 to obtain an aqueous polyurethane resin emulsion composition (PUD-4).
  • PID-4 aqueous polyurethane resin emulsion composition
  • Example 5 Production of polyurethane resin emulsion 5
  • Reactor A was charged with 103.1 g of N-980N, 6.6 g of 1,6-hexanediol, 109.7 g of PCP-3, 150 g of acetone, 10.6 g of 2,2-dimethylolpropanoic acid, and 59 g of isophorone diisocyanate.
  • 9 g was charged, heated to 60° C., stirred at the same temperature for 30 minutes, then 0.24 g of U-600 was added and reacted for 5 hours.
  • the unreacted isocyanate group content at the end of urethanization was 0.114 mmol/g with respect to the amount charged.
  • Example 6 Production of polyurethane resin emulsion 6
  • Reactor A was charged with 49.1 g of N-980N, 5.8 g of 1,6-hexanediol, 164.6 g of PCP-3, 150 g of acetone, 10.6 g of 2,2-dimethylolpropanoic acid, and 59 g of isophorone diisocyanate.
  • 9 g was charged, heated to 60° C., stirred at the same temperature for 30 minutes, then 0.24 g of U-600 was added and reacted for 5 hours.
  • the unreacted isocyanate group content at the end of urethanization was 0.112 mmol/g with respect to the amount charged.
  • emulsification and operations after emulsification were performed in the same manner as in Example 5 to obtain an aqueous polyurethane resin emulsion composition (PUD-6).
  • Example 7 Production of polyurethane resin emulsion 7
  • Reactor A was charged with 5.0 g of 1,6-hexanediol, 214.5 g of PCP-3, 150 g of acetone, 10.6 g of 2,2-dimethylolpropanoic acid, and 59.9 g of isophorone diisocyanate and heated to 60°C. After warming and stirring at the same temperature for 30 minutes, 0.24 g of U-600 was added and reacted for 5 hours. The unreacted isocyanate group content at the end of urethanization was 0.112 mmol/g with respect to the amount charged. Then, emulsification and operations after emulsification were performed in the same manner as in Example 5 to obtain an aqueous polyurethane resin emulsion composition (PUD-7).
  • PID-7 aqueous polyurethane resin emulsion composition
  • Example 8 Production of polyurethane resin emulsion 8
  • Reactor A was charged with 101.0 g of N-980N, 6.5 g of 1,6-hexanediol, 107.5 g of PCP-3, 150 g of acetone, 10.6 g of 2,2-dimethylolpropanoic acid, and 62 g of isophorone diisocyanate. 3 g was charged, heated to 60° C., stirred at the same temperature for 30 minutes, then 0.24 g of U-600 was added and reacted for 5 hours. The unreacted isocyanate group content at the end of urethanization was 0.208 mmol/g with respect to the amount charged. Then, emulsification and operations after emulsification were performed in the same manner as in Example 1 to obtain an aqueous polyurethane resin emulsion composition (PUD-8).
  • PID-8 aqueous polyurethane resin emulsion composition
  • Example 9 Production of polyurethane resin emulsion 9
  • Reactor A was charged with 48.1 g of N-980N, 5.6 g of 1,6-hexanediol, 161.2 g of PCP-3, 150 g of acetone, 10.6 g of 2,2-dimethylolpropanoic acid, and 62 g of isophorone diisocyanate. 3 g was charged, heated to 60° C., stirred at the same temperature for 30 minutes, then 0.24 g of U-600 was added and reacted for 5 hours. The unreacted isocyanate group content at the end of urethanization was 0.169 mmol/g with respect to the amount charged. Then, emulsification and operations after emulsification were performed in the same manner as in Example 1 to obtain an aqueous polyurethane resin emulsion composition (PUD-9).
  • PID-9 aqueous polyurethane resin emulsion composition
  • Example 10 Production of polyurethane resin emulsion 10
  • Reactor A was charged with 4.8 g of 1,6-hexanediol, 210.2 g of PCP-3, 150 g of acetone, 10.6 g of 2,2-dimethylolpropanoic acid, and 62.3 g of isophorone diisocyanate, and heated to 60°C. After heating and stirring at the same temperature for 30 minutes, 0.24 g of U-600 was added and reacted for 5 hours. The unreacted isocyanate group content at the end of urethanization was 0.182 mmol/g with respect to the amount charged. Then, emulsification and operations after emulsification were performed in the same manner as in Example 1 to obtain an aqueous polyurethane resin emulsion composition (PUD-10).
  • POD-10 aqueous polyurethane resin emulsion composition
  • Example 11 Production of polyurethane resin emulsion 11
  • Reactor A was charged with 112.7 g of N-980N, 112.7 g of PCP-3, 150 g of acetone, 10.6 g of 2,2-dimethylolpropanoic acid, and 51.8 g of isophorone diisocyanate, heated to 60° C., After stirring at the same temperature for 30 minutes, 0.24 g of U-600 was added and reacted for 5 hours. The unreacted isocyanate group content at the end of urethanization was 0.234 mmol/g with respect to the amount charged. Then, emulsification and operations after emulsification were performed in the same manner as in Example 1 to obtain an aqueous polyurethane resin emulsion composition (PUD-11).
  • POD-11 aqueous polyurethane resin emulsion composition
  • Example 12 Production of polyurethane resin emulsion 12
  • Reactor A was charged with 56.0 g of N-980N, 167.9 g of PCP-3, 150 g of acetone, 10.6 g of 2,2-dimethylolpropanoic acid, and 53.4 g of isophorone diisocyanate, heated to 60° C., After stirring at the same temperature for 30 minutes, 0.24 g of U-600 was added and reacted for 5 hours. The unreacted isocyanate group content at the end of urethanization was 0.213 mmol/g with respect to the amount charged. Then, emulsification and operations after emulsification were performed in the same manner as in Example 1 to obtain an aqueous polyurethane resin emulsion composition (PUD-12).
  • PID-12 aqueous polyurethane resin emulsion composition
  • Example 13 Production of polyurethane resin emulsion 13
  • Reactor A was charged with 167.4 g of N-980N, 9.4 g of 1,6-hexanediol, 31.2 g of PCP-1, 150 g of acetone, 10.6 g of 2,2-dimethylolpropanoic acid, and 69 g of isophorone diisocyanate. 3 g was charged, heated to 60° C., stirred at the same temperature for 30 minutes, then 0.24 g of U-600 was added and reacted for 5 hours. The unreacted isocyanate group content at the end of urethanization was 0.278 mmol/g with respect to the amount charged. Then, emulsification and operations after emulsification were performed in the same manner as in Example 1 to obtain an aqueous polyurethane resin emulsion composition (PUD-13).
  • PID-13 aqueous polyurethane resin emulsion composition
  • Example 14 Production of polyurethane resin emulsion 14
  • Reactor A was charged with 50.5 g of Praxel 220, 3.3 g of 1,6-hexanediol, 53.7 g of PCP-3, 75 g of acetone, 5.3 g of 2,2-dimethylolpropanoic acid, and 31.2 g of isophorone diisocyanate.
  • the mixture was charged, heated to 60° C., stirred at the same temperature for 30 minutes, added with 0.12 g of U-600, and reacted for 5 hours.
  • the unreacted isocyanate group content at the end of urethanization was 0.129 mmol/g with respect to the amount charged.
  • Example 15 Production of polyurethane resin emulsion 15
  • Reactor A was charged with 50.5 g of N-980N, 3.3 g of 1,6-hexanediol, 53.7 g of PCP-4, 75 g of acetone, 5.3 g of 2,2-dimethylolpropanoic acid, and 31 g of isophorone diisocyanate. 2 g was charged, heated to 60° C., stirred at the same temperature for 30 minutes, then 0.12 g of U-600 was added and reacted for 5 hours. The unreacted isocyanate group content at the end of urethanization was 0.127 mmol/g with respect to the amount charged. Then, emulsification and operations after emulsification were carried out in the same manner as in Example 14 to obtain an aqueous polyurethane resin emulsion composition (PUD-15).
  • PID-15 aqueous polyurethane resin emulsion composition
  • Example 16 Production of polyurethane resin emulsion 16
  • Reactor A was charged with 53.0 g of N-980N, 0.7 g of 1,6-hexanediol, 53.7 g of PCP-5, 75 g of acetone, 5.3 g of 2,2-dimethylolpropanoic acid, and 31 g of isophorone diisocyanate. 2 g was charged, heated to 60° C., stirred at the same temperature for 30 minutes, then 0.12 g of U-600 was added and reacted for 5 hours. The unreacted isocyanate group content at the end of urethanization was 0.140 mmol/g with respect to the amount charged. Then, emulsification and operations after emulsification were carried out in the same manner as in Example 14 to obtain an aqueous polyurethane resin emulsion composition (PUD-16).
  • PID-16 aqueous polyurethane resin emulsion composition
  • Reactor A was charged with 198.2 g of N-980N, 7.8 g of 1,6-hexanediol, 150 g of acetone, 10.6 g of 2,2-dimethylolpropanoic acid, and 67.2 g of isophorone diisocyanate and heated to 60°C. After stirring at the same temperature for 30 minutes, 0.24 g of U-600 was added and reacted for 5 hours. The unreacted isocyanate group content at the end of urethanization was 0.263 mmol/g with respect to the amount charged.
  • Reactor A was charged with 193.9 g of N-980N, 7.6 g of 1,6-hexanediol, 150 g of acetone, 10.6 g of 2,2-dimethylolpropanoic acid, and 69.7 g of isophorone diisocyanate and heated to 60°C. After stirring at the same temperature for 30 minutes, 0.24 g of U-600 was added and reacted for 5 hours. The unreacted isocyanate group content at the end of urethanization was 0.275 mmol/g with respect to the amount charged.
  • Reactor A was charged with 202.3 g of N-980N, 7.1 g of 1,6-hexanediol, 4.3 g of trimethylolpropane, 150 g of acetone, 10.9 g of 2,2-dimethylolpropanoic acid, and 71.2 g of isophorone diisocyanate. The mixture was charged, heated to 60° C., stirred at the same temperature for 30 minutes, added with 0.24 g of U-600, and reacted for 5 hours. The unreacted isocyanate group content at the end of urethanization was 0.328 mmol/g with respect to the amount charged.
  • Reactor A was charged with 203.7 g of N-980N, 1.4 g of 1,6-hexanediol, 8.6 g of trimethylolpropane, 150 g of acetone, 10.9 g of 2,2-dimethylolpropanoic acid, and 71.2 g of isophorone diisocyanate. The mixture was charged, heated to 60° C., stirred at the same temperature for 30 minutes, added with 0.24 g of U-600, and reacted for 5 hours. The unreacted isocyanate group content at the end of urethanization was 0.305 mmol/g with respect to the amount charged.
  • Reactor A was charged with 48.8 g of N-980N, 3.2 g of 1,6-hexanediol, 52.0 g of PCP-3, 75 g of acetone, 5.3 g of 2,2-dimethylolpropanoic acid, and 35 g of isophorone diisocyanate. 4 g of the mixture was charged, heated to 60° C., stirred at the same temperature for 30 minutes, then 0.12 g of U-600 was added, and reacted for 5 hours. The unreacted isocyanate group content at the end of urethanization was 0.374 mmol/g with respect to the amount charged.
  • Example 18 Production of polyurethane resin emulsion 23
  • Reactor A was charged with 48.1 g of N-980N, 3.2 g of 1,6-hexanediol, 51.2 g of PCP-3, 75 g of acetone, 5.3 g of 2,2-dimethylolpropanoic acid, and 36 g of isophorone diisocyanate. 8 g was charged, heated to 60° C., stirred at the same temperature for 30 minutes, then 0.12 g of U-600 was added and reacted for 5 hours. The unreacted isocyanate group content at the end of urethanization was 0.423 mmol/g with respect to the amount charged.
  • Reactor A was charged with 46.6 g of N-980N, 3.1 g of 1,6-hexanediol, 49.7 g of PCP-3, 75 g of acetone, 5.3 g of 2,2-dimethylolpropanoic acid, and 39 g of isophorone diisocyanate. 5 g was charged, heated to 60° C., stirred at the same temperature for 30 minutes, then 0.12 g of U-600 was added and reacted for 5 hours. The unreacted isocyanate group content at the end of urethanization was 0.523 mmol/g with respect to the amount charged.
  • Reactor A was charged with 60.0 g of N-980N, 2.2 g of 1,6-hexanediol, 41.5 g of PCP-1, 75 g of acetone, 5.3 g of 2,2-dimethylolpropanoic acid, and 34 g of isophorone diisocyanate. 6 g was charged, heated to 60° C., stirred at the same temperature for 30 minutes, then 0.12 g of U-600 was added and reacted for 5 hours. The unreacted isocyanate group content at the end of urethanization was 0.244 mmol/g with respect to the amount charged.
  • Example 21 Production of polyurethane resin emulsion 26
  • reactor A an isocyanate group-terminated urethane prepolymer was obtained in the same manner as in Example 20.
  • the unreacted isocyanate group content at the end of urethanization was 0.222 mmol/g with respect to the amount charged.
  • 4.0 g of triethylamine was added to neutralize the carboxyl groups, and then 320 g of water was added while stirring to emulsify.
  • a water-based polyurethane resin emulsion composition (PUD-26) was obtained by performing the same operation.
  • Example 22 Production of polyurethane resin emulsion 27
  • reactor A an isocyanate group-terminated urethane prepolymer was obtained in the same manner as in Example 20.
  • the unreacted isocyanate group content at the end of urethanization was 0.253 mmol/g with respect to the amount charged.
  • 4.0 g of triethylamine was added to neutralize the carboxyl groups, and then 320 g of water was added while stirring to emulsify.
  • a water-based polyurethane resin emulsion composition (PUD-27) was obtained by performing the same operation.
  • Example 23 Production of polyurethane resin emulsion 28
  • an isocyanate group-terminated urethane prepolymer was obtained in the same manner as in Example 20.
  • the unreacted isocyanate group content at the end of urethanization was 0.257 mmol/g with respect to the amount charged.
  • 4.0 g of triethylamine was charged to neutralize the carboxyl groups, and then 320 g of water was charged while stirring to emulsify.
  • a water-based polyurethane resin emulsion composition (PUD-28) was obtained by performing the same operation.
  • Example 24 Production of polyurethane resin emulsion 29
  • reactor A an isocyanate group-terminated urethane prepolymer was obtained in the same manner as in Example 20.
  • the unreacted isocyanate group content at the end of urethanization was 0.241 mmol/g with respect to the amount charged.
  • 4.0 g of triethylamine was added to neutralize the carboxyl groups, and then 320 g of water was added while stirring to emulsify.
  • a water-based polyurethane resin emulsion composition (PUD-29) was obtained by performing the same operation.
  • Example 25 Production of polyurethane resin emulsion 30
  • reactor A an isocyanate group-terminated urethane prepolymer was obtained in the same manner as in Example 20.
  • the unreacted isocyanate group content at the end of urethanization was 0.259 mmol/g with respect to the amount charged.
  • 4.0 g of triethylamine was charged to neutralize the carboxyl groups, and then 320 g of water was charged while stirring to emulsify.
  • a water-based polyurethane resin emulsion composition (PUD-30) was obtained by performing the same operation.
  • a water-based polyurethane resin emulsion composition (PUD-31) was obtained by performing the same operation.
  • Reactor A was charged with 10.3 g of N-980N, 4.8 g of 1,6-hexanediol, 191.3 g of PCP-3, 150 g of acetone, 10.6 g of 2,2-dimethylolpropanoic acid, and 67 g of isophorone diisocyanate. 3 g was charged, heated to 60° C., stirred at the same temperature for 30 minutes, then 0.24 g of U-600 was added and reacted for 5 hours. The unreacted isocyanate group content at the end of urethanization was 0.342 mmol/g with respect to the amount charged.
  • Reactor A was charged with 204.1 g of N-980N, 8.0 g of 1,6-hexanediol, 150 g of acetone, 10.9 g of 2,2-dimethylolpropanoic acid, and 69.2 g of isophorone diisocyanate and heated to 60°C. After stirring at the same temperature for 30 minutes, 0.24 g of U-600 was added and reacted for 5 hours. The unreacted isocyanate group content at the end of urethanization was 0.356 mmol/g with respect to the amount charged.
  • Reactor A was charged with 206.1 g of N-980N, 6.0 g of trimethylolpropane, 150 g of acetone, 10.9 g of 2,2-dimethylolpropanoic acid, and 69.2 g of isophorone diisocyanate, heated to 60°C, and After stirring at temperature for 30 minutes, 0.24 g of U-600 was added and reacted for 5 hours. The unreacted isocyanate group content at the end of urethanization was 0.361 mmol/g with respect to the amount charged.
  • Tables 2 to 5 show the compositions of the resulting aqueous polyurethane resin emulsion compositions.
  • the isocyanate group-terminated urethane prepolymer (E) is abbreviated as "prepolymer (E)".
  • ⁇ Method for preparing film for tensile property test 14.0 parts of dipropylene glycol dimethyl ether was added to 100 parts of the PUD-1 to PUD-31 water-based polyurethane resin emulsion compositions obtained in Examples 1 to 25 and Comparative Examples 1 to 6, and mixed to form a main agent. Obtained. The main agent was applied so that the dry film thickness was about 100 ⁇ m, and dried at 25° C. for 2 days and 80° C. for 2 hours to prepare a cured product. Physical properties were evaluated using this cured product. The results are shown in Tables 6-8.

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Abstract

イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)又はイソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)と鎖延長剤(G)との反応生成物と、中和剤(F)と、を含むポリウレタン樹脂組成物であって、前記イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)が、エステル結合を有し、かつ、平均水酸基官能基数が2を超えるポリカーボネートポリオール(B1)を含むポリオール(A1)と、有機酸(C)と、ポリイソシアネート(D)と、の反応生成物を含み、前記ポリカーボネートポリオール(B1)の含有量又は前記鎖延長剤(G)由来のウレア基の含有量が特定の条件を満たす、ポリウレタン樹脂組成物。

Description

ポリウレタン樹脂組成物、人工皮革、合成皮革、及び皮革用表面処理剤
 本開示は、ポリウレタン樹脂組成物、人工皮革、合成皮革、及び皮革用表面処理剤に関する。
 ポリカーボネート系ポリウレタン樹脂組成物は、耐加水分解性、耐熱性、耐磨耗性、耐薬品性などに有利なことから、人工皮革、合成皮革、天然皮革などに用いられている。
 ここで、特許文献1は、有機ジイソシアネート(a1)、カーボネート骨格を有する高分子ポリオール(a2)、及びカルボキシル基含有低分子グリコール(a3)を反応させて、カルボキシル基含有イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(A)を製造し、これとノニオン性極性基含有ポリイソシアネート(B)を混合してから、系中のカルボキシル基を中和剤(C)にて中和させ、その後前記混合物を水に乳化・水による鎖延長反応させる、水性一液コーティング剤用ポリウレタンエマルジョンの製造方法を開示している。
特開2005-247897号公報
 しかしながら、特許文献1にかかるポリウレタンエマルジョンは、溶剤系ポリウレタン樹脂と比較してバランスの取れた機械物性が得られず、100%モジュラスの改善が求められていた。また、特許文献1にかかるポリウレタンエマルジョンは、高温環境下にさらされた際の形状安定性が不十分であった。
 そこで本開示の一態様は、100%モジュラスが低く、高い軟化温度を有するポリウレタン樹脂組成物、人工皮革、合成皮革、及び皮革用表面処理剤を提供することに向けられている。
 本開示の各態様は以下に示す実施形態を含む。
(1)イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)と、鎖延長剤(G)と、の反応生成物と、
 中和剤(F)と、を含むポリウレタン樹脂組成物であって、
 前記イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)が、
  エステル結合を有し、かつ、平均水酸基官能基数が2を超えるポリカーボネートポリオール(B1)を含むポリオール(A1)と、
  有機酸(C)と、
  ポリイソシアネート(D)と、の反応生成物、または、
  ポリオール(A2)と、
  該ポリオール(A2)とは異なる多官能ポリオール(B2)と、
  有機酸(C)と、
  ポリイソシアネート(D)と、の反応生成物であって、
  前記多官能ポリオール(B2)が、エステル結合を有し、かつ、平均水酸基官能基数が2を超えるポリカーボネートポリオールである、反応生成物を含み、
 前記ポリウレタン樹脂組成物中、前記鎖延長剤(G)由来のウレア基の含有量が、前記イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)の質量と、前記鎖延長剤(G)の質量と、の総和に対して、0.05~1.00mmol/gである、ポリウレタン樹脂組成物。
(2)前記ポリウレタン樹脂組成物が、
 イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)と、鎖延長剤(G)と、の反応生成物と、
 中和剤(F)と、を含むポリウレタン樹脂組成物であって、
 前記イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)が、
  ポリオール(A2)と、
  該ポリオール(A2)とは異なる多官能ポリオール(B2)と、
  有機酸(C)と、
  ポリイソシアネート(D)と、の反応生成物を含み、
 前記多官能ポリオール(B2)は、エステル結合を有し、かつ、平均水酸基官能基数が2を超えるポリカーボネートポリオールであり、
 前記ポリウレタン樹脂組成物中、前記鎖延長剤(G)由来のウレア基の含有量が、前記イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)の質量と、前記鎖延長剤(G)の質量と、の総和に対して、0.05~1.00mmol/gである、(1)に記載のポリウレタン樹脂組成物。
(3)前記鎖延長剤(G)が、
  1個以上の一級もしくは二級アミノ基を有するアミン化合物、および、
  水、からなる群より選択される1種以上である、(1)または(2)に記載のポリウレタン樹脂組成物。
(4)前記鎖延長剤(G)が、1個以上の一級もしくは二級アミノ基を有するアミン化合物を含み、
 前記ポリウレタン樹脂組成物中、前記アミン化合物由来のウレア基の含有量が、前記イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)の質量と、前記鎖延長剤(G)の質量と、の総和に対して0mmol/g超0.95mmol/g以下である、(1)~(3)のいずれか1項に記載のポリウレタン樹脂組成物。
(5)前記鎖延長剤(G)が、1個以上の一級もしくは二級アミノ基を有するアミン化合物を含み、
 前記ポリウレタン樹脂組成物中、前記アミン化合物由来のウレア基の含有量が、前記鎖延長剤(G)由来のウレア基の含有量に対して、0mol%超99mol%以下である、(1)~(4)のいずれか1項に記載のポリウレタン樹脂組成物。
(6)前記鎖延長剤(G)が、水を含み、
 前記ポリウレタン樹脂組成物中、前記水由来のウレア基の含有量が、前記イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)の質量と、前記鎖延長剤(G)の質量と、の総和に対して、0mmol/g超0.95mmol/g以下である、(1)~(5)のいずれか1項に記載のポリウレタン樹脂組成物。
(7)硬化剤(X)をさらに含む、(1)~(6)のいずれか1項に記載のポリウレタン樹脂組成物。
(8)前記ポリカーボネートポリオール(B1)の含有量が、前記ポリオール(A1)の含有量に対して、5~99質量%である、または、
 前記多官能ポリオール(B2)の含有量が、前記ポリオール(A2)の含有量と前記多官能ポリオール(B2)の含有量との総和に対して、5~99質量%である、(1)~(7)のいずれか1項に記載のポリウレタン樹脂組成物。
(9)イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)と、
 中和剤(F)と、を含むポリウレタン樹脂組成物であって、
 前記イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)が、
  エステル結合を有し、かつ、平均水酸基官能基数が2を超えるポリカーボネートポリオール(B1)を含むポリオール(A1)と、
  有機酸(C)と、
  ポリイソシアネート(D)と、の反応生成物、または、
  ポリオール(A2)と、
  該ポリオール(A2)とは異なる多官能ポリオール(B2)と、
  有機酸(C)と、
  ポリイソシアネート(D)と、の反応生成物であって、
  前記多官能ポリオール(B2)が、エステル結合を有し、かつ、平均水酸基官能基数が2を超えるポリカーボネートポリオールである、反応生成物を含み、
 前記ポリカーボネートポリオール(B1)の含有量が、前記ポリオール(A1)の含有量に対して、40~99質量%である、ポリウレタン樹脂組成物。
(10)前記ポリウレタン樹脂組成物が、
 イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)と、
 中和剤(F)と、を含むポリウレタン樹脂組成物であって、
 前記イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)が、
  ポリオール(A2)と、
  該ポリオール(A2)とは異なる多官能ポリオール(B2)と、
  有機酸(C)と、
  ポリイソシアネート(D)と、の反応生成物を含み、
 前記多官能ポリオール(B2)は、エステル結合を有し、かつ、平均水酸基官能基数が2を超えるポリカーボネートポリオールであり、
 前記多官能ポリオール(B2)の含有量が、前記ポリオール(A2)の含有量と前記多官能ポリオール(B2)の含有量との総和に対して、40~99質量%である、(9)に記載のポリウレタン樹脂組成物。
(11)前記ポリカーボネートポリオール(B1)を含むポリオール(A1)の平均水酸基価が、30~150mgKOH/gである、または、
 前記ポリオール(A2)と、前記多官能ポリオール(B2)との平均水酸基価が、30~150mgKOH/gである、(1)~(10)のいずれか1項に記載のポリウレタン樹脂組成物。
(12)前記ポリカーボネートポリオール(B1)、または前記多官能ポリオール(B2)が、
  ポリカーボネートポリオール(b-1)と、平均水酸基官能基数が3以上であるポリエステルポリオール(b-2)と、のエステル交換反応物を含む、または、
  ポリカーボネートポリオール(b-1)と、平均水酸基官能基数が3以上であるポリエステルポリオール(b-2)と、平均水酸基官能基数が2以上3未満のポリエステルポリオール(b-3)との、エステル交換反応物を含む、(1)~(11)のいずれか1項に記載のポリウレタン樹脂組成物。
(13)前記ポリカーボネートポリオール(B1)、または前記多官能ポリオール(B2)の平均水酸基官能基数が2.1~3.5であり、
 前記ポリカーボネートポリオール(B1)、または前記多官能ポリオール(B2)の水酸基価が、40~500mgKOH/gであり、
 前記ポリカーボネートポリオール(B1)、または前記多官能ポリオール(B2)の数平均分子量が、400~4,000g/molであり、
 前記ポリエステルポリオール(b-2)に対する前記ポリカーボネートポリオール(b-1)の質量比([(b-1)の質量]/[(b-2)の質量])が90/10~10/90、または、前記ポリエステルポリオール(b-2)と前記ポリエステルポリオール(b-3)との総和に対する前記ポリカーボネートポリオール(b-1)の質量比([(b-1)の質量]/([(b-2)の質量]+[(b-3)の質量]))が95/5~5/95である、(12)に記載のポリウレタン樹脂組成物。
(14)前記ポリカーボネートポリオール(B1)、または前記多官能ポリオール(B2)のエステル基濃度が10~90質量%である、(1)~(13)のいずれか1項に記載のポリウレタン樹脂組成物。
(15)前記有機酸(C)が、ジメチロール脂肪酸である、(1)~(14)のいずれか1項に記載のポリウレタン樹脂組成物。
(16)前記中和剤(F)が、塩基性中和剤である、(1)~(15)のいずれか1項に記載のポリウレタン樹脂組成物。
(17)前記ポリオール(A1)が、ジオール(A-2)及び/又は3官能以上の多価アルコール(A-3)を含む、または、
 前記ポリオール(A2)が、ジオール(A-2)及び/又は3官能以上の多価アルコール(A-3)を含む、(1)~(16)のいずれか1項に記載のポリウレタン樹脂組成物。
(18)(1)~(17)のいずれか1項に記載のポリウレタン樹脂組成物が硬化してなる、硬化物。
(19)(18)に記載の硬化物を含む、人工皮革、または合成皮革。
(20)(1)~(18)のいずれか1項に記載のポリウレタン樹脂組成物を含む、皮革用表面処理剤。
 本開示の一態様によれば、100%モジュラスが低く、高い軟化温度を有するポリウレタン樹脂組成物、人工皮革、合成皮革、及び皮革用表面処理剤を提供することができる。
 本開示の各態様を実施するための例示的な実施形態についてさらに詳細に説明する。ただし、本開示は以下の実施形態に限定されるものではない。
 本明細書中、「~」を用いて示された数値範囲は、「~」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。本明細書中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。また、個別に記載した上限値及び下限値は任意に組み合わせ可能である。
 本開示の第1の態様にかかるポリウレタン樹脂組成物は、
 イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)と、鎖延長剤(G)と、の反応生成物と、
 中和剤(F)と、を含むポリウレタン樹脂組成物であって、
 前記イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)が、
  エステル結合を有し、かつ、平均水酸基官能基数が2を超えるポリカーボネートポリオール(B1)を含むポリオール(A1)と、
  有機酸(C)と、
  ポリイソシアネート(D)と、の反応生成物を含み、
 前記ポリウレタン樹脂組成物中、前記鎖延長剤(G)由来のウレア基の含有量が、前記イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)の質量と、前記鎖延長剤(G)の質量と、の総和に対して、0.05~1.00mmol/gである。
 本開示の第1の態様の変形例にかかるポリウレタン樹脂組成物は、
 イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)と、鎖延長剤(G)と、の反応生成物と、
 中和剤(F)と、を含むポリウレタン樹脂組成物であって、
 前記イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)が、
  ポリオール(A2)と、
  該ポリオール(A2)とは異なる多官能ポリオール(B2)と、
  有機酸(C)と、
  ポリイソシアネート(D)と、の反応生成物を含み、
 前記多官能ポリオール(B2)は、エステル結合を有し、かつ、平均水酸基官能基数が2を超えるポリカーボネートポリオールであり、
 前記ポリウレタン樹脂組成物中、前記鎖延長剤(G)由来のウレア基の含有量が、前記イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)の質量と、前記鎖延長剤(G)の質量と、の総和に対して、0.05~1.00mmol/gである。
 本開示の第2の態様にかかるポリウレタン樹脂組成物は、
 イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)と、
 中和剤(F)と、を含み、
 前記イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)が、
  エステル結合を有し、かつ、平均水酸基官能基数が2を超えるポリカーボネートポリオール(B1)を含むポリオール(A1)と、
  有機酸(C)と、
  ポリイソシアネート(D)と、の反応生成物を含み、
 前記ポリカーボネートポリオール(B1)の含有量が、前記ポリオール(A1)の含有量に対して、40~99質量%である。
 本開示の第2の態様の変形例にかかるポリウレタン樹脂組成物は、
 イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)と、
 中和剤(F)と、を含み、
 前記イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)が、
  ポリオール(A2)と、
  該ポリオール(A2)とは異なる多官能ポリオール(B2)と、
  有機酸(C)と、
  ポリイソシアネート(D)と、の反応生成物を含み、
 前記多官能ポリオール(B2)は、エステル結合を有し、かつ、平均水酸基官能基数が2を超えるポリカーボネートポリオールであり、
 前記多官能ポリオール(B2)の含有量が、前記ポリオール(A2)の含有量と前記多官能ポリオール(B2)の含有量との総和に対して、40~99質量%である。
 なお、以下において、単に「ポリウレタン樹脂組成物」と称する場合、この「ポリウレタン樹脂組成物」は、第1の態様およびその変形例にかかるポリウレタン樹脂組成物、ならびに第2の態様およびその変形例にかかるポリウレタン樹脂組成物のいずれも含む。
 以下、ポリウレタン樹脂組成物の各成分(A)~(F)、(G)およびこれら以外に含まれ得る他の成分について説明する。
<ポリオール(A1)、ポリオール(A2)>
 ポリオール(A1)は、エステル結合を有し、かつ、平均水酸基官能基数が2を超えるポリカーボネートポリオール(B1)を含む。ポリオール(A1)に含まれるポリカーボネートポリオール(B1)以外のポリオールとしては、例えば、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール(ただし、ポリカーボネートポリオール(B1)以外のもの)、ポリオレフィンポリオール、およびこれらの任意の2種以上の組み合わせからなるポリオール(A-1)が挙げられる。
 ポリオール(A2)としては、例えば、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール(ただし、多官能ポリオール(B2)と異なるもの)、ポリオレフィンポリオール、およびこれらの任意の2種以上の組み合わせからなるポリオール(A-1)が挙げられる。
 ポリエステルポリオールとしては、ジオールとジカルボン酸及び/又はその無水物とから得られるポリエステルポリオール(ポリエステルジオール)、ジオールを開始剤としてラクトン類等の環状エステル化合物を開環付加重合することで得られるポリエステルポリオール(ポリエステルジオール)、3官能以上の多価アルコールとジオールとジカルボン酸及び/又はその無水物とから得られるポリエステルポリオール、または3官能以上の多価アルコールと、必要に応じてジオールと、を開始剤としてラクトン類等の環状エステル化合物を開環付加重合することで得られるポリエステルポリオール、およびこれらの任意の2種以上の組み合わせが好ましい。
 ジオールとしては、例えば、エチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,2-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、3,3-ジメチロールヘプタン、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサン-1,4-ジオール、シクロヘキサン-1,4-ジメタノール、ダイマー酸ジオール、ビスフェノールAのエチレンオキサイドやプロピレンオキサイド付加物、ビス(β-ヒドロキシエチル)ベンゼン、キシリレングリコール等の低分子ポリオール、およびこれらの任意の2種以上の組み合わせが挙げられる。
 3官能以上の多価アルコールとしては、例えば、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、グリセリン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、ソルビトール等、およびこれら任意の2種類の組み合わせが挙げられる。これらの中でもトリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ペンタエリスリトールが好ましい。
 ジカルボン酸及び/又はその無水物としては、例えば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、マレイン酸、フマル酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、水素化ダイマー脂肪酸、酒石酸等、およびこれらの無水物、ならびにこれらの任意の2種以上の組み合わせが挙げられる。
 環状エステル化合物としては、例えば、β-プロピオラクトン、β-ブチロラクトン、γ-ブチロラクトン、β-バレロラクトン、γ-バレロラクトン、δ-バレロラクトン、α-カプロラクトン、β-カプロラクトン、γ-カプロラクトン、δ-カプロラクトン、ε-カプロラクトン、α-メチル-ε-カプロラクトン、β-メチル-ε-カプロラクトン、4-メチルカプロラクトン、γ-カプリロラクトン、ε-カプリロラクトン、ε-パルミトラクトン等、およびこれらの任意の2種以上の組み合わせが挙げられる。その中でも、エチレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,9-ノナンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、2-メチル-1,8-オクタンジオール等を開始剤としたε-カプロラクトンの開環付加重合体が重合時の安定性及び経済性の点から好ましい。
 ポリエーテルポリオールとしては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレンエーテルポリオール、ポリテトラメチレンエーテルポリオール等、およびこれらの任意の2種以上の組み合わせが挙げられる。
 ポリカーボネートポリオールとしては、例えば、以下の(α)、(β)、(γ)のポリカーボネートポリオール、以下の(α’)、(β’)のポリカーボネートポリオール、およびこれらの任意の2種以上の組み合わせが挙げられる。なお、ポリオール(A-1)に含まれるポリカーボネートポリオールは、ポリカーボネートポリオール(B1)、多官能ポリオール(B2)と異なるものである。
(α)ジオール(a-1)と、炭酸エステル(a-2)とから得られるポリカーボネートポリオール(以下、「ポリカーボネートポリオール(α)」ともいう。)
(β)ジオール(a-1)と、炭酸エステル(a-2)と、ラクトン類などの環状エステル化合物(a-3)と、から得られるポリカーボネートポリオール(以下、「ポリカーボネートポリオール(β)」ともいう。)
(γ)ポリカーボネートポリオール(a-4)とポリエステルポリオール(a-5)と、から得られるポリカーボネートポリオール(以下、「ポリカーボネートポリオール(γ)」ともいう。)
(α’)ジオール(a-1)と、官能基数3以上の多価アルコール(a-6)と、炭酸エステル(a-2)とのエステル交換反応物であるポリカーボネートポリオール(以下、「ポリカーボネートポリオール(α’)」ともいう。)
(β’)官能基数3以上の多価アルコール(a-6)と、必要に応じて用いられるジオール(a-1)とを含み、ポリカーボネートポリオール(a-7)とのエステル交換反応物であるポリカーボネートポリオール(以下、「ポリカーボネートポリオール(β’)」ともいう。)
 ジオール(a-1)としては、例えば、ポリエステルポリオールの説明で挙げたジオールと同じものが挙げられる。その中でも、エチレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,9-ノナンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、2-メチル-1,8-オクタンジオールが好ましい。
 炭酸エステル(a-2)としては、例えば、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート等のジアルキルカーボネート類;エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等のアルキレンカーボネート類;ジフェニルカーボネート、ジナフチルカーボネート、ジアントリルカーボネート、ジフェナントリルカーボネート、ジインダニルカーボネート、テトラヒドロナフチルカーボネート等のジアリールカーボネート類;等、およびこれらの任意の2種以上の組み合わせが挙げられる。
 環状エステル化合物(a-3)としては、例えば、ポリエステルポリオールの説明で挙げた環状エステル化合物と同じものが挙げられる。
 ポリカーボネートポリオール(a-4)としては、例えば、ポリカーボネートポリオール(α)の説明で挙げたものと同じものが挙げられる。
 ポリエステルポリオール(a-5)としては、例えば、ポリエステルポリオールの説明で挙げたポリエステルポリオール(ポリエステルジオール)と同じものが挙げられる。
 多価アルコール(a-6)としては、例えば、ポリエステルポリオールの説明で挙げた多価アルコールと同じものが挙げられる。これらの中でもトリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ペンタエリスリトールが好ましい。
 ポリカーボネートポリオール(a-7)は、官能基数が2以上のポリカーボネートポリオールであり、官能基数が2のポリカーボネートポリオール(a-7-1)であってもよく、官能基数が3以上ポリカーボネートポリオール(a-7-2)であってもよく、ポリカーボネートポリオール(a-7-1)およびポリカーボネートポリオール(a-7-2)から選択される2種以上の組み合わせであってもよい。
 ポリカーボネートポリオール(a-7-1)としては、例えば、ポリカーボネートポリオール(α)の説明で挙げたものと同じものが挙げられる。
 ポリカーボネートポリオール(a-7-2)としては、例えば、ポリカーボネートポリオール(α’)の説明で挙げたものと同じものが挙げられる。
 ポリオレフィンポリオールとしては、例えば、水酸基末端ポリブタジエンやその水素添加物、水酸基含有塩素化ポリオレフィン等、およびこれらの任意の2種以上の組み合わせが挙げられる。
 ポリウレタン樹脂組成物から得られる被膜の各種耐久性及び密着性等を考慮すると、ポリオール(A-1)は、ポリカーボネートポリオールを含むことが好ましく、ポリカーボネートジオールを含むことがより好ましい。
 ポリオール(A-1)の数平均分子量は、300~10,000が好ましく、500~7,000であってもよく、800~5,000であってもよく、1000~3,000であってもよい。数平均分子量の測定方法の詳細は、後述する実施例に記載されるとおりであってよい。
 ポリオール(A-1)の平均水酸基価は、30~500mgKOH/gであることが好ましく、40~400mgKOH/gであることがより好ましく、50~300mgKOH/gであることがさらに好ましい。平均水酸基価が30mgKOH/g以上であると、ポリウレタン樹脂中のウレタン基濃度が低くなり過ぎず、引張試験における破断時強度がさらに向上する。平均水酸基価が500mgKOH/g以下であると、ウレタン基濃度が高くなり過ぎず、引張試験における破断時伸びがさらに向上する。
 ポリオール(A1)は、ポリカーボネートポリオール(B1)以外のポリオールとして、ポリオール(A-1)に加えて、あるいは、ポリオール(A-1)の代わりに、ジオール(A-2)及び/又は3官能以上の多価アルコール(A-3)を含んでいてもよい。
 ポリオール(A2)は、ポリオール(A-1)に加えて、あるいは、ポリオール(A-1)の代わりに、ジオール(A-2)及び/又は3官能以上の多価アルコール(A-3)を含んでいてもよい。なお、ジオール(A-2)及び多価アルコール(A-3)は、ポリオール(A-1)と異なるものである。
 ジオール(A-2)としては、例えば、ポリエステルポリオールの説明で挙げたジオールと同じものが挙げられる。その中でも、エチレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、2-メチル-1,8-オクタンジオールが好ましい。
 多価アルコール(A-3)としては、例えば、ポリエステルポリオールの説明で挙げた多価アルコールと同じものが挙げられる。その中でも、経済的な観点から、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ペンタエリスリトールが好ましい。
 ポリオール(A1)及びポリオール(A2)中のポリオール(A-1)とジオール(A-2)及び/又は多価アルコール(A-3)とのモル比[ポリオール(A-1)/(ジオール(A-2)及び/又は多価アルコール(A-3)]は、10/0~1/20であることが好ましく、10/0~1/10であることがより好ましく、7/1~1/5であることがさらに好ましい。この範囲とすることで、100%モジュラスがさらに低く、かつ、さらに高い軟化温度を有するポリウレタン樹脂組成物が得られる。
<ポリカーボネートポリオール(B1)、多官能ポリオール(B2)>
 第1の態様および第2の態様において、ポリカーボネートポリオール(B1)は、エステル結合を有し、かつ、平均水酸基官能基数が2を超えるポリカーボネートポリオールである。また、ポリカーボネートポリオール(B1)は、ポリオール(A1)に含まれるものである。
 また、第1の態様の変形例および第2の態様の変形例において、多官能ポリオール(B2)は、ポリオール(A2)と異なるものであり、エステル結合を有し、かつ、平均水酸基官能基数が2を超えるポリカーボネートポリオールである。
 ポリカーボネートポリオール(B1)、多官能ポリオール(B2)としては、例えば、以下の(α”)、(β”)のコポリマーポリオール、およびこれらの任意の2種以上の組み合わせが挙げられる。
(α”)ポリカーボネートポリオール(b-1)と、平均水酸基官能基数が3以上であるポリエステルポリオール(b-2)との、エステル交換反応物であるコポリマーポリオール(以下、「ポリカーボネートポリオール(α”)」ともいう。)
(β”)ポリカーボネートポリオール(b-1)と、平均水酸基官能基数が3以上であるポリエステルポリオール(b-2)と、平均水酸基官能基数が2以上3未満のポリエステルポリオール(b-3)との、エステル交換反応物であるコポリマーポリオール(以下、「ポリカーボネートポリオール(β”)」ともいう。)
 コポリマーポリオールは、高強度、高伸長な機械物性を両立させる他、溶剤への溶解性、常温での液状化によるハンドリング性などが向上する。
 ポリカーボネートポリオール(b-1)としては、ポリカーボネートポリオール(a-7)の説明で挙げたものと同じものが挙げられる。
 ポリエステルポリオール(b-2)としては、例えば、以下の(δ)~(ε)のポリエステルポリオール、およびこれらの任意の2種以上の組み合わせが挙げられる。
(δ)ジオール(b-2-1)と、ジカルボン酸及び/又はその無水物(b-2-2)と、平均水酸基官能基数3以上の多価アルコール(b-2-3)と、から得られるポリエステルポリオール(以下、「ポリエステルポリオール(δ)」ともいう。)
(ε)平均水酸基官能基数3以上の多価アルコール(b-2-3)と、必要に応じて用いられる2官能アルコール(b-2-5)と、を開始剤として、ラクトン類などの環状エステル化合物(b-2-4)が開環付加重合して得られるポリエステルポリオール(以下、「ポリエステルポリオール(ε)」ともいう。)
 ジオール(b-2-1)、ジカルボン酸及び/又はその無水物(b-2-2)、環状エステル化合物(b-2-4)としては、例えば、ポリエステルポリオールの説明で挙げたジオール、ジカルボン酸及び/又はその無水物、環状エステル化合物と同じものが挙げられる。
 多価アルコール(b-2-3)としては、例えば、ポリエステルポリオールの説明で挙げた3官能以上の多価アルコールと同じものが挙げられる。なお、所期の効果を奏する限りにおいて、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、ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ヘキサメチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリメチレングリコール等の2官能アルコール(b-2-5)を開始剤として、多価アルコール(b-2-3)に併用してもよい。換言すると、ポリエステルポリオール(ε)は、多価アルコール(b-2-3)に由来した部位と、環状エステル化合物(b-2-4)に由来した部位と、を有するポリエステルポリオールであってもよく、これに加えてさらに、2官能アルコール(b-2-5)に由来した部位と、環状エステル化合物(b-2-4)に由来した部位と、を有するポリエステルポリオールを含んでいてもよい。
(触媒)
 ポリカーボネートポリオール(B1)、多官能ポリオール(B2)の作製の際には、触媒を用いることが好ましい。触媒としては、公知のエステル交換触媒が挙げられ、例えば、リチウムメトキシド、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウムメトキシド、カリウムエトキシド等の金属アルコキシド類;リチウムアセチルアセトナート、アルミニウムアセチルアセトナート、ジルコニウムアセチルアセトナート等の金属エノラート類;炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等の金属炭酸塩;水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の金属水酸化物;酢酸リチウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム等の金属カルボン酸塩;トリメチルアミン、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、トリブチルアミン等の第三級アルキルアミン;ピリジン、ピラジン、キノリン等の環状アジン;N-メチルピロリジン、N-メチルピペリジン、N,N’-ジメチルピペラジン、N-メチルモルホリン、ジアザビシクロウンデセン、1,4-ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン等の第三級環状アミン;t-ブチルイミノトリス(ジメチルアミノ)ホスホラン(P1-t-Bu)、t-ブチルイミノトリ(ピロリジノ)ホスホラン、t-オクチルイミノトリス(ジメチルアミノ)ホスホラン(P1-t-Oct)、1-t-ブチル-2,2,4,4,4-ペンタキス(ジメチルアミノ)-2λ,4λ-カテナジ(ホスファゼン)(P2-t-Bu)、1-エチル-2,2,4,4,4-ペンタキス(ジメチルアミノ)-2λ、4λ-カテナジ(ホスファゼン)、1-t-ブチル-4,4,4-トリス(ジメチルアミノ)-2,2-ビス[トリス(ジメチルアミノ)ホスホラニリデンアミノ]-2λ,4λ-カテナジ(ホスファゼン)(P4-t-Bu)、1-tert-オクチル-4,4,4-トリス(ジメチルアミノ)-2,2-ビス[トリス(ジメチルアミノ)ホスホラニリデンアミノ]-2λ,4λ-カテナジ(ホスファゼン)(P4-t-Oct)等のホスファゼン類;およびこれらの任意の2種以上の組み合わせが挙げられる。中でも収率がよい点で、炭酸水素カリウム、炭酸水素ナトリウム、リチウムアセテート、リチウムアセチルアセトナート、ジアザビシクロウンデセン、P4-t-Buが好ましい。
・(b-1)、(b-2)の2成分系の場合(ポリカーボネートポリオール(α”))
 ポリカーボネートポリオール(b-1)と、平均水酸基官能基数が3以上であるポリエステルポリオール(b-2)との質量比([(b-1)の質量]/[(b-2)の質量])が90/10~10/90であることが好ましく、(b-1)/(b-2)=80/20~20/80であることがより好ましく、70/30~30/70であることがさらに好ましく、60/40~40/60であることが特に好ましい。
・(b-1)、(b-2)、(b-3)の3成分系の場合(ポリカーボネートポリオール(β”))
 ポリカーボネートポリオール(b-1)と、平均水酸基官能基数が3以上であるポリエステルポリオール(b-2)および平均水酸基官能基数が2以上3未満のポリエステルポリオール(b-3)との質量比([(b-1)の質量]/([(b-2)の質量]+[(b-3)の質量]))は、95/5~5/95であることが好ましく、90/10~10/90であることがより好ましく、80/20~20/80であることがより好ましく、70/30~30/70であることがさらに好ましく、60/40~40/60であることが特に好ましい。
 質量比がこれらの範囲であると、ポリカーボネートポリオール(b-1)の凝集力と、ウレタン基濃度と、ポリエステルポリオール(b-2)、又は、ポリエステルポリオール(b-2)とポリエステルポリオール(b-3)との含有量とのバランスにより、高強度、高伸長な機械物性を有する水性ポリウレタン樹脂エマルジョン組成物が得られる。
 ポリカーボネートポリオール(B1)、多官能ポリオール(B2)の平均水酸基官能基数は、2.1~3.5であることが好ましく、2.2~3.0であることがより好ましく、2.3~2.9であることがさらに好ましく、2.4~2.8であることが特に好ましい。平均水酸基官能基数が3.5以下であると引張試験における破断時伸びがさらに向上し、平均水酸基官能基数が2.1以上であると引張試験における破断時強度がさらに向上する傾向となる。
 ポリカーボネートポリオール(B1)、多官能ポリオール(B2)の平均水酸基価は、40~500mgKOH/gであることが好ましく、50~300mgKOH/gであることがより好ましい。平均水酸基価が40mgKOH/g以上であると、ポリウレタン樹脂中のウレタン基濃度が低くなり過ぎず、引張試験における破断時強度がさらに向上する。平均水酸基価が500mgKOH/g以下であるとウレタン基濃度が高くなり過ぎず、引張試験における破断時伸びがさらに向上する。
 ポリカーボネートポリオール(B1)、多官能ポリオール(B2)の数平均分子量は、400~4,000g/molであることが好ましく、500~3000g/molであることがより好ましい。数平均分子量が400g/mol以上であるとポリウレタン中のウレタン基濃度が高くなり過ぎず、初期モジュラスが抑制され、柔軟性がさらに向上する。数平均分子量が4000g/mol以下であるとポリウレタン樹脂中のウレタン基濃度が低くなり過ぎず、引張試験における破断時強度がさらに向上する。
 ポリカーボネートポリオール(B1)、多官能ポリオール(B2)のエステル基濃度は、10~90質量%であることが好ましく、15~80質量%であることがより好ましく、20~70質量%であることがさらに好ましく、25~60質量%であることが特に好ましい。エステル基濃度が10質量%以上であると低温特性に優れるポリウレタン樹脂が得られやすい傾向にある。エステル基濃度が90質量%以下であると耐湿熱性などの長期耐久性に優れるポリウレタン樹脂が得られやすい傾向にある。
 ポリカーボネートポリオール(b-1)の数平均分子量は、合成の容易さ、取り扱いやすさを考慮すると、400~5,000g/molであることが好ましく、500~3,000g/molであることがより好ましい。
(ポリカーボネートポリオール(B1)、多官能ポリオール(B2)の製造方法)
 ポリカーボネートポリオール(B1)、多官能ポリオール(B2)は、ポリカーボネートポリオール(b-1)と平均水酸基官能基数が3以上であるポリエステルポリオール(b-2)と、必要に応じて平均水酸基官能基数が2以上3未満のポリエステルポリオール(b-3)と、をエステル交換反応させることによって製造することができる。このとき、触媒を使用することが好ましく、触媒の使用量としては、ポリカーボネートポリオール(b-1)と平均水酸基官能基数が3以上であるポリエステルポリオール(b-2)の合計質量、又は、ポリエステルポリオール(b-3)を含む場合、ポリカーボネートポリオール(b-1)と、平均水酸基官能基数が3以上であるポリエステルポリオール(b-2)と、ポリエステルポリオール(b-3)の合計質量の0.0001~1質量%、好ましくは0.001~0.1質量%である。触媒量が下限値以上の場合は、反応時間が長くなることをさらに抑制できるため、得られるポリカーボネートポリオールがさらに着色しにくくなる。触媒量が上限値以下の場合は、濁度がさらに抑制される。
 エステル交換反応の反応温度としては、70~250℃が好ましく、80~220℃がより好ましい。
(ポリカーボネートポリオール(B1)、多官能ポリオール(B2)の含有量)
 ポリカーボネートポリオール(B1)の含有量は、第1の態様において、ポリウレタン樹脂組成物中のポリオール(A1)の含有量に対して、5~99質量%が好ましく、10~90質量%がより好ましく、20~80質量%がさらに好ましく、30~70質量%が特に好ましい。ポリカーボネートポリオール(B1)の含有量が上記範囲であると、ポリウレタンフィルムとして使用された場合に、特に100%モジュラスと耐熱性がともに良好なポリウレタンフィルムが得られやすい。また、ポリカーボネートポリオール(B1)の含有量が99質量%以下であると、特にハンドリング性に優れたポリウレタンディスパージョンが得られやすく、特に100%モジュラスに優れたポリウレタンフィルムが得られやすい。加えて、ポリカーボネートポリオール(B1)の含有量が5質量%以上であると、特に耐熱性に優れたポリウレタンフィルムが得られやすい。
 なお、第1の態様の変形例において、多官能ポリオール(B2)の含有量は、第1の態様におけるポリカーボネートポリオール(B1)の含有量と同様である。ただし、「ポリウレタン樹脂組成物中のポリオール(A1)の含有量に対して」は、「ポリウレタン樹脂組成物中のポリオール(A2)の含有量と多官能ポリオール(B2)の含有量との総和に対して」と読み替える。
 ポリカーボネートポリオール(B1)の含有量は、第2の態様において、ポリウレタン樹脂組成物中のポリオール(A1)の含有量に対して、40~99質量%が好ましく、45~90質量%がより好ましく、50~80質量%がさらに好ましく、55~70質量%が特に好ましい。ポリカーボネートポリオール(B1)の含有量が上記範囲であると、ポリウレタンフィルムとして使用された場合に、軟化温度が特に優れ、100%モジュラス、破断強度及び破断伸度を両立したポリウレタン樹脂が得られやすい。
 なお、第2の態様の変形例において、多官能ポリオール(B2)の含有量は、第2の態様におけるポリカーボネートポリオール(B1)の含有量と同様である。ただし、「ポリウレタン樹脂組成物中のポリオール(A1)の含有量に対して」は、「ポリウレタン樹脂組成物中のポリオール(A2)の含有量と多官能ポリオール(B2)の含有量との総和に対して」と読み替える。
(ポリオール(A1)の平均水酸基価/ポリオール(A2)と、多官能ポリオール(B2)との平均水酸基価)
 第1の態様および第2の態様おけるポリオール(A1)の平均水酸基価、ならびに、第1の態様の変形例および第2の態様の変形例におけるポリオール(A2)と、多官能ポリオール(B2)とを混合した際の平均水酸基価は、30~150mgKOHが好ましく、40~130mgKOHがより好ましく、50~120mgKOHがさらに好ましく、60~110mgKOHが特に好ましい。平均水酸基価が上記範囲であると、ポリウレタンフィルムとして使用された場合に、特に100%モジュラスと耐熱性がともに良好なポリウレタンフィルムが得られやすい傾向がある。また、平均水酸基価が130mgKOH以下であると、特に100%モジュラスに優れるポリウレタンフィルムが得られやすい。
(架橋密度)
 イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)および必要に応じて含有される鎖延長剤(G)に対する架橋密度は、0.02~0.30が好ましく、0.05~0.25がより好ましく、0.10~0.20がより好ましい。架橋密度が上記範囲であると、ポリウレタンフィルムとして使用された場合に、特に100%モジュラスと耐熱性がともに良好なポリウレタンフィルムが得られやすい。また、架橋密度が0.30以下であると、特に100%モジュラスに優れるポリウレタンフィルムが得られやすい。
<有機酸(C)>
 有機酸(C)は、例えば、ポリイソシアネート(D)との反応により得られるイソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)に親水性を付与し、最終的に得られる樹脂組成物を水性にし得る親水性基含有モノマーであってよい。
 有機酸(C)は、例えば、活性水素基を1個以上有するものが挙げられる。有機酸としては、カルボン酸、スルホン酸、リン酸、ホスホン酸、ホスフィン酸、チオスルホン酸等、およびこれらの任意の2種以上の組み合わせが挙げられる。これらの基は、独立で導入されてもよいし、キレートのように関連付けられてもよい。その中でも、カルボキシ基(-COOH)を有するジメチロール脂肪酸がより好ましい。
 ジメチロール脂肪酸は、例えば、下記式(c)で表される化合物であってよい。
 式(c)において、Rは脂肪族炭化水素基を示す。Rで表される脂肪族炭化水素基の炭素数は、例えば、1以上であってよく、10以下、6以下、または3以下であってよい。Rで表される脂肪族炭化水素基は、直鎖状であってよく、分岐を有していてもよい。Rで表される脂肪族炭化水素基は、例えば、-CH、-CHCH、-CHCHCH、またはCHCHCHCHCHCHCHであってよい。
 ジメチロール脂肪酸としては、例えば、ジメチロールプロピオン酸(2,2-ジメチロールプロパン酸等)、ジメチロールブタン酸、ジメチロールペンタン酸、ジメチロールノナン酸等のジメチロールアルカン酸等、およびこれらの任意の2種以上の組み合わせが挙げられる。
 有機酸(C)の含有量は、ポリウレタン樹脂組成物中、イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)の質量と鎖延長剤(G)の質量との総和を基準として、0.01mmol/g以上、0.10mmol/g以上、0.20mmol/g以上、または0.30mmol/g以上であってよく、0.80mmol/g以下、0.70mmol/g以下、0.60mmol/g以下、0.50mmol/g以下、または0.40mmol/g以下であってよい。
<ポリイソシアネート(D)>
 ポリイソシアネート(D)は、イソシアネート基(-N=C=O)を2個以上有する化合物である。ポリイソシアネート(D)のイソシアネート基の数は、例えば、6以下、4以下、または3以下であってよい。ポリイソシアネート(D)のイソシアネート基の数は、例えば、2~3であってよく、2であってよい。ポリイソシアネート(D)は、例えば、複数のイソシアネート基と、複数のイソシアネート基を連結する炭化水素基と、を有する化合物であってよい。
 ポリイソシアネート(D)としては、特に限定されず、従来公知の各種ポリイソシアネートが挙げられる。例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、1,5-ペンタメチレンジイソシアネート、1,4-テトラメチレンジイソシアネート、2-メチルペンタン-1,5-ジイソシアネート、リジンジイソシアネート等の脂肪族イソシアネート;イソホロンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネート、水素添加トリレンジイソシアネート、水素添加キシレンジイソシアネート、水素添加ジフェニルメタンジイソシアネート、水素添加テトラメチルキシレンジイソシアネート等の脂環族ジイソシアネート;2,4-トリレンジイソシアネート、2,6-トリレンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、2,2’-ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルエーテルジイソシアネート、2-ニトロジフェニル-4,4’-ジイソシアネート、2,2’-ジフェニルプロパン-4,4’-ジイソシアネート、3,3’-ジメチルジフェニルメタン-4,4’-ジイソシアネート、4,4’-ジフェニルプロパンジイソシアネート、m-フェニレンジイソシアネート、p-フェニレンジイソシアネート、ナフチレン-1,4-ジイソシアネート、ナフチレン-1,5-ジイソシアネート、3,3’-ジメトキシジフェニル-4,4’-ジイソシアネート等の芳香族イソシアネート;キシリレン-1,4-ジイソシアネート、キシリレン-1,3-ジイソシアネート等の芳香脂肪族ジイソシアネート等;これら有機ポリイソシアネートとアルコールとの反応から得られるアロファネート変性ポリイソシアネート等:ならびに、これらの任意の2種以上の組み合わせが挙げられる。
 ポリイソシアネート(D)は、脂肪族ジイソシアネート、または脂環族ジイソシアネートであることが好ましく、脂環族ジイソシアネートであることがより好ましく、イソホロンジイソシアネート、水素添加ジフェニルメタンジイソシアネートであることがさらに好ましい。
 第1の態様および第2の態様において、ポリイソシアネート(D)が有するイソシアネート基の総モル数に対する、ポリカーボネートポリオール(B1)を除くポリオール(A1)が有する水酸基の総モル数の比(水酸基/イソシアネート基)が、例えば、0.200以上、0.300以上または0.400以上であってよく、1.000以下、0.950以下、0.900以下、または0.800以下であってよい。
 なお、第1の態様の変形例、および、第2の態様の変形例において、比(水酸基/イソシアネート基)は、第1の態様および第2の態様における比(水酸基/イソシアネート基)と同様である。ただし、「ポリカーボネートポリオール(B1)を除くポリオール(A1)が有する水酸基の総モル数」は、「ポリオール(A2)が有する水酸基の総モル数」と読み替える。
<イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)の一実施形態>
 イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)の一実施形態は、例えば、エステル結合を有し、かつ、平均水酸基官能基数が2を超えるポリカーボネートポリオール(B1)を含むポリオール(A1)と、有機酸(C)と、ポリイソシアネート(D)との反応生成物を含んでいてもよい。
 イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)の一実施形態の変形例は、例えば、ポリオール(A2)と、多官能ポリオール(B2)と、有機酸(C)と、ポリイソシアネート(D)との反応生成物を含んでいてもよい。
<中和剤(F)>
 中和剤(F)は、塩基性中和剤が好ましい。中和剤(F)としては、例えば、アンモニア、エチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリイソプロピルアミン、トリブチルアミン、トリエタノールアミン、N-メチルジエタノールアミン、N-フェニルジエタノールアミン、モノエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、モルホリン、N-メチルモルホリン、2-アミノ-2-エチル-1-プロパノール、高級アルキル変性モルホリン等の有機アミン類;リチウム、カリウム、ナトリウム等のアルカリ金属;水酸化ナトリウム、水酸化カリウムの無機アルカリ類;等、およびこれらの任意の2種以上の組み合わせが挙げられる。また、塗膜の耐久性や平滑性向上の観点から、アンモニア、トリメチルアミン、トリエチルアミン等の加熱によって解離する揮発性の高い中和剤が好ましい。
 中和剤は、トリアルキルアミンであってよい。トリアルキルアミンとしては、例えば、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリイソプロピルアミン、トリブチルアミンが挙げられる。
 また、ポリウレタン樹脂組成物の水分散安定性を向上させるために、中和剤(F)が、アニオン性極性基化合物、及びカチオン性極性基含有化合物をさらに含んでいてもよい。
 アニオン性極性基含有化合物としては、例えば、活性水素基を1個以上有する有機酸と中和剤とからなるものが挙げられる。
 有機酸としては、カルボン酸塩、スルホン酸塩、リン酸塩、ホスホン酸塩、ホスフィン酸塩、チオスルホン酸塩等、およびこれらの任意の2種以上の組み合わせが挙げられる。これらの基は、独立で導入されてもよいし、キレートのように関連付けられてもよい。
 カチオン性極性基含有化合物としては、例えば、
  活性水素基を1個以上有する3級アミンと、
  無機酸及び有機酸の中和剤、4級化剤のいずれかから選択される1種以上と、からなるものが挙げられる。
 活性水素基を1個以上有する3級アミンとしては、例えば、N,N-ジメチルエタノールアミン、N,N-ジエチルエタノールアミン、N,N-ジプロピルエタノールアミン、N,N-ジフェニルエタノールアミン、N-メチル-N-エチルエタノールアミン、N-メチル-N-フェニルエタノールアミン、N,N-ジメチルプロパノールアミン、N-メチル-N-エチルプロパノールアミン、N-メチルジエタノールアミン、N-エチルジエタノールアミン、N-メチルジプロパノールアミン、N-フェニルジエタノールアミン、N-フェニルジプロパノールアミン、N-ヒドロキシエチル-N-ヒドロキシプロピル-メチルアミン、N,N′-ジヒドロキシエチルピペラジン、トリエタノールアミン、トリスイソプロパノールアミン、N-メチル-ビス-(3-アミノプロピル)-アミン、N-メチル-ビス-(2-アミノプロピル)-アミン等;アンモニア、メチルアミン等の第1アミン、ジメチルアミン等の第2アミンにアルキレンオキサイドを付加させたもの;およびこれらの任意の2種以上の組み合わせが挙げられる。
 無機酸及び有機酸としては、例えば、塩酸、酢酸、乳酸、シアノ酢酸、燐酸、硫酸等、およびこれらの任意の2種以上の組み合わせが挙げられる。
 4級化剤としては、例えば、硫酸ジメチル、塩化ベンジル、ブロモアセトアミド、クロロアセトアミド、臭化エチル、臭化プロピル、臭化ブチル等のハロゲン化アルキル等、およびこれらの任意の2種以上の組み合わせが挙げられる。
 また、その他のカチオン性極性基含有化合物として、第1級アミン塩、第2級アミン塩、第3級アミン塩、ピリジニウム塩等のカチオン性化合物が挙げられる。
 中和剤の含有量は、ポリウレタン樹脂組成物中、イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)の質量と鎖延長剤(G)の質量との総和を基準として、0.01mmol/g以上、0.10mmol/g以上、0.20mmol/g以上、または0.30mmol/g以上であってよく、0.80mmol/g以下、0.70mmol/g以下、0.60mmol/g以下、0.50mmol/g以下、または0.40mmol/g以下であってよい。
(有機溶剤)
 なお、イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)合成時、イソシアネート基に対して不活性な有機溶剤にて、任意の固形分に希釈してもよい。この有機溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン、スワゾール(丸善石油化学社製の芳香族系炭化水素溶剤)、ソルベッソ(エクソンモービル社製の芳香族系炭化水素溶剤)等の芳香族系溶剤;ヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶剤;シクロヘキサン、イソホロン等の脂環族炭化水素系溶剤;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤;酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル等のエステル系溶剤;エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコール-3-メチル-3-メトキシブチルアセテート、エチレングリコールエチル-3-エトキシプロピオネート等のグリコールエーテルエステル系溶剤;エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、プロピレングリコールジブチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル等のグリコールエーテル系溶剤;テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶剤;およびこれらの任意の2種以上の組み合わせが挙げられる。
 有機溶剤は、脱溶剤の際に容易に除去でき、且つイソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)形成時に50~100℃まで昇温が可能な酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル等のエステル系溶剤が好ましく、特にアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶剤が好ましい。
<イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)の製造方法>
 第1の態様および第2の態様においては、はじめに、ポリイソシアネート(D)、ポリオール(A1)及び有機酸(C)を、イソシアネート基のモル数が水酸基のモル数よりも過剰となる条件で、必要に応じて希釈溶剤中で反応させ、中和前のイソシアネート基末端プレポリマーを製造する。このとき公知のウレタン化触媒を用いてもよい。反応温度は0~100℃が好ましく、特に好ましくは20~90℃である。
 なお、第1の態様の変形例および第2の態様の変形例の場合、「ポリオール(A1)」は、「ポリオール(A2)、多官能ポリオール(B2)」と読み替えるものとする。
<鎖延長剤(G)>
 鎖延長剤(G)は、イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)と反応してポリウレタン樹脂を形成する化合物である。鎖延長剤としては、例えば、一級アミノ基(-NH)、二級アミノ基(-NH-)、またはヒドロキシ基(-OH)等のイソシアネート基と反応し得る官能基を有する化合物、または、水(HO)が挙げられる。
 鎖延長剤(G)は、一級アミノ基または二級アミノ基を1個以上有するアミン化合物および水からなる群より選択される1種以上であることが好ましい。
 鎖延長剤(G)としてのアミン化合物は、一級アミノ基および二級アミノ基からなる群より選択されるアミノ基を2個以上有するアミン化合物であってよく、一級アミノ基および二級アミノ基からなる群より選択されるアミノ基を1個と、水酸基(-OH)を1個以上有する化合物であってもよい。
 アミン化合物は、脂肪族ジアミンおよび脂環族ジアミンからなる群より選択される少なくとも1種であることがより好ましい。アミン化合物は、例えば、式(g1):HN-R-NHで表される化合物であってよい。式(g1)において、Rは、脂肪族炭化水素基、または脂環式炭化水素基を示す。
 アミン化合物としては、例えば、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、キシリレンジアミン、イソホロンジアミン、ジエチレントリアミン、N-アミノエチル-N-エタノールアミン、モノエタノールアミン等、およびこれらの任意の2種以上の組み合わせが挙げられる。
 鎖延長反応の際には、硬化触媒(重合触媒)が必要に応じて使用されてもよい。硬化触媒としては、例えば、ジオクチルチンジラウレート、ナフテン酸亜鉛、ビスマス化合物等の金属系触媒、あるいはトリエチレンジアミンやN-メチルモルホリン等のアミン系触媒等の通常の硬化触媒が挙げられる。硬化触媒を使用することで、反応温度をさらに低くすることができる。
 イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)が有するイソシアネート基に対する、鎖延長剤(G)のアミン化合物が有する活性水素基(アミノ基および水酸基)の当量比(活性水素基/イソシアネート基)が、例えば、0~1.1であることが好ましく、0.05~1.05であることがより好ましく、0.10~1.00であることがさらに好ましく、0.2~0.8であることが特に好ましい。この比が上記範囲であると、100%モジュラスと耐熱性に優れるポリウレタン樹脂が形成されやすい。
<ポリウレタン樹脂組成物の製造方法>
 ポリウレタン樹脂組成物は、例えば、イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)を、中和剤(F)により中和し、イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)の中和物を得る工程と、イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)の中和物を水により乳化させ、鎖延長剤(G)と反応させることにより、ポリウレタン樹脂組成物を得る工程とを含む方法によって製造することができる。
 イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)と鎖延長剤(G)とによる鎖延長反応を行う方法として、あらかじめ水に鎖延長剤(G)を溶解させておき、この鎖延長剤(G)の水溶液に、イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)を仕込んで、乳化および鎖延長反応を行う方法、または、イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)を水に乳化させた後、鎖延長剤(G)、または、鎖延長剤(G)の水溶液を仕込んで鎖延長反応を行う方法等が挙げられる。
(鎖延長剤(G)由来のウレア基の含有量(鎖延長剤(G)由来のウレア基濃度))
 鎖延長剤(G)由来のウレア基の含有量の下限は、ポリウレタン樹脂組成物中、イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)の質量と鎖延長剤(G)の質量との総和に対して、例えば、0.05mmol/g以上、0.07mmol/g以上、0.10mmol/g以上、0.13mmol/g以上、0.15mmol/g以上、0.20mmol/g以上、または0.25mmol/g以上であってよい。鎖延長剤(G)由来のウレア基の含有量の上限は、ポリウレタン樹脂組成物中、イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)の質量と鎖延長剤(G)の質量との総和に対して、例えば、1.00mmol/g以下、0.95mmol/g以下、0.90mmol/g以下、0.80mmol/g以下、0.75mmol/g以下、0.70mmol/g以下、0.60mmol/g以下、0.55mmol/g以下、0.50mmol/g以下、または0.45mmol/g以下であってよい。鎖延長剤(G)由来のウレア基の含有量は、ポリウレタン樹脂組成物中、イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)の質量と、鎖延長剤(G)の質量と、の総和に対して、例えば、0.05mmol/g以上1.00mmol/g以下、0.07mmol/g以上0.90mmol/g以下、0.10mmol/g以上0.80mmol/g以下、0.13mmol/g以上0.70mmol/g以下、又は0.15mmol/g以上0.60mmol/g以下であってよい。鎖延長剤(G)由来のウレア基の含有量が上記範囲であると、ポリウレタンフィルムとして使用された場合に、100%モジュラスと耐熱性がともにさらに良好なポリウレタンフィルムが得られやすい。また、鎖延長剤(G)由来のウレア基の含有量が1.00mmol/g以下であると、100%モジュラスにさらに優れるポリウレタンフィルムが得られやすい。
 鎖延長剤(G)が一級または二級アミノ基を1個以上有するアミン化合物、および水以外のものを含まない場合(すなわち、鎖延長剤が、一級または二級アミノ基を1個以上有するアミン化合物及び水のみを含む場合)、鎖延長剤(G)由来のウレア基の含有量は、アミン化合物由来のウレア基の含有量と、水由来のウレア基の含有量との総和と一致する。
(アミン化合物由来のウレア基の含有量(アミン化合物由来のウレア基濃度))
 鎖延長剤(G)は、1個以上の一級もしくは二級アミノ基を有するアミン化合物を含んでいてもよい。このとき、アミン化合物由来のウレア基の含有量の下限は、ポリウレタン樹脂組成物中、イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)の質量と鎖延長剤(G)の質量との総和に対して、例えば、0mmol/g超、0.01mmol/g以上、0.02mmol/g以上、0.03mmol/g以上、0.05mmol/g以上、0.10mmol/g以上、0.13mmol/g以上、0.15mmol/g以上、0.20mmol/g以上、または0.25mmol/g以上であってよい。アミン化合物由来のウレア基の含有量の上限は、ポリウレタン樹脂組成物中、イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)の質量と鎖延長剤(G)の質量との総和に対して、例えば、0.95mmol/g以下、0.90mmol/g以下、0.80mmol/g以下、0.70mmol/g以下、0.60mmol/g以下、0.60mmol/g以下、0.50mmol/g以下、0.48mmol/g以下、0.45mmol/g以下、0.40mmol/g以下、0.34mmol/g以下、0.30mmol/g以下、0.25mmol/g以下、または0.23mmol/g以下であってよい。アミン化合物由来のウレア基の含有量は、ポリウレタン樹脂組成物中、イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)の質量と、鎖延長剤(G)の質量と、の総和に対して、例えば、0mmol/g超0.95mmol/g以下、0.01mmol/g以上0.9mmol/g以下、0.02mmol/g以上0.80mmol/g以下、0.05mmol/g以上0.70mmol/g以下、0.10mmol/g以上0.60mmol/g以下、0.13mmol/g以上0.50mmol/g以下、0.15mmol/g以上0.40mmol/g以下、0.20mmol/g以上0.34mmol/g以下、又は0.25mmol/g以上0.30mmol/g以下であってよい。アミン化合物由来のウレア基の含有量が上記範囲であると、ポリウレタンフィルムとして使用された場合に、100%モジュラスと耐熱性がともにさらに良好なポリウレタンフィルムが得られやすい。また、アミン化合物由来のウレア基の含有量が0.95mmol/g以下であると、100%モジュラスにさらに優れるポリウレタンフィルムが得られやすい。
(水由来のウレア基の含有量(水由来のウレア基濃度))
 鎖延長剤(G)は、水を含んでいてもよい。
 水由来のウレア基の含有量の下限は、ポリウレタン樹脂組成物中、イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)の質量と鎖延長剤(G)の質量との総和に対して、例えば、0mmol/g超、0.01mmol/g以上、0.02mmol/g以上、0.03mmol/g以上、0.05mmol/g以上、0.07mmol/g以上、0.10mmol/g以上、0.13mmol/g以上、0.15mmol/g以上、0.20mmol/g以上、または0.25mmol/g以上であってよい。水由来のウレア基の含有量の上限は、ポリウレタン樹脂組成物中、イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)の質量と鎖延長剤(G)の質量との総和に対して、例えば、0.95mmol/g以下、0.90mmol/g以下、0.80mmol/g以下、0.70mmol/g以下、0.60mmol/g以下、0.60mmol/g以下、0.50mmol/g以下、0.40mmol/g以下、0.30mmol/g以下、または0.25mmol/g以下であってよい。水由来のウレア基の含有量は、ポリウレタン樹脂組成物中、イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)の質量と、鎖延長剤(G)の質量と、の総和に対して、例えば、0mmol/g超0.95mmol/g以下、0.01mmol/g以上0.9mmol/g以下、0.02mmol/g以上0.80mmol/g以下、0.05mmol/g以上0.70mmol/g以下、0.10mmol/g以上0.60mmol/g以下、0.13mmol/g以上0.50mmol/g以下、0.15mmol/g以上0.40mmol/g以下、0.20mmol/g以上0.34mmol/g以下、又は0.25mmol/g以上0.30mmol/g以下であってよい。水由来のウレア基の含有量が上記範囲であると、ポリウレタンフィルムとして使用された場合に、100%モジュラスと耐熱性がともにさらに良好なポリウレタンフィルムが得られやすい。また、水由来のウレア基の含有量が0.95mmol/g以下であると、100%モジュラスにさらに優れるポリウレタンフィルムが得られやすい。
(鎖延長剤(G)由来のウレア基の含有量に対するアミン化合物由来のウレア基の含有量の比率)
 鎖延長剤(G)由来のウレア基の含有量に対するアミン化合物由来のウレア基の含有量の比率(アミン化合物由来のウレア基比率)は、アミン化合物由来のウレア基濃度を鎖延長剤(G)由来のウレア基濃度で除することにより算出することができ、その下限は、例えば、0mol%超、1mol%以上、3mol%以上、5mol%以上、10mol%以上、15mol%以上、20mol%以上、25mol%以上、または30mol%以上であってよい。アミン化合物由来のウレア基比率の上限は、例えば、99mol%以下、97mol%以下、95mol%以下、90mol%以下、85mol%以下、80mol%以下、75mol%以下、70mol%以下、または65mol%以下であってよい。アミン化合物由来のウレア基比率は、例えば、0mol%超99mol%以下、5mol%以上95mol%以下、10mol%以上90mol%以下、15mol%以上80mol%以下、又は20mol%以上70mol%以下であってよい。アミン化合物由来のウレア基比率が上記範囲であると、ポリウレタンフィルムとして使用された場合に、100%モジュラスと耐熱性がともにさらに良好なポリウレタンフィルムが得られやすい。また、アミン化合物由来のウレア基比率が99mol%以下であると、100%モジュラスにさらに優れるポリウレタンフィルムが得られやすい。
 鎖延長剤(G)由来のウレア基の含有量、アミン化合物由来のウレア基の含有量、水由来のウレア基の含有量及び鎖延長剤(G)由来のウレア基の含有量に対するアミン化合物由来のウレア基の含有量(アミン化合物由来のウレア基比率)は、H-NMR測定を用いて算出することもできる。
<硬化剤(X)>
 ポリウレタン樹脂組成物は、硬化剤(X)をさらに含んでいてもよい。
 硬化剤(X)は、イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)と、鎖延長剤(G)との反応生成物を硬化させて、ポリウレタン樹脂を形成する。ポリウレタン樹脂組成物が硬化剤(X)を含む場合、該硬化剤(X)は、二液システムの一液である。硬化剤(X)としては、具体的には、有機ジイソシアネート類のウレタン変性体、ウレア変性体、アロファネート変性体、ビュレット変性体、ウレトジオン変性体、イソシアヌレート変性体などが挙げられる。これらの中でも、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)やイソホロンジイソシアネート(IPDI)のトリマー体、アダクト体が好ましい。
<他の成分>
 より物性を高め、また、各種物性を付加するために、ポリウレタン樹脂組成物は、各種添加剤を含んでいてもよい。各種添加剤としては、成膜剤、粘度調節剤、ゲル化防止剤、難燃剤、可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、抗菌剤、充填剤、内部離型剤、補強材、艶消し剤、導電性付与剤、帯電制御剤、帯電防止剤、滑剤、染料、顔料その他の加工助剤等が挙げられる。
 ポリウレタン樹脂組成物は、イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)が中和剤(F)により中和されてなるエマルジョンであってもよい。
 このようにして得られたポリウレタン樹脂組成物は、水性ポリウレタン樹脂エマルジョンとして好ましく用いられる。そして、この水性ポリウレタン樹脂エマルジョンを硬化することにより、強靭で、100%モジュラスが低減され(風合いが良好であり)、高い軟化温度を有する塗膜やフィルム等の成形体を得ることができ、人工皮革、合成皮革等の皮革用途や、皮革用表面処理剤として好適に使用することができる。100%モジュラスは合成皮革に触れたときのしっとりとした、弾力性のある高級な感覚を定量する指標の一つであり、数値が一定の数値範囲内であると、上記特性が良好なポリウレタン樹脂となる。
 また、ポリウレタン樹脂組成物は、一液型であっても二液型であってもよいが、一液型であることが好ましい。
〔人工皮革または合成皮革〕
 人工皮革または合成皮革の一実施形態は、ポリウレタン樹脂組成物の硬化物と、基材とを含む。一実施形態に係る人工皮革または合成皮革は、例えば、基材上に、ポリウレタン樹脂組成物の硬化物を形成することを含む方法によって製造することができる。また、一実施形態に係る人工皮革または合成皮革は、基材にポリウレタン樹脂組成物を含侵させ、当該ポリウレタン樹脂組成物を硬化させることを含む方法によって製造することができる。人工皮革において、基材は、例えば、編物又は織物等の基布であってよい。合成皮革において、基材は、不織布であってよい。
〔皮革用表面処理剤〕
 皮革用表面処理剤は、皮革又はその材料の表面を処理するために用いられる剤である。皮革用表面処理剤の適用対象の皮革は、例えば、合成皮革、人工皮革、又は天然皮革であってよい。
 以下、本発明の実施例を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例における%、部表記は、特に断りのない限り質量基準である。
<各例における各組成の計算方法>
(鎖延長剤(G)由来のウレア基濃度)
 イソシアネート基と鎖延長剤(G)との反応速度は、イソシアネート基とポリオール成分のヒドロキシ基との反応速度と比較して、非常に高いことが知られている。従って、ポリウレタン樹脂組成物中、イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)の質量と鎖延長剤(G)の質量との総和に対する、鎖延長剤(G)由来のウレア基の含有量(鎖延長剤(G)由来のウレア基濃度)はイソシアネート基末端プレポリマー(E)の未反応のイソシアネート基の含有量と一致する。以上より、鎖延長剤(G)由来のウレア基濃度は、下記式で定義する。
鎖延長剤(G)由来のウレア基濃度(mmol/g)=イソシアネート基末端プレポリマー(E)の未反応のイソシアネート基の含有量(mmol/g)×((ポリオール(A1)の仕込み量(g)+有機酸(C)(ジメチロール脂肪酸)の仕込み量(g)+ポリイソシアネート(D)の仕込み量(g)+イソシアネート基測定前の有機溶剤の仕込み量(g))/(ポリオール(A1)の仕込み量(g)+有機酸(C)(ジメチロール脂肪酸)の仕込み量(g)+ポリイソシアネート(D)の仕込み量(g)+鎖延長剤(G)の仕込み量(g))
 なお、上述の各変形例の場合、「ポリオール(A1)の仕込み量(g)」は、「ポリオール(A2)の仕込み量(g)+多官能ポリオール(B2)の仕込み量(g)」と読み替えるものとする。
(アミン化合物由来のウレア基濃度)
 ポリウレタン樹脂組成物中、イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)の質量と鎖延長剤(G)の質量との総和に対する、アミン化合物由来のウレア基の含有量(アミン化合物由来のウレア基濃度)は、アミン化合物の仕込み量から算出されるアミン量より求めた。従って、アミン化合物由来のウレア基濃度は、下記式で定義する。
アミン化合物由来のウレア基濃度(mmol/g)=アミン化合物の仕込み量(g)/鎖延長剤(G)(アミン化合物)の分子量(g/mol)×一分子当たりのアミノ基の数/(ポリオール(A1)の仕込み量(g)+有機酸(C)(ジメチロール脂肪酸)の仕込み量(g)+ポリイソシアネート(D)の仕込み量(g)+鎖延長剤(G)の仕込み量(g))×1000
 なお、上述の各変形例の場合、「ポリオール(A1)の仕込み量(g)」は、「ポリオール(A2)の仕込み量(g)+多官能ポリオール(B2)の仕込み量(g)」と読み替えるものとする。
 本開示の一態様は水を溶媒とするため、アミン化合物由来のウレア基と水由来のウレア基が同時に生成する。アミン化合物由来のウレア基は水由来のウレア基と比べて反応速度が非常に高く、アミン化合物由来のアミンは全てウレア基として存在すると言える。
(水由来のウレア基濃度)
 ポリウレタン樹脂組成物中、イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)の質量と鎖延長剤(G)の質量との総和に対する、水由来のウレア基の含有量(水由来のウレア基濃度)は、鎖延長剤(G)由来のウレア基濃度を、アミン化合物由来のウレア基濃度で減ずることにより算出した。従って、水由来のウレア基濃度は、下記式で定義する。
水由来のウレア基濃度(mmol/g)=鎖延長剤(G)由来のウレア基濃度(mmol/g)-アミン化合物由来のウレア基濃度(mmol/g)
(アミン化合物由来のウレア基比率)
 鎖延長剤(G)由来のウレア基の含有量に対するアミン化合物由来のウレア基の含有量(アミン化合物由来のウレア基比率)は、アミン化合物由来のウレア基濃度を、鎖延長剤(G)由来のウレア基濃度で除することにより算出した。従って、鎖延長剤(G)由来のウレア基の含有量に対するアミン化合物由来のウレア基の含有量は、下記式で定義する。
鎖延長剤(G)由来のウレア基の含有量に対するアミン化合物由来のウレア基の含有量(アミン化合物由来のウレア基比率)(mol%)=アミン化合物由来のウレア基濃度(mmol/g)/鎖延長剤(G)由来のウレア基濃度(mmol/g)×100
(ポリオール(A1)の平均水酸基価/ポリオール(A2)と多官能ポリオール(B2)との平均水酸基価)
・第1の態様および第2の態様の場合
 ポリオール(A1)の平均水酸基価は、ポリオール(A1)中の各ポリオール成分を混合した際の水酸基価から算出した。従って、平均水酸基価は下記式より定義する。
ポリオール(A1)の平均水酸基価(mgKOH/g)=(ポリカーボネートポリオール(B1)以外のポリオールの平均水酸基価(mgKOH/g)×ポリカーボネートポリオール(B1)以外のポリオールの仕込み量(g)+ポリカーボネートポリオール(B1)の平均水酸基価(mgKOH/g)×ポリカーボネートポリオール(B1)の仕込み量(g))/(ポリオール(A1)の仕込み量(g))
・第1の態様の変形例および第2の態様の変形例の場合
 ポリオール(A2)と多官能ポリオール(B2)との平均水酸基価は、ポリオール(A2)と多官能ポリオール(B2)とを混合した際の水酸基価から算出した。従って、平均水酸基価は下記式より定義する。
ポリオール(A2)+多官能ポリオール(B2)の平均水酸基価(mgKOH/g)=(ポリオール(A2)の平均水酸基価(mgKOH/g)×ポリオール(A2)の仕込み量(g)+多官能ポリオール(B2)の平均水酸基価(mgKOH/g)×多官能ポリオール(B2)の仕込み量(g))/(ポリオール(A2)の仕込み量(g)+多官能ポリオール(B2)の仕込み量(g))
(架橋密度)
 イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)および鎖延長剤(G)に対する架橋密度の算出は、以下のとおりである。
・第1の態様および第2の態様の場合
 ポリカーボネートポリオール(B1)、
 ポリオール(A1)中の平均水酸基官能基数が2を超えるポリオール(ただし、ポリカーボネートポリオール(B1)は除く)、および
 3官能以上の多価アルコール、
の各成分由来の架橋量から算出した。
・第1の態様の変形例および第2の態様の変形例の場合
 多官能ポリオール(B2)、
 ポリオール(A2)中の平均水酸基官能基数が2を超えるポリオール、および
 3官能以上の多価アルコール、
の各成分由来の架橋量から算出した。
 従って、架橋密度は、下記式で定義する。なお、架橋を形成する成分が他にもある場合には、式中の分子の「ポリカーボネートポリオール(B1)」、「多官能ポリオール(B2)」、「多価アルコール」を当該他の成分に置き換えることで同様に算出できる。ただし、平均水酸基価がわかるものは、「ポリカーボネートポリオール(B1)」、「多官能ポリオール(B2)」、と置き換えて、真の数平均分子量(絶対分子量)がわかるものは、「多価アルコール」と置き換えることで算出することができる。
[ポリカーボネートポリオール(B1)の場合]
架橋密度(mmol/g)=ポリカーボネートポリオール(B1)の仕込み量(g)×ポリカーボネートポリオール(B1)の平均水酸基価(mgKOH/g)/56.11(KOHg/g)/1000/ポリカーボネートポリオール(B1)の官能基数×(ポリカーボネートポリオール(B1)の官能基数-2)/(ポリオール(A1)の仕込み量(g)+有機酸(C)(ジメチロール脂肪酸)の仕込み量(g)+ポリイソシアネート(D)の仕込み量(g)+鎖延長剤(G)の仕込み量(g))×1000
[多官能ポリオール(B2)の場合]
架橋密度(mmol/g)=多官能ポリオール(B2)の仕込み量(g)×多官能ポリオール(B2)の平均水酸基価(mgKOH/g)/56.11(KOHg/g)/1000/多官能ポリオール(B2)の官能基数×(多官能ポリオール(B2)の官能基数-2)/(ポリオール(A2)の仕込み量(g)+多官能ポリオール(B2)の仕込み量(g)+有機酸(C)(ジメチロール脂肪酸)の仕込み量(g)+ポリイソシアネート(D)の仕込み量(g)+鎖延長剤(G)の仕込み量(g))×1000
[3官能以上の多価アルコール(または、平均水酸基官能基数が2を超えるポリオール)の場合]
架橋密度(mmol/g)=多価アルコール(または、平均水酸基官能基数が2を超えるポリオール)の仕込み量(g)/多価アルコール(または、平均水酸基官能基数が2を超えるポリオール)の分子量(g/mol)×(多価アルコールの官能基数(または、平均水酸基官能基数が2を超えるポリオール)-2)/(ポリオール(A1)の仕込み量(g)+有機酸(C)(ジメチロール脂肪酸)の仕込み量(g)+ポリイソシアネート(D)の仕込み量(g)+鎖延長剤(G)の仕込み量(g))×1000
 なお、上述の各変形例の場合、「ポリオール(A1)の仕込み量(g)」は、「ポリオール(A2)の仕込み量(g)+多官能ポリオール(B2)の仕込み量(g)」と読み替えるものとする。
(ポリカーボネートポリオール(B1)含有量、多官能ポリオール(B2)含有量)
・第1の態様および第2の態様の場合
 ポリウレタン樹脂中のポリカーボネートポリオール(B1)の含有量は、ポリカーボネートポリオール(B1)と、ポリカーボネートポリオール(B1)以外のポリオール(A1)とを混合した際の質量比から算出した。従って、ポリカーボネートポリオール(B1)含有量は下記式より定義する。
ポリカーボネートポリオール(B1)含有量(質量%)=ポリカーボネートポリオール(B1)の仕込み量(g)/ポリオール(A1)の仕込み量(g)×100
・第1の態様の変形例および第2の態様の変形例の場合
 ポリウレタン樹脂中の多官能ポリオール(B2)の含有量は、ポリオール(A2)と多官能ポリオール(B2)とを混合した際の質量比から算出した。従って、多官能ポリオール(B2)含有量は下記式より定義する。
多官能ポリオール(B2)含有量(質量%)=多官能ポリオール(B2)の仕込み量(g)/(ポリオール(A2)の仕込み量(g)+多官能ポリオール(B2)の仕込み量(g))×100
 実施例及び比較例で使用したポリカーボネートポリオール(ポリカーボネートジオール)の製造方法を以下に示す。
〔合成例1:ポリオールの製造1〕
 攪拌機、温度計、加熱装置、冷却器を組んだ2L二口ガラス製反応器に、1,6-ヘキサンジオール826g、炭酸ジエチル787g、およびテトラブチルチタネート0.05gを混合し、常圧下、低沸点成分を除去しながら100~190℃で8時間反応させた。さらに反応温度を190℃としてフラスコ内の圧力を1kPaまで減圧し、さらに8時間反応を行うことでポリカーボネートポリオール(ポリカーボネートジオール(PCD-1))を得た。
〔合成例2:ポリオールの製造2〕
 攪拌機、温度計、加熱装置、冷却器を組んだ2L二口ガラス製反応器に、1,6-ヘキサンジオール830g、炭酸ジエチル771g、およびテトラブチルチタネート0.05gを混合し、常圧下、低沸点成分を除去しながら100~190℃で8時間反応させた。さらに反応温度を190℃としてフラスコ内の圧力を1kPaまで減圧し、さらに8時間反応を行うことでポリカーボネートポリオール(ポリカーボネートジオール(PCD-2))を得た。
〔合成例3:ポリオールの製造3〕
 攪拌機、温度計、加熱装置、冷却器を組んだ2L二口ガラス製反応器に、1,6-ヘキサンジオール266.2g、トリメチロールプロパン272.7、炭酸ジエチル461.2g、および炭酸水素カリウム0.05gを混合し、常圧下、低沸点成分を除去しながら100~190℃で8時間反応させた。さらに反応温度を150℃としてフラスコ内の圧力を1kPaまで減圧し、さらに8時間反応を行うことでポリカーボネートポリオール(PCP-α)を得た。
〔合成例4:ポリオールの製造4〕
 攪拌機、温度計、加熱装置、冷却器を組んだ1L四つ口ガラス製反応器にポリオールの製造1で得られたポリカーボネートジオール(PCD-1)575g、ポリカプロラクトントリオール(プラクセル305)400g、ポリカプロラクトンジオール(プラクセル210)25g、炭酸水素カリウム0.03gを仕込み、190℃でエステル交換反応を5時間行い、ポリオール(PCP-1)を得た。
〔合成例5:ポリオールの製造5〕
 攪拌機、温度計、加熱装置、冷却器を組んだ1L四つ口ガラス製反応器にポリオールの製造2で得られたポリカーボネートジオール(PCD-2)674g、ポリカプロラクトントリオール(プラクセル305)326g、炭酸水素カリウム0.03gを仕込み、190℃でエステル交換反応を5時間行い、ポリオール(PCP-2)を得た。
〔合成例6:ポリオールの製造6〕
 攪拌機、温度計、加熱装置、冷却器を組んだ1L四つ口ガラス製反応器にポリオールの製造1で得られたポリカーボネートジオール(PCD-1)678.1g、ポリカプロラクトントリオール(プラクセル305)85.7g、ポリカプロラクトンジオール(プラクセル210)236.2g、炭酸水素カリウム0.03gを仕込み、190℃でエステル交換反応を5時間行い、ポリオール(PCP-3)を得た。
〔合成例7:ポリオールの製造7〕
 攪拌機、温度計、加熱装置、冷却器を組んだ1L四つ口ガラス製反応器にポリオールの製造で得られたポリカーボネートジオール(PCD-1)50g、ポリカプロラクトントリオール(プラクセル320)249.9g、ポリカプロラクトンジオール(プラクセル220)199.9g、炭酸水素カリウム0.03gを仕込み、190℃でエステル交換反応を5時間行い、ポリオール(PCP-4)を得た。
〔合成例8:ポリオールの製造8〕
 攪拌機、温度計、加熱装置、冷却器を組んだ1L四つ口ガラス製反応器にポリオールの製造1で得られたポリカーボネートジオール(PCD-1)288.7g、ポリオールの製造3で得られたポリカーボネートポリオール(PCP-α)125.9g、ポリカプロラクトンジオール(プラクセル220)85.3g、炭酸水素カリウム0.03gを仕込み、190℃でエステル交換反応を5時間行い、ポリオール(PCP-5)を得た。
(平均水酸基官能基数)
 ポリカーボネートポリオール(B1)、多官能ポリオール(B2)の平均水酸基官能基数は、ポリカーボネートポリオール(B1)、多官能ポリオール(B2)に含まれるポリオールの公称の官能基数を基に下記式にて算出した。結果を表1に示す。
平均水酸基官能基数=((ポリカーボネートポリオール(b-1)の官能基数×mol数)+(ポリエステルポリオール(b-2)の官能基数×mol数)+(ポリエステルポリオール(b-3)の官能基数×mol数))/((ポリカーボネートポリオール(b-1)mol数)+(ポリエステルポリオール(b-2)mol数)+(ポリエステルポリオール(b-3)mol数))
 なお、上記計算式中のmol数は仕込み量を分子量で除することで算出可能である。
反応系中の化合物のmol数(mol数)=化合物の仕込み量(g)/化合物の分子量(g/mol)
(PCP-αの水酸基官能基数)
 仕込み量から平均水酸基官能基数が算出できない場合は、GPC測定より得られる数平均分子量を用い、平均水酸基官能基数を算出した。結果を表1に示す。
PCP-αの平均水酸基官能基数=56.11(KOHmg/g)×1000/GPC測定より算出した数平均分子量(g/mol)/平均水酸基価(mgKOH/g)
(エステル基濃度)
 ポリカーボネートポリオール(B1)、多官能ポリオール(B2)のポリカーボネートポリオール(b-1)とポリエステルポリオール(b-2)とポリエステルポリオール(b-3)との総和に対する、ポリエステルポリオール(b-2)とポリエステルポリオール(b-3)との含有量(エステル基濃度)は原料となるポリカーボネート化合物とポリエステル化合物との仕込み量から算出した。エステル基濃度は下記式より定義する。結果を表1に示す。
エステル基濃度(質量%)=(ポリエステルポリオール(b-2)の仕込み量(g)+ポリエステルポリオール(b-3)の仕込み量(g))/(ポリカーボネートポリオール(b-1)の仕込み量(g)+ポリエステルポリオール(b-2)の仕込み量(g)+ポリエステルポリオール(b-3)の仕込み量(g))×100
(分析評価)
[数平均分子量の測定]
 以下の条件で、得られた組成物のGPC分析を行い、組成物の数平均分子量を測定した。結果を表1に示す。
-条件-
(1)測定器:HLC-8420(東ソー社製)
(2)カラム:TSKgel(東ソー社製)
・G3000H-XL
・G3000H-XL
・G2000H-XL
・G2000H-XL
(3)移動相:THF(テトラヒドロフラン)
(4)検出器:RI(屈折率)検出器(HLC-8420付属品)
(5)温度:40℃
(6)流速:1.000ml/min
(7)検量線:以下の商品(いずれも三洋化成工業社製の2官能のポリオキシプロピレンポリオール)を用いて、検量線を得た。
・「サンニックスPP-200」(数平均分子量=200、平均水酸基官能基数:2)
・「サンニックスPP-400」(数平均分子量=400、平均水酸基官能基数:2)
・「サンニックスPP-1000」(数平均分子量=1000、平均水酸基官能基数:2)
・「サンニックスPP-2000」(数平均分子量=2000、平均水酸基官能基数:2)
・「サンニックスPP-3000」(数平均分子量=3200、平均水酸基官能基数:2)
・「サンニックスPP-4000」(数平均分子量=4160、平均水酸基官能基数:2)
(8)検量線の近似式:3次式
(9)サンプル溶液濃度:0.5質量%THF溶液
[水酸基価(OHv)の測定]
 JIS K1557-1に準拠し、アセチル化試薬を用いた方法にて得られた組成物の水酸基価を測定した。結果を表1に示す。
[性状評価]
 得られた組成物をサンプルとし、該サンプルを80℃で1時間加熱した後、25℃で3日間放置した。放置後のサンプルの状態を目視により確認し、上記温度で僅かでも流動性があれば液状とし、流動性がない場合には固体とした。結果を表1に示す。
・1,6-ヘキサンジオール:BASF-JAPAN社製
・トリメチロールプロパン:東京化成工業社製
・炭酸ジエチル:Sigma-Aldrich社製
・テトラブチルチタネート:東京化成工業社製
・炭酸水素カリウム:富士フイルム和光純薬社製
・プラクセル305:ポリカプロラクトントリオール(分子量=550、水酸基価=305、官能基数=3) ダイセル社製
・プラクセル320:ポリカプロラクトントリオール(分子量=2000、水酸基価=84.2、官能基数=3) ダイセル社製
・プラクセル210:ポリカプロラクトンジオール(分子量=1000、水酸基価=112、官能基数=2) ダイセル社製
・プラクセル220:ポリカプロラクトンジオール(分子量=2000、水酸基価=56.1、官能基数=2) ダイセル社製
(実施例1:水性ポリウレタン樹脂エマルジョンの製造1)
 撹拌機、温度計、窒素シール管、及び冷却器を装着した容量2Lの反応器(以下、反応器Aと称する)に、N-980N(東ソー社製:数平均分子量2000;水酸基価56.11mgKOH/g;1,6-ヘキサンジオール系ポリカーボネートジオール)139.4g、1,6-ヘキサンジオール6.2g、PCP-1を62.4g、アセトン150g、2,2-ジメチロールプロパン酸10.6g、イソホロンジイソシアネートを69.3g仕込み、60℃に加温し、同温度で30分撹拌した後、U-600を0.24g加え、5時間反応させた。ウレタン化終了時の未反応のイソシアネート基含有量は、上記仕込み量に対して、0.323mmol/gであった。次いで、トリエチルアミンを8.0g仕込んでカルボキシル基を中和した後、撹拌しながら水を640g仕込み、乳化させた。乳化後、KL-245を0.36g加え、30分以内にアミン水(水60g、イソホロンジアミン4.0gを配合)を仕込み、アミン鎖延長反応を40℃にて12時間行った。FT-IRによりイソシアネート基の存在が確認されなくなったところで撹拌を停止した。その後、2Lのナスフラスコに反応溶液を移し、減圧蒸留することで、アセトン150g、水100gを除去し、水性ポリウレタン樹脂エマルジョン組成物(PUD-1)を得た。
(実施例2:ポリウレタン樹脂エマルジョンの製造2)
 反応器Aに、N-980N 114.4g、1,6-ヘキサンジオール3.0g、PCP-1を93.6g、アセトン150g、2,2-ジメチロールプロパン酸10.6g、イソホロンジイソシアネートを69.3g仕込み、60℃に加温し、同温度で30分撹拌した後、U-600を0.24g加え、5時間反応させた。ウレタン化終了時の未反応のイソシアネート基含有量は、上記仕込み量に対して、0.305mmol/gであった。次いで、乳化および乳化後の操作は実施例1と同様にして水性ポリウレタン樹脂エマルジョン組成物(PUD-2)を得た。
(実施例3:ポリウレタン樹脂エマルジョンの製造3)
 反応器Aに、N-980N 110.3g、1,6-ヘキサンジオール4.1g、PCP-2を93.6g、アセトン150g、2,2-ジメチロールプロパン酸10.6g、イソホロンジイソシアネートを69.3g仕込み、60℃に加温し、同温度で30分撹拌した後、U-600を0.24g加え、5時間反応させた。ウレタン化終了時の未反応のイソシアネート基含有量は、上記仕込み量に対して、0.312mmol/gであった。次いで、乳化および乳化後の操作は実施例1と同様にして水性ポリウレタン樹脂エマルジョン組成物(PUD-3)を得た。
(実施例4:ポリウレタン樹脂エマルジョンの製造4)
 反応器Aに、N-980N 59.4g、PCP-1を145.3g、アセトン150g、2,2-ジメチロールプロパン酸10.6g、イソホロンジイソシアネートを72.7g仕込み、60℃に加温し、同温度で30分撹拌した後、U-600を0.24g加え、5時間反応させた。ウレタン化終了時の未反応のイソシアネート基含有量は、上記仕込み量に対して、0.260mmol/gであった。次いで、乳化および乳化後の操作は実施例1と同様にして水性ポリウレタン樹脂エマルジョン組成物(PUD-4)を得た。
(実施例5:ポリウレタン樹脂エマルジョンの製造5)
 反応器Aに、N-980N 103.1g、1,6-ヘキサンジオール6.6g、PCP-3を109.7g、アセトン150g、2,2-ジメチロールプロパン酸10.6g、イソホロンジイソシアネートを59.9g仕込み、60℃に加温し、同温度で30分撹拌した後、U-600を0.24g加え、5時間反応させた。ウレタン化終了時の未反応のイソシアネート基含有量は、上記仕込み量に対して、0.114mmol/gであった。次いで、トリエチルアミンを8.0g仕込んでカルボキシル基を中和した後、撹拌しながら水を640g仕込み、乳化させた。乳化後、KL-245を0.36g加え、30分以内にアミン水(水60g、イソホロンジアミン2.0gを配合)を仕込み、アミン鎖延長反応を40℃にて12時間行った。FT-IRによりイソシアネート基の存在が確認されなくなったところで撹拌を停止した。その後、2Lのナスフラスコに反応溶液を移し、減圧蒸留することで、アセトン150g、水100gを除去し、水性ポリウレタン樹脂エマルジョン組成物(PUD-5)を得た。
(実施例6:ポリウレタン樹脂エマルジョンの製造6)
 反応器Aに、N-980N 49.1g、1,6-ヘキサンジオール5.8g、PCP-3を164.6g、アセトン150g、2,2-ジメチロールプロパン酸10.6g、イソホロンジイソシアネートを59.9g仕込み、60℃に加温し、同温度で30分撹拌した後、U-600を0.24g加え、5時間反応させた。ウレタン化終了時の未反応のイソシアネート基含有量は、上記仕込み量に対して、0.112mmol/gであった。次いで、乳化および乳化後の操作は実施例5と同様にして水性ポリウレタン樹脂エマルジョン組成物(PUD-6)を得た。
(実施例7:ポリウレタン樹脂エマルジョンの製造7)
 反応器Aに、1,6-ヘキサンジオール5.0g、PCP-3を214.5g、アセトン150g、2,2-ジメチロールプロパン酸10.6g、イソホロンジイソシアネートを59.9g仕込み、60℃に加温し、同温度で30分撹拌した後、U-600を0.24g加え、5時間反応させた。ウレタン化終了時の未反応のイソシアネート基含有量は、上記仕込み量に対して、0.112mmol/gであった。次いで、乳化および乳化後の操作は実施例5と同様にして水性ポリウレタン樹脂エマルジョン組成物(PUD-7)を得た。
(実施例8:ポリウレタン樹脂エマルジョンの製造8)
 反応器Aに、N-980N 101.0g、1,6-ヘキサンジオール6.5g、PCP-3を107.5g、アセトン150g、2,2-ジメチロールプロパン酸10.6g、イソホロンジイソシアネートを62.3g仕込み、60℃に加温し、同温度で30分撹拌した後、U-600を0.24g加え、5時間反応させた。ウレタン化終了時の未反応のイソシアネート基含有量は、上記仕込み量に対して、0.208mmol/gであった。次いで、乳化および乳化後の操作は実施例1と同様にして水性ポリウレタン樹脂エマルジョン組成物(PUD-8)を得た。
(実施例9:ポリウレタン樹脂エマルジョンの製造9)
 反応器Aに、N-980N 48.1g、1,6-ヘキサンジオール5.6g、PCP-3を161.2g、アセトン150g、2,2-ジメチロールプロパン酸10.6g、イソホロンジイソシアネートを62.3g仕込み、60℃に加温し、同温度で30分撹拌した後、U-600を0.24g加え、5時間反応させた。ウレタン化終了時の未反応のイソシアネート基含有量は、上記仕込み量に対して、0.169mmol/gであった。次いで、乳化および乳化後の操作は実施例1と同様にして水性ポリウレタン樹脂エマルジョン組成物(PUD-9)を得た。
(実施例10:ポリウレタン樹脂エマルジョンの製造10)
 反応器Aに、1,6-ヘキサンジオール4.8g、PCP-3を210.2g、アセトン150g、2,2-ジメチロールプロパン酸10.6g、イソホロンジイソシアネートを62.3g仕込み、60℃に加温し、同温度で30分撹拌した後、U-600を0.24g加え、5時間反応させた。ウレタン化終了時の未反応のイソシアネート基含有量は、上記仕込み量に対して、0.182mmol/gであった。次いで、乳化および乳化後の操作は実施例1と同様にして水性ポリウレタン樹脂エマルジョン組成物(PUD-10)を得た。
(実施例11:ポリウレタン樹脂エマルジョンの製造11)
 反応器Aに、N-980N 112.7g、PCP-3を112.7g、アセトン150g、2,2-ジメチロールプロパン酸10.6g、イソホロンジイソシアネートを51.8g仕込み、60℃に加温し、同温度で30分撹拌した後、U-600を0.24g加え、5時間反応させた。ウレタン化終了時の未反応のイソシアネート基含有量は、上記仕込み量に対して、0.234mmol/gであった。次いで、乳化および乳化後の操作は実施例1と同様にして水性ポリウレタン樹脂エマルジョン組成物(PUD-11)を得た。
(実施例12:ポリウレタン樹脂エマルジョンの製造12)
 反応器Aに、N-980N 56.0g、PCP-3を167.9g、アセトン150g、2,2-ジメチロールプロパン酸10.6g、イソホロンジイソシアネートを53.4g仕込み、60℃に加温し、同温度で30分撹拌した後、U-600を0.24g加え、5時間反応させた。ウレタン化終了時の未反応のイソシアネート基含有量は、上記仕込み量に対して、0.213mmol/gであった。次いで、乳化および乳化後の操作は実施例1と同様にして水性ポリウレタン樹脂エマルジョン組成物(PUD-12)を得た。
(実施例13:ポリウレタン樹脂エマルジョンの製造13)
 反応器Aに、N-980N 167.4g、1,6-ヘキサンジオール9.4g、PCP-1を31.2g、アセトン150g、2,2-ジメチロールプロパン酸10.6g、イソホロンジイソシアネートを69.3g仕込み、60℃に加温し、同温度で30分撹拌した後、U-600を0.24g加え、5時間反応させた。ウレタン化終了時の未反応のイソシアネート基含有量は、上記仕込み量に対して、0.278mmol/gであった。次いで、乳化および乳化後の操作は実施例1と同様にして水性ポリウレタン樹脂エマルジョン組成物(PUD-13)を得た。
(実施例14:ポリウレタン樹脂エマルジョンの製造14)
 反応器Aに、プラクセル220 50.5g、1,6-ヘキサンジオール3.3g、PCP-3を53.7g、アセトン75g、2,2-ジメチロールプロパン酸5.3g、イソホロンジイソシアネートを31.2g仕込み、60℃に加温し、同温度で30分撹拌した後、U-600を0.12g加え、5時間反応させた。ウレタン化終了時の未反応のイソシアネート基含有量は、上記仕込み量に対して、0.129mmol/gであった。次いで、トリエチルアミンを4.0g仕込んでカルボキシル基を中和した後、撹拌しながら水を320g仕込み、乳化させた。乳化後、KL-245を0.18g加え、30分以内にアミン水(水30g、イソホロンジアミン2.0gを配合)を仕込み、アミン鎖延長反応を40℃にて12時間行った。FT-IRによりイソシアネート基の存在が確認されなくなったところで撹拌を停止した。その後、2Lのナスフラスコに反応溶液を移し、減圧蒸留することで、アセトン75g、水50gを除去し、水性ポリウレタン樹脂エマルジョン組成物(PUD-14)を得た。
(実施例15:ポリウレタン樹脂エマルジョンの製造15)
 反応器Aに、N-980N 50.5g、1,6-ヘキサンジオール3.3g、PCP-4を53.7g、アセトン75g、2,2-ジメチロールプロパン酸5.3g、イソホロンジイソシアネートを31.2g仕込み、60℃に加温し、同温度で30分撹拌した後、U-600を0.12g加え、5時間反応させた。ウレタン化終了時の未反応のイソシアネート基含有量は、上記仕込み量に対して、0.127mmol/gであった。次いで、乳化および乳化後の操作は実施例14と同様にして水性ポリウレタン樹脂エマルジョン組成物(PUD-15)を得た。
(実施例16:ポリウレタン樹脂エマルジョンの製造16)
 反応器Aに、N-980N 53.0g、1,6-ヘキサンジオール0.7g、PCP-5を53.7g、アセトン75g、2,2-ジメチロールプロパン酸5.3g、イソホロンジイソシアネートを31.2g仕込み、60℃に加温し、同温度で30分撹拌した後、U-600を0.12g加え、5時間反応させた。ウレタン化終了時の未反応のイソシアネート基含有量は、上記仕込み量に対して、0.140mmol/gであった。次いで、乳化および乳化後の操作は実施例14と同様にして水性ポリウレタン樹脂エマルジョン組成物(PUD-16)を得た。
(比較例1:ポリウレタン樹脂エマルジョンの製造17)
 反応器Aに、N-980N 206.9g、1,6-ヘキサンジオール8.2g、アセトン150g、2,2-ジメチロールプロパン酸10.6g、イソホロンジイソシアネートを62.3g仕込み、60℃に加温し、同温度で30分撹拌した後、U-600を0.24g加え、5時間反応させた。ウレタン化終了時の未反応のイソシアネート基含有量は、上記仕込み量に対して、0.197mmol/gであった。次いで、乳化および乳化後の操作は実施例1と同様にして水性ポリウレタン樹脂エマルジョン組成物(PUD-17)を得た。
(比較例2:ポリウレタン樹脂エマルジョンの製造18)
 反応器Aに、N-980N 198.2g、1,6-ヘキサンジオール7.8g、アセトン150g、2,2-ジメチロールプロパン酸10.6g、イソホロンジイソシアネートを67.2g仕込み、60℃に加温し、同温度で30分撹拌した後、U-600を0.24g加え、5時間反応させた。ウレタン化終了時の未反応のイソシアネート基含有量は、上記仕込み量に対して、0.263mmol/gであった。次いで、トリエチルアミンを8.0g仕込んでカルボキシル基を中和した後、撹拌しながら水を640g仕込み、乳化させた。乳化後、KL-245を0.36g加え、30分以内にアミン水(水60g、イソホロンジアミン8.0gを配合)を仕込み、アミン鎖延長反応を40℃にて12時間行った。FT-IRによりイソシアネート基の存在が確認されなくなったところで撹拌を停止した。その後、2Lのナスフラスコに反応溶液を移し、減圧蒸留することで、アセトン150g、水100gを除去し、水性ポリウレタン樹脂エマルジョン組成物(PUD-18)を得た。
(比較例3:ポリウレタン樹脂エマルジョンの製造19)
 反応器Aに、N-980N 193.9g、1,6-ヘキサンジオール7.6g、アセトン150g、2,2-ジメチロールプロパン酸10.6g、イソホロンジイソシアネートを69.7g仕込み、60℃に加温し、同温度で30分撹拌した後、U-600を0.24g加え、5時間反応させた。ウレタン化終了時の未反応のイソシアネート基含有量は、上記仕込み量に対して、0.275mmol/gであった。次いで、トリエチルアミンを8.0g仕込んでカルボキシル基を中和した後、撹拌しながら水を640g仕込み、乳化させた。乳化後、KL-245を0.36g加え、30分以内にアミン水(水60g、イソホロンジアミン9.9gを配合)を仕込み、アミン鎖延長反応を40℃にて12時間行った。FT-IRによりイソシアネート基の存在が確認されなくなったところで撹拌を停止した。その後、2Lのナスフラスコに反応溶液を移し、減圧蒸留することで、アセトン150g、水100gを除去し、水性ポリウレタン樹脂エマルジョン組成物(PUD-19)を得た。
(比較例4:ポリウレタン樹脂エマルジョンの製造20)
 反応器Aに、N-980N 202.3g、1,6-ヘキサンジオール7.1g、トリメチロールプロパン4.3g、アセトン150g、2,2-ジメチロールプロパン酸10.9g、イソホロンジイソシアネートを71.2g仕込み、60℃に加温し、同温度で30分撹拌した後、U-600を0.24g加え、5時間反応させた。ウレタン化終了時の未反応のイソシアネート基含有量は、上記仕込み量に対して、0.328mmol/gであった。次いで、トリエチルアミンを8.0g仕込んでカルボキシル基を中和した後、撹拌しながら水を640g仕込み、乳化させた。乳化後、KL-245を0.36g加え、30分以内にアミン水(水60g、イソホロンジアミン4.1gを配合)を仕込み、アミン鎖延長反応を40℃にて12時間行った。FT-IRによりイソシアネート基の存在が確認されなくなったところで撹拌を停止した。その後、2Lのナスフラスコに反応溶液を移し、減圧蒸留することで、アセトン150g、水100gを除去し、水性ポリウレタン樹脂エマルジョン組成物(PUD-20)を得た。
(比較例5:ポリウレタン樹脂エマルジョンの製造21)
 反応器Aに、N-980N 203.7g、1,6-ヘキサンジオール1.4g、トリメチロールプロパン8.6g、アセトン150g、2,2-ジメチロールプロパン酸10.9g、イソホロンジイソシアネートを71.2g仕込み、60℃に加温し、同温度で30分撹拌した後、U-600を0.24g加え、5時間反応させた。ウレタン化終了時の未反応のイソシアネート基含有量は、上記仕込み量に対して、0.305mmol/gであった。次いで、トリエチルアミンを8.0g仕込んでカルボキシル基を中和した後、撹拌しながら水を640g仕込み、乳化させた。乳化後、KL-245を0.36g加え、30分以内にアミン水(水60g、イソホロンジアミン4.1gを配合)を仕込み、アミン鎖延長反応を40℃にて12時間行った。FT-IRによりイソシアネート基の存在が確認されなくなったところで撹拌を停止した。その後、2Lのナスフラスコに反応溶液を移し、減圧蒸留することで、アセトン150g、水100gを除去し、水性ポリウレタン樹脂エマルジョン組成物(PUD-21)を得た。
(実施例17:ポリウレタン樹脂エマルジョンの製造22)
 反応器Aに、N-980N 48.8g、1,6-ヘキサンジオール3.2g、PCP-3を52.0g、アセトン75g、2,2-ジメチロールプロパン酸5.3g、イソホロンジイソシアネートを35.4g仕込み、60℃に加温し、同温度で30分撹拌した後、U-600を0.12g加え、5時間反応させた。ウレタン化終了時の未反応のイソシアネート基含有量は、上記仕込み量に対して、0.374mmol/gであった。次いで、トリエチルアミンを4.0g仕込んでカルボキシル基を中和した後、撹拌しながら水を320g仕込み、乳化させた。乳化後、KL-245を0.18g加え、30分以内にアミン水(水30g、イソホロンジアミン0.62gを配合)を仕込み、アミン鎖延長反応を40℃にて12時間行った。FT-IRによりイソシアネート基の存在が確認されなくなったところで撹拌を停止した。その後、2Lのナスフラスコに反応溶液を移し、減圧蒸留することで、アセトン75g、水50gを除去し、水性ポリウレタン樹脂エマルジョン組成物(PUD-22)を得た。
(実施例18:ポリウレタン樹脂エマルジョンの製造23)
 反応器Aに、N-980N 48.1g、1,6-ヘキサンジオール3.2g、PCP-3を51.2g、アセトン75g、2,2-ジメチロールプロパン酸5.3g、イソホロンジイソシアネートを36.8g仕込み、60℃に加温し、同温度で30分撹拌した後、U-600を0.12g加え、5時間反応させた。ウレタン化終了時の未反応のイソシアネート基含有量は、上記仕込み量に対して、0.423mmol/gであった。次いで、トリエチルアミンを4.0g仕込んでカルボキシル基を中和した後、撹拌しながら水を320g仕込み、乳化させた。乳化後、KL-245を0.18g加え、30分以内にアミン水(水30g、イソホロンジアミン0.75gを配合)を仕込み、アミン鎖延長反応を40℃にて12時間行った。FT-IRによりイソシアネート基の存在が確認されなくなったところで撹拌を停止した。その後、2Lのナスフラスコに反応溶液を移し、減圧蒸留することで、アセトン75g、水50gを除去し、水性ポリウレタン樹脂エマルジョン組成物(PUD-23)を得た。
(実施例19:ポリウレタン樹脂エマルジョンの製造24)
 反応器Aに、N-980N 46.6g、1,6-ヘキサンジオール3.1g、PCP-3を49.7g、アセトン75g、2,2-ジメチロールプロパン酸5.3g、イソホロンジイソシアネートを39.5g仕込み、60℃に加温し、同温度で30分撹拌した後、U-600を0.12g加え、5時間反応させた。ウレタン化終了時の未反応のイソシアネート基含有量は、上記仕込み量に対して、0.523mmol/gであった。次いで、トリエチルアミンを4.0g仕込んでカルボキシル基を中和した後、撹拌しながら水を320g仕込み、乳化させた。乳化後、KL-245を0.18g加え、30分以内にアミン水(水30g、イソホロンジアミン0.99gを配合)を仕込み、アミン鎖延長反応を40℃にて12時間行った。FT-IRによりイソシアネート基の存在が確認されなくなったところで撹拌を停止した。その後、2Lのナスフラスコに反応溶液を移し、減圧蒸留することで、アセトン75g、水50gを除去し、水性ポリウレタン樹脂エマルジョン組成物(PUD-24)を得た。
(実施例20:ポリウレタン樹脂エマルジョンの製造25)
 反応器Aに、N-980N 60.0g、1,6-ヘキサンジオール2.2g、PCP-1を41.5g、アセトン75g、2,2-ジメチロールプロパン酸5.3g、イソホロンジイソシアネートを34.6g仕込み、60℃に加温し、同温度で30分撹拌した後、U-600を0.12g加え、5時間反応させた。ウレタン化終了時の未反応のイソシアネート基含有量は、上記仕込み量に対して、0.244mmol/gであった。次いで、トリエチルアミンを4.0g仕込んでカルボキシル基を中和した後、撹拌しながら水を350g仕込み、乳化させた。乳化後、KL-245を0.18g加え、アミン鎖延長反応を40℃にて12時間行った。FT-IRによりイソシアネート基の存在が確認されなくなったところで撹拌を停止した。その後、2Lのナスフラスコに反応溶液を移し、減圧蒸留することで、アセトン75g、水50gを除去し、水性ポリウレタン樹脂エマルジョン組成物(PUD-25)を得た。
(実施例21:ポリウレタン樹脂エマルジョンの製造26)
 反応器Aに、実施例20と同様にしてイソシアネート基末端ウレタンプレポリマーを得た。ウレタン化終了時の未反応のイソシアネート基含有量は、上記仕込み量に対して、0.222mmol/gであった。次いで、トリエチルアミンを4.0g仕込んでカルボキシル基を中和した後、撹拌しながら水を320g仕込み、乳化させた。乳化後、KL-245を0.18g加え、30分以内にアミン水(水30g、イソホロンジアミン0.83gを配合)を仕込み、アミン鎖延長反応を40℃にて12時間行い、実施例20と同様の作業を行うことで、水性ポリウレタン樹脂エマルジョン組成物(PUD-26)を得た。
(実施例22:ポリウレタン樹脂エマルジョンの製造27)
 反応器Aに、実施例20と同様にしてイソシアネート基末端ウレタンプレポリマーを得た。ウレタン化終了時の未反応のイソシアネート基含有量は、上記仕込み量に対して、0.253mmol/gであった。次いで、トリエチルアミンを4.0g仕込んでカルボキシル基を中和した後、撹拌しながら水を320g仕込み、乳化させた。乳化後、KL-245を0.18g加え、30分以内にアミン水(水30g、イソホロンジアミン1.88gを配合)を仕込み、アミン鎖延長反応を40℃にて12時間行い、実施例20と同様の作業を行うことで、水性ポリウレタン樹脂エマルジョン組成物(PUD-27)を得た。
(実施例23:ポリウレタン樹脂エマルジョンの製造28)
 反応器Aに、実施例20と同様にしてイソシアネート基末端ウレタンプレポリマーを得た。ウレタン化終了時の未反応のイソシアネート基含有量は、上記仕込み量に対して、0.257mmol/gであった。次いで、トリエチルアミンを4.0g仕込んでカルボキシル基を中和した後、撹拌しながら水を320g仕込み、乳化させた。乳化後、KL-245を0.18g加え、30分以内にアミン水(水30g、イソホロンジアミン3.83gを配合)を仕込み、アミン鎖延長反応を40℃にて12時間行い、実施例20と同様の作業を行うことで、水性ポリウレタン樹脂エマルジョン組成物(PUD-28)を得た。
(実施例24:ポリウレタン樹脂エマルジョンの製造29)
 反応器Aに、実施例20と同様にしてイソシアネート基末端ウレタンプレポリマーを得た。ウレタン化終了時の未反応のイソシアネート基含有量は、上記仕込み量に対して、0.241mmol/gであった。次いで、トリエチルアミンを4.0g仕込んでカルボキシル基を中和した後、撹拌しながら水を320g仕込み、乳化させた。乳化後、KL-245を0.18g加え、30分以内にアミン水(水30g、イソホロンジアミン4.04gを配合)を仕込み、アミン鎖延長反応を40℃にて12時間行い、実施例20と同様の作業を行うことで、水性ポリウレタン樹脂エマルジョン組成物(PUD-29)を得た。
(実施例25:ポリウレタン樹脂エマルジョンの製造30)
 反応器Aに、実施例20と同様にしてイソシアネート基末端ウレタンプレポリマーを得た。ウレタン化終了時の未反応のイソシアネート基含有量は、上記仕込み量に対して、0.259mmol/gであった。次いで、トリエチルアミンを4.0g仕込んでカルボキシル基を中和した後、撹拌しながら水を320g仕込み、乳化させた。乳化後、KL-245を0.18g加え、30分以内にアミン水(水30g、イソホロンジアミン4.83gを配合)を仕込み、アミン鎖延長反応を40℃にて12時間行い、実施例20と同様の作業を行うことで、水性ポリウレタン樹脂エマルジョン組成物(PUD-30)を得た。
(比較例6:ポリウレタン樹脂エマルジョンの製造31)
 反応器Aに、実施例20と同様にしてイソシアネート基末端ウレタンプレポリマーを得た。ウレタン化終了時の未反応のイソシアネート基含有量は、上記仕込み量に対して、0.675mmol/gであった。次いで、トリエチルアミンを4.0g仕込んでカルボキシル基を中和した後、撹拌しながら水を320g仕込み、乳化させた。乳化後、KL-245を0.18g加え、30分以内にアミン水(水30g、イソホロンジアミン1.18gを配合)を仕込み、アミン鎖延長反応を40℃にて12時間行い、実施例20と同様の作業を行うことで、水性ポリウレタン樹脂エマルジョン組成物(PUD-31)を得た。
(実施例26:ポリウレタン樹脂エマルジョンの製造32)
 反応器Aに、N-980N 10.3g、1,6-ヘキサンジオール4.8g、PCP-3を191.3g、アセトン150g、2,2-ジメチロールプロパン酸10.6g、イソホロンジイソシアネートを67.3g仕込み、60℃に加温し、同温度で30分撹拌した後、U-600を0.24g加え、5時間反応させた。ウレタン化終了時の未反応のイソシアネート基含有量は、上記仕込み量に対して、0.342mmol/gであった。次いで、トリエチルアミンを8.0g仕込んでカルボキシル基を中和した後、撹拌しながら水を640g仕込み、乳化させた。乳化後、KL-245を0.36g加え、30分以内にアミン水(水60g、イソホロンジアミン4.0g、モノエタノールアミン3.6gを配合)を仕込み、アミン鎖延長反応を40℃にて12時間行った。FT-IRによりイソシアネート基の存在が確認されなくなったところで撹拌を停止した。その後、2Lのナスフラスコに反応溶液を移し、減圧蒸留することで、アセトン150g、水100gを除去し、水性ポリウレタン樹脂エマルジョン組成物(PUD-32)を得た。
(比較例7:ポリウレタン樹脂エマルジョンの製造33)
 反応器Aに、N-980N 204.1g、1,6-ヘキサンジオール8.0g、アセトン150g、2,2-ジメチロールプロパン酸10.9g、イソホロンジイソシアネートを69.2g仕込み、60℃に加温し、同温度で30分撹拌した後、U-600を0.24g加え、5時間反応させた。ウレタン化終了時の未反応のイソシアネート基含有量は、上記仕込み量に対して、0.356mmol/gであった。次いで、トリエチルアミンを8.2g仕込んでカルボキシル基を中和した後、撹拌しながら水を640g仕込み、乳化させた。乳化後、KL-245を0.36g加え、30分以内にアミン水(水60g、イソホロンジアミン4.1g、モノエタノールアミン3.7gを配合)を仕込み、アミン鎖延長反応を40℃にて12時間行った。FT-IRによりイソシアネート基の存在が確認されなくなったところで撹拌を停止した。その後、2Lのナスフラスコに反応溶液を移し、減圧蒸留することで、アセトン150g、水100gを除去し、水性ポリウレタン樹脂エマルジョン組成物(PUD-33)を得た。
(比較例8:ポリウレタン樹脂エマルジョンの製造34)
 反応器Aに、N-980N 206.1g、トリメチロールプロパン6.0g、アセトン150g、2,2-ジメチロールプロパン酸10.9g、イソホロンジイソシアネートを69.2g仕込み、60℃に加温し、同温度で30分撹拌した後、U-600を0.24g加え、5時間反応させた。ウレタン化終了時の未反応のイソシアネート基含有量は、上記仕込み量に対して、0.361mmol/gであった。次いで、トリエチルアミンを8.2g仕込んでカルボキシル基を中和した後、撹拌しながら水を640g仕込み、乳化させた。乳化後、KL-245を0.36g加え、30分以内にアミン水(水60g、イソホロンジアミン4.1g、モノエタノールアミン3.7gを配合)を仕込み、アミン鎖延長反応を40℃にて12時間行った。FT-IRによりイソシアネート基の存在が確認されなくなったところで撹拌を停止した。その後、2Lのナスフラスコに反応溶液を移し、減圧蒸留することで、アセトン150g、水100gを除去し、水性ポリウレタン樹脂エマルジョン組成物(PUD-34)を得た。
 得られた水性ポリウレタン樹脂エマルジョン組成物の組成を表2~5に示す。なお、表2~5においては、イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)を「プレポリマー(E)」と略記した。
・トリメチロールプロパン:Sigma-Aldrich社製
・1,6-ヘキサンジオール:BASF-JAPAN社製
・2,2-ジメチロールプロピオン酸:東京化成工業社製
・イソホロンジイソシアネート:エボニック社製
・アセトン:KHネオケム社製
・トリエチルアミン:キシダ化学社製
・イソホロンジアミン:東京化成工業社製
・モノエタノールアミン:富士フイルム和光純薬社製
・ネオスタンU-600:日東化成社製
・KL-245:Evonik社製
・水:市水
<引張特性試験用フィルム作製方法>
 実施例1~25および比較例1~6で得られたPUD-1~PUD-31水性ポリウレタン樹脂エマルジョン組成物100部に対してジプロピレングリコールジメチルエーテルを14.0部添加し、混合して主剤を得た。その主剤を乾燥膜厚が約100μmとなるように塗布し、25℃で2日間、80℃2時間、乾燥させることにより硬化物を作製した。この硬化物を用いて、物性の評価を行った。結果を表6~8に示す。
[評価試験]
[引張特性]
 得られた硬化物を、JIS K6251に準拠して引張特性を測定した。(100%モジュラス、破断時強度、破断時伸び)
・試験装置:テンシロンUTA-500(エー・アンド・デー社製)
・測定条件:25℃×50%RH
・ヘッドスピード:200mm/分
・ダンベル4号
[軟化温度]
 得られたフィルムからダンベルを用いて試験片を得た後、試験片に2cmの標線を記し、標線中央部の厚みを測定した。試験片の一方のつかみ部に所定重量のおもりを取り付け、もう一方のつかみ部をダブルクリップで挟み込み、クリップが上側となるように乾燥機内に吊り下げた後、乾燥機内を昇温し標線間距離を観測、標線間距離が4cmとなったときの温度を軟化温度として読み取った。
・処理装置:送風定温乾燥機DRK633DA(アドバンテック社製)
・おもり重量:標線中央部厚み(μm)×0.05g
・ダンベル2号(JIS K6251準拠)
・昇温速度:5℃/分
[評価基準:1液型]
 100%モジュラス、破断時強度、破断時伸び、および軟化温度の各物性値を、A、B、C及びD(A:非常に良好、B:良好、C:普通、D:不良)で評価した。さらに、総合評価はA、B及びD(A:非常に良好、B:良好、D不良)とした。
<100%モジュラス>
A:2.7MPa以上4.5MPa以下
B:2.7MPa未満、または、4.5MPa超5.0MPa未満
D:5.0MPa以上
<破断時強度>
A:35MPa以上
C:35MPa未満
<破断時伸び>
A:350MPa以上
C:350MPa未満
<軟化温度>
A:120℃以上
B:120℃未満85℃以上
D:85℃未満
<総合評価>
A:各物性値の評価がAのみ
B:各物性値の評価がDを含まず、少なくとも1つのBまたはCを含む
D:各物性値の評価がDを含む
 さらに、200mlガラス瓶に実施例26および比較例7、8で得られたポリオール成分であるPUD-32~PUD-34、ポリイソシアネート成分である硬化剤(X)、および成膜助剤を表9に記載の配合量で投入し、混合して配合液を得た。その配合液を乾燥膜厚が約100μmとなるように離型紙上に塗布し、25℃で2日間、80℃で2時間、乾燥させることにより硬化物を作製した。この硬化物を用いて、物性の評価を行った。結果を表9に示す。表中の仕込単位はグラムである。
・ジプロピレングリコールジメチルエーテル:富士フイルム和光純薬社製
・アクアネート200:東ソー社製(ノニオン型水分散性ポリイソシアネート、NCO含有量=11.9%)
[評価基準:2液型]
 100%モジュラス、破断時強度、破断時伸び、および軟化温度の各物性値を、A、B、C及びD(A:非常に良好、B:良好、C:普通、D:不良)で評価した。さらに、総合評価はA、B及びD(A:非常に良好、B:良好、D不良)とした。
<100%モジュラス>
A:2.0MPa以上3.5MPa以下
B:2.0MPa未満、または、3.5MPa超4.0MPa未満
D:4.0MPa以上
<破断時強度>
A:30MPa以上
C:30MPa未満
<破断時伸び>
A:300MPa以上
C:300MPa未満
<軟化温度>
A:190℃以上
D:190℃未満
<総合評価>
A:各物性値の評価がAのみ
B:各物性値の評価がDを含まず、少なくとも1つのBまたはCを含む
D:各物性値の評価がDを含む

Claims (20)

  1.  イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)と、鎖延長剤(G)と、の反応生成物と、
     中和剤(F)と、を含むポリウレタン樹脂組成物であって、
     前記イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)が、
      エステル結合を有し、かつ、平均水酸基官能基数が2を超えるポリカーボネートポリオール(B1)を含むポリオール(A1)と、
      有機酸(C)と、
      ポリイソシアネート(D)と、の反応生成物、または、
      ポリオール(A2)と、
      該ポリオール(A2)とは異なる多官能ポリオール(B2)と、
      有機酸(C)と、
      ポリイソシアネート(D)と、の反応生成物であって、
      前記多官能ポリオール(B2)が、エステル結合を有し、かつ、平均水酸基官能基数が2を超えるポリカーボネートポリオールである、反応生成物を含み、
     前記ポリウレタン樹脂組成物中、前記鎖延長剤(G)由来のウレア基の含有量が、前記イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)の質量と、前記鎖延長剤(G)の質量と、の総和に対して、0.05~1.00mmol/gである、ポリウレタン樹脂組成物。
  2.  前記ポリウレタン樹脂組成物が、
     イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)と、鎖延長剤(G)と、の反応生成物と、
     中和剤(F)と、を含むポリウレタン樹脂組成物であって、
     前記イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)が、
      ポリオール(A2)と、
      該ポリオール(A2)とは異なる多官能ポリオール(B2)と、
      有機酸(C)と、
      ポリイソシアネート(D)と、の反応生成物を含み、
     前記多官能ポリオール(B2)は、エステル結合を有し、かつ、平均水酸基官能基数が2を超えるポリカーボネートポリオールであり、
     前記ポリウレタン樹脂組成物中、前記鎖延長剤(G)由来のウレア基の含有量が、前記イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)の質量と、前記鎖延長剤(G)の質量と、の総和に対して、0.05~1.00mmol/gである、請求項1に記載のポリウレタン樹脂組成物。
  3.  前記鎖延長剤(G)が、
      1個以上の一級もしくは二級アミノ基を有するアミン化合物、および、
      水、からなる群より選択される1種以上である、請求項1または2に記載のポリウレタン樹脂組成物。
  4.  前記鎖延長剤(G)が、1個以上の一級もしくは二級アミノ基を有するアミン化合物を含み、
     前記ポリウレタン樹脂組成物中、前記アミン化合物由来のウレア基の含有量が、前記イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)の質量と、前記鎖延長剤(G)の質量と、の総和に対して0mmol/g超0.95mmol/g以下である、請求項1~3のいずれか1項に記載のポリウレタン樹脂組成物。
  5.  前記鎖延長剤(G)が、1個以上の一級もしくは二級アミノ基を有するアミン化合物を含み、
     前記ポリウレタン樹脂組成物中、前記アミン化合物由来のウレア基の含有量が、前記鎖延長剤(G)由来のウレア基の含有量に対して、0mol%超99mol%以下である、請求項1~4のいずれか1項に記載のポリウレタン樹脂組成物。
  6.  前記鎖延長剤(G)が、水を含み、
     前記ポリウレタン樹脂組成物中、前記水由来のウレア基の含有量が、前記イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)の質量と、前記鎖延長剤(G)の質量と、の総和に対して、0mmol/g超0.95mmol/g以下である、請求項1~5のいずれか1項に記載のポリウレタン樹脂組成物。
  7.  硬化剤(X)をさらに含む、請求項1~6のいずれか1項に記載のポリウレタン樹脂組成物。
  8.  前記ポリカーボネートポリオール(B1)の含有量が、前記ポリオール(A1)の含有量に対して、5~99質量%である、または、
     前記多官能ポリオール(B2)の含有量が、前記ポリオール(A2)の含有量と前記多官能ポリオール(B2)の含有量との総和に対して、5~99質量%である、請求項1~7のいずれか1項に記載のポリウレタン樹脂組成物。
  9.  イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)と、
     中和剤(F)と、を含むポリウレタン樹脂組成物であって、
     前記イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)が、
      エステル結合を有し、かつ、平均水酸基官能基数が2を超えるポリカーボネートポリオール(B1)を含むポリオール(A1)と、
      有機酸(C)と、
      ポリイソシアネート(D)と、の反応生成物、または、
      ポリオール(A2)と、
      該ポリオール(A2)とは異なる多官能ポリオール(B2)と、
      有機酸(C)と、
      ポリイソシアネート(D)と、の反応生成物であって、
      前記多官能ポリオール(B2)が、エステル結合を有し、かつ、平均水酸基官能基数が2を超えるポリカーボネートポリオールである、反応生成物を含み、
     前記ポリカーボネートポリオール(B1)の含有量が、前記ポリオール(A1)の含有量に対して、40~99質量%である、ポリウレタン樹脂組成物。
  10.  前記ポリウレタン樹脂組成物が、
     イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)と、
     中和剤(F)と、を含むポリウレタン樹脂組成物であって、
     前記イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー(E)が、
      ポリオール(A2)と、
      該ポリオール(A2)とは異なる多官能ポリオール(B2)と、
      有機酸(C)と、
      ポリイソシアネート(D)と、の反応生成物を含み、
     前記多官能ポリオール(B2)は、エステル結合を有し、かつ、平均水酸基官能基数が2を超えるポリカーボネートポリオールであり、
     前記多官能ポリオール(B2)の含有量が、前記ポリオール(A2)の含有量と前記多官能ポリオール(B2)の含有量との総和に対して、40~99質量%である、請求項9に記載のポリウレタン樹脂組成物。
  11.  前記ポリカーボネートポリオール(B1)を含むポリオール(A1)の平均水酸基価が、30~150mgKOH/gである、または、
     前記ポリオール(A2)と、前記多官能ポリオール(B2)との平均水酸基価が、30~150mgKOH/gである、請求項1~10のいずれか1項に記載のポリウレタン樹脂組成物。
  12.  前記ポリカーボネートポリオール(B1)、または前記多官能ポリオール(B2)が、
      ポリカーボネートポリオール(b-1)と、平均水酸基官能基数が3以上であるポリエステルポリオール(b-2)と、のエステル交換反応物を含む、または、
      ポリカーボネートポリオール(b-1)と、平均水酸基官能基数が3以上であるポリエステルポリオール(b-2)と、平均水酸基官能基数が2以上3未満のポリエステルポリオール(b-3)との、エステル交換反応物を含む、請求項1~11のいずれか1項に記載のポリウレタン樹脂組成物。
  13.  前記ポリカーボネートポリオール(B1)、または前記多官能ポリオール(B2)の平均水酸基官能基数が2.1~3.5であり、
     前記ポリカーボネートポリオール(B1)、または前記多官能ポリオール(B2)の水酸基価が、40~500mgKOH/gであり、
     前記ポリカーボネートポリオール(B1)、または前記多官能ポリオール(B2)の数平均分子量が、400~4,000g/molであり、
     前記ポリエステルポリオール(b-2)に対する前記ポリカーボネートポリオール(b-1)の質量比([(b-1)の質量]/[(b-2)の質量])が90/10~10/90、または、前記ポリエステルポリオール(b-2)と前記ポリエステルポリオール(b-3)との総和に対する前記ポリカーボネートポリオール(b-1)の質量比([(b-1)の質量]/([(b-2)の質量]+[(b-3)の質量]))が95/5~5/95である、請求項12に記載のポリウレタン樹脂組成物。
  14.  前記ポリカーボネートポリオール(B1)、または前記多官能ポリオール(B2)のエステル基濃度が10~90質量%である、請求項1~13のいずれか1項に記載のポリウレタン樹脂組成物。
  15.  前記有機酸(C)が、ジメチロール脂肪酸である、請求項1~14のいずれか1項に記載のポリウレタン樹脂組成物。
  16.  前記中和剤(F)が、塩基性中和剤である、請求項1~15のいずれか1項に記載のポリウレタン樹脂組成物。
  17.  前記ポリオール(A1)が、ジオール(A-2)及び/又は3官能以上の多価アルコール(A-3)を含む、または、
     前記ポリオール(A2)が、ジオール(A-2)及び/又は3官能以上の多価アルコール(A-3)を含む、請求項1~16のいずれか1項に記載のポリウレタン樹脂組成物。
  18.  請求項1~17のいずれか1項に記載のポリウレタン樹脂組成物が硬化してなる、硬化物。
  19.  請求項18に記載の硬化物を含む、人工皮革、または合成皮革。
  20.  請求項1~17のいずれか1項に記載のポリウレタン樹脂組成物を含む、皮革用表面処理剤。
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