JP2021050258A - Aqueous polyurethane resin composition for thin film body, thin film body, and method for manufacturing thin film body - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、医療用フィルム等に使用される薄膜体用水系ポリウレタン樹脂組成物、薄膜体、及び薄膜体の製造方法に関する。 The present invention relates to an aqueous polyurethane resin composition for a thin film body used for a medical film or the like, a thin film body, and a method for producing the thin film body.
一般に、医療用フィルムや医療用カバーは、内視鏡カメラや医療用プローブの機器に被せて用いられることが多い。用いられる材質には、天然ゴム、ポリイソプレン、ポリ塩化ビニル、シリコンゴム等がある。これらの薄膜体の製造には、特定の形状の型にディッピング加工したり、事前に成形されたフィルム同士を張り合わせる方法が採られている。しかし、天然ゴム、ポリイソプレンを使用した場合、透明性が低くなってしまう問題点があった。一方、ポリ塩化ビニルやシリコンゴムの場合では、他種素材と比較して薄膜体強度が低いことや、成形性が悪く、薄膜化することが難しいこと、永久変形が大きいことによる問題があった。 In general, medical films and medical covers are often used by covering the devices of endoscopic cameras and medical probes. Materials used include natural rubber, polyisoprene, polyvinyl chloride, silicone rubber and the like. In the production of these thin films, a method of dipping into a mold having a specific shape or a method of laminating preformed films to each other is adopted. However, when natural rubber or polyisoprene is used, there is a problem that the transparency is lowered. On the other hand, in the case of polyvinyl chloride and silicone rubber, there are problems due to the low strength of the thin film body compared to other materials, the poor moldability, the difficulty of thinning the film, and the large permanent deformation. ..
これらの問題を改善するために、特許文献1には、アニオン性水系ポリウレタン樹脂と、アニオン性基と反応し得る特定の構造を有するカルボジイミド系化合物を必須成分とする水系ポリウレタン樹脂組成物が開示されている。 In order to improve these problems, Patent Document 1 discloses an aqueous polyurethane resin composition containing an anionic water-based polyurethane resin and a carbodiimide-based compound having a specific structure capable of reacting with an anionic group as essential components. ing.
しかしながら、この組成物を使用して成形した薄膜体は透明性が低く、引張力をかけた後に残る永久歪も大きくなる傾向も依然としてあった。 However, the thin film formed using this composition has low transparency, and the permanent strain remaining after applying a tensile force still tends to increase.
このため、特許文献1記載の材料を用いて成形した薄膜体を内視鏡等に装着する際には相当の注意が必要となって装着に時間がかかり、円滑な作業の阻害に成る恐れがあった。 For this reason, when mounting a thin film body molded using the material described in Patent Document 1 on an endoscope or the like, considerable care is required and it takes time to mount the thin film body, which may hinder smooth work. there were.
また、装着した薄膜体が画像の鮮明さを阻害する原因ともなっていた。 In addition, the attached thin film body is also a cause of impairing the sharpness of the image.
同様に、コンドームに利用した場合にも、透明性、永久歪等の問題が有り、改善が望まれていた。 Similarly, when it is used for a condom, there are problems such as transparency and permanent distortion, and improvement has been desired.
解決しようとする問題点は、薄膜体の透明性が低く、引張力をかけた後に残る永久歪が大きくなる傾向があった点である。 The problem to be solved is that the transparency of the thin film body is low, and the permanent strain remaining after applying a tensile force tends to be large.
本発明は、薄膜体の透明性が高く、引張力をかけた後に残る永久歪を抑制可能とするために以下のように実現した。 The present invention has been realized as follows in order to make the thin film body highly transparent and to suppress the permanent strain remaining after applying a tensile force.
アニオン性水系ポリウレタン樹脂と下記(1)式で表されるカルボジイミド架橋剤(X)とを含有する薄膜体用水系ポリウレタン樹脂組成物とした。 An aqueous polyurethane resin composition for a thin film body containing an anionic water-based polyurethane resin and a carbodiimide cross-linking agent (X) represented by the following formula (1) was prepared.
(式中、R1はイソシアネートと反応し得る官能基を有する親水性化合物からイソシアネートと反応し得る官能基を除いた残基を表し、R2はジイソシアネート化合物からイソシアネート基を除いた2価の残基を表し、R3はグリコール化合物から水酸基を除いた2価の残基を表す。Xは該親水性化合物と該ジイソシアネート化合物との反応により形成される基を表す。n1は1〜10の数を表し、n2は1〜10の数を表し、mは1〜5の数を表す。複数のR1、及びR2は、それぞれ、同一でも異なっていてもよい。) (In the formula, R 1 represents a residue obtained by removing a functional group capable of reacting with isocyanate from a hydrophilic compound having a functional group capable of reacting with isocyanate, and R 2 represents a divalent residue obtained by removing an isocyanate group from a diisocyanate compound. It represents a group, R 3 represents a divalent residue obtained by removing a hydroxyl group from a glycol compound, X represents a group formed by the reaction of the hydrophilic compound with the diisocyanate compound, and n1 represents a number of 1 to 10. , N2 represents a number from 1 to 10, m represents a number from 1 to 5. The plurality of R 1 and R 2 may be the same or different, respectively.)
薄膜体は、前記薄膜体用水系ポリウレタン樹脂組成物を用いて形成した。 The thin film body was formed by using the aqueous polyurethane resin composition for the thin film body.
前記薄膜体用水系ポリウレタン樹脂組成物に型を浸漬し、乾燥後に剥離して薄膜体を製造した。 A mold was immersed in the aqueous polyurethane resin composition for a thin film body, dried, and then peeled off to produce a thin film body.
本発明の薄膜体用水系ポリウレタン樹脂組成物は、成形した薄膜体の透明度を向上させ、永久歪を抑制可能とすることができる。 The aqueous polyurethane resin composition for a thin film body of the present invention can improve the transparency of a molded thin film body and suppress permanent strain.
本発明の薄膜体用水系ポリウレタン樹脂組成物は、アニオン性水系ポリウレタン樹脂と下記(1)式で表されるカルボジイミド架橋剤(X)とを含有する。 The water-based polyurethane resin composition for a thin film body of the present invention contains an anionic water-based polyurethane resin and a carbodiimide cross-linking agent (X) represented by the following formula (1).
(式中、R1はイソシアネートと反応し得る官能基を有する親水性化合物からイソシアネートと反応し得る官能基を除いた残基を表し、R2はジイソシアネート化合物からイソシアネート基を除いた2価の残基を表し、R3はグリコール化合物から水酸基を除いた2価の残基を表す。Xは該親水性化合物と該ジイソシアネート化合物との反応により形成される基を表す。n1は1〜10の数を表し、n2は1〜10の数を表し、mは1〜5の数を表す。複数のR1、及びR2は、それぞれ、同一でも異なっていてもよい。) (In the formula, R 1 represents a residue obtained by removing a functional group capable of reacting with isocyanate from a hydrophilic compound having a functional group capable of reacting with isocyanate, and R 2 represents a divalent residue obtained by removing an isocyanate group from a diisocyanate compound. It represents a group, R 3 represents a divalent residue obtained by removing a hydroxyl group from a glycol compound, X represents a group formed by the reaction of the hydrophilic compound with the diisocyanate compound, and n1 represents a number of 1 to 10. , N2 represents a number from 1 to 10, m represents a number from 1 to 5. The plurality of R 1 and R 2 may be the same or different, respectively.)
〔アニオン性水系ポリウレタン樹脂〕
本発明で用いるアニオン性水系ポリウレタン樹脂は、アニオン性水系ポリウレタンエマルションの含有成分となっている。このアニオン性水系ポリウレタンエマルションは、ウレタンを含むエマルション(成分分散液)にノニオン系界面活性剤等が加えられている。アニオン性水系ポリウレタンエマルションは、平均粒径が0.1μmを下回る自己乳化型アニオン性水系ポリウレタンエマルションである。
[Anionic water-based polyurethane resin]
The anionic aqueous polyurethane resin used in the present invention is a component contained in the anionic aqueous polyurethane emulsion. In this anionic aqueous polyurethane emulsion, a nonionic surfactant or the like is added to an emulsion (component dispersion) containing urethane. The anionic aqueous polyurethane emulsion is a self-emulsifying anionic aqueous polyurethane emulsion having an average particle size of less than 0.1 μm.
水系ウレタン樹脂としては、例えば、ポリオール類、カルボキシル基含有ポリオール類、及びポリイソシアネート化合物から得られるカルボキシル基含有のウレタン系プレポリマーを、有機溶媒又は水の存在下、中和剤及び鎖延長剤と反応させ、次いで減圧下、脱溶媒することで得られる樹脂等が挙げられる。アニオン性水系ポリウレタン樹脂は、具体的には有機ポリイソシアネート(A)、ポリオール(B)、分子中にカルボキシル基又はスルホン酸基を有するポリオール(C)、また必要に応じて3官能の鎖延長剤を反応させてプレポリマーとし、さらに中和剤、必要に応じて乳化剤の配合された水の中に加えて水分散させ、鎖延長する方法等の周知の方法によって製造される。 As the aqueous urethane resin, for example, polyols, carboxyl group-containing polyols, and carboxyl group-containing urethane-based prepolymers obtained from polyisocyanate compounds are used as a neutralizing agent and a chain extender in the presence of an organic solvent or water. Examples thereof include a resin obtained by reacting and then removing the solvent under reduced pressure. The anionic aqueous polyurethane resin is specifically an organic polyisocyanate (A), a polyol (B), a polyol (C) having a carboxyl group or a sulfonic acid group in the molecule, and a trifunctional chain extender if necessary. Is reacted to form a prepolymer, which is further added to water containing a neutralizing agent and, if necessary, an emulsifier, dispersed in water, and chain-extended by a well-known method.
本発明で使用されるアニオン性基と反応し得る化合物は、本発明の水系ポリウレタン樹脂組成物が製造されるどの段階でも配合することができる。例えばポリウレタンプレポリマーの段階で配合しても、アニオン性水系ポリウレタン樹脂に配合してもよい。 The compound that can react with the anionic group used in the present invention can be blended at any stage in which the aqueous polyurethane resin composition of the present invention is produced. For example, it may be blended at the stage of polyurethane prepolymer or blended with an anionic water-based polyurethane resin.
上記アニオン性水系ポリウレタン樹脂を製造するために使用される上記有機ポリイソシアネート(A)としては、脂肪族、脂環式及び芳香族ポリイソシアネートが挙げられ、具体的には、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネートエステル、1,3−シクロへキシレンジイソシアネート、1,4−シクロへキシレンジイソシアネート、4,4' −ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、2,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、2,2’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、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、ポリフェニルポリメチレンポリイソシアネート、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、キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、3,3' −ジメトキシ−4,4' −ビフェニレンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート、1,5−テトラヒドロナフタレンジイソシアネート等が挙げられる。 Examples of the organic polyisocyanate (A) used for producing the anionic aqueous polyurethane resin include aliphatic, alicyclic and aromatic polyisocyanates, and specific examples thereof include tetramethylene diisocyanate and hexamethylene. Diisocyanate, dodecamethylene diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, lysine diisocyanate ester, 1,3-cycloheximethylene diisocyanate, 1,4-cyclohexylene diisocyanate, 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate, 2,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate , 2,2'-Dicyclohexylmethane diisocyanate, isophorone diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 2,4'-diphenylmethane diisocyanate, 2,2'- Diphenylmethane diisocyanate, polyphenylpolymethylene polyisocyanate, m-phenylenediocyanate, p-phenylenediocyanate, xylylene diisocyanate, tetramethylxylylene diisocyanate, 3,3'-dimethoxy-4,4'-biphenylenedi isocyanate, 1,5-naphthalene Examples thereof include diisocyanate and 1,5-tetrahydronaphthalenedisocyanate.
上記アニオン性水系ポリウレタン樹脂に使用される上記ポリオール化合物(B)としては、慣用の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、ポリカプロラクトンポリオール等が挙げられ、これらは単独又は数種類を併用して用いることができ、特に高分子量のポリオール化合物の全部又は一部としてポリエーテルポリオールを用いた場合に伸びの物性に優れるアニオン性水系ポリウレタン樹脂が得られるので好ましい。 Examples of the polyol compound (B) used in the anionic aqueous polyurethane resin include conventional polyester polyols, polyether polyols, polycarbonate polyols, polycaprolactone polyols, and the like, and these may be used alone or in combination of several types. In particular, when a polyether polyol is used as all or part of the high molecular weight polyol compound, an anionic aqueous polyurethane resin having excellent elongation properties can be obtained, which is preferable.
上記ポリエステルポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,2−ブチレングリコール、1,3−ブチレングリコール、1,4−ブチレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオール、ヘキサメチレングリコール、3−メチルペンタンジオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオール、グリセリン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、水添ビスフェノールA等又はこれらの活性水素を2個以上有する低分子量ポリオールとアルキレンオキサイドの付加物からなるポリオールとコハク酸、グルタル酸、アジピン酸、セバチン酸、ダイマー酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、テトラヒドロフタル酸、エンドメチレンテトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸等の多塩基酸あるいは炭酸との縮合物であるポリエステルポリオールが挙げられる。 Examples of the polyester polyol include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,2-butylene glycol, 1,3-butylene glycol, and 1,4-butylene. Glycol, neopentyl glycol, 1,6-hexanediol, hexamethylene glycol, 3-methylpentanediol, trimethylolethane, trimethylolpropane, hexanetriol, glycerin, pentaerythritol, sorbitol, hydrogenated bisphenol A, etc. or their activities A polyol consisting of a low molecular weight polyol having two or more hydrogens and an adduct of alkylene oxide, and succinic acid, glutaric acid, adipic acid, sebatic acid, dimer acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, trimellitic acid, tetrahydrophthalic acid. , Polybasic acids such as endomethylenetetrahydrophthalic acid and hexahydrophthalic acid, or polyester polyols which are condensates with carbonic acid.
上記ポリエーテルポリオールとしては、水、上記低分子ポリオール又はアンモニア、メチルアミン、エチルアミン、アニリン、フェニレンジアミン、イソホロンジアミン等の活性水素を2個以上有する化合物に炭素原子数2〜4のアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド)の付加物が挙げられ、さらに具体的にはポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレン/ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ポリヘキサメチレングリコール等のポリエーテルポリオールが挙げられる。 Examples of the polyether polyol include water, the low molecular weight polyol, or a compound having two or more active hydrogens such as ammonia, methylamine, ethylamine, aniline, phenylenediamine, and isophoronediamine, and an alkylene oxide (ethylene) having 2 to 4 carbon atoms. Additives of (oxide, propylene oxide, butylene oxide) can be mentioned, and more specifically, polyether polyols such as polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyethylene / polypropylene glycol, polytetramethylene ether glycol, and polyhexamethylene glycol can be mentioned.
上記カルボキシル基又はスルホン酸基を有するポリオール(C)としては、例えば、2,2−ジメチロールプロピオン酸、2,2−ジメチロール酪酸、2,2−ジメチロール吉草酸、1,4−ブタンジオール−2−スルホン酸等が挙げられる。これらのカルボキシル基又はスルホン酸基を有するポリオール(C)の使用量は、用いるポリオール及びポリイソシアネートの種類にもよるが、通常は、アニオン性水系ポリウレタン樹脂を構成する全ての反応成分に対して、0.5〜50質量%、好ましくは1〜30質量%が用いられる。ポリオール(C)の使用量が0.5質量%未満では保存安定性が劣り、また、50質量%を超えて使用すると特性に悪影響を及ぼすことがある。 Examples of the polyol (C) having a carboxyl group or a sulfonic acid group include 2,2-dimethylolpropionic acid, 2,2-dimethylolbutyric acid, 2,2-dimethylolvaleric acid, and 1,4-butanediol-2. -Sulfonic acid and the like can be mentioned. The amount of the polyol (C) having a carboxyl group or a sulfonic acid group to be used depends on the type of the polyol and the polyisocyanate used, but is usually with respect to all the reaction components constituting the anionic aqueous polyurethane resin. 0.5 to 50% by mass, preferably 1 to 30% by mass is used. If the amount of the polyol (C) used is less than 0.5% by mass, the storage stability is poor, and if it is used in excess of 50% by mass, the characteristics may be adversely affected.
上記プレポリマーを中和する中和剤としては、アンモニア、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、N−メチルジエタノールアミン、トリエタノールアミン等の有機アミン、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア等の無機塩基が挙げられ、これらはカルボキシ基又はスルホン酸基を中和するのに十分な量が用いられる。 Examples of the neutralizing agent for neutralizing the prepolymer include organic amines such as ammonia, trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, tributylamine, N-methyldiethanolamine and triethanolamine, sodium hydroxide, potassium hydroxide and ammonia. Inorganic bases are mentioned, and these are used in sufficient amounts to neutralize the carboxy or sulfonic acid groups.
上記乳化剤としては、水分散性ポリウレタン樹脂に使用される周知一般のアニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤、高分子系面活性剤、反応性界面活性剤等を使用することができる。これらの中でも、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤又はカチオン性界面活性剤がコストも低く、良好な乳化が得られるので好ましい。 Examples of the emulsifier include well-known general anionic surfactants, nonionic surfactants, cationic surfactants, amphoteric surfactants, polymer-based surfactants, and reactive interfaces used in water-dispersible polyurethane resins. Activators and the like can be used. Among these, anionic surfactants, nonionic surfactants or cationic surfactants are preferable because they have a low cost and good emulsification can be obtained.
両性あるいはカチオン系界面活性剤としては、例えばドデシルベタイン等のアルキルベタイン並びにラウリルピリジニウム−ヒドロクロライド等のアルキルピリジニウム塩、更にはオキシエチル−ドデシル−アンモニウムクロライド等のアルキルアンモニウム塩等を挙げることができる。ノニオン性界面活性剤としては、エーテル型としてポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、アルキルアリルホルムアルデヒド縮合ポリオキシエチレンエーテル、ポリオキシエチレンオキシプロピレンブロックポリマー、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテルが挙げられ、エーテルエステル型としてはグリセリンエステルのポリオキシエチレンエーテル、ソルビタンエステルのポリオキシエチレンエーテル、ソルビトールエステルのポリオキシエチレンエーテルが挙げられ、エステル類としてはポリエチレングリコール脂肪酸エステル、グリセリンエステル、ポリグリセリンエステル、ソルビタンエステル、プロピレングリコールエステル、ショ糖エステルが挙げられ、含窒素型としては脂肪酸アルカノールアミド、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、ポリオキシエチレンアルキルアミン等が挙げられる。 Examples of the amphoteric or cationic surfactant include alkyl betaines such as dodecyl betaine, alkyl pyridinium salts such as lauryl pyridinium-hydrochloride, and alkyl ammonium salts such as oxyethyl-dodecyl-ammonium chloride. Examples of the nonionic surfactant include polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl phenyl ether, alkyl allyl formaldehyde condensed polyoxyethylene ether, polyoxyethylene oxypropylene block polymer, and polyoxyethylene polyoxypropylene alkyl ether as ether types. Examples of the ether ester type include polyoxyethylene ether of glycerin ester, polyoxyethylene ether of sorbitan ester, and polyoxyethylene ether of sorbitol ester, and examples of esters include polyethylene glycol fatty acid ester, glycerin ester, and polyglycerin ester. , Solbitan ester, propylene glycol ester, sucrose ester, and examples of the nitrogen-containing type include fatty acid alkanolamide, polyoxyethylene fatty acid amide, and polyoxyethylene alkylamine.
前記ポリオキシエチレンアルキルエーテルは、炭素数8〜25の直鎖又は分岐の一級又は二級アルコールに1〜200モルのエチレンオキサイドを付加反応させて製造され、具体的に使用される高級アルコールとしては、オクチルアルコール、デシルアルコール、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、セチルアルコール、ステアリルアルコール、オレイルアルコール、ベヘニルアルコール等の第1級アルコール、2−ドデカノール、2−テトラデカノール、2−ヘキサデカノール、2−オクチルドデカノール等の第2級アルコール等、やし油還元アルコール、牛脂還元アルコール、マッコー(抹香)アルコール等の天然アルコールが挙げられる。また、上記ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテルは、炭素数1〜20のアルキル基が置換されているフェノールに1〜200モルのエチレンオキサイドを付加反応させて製造され、具体的に使用されるアルキルフェノールとしてはドデシルフェノール、オクチルフェノール、オクチルクレゾール、クミルフェノールが挙げられる。 The polyoxyethylene alkyl ether is produced by adding 1 to 200 mol of ethylene oxide to a linear or branched primary or secondary alcohol having 8 to 25 carbon atoms, and is specifically used as a higher alcohol. , Octyl alcohol, decyl alcohol, lauryl alcohol, myristyl alcohol, cetyl alcohol, stearyl alcohol, oleyl alcohol, behenyl alcohol and other primary alcohols, 2-dodecanol, 2-tetradecanol, 2-hexadecanol, 2-octyldodeca Examples thereof include secondary alcohols such as Noll, natural alcohols such as coconut oil reduced alcohol, beef fat reduced alcohol, and McCaw alcohol. Further, the polyoxyethylene alkylaryl ether is produced by adding 1 to 200 mol of ethylene oxide to a phenol in which an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms is substituted, and is specifically used as an alkylphenol. Examples thereof include dodecylphenol, octylphenol, octylcresol and cumylphenol.
前記アニオン性界面活性剤としては、例えば、ナトリウムドデシルサルフェート、カリウムドデシルサルフェート、アンモニウムドデシルサルフェート等のアルキルサルフェート;ナトリウムドデシルポリグリコールエーテルサルフェート;ナトリウムスルホリシノート;スルホン化パラフィンのアルカリ金属塩、スルホン化パラフィンのアンモニウム塩等のアルキルスルホネート;ナトリウムラウレート、トリエタノールアミンオレート、トリエタノールアミンアビエテート、ラウリン酸ナトリウム、ラウリン酸カリウム、ヤシ油せっけん、ミリスチン酸ナトリウム、ステアリン酸ナトリウム、パルミチン酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム、オレイン酸カリウム等の脂肪酸塩;ナトリウムベンゼンスルホネート、アルカリフェノールヒドロキシエチレンのアルカリ金属サルフェート等のアルキルアリールスルホネート;高アルキルナフタレンスルホン酸塩;ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物;ジアルキルスルホコハク酸塩;ポリオキシエチレンアルキルサルフェート塩;ポリオキシエチレンアルキルアリールサルフェート塩等が挙げられる。 Examples of the anionic surfactant include alkyl sulfates such as sodium dodecyl sulfate, potassium dodecyl sulfate, and ammonium dodecyl sulfate; sodium dodecyl polyglycol ether sulfate; sodium sulfolicynote; alkali metal salts of sulfonated paraffin, and sulfonated paraffin. Alkyl sulfonates such as ammonium salts of: sodium laurate, triethanolamine oleate, triethanolamine aviate, sodium laurate, potassium laurate, coconut oil soap, sodium myristate, sodium stearate, sodium palmitate, sodium oleate , Fatty acid salts such as potassium oleate; alkylaryl sulfonates such as sodium benzene sulfonate, alkali metal sulfate of alkaliphenol hydroxyethylene; high alkyl naphthalene sulfonate; naphthalene sulfonate formarin condensate; dialkyl sulfosuccinate; polyoxyethylene alkyl Sulfate salt; polyoxyethylene alkylaryl sulfate salt and the like can be mentioned.
前記アニオン性水系ポリウレタン樹脂を製造するために、鎖延長剤を用いることができる。該鎖延長剤としては、通常用いられる鎖延長剤が用いられ、例えば、平均分子量200未満の低分子量ポリオール化合物及び低分子ポリアミン化合物が挙げられる。 A chain extender can be used to produce the anionic water-based polyurethane resin. As the chain extender, a commonly used chain extender is used, and examples thereof include low molecular weight polyol compounds having an average molecular weight of less than 200 and low molecular weight polyamine compounds.
前記鎖延長剤としては、例えばエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、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、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール、3−メチルペンタンジオール、ジメチロールプロピオン酸、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等のポリオール類、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、トリレンジアミン、キシリレンジアミン、ジアミノジフェニルアミン、ジアミノシクロヘキシルメタン、ピペラジン、2−メチルピペラジン、イソホロンジアミン、メラミン、コハク酸ジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド、フタル酸ジヒドラジド等のアミン類及び水等が挙げられる。これらの鎖延長剤は単独で又は数種を組み合わせて使用することができ、またその使用量は、目的とするアニオン性水系ポリウレタン樹脂の分子量にもよるが、通常は、プレポリマー中のNCOに対して反応する活性水素を0.1〜2倍当量、好ましくは0.5〜0.9倍当量用いられる。鎖延長剤の活性水素が0.1倍当量未満では分子量が小さくなりすぎ、2倍当量を超えて使用すると、未反応の鎖延長剤が残存することになり、得られる製品の物性を低下させてしまう恐れがある。また、上記鎖延長剤の中でも特に3官能以上の低分子ポリオール又は低分子ポリアミンを一部用いると、膜物性の優れたアニオン性水系ポリウレタン樹脂が得られることもある。 Examples of the chain extender include ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, and 2,2-. Polyols such as dimethyl-1,3-propanediol, 3-methylpentanediol, dimethylolpropionic acid, trimethylolpropane, pentaerythritol, ethylenediamine, propylenediamine, hexamethylenediamine, tolylenediamine, xylylenediamine, diaminodiphenylamine , Diaminocyclohexylmethane, piperazine, 2-methylpiperazine, isophoronediamine, melamine, dihydrazide succinate, dihydrazide adipate, dihydrazide phthalate and other amines and water. These chain extenders can be used alone or in combination of several types, and the amount used depends on the molecular weight of the target anionic aqueous polyurethane resin, but is usually used for NCO in the prepolymer. The active hydrogen that reacts with the reaction is used in an equivalent of 0.1 to 2 times, preferably 0.5 to 0.9 times. If the active hydrogen of the chain extender is less than 0.1 times equivalent, the molecular weight becomes too small, and if it is used in excess of 2 times equivalent, an unreacted chain extender remains, which deteriorates the physical characteristics of the obtained product. There is a risk that it will end up. Further, when a part of the trifunctional or higher functional low molecular weight polyol or low molecular weight polyamine is used among the chain extenders, an anionic aqueous polyurethane resin having excellent film physical characteristics may be obtained.
必要に応じて上記プレポリマーを製造するために溶媒が使用される。使用される溶媒は、反応に不活性で水との親和性の大きい溶媒が好ましく、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、ジオキサン、テトラヒドロフラン、N−メチル−2−ピロリドン等を挙げることができる。これらの溶媒は、通常、プレポリマーを製造するために用いられる上記原料の合計量に対して、好ましくは3〜100質量%が用いられる。これらの溶媒のなかで、沸点100℃以下の溶媒はプレポリマー合成後、減圧留去することが好ましい。 If necessary, a solvent is used to produce the prepolymer. The solvent used is preferably a solvent that is inert to the reaction and has a high affinity for water, and examples thereof include acetone, methyl ethyl ketone, dioxane, tetrahydrofuran, and N-methyl-2-pyrrolidone. These solvents are usually used in an amount of preferably 3 to 100% by mass based on the total amount of the above raw materials used for producing the prepolymer. Among these solvents, it is preferable that the solvent having a boiling point of 100 ° C. or lower is distilled off under reduced pressure after prepolymer synthesis.
前記のように、これらの原料からアニオン性水系ポリウレタン樹脂を製造することは周知であり、これらの原料の仕込み順序を適宜変更したり、あるいは分割して仕込むことも可能である。 As described above, it is well known that anionic water-based polyurethane resins are produced from these raw materials, and the order of charging these raw materials can be appropriately changed, or the raw materials can be separately charged.
このようにして得られたアニオン性水系ポリウレタン樹脂は、通常、エマルション全体に対して、樹脂固形分が30〜50質量%となるように調製されている。樹脂固形分が30質量%未満では、得られる膜の物性が低下し、乾燥時間が長時間化し、十分な機械的強度も得られず、50質量%を超えると樹脂の粘度が高くなり、均一な膜が得られない。 The anionic aqueous polyurethane resin thus obtained is usually prepared so that the resin solid content is 30 to 50% by mass with respect to the entire emulsion. If the resin solid content is less than 30% by mass, the physical properties of the obtained film are deteriorated, the drying time is lengthened, sufficient mechanical strength cannot be obtained, and if it exceeds 50% by mass, the viscosity of the resin becomes high and uniform. I can't get a good film.
〔ポリカルボジイミド架橋剤(X)〕
本発明で用いるポリカルボジイミド架橋剤(X)は、上記一般式(1)で表され、上記カルボキシル基含有水性樹脂と架橋構造を形成し、該水性樹脂の塗膜の強度、耐水性、耐久性などを向上させる。
[Polycarbodiimide cross-linking agent (X)]
The polycarbodiimide cross-linking agent (X) used in the present invention is represented by the above general formula (1), forms a cross-linked structure with the above-mentioned carboxyl group-containing aqueous resin, and has strength, water resistance, and durability of the coating film of the aqueous resin. And so on.
上記一般式(1)中、R2はジイソシアネート化合物からイソシアネート基を除いた2価の残基を表す。ジイソシアネート化合物としては、例えば、芳香族ジイソシアネート化合物、脂肪族ジイソシアネート化合物、脂環族ジイソシアネート化合物、及び複素環ジイソシアネート化合物、芳香脂肪族ジイソシアネート等が挙げられる。具体的には、1,5−ナフチ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、4,4’−ジフェニルジメチルメタンジイソシアネート、1,3−フェニレンジイソシアネート、1,4−フェニレンジイソシアネート、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、2,4−トリレンジイソシアネートと2,6−トリレンジイソシアネートとの混合物、ヘキサメチレンジイソシアネート、シクロヘキサン−1,4−ジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネート、メチルシクロヘキサンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、及び2,5(2,6)−ビス(イソシアナトメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン等が挙げられる。これらの中でも、ポリカルボジイミド架橋剤の合成の容易さ、及び合成したポリカルボジイミド架橋剤の保存安定性の観点から、ジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネートが好ましく、入手容易の観点からジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネートがより好ましい。 In the above general formula (1), R 2 represents a divalent residue obtained by removing the isocyanate group from the diisocyanate compound. Examples of the diisocyanate compound include an aromatic diisocyanate compound, an aliphatic diisocyanate compound, an alicyclic diisocyanate compound, a heterocyclic diisocyanate compound, and an aromatic aliphatic diisocyanate. Specifically, 1,5-naphthylene diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 4,4'-diphenyldimethylmethane diisocyanate, 1,3-phenylenediisocyanate, 1,4-phenylenediocyanate, 2,4-triisocyanate. Range isocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, mixture of 2,4-tolylene diisocyanate and 2,6-tolylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, cyclohexane-1,4-diisocyanate, xylylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, dicyclohexyl Examples thereof include methane-4,4'-diisocyanate, methylcyclohexanediisocyanate, tetramethylxylylene diisocyanate, and 2,5 (2,6) -bis (isocyanatomethyl) bicyclo [2.2.1] heptane. Among these, dicyclohexylmethane-4,4'-diisocyanate and tetramethylxylylene diisocyanate are preferable and easily available from the viewpoint of ease of synthesis of the polycarbodiimide cross-linking agent and storage stability of the synthesized polycarbodiimide cross-linking agent. From the viewpoint, dicyclohexylmethane-4,4'-diisocyanate is more preferable.
上記一般式(1)中、R1はイソシアネートと反応し得る官能基を有する親水性化合物からイソシアネートと反応し得る官能基を除いた残基を表す。上記親水性化合物としては
、下記一般式(2)、(3)、(4)、及び(5)からなる群より選ばれる少なくとも1種であることが好ましく、ポリカルボジイミド架橋剤(X)の水又は親水性溶剤への溶解性又は分散性を向上させる観点から、下記一般式(2)及び(3)からなる群より選ばれる少なくとも1種であることがより好ましく、下記一般式(2)であることが更に好ましい。
In the above general formula (1), R 1 represents a residue obtained by removing a functional group capable of reacting with isocyanate from a hydrophilic compound having a functional group capable of reacting with isocyanate. The hydrophilic compound is preferably at least one selected from the group consisting of the following general formulas (2), (3), (4), and (5), and is water of the polycarbodiimide cross-linking agent (X). Alternatively, from the viewpoint of improving the solubility or dispersibility in a hydrophilic solvent, at least one selected from the group consisting of the following general formulas (2) and (3) is more preferable, and the following general formula (2) is used. It is more preferable to have.
R4O−(CH2−CHR5−O)p−H (2) R 4 O- (CH 2- CHR 5- O) p- H (2)
式中、R4は炭素数1〜4のアルキル基、R5は水素原子又はメチル基である。pは4〜30の整数である。上記炭素数1〜4のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、イソブチル基、及びt−ブチル基が挙げられる。R4としてはメチル基が好ましく、R5としては水素原子が好ましい。pは4〜30の整数であり、ポリカルボジイミド架橋剤(X)とカルボキシル基含有水性樹脂との親和性を向上させる観点から、7〜25の整数が好ましく、8〜20の整数がより好ましい。 In the formula, R 4 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 5 is a hydrogen atom or a methyl group. p is an integer of 4 to 30. Examples of the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, an isobutyl group, and a t-butyl group. A methyl group is preferable as R 4 , and a hydrogen atom is preferable as R 5. p is an integer of 4 to 30, and from the viewpoint of improving the affinity between the polycarbodiimide cross-linking agent (X) and the carboxyl group-containing aqueous resin, an integer of 7 to 25 is preferable, and an integer of 8 to 20 is more preferable.
(R6)2−N−R7−OH (3) (R 6 ) 2- N-R 7- OH (3)
式中、R6は炭素数1〜6のアルキル基、R7は炭素数1〜10のアルキレン基、又はポリオキシアルキレン基である。R6の炭素数1〜6のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、シクロヘキシル基などが挙げられる。中でも、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、s−ブチル基、イソブチル基、及びt−ブチル基が好ましい。R7の炭素数1〜10のアルキレン基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、ヘプタメチレン基、オクタメチレン基、ノナメチレン基、及びデカメチレン基等が挙げられる。アルキレン基の水素原子はメチル基等の一価炭化水素基により置換されていてもよい。R7としては、エチレン基、プロピレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基が好ましい。 In the formula, R 6 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and R 7 is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms or a polyoxyalkylene group. Examples of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms of R 6 include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, an isobutyl group, a t-butyl group, and an n-. Examples thereof include a pentyl group, an n-hexyl group and a cyclohexyl group. Of these, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an s-butyl group, an isobutyl group, and a t-butyl group are preferable. Examples of the alkylene group having 1 to 10 carbon atoms of R 7 include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a tetramethylene group, a pentamethylene group, a hexamethylene group, a heptamethylene group, an octamethylene group, a nonamethylene group, and a decamethylene group. The group etc. can be mentioned. The hydrogen atom of the alkylene group may be substituted with a monovalent hydrocarbon group such as a methyl group. As R 7 , an ethylene group, a propylene group, a tetramethylene group, and a pentamethylene group are preferable.
(R8)2−N−R9−NH2 (4) (R 8 ) 2- N-R 9- NH 2 (4)
式中、R8は炭素数1〜6のアルキル基、R9は炭素数1〜10のアルキレン基、又はポリオキシアルキレン基である。R8の炭素数1〜6のアルキル基としては、上記R6と同じものが挙げられ、中でも、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、s−ブチル基、イソブチル基、及びt−ブチル基が好ましい。R9の炭素数1〜10のアルキレン基としては、上記R7と同じものが挙げられる。R9としては、エチレン基、プロピレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基が好ましい。 In the formula, R 8 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and R 9 is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms or a polyoxyalkylene group. Examples of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms of R 8 include the same group as R 6 described above. Among them, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an s-butyl group and an isobutyl group. , And t-butyl groups are preferred. Examples of the alkylene group having 1 to 10 carbon atoms of R 9 include the same groups as those of R 7. As R 9 , an ethylene group, a propylene group, a tetramethylene group, and a pentamethylene group are preferable.
HO−R10−SO3M (5) HO-R 10- SO 3 M (5)
式中、R10は炭素数1〜10のアルキレン基、MはNa、K等のアルカリ金属である。R10の炭素数1〜10のアルキレン基としては、上記R7と同じものが挙げられる。中でも、メチレン基、エチレン基が好ましい。 In the formula, R 10 is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and M is an alkali metal such as Na or K. Examples of the alkylene group having 1 to 10 carbon atoms of R 10 include the same groups as those of R 7. Of these, a methylene group and an ethylene group are preferable.
前記一般式(1)中、R3はグリコール化合物から水酸基を除いた2価の残基を表す。グリコール化合物としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、及びポリプロピレングリコールからなる群より選ばれる少なくとも1種であることが好ましく、エチレングリコール、1,4−ブタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、及びポリエチレングリコールからなる群より選ばれる少なくとも1種であることがより好ましい。なお、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールの重量平均分子量(Mw)は、水又は親水性溶剤への溶解又は分散を容易にさせる観点から、好ましくは2,000以下である。 In the general formula (1), R 3 represents a divalent residue obtained by removing a hydroxyl group from a glycol compound. The glycol compound shall be at least one selected from the group consisting of ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, diethylene glycol, dipropylene glycol, triethylene glycol, tripropylene glycol, polyethylene glycol, and polypropylene glycol. Is preferable, and at least one selected from the group consisting of ethylene glycol, 1,4-butanediol, diethylene glycol, triethylene glycol, and polyethylene glycol is more preferable. The weight average molecular weight (Mw) of polyethylene glycol and polypropylene glycol is preferably 2,000 or less from the viewpoint of facilitating dissolution or dispersion in water or a hydrophilic solvent.
前記一般式(1)中、Xは上記親水性化合物と上記ジイソシアネート化合物との反応により形成される基を表す。例えば、上記親水性化合物が、前記一般式(2)、(3)、又は(5)の場合、Xは下記一般式(6)で表される基であり、上記親水性化合物が、前記一般式(4)の場合、Xは下記一般式(7)で表される基である。 In the general formula (1), X represents a group formed by the reaction of the hydrophilic compound with the diisocyanate compound. For example, when the hydrophilic compound has the general formula (2), (3), or (5), X is a group represented by the following general formula (6), and the hydrophilic compound is the general formula. In the case of the formula (4), X is a group represented by the following general formula (7).
また、前記一般式(1)中、n1は1〜10の数、好ましくは1〜5の数を表し、n2は1〜10の数、好ましくは1〜5の数を表す。mは1〜5の数、好ましくは1〜2の数を表す。 Further, in the general formula (1), n1 represents a number of 1 to 10, preferably a number of 1 to 5, and n2 represents a number of 1 to 10, preferably a number of 1 to 5. m represents a number from 1 to 5, preferably a number from 1 to 2.
上記ポリカルボジイミド架橋剤(X)は、水及び親水性溶剤から選択される少なくとも1種に溶解、又は分散して用いることが好ましい。 The polycarbodiimide cross-linking agent (X) is preferably used by being dissolved or dispersed in at least one selected from water and a hydrophilic solvent.
前記カルボキシル基含有水性樹脂のカルボキシル基に対する前記ポリカルボジイミド架橋剤(X)のカルボジイミド基の当量比は、好ましくは0.1〜1.2である。0.1以上とすることで、カルボジイミド架橋剤(X)の添加効果が得られ、1.2以下とすることで、カルボジイミド架橋剤(X)が過剰に残存せず、該カルボジイミド架橋剤(X)が過剰に残存することによる性能悪化を抑制することができる。 The equivalent ratio of the carbodiimide group of the polycarbodiimide cross-linking agent (X) to the carboxyl group of the carboxyl group-containing aqueous resin is preferably 0.1 to 1.2. When it is 0.1 or more, the effect of adding the carbodiimide cross-linking agent (X) can be obtained, and when it is 1.2 or less, the carbodiimide cross-linking agent (X) does not remain excessively and the carbodiimide cross-linking agent (X) is not excessively left. ) Remains excessively, which can suppress the deterioration of performance.
本発明の薄膜体用水系ポリウレタン樹脂組成物は、さらに、水及び親水性溶剤から選択される少なくとも1種を含有することが好ましい。 The aqueous polyurethane resin composition for a thin film body of the present invention preferably further contains at least one selected from water and a hydrophilic solvent.
親水性溶剤としては、例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル等のポリアルキレングリコールモノアルキルエーテル類;ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル等のポリアルキレングリコールジアルキルエーテル類;エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブ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、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のポリアルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類;エチレングリコールジアセテート、プロピレングリコールジアセテート等のポリアルキレングリコールジアセテート類;エチレングリコールモノフェニルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテル等のポリアルキレングリコールモノフェニルエーテル類;プロパノール、ブタノール、ヘキサノール、オクタノール等のモノアルコール類などが挙げられる。 Examples of the hydrophilic solvent include polyalkylene glycol monoalkyl ethers such as ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, and dipropylene glycol monomethyl ether. Ethers; Polyalkylene glycol dialkyl ethers such as diethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether; ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol Polyalkylene glycol monoalkyl ether acetates such as monobutyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, dipropylene glycol monomethyl ether acetate; polyalkylene glycol diacetates such as ethylene glycol diacetate and propylene glycol diacetate; ethylene glycol monophenyl ether , Polyalkylene glycol monophenyl ethers such as propylene glycol monophenyl ethers; monoalcohols such as propanol, butanol, hexanol, octanol and the like.
また、本発明の薄膜体用水系ポリウレタン樹脂組成物には、必要に応じて、顔料、充填剤、レベリング剤、分散剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、難燃剤、着色剤等の添加剤を適宜配合することができる。 Further, in the aqueous polyurethane resin composition for a thin film body of the present invention, if necessary, additives such as pigments, fillers, leveling agents, dispersants, ultraviolet absorbers, antioxidants, flame retardants, and colorants are added. It can be appropriately blended.
本発明の薄膜体用水系ポリウレタン樹脂組成物は、保存安定性に優れ、粘度上昇、及び保存前後の該樹脂組成物の硬化物の引張強度低下が少ないことから、ディッピング成形用に用いることができる。 The aqueous polyurethane resin composition for a thin film body of the present invention has excellent storage stability, an increase in viscosity, and a small decrease in tensile strength of a cured product of the resin composition before and after storage, so that it can be used for dipping molding. ..
本発明の薄膜体用水系ポリウレタン樹脂組成物は、粘度として、好ましくは20〜200mPa・s、より好ましくは20〜80 mPa・sである。使用する水系ポリウレタンエマルションの粘度が高すぎると、液体表面の乾燥が起こりやすく、作成されるフィルムが不均一になりやすいため好ましくない。 The aqueous polyurethane resin composition for a thin film body of the present invention has a viscosity of preferably 20 to 200 mPa · s, more preferably 20 to 80 mPa · s. If the viscosity of the water-based polyurethane emulsion used is too high, the liquid surface tends to dry and the produced film tends to be non-uniform, which is not preferable.
[薄膜体用水系ポリウレタン樹脂組成物]
本発明の薄膜体用水系ポリウレタン樹脂組成物は、平均粒径が0.1μmを下回る自己乳化型アニオン性水系ポリウレタンエマルション100%にノニオン系界面活性剤0.05〜2.5質量%、カルボジイミド架橋剤1.6〜5.2質量%を200rpmで撹拌しながら加えた。
[Aqueous polyurethane resin composition for thin film body]
The water-based polyurethane resin composition for thin films of the present invention contains 100% self-emulsifying anionic water-based polyurethane emulsion having an average particle size of less than 0.1 μm, a nonionic surfactant of 0.05 to 2.5% by mass, and a carbodiimide crosslink. 1.6 to 5.2% by mass of the agent was added with stirring at 200 rpm.
つまり、前記自己乳化型アニオン性水系ポリウレタンエマルション、ノニオン系界面活性剤、カルボジイミド架橋剤は、この順に攪拌しながら混合させて薄膜体用水系ポリウレタン樹脂組成物を得た。 That is, the self-emulsifying anionic aqueous polyurethane emulsion, the nonionic surfactant, and the carbodiimide cross-linking agent were mixed in this order with stirring to obtain an aqueous polyurethane resin composition for a thin film body.
[薄膜体]
本発明の薄膜体は、上述の薄膜体用水系ポリウレタン樹脂組成物を用いて成形した。薄膜体としては、医療用プローブカバー、内視鏡カメラカバー、指サック、手袋、及びコンドームなどが挙げられる。
[Thin film body]
The thin film body of the present invention was molded using the above-mentioned aqueous polyurethane resin composition for a thin film body. Examples of the thin film include a medical probe cover, an endoscopic camera cover, a finger cot, gloves, and a condom.
例えば、コンドームの製造について説明する。 For example, the manufacture of condoms will be described.
上記で混合された組成物の入った浸漬槽を2つ用意し、1槽目にガラス製のモールド型を浸漬させ、70〜90℃で10〜20分乾燥させ、冷却する。 Two dipping tanks containing the composition mixed above are prepared, a glass mold is dipped in the first tank, dried at 70 to 90 ° C. for 10 to 20 minutes, and cooled.
この操作を2回繰り返し、その後、口巻部分を作成し、150〜200℃の遠赤外線に照射し、本乾燥させる。 This operation is repeated twice, after which a mouth-wound portion is prepared, irradiated with far infrared rays at 150 to 200 ° C., and finally dried.
その後、40〜70℃の温水で膨潤させた後、モールド型から剥離する。 Then, after swelling with warm water at 40 to 70 ° C., it is peeled from the mold.
粉処理としては、粉体を分散させた液体に沈ませた後、脱水させ、90℃で1時間乾燥させた。 As the powder treatment, the powder was submerged in a dispersed liquid, dehydrated, and dried at 90 ° C. for 1 hour.
[透明性]
ヘイズメーター曇り度測定(JIS、ASTM、ISO規格準拠)を行った。 Haze meter cloudiness measurement (JIS, ASTM, ISO standard compliant) was performed.
実施例は、平均粒径が0.1μmを下回る自己乳化型アニオン性水系ポリウレタンエマルションを用いて製品を作成した。 In Examples, a product was prepared using a self-emulsifying anionic aqueous polyurethane emulsion having an average particle size of less than 0.1 μm.
比較例1〜4は、平均粒径が0.1μmを上回る材料を用いた製品を対象とした。 Comparative Examples 1 to 4 targeted products using materials having an average particle size of more than 0.1 μm.
表1の結果より、実施例品は透明性が高いという利点がある。 From the results in Table 1, the example product has an advantage of high transparency.
同様に、内視鏡カメラ等のカバーとした場合、画像の鮮明さを維持させることができる。 Similarly, when a cover for an endoscopic camera or the like is used, the sharpness of the image can be maintained.
[永久伸び]
PS:永久伸び(%)
l0:標線間距離(mm)
l1:収縮させ規定時間放置後の標線間長さ(mm)
JIS K6251:2010に基づくダンベル状2号片を試験片とした。
PS: Permanent growth (%)
l 0 : Distance between marked lines (mm)
l 1 : Length between marked lines (mm) after shrinking and leaving for a specified time
A dumbbell-shaped No. 2 piece based on JIS K6251: 2010 was used as a test piece.
測定する試験片にマーカーを用いて標線を付けた。標線間は20mmとした。 The test piece to be measured was marked with a marker. The distance between the marked lines was set to 20 mm.
速度200±20mm/minで300%まで伸ばし、10分間保持させた。 It was stretched to 300% at a speed of 200 ± 20 mm / min and held for 10 minutes.
ストログラフを用いて伸ばした試験片を跳ね返させることなく急に収縮させ、20〜30℃の雰囲気下で10分間静置させた。 The test piece stretched using a strograph was rapidly contracted without rebounding, and allowed to stand for 10 minutes in an atmosphere of 20 to 30 ° C.
式(8)に基づき永久伸びを算出した。 Permanent elongation was calculated based on equation (8).
従って、表2の結果より、実施例品では、薄膜体の手軽で円滑な装着が可能となる。 Therefore, from the results in Table 2, in the example product, the thin film body can be easily and smoothly attached.
同様に、内視鏡カメラ等のカバーとした場合、装着する際には手軽で円滑な装着が可能となる。 Similarly, when it is used as a cover for an endoscopic camera or the like, it can be easily and smoothly attached.
[巻きほぐし性]
専用のリングを使ってコンドームを巻きほぐした時の荷重を測定した。 The load when the condom was unwound was measured using a special ring.
従って、表3の結果より、実施例品では、装着する際には手軽で円滑な装着が可能となる。 Therefore, from the results in Table 3, the example product can be easily and smoothly mounted.
[均一性]
実施例品と比較例1、2について平均厚さ、縦ばらつき、円周ばらつきについて測定した。
[Homogeneity]
The average thickness, vertical variation, and circumferential variation of the Example product and Comparative Examples 1 and 2 were measured.
実施例:平均厚さ0.028mm、縦ばらつき7.4%、円周ばらつき7.7%
比較例1:平均厚さ0.030mm、縦ばらつき19.3%、円周ばらつき19.5%
比較例2:平均厚さ0.027mm、縦ばらつき19.9%、円周ばらつき7.3%
Example: Average thickness 0.028 mm, vertical variation 7.4%, circumferential variation 7.7%
Comparative Example 1: Average thickness 0.030 mm, vertical variation 19.3%, circumferential variation 19.5%
Comparative Example 2: Average thickness 0.027 mm, vertical variation 19.9%, circumferential variation 7.3%
従って、表3の結果より、実施例品では、薄膜体の手軽で円滑な装着が可能となる。 Therefore, from the results in Table 3, in the example product, the thin film body can be easily and smoothly attached.
同様に、内視鏡カメラ等のカバーとした場合、装着する際には手軽で円滑な装着が可能となる。 Similarly, when it is used as a cover for an endoscopic camera or the like, it can be easily and smoothly attached.
[アレルギー]
本発明実施例のポリウレタンフィルムは、合成ゴムであり、タンパク質由来のI型アレルギー、加硫促進剤由来のIV型アレルギーの問題はない。
[Allergy]
The polyurethane film of the example of the present invention is a synthetic rubber, and there is no problem of type I allergy derived from protein and type IV allergy derived from vulcanization accelerator.
Claims (8)
(式中、R1はイソシアネートと反応し得る官能基を有する親水性化合物からイソシアネートと反応し得る官能基を除いた残基を表し、R2はジイソシアネート化合物からイソシアネート基を除いた2価の残基を表し、R3はグリコール化合物から水酸基を除いた2価の残基を表す。Xは該親水性化合物と該ジイソシアネート化合物との反応により形成される基を表す。n1は1〜10の数を表し、n2は1〜10の数を表し、mは1〜5の数を表す。複数のR1、及びR2は、それぞれ、同一でも異なっていてもよい。) An aqueous polyurethane resin composition for a thin film body containing an anionic aqueous polyurethane resin and a carbodiimide cross-linking agent (X) represented by the following formula (1).
(In the formula, R 1 represents a residue obtained by removing a functional group capable of reacting with isocyanate from a hydrophilic compound having a functional group capable of reacting with isocyanate, and R 2 represents a divalent residue obtained by removing an isocyanate group from a diisocyanate compound. It represents a group, R 3 represents a divalent residue obtained by removing a hydroxyl group from a glycol compound, X represents a group formed by the reaction of the hydrophilic compound with the diisocyanate compound, and n1 represents a number of 1 to 10. , N2 represents a number from 1 to 10, m represents a number from 1 to 5. The plurality of R 1 and R 2 may be the same or different, respectively.)
前記グリコール化合物が、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、及びポリプロピレングリコールからなる群より選ばれる少なくとも1種である、
ことを特徴とする薄膜体用水系ポリウレタン樹脂組成物。 The aqueous polyurethane resin composition for a thin film according to claim 1.
The glycol compound is at least one selected from the group consisting of ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, diethylene glycol, dipropylene glycol, triethylene glycol, tripropylene glycol, polyethylene glycol, and polypropylene glycol.
A water-based polyurethane resin composition for a thin film body.
前記ジイソシアネート化合物が、ジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネートである、
ことを特徴とする薄膜体用水系ポリウレタン樹脂組成物。 The aqueous polyurethane resin composition for a thin film according to claim 1 or 2.
The diisocyanate compound is dicyclohexylmethane-4,4'-diisocyanate.
A water-based polyurethane resin composition for a thin film body.
前記親水性化合物が、下記一般式(2)、(3)、(4)、及び(5)からなる群より選ばれる少なくとも1種である、薄膜体用水系ポリウレタン樹脂組成物。
R4O−(CH2−CHR5−O)p−H (2)
(式中、R4は炭素数1〜4のアルキル基、R5は水素原子又はメチル基である。pは4〜30の整数である。)
(R6)2−N−R7−OH (3)
(式中、R6は炭素数1〜6のアルキル基、R7は炭素数1〜10のアルキレン基、又はポリオキシアルキレン基である。)
(R8)2−N−R9−NH2 (4)
(式中、R8は炭素数1〜6のアルキル基、R9は炭素数1〜10のアルキレン基、又はポリオキシアルキレン基である。)
HO−R10−SO3M (5)
(式中、R10は炭素数1〜10のアルキレン基、MはNa、K等のアルカリ金属である。) The aqueous polyurethane resin composition for a thin film according to any one of claims 1 to 3.
An aqueous polyurethane resin composition for a thin film body, wherein the hydrophilic compound is at least one selected from the group consisting of the following general formulas (2), (3), (4), and (5).
R 4 O- (CH 2- CHR 5- O) p- H (2)
(In the formula, R 4 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, R 5 is a hydrogen atom or a methyl group. P is an integer of 4 to 30.)
(R 6 ) 2- N-R 7- OH (3)
(In the formula, R 6 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and R 7 is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms or a polyoxyalkylene group.)
(R 8 ) 2- N-R 9- NH 2 (4)
(In the formula, R 8 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and R 9 is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms or a polyoxyalkylene group.)
HO-R 10- SO 3 M (5)
(In the formula, R 10 is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and M is an alkali metal such as Na or K.)
水及び親水性溶剤から選択される少なくとも1種を含有する、
ことを特徴とする薄膜体用水系ポリウレタン樹脂組成物。 The aqueous polyurethane resin composition for a thin film according to any one of claims 1 to 4.
Containing at least one selected from water and hydrophilic solvents,
A water-based polyurethane resin composition for a thin film body.
前記カルボキシル基含有水性樹脂のカルボキシル基に対する前記カルボジイミド架橋剤(X)のカルボジイミド基の当量比が0.1〜1.2である、
ことを特徴とする薄膜体用水系ポリウレタン樹脂組成物。 The aqueous polyurethane resin composition for a thin film according to any one of claims 1 to 5.
The equivalent ratio of the carbodiimide group of the carbodiimide cross-linking agent (X) to the carboxyl group of the carboxyl group-containing aqueous resin is 0.1 to 1.2.
A water-based polyurethane resin composition for a thin film body.
前記薄膜体用水系ポリウレタン樹脂組成物を用いて形成した薄膜体とした、
ことを特徴とする薄膜体。 The aqueous polyurethane resin composition for a thin film according to any one of claims 1 to 6.
A thin film formed by using the aqueous polyurethane resin composition for a thin film was prepared.
A thin film body characterized by that.
前記薄膜体用水系ポリウレタン樹脂組成物に型を浸漬し、乾燥後に剥離する、
ことを特徴とする薄膜体の製造方法。 The aqueous polyurethane resin composition for a thin film according to any one of claims 1 to 6.
The mold is immersed in the aqueous polyurethane resin composition for a thin film body, dried, and then peeled off.
A method for producing a thin film body.
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