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JP7728212B2 - Paint and paint manufacturing method - Google Patents
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JP7728212B2 - Paint and paint manufacturing method - Google Patents

Paint and paint manufacturing method

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JP7728212B2
JP7728212B2 JP2022041546A JP2022041546A JP7728212B2 JP 7728212 B2 JP7728212 B2 JP 7728212B2 JP 2022041546 A JP2022041546 A JP 2022041546A JP 2022041546 A JP2022041546 A JP 2022041546A JP 7728212 B2 JP7728212 B2 JP 7728212B2
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Description

本発明は、塗料及び塗料の製造方法に関する。 The present invention relates to a paint and a method for producing a paint.

従来、美観性向上や保護などを目的として、例えば、建材、車輌用内装材、家具材、及び包装材などに対して、塗料により塗装が施されている。そして近年は、環境問題や安全性の見地から、有機溶剤の使用を極力抑えた水性塗料が求められている。また、水性塗料のバインダーとして、塗膜の耐摩耗性及び耐屈曲性などの諸物性に優れる観点や、風合い及び高級感などの外観の観点から、ポリウレタン系樹脂が広く使用されている。 Conventionally, building materials, vehicle interior materials, furniture materials, packaging materials, and the like have been coated with paint to improve aesthetics and provide protection. In recent years, however, from the perspectives of environmental issues and safety, there has been a demand for water-based paints that minimize the use of organic solvents. Furthermore, polyurethane resins are widely used as binders for water-based paints, due to their excellent physical properties, such as abrasion resistance and flex resistance, as well as their appearance, which includes texture and a luxurious feel.

例えば、特許文献1には、合成擬革(人工皮革と合成皮革の総称)の表皮層用塗料として、シロキサン変性ウレタン系樹脂と、ポリウレタンゲル粒子と、架橋剤とを含有する塗料が開示されている。また、特許文献2には、高分子ポリオール、分子内に1個以上の活性水素を有しかつ親水性基を有する化合物、2価アルコール、ポリイソシアネート、及び、2個の1級アミノ基と1個以上の2級アミノ基を有するポリアミンの反応生成物であるポリウレタンウレア水分散体を含有する艶消し塗料が開示されている。さらに、特許文献3には、高分子ポリオール、分子内に1個以上の活性水素を有しかつ親水性基を有する化合物、2価アルコール、及び3価以上のアルコールを含むポリオール成分と、ポリイソシアネートと、2個の1級アミノ基と1個以上の2級アミノ基を有するポリアミンとの反応生成物であり、固形分換算の酸価が1~16mgKOH/gであるポリウレタンウレア水分散体を含有する艶消し塗料が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses a paint containing a siloxane-modified urethane resin, polyurethane gel particles, and a crosslinker as a paint for the surface layer of synthetic imitation leather (a general term for artificial leather and synthetic leather). Patent Document 2 discloses a matte paint containing a polyurethane urea aqueous dispersion, which is the reaction product of a polymer polyol, a compound having one or more active hydrogen atoms and a hydrophilic group in its molecule, a dihydric alcohol, a polyisocyanate, and a polyamine having two primary amino groups and one or more secondary amino groups. Patent Document 3 also discloses a matte paint containing a polyurethane urea aqueous dispersion, which is the reaction product of a polyol component including a polymer polyol, a compound having one or more active hydrogen atoms and a hydrophilic group in its molecule, a dihydric alcohol, and a trihydric or higher alcohol, a polyisocyanate, and a polyamine having two primary amino groups and one or more secondary amino groups, and which has an acid value of 1 to 16 mgKOH/g converted to solids.

特開2009-001713号公報JP 2009-001713 A 特開2019-011408号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2019-011408 特開2020-097707号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2020-097707

一方、生活環境における衛生志向の向上に加え、新型コロナウイルスの世界的な流行も大きな要因となり、例えば、壁紙、ドアノブ、ハンドル、インストルメントパネル、テーブル、及びソファーなどの生活環境を取り巻く様々な物品について抗菌化する要望が急速に高まっている。 On the other hand, in addition to increased awareness of hygiene in living environments, the global spread of COVID-19 has also been a major factor, resulting in a rapidly increasing demand for antibacterial treatment of various items surrounding living environments, such as wallpaper, doorknobs, handles, instrument panels, tables, and sofas.

塗膜に抗菌性を付与するためには、塗料に抗菌剤が配合されうる。しかし、本発明者の検討の結果、抗菌剤として広く用いられている銀系無機抗菌剤を、ポリウレタン系樹脂の水分散体を用いた塗料に配合すると、銀系無機抗菌剤が沈降しやすいなどの塗料適性が低下することがわかった。抗菌剤が沈降しやすく、分散性が低い塗料の場合、塗膜において抗菌性にムラが生じるおそれもある。 An antibacterial agent can be blended into paint to impart antibacterial properties to the coating film. However, as a result of the inventor's research, it was found that blending a silver-based inorganic antibacterial agent, which is widely used as an antibacterial agent, into a coating that uses an aqueous dispersion of a polyurethane resin reduces the coating's suitability, as the silver-based inorganic antibacterial agent tends to settle. In coatings where the antibacterial agent tends to settle and has low dispersibility, there is a risk of uneven antibacterial properties in the coating film.

そこで本発明は、ポリウレタン系樹脂の水分散体を用いた塗料について、塗料適性が良好であり、かつ、良好な抗菌性を有する塗膜を形成することが可能な塗料を提供しようとするものである。 The present invention therefore aims to provide a paint that uses an aqueous dispersion of a polyurethane resin, which has good paint suitability and is capable of forming a coating film with good antibacterial properties.

本発明によれば、ポリウレタン系樹脂の水分散体、及び抗菌剤を含有し、前記ポリウレタン系樹脂は、シラノール基を有するポリウレタン系樹脂(A)を含み、前記抗菌剤は、第4級アンモニウム塩構造及びシラノール基を有するシラン化合物(B)を含む、塗料が提供される。 The present invention provides a coating material containing an aqueous dispersion of a polyurethane resin and an antibacterial agent, wherein the polyurethane resin includes a polyurethane resin (A) having a silanol group, and the antibacterial agent includes a silane compound (B) having a quaternary ammonium salt structure and a silanol group.

本発明によれば、ポリウレタン系樹脂の水分散体を用いた塗料について、塗料適性が良好であり、かつ、良好な抗菌性を有する塗膜を形成することが可能な塗料を提供することができる。 The present invention provides a paint that uses an aqueous dispersion of a polyurethane resin, which has good paint suitability and is capable of forming a coating film with good antibacterial properties.

以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。 The following describes embodiments of the present invention, but the present invention is not limited to the following embodiments.

<塗料>
本発明の一実施形態の塗料(以下、単に「塗料」又は「本実施形態の塗料」と記載することがある。)は、ポリウレタン系樹脂の水分散体、及び抗菌剤を含有する。上記ポリウレタン系樹脂は、シラノール基を有するポリウレタン系樹脂(A)(以下、単に「ポリウレタン系樹脂(A)」又は「シラノール基含有ポリウレタン系樹脂(A)」と記載することがある。)を含む。また、上記抗菌剤は、第4級アンモニウム塩構造及びシラノール基を有するシラン化合物(B)(以下、単に「シラン化合物(B)」又は「第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B)」と記載することがある。)を含む。本明細書において、「シラノール基」には、加水分解によりシラノール基を生じる基も含まれることとする。
<Paint>
A paint according to one embodiment of the present invention (hereinafter sometimes simply referred to as the "paint" or "paint of this embodiment") contains an aqueous dispersion of a polyurethane resin and an antibacterial agent. The polyurethane resin includes a polyurethane resin (A) having silanol groups (hereinafter sometimes simply referred to as the "polyurethane resin (A)" or the "silanol group-containing polyurethane resin (A)"). The antibacterial agent includes a silane compound (B) having a quaternary ammonium salt structure and silanol groups (hereinafter sometimes simply referred to as the "silane compound (B)" or the "quaternary ammonium salt-containing silane compound (B)"). In this specification, the term "silanol group" also includes groups that generate silanol groups upon hydrolysis.

本実施形態の塗料は、シラノール基含有ポリウレタン系樹脂(A)の水分散体、及び抗菌剤である第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B)を含有するため、塗料適性が良好であり、かつ、良好な抗菌性を有する塗膜を形成することが可能である。具体的には、分散性が良好でポリウレタン系樹脂(A)や抗菌剤(シラン化合物(B))が沈降し難いなどの良好な塗料適性を示しつつ、良好な抗菌性を有する塗膜を形成することが可能である。 The paint of this embodiment contains an aqueous dispersion of a silanol group-containing polyurethane resin (A) and a quaternary ammonium salt-containing silane compound (B), which is an antibacterial agent, and therefore has good paint suitability and is capable of forming a coating film with good antibacterial properties. Specifically, it exhibits good paint suitability, such as good dispersibility and resistance to sedimentation of the polyurethane resin (A) and the antibacterial agent (silane compound (B)), while also being capable of forming a coating film with good antibacterial properties.

本実施形態の塗料では、その一態様において、上記シラン化合物(B)を、上記ポリウレタン系樹脂(A)とは別体で、すなわち、化学的に非結合の状態で含有させることが可能である。この場合、上記ポリウレタン系樹脂(A)及び上記シラン化合物(B)は、いずれもシラノール基を有するため、それらを別体として含有させた塗料の塗膜形成時において、ポリウレタン系樹脂(A)とシラン化合物(B)とを縮合反応させることが可能である。また、本実施形態の塗料では、その一態様において、上記ポリウレタン系樹脂(A)及び上記シラン化合物(B)がそれぞれ有するシラノール基による縮合反応物として、上記シラン化合物(B)を、上記ポリウレタン系樹脂(A)に一体、すなわち、化学的に結合した状態で含有させることも可能である。上記のいずれの態様でも、塗料から形成される塗膜において、抗菌剤である第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B)がポリウレタン系樹脂(A)に固定化されうるため、抗菌剤を含有しない場合と遜色ないレベルの耐摩耗性を期待でき、それにより、持続性のある抗菌性も期待できる。 In one aspect of the paint of this embodiment, the silane compound (B) can be incorporated separately from the polyurethane resin (A), i.e., chemically unbound. In this case, because both the polyurethane resin (A) and the silane compound (B) contain silanol groups, a condensation reaction between the polyurethane resin (A) and the silane compound (B) can occur during the formation of a coating film from a paint containing them separately. Furthermore, in one aspect of the paint of this embodiment, the silane compound (B) can be incorporated integrally with the polyurethane resin (A), i.e., chemically bound, as a condensation reaction product of the silanol groups present in the polyurethane resin (A) and the silane compound (B). In either of the above aspects, the antibacterial agent, the quaternary ammonium salt-containing silane compound (B), can be immobilized to the polyurethane resin (A) in the coating film formed from the paint, thereby providing abrasion resistance comparable to that of a paint containing no antibacterial agent, and thereby providing sustained antibacterial properties.

以下、本実施形態の塗料の各成分について、目的とする塗料が得られやすい観点からの好ましい構成などを含めて詳細に説明する。 The following describes in detail each component of the paint of this embodiment, including preferred compositions from the perspective of making it easier to obtain the desired paint.

[ポリウレタン系樹脂(A)の水分散体]
本実施形態の塗料は、ポリウレタン系樹脂の水分散体として、シラノール基を有するポリウレタン系樹脂(A)(シラノール基含有ポリウレタン系樹脂(A))の水分散体を含有する。本実施形態の塗料は、その目的を損なわない範囲において、ポリウレタン系樹脂(A)の水分散体以外の他のポリウレタン系樹脂の水分散体を含有してもよい。本明細書において、「ポリウレタン系樹脂」とは、ポリウレタン樹脂、ポリウレア樹脂、及びポリウレタン-ウレア樹脂の総称である。
[Water dispersion of polyurethane resin (A)]
The coating material of this embodiment contains an aqueous dispersion of a polyurethane resin (A) having silanol groups (silanol group-containing polyurethane resin (A)). The coating material of this embodiment may contain an aqueous dispersion of a polyurethane resin other than the aqueous dispersion of the polyurethane resin (A), provided that the purpose of the coating material is not impaired. In this specification, "polyurethane resin" is a general term for polyurethane resins, polyurea resins, and polyurethane-urea resins.

シラノール基含有ポリウレタン系樹脂(A)は、好ましくは、イソシアネート基(以下、「NCO基」と記載することがある。)を有するウレタン系プレポリマーと、アミノ基及びアルコキシシリル基を有する化合物(f)を含むアミン化合物とを反応せることで得ることができる。すなわち、当該反応による反応物(生成物)を、シラノール基含有ポリウレタン系樹脂(A)として用いることができる。また、上記のNCO基を有するウレタン系プレポリマーは、好ましくは、水酸基以外のアニオン性親水性基、及びそのアニオン性親水性基以外の活性水素含有基を有する化合物(a)と、ポリオール及びポリアミンからなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物(b)と、ポリイソシアネート(e)とを含む反応成分を反応させることで得ることができる。すなわち、当該反応成分の反応物(生成物)を、上記のNCO基を有するウレタン系プレポリマーとして用いることができる。 The silanol group-containing polyurethane resin (A) can be obtained by reacting a urethane prepolymer having an isocyanate group (hereinafter sometimes referred to as "NCO group") with an amine compound containing a compound (f) having an amino group and an alkoxysilyl group. In other words, the reaction product can be used as the silanol group-containing polyurethane resin (A). The NCO group-containing urethane prepolymer can be obtained by reacting reaction components including a compound (a) having an anionic hydrophilic group other than a hydroxyl group and an active hydrogen-containing group other than the anionic hydrophilic group, at least one compound (b) selected from the group consisting of a polyol and a polyamine, and a polyisocyanate (e). In other words, the reaction product can be used as the NCO group-containing urethane prepolymer.

上記のNCO基を有するウレタン系プレポリマーは、上記の化合物(a)、化合物(b)、及びポリイソシアネート(e)に加えて、さらに鎖伸長剤(c)や、活性水素含有基を有するポリシロキサン(d)を用いて得られたものであることが好ましい。すなわち、上記のNCO基を有するウレタン系プレポリマーは、化合物(a)と、化合物(b)と、鎖伸長剤(c)と、活性水素含有基を有するポリシロキサン(d)と、ポリイソシアネート(e)との反応物であることが好ましい。この場合、化合物(b)として、少なくともポリカーボネートポリオール(b1)が用いられることがより好ましく、鎖伸長剤(c)として、少なくとも2価アルコールが用いられることがより好ましい。 The above-mentioned urethane-based prepolymer having an NCO group is preferably one obtained by further using a chain extender (c) and a polysiloxane (d) having an active hydrogen-containing group in addition to the above-mentioned compound (a), compound (b), and polyisocyanate (e). That is, the above-mentioned urethane-based prepolymer having an NCO group is preferably a reaction product of compound (a), compound (b), chain extender (c), polysiloxane (d) having an active hydrogen-containing group, and polyisocyanate (e). In this case, it is more preferable to use at least a polycarbonate polyol (b1) as compound (b), and it is more preferable to use at least a dihydric alcohol as chain extender (c).

本明細書において、「アニオン性親水性基以外の活性水素含有基」とは、イソシアネート基との反応性を有する、活性水素を持った官能基であって、アニオン性親水性基を除いたものを意味する。このような「活性水素含有基」の具体例としては、水酸基、メルカプト基、及びアミノ基などを挙げることができる。 In this specification, "active hydrogen-containing groups other than anionic hydrophilic groups" refers to functional groups containing active hydrogen that are reactive with isocyanate groups, excluding anionic hydrophilic groups. Specific examples of such "active hydrogen-containing groups" include hydroxyl groups, mercapto groups, and amino groups.

(化合物(a))
水酸基以外のアニオン性親水性基、及びそのアニオン性親水性基以外の活性水素含有基を有する化合物(a)(以下、単に「化合物(a)」と記載することがある。)は、ポリウレタン系樹脂(A)に水分散性を付与する成分として好適に使用される。ポリウレタン系樹脂(A)の原料として化合物(a)を用いることによって、アニオン性親水性基が導入されたポリウレタン系樹脂(A)を得ることができる。これにより、ポリウレタン系樹脂(A)は、乳化剤(界面活性剤)を用いなくても、水中に安定して分散することが可能であり、本実施形態の塗料を水性塗料として調製することが可能である。
(Compound (a))
Compound (a) having an anionic hydrophilic group other than a hydroxyl group and an active hydrogen-containing group other than the anionic hydrophilic group (hereinafter, sometimes simply referred to as "compound (a)") is preferably used as a component that imparts water dispersibility to polyurethane resin (A). By using compound (a) as a raw material for polyurethane resin (A), polyurethane resin (A) having an anionic hydrophilic group introduced therein can be obtained. This allows polyurethane resin (A) to be stably dispersed in water without the use of an emulsifier (surfactant), and the coating material of this embodiment can be prepared as an aqueous coating material.

化合物(a)において、活性水素とは、ポリイソシアネートのイソシアネート基と反応する水素原子であり、水酸基、メルカプト基、及びアミノ基などの水素原子が挙げられる。これらのなかでも、水酸基の水素原子が好ましい。また、化合物(a)において、アニオン性親水性基とは、水との間に親和性を示すアニオン性基をいい、水中で電離してアニオンを生じうる基をいう。水酸基以外のアニオン性親水性基としては、例えば、カルボキシ基、スルホ基、及びリン酸基などが挙げられる。これらのなかでも、カルボキシ基が好ましい。アニオン性親水性基は、その全部又は一部が中和されていてもよい。 In compound (a), the active hydrogen refers to a hydrogen atom that reacts with the isocyanate group of the polyisocyanate, and examples thereof include hydrogen atoms of hydroxyl groups, mercapto groups, and amino groups. Of these, the hydrogen atom of a hydroxyl group is preferred. Furthermore, in compound (a), the anionic hydrophilic group refers to an anionic group that exhibits affinity with water and can ionize in water to generate an anion. Examples of anionic hydrophilic groups other than hydroxyl groups include carboxy groups, sulfo groups, and phosphate groups. Of these, the carboxy group is preferred. The anionic hydrophilic group may be neutralized in whole or in part.

化合物(a)としては、例えば、2,2-ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸(別名:ジメチロールプロピオン酸)、2,2-ビス(ヒドロキシメチル)酪酸(別名:ジメチロールブタン酸)、乳酸、及びグリシンなどのカルボン酸系化合物;並びに2-アミノエタンスルホン酸(別名:タウリン)、及びスルホイソフタル酸系ポリエステルジオール等のスルホン酸系化合物;などを挙げることができる。これらの1種又は2種以上を用いることができる。これらのなかでも、入手の容易さ、酸価の調整のし易さなどの観点から、2価アルコールのカルボン酸系化合物が好ましく、ジメチロールプロピオン酸、及びジメチロールブタン酸などのジメチロールアルカン酸がより好ましい。 Examples of compound (a) include carboxylic acid compounds such as 2,2-bis(hydroxymethyl)propionic acid (also known as dimethylolpropionic acid), 2,2-bis(hydroxymethyl)butyric acid (also known as dimethylolbutanoic acid), lactic acid, and glycine; and sulfonic acid compounds such as 2-aminoethanesulfonic acid (also known as taurine) and sulfoisophthalic acid-based polyester diols. One or more of these compounds can be used. Among these, carboxylic acid compounds of dihydric alcohols are preferred from the standpoints of ease of availability and ease of adjusting the acid value, and dimethylolalkanoic acids such as dimethylolpropionic acid and dimethylolbutanoic acid are more preferred.

アニオン性親水性基は、その全部又は一部が中和剤により中和されていてもよい。化合物(a)においてアニオン性親水性基が中和され、その中和されたアニオン性親水性基を有する塩型の化合物(a)が用いられてもよいし、ポリウレタン系樹脂(A)に導入されたアニオン性親水性基が中和されて、塩型のポリウレタン系樹脂(A)を用いてもよい。中和剤としては、例えば、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、及びトリブチルアミンなどのアルキルアミン;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、及び2-アミノ-2-エチル-1-プロパノールなどのアルカノールアミン;水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属の水酸化物;などを挙げることができる。これらのなかでも、トリエチルアミンなどの3級アルキルアミン、ジメチルアミノエタノールなどの3級アルカノールアミン、水酸化ナトリウムが好ましい。 The anionic hydrophilic groups may be neutralized in whole or in part with a neutralizing agent. The anionic hydrophilic groups in compound (a) may be neutralized to form a salt-type compound (a) having the neutralized anionic hydrophilic groups. Alternatively, the anionic hydrophilic groups introduced into polyurethane resin (A) may be neutralized to form a salt-type polyurethane resin (A). Examples of neutralizing agents include alkylamines such as ethylamine, trimethylamine, triethylamine, triisopropylamine, and tributylamine; alkanolamines such as triethanolamine, N-methyldiethanolamine, N-phenyldiethanolamine, monoethanolamine, dimethylethanolamine, diethylethanolamine, and 2-amino-2-ethyl-1-propanol; and alkali metal hydroxides such as lithium hydroxide, sodium hydroxide, and potassium hydroxide. Among these, tertiary alkylamines such as triethylamine, tertiary alkanolamines such as dimethylaminoethanol, and sodium hydroxide are preferred.

反応成分中の化合物(a)の含有量(使用量)は、得られるポリウレタン系樹脂(A)の水分散性と耐水性の両立の観点から設定されうる。具体的には、反応成分中の化合物(a)の含有量(使用量)は、得られるポリウレタン系樹脂(A)の酸価が2~200mgKOH/gとなる量とすることが好ましく、5~100mgKOH/gとなる量とすることがさらに好ましい。 The content (amount used) of compound (a) in the reaction components can be set from the viewpoint of achieving both water dispersibility and water resistance in the resulting polyurethane resin (A). Specifically, the content (amount used) of compound (a) in the reaction components is preferably an amount that results in an acid value of the resulting polyurethane resin (A) of 2 to 200 mgKOH/g, and more preferably an amount that results in an acid value of 5 to 100 mgKOH/g.

(化合物(b))
ポリオール及びポリアミンからなる群より選択される少なくとも1種の化合物(b)(以下、単に「化合物(b)」と記載することがある。)は、ポリウレタン系樹脂(A)の主骨格を構成しうる成分である。化合物(b)には、ポリオール及び/又はポリアミンが使用されることから、以下、「ポリオール(b)」、「ポリアミン(b)」、並びに「ポリオール及び/又はポリアミン(b)」と記載することがある。化合物(b)のなかでも、少なくともポリオール(b)が用いられることが好ましい。
(Compound (b))
At least one compound (b) selected from the group consisting of polyols and polyamines (hereinafter, sometimes simply referred to as "compound (b)") is a component that can constitute the main skeleton of polyurethane resin (A). Since polyols and/or polyamines are used as compound (b), hereinafter, compound (b) may be referred to as "polyol (b),""polyamine(b)," or "polyol and/or polyamine (b)." Of the compounds (b), it is preferable to use at least polyol (b).

ポリオール(b)は、1分子中に水酸基を2つ以上有する化合物である。ポリオール(b)としては、ウレタン合成に用いられている従来公知のポリオールの1種又は2種以上を用いることができる。ポリオール(b)としては、数平均分子量(Mn;末端官能基定量による)が500以上のポリオール、並びに後述する鎖伸長剤(c)として好適な短鎖ジオール及び3価以上の多価アルコールなどを挙げることができる。 Polyol (b) is a compound having two or more hydroxyl groups per molecule. One or more of the conventional polyols used in urethane synthesis can be used as polyol (b). Examples of polyol (b) include polyols with a number average molecular weight (Mn; determined by terminal functional group quantification) of 500 or more, as well as short-chain diols and trihydric or higher polyhydric alcohols suitable as chain extenders (c), which will be described later.

ポリオール(b)のなかでも、末端官能基定量によるMnが500以上のポリオールが好ましく、その具体例としては、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、及びその他のポリオールなどを挙げることができる。これらのなかでも、ポリカーボネートポリオール(本明細書において、「ポリカーボネートポリオール(b1)」と記載することがある。)がより好ましい。 Among polyols (b), polyols having an Mn of 500 or more as determined by terminal functional group quantification are preferred, and specific examples thereof include polyester polyols, polyether polyols, polycarbonate polyols, and other polyols. Of these, polycarbonate polyols (sometimes referred to as "polycarbonate polyol (b1)" in this specification) are more preferred.

ポリエステルポリオールとしては、脂肪族系ジカルボン酸(例えば、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、グルタル酸、アゼライン酸など)及び/又は芳香族系ジカルボン酸(例えば、イソフタル酸、テレフタル酸など)と、低分子量グリコール(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、1,4-ブチレングリコール、1,6-ヘキサメチレングリコール、ネオペンチルグリコール,1,4-ビスヒドロキシメチルシクロヘキサンなど)と、を縮重合したものが挙げられる。 Polyester polyols include those obtained by condensation polymerization of aliphatic dicarboxylic acids (e.g., succinic acid, adipic acid, sebacic acid, glutaric acid, azelaic acid, etc.) and/or aromatic dicarboxylic acids (e.g., isophthalic acid, terephthalic acid, etc.) with low molecular weight glycols (e.g., ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butylene glycol, 1,6-hexamethylene glycol, neopentyl glycol, 1,4-bishydroxymethylcyclohexane, etc.).

このようなポリエステルポリオールの具体例としては、ポリエチレンアジペートジオール、ポリブチレンアジペートジオール、ポリヘキサメチレンアジペートジオール、ポリネオペンチルアジペートジオール、ポリエチレン/ブチレンアジペートジオール、ポリネオペンチル/ヘキシルアジペートジオール、ポリ-3-メチルペンタンアジペートジオール、ポリブチレンイソフタレートジオール、ポリカプロラクトンジオール、及びポリ-3-メチルバレロラクトンジオールなどを挙げることができる。 Specific examples of such polyester polyols include polyethylene adipate diol, polybutylene adipate diol, polyhexamethylene adipate diol, polyneopentyl adipate diol, polyethylene/butylene adipate diol, polyneopentyl/hexyl adipate diol, poly-3-methylpentane adipate diol, polybutylene isophthalate diol, polycaprolactone diol, and poly-3-methylvalerolactone diol.

ポリエーテルポリオールの具体例としては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、及びこれらのランダム/ブロック共重合体などを挙げることができる。 Specific examples of polyether polyols include polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol, and random/block copolymers thereof.

ポリカーボネートポリオールの具体例としては、ポリテトラメチレンカーボネートジオール、ポリペンタメチレンカーボネートジオール、ポリネオペンチルカーボネートジオール、ポリヘキサメチレンカーボネートジオール、ポリ(1,4-シクロヘキサンジメチレンカーボネート)ジオール、及びこれらのランダム/ブロック共重合体などのポリカーボネートジオールを挙げることができる。 Specific examples of polycarbonate polyols include polytetramethylene carbonate diol, polypentamethylene carbonate diol, polyneopentyl carbonate diol, polyhexamethylene carbonate diol, poly(1,4-cyclohexanedimethylene carbonate) diol, and random/block copolymers thereof.

その他のポリオールの具体例としては、ダイマージオール、ポリブタジエンポリオール及びその水素添加物、ポリイソプレンポリオール及びその水素添加物、ポリラクトンポリオール、アクリルポリオール、エポキシポリオール、ポリエーテルエステルポリオール、シロキサン変性ポリオール、α,ω-ポリメチルメタクリレートジオール、α,ω-ポリブチルメタクリレートジオールなどを挙げることができる。 Specific examples of other polyols include dimer diol, polybutadiene polyol and its hydrogenated products, polyisoprene polyol and its hydrogenated products, polylactone polyol, acrylic polyol, epoxy polyol, polyether ester polyol, siloxane-modified polyol, α,ω-polymethyl methacrylate diol, and α,ω-polybutyl methacrylate diol.

ポリオール(b)の数平均分子量(Mn;末端官能基定量による)は、特に限定されないが、500~3,000であることが好ましい。ポリオール(b)のMnが3,000以下であることにより、ウレタン結合の凝集力が発現しやすくなって機械特性が高まる傾向にある。また、Mnが3,000以下の結晶性ポリオールは、皮膜化した際に白化現象を生じ難い。 The number-average molecular weight (Mn; determined by terminal functional group quantification) of polyol (b) is not particularly limited, but is preferably 500 to 3,000. When the Mn of polyol (b) is 3,000 or less, the cohesive strength of the urethane bonds is more likely to be expressed, tending to improve mechanical properties. Furthermore, crystalline polyols with an Mn of 3,000 or less are less likely to cause whitening when formed into a film.

ポリアミン(b)は、1分子中にアミノ基を2つ以上有する化合物である。ポリアミン(b)は、単独で、又は上記のポリオール(b)と併用することで、ポリウレタン系樹脂(A)の主骨格を構成しうる成分である。ポリアミン(b)としては、数平均分子量(Mn;末端官能基定量による)が500以上のポリアミン、及び後述する鎖伸長剤(c)として好適な短鎖ジアミンなどを挙げることができる。ポリアミン(b)の1種又は2種以上を用いることができる。なかでも、Mnが500以上のポリアミン(b)が好ましく、その具体例としては、長鎖アルキレンジアミン、ポリオキシアルキレンジアミン、末端アミンポリアミド、及びシロキサン変性ポリアミン類などを挙げることができる。 Polyamine (b) is a compound having two or more amino groups per molecule. Polyamine (b) is a component that can form the main skeleton of polyurethane resin (A) either alone or in combination with the above-mentioned polyol (b). Examples of polyamine (b) include polyamines with a number-average molecular weight (Mn; determined by terminal functional group quantification) of 500 or more, and short-chain diamines suitable as chain extenders (c) described below. One or more types of polyamine (b) can be used. Among these, polyamines (b) with an Mn of 500 or more are preferred, and specific examples include long-chain alkylenediamines, polyoxyalkylenediamines, terminal amine polyamides, and siloxane-modified polyamines.

(鎖伸長剤(c))
NCO基を有するウレタン系プレポリマーの合成に用いうる鎖伸長剤(c)としては、短鎖ジオール(2価アルコール)、3価以上の多価アルコール、及び短鎖ジアミンなどを挙げることができる。鎖伸長剤(c)の1種又は2種以上を用いることができる。鎖伸長剤(c)のなかでも、少なくとも短鎖ジオールを用いることが好ましい。
(Chain extender (c))
Examples of the chain extender (c) that can be used in the synthesis of the urethane-based prepolymer having an NCO group include short-chain diols (dihydric alcohols), trihydric or higher polyhydric alcohols, and short-chain diamines. One or more types of chain extender (c) can be used. Among the chain extenders (c), it is preferable to use at least a short-chain diol.

鎖伸長剤(c)として用いうる短鎖ジオールは、数平均分子量(Mn)が500未満のジオール化合物である。短鎖ジオールの数平均分子量とは、式量から算出される分子量の相加平均値である。短鎖ジオールとしては、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、1,3-ブチレングリコール、1,4-ブチレングリコール、1,6-ヘキサメチレングリコール、及びネオペンチルグリコールなどの脂肪族グリコール類、並びにそのアルキレンオキサイド低モル付加物(Mn500未満);1,4-ビスヒドロキシメチルシクロヘキサン、及び2-メチル-1,1-シクロヘキサンジメタノールなどの脂環式系グリコール類、並びにそのアルキレンオキサイド低モル付加物(Mn500未満);キシリレングリコールなどの芳香族グリコール類及びそのアルキレンオキサイド低モル付加物(Mn500未満);ビスフェノールA、チオビスフェノール、及びスルホンビスフェノールなどのビスフェノール類、並びにそのアルキレンオキサイド低モル付加物(Mn500未満);並びに炭素原子数1~18のアルキル基を有するアルキルジエタノールアミンなどのアルキルジアルカノールアミン類などの化合物を挙げることができる。短鎖ジオールの1種又は2種以上を用いることができる。 The short-chain diol that can be used as the chain extender (c) is a diol compound with a number average molecular weight (Mn) of less than 500. The number average molecular weight of a short-chain diol is the arithmetic mean value of the molecular weight calculated from the formula weight. Examples of short-chain diols include aliphatic glycols such as ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,3-butylene glycol, 1,4-butylene glycol, 1,6-hexamethylene glycol, and neopentyl glycol, and their low molar alkylene oxide adducts (Mn less than 500); alicyclic glycols such as 1,4-bishydroxymethylcyclohexane and 2-methyl-1,1-cyclohexanedimethanol, and their low molar alkylene oxide adducts (Mn less than 500); aromatic glycols such as xylylene glycol and their low molar alkylene oxide adducts (Mn less than 500); bisphenols such as bisphenol A, thiobisphenol, and sulfonebisphenol, and their low molar alkylene oxide adducts (Mn less than 500); and alkyldialkanolamines such as alkyldiethanolamines having an alkyl group of 1 to 18 carbon atoms. One or more short-chain diols can be used.

また、3価以上の多価アルコールとしては、例えば、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリトリトール、及びトリス-(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレートなどを挙げることができる。3価以上の多価アルコールの1種又は2種以上を用いることができる。 Examples of trihydric or higher polyhydric alcohols include glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane, pentaerythritol, and tris-(2-hydroxyethyl)isocyanurate. One or more trihydric or higher polyhydric alcohols can be used.

鎖伸長剤(c)として用いうる短鎖ジアミンは、数平均分子量(Mn)が500未満のジアミン化合物である。短鎖ジアミンの数平均分子量とは、式量から算出される分子量の相加平均値である。短鎖ジアミンとしては、例えば、エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、及びオクタメチレンジアミンなどの脂肪族ジアミン化合物;フェニレンジアミン、3,3’-ジクロロ-4,4’-ジアミノジフェニルメタン、4,4’-メチレンビス(フェニルアミン)、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、及び4,4’-ジアミノジフェニルスルホンなどの芳香族ジアミン化合物;シクロペンタンジアミン、シクロヘキシルジアミン、4,4-ジアミノジシクロヘキシルメタン、1,4-ジアミノシクロヘキサン、及びイソホロンジアミンなどの脂環式ジアミン化合物;ヒドラジン、カルボジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド、セバシン酸ジヒドラジド、及びフタル酸ジヒドラジドなどのヒドラジン類;などを挙げることができる。短鎖ジアミンの1種又は2種以上を用いることができる。 Short-chain diamines that can be used as chain extenders (c) are diamine compounds with a number average molecular weight (Mn) of less than 500. The number average molecular weight of a short-chain diamine is the arithmetic mean value of the molecular weight calculated from the formula weight. Examples of short-chain diamines include aliphatic diamine compounds such as ethylenediamine, trimethylenediamine, hexamethylenediamine, and octamethylenediamine; aromatic diamine compounds such as phenylenediamine, 3,3'-dichloro-4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-methylenebis(phenylamine), 4,4'-diaminodiphenyl ether, and 4,4'-diaminodiphenyl sulfone; alicyclic diamine compounds such as cyclopentanediamine, cyclohexyldiamine, 4,4-diaminodicyclohexylmethane, 1,4-diaminocyclohexane, and isophoronediamine; and hydrazines such as hydrazine, carbodihydrazide, adipic acid dihydrazide, sebacic acid dihydrazide, and phthalic acid dihydrazide. One or more types of short-chain diamines can be used.

(活性水素含有基を有するポリシロキサン(d))
NCO基を有するウレタン系プレポリマーの合成には、1分子中に少なくとも1個の活性水素含有基を有するポリシロキサン(d)を用いてもよい。活性水素含有基を有するポリシロキサン(d)は、ポリウレタン系樹脂(A)をポリシロキサン変性する場合に用いうるものである。ポリウレタン系樹脂(A)の合成にポリシロキサン(d)を用いることで、ポリウレタン系樹脂(A)中にポリシロキサンセグメントを含有させうる。このポリシロキサンセグメントは、ポリウレタン系樹脂(A)の主鎖中に、又は分岐した状態で含有される。ポリウレタン系樹脂(A)をポリシロキサン変性することで塗膜の耐スクラッチ性及び耐汚染性などの向上が期待できる。
(Polysiloxane (d) having an active hydrogen-containing group)
In the synthesis of a urethane-based prepolymer having an NCO group, a polysiloxane (d) having at least one active hydrogen-containing group per molecule may be used. The polysiloxane (d) having an active hydrogen-containing group can be used when the polyurethane-based resin (A) is polysiloxane-modified. By using the polysiloxane (d) in the synthesis of the polyurethane-based resin (A), a polysiloxane segment can be contained in the polyurethane-based resin (A). This polysiloxane segment is contained in the main chain of the polyurethane-based resin (A) or in a branched state. By modifying the polyurethane-based resin (A) with polysiloxane, improvements in the scratch resistance and contamination resistance of the coating film can be expected.

活性水素含有基を有するポリシロキサン(d)としては、例えば、アミノ変性ポリシロキサン、エポキシ変性ポリシロキサン、アルコール変性ポリシロキサン、及びメルカプト変性ポリシロキサンなどを挙げることができる。これらの1種又は2種以上を用いることができる。なお、エポキシ変性ポリシロキサンは、活性水素含有基を利用してエポキシ変性されたポリシロキサンであるが、ポリイソシアネートのイソシアネート基と反応してポリウレタン系樹脂(A)の骨格を構成しうることから、少なくとも1個の活性水素含有基を有するポリシロキサンに含めることとする。 Examples of polysiloxanes (d) having active hydrogen-containing groups include amino-modified polysiloxanes, epoxy-modified polysiloxanes, alcohol-modified polysiloxanes, and mercapto-modified polysiloxanes. One or more of these can be used. Epoxy-modified polysiloxanes are polysiloxanes that have been epoxy-modified using active hydrogen-containing groups. However, because they can react with the isocyanate groups of polyisocyanates to form the backbone of polyurethane resin (A), they are included in polysiloxanes having at least one active hydrogen-containing group.

アミノ変性ポリシロキサンとしては、例えば、下記一般式(1)~(6)のそれぞれで表される化合物を挙げることができる。 Examples of amino-modified polysiloxanes include compounds represented by the following general formulas (1) to (6):

エポキシ変性ポリシロキサンとしては、例えば、下記一般式(7)~(12)のそれぞれで表される化合物を挙げることができる。なお、下記一般式(7)~(12)のそれぞれで表されるエポキシ化合物は、ポリオール、ポリアミド、又はポリカルボン酸などと反応させ、末端に活性水素含有基を有するようにして使用することもできる。 Examples of epoxy-modified polysiloxanes include compounds represented by the following general formulas (7) to (12). The epoxy compounds represented by the following general formulas (7) to (12) can also be reacted with polyols, polyamides, polycarboxylic acids, or the like to have active hydrogen-containing groups at their terminals.

アルコール変性ポリシロキサンとしては、例えば、下記一般式(13)~(19)のそれぞれで表される化合物を挙げることができる。 Examples of alcohol-modified polysiloxanes include compounds represented by the following general formulas (13) to (19):

メルカプト変性ポリシロキサンとしては、例えば、下記一般式(20)~(23)のそれぞれで表される化合物を挙げることができる。 Examples of mercapto-modified polysiloxanes include compounds represented by the following general formulas (20) to (23):

上記に挙げた少なくとも1個の活性水素含有基を有するポリシロキサン(d)は、ポリウレタン系樹脂(A)の原料として使用されることが好ましい化合物であるが、上記に挙げた具体例に限定されない。したがって、少なくとも1個の活性水素含有基を有するポリシロキサン(d)としては、上記に挙げた具体例のみならず、その他の現在市販されている化合物や、市場から容易に入手しうる化合物を用いることも可能である。少なくとも1個の活性水素含有基を有するポリシロキサン(d)のなかでも、アルコール変性ポリシロキサンが好ましく、2個の水酸基を有するアルコール変性ポリシロキサンがより好ましい。 The polysiloxanes (d) having at least one active hydrogen-containing group listed above are preferred compounds for use as raw materials for polyurethane resin (A), but are not limited to the specific examples listed above. Therefore, in addition to the specific examples listed above, other currently commercially available compounds and compounds that are easily available on the market can also be used as polysiloxanes (d) having at least one active hydrogen-containing group. Among polysiloxanes (d) having at least one active hydrogen-containing group, alcohol-modified polysiloxanes are preferred, and alcohol-modified polysiloxanes having two hydroxyl groups are more preferred.

(ポリイソシアネート(e))
ポリイソシアネート(e)は、1分子中にイソシアネート基を2つ以上有する化合物である。ポリイソシアネート(e)としては、従来公知のポリウレタンの製造に使用されているものをいずれも使用することができ、特に限定されず、1種又は2種以上を用いることができる。
(Polyisocyanate (e))
The polyisocyanate (e) is a compound having two or more isocyanate groups in one molecule. As the polyisocyanate (e), any of those conventionally used in the production of polyurethanes can be used, and one or more kinds of polyisocyanates can be used without any particular limitation.

ポリイソシアネート(e)の具体例としては、トリレンジイソシアネート(TDI)、キシリレンジイソシアネート(XDI)、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、4-メトキシ-1,3-フェニレンジイソシアネート、4-イソプロピル-1,3-フェニレンジイソシアネート、4-クロル-1,3-フェニレンジイソシアネート、4-ブトキシ-1,3-フェニレンジイソシアネート、2,4-ジイソシアネートジフェニルエーテル、1,5-ナフタレンジイソシアネート、ベンジジンジイソシアネート、o-ニトロベンジジンジイソシアネート、及び4,4’-ジイソシアネートジベンジルなどの芳香族ジイソシアネート;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、1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、及び1,10-デカメチレンジイソシアネートなどの脂肪族ジイソシアネート;1,4-シクロヘキシレンジイソシアネート、4,4’-メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、1,5-テトラヒドロナフタレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、水素添加MDI、及び水素添加XDIなどの脂環式ジイソシアネート;各種ジイソシアネートのアダクト体、各種ジイソシアネートのイソシアヌレート体、HDIのビウレット体、及びHDIのアロファネート体等のイソシアネートプレポリマー;並びに各種ジイソシアネートと、低分子量のポリオール及び/又はポリアミンとを、末端がイソシアネートとなるように反応させて得られる、末端にイソシアネート基を有するプレポリマーなどを挙げることができる。 Specific examples of polyisocyanates (e) include aromatic diisocyanates such as tolylene diisocyanate (TDI), xylylene diisocyanate (XDI), diphenylmethane diisocyanate (MDI), 4-methoxy-1,3-phenylene diisocyanate, 4-isopropyl-1,3-phenylene diisocyanate, 4-chloro-1,3-phenylene diisocyanate, 4-butoxy-1,3-phenylene diisocyanate, 2,4-diisocyanate diphenyl ether, 1,5-naphthalene diisocyanate, benzidine diisocyanate, o-nitrobenzidine diisocyanate, and 4,4'-diisocyanate dibenzyl; methylene diisocyanate, 1,4-tetramethylene diisocyanate, and 1,6-hexamethylene diisocyanate. Examples of suitable diisocyanates include aliphatic diisocyanates such as 1,4-cyclohexylene diisocyanate, 4,4'-methylenebis(cyclohexyl isocyanate), 1,5-tetrahydronaphthalene diisocyanate, isophorone diisocyanate, hydrogenated MDI, and hydrogenated XDI; isocyanate prepolymers such as adducts of various diisocyanates, isocyanurates of various diisocyanates, biurets of HDI, and allophanates of HDI; and prepolymers having isocyanate groups at the ends obtained by reacting various diisocyanates with low-molecular-weight polyols and/or polyamines so that the ends are isocyanate.

(化合物(f))
上述した化合物(a)、化合物(b)、及びポリイソシアネート(e)、並びに必要に応じて、鎖伸長剤(c)及びポリシロキサン(d)を含む反応成分を反応させることでNCO基を有するウレタン系プレポリマーを得ることができる。このNCO基を有するウレタン系プレポリマーと、アミノ基及びアルコキシシリル基を有する化合物(f)(本明細書において、単に「化合物(f)」又は「アミノ基含有シラン化合物(f)」と記載することがある。)を含むアミン化合物とを反応せることでポリウレタン系樹脂(A)を得ることができる。この際に用いるアミン化合物は、NCO基を有するウレタン系プレポリマーに対して鎖伸長剤(第2の鎖伸長剤)として反応する。そのアミン化合物として、少なくとも化合物(f)を用いることによって、加水分解によりシラノール基を生じる基であるアルコキシシリル基がポリウレタン系樹脂(A)に導入される。なお、アミン化合物として、アミノ基含有シラン化合物(f)とともに、それ以外のアミン化合物(例えば上述の短鎖ジアミンなど)が併用されてもよい。
(Compound (f))
A urethane prepolymer having an NCO group can be obtained by reacting the above-mentioned compound (a), compound (b), and polyisocyanate (e), and, if necessary, a chain extender (c) and a polysiloxane (d) as reaction components. The polyurethane resin (A) can be obtained by reacting this urethane prepolymer having an NCO group with an amine compound containing a compound (f) having an amino group and an alkoxysilyl group (hereinafter, sometimes simply referred to as "compound (f)" or "amino group-containing silane compound (f)"). The amine compound used in this reaction acts as a chain extender (second chain extender) for the urethane prepolymer having an NCO group. By using at least compound (f) as the amine compound, alkoxysilyl groups, which generate silanol groups upon hydrolysis, are introduced into the polyurethane resin (A). Note that other amine compounds (e.g., the above-mentioned short-chain diamines) may be used in combination with the amino group-containing silane compound (f).

化合物(f)としては、例えば、N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、及び3-アミノプロピルトリエトキシシランなどを挙げることができる。これらのうちの少なくとも1種を用いることが好ましい。これらのなかでも、1分子中に1個の1級アミノ基と1個の2級アミノ基を有する化合物(f)がより好ましい。なかでも、抗菌剤として使用する第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B)がもつ反応基との相性を考慮すると、N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、及びN-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシランがさらに好ましい。 Examples of compound (f) include N-(2-aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-(2-aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-(2-aminoethyl)-3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, and 3-aminopropyltriethoxysilane. It is preferable to use at least one of these. Of these, compound (f) having one primary amino group and one secondary amino group per molecule is more preferred. Of these, N-(2-aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilane and N-(2-aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane are even more preferred, considering their compatibility with the reactive groups of the quaternary ammonium salt-containing silane compound (B) used as the antibacterial agent.

NCO基を有するウレタン系プレポリマーを合成するに当たり、化合物(b)に対する化合物(a)のモル比(a/b)は、0.05~2.0であることが好ましい。 When synthesizing a urethane-based prepolymer having an NCO group, the molar ratio (a/b) of compound (a) to compound (b) is preferably 0.05 to 2.0.

また、NCO基を有するウレタン系プレポリマーを合成するに当たり、化合物(a)及び化合物(b)、並びに必要に応じて用いられる鎖伸長剤(c)及びポリシロキサン(d)の合計の活性水素含有基に対する、ポリイソシアネート(e)のイソシアネート基の当量比(NCO/活性水素)は、1.1~5.0が好ましく、1.1~3.0がより好ましく、1.2~1.8がさらに好ましい。上記当量比(NCO/活性水素)を1.1以上とすることにより、得られるウレタン系プレポリマーの分子末端をNCO基とすることが可能になる。また、上記当量比(NCO/活性水素)を5.0以下とすることにより、未反応のポリイソシアネート(e)を反応系中に必要以上に残存させることを防止できる。なお、好ましい態様において、上記当量比(NCO/活性水素)は、化合物(a)~(d)の合計の水酸基に対する、ポリイソシアネート(e)のイソシアネート基の当量比(NCO/OH)を表す。 Furthermore, when synthesizing a urethane-based prepolymer having NCO groups, the equivalent ratio (NCO/active hydrogen) of the isocyanate groups of the polyisocyanate (e) to the total active hydrogen-containing groups of compound (a), compound (b), and the chain extender (c) and polysiloxane (d) used as needed is preferably 1.1 to 5.0, more preferably 1.1 to 3.0, and even more preferably 1.2 to 1.8. By ensuring that the equivalent ratio (NCO/active hydrogen) is 1.1 or higher, it is possible to convert the molecular terminals of the resulting urethane-based prepolymer to NCO groups. Furthermore, by ensuring that the equivalent ratio (NCO/active hydrogen) is 5.0 or lower, it is possible to prevent more unreacted polyisocyanate (e) from remaining in the reaction system than necessary. In a preferred embodiment, the above equivalent ratio (NCO/active hydrogen) represents the equivalent ratio (NCO/OH) of the isocyanate groups of polyisocyanate (e) to the total hydroxyl groups of compounds (a) to (d).

ポリウレタン系樹脂(A)を合成するに当たり、NCO基を有するウレタン系プレポリマーのNCO基に対する、アミノ基含有シラン化合物(f)を含むアミン化合物が有するアミノ基(1級アミノ基及び2級アミノ基の合計)の当量比(アミノ基/NCO)は、0.001~1.0が好ましく、0.01~0.6がより好ましい。また、アミノ基含有シラン化合物(f)は、NCO基を有するウレタン系プレポリマーの実測NCO%の5~15%となるように用いられることがさらに好ましい。 When synthesizing polyurethane resin (A), the equivalent ratio (amino groups/NCO) of the amino groups (total of primary and secondary amino groups) possessed by the amine compound containing amino group-containing silane compound (f) to the NCO groups of the urethane prepolymer having NCO groups is preferably 0.001 to 1.0, more preferably 0.01 to 0.6. It is even more preferable that amino group-containing silane compound (f) be used so that the measured NCO % of the urethane prepolymer having NCO groups is 5 to 15%.

[ポリウレタン系樹脂(A)の水分散体の製造方法]
ポリウレタン系樹脂(A)の水分散体は、公知のポリウレタン系樹脂の製造方法に倣って製造することができる。例えば、まず、分子内に活性水素を含まない有機溶剤の存在下、又は有機溶剤の不存在下で、化合物(a)、化合物(b)、及びポリイソシアネート(e)、並びに必要に応じて鎖伸長剤(c)及びポリシロキサン(d)を含む反応成分を、ワンショット法又は多段法により、20~150℃、好ましくは60~110℃で、反応生成物が例えば理論NCO%となるまで反応させて、NCO基を有するウレタン系プレポリマーを得る。上記反応成分の配合比率は、末端にNCO基を有するウレタン系プレポリマーが形成される組成とすればよい。一態様において、反応成分の合計固形分の質量に対して、固形分として、化合物(a)を好ましくは0.1~30質量%、より好ましくは5~20質量%、化合物(b)を好ましくは20~90質量%、より好ましくは50~85質量%、ポリシロキサン(d)を好ましくは0.01~50質量%、より好ましくは1~20質量%とすることができる。
[Method of producing aqueous dispersion of polyurethane resin (A)]
The aqueous dispersion of polyurethane resin (A) can be produced by following known methods for producing polyurethane resins. For example, first, in the presence of an organic solvent not containing active hydrogen in the molecule, or in the absence of an organic solvent, reaction components including compound (a), compound (b), and polyisocyanate (e), and optionally chain extender (c) and polysiloxane (d), are reacted by a one-shot method or a multi-stage method at 20 to 150°C, preferably 60 to 110°C, until the reaction product reaches, for example, a theoretical NCO % to obtain a urethane prepolymer having NCO groups. The blending ratio of the reaction components may be such that a urethane prepolymer having NCO groups at its terminals is formed. In one embodiment, the compound (a) can be preferably 0.1 to 30 mass %, more preferably 5 to 20 mass %, the compound (b) can be preferably 20 to 90 mass %, more preferably 50 to 85 mass %, and the polysiloxane (d) can be preferably 0.01 to 50 mass %, more preferably 1 to 20 mass %, based on the mass of the total solid content of the reaction components.

次いで、得られたNCO基を有するウレタン系プレポリマーを水と中和剤で乳化した後、アミノ基含有シラン化合物(f)及び必要に応じてその他のアミン化合物を加えて、NCO基を有するウレタン系プレポリマーを鎖伸長反応させ、ウレア結合を生成させる。その後、必要に応じて脱溶剤をした後、ポリウレタン系樹脂(A)の水分散体を得ることができる。また、後述するが、上記のウレア結合を生成させる鎖伸長反応後に、さらに抗菌剤である第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B)を添加し、加水分解及び縮合反応を行ってもよい。 Next, the resulting urethane prepolymer having NCO groups is emulsified with water and a neutralizing agent, and then an amino group-containing silane compound (f) and, if necessary, other amine compounds are added to cause a chain extension reaction of the urethane prepolymer having NCO groups to form urea bonds. After that, the solvent is removed as necessary, and an aqueous dispersion of polyurethane resin (A) can be obtained. Furthermore, as described below, after the chain extension reaction to form the urea bonds, a quaternary ammonium salt-containing silane compound (B), which is an antibacterial agent, may be added to carry out hydrolysis and condensation reactions.

上述のようにして得られるポリウレタン系樹脂(A)の重量平均分子量(Mw)は、1,000~500,000であることが、柔軟性、接着性、及び耐摩耗性などの特性がより有効に発揮されやすくなるために好ましい。 The weight-average molecular weight (Mw) of the polyurethane resin (A) obtained as described above is preferably 1,000 to 500,000, as this allows properties such as flexibility, adhesion, and abrasion resistance to be more effectively exhibited.

また、上記のようなポリウレタン系樹脂(A)の合成においては、必要に応じて触媒を使用できる。触媒としては、例えば、ジブチルチンラウレート、ジオクチルチンラウレート、スタナスオクトエート、オクチル酸亜鉛、テトラn-ブチルチタネートなどの金属と有機及び無機酸の塩、及び有機金属誘導体、トリエチルアミンなどの有機アミン、ジアザビシクロウンデセン系触媒などが挙げられる。 In addition, a catalyst can be used, if necessary, in the synthesis of the polyurethane resin (A) described above. Examples of catalysts include salts of metals with organic and inorganic acids, such as dibutyltin laurate, dioctyltin laurate, stannous octoate, zinc octoate, and tetra-n-butyl titanate, as well as organometallic derivatives, organic amines such as triethylamine, and diazabicycloundecene-based catalysts.

さらに、前述したように、ポリウレタン系樹脂(A)は無溶剤で合成しても、必要であれば有機溶剤を用いて合成してもよい。好適な有機溶剤としては、イソシアネート基に不活性であるか、又は反応成分よりも低活性なものが挙げられる。例えば、ケトン系溶媒(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなど)、芳香族系炭化水素溶剤(トルエン、キシレン、スワゾール(コスモ石油株式会社製の芳香族系炭化水素溶剤)、ソルベッソ(エクソン化学株式会社製の芳香族系炭化水素溶剤)など)、脂肪族系炭化水素溶剤(n-ヘキサンなど)、アルコール系溶剤(メタノール、エタノール、イソプロパノールなど)、エーテル系溶剤(ジオキサン、テトラヒドロフランなど)、エステル系溶剤(酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソブチルなど)、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エチルエーテルアセテート、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、3-メチル-3-メトキシブチルアセテート、エチル-3-エトキシプロピオネートなど)、アミド系溶剤(ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなど)、ラクタム系溶剤(n-メチル-2-ピロリドンなど)が挙げられる。これらのなかでも、溶媒回収、ウレタン合成時の溶解性、反応性、沸点、水への乳化分散性を考慮すると、メチルエチルケトン、酢酸エチル、アセトン、及びテトラヒドロフランなどが好ましい。 Furthermore, as mentioned above, polyurethane resin (A) may be synthesized without solvent, or, if necessary, using an organic solvent. Suitable organic solvents include those that are inactive toward isocyanate groups or that are less active than the reaction components. Examples of the solvent include ketone solvents (acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, etc.), aromatic hydrocarbon solvents (toluene, xylene, Swazol (an aromatic hydrocarbon solvent manufactured by Cosmo Oil Co., Ltd.), Solvesso (an aromatic hydrocarbon solvent manufactured by Exxon Chemical Co., Ltd.), etc.), aliphatic hydrocarbon solvents (n-hexane, etc.), alcohol solvents (methanol, ethanol, isopropanol, etc.), ether solvents (dioxane, tetrahydrofuran, etc.), ester solvents (ethyl acetate, butyl acetate, isobutyl acetate, etc.), glycol ether ester solvents (ethylene glycol ethyl ether acetate, propylene glycol methyl ether acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, ethyl-3-ethoxypropionate, etc.), amide solvents (dimethylformamide, dimethylacetamide, etc.), and lactam solvents (n-methyl-2-pyrrolidone, etc.). Of these, methyl ethyl ketone, ethyl acetate, acetone, and tetrahydrofuran are preferred, taking into consideration solvent recovery, solubility during urethane synthesis, reactivity, boiling point, and emulsifiable dispersibility in water.

[抗菌剤]
本実施形態の塗料は、抗菌剤として、第4級アンモニウム塩構造及びシラノール基を有するシラン化合物(B)を含有する。本発明の目的を損なわない範囲において、塗料は、第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B)以外の抗菌剤を含有してもよい。
[Antibacterial Agents]
The coating material of this embodiment contains a silane compound (B) having a quaternary ammonium salt structure and a silanol group as an antibacterial agent. The coating material may contain an antibacterial agent other than the quaternary ammonium salt-containing silane compound (B) within the scope of the present invention.

一態様の塗料において、第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B)を、前述のポリウレタン系樹脂(A)とは化学的に非結合の状態(未反応状態)で含有させることができる。この場合、ポリウレタン系樹脂(A)及び第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B)は、いずれもシラノール基を有するため、それらを別体として含有させた塗料の塗膜形成時(例えば塗料の塗布から乾燥の間)に、それらを縮合反応させることが可能である。また一態様の塗料において、第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B)と、ポリウレタン系樹脂(A)とを、それらが有するシラノール基による縮合反応物として、化学的に結合した状態で含有させることができる。このように、予め又は塗膜形成時に、ポリウレタン系樹脂(A)と第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B)とを縮合させうるため、塗膜において、抗菌剤である第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B)をポリウレタン系樹脂(A)に固定化することができる。それにより、塗膜において、抗菌剤を含有しない場合と遜色ないレベルの耐摩耗性を期待でき、それにより、持続性のある抗菌性も期待できる。なお、塗膜形成時にポリウレタン系樹脂(A)と化合物(B)とを縮合させた態様の方が、それらを予め化学的に結合した状態で含有させる態様よりも、製造の容易性、貯蔵安定性(艶消し塗料として調製する場合の艶消し剤の分散性維持)などの観点から好ましい。 In one embodiment of the paint, the quaternary ammonium salt-containing silane compound (B) can be contained in a chemically unbonded (unreacted) state with the polyurethane resin (A). In this case, because both the polyurethane resin (A) and the quaternary ammonium salt-containing silane compound (B) contain silanol groups, they can undergo a condensation reaction during the formation of a paint film containing them separately (e.g., between application and drying of the paint). In another embodiment of the paint, the quaternary ammonium salt-containing silane compound (B) and the polyurethane resin (A) can be contained in a chemically bonded state as a condensation reaction product of their silanol groups. In this way, the polyurethane resin (A) and the quaternary ammonium salt-containing silane compound (B) can be condensed in advance or during the formation of the paint film, thereby immobilizing the antibacterial agent, the quaternary ammonium salt-containing silane compound (B), to the polyurethane resin (A) in the paint film. As a result, the coating film can be expected to have a level of abrasion resistance comparable to that of a coating film containing no antibacterial agent, and therefore, long-lasting antibacterial properties can also be expected. Furthermore, from the standpoints of ease of production and storage stability (maintaining the dispersibility of the matting agent when prepared as a matte paint), the embodiment in which the polyurethane resin (A) and compound (B) are condensed during coating film formation is preferable to the embodiment in which they are incorporated in advance in a chemically bonded state.

本実施形態の塗料は、前述のポリウレタン系樹脂(A)の水分散体を含有することから、本明細書において、第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B)が有するシラノール基は、加水分解によりシラノール基を生じる基も含まれることとする。仮にシラノール基(-SiOH)と、加水分解によりシラノール基(-SiOH)を生じる基とを区別して表現すると、第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B)は、シラノール基、及び加水分解によりシラノール基を生じる基のうちの少なくとも1つを有していればよい。 The paint of this embodiment contains an aqueous dispersion of the aforementioned polyurethane resin (A). In this specification, the silanol groups possessed by the quaternary ammonium salt-containing silane compound (B) are considered to include groups that generate silanol groups upon hydrolysis. If we distinguish between silanol groups (-SiOH) and groups that generate silanol groups (-SiOH) upon hydrolysis, the quaternary ammonium salt-containing silane compound (B) must contain at least one of a silanol group and a group that generates a silanol group upon hydrolysis.

加水分解によりシラノール基を生じる基としては、ケイ素原子に結合した基であって、例えば、アルコキシ基、アシルオキシ基、アルケニルオキシ基、及びアルコキシ置換アルコキシ基などを挙げることができる。これらのなかでも、ケイ素原子に結合したアルコキシ基(ケイ素原子を含めてアルコキシシリル基)が好ましい。アルコキシ基の炭素原子数は1~4であることが好ましく、1~3であることがより好ましい。好ましいアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、イソプロポキシ基などを挙げることができる。 Groups that generate silanol groups upon hydrolysis are silicon-bonded groups, such as alkoxy groups, acyloxy groups, alkenyloxy groups, and alkoxy-substituted alkoxy groups. Among these, alkoxy groups bonded to silicon atoms (alkoxysilyl groups including the silicon atom) are preferred. The alkoxy group preferably contains 1 to 4 carbon atoms, more preferably 1 to 3. Preferred alkoxy groups include methoxy, ethoxy, n-propoxy, and isopropoxy.

第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B)における第4級アンモニウム塩構造としては、第4級アンモニウムカチオンに3又は4個の炭化水素基(アルキル基及びアルキレン基等)が結合している構造が好ましい。第4級アンモニウムカチオンに結合している炭化水素基の炭素原子数の総数は1~30であることがより好ましい。 The quaternary ammonium salt structure in the quaternary ammonium salt-containing silane compound (B) preferably has three or four hydrocarbon groups (such as alkyl groups and alkylene groups) bonded to the quaternary ammonium cation. It is more preferable that the total number of carbon atoms in the hydrocarbon groups bonded to the quaternary ammonium cation is 1 to 30.

第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B)は、シラノール基(-SiOH)におけるケイ素原子を含むシロキサン結合(-Si-O-Si-)を有することが好ましい。第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B)の1分子中の第4級アンモニウム塩構造の数は1又は2であることが好ましい。また、第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B)の1分子中のシラノール基の数は1~4であることが好ましく、2~4であることがより好ましく、3又は4であることがさらに好ましい。 The quaternary ammonium salt-containing silane compound (B) preferably has a siloxane bond (-Si-O-Si-) containing a silicon atom in the silanol group (-SiOH). The number of quaternary ammonium salt structures per molecule of the quaternary ammonium salt-containing silane compound (B) is preferably 1 or 2. Furthermore, the number of silanol groups per molecule of the quaternary ammonium salt-containing silane compound (B) is preferably 1 to 4, more preferably 2 to 4, and even more preferably 3 or 4.

第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B)としては、入手の容易さから、市販品を用いることができる。例えば、1分子中に、シロキサン結合を有するとともに、2つの第4級アンモニウム塩構造(第4級アンモニウムカチオン)と4つのシラノール基を有する第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B)の市販品としては、商品名「X-12―1126」及び「X-12-1139」(いずれも信越化学工業株式会社製)を挙げることができる。また、例えば、1分子中に、1つの第4級アンモニウム塩構造(第4級アンモニウムカチオン)と、3つのアルコキシ基(加水分解によりシラノール基を生じる基)を有する第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B)の市販品としては、商品名「KBM-9418-40」(信越化学工業株式会社製)、商品名「ニッカノンRB-40」(日華化学株式会社製)、商品名「SANITIZED T99-19」(SANITIZED AG製)などを挙げることができる。 As the quaternary ammonium salt-containing silane compound (B), commercially available products can be used due to their ease of availability. For example, examples of commercially available quaternary ammonium salt-containing silane compounds (B) that have a siloxane bond, two quaternary ammonium salt structures (quaternary ammonium cations), and four silanol groups in one molecule include the product names "X-12-1126" and "X-12-1139" (both manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.). Furthermore, examples of commercially available quaternary ammonium salt-containing silane compounds (B) having one quaternary ammonium salt structure (quaternary ammonium cation) and three alkoxy groups (groups that generate silanol groups upon hydrolysis) per molecule include products under the trade name "KBM-9418-40" (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), the trade name "Nikkanon RB-40" (manufactured by Nicca Chemical Co., Ltd.), and the trade name "SANITIZED T99-19" (manufactured by SANITIZED AG).

第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B)の含有量は、ポリウレタン系樹脂(A)100質量部に対して、0.1~20質量部であることが好ましく、0.5~15質量部であることがより好ましく、1~10質量部であることがさらに好ましい。 The content of the quaternary ammonium salt-containing silane compound (B) is preferably 0.1 to 20 parts by mass, more preferably 0.5 to 15 parts by mass, and even more preferably 1 to 10 parts by mass, per 100 parts by mass of the polyurethane resin (A).

[架橋剤]
本実施形態の塗料は、さらに架橋剤を含有することが好ましい。架橋剤は、イソシアネート系架橋剤(ブロック型のイソシアネート系架橋剤も含む。)、カルボジイミド系架橋剤、オキサゾリン系架橋剤、エポキシ系架橋剤、及び金属錯体系架橋剤からなる群より選ばれる少なくとも1種を含むことがより好ましい。なかでも、ポリウレタン系樹脂(A)の分子中に存在するカルボキシ基及び/又はシラノール基や、抗菌剤に存在するシラノール基及び/又は第4級アンモニウムカチオンなどと反応しうる架橋剤が好ましく、例えば、カルボジイミド系架橋剤がさらに好ましい。
[Crosslinking agent]
The coating material of this embodiment preferably further contains a crosslinking agent. The crosslinking agent more preferably contains at least one selected from the group consisting of an isocyanate-based crosslinking agent (including a blocked isocyanate-based crosslinking agent), a carbodiimide-based crosslinking agent, an oxazoline-based crosslinking agent, an epoxy-based crosslinking agent, and a metal complex-based crosslinking agent. Among these, a crosslinking agent capable of reacting with a carboxy group and/or a silanol group present in the molecule of the polyurethane-based resin (A) or a silanol group and/or a quaternary ammonium cation present in the antibacterial agent is preferred, and for example, a carbodiimide-based crosslinking agent is more preferred.

架橋剤としては、入手の容易さから、市販品を用いることが好ましい。イソシアネート系架橋剤の市販品としては、例えば、商品名「デュラネート」シリーズ(旭化成株式会社製)及び商品名「アクアネート」シリーズ(東ソー株式会社製)などが挙げられる。エポキシ系架橋剤の市販品としては、例えば、商品名「jERキュア」シリーズ(三菱ケミカル株式会社製)などが挙げられる。カルボジイミド系架橋剤の市販品としては、例えば、商品名「カルボジライト」シリーズ(日清紡ケミカル株式会社製)などが挙げられる。オキサゾリン系架橋剤の市販品としては、例えば、商品名「エポクロス」シリーズ(株式会社日本触媒製)などが挙げられる。金属錯体系架橋剤の市販品としては、例えば、有機チタンキレート化合物である商品名「オルガチックスTC」シリーズ、有機ジルコニウムキレート化合物である商品名「オルガチックスZC」シリーズ、及び有機アルミニウムキレート化合物である商品名「オルガチックスAl」シリーズ(以上、マツモトファインケミカル株式会社製)、並びにアルミニウム、クロム、コバルト、銅、鉄、ニッケル、バナジウム、及び亜鉛などの金属のアセチルアセトン金属錯体である商品名「ナーセム」シリーズ(日本化学産業株式会社製)などが挙げられる。 Commercially available crosslinking agents are preferably used due to their ease of availability. Examples of commercially available isocyanate crosslinking agents include the "Duranate" series (manufactured by Asahi Kasei Corporation) and the "Aquanate" series (manufactured by Tosoh Corporation). Examples of commercially available epoxy crosslinking agents include the "jER Cure" series (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation). Examples of commercially available carbodiimide crosslinking agents include the "Carbodilite" series (manufactured by Nisshinbo Chemical Inc.). Examples of commercially available oxazoline crosslinking agents include the "Epocross" series (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.). Commercially available metal complex crosslinking agents include, for example, the "Orgatix TC" series of organic titanium chelate compounds, the "Orgatix ZC" series of organic zirconium chelate compounds, and the "Orgatix Al" series of organic aluminum chelate compounds (all manufactured by Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd.), as well as the "Nasem" series of acetylacetone metal complexes of metals such as aluminum, chromium, cobalt, copper, iron, nickel, vanadium, and zinc (manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.).

架橋剤を適量用いることにより、塗膜の耐久性、耐熱性、及び耐光性などの向上において有効である。この観点から、塗料中の架橋剤の含有量は、ポリウレタン系樹脂(A)100質量部に対して、固形分換算で40質量部以下であることが好ましく、0.5~30質量部であることがより好ましく、0.5~20質量部であることがさらに好ましい。 Using an appropriate amount of crosslinking agent is effective in improving the durability, heat resistance, and light resistance of the coating film. From this perspective, the content of crosslinking agent in the coating is preferably 40 parts by mass or less, more preferably 0.5 to 30 parts by mass, and even more preferably 0.5 to 20 parts by mass, calculated as solids per 100 parts by mass of polyurethane resin (A).

[艶消し剤]
本実施形態の塗料はさらに艶消し剤を含有してもよい。艶消し剤を含有することで艶消し塗料を調製することが可能である。艶消し剤としては、有機粒子及び無機粒子のいずれも用いることができる。艶消し剤の具体例としては、シリカ粒子、シリコーン樹脂粒子、フッ素系樹脂粒子、アクリル系樹脂粒子、ポリウレタンゲル粒子、シリコーン変性ポリウレタンゲル粒子、ポリエチレン粒子、及び反応性シロキサンなどが挙げられる。これらの1種又は2種以上を用いることができる。また、艶消し剤を使用する場合、艶消し剤を分散させるための分散剤を併用してもよい。
[Matting agent]
The paint of this embodiment may further contain a matting agent. By including a matting agent, it is possible to prepare a matte paint. Both organic particles and inorganic particles can be used as the matting agent. Specific examples of matting agents include silica particles, silicone resin particles, fluorine-based resin particles, acrylic resin particles, polyurethane gel particles, silicone-modified polyurethane gel particles, polyethylene particles, and reactive siloxanes. One or more of these can be used. Furthermore, when a matting agent is used, a dispersant for dispersing the matting agent may be used in combination.

本実施形態の塗料は、ポリウレタンゲル粒子及びシリカ粒子からなる群より選ばれる少なくとも1種の艶消し剤を含有することが好ましく、その艶消し剤として、ポリウレタンゲル粒子及びシリカ粒子の両方を含有することがより好ましい。この特定の艶消し剤と、前述の特定の抗菌剤とを併用することにより、水性艶消し塗料に必要とされる特性(例えば分散性、沈降防止性、艶消し性(60°グロス値)、基材への密着性、真空成形性、耐汚染性、耐摩耗性、耐屈曲性、耐光性、耐熱性など)を兼ね備えた艶消し塗料が得られやすくなる。 The paint of this embodiment preferably contains at least one matting agent selected from the group consisting of polyurethane gel particles and silica particles, and more preferably contains both polyurethane gel particles and silica particles as the matting agent. By using this specific matting agent in combination with the specific antibacterial agent described above, it becomes easier to obtain a matte paint that combines the properties required of an aqueous matte paint (e.g., dispersibility, anti-settling properties, matte properties (60° gloss value), adhesion to substrates, vacuum formability, stain resistance, abrasion resistance, flex resistance, light resistance, heat resistance, etc.).

(ポリウレタンゲル粒子)
ポリウレタンゲル粒子は、乳化重合法などにより容易に得ることができ、また、市販品を用いることもできる。ポリウレタンゲル粒子の市販品としては、例えば、商品名「アートパール」(根上工業株式会社製)などを挙げることができる。ポリウレタンゲル粒子は、体積平均粒子径が0.1~30.0μm程度の球状のものが好ましい。本明細書における体積平均粒子径は、動的光散乱式粒度分布測定装置(商品名「マイクロトラックUPA」、日機装株式会社製)を用いて測定した50%累積平均値により求めることができる。
(Polyurethane gel particles)
Polyurethane gel particles can be easily obtained by emulsion polymerization or the like, and commercially available products can also be used. Examples of commercially available polyurethane gel particles include those under the trade name "Art Pearl" (manufactured by Negami Chemical Industrial Co., Ltd.). The polyurethane gel particles are preferably spherical and have a volume average particle diameter of approximately 0.1 to 30.0 μm. The volume average particle diameter in this specification can be determined from the 50% cumulative average value measured using a dynamic light scattering particle size distribution analyzer (trade name "Microtrac UPA", manufactured by Nikkiso Co., Ltd.).

ポリウレタンゲル粒子の含有量は、ポリウレタン系樹脂(A)100質量部に対して、3~100質量部であることが好ましく、10~90質量部であることがより好ましく、20~80質量部であることがさらに好ましい。 The content of polyurethane gel particles is preferably 3 to 100 parts by mass, more preferably 10 to 90 parts by mass, and even more preferably 20 to 80 parts by mass, per 100 parts by mass of polyurethane resin (A).

(シリカ粒子)
シリカ粒子は、天産物及び合成物のいずれも用いることができる。合成物のシリカ粒子であれば、例えば、沈降法シリカ、ゲル法シリカ、及び乾式シリカなどが挙げられる。なかでも、沈降法シリカ、及び乾式シリカが好ましい。シリカ粒子の体積平均粒子径が0.5~15.0μm程度であれば、不定形、又は表面に凹凸を有する多孔質粒子などを用いることができる。このようなシリカ粒子を用いることにより、前述のポリウレタン系樹脂(A)の分子中に存在するシラノール基と反応しやすいので、耐久性がさらに向上した塗膜を形成することが可能である。
(Silica particles)
The silica particles can be either natural or synthetic. Examples of synthetic silica particles include precipitated silica, gel silica, and dry silica. Of these, precipitated silica and dry silica are preferred. As long as the volume average particle diameter of the silica particles is approximately 0.5 to 15.0 μm, amorphous or porous particles with an irregular surface can be used. The use of such silica particles facilitates reaction with the silanol groups present in the molecules of the polyurethane resin (A), making it possible to form a coating film with even improved durability.

シリカ粒子の含有量は、ポリウレタン系樹脂(A)100質量部に対して、0.5~20質量部であることが好ましく、1~15質量部であることがより好ましく、2~10質量部であることがさらに好ましい。 The content of silica particles is preferably 0.5 to 20 parts by mass, more preferably 1 to 15 parts by mass, and even more preferably 2 to 10 parts by mass, per 100 parts by mass of polyurethane resin (A).

[液状媒体]
本実施形態の塗料は、前述のポリウレタン系樹脂の水分散体を含有することから水を含有し、そのため、水性塗料として調製されうる。水としては、イオン交換水を用いることが好ましい。また、塗料は必要に応じて、水以外の液状媒体を含有することができる。液状媒体としては、水溶性有機溶剤が好ましい。水溶性有機溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、1-プロパノール、イソプロパノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、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ブチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、及びジエチレングリコールジエチルエーテルなどを挙げることができる。水溶性有機溶剤の1種又は2種以上を用いることができる。
[Liquid medium]
The paint of this embodiment contains the aqueous dispersion of the polyurethane resin described above, and therefore contains water, and can therefore be prepared as an aqueous paint. Ion-exchanged water is preferably used as the water. Furthermore, the paint can contain a liquid medium other than water, as necessary. A water-soluble organic solvent is preferred as the liquid medium. Examples of water-soluble organic solvents include methanol, ethanol, 1-propanol, isopropanol, ethylene glycol, propylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, and diethylene glycol diethyl ether. One or more water-soluble organic solvents can be used.

塗料中の水及び水溶性有機溶剤を含む液状媒体の含有量は、塗料の全質量に対して、5~99質量%であることが好ましく、より好ましくは30~90質量%、さらに好ましくは40~90質量%である。一方、塗料の固形分濃度は、塗料の全質量に対して、1~95質量%であることが好ましく、より好ましくは10~70質量%、さらに好ましくは10~60質量%である。 The content of the liquid medium, including water and water-soluble organic solvents, in the paint is preferably 5 to 99% by mass, more preferably 30 to 90% by mass, and even more preferably 40 to 90% by mass, based on the total mass of the paint. On the other hand, the solids concentration of the paint is preferably 1 to 95% by mass, more preferably 10 to 70% by mass, and even more preferably 10 to 60% by mass, based on the total mass of the paint.

[その他の添加剤]
塗料には、本発明の目的を妨げない範囲で、従来公知の樹脂や各種の添加剤を含有させてもよい。添加剤としては、酸化防止剤(ヒンダードフェノール系、ホスファイト系、チオエーテル系など)、光安定剤(ヒンダードアミン系など)、紫外線吸収剤(ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系など)、ガス変色安定剤(ヒドラジン系など)、加水分解防止剤(カルボジイミドなど)、金属不活性剤(ヒドラジン系など)、防黴剤、防腐剤、難燃剤、滑剤、スリップ剤、レベリング剤、増粘剤、消泡剤、分散剤、乳化剤、界面活性剤、顔料、及び着色剤などを挙げることができる。添加剤の1種又は2種以上を用いることができる。
[Other additives]
The coating material may contain conventionally known resins and various additives as long as they do not interfere with the objectives of the present invention. Examples of additives include antioxidants (hindered phenols, phosphites, thioethers, etc.), light stabilizers (hindered amines, etc.), UV absorbers (benzophenones, benzotriazoles, etc.), gas discoloration stabilizers (hydrazines, etc.), hydrolysis inhibitors (carbodiimides, etc.), metal deactivators (hydrazines, etc.), antifungals, preservatives, flame retardants, lubricants, slip agents, leveling agents, thickeners, antifoaming agents, dispersants, emulsifiers, surfactants, pigments, and colorants. One or more of these additives may be used.

<塗料の製造方法>
本実施形態の塗料は、ポリウレタン系樹脂(A)の水分散体、第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B)、及び架橋剤、並びに必要に応じて前述の艶消し剤、液状媒体、及びその他の添加剤などを水中で混合することで、製造することが可能である。ポリウレタン系樹脂(A)の含有量は、塗料の固形分の質量に対して、5~60質量%であることが好ましく、10~50質量%であることがより好ましく、20~40質量%であることがさらに好ましい。第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B)の含有量は、塗料の固形分の質量に対して、0.5~20質量%であることが好ましく、0.5~15質量%であることがより好ましく、1~10質量%であることがさらに好ましい。架橋剤の含有量は、塗料の固形分の質量に対して、0.1~40質量%であることが好ましく、0.5~30質量%であることがより好ましく、1~20質量%であることがさらに好ましい。
<Paint manufacturing method>
The coating material of this embodiment can be produced by mixing an aqueous dispersion of a polyurethane resin (A), a quaternary ammonium salt-containing silane compound (B), a crosslinking agent, and, if necessary, the aforementioned matting agent, liquid medium, and other additives in water. The content of the polyurethane resin (A) is preferably 5 to 60% by mass, more preferably 10 to 50% by mass, and even more preferably 20 to 40% by mass, based on the mass of the solid content of the coating material. The content of the quaternary ammonium salt-containing silane compound (B) is preferably 0.5 to 20% by mass, more preferably 0.5 to 15% by mass, and even more preferably 1 to 10% by mass, based on the mass of the solid content of the coating material. The content of the crosslinking agent is preferably 0.1 to 40% by mass, more preferably 0.5 to 30% by mass, and even more preferably 1 to 20% by mass, based on the mass of the solid content of the coating material.

ポリウレタン系樹脂(A)の水分散体の製造から塗料の製造まで一連して行う場合、まず、上記の「ポリウレタン系樹脂(A)の水分散体の製造方法」で説明した通り、ポリウレタン系樹脂(A)の前駆体であるNCO基を有するウレタン系プレポリマーを製造する。そして、そのポリウレタン系樹脂(A)の前駆体(NCO基を有するウレタン系プレポリマー)に、アミノ基及びアルコキシシリル基を有する化合物(f)を含むアミン化合物を鎖伸長反応させて、シラノール基を有するポリウレタン系樹脂(A)を得る。次いで、そのポリウレタン系樹脂(A)の水分散体に、第4級アンモニウム塩構造及びシラノール基を有するシラン化合物(B)を添加すること;及びポリウレタン系樹脂(A)の水分散体に、架橋剤を添加すること;により、塗料を製造することができる。 When producing an aqueous dispersion of polyurethane resin (A) and a coating material in a single process, first, as described above in the "Method for Producing an Aqueous Dispersion of Polyurethane Resin (A)" section, a urethane prepolymer having an NCO group, which is the precursor of polyurethane resin (A), is produced. Then, an amine compound containing a compound (f) having an amino group and an alkoxysilyl group is subjected to a chain extension reaction with the precursor of polyurethane resin (A) (urethane prepolymer having an NCO group) to obtain polyurethane resin (A) having silanol groups. Next, a silane compound (B) having a quaternary ammonium salt structure and a silanol group is added to the aqueous dispersion of polyurethane resin (A), and a crosslinking agent is added to the aqueous dispersion of polyurethane resin (A), thereby producing a coating material.

さらに一態様において、ポリウレタン系樹脂(A)の水分散体に、第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B)を添加して、ポリウレタン系樹脂(A)とシラン化合物(B)とを、それらが有するシラノール基で縮合反応させ、化学的に結合させることも好ましい。具体的には、ポリウレタン系樹脂(A)の水分散体に第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B)を添加して、pH7~11の領域内で50~70℃、0.5~2時間ほど加水分解と脱水縮合反応を行えばよい。 In one embodiment, it is also preferable to add a quaternary ammonium salt-containing silane compound (B) to an aqueous dispersion of polyurethane resin (A) and chemically bond the polyurethane resin (A) and silane compound (B) through a condensation reaction via the silanol groups they possess. Specifically, the quaternary ammonium salt-containing silane compound (B) is added to an aqueous dispersion of polyurethane resin (A), and hydrolysis and dehydration condensation reactions are carried out at 50 to 70°C within a pH range of 7 to 11 for approximately 0.5 to 2 hours.

<塗料の使用例>
本実施形態の塗料が塗布される対象物の材質としては、特に限定されず、例えば、プラスチック、コンクリート、金属、紙類、織布及び不織布などの布類などが挙げられる。これらのなかでもプラスチックが好ましい。
<Examples of paint use>
The material of the object to which the paint of the present embodiment is applied is not particularly limited, and examples thereof include plastic, concrete, metal, paper, and fabrics such as woven and nonwoven fabrics. Of these, plastic is preferred.

塗料が塗布される対象物のプラスチックとしては、例えば、オレフィン系樹脂(ポリエチレン、ポリプロピレン系など)、エチレンプロピレンジエン系樹脂、スチレンアクリロニトリル系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ノルボルネン系樹脂、セルロース系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリビニルホルマール系樹脂、ポリビニルブチラール系樹脂、ポリビニルピロリドン系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、ポリビニルアセタール系樹脂、ポリ塩化ビニル、エンジニアリングプラスチック、生分解性プラスチック、オレフィン系熱可塑性エラストマー(TPO)、スチレン系熱可塑性エラストマー(TPS)、ポリエステル系熱可塑性エラストマー(TPEE)などを挙げることができる。プラスチック製の対象物は、各種製品形状に対応した形状を有するプラスチック成形品でもよいし、プラスチックフィルムやプラスチックシートでもよい。 Examples of plastic objects to which paint can be applied include olefin resins (polyethylene, polypropylene, etc.), ethylene propylene diene resins, styrene-acrylonitrile resins, polysulfone resins, polyphenylene ether resins, acrylic resins, silicone resins, fluorine-containing resins, polyester resins, polyamide resins, polyimide resins, polystyrene resins, polyurethane resins, polycarbonate resins, norbornene resins, cellulose resins, polyvinyl alcohol resins, polyvinyl formal resins, polyvinyl butyral resins, polyvinyl pyrrolidone resins, polyvinyl acetate resins, polyvinyl acetal resins, polyvinyl chloride, engineering plastics, biodegradable plastics, olefin thermoplastic elastomers (TPO), styrene thermoplastic elastomers (TPS), and polyester thermoplastic elastomers (TPEE). Plastic objects may be plastic molded products shaped to fit various product shapes, or plastic films or sheets.

上記のようなプラスチックに、塗料を例えば乾燥後の膜厚が5~25μmとなるように塗布した後、100~120℃で20分間熱処理、又は150~180℃で5~10分間熱処理することによって、塗膜を形成することができる。例えば、車輌用の内装材(インストルメントパネル、ドアトリム、コンソールボックスなど)を製造する際には、TPO製の基材シート上に、2液型水系ウレタン系樹脂などを塗工し、さらにその上に本発明の一実施形態の塗料をスプレー塗装やグラビア塗装により塗工して塗膜を形成した後に、真空成形する方法などが用いられる。 A coating film can be formed by applying a coating material to the above-mentioned plastics so that the film thickness after drying is, for example, 5 to 25 μm, followed by heat treatment at 100 to 120°C for 20 minutes or at 150 to 180°C for 5 to 10 minutes. For example, when manufacturing vehicle interior materials (instrument panels, door trim, console boxes, etc.), a two-component water-based urethane resin or the like is applied to a TPO substrate sheet, and then the coating material of one embodiment of the present invention is applied on top of that by spray coating or gravure coating to form a coating film, followed by vacuum molding.

また、プラスチック成形品に本実施形態の塗料を直接塗工する方法や、金型上に本実施形態の塗料をスプレー塗装後に、ポリプロピレンやウレタン樹脂などを金型に入れるモールド成形法などにも有用である。なお、接着性が劣るプラスチック成形品に本実施形態の塗料を塗布する場合には、予めプラスチック成形品の表面をプライマー処理することが好ましい。 It is also useful for methods such as directly applying the paint of this embodiment to a plastic molded product, or for molding methods in which the paint of this embodiment is sprayed onto a mold and then polypropylene, urethane resin, or the like is placed into the mold. When applying the paint of this embodiment to a plastic molded product with poor adhesion, it is preferable to first treat the surface of the plastic molded product with a primer.

以上詳述した通り、本発明の一実施形態の塗料及びその製造方法は、次の構成を採ることが可能である。
[1]ポリウレタン系樹脂の水分散体、及び抗菌剤を含有し、
前記ポリウレタン系樹脂は、シラノール基を有するポリウレタン系樹脂(A)を含み、
前記抗菌剤は、第4級アンモニウム塩構造及びシラノール基を有するシラン化合物(B)を含む、塗料。
[2]前記シラン化合物(B)は、前記ポリウレタン系樹脂(A)に化学的に非結合の状態で含有されている上記[1]に記載の塗料。
[3]前記シラン化合物(B)は、前記シラン化合物(B)が有するシラノール基と、前記ポリウレタン系樹脂(A)が有するシラノール基との縮合反応物として、前記ポリウレタン系樹脂(A)に化学的に結合した状態で含有されている上記[1]に記載の塗料。
[4]前記ポリウレタン系樹脂(A)は、イソシアネート基を有するウレタン系プレポリマーと、アミン化合物との反応物であり、
前記ウレタン系プレポリマーは、水酸基以外のアニオン性親水性基、及び前記アニオン性親水性基以外の活性水素含有基を有する化合物(a)と、ポリオール及びポリアミンからなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物(b)と、ポリイソシアネート(e)とを含む反応成分の反応物であり、
前記アミン化合物は、アミノ基及びアルコキシシリル基を有する化合物(f)を含む上記[1]~[3]のいずれかに記載の塗料。
[5]前記ウレタン系プレポリマーは、前記化合物(a)と、ポリカーボネートポリオール(b1)と、鎖伸長剤(c)と、活性水素含有基を有するポリシロキサン(d)と、前記ポリイソシアネート(e)との反応物である上記[4]に記載の塗料。
[6]前記化合物(f)は、N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、及び3-アミノプロピルトリエトキシシランからなる群より選ばれる少なくとも1種を含む上記[4]又は[5]に記載の塗料。
[7]さらに架橋剤を含有し、前記架橋剤は、イソシアネート系架橋剤、カルボジイミド系架橋剤、オキサゾリン系架橋剤、エポキシ系架橋剤、及び金属錯体系架橋剤からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む上記[1]~[6]のいずれかに記載の塗料。
[8]さらに、ポリウレタンゲル粒子及びシリカ粒子からなる群より選ばれる少なくとも1種の艶消し剤を含有する上記[1]~[7]のいずれかに記載の塗料。
[9]上記[1]~[8]のいずれかに記載の塗料の製造方法であって、
前記ポリウレタン系樹脂(A)の前駆体に、アミノ基及びアルコキシシリル基を有する化合物(f)を含むアミン化合物を鎖伸長反応させて、前記シラノール基を有するポリウレタン系樹脂(A)を得ること;並びに
前記ポリウレタン系樹脂(A)の水分散体に、前記シラン化合物(B)を添加すること;を含む塗料の製造方法。
[10]前記ポリウレタン系樹脂(A)の水分散体に前記シラン化合物(B)を添加して、前記ポリウレタン系樹脂(A)と前記シラン化合物(B)とを、それらが有するシラノール基で縮合反応させ、化学的に結合させることを含む上記[9]に記載の塗料の製造方法。
As described above in detail, the paint and the method for producing the paint according to one embodiment of the present invention can have the following configurations.
[1] A water dispersion of a polyurethane resin and an antibacterial agent are contained,
The polyurethane resin includes a polyurethane resin (A) having a silanol group,
The antibacterial agent comprises a silane compound (B) having a quaternary ammonium salt structure and a silanol group.
[2] The coating material according to the above [1], wherein the silane compound (B) is contained in the polyurethane resin (A) in a chemically unbonded state.
[3] The coating material according to the above [1], wherein the silane compound (B) is contained in the polyurethane resin (A) in a state of being chemically bonded to the polyurethane resin (A) as a condensation reaction product of a silanol group of the silane compound (B) and a silanol group of the polyurethane resin (A).
[4] The polyurethane resin (A) is a reaction product of a urethane prepolymer having an isocyanate group and an amine compound,
The urethane-based prepolymer is a reaction product of reaction components including: a compound (a) having an anionic hydrophilic group other than a hydroxyl group and an active hydrogen-containing group other than the anionic hydrophilic group; at least one compound (b) selected from the group consisting of polyols and polyamines; and a polyisocyanate (e);
The coating material according to any one of the above [1] to [3], wherein the amine compound includes a compound (f) having an amino group and an alkoxysilyl group.
[5] The coating material according to the above [4], wherein the urethane-based prepolymer is a reaction product of the compound (a), a polycarbonate polyol (b1), a chain extender (c), a polysiloxane (d) having an active hydrogen-containing group, and the polyisocyanate (e).
[6] The coating material according to [4] or [5] above, wherein the compound (f) is at least one selected from the group consisting of N-(2-aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-(2-aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-(2-aminoethyl)-3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, and 3-aminopropyltriethoxysilane.
[7] The coating material according to any one of the above [1] to [6], further comprising a crosslinking agent, wherein the crosslinking agent comprises at least one selected from the group consisting of an isocyanate-based crosslinking agent, a carbodiimide-based crosslinking agent, an oxazoline-based crosslinking agent, an epoxy-based crosslinking agent, and a metal complex-based crosslinking agent.
[8] The paint according to any one of the above [1] to [7], further comprising at least one matting agent selected from the group consisting of polyurethane gel particles and silica particles.
[9] A method for producing the coating material according to any one of [1] to [8] above,
a method for producing a coating material, the method comprising: subjecting a precursor of the polyurethane resin (A) to a chain extension reaction with an amine compound including a compound (f) having an amino group and an alkoxysilyl group to obtain the polyurethane resin (A) having a silanol group; and adding the silane compound (B) to an aqueous dispersion of the polyurethane resin (A).
[10] A method for producing the coating material according to the above [9], comprising adding the silane compound (B) to an aqueous dispersion of the polyurethane resin (A) to chemically bond the polyurethane resin (A) and the silane compound (B) to a condensation reaction via the silanol groups they possess.

以下、本発明の一実施形態の塗料について、実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。また、以下の文中の「部」は質量部、「%」は質量%を示す。 The following describes in detail a paint according to one embodiment of the present invention based on examples, but the present invention is not limited to the following examples. In the following text, "parts" refers to parts by mass, and "%" refers to % by mass.

<ポリウレタン系樹脂の水分散体の製造>
(製造例1:PUD-1)
撹拌機、還流冷却管、温度計、窒素吹き込み管、及びマンホールを備えた反応容器を窒素ガスで置換した後、化合物(a)としてジメチロールプロピオン酸10.0部、化合物(b)としてポリカーボネートジオール(ポリヘキサメチレンカーボネートジオール;数平均分子量2,000;商品名「プラクセルCD220」、株式会社ダイセル製)100.0部、鎖伸長剤(c)として1,3-ブタンジオール2.0部、ポリシロキサン(d)として下記式(15-1)で表されるアルコール変性ポリシロキサン(数平均分子量1,900)10.0部、及びアセトン120.0部を加え、均一に溶解させた。
続いて、ポリイソシアネート(e)としてヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)51.0部(上記の(a)~(d)の合計の水酸基に対する、ポリイソシアネート(e)のNCO基の当量比(NCO/OH)が2.0となる量)加え、80℃で反応を行い、NCOが活性水素基に対して100%となるまで反応を行い、NCO基を有するウレタン系プレポリマーを得た。
その後、50℃に冷却し、イオン交換水440.0部と、中和剤としてのトリエチルアミン7.5部(アニオン性親水性基(-COOH)と等量となる量)加え、系内を均一に乳化させた。次いで、アミン化合物としてエチレンジアミン15.2部(実測NCO%と等量となる量)を添加し、上記NCO基を有するウレタン系プレポリマーに対して鎖伸長反応を行った。最後に、系内のアセトンを真空脱気して回収した。
このようにして、不揮発分(固形分)濃度が30%のポリウレタン系樹脂の水分散体PUD-1を得た。
<Production of aqueous dispersion of polyurethane resin>
(Manufacturing example 1: PUD-1)
A reaction vessel equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer, a nitrogen inlet tube, and a manhole was purged with nitrogen gas, and then 10.0 parts of dimethylolpropionic acid as the compound (a), 100.0 parts of polycarbonate diol (polyhexamethylene carbonate diol; number average molecular weight 2,000; trade name "Placcel CD220", manufactured by Daicel Corporation) as the compound (b), 2.0 parts of 1,3-butanediol as the chain extender (c), 10.0 parts of an alcohol-modified polysiloxane (number average molecular weight 1,900) represented by the following formula (15-1) as the polysiloxane (d), and 120.0 parts of acetone were added and dissolved uniformly.
Subsequently, 51.0 parts of hexamethylene diisocyanate (HDI) was added as polyisocyanate (e) (an amount such that the equivalent ratio (NCO/OH) of the NCO groups of polyisocyanate (e) to the total hydroxyl groups of (a) to (d) above was 2.0), and the reaction was carried out at 80°C until the NCO groups became 100% relative to the active hydrogen groups, thereby obtaining a urethane-based prepolymer having NCO groups.
Thereafter, the mixture was cooled to 50°C, and 440.0 parts of ion-exchanged water and 7.5 parts of triethylamine as a neutralizing agent (an amount equivalent to the anionic hydrophilic group (-COOH)) were added to uniformly emulsify the system. Next, 15.2 parts of ethylenediamine as an amine compound (an amount equivalent to the actually measured NCO %) was added to carry out a chain extension reaction of the urethane-based prepolymer having NCO groups. Finally, the acetone in the system was vacuum degassed and recovered.
In this way, an aqueous dispersion PUD-1 of polyurethane resin having a non-volatile content (solid content) concentration of 30% was obtained.

(製造例2:PUD-2)
撹拌機、還流冷却管、温度計、窒素吹き込み管、及びマンホールを備えた反応容器を窒素ガスで置換した後、化合物(a)としてジメチロールプロピオン酸10.0部、化合物(b)としてポリヘキサメチレンカーボネートジオール(数平均分子量2,000;商品名「プラクセルCD220」、株式会社ダイセル製)100.0部、鎖伸長剤(c)として1,3-ブタンジオール2.0部、ポリシロキサン(d)として上記式(15-1)で表されるアルコール変性ポリシロキサン(数平均分子量1,900)10.0部、及びアセトン120.0部を加え、均一に溶解させた。
続いて、ポリイソシアネート(e)としてヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)51.0部(上記の(a)~(d)の合計の水酸基に対する、ポリイソシアネート(e)のNCO基の当量比(NCO/OH)が2.0となる量)加え、80℃で反応を行い、NCOが活性水素基に対して100%となるまで反応を行い、NCO基を有するウレタン系プレポリマーを得た。
その後、50℃に冷却し、イオン交換水450.0部と、中和剤としてのトリエチルアミン7.5部(アニオン性親水性基(-COOH)と等量となる量)加え、系内を均一に乳化させた。次いで、アミン化合物としてエチレンジアミン13.7部(実測NCO%の90%となる量)及び化合物(f)としてN-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン5.6部(実測NCO%の10%となる量)を添加し、鎖伸長反応を行った。最後に、系内のアセトンを真空脱気して回収した。
このようにして、不揮発分(固形分)濃度が30%のポリウレタン系樹脂(A)の水分散体PUD-2を得た。
(Manufacturing example 2: PUD-2)
A reaction vessel equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer, a nitrogen inlet tube, and a manhole was purged with nitrogen gas, and then 10.0 parts of dimethylolpropionic acid as the compound (a), 100.0 parts of polyhexamethylene carbonate diol (number average molecular weight 2,000; trade name "Placcel CD220", manufactured by Daicel Corporation) as the compound (b), 2.0 parts of 1,3-butanediol as the chain extender (c), 10.0 parts of an alcohol-modified polysiloxane (number average molecular weight 1,900) represented by the above formula (15-1) as the polysiloxane (d), and 120.0 parts of acetone were added and dissolved uniformly.
Subsequently, 51.0 parts of hexamethylene diisocyanate (HDI) was added as polyisocyanate (e) (an amount such that the equivalent ratio (NCO/OH) of the NCO groups of polyisocyanate (e) to the total hydroxyl groups of (a) to (d) above was 2.0), and the reaction was carried out at 80°C until the NCO groups became 100% relative to the active hydrogen groups, thereby obtaining a urethane-based prepolymer having NCO groups.
Thereafter, the mixture was cooled to 50°C, and 450.0 parts of ion-exchanged water and 7.5 parts of triethylamine as a neutralizing agent (an amount equivalent to the anionic hydrophilic group (-COOH)) were added to uniformly emulsify the system. Next, 13.7 parts of ethylenediamine as an amine compound (an amount equivalent to 90% of the measured NCO%) and 5.6 parts of N-(2-aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilane as compound (f) (an amount equivalent to 10% of the measured NCO%) were added to carry out a chain extension reaction. Finally, the acetone in the system was vacuum degassed and recovered.
In this way, an aqueous dispersion PUD-2 of polyurethane resin (A) having a nonvolatile content (solid content) concentration of 30% was obtained.

(製造例3:PUD-3)
撹拌機、還流冷却管、温度計、窒素吹き込み管、及びマンホールを備えた反応容器を窒素ガスで置換した後、化合物(a)としてジメチロールプロピオン酸10.0部、化合物(b)としてポリヘキサメチレンカーボネートジオール(数平均分子量2,000;商品名「プラクセルCD220」、株式会社ダイセル製)100.0部、鎖伸長剤(c)として1,3-ブタンジオール2.0部、ポリシロキサン(d)として上記式(15-1)で表されるアルコール変性ポリシロキサン(数平均分子量1,900)10.0部、及びアセトン120.0部を加え、均一に溶解させた。
続いて、ポリイソシアネート(e)としてヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)51.0部(上記の(a)~(d)の合計の水酸基に対する、ポリイソシアネート(e)のNCO基の当量比(NCO/OH)が2.0となる量)加え、80℃で反応を行い、NCOが活性水素基に対して100%となるまで反応を行い、NCO基を有するウレタン系プレポリマーを得た。
その後、50℃に冷却し、イオン交換水480.0部と、中和剤としてのトリエチルアミン7.5部を(アニオン性親水性基(-COOH)と等量となる量)加え、系内を均一に乳化させた。次いで、アミン化合物としてエチレンジアミン13.7部(実測NCO%の90%となる量)及び化合物(f)としてN-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン5.6部(実測NCO%の10%となる量)を添加し、鎖伸長反応を行った。その後、抗菌剤1として、第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B1)(商品名「X-12-1139」、信越化学工業株式会社製)を所定量(固形分に対して5%量)加えて、pH7~11、60℃、及び1時間の条件下、加水分解と脱水縮合反応を行った。最後に、系内のアセトンを真空脱気して回収した。
このようにして、ポリウレタン系樹脂(A)と第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B1)とを化学的に結合させた状態で含有する、不揮発分(固形分)濃度が30%のポリウレタン系樹脂(A)の水分散体PUD-3を得た。
(Manufacturing example 3: PUD-3)
A reaction vessel equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer, a nitrogen inlet tube, and a manhole was purged with nitrogen gas, and then 10.0 parts of dimethylolpropionic acid as the compound (a), 100.0 parts of polyhexamethylene carbonate diol (number average molecular weight 2,000; trade name "Placcel CD220", manufactured by Daicel Corporation) as the compound (b), 2.0 parts of 1,3-butanediol as the chain extender (c), 10.0 parts of an alcohol-modified polysiloxane (number average molecular weight 1,900) represented by the above formula (15-1) as the polysiloxane (d), and 120.0 parts of acetone were added and dissolved uniformly.
Subsequently, 51.0 parts of hexamethylene diisocyanate (HDI) was added as polyisocyanate (e) (an amount such that the equivalent ratio (NCO/OH) of the NCO groups of polyisocyanate (e) to the total hydroxyl groups of (a) to (d) above was 2.0), and the reaction was carried out at 80°C until the NCO groups became 100% relative to the active hydrogen groups, thereby obtaining a urethane-based prepolymer having NCO groups.
The mixture was then cooled to 50°C, and 480.0 parts of ion-exchanged water and 7.5 parts of triethylamine as a neutralizing agent (an amount equivalent to the anionic hydrophilic group (-COOH)) were added to uniformly emulsify the system. Next, 13.7 parts of ethylenediamine (an amount equivalent to 90% of the measured NCO%) as an amine compound and 5.6 parts of N-(2-aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilane (an amount equivalent to 10% of the measured NCO%) as compound (f) were added, and a chain extension reaction was carried out. Thereafter, a predetermined amount (5% of the solid content) of a quaternary ammonium salt-containing silane compound (B1) (trade name "X-12-1139", manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was added as antibacterial agent 1, and hydrolysis and dehydration condensation reactions were carried out under conditions of pH 7 to 11, 60°C, and 1 hour. Finally, the acetone in the system was vacuum degassed and recovered.
In this manner, an aqueous dispersion PUD-3 of polyurethane resin (A) having a nonvolatile content (solid content) of 30% was obtained, which contained polyurethane resin (A) and quaternary ammonium salt-containing silane compound (B1) in a chemically bonded state.

以上の製造例1~3のポリウレタン系樹脂の水分散体PUD1~3の製造条件の概要を表1に示す。 Table 1 shows an overview of the production conditions for the polyurethane resin aqueous dispersions PUD1 to PUD3 in Production Examples 1 to 3.

<塗料の製造>
(実施例1~6、比較例1~3)
表2(表2-1及び表2-2)の上段に示す各成分(単位:部)を混合し、艶消し塗料として、各実施例及び比較例の塗料を調製した。なお、表2に示す抗菌剤1~4の量は有効成分(固形分)換算の量を表す。また、表2に示す抗菌剤1~4、艶消し剤1及び2、並びに架橋剤は、以下の通りである。
<Paint manufacturing>
(Examples 1 to 6, Comparative Examples 1 to 3)
The components (unit: parts) shown in the upper row of Table 2 (Table 2-1 and Table 2-2) were mixed to prepare matte paints for each Example and Comparative Example. The amounts of Antibacterial Agents 1 to 4 shown in Table 2 represent the amounts converted into active ingredients (solid content). The Antibacterial Agents 1 to 4, Matting Agents 1 and 2, and Crosslinking Agents shown in Table 2 are as follows:

・抗菌剤1:第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B1)(商品名「X-12-1139」、信越化学工業株式会社製;有効成分(2つのジメチルオクタデシルアンモニウムクロリド構造を有するシラン化合物)濃度30%の液体)
・抗菌剤2:第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B2)(商品名「ニッカノン RB-40」、日華化学株式会社製;有効成分(第4級アンモニウム塩を付加したトリメトキシシラン化合物)濃度40%の液体)
・抗菌剤3:第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B3)(商品名「Sanitized T99-19」、SANITIZED AG製;有効成分(テトラデシル[3-(トリメトキシシリル)プロピル]ジメチルアミニウム・クロリド)濃度40%の液体)
・抗菌剤4:銀系無機抗菌剤(商品名「ミリオンガードPG711」、興亜硝子株式会社製;有効成分(銀含有リン酸塩ガラスパウダー)濃度97%以上の粉末)
・艶消し剤1:ポリウレタンゲル粒子(商品名「アートパールC-800透明」、根上工業株式会社製;体積平均粒子径6μm、Tg-13℃の白色粉末)
・艶消し剤2:シリカ粒子(商品名「ACEMATT TS-100」、EVONIK製;体積平均粒子径9.5μmの乾式シリカ)
・架橋剤:カルボジイミド系架橋剤(商品名「カルボジライトV-04」、日清紡ケミカル株式会社製;有効成分(不揮発分:ポリカルボジイミド樹脂に親水性セグメントを付与させた水性架橋剤)濃度40%の水性液体)
Antibacterial agent 1: quaternary ammonium salt-containing silane compound (B1) (product name "X-12-1139", manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.; liquid with an active ingredient (a silane compound having two dimethyloctadecylammonium chloride structures) concentration of 30%)
Antibacterial agent 2: quaternary ammonium salt-containing silane compound (B2) (trade name "Nikkanon RB-40", manufactured by Nicca Chemical Co., Ltd.; liquid with an active ingredient (trimethoxysilane compound with a quaternary ammonium salt added) concentration of 40%)
Antibacterial agent 3: quaternary ammonium salt-containing silane compound (B3) (trade name "Sanitized T99-19", manufactured by SANITIZED AG; liquid with an active ingredient (tetradecyl [3-(trimethoxysilyl) propyl] dimethyl ammonium chloride) concentration of 40%)
Antibacterial agent 4: silver-based inorganic antibacterial agent (product name "Million Guard PG711", manufactured by Koa Glass Co., Ltd.; powder containing an active ingredient (silver-containing phosphate glass powder) concentration of 97% or more)
Matting agent 1: Polyurethane gel particles (product name "Art Pearl C-800 Transparent", manufactured by Negami Chemical Industrial Co., Ltd.; white powder with a volume average particle size of 6 μm and a Tg of -13°C)
Matting agent 2: silica particles (product name "ACEMATT TS-100", manufactured by EVONIK; dry silica with a volume average particle size of 9.5 μm)
Crosslinking agent: Carbodiimide-based crosslinking agent (trade name "Carbodilite V-04", manufactured by Nisshinbo Chemical Inc.; aqueous liquid with a 40% concentration of active ingredient (non-volatile content: aqueous crosslinking agent obtained by adding hydrophilic segments to polycarbodiimide resin))

<塗料の評価>
[塗料適性]
各実施例及び比較例で製造した塗料について、以下に述べる通り、分散性、沈降性、保存安定性、及び塗布性を評価した。
<Paint evaluation>
[Paint suitability]
The coating materials produced in each of the Examples and Comparative Examples were evaluated for dispersibility, sedimentation, storage stability, and coatability as described below.

(分散性)
調製した直後の塗料を目視にて観察し、ポリウレタン系樹脂及び艶消し剤の分散性(凝集度合い)を以下の評価基準にしたがって評価した。
A:問題なく、ほぼ均一に分散している。
B:僅かに粗粒が確認される。
C:粗粒が確認される。
(dispersibility)
The paint was visually observed immediately after preparation, and the dispersibility (degree of aggregation) of the polyurethane resin and the matting agent was evaluated according to the following evaluation criteria.
A: No problem, dispersed almost uniformly.
B: A small amount of coarse grains is observed.
C: Coarse particles are observed.

(沈降性)
調製してから6時間後の塗料を目視にて観察し、ポリウレタン系樹脂及び艶消し剤の沈降性を以下の評価基準にしたがって評価した。
A:問題なく、沈降物がほとんど確認されない。
B:僅かに沈降物が確認される。
C:沈降物が確認される。
(sedimentation)
Six hours after preparation, the paint was visually observed, and the settling of the polyurethane resin and matting agent was evaluated according to the following evaluation criteria.
A: No problem, almost no sediment was observed.
B: A small amount of sediment is observed.
C: Sediment is observed.

(保存安定性)
調製した塗料を3か月室温(23℃)で静置後に目視にて観察し、ポリウレタン系樹脂及び艶消し剤の凝集度合いや沈降度合いを以下の評価基準にしたがって評価した。
A:沈殿が生成していないもの、又は容易に沈殿を細分させることが可能なもの。
B:一部が底に固化し再分散させることが困難なもの。
C:沈殿の全体が固化し再分散しないもの。
(Storage stability)
The prepared coating material was allowed to stand at room temperature (23°C) for 3 months, and then visually observed, and the degree of aggregation and sedimentation of the polyurethane resin and matting agent was evaluated according to the following evaluation criteria.
A: No precipitate is formed, or the precipitate can be easily broken down into smaller pieces.
B: A portion of the product solidified at the bottom and was difficult to redisperse.
C: The entire precipitate solidifies and does not redisperse.

(塗布性)
調製した塗料を隠蔽率測定紙(商品名「LENETA N2C-2」、Leneta Company,Inc.製)にバーコーターを用いて塗布し、以下の評価基準にしたがって評価した。
A:問題なく塗布されている。
B:僅かに表面ムラが確認される。
C:表面ムラが確認される。
(Applicability)
The prepared paint was applied to a hiding power measurement paper (trade name "LENETA N2C-2", manufactured by Leneta Company, Inc.) using a bar coater, and the hiding power was evaluated according to the following evaluation criteria.
A: It was applied without any problems.
B: Slight surface irregularities are observed.
C: Surface irregularities are observed.

<塗膜の作製及び評価>
各実施例及び比較例で製造した塗料を、以下に述べる評価に用いる各基材シートにバーコーターを用いて塗布し、100℃で2分乾燥させた後、50℃で24時間エージングし、厚さ約9μmの塗膜を形成した。その塗膜について、以下に述べる試験及び評価を行った。各評価結果を表2の下段に示す。
<Preparation and evaluation of coating film>
The paints produced in each Example and Comparative Example were applied to the substrate sheets used in the evaluations described below using a bar coater, dried at 100°C for 2 minutes, and then aged at 50°C for 24 hours to form coating films with a thickness of approximately 9 μm. The coating films were subjected to the tests and evaluations described below. The results of each evaluation are shown in the lower part of Table 2.

[抗菌性]
基材シートとしてのPETフィルム(商品名「ルミラーS10」、東レ株式会社製)に塗膜を設けた試験片(塗装試験片)を用いて、試験片の塗膜について、JIS Z2801:2010(ISO 22196:2007)の規定に準じて、抗菌性試験を行った。具体的には、以下の手順に沿って試験を行った。
(1)5cm角の試験片の塗膜側に0.4mLの菌液を滴下し、4cm角のフィルムで被覆した。ブランク試験片として、塗膜を設けていない基材(PETフィルム)のみの試験片(非塗装試験片)についても同様の手順を行った。菌液には、大腸菌と黄色ブドウ球菌を用いた。
(2)試験片を温度35±1℃、相対湿度90%以上で24時間培養した。
(3)静置後、試験片上の試験菌を洗い出して回収した後、1cm当たりの生菌数を測定した。
(4)次式により、抗菌活性値Rを算出した。抗菌活性値Rが大きいほど、抗菌性が高いことを示す。
R=U-A
:ブランク試験片の24時間後の1cm当たりの生菌数の対数値の平均値
:試験片(塗装試験片)の24時間後の1cm当たりの生菌数の対数値の平均値
[Antibacterial]
Using test pieces (coated test pieces) in which a coating film was provided on a PET film (trade name "Lumirror S10", manufactured by Toray Industries, Inc.) as a base sheet, antibacterial tests were conducted on the coating film of the test pieces in accordance with the provisions of JIS Z2801:2010 (ISO 22196:2007). Specifically, the tests were conducted according to the following procedure.
(1) 0.4 mL of bacterial suspension was dropped onto the coating side of a 5 cm square test piece, and the piece was covered with a 4 cm square film. The same procedure was also carried out on a blank test piece (uncoated test piece) consisting of only the substrate (PET film) without a coating film. Escherichia coli and Staphylococcus aureus were used as the bacterial suspension.
(2) The test specimens were incubated at a temperature of 35±1°C and a relative humidity of 90% or more for 24 hours.
(3) After leaving the test piece to stand, the test bacteria on the test piece were washed out and collected, and the number of live bacteria per 1 cm2 was measured.
(4) The antibacterial activity value R was calculated using the following formula: The larger the antibacterial activity value R, the higher the antibacterial property.
R = Ut - At
Ut : average logarithm of the number of viable bacteria per 1 cm2 of the blank test piece after 24 hours. At : average logarithm of the number of viable bacteria per 1 cm2 of the test piece (coated test piece) after 24 hours.

[艶消し性]
以下に示す基材シートに設けた塗膜について、直読ヘーズコンピューターHGM-2DP(スガ試験機株式会社製)を用いて、グロス値(60°入射光/60°反射光)を測定した。
・TPO(オレフィン系熱可塑性エラストマー)
・PVC黒(黒色ポリ塩化ビニル)
・PVC淡色(淡色ポリ塩化ビニル)
・PU合皮(ポリウレタン合皮)
[Matte finish]
For the coating films provided on the substrate sheets shown below, gloss values (60° incident light/60° reflected light) were measured using a direct reading haze computer HGM-2DP (manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd.).
- TPO (olefin-based thermoplastic elastomer)
・Black PVC (black polyvinyl chloride)
・Light-colored PVC (light-colored polyvinyl chloride)
・PU synthetic leather (polyurethane synthetic leather)

[耐摩耗性]
基材シートとしての上記「PU合皮」に設けた塗膜を、学振型摩耗試験機を用いて、6号帆布、荷重1kgの条件で摩耗し、摩耗回数100回ごとに塗膜表面を目視にて観察することにより、外観変化するまでの摩耗回数を測定した。試験片ごとに2回の測定を行い、その平均値をとった。
[Wear resistance]
The coating film provided on the above-mentioned "PU synthetic leather" substrate sheet was subjected to abrasion using a Gakushin-type abrasion tester under the conditions of No. 6 canvas and a load of 1 kg, and the number of abrasions until the appearance changed was measured by visually observing the coating surface every 100 abrasions. Two measurements were taken for each test piece, and the average value was calculated.

[耐屈曲性]
基材シートとしての上記「PVC黒」に塗膜を設けた試験片について、以下の条件で耐寒屈曲性試験を行い、塗膜表面の状態を目視で観察することにより評価した。
・装置 :低温槽付デマッチャ屈曲試験機(株式会社安田精機製作所製)
・試験片の大きさ:150mm×50mm
・評価範囲 :100mm×50mm
・試験条件 :-10℃条件下/72~108%屈曲/3万回
・評価基準:
○:亀裂なし。
×:亀裂発生。
[Bending resistance]
Test pieces each having a coating film formed on the above-mentioned "black PVC" substrate sheet were subjected to a cold bending resistance test under the following conditions, and the state of the coating film surface was evaluated by visual observation.
・Device: Dematcha bending tester with low-temperature chamber (manufactured by Yasuda Seiki Seisakusho Co., Ltd.)
・Test piece size: 150 mm x 50 mm
Evaluation range: 100mm x 50mm
Test conditions: -10°C / 72-108% bending / 30,000 times Evaluation criteria:
○: No cracks.
×: Cracks occurred.

[耐光性]
基材シートとしての上記「TPO」、「PVC黒」、及び「PU合皮」に設けた各塗膜について、キセノンランプ式耐光試験機を用いて、塗膜の外観変化を確認し、以下の評価基準にしたがって、塗膜の耐光性を評価した。基材シートがTPO及びPU合皮の場合は照射量300Mjの条件とし、基材シートがPVC黒の場合は照射量200Mjの条件とした。
○:変化なし。
×:白化した。
[Light resistance]
For each coating film provided on the above-mentioned "TPO,""PVCblack," and "PU synthetic leather" substrate sheets, a xenon lamp light resistance tester was used to check for changes in appearance of the coating film, and the light resistance of the coating film was evaluated according to the following evaluation criteria. When the substrate sheet was TPO or PU synthetic leather, the exposure dose was 300 Mj, and when the substrate sheet was PVC black, the exposure dose was 200 Mj.
○: No change.
×: Whitened.

[耐汚染性]
基材シートとしての上記「PVC淡色」に設けた塗膜に、コーヒー液(インスタントコーヒー粉末(商品名「ネスカフェ」、ネスレ日本株式会社製)1gを水100mL中に溶かした液)を1g、又はマスタード(商品名「French’s masterd」、HEINZ社製)を1g滴下して、24時間後にイオン交換水で拭き取り、塗膜の外観変化を観察することにより、以下の評価基準にしたがって、塗膜の耐汚染性を評価した。
○:変化なし。
×:汚れあり。
[Stain resistance]
On the coating film provided on the above-mentioned "light-colored PVC" substrate sheet, 1 g of coffee liquid (a solution prepared by dissolving 1 g of instant coffee powder (trade name "Nescafe", manufactured by Nestle Japan Ltd.) in 100 mL of water) or 1 g of mustard (trade name "French's mustard", manufactured by HEINZ GmbH) was dropped, and after 24 hours, the coating film was wiped off with ion-exchanged water, and the change in appearance of the coating film was observed to evaluate the stain resistance of the coating film according to the following evaluation criteria.
○: No change.
×: Dirt.

実施例1~6の塗料は、比較例1の塗料(抗菌剤を含有しない塗料)と同等程度に良好な塗料適性を示しつつ、良好な抗菌性を有する塗膜を形成することが可能であることが認められた。一方、比較例2の塗料(銀系無機抗菌剤を含有する塗料)は、抗菌性を有するものの、分散性及び沈降性に劣るものであった。 The paints of Examples 1 to 6 were found to be capable of forming coating films with good antibacterial properties while exhibiting paint suitability comparable to that of the paint of Comparative Example 1 (a paint containing no antibacterial agent). On the other hand, the paint of Comparative Example 2 (a paint containing a silver-based inorganic antibacterial agent) had antibacterial properties, but exhibited poor dispersibility and sedimentation properties.

また、比較例3の塗料は、抗菌性を示さなかった。これは、比較例3の塗料に用いたPUD-1におけるポリウレタン系樹脂がシラノール基を有していないためと考えられる。すなわち、比較例3の塗料は、塗料においても塗膜形成時においても、ポリウレタン系樹脂と抗菌剤(第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B1))とが縮合反応せず、当該抗菌剤がポリウレタン系樹脂に固定化されていないためと考えられる。これに対し、実施例1~5の塗料に用いたPUD-2におけるポリウレタン系樹脂(A)は、シラノール基を有するため、塗膜形成時において、ポリウレタン系樹脂(A)と抗菌剤(第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B1)、(B2)、(B3))とが縮合反応したと考えられる。これにより、当該抗菌剤がポリウレタン系樹脂(A)に固定化されたために、良好な抗菌性を有する塗膜が形成されたと考えられる。また、実施例6の塗料には、PUD-3におけるポリウレタン系樹脂(A)及び抗菌剤(第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B1))を、それらがそれぞれ有するシラノール基による縮合反応物として、化学的に結合した状態で含有させたため、良好な抗菌性を有する塗膜が形成されたと考えられる。 Furthermore, the paint of Comparative Example 3 did not exhibit antibacterial properties. This is believed to be because the polyurethane resin in PUD-1 used in the paint of Comparative Example 3 does not contain silanol groups. That is, in the paint of Comparative Example 3, a condensation reaction between the polyurethane resin and the antibacterial agent (quaternary ammonium salt-containing silane compound (B1)) did not occur, either in the paint or during coating film formation, and the antibacterial agent was not immobilized in the polyurethane resin. In contrast, the polyurethane resin (A) in PUD-2 used in the paints of Examples 1 to 5 contains silanol groups, and therefore a condensation reaction between the polyurethane resin (A) and the antibacterial agent (quaternary ammonium salt-containing silane compounds (B1), (B2), and (B3)) occurred during coating film formation. This immobilized the antibacterial agent in the polyurethane resin (A), resulting in the formation of a coating film with good antibacterial properties. Furthermore, the paint of Example 6 contains the polyurethane resin (A) and antibacterial agent (quaternary ammonium salt-containing silane compound (B1)) in PUD-3 in a chemically bonded state as condensation products of the silanol groups they each possess, which is thought to be why a coating film with good antibacterial properties was formed.

なお、基材シートとしての「TPO」に塗膜を設けた試験片について、所定の密着性試験(120℃/10kg/1分間ラミネートの条件の試験)を行った。その結果、抗菌剤1(第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B1))を用いた実施例1、2及び6の塗料は、抗菌剤を含有しない比較例1の塗料と遜色ないレベルに良好な密着性を有する塗膜を形成可能であることが認められた。 A specified adhesion test (test under conditions of 120°C/10 kg/1 minute lamination) was conducted on test pieces in which a coating film was applied to "TPO" as a base sheet. The results showed that the paints of Examples 1, 2, and 6, which used antibacterial agent 1 (quaternary ammonium salt-containing silane compound (B1)), were capable of forming coating films with good adhesion comparable to that of Comparative Example 1, which did not contain an antibacterial agent.

また、基材シートとしての「PVC淡色」に塗膜を設けた試験片について、所定の耐熱性試験(120℃/400時間の条件の試験)を行った。その結果、抗菌剤1(第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B1))を用いた実施例1~3及び6の塗料は、抗菌剤を含有しない比較例1の塗料と遜色ないレベルに良好な耐熱性を有する塗膜を形成可能であることが認められた。 In addition, a prescribed heat resistance test (test at 120°C/400 hours) was conducted on test pieces in which a coating film was applied to a "light-colored PVC" substrate sheet. The results showed that the paints of Examples 1 to 3 and 6, which used antibacterial agent 1 (quaternary ammonium salt-containing silane compound (B1)), were capable of forming coating films with good heat resistance comparable to that of Comparative Example 1, which did not contain an antibacterial agent.

さらに、基材シートとしての「TPO」に塗膜を設けた試験片について、所定の真空成形性試験(表面温度160~170℃の条件の試験)を行った。その結果、抗菌剤2(第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B2))を用いた実施例4の塗膜、及び抗菌剤3(第4級アンモニウム塩含有シラン化合物(B3))を用いた実施例5の塗膜は、抗菌剤を含有しない比較例1の塗膜に比べて優れた成形性を示すことが認められた。

Furthermore, a prescribed vacuum formability test (test under conditions of a surface temperature of 160 to 170°C) was conducted on test pieces in which a coating film was provided on "TPO" as a base sheet. As a result, it was found that the coating film of Example 4, which used antibacterial agent 2 (quaternary ammonium salt-containing silane compound (B2)), and the coating film of Example 5, which used antibacterial agent 3 (quaternary ammonium salt-containing silane compound (B3)), exhibited superior formability compared to the coating film of Comparative Example 1, which did not contain an antibacterial agent.

Claims (10)

ポリウレタン系樹脂の水分散体、及び抗菌剤を含有し、
前記ポリウレタン系樹脂は、シラノール基を有するポリウレタン系樹脂(A)を含み、
前記抗菌剤は、第4級アンモニウム塩構造及びシラノール基を有するシラン化合物(B)を含
前記ポリウレタン系樹脂(A)は、イソシアネート基を有するウレタン系プレポリマーと、アミン化合物との反応物であり、
前記ウレタン系プレポリマーは、水酸基以外のアニオン性親水性基、及び前記アニオン性親水性基以外の活性水素含有基を有する化合物(a)と、ポリカーボネートポリオール(b1)と、ポリイソシアネート(e)とを含む反応成分の反応物であり、
前記アミン化合物は、アミノ基及びアルコキシシリル基を有する化合物(f)、並びにエチレンジアミンの両方を含む、塗料。
Contains an aqueous dispersion of polyurethane resin and an antibacterial agent,
The polyurethane resin includes a polyurethane resin (A) having a silanol group,
The antibacterial agent includes a silane compound (B) having a quaternary ammonium salt structure and a silanol group,
The polyurethane resin (A) is a reaction product of a urethane prepolymer having an isocyanate group and an amine compound,
The urethane-based prepolymer is a reaction product of reaction components including a compound (a) having an anionic hydrophilic group other than a hydroxyl group and an active hydrogen-containing group other than the anionic hydrophilic group, a polycarbonate polyol (b1), and a polyisocyanate (e),
The amine compound contains both a compound (f) having an amino group and an alkoxysilyl group, and ethylenediamine .
前記シラン化合物(B)は、前記ポリウレタン系樹脂(A)に化学的に非結合の状態で含有されている請求項1に記載の塗料。 The paint according to claim 1, wherein the silane compound (B) is contained in the polyurethane resin (A) in a chemically unbonded state. 前記シラン化合物(B)は、前記シラン化合物(B)が有するシラノール基と、前記ポリウレタン系樹脂(A)が有するシラノール基との縮合反応物として、前記ポリウレタン系樹脂(A)に化学的に結合した状態で含有されている請求項1に記載の塗料。 The paint according to claim 1, wherein the silane compound (B) is contained in a state chemically bonded to the polyurethane resin (A) as a condensation reaction product of a silanol group contained in the silane compound (B) and a silanol group contained in the polyurethane resin (A). 前記シラン化合物(B)は、1分子中に前記シラノール基におけるケイ素原子を含むシロキサン結合(-Si-O-Si-)を有するとともに、前記シラン化合物(B)の1分子中の前記第4級アンモニウム塩構造の数が2つである、請求項1~3のいずれか1項に記載の塗料。The coating material according to any one of claims 1 to 3, wherein the silane compound (B) has a siloxane bond (-Si-O-Si-) containing a silicon atom in the silanol group in one molecule, and the number of the quaternary ammonium salt structures in one molecule of the silane compound (B) is two. 前記ウレタン系プレポリマーは、前記化合物(a)と、前記ポリカーボネートポリオール(b1)と、鎖伸長剤(c)と、活性水素含有基を有するポリシロキサン(d)と、前記ポリイソシアネート(e)との反応物である請求項1~4のいずれか1項に記載の塗料。 The coating material according to any one of claims 1 to 4, wherein the urethane- based prepolymer is a reaction product of the compound (a), the polycarbonate polyol ( b1), a chain extender (c), a polysiloxane (d) having an active hydrogen-containing group, and the polyisocyanate (e). 前記化合物(f)は、N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、及び3-アミノプロピルトリエトキシシランからなる群より選ばれる少なくとも1種を含む請求項1~5のいずれか1項に記載の塗料。 The paint according to any one of claims 1 to 5, wherein the compound (f) comprises at least one selected from the group consisting of N-(2-aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-(2-aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-(2-aminoethyl)-3-aminopropyltriethoxysilane , 3-aminopropyltrimethoxysilane, and 3- aminopropyltriethoxysilane. さらに架橋剤を含有し、
前記架橋剤は、イソシアネート系架橋剤、カルボジイミド系架橋剤、オキサゾリン系架橋剤、エポキシ系架橋剤、及び金属錯体系架橋剤からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む請求項1~6のいずれか1項に記載の塗料。
Further containing a crosslinking agent,
The coating material according to any one of claims 1 to 6, wherein the crosslinking agent comprises at least one selected from the group consisting of an isocyanate-based crosslinking agent, a carbodiimide-based crosslinking agent, an oxazoline-based crosslinking agent, an epoxy-based crosslinking agent, and a metal complex-based crosslinking agent.
さらに、ポリウレタンゲル粒子及びシリカ粒子からなる群より選ばれる少なくとも1種の艶消し剤を含有する請求項1~7のいずれか1項に記載の塗料。 The paint according to any one of claims 1 to 7, further comprising at least one matting agent selected from the group consisting of polyurethane gel particles and silica particles. 請求項1~8のいずれか1項に記載の塗料の製造方法であって、
前記ポリウレタン系樹脂(A)の前駆体である前記イソシアネート基を有するウレタン系プレポリマーに、前記アミノ基及びアルコキシシリル基を有する化合物(f)、並びにエチレンジアミンの両方を含む前記アミン化合物を鎖伸長反応させて、前記シラノール基を有するポリウレタン系樹脂(A)を得ること;並びに
前記ポリウレタン系樹脂(A)の水分散体に、前記シラン化合物(B)を添加すること;を含む塗料の製造方法。
A method for producing the paint according to any one of claims 1 to 8,
a urethane-based prepolymer having an isocyanate group, which is a precursor of the polyurethane-based resin (A), undergoing a chain extension reaction with the compound (f) having an amino group and an alkoxysilyl group, and the amine compound containing both ethylenediamine , to obtain the polyurethane-based resin (A) having a silanol group; and adding the silane compound (B) to an aqueous dispersion of the polyurethane-based resin (A).
前記ポリウレタン系樹脂(A)の水分散体に前記シラン化合物(B)を添加して、前記ポリウレタン系樹脂(A)と前記シラン化合物(B)とを、それらが有するシラノール基で縮合反応させ、化学的に結合させることを含む請求項9に記載の塗料の製造方法。 The method for producing a paint according to claim 9, further comprising adding the silane compound (B) to an aqueous dispersion of the polyurethane resin (A) to chemically bond the polyurethane resin (A) and the silane compound (B) through a condensation reaction at the silanol groups they possess.
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