JP7139746B2 - 不飽和基含有ポリエステル系樹脂、プライマー組成物、プライマー層付き基材フィルム及びプリズムシート - Google Patents
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Description
(1)主鎖の両分子末端に酸無水物構造及びカルボキシル基の少なくとも一方を有するポリエステル系樹脂(A)由来の構造部位と、主鎖及び主鎖の側鎖の少なくとも一方に2個以上の水酸基を有し、主鎖の側鎖に不飽和基を有する化合物(B)由来の構造部位と、を含有することを特徴とする不飽和基含有ポリエステル系樹脂。
(2)前記ポリエステル系樹脂(A)と、前記化合物(B)と、を共重合してなることを特徴とする(1)に記載の不飽和基含有ポリエステル系樹脂。
(3)前記化合物(B)が、両末端水酸基含有ポリオレフィンであることを特徴とする(1)または(2)に記載の不飽和基含有ポリエステル系樹脂。
(4)前記不飽和基含有ポリエステル系樹脂における前記化合物(B)の主鎖の側鎖に位置する不飽和基の含有量が、0.01~3mmol/gであることを特徴とする(1)~(3)のいずれか1つに記載の不飽和基含有ポリエステル系樹脂。
(5)前記不飽和基含有ポリエステル系樹脂における前記化合物(B)の主鎖の側鎖に位置する不飽和基が、ビニル基であることを特徴とする(1)~(4)のいずれか1つに記載の不飽和基含有ポリエステル系樹脂。
(6)酸価が、1.5~100mgKOH/gであることを特徴とする(1)~(5)のいずれか1つに記載の不飽和基含有ポリエステル系樹脂。
(7)重量平均分子量が、5,000~100,000であることを特徴とする(1)~(6)のいずれか1つに記載の不飽和基含有ポリエステル系樹脂。
(8)(1)~(7)のいずれか1つに記載の不飽和基含有ポリエステル系樹脂を含有することを特徴とするプライマー組成物。
(9)更に、架橋剤を含有することを特徴とする(8)に記載のプライマー組成物。
(10)前記架橋剤が、イソシアネート系化合物及びカルボジイミド系化合物からなる群から選択される少なくとも1種の化合物であることを特徴とする(9)に記載のプライマー組成物。
(11)前記不飽和基含有ポリエステル系樹脂と前記架橋剤の含有比率が、不飽和基含有ポリエステル系樹脂の質量/架橋剤の質量として、99/1~30/70であることを特徴とする(9)または(10)に記載のプライマー組成物。
(12)前記プライマー組成物における、前記不飽和基含有ポリエステル系樹脂の不飽和基の含有量が、0.005~2mmol/gであることを特徴とする(8)~(11)のいずれか1つに記載のプライマー組成物。
(13)基材フィルム上に、(8)~(12)のいずれか1つに記載のプライマー組成物からなるプライマー層を有することを特徴とするプライマー層付き基材フィルム。
(14)(13)に記載のプライマー層付き基材フィルムのプライマー層上に、プリズム層を有することを特徴とするプリズムシート。
(15)前記プリズム層が、無溶剤系活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の硬化物であることを特徴とする(14)に記載のプリズムシート。
なお、本発明において、「(メタ)アクリロイル基」とは、アクリロイル基又はメタクリロイル基を意味する。
また、本発明において、「シート」とは、シート、フィルム、テープを概念的に包含するものである。
本発明の不飽和基含有ポリエステル系樹脂は、主鎖の両分子末端に酸無水物構造及びカルボキシル基の少なくとも一方を有するポリエステル系樹脂(A)(以下、単に「ポリエステル系樹脂(A)」と記載することがある。)由来の構造部位と、主鎖及び主鎖の側鎖の少なくとも一方に2個以上の水酸基を有し、主鎖の側鎖に不飽和基を有する化合物(B)(以下、単に「化合物(B)」と記載することがある。)由来の構造部位と、を含有することを特徴とする。
不飽和基Zの含有量(mmol/g)=Pm×P1u/S1・・・式(I)
式(I)中、Pmは化合物(B)の質量(g)、P1uは化合物(B)における不飽和基Zの含有量(mmol/g)、S1は本発明の不飽和基含有ポリエステル系樹脂の固形分質量(g)である。
また、不飽和基Zの含有量は、NMRにより測定することもできる。
式(II)中、Pmwは化合物(B)の平均分子量(g/mol)(水酸基価より算出)、POHは化合物(B)中に存在する水酸基の分子量(g/mol)、Prは化合物(B)中の全不飽和基量に対する、化合物(B)中のビニル基量の割合、PBDはブタジエンの単位物質量当たりの質量(g/mol)である。
ポリエステル系樹脂(A)は、例えば、多価カルボン酸成分(a1)とポリオール成分(a2)を共重合して得ることができる。
多価カルボン酸成分(a1)は、二価以上の多価カルボン酸であればよく、少なくとも二価カルボン酸を含むことが好ましい。
マロン酸、ジメチルマロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、トリメチルアジピン酸、ピメリン酸、2,2-ジメチルグルタル酸、アゼライン酸、セバシン酸、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸、チオジプロピオン酸、ジグリコール酸等の脂肪族ジカルボン酸;
1,3-シクロペンタンジカルボン酸、1,2-シクロヘキサンジカルボン酸、1,3-シクロペンタンジカルボン酸、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸、2,5-ノルボルナンジカルボン酸、アダマンタンジカルボン酸等の脂環族ジカルボン酸;
等が挙げられる。
これらは、単独で、もしくは2種以上併せて用いられる。
三価以上の多価カルボン酸としては、例えば、トリメリット酸、ピロメリット酸、アダマンタントリカルボン酸、トリメシン酸等を挙げることができる。
1,2,4,5-ベンゼンテトラカルボン酸二無水物(ピロメリット酸無水物)、3,3′,4,4′-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、4,4-オキシジフタル酸二無水物、2,3,6,7-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,2,5,6-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、エチレングリコールビストリメリテート二無水物、2,2′,3,3′-ジフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2′,3,3′-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸無水物、チオフェン-2,3,4,5-テトラカルボン酸二無水物等の芳香族カルボン酸無水物;
1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、5-(2,5ジオキソテトラヒドロフリル)-3-メチル-3-シクロヘキセン-1,2-ジカルボン酸無水物、5-(2,5-ジオキソテトラヒドロフリル)-3-シクロヘキセン-1,2-ジカルボン酸無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物等の脂環族カルボン酸無水物;
エチレンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4-ブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4-ペンタンテトラカルボン酸二無水物等の脂肪族カルボン酸無水物;
等が挙げられる。
これらは単独で、もしくは2種以上を併せて用いることができる。
ポリオール成分(a2)としては、例えば、直鎖構造の脂肪族ジオール、その他の二価アルコール、三価以上の多価アルコール等が挙げられる。
1,2-シクロヘキサンジメタノール、1,3-シクロヘキサンジメタノール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、スピログリコール、トリシクロデカンジメタノール、アダマンタンジオール、2,2,4,4-テトラメチル-1,3-シクロブタンジオール等の脂環族ジオール;
4,4′-チオジフェノール、4,4′-メチレンジフェノール、ビスフェノールS、ビスフェノールA、ビスフェノールフルオレン、4,4′-ジヒドロキシビフェニル、o-,m-及びp-ジヒドロキシベンゼン、2,5-ナフタレンジオール、p-キシレンジオール等の芳香族ジオール;
及びこれらのエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド付加体;
等が挙げられる。
直鎖構造の脂肪族ジオール以外のポリオール成分が多すぎると、密着性が低下する傾向があり、少なすぎると溶液安定性が低下する傾向がある。
ポリエステル系樹脂(A)は、上記多価カルボン酸成分(a1)及びポリオール成分(a2)を含む共重合成分を共重合して得ることができる。
ポリエステル系樹脂(A)は、後述する化合物(B)との反応性の点から、主鎖の両分子末端に酸無水物構造を有するものであることが好ましい。
化合物(B)は、ポリエステル系樹脂(A)と重合反応をするための反応性基として、主鎖及び主鎖の側鎖の少なくとも一方に2個以上の水酸基を有する。化合物(B)が有する水酸基の数は、ポリエステル系樹脂(A)との反応性の点から、2個が好ましい。
上記両末端水酸基含有ポリオレフィン中のポリオレフィンとしては、例えば、ポリブタジエン、ポリイソプレン等を挙げることができる。
これらの中でも、化合物(B)としては、両末端水酸基含有ポリブタジエンが入手しやすく好ましい。
本発明の不飽和基含有ポリエステル系樹脂は、上述のとおり、例えば、ポリエステル系樹脂(A)と化合物(B)を共重合して得ることができる。
触媒は特に限定されないが、アミン系触媒が好ましく、乾燥過程で揮発しやすいことからトリエチルアミンが特に好ましい。
上記のようにして得られた本発明の不飽和基含有ポリエステル系樹脂を含有することにより、本発明のプライマー組成物を得ることができる。本発明のプライマー組成物は、好ましくは更に架橋剤を含有する。
本発明で用いる架橋剤は、本発明の不飽和基含有ポリエステル系樹脂中のカルボキシル基と架橋反応を起こすものであればよく、例えば、イソシアネート系化合物、オキサゾリン系化合物、エポキシ系化合物、カルボジイミド系化合物、アミン系化合物、金属系化合物、アジリジン系化合物、ヒドラジン系化合物、ヒドラジド系化合物及びメラミン系化合物等が挙げられる。
また、安定性の点からは官能基ブロックタイプのものが好ましく、「SU-268A」、「Trixene aqua BI220」等が好適である。
不飽和基の含有量(mmol/g)=P2u×S1/S2・・・式(III)
式(III)中、P2uは本発明の不飽和基含有ポリエステル系樹脂における不飽和基含有量(mmol/g)、S1は本発明の不飽和基含有ポリエステル系樹脂の固形分質量(g)、S2は本発明のプライマー組成物の固形分総質量(g)である。
本発明の不飽和基含有ポリエステル系樹脂又は本発明のプライマー組成物を水性溶媒に溶解又は分散することによって、水性液を調製することができる。以下、水性溶媒に溶解又は分散させることを「水溶解又は水分散」と表記する。
なお、コーティング層とプライマー層の密着性及びプライマー層の耐水性の点からは、界面活性剤を添加しない方が好ましい。
また、本発明の不飽和基含有ポリエステル系樹脂又は本発明のプライマー組成物は、必ずしも水性溶媒に溶解又は分散させる必要はなく、有機溶剤溶液として使用することもできる。
上記の水性液または有機溶剤溶液を基材フィルムに塗布し、加熱乾燥することにより、プライマー組成物中の不飽和基含有ポリエステル系樹脂が架橋剤により架橋されてなる被膜(プライマー層)を形成して、プライマー層付き基材フィルムを得ることができる。
上記ポリエステルフィルムは、未延伸のものと、延伸したもののいずれでもよいが、延伸フィルムを用いることが好ましく、特に二軸延伸フィルムを用いることが好ましい。
また、プライマー層付き基材フィルムのプライマー層上にプリズム層を形成し、プリズムシートを得ることができる。
紫外線照射後は、必要に応じて加熱を行って硬化の完全を図ることもできる。
ポリエステル系樹脂に関する各物性値の測定方法は次のとおりである。
不飽和基(ビニル基)の含有量(mmol/g)は、下記式(Ia)により求めた。
不飽和基(ビニル基)の含有量(mmol/g)=P’m×P’1u/S’1・・・式(Ia)
なお、上記「G-1000」とは、両末端水酸基含有ポリブタジエン「NISSO-PB G-1000」を意味する。
P’1u(mmol/g)=(P’mw-34)×1000×P’r/(54.09×P’mw)・・・式(IIa)
酸価(mgKOH/g)は、ポリエステル系樹脂1gをトルエン/メタノール=7/3(体積比)の混合溶媒30gに溶解し、JIS K0070に基づき中和滴定により求めた。
ピークトップ分子量及び重量平均分子量は、高速液体クロマトグラフィー(東ソー社製、「HLC-8320GPC」)にてカラム(TSKgel SuperMultipore HZ-M(排除限界分子量:2×106、理論段数:16,000段/本、充填剤材質:スチレン-ジビニルベンゼン共重合体、充填剤粒径:4μm)の2本直列を用いて測定し、標準ポリスチレン分子量換算により求めた。
〔ポリエステル系樹脂(A1)の製造〕
温度計、撹拌機、精留塔、窒素導入管の付いた反応缶に、多価カルボン酸成分としてイソフタル酸(IPA)338.9部(2.040mol)、ポリオール成分としてジエチレングリコール(DEG)173.2部(1.632mol)、ネオペンチルグリコール(NPG)53.1部(0.510mol)、触媒としてテトラブチルチタネート0.3部を仕込み、内温が200~275℃となるまで90分かけて昇温し、275℃で3時間エステル化反応を行った。
〔不飽和基含有ポリエステル系樹脂1の製造〕
製造例1で得られた固形分50%のポリエステル系樹脂(A1)溶液200部(固形分100部)、両末端水酸基含有ポリブタジエン「NISSO-PB G-1000」(日本曹達株式会社製、水酸基価74.2mgKOH/g、1,2-ビニル構造含有割合89.9%)2部、触媒としてトリエチルアミン0.5部を反応器に仕込み、80℃で3時間付加反応を行い、主鎖の側鎖にビニル基を有する不飽和基含有ポリエステル系樹脂1の50.5%溶液を得た。不飽和基含有ポリエステル系樹脂1の物性を表1に示す。
上記で得られた固形分50.5%の不飽和基含有ポリエステル系樹脂1溶液39.6部、脱イオン水59.6部、25%アンモニア水0.8部を反応器に仕込み、室温で撹拌しながら水分散させ、固形分濃度20%の不飽和基含有ポリエステル系樹脂1水性液(水分散体)を調製した。
上記で得られた不飽和基含有ポリエステル系樹脂1水性液(水分散体)とカルボジイミド系架橋剤「カルボジライトV-04」(日清紡ケミカル社製)を、表2に示すように、固形分質量比(不飽和基含有ポリエステル系樹脂1:カルボジイミド系架橋剤)が70:30となるように混合し、室温で1時間撹拌することにより、プライマー組成物を調製した。
〔ポリエステル系樹脂(A1)水分散体の調製〕
製造例1で得られた固形分50%のポリエステル系樹脂(A1)溶液40部(固形分20部)、脱イオン水59.1部、25%アンモニア水0.9部を反応器に仕込み、室温で撹拌しながら水分散させ、固形分濃度20%のポリエステル系樹脂(A1)水性液(水分散体)を調製した。
上記で得られたポリエステル系樹脂(A1)水性液(水分散体)とカルボジイミド系架橋剤「カルボジライトV-04」(日清紡ケミカル社製)を、表2に示すように、固形分質量比(ポリエステル系樹脂(A1):カルボジイミド系架橋剤)が70:30となるように混合し、室温で1時間撹拌することにより、プライマー組成物を調製した。
上記実施例1及び比較例1で調製した各プライマー組成物を、固形分が3%となるように脱イオン水で希釈し、プライマー組成物の塗液を調製した。調製した塗液をPETフィルム「ルミラーT60」(東レ社製、厚み100μm)上にバーコーターNo.6にて塗布し、150℃で3分間乾燥させることで、厚み0.2μmのプライマー層を形成した。
◎:98/100以上
○:85/100以上、97/100以下
△:61/100以上、84/100以下
×:60/100以下
上記と同様にして得られた厚み25μmの紫外線硬化樹脂層を、85℃及び85%RHの環境下で96時間静置した後、23℃及び50%RHの環境下で1時間静置し、上記と同様の手法で密着性を評価した。結果を表2に示す。
Claims (15)
- 主鎖の両分子末端に少なくとも2つのカルボン酸無水物構造を有するカルボン酸無水物由来の構造を有するポリエステル系樹脂(A)由来の構造部位と、
主鎖及び主鎖の側鎖の少なくとも一方に2個以上の水酸基を有し、主鎖の側鎖に不飽和基を有する化合物(B)由来の構造部位とを含有する不飽和基含有ポリエステル系樹脂であって、
前記化合物(B)が、両末端水酸基含有ポリオレフィンであり、
前記不飽和基含有ポリエステル系樹脂における前記化合物(B)の主鎖の側鎖に位置する不飽和基の含有量が、0.01~3mmol/gであることを特徴とする、不飽和基含有ポリエステル系樹脂。 - 前記ポリエステル系樹脂(A)と、前記化合物(B)と、を共重合してなることを特徴とする請求項1に記載の不飽和基含有ポリエステル系樹脂。
- 前記不飽和基含有ポリエステル系樹脂における前記化合物(B)の主鎖の側鎖に位置する不飽和基が、ビニル基であることを特徴とする請求項1又は2のいずれか1項に記載の不飽和基含有ポリエステル系樹脂。
- 酸価が、1.5~100mgKOH/gであることを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の不飽和基含有ポリエステル系樹脂。
- 重量平均分子量が、5,000~100,000であることを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載の不飽和基含有ポリエステル系樹脂。
- 請求項1~5のいずれか1項に記載の不飽和基含有ポリエステル系樹脂を含有することを特徴とするプライマー組成物。
- 更に、架橋剤を含有することを特徴とする請求項6に記載のプライマー組成物。
- 前記架橋剤が、イソシアネート系化合物及びカルボジイミド系化合物からなる群から選択される少なくとも1種の化合物であることを特徴とする請求項7に記載のプライマー組成物。
- 前記不飽和基含有ポリエステル系樹脂と前記架橋剤の含有比率が、不飽和基含有ポリエステル系樹脂の質量/架橋剤の質量として、99/1~30/70であることを特徴とする請求項7または8に記載のプライマー組成物。
- 前記プライマー組成物における、前記不飽和基含有ポリエステル系樹脂の不飽和基の含有量が、0.005~2mmol/gであることを特徴とする請求項6~9のいずれか1項に記載のプライマー組成物。
- 基材フィルム上に、請求項6~10のいずれか1項に記載のプライマー組成物からなるプライマー層を有することを特徴とするプライマー層付き基材フィルム。
- 請求項11に記載のプライマー層付き基材フィルムのプライマー層上に、プリズム層を有することを特徴とするプリズムシート。
- 前記プリズム層が、無溶剤系活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の硬化物であることを特徴とする請求項12に記載のプリズムシート。
- 不飽和基含有ポリエステル系樹脂と架橋剤を含有する樹脂組成物であって、
前記不飽和基含有ポリエステル系樹脂は、
主鎖の両分子末端に少なくとも2つのカルボン酸無水物構造を有するカルボン酸無水物由来の構造を有するポリエステル系樹脂(A)由来の構造部位と、
主鎖及び主鎖の側鎖の少なくとも一方に2個以上の水酸基を有し、主鎖の側鎖に不飽和基を有する化合物(B)由来の構造部位とを含有し、
前記化合物(B)が、両末端水酸基含有ポリオレフィンであり、
前記架橋剤が、イソシアネート系化合物及びカルボジイミド系化合物からなる群から選択される少なくとも1種の化合物であることを特徴とする、樹脂組成物。 - 請求項14に記載の樹脂組成物からなることを特徴とするプライマー組成物。
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