WO2022176755A1 - 樹脂組成物並びにそれを用いた印刷用インキ及び導電性ペースト - Google Patents

樹脂組成物並びにそれを用いた印刷用インキ及び導電性ペースト Download PDF

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WO2022176755A1
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敏仁 後藤
典慶 小川
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三菱瓦斯化学株式会社
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Definitions

  • the present invention provides a resin composition having low toxicity and excellent stability (no erosion) and uniformity to a substrate when applied, a polycarbonate resin solution with a higher concentration, and a printing ink using them. , resin solutions for 3D printers, conductive pastes, coating solutions and films.
  • Patent Document 1 halogen-based organic solvents, toluene, 1,4-dioxane, and other solvents that pose safety concerns for humans have been replaced with safer solvents.
  • Patent Document 1 halogen-based organic solvents, toluene, 1,4-dioxane, and other solvents that pose safety concerns for humans have been replaced with safer solvents.
  • Patent Document 1 halogen-based organic solvents, toluene, 1,4-dioxane, and other solvents that pose safety concerns for humans have been replaced with safer solvents.
  • Patent Document 1 halogen-based organic solvents, toluene, 1,4-dioxane, and other solvents that pose safety concerns for humans have been replaced with safer solvents.
  • the present inventors have found that by dissolving a polycarbonate resin containing a specific structural unit in a specific organic solvent, the toxicity is low and the base when applied.
  • the inventors have found that it is possible to obtain a resin composition that is excellent in stability (no corrosion) and uniformity with respect to materials, and have completed the present invention.
  • the present inventors have found that a high-concentration polycarbonate resin solution can be obtained by combining a specific polycarbonate resin containing fluorine atoms and a specific hydroxy compound, and have completed the present invention.
  • the present invention is as follows. ⁇ 1> Polycarbonate resin containing a solvent represented by the following general formula (1) and a structural unit (a) represented by the following general formula (A) (only the structural unit represented by the following formula (i) (Excluding polycarbonate homopolymer consisting of).
  • R a is hydrogen, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, each optionally having a substituent, and 7 carbon atoms.
  • R b each optionally has a substituent, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, or carbon representing an acyl group of numbers 2-20;
  • R c to R f each independently represent hydrogen or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms;
  • n represents an integer of 1-10.
  • R 1 to R 8 are each independently hydrogen, fluorine, chlorine, bromine, iodine, an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms each optionally having a substituent, represents an aryl group, an alkenyl group having 2 to 7 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 7 carbon atoms or an aralkyl group having 7 to 17 carbon atoms, and X represents -O-, -S-, -SO-, -SO 2 -, -CO-, or a divalent group represented by any of the following formulas (2) to (4).)
  • R 9 and R 10 are each independently hydrogen, halogen, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, each optionally having a substituent, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkoxy group, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 17 carbon atoms, or an alken
  • n represents an integer of 1 to 4, the above ⁇ 1>
  • ⁇ 6> The resin composition according to ⁇ 5> above, wherein n in the general formula (1) is 2 or 3.
  • ⁇ 7> The above ⁇ 1> to ⁇ , wherein the solvent represented by the general formula (1) contains one or more selected from the group consisting of glycol ether solvents, glycol ester solvents, and glyme solvents. 4>.
  • the hydroxy compound is the resin composition represented by the following general formula (1a) or the following general formula (1b).
  • R a is an optionally substituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, aryl group having 6 to 20 carbon atoms, alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, 7 carbon atoms, represents an aralkyl group of ⁇ 20 or an acyl group of 2 to 20 carbon atoms
  • R b to R e each independently represent hydrogen or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms
  • n represents an integer of 1-10.
  • R k represents an optionally branched C 3-20 alkyl group having a hydroxyl group.
  • the polycarbonate resin further contains a structural unit (a) represented by the following general formula (A) (excluding the structural unit (b) represented by the general formula (A-1)). and the resin composition according to ⁇ 8> above.
  • R 1 to R 8 are each independently hydrogen, fluorine, chlorine, bromine, iodine, an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms each optionally having a substituent, an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms, represents an aryl group of up to 12, an alkenyl group of 2 to 7 carbon atoms, an alkoxy group of 1 to 7 carbon atoms or an aralkyl group of 7 to 17 carbon atoms, X represents -O-, -S-, -SO-, —SO 2 —, —CO—, or a divalent group represented by any of the following formulas (2) to (4).)
  • R 9 and R 10 are each independently hydrogen, halogen, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, each optionally having a substituent, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkoxy group, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, an
  • ⁇ 11> The above ⁇ 9>, wherein the content ratio [(b)/(a)] of the structural unit (b) and the structural unit (a) is 50/50 to 100/0 in terms of molar ratio.
  • ⁇ 12> The resin composition according to any one of ⁇ 8> to ⁇ 11> above, wherein the mass ratio of the polycarbonate resin to the hydroxy compound (polycarbonate resin/hydroxy compound) is 1/99 to 50/50. is.
  • ⁇ 13> The resin composition according to any one of ⁇ 8> to ⁇ 12> above, wherein the hydroxy compound has a boiling point of 50° C. or higher.
  • the hydroxy compound is butyl carbitol, ethyl carbitol, butyl cellosolve, 1-methoxy-2-propanol, 1-ethoxy-2-propanol, 1-butoxy-2-propanol, 1-methoxy-2-butanol,
  • the resin composition according to any one of ⁇ 8> to ⁇ 13> above which is at least one selected from the group consisting of 2-hydroxyethyl methacrylate and diacetone alcohol.
  • a printing ink comprising the resin composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 15> above.
  • a resin solution for a 3D printer comprising the resin composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 15> above.
  • ⁇ 18> A conductive paste containing the resin composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 15> above.
  • a coating solution comprising the resin composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 15> above.
  • ⁇ 20> A film formed from the resin composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 15> above.
  • the resin composition of the preferred embodiment of the present invention since a glycol-based solvent, which is a weak solvent, is used, substrates such as polycarbonate (hereinafter sometimes referred to as "PC") sheets are hardly damaged during application. , it is possible to form a precise and strong coating film surface with little bleeding.
  • glycol-based solvents generally have low toxicity and odor, they are effective for screen printing paints and optical member applications from the viewpoint of the working environment, and can be used as various inks, paints, conductive pastes, and resin compositions for 3D printers. preferred.
  • the resin composition of another preferred embodiment of the present invention it is possible to provide a polycarbonate resin solution with a higher concentration, so that it can be suitably used in technical fields that require a high concentration.
  • the resin composition of the first embodiment of the present invention is a polycarbonate resin containing a solvent represented by the above general formula (1) and a structural unit (a) represented by the following general formula (A) (wherein the following formula (i) excluding a polycarbonate homopolymer consisting only of structural units represented by (i)).
  • a polycarbonate homo obtained using only 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane hereinafter sometimes referred to as "BPA" as a raw material diol component.
  • BPA 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane
  • R 1 to R 8 are each independently hydrogen, fluorine, chlorine, bromine, iodine, an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, each optionally having a substituent, and carbon It represents an alkenyl group having 2 to 7 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 7 carbon atoms or an aralkyl group having 7 to 17 carbon atoms.
  • the "substituent” in the case of “may have a substituent” includes "a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms, a carbon an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 7 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 17 carbon atoms,” and the like (hereinafter the same).
  • X represents —O—, —S—, —SO—, —SO 2 —, —CO—, or a divalent group represented by any one of the following formulas (2) to (4).
  • R 9 and R 10 each independently represents hydrogen, halogen, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, each of which may have a substituent. , an aralkyl group having 7 to 17 carbon atoms, or an alkenyl group having 2 to 15 carbon atoms, or R 9 and R 10 are bonded to each other to form a carbocyclic ring having 3 to 20 carbon atoms or 1 carbon atom.
  • c represents an integer from 0 to 20;
  • R 11 and R 12 are each independently hydrogen, halogen, optionally substituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, aryl group having 6 to 12 carbon atoms. , an aralkyl group having 7 to 17 carbon atoms, or an alkenyl group having 2 to 15 carbon atoms, or R 11 and R 12 are bonded to each other to form a carbocyclic ring having 3 to 20 carbon atoms or 1 to Forms 20 heterocycles.
  • R 13 to R 22 each independently represent hydrogen or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.
  • the structural unit (a) represented by the general formula (A) is one or more selected from the group consisting of structural units represented by the following formulas (B) to (G). is preferably included.
  • the polycarbonate resin used in the resin composition of the first embodiment of the present invention is produced by reacting a bisphenol deriving the structural unit (a) represented by the general formula (A) with a carbonate-forming compound. It is something that can be done. Therefore, known methods used to produce polycarbonate resins derived from bisphenol A, such as direct reaction of bisphenols and phosgene (phosgene method), or transesterification reactions of bisphenols and bisaryl carbonates ( It can be produced using a method such as transesterification method).
  • phosgene method direct reaction of bisphenols and phosgene
  • transesterification reactions of bisphenols and bisaryl carbonates It can be produced using a method such as transesterification method.
  • the bisphenols which are raw material monomers for the polycarbonate resin used in the resin composition of the first embodiment of the present invention, are represented by the following general formula (A').
  • R 1 to R 4 , R 5 to R 8 and X are the same as those of general formula (A).
  • Specific examples of the monomer represented by the general formula (A′) include 4,4′-biphenyldiol, bis(4-hydroxyphenyl)methane, bis(2-hydroxyphenyl)methane, 2,4′- Dihydroxydiphenylmethane, bis(4-hydroxyphenyl)ether, bis(4-hydroxyphenyl)sulfone, 2,4'-dihydroxydiphenylsulfone, bis(2-hydroxyphenyl)sulfone, bis(4-hydroxy-3-methylphenyl) Sulfone, bis(4-hydroxyphenyl)sulfoxide, bis(4-hydroxyphenyl)sulfide, bis(4-hydroxyphenyl)ketone, 1,1-bis(4-hydroxyphenyl)ethane, 1,1-bis(4- hydroxyphenyl)-1-phenylethane, bis(4-hydroxypheny
  • BPC 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane
  • BPZ 1,1-bis(4-hydroxyphenyl)cyclohexane
  • BPAP 1,1-bis(4-hydroxyphenyl)-1-phenylethane
  • TMC 3,3,5-trimethyl-1,1-bis(4-hydroxyphenyl)cyclohexane
  • MIBK 2-bis(4-hydroxyphenyl)-4-methylpentane
  • the monomer represented by the general formula (A') and phosgene are usually reacted in the presence of an acid binder and a solvent.
  • the acid binder include pyridine and hydroxides of alkali metals such as sodium hydroxide and potassium hydroxide.
  • the solvent include methylene chloride and chloroform.
  • a catalyst such as a tertiary amine such as triethylamine or a quaternary ammonium salt such as benzyltriethylammonium chloride to promote the polycondensation reaction.
  • Monofunctional compounds such as benzotriazole and long-chain alkyl-substituted phenols are preferably added as molecular weight modifiers.
  • a small amount of an antioxidant such as sodium sulfite or hydrosulfite or a branching agent such as phloroglucin or isatin bisphenol may be added.
  • the reaction temperature is generally 0 to 150°C, preferably 5 to 40°C. Although the reaction time depends on the reaction temperature, it is usually 0.5 minutes to 10 hours, preferably 1 minute to 2 hours. Moreover, it is desirable to keep the pH of the reaction system at 10 or higher during the reaction.
  • the monomer represented by the general formula (A') and bisaryl carbonate are mixed and reacted at a high temperature under reduced pressure.
  • bisaryl carbonates include bisaryl carbonates such as diphenyl carbonate, di-p-tolyl carbonate, phenyl-p-tolyl carbonate, di-p-chlorophenyl carbonate, dinaphthyl carbonate, and the like. Two or more of these compounds can be used in combination.
  • the reaction is usually carried out at a temperature in the range of 150 to 350° C., preferably 200 to 300° C., and the degree of pressure reduction is preferably 1 mmHg or less at the end, and the bisaryl carbonate produced by the transesterification reaction is obtained. Phenols are distilled out of the system.
  • the reaction time depends on the reaction temperature, degree of pressure reduction, etc., but is usually about 1 to 24 hours.
  • the reaction is preferably carried out under an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon.
  • a molecular weight modifier, an antioxidant, or a branching agent may be added to carry out the reaction.
  • the polycarbonate resin used in the resin composition of the first embodiment of the present invention can maintain well-balanced solvent solubility, coatability, peelability, scratch resistance, impact resistance, etc. necessary as a coating film-forming resin. preferable.
  • the intrinsic viscosity ( ⁇ ) of the polycarbonate resin is preferably in the range of 0.3 to 2.0 dl/g, more preferably in the range of 0.35 to 1.5 dl/g.
  • the viscosity average molecular weight (Mv) of the polycarbonate resin is preferably in the range of 10,000 to 80,000, more preferably in the range of 15,000 to 50,000.
  • the intrinsic viscosity ( ⁇ ) and viscosity-average molecular weight (Mv) of the polycarbonate resin can be measured by the methods described in Examples below.
  • the mass ratio (solvent/polycarbonate resin) between the solvent and the polycarbonate resin in the resin composition of the first embodiment of the present invention is preferably 99.99/0.01 to 50/50, and 99/ It is more preferably 1 to 60/40, particularly preferably 95/5 to 70/30.
  • the blending amount of the solvent and the polycarbonate resin used in the present invention is within such a range, the solvent solubility and coatability are well-balanced, and workability and appearance are improved.
  • the resin composition of the first embodiment of the present invention is a solution obtained by dissolving the polycarbonate resin in a solvent (glycol-based organic solvent) represented by the following general formula (1), and in that state, the paint is generally called a clear color. becomes.
  • the resin composition of the first embodiment of the present invention may be made into a colored coating composition by further dissolving or dispersing a desired dye and/or pigment.
  • R a is hydrogen, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, and an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, each of which may have a substituent; group or an acyl group having 2 to 20 carbon atoms.
  • R a represents hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or an acyl group having 2 to 6 carbon atoms.
  • R b each optionally has a substituent, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, or carbon Represents an acyl group of numbers 2-20.
  • R b represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, or an acyl group having 2 to 6 carbon atoms.
  • R c to R f each independently represent hydrogen or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.
  • R c -R f represent hydrogen or a methyl group.
  • n represents an integer of 1-10, preferably an integer of 1-4, more preferably 2 or 3;
  • the solvent represented by the general formula (1) used in the present invention is ethylene glycol (all of R c to R f are hydrogen) or propylene glycol (any one of R c to R f is a methyl group). ) are preferred. Further, in the present invention, the solvent represented by the general formula (1) preferably contains one or more selected from the group consisting of glycol ether solvents, glycol ester solvents, and glyme solvents.
  • glycol ether solvent examples include ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol n-propyl ether, ethylene glycol mono-n-butyl ether, ethylene glycol mono-tert-butyl ether, and ethylene glycol monohexyl ether.
  • ethylene glycol monophenyl ether diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol n-propyl ether, diethylene glycol mono-n-butyl ether, diethylene glycol tert-butyl ether, diethylene glycol monohexyl ether, diethylene glycol monophenyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, tri Ethylene glycol monoethyl ether, triethylene glycol n-propyl ether, triethylene glycol mono n-butyl ether (butyl triglycol), triethylene glycol mono tert-butyl ether, triethylene glycol monohexyl ether, triethylene glycol monophenyl ether, etc. It is preferably mentioned. Among these, triethylene glycol mono-n-butyl ether (butyltriglycol) is more preferred. Two or more of these may be used in combination.
  • glycol ester solvent examples include ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate (butyl cellosolve acetate), diethylene glycol monoethyl ether acetate (ethyl carbitol acetate), diethylene glycol mono Butyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether propionate and the like are preferred.
  • ethylene glycol monobutyl ether acetate butyl cellosolve acetate
  • diethylene glycol monoethyl ether acetate ethyl carbitol acetate
  • the glyme-based solvent preferably include monoglyme, diglyme, triglyme, tetraglyme, ethylglyme, methylethyldiglyme, butyldiglyme, and dipropylene glycol dimethyl ether.
  • tetraglyme is more preferred. Two or more of these may be used in combination.
  • Glyme is a type of solvent classified as a glycol ether, and is characterized in that an alkyl group is ether-bonded to a diol (having two OH's).
  • triglyme has a structure obtained by methylating two hydroxy groups of triethylene glycol, and is represented by the following structural formula.
  • the solvent represented by the general formula (1) used in the present invention preferably has a boiling point of 140°C or higher, more preferably 140 to 300°C.
  • a resin composition of a second embodiment of the present invention is a resin composition containing a polycarbonate resin containing a structural unit (b) represented by the following general formula (A-1) and a hydroxy compound, wherein the hydroxy
  • the compound is the resin composition represented by the general formula (1a) or the general formula (1b).
  • the present inventors have found that in order to obtain a highly concentrated polycarbonate resin solution by dissolving a polymer in a solvent, the polymer to be used must have a small interaction between polymer chains and a site that interacts with the solvent. I thought the structure was good. Then, as shown below, the presence of F (fluorine) atoms in the polymer chain increases the distance between the polymer chains due to electron repulsion.
  • the polycarbonate resin used in the resin composition of the second embodiment of the present invention further includes a structural unit (a) represented by the following general formula (A) (provided that the above general formula (A-1) excluding the structural unit (b)).
  • the structural unit (a) represented by the general formula (A) has the same meaning as described in the resin composition of the first embodiment of the present invention.
  • the structural unit (a) represented by the general formula (A) is one or more selected from the group consisting of structural units represented by the following formulas (B) to (H). is preferably included.
  • the content ratio [(b)/(a)] of the structural unit (b) and the structural unit (a) is 50/50 to 50/50 in terms of molar ratio. It is preferably 100/0, more preferably 60/40 to 100/0.
  • the polycarbonate resin used in the resin composition of the second embodiment of the present invention can maintain well-balanced solvent solubility, coatability, peelability, scratch resistance, impact resistance, etc. necessary as a coating film-forming resin. preferable.
  • the intrinsic viscosity ( ⁇ ) of the polycarbonate resin is preferably in the range of 0.3 to 2.0 dl/g, more preferably in the range of 0.35 to 1.5 dl/g.
  • the viscosity average molecular weight (Mv) of the polycarbonate resin is preferably in the range of 10,000 to 80,000, more preferably in the range of 15,000 to 50,000.
  • the intrinsic viscosity ( ⁇ ) and viscosity-average molecular weight (Mv) of the polycarbonate resin can be measured by the methods described in Examples below.
  • the mass ratio of the polycarbonate resin and the hydroxy compound is preferably 1/99 to 50/50, and preferably 5/95 to 5/95. It is more preferably 50/50, still more preferably 5/95 to 30/70, and particularly preferably 7/93 to 13/87. If the mass ratio of the polycarbonate resin exceeds 50% by mass, the viscosity may become too high.
  • the resin composition of the second embodiment of the present invention is a solution obtained by dissolving the polycarbonate resin in a hydroxy compound (organic solvent) represented by the following general formula (1a) or (1b).
  • the paint is generally called a clear color.
  • the resin composition of the second embodiment of the present invention may be made into a colored coating composition by further dissolving or dispersing a desired dye and/or pigment.
  • R a is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, or an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, which may have a substituent. It represents 2 to 20 acyl groups.
  • R a represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, or an acyl group having 2 to 6 carbon atoms.
  • R b to R e each independently represent hydrogen or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.
  • R b to R e represent hydrogen or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, more preferably hydrogen or a methyl group.
  • n represents an integer of 1-10, preferably an integer of 1-4, more preferably 2 or 3;
  • R k represents an optionally branched C 3-20 alkyl group having a hydroxyl group, preferably an optionally branched C 3-10 alkyl group having a hydroxyl group represents a group.
  • hydroxy compounds used in the second embodiment of the present invention include, for example, butyl carbitol, ethyl carbitol, butyl cellosolve, 1-methoxy-2-propanol (also known as propylene glycol monomethyl ether), 1-ethoxy -2-propanol, 1-butoxy-2-propanol, 1-methoxy-2-butanol, 2-hydroxyethyl methacrylate (also known as methacrylic acid (2-hydroxyethyl)), diacetone alcohol and the like are preferred, and these is not limited to These compounds may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
  • more preferred hydroxy compounds include ethyl carbitol, butyl cellosolve, 1-methoxy-2-propanol (alias: propylene glycol monomethyl ether), 2-hydroxyethyl methacrylate (alias: methacrylic acid (2-hydroxyethyl)). , and diacetone alcohol, and more preferred hydroxy compounds include ethyl carbitol, 1-methoxy-2-propanol (a.k.a. propylene glycol monomethyl ether), 2-hydroxyethyl methacrylate (a.k.a. methacrylic acid (2-hydroxy ethyl)), and diacetone alcohol.
  • the hydroxy compound used in the second embodiment of the present invention preferably has a boiling point of 50°C or higher, more preferably 50 to 250°C.
  • pigments, dyes, colored particles, and particles having optical interference can be added in order to enhance the color effect.
  • pigments and dyes include organic pigments such as azo pigments and phthalocyanine pigments. Specific examples include Red No. 104, Red No. 106, Red No. 201, Red No. 202, Red No. 204, and Red No. 215. , Red No. 220, Orange No. 203, Orange No. 204, Blue No. 1, Blue No. 404, Yellow No. 205, Yellow No. 401, Yellow No. 405, and the like.
  • mica titanium, titanium oxide, iron oxide, tin oxide, zirconium oxide, chromium oxide, bismuth oxychloride, silica, chromium, titanium nitride, titanium, and magnesium fluoride are used to create white, pearl, metallic, and lame effects.
  • gold, silver, nickel, etc. can also be used.
  • Particles having optical coherence are particles that enhance color effects by reflecting or scattering light, and examples thereof include glass beads, minute seashells, mica, and the like. These are preferably added in the range of 0.0001 to 10.0% by mass to the resin composition as desired.
  • a rust inhibitor, an antioxidant, a dispersant, an ultraviolet absorber, an antifoaming agent, a leveling agent, or the like may be added.
  • the viscosity of the resin composition of the first embodiment of the present invention can be arbitrarily set depending on the desired application, but it is preferably in the range of 20 to 200,000 mPa s, more preferably in the range of 50 to 20,000 mPa s. preferable.
  • the viscosity of the resin composition of the second embodiment of the present invention can be arbitrarily set depending on the desired application, but it is preferably in the range of 5 to 200,000 mPa s, more preferably in the range of 10 to 20,000 mPa s. It is preferably in the range of 10 to 5,000 mPa ⁇ s, more preferably in the range of 10 to 1,000 mPa ⁇ s, and particularly preferably in the range of 10 to 100 mPa ⁇ s.
  • a method for measuring the viscosity for example, it can be measured at a measurement temperature of 25° C. using a vibrating viscometer (CJV5000) manufactured by A&D Co., Ltd.
  • the coating film thickness after the resin composition of the first embodiment or the second embodiment of the present invention is applied and dried is preferably in the range of 1 to 200 ⁇ m thick, more preferably in the range of 5 to 120 ⁇ m thick. is more preferable, and a thickness in the range of 10 to 60 ⁇ m is particularly preferable.
  • a coating thickness of 1 ⁇ m or more can ensure surface protection strength as a coating film, and a coating thickness of 200 ⁇ m or less is preferable because peeling due to contraction of the coating film can be suppressed.
  • Another embodiment of the present invention is a printing ink, a resin solution for 3D printers, a conductive paste, and a coating solution, which contain the resin composition of the first or second embodiment of the present invention.
  • Yet another embodiment of the present invention is a film formed from the resin composition of the first or second embodiment of the present invention.
  • the resin composition of the first embodiment of the present invention has low toxicity and is excellent in stability (no erosion) and uniformity with respect to the substrate when applied, and thus is particularly excellent in the above-mentioned uses.
  • PTBP pt-butylphenol
  • the resulting polymer solution was added dropwise to warm water maintained at 45° C., and the solvent was removed by evaporation to obtain a white powdery precipitate.
  • the resulting precipitate was filtered and dried at 105° C. for 24 hours to obtain polymer powder.
  • a 0.5 g/dl solution of this polymer in methylene chloride as a solvent had an intrinsic viscosity of 0.65 dl/g at 20°C.
  • PC-1 polycarbonate resin having a carbonate bond
  • Examples 1 to 13, Comparative Examples 1 to 3 5 g of each of the polycarbonate (PC) resins and 45 g of solvent obtained in Synthesis Examples 1 to 9 described above were added to a mayonnaise bottle in the combinations shown in Table 1 below, and stirred with a shaker to produce resin compositions.
  • the resin compositions of Examples 1 to 13 and Comparative Examples 1 to 3 thus obtained were subjected to the following tests and measurements of physical properties. The results are shown in Table 1 below.
  • ⁇ Viscosity of resin composition > The viscosity of the resin composition was measured at 25° C. using a vibrating viscometer (CJV5000, manufactured by A&D Co., Ltd.).
  • ⁇ PC coating film evaluation> (Preparation of coating film) A PC sheet (NF-2000, manufactured by Mitsubishi Engineering-Plastics Co., Ltd.) was prepared, and the resin composition prepared above was applied onto this PC sheet using a gap coater having a thickness of 60 ⁇ m. After coating, drying was performed at 120° C. for 1 minute in a box-type hot air dryer to form a coating film. (Slip during coating film formation) It was evaluated as follows.
  • ECA Ethyl carbitol acetate
  • BCsA butyl cellosolve acetate
  • TGM Tetraglyme
  • BTG butyl triglycol
  • PGMEA Propylene glycol monomethyl ether acetate
  • DMAc N,N-dimethylacetamide (non-glycol solvent)
  • the N,N-dimethylacetamide (non-glycol solvent) used in Comparative Example 2 showed good solubility in polycarbonate resin, but its solution viscosity was remarkably low, and the slippage during coating film formation was poor. Bleeding after film formation was also common. Moreover, the resin composition of Comparative Example 2 corroded the PC substrate. The isophorone (non-glycol solvent) used in Comparative Example 3 took a long time to dissolve the polycarbonate resin, and the resin composition corroded the PC substrate.
  • PTBP pt-butylphenol
  • a solution of this polymer with a concentration of 0.5 g/dl in methylene chloride as a solvent had an intrinsic viscosity at 20° C. of 0.33 dl/g and a viscosity-average molecular weight (Mv) of 15,300.
  • PC-10 polycarbonate resin having a carbonate bond
  • Synthesis Example 12 Polymerization was carried out in the same manner as in Synthesis Example 10, except that 54.0 g of BPAF and 28.7 g of 1,1-bis(4-hydroxyphenyl)cyclohexane (hereinafter abbreviated as "BPZ”: manufactured by Taoka Chemical Co., Ltd.) were used at the same time. was performed to obtain a polycarbonate resin (Mv: 17600, hereinafter abbreviated as “PC-12”).
  • BPZ 1,1-bis(4-hydroxyphenyl)cyclohexane
  • Table 2 shows the weights of the raw material monomers and terminal terminator, the copolymerization ratio (mol%), and the viscosity-average molecular weight (Mv) of the obtained polycarbonate resin.
  • Example 14-1 to 20-4, Comparative Examples 4-1 to 11-5 4.0 g of PC-10 obtained in Synthesis Example 10 as a polycarbonate resin and 36.0 g of ethyl carbitol as a hydroxy compound were added to a mayonnaise bottle and stirred with a shaker for 24 hours to obtain a resin solution. Resin solutions of other Examples and Comparative Examples were obtained in the same manner as in Example 14-1 using the polycarbonate resins and hydroxy compounds shown in Table 3. The solubility test shown below was performed on the resin solutions of Examples 4-1 to 20-4 and Comparative Examples 4-1 to 11-5 thus obtained. Table 3 shows the results.
  • Table 3 shows the viscosity and transmittance of the resin solutions obtained in Examples 14-2, 15-2, 16-2, 17-2, 18-2, 19-2, and 20-2, which were measured by the following methods. shown in Similarly, the viscosity and transmittance of the resin solution obtained in Comparative Example 11-2 were measured, but undissolved resin was present and the resin solution could not be evaluated.
  • ⁇ Glass transition temperature> The glass transition temperature of the obtained polycarbonate resin was measured using a differential scanning calorimeter (DSC). Measuring instrument: Shimadzu Corporation differential scanning calorimeter (DSC) DSC-50 Heating rate: 10°C/min Gas flow environment: Nitrogen 20ml/min Sample pretreatment: Heating and melting at 300°C
  • ⁇ Transmittance of resin solution> The transmittance of the resulting resin solution was measured using a spectrophotometer. Measuring instrument: UV-1280 ultraviolet-visible spectrophotometer manufactured by Shimadzu Corporation Cell: 1 cm quartz cell Measurement wavelength: 800 nm Measurement procedure: In photometric mode, the transmittance of the resin solution was measured after zero point correction at 800 nm with propylene glycol monomethyl ether (PGM).
  • PGM propylene glycol monomethyl ether
  • the resin composition of the first embodiment of the present invention is a resin composition obtained by dissolving a specific polycarbonate resin that is highly soluble in a specific glycol-based solvent, and has low toxicity and an appropriate viscosity.
  • it is suitable for paints, inks, and conductive pastes because it does not corrode substrates to a small extent.
  • the resin composition of the second embodiment of the present invention can provide a polycarbonate resin solution with a higher concentration, it is suitable for applications that require a high concentration, such as paints, inks, and conductive pastes. .

Abstract

本発明によれば、下記一般式(1)で表される溶剤と、下記一般式(A)で表される構成単位(a)を含むポリカーボネート樹脂(但し、下記式(i)で表される構成単位のみからなるポリカーボネートホモポリマーを除く)と、を含む樹脂組成物を提供することができる。(式(1)中、Raは水素などを表し;Rbは、それぞれ置換基を有してもよい炭素数1~20のアルキル基などを表し;Rc~Rfは、それぞれ独立に水素などを表し;nは1~10の整数を表す。)(式(A)中、R1~R8は、それぞれ独立に水素などを表す。Xは、-O-などを表す。)

Description

樹脂組成物並びにそれを用いた印刷用インキ及び導電性ペースト
 本発明は、毒性が低く、塗布した際に基材に対する安定性(浸食がないこと)や均一性に優れた樹脂組成物、及びより高濃度のポリカーボネート樹脂溶液、並びにそれらを用いた印刷用インキ、3Dプリンター用樹脂溶液、導電性ペースト、コーティング溶液及びフィルムに関する。
 特定のポリカーボネート樹脂を有機溶媒に溶解し、インキや塗料等として用いる用途が知られており、様々な有機溶媒が用いられている。近年、ハロゲン系有機溶媒やトルエン、1,4-ジオキサンなどヒトへの安全性に懸念がある溶剤からより安全性の高い溶剤への切り替えが進んでいる(特許文献1)。
 さらに塗膜の生産性や、基材に対する安定性(浸食がないこと)や均一性といった塗膜の品質向上も求められている。また、高強度であるポリカーボネート樹脂の特性を活かすために、より高濃度のポリカーボネート樹脂溶液が求められている。
WO2018/123282号公報
 本発明は、毒性が低く、塗布した際に基材に対する安定性(浸食がないこと)や均一性に優れた樹脂組成物を提供することを課題とする。また、本発明は、より高濃度のポリカーボネート樹脂溶液を提供することを課題とする。
 本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、特定の有機溶剤に対し、特定の構成単位を含むポリカーボネート樹脂を溶解することによって、毒性が低く、塗布した際に基材に対する安定性(浸食がないこと)や均一性に優れた樹脂組成物が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。また、本発明者らは、フッ素原子を含む特定のポリカーボネート樹脂と、特定のヒドロキシ化合物とを組み合わせることにより、高濃度のポリカーボネート樹脂溶液が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
 すなわち、本発明は、以下の通りである。
<1> 下記一般式(1)で表される溶剤と、下記一般式(A)で表される構成単位(a)を含むポリカーボネート樹脂(但し、下記式(i)で表される構成単位のみからなるポリカーボネートホモポリマーを除く)と、を含む樹脂組成物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
(式中、Rは、水素、それぞれ置換基を有してもよい、炭素数1~20のアルキル基、炭素数6~20のアリール基、炭素数2~20のアルケニル基、炭素数7~20のアラルキル基又は炭素数2~20のアシル基を表し;
は、それぞれ置換基を有してもよい、炭素数1~20のアルキル基、炭素数6~20のアリール基、炭素数2~20のアルケニル基、炭素数7~20アラルキル基又は炭素数2~20のアシル基を表し;
~Rは、それぞれ独立に、水素、又は炭素数1~3のアルキル基を表し;
nは1~10の整数を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
(式中、R1~R8は、それぞれ独立に、水素、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素、それぞれ置換基を有してもよい、炭素数1~7のアルキル基、炭素数6~12のアリール基、炭素数2~7のアルケニル基、炭素数1~7のアルコキシ基又は炭素数7~17のアラルキル基を表す。Xは、-O-、-S-、-SO-、-SO-、-CO-、又は下記式(2)~(4)のいずれかで示される二価の基を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
(式(2)~(4)中、R及びR10は、それぞれ独立に、水素、ハロゲン、それぞれ置換基を有してもよい、炭素数1~20のアルキル基、炭素数1~5のアルコキシ基、炭素数6~12のアリール基、炭素数7~17のアラルキル基、又は炭素数2~15のアルケニル基を表すか、または、
及びR10は、互いに結合して、炭素数3~20の炭素環又は炭素数1~20の複素環を形成し;
cは0~20の整数を表し;
11及びR12は、それぞれ独立に、水素、ハロゲン、置換基を有してもよい、炭素数1~20のアルキル基、炭素数1~5のアルコキシ基、炭素数6~12のアリール基、炭素数7~17のアラルキル基、又は炭素数2~15のアルケニル基を表すか、または、
11及びR12は、互いに結合して、炭素数3~20の炭素環又は炭素数1~20の複素環を形成し;
13~R22は、それぞれ独立に、水素、又は炭素数1~3のアルキル基を表す。)
<2> 前記溶剤と前記ポリカーボネート樹脂との質量比(溶剤/ポリカーボネート樹脂)が、99.99/0.01~50/50である、上記<1>に記載の樹脂組成物である。
<3> 前記一般式(A)が、下記式(B)~(G)からなる群より選ばれる1種以上を含む、上記<1>または<2>に記載の樹脂組成物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
<4> 前記溶剤の沸点が、140℃以上である、上記<1>~<3>のいずれかに記載の樹脂組成物である。
<5> 前記一般式(1)中、Rは、水素、炭素数1~6のアルキル基、又は炭素数2~6のアシル基を表し、Rは、炭素数1~6のアルキル基、炭素数6~10のアリール基、又は炭素数2~6のアシル基を表し、R~Rは、水素又はメチル基を表し、nは1~4の整数を表す、上記<1>~<4>のいずれかに記載の樹脂組成物である。
<6> 前記一般式(1)中のnが、2又は3である、上記<5>に記載の樹脂組成物である。
<7> 前記一般式(1)で表される溶剤が、グリコールエーテル系溶媒、グリコールエステル系溶媒、及びグライム系溶媒からなる群より選択される1種以上を含有する、上記<1>~<4>のいずれかに記載の樹脂組成物である。
<8> 下記一般式(A-1)で表される構成単位(b)を含むポリカーボネート樹脂と、ヒドロキシ化合物とを含む樹脂組成物であって、
 前記ヒドロキシ化合物が、下記一般式(1a)又は下記一般式(1b)で表される、前記樹脂組成物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
(式(1a)中、Rは、置換基を有してもよい、炭素数1~20のアルキル基、炭素数6~20のアリール基、炭素数2~20のアルケニル基、炭素数7~20のアラルキル基又は炭素数2~20のアシル基を表し;
~Rは、それぞれ独立に、水素、又は炭素数1~10のアルキル基を表し;
nは1~10の整数を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
(式(1b)中、Rは、水酸基を有する、分岐してもよい炭素数3~20のアルキル基を表す。)
<9> 前記ポリカーボネート樹脂が、さらに下記一般式(A)で表される構成単位(a)(ただし、前記一般式(A-1)で表される構成単位(b)を除く。)を含む、上記<8>に記載の樹脂組成物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
(式(A)中、R1~R8は、それぞれ独立に、水素、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素、それぞれ置換基を有してもよい、炭素数1~7のアルキル基、炭素数6~12のアリール基、炭素数2~7のアルケニル基、炭素数1~7のアルコキシ基又は炭素数7~17のアラルキル基を表す。Xは、-O-、-S-、-SO-、-SO-、-CO-、又は下記式(2)~(4)のいずれかで示される二価の基を表す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
(式(2)~(4)中、R及びR10は、それぞれ独立に、水素、ハロゲン、それぞれ置換基を有してもよい、炭素数1~20のアルキル基、炭素数1~5のアルコキシ基、炭素数6~12のアリール基、炭素数7~17のアラルキル基、又は炭素数2~15のアルケニル基を表すか、または、
及びR10は、互いに結合して、炭素数3~20の炭素環又は炭素数1~20の複素環を形成し;
cは0~20の整数を表し;
11及びR12は、それぞれ独立に、水素、ハロゲン、置換基を有してもよい、炭素数1~20のアルキル基、炭素数1~5のアルコキシ基、炭素数6~12のアリール基、炭素数7~17のアラルキル基、又は炭素数2~15のアルケニル基を表すか、または、
11及びR12は、互いに結合して、炭素数3~20の炭素環又は炭素数1~20の複素環を形成し;
13~R22は、それぞれ独立に、水素、又は炭素数1~3のアルキル基を表す。)
<10> 前記一般式(A)が、下記式(B)~(H)からなる群より選ばれる1種以上を含む、上記<8>または<9>に記載の樹脂組成物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
<11> 前記構成単位(b)と前記構成単位(a)との含有量比〔(b)/(a)〕が、モル比で、50/50~100/0である、上記<9>又は<10>に記載の樹脂組成物である。
<12> 前記ポリカーボネート樹脂と前記ヒドロキシ化合物との質量比(ポリカーボネート樹脂/ヒドロキシ化合物)が、1/99~50/50である、上記<8>~<11>のいずれかに記載の樹脂組成物である。
<13> 前記ヒドロキシ化合物の沸点が、50℃以上である、上記<8>~<12>のいずれかに記載の樹脂組成物である。
<14> 前記ヒドロキシ化合物が、ブチルカルビトール、エチルカルビトール、ブチルセロソルブ、1-メトキシ-2-プロパノール、1-エトキシ-2-プロパノール、1-ブトキシ-2-プロパノール、1-メトキシ-2-ブタノール、2-ヒドロキシエチルメタクリレート、及びジアセトンアルコールからなる群より選ばれる1種以上である、上記<8>~<13>のいずれかに記載の樹脂組成物である。
<15> 前記樹脂組成物が樹脂溶液である、上記<8>~<14>のいずれかに記載の樹脂組成物である。
<16> 上記<1>~<15>のいずれかに記載の樹脂組成物を含む、印刷用インキである。
<17> 上記<1>~<15>のいずれかに記載の樹脂組成物を含む、3Dプリンター用樹脂溶液である。
<18> 上記<1>~<15>のいずれかに記載の樹脂組成物を含む、導電性ペーストである。
<19> 上記<1>~<15>のいずれかに記載の樹脂組成物を含む、コーティング溶液である。
<20> 上記<1>~<15>のいずれかに記載の樹脂組成物から成形される、フィルムである。
 本発明の好ましい態様の樹脂組成物によれば、弱溶媒であるグリコール系溶剤を使用しているため、塗布時にポリカーボネート(以下、「PC」と称する場合がある)シート等の基材を侵しにくく、滲みが少ない精密で強度の強い塗膜面を形成することができる。また、グリコール系溶剤は一般に毒性や臭気が低いため、作業環境の面からもスクリーン印刷用塗料や光学部材用途に有効であり、各種インキ、塗料、導電性ペースト、3Dプリンター用の樹脂組成物として好適である。更に、本発明の別の好ましい態様の樹脂組成物によれば、より高濃度のポリカーボネート樹脂溶液を提供することができるため、高濃度が要求される技術分野への利用ができ好適である。
 以下、本発明について実施形態及び例示物等を示して詳細に説明するが、本発明は以下に示す実施形態及び例示物等に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において任意に変更して実施できる。
[第1実施形態の樹脂組成物]
 本発明の第1実施形態の樹脂組成物は、上記一般式(1)で表される溶剤と、下記一般式(A)で表される構成単位(a)を含むポリカーボネート樹脂(但し、下記式(i)で表される構成単位のみからなるポリカーボネートホモポリマーを除く)と、を含む樹脂組成物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
 後述する比較例1に示されるように、原料のジオール成分として、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン(以下、「BPA」と称する場合がある)のみを用いて得られたポリカーボネートホモポリマーは、本発明で使用されるグリコール系溶剤に溶解しないため、当該樹脂を使用することはできない。ただし、後述する実施例8に示されるように、原料のジオール成分としてBPAを使用した場合であっても、本発明で規定されるその他のジオール成分と共に使用してポリカーボネート共重合体とした場合には、当該共重合体を使用することは可能である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
 一般式(A)中、
 R1~R8は、それぞれ独立に、水素、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素、それぞれ置換基を有してもよい、炭素数1~7のアルキル基、炭素数6~12のアリール基、炭素数2~7のアルケニル基、炭素数1~7のアルコキシ基又は炭素数7~17のアラルキル基を表す。
 なお、本明細書において、「置換基を有してもよい」という場合の「置換基」としては、「フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、炭素数1~7のアルキル基、炭素数6~12のアリール基、炭素数2~7のアルケニル基、炭素数1~5のアルコキシ基、炭素数7~17のアラルキル基」などが挙げられる(以下同様)。
 Xは、-O-、-S-、-SO-、-SO-、-CO-、又は下記式(2)~(4)のいずれかで示される二価の基を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
 式(2)~(4)中、
 R及びR10は、それぞれ独立に、水素、ハロゲン、それぞれ置換基を有してもよい、炭素数1~20のアルキル基、炭素数1~5のアルコキシ基、炭素数6~12のアリール基、炭素数7~17のアラルキル基、又は炭素数2~15のアルケニル基を表すか、または、R及びR10は、互いに結合して、炭素数3~20の炭素環又は炭素数1~20の複素環を形成し、
 cは0~20の整数を表す。
 R11及びR12は、それぞれ独立に、水素、ハロゲン、置換基を有してもよい、炭素数1~20のアルキル基、炭素数1~5のアルコキシ基、炭素数6~12のアリール基、炭素数7~17のアラルキル基、又は炭素数2~15のアルケニル基を表すか、または、R11及びR12は、互いに結合して、炭素数3~20の炭素環又は炭素数1~20の複素環を形成する。
 R13~R22は、それぞれ独立に、水素、又は炭素数1~3のアルキル基を表す。
 本発明の第1実施形態において、前記一般式(A)で表される構成単位(a)は、下記式(B)~(G)で表される構成単位からなる群より選ばれる1種以上を含むことが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
<ポリカーボネート樹脂>
 本発明の第1実施形態の樹脂組成物に用いるポリカーボネート樹脂は、前記一般式(A)で表される構成単位(a)を誘導するビスフェノール類と炭酸エステル形成化合物とを反応させることによって、製造することができるものである。従って、ビスフェノールAから誘導されるポリカーボネート樹脂を製造する際に用いられている公知の方法、例えばビスフェノール類とホスゲンとの直接反応(ホスゲン法)、あるいはビスフェノール類とビスアリールカーボネートとのエステル交換反応(エステル交換法)などの方法を用いて製造することができる。
 本発明の第1実施形態の樹脂組成物に用いるポリカーボネート樹脂の原料モノマーとなるビスフェノール類は、下記一般式(A’)で示されるものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
(式中、R~R、R~RおよびXは、それぞれ一般式(A)のものと同じである。)
 上記一般式(A’)で示されるモノマーとしては、具体的には、4,4’-ビフェニルジオール、ビス(4-ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(2-ヒドロキシフェニル)メタン、2,4’-ジヒドロキシジフェニルメタン、ビス(4-ヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(4-ヒドロキシフェニル)スルホン、2,4’-ジヒドロキシジフェニルスルホン、ビス(2-ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(4-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)スルホン、ビス(4-ヒドロキシフェニル)スルホキシド、ビス(4-ヒドロキシフェニル)スルファイド、ビス(4-ヒドロキシフェニル)ケトン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)エタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1-フェニルエタン、ビス(4-ヒドロキシフェニル)ジフェニルメタン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)プロパン、1,1-ビス(4-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)エタン、ビス(4-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)メタン、2,2-ビス(4-ヒドロキシ-3-t-ブチルフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ブタン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、1,1-ビス(4-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)シクロヘキサン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロウンデカン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロドデカン、2,2-ビス(4-ヒドロキシ-3-アリルフェニル)プロパン、3,3,5-トリメチル-1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、9,9-ビス(4-ヒドロキシ-3-エチルフェニル)フルオレン、9,9-ビス(4-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)フルオレン、9,9-ビス(4-ヒドロキシフェニル)フルオレン、α,ω-ビス[3-(o-ヒドロキシフェニル)プロピル]ポリジメチルジフェニルランダム共重合シロキサン、α,ω-ビス[3-(o-ヒドロキシフェニル)プロピル]ポリジメチルシロキサン、4,4’-[1,4-フェニレンビス(1-メチルエチリデン)]ビスフェノール、4,4’-[1,3-フェニレンビス(1-メチルエチリデン)]ビスフェノール、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ブタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-2-エチルヘキサン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-2-メチルプロパン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-4-メチルペンタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)デカン、1,3-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-5,7-ジメチルアダマンタンなどが例示される。これらは、2種類以上併用することも可能である。
 これらの中でも特に、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン(BPC)、2,2-ビス(4-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)プロパン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン(BPZ)、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1-フェニルエタン(BPAP)、3,3,5-トリメチル-1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン(TMC)、及び2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-4-メチルペンタン(MIBK)が好ましい。
 ホスゲン法においては、通常、酸結合剤および溶媒の存在下において、前記一般式(A’)で示されるモノマーとホスゲンとを反応させる。酸結合剤としては、例えばピリジンや、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が用いられ、また溶媒としては、例えば塩化メチレン、クロロホルムなどが用いられる。さらに、縮重合反応を促進するために、トリエチルアミンのような第三級アミンまたはベンジルトリエチルアンモニウムクロライド等の第四級アンモニウム塩などの触媒を加えることが好ましい。また、重合度調節には、フェノール、p-t-ブチルフェノール、p-クミルフェノール、p-ヒドロキシフェネチルアルコール、2-[2-ヒドロキシ-5-[2-(メタクリロイルオキシ)エチル]フェニル]-2H-ベンゾトリアゾールおよび長鎖アルキル置換フェノール等の一官能基化合物を分子量調節剤として加えることが好ましい。また、所望に応じ亜硫酸ナトリウム、ハイドロサルファイトなどの酸化防止剤や、フロログルシン、イサチンビスフェノールなどの分岐化剤を少量添加してもよい。反応は、通常0~150℃、好ましくは5~40℃の範囲とするのが適当である。反応時間は反応温度によって左右されるが、通常0.5分~10時間、好ましくは1分~2時間である。また、反応中は、反応系のpHを10以上に保持することが望ましい。
 一方、エステル交換法においては、前記一般式(A’)で示されるモノマーとビスアリールカーボネートとを混合し、減圧下で高温において反応させる。ビスアリールカーボネートの例としては、ジフェニルカーボネート、ジ-p-トリルカーボネート、フェニル-p-トリルカーボネート、ジ-p-クロロフェニルカーボネート、ジナフチルカーボネートなどのビスアリルカーボネートが挙げられる。これらの化合物は2種類以上併用して使用することも可能である。反応は、通常150~350℃、好ましくは200~300℃の範囲の温度において行われ、また、減圧度は最終で好ましくは1mmHg以下にして、エステル交換反応により生成した該ビスアリールカーボネートから由来するフェノール類を系外へ留去させる。反応時間は反応温度や減圧度などによって左右されるが、通常1~24時間程度である。反応は窒素やアルゴンなどの不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。また、所望に応じ、分子量調節剤、酸化防止剤や分岐化剤を添加して反応を行ってもよい。
 本発明の第1実施形態の樹脂組成物に用いられるポリカーボネート樹脂は、塗膜形成樹脂としての必要な溶剤溶解性、塗布性、剥離性、耐傷性、耐衝撃性等をバランス良く保持することが好ましい。樹脂の極限粘度の下限値を所定以上の値とすることで耐傷性や耐衝撃性強度が向上し、極限粘度の上限値を所定以下の値とすることで溶剤溶解性の低下と溶液粘度上昇が抑えられ、塗布性が維持される。ポリカーボネート樹脂の極限粘度(η)は、0.3~2.0dl/gの範囲であることが好ましく、0.35~1.5dl/gの範囲であることがさらに好ましい。一方、ポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量(Mv)は、10000~80000の範囲であることが好ましく、15000~50000の範囲であることがさらに好ましい。ポリカーボネート樹脂の極限粘度(η)や粘度平均分子量(Mv)は、後述する実施例に記載された方法によって測定することができる。
 本発明の第1実施形態の樹脂組成物中の上記溶剤と上記ポリカーボネート樹脂との質量比(溶剤/ポリカーボネート樹脂)は、99.99/0.01~50/50であることが好ましく、99/1~60/40であることがより好ましく、95/5~70/30であることが特に好ましい。本発明で使用される溶剤とポリカーボネート樹脂との配合量がかかる範囲内であると、溶剤溶解性と塗布性がバランスよく、作業性と外観が向上する。
<グリコール系有機溶剤>
 本発明の第1実施形態の樹脂組成物は、上記ポリカーボネート樹脂を下記一般式(1)で表される溶剤(グリコール系有機溶剤)に溶解した溶液であり、その状態では一般にクリアー色と呼ばれる塗料となる。本発明の第1実施形態の樹脂組成物は、さらに所望の染料および/または顔料を溶解または分散させることで、着色した塗料組成物としてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
 一般式(1)中、
 Rは、水素、それぞれ置換基を有してもよい、炭素数1~20のアルキル基、炭素数6~20のアリール基、炭素数2~20のアルケニル基、炭素数7~20のアラルキル基又は炭素数2~20のアシル基を表す。好ましくは、Rは、水素、炭素数1~6のアルキル基、又は炭素数2~6のアシル基を表す。
 Rは、それぞれ置換基を有してもよい、炭素数1~20のアルキル基、炭素数6~20のアリール基、炭素数2~20のアルケニル基、炭素数7~20アラルキル基又は炭素数2~20のアシル基を表す。好ましくは、Rは、炭素数1~6のアルキル基、炭素数6~10のアリール基、又は炭素数2~6のアシル基を表す。
 R~Rは、それぞれ独立に、水素、又は炭素数1~3のアルキル基を表す。好ましくは、R~Rは、水素又はメチル基を表す。
 nは、1~10の整数を表し、好ましくは1~4の整数を表し、より好ましくは2又は3を表す。
 本発明で使用される前記一般式(1)で表される溶剤は、エチレングリコール(R~Rの全てが水素)、もしくはプロピレングリコール(R~Rのうちいずれか一つがメチル基)から誘導されるものが好ましい。
 また、本発明において、前記一般式(1)で表される溶剤は、グリコールエーテル系溶媒、グリコールエステル系溶媒、及びグライム系溶媒からなる群より選択される1種以上を含有することが好ましい。
 上記グリコールエーテル系溶媒の具体例としては、例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールn-プロピルエーテル、エチレングリコールモノn-ブチルエーテル、エチレングリコールモノtert-ブチルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、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モノエチルエーテル、ジエチレングリコールn-プロピルエーテル、ジエチレングリコールモノn-ブチルエーテル、ジエチレングリコールtert-ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノフェニルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールn-プロピルエーテル、トリエチレングリコールモノn-ブチルエーテル(ブチルトリグリコール)、トリエチレングリコールモノtert-ブチルエーテル、トリエチレングリコールモノヘキシルエーテル、トリエチレングリコールモノフェニルエーテルなどが好ましく挙げられる。これらの中でも、トリエチレングリコールモノn-ブチルエーテル(ブチルトリグリコール)がより好ましく挙げられる。これら2つ以上を組み合わせて用いてもよい。
 上記グリコールエステル系溶媒の具体例としては、例えば、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート(ブチルセロソルブアセテート)、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート(エチルカルビトールアセテート)、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネートなどが好ましく挙げられる。これらの中でも、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート(ブチルセロソルブアセテート)、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート(エチルカルビトールアセテート)がより好ましく挙げられる。これら2つ以上を組み合わせて用いてもよい。
 上記グライム系溶媒の具体例としては、例えば、モノグライム、ジグライム、トリグライム、テトラグライム、エチルグライム、メチルエチルジグライム、ブチルジグライム、ジプロピレングリコールジメチルエーテルなどが好ましく挙げられる。これらの中でも、テトラグライムがより好ましく挙げられる。これら2つ以上を組み合わせて用いてもよい。
 なお、グライムとは、グリコールエーテル類に分類される溶剤の一種であり、ジオール(OHが2つついたもの)にアルキル基がエーテル結合しているのが特徴である。例えば、トリグライムは、トリエチレングリコールの2つのヒドロキシ基をメチル化した構造を持っており、以下の構造式で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
 本発明で使用される前記一般式(1)で表される溶剤は、沸点が140℃以上であることが好ましく、140~300℃であることがより好ましい。
[第2実施形態の樹脂組成物]
 本発明の第2実施形態の樹脂組成物は、下記一般式(A-1)で表される構成単位(b)を含むポリカーボネート樹脂と、ヒドロキシ化合物とを含む樹脂組成物であって、前記ヒドロキシ化合物が、上記一般式(1a)又は上記一般式(1b)で表される、前記樹脂組成物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
 本発明者らは、ポリマーを溶剤に溶解させて、より高濃度のポリカーボネート樹脂溶液を得るためには、用いるポリマーの要件として、ポリマー鎖同士の相互作用が小さく、溶剤と相互作用する部位がある構造がよいと考えた。そして、以下に示すように、ポリマー鎖中にF(フッ素)原子があることにより、電子反発でポリマー鎖間の距離が増大すると考え、以下に示すビスフェノールAF系ポリカーボネート樹脂に着目した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
 次に、用いる溶剤の要件として、ポリマーと相互作用する部位がある構造であることがよいと考えた。そして、以下に示すように、溶剤中に水酸基(OH)があることで、ポリマー中のF(フッ素)原子と水素結合し、これにより、ポリマーと溶剤の親和性が向上できると考えた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
 一方、以下に示すように、イソプロピルアルコールやエタノールでは分子内水素結合が働かず、溶媒分子間での水素結合による相互作用が大きい。つまり、溶媒分子間の結び付きが強くポリカーボネート樹脂の溶解性は悪くなると考えた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
 最終的に、本発明者らは、以下に示すように、エーテル酸素等、隣接官能基の効果で分子内水素結合を形成し、溶媒分子間での相互作用が小さい溶媒が好ましいとの結論に至った。これにより、ポリカーボネート樹脂との相溶性が向上できると考えられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
1-メトキシ-2-プロパノール(別名;プロピレングリコールモノメチルエーテル)
 本発明の第2実施形態の樹脂組成物で使用されるポリカーボネート樹脂は、さらに下記一般式(A)で表される構成単位(a)(ただし、前記一般式(A-1)で表される構成単位(b)を除く。)を含むことも好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
 ここで、上記一般式(A)で表される構成単位(a)は、本発明の第1実施形態の樹脂組成物で説明したものと同義である。
 本発明の第2実施形態において、前記一般式(A)で表される構成単位(a)は、下記式(B)~(H)で表される構成単位からなる群より選ばれる1種以上を含むことが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
 本発明の第2実施形態の樹脂組成物において、前記構成単位(b)と前記構成単位(a)との含有量比〔(b)/(a)〕は、モル比で、50/50~100/0であることが好ましく、60/40~100/0であることがより好ましい。
 本発明の第2実施形態の樹脂組成物に用いられるポリカーボネート樹脂は、塗膜形成樹脂としての必要な溶剤溶解性、塗布性、剥離性、耐傷性、耐衝撃性等をバランス良く保持することが好ましい。樹脂の極限粘度の下限値を所定以上の値とすることで耐傷性や耐衝撃性強度が向上し、極限粘度の上限値を所定以下の値とすることで溶剤溶解性の低下と溶液粘度上昇が抑えられ、塗布性が維持される。ポリカーボネート樹脂の極限粘度(η)は、0.3~2.0dl/gの範囲であることが好ましく、0.35~1.5dl/gの範囲であることがさらに好ましい。一方、ポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量(Mv)は、10000~80000の範囲であることが好ましく、15000~50000の範囲であることがさらに好ましい。ポリカーボネート樹脂の極限粘度(η)や粘度平均分子量(Mv)は、後述する実施例に記載された方法によって測定することができる。
 本発明の第2実施形態の樹脂組成物において、前記ポリカーボネート樹脂と前記ヒドロキシ化合物との質量比(ポリカーボネート樹脂/ヒドロキシ化合物)は、1/99~50/50であることが好ましく、5/95~50/50であることがより好ましく、5/95~30/70であることが更に好ましく、7/93~13/87であることが特に好ましい。ポリカーボネート樹脂の質量比が50質量%を超えると粘度が高くなり過ぎることがあり、一方、1質量%未満では薄すぎて実用上使用できないことがある。
<ヒドロキシ化合物>
 本発明の第2実施形態の樹脂組成物は、上記ポリカーボネート樹脂を下記一般式(1a)又は下記一般式(1b)で表されるヒドロキシ化合物(有機溶剤)に溶解した溶液であり、その状態では一般にクリアー色と呼ばれる塗料となる。本発明の第2実施形態の樹脂組成物は、さらに所望の染料および/または顔料を溶解または分散させることで、着色した塗料組成物としてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
 一般式(1a)中、
 Rは、置換基を有してもよい、炭素数1~20のアルキル基、炭素数6~20のアリール基、炭素数2~20のアルケニル基、炭素数7~20アラルキル基又は炭素数2~20のアシル基を表す。好ましくは、Rは、炭素数1~6のアルキル基、炭素数6~10のアリール基、又は炭素数2~6のアシル基を表す。
 R~Rは、それぞれ独立に、水素、又は炭素数1~10のアルキル基を表す。好ましくは、R~Rは、水素、又は炭素数1~3のアルキル基を表し、より好ましくは、水素又はメチル基を表す。
 nは、1~10の整数を表し、好ましくは1~4の整数を表し、より好ましくは2又は3を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
 一般式(1b)中、Rは、水酸基を有する、分岐してもよい炭素数3~20のアルキル基を表し、好ましくは、水酸基を有する、分岐してもよい炭素数3~10のアルキル基を表す。
 本発明の第2実施形態で使用されるヒドロキシ化合物の具体例としては、例えば、ブチルカルビトール、エチルカルビトール、ブチルセロソルブ、1-メトキシ-2-プロパノール(別名;プロピレングリコールモノメチルエーテル)、1-エトキシ-2-プロパノール、1-ブトキシ-2-プロパノール、1-メトキシ-2-ブタノール、2-ヒドロキシエチルメタクリレート(別名;メタクリル酸(2-ヒドロキシエチル))、ジアセトンアルコールなどが好ましく挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらの化合物は、1種単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
 これらのうち、より好ましいヒドロキシ化合物としては、エチルカルビトール、ブチルセロソルブ、1-メトキシ-2-プロパノール(別名;プロピレングリコールモノメチルエーテル)、2-ヒドロキシエチルメタクリレート(別名;メタクリル酸(2-ヒドロキシエチル))、及びジアセトンアルコールが挙げられ、更に好ましいヒドロキシ化合物としては、エチルカルビトール、1-メトキシ-2-プロパノール(別名;プロピレングリコールモノメチルエーテル)、2-ヒドロキシエチルメタクリレート(別名;メタクリル酸(2-ヒドロキシエチル))、及びジアセトンアルコールが挙げられる。
 以下に、本発明で好ましく使用される代表的なヒドロキシ化合物の構造式を示すが、これらに限定されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
 本発明の第2実施形態で使用されるヒドロキシ化合物は、沸点が50℃以上であることが好ましく、50~250℃であることがより好ましい。
<任意の添加剤>
 本発明の第1実施形態または第2実施形態の樹脂組成物を塗布して使用する場合、色彩効果を高めるために顔料や染料、着色粒子、光干渉性を有する粒子を添加することができる。顔料や染料としては、有機顔料として、アゾ顔料、フタロシアニン顔料等が挙げられ、具体的には、例えば、赤色104号、赤色106号、赤色201号、赤色202号、赤色204号、赤色215号、赤色220号、橙色203号、橙色204号、青色1号、青色404号、黄色205号、黄色401号、黄色405号等が挙げられる。また、白色、パール色、メタリック色、ラメ感を出すため、雲母チタン、酸化チタン、酸化鉄、酸化スズ、酸化ジルコニウム、酸化クロム、オキシ塩化ビスマス、シリカ、クロム、窒化チタン、チタン、フッ化マグネシウム、金、銀、ニッケル等を使用することも可能である。光干渉性を有する粒子とは、光の反射や散乱によって色彩効果を高める粒子であり、例としてガラスビーズや微小な貝殻、雲母などが挙げられる。これらは、所望に応じ、樹脂組成物中に0.0001~10.0質量%の範囲で添加することが好ましい。
 さらに必要に応じて、防錆剤、酸化防止剤、分散剤、紫外線吸収剤、消泡剤、またはレベリング剤等を添加してもよい。
 本発明の第1実施形態の樹脂組成物の粘度は、所望の用途により任意に設定可能であるが、20~200,000mPa・sの範囲が好ましく、50~20,000mPa・sの範囲がより好ましい。本発明の第2実施形態の樹脂組成物の粘度は、所望の用途により任意に設定可能であるが、5~200,000mPa・sの範囲が好ましく、10~20,000mPa・sの範囲がより好ましく、10~5,000mPa・sの範囲が更に好ましく、10~1,000mPa・sの範囲が更により好ましく、10~100mPa・sの範囲が特に好ましい。粘度の測定方法としては、例えば、株式会社エー・アンド・デイ製振動式粘度計(CJV5000)を用いて、25℃の測定温度で測定することができる。
 本発明の第1実施形態または第2実施形態の樹脂組成物を塗布し、乾燥した後の塗膜厚さは、1~200μm厚の範囲であることが好ましく、5~120μm厚の範囲であることがより好ましく、10~60μm厚の範囲であることが特に好ましい。塗膜厚さを1μm以上とすることで、塗膜としての表面保護強度を確保することができ、200μm以下とすることで塗膜の収縮による剥離が抑えられるため好ましい。
 本発明の別の実施形態は、上記本発明の第1実施形態または第2実施形態の樹脂組成物を含む、印刷用インキ、3Dプリンター用樹脂溶液、導電性ペースト、及びコーティング溶液である。本発明の更に別の実施形態は、上記本発明の第1実施形態または第2実施形態の樹脂組成物から成形されるフィルムである。本発明の第1実施形態の樹脂組成物は、毒性が低く、塗布した際に基材に対する安定性(浸食がないこと)や均一性に優れているため、上述した用途に特に優れている。
 以下に本発明の実施例を比較例と共に示し、発明の内容を詳細に示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
(合成例1)
 5w/w%の水酸化ナトリウム水溶液1100mlに2,2-ビス(4-ヒドロキシ-3-メチルフェニル-)プロパン(以下、「BPC」と略称:本州化学工業株式会社製)102.4g(0.4mol)とハイドロサルファイト0.1gを溶解した。
 これにメチレンクロライド500mlを加えて撹拌しつつ、0.5gのベンジルトリエチルアンモニウムクロライド(以下、「TEBAC」と略称)を加え、さらに15℃に保ちながら、ついでホスゲン60gを60分で吹き込んだ。
 ホスゲン吹き込み終了後、分子量調節剤としてp-t-ブチルフェノール(以下、「PTBP」と略称:大日本インキ化学工業株式会社製)1.5gを加え激しく撹拌して、反応液を乳化させ、乳化後、0.4mlのトリエチルアミンを加え、20~25℃にて約1時間撹拌し、重合させた。
 重合終了後、反応液を水相と有機相に分離し、有機相をリン酸で中和し、先液(水相)の導電率が10μS/cm以下になるまで水洗を繰り返した。得られた重合体溶液を、45℃に保った温水に滴下し、溶媒を蒸発除去して白色粉末状沈殿物を得た。得られた沈殿物を濾過し、105℃、24時間乾燥して、重合体粉末を得た。
 この重合体の塩化メチレンを溶媒とする濃度0.5g/dlの溶液の20℃における極限粘度は0.65dl/gであった。得られた重合体を赤外線吸収スペクトルにより分析した結果、1770cm-1付近の位置にカルボニル基による吸収、1240cm-1付近の位置にエーテル結合による吸収が認められ、カーボネート結合を有するポリカーボネート樹脂(以下、「PC-1」と略称)であることが確認された。
(合成例2)
 BPCの代わりに、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-4-メチルペンタン(以下、「MIBK」と略称:本州化学工業株式会社製)54g、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1-フェニルエタン(以下、「BPAP」と略称:本州化学工業株式会社製)58gを用い、PTBPを2.0gに変更し、TEBACを用いなかった以外は実施例1と同様に重合を行い、0.49dl/gの極限粘度を有するポリカーボネート樹脂(以下、「PC-2」と略称)を得た。
(合成例3)
 BPCを60.4g、PTBPを1.8gに変更し、同時に2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン(以下、「BPA」と略称:三菱化学株式会社製)40.1gを用い、TEBACを用いなかった以外は実施例1と同様に重合を行い、0.58dl/gの極限粘度を有するポリカーボネート樹脂(以下、「PC-3」と略称)を得た。
(合成例4)
 BPCの代わりに、MIBKを108g用い、PTBPの代わりに2-[2-ヒドロキシ-5-[2-(メタクリロイルオキシ)エチル]フェニル]-2H-ベンゾトリアゾール(以下、「BTAZ」と略称:大塚化学株式会社製)4.3gを用い、TEBACを用いなかった以外は実施例1と同様に重合を行い、0.54dl/gの極限粘度を有するポリカーボネート樹脂(以下、「PC-4」と略称)を得た。
(合成例5)
 BPCを60.4gに変更し、同時にBPA 40.1gとp-ヒドロキシフェネチルアルコール(以下、「PHEP」と略称:大塚化学株式会社製)1.92gを用い、PTBPを用いなかった以外は実施例1と同様に重合を行い、0.72dl/gの極限粘度を有するポリカーボネート樹脂(以下、「PC-5」と略称)を得た。
(合成例6)
 BPCの代わりにBPZ 107.2gを用い、PTBPを2.0gに変更し、TEBACを用いなかった以外は実施例1と同様に重合を行い、0.44dl/gの極限粘度を有するポリカーボネート樹脂(以下、「PC-6」と略称)を得た。
(合成例7)
 BPCの代わりにBPAP 116.0gを用い、PTBPを2.0gに変更し、TEBACを用いなかった以外は実施例1と同様に重合を行い、0.43dl/gの極限粘度を有するポリカーボネート樹脂(以下、「PC-7」と略称)を得た。
(合成例8)
 BPCの代わりに3,3,5-トリメチル-1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン(以下、「TMC」と略称:三光株式会社製)124.0gを用い、PTBPを1.62gに変更し、TEBACを用いなかった以外は実施例1と同様に重合を行い、0.48dl/gの極限粘度を有するポリカーボネート樹脂(以下、「PC-8」と略称)を得た。
(合成例9)
 BPCの代わりにBPA 91.2gを用い、PTBPを2.0gに変更し、TEBACを用いなかった以外は実施例1と同様に重合を行い、0.49dl/gの極限粘度を有するポリカーボネート樹脂(以下、「PC-9」と略称)を得た。
[実施例1~13、比較例1~3]
 上述した合成例1~9で得られた各ポリカーボネート(PC)樹脂5gおよび溶剤45gを下記表1に示す組み合わせでマヨネーズ瓶に加え、シェーカーで攪拌して樹脂組成物を製造した。
 こうして得られた実施例1~13および比較例1~3の樹脂組成物について、以下に示す試験や物性値の測定を行った。結果を下記表1に示す。
<溶剤溶解性試験>
 樹脂組成物を調製する際、即ち、ポリカーボネート樹脂5g及び下記表1に示される溶剤45gをマヨネーズ瓶に加え、シェーカーで攪拌する際、攪拌開始から樹脂が目視にて完全に溶解するまでの時間(溶解時間)を計測した。
 溶解時間が3時間未満:「A」
 溶解時間が3時間以上48時間未満:「B」
 溶解時間が48時間以上:「C」
 溶解しない:「D」
<樹脂組成物の粘度>
 樹脂組成物の粘度は、25℃で、株式会社エー・アンド・デイ製振動式粘度計(CJV5000))を用いて測定した。
<PC塗膜評価>
(塗膜作製)
 PCシート(三菱エンジニアリングプラスチックス社製 NF-2000)を用意し、上記で調製した樹脂組成物をこのPCシート上に60μm厚の隙間コーターを用いて塗布した。塗布後、箱型温風乾燥機で120℃、1分間乾燥を行って塗膜を形成した。
(塗膜形成時の滑り)
 以下の通り評価した。
 塗膜形成時にコーターとPCシートの間で引っ掛かりがなく、均一に塗膜形成できる:「〇」
 塗膜形成時にコーターとPCシートの間で引っ掛かりがあり、塗膜が不均一になる:「×」
(基材への滲み)
 樹脂組成物を塗布後、箱型温風乾燥機で120℃、1分間乾燥後、得られた塗膜を目視で評価した。
 PCシートと塗膜との界面に滲みがない:「〇」
 僅かに滲みが見られる:「△」
 滲みが大きく界面が乱れている:「×」
<PC基材浸食試験>
 PCシート(三菱エンジニアリングプラスチックス社製 NF-2000)を1cm×1cm角にカットし、9ccバイアル瓶に加え、更に上記で調製した樹脂組成物を加えてPC片を完全に浸した。そのまま静置し、24時間後のPC片の状態を目視確認した。
 もとの形状を保つ:「A」
 PC片の膨潤が見られる:「B」
 PC片の形状が崩れ、一部溶液に溶解する:「C」
<ポリカーボネート樹脂の極限粘度(η)及び粘度平均分子量(Mv)の測定>
 合成例1~9で得られたポリカーボネート樹脂の極限粘度[η]デシリットル/グラムは、0.5グラム/デシリットルのポリカーボネート樹脂の塩化メチレン溶液を、ウベローデ毛管粘度計によって20℃の温度で測定し、ハギンズ定数0.45を用いて、下記数式(I)により算出した。
  η=1.23×10-4×Mv0.83    (I)
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000040
ECA:エチルカルビトールアセテート
BCsA:ブチルセロソルブアセテート
TGM:テトラグライム
BTG:ブチルトリグリコール
PGMEA:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
DMAc:N,N-ジメチルアセトアミド(非グリコール系溶媒)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
 比較例2で使用したN,N-ジメチルアセトアミド(非グリコール系溶媒)は、ポリカーボネート樹脂に対して良好な溶解性を示したが、溶液粘度が著しく低く、塗膜形成時の滑りに劣り、塗膜形成後の滲みも多かった。また、比較例2の樹脂組成物はPC基材を侵す結果となった。比較例3で使用したイソホロン(非グリコール系溶媒)は、ポリカーボネート樹脂の溶解に時間がかかることに加えて、その樹脂組成物はPC基材を侵す結果となった。
(合成例10)
 6.3w/w%の水酸化ナトリウム水溶液750mlに2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン(以下、「BPAF」と略称:セントラル硝子株式会社製)90.0g(0.34mol)とハイドロサルファイト0.5gを溶解した。
 これにメチレンクロライド300mlを加えて撹拌しつつ、0.1gのベンジルトリエチルアンモニウムクロライド(以下、「TEBAC」と略称)を加え、さらに15~25℃に保ちながら、ついでホスゲン42.4gを30分で吹き込んだ。
 ホスゲン吹き込み終了後、分子量調節剤としてp-t-ブチルフェノール(以下、「PTBP」と略称:大日本インキ化学工業株式会社製)1.34gを加え激しく撹拌して、反応液を乳化させ、乳化後、0.5mlのトリエチルアミンを加え、20~30℃にて約1時間撹拌し、重合させた。
 重合終了後、反応液を水相と有機相に分離し、有機相をリン酸で中和し、先液(水相)の導電率が10μS/cm以下になるまで水洗を繰り返した。得られた重合体溶液をアルミ皿の上に移してホットプレート上で溶媒を蒸発させて除去し、得られた固形物を更に120℃、24時間乾燥して重合体固形物を得た。
 この重合体の塩化メチレンを溶媒とする濃度0.5g/dlの溶液の20℃における極限粘度は0.33dl/gであり、粘度平均分子量(Mv)は15300であった。得られた重合体を赤外線吸収スペクトルにより分析した結果、1770cm-1付近の位置にカルボニル基による吸収、1240cm-1付近の位置にエーテル結合による吸収が認められ、カーボネート結合を有するポリカーボネート樹脂(以下、「PC-10」と略称)であることが確認された。
(合成例11)
 BPAFを63.0g、同時に1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン(以下、「BPA」と略称:三菱ケミカル株式会社製)18.0gを用い、PTBPをp-ヒドロキシフェネチルアルコール(以下、「PHEP」と略称:大塚化学株式会社製)0.92gに変更した以外は合成例10と同様に重合を行い、ポリカーボネート樹脂(Mv:27000、以下「PC-11」と略称)を得た。
(合成例12)
 BPAFを54.0g、同時に1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン(以下、「BPZ」と略称:田岡化学工業株式会社製)28.7gを用いた以外は合成例10と同様に重合を行い、ポリカーボネート樹脂(Mv:17600、以下「PC-12」と略称)を得た。
(合成例13)
 BPAFを54.0g、同時に1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1-フェニルエタン(以下、「BPAP」と略称:本州化学工業株式会社製)31.1gを用いた以外は合成例10と同様に重合を行い、ポリカーボネート樹脂(Mv:19400、以下「PC-13」と略称)を得た。
(合成例14)
 BPAFを54.0g、同時に1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン(以下、「TMC」と略称:本州化学工業株式会社製)40.1gを用いた以外は合成例10と同様に重合を行い、ポリカーボネート樹脂(Mv:17300、以下「PC-14」と略称)を得た。
(合成例15)
 BPAFを45.0g、同時に2,2-ビス(4-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)プロパン(以下、「BPC」と略称:本州化学工業株式会社製)34.3gを用いた以外は合成例10と同様に重合を行い、ポリカーボネート樹脂(Mv:17300、以下「PC-15」と略称)を得た。
(合成例16)
 BPAFを63.0g、同時に9,9-ビス(-4-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)フルオレン(以下、「BCFL」と略称:本州化学工業株式会社製)30.4gを用いた以外は合成例10と同様に重合を行い、ポリカーボネート樹脂(Mv:15800、以下「PC-16」と略称)を得た。
(合成例17)
 BPA91.2gを用い、PTBPを2.00gに変更し、TEBACを用いなかった以外は合成例10と同様に重合を行い、ポリカーボネート樹脂(Mv:21000、以下「PC-17」と略称)を得た。
 上述の合成例10~17について、原料であるモノマー及び末端停止剤の重量、共重合比(mol%)、得られたポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量(Mv)を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000042
[実施例14-1~20-4、比較例4-1~11-5]
 ポリカーボネート樹脂として合成例10で得られたPC-10を4.0g、及びヒドロキシ化合物としてエチルカルビトール36.0gを、マヨネーズ瓶に加え、シェーカーで24時間攪拌して、樹脂溶液を得た。
 表3に示すポリカーボネート樹脂、及びヒドロキシ化合物を用い、実施例14-1と同様にしてその他の実施例及び比較例の樹脂溶液を得た。
 こうして得られた実施例4-1~20-4および比較例4-1~11-5の樹脂溶液について、以下に示す溶解性試験を行った。その結果を表3に示す。実施例14-2、15-2、16-2、17-2、18-2、19-2、20-2で得られた樹脂溶液について、以下の方法で測定した粘度及び透過率を表3に示す。同様に比較例11-2で得られた樹脂溶液について粘度及び透過率の測定を試みたが、未溶解の樹脂が存在し、樹脂溶液としての評価はできなかった。
<ポリカーボネート樹脂の極限粘度(η)及び粘度平均分子量(Mv)の測定>
 得られたポリカーボネート樹脂の極限粘度[η]デシリットル/グラムは、0.5グラム/デシリットルのポリカーボネート樹脂の塩化メチレン溶液を、ウベローデ毛管粘度計によって20℃の温度で測定し、ハギンズ定数0.45を用いて、下記数式(I)により算出した。
 η=1.23×10-4×Mv0.83    (I)
<ガラス転移温度>
 得られたポリカーボネート樹脂のガラス転移温度を、示差走査熱量測定機(DSC)を用いて測定した。
 測定機器:株式会社島津製作所製示差走査熱量測定機(DSC)DSC-50
 加温速度:10℃/分
 ガスフロー環境:窒素20ml/分
 試料前処理:300℃加熱融解
<樹脂溶液の溶解性>
 得られた樹脂溶液の外観を目視で確認し、以下の指標により判定した。
  樹脂の溶け残りがなく透明なもの:「〇」
  未溶解の樹脂が少し存在するもの:「△」
  樹脂が全く溶解しないもの:「×」
<樹脂溶液の粘度>
 得られた樹脂溶液の粘度を、振動式粘度計を用いて測定した。
 測定装置:株式会社エー・アンド・デイ製振動式粘度計 CJV5000
 測定温度:25℃
<樹脂溶液の透過率>
 得られた樹脂溶液の透過率を、分光光度計を用いて測定した。
 測定機器:株式会社島津製作所製紫外可視分光光度計UV-1280
 セル:1cm石英セル
 測定波長:800nm
 測定手順:フォトメトリックモードにて、800nmにおけるゼロ点補正をプロピレングリコールモノメチルエーテル(PGM)で実施後、樹脂溶液の透過率を測定した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000043
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000044
産業上の利用の可能性
 本発明の第1実施形態の樹脂組成物は、特定のグリコール系溶剤に溶解性の高い特定のポリカーボネート樹脂を溶解した樹脂組成物であり、毒性が低く、適度な粘度を有していることに加え、基材への浸食も小さいことから、塗料やインキ、導電性ペーストとして好適である。また、本発明の第2実施形態の樹脂組成物は、より高濃度のポリカーボネート樹脂溶液を提供することができるため、高濃度が要求される用途、例えば塗料やインキ、導電性ペーストとして好適である。
 
 

Claims (20)

  1.  下記一般式(1)で表される溶剤と、下記一般式(A)で表される構成単位(a)を含むポリカーボネート樹脂(但し、下記式(i)で表される構成単位のみからなるポリカーボネートホモポリマーを除く)と、を含む樹脂組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    (式中、Rは、水素、それぞれ置換基を有してもよい、炭素数1~20のアルキル基、炭素数6~20のアリール基、炭素数2~20のアルケニル基、炭素数7~20のアラルキル基又は炭素数2~20のアシル基を表し;
    は、それぞれ置換基を有してもよい、炭素数1~20のアルキル基、炭素数6~20のアリール基、炭素数2~20のアルケニル基、炭素数7~20アラルキル基又は炭素数2~20のアシル基を表し;
    ~Rは、それぞれ独立に、水素、又は炭素数1~3のアルキル基を表し;
    nは1~10の整数を表す。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
    (式中、R1~R8は、それぞれ独立に、水素、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素、それぞれ置換基を有してもよい、炭素数1~7のアルキル基、炭素数6~12のアリール基、炭素数2~7のアルケニル基、炭素数1~7のアルコキシ基又は炭素数7~17のアラルキル基を表す。Xは、-O-、-S-、-SO-、-SO-、-CO-、又は下記式(2)~(4)のいずれかで示される二価の基を表す。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
    (式(2)~(4)中、R及びR10は、それぞれ独立に、水素、ハロゲン、それぞれ置換基を有してもよい、炭素数1~20のアルキル基、炭素数1~5のアルコキシ基、炭素数6~12のアリール基、炭素数7~17のアラルキル基、又は炭素数2~15のアルケニル基を表すか、または、
    及びR10は、互いに結合して、炭素数3~20の炭素環又は炭素数1~20の複素環を形成し;
    cは0~20の整数を表し;
    11及びR12は、それぞれ独立に、水素、ハロゲン、置換基を有してもよい、炭素数1~20のアルキル基、炭素数1~5のアルコキシ基、炭素数6~12のアリール基、炭素数7~17のアラルキル基、又は炭素数2~15のアルケニル基を表すか、または、
    11及びR12は、互いに結合して、炭素数3~20の炭素環又は炭素数1~20の複素環を形成し;
    13~R22は、それぞれ独立に、水素、又は炭素数1~3のアルキル基を表す。)
  2.  前記溶剤と前記ポリカーボネート樹脂との質量比(溶剤/ポリカーボネート樹脂)が、99.99/0.01~50/50である、請求項1に記載の樹脂組成物。
  3.  前記一般式(A)が、下記式(B)~(G)からなる群より選ばれる1種以上を含む、請求項1または2に記載の樹脂組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
  4.  前記溶剤の沸点が、140℃以上である、請求項1~3のいずれかに記載の樹脂組成物。
  5.  前記一般式(1)中、Rは、水素、炭素数1~6のアルキル基、又は炭素数2~6のアシル基を表し、Rは、炭素数1~6のアルキル基、炭素数6~10のアリール基、又は炭素数2~6のアシル基を表し、R~Rは、水素又はメチル基を表し、nは1~4の整数を表す、請求項1~4のいずれかに記載の樹脂組成物。
  6.  前記一般式(1)中のnが、2又は3である、請求項5に記載の樹脂組成物。
  7.  前記一般式(1)で表される溶剤が、グリコールエーテル系溶媒、グリコールエステル系溶媒、及びグライム系溶媒からなる群より選択される1種以上を含有する、請求項1~4のいずれかに記載の樹脂組成物。
  8.  下記一般式(A-1)で表される構成単位(b)を含むポリカーボネート樹脂と、ヒドロキシ化合物とを含む樹脂組成物であって、
     前記ヒドロキシ化合物が、下記一般式(1a)又は下記一般式(1b)で表される、前記樹脂組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
    (式(1a)中、Rは、置換基を有してもよい、炭素数1~20のアルキル基、炭素数6~20のアリール基、炭素数2~20のアルケニル基、炭素数7~20のアラルキル基又は炭素数2~20のアシル基を表し;
    ~Rは、それぞれ独立に、水素、又は炭素数1~10のアルキル基を表し;
    nは1~10の整数を表す。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
    (式(1b)中、Rは、水酸基を有する、分岐してもよい炭素数3~20のアルキル基を表す。)
  9.  前記ポリカーボネート樹脂が、さらに下記一般式(A)で表される構成単位(a)(ただし、前記一般式(A-1)で表される構成単位(b)を除く。)を含む、請求項8に記載の樹脂組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
    (式(A)中、R1~R8は、それぞれ独立に、水素、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素、それぞれ置換基を有してもよい、炭素数1~7のアルキル基、炭素数6~12のアリール基、炭素数2~7のアルケニル基、炭素数1~7のアルコキシ基又は炭素数7~17のアラルキル基を表す。Xは、-O-、-S-、-SO-、-SO-、-CO-、又は下記式(2)~(4)のいずれかで示される二価の基を表す。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
    (式(2)~(4)中、R及びR10は、それぞれ独立に、水素、ハロゲン、それぞれ置換基を有してもよい、炭素数1~20のアルキル基、炭素数1~5のアルコキシ基、炭素数6~12のアリール基、炭素数7~17のアラルキル基、又は炭素数2~15のアルケニル基を表すか、または、
    及びR10は、互いに結合して、炭素数3~20の炭素環又は炭素数1~20の複素環を形成し;
    cは0~20の整数を表し;
    11及びR12は、それぞれ独立に、水素、ハロゲン、置換基を有してもよい、炭素数1~20のアルキル基、炭素数1~5のアルコキシ基、炭素数6~12のアリール基、炭素数7~17のアラルキル基、又は炭素数2~15のアルケニル基を表すか、または、
    11及びR12は、互いに結合して、炭素数3~20の炭素環又は炭素数1~20の複素環を形成し;
    13~R22は、それぞれ独立に、水素、又は炭素数1~3のアルキル基を表す。)
  10.  前記一般式(A)が、下記式(B)~(H)からなる群より選ばれる1種以上を含む、請求項8または9に記載の樹脂組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
  11.  前記構成単位(b)と前記構成単位(a)との含有量比〔(b)/(a)〕が、モル比で、50/50~100/0である、請求項9又は10に記載の樹脂組成物。
  12.  前記ポリカーボネート樹脂と前記ヒドロキシ化合物との質量比(ポリカーボネート樹脂/ヒドロキシ化合物)が、1/99~50/50である、請求項8~11のいずれかに記載の樹脂組成物。
  13.  前記ヒドロキシ化合物の沸点が、50℃以上である、請求項8~12のいずれかに記載の樹脂組成物。
  14.  前記ヒドロキシ化合物が、ブチルカルビトール、エチルカルビトール、ブチルセロソルブ、1-メトキシ-2-プロパノール、1-エトキシ-2-プロパノール、1-ブトキシ-2-プロパノール、1-メトキシ-2-ブタノール、2-ヒドロキシエチルメタクリレート、及びジアセトンアルコールからなる群より選ばれる1種以上である、請求項8~13のいずれかに記載の樹脂組成物。
  15.  前記樹脂組成物が樹脂溶液である、請求項8~14のいずれかに記載の樹脂組成物。
  16.  請求項1~15のいずれかに記載の樹脂組成物を含む、印刷用インキ。
  17.  請求項1~15のいずれかに記載の樹脂組成物を含む、3Dプリンター用樹脂溶液。
  18.  請求項1~15のいずれかに記載の樹脂組成物を含む、導電性ペースト。
  19.  請求項1~15のいずれかに記載の樹脂組成物を含む、コーティング溶液。
  20.  請求項1~15のいずれかに記載の樹脂組成物から成形される、フィルム。
     
     
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