WO2022239655A1 - コーティング用樹脂組成物、ポリマー、ポリマーの製造方法、コーティング膜及びその製造方法 - Google Patents

コーティング用樹脂組成物、ポリマー、ポリマーの製造方法、コーティング膜及びその製造方法 Download PDF

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formula
iii
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group
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幸治 弘中
泰輝 小川
茂生 上平
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富士フイルム株式会社
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    • C09D167/03Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds the dicarboxylic acids and dihydroxy compounds having the carboxyl - and the hydroxy groups directly linked to aromatic rings

Definitions

  • the present invention relates to a coating resin composition, a polymer, a method for producing a polymer, a coating film, and a method for producing the same.
  • Patent Document 1 describes a film-forming resin mainly composed of a polyester composed of a residue of a divalent carboxylic acid having a biphenyl structure, a diphenyl ether structure and a cyclohexane structure, and a residue of a dihydric phenol.
  • Patent Document 2 100 parts by mass of a polymer resin composition in which 95 to 5% by mass of the polyarylate component (A) and 5 to 95% by mass of the polycarbonate component (B) are combined to make 100% by mass, describes a resin composition comprising 0.01 to 1 part by mass of a silicone compound (C) having a glycidyl group with a specific structure.
  • a molded article using this composition has both heat resistance and transparency, and is said to be suitable for automotive lamp peripheral parts, lighting fixture reflectors, and the like.
  • the polymers are molded and processed into a desired shape, or dissolved in a solvent and applied onto a substrate to form a coating film.
  • a coating film There are many things.
  • the functionality, mechanical properties, etc. of the polymer itself are improved, or the polymer is mixed with a functional material and applied.
  • compatibility between the polymer and the functional material is important. It is important not to spoil it. Also, if a coating film with a small haze is obtained, it can be easily applied as an optical film or the like.
  • the present invention provides a coating resin composition capable of realizing excellent film formability, and capable of forming a coating film having excellent heat resistance and abrasion resistance, and a main component of this coating resin composition. It is an object of the present invention to provide a polymer suitable as a binder or the like, and a suitable production method thereof. Another object of the present invention is to provide a coating film that is excellent in film-forming properties when formed, itself is excellent in heat resistance, and is also excellent in wear resistance, and a method for producing the same.
  • Me represents methyl.
  • R a and R b represent monovalent organic groups.
  • R a is bonded to the oxygen atom shown in formula (III-A) through the carbon atom in R a
  • R b is bound through the carbon atom in R b . It is bonded to the carbonyl group shown in formula (III-B). * indicates the binding site.
  • ⁇ 4> For coating according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 3>, wherein in the polymer, the terminal structure represented by the formula (III-A) is represented by the following formula (III-A-1) Resin composition.
  • Rd represents an alkyl group, an aryl group or a halogen atom
  • s is an integer of 0-5. * indicates the binding site.
  • ⁇ 5> The resin composition for coating according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 4>, which contains a solvent.
  • ⁇ 7> Having a structural unit represented by the following formula (I), a structural unit represented by the following formula (II), and a terminal structure represented by the following formula (III-A) or (III-B), A polymer containing 10% by mass or more of the structural unit represented by the formula (I) and 10% by mass or more of the structural unit represented by the formula (II) in the polymer.
  • Me represents methyl.
  • R a and R b represent monovalent organic groups.
  • R a is bonded to the oxygen atom shown in formula (III-A) through the carbon atom in R a
  • R b is the carbon atom in R b is bonded to the carbonyl group shown in formula (III-B). * indicates the binding site.
  • ⁇ 9> The method for producing the polymer according to ⁇ 8>, wherein the polymer is the polymer according to ⁇ 7>.
  • ⁇ 10> A coating film containing the polymer according to ⁇ 7>.
  • ⁇ 11> A method for forming a coating film, comprising coating a substrate with the coating resin composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 6>.
  • the coating resin composition of the present invention achieves excellent film-forming properties and enables the formation of coating films with excellent heat resistance and abrasion resistance.
  • the polymer of the present invention is suitable as a main component or binder of the resin composition for coating. According to the method for producing a polymer of the present invention, it is possible to efficiently obtain a polymer having a suitable molecular weight as a constituent polymer of a coating film.
  • the coating film of the present invention has excellent film formability, excellent heat resistance, and excellent abrasion resistance. According to the method for forming a coating film of the present invention, it is possible to obtain a coating film that is excellent in both heat resistance and abrasion resistance while realizing excellent film-forming properties.
  • a numerical range represented using “-” means a range including the numerical values described before and after "-” as lower and upper limits.
  • substituents, linking groups, etc. for which substitution or non-substitution is not specified clearly mean that the group may have an appropriate substituent. Therefore, in this specification, even when simply described as “- group” (eg, "alkyl group”), this "- group” (eg, "alkyl group”) does not have a substituent.
  • substituents, linking groups, etc. for which substitution or non-substitution is not specified clearly mean that the group may have an appropriate substituent. Therefore, in this specification, even when simply described as “- group” (eg, "alkyl group”), this "- group” (eg, "alkyl group”) does not have a substituent.
  • embodiments having further substituents eg, "substituted alkyl group" are also included.
  • substituents include those selected from substituents T described later.
  • substituents T when there are a plurality of substituents, etc., or when a plurality of substituents, etc. are specified simultaneously or alternatively, it means that the respective substituents, etc. may be the same or different. Further, even if not otherwise specified, when a plurality of substituents and the like are adjacent to each other, they may be connected to each other or condensed to form a ring. In this specification, when a polymer has a plurality of constituents with the same designation (indicated by the same general formula), each constituent may be the same or different.
  • the coating resin composition of the present invention comprises a structural unit represented by the following formula (I), a structural unit represented by the following formula (II), and a formula (III-A) or (III-B). including a polymer having a terminal structure that is This polymer may be hereinafter simply referred to as "the above polymer”.
  • Me represents methyl.
  • the substituent shown to the right of Me, which is bonded to the carbon atom to which Me is bonded is isobutyl.
  • the content of the structural unit represented by the formula (I) is 10% by mass or more, preferably 20% by mass or more, more preferably 30% by mass or more, and still more preferably 40% by mass. % or more, particularly preferably 50 mass % or more.
  • the content of the structural unit represented by formula (I) in the polymer is usually 70% by mass or less, preferably 65% by mass or less.
  • the content of the structural unit represented by the formula (II) is 10% by mass or more, preferably 20% by mass or more, more preferably 25% by mass or more, and still more preferably 30% by mass. % or more, particularly preferably 40 mass % or more.
  • the content of the structural unit represented by the formula (II) in the polymer is usually 60% by mass or less, preferably 50% by mass or less.
  • the polymer By setting the content of the structural unit represented by the above formula (I) and the structural unit represented by the above formula (II) in the above range in the polymer, the polymer has rigidity and appropriate flexibility.
  • the physical properties of the above polymer are realized, and the wear resistance of the coating film can be further enhanced.
  • the compatibility between the functional material and the polymer can be enhanced, and the desired film formability can be ensured more reliably.
  • R a and R b represent monovalent organic groups.
  • R a is bonded to the oxygen atom shown in formula (III-A) through the carbon atom in R a
  • R b is bound through the carbon atom in R b . It is bonded to the carbonyl group shown in formula (III-B).
  • R a and R b preferably have no fluorine atoms. * indicates the binding site. Note that * indicates a binding site also in the following formulas.
  • the monovalent organic group that can be used as R a and R b is preferably an alkyl group or an aryl group.
  • Alkyl groups that can be used as R a and R b may be linear or branched, and the number of carbon atoms (the number of carbon atoms including substituents when having substituents) is preferably 1 to 13, and 1 to 8. is more preferable, 1 to 6 is also preferable, and 1 to 3 is also preferable.
  • R a and R b are alkyl groups, the number of carbon atoms is preferably as small as possible from the viewpoint of abrasion resistance.
  • the aryl group that can be used as R a and R b has preferably 6 to 30 carbon atoms (the number of carbon atoms including the substituents when having substituents), more preferably 6 to 25, and still more preferably 6 to 20. 6 to 15 are particularly preferred, and 6 to 12 are most preferred.
  • the aryl group that can be used as R a and R b is preferably a phenyl group.
  • the terminal structure represented by the above formula (III-A) is preferably represented by the following formula (III-A-1).
  • R d is an alkyl group, an aryl group, an alkoxy group, an aryloxy group, an alkoxycarbonyl group, an aryloxycarbonyl group, an acyloxy group (preferably an alkylcarbonyloxy group or an arylcarbonyloxy group, more preferably an alkylcarbonyl oxy group) or a halogen atom, and s is an integer of 0-5.
  • Rd is preferably an alkyl group, an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group or an acyloxy group, more preferably an alkyl group or an alkoxy group, and even more preferably an alkyl group.
  • the alkyl group that can be used as R d may be any of linear, branched and cyclic alkyl groups.
  • the number of carbon atoms in the alkyl group that can be used as R d (the number of carbon atoms including the substituents, if any) is preferably 1-10, more preferably 1-6, and still more preferably 1-4.
  • the alkyl group that can be used as R d is preferably a methyl group or a t-butyl group, more preferably a methyl group.
  • s is preferably 2 or 3, more preferably 3.
  • the number of carbon atoms in the aryl group that can be used as R d is preferably 6 to 26, more preferably 6 to 20, still more preferably 6 to 15, and particularly preferably 6-12, most preferably 6-10.
  • Preferable specific examples of the aryl group that can be used as R d include a phenyl group, a 4-methoxyphenyl group, a 4-acetoxyphenyl group, a 1-naphthyl group and a 2-naphthyl group.
  • the number of carbon atoms in the alkoxy group, alkoxycarbonyl group and acyloxy group that can be used as R d is preferably 1 to 10, more preferably 1 to 4, 1 or 2 is more preferred.
  • This preferable number of carbon atoms is the number of carbon atoms excluding the carbon atoms forming the carbonyl group in each group for the alkoxycarbonyl group and the acyloxy group.
  • the aryl group in the aryloxy group and aryloxycarbonyl group that can be used as R d has preferably 6 to 30 carbon atoms (the number of carbon atoms including the substituents when having substituents), more preferably 6 to 25, and 6 ⁇ 20 is more preferred, 6-15 is particularly preferred, and 6-12 is most preferred.
  • the aryl group that can be used as R d is preferably a phenyl group, a 4-methoxyphenyl group or a 4-acetoxyphenyl group, more preferably a phenyl group.
  • s is preferably an integer of 0-3.
  • Preferred terminal structures represented by the above formulas (III-A) to (III-A-1) include, for example, those represented by the following formulas.
  • Examples of preferred terminal structures represented by the above formula (III-B) include those represented by the following formula.
  • the total proportion of the terminal structures represented by the formula (III-A) or (III-B) is preferably 50 to 100 mol%, preferably 70 to 100 mol%. more preferably 90 to 100 mol %.
  • the terminal structure represented by the formula (III-A) or (III-B) is, for example, a solution polymerization method or an interfacial polymerization method, as a terminal blocking agent, a monohydric phenol compound or a monovalent carboxylic acid It can be introduced by using chloride. Further, after obtaining a polymer having a phenolic hydroxyl group as a terminal structure, the phenolic hydroxyl group can be acylated by a polymer reaction to derive the structure (III-B).
  • the remainder excluding the structural units represented by the formulas (I) and (II) contains, for example, at least one compound represented by the following formula (IA) or (IB). It can contain structural units of the species. However, the structural unit represented by formula (I) above is excluded from the structural unit represented by formula (IA) below.
  • R 1 represents an unsubstituted chain branched alkyl group having 4 or more carbon atoms (the chain branched alkyl group of R 1 does not have a substituent).
  • the number of carbon atoms in R 1 is preferably 4-20, more preferably 4-15, even more preferably 4-10, and particularly preferably 4-8. It is also preferred that R 1 has 5 or more carbon atoms. Therefore, the carbon number of R 1 is preferably 5 to 20, preferably 6 to 15, preferably 6 to 10, and more preferably 7 to 8.
  • R 1 examples include 1-methylpropyl group, 1,2-dimethylpropyl group, 2,2-dimethylpropyl group, 1-ethylpropyl group, 1-methylbutyl group, 2-methylbutyl group and 3-methylbutyl group, 1-ethylbutyl group, 2-ethylbutyl group, 1,1-dimethylbutyl group, 1,2-dimethylbutyl group, 1,3-dimethylbutyl group, 2,2-dimethylbutyl group, 3,3-dimethylbutyl group, 4-methylpentyl group, 1-ethylpentyl group, 2-ethylpentyl group, 3-ethylpentyl group, 1,3-dimethylpentyl group, 1,4-dimethylpentyl group, 2,4,4-trimethylpentyl group, 1-ethylheptyl group, 2-ethylheptyl group, 3-methylhexyl group, 11-methyldodecyl
  • R 1 includes 1-methylpropyl group, 1-methylbutyl group, 3-methylbutyl group, 1-ethylpropyl group, 1-ethylbutyl group, 1-ethylpentyl group, 1-ethylhexyl group and 1-ethylheptyl group. , 2,4,4-trimethylpentyl group is preferred, and 1-ethylbutyl group, 1-ethylpentyl group, 2,4,4-trimethylpentyl group and 1-ethylheptyl group are more preferred.
  • R2 represents a hydrogen atom, a linear alkyl group, or an aryl group.
  • the straight-chain alkyl group that can be used as R 2 preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms, and still more preferably 1 to 4 carbon atoms.
  • a straight-chain alkyl group that can be used as R 2 is preferably a methyl group or an ethyl group, more preferably a methyl group.
  • the number of carbon atoms in the aryl group that can be used as R 2 is preferably 6-26, more preferably 6-20, even more preferably 6-15, particularly preferably 6-12, and most preferably 6-10.
  • R2 is preferably a hydrogen atom or a methyl group.
  • R3 represents a hydrogen atom , an alkyl group, or an aryl group.
  • Alkyl groups that can be used as R 3 may be any of linear, branched and cyclic alkyl groups.
  • the number of carbon atoms in the alkyl group that can be used as R 3 is preferably 1-10, more preferably 1-6, and still more preferably 1-4.
  • the alkyl group that can be used as R 3 is preferably a methyl group or an ethyl group, more preferably a methyl group.
  • the aryl group that can be used as R3 has the same meaning as the aryl group that can be used as R2 , and the preferred forms are also the same.
  • R3 is preferably a hydrogen atom or a methyl group.
  • R 1 and R 2 do not combine to form a ring structure.
  • the total number of carbon atoms of R 1 and two R 3 is 6 or more, preferably 6-20, more preferably 6-16, still more preferably 6-13.
  • R 4 represents a hydrogen atom, a linear alkyl group, or an aryl group.
  • the straight-chain alkyl group that can be used as R4 has the same meaning as the straight-chain alkyl group that can be used as R2 , and the preferred forms are also the same.
  • the aryl group that can be used as R4 has the same definition as the aryl group that can be used as R2 , and the preferred forms are also the same.
  • R5 represents a hydrogen atom, an alkyl group, or an aryl group.
  • the alkyl group or aryl group that can be used as R5 has the same meaning as the alkyl group or aryl group that can be used as R3 , and the preferred forms are also the same.
  • R5 is preferably a hydrogen atom or a methyl group.
  • n is an integer from 2 to 20. n is preferably 3-20, more preferably 4-20, still more preferably 4-15, particularly preferably 5-13, most preferably 6-10.
  • R 2 is preferably a hydrogen atom, an unsubstituted linear alkyl group, or an unsubstituted aryl group. That is, it is preferable that R 1 and R 2 as a whole consist only of carbon atoms and hydrogen atoms.
  • Rc represents an alkyl group, an aryl group, or a halogen atom
  • r is an integer of 0-4.
  • the alkyl group and aryl group that can be used as Rc are synonymous with the alkyl group and aryl group that can be used as R3 , respectively, and the preferred forms are also the same.
  • r is preferably 0-3.
  • the remainder excluding the structural units represented by the formulas (I), (IA), (IB), (II) and (IV) has, for example, the following formula ( It can contain at least one structural unit represented by IC).
  • R c and r have the same meanings as R c and r in formula (IV) above, and preferred forms are also the same.
  • W 1 represents an oxygen atom, a sulfur atom, or a hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms.
  • the structural unit represented by the above formula (IC) is a structural unit different from the structural units represented by the above formulas (IA) and (IB).
  • any one of the above formulas (IA) and (IB) are not represented by the structural unit represented by the above formula (IC), but are represented by any of the above formulas (IA) and (IB).
  • 1,1-bis(4-hydroxyphenyl)methane 1,1-bis(4-hydroxyphenyl)ethane, 1,1 -bis(4-methyl-2-hydroxyphenyl)methane, 1,1-bis(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)methane (TM bisphenol F), 1,1-bis(4-hydroxyphenyl)cyclohexane (bisphenol Z), 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane (bisphenol A), 2,2-bis(3-methyl-4-hydroxyphenyl)propane (bisphenol C), 2,2-bis(3 ,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)propane (TM bisphenol A), 1,1-bis(4-hydroxyphenyl)-1-phenylethane, 2,2-bis(3-phenyl-4-hydroxyphenyl)propane , 1,1-bis(3-methyl-4-hydroxyphenyl)methane, 4,4′
  • the content of the structural unit represented by the above formula (IC) is preferably 0 to 40% by mass, more preferably 0 to 30% by mass, and still more preferably 0 to 20% by mass in the polymer.
  • 4,4′-diphenyl ether dicarboxylic acid 4,4-cyclohexanedicarboxylic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, orthophthalic acid, 1,4-naphthalenedicarboxylic acid, 2,3-naphthalenedicarboxylic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, undecanedioic acid, dodecanedioic acid, tridecanedioic acid, tetradecanedioic acid, pentadecanedioic acid, octadecanedioic acid, nonadecanedioic acid, eicosanedioic acid and the like.
  • structural units derived from the above dicarboxylic acids structural units derived from 4,4'-diphenyletherdicarboxylic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, and terephthalic acid are preferable from the viewpoint of further increasing the abrasion resistance of the coating film.
  • Terminal structures other than the above formula (III-A) or (III-B) include those represented by the following formulas. *-H *-OH
  • the end is, for example, as follows is represented by
  • the end is, for example, the following is represented as
  • the end is, for example, the following is represented as
  • the end is, for example, the following is represented as
  • the end is, for example, as follows is represented by
  • the terminal structures represented by *-H and *-OH are not included, but if they are included, it is preferably 0 to 50 mol% in all the terminal structures of the polymer, and 0 It is more preferably ⁇ 30 mol%, and even more preferably 0 to 10 mol%.
  • the weight average molecular weight of the polymer is preferably 50,000 to 250,000, more preferably 80,000 to 180,000, still more preferably 100,000 to 150,000.
  • the molecular weight of a polymer means weight average molecular weight unless otherwise specified.
  • the weight average molecular weight can be determined as a polystyrene-equivalent molecular weight by gel permeation chromatography (GPC). Tetrahydrofuran can be preferably used as the eluent because of the solvent solubility of the polymer of the present invention.
  • the preferred weight-average molecular weight range is based on the polystyrene-equivalent weight-average molecular weight when tetrahydrofuran is used as an eluent.
  • Substituent T includes the following. alkyl groups (preferably alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms, such as methyl, ethyl, isopropyl, t-butyl, pentyl, heptyl, 1-ethylpentyl, benzyl, 2-ethoxyethyl, 1-carboxymethyl, etc.), alkenyl groups (preferably alkenyl groups having 2 to 20 carbon atoms, such as vinyl, allyl, oleyl, etc.), alkynyl groups (preferably alkynyl groups having 2 to 20 carbon atoms, such as ethynyl, butadiynyl, phenylethynyl etc.), cycloalkyl groups (preferably cycloalkyl groups having 3 to 20 carbon atoms, such as cyclopropyl, cyclopentyl, cyclohexyl, 4-methylcyclohexyl, etc.), aryl groups (
  • a monomer that provides the structural unit represented by the formula (I), a monomer that provides the structural unit represented by the formula (II), and, if necessary, other monomers are mixed in a conventional manner. It can be obtained by polycondensation by
  • the method for producing the polymer is not particularly limited. Examples thereof include an interfacial polymerization method and a solution polymerization method, and the interfacial polymerization method is preferred.
  • the interfacial polymerization method is a polymerization method for obtaining a polyester by mixing a dihydric carboxylic acid halide dissolved in an organic solvent immiscible with water and a dihydric phenol dissolved in an alkaline aqueous solution.
  • Documents relating to the interfacial polymerization method include W. M. EARECKSON, J. Poly.
  • the interfacial polymerization method has a faster reaction than the solution polymerization method, hydrolysis of the acid halide can be suppressed, and as a result, a resin having a high molecular weight can be obtained.
  • an alkaline aqueous solution of dihydric phenol is prepared as the aqueous phase, and then a polymerization catalyst is added.
  • a divalent carboxylic acid halide is dissolved in a solvent that is not miscible with water and dissolves the polymer.
  • a desired polymer solution can be obtained by carrying out the polymerization reaction with stirring for 8 hours. Not all of the divalent carboxylic acid halide may dissolve in the organic phase.
  • Method A In the method for producing the polymer of the present invention, Method A below may be used. In particular, this method is effective when the divalent carboxylic acid halide does not dissolve or has low solubility in the solvent of the organic layer.
  • Method A As an aqueous phase, an alkaline aqueous solution of dihydric phenol is prepared, and then a polymerization catalyst is added. At this time, the dihydric phenol or its phenoxide may not be completely dissolved in the alkaline aqueous solution of the dihydric phenol.
  • an organic phase only an organic solvent that is incompatible with water and dissolves the polymer is mixed with the alkaline solution and suspended by stirring.
  • Solid 4,4'-biphenyldicarbonyl chloride such as powder is added thereto to carry out a polymerization reaction.
  • This approach has three advantages. The first point is that 4,4'-biphenyldicarbonyl chloride is not made into a solution or a solvent suspension in advance, so that hydrolysis can be suppressed until it is mixed with an alkaline aqueous solution of dihydric phenol. The second point is that since the solvent suspension is not handled, it is possible to avoid the troublesome operation of transferring the solvent suspension in order to mix it with the alkaline aqueous solution.
  • Method A in which solid 4,4'-biphenyldicarbonyl chloride is added, has a third advantage.
  • the use of solvent can be reduced, resulting in increased production efficiency and saving of organic solvent.
  • the polymerization catalyst may be added in advance to the aqueous layer or to the organic layer.
  • Alkali used in preparing the dihydric phenol aqueous solution include sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide and the like.
  • the amount of alkali to be used is generally 2 to 5 times the number of moles of dihydric phenol, that is, 1 to 2.5 equivalents to hydroxyl groups.
  • Method B In the method for producing the polymer of the present invention, method B below may be used.
  • Method B For the organic layer, an organic solvent that is not miscible with water and dissolves the polymer and 4,4′-biphenyldicarbonyl chloride are mixed and stirred to obtain a suspension.
  • an alkaline aqueous solution of dihydric phenol is prepared as an aqueous phase in another container, and then a polymerization catalyst is added. The resulting aqueous layer is added to the above suspension to carry out a polymerization reaction.
  • the above method B is the transfer of the solvent suspension. Since no liquid step is involved, the complexity of the operation is reduced, and there is less concern about hydrolysis of 4,4'-biphenyldicarbonyl chloride in the liquid transfer step.
  • Method C In the production method of the present invention, method C below may be used.
  • Method C As a method of the general interfacial polymerization method described above, as described above, an alkaline aqueous solution of dihydric phenol is prepared as the aqueous phase, and then a polymerization catalyst is added. On the other hand, a solution or solvent suspension of 4,4'-biphenyldicarbonyl chloride is prepared as an organic phase, added to the above alkaline solution, and polymerized.
  • a terminal blocking agent may be used during the polymerization from the viewpoint of controlling the molecular weight of the polymer. Also from the viewpoint of controlling the properties of the polymer, it is preferable that the terminal of the polymer is capped with a monohydric phenol, a monohydric acid chloride, a monohydric alcohol, a monohydric carboxylic acid, or the like.
  • Monohydric phenols used as such terminal blocking agents include phenol, o-cresol, m-cresol, p-cresol, p-tert-butylphenol, o-phenylphenol, m-phenylphenol, p-phenylphenol.
  • Examples of monovalent acid chlorides used as terminal blockers include benzoyl chloride, methanesulfonyl chloride, phenyl chlorocarbonate, acetyl chloride and lauroyl chloride.
  • Monohydric alcohols used as terminal blockers include methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, 2-butanol, pentanol, hexanol, dodecyl alcohol, stearyl alcohol, benzyl alcohol, phenethyl alcohol, and the like. be done.
  • Examples of monovalent carboxylic acids used as terminal blocking agents include acetic acid, propionic acid, octanoic acid, cyclohexanecarboxylic acid, benzoic acid, toluic acid, phenylacetic acid, p-tert-butylbenzoic acid, p-methoxyphenylacetic acid, and the like. mentioned. Among them, it is preferable to end-cap with monohydric phenol or monohydric acid chloride, such as p-tert-butylphenol, 2,3,5-trimethylphenol, 2,3,6-trimethylphenol, benzoyl chloride, or acetyl It is more preferably capped with chloride.
  • Polymerization catalysts for interfacial polymerization include quaternary ammonium salts such as tributylbenzylammonium halide, tetrabutylammonium halide, trimethylbenzylammonium halide and triethylbenzylammonium halide, and tributylbenzylphosphonium halide, tetrabutylphosphonium halide and trimethylbenzylphosphonium.
  • quaternary phosphonium salts such as halides and triethylbenzylphosphonium halides; Among them, those selected from tributylbenzylammonium halide, tetrabutylammonium halide, tributylbenzylphosphonium halide, and tetrabutylphosphonium halide are preferable in terms of facilitating polymerization.
  • Organic phase solvents in interfacial polymerization include dichloromethane, 1,2-dichloroethane, chloroform, carbon tetrachloride, chlorobenzene, 1,1,2,2-tetrachloroethane, 1,1,1-trichloroethane, o-dichlorobenzene, Chlorinated solvents such as m-dichlorobenzene and p-dichlorobenzene, aromatic hydrocarbons such as toluene, benzene, xylene and anisole can be used, and tetrahydrofuran and the like can also be used. Among them, dichloromethane and o-dichlorobenzene are preferable as the organic solvent for the organic layer.
  • the divalent carboxylic acid halide does not dissolve or has low solubility in the organic solvent of the organic layer, other organic solvents can be used.
  • the organic solvent for the organic layer is preferably one that does not dissolve in water. Part or all of the organic layer can be replaced with an organic solvent that is also water soluble for the purpose of controlling and obtaining the desired molecular weight polymer.
  • organic solvents effective for improving the solubility of the divalent carboxylic acid halide in the organic layer include tetrahydrofuran, N,N-dimethylacetamide (DMAc), N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), Dimethylsulfoxide (DMSO), 1,4-dioxane, 1,3-dioxolane.
  • a higher polymer concentration relative to the organic solvent in the organic layer is preferable from the viewpoint of productivity.
  • the amount of polymer relative to the amount of liquid in the organic layer is preferably 2% by mass or more, more preferably 6% by mass or more, and even more preferably 10% by mass or more.
  • the amount of polymer relative to the total amount of the aqueous layer and the organic layer is preferably 1% by mass or more, more preferably 3% by mass or more, and even more preferably 5% by mass or more.
  • Acetic acid is added to the polymer solution obtained after polymerization, and after the polymerization is completed, the polymer solution is washed with water while being repeatedly stirred, and sodium ions, potassium ions, lithium ions, chloride ions, and Remove ionic components such as polymerization catalysts.
  • the water used for washing may be acidic or basic, and washing is repeated until the washing waste water becomes neutral.
  • the solid content concentration of the polymer solution is preferably 7% by mass or less.
  • the volume of the poor solvent is preferably at least three times the volume of the polymer solution. Poor solvents include methanol, ethanol, isopropyl alcohol, acetone, acetonitrile, hexane and the like.
  • the immersion time in the poor solvent after the precipitation treatment in the poor solvent is 1 minute or longer.
  • the immersion time is preferably 3 minutes or longer. Removal of less than 3 minutes may result in insufficient removal of residual monomer and impurities from the polymer.
  • the above procedure of dissolving the obtained polymer in a solvent again and adding it to a poor solvent for precipitation may be repeated.
  • Impurities that are insoluble in tetrahydrofuran or dichloromethane may be produced during the production of the above polymers.
  • One reason for this is considered to be the use of 4,4'-biphenyldicarbonyl chloride in introducing the structural unit represented by the above formula (II). That is, 4,4'-biphenyldicarboxylic acid or 4-(4-carboxyphenyl)-benzoic acid chloride, which are impurities that may be contained in 4,4'-biphenyldicarbonyl chloride, are brought into the production process of the polymer. This is thought to be due to the formation of an acid anhydride compound as an insoluble impurity when it is dissolved, as shown in the scheme below.
  • the polymer or coating film of the invention does not contain such insoluble impurities.
  • Methods for obtaining a polymer free of insoluble impurities include, for example, a method in which a solution containing both the polymer and insoluble impurities is treated with various adsorbents to remove the insoluble impurities.
  • 4,4'-biphenyldicarboxylic acid or 4,4'-biphenyldicarboxylic acid containing a small amount of 4-(4-carboxyphenyl)-benzoic acid chloride as impurities is used. Preference is given to using carbonyl chloride.
  • the content of 4,4'-biphenyldicarboxylic acid and 4-(4-carboxyphenyl)-benzoic acid chloride is preferably 5% by mass or less, and 1% by mass or less. More preferably, 0.5% by mass or less is even more preferable.
  • the coating resin composition of the present invention usually contains a solvent in addition to the above polymer.
  • the polymer obtained as described above has high solubility in general-purpose solvents or mixed solvents thereof. That is, solvents used alone or in combination include dichloromethane, 1,2-dichloroethane, chloroform, carbon tetrachloride, chlorobenzene, 1,1,2,2-tetrachloroethane, 1,1,1-trichloroethane, o -, chlorinated solvents such as m-dichlorobenzene, aromatic hydrocarbons such as toluene, benzene, xylene, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), N,N-dimethylacetamide (DMAc), 1,4- dioxane, tetrahydrofuran, and the like.
  • solvents used alone or in combination include dichloromethane, 1,2-dichloroethane, chloroform, carbon tetrachloride,
  • the coating resin composition of the present invention also preferably contains a functional material in order to impart desired functionality to the coating film of the present invention to be obtained.
  • the functions imparted to the coating film of the present invention are not limited to specific functions.
  • the mass ratio of each content of the polymer and the functional material can be 90:10 to 50:50, and can be 80:20 to 50:50. preferable.
  • the functional material is not particularly limited, and an aromatic ring-containing compound containing a benzene ring is preferable from the viewpoint of further enhancing compatibility and interaction with the polymer.
  • This aromatic ring-containing compound containing a benzene ring preferably has 2 to 15 benzene rings, more preferably 3 to 12 benzene rings, and still more preferably 4 to 10 benzene rings.
  • the aromatic ring-containing compound containing a benzene ring preferably has a molecular weight of 200 to 2,000, more preferably 250 to 1,500, and even more preferably 300 to 1,000.
  • the above aromatic ring-containing compound containing a benzene ring is preferably a compound represented by the following formula (V).
  • X represents an oxygen atom, a sulfur atom, an optionally substituted hydrocarbon group, or an optionally substituted imino group.
  • n1 represents an integer of 0-4.
  • R represents a monovalent organic group or hydroxyl group.
  • the hydrocarbon group that may have a substituent that can be taken as X is preferably a hydrocarbon group containing an aromatic ring having 6 to 35 carbon atoms, and a hydrocarbon group containing an aromatic ring having 6 to 25 carbon atoms.
  • a hydrogen group is more preferred.
  • n1 is preferably an integer of 0 to 2, more preferably 0 or 1.
  • a preferred monovalent organic group that can be used as R is a linear alkyl group.
  • the aromatic compound represented by the above formula (V) contains a plurality of benzene rings, contains hetero atoms such as oxygen atoms, sulfur atoms, nitrogen atoms, etc.
  • the aromatic compounds represented by the above formula (V) Since the mass ratio of the benzene rings in is large and the rigidity is high, the compatibility and interaction between the polymer and the functional material are enhanced, and the mechanical properties of the resulting coating film can be further improved. In addition, an effect of suppressing the moisture permeability of the coating film by causing densification of the coating film is also expected.
  • the molecular weight of the aromatic compound represented by the above formula (V) is preferably 200-2000, more preferably 250-1500, even more preferably 300-1000.
  • the number of benzene rings in the above formula (V) is preferably 2-15, more preferably 3-12, even more preferably 4-10.
  • the aromatic compound represented by formula (V) above preferably has at least one of an oxygen atom and a nitrogen atom.
  • the method for producing a polymer of the present invention is suitable as a method for producing a polymer having a structural unit represented by the following formula (II) (hereinafter also referred to as "the production method of the present invention"), and A step of mixing a mixture comprising an aqueous solution and an organic solvent with solid 4,4′-biphenyldicarbonyl chloride.
  • the production method of the present invention more preferably includes the step of adding solid 4,4'-biphenyldicarbonyl chloride to a mixture containing an alkaline aqueous solution of dihydric phenol and an organic solvent while stirring.
  • solid 4,4'-biphenyldicarbonyl chloride means solid 4,4'-biphenyldicarbonyl chloride itself, not in a state (solution or slurry) mixed with an organic solvent.
  • the manufacturing method of the present invention can be performed, for example, by method A described above.
  • the advantages of Method A are as described above.
  • the solid 4,4'-biphenyldicarbonyl chloride preferably does not contain an organic solvent.
  • 4,4'-biphenyldicarbonyl chloride may contain an organic solvent
  • the content of the organic solvent with respect to the total amount of solid 4,4'-biphenyldicarbonyl chloride and the organic solvent is preferably 20% by mass or less, and 10% by mass. % by mass or less is more preferable, and 5% by mass or less is even more preferable.
  • R a is the same monovalent organic group as R a in formula (III-A) above, and the preferred forms are also the same.
  • Examples of the compound represented by H—O—R a include monohydric phenols and monohydric alcohols used in the method for producing the polymer.
  • the ratio of the total terminal structure derived from the compound represented by H—O—R a is preferably all the terminal structures of the polymer. Among them, the ratio is the same as that of the total terminal structure derived from the compound represented by the above formula (III-A).
  • R b is the same monovalent organic group as R b in formula (III-B) above, and the preferred forms are also the same.
  • Examples of the compound represented by the above formula include monoacid chlorides used in the method for producing the above polymer.
  • 4,4'-biphenyldicarbonyl chloride may be used together with the monovalent carboxylic acid used in the above polymer production method.
  • the ratio of the total terminal structure derived from the above compound is preferably represented by the above formula (III-B) among all the terminal structures of the polymer. is the same as the proportion of the total terminal structure derived from the compound to be determined.
  • structural units derived from the formulas (IA), (IB), (IV), (IC) and the dicarboxylic acid units used in the production method of the polymer Any monomer that provides at least one may be used.
  • Formulas (II), (I), (IA), (IB), (IV), (IC), and dicarboxylic acid units derived from the above in the polymer obtained by the production method of the present invention The content of structural units is preferably the same as the content of these structural units in the polymer.
  • the weight average molecular weight of the polymer obtained by the production method of the present invention is preferably the same as the weight average molecular weight of the above polymer.
  • the polymerization catalyst and organic solvent used in the production method of the present invention are the same as the polymerization catalyst and organic solvent used in the above-described polymer production method, and the preferred polymerization catalyst and organic solvent are also the same. .
  • the reason why the desired polymer can be obtained without being affected by hydrolysis in spite of the addition of 4,4′-biphenyldicarbonyl chloride as a solid is due to the dihydric phenol phenoxide and 4 ,4'-biphenyldicarbonyl chloride reacts very quickly, and therefore, even when the solid surface of 4,4'-biphenyldicarbonyl chloride is in direct contact with the alkaline aqueous solution, the desired polymerization reaction is presumed to be dominant. From the viewpoint of further suppressing hydrolysis of 4,4'-biphenyldicarbonyl chloride, it is preferable to reduce the amount of alkali used when preparing an alkaline aqueous solution of dihydric phenol.
  • the post-treatment in the above polymer production method may be performed.
  • the coating film of the present invention may be composed of the polymer of the present invention, and may contain other components in addition to the polymer of the present invention. Other components include, for example, the functional materials described above.
  • the coating film of the present invention has excellent film formability when formed, and the coating film itself has excellent heat resistance and abrasion resistance.
  • Examples of coating films combined with functional materials include, for example, low moisture permeability films as described in JP-A-2016-69468. That is, by adding a phenolic compound as a functional material to the polymer, the polymer and the functional material exhibit high compatibility, and the moisture permeability can be effectively suppressed.
  • Another example of a composite coating film containing a functional material is a charge transport layer of an electrophotographic photoreceptor.
  • the charge-transporting layer contains the polymer as a binder and a charge-transporting material, and the binder is required to have high compatibility with the charge-transporting material.
  • the coating film of the present invention as a charge-transporting layer containing the above polymer and an aromatic compound as a charge-transporting material, a charge-transporting layer having excellent abrasion resistance can be obtained.
  • the coating film of the present invention can also be preferably applied as, for example, a metal wire coating film, a polarizing plate protective film for display devices, and the like.
  • the coating film of the present invention can also be used with other layers arranged thereon.
  • the durability can be further improved by forming a protective layer in contact with the coating film of the present invention.
  • the method for forming the coating film of the present invention is not particularly limited as long as it can form a film containing the above polymer.
  • it can be formed by applying the coating resin composition of the present invention onto a substrate and drying the coating film.
  • any method that can be normally employed in the coating and drying of the coating liquid can be appropriately applied.
  • the base material is not particularly limited, and a wide range of materials, members, etc. having surfaces to be coated can be applied.
  • Me represents a methyl group.
  • the polymer was precipitated by pouring it into methanol (manufactured by FUJIFILM Wako Pure Chemical Industries, Ltd.). The precipitated polymer was filtered and dried at 50°C. This polymer was re-dissolved in 900 mL of tetrahydrofuran (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and poured into methanol to precipitate the polymer. The precipitated polymer was filtered, washed with methanol, and dried at 50° C. to obtain 17.8 g of white polymer (1).
  • the weight-average molecular weight (Mw) of polymer (1) determined as polystyrene-equivalent molecular weight by gel permeation chromatography (GPC, using tetrahydrofuran as an eluent) was 120,000.
  • Polymer (1) has 56 masses of diol structural units derived from 2,2-bis(3-methyl-4-hydroxyphenyl)-4-methylpentane based on the calculation of the unit molar ratio of each structure by 1 H NMR. %, 43% by mass of dicarboxylic acid structural units derived from 4,4′-biphenyldicarbonyl chloride, and 1% by mass of terminal structures derived from 2,3,5-trimethylphenol.
  • the above method corresponds to Method A because 4,4′-biphenyldicarbonyl chloride is added as powder.
  • the solution after polymerization was diluted with 3000 mL of tetrahydrofuran and poured into methanol to precipitate a polymer.
  • the precipitated polymer was filtered, washed with methanol, and dried at 50°C.
  • This polymer was re-dissolved in 3000 mL of tetrahydrofuran and put into methanol to precipitate the polymer.
  • the precipitated polymer was filtered, washed with methanol, and dried at 50° C. to obtain 68.9 g of a white polymer.
  • the above is a solution polymerization method, not an interfacial polymerization method.
  • the precipitated polymer was filtered, washed with methanol, and dried at 50°C. This polymer was re-dissolved in 400 mL of tetrahydrofuran and poured into methanol to precipitate the polymer. The precipitated polymer was filtered, washed with methanol, and dried at 50° C. to obtain 8.7 g of white polymer (2).
  • Table 1 shows the weight-average molecular weight of polymer (1) determined in the same manner as in Example 1 and the calculated structural unit content.
  • Example 3> Preparation of polymer (3)- A white polymer (3) composed of the structural units shown in Table 1 was prepared according to Example 2 according to the following scheme.
  • Table 1 shows the weight average molecular weight of polymer (3) determined in the same manner as in Example 1 and the calculated content of structural units.
  • a mixed solution (slurry in Example 4) of 12.0000 g of 4,4'-biphenyldicarbonyl chloride (manufactured by Tokyo Kasei Kogyo) and 210 mL of methylene chloride (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries) was added. After completion of the addition, the temperature was brought to room temperature (20° C.) and the reaction was allowed to proceed with stirring for 4 hours under a nitrogen atmosphere. The post-polymerization solution was diluted with 300 mL of methylene chloride and the aqueous layer was removed.
  • the polymer was precipitated by pouring it into methanol (manufactured by FUJIFILM Wako Pure Chemical Industries, Ltd.). The precipitated polymer was filtered and dried at 50°C. This polymer was re-dissolved in 900 mL of tetrahydrofuran (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and poured into methanol to precipitate the polymer. The precipitated polymer was filtered, washed with methanol, and dried at 50° C. to obtain 14.0 g of white polymer (4).
  • Table 1 shows the weight average molecular weight of polymer (4) determined in the same manner as in Example 1 and the calculated content of structural units.
  • the above method corresponds to Method C because 4,4′-biphenyldicarbonyl chloride is added as a mixed solution (slurry) with methylene chloride.
  • the slurry-like mixture contains precipitates of 4,4'-biphenyldicarbonyl chloride, and in adding this mixture, the entire amount of 4,4'-biphenyldicarbonyl chloride is added to the alkaline solution without leaving any precipitate.
  • the process was a complicated operation.
  • Method C is believed to be significantly more inefficient than method A, especially when producing polymers on a 1 kg or 1 ton scale.
  • polymer (5) was re-dissolved in 2700 mL of tetrahydrofuran and poured into methanol to precipitate the polymer. The precipitated polymer was filtered, washed with methanol, and dried at 50° C. to obtain 55.3 g of white polymer (5).
  • Table 1 shows the weight-average molecular weight of polymer (5) determined in the same manner as in Example 1 and the calculated structural unit content.
  • the terminal structure of polymer (5) was mainly terminal structure A derived from 2,3,5-trimethylphenol, but terminal structure B and terminal structure C were also partially confirmed by 1 H NMR. From 1 H NMR, terminal structure B and terminal structure C were each estimated to be about 2 mol% with respect to 100 mol% of terminal structure A. The above method corresponds to Method A because 4,4′-biphenyldicarbonyl chloride is added as powder.
  • ⁇ Comparative Example 11> -Preparation of Comparative Polymer (11)- According to the scheme below, a white comparative polymer (11) composed of the structural units shown in Table 4 was prepared as the structure of I-15 of JP-A-2005-156605. Synthesis conditions for I-15 were the same as in Example 1, since the synthesis conditions for I-15 were not disclosed. Table 4 shows the weight-average molecular weight of Comparative Polymer (11) determined in the same manner as in Example 1 and the calculated structural unit content. The proportion (molar ratio) of the structural units derived from terephthalic acid chloride and isophthalic acid chloride in the comparative polymer (11) was 1:1.
  • a white comparative polymer (12) composed of the structural units shown in Table 4 was prepared as the structure of I-14 of JP-A-2005-156605. Synthesis conditions for I-14 were not disclosed, so the synthesis conditions were the same as in Example 1.
  • Table 4 shows the weight-average molecular weight of Comparative Polymer (12) determined in the same manner as in Example 1 and the calculated structural unit content. The ratio (molar ratio) of the structural units derived from terephthalic acid chloride and isophthalic acid chloride in the comparative polymer (12) was 1:1.
  • evaluation sample (1) 1.2 g of each of the polymers (1) to (5) and comparative polymers (1) to (16) prepared above, and 18 g of tetrahydrofuran (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as a solvent are mixed, and corresponding to each polymer Each coating liquid was prepared. Each coating liquid was dropped onto a petri dish and dried to obtain a cast film having a thickness of 10 to 50 ⁇ m corresponding to each polymer as a coating film. This cast film was peeled off from the petri dish and used as an evaluation sample.
  • the wear resistance of each evaluation sample was evaluated according to the following criteria. The results are shown in Tables 1-5.
  • the evaluation samples formed from the polymers (1) to (5) were used as the evaluation samples for the abrasion resistance test (1) of Examples 1 to 5, respectively, and the comparative polymers (2) to (16) were formed.
  • the evaluation samples are used as the evaluation samples for wear resistance test (1) of Comparative Examples 2 to 16, respectively.
  • Weight loss by abrasion is less than 7 mg
  • B: Weight loss by abrasion is 7 mg or more and less than 8 mg
  • C: Weight loss by abrasion is 8 mg or more and less than 10 mg
  • D: Weight loss by abrasion is 10 mg or more and less than 13 mg
  • E: Weight loss by abrasion is 13 mg or more
  • evaluation sample (2) 800 mg each of polymers (1) to (5) prepared above and comparative polymers (2) to (16), 4,4'-( ⁇ -methylbenzylidene) bisphenol as an aromatic ring-containing compound (functional material) 400 mg (manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) and 18 g of tetrahydrofuran (manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as a solvent were mixed to prepare each coating liquid corresponding to each polymer. Each coating liquid was dropped onto a petri dish to obtain a cast film having a thickness of 10 to 50 ⁇ m corresponding to each polymer as a coating film. This cast film was peeled off from the petri dish and used as an evaluation sample.
  • the wear resistance of each evaluation sample was evaluated according to the following criteria. The results are shown in Tables 1-5.
  • the evaluation samples formed from the polymers (1) to (5) were used as the evaluation samples for the abrasion resistance test (2) of Examples 1 to 5, respectively, and the comparative polymers (2) to (16) were formed.
  • the evaluation samples are used as the evaluation samples for wear resistance test (2) of Comparative Examples 2 to 16, respectively.
  • the abrasion resistance of each evaluation sample was evaluated according to the following criteria. The results are shown in Tables 1-5.
  • Weight loss by abrasion is less than 7 mg
  • B: Weight loss by abrasion is 7 mg or more and less than 8 mg
  • C: Weight loss by abrasion is 8 mg or more and less than 10 mg
  • D: Weight loss by abrasion is 10 mg or more and less than 13 mg
  • E: Weight loss by abrasion is 13 mg or more
  • Comparative polymers (1)-(7) and (13) do not have structural units represented by formula (I) above. Furthermore, the content of the structural unit represented by the above formula (II) in the comparative polymer (2) is less than 10% by mass. Comparative polymers (8)-(12) do not have any of the structural units represented by formulas (I) and (II) above. Comparative polymers (14) and (15) do not have structural units represented by formula (II) above. Furthermore, the terminal structures of Comparative Polymers (1), (3) to (6), (11) and (12) are none of the above formulas (III-A) and (III-B).
  • the comparative polymer (16) has both structural units represented by the above formulas (I) and (II), but has terminal structures of the above formulas (III-A) and (III-B). Neither. Comparative polymer (1) did not have solubility in tetrahydrofuran and could not be formed into a film. Each cast film formed from each comparative polymer other than Comparative Polymer (1) was inferior in abrasion resistance. Furthermore, each comparative polymer resulted in poor film-forming properties or poor heat resistance in coexistence with a functional material.
  • each cast film formed from the polymer specified in the present invention has excellent abrasion resistance, excellent film formability even when coexisting with a functional material, and excellent heat resistance. rice field.

Abstract

下記式(I)で表される構造単位と、下記式(II)で表される構造単位と、下記式(III-A)又は(III-B)で表される末端構造とを有するポリマーを含み、ポリマー中、式(I)で表される構造単位が10質量%以上、かつ式(II)で表される構造単位の含有量が10質量%以上である、コーティング用樹脂組成物、このポリマー、下記式(II)で表される構造単位を有するポリマーの製造方法、このポリマーを含むコーティング膜、及びコーティング膜の形成方法。

Description

コーティング用樹脂組成物、ポリマー、ポリマーの製造方法、コーティング膜及びその製造方法
 本発明は、コーティング用樹脂組成物、ポリマー、ポリマーの製造方法、コーティング膜及びその製造方法に関する。
 芳香族ジオール化合物由来の構造単位と芳香族ジカルボン酸化合物由来の構造単位とを含むポリエステル、芳香族ジオール化合物由来の構造単位とホスゲン由来の構造単位とを含むポリカーボネートなどは、耐熱性、機械的強度などに優れ、工業的に幅広く使用されている。
 例えば特許文献1には、ビフェニル構造、ジフェニルエーテル構造およびシクロヘキサン構造を有する二価カルボン酸の残基と、二価フェノールの残基とから構成されるポリエステルを主成分とする被膜形成用樹脂が記載され、遊離の二価カルボン酸を0.01~300ppmに制御することにより、コンデンサ、電子写真感光体などに適用したときに電気特性を安定化できることが記載されている。
 また、特許文献2には、ポリアリレート成分(A)95~5質量%とポリカーボネート成分(B)5~95質量%とを合わせて100質量%となるようにしたポリマー樹脂組成物100質量部と、特定構造のグリシジル基を有するシリコーン化合物(C)0.01~1質量部からなる樹脂組成物が記載されている。特許文献2によれば、この組成物を用いた成形品は耐熱性、透明性を兼ね備え、自動車のランプ周辺部品、照明器具のリフレクターなどに適するとされる。
特開2008-31347号公報 特開2003-292756号公報
 上記のポリエステル、ポリカーボネートなどのポリマーの工業的な使用では、ポリマーを成形して所望の形状に加工したり、ポリマーを溶剤中に溶解して基材上に塗布し、コーティング膜を形成したりすることが多い。また、コーティング膜に所望の機能性を付与するために、ポリマー自体の機能性、機械的物性等を改良したり、ポリマーを機能性材料と混合して塗布したりすることが行われる。ポリマーと機能性材料とを混合して所望の機能性コーティング膜を得るためには、ポリマーと機能性材料との相溶性が重要であり、また、欠陥のない均一膜を実現する製膜性を損なわないことが重要である。また、ヘイズの小さなコーティング膜が得られると、光学フィルム等として応用しやすい。
 本発明は、優れた製膜性を実現でき、また、耐熱性に優れ、耐摩耗性にも優れたコーティング膜の形成を可能とするコーティング用樹脂組成物、このコーティング用樹脂組成物の主要成分ないしバインダー等として好適なポリマー、及びその好適な製造方法を提供することを課題とする。また、本発明は、その形成時には製膜性に優れ、それ自体は耐熱性に優れ、耐摩耗性にも優れたコーティング膜、及びその製造方法を提供することを課題とする。
 本発明の上記課題は、下記の手段により解決された。
<1>
 下記式(I)で表される構造単位と、下記式(II)で表される構造単位と、下記式(III-A)又は(III-B)で表される末端構造とを有するポリマーを含み、
 上記ポリマー中、上記式(I)で表される構造単位の含有量が10質量%以上、かつ上記式(II)で表される構造単位の含有量が10質量%以上である、コーティング用樹脂組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
 式中、Meはメチルを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
 式中、R及びRは一価の有機基を示す。式(III-A)においてRはR中の炭素原子によって式(III-A)に示された酸素原子と結合し、式(III-B)においてRはR中の炭素原子によって式(III-B)に示されたカルボニル基と結合している。*は結合部位を示す。
<2>
 上記ポリマー中、上記式(I)で表される構造単位の含有量が20質量%以上である、<1>に記載のコーティング用樹脂組成物。
<3>
 上記ポリマー中、上記式(II)で表される構造単位の含有量が20質量%以上である、<1>又は<2>に記載のコーティング用樹脂組成物。
<4>
 上記ポリマー中、上記式(III-A)で表される末端構造が、下記式(III-A-1)で表される、<1>~<3>のいずれか1つに記載のコーティング用樹脂組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 式中、Rはアルキル基、アリール基、又はハロゲン原子を示し、sは0~5の整数である。*は結合部位を示す。
<5>
 溶媒を含有する、<1>~<4>のいずれか1つに記載のコーティング用樹脂組成物。
<6>
 ベンゼン環を含む含芳香族環化合物からなる機能性材料を含有し、上記ポリマーの含有量と上記機能性材料の含有量の質量比が、上記ポリマー/上記機能性材料=90:10~50:50である、<1>~<5>のいずれか1つに記載のコーティング用樹脂組成物。
<7>
 下記式(I)で表される構造単位と、下記式(II)で表される構造単位と、下記式(III-A)又は(III-B)で表される末端構造とを有し、
 上記ポリマー中、上記式(I)で表される構造単位が10質量%以上、かつ上記式(II)で表される構造単位の含有量が10質量%以上である、ポリマー。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
 式中、Meはメチルを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
 式中、R及びRは一価の有機基を示す。一般式(III-A)においてRはR中の炭素原子によって式(III-A)に示された酸素原子と結合し、式(III-B)においてRはR中の炭素原子によって式(III-B)に示されたカルボニル基と結合している。*は結合部位を示す。
<8>
 二価フェノールのアルカリ水溶液と有機溶媒とを含む混合物と、固体の4,4’-ビフェニルジカルボニルクロリドとを混合する工程を含む、下記式(II)で表される構造単位を有するポリマーの製造方法。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
<9>
 上記ポリマーが<7>に記載のポリマーである、<8>に記載のポリマーの製造方法。
<10>
 <7>に記載のポリマーを含むコーティング膜。
<11>
 <1>~<6>のいずれか1つに記載のコーティング用樹脂組成物により基材をコーティングすることを含む、コーティング膜の形成方法。
 本発明のコーティング用樹脂組成物は、優れた製膜性を実現し、また、耐熱性に優れ、耐摩耗性にも優れたコーティング膜の形成を可能とする。本発明のポリマーは、上記コーティング用樹脂組成物の主要成分ないしバインダー等として好適である。本発明のポリマーの製造方法によれば、コーティング膜の構成ポリマーとして好適な分子量のポリマーを効率よく得ることができる。本発明のコーティング膜は、製膜性に優れ、耐熱性に優れ、耐摩耗性にも優れる。本発明のコーティング膜の形成方法によれば、優れた製膜性を実現しながら、耐熱性及び耐摩耗性のいずれにも優れたコーティング膜を得ることができる。
 本発明の説明において、「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
 本発明の説明において置換又は無置換を明記していない置換基、連結基等(以下、置換基等という。)については、その基に適宜の置換基を有していてもよい意味である。よって、本明細書において、単に、「~基」(例えば「アルキル基」)と記載されている場合であっても、この「~基」(例えば「アルキル基」)は、置換基を有しない態様(例えば「無置換アルキル基」)に加えて、置換基を更に有する態様(例えば「置換アルキル基」)も包含する。これは置換又は無置換を明記していない化合物についても同義である。好ましい置換基としては、後記する置換基Tから選ばれるものが挙げられる。
 本発明の説明において、置換基等が複数あるとき、又は複数の置換基等を同時若しくは択一的に規定するときには、それぞれの置換基等は互いに同一でも異なっていてもよいことを意味する。また、特に断らない場合であっても、複数の置換基等が隣接するときにはそれらが互いに連結したり縮環したりして環を形成していてもよい意味である。
 本明細書において、ポリマーが同一表示の(同一の一般式で表示された)複数の構成成分を有する場合は、各構成成分は互いに同一でも異なっていてもよい。
[コーティング用樹脂組成物]
 本発明のコーティング用樹脂組成物は、下記式(I)で表される構造単位と、下記式(II)で表される構造単位と、式(III-A)又は(III-B)で表される末端構造とを有するポリマーを含む。このポリマーを、以降、単に「上記ポリマー」ということがある。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
 式中、Meはメチルを示す。なお、式(I)において、Meが結合する炭素原子に結合する、Meの右側に示された置換基はイソブチルである。
 上記ポリマー中、上記式(I)で表される構造単位の含有量は10質量%以上であり、好ましくは20質量%以上であり、より好ましくは30質量%以上であり、更に好ましくは40質量%以上であり、特に好ましくは50質量%以上である。また、上記ポリマー中、上記式(I)で表される構造単位の含有量は、通常は70質量%以下であり、65質量%以下であることも好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
 上記ポリマー中、上記式(II)で表される構造単位の含有量は10質量%以上であり、好ましくは20質量%以上であり、より好ましくは25質量%以上であり、更に好ましくは30質量%以上であり、特に好ましくは40質量%以上である。また、上記ポリマー中、上記式(II)で表される構造単位の含有量は、通常は60質量%以下であり、50質量%以下であることも好ましい。
 上記式(I)で表される構造単位及び上記式(II)で表される構造単位の上記ポリマー中の含有量を上記範囲とすることにより、剛直性を有しながらも適度な柔軟性も併せ持つ上記ポリマーの物性が実現され、コーティング膜の耐摩耗性をより高めることができる。また、機能性材料を併用する場合には機能性材料と上記ポリマーの相溶性を高めることができ、所望の製膜性をより確実に担保することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
 式中、R及びRは一価の有機基を示す。式(III-A)においてRはR中の炭素原子によって式(III-A)に示された酸素原子と結合し、式(III-B)においてRはR中の炭素原子によって式(III-B)に示されたカルボニル基と結合している。R及びRは、フッ素原子を有さないことが好ましい。*は結合部位を示す。なお、*は以下の式においても結合部位を示す。
 R及びRとして採り得る一価の有機基は、アルキル基又はアリール基が好ましい。R及びRとして採り得るアルキル基は直鎖でも分岐を有してもよく、その炭素数(置換基を有する場合は置換基を含めた炭素数)は1~13が好ましく、1~8がより好ましく、1~6であることも好ましく、1~3であることも好ましい。R及びRがアルキル基の場合、耐摩耗性の観点で、炭素数が少ない方が好ましい。
 R及びRとして採り得るアリール基は、炭素数(置換基を有する場合は置換基を含めた炭素数)が6~30が好ましく、6~25がより好ましく、6~20が更に好ましく、6~15が特に好ましく、6~12が最も好ましい。R及びRとして採り得るアリール基はフェニル基であることが好ましい。
 上記式(III-A)で表される末端構造は、下記式(III-A-1)で表されることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
 式中、Rはアルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アシルオキシ基(好ましくはアルキルカルボニルオキシ基又はアリールカルボニルオキシ基であり、より好ましくはアルキルカルボニルオキシ基)、又はハロゲン原子を示し、sは0~5の整数である。
 Rはアルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基又はアシルオキシ基であることが好ましく、アルキル基又はアルコキシ基であることがより好ましく、アルキル基であることが更に好ましい。
 Rとして採り得るアルキル基は、直鎖、分岐、及び環状アルキル基のいずれでもよい。Rとして採り得るアルキル基の炭素数(置換基を有する場合は置換基を含めた炭素数)は、好ましくは1~10、より好ましくは1~6、更に好ましくは1~4である。Rとして採り得るアルキル基はメチル基又はt-ブチル基が好ましく、メチル基がより好ましい。Rがメチル基の場合、sは2又は3が好ましく、3がより好ましい。
 Rとして採り得るアリール基の炭素数(置換基を有する場合は置換基を含めた炭素数)は、好ましくは6~26、より好ましくは6~20、更に好ましくは6~15、特に好ましくは6~12、最も好ましくは6~10である。Rとして採り得るアリール基の好ましい具体例として、フェニル基、4-メトキシフェニル基、4-アセトキシフェニル基、1-ナフチル基、2-ナフチル基を挙げることができる。
 Rとして採り得るアルコキシ基、アルコキシカルボニル基及びアシルオキシ基の炭素数(置換基を有する場合は置換基を含めた炭素数)は、1~10が好ましく、1~4がより好ましく、1又は2が更に好ましい。この好ましい炭素数は、アルコキシカルボニル基及びアシルオキシ基については、各基中のカルボニル基を形成する炭素原子を除いた炭素数である。
 Rとして採り得るアリールオキシ基及びアリールオキシカルボニル基におけるアリール基は、炭素数(置換基を有する場合は置換基を含めた炭素数)が6~30が好ましく、6~25がより好ましく、6~20が更に好ましく、6~15が特に好ましく、6~12が最も好ましい。Rとして採り得るアリール基はフェニル基、4-メトキシフェニル基又は4-アセトキシフェニル基であることが好ましく、フェニル基であることがより好ましい。
 sは0~3の整数が好ましい。
 上記式(III-A)ないし(III-A-1)で表される好ましい末端構造として、例えば、下記式で表されるものが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
 上記式(III-B)で表される好ましい末端構造として、例えば、下記式で表されるものが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
 上記ポリマーの全ての末端構造中、上記式(III-A)又は(III-B)で表される末端構造の合計が占める割合が、50~100mol%であることが好ましく、70~100mol%であることがより好ましく、90~100mol%であることが更に好ましい。
 なお、式(III-A)又は(III-B)で表される末端構造は、例えば、溶液重合法や、界面重合法において、末端封止剤として、一価フェノール化合物や、一価カルボン酸クロリドを用いることにより導入できる。また、フェノール性水酸基を末端構造として有するポリマーを得た後、高分子反応にて、上記フェノール性水酸基をアシル化することで、(III-B)の構造に誘導することもできる。
 上記ポリマーは、上記式(I)及び(II)の各式で表される構造単位を除いた残部には、例えば、下記式(I-A)又は(I-B)で表される少なくとも1種の構造単位を含むことができる。ただし、下記式(I-A)で表される構造単位からは、上記式(I)で表される構造単位は除外される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
 上記式(I-A)中、Rは炭素数4以上の無置換の鎖状分岐アルキル基を示す(Rの鎖状分岐アルキル基は置換基を有しない)。Rの炭素数は好ましくは4~20、より好ましくは4~15、更に好ましくは4~10であり、特に好ましくは4~8である。Rの炭素数は5以上であることも好ましい。したがって、Rの炭素数は5~20であることも好ましく、6~15であることも好ましく、6~10であることも好ましく、7~8であることも好ましい。
 Rの好ましい具体的としては、1-メチルプロピル基、1,2-ジメチルプロピル基、2,2-ジメチルプロピル基、1-エチルプロピル基、1-メチルブチル基、2-メチルブチル基、3-メチルブチル基、1-エチルブチル基、2-エチルブチル基、1,1-ジメチルブチル基、1,2-ジメチルブチル基、1,3-ジメチルブチル基、2,2-ジメチルブチル基、3,3-ジメチルブチル基、4-メチルペンチル基、1-エチルペンチル基、2-エチルペンチル基、3-エチルペンチル基、1,3-ジメチルペンチル基、1,4-ジメチルペンチル基、2,4,4-トリメチルペンチル基、1-エチルヘプチル基、2-エチルヘプチル基、3-メチルヘキシル基、11-メチルドデシル基、等が挙げられる。
 なかでもRとしては、1-メチルプロピル基、1-メチルブチル基、3-メチルブチル基、1-エチルプロピル基、1-エチルブチル基、1-エチルペンチル基、1-エチルヘキシル基、1-エチルヘプチル基、2,4,4-トリメチルペンチル基が好ましく、1-エチルブチル基、1-エチルペンチル基、2,4,4-トリメチルペンチル基、1-エチルヘプチル基がより好ましい。
 Rは水素原子、直鎖アルキル基、又はアリール基を示す。
として採り得る直鎖アルキル基の炭素数は、好ましくは1~10、より好ましくは1~6、更に好ましくは1~4である。Rとして採り得る直鎖アルキル基は、メチル基又はエチル基が好ましく、メチル基がより好ましい。
 Rとして採り得るアリール基の炭素数は、好ましくは6~26、より好ましくは6~20、更に好ましくは6~15、特に好ましくは6~12、最も好ましくは6~10である。Rとして採り得るアリール基の好ましい具体例として、フェニル、4-メトキシフェニル、4-アセトキシフェニル、1-ナフチル、2-ナフチルを挙げることができる。
 Rは水素原子又はメチル基であることが好ましい。
 Rは水素原子、アルキル基、又はアリール基を示す。
 Rとして採り得るアルキル基は、直鎖、分岐、及び環状アルキル基のいずれでもよい。Rとして採り得るアルキル基の炭素数は、好ましくは1~10、より好ましくは1~6、更に好ましくは1~4である。Rとして採り得るアルキル基はメチル基又はエチル基が好ましく、メチル基がより好ましい。
 Rとして採り得るアリール基は、それぞれRとして採り得るアリール基と同義であり、好ましい形態も同じである。
 Rは水素原子又はメチル基であることが好ましい。
 上記式(I-A)において、RとRが結合して環構造が形成されることはない。また、Rの炭素数と2つのRの炭素数との合計は6以上であり、好ましくは6~20、より好ましくは6~16、更に好ましくは6~13である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
 上記式(I-B)中、Rは水素原子、直鎖アルキル基、又はアリール基を示す。
 Rとして採り得る直鎖アルキル基は、Rとして採り得る直鎖アルキル基と同義であり、好ましい形態も同じである。
 Rとして採り得るアリール基は、Rとして採り得るアリール基と同義であり、好ましい形態も同じである。
 Rは水素原子、アルキル基、又はアリール基を示す。Rとして採り得るアルキル基、又はアリール基は、それぞれRとして採り得るアルキル基、又はアリール基と同義であり、好ましい形態も同じである。
 Rは水素原子又はメチル基であることが好ましい。
 nは2~20の整数である。nは、好ましくは3~20、より好ましくは4~20、更に好ましくは4~15、特に好ましくは5~13、最も好ましくは6~10である。
 上記ポリマーが上記式(I-A)で表される構造単位を有する場合、Rとしては水素原子、無置換の直鎖アルキル基、又は無置換のアリール基であることが好ましい。つまり、RとRが全体として炭素原子と水素原子のみで構成されていることが好ましい。
 上記式(I-A)で表される構造単位の具体例を以下に示すが、本発明は下記の具体例に限定して解釈されるものではない。以降の式においてMeはメチルを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
 上記式(I-B)で表される構造単位の具体例を以下に示すが、本発明は下記の具体例に限定して解釈されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
 上記ポリマーは、上記式(I)、(I-A)、(I-B)及び(II)の各式で表される構造単位を除いた残部には、例えば、下記式(IV)で表される構造単位を含むことができる。下記式(IV)で表される構造単位は、式(II)で表される構造単位として上記ポリマー中に組み込まれるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
 式(IV)中、Rはアルキル基、アリール基、又はハロゲン原子を示し、rは0~4の整数である。
 Rとして採り得るアルキル基、及びアリール基は、それぞれRとして採り得るアルキル基、及びアリール基と同義であり、好ましい形態も同じである。
 rは0~3が好ましい。
 上記式(IV)で表される構造単位の具体例を以下に示すが、本発明は下記の具体例に限定して解釈されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
 上記ポリマーは、上記式(I)、(I-A)、(I-B)、(II)及び(IV)の各式で表される構造単位を除いた残部には、例えば、下記式(I-C)で表される少なくとも1種の構造単位を含むことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
 上記式(I-C)中、R及びrはそれぞれ上記式(IV)におけるR及びrと同義であり、好ましい形態も同じである。Wは酸素原子、硫黄原子、又は炭素数1~15の炭化水素基を示す。ただし、上記式(I-C)で表される構造単位は上記式(I-A)及び(I-B)の各式で表される構造単位とは異なる構造単位である。すなわち、本発明では、構造が上記式(I-C)で表される構造単位に包含されるものであっても、上記式(I-A)及び(I-B)のいずれかの式で表される構造単位にも包含されるものは、上記式(I-C)で表される構造単位ではなく、上記式(I-A)及び(I-B)のいずれかの式で表される構造単位であると解釈する。
 Wとして採り得る炭素数1~15の炭化水素基としては、炭素数は1~12の炭化水素基が好ましく、1~10の炭化水素基がより好ましい。
 上記式(I-C)で表される構造単位を導く二価フェノール化合物として、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)メタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)エタン、1,1-ビス(4-メチル-2-ヒドロキシフェニル)メタン、1,1-ビス(3,5-ジメチル-4-ヒドロキシフェニル)メタン(TMビスフェノールF)、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン(ビスフェノールZ)、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン(ビスフェノールA)、2,2-ビス(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン(ビスフェノールC)、2,2-ビス(3,5-ジメチル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン(TMビスフェノールA)、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1-フェニルエタン、2,2-ビス(3-フェニル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、1,1-ビス(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)メタン、4,4’-ビフェノール、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-メチルプロパン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1-フェニルメタン、1,1-ビス(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、2,2-ビス(3-アリル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(3-イソプロピル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(3-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(3-sec-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、ビスフェノールフルオレン、1,1-ビス(2-メチル-4-ヒドロキシ-5-tert-ブチルフェニル)-2-メチルプロパン、4,4’-[1,4-フェニレン-ビス(2-プロピリデン)-ビス(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)]、1,1-ビス(3-フェニル-4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、4,4’-ジヒドロキシフェニルエーテル、ビス(2-ヒドロキシフェニル)メタン、2,4’-メチレンビスフェノール、ビス(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン、1,1-ビス(2-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)エタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-3-メチルブタン、ビス(2-ヒドロキシ-3,5-ジメチルフェニル)メタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロペンタン、1,1-ビス(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)シクロペンタン、3,3-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ペンタン、3,3-ビス(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)ペンタン、3,3-ビス(3,5-ジメチル-4-ヒドロキシフェニル)ペンタン、2,2-ビス(2-ヒドロキシ-3,5-ジメチルフェニル)プロパン、1,1-ビス(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)-1-フェニルエタン、1,1-ビス(3,5-ジメチル-4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、ビス(2-ヒドロキシ-3-tert-ブチル-5-メチルフェニル)メタン、ビス(4-ヒドロキシフェニル)ジフェニルメタン、テルペンジフェノール、1,1-ビス(3-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、1,1-ビス(2-メチル-4-ヒドロキシ-5-tert-ブチルフェニル)-2-メチルプロパン、2,2-ビス(3-シクロヘキシル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、1,1-ビス(3,5-ジtert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)メタン、1,1-ビス(3,5-ジsec-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)メタン、1,1-ビス(3-シクロヘキシル-4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、1,1-ビス(2-ヒドロキシ-3,5-ジtert-ブチルフェニル)エタン、ビス(3-ノニル-4-ヒドロキシフェニル)メタン、2,2-ビス(3,5-ジtert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(2-ヒドロキシ-3,5-ジtert-ブチル-6-メチルフェニル)メタン、1,1-ビス(3-フェニル-4-ヒドロキシフェニル)-1-フェニルエタン、ビス(3-フルオロ-4-ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(2-ヒドロキシ-5-フルオロフェニル)メタン、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、2,2-ビス(3-フルオロ-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(3-フルオロ-4-ヒドロキシフェニル)-フェニルメタン、ビス(3-フルオロ-4-ヒドロキシフェニル)-(p-フルオロフェニル)メタン、ビス(4-ヒドロキシフェニル)-(p-フルオロフェニル)メタン、2,2-ビス(3-クロロ-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロパン、2,2-ビス(3,5-ジクロロ-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(3-クロロ-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、1,1-ビス(3,5-ジブロモ-4-ヒドロキシフェニル)メタン、2,2-ビス(3,5-ジブロモ-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(3-ニトロ-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、3,3’-ジメチル-4,4’-ビフェノール、3,3’,5,5’-テトラメチル-4,4’-ビフェノール、3,3’,5,5’-テトラtert-ブチル-4,4’-ビフェノール、ビス(4-ヒドロキシフェニル)ケトン、3,3’-ジフルオロ-4,4’-ビフェノール、3,3’,5,5’-テトラフルオロ-4,4’-ビフェノール、ビス(4-ヒドロキシフェニル)ジメチルシラン、ビス(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(3,5-ジメチル-4-ヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(2,3,5-トリメチル-4-ヒドロキシフェニル)-フェニルメタン、1,1-ビス(3-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)-1-フェニルエタン、1,1-ビス(3,5-ジtert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)-1-フェニルエタン、1,1-ビス(2-メチル-4-ヒドロキシ-5-シクロヘキシルフェニル)-2-メチルプロパン、1,1-ビス(2-ヒドロキシ-3,5-ジtert-ブチルフェニル)エタン、イサチンビスフェノール、イサチンビスクレゾール、2,2’,3,3’,5,5’-ヘキサメチル-4,4’-ビフェノール、ビス(2ーヒドロキシフェニル)メタン、2,4’-メチレンビスフェノール、1,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)エタン、2-(4-ヒドロキシフェニル)-2-(2-ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(2-ヒドロキシ-3-アリルフェニル)メタン、1,1-ビス(2-ヒドロキシ-3,5-ジメチルフェニル)-2-メチルプロパン、1,1-ビス(2ーヒドロキシ-5-tert-ブチルフェニル)エタン、ビス(2-ヒドロキシ-5-フェニルフェニル)メタン、ビス(2-メチル-4-ヒドロキシ-5-シクロヘキシルフェニル)メタン、1,2-ビス(3,5-ジtert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)エタン、ビス(2-ヒドロキシ-3,5-ジtert-ブチルフェニル)メタン、2,2-ビス(3-スチリル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1-(p-ニトロフェニル)エタン、ビス(3,5-ジフルオロ-4-ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(3,5-ジフルオロ-4-ヒドロキシフェニル)フェニルメタン、ビス(3,5-ジフルオロ-4-ヒドロキシフェニル)ジフェニルメタン、ビス(3-フルオロ-4-ヒドロキシフェニル)ジフェニルメタン、2,2-ビス(3-クロロ-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、3,3’,5,5’-テトラtert-ブチル-2,2’-ビフェノール、2,2’-ジアリル-4,4’-ビフェノール、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、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-3,3,5,5-テトラメチル-シクロヘキサン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-3,3,4-トリメチル-シクロヘキサン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-3,3-ジメチル-5-エチル-シクロヘキサン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-3,3,5-トリメチル-シクロペンタン、1,1-ビス(3,5-ジメチル-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、1,1-ビス(3,5-ジフェニル-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、1,1-ビス(3-メチル-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、1,1-ビス(3-フェニル-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、1,1-ビス(3,5-ジクロロ-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、9,9-ビス(4-ヒドロキシフェニル)フルオレン、9,9-ビス(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)フルオレン、1,1-ビス(3,5-ジブロモ-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、ビス(4-ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(2-ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(3,5-ジメチル-4-ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(3,5-ジエチル-4-ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(3-エチル-4-ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(4-ヒドロキシフェニル)スルフィド、ビス(3,5-ジメチル-4-ヒドロキシフェニル)スルフィド、ビス(3,5-ジエチル-4-ヒドロキシフェニル)スルフィド、ビス(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)スルフィド、ビス(3-エチル-4-ヒドロキシフェニル)スルフィド、2,4-ジヒドロキシジフェニルスルホン、4,4‘-(α-メチルベンジリデン)ビスフェノール、1,1-ビス(4-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)-エタン、ビスフェノールE等が挙げられる。すなわち、上記式(I-C)で表される構造単位は、上記の二価フェノール化合物に由来し得るものである。
 上記二価フェノール化合物の中でも、コーティング膜の耐摩耗性をより高める観点から、4,4’-(α-メチルベンジリデン)ビスフェノール、1,1-ビス(4-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)-エタン、ビスフェノールE、ビスフェノールC、及びビスフェノールZから選ばれる化合物由来の構造単位が好ましい。
 上記式(I-C)で表される構造単位の含有量は、上記ポリマー中、好ましくは0~40質量%、より好ましくは0~30質量%、更に好ましくは0~20質量%である。
 上記ポリマーは、上記式(I)、(I-A)、(I-B)、(II)、(IV)及び(I-C)の各式で表される構造単位を除いた残部には、例えば、下記に記載のジカルボン酸由来の構造単位を含むことも好ましい。
 4,4’-ジフェニルエーテルジカルボン酸、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、オルトフタル酸、1,4-ナフタレンジカルボン酸、2,3-ナフタレンジカルボン酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、トリデカン二酸、テトラデカン二酸、ペンタデカン二酸、オクタデカン二酸、ノナデカン二酸、エイコサン二酸等。
 上記ジカルボン酸由来の構造単位の中でも、コーティング膜の耐摩耗性をより高める観点から、4,4’-ジフェニルエーテルジカルボン酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸、テレフタル酸由来の構造単位が好ましい。
 上記式(III-A)又は(III-B)以外の末端構造としては、下記式で表されるものが挙げられる。
*-H
*-O-H
 本発明のポリマーが、上記式(I)で表される構造単位を、上記式(III-A)又は(III-B)以外の端部構造として有する場合、その末端は、例えば、以下のように表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
 本発明のポリマーが、上記式(I-A)で表される構造単位を、上記式(III-A)又は(III-B)以外の端部構造として有する場合、その末端は、例えば、以下のように表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
 本発明のポリマーが、上記式(I-B)で表される構造単位を、上記式(III-A)又は(III-B)以外の端部構造として有する場合、その末端は、例えば、以下のように表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
 本発明のポリマーが、上記式(I-C)で表される構造単位を、上記式(III-A)又は(III-B)以外の端部構造として有する場合、その末端は、例えば、以下のように表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
 本発明のポリマーが、上記式(II)で表される構造単位を、上記式(III-A)又は(III-B)以外の端部構造として有する場合、その末端は、例えば、以下のように表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
 *-H、*-O-Hで表される末端構造は含まれないことが好ましいが、含まれる場合には、上記ポリマーの全ての末端構造中、0~50mol%であることが好ましく、0~30mol%であることがより好ましく、0~10mol%であることが更に好ましい。
 上記ポリマーの重量平均分子量は、好ましくは50000~250000、より好ましくは80000~180000、更に好ましくは100000~150000である。
 本発明において、ポリマーの分子量は、特に断らない限り、重量平均分子量を意味する。重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)によってポリスチレン換算の分子量として決定することができる。本発明のポリマーの溶剤溶解性から、溶離液としてはテトラヒドロフランを好ましく用いることができる。上記の好ましい重量平均分子量の範囲は、溶離液としてテトラヒドロフランを用いた場合の、ポリスチレン換算の重量平均分子量に基づいている。
 置換基Tとしては、下記のものが挙げられる。
 アルキル基(好ましくは炭素数が1~20であるアルキル基、例えばメチル、エチル、イソプロピル、t-ブチル、ペンチル、ヘプチル、1-エチルペンチル、ベンジル、2-エトキシエチル、1-カルボキシメチル等)、アルケニル基(好ましくは炭素数が2~20であるアルケニル基、例えば、ビニル、アリル、オレイル等)、アルキニル基(好ましくは炭素数が2~20であるアルキニル基、例えば、エチニル、ブタジイニル、フェニルエチニル等)、シクロアルキル基(好ましくは炭素数が3~20であるシクロアルキル基、例えば、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシル、4-メチルシクロヘキシル等)、アリール基(好ましくは炭素数が6~26であるアリール基、例えば、フェニル、1-ナフチル、4-メトキシフェニル、2-クロロフェニル、3-メチルフェニル等)、ヘテロ環基(好ましくは炭素数が2~20であるヘテロ環基で、より好ましくは、少なくとも1つの酸素原子、硫黄原子、窒素原子を有する5又は6員環のヘテロ環基である。ヘテロ環基には芳香族ヘテロ環基及び脂肪族ヘテロ環基を含む。例えば、テトラヒドロピラン環基、テトラヒドロフラン環基、2-ピリジル、4-ピリジル、2-イミダゾリル、2-ベンゾイミダゾリル、2-チアゾリル、2-オキサゾリル等)、アルコキシ基(好ましくは炭素数が1~20であるアルコキシ基、例えば、メトキシ、エトキシ、イソプロピルオキシ、ベンジルオキシ等)、アリールオキシ基(好ましくは炭素数が6~26であるアリールオキシ基、例えば、フェノキシ、1-ナフチルオキシ、3-メチルフェノキシ、4-メトキシフェノキシ等)、ヘテロ環オキシ基(上記ヘテロ環基に-O-基が結合した基)、アルコキシカルボニル基(好ましくは炭素数が2~20であるアルコキシカルボニル基、例えば、エトキシカルボニル、2-エチルヘキシルオキシカルボニル等)、アリールオキシカルボニル基(好ましくは炭素数が6~26であるアリールオキシカルボニル基、例えば、フェノキシカルボニル、1-ナフチルオキシカルボニル、3-メチルフェノキシカルボニル、4-メトキシフェノキシカルボニル等)、アミノ基(好ましくは炭素数が0~20であるアミノ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基を含み、例えば、アミノ(-NH)、N,N-ジメチルアミノ、N,N-ジエチルアミノ、N-エチルアミノ、アニリノ等)、スルファモイル基(好ましくは炭素数が0~20であるスルファモイル基、例えば、N,N-ジメチルスルファモイル、N-フェニルスルファモイル等)、アシル基(アルキルカルボニル基、アルケニルカルボニル基、アルキニルカルボニル基、アリールカルボニル基、ヘテロ環カルボニル基を含み、好ましくは炭素数が1~20であるアシル基、例えば、アセチル、プロピオニル、ブチリル、オクタノイル、ヘキサデカノイル、アクリロイル、メタクリロイル、クロトノイル、ベンゾイル、ナフトイル、ニコチノイル等)、アシルオキシ基(アルキルカルボニルオキシ基、アルケニルカルボニルオキシ基、アルキニルカルボニルオキシ基、アリールカルボニルオキシ基、ヘテロ環カルボニルオキシ基を含み、好ましくは炭素数が1~20であるアシルオキシ基、例えば、アセチルオキシ、プロピオニルオキシ、ブチリルオキシ、オクタノイルオキシ、ヘキサデカノイルオキシ、アクリロイルオキシ、メタクリロイルオキシ、クロトノイルオキシ、ベンゾイルオキシ、ナフトイルオキシ、ニコチノイルオキシ等)、アリーロイルオキシ基(好ましくは炭素数が7~23であるアリーロイルオキシ基、例えば、ベンゾイルオキシ等)、カルバモイル基(好ましくは炭素数が1~20であるカルバモイル基、例えば、N,N-ジメチルカルバモイル、N-フェニルカルバモイル等)、アシルアミノ基(好ましくは炭素数が1~20であるアシルアミノ基、例えば、アセチルアミノ、ベンゾイルアミノ等)、アルキルチオ基(好ましくは炭素数が1~20であるアルキルチオ基、例えば、メチルチオ、エチルチオ、イソプロピルチオ、ベンジルチオ等)、アリールチオ基(好ましくは炭素数が6~26であるアリールチオ基、例えば、フェニルチオ、1-ナフチルチオ、3-メチルフェニルチオ、4-メトキシフェニルチオ等)、ヘテロ環チオ基(上記ヘテロ環基に-S-基が結合した基)、アルキルスルホニル基(好ましくは炭素数が1~20であるアルキルスルホニル基、例えば、メチルスルホニル、エチルスルホニル等)、アリールスルホニル基(好ましくは炭素数が6~22であるアリールスルホニル基、例えば、ベンゼンスルホニル等)、アルキルシリル基(好ましくは炭素数が1~20であるアルキルシリル基、例えば、モノメチルシリル、ジメチルシリル、トリメチルシリル、トリエチルシリル等)、アリールシリル基(好ましくは炭素数が6~42であるアリールシリル基、例えば、トリフェニルシリル等)、ホスホリル基(好ましくは炭素数が0~20であるリン酸基、例えば、-OP(=O)(R)、ホスホニル基(好ましくは炭素数が0~20であるホスホニル基、例えば、-P(=O)(R)、ホスフィニル基(好ましくは炭素数が0~20であるホスフィニル基、例えば、-P(R)、スルホ基(スルホン酸基)、カルボキシ基、ヒドロキシ基、スルファニル基、シアノ基、ハロゲン原子(例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等)が挙げられる。Rは、水素原子又は置換基(好ましくは置換基Tから選択される基)である。
 また、これらの置換基Tで挙げた各基は、上記置換基Tを置換基として更に有していてもよい。
 上記ポリマーの製造方法は、上記式(I)で表される構造単位を与えるモノマー、及び上記式(II)で表される構造単位を与えるモノマーと、必要に応じて他のモノマーを、常法により重縮合させるなどして得ることができる。
 上記ポリマーの製造方法は特に制限されない。一例として、界面重合法、溶液重合法などが挙げられ、界面重合法が好ましい。界面重合法とは、水と相溶しない有機溶剤に溶解させた二価カルボン酸ハライドと、アルカリ水溶液に溶解させた二価フェノールとを混合することによってポリエステルを得る重合方法である。界面重合法に関する文献として、W. M. EARECKSON, J. Poly. Sci., XL399, 1959年と、特公昭40-1959号公報などが挙げられる。界面重合法は溶液重合法と比較すると、反応が速いため、酸ハライドの加水分解を抑えることができ、結果として高分子量の樹脂を得ることができる。
 より詳細には、水相として、二価フェノールのアルカリ水溶液を調製し、続いて、重合触媒を添加する。一方、有機相として、水と相溶せずポリマーを溶解する溶媒に二価カルボン酸のハライドを溶解させ、この溶液を先のアルカリ溶液に混合した後、好ましくは50℃以下の温度で1~8時間撹拌しながら重合反応をおこなうことによって所望のポリマー溶液を得ることができる。有機相に対し、二価カルボン酸ハライドの全てが溶解しなくてもよい。
 本発明のポリマーの製造方法において、以下の手法Aを用いてもよい。特に、二価カルボン酸ハライドが有機層の溶媒へ溶解しない、あるいは、溶解性が低い場合に有効な手法である。
<手法A>
 水相として、二価フェノールのアルカリ水溶液を調製し、続いて、重合触媒を添加する。この際、二価フェノールのアルカリ水溶液において、二価フェノール、あるいは、そのフェノキサイドが完全に溶解していなくてもよい。
 さらに、有機相として、水と相溶せずポリマーを溶解する有機溶媒のみを、上記アルカリ溶液に混合し、撹拌により懸濁させる。
 そこへ、粉体等の固体状4,4’-ビフェニルジカルボニルクロリドを添加し、重合反応を行う。この手法には3つの利点がある。
 1点目は、4,4’-ビフェニルジカルボニルクロリドをあらかじめ溶液、又は溶媒懸濁液としないため、二価フェノールのアルカリ水溶液と混合するまでの間の加水分解を抑制できる点である。2点目は、溶媒懸濁液を扱わないため、アルカリ水溶液と混合するために溶媒懸濁液を移液する、煩雑な操作を避けられる点である。4,4’-ビフェニルジカルボニルクロリドを溶媒懸濁液として扱うことを避けるため、大量の溶媒で希釈して溶液とすることが考えられる。これに対し、固体状4,4’-ビフェニルジカルボニルクロリドを添加する手法Aでは、3つ目の利点として、4,4’-ビフェニルジカルボニルクロリド自体を完全に溶解させる必要が無いため、有機溶媒の使用量を低減でき、その結果、製造効率を高め、有機溶媒を節約できる点が挙げられる。
 また、重合触媒は、あらかじめ水層に加えても、有機層に加えてもよい。
 二価フェノール水溶液を調製する際に用いられるアルカリとしては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウムなどが挙げられる。アルカリの使用量としては、一般に二価フェノールのモル数の2~5倍、すなわち、水酸基に対して1~2.5当量である。
 本発明のポリマーの製造方法において、以下の手法Bを用いてもよい。
<手法B>
 有機層として、水と相溶せずポリマーを溶解する有機溶媒と4,4’-ビフェニルジカルボニルクロリドを混合し、撹拌して懸濁液を得る。一方、別の容器にて、水相として、二価フェノールのアルカリ水溶液を調製し、続いて、重合触媒を添加する。得られた水層を上記懸濁液へ加え、重合反応を行う。
 上記手法Bにより、4,4’-ビフェニルジカルボニルクロリドをあらかじめ有機溶媒懸濁液とすることで、重合工程の再現性を高められることがある。また、逆の手順である、二価フェノールのアルカリ水溶液に対し、4,4’-ビフェニルジカルボニルクロリドの溶媒懸濁液を加える場合と比較して、上記手法Bは、溶媒懸濁液の移液工程を含まないため、操作の煩雑さが低減され、移液工程における4,4’-ビフェニルジカルボニルクロリドの加水分解の懸念も少なくなる。
 本発明の製造方法において、以下の手法Cを用いてもよい。
<手法C>
 前述した一般的な界面重合法の手法として、上記されるように、水相として、二価フェノールのアルカリ水溶液を調製し、続いて、重合触媒を添加する。一方、有機相として、4,4’-ビフェニルジカルボニルクロリドの溶液、又は溶媒懸濁液を調製し、先のアルカリ溶液に添加し、重合反応を行う。
 界面重合において、ポリマーの分子量を制御する観点で、重合時に末端封止剤を用いてもよい。また、ポリマーの特性を制御する観点でも、上記ポリマーの末端は、一価フェノール、一価酸クロリド、一価アルコール、一価カルボン酸などで封止されていることが好ましい。そのような末端封止剤として用いられる一価フェノールとしては、フェノール、o-クレゾール、m-クレゾール、p-クレゾール、p-tert-ブチルフェノール、o-フェニルフェノール、m-フェニルフェノール、p-フェニルフェノール、o-メトキシフェノール、m-メトキシフェノール、p-メトキシフェノール、2,3,5-トリメチルフェノール、2,3,6-トリメチルフェノール、2,3-キシレノール、2,4-キシレノール、2,5-キシレノール、2,6-キシレノール、3,4-キシレノール、3,5-キシレノール、2-フェニル-2-(4-ヒドロキシフェニル)プロパン(「p-(α-クミル)フェノール)」と記すことがある。)、2-フェニル-2-(2-ヒドロキシフェニル)プロパン、2-フェニル-2-(3-ヒドロキシフェニル)プロパンなどが挙げられる。末端封止剤として用いられる一価酸クロリドとしては、ベンゾイルクロリド、メタンスルホニルクロリド、クロロ炭酸フェニルエステル、アセチルクロリド、ラウロイルクロリドなどが挙げられる。末端封止剤として用いられる一価アルコールとしては、メタノール、エタノール、n-プロパノール、イソプロパノール、n-ブタノール、2-ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ドデシルアルコール、ステアリルアルコール、ベンジルアルコール、フェネチルアルコールなどが挙げられる。末端封止剤として用いられる一価カルボン酸としては、酢酸、プロピオン酸、オクタン酸、シクロヘキサンカルボン酸、安息香酸、トルイル酸、フェニル酢酸、p-tert-ブチル安息香酸、p-メトキシフェニル酢酸などが挙げられる。
 中でも、一価フェノール又は一価酸クロリドで末端を封止されることが好ましく、p-tert-ブチルフェノール、2,3,5-トリメチルフェノール、2,3,6-トリメチルフェノール、ベンゾイルクロリド、又はアセチルクロリドで封止されることがより好ましい。
 界面重合の重合触媒としては、トリブチルベンジルアンモニウムハライド、テトラブチルアンモニウムハライド、トリメチルベンジルアンモニウムハライド、トリエチルベンジルアンモニウムハライドなどの第四級アンモニウム塩、及び、トリブチルベンジルホスホニウムハライド、テトラブチルホスホニウムハライド、トリメチルベンジルホスホニウムハライド、トリエチルベンジルホスホニウムハライドなどの第四級ホスホニウム塩が挙げられる。中でも、重合を促進しやすい点で、トリブチルベンジルアンモニウムハライド、テトラブチルアンモニウムハライド、トリブチルベンジルホスホニウムハライド、及びテトラブチルホスホニウムハライドから選ばれるものが好ましい。
 界面重合における有機相の溶媒としては、ジクロロメタン、1,2-ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素、クロロベンゼン、1,1,2,2-テトラクロロエタン、1,1,1-トリクロロエタン、o-ジクロロベンゼン、m-ジクロロベンゼン、p-ジクロロベンゼンなどの塩素系溶媒、トルエン、ベンゼン、キシレン、アニソールなどの芳香族系炭化水素を用いることができ、また、テトラヒドロフランなどを用いることもできる。中でも、ジクロロメタン、o-ジクロロベンゼンが有機層の有機溶媒として好ましい。
 二価カルボン酸ハライドが有機層の有機溶媒へ溶解しない、あるいは、溶解性が低い場合には、他の有機溶媒を用いることもできる。有機層の有機溶媒は、水に溶解しないものが好ましいが、二価カルボン酸ハライドの有機層への溶解性を改善する目的、又は重合反応の効率を高め、二価カルボン酸ハライドの加水分解を抑制し、所望の分子量のポリマーを得る目的で、有機層の一部、又は全てを、水への溶解性も有する有機溶媒に置き換えることもできる。
 二価カルボン酸ハライドの有機層への溶解性を改善するのに効果的な有機溶媒としては、例えば、テトラヒドロフラン、N,N-ジメチルアセトアミド(DMAc)、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、1,4-ジオキサン、1,3-ジオキソランが挙げられる。
 有機層の有機溶媒に対するポリマー濃度は高い方が生産性の観点で好ましい。有機層の液量に対するポリマー量は、2質量%以上であることが好ましく、6質量%以上であることがより好ましく、10質量%以上であることが更に好ましい。また、水層、及び、有機層の総量に対するポリマー量は、1質量%以上であることが好ましく、3質量%以上であることがより好ましく、5質量%以上であることが更に好ましい。
 重合後に得られたポリマー溶液に酢酸を添加し、重合を終了したあと、ポリマー溶液を水で繰返し攪拌して洗浄し、ポリマー溶液に含まれるナトリウムイオン、カリウムイオン、リチウムイオン、塩化物イオン、及び重合触媒などのイオン性成分を除去する。洗浄に使用する水は、酸性であっても塩基性であってもよく、洗浄廃液水が中性になるまで繰返し洗浄する。
 得られたポリマー溶液を、貧溶媒に滴下することにより、固形分としてのポリマーが析出する。ポリマー溶液の固形分濃度は7質量%以下が好ましい。また、貧溶媒の体積はポリマー溶液の体積の3倍以上が好ましい。貧溶媒としては、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、アセトン、アセトニトリル、ヘキサンなどが挙げられる。
 ポリマー溶液を貧溶媒へ添加することにより、ポリマーに含有される残存モノマーと、アルカリ、及び重合触媒由来の不純物を低減させることができる。残存モノマー及び不純物の含有量を低減するためには、特に、貧溶媒へ析出処理をした後の貧溶媒への浸漬時間を1分以上とすることが好ましい。また、重合触媒として、重合活性の比較的低いトリメチルベンジルアンモニウムハライド、トリエチルベンジルアンモニウムハライドなどを用いたときは、浸漬時間を3分以上とすることが好ましい。3分未満で取り出したときは、ポリマーからの残存モノマー及び不純物の除去が不十分である場合がある。残存モノマー及び不純物を減少させるためには、得られたポリマーを再び溶媒に溶解し、貧溶媒へ添加して析出を行う上記操作を繰り返してもよい。
 上記ポリマーを製造した際に、テトラヒドロフラン又はジクロロメタンに対し、不溶性の不純物が生成することがある。この一因は、上記式(II)で表される構造単位の導入にあたって、4,4’-ビフェニルジカルボニルクロリドを使用していることに由来すると考えられる。すなわち、4,4’-ビフェニルジカルボニルクロリド中に含まれ得る不純物である4,4’-ビフェニルジカルボン酸、又は4-(4-カルボキシフェニル)-安息香酸クロリドが、上記ポリマーの製造工程に持ち込まれた際に、下記スキームで示されるように、不溶性の不純物として酸無水物化合物を形成するためと考えられる。
 また、製造工程の重合反応中に、4,4’-ビフェニルジカルボン酸、又は4-(4-カルボキシフェニル)-安息香酸クロリドが生成し、その後、下記スキームで示されるように、酸無水物化合物を形成する場合も考えられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
 本発明のポリマー又はコーティング膜の用途によっては、本発明のポリマー又はコーティング膜がこのような不溶性の不純物を含まないことが好ましい。不溶性の不純物を含まないポリマーを得る方法としては、例えば、ポリマーと不溶性の不純物の双方を含む溶液に対し、各種吸着剤で処理して不溶性の不純物を除去する方法が挙げられる。
 また、不溶性の不純物の発生自体を抑制する目的で、不純物として4,4’-ビフェニルジカルボン酸、又は4-(4-カルボキシフェニル)-安息香酸クロリドの含有量が少ない4,4’-ビフェニルジカルボニルクロリドを用いることが好ましい。4,4’-ビフェニルジカルボニルクロリド中、4,4’-ビフェニルジカルボン酸、4-(4-カルボキシフェニル)-安息香酸クロリドの含有量はそれぞれ、5質量%以下が好ましく、1質量%以下がより好ましく、0.5質量%以下が更に好ましい。
 本発明のコーティング用樹脂組成物は、上記ポリマーに加え、通常は溶媒を含有する。上記のようにして得られたポリマーは、汎用溶媒、又はそれらの混合溶媒に対して高い溶解性を有している。すなわち、単独、あるいは、混合で用いられる溶媒としては、ジクロロメタン、1,2-ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素、クロロベンゼン、1,1,2,2-テトラクロロエタン、1,1,1-トリクロロエタン、o-、m-ジクロロベンゼンなどの塩素系溶媒、トルエン、ベンゼン、キシレンなどの芳香族系炭化水素、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)、N,N-ジメチルアセトアミド(DMAc)、1,4-ジオキサン、テトラヒドロフランなどが挙げられる。
 本発明のコーティング用樹脂組成物は、得られる本発明のコーティング膜に所望の機能性を付与するために、機能性材料を含むことも好ましい。本発明のコーティング膜に付与される機能は特定の機能に限定されない。例えば、本発明のコーティング用樹脂組成物ないしコーティング膜において、ポリマーと機能性材料の各含有量の質量比を、90:10~50:50とでき、80:20~50:50とすることも好ましい。
 上記機能性材料は特に限定されず、上記ポリマーとの相溶性や相互作用性をより高める観点から、ベンゼン環を含む含芳香族環化合物が好ましい。このベンゼン環を含む含芳香族環化合物は、ベンゼン環を2~15個有することが好ましく、3~12個有することがより好ましく、4~10個有することが更に好ましい。また、このベンゼン環を含む含芳香族環化合物は、分子量が200~2000が好ましく、250~1500がより好ましく、300~1000が更に好ましい。
 上記のベンゼン環を含む含芳香族環化合物は、下記式(V)で表される化合物が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
 式中、Xは酸素原子、硫黄原子、置換基を有してよい炭化水素基、又は置換基を有してよいイミノ基を示す。n1は0~4の整数を示す。Rは一価の有機基又は水酸基を示す。
 Xとして採り得る置換基を有してよい炭化水素基としては、炭素数が6~35の、芳香族環を含む炭化水素基が好ましく、炭素数が6~25の、芳香族環を含む炭化水素基がより好ましい。好ましいn1は0~2の整数であり、より好ましいn1は0又は1である。Rとして採り得る好ましい一価の有機基は直鎖アルキル基である。
 上記式(V)で表される芳香族化合物が複数のベンゼン環を含むこと、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等のヘテロ原子を含むこと、上記式(V)で表される芳香族化合物中のベンゼン環の質量比が大きく剛直であることによって、上記ポリマーと機能性材料の相溶性や相互作用が高まり、得られるコーティング膜の機械特性をより向上させることができる。また、コーティング膜の緻密化を生じ、コーティング膜の透湿度を抑える効果も期待される。
 上記式(V)で表される芳香族化合物の分子量は200~2000が好ましく、250~1500がより好ましく、300~1000が更に好ましい。
 上記式(V)中のベンゼン環の数は2~15が好ましく、3~12がより好ましく、4~10が更に好ましい。
 上記式(V)で表される芳香族化合物は、酸素原子及び窒素原子の少なくとも一方を有することが好ましい。
[ポリマーの製造方法]
 本発明のポリマーの製造方法の好ましい実施形態について説明する。
 二価カルボン酸ハライドと二価フェノールの界面重合において、上記される通り、一般には、二価カルボン酸ハライドの加水分解を防ぐ観点、又は重合反応の再現性の観点から、二価カルボン酸ハライドは、有機溶媒と混合してなる溶液又はスラリーとして、二価フェノールのアルカリ水溶液に加えることが好ましいと考えられていた。一方、本発明者らが鋭意検討した結果、二価フェノールのアルカリ水溶液、重合触媒、及び有機層の有機溶媒を含む混合物へ、4,4’-ビフェニルジカルボニルクロリドの粉体等の固体を直接加えた場合にも、所望の分子量のポリマーが、効率よく得られることがわかってきた。
 本発明のポリマーの製造方法は、下記式(II)で表される構造単位を有するポリマーの製造方法(以下、「本発明の製造方法」ともいう。)として好適であり、二価フェノールのアルカリ水溶液と有機溶媒を含む混合物と、固体の4,4’-ビフェニルジカルボニルクロリドとを混合する工程を含む。本発明の製造方法は、より好ましくは、二価フェノールのアルカリ水溶液と有機溶媒を含む混合物を撹拌しているところへ、固体の4,4’-ビフェニルジカルボニルクロリドを添加する工程を含む。本発明において「固体の4,4’-ビフェニルジカルボニルクロリド」とは、有機溶媒と混合された状態(溶液又はスラリー)ではなく、固体状の4,4’-ビフェニルジカルボニルクロリドそのものを意味する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
 本発明の製造方法は、例えば、上述した手法Aで行うことができる。手法Aの利点については上述した通りである。
 本発明の製造方法(手法A)において、得られるポリマーの特性を高める観点から、二価フェノール成分として、上記式(I)で表される構造単位を与える、下記式で表される化合物を用いることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
 製造時の作業性の観点から、固体の4,4’-ビフェニルジカルボニルクロリドは有機溶媒を含まないことが好ましい。4,4’-ビフェニルジカルボニルクロリドが有機溶媒を含み得る場合に、固体の4,4’-ビフェニルジカルボニルクロリドと有機溶媒の総量に対する有機溶媒の含有量は、20質量%以下が好ましく、10質量%以下がより好ましく、5質量%以下が更に好ましい。
 本発明の製造方法の界面重合において、得られるポリマーの特性を高め、更に、重合時の分子量を制御する観点から、二価フェノールと共に、下記式で表される化合物を用いることが好ましい。
H-O-R
 式中、Rは上記式(III-A)におけるRと同じ一価の有機基であり、好ましい形態も同じである。
 上記H-O-Rで表される化合物として、上記ポリマーの製造方法で使用される一価フェノール又は一価アルコールが挙げられる。
 本発明の製造方法で得られるポリマーの全ての末端構造中、上記H-O-Rで表される化合物に由来する末端構造の合計が占める割合は、好ましくは、上記ポリマーの全ての末端構造中、上記式(III-A)で表される化合物に由来する末端構造の合計が占める割合と同じである。
 さらに、4,4’-ビフェニルジカルボニルクロリドと共に、下記式で表される化合物を用いることも好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
 式中、Rは上記式(III-B)におけるRと同じ一価の有機基であり、好ましい形態も同じである。
 上記式で表される化合物として、上記ポリマーの製造方法で使用される一価酸クロリドが挙げられる。
 本発明の製造方法において、4,4’-ビフェニルジカルボニルクロリドと共に、上記ポリマーの製造方法で使用される一価カルボン酸を使用してもよい。
 本発明の製造方法で得られるポリマーの全ての末端構造中、上記化合物に由来する末端構造の合計が占める割合は、好ましくは上記ポリマーの全ての末端構造中、上記式(III-B)で表される化合物に由来する末端構造の合計が占める割合と同じである。
 本発明の製造方法において、上記ポリマーの製造方法で使用される上記式(I-A)、(I-B)、(IV)、(I-C)、及び上記ジカルボン酸単位由来の構造単位の少なくとも1つを与えるモノマーが使用されてもよい。本発明の製造方法で得られるポリマー中の上記式(II)、(I)、(I-A)、(I-B)、(IV)、(I-C)、及び上記ジカルボン酸単位由来の構造単位の含有量は、好ましくは上記ポリマー中のこれらの構造単位の含有量と同じである。また、本発明の製造方法で得られるポリマーの重量平均分子量も、好ましくは上記ポリマーの重量平均分子量と同じである。
 さらに、本発明の製造方法で使用される重合触媒、及び有機溶媒は、上記ポリマーの製造方法で使用される重合触媒、及び有機溶媒と同じであり、好ましい重合触媒、及び有機溶媒も同じである。
 4,4’-ビフェニルジカルボニルクロリドの溶媒溶解性が低いにも関わらず、所望のポリマー溶液が得られる理由は、添加した固体の4,4’-ビフェニルジカルボニルクロリドのうち、有機層に溶解した成分から徐々に消費され、やがて4,4’-ビフェニルジカルボニルクロリドの一部、又は全部が溶解し、重合反応するためと考えられる。また、4,4’-ビフェニルジカルボニルクロリドの固体を添加しているにもかかわらず、加水分解の影響をほとんど受けず、所望のポリマーが得られる理由については、二価フェノールのフェノキサイドと4,4’-ビフェニルジカルボニルクロリドの反応が非常に速いため、4,4’-ビフェニルジカルボニルクロリドの固体表面が直接アルカリ水溶液に接する場合においても、望ましい重合反応が優勢になるためと考えられる。4,4’-ビフェニルジカルボニルクロリドの加水分解を更に抑制する観点から、二価フェノールのアルカリ水溶液を調製する際に、アルカリの使用量を抑えることが好ましい。
 本発明の製造方法において、上記ポリマーの製造方法における後処理が行われてもよい。
[コーティング膜]
 本発明のコーティング膜は、本発明のポリマーから構成されてもよく、本発明のポリマーに加え、他の成分を含有してもよい。他の成分としては、例えば、上述の機能性材料が挙げられる。本発明のコーティング膜は、その形成時には製膜性に優れ、また、コーティング膜それ自体は耐熱性に優れ、耐摩耗性にも優れる。
 機能性材料と複合したコーティング膜の例としては、例えば、特開2016-69468号公報に記載されるような、低透湿性フィルムが挙げられる。すなわち、機能性材料としてフェノール化合物をポリマーに添加することで、ポリマーと機能性材料とは高い相溶性を示し、透湿性を効果的に抑えることができる。
 また、機能性材料を含む複合コーティング膜の他の例としては、電子写真感光体の電荷輸送層が挙げられる。すなわち、上記電荷輸送層は、バインダーとしての上記ポリマーと電荷輸送材とを含んでなり、バインダーには、電荷輸送材との間に高い相溶性が求められる。本発明のコーティング膜を、上記ポリマーと電荷輸送材である芳香族化合物とを含んでなる電荷輸送層として用いることにより、耐摩耗性に優れた電荷輸送層とすることができる。
 本発明のコーティング膜は、例えば、金属線被覆膜、表示装置用偏光板保護フィルム等としても好ましく適用することができる。
 本発明のコーティング膜は、その上に他の層を配した状態で使用することもできる。例えば、本発明のコーティング膜に接して保護層を形成することで、更に耐久性を高めることができる。
 本発明のコーティング膜の形成方法は、上記ポリマーを含有する膜を形成できれば特に制限されない。例えば、本発明のコーティング用樹脂組成物を基材上に塗布し、塗膜を乾燥させることにより形成することができる。塗布方法及び乾燥方法それ自体は、塗工液の塗布、乾燥において通常採用され得る方法を適宜に適用することができる。基材は特に制限されず、コーティングを施したい面を有する材料、部材等を広く適用することができる。
 以下、本発明を実施例に基づき更に詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。下記に示す構造式において、Meはメチル基を示す。
[コーティング膜用組成物を構成するポリマーの調製]
<実施例1>
-ポリマー(1)の調製-
 下記スキームに従って、ポリマー(1)を調製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
 攪拌装置を備えた反応容器中に、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-4-メチルペンタン(本州化学工業製)11.4493g、2,3,5-トリメチルフェノール(東京化成工業製)0.1750g、ハイドロサルファイトナトリウム(富士フイルム和光純薬製)0.0572g、水230mLを加え、懸濁液とした。この懸濁液に、攪拌下、温度を室温(20℃)で、水酸化ナトリウム(富士フイルム和光純薬製)4.8378g、ベンジルトリブチルアンモニウムクロリド(富士フイルム和光純薬製)0.1981g、水150mLを加え、窒素雰囲気下で30分攪拌して固形物が概ね溶解した溶液とした(若干濁りがあった)。この水溶液にo-ジクロロベンゼン(富士フイルム和光純薬製)210mLを加え、窒素雰囲気下で30分攪拌した後に、4,4’-ビフェニルジカルボニルクロリド(東京化成工業製)12.0000gを粉体のまま添加した。添加終了後、温度を室温(20℃)、窒素雰囲気下で4時間攪拌して反応を進行させた。重合後の溶液を300mLのo-ジクロロベンゼンで希釈し、水層を除去した。希酢酸溶液及びイオン交換水で洗浄した後、メタノール(富士フイルム和光純薬製)に投入してポリマーを析出させた。析出したポリマーを濾過し、50℃で乾燥させた。このポリマーをテトラヒドロフラン(富士フイルム和光純薬製)900mLに再溶解させ、メタノールに投入してポリマーを析出させた。析出したポリマーを濾過し、メタノールで洗浄後、50℃で乾燥させることで、白色のポリマー(1)17.8gを得た。
 ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC、溶離液としてテトラヒドロフランを使用)によってポリスチレン換算の分子量として決定されたポリマー(1)の重量平均分子量(Mw)は120,000であった。
 ポリマー(1)は、H NMRによる各構造体のユニットモル比の算出を元に、2,2-ビス(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)-4-メチルペンタン由来のジオール構造単位56質量%、及び4,4’-ビフェニルジカルボニルクロリド由来のジカルボン酸構造単位43質量%、及び2,3,5-トリメチルフェノール由来の末端構造1質量%から構成されていると確認した。
 上記は、4,4’-ビフェニルジカルボニルクロリドを粉体のまま添加しており、手法Aに該当する。
<実施例2>
-ポリマー(2)の調製-
 下記スキームに従って、白色のポリマー(2)を調製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
 攪拌装置を備えた反応容器中に、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-4-メチルペンタン(本州化学工業製)43.0952g、トリエチルアミン(富士フイルム和光純薬製)33.0645gに塩化メチレン(富士フイルム和光純薬製)260mLを加え、溶液とした。この溶液を攪拌下に、温度5℃で、4,4’-ビフェニルジカルボニルクロリド(東京化成工業製)45.0000gを粉体のまま添加した。添加終了後、温度を30℃まで上昇させ、窒素雰囲気下で4時間攪拌して反応を進行させた。重合後の溶液を3000mLのテトラヒドフランで希釈し、メタノールに投入してポリマーを析出させた。析出したポリマーを濾過し、メタノールで洗浄後、50℃で乾燥させた。このポリマーをテトラヒドフラン3000mLに再溶解させ、メタノールに投入してポリマーを析出させた。析出したポリマーを濾過し、メタノールで洗浄後、50℃で乾燥させることで、白色のポリマー68.9gを得た。
 上記は、界面重合法ではなく、溶液重合法である。したがって、手法A、手法B、及び手法Cのいずれにも該当しない。
 攪拌装置を備えた反応容器中に、このポリマー10.0000g、トリエチルアミン1.2941gに塩化メチレン110mLを加え、溶液とした。この溶液を攪拌下に、温度5℃で、塩化ベンゾイル(富士フイルム和光純薬製)1.7121gを添加した。添加終了後、温度を30℃まで上昇させ、窒素雰囲気下で4時間攪拌して反応を進行させた。重合後の溶液を400mLのテトラヒドロフランで希釈し、メタノールに投入してポリマーを析出させた。析出したポリマーを濾過し、メタノールで洗浄後、50℃で乾燥させた。このポリマーをテトラヒドロフラン400mLに再溶解させ、メタノールに投入してポリマーを析出させた。析出したポリマーを濾過し、メタノールで洗浄後、50℃で乾燥させることで、白色のポリマー(2)8.7gを得た。実施例1と同様にして決定されたポリマー(1)の重量平均分子量、算出された構造単位の含有量を表1に示す。
<実施例3>
-ポリマー(3)の調製-
 下記スキームに従って、表1に示される構造単位から構成される白色のポリマー(3)を、実施例2に準じて調製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044
 実施例1と同様にして決定されたポリマー(3)の重量平均分子量、算出された構造単位の含有量を表1に示す。
<実施例4>
-ポリマー(4)の調製-
 下記スキームに従って、表1に示される構造単位から構成される白色のポリマー(4)を調製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
 攪拌装置を備えた反応容器中に、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-4-メチルペンタン(本州化学工業製)11.4493g、p-t-ブチルフェノール(富士フイルム和光純薬製)0.1930g、ハイドロサルファイトナトリウム(富士フイルム和光純薬製)0.0572g、水230mLを加え、懸濁液とした。この懸濁液に、攪拌下、温度を室温(20℃)で、水酸化ナトリウム(富士フイルム和光純薬製)4.8378g、ベンジルトリブチルアンモニウムクロリド(富士フイルム和光純薬製)0.1981g、水150mLを加え、窒素雰囲気下で30分攪拌して固形物が概ね溶解した溶液とした(若干濁りがあった)。この水溶液に、4,4’-ビフェニルジカルボニルクロリド(東京化成工業製)12.0000gと塩化メチレン(富士フイルム和光純薬製)210mLの混合液(実施例4ではスラリー状)を加えた。添加終了後、温度を室温(20℃)、窒素雰囲気下で4時間攪拌して反応を進行させた。重合後の溶液を300mLの塩化メチレンで希釈し、水層を除去した。希酢酸溶液及びイオン交換水で洗浄した後、メタノール(富士フイルム和光純薬製)に投入してポリマーを析出させた。析出したポリマーを濾過し、50℃で乾燥させた。このポリマーをテトラヒドロフラン(富士フイルム和光純薬製)900mLに再溶解させ、メタノールに投入してポリマーを析出させた。析出したポリマーを濾過し、メタノールで洗浄後、50℃で乾燥させることで、白色のポリマー(4)14.0gを得た。実施例1と同様にして決定されたポリマー(4)の重量平均分子量、算出された構造単位の含有量を表1に示す。
 上記は、4,4’-ビフェニルジカルボニルクロリドを塩化メチレンとの混合液(スラリー状)として添加しているため、手法Cに該当する。スラリー状の混合液は4,4’-ビフェニルジカルボニルクロリドの沈殿を含んでおり、この混合液の添加において、4,4’-ビフェニルジカルボニルクロリドの全量を、沈殿まで残さずアルカリ溶液に加える工程は煩雑な操作となった。特に、ポリマーを1kgスケール又は1トンスケールで製造する際には、手法Aに対し、手法Cはより顕著に非効率になると考えられる。
<実施例5>
-ポリマー(5)の調製-
 下記スキームに従って、表1に示される構造単位から構成される白色のポリマー(5)を調製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000046
 攪拌装置を備えた反応容器中に、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-4-メチルペンタン34.3484g、2,3,5-トリメチルフェノール0.5270g、ハイドロサルファイトナトリウム0.1717g、水690mLを加え、懸濁液とした。この懸濁液に、攪拌下、室温(20℃)で、水酸化ナトリウム14.5000g、ベンジルトリブチルアンモニウムクロリド0.5955g、水460mLを加え、窒素雰囲気下で30分攪拌して固形物が概ね溶解した溶液とした(若干濁りがあった)。この水溶液にo-ジクロロベンゼン630mLを加え、窒素雰囲気下で30分攪拌した後、4,4’-ビフェニルジカルボニルクロリド36.0000gを粉体のまま添加した。添加終了後、室温(20℃)、窒素雰囲気下で4時間攪拌して反応を進行させた。重合後の溶液を900mLのo-ジクロロベンゼンで希釈し、水層を除去した。希酢酸溶液及びイオン交換水で洗浄した後、メタノールに投入してポリマーを析出させた。析出したポリマーを濾過し、50℃で乾燥させた。このポリマーをテトラヒドロフラン2700mLに再溶解させ、メタノールに投入してポリマーを析出させた。析出したポリマーを濾過し、メタノールで洗浄後、50℃で乾燥させることで、白色のポリマー(5)55.3gを得た。
 実施例1と同様にして決定されたポリマー(5)の重量平均分子量、算出された構造単位の含有量を表1に示す。ポリマー(5)の末端構造は、2,3,5-トリメチルフェノール由来の末端構造Aが主であったが、一部、末端構造B、末端構造CもH NMRにより確認された。H NMRより、末端構造A 100モル%に対し、末端構造B、末端構造Cは各々約2モル%と見積もった。
 上記は、4,4’-ビフェニルジカルボニルクロリドを粉体のまま添加しており、手法Aに該当する。
<比較例1>
-比較ポリマー(1)の調製-
 下記スキームに従って、表2に示される構造単位から構成される白色の比較ポリマー(1)を、特許第6500996号公報のResin-2に相当するポリマーとして調製した。Resin―2の合成条件は開示されていないため、合成条件は実施例1に準じた。ただし、得られたポリマーはテトラヒドロフランへの充分な溶解性を有しておらず、そもそも評価サンプル作製のための製膜ができなかった。実施例1と同様にして決定された比較ポリマー(1)の重量平均分子量、算出された構造単位の含有量を表2に示す。重量平均分子量は、テトラヒドロフランへの可溶成分に対して測定した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000047
<比較例2>
-比較ポリマー(2)の調製-
 下記スキームに従って、表2に示される構造単位から構成される白色の比較ポリマー(2)を、特開2017-215584号公報の合成例17に準じて調製した。なお、特開2017-215584号公報の表1に記載された合成例17において、一般式(I)で示される構造は、I-1/I-24(90/10)とあるが、I-24という具体構造は開示されていないため、I-1/I-4(90/10)として調製した。実施例1と同様にして決定された比較ポリマー(2)の重量平均分子量、算出された構造単位の含有量を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000048
<比較例3>
-比較ポリマー(3)の調製-
 下記スキームに従って、表2に示される構造単位から構成される白色の比較ポリマー(3)を、特許第4927690号公報の実施例3に準じて調製した。実施例1と同様にして決定された比較ポリマー(3)の重量平均分子量、算出された構造単位の含有量を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000049
<比較例4>
-比較ポリマー(4)の調製-
 下記スキームに従って、表2に示される構造単位から構成される白色の比較ポリマー(4)を、特許第4927690号公報の実施例4に準じて調製した。実施例1と同様にして決定された比較ポリマー(4)の重量平均分子量、算出された構造単位の含有量を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000050
<比較例5>
-比較ポリマー(5)の調製-
 下記スキームに従って、表3に示される構造単位から構成される白色の比較ポリマー(4)を、特許第4927690号公報の実施例5に準じて調製した。実施例1と同様にして決定された比較ポリマー(5)の重量平均分子量、算出された構造単位の含有量を表3に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000051
<比較例6>
-比較ポリマー(6)の調製-
 下記スキームに従って、表3に示される構造単位から構成される白色の比較ポリマー(6)を、特許第4927690号公報の実施例6に準じて調製した。実施例1と同様にして決定された比較ポリマー(6)の重量平均分子量、算出された構造単位の含有量を表3に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000052
<比較例7>
-比較ポリマー(7)の調製-
 下記スキームに従って、表3に示される構造単位から構成される白色の比較ポリマー(7)を、特許第5117006号公報の実施例1に準じて調製した。実施例1と同様にして決定された比較ポリマー(7)の重量平均分子量、算出された構造単位の含有量を表3に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000053
<比較例8>
-比較ポリマー(8)の調製-
 下記スキームに従って、表4に示される構造単位から構成される白色の比較ポリマー(8)を、特許第5481829号公報の製造例14に準じて調製した。実施例1と同様にして決定された比較ポリマー(8)の重量平均分子量、算出された構造単位の含有量を表4に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000054
<比較例9>
-比較ポリマー(9)の調製-
 下記スキームに従って、表4に示される構造単位から構成される白色の比較ポリマー(9)を、特許第4246621号公報の製造例3に準じて調製した。実施例1と同様にして決定された比較ポリマー(9)の重量平均分子量、算出された構造単位の含有量を表4に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000055
<比較例10>
-比較ポリマー(10)の調製-
 下記スキームに従って、表4に示される構造単位から構成される白色の比較ポリマー(10)を、特許第4246621号公報の比較製造例1に準じて調製した。実施例1と同様にして決定された比較ポリマー(10)の重量平均分子量、算出された構造単位の含有量を表4に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000056
<比較例11>
-比較ポリマー(11)の調製-
 下記スキームに従って、表4に示される構造単位から構成される白色の比較ポリマー(11)を、特開2005-156605号公報のI-15の構造として調製した。I-15の合成条件は開示されていないため、合成条件は実施例1に準じた。実施例1と同様にして決定された比較ポリマー(11)の重量平均分子量、算出された構造単位の含有量を表4に示す。比較ポリマー(11)中のテレフタル酸クロリド、イソフタル酸クロリド由来の構造単位の割合(モル比)は、1:1であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000057
<比較例12>
-比較ポリマー(12)の調製-
 下記スキームに従って、表4に示される構造単位から構成される白色の比較ポリマー(12)を、特開2005-156605号公報のI-14の構造として調製した。I-14の合成条件は開示されていないため、合成条件は実施例1に準じた。実施例1と同様にして決定された比較ポリマー(12)の重量平均分子量、算出された構造単位の含有量を表4に示す。比較ポリマー(12)中のテレフタル酸クロリド、イソフタル酸クロリド由来の構造単位の割合(モル比)は、1:1であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000058
<比較例13>
-比較ポリマー(13)の調製-
 下記スキームに従って、表5に示される構造単位から構成される白色の比較ポリマー(13)を、特開2017-151425号公報の合成例12に準じて調製した。実施例1と同様にして決定された比較ポリマー(13)の重量平均分子量、算出された構造単位の含有量を表5に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000059
<比較例14>
-比較ポリマー(14)の調製-
 下記スキームに従って、表5に示される構造単位から構成される白色の比較ポリマー(15)を、特許第6455025号公報の実施例5に準じて調製した。実施例1と同様にして決定された比較ポリマー(14)の重量平均分子量、算出された構造単位の含有量を表5に示す。比較ポリマー(14)中のテレフタル酸クロリド、イソフタル酸クロリド由来の構造単位の割合(モル比)は、1:1であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000060
<比較例15>
-比較ポリマー(15)の調製-
 下記スキームに従って、表5に示される構造単位から構成される白色の比較ポリマー(15)を、特許第6815025号公報の実施例5に準じて調製した。実施例1と同様にして決定された比較ポリマー(15)の重量平均分子量、算出された構造単位の含有量を表5に示す。比較ポリマー(15)中のテレフタル酸クロリド、イソフタル酸クロリド由来の構造単位の割合(モル比)は、1:1であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000061
 <比較例16>
-比較ポリマー(16)の調製-
 下記スキームに従って、表6に示される構造単位から構成される白色の比較ポリマー(16)を、特許第6500996号公報のResin-11に相当するポリマーとして調製した。Resin―11の合成条件は開示されていないため、合成条件は実施例1に準じた。実施例1と同様にして決定された比較ポリマー(16)の重量平均分子量、算出された構造単位の含有量を表6に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000062
 
[評価サンプルの作製(1)]
 上記で調製したポリマー(1)~(5)及び比較ポリマー(1)~(16)の各ポリマー1.2g、溶媒としてテトラヒドロフラン(富士フイルム和光純薬社製)18gを混合し、各ポリマーに対応する各塗布液を調製した。各塗布液をシャーレに滴下し、乾燥することで、各ポリマーに対応する膜厚10~50μmのキャスト膜を、コーティング膜として得た。このキャスト膜をシャーレから剥がし取り、評価サンプルとした。
<耐摩耗性試験(1)>
 評価サンプルの作製(1)で作製した各キャスト膜をS-36(テーバー社製)に貼り付け、耐摩耗性試験用の評価サンプルとした。
 作製した各評価サンプルをロータリーアブレージョンテスタ(株式会社東洋精機製作所製)にセットし、摩耗輪CS-10(テーバー社製)を用い、荷重500gfかつ回転速度60rpmの条件で2000回転させ、摩耗評価試験を実施した。摩耗評価試験前後のサンプルの質量変化である摩耗減量(mg/2000回転)を測定した。得られた摩耗減量に基づいて、各評価サンプルの耐摩耗性を下記基準に従って評価した。結果を表1~5に示す。なお、ポリマー(1)~(5)から形成された評価サンプルを、それぞれ実施例1~5の耐摩耗性試験(1)用評価サンプルとし、比較ポリマー(2)~(16)から形成された評価サンプルを、それぞれ比較例2~16の耐摩耗性試験(1)用評価サンプルとする。
-耐摩耗性の評価基準-
A:摩耗減量が7mg未満
B:摩耗減量が7mg以上、8mg未満
C:摩耗減量が8mg以上、10mg未満
D:摩耗減量が10mg以上、13mg未満
E:摩耗減量が13mg以上
[評価サンプルの作製(2)]
 上記で調製したポリマー(1)~(5)及び比較ポリマー(2)~(16)の各ポリマー800mg、含芳香族環化合物(機能性材料)として4,4’-(α-メチルベンジリデン)ビスフェノール(東京化成工業社製)400mg、溶媒としてテトラヒドロフラン(富士フイルム和光純薬製)18gを混合し、各ポリマーに対応する各塗布液を調製した。各塗布液をシャーレに滴下し、各ポリマーに対応する膜厚10~50μmのキャスト膜を、コーティング膜として得た。このキャスト膜をシャーレから剥がし取り、評価サンプルとした。
<製膜性(相溶性)評価>
 各ポリマーに、評価サンプルの作製(1)で作製した、機能性材料を含まないキャスト膜と、評価サンプルの作製(2)で作製した、機能性材料を含むキャスト膜について、膜の曇りを目視で観察した(例えば、ポリマー(1)を用いる場合について説明すると、ポリマー(1)を含み、機能性材料を含まないキャスト膜と、ポリマー(1)及び機能性材料を含むキャスト膜について、膜の曇り又はシワを目視で観察した)。これにより、各ポリマーと機能性材料との相溶性に基づく製膜性を評価した。結果を表1~6に示す。
-製膜性の評価基準-
OK:機能性材料を含むキャスト膜は、機能性材料を含まないキャスト膜と同程度の透明性を示した。
NG:機能性材料を含むキャスト膜は、機能性材料を含まないキャスト膜より明らかに曇り又はシワがあった。
<耐熱性評価>
 評価サンプルの作製(2)で作製した、機能性材料を含むキャスト膜を、170℃に温度設定した送風定温恒温器に入れ、空気雰囲気下、15分間加熱処理した。その後、各キャスト膜の曇り、着色、又は機能性材料の泣き出しを目視で観察した。加熱前に比べて、加熱後に曇りが促進されるか否か、加熱前に比べて、加熱後に着色が促進されるか否か、又は機能性材料の泣き出しが見られるかを目視で評価した。結果を表1~5に示す。
-耐熱性の評価基準-
OK:加熱後に曇りが促進されず、かつ着色も促進されなかった。機能性材料の泣き出しも見られなかった。
NG:加熱後に曇りが明らかに促進されていた、着色が促進されていた、又は機能性材料の泣き出しが見られた。
<耐摩耗性試験(2)>
 評価サンプルの作製(2)で作製した各キャスト膜をS-36(テーバー社製)に貼り付け、耐摩耗性試験用の評価サンプルとした。
 作製した各評価サンプルをロータリーアブレージョンテスタ(株式会社東洋精機製作所製)にセットし、摩耗輪CS-10(テーバー社製)を用い、荷重500gfかつ回転速度60rpmの条件で2000回転させ、摩耗評価試験を実施した。摩耗評価試験前後のサンプルの質量変化である摩耗減量(mg/2000回転)を測定した。得られた摩耗減量に基づいて、各評価サンプルの耐摩耗性を下記基準に従って評価した。結果を表1~5に示す。なお、ポリマー(1)~(5)から形成された評価サンプルを、それぞれ実施例1~5の耐摩耗性試験(2)用評価サンプルとし、比較ポリマー(2)~(16)から形成された評価サンプルを、それぞれ比較例2~16の耐摩耗性試験(2)用評価サンプルとする。下記基準に従って、各評価サンプルの耐摩耗性を評価した。結果を表1~5に示す。
-耐摩耗性の評価基準-
A:摩耗減量が7mg未満
B:摩耗減量が7mg以上、8mg未満
C:摩耗減量が8mg以上、10mg未満
D:摩耗減量が10mg以上、13mg未満
E:摩耗減量が13mg以上
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000063
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000064
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000065
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000066
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000067
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000068
 比較ポリマー(1)~(7)及び(13)は、上記式(I)で表される構造単位を有しない。さらに、比較ポリマー(2)中、上記式(II)で表される構造単位の含有量は10質量%未満である。比較ポリマー(8)~(12)は上記式(I)及び(II)で表される構造単位のいずれも有していない。比較ポリマー(14)及び(15)は上記式(II)で表される構造単位を有していない。さらに、比較ポリマー(1)、(3)~(6)、(11)及び(12)の末端構造は、上記式(III-A)及び(III-B)のいずれでもない。さらに、比較ポリマー(16)は、上記式(I)及び(II)で表される構造単位のいずれも有しているが、末端構造が上記式(III-A)及び(III-B)のいずれでもない。
 比較ポリマー(1)はテトラヒドロフランへの溶解性を有しておらず、比較ポリマー(1)を製膜できなかった。比較ポリマー(1)以外の各比較ポリマーから製膜された各キャスト膜は耐摩耗性に劣っていた。さらに、各比較ポリマーは機能性材料との共存下において、製膜性に劣り、あるいは耐熱性に劣る結果となった。
 これに対し、本発明で規定するポリマーから製膜された各キャスト膜はいずれも耐摩耗性に優れ、かつ、機能性材料との共存下においても製膜性に優れ、耐熱性にも優れていた。
 本発明をその実施態様とともに説明したが、我々は特に指定しない限り我々の発明を説明のどの細部においても限定しようとするものではなく、添付の請求の範囲に示した発明の精神と範囲に反することなく幅広く解釈されるべきであると考える。
 本願は、2021年5月14日に日本国で特許出願された特願2021-082815に基づく優先権を主張するものであり、これはここに参照してその内容を本明細書の記載の一部として取り込む。
 

Claims (11)

  1.  下記式(I)で表される構造単位と、下記式(II)で表される構造単位と、下記式(III-A)又は(III-B)で表される末端構造とを有するポリマーを含み、
     前記ポリマー中、前記式(I)で表される構造単位の含有量が10質量%以上、かつ前記式(II)で表される構造単位の含有量が10質量%以上である、コーティング用樹脂組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     式中、Meはメチルを示す。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
     式中、R及びRは一価の有機基を示す。式(III-A)においてRはR中の炭素原子によって式(III-A)に示された酸素原子と結合し、式(III-B)においてRはR中の炭素原子によって式(III-B)に示されたカルボニル基と結合している。*は結合部位を示す。
  2.  前記ポリマー中、前記式(I)で表される構造単位の含有量が20質量%以上である、請求項1に記載のコーティング用樹脂組成物。
  3.  前記ポリマー中、前記式式(II)で表される構造単位の含有量が20質量%以上である、請求項1又は2に記載のコーティング用樹脂組成物。
  4.  前記ポリマー中、前記式(III-A)で表される末端構造が、下記式(III-A-1)で表される、請求項1~3のいずれか1項に記載のコーティング用樹脂組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
     式中、Rはアルキル基、アリール基、又はハロゲン原子を示し、sは0~5の整数である。*は結合部位を示す。
  5.  溶媒を含有する、請求項1~4のいずれか1項に記載のコーティング用樹脂組成物。
  6.  ベンゼン環を含む含芳香族環化合物からなる機能性材料を含有し、前記ポリマーの含有量と前記機能性材料の含有量の質量比が、前記ポリマー/前記機能性材料=90:10~50:50である、請求項1~5のいずれか1項に記載のコーティング用樹脂組成物。
  7.  下記式(I)で表される構造単位と、下記式(II)で表される構造単位と、下記式(III-A)又は(III-B)で表される末端構造とを有し、
     前記ポリマー中、前記式(I)で表される構造単位が10質量%以上、かつ前記式(II)で表される構造単位の含有量が10質量%以上である、ポリマー。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
     式中、Meはメチルを示す。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
     式中、R及びRは一価の有機基を示す。式(III-A)においてRはR中の炭素原子によって式(III-A)に示された酸素原子と結合し、式(III-B)においてRはR中の炭素原子によって式(III-B)に示されたカルボニル基と結合している。*は結合部位を示す。
  8.  二価フェノールのアルカリ水溶液と有機溶媒とを含む混合物と、固体の4,4’-ビフェニルジカルボニルクロリドとを混合する工程を含む、下記式(II)で表される構造単位を有するポリマーの製造方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
  9.  前記ポリマーが請求項7に記載のポリマーである、請求項8に記載のポリマーの製造方法。
  10.  請求項7に記載のポリマーを含むコーティング膜。
  11.  請求項1~6のいずれか1項に記載のコーティング用樹脂組成物により基材をコーティングすることを含む、コーティング膜の形成方法。
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