【実施例】
【0055】
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。本発明はこれらによって限定されるものではない。
【0056】
なお、各種物性測定は以下の方法によりおこなった。
(1)ポリエステル樹脂の共重合組成
高分解能核磁気共鳴装置(日本電子社製、商品名「JNM−LA400」)を用いて、以下の条件で
1H−NMR分析することにより、それぞれの共重合成分のピーク強度からポリエステル樹脂の組成を求めた。
周波数:400MHz
溶媒:重水素化トリフルオロ酢酸
温度:25℃
【0057】
(2)ポリエステル樹脂の重量平均分子量
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて以下の条件でポリスチレン換算の重量平均分子量を測定した。
送液ユニット:島津製作所社製、「LC−10ADvp」
紫外−可視分光光度計:島津製作所社製「SPD−6AV」
検出波長:254nm
カラム:Shodex社製「KF−803」1本と、Shodex社製「KF−804」2本を、直列に接続して使用した。
溶媒:テトラヒドロフラン
測定温度:40℃
【0058】
(3)ポリエステル樹脂の酸価
JIS K−0070に従って、試料1gをジオキサン50mlに室温で溶解し、溶解液を得た。この溶解液を、クレゾールレッドを指示薬として0.1Nの水酸化カリウムメタノール溶液で滴定した。滴定して得られた値を用い、ポリエステル樹脂1トン中に含まれる当量数を計算し、酸価を求めた。
【0059】
(4)ポリエステル樹脂のガラス転移温度
JIS K−7121に従って、入力補償型示差走査熱量測定装置(パーキンエルマー社製、商品名「ダイヤモンドDSC」)を用いて、ガラス転移温度を求めた。
【0060】
(5)ポリエステル樹脂の溶解性
トルエンとメチルエチルケトンの混合溶媒[(トルエン)/(メチルエチルケトン)=5/5、質量比]の混合溶媒と酢酸エチルそれぞれに、溶液濃度が30質量%になるようにポリエステル樹脂を混合した。そして、透明なガラス瓶中2時間静置し、目視で均一性を確認し、以下の基準で評価した。
◎:均一に溶解し、静置後も均一な溶液であった。
○:均一に溶解したが、静置後の溶液は若干増粘した。
△:均一に溶解したが、静置後、溶液の流動性が低下していた。
×:混合しても溶解しなかった。または、均一に溶解したが、静置すると、層分離するかまたは凝固した。
本発明においては、[(トルエン)/(メチルエチルケトン)=5/5、質量比]の混合溶媒もしくは酢酸エチルのうち少なくとも一方において、△以上の評価が必要であり、いずれか一方が○以上の評価であることが好ましい。
【0061】
(6)コーティング剤の溶液安定性
コーティング剤400g程度を透明なガラス瓶の中で48時間静置した。静値後、目視で均一性を確認し、以下の基準で評価した。
◎:増粘および層分離しておらず、均一であった。
○:若干の増粘が認められたが、層分離しておらず均一であった。
△:溶液の流動性が低下していたが、層分離しておらず均一であった。
×:層分離または凝固していた。
本発明においては、△以上の評価が必要であり、○以上の評価であることが好ましい。
【0062】
(7)塗膜の耐ブロッキング性
積層体を2枚準備し、表面に形成された塗膜同士を重ね合わせ、40℃、70%RHの雰囲気下で0.1MPaの負荷を与えて、24時間放置した。放置後、塗膜におけるブロッキングの状態を目視で確認し、以下の基準で評価した。
◎:塗膜同士が粘着しておらず、容易に剥離した。
○:若干の粘着性が認められたが、軽く持ち上げる程度で容易に剥離した。
△:粘着性が認められ、剥離する際に少し音がした。
×:塗膜同士が付着し、容易には剥離しなかった。
本発明においては、△以上の評価が必要であり、○以上の評価であることが好ましい。
【0063】
(8)コーティング剤の密着性
積層体の塗膜の表面にセロハンテープ(ニチバン社製、「F−12」)を貼付け、すぐに剥離させた。テープを剥離した時の塗膜の剥離の程度を目視で確認し、以下の基準で評価した。
◎:全く剥離しなかった。
○:若干の剥離があったが、剥離面積が塗膜全体の2%未満であった。
△:若干の剥離があったが、剥離面積が塗膜全体の2%以上5%未満であった。
×:剥離面積が塗膜全体の5%以上であった。
本発明においては、△以上の評価が必要であり、○以上の評価であることが好ましい。
【0064】
(9)耐熱水性
積層体を沸騰水にて2時間放置した後、該積層体の塗膜にセロハンテープ(ニチバン社製、「F−12」)を貼付け、すぐに剥離させた。テープを剥離した時の塗膜の剥離の程度を目視で確認し、以下の基準で評価した。
◎:全く剥離しなかった。
○:若干の剥離があったが、剥離面積が塗膜全体の2%未満であった。
△:若干の剥れがあったが、剥離面積が塗膜全体の2%以上5%未満であった。
×:剥離面積が塗膜全体の5%以上であった。
本発明においては、△以上の評価が必要であり、○以上の評価であることが好ましい。
【0065】
(10)耐薬品性
積層体を80質量%エタノール溶液に25℃で96時間浸した。その後、積層体の塗膜にセロハンテープ(ニチバン社製、「F−12」)を貼付け、すぐに剥離させた。テープを剥離した時の塗膜の剥れの程度を目視で確認し、以下の基準で評価した。
◎:全く剥離しなかった。
○:若干の剥離があったが、剥離面積が塗膜全体の2%未満であった。
△:若干の剥離があったが、剥離面積が塗膜全体の2%以上5%未満であった。
×:剥離面積が塗膜全体の5%以上であった。
本発明においては、△以上の評価が必要であり、○以上の評価であることが好ましい。
【0066】
(11)酸素透過度
積層体を60℃の熱水中に24時間放置した。さらに、エタノールと水の混合溶液[(エタノール)/(水)=8/2、質量比]に、25℃で96時間浸漬した。この積層体を、酸素透過度測定装置(モダンコントロール社製、「OX−TRAN100型」)を用い、JIS K−7129に従って、20℃×100%RHの条件下の酸素透過度を測定した。
本発明においては、100ml/(m
2・day・MPa)以下の酸素透過度であることが必要であり、30ml/(m
2・day・MPa)以下であることが好ましい。
【0067】
(12)水蒸気透過度
積層体を60℃の熱水で24時間放置した。さらに、エタノールと水の混合溶液[(エタノール)/(水)=8/2、質量比]に、25℃で96時間浸漬した。この積層体を、酸素透過度測定装置(モダンコントロール社製、「OX−TRAN100型」)を用いて、JIS K−7129に従って、40℃×90%RHの条件下の水蒸気透過度を測定した。
本発明においては、3ml/(m
2・day)以下が必要であり、1ml/(m
2・day)以下であることが好ましい。
【0068】
(13)耐候性
WS型促進暴露装置(スガ試験機社製、「サンシャインウェザーメーター」)を用い、積層体の塗膜面に対して、63℃×100時間の条件で紫外線を照射した。照射後の積層体の状態変化を目視で評価した。
◎:外観形状の変化はなく、黄変やくすみも認められなかった。
○:外観形状の変化はなかったが、部分的に黄変やくすみが認められた。
△:外観形状の変化はなかったが、全体的に黄変やくすみが認められた。
×:激しく黄色し、外観形状の変化が見られた。
本発明においては、○以上の評価である場合は、屋外での使用に供されても問題が無いものである。
【0069】
実施例および比較例で用いたポリエステル樹脂は、下記のようにして得られた。
(ポリエステル樹脂A)
テレフタル酸332kg、エチレングリコール38kg、1,2−プロパンジオール212kgからなる混合物(テレフタル酸:エチレングリコール:1,2−プロパンジオール=100:31:139、モル比)を攪拌翼の付いた反応缶に投入し、50rpmの回転数で攪拌しながら、0.35MPaの制圧下、240℃で5時間エステル化をおこなった。
【0070】
その後、得られたエステル化物を重縮合缶へ移送し、重合触媒としてテトラブチルチタネートモノマーを545g(テレフタル酸1モルあたり8.0×10
−4モル)投入し、60分かけて1.3hPaになるまで徐々に減圧していき、245℃で重縮合反応をおこなった。重量平均分子量が48700になった時点で減圧を解除して重縮合反応を終了してから、無水トリメリット酸12kg(テレフタル酸1モルあたり0.03モル)を投入し、240℃で2時間解重合反応をおこなった。そして、スチールベルトクーラーに樹脂を払い出して冷却したのち、クラッシャーに導いて粉砕し、フレーク状のポリエステル樹脂Aを得た。ポリエステル樹脂Aの共重合組成および特性値を表1に示す。
【0071】
【表1】
【0072】
なお、表1および後述の表2における略語は、以下のものを示す。
TPA:テレフタル酸
IPA:イソフタル酸
EG:エチレングリコール
NPG:ネオペンチルグリコール
PG:1,2−プロパンジオール
BAEO:ビスフェノールAのエチレンオキシド2付加体
BSED:ビスフェノールSのエチレンオキシド2付加体
BAPO:ビスフェノールAのプロピレンオキシド2付加体
BSPO:ビスフェノールSのプロピレンオキシド2付加体
CHDM:1,4−シクロヘキサンジメタノール
TCD:トリシクロデカンジメタノール(OXEA社製、「TCDアルコール」)
TMP:トリメチロールプロパン
TMA:トリメリット酸
T/M:トルエンおよびメチルエチルケトンの混合溶液[(トルエン)/(メチルエチルケトン)=5/5、質量比]
EA:酢酸エチル
NDCA:2,6−ナフタレンジカルボン酸
SEA:セバシン酸
CHDA:1,4−シクロヘキサンジカルボン酸
【0073】
(ポリエステル樹脂D,F,H〜O,Q,R,T,VおよびW)
表1と表2に示すように、原料の仕込み組成を変更した以外は、ポリエステルAと同様の操作をおこなって、ポリエステル樹脂D,F,H〜O,Q,R,T,VおよびWを得た。これらのポリエステル樹脂の共重合組成および特性値を表1および表2に示す。
【0074】
【表2】
【0075】
(ポリエステル樹脂B)
テレフタル酸163kg、イソフタル酸169kg、エチレングリコール99kg、ネオペンチルグリコール125kgからなる混合物(テレフタル酸:イソフタル酸:エチレングリコール:ネオペンチルグリコール=49:51:80:60、モル比)を攪拌翼の付いた反応缶に投入し、50rpmの回転数で攪拌しながら、0.35MPaの制圧下、240℃で5時間エステル化をおこなった。
【0076】
その後、得られたエステル化物を重縮合缶へ移送し、重合触媒として酢酸亜鉛(II)・2水和物を263g(テレフタル酸とイソフタル酸の合計1モルあたり6×10
−4モル)投入し、60分かけて1.3hPaになるまで徐々に減圧していき、280℃で重縮合反応をおこなった。重量平均分子量が51000になった時点で減圧を解除して重縮合反応を終了してから、イソフタル酸3kg(テレフタル酸とイソフタル酸の合計1モルあたり0.01モル)を投入し、270℃で2時間解重合反応をおこなった。その後、30分かけて1.3hPaまで再減圧し、1.3hPaの減圧状態を5分間保持してから減圧を解除した。そして、クウェンチングバスに樹脂を払い出して冷却したのち、ストランドカッターに導いてカットし、ペレット状のポリエステル樹脂Bを得た。ポリエステル樹脂Bの共重合組成および特性値を表1に示す。
【0077】
(ポリエステル樹脂C,E,GおよびS)
表1と表2に示すように、原料の仕込み組成を変更した以外は、ポリエステルBと同様の操作をおこなって、ポリエステル樹脂C,E,GおよびSを得た。これらのポリエステル樹脂の共重合組成および特性値を表1および表2に示す。
【0078】
(ポリエステル樹脂P)
テレフタル酸332kg、エチレングリコール37kg、1,2−プロパンジオール213kgからなる混合物(テレフタル酸:エチレングリコール:1,2−プロパンジオール=100:30:140、モル比)を攪拌翼の付いた反応缶に投入し、50rpmの回転数で攪拌しながら、0.35MPaの制圧下240℃で5時間エステル化をおこなった。
【0079】
その後、得られたエステル化物を重縮合缶へ移送し、重合触媒としてのテトラブチルチタネートモノマーを545g(テレフタル酸1モルあたり8×10
−4モル)投入し、60分かけて1.3hPaになるまで徐々に減圧していき、240℃で重縮合反応をおこなった。その後、重量平均分子量が51000になった時点で減圧を解除して重縮合反応を終了して樹脂を払い出し、ストランドカッターを用いてカッティングし、ペレット状のポリエステル樹脂Pを得た。ポリエステル樹脂Pの共重合組成および特性値を表2に示す。
【0080】
(ポリエステル樹脂U)
表2に示すように、重縮合反応の終了時点を重量平均分子量が28500と変更した以外は、ポリエステルPと同様の操作をおこなって、ポリエステル樹脂Uを得た。ポリエステル樹脂Uの共重合組成および特性値を表2に示す。
【0081】
(ポリエステル樹脂X)
2,6−ナフタレンジカルボン酸173kg、セバシン酸49kg、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸141kg、エチレングリコール62kg、ネオペンチルグリコール79kg、ビスフェノールSエチレンオキシド2付加物352kgからなる混合物(2,6−ナフタレンジカルボン酸:セバシン酸:1,4−シクロヘキサンジカルボン酸:エチレングリコール:ネオペンチルグリコール:ビスフェノールSエチレンオキシド2付加物=47:12:41:50:38:52、モル比)を攪拌翼の付いた反応缶に投入し、50rpmの回転数で攪拌しながら、0.30MPaの制圧下240℃で5時間エステル化をおこなった。
【0082】
その後、得られたエステル化物を重縮合缶へ移送して重合触媒として酢酸亜鉛(II)・2水和物を263g(2,6−ナフタレンジカルボン酸とセバシン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸の合計1モルあたり6×10
−4モル)投入し、60分かけて1.3hPaになるまで徐々に減圧していき、280℃で重縮合反応をおこなった。重量平均分子量が86800になった時点で減圧を解除して重縮合反応を終了してから、無水トリメリット酸3kg(2,6−ナフタレンジカルボン酸とセバシン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸の合計1モルあたり0.03モル)を投入し、270℃で2時間解重合反応をおこなった。その後、30分かけて1.3hPaまで再減圧し、1.3hPaの減圧状態を5分間保持してから減圧を解除した。そして、冷却された回転ロール上に樹脂を払い出して冷却して挟み込んでシート状のポリエステル樹脂Xを得た。ポリエステル樹脂Xの共重合組成および特性値を表2に示す。
【0083】
実施例1
ポリエステル樹脂A100部、ビス(2−オキサゾリン)化合物として1,3−ビス(2−オキサゾリン−2−イル)ベンゼン(三国製薬工業社製、固形分:100%、オキサゾリニル基量:9260当量/トン)(以下、「1.3PBO」と称する場合がある)8部、架橋触媒としてp−トルエンスルホン酸0.4部を、有機溶剤としての酢酸エチル253部に対して、ペイントシェーカー(浅田鉄工社製、「PC−1290」)を用いて溶解し、コーティング剤を作製した。
【0084】
厚み12μmのポリエステルフィルム(ユニチカ社製、「エンブレット」)を基材として、その片面に、TMP真空蒸着装置(真空デバイス社製、「VE−2012」)を用いて0.05μmのアルミ蒸着層を形成させた。さらに、アルミ蒸着面上に、バーコーターを用いて、実施例1〜13および比較例1〜7のコーティング剤を塗布した後、110℃で2分間乾燥し、乾燥厚み2μmの塗膜を形成させて積層体を作製した。実施例1の評価結果を表3に示す。
【0085】
【表3】
【0086】
実施例
3〜11、14、16〜26、比較例1〜13
、参考例1〜4
表3〜表5に示すように、ポリエステル樹脂の種類と含有割合、有機溶媒の種類と含有割合、およびビス(2−オキサゾリン)化合物の種類と含有割合を変更した以外は、実施例1と同様にコーティング剤および積層体を作製した。これらの評価結果を、表3〜表5に示す。
なお、比較例2、比較例5、比較例8、および比較例12については、コーティング剤を作製することができなかったため、積層体を作製することができなかった。
【0087】
【表4】
【0088】
【表5】
【0089】
実施例1
、3〜11、14、16〜26で得られたコーティング剤は、溶液安定性に優れるものであり、さらに、耐ブロッキング性、密着性、耐熱水性、耐薬品性、ガスバリアー性(酸素透過度、水蒸気透過度)に優れているものであった。
【0090】
実施例1、3〜
11、14および16〜26のコーティング剤は、グリコール成分として、トリシクロデカンジメタノール、1,2−プロパンジオール、ビスフェノールAのエチレンオキシド付加物、ビスフェノールSのエチレンオキシド付加物、ビスフェノールAのプロピレンオキシド付加物
またはビスフェノールSのプロピレンオキシド付加
物を、グリコール成分に対して30モル%以上共重合させたポリエステル樹脂が用いられたものであった。そのため、特に耐熱水性に優れるものであった。
【0091】
実施例1、8〜
11、14および16〜26のコーティング剤から得られたコーティング剤は、グリコール成分として、トリシクロデカンジメタノール
または1,2−プロパンジオー
ルを、グリコール成分に対して30モル%以上共重合させたポリエステル樹脂が用いられたものであったため、耐熱水性に加えて耐候性にも優れるものであった。
【0092】
比較例1で得られたコーティング剤は、酸価が895当量/トンを超えるポリエステル樹脂が用いられたため、耐熱水性、耐薬品性およびガスバリアー性(酸素透過度、水蒸気透過度)に劣るものであった。
【0093】
比較例2で得られたコーティング剤は、重量平均分子量が40000を超えるポリエステル樹脂を用いたため、ポリエステル樹脂の溶解性が低下し、コーティング剤を作製することができなかった。
【0094】
比較例3で得られたコーティング剤は、重量平均分子量が10000以下であるポリエステル樹脂を用いたため、耐薬品性およびガスバリアー性(酸素透過度、水蒸気透過度)に劣るものであった。
【0095】
比較例4で得られたコーティング剤は、酸価が35当量/トン未満であるポリエステル樹脂が用いられていたため、該コーティング剤から得られた塗膜が形成された積層体においては、密着性に劣るものであった。
【0096】
比較例5で得られたコーティング剤は、ガラス転移温度が100℃を超えるポリエステル樹脂が用いられていたため、ポリエステル樹脂の溶解性が低下し、コーティング剤を作製することができなかった。
【0097】
比較例6および13で得られたコーティング剤は、ガラス転移温度が50℃未満であるポリエステル樹脂が用いられていたため、該コーティング剤から得られた塗膜が形成された積層体においては、ブロッキング性に劣るものであった。さらに、耐熱水性、耐薬品性およびガスバリアー性(酸素透過度、水蒸気透過度)にも劣るものであった。
【0098】
比較例7で得られたコーティング剤においては、ビス(2−オキサゾリン)以外のオキサゾリン化合物である5,5’−(1,4−フェニレン)ビス(3−オキサゾリン)が、架橋剤として用いられた。そのため、密着性、耐熱水性、耐薬品性、ガスバリアー性(酸素透過度、水蒸気透過度)に劣るものであった。
【0099】
比較例8においては、含有されるビス(2−オキサゾリン)化合物の末端基量が、ポリエステル樹脂の酸価に対して、2.0倍当量を超えていた。そのため、コーティング剤の溶解安定性が低下し、コーティング剤を作製することができなかった。
【0100】
比較例9で得られたコーティング剤においては、含有されるビス(2−オキサゾリン)化合物の末端基量が、ポリエステル樹脂の酸価に対して、0.8倍当量未満であった。そのため、密着性、耐熱水性、耐薬品性、ガスバリアー性(酸素透過度、水蒸気透過度)に劣るものであった。
【0101】
比較例10で得られたコーティング剤においては、ポリエステル樹脂に対して添加されるべきビス(2−オキサゾリン)化合物を添加しなかった。そのため、密着性、耐熱水性、耐薬品性、ガスバリアー性(酸素透過度、水蒸気透過度)に劣るものであった。
【0102】
比較例11で得られたコーティング剤においては、ポリエステル樹脂とビス(2−オキサゾリン)化合物との合計が、ポリエステル樹脂とビス(2−オキサゾリン)化合物と有機溶剤との合計量100質量%に対して、5質量%未満であった。そのため、該コーティング剤から得られた塗膜は、密着性、耐熱水性、耐薬品性、ガスバリアー性(酸素透過度、水蒸気透過度)に劣るものであった。
【0103】
比較例12においては、ポリエステル樹脂とビス(2−オキサゾリン)化合物との合計が、ポリエステル樹脂とビス(2−オキサゾリン)化合物と有機溶剤との合計量100質量%に対して、50質量%を超えていた。そのため、コーティング剤の溶解安定性が低下し、コーティング剤を作製することができなかった。