JP4984419B2 - Plastic molded product - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は透明性、耐傷つき性、耐摩耗性、耐熱性、耐候性などに優れ、さらに、ハードコート層と基材との接着性に優れた樹脂成形品に関する。 The present invention relates to a resin molded article having excellent transparency, scratch resistance, abrasion resistance, heat resistance, weather resistance, and the like, and further excellent adhesion between a hard coat layer and a substrate.
樹脂成形品は、安価、軽量で、成形性、耐衝撃性に優れる等の特徴を活かし、建材、産業資材、自動車部品用途等に広く使用されている。近年では、例えば、自動車のナビゲーションシステム、携帯電話、ハンディカメラなどの普及により、機器の使用範囲が屋外や自動車の車内などの耐候性、耐(湿)熱性が要求される過酷な使用環境条件下へ拡大してきている。このような過酷な環境条件下で使用する場合、ポリメタクリル酸メチル樹脂を基板とする成形品は優れた透明性、耐候性を有するものの、耐熱性が低いために変形が生じるという問題があった。また、ポリカーボネート樹脂を基板とする成形品は、耐熱性、耐衝撃性に優れるものの、耐候性に劣るため、光による劣化や加水分解等により着色等の外観の悪化や、耐衝撃性等の機械物性の低下を引き起こすという問題から、用途が限定されている。 Resin-molded products are widely used for building materials, industrial materials, automobile parts, and the like, taking advantage of their low cost, light weight, excellent moldability, and impact resistance. In recent years, for example, due to the widespread use of automobile navigation systems, mobile phones, handy cameras, etc., the use range of the equipment is severe under the use environment conditions that require weather resistance and (humidity) heat resistance such as outdoors and in car interiors. Has expanded to. When used under such harsh environmental conditions, a molded product having a polymethyl methacrylate resin as a substrate has excellent transparency and weather resistance, but has a problem of deformation due to low heat resistance. . Molded products using polycarbonate resin as a substrate are excellent in heat resistance and impact resistance, but are inferior in weather resistance, so deterioration of appearance such as coloring due to deterioration due to light or hydrolysis, and machinery such as impact resistance Applications are limited due to the problem of causing deterioration in physical properties.
また、樹脂成形品は、一般に表面硬度が低く、製品の加工時、取り付け時、またはこれらの樹脂部品を装着した機器等を使用する段階での引っ掻き等により、表面が損傷を受け、歩留まりの低下、製品価値の低下が生じやすいという問題点がある。 In addition, resin molded products generally have low surface hardness, and the surface is damaged due to scratches during product processing, installation, or when using equipment equipped with these resin components, resulting in a decrease in yield. There is a problem that the product value is likely to decrease.
このような欠点を改良する手段として、樹脂成形品の表面にハードコート処理を施す方法が従来より研究されている。しかしながら、耐熱性が低い基材樹脂を使用した場合、ハードコーティングを行った後の乾燥工程において、耐熱性が低いために、基材が熱変形し、平面性が悪化しやすいという問題があった。 As a means for improving such a defect, a method of performing a hard coat treatment on the surface of a resin molded product has been conventionally studied. However, when a base resin having low heat resistance is used, there is a problem that in the drying process after hard coating, the heat resistance is low, so that the base material is thermally deformed and flatness is likely to deteriorate. .
このような問題点を解決する方法として、不飽和カルボン酸単量体単位を含有する共重合体を、押出機を用いて加熱して環化反応させることにより得られるグルタル酸無水物単位を含有する共重合体樹脂シートに、ハードコートする方法が開示されている(特許文献1)。 As a method for solving such problems, it contains a glutaric anhydride unit obtained by heating a copolymer containing an unsaturated carboxylic acid monomer unit using an extruder to cause a cyclization reaction. A method of hard-coating the copolymer resin sheet is disclosed (Patent Document 1).
しかしながら、上記文献に記載されるように環化反応にL/D=28であるような通常の押出機を用いた場合には、押出機中での滞留時間が短く、十分に環化反応を進行させることができず、未反応の不飽和カルボン酸単量体単位が多量に残存する。そのため、加熱成形加工時にシルバーなどが発生したり、さらに、ハードコート処理を行った際に強固な接着性が得られず、十分な耐傷つき性を付与できないという問題点があった。 However, as described in the above document, when an ordinary extruder having L / D = 28 is used for the cyclization reaction, the residence time in the extruder is short, and the cyclization reaction is sufficiently performed. Unable to proceed, a large amount of unreacted unsaturated carboxylic acid monomer units remain. For this reason, there are problems that silver or the like is generated at the time of heat forming, and that strong adhesiveness cannot be obtained when the hard coat treatment is performed, and sufficient scratch resistance cannot be imparted.
また、十分に環化反応を進行させるため、L/D=44.5であるようなの押出機を用いた方法が開示されている(特許文献2)。しかしながら、上記文献には、ハードコートに関する開示はなく、その接着性、とりわけ、高温、高湿などの過酷な使用環境下での接着性に及ぼす因子、機構は不明であった。
本発明者らは、上記欠点を解決するため鋭意検討を重ね、特定の熱可塑性重合体を用いることにより、射出成形などの溶融加工成形が可能でありながら、優れた透明性、耐候性、耐熱性を有し、かつハードコート層との良好な接着性および表面の耐傷つき性が著しく改善された樹脂成形品が得られることを見出し、本発明に至った。本発明の課題は、耐傷つき性、透明性、耐候性、耐熱性等に優れた樹脂成形品を提供することにある。 The inventors of the present invention have made extensive studies in order to solve the above-mentioned drawbacks, and by using a specific thermoplastic polymer, while being capable of melt processing molding such as injection molding, excellent transparency, weather resistance, heat resistance, etc. Thus, the present inventors have found that a resin molded product having excellent properties and excellent adhesion to the hard coat layer and significantly improved scratch resistance on the surface can be obtained. The subject of this invention is providing the resin molded product excellent in scratch resistance, transparency, a weather resistance, heat resistance, etc.
上記課題を解決するため、本発明は以下の構成からなる。すなわち、
〔1〕下記一般式(1)で表されるグルタル酸無水物構造単位25〜50重量%、(ii)不飽和カルボン酸アルキルエステル単位50〜75重量%、(iii)不飽和カルボン酸単位5重量%以下、および、(iv)その他のビニル系単量体単位10重量%以下を有する熱可塑性重合体(A)100重量部に対して、(B)コア層がアクリル酸ブチル/スチレン重合体で、最外層が不飽和カルボン酸アルキルエステル単位および不飽和カルボン酸単位を含有する重合体であるゴム質含有重合体1〜100重量部を加熱溶融混練してなる熱可塑性樹脂組成物を成形してなる熱可塑性樹脂成形品からなる基体の少なくとも一面に、ハードコート性を有する被膜を形成してなる樹脂成形品であって、かつ熱可塑性重合体(A)中の(i)上記一般式(1)で表されるグルタル酸無水物構造単位の組成割合をX(重量%)、(iii)不飽和カルボン酸単位の組成割合をY(重量%)とした場合に、0≦Y/X≦0.2であることを特徴とする樹脂成形品。
In order to solve the above problems, the present invention has the following configuration. That is,
[1] Glutaric anhydride structural unit represented by the following general formula (1): 25 to 50% by weight, (ii) 50 to 75% by weight of unsaturated carboxylic acid alkyl ester unit, (iii) unsaturated carboxylic acid unit 5 (B) The core layer is a butyl acrylate / styrene polymer with respect to 100 parts by weight of the thermoplastic polymer (A) having 10% by weight or less of (iv) other vinyl monomer units. Then, the outermost layer is molded into a thermoplastic resin composition obtained by heat- melting and kneading 1 to 100 parts by weight of a rubber-containing polymer which is a polymer containing an unsaturated carboxylic acid alkyl ester unit and an unsaturated carboxylic acid unit. A resin molded product formed by forming a hard coat film on at least one surface of a substrate made of a thermoplastic resin molded product, and (i) the above general formula (A) in the thermoplastic polymer (A) Guru represented by 1) 0 ≦ Y / X ≦ 0.2, where X (wt%) is the composition ratio of the tartric anhydride structural unit and (iii) Y (wt%) is the composition ratio of the unsaturated carboxylic acid unit. A resin molded product characterized by
〔2〕熱可塑性重合体(A)が、(ii)不飽和カルボン酸アルキルエステル単位および(iii)不飽和カルボン酸単位を含有する原共重合体を、スクリュー長さ/直径比(L/D)が30以上、110以下の押出機を用いて加熱処理し、(イ)脱水及び/又は(ロ)脱アルコール反応を行うことにより、得られたものであることを特徴とする〔1〕に記載の樹脂成形品。 [ 2 ] A thermoplastic polymer (A) is obtained by converting a raw copolymer containing (ii) an unsaturated carboxylic acid alkyl ester unit and (iii) an unsaturated carboxylic acid unit into a screw length / diameter ratio (L / D ) is 30 or more, and heat treatment using a 110 following the extruder, (b) by performing a dehydration and / or (b) dealcoholization reaction, be those obtained in [1], wherein the The resin molded product described.
〔3〕ハードコート性を有する被膜の表面にさらに、無機化合物の蒸着による単層または多層の反射防止膜を形成してなる〔1〕または〔2〕に記載の樹脂成形品。 [ 3 ] The resin molded product according to [1] or [2] , wherein a single-layer or multilayer antireflection film is further formed by vapor deposition of an inorganic compound on the surface of the film having hard coat properties.
〔4〕樹脂成形品が射出成形品であることを特徴とする〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載の樹脂成形品。 [ 4 ] The resin molded product according to any one of [1] to [ 3 ], wherein the resin molded product is an injection molded product.
〔5〕樹脂成形品がシートであることを特徴とする〔1〕〜〔4〕のいずれかに記載の樹脂成形品。 [ 5 ] The resin molded product according to any one of [1] to [ 4 ], wherein the resin molded product is a sheet.
本発明のハードコート性を有する被膜を形成してなる樹脂成形品は、無色透明性に優れ、とりわけ、高い耐すり傷性の表面を有し、耐熱性、耐久性に優れている。 The resin molded product formed by forming a film having hard coat properties of the present invention is excellent in colorless transparency, in particular, has a highly scratch-resistant surface, and is excellent in heat resistance and durability.
以下、本発明の熱可塑性重合体について具体的に説明する。 Hereinafter, the thermoplastic polymer of the present invention will be specifically described.
本発明の熱可塑性重合体(A)とは、上記のごとく、(i)下記一般式(1)で表されるグルタル酸無水物含有単位、(ii)不飽和カルボン酸アルキルエステル単位、(iii)不飽和カルボン酸単位、および/または、(iv)その他のビニル系単量体単位を有する共重合体である。 As described above, the thermoplastic polymer (A) of the present invention includes (i) a glutaric anhydride-containing unit represented by the following general formula (1), (ii) an unsaturated carboxylic acid alkyl ester unit, (iii) It is a copolymer having an unsaturated carboxylic acid unit and / or (iv) another vinyl monomer unit.
(上記式中、R1、R2は、同一または相異なる水素原子または炭素数1〜5のアルキル基を表す。)
本発明における熱可塑性重合体(A)中に含まれる(i)グルタル酸無水物含有単位は共重合体中に、25〜50重量%であり、好ましくは30〜45重量%である。グルタル酸無水物含有単位が25重量%未満である場合、耐熱性向上効果が小さくなるだけでなく、光学等方性や表面硬度が低下する傾向がある。また、(ii)不飽和カルボン酸アルキルエステル系単位は50〜75重量%であり、好ましくは55〜70重量%である。また、(iii)不飽和カルボン酸単位は5重量%以下であることが好ましく、より好ましくは3重量%以下、最も好ましくは1重量%以下である。また、(iv)その他のビニル系単量体単位は10重量%以下であり、5重量%以下であることが好ましく、より好ましくは3重量%以下、最も好ましくは1重量%以下である。
(In the above formula, R 1 and R 2 represent the same or different hydrogen atoms or alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms.)
The (i) glutaric anhydride-containing unit contained in the thermoplastic polymer (A) in the present invention is 25 to 50% by weight, preferably 30 to 45% by weight, in the copolymer. When the glutaric anhydride content unit is less than 25% by weight, not only the effect of improving heat resistance is reduced, but also optical isotropy and surface hardness tend to be lowered. Further, (ii) the unsaturated carboxylic acid alkyl ester unit is 50 to 75% by weight, preferably 55 to 70% by weight. Further, (iii) the unsaturated carboxylic acid unit is preferably 5% by weight or less, more preferably 3% by weight or less, and most preferably 1% by weight or less. In addition, (iv) other vinyl monomer units are 10% by weight or less, preferably 5% by weight or less, more preferably 3% by weight or less, and most preferably 1% by weight or less.
本発明における熱可塑性重合体(A)は、該重合体中の(i)グルタル酸無水物単位の組成割合をX(重量%)、(iii)不飽和カルボン酸系単位の組成割合をY(重量%)とした場合に、0≦Y/X≦0.2であることが必要である。より好ましくは、0≦Y/X≦0.15であり、最も好ましくは、0≦Y/X≦0.1である。Y/Xが0.2よりも大きい場合には、ハードコート層との接着性が低下すること、また優れた表面硬度が発現せず、本発明の目的を達成できない。 In the thermoplastic polymer (A) in the present invention, the composition ratio of (i) glutaric anhydride units in the polymer is X (% by weight), and (iii) the composition ratio of unsaturated carboxylic acid units is Y ( Weight%), it is necessary that 0 ≦ Y / X ≦ 0.2. More preferably, 0 ≦ Y / X ≦ 0.15, and most preferably 0 ≦ Y / X ≦ 0.1. When Y / X is larger than 0.2, the adhesion with the hard coat layer is lowered, and excellent surface hardness is not exhibited, and the object of the present invention cannot be achieved.
本発明の熱可塑性重合体(A)における各成分単位の定量には、一般に赤外分光光度計やプロトン核磁気共鳴(1H−NMR)測定機が用いられる。赤外分光法では、グルタル酸無水物含有単位は、1800cm−1および1760cm−1の吸収が特徴的であり、不飽和カルボン酸単位や不飽和カルボン酸アルキルエステル単位から区別することができる。また、1H−NMR法では、スペクトルの積分比から共重合体組成を決定することができる。例えば、グルタル酸無水物含有単位、メタクリル酸単位、およびメタクリル酸メチル単位からなる共重合体の場合、ジメチルスルホキシド重溶媒中で測定されたスペクトルの帰属は、0.5〜1.5ppmのピークがメタクリル酸、メタクリル酸メチルおよびグルタル酸無水物環化合物のα−メチル基の水素、1.6〜2.1ppmのピークがポリマー主鎖のメチレン基の水素、3.5ppmのピークがメタクリル酸メチルのカルボン酸エステル(−COOCH3)の水素、12.4ppmのピークメタクリル酸のカルボン酸の水素である。また、上記に加えて、他の共重合成分としてスチレンを含有する共重合体の場合、6.5〜7.5ppmにスチレンの芳香族環の水素が見られ、同様にスペクトル比から共重合体組成を決定することができる。 In general, an infrared spectrophotometer or a proton nuclear magnetic resonance ( 1 H-NMR) measuring instrument is used for quantification of each component unit in the thermoplastic polymer (A) of the present invention. In infrared spectroscopy, glutaric anhydride containing units, absorption of 1800 cm -1 and 1760 cm -1 are characteristic can be distinguished from unsaturated carboxylic acid units and unsaturated carboxylic acid alkyl ester unit. In the 1 H-NMR method, the copolymer composition can be determined from the integral ratio of the spectrum. For example, in the case of a copolymer consisting of a glutaric anhydride-containing unit, a methacrylic acid unit, and a methyl methacrylate unit, the attribution of the spectrum measured in dimethyl sulfoxide heavy solvent has a peak of 0.5 to 1.5 ppm. Α-methyl group hydrogen of methacrylic acid, methyl methacrylate and glutaric anhydride ring compound, peak of 1.6-2.1 ppm is hydrogen of methylene group of polymer main chain, peak of 3.5 ppm is methyl methacrylate Carboxylic acid ester (—COOCH 3 ) hydrogen, 12.4 ppm peak methacrylic acid carboxylic acid hydrogen. In addition to the above, in the case of a copolymer containing styrene as another copolymer component, hydrogen of an aromatic ring of styrene is seen at 6.5 to 7.5 ppm, and the copolymer is similarly obtained from the spectral ratio. The composition can be determined.
前記不飽和カルボン酸単位(iii)としては、下記一般式(2)で表される構造を有するものが好ましい。 As the unsaturated carboxylic acid unit (iii), those having a structure represented by the following general formula (2) are preferable.
前記不飽和カルボン酸アルキルエステル単位(ii)としては、下記一般式(3)で表される構造を有するものが好ましい。 The unsaturated carboxylic acid alkyl ester unit (ii) preferably has a structure represented by the following general formula (3).
また熱可塑性重合体(A)は、重量平均分子量が3万〜15万であることが好ましく、より好ましくは5万〜13万、特に7万〜11万が好ましい。重量平均分子量が、この範囲にあることにより、後工程の加熱脱気時の着色を低減でき、黄色度の小さい重合体を得ることができるとともに、成形品の機械的強度も高くすることができる。なお、本発明でいう重量平均分子量とは、多角度光散乱ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC−MALLS)で測定した絶対分子量での重量平均分子量を示す。 The thermoplastic polymer (A) preferably has a weight average molecular weight of 30,000 to 150,000, more preferably 50,000 to 130,000, and particularly preferably 70,000 to 110,000. When the weight average molecular weight is within this range, coloring during heat deaeration in the subsequent step can be reduced, a polymer having a small yellowness can be obtained, and the mechanical strength of the molded product can also be increased. . In addition, the weight average molecular weight as used in the field of this invention shows the weight average molecular weight in the absolute molecular weight measured by multi-angle light scattering gel permeation chromatography (GPC-MALLS).
また、熱可塑性重合体(A)はガラス転移温度(Tg)が130℃以上であることが耐熱性の面で好ましい。ガラス転移温度は、140℃以上がより好ましく、150℃以上が特に好ましい。また、上限としては、通常、170℃程度である。ガラス転移温度が130℃未満ではハードコート性を有する被膜の被膜形成、反射防止性付与などの後加工工程の際に基材が変形するなどの問題が生じる可能性がある。なお、ここでいうガラス転移温度とは、示差走査熱量測定器(Perkin Elmer社製DSC−7型)を用いて、昇温速度20℃/分で測定したガラス転移温度(Tg)である。 The thermoplastic polymer (A) preferably has a glass transition temperature (Tg) of 130 ° C. or higher from the viewpoint of heat resistance. The glass transition temperature is more preferably 140 ° C. or higher, and particularly preferably 150 ° C. or higher. Moreover, as an upper limit, it is about 170 degreeC normally. If the glass transition temperature is less than 130 ° C., problems such as deformation of the substrate may occur during post-processing steps such as formation of a film having a hard coat property and imparting antireflection properties. In addition, the glass transition temperature here is a glass transition temperature (Tg) measured at a heating rate of 20 ° C./min using a differential scanning calorimeter (DSC-7 manufactured by Perkin Elmer).
このような本発明の上記一般式(1)で表されるグルタル酸無水物含有単位を含有する熱可塑性重合体(A)は、基本的には以下に示す方法により製造することができる。すなわち、後の加熱工程により上記一般式(1)で表されるグルタル酸無水物含有単位(i)を与える不飽和カルボン酸単量体および不飽和カルボン酸アルキルエステル単量体を共重合させ、原共重合体(a)を得る。その際、前記その他のビニル単量体単位(iv)を含む場合には該単位を与えるビニル単量体を共重合させてもよい。得られた原共重合体(a)を適当な触媒の存在下あるいは非存在下で加熱し、脱アルコールおよび/または脱水による分子内環化反応を行わせることにより、熱可塑性重合体(A)を製造することができる。この場合、典型的には、原共重合体(a)を加熱することにより、隣接する2単位の不飽和カルボン酸単位(iii)のカルボキシル基の間の脱水反応により、あるいは、隣接する不飽和カルボン酸単位(iii)と不飽和カルボン酸アルキルエステル単位(ii)の間の脱アルコール反応により、1単位の前記(i)グルタル酸無水物含有単位が生成される。 Such a thermoplastic polymer (A) containing the glutaric anhydride-containing unit represented by the general formula (1) of the present invention can be basically produced by the method shown below. That is, an unsaturated carboxylic acid monomer and an unsaturated carboxylic acid alkyl ester monomer that give the glutaric anhydride-containing unit (i) represented by the general formula (1) by the subsequent heating step are copolymerized, The raw copolymer (a) is obtained. At that time, when the other vinyl monomer unit (iv) is included, a vinyl monomer giving the unit may be copolymerized. The obtained original copolymer (a) is heated in the presence or absence of a suitable catalyst, and an intramolecular cyclization reaction is carried out by dealcoholization and / or dehydration, whereby a thermoplastic polymer (A) is obtained. Can be manufactured. In this case, typically, by heating the original copolymer (a), by dehydration reaction between the carboxyl groups of two adjacent unsaturated carboxylic acid units (iii), or adjacent unsaturated The dealcoholization reaction between the carboxylic acid unit (iii) and the unsaturated carboxylic acid alkyl ester unit (ii) produces 1 unit of the (i) glutaric anhydride-containing unit.
この際に用いられる不飽和カルボン酸単量体としては、他のビニル化合物と共重合させることが可能ないずれの不飽和カルボン酸単量体も使用可能である。好ましい不飽和カルボン酸単量体として、下記一般式(4) As the unsaturated carboxylic acid monomer used in this case, any unsaturated carboxylic acid monomer that can be copolymerized with another vinyl compound can be used. As a preferable unsaturated carboxylic acid monomer, the following general formula (4)
で表される化合物、マレイン酸、および無水マレイン酸の加水分解物などが挙げられる。特に熱安定性が優れる点でアクリル酸、メタクリル酸が好ましく、より好ましくはメタクリル酸である。これらはその1種または2種以上用いることができる。なお、上記一般式(4)で表される不飽和カルボン酸単量体は、共重合すると上記一般式(2)で表される構造の不飽和カルボン酸単位(iii)を与える。
And a hydrolyzate of maleic anhydride and maleic anhydride. In particular, acrylic acid and methacrylic acid are preferable from the viewpoint of excellent thermal stability, and methacrylic acid is more preferable. These can be used alone or in combination. The unsaturated carboxylic acid monomer represented by the general formula (4) gives an unsaturated carboxylic acid unit (iii) having a structure represented by the general formula (2) when copolymerized.
また不飽和カルボン酸アルキルエステル単量体の好ましい例として、下記一般式(5)で表されるものを挙げることができる。 Moreover, what is represented by following General formula (5) can be mentioned as a preferable example of an unsaturated carboxylic-acid alkylester monomer.
これらのうち、アクリル酸エステルおよび/またはメタクリル酸エステルが特に好適である。なお、上記一般式(5)で表される不飽和カルボン酸アルキルエステル単量体は、共重合すると上記一般式(3)で表される構造の不飽和カルボン酸アルキルエステル単位(ii)を与える。 Of these, acrylic esters and / or methacrylic esters are particularly preferred. The unsaturated carboxylic acid alkyl ester monomer represented by the general formula (5) gives an unsaturated carboxylic acid alkyl ester unit (ii) having a structure represented by the general formula (3) when copolymerized. .
不飽和カルボン酸アルキルエステル単量体の好ましい具体例としては、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、メタクリル酸n−プロピル、アクリル酸n−ブチル、メタクリル酸n−ブチル、アクリル酸t−ブチル、メタクリル酸t−ブチル、アクリル酸n−へキシル、メタクリル酸n−へキシル、アクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸クロロメチル、メタクリル酸クロロメチル、アクリル酸2−クロロエチル、メタクリル酸2−クロロエチル、アクリル酸2−ヒドロキシエチル、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル、アクリル酸3−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸3−ヒドロキシプロピル、アクリル酸2,3,4,5,6−ペンタヒドロキシヘキシル、メタクリル酸2,3,4,5,6−ペンタヒドロキシヘキシル、アクリル酸2,3,4,5−テトラヒドロキシペンチルおよびメタクリル酸2,3,4,5−テトラヒドロキシペンチルなどが挙げられ、なかでもメタクリル酸メチルが最も好ましく用いられる。これらはその1種または2種以上を用いることができる。 Specific preferred examples of the unsaturated carboxylic acid alkyl ester monomer include methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, n-propyl acrylate, n-propyl methacrylate, n-butyl acrylate, N-butyl methacrylate, t-butyl acrylate, t-butyl methacrylate, n-hexyl acrylate, n-hexyl methacrylate, cyclohexyl acrylate, cyclohexyl methacrylate, chloromethyl acrylate, chloromethyl methacrylate, 2-chloroethyl acrylate, 2-chloroethyl methacrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 3-hydroxypropyl acrylate, 3-hydroxypropyl methacrylate, 2,3,4,5, acrylic acid 6-Penta Examples include droxyhexyl, 2,3,4,5,6-pentahydroxyhexyl methacrylate, 2,3,4,5-tetrahydroxypentyl acrylate, and 2,3,4,5-tetrahydroxypentyl methacrylate. Among them, methyl methacrylate is most preferably used. These can be used alone or in combination of two or more thereof.
また、本発明で用いる共重合体(a)の製造においては、本発明の効果を損なわない範囲で、その他のビニル単量体を用いてもかまわない。このその他のビニル単量体は、共重合すると前記のその他のビニル単量体単位(iv)を与える。その他のビニル単量体の好ましい具体例としては、スチレン、α−メチルスチレン、o−メチルスチレン、p−メチルスチレン、o−エチルスチレン、p−エチルスチレンおよびp−t−ブチルスチレンなどの芳香族ビニル単量体、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、エタクリロニトリルなどのシアン化ビニル単量体、アリルグリシジルエーテル、スチレン−p−グリシジルエーテル、p−グリシジルスチレン、無水マレイン酸、無水イタコン酸、N−メチルマレイミド、N−エチルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、N−フェニルマレイミド、アクリルアミド、メタクリルアミド、N−メチルアクリルアミド、ブトキシメチルアクリルアミド、N−プロピルメタクリルアミド、アクリル酸アミノエチル、アクリル酸プロピルアミノエチル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸エチルアミノプロピル、メタクリル酸フェニルアミノエチル、メタクリル酸シクロヘキシルアミノエチル、N−ビニルジエチルアミン、N−アセチルビニルアミン、アリルアミン、メタアリルアミン、N−メチルアリルアミン、p−アミノスチレン、2−イソプロペニル−オキサゾリン、2−ビニル−オキサゾリン、2−アクロイル−オキサゾリンおよび2−スチリル−オキサゾリンなどを挙げることができる。透明性、光学等方性、耐溶剤性の点で芳香環を含まない単量体がより好ましく使用できる。これらは単独ないし2種以上を用いることができる。 Moreover, in manufacture of the copolymer (a) used by this invention, you may use another vinyl monomer in the range which does not impair the effect of this invention. This other vinyl monomer, when copolymerized, gives the other vinyl monomer unit (iv). Preferred specific examples of other vinyl monomers include aromatics such as styrene, α-methylstyrene, o-methylstyrene, p-methylstyrene, o-ethylstyrene, p-ethylstyrene, and pt-butylstyrene. Vinyl monomers, vinyl cyanide monomers such as acrylonitrile, methacrylonitrile, ethacrylonitrile, allyl glycidyl ether, styrene-p-glycidyl ether, p-glycidyl styrene, maleic anhydride, itaconic anhydride, N-methyl Maleimide, N-ethylmaleimide, N-cyclohexylmaleimide, N-phenylmaleimide, acrylamide, methacrylamide, N-methylacrylamide, butoxymethylacrylamide, N-propylmethacrylamide, aminoethyl acrylate, propylene acrylate Aminoethyl, dimethylaminoethyl methacrylate, ethylaminopropyl methacrylate, phenylaminoethyl methacrylate, cyclohexylaminoethyl methacrylate, N-vinyldiethylamine, N-acetylvinylamine, allylamine, methallylamine, N-methylallylamine, p- Examples include aminostyrene, 2-isopropenyl-oxazoline, 2-vinyl-oxazoline, 2-acryloyl-oxazoline, and 2-styryl-oxazoline. From the viewpoint of transparency, optical isotropy, and solvent resistance, a monomer that does not contain an aromatic ring can be used more preferably. These may be used alone or in combination of two or more.
共重合体(a)の重合方法については、基本的にはラジカル重合による、塊状重合、溶液重合、懸濁重合、沈殿重合、乳化重合等の公知の重合方法を用いることができる。不純物がより少ない点で溶液重合、塊状重合、懸濁重合、沈殿重合が特に好ましく、中でも、重合溶媒として水を使用しない溶液重合、沈殿重合が好ましい。水を媒体とする重合方法(例えば、懸濁重合や乳化重合)の場合、不飽和カルボン酸単量体の水への溶解度が大きいため、不飽和カルボン酸エステルとの共重合が仕込み設計どおりに進行しない傾向が見られ、強いては本発明の樹脂成形品中に外観欠点、粗大異物が多く観察される傾向が見られる。 As a polymerization method of the copolymer (a), a known polymerization method such as bulk polymerization, solution polymerization, suspension polymerization, precipitation polymerization, emulsion polymerization or the like basically by radical polymerization can be used. Solution polymerization, bulk polymerization, suspension polymerization, and precipitation polymerization are particularly preferable in terms of fewer impurities, and among these, solution polymerization and precipitation polymerization that do not use water as a polymerization solvent are preferable. In the case of a polymerization method using water as a medium (for example, suspension polymerization or emulsion polymerization), since the solubility of the unsaturated carboxylic acid monomer in water is large, the copolymerization with the unsaturated carboxylic acid ester is prepared as designed. There is a tendency not to proceed, and there is a tendency that many appearance defects and coarse foreign matters are observed in the resin molded product of the present invention.
重合温度については、色調の観点から、95℃以下の重合温度で重合することが好ましい。さらに加熱処理後の着色をより抑制するために、好ましい重合温度は85℃以下であり、特に好ましくは75℃以下である。また、重合温度の下限は、重合が進行する温度であれば、特に制限はないが、重合速度を考慮した生産性の面から、50℃以上が好ましく、より好ましくは60℃以上である。重合収率あるいは重合速度を向上させる目的で、重合進行に従い重合温度を昇温することも可能である。この場合も昇温する上限温度は95℃以下に制御することが好ましく、重合開始温度も75℃以下の比較的低温で行うことが好ましい。また重合時間は、必要な重合度を得るのに十分な時間であれば特に制限はないが、生産効率の点から60〜360分間の範囲が好ましく、90〜180分間の範囲が特に好ましい。 About polymerization temperature, it is preferable to superpose | polymerize at the polymerization temperature of 95 degrees C or less from a viewpoint of a color tone. Furthermore, in order to further suppress coloring after the heat treatment, a preferable polymerization temperature is 85 ° C. or lower, and particularly preferably 75 ° C. or lower. The lower limit of the polymerization temperature is not particularly limited as long as the polymerization proceeds, but is preferably 50 ° C. or higher, more preferably 60 ° C. or higher from the viewpoint of productivity in consideration of the polymerization rate. For the purpose of improving the polymerization yield or polymerization rate, the polymerization temperature can be raised as the polymerization proceeds. Also in this case, it is preferable to control the upper limit temperature to be raised to 95 ° C. or lower, and it is preferable to carry out the polymerization initiation temperature at a relatively low temperature of 75 ° C. or lower. The polymerization time is not particularly limited as long as it is a sufficient time to obtain the required degree of polymerization, but is preferably in the range of 60 to 360 minutes, particularly preferably in the range of 90 to 180 minutes from the viewpoint of production efficiency.
本発明において、共重合体(a)の製造時に用いられるこれらの単量体混合物の好ましい割合は、該単量体混合物全体を100重量%として、不飽和カルボン酸単量体が15〜50重量%、より好ましくは20〜45重量%、不飽和カルボン酸アルキルエステル単量体は50〜85重量%、より好ましくは55〜80重量%である。これらに共重合可能な他のビニル単量体を用いる場合、その好ましい割合は0〜10重量%である。他のビニル単量体が、芳香族ビニル単量体である場合、その好ましい割合は0〜5重量%であり、より好ましい割合は0〜3重量%である。 In the present invention, the preferred proportion of these monomer mixtures used in the production of the copolymer (a) is such that the total amount of the monomer mixture is 100% by weight and the unsaturated carboxylic acid monomer is 15 to 50% by weight. %, More preferably 20 to 45% by weight, and the unsaturated carboxylic acid alkyl ester monomer is 50 to 85% by weight, more preferably 55 to 80% by weight. When other vinyl monomers copolymerizable with these are used, the preferred ratio is 0 to 10% by weight. When the other vinyl monomer is an aromatic vinyl monomer, the preferable ratio is 0 to 5% by weight, and the more preferable ratio is 0 to 3% by weight.
不飽和カルボン酸単量体の含有量が15重量%未満の場合には、共重合体(a)の加熱により、熱可塑性重合体(A)を製造する際に、上記一般式(1)で表されるグルタル酸無水物含有単位(i)の生成量が少なくなり、熱可塑性重合体(A)の耐熱性向上効果が小さくなる傾向がある。一方、不飽和カルボン酸単量体(iii)の含有量が50重量%を超える場合には、共重合体(a)の加熱により、熱可塑性重合体(A)を製造する際に、不飽和カルボン酸単位(iii)が多量に残存する傾向があり、熱可塑性重合体(A)の無色透明性、滞留安定性が低下する傾向がある。 When the content of the unsaturated carboxylic acid monomer is less than 15% by weight, when the thermoplastic polymer (A) is produced by heating the copolymer (a), the general formula (1) The amount of the glutaric anhydride-containing unit (i) represented is reduced, and the heat resistance improvement effect of the thermoplastic polymer (A) tends to be reduced. On the other hand, when the content of the unsaturated carboxylic acid monomer (iii) exceeds 50% by weight, the unsaturated polymer is produced when the thermoplastic polymer (A) is produced by heating the copolymer (a). The carboxylic acid unit (iii) tends to remain in a large amount, and the colorless transparency and residence stability of the thermoplastic polymer (A) tend to decrease.
また、前記のように、本発明の熱可塑性重合体(A)は、重量平均分子量が3万〜15万であることが好ましい。このような分子量を有する熱可塑性重合体(A)は、共重合体(a)の製造時に、共重合体(a)を重量平均分子量で3万〜15万に予め制御しておくことにより、達成することができる。 As described above, the thermoplastic polymer (A) of the present invention preferably has a weight average molecular weight of 30,000 to 150,000. The thermoplastic polymer (A) having such a molecular weight is obtained by controlling the copolymer (a) to 30,000 to 150,000 in a weight average molecular weight in advance during the production of the copolymer (a). Can be achieved.
共重合体(a)の分子量制御方法については、例えば、アゾ化合物、過酸化物等のラジカル重合開始剤の添加量、あるいはアルキルメルカプタン、四塩化炭素、四臭化炭素、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、トリエチルアミン等の連鎖移動剤の添加量等により、制御することができる。特に、重合の安定性、取り扱いの容易さ等から、連鎖移動剤であるアルキルメルカプタンの添加量を制御する方法が好ましく使用することができる。 As for the molecular weight control method of the copolymer (a), for example, the addition amount of radical polymerization initiators such as azo compounds and peroxides, or alkyl mercaptans, carbon tetrachloride, carbon tetrabromide, dimethylacetamide, dimethylformamide, It can be controlled by the addition amount of a chain transfer agent such as triethylamine. In particular, a method of controlling the amount of alkyl mercaptan added as a chain transfer agent can be preferably used from the viewpoint of stability of polymerization, ease of handling, and the like.
本発明に使用されるアルキルメルカプタンとしては、例えば、n−オクチルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、n−テトラデシルメルカプタン、n−オクタデシルメルカプタン等が挙げられ、なかでもt−ドデシルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタンが好ましく用いられる。 Examples of the alkyl mercaptan used in the present invention include n-octyl mercaptan, t-dodecyl mercaptan, n-dodecyl mercaptan, n-tetradecyl mercaptan, n-octadecyl mercaptan and the like. Among them, t-dodecyl mercaptan, n-dodecyl mercaptan is preferably used.
これらアルキルメルカプタンの添加量としては、好ましい分子量に制御するために、単量体混合物の全量100重量部に対して、0.2〜5重量部が好ましく、より好ましくは0.3〜4重量部、さらに好ましくは0.4〜3重量部である。 The addition amount of these alkyl mercaptans is preferably 0.2 to 5 parts by weight, more preferably 0.3 to 4 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total amount of the monomer mixture in order to control the molecular weight to a preferable level. More preferably, it is 0.4 to 3 parts by weight.
本発明における共重合体(a)を加熱し、脱水および/または脱アルコールにより分子内環化反応を行い、グルタル酸無水物含有単位を含有する熱可塑性重合体(A)を製造する方法は、最終的に熱可塑性重合体の共重合組成が、本発明の範囲内であれば、特に制限はないが、共重合体(a)をベントを有する加熱した押出機に通す方法や不活性ガス雰囲気または真空下で加熱脱揮する方法が好ましい。酸素存在下で加熱による分子内環化反応を行うと、黄色度が悪化する傾向が見られるため、系内を窒素などの不活性ガスで十分に置換することが好ましい。特に好ましい装置として、例えば、”ユニメルト”タイプのスクリューを備えた単軸押出機、二軸、三軸押出機、連続式またはバッチ式ニーダータイプの混練機などを用いることができる。 The method for producing a thermoplastic polymer (A) containing a glutaric anhydride-containing unit by heating the copolymer (a) in the present invention, performing an intramolecular cyclization reaction by dehydration and / or dealcoholization, As long as the copolymer composition of the thermoplastic polymer is finally within the scope of the present invention, there is no particular limitation. However, a method of passing the copolymer (a) through a heated extruder having a vent or an inert gas atmosphere Alternatively, a method of heating and devolatilizing under vacuum is preferable. When an intramolecular cyclization reaction is carried out by heating in the presence of oxygen, the yellowness tends to deteriorate, so it is preferable to sufficiently replace the system with an inert gas such as nitrogen. As a particularly preferred apparatus, for example, a single-screw extruder, a twin-screw or three-screw extruder equipped with a “unimelt” type screw, a continuous or batch kneader type kneader, or the like can be used.
また、この際の加熱脱揮する時間は、熱可塑性重合体の共重合組成を本発明の範囲内とするためには、3分間〜60分間が好ましく、より好ましくは5分間〜30分間、とりわけ好ましくは7〜20分間の範囲である。加熱脱揮装置として、押出機を用いる場合は、十分な分子内環化反応を進行させること、および異常な加熱滞留を防止する観点から、押出機スクリューの長さ/直径比(L/D)が30以上、110以下であることが好ましい。特に、40以上、90以下である押出機が好ましく使用できる。L/Dの短い押出機を使用した場合、熱可塑性重合体の共重合組成を本発明の範囲内とすることが困難であり、すなわち、未反応の不飽和カルボン酸単位が多量に残存するため、加熱成形加工時に反応が再進行し、成形品にシルバーや気泡が見られる傾向やハードコート後も、十分な表面硬度が得られない傾向がある。 In addition, the heating and devolatilization time in this case is preferably 3 minutes to 60 minutes, more preferably 5 minutes to 30 minutes, especially in order to make the copolymer composition of the thermoplastic polymer within the scope of the present invention. Preferably it is the range for 7 to 20 minutes. When an extruder is used as the heating devolatilizer, the length / diameter ratio of the extruder screw (L / D) from the viewpoint of allowing sufficient intramolecular cyclization reaction to proceed and preventing abnormal heat retention. Is preferably 30 or more and 110 or less. In particular, an extruder having 40 or more and 90 or less can be preferably used. When an extruder with a short L / D is used, it is difficult to make the copolymer composition of the thermoplastic polymer within the scope of the present invention, that is, a large amount of unreacted unsaturated carboxylic acid units remain. The reaction re-advances during the thermoforming process, and there is a tendency that silver and bubbles are seen in the molded product, and a sufficient surface hardness cannot be obtained even after hard coating.
また、押出機の中でも、二軸・単軸複合型連続混練押出機を用いることにより、極めて無色透明性に優れ、かつハードコートした樹脂成形品も表面硬度に優れる傾向があるため、好ましく使用することができる。ここで、二軸・単軸複合型連続混練押出機とは、押出機ケーシング内に、スクリュー部を形成した第1軸および第2軸が並列に配置された二軸スクリュー部、および二軸スクリュー部より延長された第1軸が配置された単軸スクリュー部を有し、かつ前記二軸スクリュー部と単軸スクリュー部の連通部に流量調節機構を備え、前記ケーシングに二軸スクリュー部に連通する原料供給口を備えるとともに、前記延長された第1軸の端部に連通する吐出口を備えた二軸・単軸複合型連続混練押出機を言い、市販されているこのタイプの押出機としては、CTE社製の「HTM型押出機」が挙げられる。原料となる共重合体(a)を、連続式で加熱処理し環化反応を進行させる際、反応の進行に従い、溶融粘度が高くなることに起因し、押出装置のせん断による発熱が大きくなり、分子主鎖の熱分解による着色が大きくなる傾向が見られる。また、該せん断発熱は、単軸スクリューよりも二軸スクリューで溶融混練した場合に大きくなる。一方、反応速度の観点からは、二軸スクリューで溶融混練することが好ましい。以上のことから、特定の二軸・単軸複合型連続混練押出機を用いることにより、溶融粘度が比較的低い反応初期段階では、二軸スクリューで、十分な反応速度を確保しながら、溶融粘度が比較的高くなる反応後期段階では、せん断発熱を抑制した単軸スクリュー部で加熱処理することにより、分子主鎖の熱分解が抑制されつつ、十分反応が進行するものと考えられる。 Also, among the extruders, by using a biaxial / uniaxial composite continuous kneading extruder, it is excellent in colorless transparency, and a hard-coated resin molded product tends to be excellent in surface hardness, so it is preferably used. be able to. Here, the biaxial / single-shaft combined continuous kneading extruder is a biaxial screw portion in which a first shaft and a second shaft in which a screw portion is formed are arranged in parallel in an extruder casing, and a biaxial screw A single screw portion in which a first shaft extended from the screw portion is disposed, and a flow rate adjusting mechanism is provided in a communication portion between the biaxial screw portion and the single screw portion, and the casing communicates with the biaxial screw portion. A twin-screw / single-shaft composite continuous kneading extruder having a raw material supply port and a discharge port communicating with the end of the extended first shaft, and as a commercially available extruder of this type Is an “HTM type extruder” manufactured by CTE. When the copolymer (a) as a raw material is heated in a continuous manner and the cyclization reaction proceeds, due to the progress of the reaction, the melt viscosity increases, and the heat generated by the shearing of the extrusion apparatus increases. There is a tendency for coloring due to thermal decomposition of the molecular main chain to increase. Further, the shear heat generation becomes larger when melt kneading with a twin screw than with a single screw. On the other hand, from the viewpoint of reaction rate, it is preferable to melt and knead with a twin screw. From the above, by using a specific twin-screw / single-screw composite continuous kneading extruder, in the initial reaction stage where the melt viscosity is relatively low, the melt viscosity is secured while ensuring a sufficient reaction speed with a twin screw. In the late stage of the reaction when the temperature is relatively high, it is considered that the reaction proceeds sufficiently while the thermal decomposition of the molecular main chain is suppressed by heat treatment with a single screw part that suppresses shearing heat generation.
かくして得られる熱可塑性重合体(A)は色調、機械特性に優れ、ハードコートした後の樹脂成形品の特異的に優れた表面硬度、ハードコート性を有する被膜との優れた密着性に繋がったものと推察される。 The thermoplastic polymer (A) thus obtained is excellent in color tone and mechanical properties, and leads to excellent adhesion with a film having hard coat properties, specifically excellent surface hardness of the resin molded product after hard coating. Inferred.
また、窒素などの不活性ガスが導入可能な構造を有した装置が、より好ましい。例えば、二軸押出機に、窒素などの不活性ガスを導入する方法としては、ホッパー上部および/または下部より、10〜100リットル/分程度の不活性ガス気流の配管を繋ぐ方法などが挙げられる。 An apparatus having a structure capable of introducing an inert gas such as nitrogen is more preferable. For example, as a method for introducing an inert gas such as nitrogen into a twin-screw extruder, a method of connecting a pipe of an inert gas stream of about 10 to 100 liters / minute from the upper part and / or the lower part of the hopper can be mentioned. .
なお、上記の方法により加熱脱揮する温度は、脱水および/または脱アルコールにより分子内環化反応が生じる温度で、最終的に熱可塑性重合体の共重合組成が本発明の範囲内となれば、特に制限はないが、好ましくは180〜320℃の範囲、特に好ましくは200〜300℃の範囲である。 The temperature for devolatilization by the above method is a temperature at which an intramolecular cyclization reaction occurs due to dehydration and / or dealcoholization, and finally the copolymer composition of the thermoplastic polymer is within the scope of the present invention. Although there is no restriction | limiting in particular, Preferably it is the range of 180-320 degreeC, Most preferably, it is the range of 200-300 degreeC.
さらに本発明では、共重合体(a)を上記方法等により加熱する際にグルタル酸無水物への環化反応を促進させる触媒として、酸、アルカリおよび塩化合物から選ばれた1種以上を添加することができる。その添加量は、共重合体(a)100重量部に対し、0.01〜1重量部程度が好ましい。酸触媒としては、塩酸、硫酸、p−トルエンスルホン酸、リン酸、亜リン酸、フェニルホスホン酸、リン酸メチル等が挙げられる。塩基性触媒としては、金属水酸化物、アミン類、イミン類、アルカリ金属誘導体、アルコキシド類等が挙げられる。さらに、塩化合物触媒としては、酢酸金属塩、ステアリン酸金属塩、炭酸金属塩、各種アルキルアンモニウム塩を含むアンモニウム塩等が挙げられる。ただし、その触媒の色が熱可塑性重合体の着色に悪影響を及ぼさず、かつ透明性が低下しない範囲で添加することが好ましい。中でも、アルカリ金属を含有する化合物が、比較的少量の添加量で、優れた反応促進効果を示すため、好ましく使用することができる。具体的には、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の水酸化物、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、ナトリウムフェノキシド、カリウムメトキシド、カリウムエトキシド、カリウムフェノキシド等のアルコキシド化合物、酢酸リチウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、ステアリン酸ナトリウム等の有機カルボン酸塩等が挙げられる。とりわけ、水酸化ナトリウム、ナトリウムメトキシド、酢酸リチウム、および酢酸ナトリウムを好ましく使用することができる。 Furthermore, in the present invention, at least one selected from acids, alkalis and salt compounds is added as a catalyst for promoting the cyclization reaction to glutaric anhydride when the copolymer (a) is heated by the above method or the like. can do. The addition amount is preferably about 0.01 to 1 part by weight per 100 parts by weight of the copolymer (a). Examples of the acid catalyst include hydrochloric acid, sulfuric acid, p-toluenesulfonic acid, phosphoric acid, phosphorous acid, phenylphosphonic acid, and methyl phosphate. Examples of the basic catalyst include metal hydroxides, amines, imines, alkali metal derivatives, alkoxides and the like. Furthermore, examples of the salt compound catalyst include metal acetates, metal stearates, metal carbonates, ammonium salts including various alkylammonium salts, and the like. However, it is preferable to add the catalyst in such a range that the color of the catalyst does not adversely affect the coloring of the thermoplastic polymer and the transparency is not lowered. Among them, the compound containing an alkali metal can be preferably used because it exhibits an excellent reaction promoting effect with a relatively small addition amount. Specifically, hydroxides such as lithium hydroxide, sodium hydroxide, and potassium hydroxide, alkoxide compounds such as sodium methoxide, sodium ethoxide, sodium phenoxide, potassium methoxide, potassium ethoxide, and potassium phenoxide, lithium acetate And organic carboxylates such as sodium acetate, potassium acetate and sodium stearate. In particular, sodium hydroxide, sodium methoxide, lithium acetate, and sodium acetate can be preferably used.
また、本発明で用いる熱可塑性重合体(A)は、通常、その表面硬度が、鉛筆硬度(JIS−K−5401)で測定して3H以上であり、好ましい態様においては4H以上の表面硬度を有する。そのため、膜厚が比較的薄くても十分なハードコートの性能が得られる。 The thermoplastic polymer (A) used in the present invention usually has a surface hardness of 3H or more as measured by pencil hardness (JIS-K-5401), and in a preferred embodiment, the surface hardness is 4H or more. Have. Therefore, sufficient hard coat performance can be obtained even if the film thickness is relatively thin.
また、本発明に用いる熱可塑性共重合体の全光線透過率は、80%以上が好ましく、より好ましくは85%以上、さらに好ましいのは90%以上である。 Further, the total light transmittance of the thermoplastic copolymer used in the present invention is preferably 80% or more, more preferably 85% or more, and still more preferably 90% or more.
本発明においては、上記の(A)熱可塑性重合体に(B)ゴム質含有重合体を含有せしめることにより、(A)熱可塑性重合体の優れた特性を大きく損なうことなく優れた耐衝撃性を付与することができる。 In the present invention, by adding (B) a rubber-containing polymer to the (A) thermoplastic polymer, (A) excellent impact resistance without significantly detracting from the excellent characteristics of the thermoplastic polymer. Can be granted.
(B)ゴム質含有重合体としては、1以上のゴム質重合体を含む層と、それとは異種の重合体から構成される1以上の層から構成され、かつ、内部に1層以上のゴム質重合体を含む層を有する構造の、いわゆるコアシェル型と呼ばれる多層構造重合体が使用できる。 (B) The rubber-containing polymer is composed of a layer containing one or more rubber-like polymers and one or more layers made of different polymers, and one or more layers of rubber inside. structure having a layer including the quality polymers, multi-layer structure polymer so-called core-shell type can be used.
本発明に使用されるコアシェル型の多層構造重合体を構成する層の数は、2層以上であればよく、3層以上または4層以上であってもよいが、内部に1層以上のゴム層(コア層)を有する多層構造重合体である。ゴム層の種類は、アクリル成分、スチレン成分を重合させたものから構成されるゴムが挙げられる。好ましいゴムとしては、例えば、アクリル酸エチル単位やアクリル酸ブチル単位などのアクリル成分、スチレン単位やα−メチルスチレン単位などのスチレン成分から構成されるゴムである。また、これらの成分を2種以上組み合わせたものから構成されるゴムも好ましい。例えば、アクリル酸エチル単位やアクリル酸ブチル単位などのアクリル成分およびスチレン単位やα−メチルスチレン単位などのスチレン成分から構成されるゴムが挙げられる。これらのうち、アクリル酸アルキルエステル単位、および、置換または無置換のスチレン単位を含有するゴムが、透明性および機械特性の点から、最も好ましい。また、これらの成分の他に、ジビニルベンゼン単位、アリルアクリレート単位およびブチレングリコールジアクリレート単位などの架橋性成分から構成される共重合体を架橋させたゴムも好ましい。 The number of layers constituting the core-shell type multilayer structure polymer used in the present invention may be two or more, and may be three or more or four or more. Ru multilayer structure polymer der having a layer (core layer). Type of rubber layer, the acrylic component, and the rubber is composed of those obtained by polymerizing a styrene component. Preferred rubbers, e.g., styrene formed divided that consists of a rubber such as acrylic component, styrene units and α- methyl styrene unit, such as ethyl acrylate units or butyl acrylate units. A rubber composed of a combination of two or more of these components is also preferred. For example, it constituted rubber styrene component such as an acrylic component and a styrene unit and α- methyl styrene unit, such as A acrylic acid ethyl units or butyl acrylate units. Of these, rubbers containing alkyl acrylate units and substituted or unsubstituted styrene units are most preferred from the viewpoint of transparency and mechanical properties. In addition to these components, a rubber obtained by crosslinking a copolymer composed of a crosslinking component such as a divinylbenzene unit, an allyl acrylate unit, and a butylene glycol diacrylate unit is also preferable.
本発明の多層構造重合体において、ゴム層以外の層の種類は、ゴム層よりもガラス転移温度が高い重合体成分であり、不飽和カルボン酸アルキルエステル単位、不飽和カルボン酸単位、不飽和ジカルボン酸無水物単位から選ばれる1種以上の単位を含有する重合体が挙げられる。中でも、不飽和カルボン酸アルキルエステル単位を含有する重合体が好ましく、それに加えて不飽和ジカルボン酸無水物単位から選ばれる1種以上の単位を含有する重合体がより好ましい。 In the multilayer structure polymer of the present invention, types of layers other than the rubber layer, Ri high polymer component der glass transition temperature than the rubber layer, an unsaturated carboxylic acid alkyl ester unit, an unsaturated carboxylic acid unit, an unsaturated polymer containing dicarboxylic acid anhydride unit of whether we least one unit selected and the like. Among these, a polymer containing an unsaturated carboxylic acid alkyl ester unit is preferable, and a polymer containing one or more units selected from unsaturated dicarboxylic anhydride units in addition to the polymer is more preferable.
上記不飽和カルボン酸アルキルエステル単位の原料となる単量体としては、メタクリル酸メチルが使用される。 As the monomer as a raw material of the unsaturated carboxylic acid alkyl ester unit, methyl main methacrylic acid is used.
上記不飽和カルボン酸単量体としては特に制限はなく、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、およびさらには無水マレイン酸の加水分解物などが挙げられる。特に熱安定性が優れる点でアクリル酸およびメタクリル酸が好ましく、より好ましくはメタクリル酸である。これらはその1種または2種以上用いることができる。 The unsaturated carboxylic acid monomer is not particularly limited, and examples thereof include acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, and further a hydrolyzate of maleic anhydride. In particular, acrylic acid and methacrylic acid are preferable from the viewpoint of excellent thermal stability, and methacrylic acid is more preferable. These can be used alone or in combination.
本発明のゴム質重合体を含有する多層構造重合体において、最外層(シェル層)の種類は、不飽和カルボン酸アルキルエステル単位および不飽和カルボン酸単位を含有する重合体である。 In the multilayer structure polymer containing a rubber polymer of the present invention, the type of the outermost (shell layer) is a polymer having an unsaturated carboxylic acid alkyl ester unit and an unsaturated carboxylic acid unit.
本発明では、上記の多層構造重合体における最外層が不飽和カルボン酸アルキルエステル単位および不飽和カルボン酸単位を含有する重合体であり、加熱することにより、前述した本発明の熱可塑性共重合体(A)の製造時と同様に、分子内環化反応が進行し、前記一般式(1)で表されるグルタル酸無水物含有単位が生成することを見出した。従って、最外層に不飽和カルボン酸アルキルエステル単位および不飽和カルボン酸単位を含有する重合体を有する多層構造重合体を熱可塑性共重合体(A)に配合し、適当な条件で、加熱溶融混練することにより、最外層に前記一般式(1)で表されるグルタル酸無水物含有単位を含有する多層構造重合体が得られる。これにより、連続相(マトリックス相)となる熱可塑性共重合体(A)中に、多層構造重合体が、凝集することなく、良好に分散することが可能となり、本発明の熱可塑性樹脂組成物の耐衝撃性等の機械特性向上とともに、極めて高度な透明性が発現しうるものと考えられる。 In the present invention, Ri polymer der containing outermost layer unsaturated carboxylic acid alkyl ester unit and an unsaturated carboxylic acid unit in the above multi-layered polymer, by heating, the thermoplastic copolycondensates of this invention described above It was found that the intramolecular cyclization reaction proceeded to produce the glutaric anhydride-containing unit represented by the general formula (1) in the same manner as in the production of the union (A). Therefore, a multilayer structure polymer having a polymer containing an unsaturated carboxylic acid alkyl ester unit and an unsaturated carboxylic acid unit in the outermost layer is blended with the thermoplastic copolymer (A), and heated and melt-kneaded under appropriate conditions. By doing so, a multilayer structure polymer containing the glutaric anhydride-containing unit represented by the general formula (1) in the outermost layer is obtained. As a result, the multilayer structure polymer can be favorably dispersed in the thermoplastic copolymer (A) to be a continuous phase (matrix phase) without agglomeration, and the thermoplastic resin composition of the present invention. It is considered that a very high degree of transparency can be developed with improvement in mechanical properties such as impact resistance.
ここでいう不飽和カルボン酸アルキルエステル単位の原料となる単量体としては、メタクリル酸メチルが使用される。 As the monomer as a raw material for the unsaturated carboxylic acid alkyl ester unit here, methyl main methacrylic acid is used.
また、不飽和カルボン酸単位の原料となる単量体としては、メタクリル酸が使用される。 Further, as the monomer as a raw material for the unsaturated carboxylic acid unit, main methacrylic acid is used.
本発明の多層構造重合体としては、コア層がアクリル酸ブチル/スチレン共重合体で、最外層がメタクリル酸メチル/前記一般式(1)で表されるグルタル酸無水物含有単位からなる共重合体であるもの、コア層がアクリル酸ブチル/スチレン共重合体で、最外層がメタクリル酸メチル/前記一般式(1)で表されるグルタル酸無水物含有単位/メタクリル酸共重合体であるものが挙げられる。ここで、“/”は共重合を示す。さらに、ゴム層または最外層のいずれか一つもしくは両方の層がメタクリル酸グリシジル単位を含有する重合体であるものも好ましい例として挙げられる。コア層がアクリル酸ブチル/スチレン重合体で、最外層がメタクリル酸メチル/前記一般式(1)で表されるグルタル酸無水物含有単位からなる共重合体であるものが、連続相(マトリックス相)である熱可塑性共重合体(A)との屈折率を近似させること、および樹脂組成物中での良好な分散状態を得ることが可能となり、近年より高度化する要求を満足しうる透明性が発現するため、好ましく使用することができる。 As a multi-layer polymer of the present invention, the core layer is an acrylic acid-butyl / styrene copolymers, consisting of glutaric anhydride containing units outermost layer is represented by methylmethacrylate / Formula (1) The core layer is butyl acrylate / styrene copolymer, and the outermost layer is methyl methacrylate / glutaric anhydride-containing unit represented by the general formula (1) / methacrylic acid copolymer. there may be mentioned of is. Here, “/” indicates copolymerization. Furthermore, a preferable example is one in which either one or both of the rubber layer and the outermost layer is a polymer containing a glycidyl methacrylate unit. The core layer is an acrylic acid-butyl / styrene polymer, the outermost layer that also a copolymer consisting of glutaric anhydride-containing unit represented by methyl methacrylate / Formula (1), the continuous phase (matrix It is possible to approximate the refractive index with the thermoplastic copolymer (A), which is a phase, and to obtain a good dispersion state in the resin composition, and to satisfy the demand for more advanced in recent years Since it exhibits sex, it can be preferably used.
本発明の多層構造重合体(B−1)の平均粒子径については、0.01μm以上、1000μm以下であることが好ましい。平均粒子径は、0.02μm以上、100μm以下がより好ましく、0.05μm以上、10μm以下がさらに好ましく、0.05μm以上、1μm以下が最も好ましい。上記の範囲未満では得られる熱可塑性組成物の衝撃強度が低下する傾向を生じ、上記の範囲を越えると透明性が低下する場合がある。 About the average particle diameter of the multilayer structure polymer (B-1) of this invention, it is preferable that they are 0.01 micrometer or more and 1000 micrometers or less. The average particle diameter is more preferably 0.02 μm or more and 100 μm or less, further preferably 0.05 μm or more and 10 μm or less, and most preferably 0.05 μm or more and 1 μm or less. If it is less than the above range, the impact strength of the resulting thermoplastic composition tends to decrease, and if it exceeds the above range, transparency may decrease.
本発明の多層構造重合体において、コアとシェルの重量比は、多層構造重合体全体に対して、コア層が50重量%以上、90重量%以下であることが好ましく、さらに、60重量%以上、80重量%以下であることがより好ましい。 In the multilayer structure polymer of the present invention, the weight ratio of the core to the shell is preferably 50% by weight or more and 90% by weight or less, and more preferably 60% by weight or more, based on the whole multilayer structure polymer. 80% by weight or less is more preferable.
本発明の多層構造重合体としては、上述した条件を満たす市販品を用いてもよく、また公知の方法により作製して用いることもできる。 As the multilayer structure polymer of the present invention, a commercially available product that satisfies the above-described conditions may be used, or it may be prepared by a known method.
本発明におけるゴム質含有重合体(B)の製造方法には、特に制限はなく、塊状重合、溶液重合、懸濁重合および乳化重合などの公知の重合法により得ることができる。 There is no restriction | limiting in particular in the manufacturing method of the rubber-containing polymer (B) in this invention, It can obtain by well-known polymerization methods, such as block polymerization, solution polymerization, suspension polymerization, and emulsion polymerization.
また、(A)熱可塑性重合体および(B)ゴム質含有重合体のそれぞれの屈折率が近似している場合、透明性に優れた熱可塑性樹脂組成物を得ることができるため、好ましい。具体的には、両者の屈折率の差が0.05以下であることが好ましく、より好ましくは0.02以下、とりわけ0.01以下であることが好ましい。このような屈折率条件を満たすためには、(A)熱可塑性重合体の各単量体単位組成比を調整する方法、および/または(B)ゴム質含有重合体に使用されるゴム質重合体あるいは単量体の組成比を調製する方法などが挙げられる。 Moreover, since the thermoplastic resin composition excellent in transparency can be obtained when each refractive index of (A) thermoplastic polymer and (B) rubber-like polymer is approximated, it is preferable. Specifically, the difference in refractive index between the two is preferably 0.05 or less, more preferably 0.02 or less, and particularly preferably 0.01 or less. In order to satisfy such a refractive index condition, (A) a method of adjusting the monomer unit composition ratio of the thermoplastic polymer, and / or (B) a rubber weight used in the rubber-containing polymer. Examples thereof include a method of adjusting the composition ratio of the coalesced or monomer.
なお、ここで言う屈折率差とは、以下に示す方法で測定した値である。(A)熱可塑性重合体が可溶な溶媒に、本発明の熱可塑性樹脂組成物を適当な条件で十分に溶解させ白濁溶液とし、これを遠心分離等の操作により、溶媒可溶部分と不溶部分に分離する。この可溶部分((A)熱可塑性重合体を含む部分)と不溶部分((B)ゴム質含有重合体を含む部分)をそれぞれ精製した後、測定した屈折率(23℃、測定波長:550nm)の差を屈折率差と定義する。 In addition, the refractive index difference said here is the value measured by the method shown below. (A) The thermoplastic resin composition of the present invention is sufficiently dissolved in a solvent in which the thermoplastic polymer is soluble to obtain a cloudy solution, which is insoluble in the solvent-soluble portion by an operation such as centrifugation. Separate into parts. After refining this soluble part (part containing (A) thermoplastic polymer) and insoluble part (part containing (B) rubber-containing polymer), the measured refractive index (23 ° C., measurement wavelength: 550 nm). ) Is defined as the difference in refractive index.
また、樹脂組成物中での(A)熱可塑性重合体と(B)ゴム質含有重合体の共重合組成は、上記の溶媒による可溶成分と不溶成分の分離操作の後に、各成分を個別に分析する。 In addition, the copolymer composition of (A) the thermoplastic polymer and (B) the rubber-containing polymer in the resin composition is obtained by separating each component after the separation operation of the soluble component and the insoluble component by the above solvent. To analyze.
本発明において、(B)ゴム質含有重合体の添加量は、(A)熱可塑性重合体100重量部に対して、1〜100重量部、好ましくは5〜90重量部、特に10〜80重量部の範囲であることが最も好ましい。 In the present invention, the addition amount of the (B) rubber-containing polymer is 1 to 100 parts by weight, preferably 5 to 90 parts by weight, particularly 10 to 80 parts by weight, based on 100 parts by weight of the (A) thermoplastic polymer. Most preferred is the range of parts.
本発明において(A)熱可塑性重合体と(B)ゴム質含有重合体を配合する方法としては、(A)熱可塑性重合体とその他の任意成分を予めブレンドした後、通常200〜350℃において、一軸または二軸押出機により均一に溶融混練する方法が好ましく用いられる。また、(A)成分および(B)成分を、両者を溶解可能な溶媒の溶液中で混合した後に溶媒を除く方法も用いることができる。 In the present invention, (A) the thermoplastic polymer and (B) the rubber-containing polymer are blended in advance, after (A) the thermoplastic polymer and other optional components are blended in advance, usually at 200 to 350 ° C. A method of uniformly melting and kneading with a single or twin screw extruder is preferably used. Moreover, the method of removing a solvent after mixing (A) component and (B) component in the solution of the solvent which can melt | dissolve both can also be used.
また、本発明の熱可塑性樹脂組成物の製造方法として、前述の共重合体(a)と(B)ゴム質含有重合体を予めブレンドした後、通常200〜350℃において、一軸または二軸押出機により均一に溶融混練することにより、前述した環化反応による共重合体(a)の熱可塑性重合体(A)への変換を行うと同時に、(B)成分の配合を行うことができる。また、この際、(B)成分の一部に不飽和カルボン酸単量体単位および不飽和カルボン酸アルキルエステル単量体単位からなる共重合体を含む場合の環化反応も同時に行うことができる。 Further, as a method for producing the thermoplastic resin composition of the present invention, the above-mentioned copolymer (a) and (B) rubber-containing polymer are blended in advance, and then usually at 200 to 350 ° C., uniaxial or biaxial extrusion. By uniformly melt-kneading with a machine, the component (B) can be blended simultaneously with the conversion of the copolymer (a) to the thermoplastic polymer (A) by the cyclization reaction described above. At this time, a cyclization reaction can be simultaneously performed in the case where a part of the component (B) includes a copolymer composed of an unsaturated carboxylic acid monomer unit and an unsaturated carboxylic acid alkyl ester monomer unit. .
さらに、本発明で用いる熱可塑性重合体には、ヒンダードフェノール系、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、ベンゾエート系、およびシアノアクリレート系の紫外線吸収剤および酸化防止剤、高級脂肪酸や酸エステル系および酸アミド系、さらに高級アルコールなどの滑剤および可塑剤、モンタン酸およびその塩、そのエステル、そのハーフエステル、ステアリルアルコール、ステアラミドおよびエチレンワックスなどの離型剤、亜リン酸塩、次亜リン酸塩などの着色防止剤、ハロゲン系難燃剤、リン系やシリコーン系の非ハロゲン系難燃剤、核剤、アミン系、スルホン酸系、ポリエーテル系などの帯電防止剤、顔料などの着色剤などの添加剤を任意に含有させてもよい。ただし、その添加剤保有の色が熱可塑性重合体に悪影響を及ぼさず、かつ透明性が低下しない範囲で添加する必要がある。これらの添加剤は、例えば押出機を用いた溶融混練や射出成形時に添加するなどの方法により、熱可塑性重合体に配合することができる。 Further, the thermoplastic polymers used in the present invention include hindered phenol-based, benzotriazole-based, benzophenone-based, benzoate-based, and cyanoacrylate-based UV absorbers and antioxidants, higher fatty acids, acid esters, and acid amides. Lubricants and plasticizers such as higher alcohols, montanic acid and salts thereof, esters thereof, half esters thereof, release agents such as stearyl alcohol, stearamide and ethylene wax, phosphites, hypophosphites, etc. Additives such as anti-coloring agents, halogen-based flame retardants, phosphorus-based and silicone-based non-halogen-based flame retardants, nucleating agents, amine-based, sulfonic acid-based, polyether-based anti-static agents, pigments and other colorants You may make it contain arbitrarily. However, it is necessary to add in a range where the color of the additive does not adversely affect the thermoplastic polymer and the transparency is not lowered. These additives can be blended into the thermoplastic polymer by a method such as adding at the time of melt kneading using an extruder or injection molding.
本発明の熱可塑性重合体は、機械的特性、成形加工性にも優れており、溶融成形可能であるため、押出成形、射出成形、プレス成形などが可能であり、シート、管、ロッド、その他の希望する任意の形状と大きさを有する成形品に成形して使用することができる。 The thermoplastic polymer of the present invention is excellent in mechanical properties and molding processability, and can be melt-molded. Therefore, extrusion molding, injection molding, press molding, etc. are possible. Sheets, tubes, rods, etc. It can be used by molding into a molded product having any desired shape and size.
例えばシートに成形する場合、公知の方法を使用することができる。すなわち、インフレーション法、T−ダイ法、カレンダー法、切削法、流延法、エマルション法、ホットプレス法等の製造方法が使用できる。好ましくは、インフレーション法、T−ダイ法、キャスト法またはホットプレス法が使用できる。インフレーション法やT−ダイ法による製造法の場合、単軸あるいは二軸押出スクリューのついたエクストルーダ型溶融押出装置等が使用できる。本発明のフィルムを製造するための溶融押出温度は、好ましくは150〜350℃、より好ましくは200〜300℃である。また、溶融押出装置を使用し溶融混練する場合、着色抑制の観点から、ベントを使用し減圧下での溶融混練あるいは窒素気流下での溶融混練を行うことが好ましい。また、流延法によりシート化する場合、テトラヒドロフラン、アセトン、メチルエチルケトン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリドン等の溶剤が使用可能である。好ましい溶媒は、アセトン、メチルエチルケトン、N−メチルピロリドン等である。該フィルムは、本発明の熱可塑性樹脂組成物を前記の1種以上の溶剤に溶かし、その溶液をバーコーター、Tダイ、バー付きTダイ、ダイ・コートなどを用いて、ポリエチレンテレフタレートなどの耐熱フィルム、スチールベルト、金属箔などの平板または曲板(ロール)上に流延し、溶剤を蒸発除去する乾式法あるいは溶液を凝固液で固化する湿式法等を用いることにより製造できる。 For example, when forming into a sheet | seat, a well-known method can be used. That is, production methods such as an inflation method, a T-die method, a calendar method, a cutting method, a casting method, an emulsion method, and a hot press method can be used. Preferably, an inflation method, a T-die method, a cast method or a hot press method can be used. In the case of a production method using an inflation method or a T-die method, an extruder type melt extrusion apparatus equipped with a single screw or twin screw can be used. The melt extrusion temperature for producing the film of the present invention is preferably 150 to 350 ° C, more preferably 200 to 300 ° C. Moreover, when melt-kneading using a melt-extrusion apparatus, it is preferable to perform the melt-kneading under reduced pressure or the melt-kneading under nitrogen stream from a viewpoint of coloring suppression. Moreover, when forming into a sheet by the casting method, solvents such as tetrahydrofuran, acetone, methyl ethyl ketone, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, N-methylpyrrolidone can be used. Preferred solvents are acetone, methyl ethyl ketone, N-methylpyrrolidone and the like. The film is prepared by dissolving the thermoplastic resin composition of the present invention in one or more of the above solvents, and using the solution with a bar coater, a T die, a T die with a bar, a die coat, etc. It can be produced by casting on a flat plate or curved plate (roll) such as a film, steel belt or metal foil and using a dry method in which the solvent is removed by evaporation or a wet method in which the solution is solidified with a coagulating liquid.
尚、本発明に使用される熱可塑性重合体(A)からなるシートの厚みは、通常0.03〜30mm、好ましくは、0.05〜20mm、最も好ましくは、0.1〜10mmである。厚みが、0.03mmより薄いと、後工程となるハードコート時を施す際にシワが発生するなど取り扱いにくく、30mmより厚いと、シートを製造する際に平滑な表面を得られにくい傾向があるため、好ましくない。 In addition, the thickness of the sheet | seat which consists of a thermoplastic polymer (A) used for this invention is 0.03-30 mm normally, Preferably, it is 0.05-20 mm, Most preferably, it is 0.1-10 mm. If the thickness is less than 0.03 mm, it is difficult to handle such as wrinkling when performing a hard coating as a subsequent step, and if it is more than 30 mm, it tends to be difficult to obtain a smooth surface when producing a sheet. Therefore, it is not preferable.
本発明では、上記の方法により得られた熱可塑性重合体(A)からなる熱可塑性樹脂成形品が、ハードコート性を有する被膜を形成した場合、過酷な湿熱環境下でも、極めて強固なハードコート層との接着性を有し、表面硬度の高い、耐傷つき性に優れた樹脂成形品が得られることを見出した。ここで、好ましい態様においては、ハードコート性を有する被膜表面の、鉛筆硬度(JIS−K−5401)で表される表面硬度が、6H以上、特に好ましい態様では、7H以上の耐傷つき性が得られる。 In the present invention, when the thermoplastic resin molded article comprising the thermoplastic polymer (A) obtained by the above method forms a film having hard coat properties, it is an extremely strong hard coat even under severe wet heat environment. It has been found that a resin molded article having adhesiveness to the layer, having a high surface hardness and excellent scratch resistance can be obtained. Here, in a preferred embodiment, the surface hardness represented by pencil hardness (JIS-K-5401) of the film surface having hard coat properties is 6H or more, and in a particularly preferred embodiment, scratch resistance of 7H or more is obtained. It is done.
本発明で言うハードコート性とは、熱可塑性重合体からなる基材の表面硬度を補い、耐傷つき性を向上せしめるべく熱可塑性重合体よりも高硬度な被膜を付与する性質を示す。 The hard coat property referred to in the present invention refers to the property of providing a coating film having a hardness higher than that of the thermoplastic polymer in order to supplement the surface hardness of the substrate made of the thermoplastic polymer and to improve the scratch resistance.
本発明で使用可能なハードコート性を有する皮膜は、特に限定するものではなく、メラミン系、アクリル系、シリコン系のハードコート被膜などが使用できるが、硬いハードコート皮膜が得られる点で、アクリル系、シリコン系のハードコート被膜が好ましい。 The film having a hard coat property that can be used in the present invention is not particularly limited, and a melamine-based, acrylic-based, or silicon-based hard coat film can be used. And silicon-based hard coat films are preferred.
本発明におけるアクリル系ハードコート皮膜の好ましい様態として、1分子中に2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する多官能(メタ)アクリレート化合物含むコーティング剤を塗布後、重合、及び/または反応せしめることにより樹脂とした被膜が好ましく用いられる。 In a preferred embodiment of the acrylic hard coat film according to the present invention, a coating agent containing a polyfunctional (meth) acrylate compound having two or more (meth) acryloyl groups in one molecule is applied and then polymerized and / or reacted. Thus, a resin film is preferably used.
本発明における1分子中に2個以上の(メタ)アクリロイル基(但し、本発明における「(メタ)アクリロイル基」の記載は、アクリロイル基またはメタアクリロイル基とを略して表示したものである)を有する多官能(メタ)アクリレート化合物としては、1分子中に2個以上のアルコール性水酸基を有する多価アルコールの該水酸基が2個以上の(メタ)アクリル酸のエステル化物となっている化合物などを用いることができる。具体的には、(a)炭素数2〜12のアルキレングリコールの(メタ)アクリル酸ジエステル類:エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオール(メタ)アクリレートなど、(b)ポリオキシアルキレングリコールの(メタ)アクリレート酸ジエステル類:ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレートなど、(c)多価アルコールの(メタ)アクリル酸ジエステル類:ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレートなど、(d)ビスフェノールAあるいはビスフェノールAの水素化物のエチレンオキシド及びプロピレンオキシド付加物の(メタ)アクリル酸ジエステル類:2,2’−ビス(4−アクリロキシエトキシフェニル)プロパン、2,2’−ビス(4−アクリロキシプロポキシフェニル)プロパンなど、(e)ジイソシアネート化合物と2個以上のアルコール性水酸基含有化合物を予め反応させて得られる末端イソシアネート基含有化合物に、更にアルコール性水酸基含有(メタ)アクリレートを反応させて得られる分子内に2個以上の(メタ)アクリロイルオキシ基を有するウレタン(メタ)アクリレート類、(f)分子内に2個以上のエポキシ基を有する化合物にアクリル酸又はメタクリル酸を反応させて得られる分子内に2個以上の(メタ)アクリロイルオキシ基を有するエポキシ(メタ)アクリレート類、などが挙げられる。 Two or more (meth) acryloyl groups in one molecule in the present invention (however, the description of “(meth) acryloyl group” in the present invention is an abbreviation of acryloyl group or methacryloyl group). As the polyfunctional (meth) acrylate compound having, a compound in which the hydroxyl group of a polyhydric alcohol having two or more alcoholic hydroxyl groups in one molecule is an esterified product of two or more (meth) acrylic acids, etc. Can be used. Specifically, (a) C2-C12 alkylene glycol (meth) acrylic acid diesters: ethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, 1,4-butanediol di (meth) ) Acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol (meth) acrylate, etc. (b) (meth) acrylate diesters of polyoxyalkylene glycol: diethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol Di (meth) acrylate, tetraethylene glycol di (meth) acrylate, dipropylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate (C) (meth) acrylic acid diesters of polyhydric alcohols: (e) pentaerythritol di (meth) acrylate, etc. (d) bisphenol A or bisphenol A hydride ethylene oxide and propylene oxide adduct (meth) acrylic acid diester Class: 2,2′-bis (4-acryloxyethoxyphenyl) propane, 2,2′-bis (4-acryloxypropoxyphenyl) propane, etc. (e) diisocyanate compound and two or more alcoholic hydroxyl group-containing compounds (2) Urethane (meth) acrylates having two or more (meth) acryloyloxy groups in the molecule obtained by further reacting an alcoholic hydroxyl group-containing (meth) acrylate with a terminal isocyanate group-containing compound obtained by previously reacting (F) two or more in the molecule Epoxy (meth) acrylates having two or more (meth) acryloyloxy groups in a molecule obtained by reacting acrylic acid or methacrylic acid to a compound having an epoxy group, and the like.
特に、1分子中に3個以上の(メタ)アクリロイル基を有する単量体の少なくとも1種を含むハードコート層を形成する化合物組成であることが、硬度ならびに硬化性はもちろん、耐摩耗性と可撓性に優れるので好ましい。 In particular, it is a compound composition that forms a hard coat layer containing at least one monomer having three or more (meth) acryloyl groups in one molecule, as well as hardness and curability, and wear resistance. Since it is excellent in flexibility, it is preferable.
具体的な例としては、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。これらの単量体は、1種または2種以上を混合して使用してもよい。 Specific examples include pentaerythritol tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol tri (meth) acrylate, dipentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, Examples include dipentaerythritol hexa (meth) acrylate and trimethylolpropane tri (meth) acrylate. These monomers may be used alone or in combination of two or more.
これらの1分子中に3個以上の(メタ)アクリロイル基を有する単量体の使用割合は、固形分総量に対して50〜95重量%が望ましい。上記単量体の使用割合が50重量%未満の場合には、十分な耐摩耗性を有する硬化被膜が得られ難く、またその量が95重量%を超える場合は、重合による収縮が大きく、硬化被膜に歪みが残ったり、被膜の可撓性が低下する傾向を示すので好ましくない。 The proportion of the monomer having three or more (meth) acryloyl groups in one molecule is desirably 50 to 95% by weight with respect to the total solid content. When the amount of the monomer used is less than 50% by weight, it is difficult to obtain a cured film having sufficient wear resistance. When the amount exceeds 95% by weight, the shrinkage due to polymerization is large, and the cured film is hardened. This is not preferable because strain remains in the coating or the flexibility of the coating tends to decrease.
上記ハードコート層の化合物組成を重合、及び/または反応させる方法として紫外線を照射する方法が挙げられるが、この場合には前記組成物に光重合開始剤を加えることが望ましい。 Examples of a method of polymerizing and / or reacting the compound composition of the hard coat layer include a method of irradiating with ultraviolet rays. In this case, it is desirable to add a photopolymerization initiator to the composition.
光重合開始剤の具体的な例としては、アセトフェノン、2,2−ジエトキシアセトフェノン、p−ジメチルアセトフェノン、p−ジメチルアミノプロピオフェノン、ベンゾフェノン、2−クロロベンゾフェノン、4,4’−ジクロロベンゾフェノン、4,4’−ビスジエチルアミノベンゾフェノン、ミヒラーケトン、ベンジル、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、メチルベンゾイルフォメート、p−イソプロピル−α−ヒドロキシイソブチルフェノン、α−ヒドロキシイソブチルフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン等のカルボニル化合物、テトラメチルチウラムモノスルフィド、テトラメチルチウラムジスルフィド、チオキサントン、2−クロロチオキサントン、2−メチルチオキサントンなどの硫黄化合物、ベンゾイルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド等のパーオキサイド化合物が挙げられる。これらの光重合開始剤は単独で使用してもよいし、2種以上組み合わせてもよい。光重合開始剤の使用量は、固形分中、0.01〜10重量部が適当である。 Specific examples of the photopolymerization initiator include acetophenone, 2,2-diethoxyacetophenone, p-dimethylacetophenone, p-dimethylaminopropiophenone, benzophenone, 2-chlorobenzophenone, 4,4′-dichlorobenzophenone, 4,4′-bisdiethylaminobenzophenone, Michler's ketone, benzyl, benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, methylbenzoyl formate, p-isopropyl-α-hydroxyisobutylphenone, α-hydroxyisobutylphenone, 2, Carbonyl compounds such as 2-dimethoxy-2-phenylacetophenone and 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, tetramethylthiuram monosulfide, tetramethylthiuram Sulfide, thioxanthone, 2-chlorothioxanthone, sulfur compounds such as 2-methyl thioxanthone, benzoyl peroxide, peroxide compounds such as di -t- butyl peroxide. These photopolymerization initiators may be used alone or in combination of two or more. The amount of the photopolymerization initiator used is suitably 0.01 to 10 parts by weight in the solid content.
また他の方法として電子線又は放射線を重合、及び/または反応手段として用いることができる。電子線又は放射線を用いる場合は必ずしも重合開始剤を添加する必要はない。 As another method, electron beam or radiation can be used as a polymerization and / or reaction means. When using an electron beam or radiation, it is not always necessary to add a polymerization initiator.
本発明に用いられるハードコート層を形成する化合物組成には、製造時の熱重合や貯蔵中の暗反応を防止するために、ハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、2,5−t−ブチルハイドロキノンなど、公知の熱重合防止剤を加えることが望ましい。熱重合防止剤の添加量は、固形分中、0.005〜0.05重量%が好ましい。 The compound composition forming the hard coat layer used in the present invention is known to include hydroquinone, hydroquinone monomethyl ether, 2,5-t-butyl hydroquinone, etc. in order to prevent thermal polymerization during production and dark reaction during storage. It is desirable to add a thermal polymerization inhibitor. The addition amount of the thermal polymerization inhibitor is preferably 0.005 to 0.05% by weight in the solid content.
本発明に用いられるハードコート層を形成する化合物組成には、塗工時の作業性の向上、塗工膜厚のコントロールを目的として、本発明の目的を損なわない範囲において、有機溶剤を配合することができる。 For the purpose of improving the workability during coating and controlling the coating film thickness, an organic solvent is blended in the compound composition forming the hard coat layer used in the present invention within a range that does not impair the purpose of the present invention. be able to.
有機溶剤としては、基材が基本的に侵されない溶剤種を選択する必要があるが、通常、沸点が50〜150℃のものが、塗工時の作業性、重合、及び/または反応前後の乾燥性の点から用いやすい。具体的な例としては、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコールなどのアルコール系溶剤、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチルなどの酢酸エステル系溶剤、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン系溶剤、トルエンなどの芳香族系溶剤、ジオキサンなどの環状エーテル系溶剤などを挙げることができる。これらの溶剤は単独あるいは2種以上を混合して用いることもできる。 As the organic solvent, it is necessary to select a solvent type that does not basically attack the substrate, but usually the one having a boiling point of 50 to 150 ° C. is before and after the workability at the time of coating, polymerization, and / or reaction. Easy to use from the viewpoint of drying. Specific examples include alcohol solvents such as methanol, ethanol and isopropyl alcohol, acetate solvents such as methyl acetate, ethyl acetate and butyl acetate, ketone solvents such as acetone and methyl ethyl ketone, and aromatic solvents such as toluene. And cyclic ether solvents such as dioxane. These solvents can be used alone or in admixture of two or more.
上記のアクリル系ハードコート層の塗布手段としては、スプレー法、浸漬(ディップ)法、ロールコーティング法、ダイスコーティング法、グラビアコーティング法など、公知の方法が挙げられる。 Examples of the means for applying the acrylic hard coat layer include known methods such as spraying, dipping, roll coating, die coating, and gravure coating.
本発明におけるシリコン系ハードコート皮膜の好ましい様態として、(a)一般式(6) As a preferable aspect of the silicon-based hard coat film in the present invention, (a) the general formula (6)
一般式(6)および(7)のケイ素化合物はそれぞれ別々にまたは混合して、水単独または水と溶液(有機溶媒)と必要に応じて少量の酸を添加することにより加水分解される。 The silicon compounds of the general formulas (6) and (7) are hydrolyzed by adding water alone or water and a solution (organic solvent) and, if necessary, a small amount of acid separately or mixed.
上記(c)の硬化剤とは炭素数1〜4の有機カルボン酸(例えば、酢酸、プロピオン酸など)、亜硝酸、亜硫酸、アルミン酸および炭酸の各アルカリ金属塩中の少なくとも1種、または水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラn−ブチルホスホニウム、第四アンモニウムヒドロキシド、第四ホスホニウムヒドロキシドが例示できる。(c)硬化剤は上記(a)、(b)のケイ素化合物の加水分解物溶液に均一に溶解させ使用する。溶剤としては通常ジオキサン、アルコール類が好ましく使用できる。上記の溶液を熱可塑性樹脂成形品からなる基体に塗布し、ついでその表面を加熱することにより、ハードコート性を有するコーティング皮膜が形成される。塗布の方法としては、ディッピング法、スピンコート法、スプレー法、ロール塗りなど公知の方法を用いることができる。加熱条件については100℃以下の低温で硬化が可能である。 The curing agent (c) is an organic carboxylic acid having 1 to 4 carbon atoms (for example, acetic acid, propionic acid, etc.), at least one of alkali metal salts of nitrous acid, sulfurous acid, aluminate and carbonic acid, or water. Examples thereof include tetramethylammonium oxide, tetra-n-butylphosphonium hydroxide, quaternary ammonium hydroxide, and quaternary phosphonium hydroxide. (C) The curing agent is used by uniformly dissolving in the hydrolyzate solution of the silicon compound of the above (a) and (b). As the solvent, usually dioxane and alcohols can be preferably used. A coating film having a hard coat property is formed by applying the above solution to a substrate made of a thermoplastic resin molded article and then heating the surface. As a coating method, a known method such as a dipping method, a spin coating method, a spray method, or roll coating can be used. As for the heating conditions, curing is possible at a low temperature of 100 ° C. or lower.
さらに、ハードコート性を有するシリコン系皮膜の別の好ましい様態として、(d)一般式(8) Furthermore, as another preferable mode of the silicon-based film having hard coat properties, (d) General formula (8)
上記一般式(8)で示されるケイ素化合物として、具体的には、メチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン等およびその加水分解物が例示できる。(e)シリカ微粒子としては一般的にコロイダルシリカあるいはシリカゾルと呼ばれる水またはアルコール系溶媒微粒子が分散されたものが好ましい。 Specific examples of the silicon compound represented by the general formula (8) include methyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, methyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, and the like, and hydrolysates thereof. (E) As silica fine particles, those in which water or alcohol solvent fine particles generally called colloidal silica or silica sol are dispersed are preferable.
(f)多官能エポキシ化合物としては、グリセリン、ソルビトール、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコールなどのジグリシジルエーテルなどの多官能アルコールのグリシジルエーテル類が具体的に例示できる。また、(g)硬化触媒としては過塩素酸類が好適なエポキシ硬化触媒として例示できる。 (F) Specific examples of polyfunctional epoxy compounds include glycidyl ethers of polyfunctional alcohols such as diglycidyl ethers such as glycerin, sorbitol, ethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, and polypropylene glycol. Moreover, (g) As a curing catalyst, perchloric acid can be illustrated as a suitable epoxy curing catalyst.
本発明に用いられるハードコート層を形成する化合物組成には、塗工時の作業性の向上、塗工膜厚のコントロールを目的として、本発明の目的を損なわない範囲において、有機溶剤を配合することができる。有機溶剤としては、基材が基本的に侵されない溶剤種を選択する必要があるが、通常、沸点が50〜150℃のものが、塗工時の作業性、重合、及び/または反応前後の乾燥性の点から用いやすい。 For the purpose of improving the workability during coating and controlling the coating film thickness, an organic solvent is blended in the compound composition forming the hard coat layer used in the present invention within a range that does not impair the purpose of the present invention. be able to. As the organic solvent, it is necessary to select a solvent type that does not basically attack the substrate, but usually the one having a boiling point of 50 to 150 ° C. is before and after the workability at the time of coating, polymerization, and / or reaction. Easy to use from the viewpoint of drying.
具体的な例としては、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコールなどのアルコール系溶剤、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチルなどの酢酸エステル系溶剤、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン系溶剤、トルエンなどの芳香族系溶剤、ジオキサンなどの環状エーテル系溶剤などを挙げることができる。これらの溶剤は単独あるいは2種以上を混合して用いることもできる。 Specific examples include alcohol solvents such as methanol, ethanol and isopropyl alcohol, acetate solvents such as methyl acetate, ethyl acetate and butyl acetate, ketone solvents such as acetone and methyl ethyl ketone, and aromatic solvents such as toluene. And cyclic ether solvents such as dioxane. These solvents can be used alone or in admixture of two or more.
本発明におけるハードコート性を有する被膜の屈折率は反射防止性の付与あるいは干渉縞のない樹脂成形品を得るために1.40〜1.65の間で好ましく用いられる。また干渉縞のない高品質な樹脂成形品を得るためには、熱可塑性重合体基材とハードコート性を有する被膜の屈折率差を±0.05に設定することが好ましい。特に干渉縞の発生を極力抑えることが必要な用途においてはその屈折率差を±0.02以内に設定することが好ましい。この屈折率差は、熱可塑性重合体基材の共重合組成変更、または、ハードコート層を形成する化合物組成物の変更などにより、調節可能である。本発明におけるハードコート性を有する被膜の膜厚は特に限定されないが、密着強度の保持、耐すり傷性などの点から10〜20,000nmの間で好ましく用いられる。すなわち、10nm未満では被覆効果が認められず、20,000nmを越えると塗りむらなどが生じ易くなる。 The refractive index of the film having a hard coat property in the present invention is preferably used between 1.40 and 1.65 in order to impart antireflection properties or obtain a resin molded product having no interference fringes. In order to obtain a high-quality resin molded product having no interference fringes, it is preferable to set the difference in refractive index between the thermoplastic polymer substrate and the film having hard coat properties to ± 0.05. In particular, in applications where it is necessary to suppress the occurrence of interference fringes as much as possible, the refractive index difference is preferably set within ± 0.02. This refractive index difference can be adjusted by changing the copolymer composition of the thermoplastic polymer substrate or changing the compound composition forming the hard coat layer. Although the film thickness of the film having hard coat properties in the present invention is not particularly limited, it is preferably used in the range of 10 to 20,000 nm from the viewpoints of maintaining adhesion strength and scratch resistance. That is, if the thickness is less than 10 nm, the coating effect is not recognized, and if it exceeds 20,000 nm, uneven coating or the like tends to occur.
また、本発明の樹脂成形品は、熱可塑性重合体からなる基材とハードコート性を有する被膜の間に、プライマー層と呼ばれる中間層を形成したものであっても構わない。ここで、プライマー層とは熱可塑性重合体からなる基材とハードコート性を有する皮膜の密着性を高める、あるいは可撓性や耐衝撃性を高めることを目的に施すことができる。 In addition, the resin molded product of the present invention may be one in which an intermediate layer called a primer layer is formed between a base material made of a thermoplastic polymer and a hard coat film. Here, the primer layer can be applied for the purpose of increasing the adhesion between a base material made of a thermoplastic polymer and a film having hard coat properties, or improving flexibility and impact resistance.
本発明の樹脂成形品に施すプライマー層としては、公知のプライマー層である、ポリウレタン系、エポキシ系、アクリル系および/またはメタクリル系化合物とスチレンの共重合体の硬化物などがいずれも好ましく使用できる。 As the primer layer applied to the resin molded product of the present invention, any of the known primer layers, such as a cured product of polyurethane, epoxy, acrylic and / or methacrylic compound and styrene, can be preferably used. .
本発明においてプライマー層として好ましく使用できるポリウレタン系プライマーとしては、両末端に活性水素を有する化合物とジイソシアネート化合物の反応により得られる熱可塑性ポリウレタン、ポリオールとポリイソシアネートに硬化触媒を作用させ、加熱により硬化反応させることにより得られる熱硬化性ポリウレタンが挙げられる。 The polyurethane primer that can be preferably used as a primer layer in the present invention includes a thermoplastic polyurethane obtained by the reaction of a compound having active hydrogen at both ends and a diisocyanate compound, a curing catalyst acting on a polyol and a polyisocyanate, and a curing reaction by heating. The thermosetting polyurethane obtained by carrying out is mentioned.
熱可塑性ポリウレタンの場合、両末端に活性水素を有する化合物、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオールなどのアルキレングリコール類、ポリテトラメチレンアジペートなどのポリアルキレンアジペート類、ポリヘキサメチレンカーボネートなどのポリアルキレンカーボネート類、シリコーンポリオール類などと、ジイソシアネート化合物、例えばトリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネートなどの芳香族ジイソシアネート、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネートなどの脂肪族ジイソシアネート等を触媒存在下で反応させた熱可塑性ポリウレタンを適宜溶剤で希釈し、レンズ基材上に塗布した後、加熱乾燥させることによりプライマー層を形成することができる。熱可塑性重合体からなる基材への塗布方法としては、スピンコート法、ディッピング法など公知の塗布方法から選択できる。 In the case of thermoplastic polyurethane, compounds having active hydrogen at both ends, for example, alkylene glycols such as ethylene glycol, propylene glycol and butanediol, polyalkylene adipates such as polytetramethylene adipate, and polyalkylenes such as polyhexamethylene carbonate In the presence of a catalyst such as carbonates, silicone polyols and the like, diisocyanate compounds, for example, aromatic diisocyanates such as tolylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate, etc. The primer layer is formed by appropriately diluting the thermoplastic polyurethane reacted in step 1 with a solvent and applying it to a lens substrate, followed by drying by heating. Can. As a coating method to a base material made of a thermoplastic polymer, it can be selected from known coating methods such as a spin coating method and a dipping method.
一方、熱硬化性ポリウレタンの場合、熱可塑性重合体からなる基材上にポリオール化合物とポリイソシアネート化合物、硬化触媒からなる組成物を塗布し、加熱により硬化させることでプライマー層を形成することができる。この場合、ポリイソシアネート化合物として非ブロック型、ブロック型のいずれも使用可能であるが、非ブロック型では室温で硬化反応が進行するため、組成物のポットライフが短いという問題があり、加熱によるブロッキング剤の脱離により初めて硬化反応が進行するブロック型のイソシアネートが好ましく使用できる。ポリオール化合物の具体例としては、分子内に複数個の水酸基を有するポリエステル、ポリエーテル、ポリアクリレート、ポリカーボネートなどが例示できる。ブロック型ポリイソシアネートとしては市販のものが使用できるが、各種ジイソシアネート化合物の数量体をアセト酢酸、マロン酸などでブロックした化合物が使用できる。熱可塑性重合体からなる基材への塗布については適宜溶媒による希釈を行い、スピンコート法、ディッピング法等の公知の方法で行うことができる。硬化反応は適宜設定した温度と反応時間で行うが、通常100℃以上の温度で10分から2時間の硬化時間を要する。 On the other hand, in the case of thermosetting polyurethane, a primer layer can be formed by applying a composition comprising a polyol compound, a polyisocyanate compound, and a curing catalyst on a substrate made of a thermoplastic polymer and curing it by heating. . In this case, either a non-block type or a block type can be used as the polyisocyanate compound. However, since the curing reaction proceeds at room temperature in the non-block type, there is a problem that the pot life of the composition is short, and blocking by heating. A block-type isocyanate in which the curing reaction proceeds only upon removal of the agent can be preferably used. Specific examples of the polyol compound include polyesters, polyethers, polyacrylates and polycarbonates having a plurality of hydroxyl groups in the molecule. Commercially available block-type polyisocyanates can be used, but compounds obtained by blocking various diisocyanate compounds with acetoacetic acid, malonic acid, and the like can be used. Application to a substrate made of a thermoplastic polymer can be carried out by a known method such as spin coating or dipping by appropriately diluting with a solvent. The curing reaction is carried out at an appropriately set temperature and reaction time, but usually requires a curing time of 10 minutes to 2 hours at a temperature of 100 ° C. or higher.
エポキシ系のプライマー層としては、ジオールあるいはポリオールのジグリシジルエーテルをエポキシ硬化触媒により硬化させたものが例示できる。具体的にはグリセリン、ソルビトール、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコールなどのジグリシジルエーテルを過塩素酸類等のエポキシ硬化触媒により硬化させたプライマー層が挙げられる。 Examples of the epoxy primer layer include those obtained by curing diglycidyl ether of diol or polyol with an epoxy curing catalyst. Specific examples include a primer layer obtained by curing diglycidyl ether such as glycerin, sorbitol, ethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, and polypropylene glycol with an epoxy curing catalyst such as perchloric acid.
熱可塑性重合体からなる基材への塗布に際しては、スピンコート法、ディッピング法、スプレー法等、公知の方法が適用可能である。エポキシ化合物と硬化触媒からなる組成物を塗布した後、適宜設定した温度、好ましくは100℃以上の温度で通常1〜60分加熱することによりプライマー層を形成することができる。 For application to a substrate made of a thermoplastic polymer, known methods such as spin coating, dipping and spraying can be applied. After applying a composition comprising an epoxy compound and a curing catalyst, the primer layer can be formed by heating at an appropriately set temperature, preferably at a temperature of 100 ° C. or higher, usually for 1 to 60 minutes.
そのほか、アクリル系および/またはメタクリル系化合物とスチレンの共重合体の硬化物をプライマー層として使用することも可能である。 In addition, a cured product of a copolymer of an acrylic and / or methacrylic compound and styrene can be used as the primer layer.
プライマー層をレンズ基材に塗布する際に、必要に応じてレベリング剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、染料、顔料、フォトクロ剤などの添加剤を添加してレンズに各種機能を付与することもできる。 When applying a primer layer to a lens substrate, additives such as leveling agents, UV absorbers, antioxidants, dyes, pigments, photochromic agents, etc. may be added as necessary to impart various functions to the lens. You can also.
本発明の樹脂成形品においては、さらに必要に応じて反射防止性を付与することができる。反射防止性とは、透明成形体を通して物を見る場合、反射光が強く、反射像が明瞭であることはわずらわしく、反射像を生じて眼に不快感を与えるので、これを防止することであり、例えば単層の反射防止膜においては、基材より低屈折率の被膜を光学的膜厚が光波長の1/4ないしはその奇数倍になるように選択することによって極小の反射率すなわち極大の透過率を与えることである。ここで光学的膜厚とは、被膜の屈折率と該被膜の膜厚の積で与えられるものである。反射防止性を付与する方法としては、ウエットコーティングあるいは真空蒸着するなどのドライコーティングが挙げられる。また、反射防止性を付与する膜構成は単層であっても多層であっても良く、その材質も熱可塑性透明樹脂の屈折率、ハードコート性を有する被膜の屈折率および膜厚、あるいは要求される反射防止性能などによってその最適な組合せは決定される。尚、反射防止特性に関しては既に多くの組合せが提案されており(光学技術コンタクト,Vol.9,No.8.17〜23.(1971),OPTICS OF THIN FILMS,159〜282.A.VASICEK(NORTH−HOLLAND PUBLISHING COMPANY).AMSTERDAM(1960))、本発明においてもこれらの組合せを用いることは何ら問題ないが、ハードコート性を有する被膜がアクリル系ハードコート層である場合には、TiO2、ZrO2、ITO、SnO2、Y2O3、ZnO、SiO2、MgF2などの金属酸化物が好ましい。また、各層間の密着性向上手段として前述のプライマー層の形成等の前処理などが有効である。 In the resin molded product of the present invention, antireflection properties can be further provided as necessary. Anti-reflective property is to prevent this because it is troublesome that the reflected light is strong and the reflected image is clear when looking at the object through the transparent molded body, and the reflected image is uncomfortable to the eyes. For example, in the case of a single-layer antireflection film, a minimum reflectance, that is, a maximum is obtained by selecting a film having a refractive index lower than that of the substrate so that the optical film thickness is 1/4 or an odd multiple of the light wavelength. It is to give the transmittance. Here, the optical film thickness is given by the product of the refractive index of the film and the film thickness of the film. Examples of the method for imparting antireflection properties include wet coating or dry coating such as vacuum deposition. Further, the film structure for imparting antireflection properties may be a single layer or multiple layers, and the material thereof is also the refractive index of thermoplastic transparent resin, the refractive index and film thickness of a film having hard coat properties, or the requirement. The optimum combination is determined by the antireflection performance to be performed. Many combinations of antireflection properties have already been proposed (Optical Technology Contact, Vol. 9, No. 8.17 to 23. (1971), OPTICS OF THIN FILMS, 159 to 282. A. VASICEK ( NORTH-HOLLAND PUBLISHING COMPANY). AMSTERDAM (1960)), and there is no problem using these combinations in the present invention. However, when the film having hard coat properties is an acrylic hard coat layer, TiO 2 , Metal oxides such as ZrO 2 , ITO, SnO 2 , Y 2 O 3 , ZnO, SiO 2 and MgF 2 are preferred. In addition, pretreatment such as formation of the above-described primer layer is effective as means for improving adhesion between the layers.
また、本発明の樹脂成形品は、特にその良好な透明性、機械特性、耐傷つき性、また成形加工性に優れ、大型成形品あるいは精密成形品への適用が容易であり、さらに耐熱性、耐候性を有していることから、電気・電子部品、光学フィルター、自動車部品、機械機構部品、OA機器、家電機器などのハウジングおよびそれらの部品類、一般雑貨など種々の用途に用いることができる。 The resin molded product of the present invention is particularly excellent in its good transparency, mechanical properties, scratch resistance, and molding processability, and can be easily applied to large molded products or precision molded products. Since it has weather resistance, it can be used for various applications such as electrical and electronic parts, optical filters, automobile parts, mechanical mechanism parts, OA equipment, housings such as home appliances and their parts, general goods, etc. .
上記成形品の具体的用途としては、例えば、各種カバー、各種端子板、プリント配線板、スピーカー、顕微鏡、双眼鏡、カメラ、時計などに代表される光学機器、また、透明性、耐熱性に優れている点から、映像機器関連部品としてカメラ、VTR、プロジェクションTV等のファインダー、フィルター、プリズム、フレネルレンズ等、光記録・光通信関連部品として各種光ディスク(VD、CD、DVD、MD、LD等)基板保護フィルム、光スイッチ、光コネクター等、情報機器関連部品として、液晶ディスプレイ、フラットパネルディスプレイ、プラズマディスプレイの導光板、フレネルレンズ、偏光板、偏光板保護フィルム、位相差フィルム、光拡散フィルム、視野角拡大フィルム、反射フィルム、反射防止フィルム、防眩フィルム、輝度向上フィルム、タッチパネル用導電フィルム、カバー等、これら各種の用途にとって極めて有用である。 Specific applications of the molded product include, for example, various covers, various terminal boards, printed wiring boards, speakers, microscopes, binoculars, cameras, optical instruments represented by watches, and excellent transparency and heat resistance. From the point of view, finder such as camera, VTR, projection TV, filter, prism, Fresnel lens, etc. as video equipment related parts, various optical disc (VD, CD, DVD, MD, LD, etc.) substrates as optical recording / optical communication related parts Information equipment related parts such as protective films, optical switches, optical connectors, etc., liquid crystal displays, flat panel displays, plasma display light guide plates, Fresnel lenses, polarizing plates, polarizing plate protective films, retardation films, light diffusion films, viewing angles Magnifying film, reflective film, antireflection film, antiglare film Brightness enhancement film, conductive films for touch panels, covers, etc., is very useful for these various applications.
以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。なお、各測定および評価は次の方法で行った。 EXAMPLES The present invention will be described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. Each measurement and evaluation was performed by the following method.
(1)各成分組成
重ジメチルスルフォキシド中、30℃で1H−NMRを測定し、熱可塑性重合体の各共重合単位の組成決定を行った。
(1) Composition of each component In heavy dimethyl sulfoxide, 1 H-NMR was measured at 30 ° C. to determine the composition of each copolymer unit of the thermoplastic polymer.
(2)ガラス転移温度(Tg)
熱可塑性重合体のTgは、示差走査熱量計(Perkin Elmer社製DSC−7型)を用い、窒素雰囲気下、20℃/minの昇温速度で測定した。
(2) Glass transition temperature (Tg)
The Tg of the thermoplastic polymer was measured using a differential scanning calorimeter (DSC-7 manufactured by Perkin Elmer) at a temperature increase rate of 20 ° C./min in a nitrogen atmosphere.
(3)透明性(全光線透過率、ヘイズ)
東洋精機(株)製直読ヘイズメーターを用いて、各種成形品の23℃での全光線透過率(%)、ヘイズ(曇度)(%)を測定し、透明性を評価した。
(3) Transparency (total light transmittance, haze)
Using a direct reading haze meter manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd., the total light transmittance (%) and haze (cloudiness) (%) of each molded product at 23 ° C. were measured to evaluate transparency.
(4)表面硬度(鉛筆硬度)
各種成形品のハードコート性を有する被膜表面もしくは反射防止膜表面について、JIS−5400に従い、1kg荷重下での鉛筆硬度を測定した。
(4) Surface hardness (pencil hardness)
The pencil hardness under a 1 kg load was measured in accordance with JIS-5400 on the surface of the coated film having various hardened properties or the surface of the antireflection film.
(5)密着性
被膜面に1mmの基材に達する碁盤目を被膜の上から綱ナイフで100個入れて、セロハン粘着テープ(商品名“セロテープ(登録商標)”ニチバン(株)製)を強く貼り付け90度方向に急速に剥がして被膜剥離の無いものをを○とした。
(5) Adhesiveness 100 grids that reach a 1 mm base material on the coating surface are put with a rope knife from the top of the coating, and cellophane adhesive tape (trade name “Cellotape (registered trademark)” manufactured by Nichiban Co., Ltd.) is strongly applied. The case where the film was peeled off rapidly in the 90-degree direction and no film was peeled off was marked as ◯.
(6)落球衝撃強度
射出成形により得られた3mm厚み角板に、ハードコート性を有する被膜を形成した樹脂成形品に、重さ1kgの鉄球を落とし、樹脂成形品にひびが入る高さを測定した。
(6) Falling ball impact strength Height at which a 1 kg iron ball is dropped on a resin molded product in which a hard coat film is formed on a 3 mm thick square plate obtained by injection molding, and the resin molded product is cracked. Was measured.
<参考例(1)共重合体(a)の合成>
(a−1):懸濁重合法
メタクリル酸メチル20重量部、アクリルアミド80重量部、過硫酸カリウム0.3重量部およびイオン交換水1500重量部を反応器中に仕込み、反応器中を窒素ガスで置換しながら70℃に保った。単量体が完全に、重合体に転化するまで反応を続け、メタクリル酸メチル/アクリルアミド共重合体の水溶液を得た。得られた水溶液を懸濁剤として使用した。容量が5リットルで、バッフルおよびファウドラ型撹拌翼を備えたステンレス製オートクレーブに、前記のメタクリル酸メチル/アクリルアミド共重合体懸濁剤0.05重量部をイオン交換水165重量部に溶解した溶液を供給し、400rpmで撹拌し、系内を窒素ガスで置換した。次に、下記混合物質を反応系を撹拌しながら添加し、70℃に昇温した。内温が70℃に達した時点を重合開始として、180分間保ち、重合を終了した。以降、通常の方法に従い、反応系の冷却、ポリマーの分離、洗浄、乾燥を行い、ビーズ状の共重合体(a−1)を得た。この共重合体(a−1)の重合率は98%であり、重量平均分子量は13万であった。
メタクリル酸 27重量部
メタクリル酸メチル 73重量部
n−ドデシルメルカプタン 0.4重量部
2,2’−アゾビスイソブチロニトリル 0.2重量部。
<Reference Example (1) Synthesis of Copolymer (a)>
(A-1): Suspension polymerization method 20 parts by weight of methyl methacrylate, 80 parts by weight of acrylamide, 0.3 part by weight of potassium persulfate and 1500 parts by weight of ion-exchanged water are charged into the reactor, and nitrogen gas is supplied into the reactor. And kept at 70 ° C. The reaction was continued until the monomer was completely converted into a polymer to obtain an aqueous solution of methyl methacrylate / acrylamide copolymer. The resulting aqueous solution was used as a suspending agent. A solution prepared by dissolving 0.05 parts by weight of the above-mentioned methyl methacrylate / acrylamide copolymer suspension in 165 parts by weight of ion-exchanged water in a stainless steel autoclave having a volume of 5 liters and equipped with a baffle and a foudra-type stirring blade. The mixture was supplied and stirred at 400 rpm, and the inside of the system was replaced with nitrogen gas. Next, the following mixed substances were added while stirring the reaction system, and the temperature was raised to 70 ° C. The time when the internal temperature reached 70 ° C. was set as the start of polymerization, and kept for 180 minutes to complete the polymerization. Thereafter, the reaction system was cooled, the polymer was separated, washed and dried according to the usual method to obtain a bead-shaped copolymer (a-1). The polymerization rate of this copolymer (a-1) was 98%, and the weight average molecular weight was 130,000.
Methacrylic acid 27 parts by weight Methyl methacrylate 73 parts by weight n-dodecyl mercaptan 0.4 part by weight 2,2′-azobisisobutyronitrile 0.2 part by weight.
(a−2):懸濁重合法
単量体混合物および連鎖移動剤の仕込み組成を下記に変更した以外は(a−1)と同様の製造方法で共重合体(a−2)を得た。重合率は95%、重量平均分子量は10万であった。
メタクリル酸 15重量部
メタクリル酸メチル 75重量部
スチレン 10重量部
t−ドデシルメルカプタン 0.8重量部。
(A-2): Suspension polymerization method Copolymer (a-2) was obtained by the same production method as (a-1) except that the charged composition of the monomer mixture and chain transfer agent was changed to the following. . The polymerization rate was 95% and the weight average molecular weight was 100,000.
Methacrylic acid 15 parts by weight Methyl methacrylate 75 parts by weight Styrene 10 parts by weight t-dodecyl mercaptan 0.8 parts by weight
(a−3)沈殿重合法
容量が20リットルで、バッフルおよびファウドラ型撹拌翼を備えたステンレス製オートクレーブに、下記混合物質を供給し、250rpmで撹拌しながら、系内を10L/分の窒素ガスで15分間バブリングした。次に、窒素ガスを5L/分の流量でフローし、反応系を撹拌しながら80℃に昇温した。内温が80℃に達した時点を重合開始とし、内温を80℃に90分間保ち、95℃に昇温した後、さらに90分間保ち、重合を終了した。以降、通常の方法に従い、反応系を冷却し、得られたスラリーを遠心分離し、乾燥を行い、粉末状の共重合体(a−3)を得た。尚、共重合体(a−3)の共重合組成はMMA/MAA(重量比)=72/28であった。重合率は75%であった。重量平均分子量は13万であった。
メタクリル酸 25重量部
メタクリル酸メチル 75重量部
酢酸ブチル 900重量部
ラウロリルパーオキサイド 0.9重量部。
(A-3) Precipitation polymerization method The following mixed substances are supplied to a stainless steel autoclave having a capacity of 20 liters and equipped with a baffle and a foudra-type stirring blade, and nitrogen gas is supplied at 10 L / min while stirring at 250 rpm. And bubbled for 15 minutes. Next, nitrogen gas was flowed at a flow rate of 5 L / min, and the reaction system was heated to 80 ° C. while stirring. When the internal temperature reached 80 ° C., the polymerization was started. The internal temperature was maintained at 80 ° C. for 90 minutes, and after raising the temperature to 95 ° C., the polymerization was further continued for 90 minutes to complete the polymerization. Thereafter, the reaction system was cooled in accordance with a usual method, and the resulting slurry was centrifuged and dried to obtain a powdery copolymer (a-3). The copolymer composition of the copolymer (a-3) was MMA / MAA (weight ratio) = 72/28. The polymerization rate was 75%. The weight average molecular weight was 130,000.
Methacrylic acid 25 parts by weight Methyl methacrylate 75 parts by weight Butyl acetate 900 parts by weight Laurolyl peroxide 0.9 parts by weight.
<参考例(2)熱可塑性重合体(A)の製造>
<A−1>
参考例(1)で得られた共重合体(a−1)を38mmφ二軸・単軸複合型連続混練押出機(HTM38(CTE社製、L/D=47.5)に供給した。ホッパー部より窒素を10L/分の量でパージしながら、スクリュー回転数75rpm、原料供給量10kg/h、シリンダ温度290℃で分子内環化反応を行い、ペレット状の熱可塑性重合体<A−1>を得た。
<Reference Example (2) Production of Thermoplastic Polymer (A)>
<A-1>
The copolymer (a-1) obtained in Reference Example (1) was supplied to a 38 mmφ biaxial / uniaxial composite continuous kneading extruder (HTM38 (manufactured by CTE, L / D = 47.5)). While purging nitrogen at a rate of 10 L / min from the part, an intramolecular cyclization reaction was performed at a screw rotation speed of 75 rpm, a raw material supply rate of 10 kg / h, and a cylinder temperature of 290 ° C. to produce a pellet-like thermoplastic polymer <A-1 > Was obtained.
<A−2>
参考例(1)で得られた共重合体(a−1)100重量部に、触媒として酢酸リチウム0.2重量部を配合し、<A−1>と同様に、二軸・単軸複合型連続混練押出機(HTM38(CTE社製)、L/D=47.5)に供給し、ホッパー部より窒素を10L/分の量でパージしながら、スクリュー回転数75rpm、原料供給量10kg/h、シリンダ温度290℃で分子内環化反応を行い、ペレット状の熱可塑性重合体<A−2>を得た。
<A-2>
In 100 parts by weight of the copolymer (a-1) obtained in Reference Example (1), 0.2 part by weight of lithium acetate is blended as a catalyst, and a biaxial / uniaxial composite as in <A-1>. While feeding into a continuous mold kneading extruder (HTM38 (CTE), L / D = 47.5) and purging nitrogen from the hopper at a rate of 10 L / min, the screw rotation speed is 75 rpm, the feed rate is 10 kg / h. An intramolecular cyclization reaction was performed at a cylinder temperature of 290 ° C. to obtain a pellet-shaped thermoplastic polymer <A-2>.
<A−3>
参考例(1)で得られた共重合体(a−1)100重量部に、触媒として水酸化ナトリウム0.03重量部を配合し、これを44mmφ二軸押出機(TEX−44(日本製鋼所社製、L/D=28.0)に供給した。ホッパー部より窒素を10L/分の量でパージしながら、スクリュー回転数75rpm、原料供給量5kg/h、シリンダ温度280℃で分子内環化反応を行い、ペレット状の熱可塑性重合体<A−3>を得た。
<A-3>
To 100 parts by weight of the copolymer (a-1) obtained in Reference Example (1), 0.03 part by weight of sodium hydroxide was blended as a catalyst, and this was mixed with a 44 mmφ twin screw extruder (TEX-44 (Nippon Steel). (L / D = 28.0) manufactured by Tosho Co., Ltd., while purging nitrogen from the hopper at an amount of 10 L / min, the rotational speed of the screw was 75 rpm, the feed rate was 5 kg / h, and the cylinder temperature was 280 ° C. A cyclization reaction was performed to obtain a pellet-shaped thermoplastic polymer <A-3>.
<A−4>
参考例(1)で得られた共重合体(a−2)100重量部に、触媒として酢酸リチウム0.2重量部を配合し、<A−1>と同様に、二軸・単軸複合型連続混練押出機(HTM38(CTE社製、L/D=47.5)に供給し、ペレット状の熱可塑性重合体<A−2>を得た。ホッパー部より窒素を10L/分の量でパージしながら、スクリュー回転数75rpm、原料供給量10kg/h、シリンダ温度290℃で分子内環化反応を行い、ペレット状の熱可塑性重合体<A−4>を得た。
<A-4>
In 100 parts by weight of the copolymer (a-2) obtained in Reference Example (1), 0.2 part by weight of lithium acetate is blended as a catalyst, and, as in <A-1>, biaxial / uniaxial composite Was supplied to a continuous mold kneading extruder (HTM38 (manufactured by CTE, L / D = 47.5) to obtain a pellet-shaped thermoplastic polymer <A-2>. Amount of nitrogen of 10 L / min from the hopper part) The pellet was subjected to an intramolecular cyclization reaction at a screw rotation speed of 75 rpm, a raw material supply rate of 10 kg / h, and a cylinder temperature of 290 ° C. to obtain a pellet-shaped thermoplastic polymer <A-4>.
<A−5>
参考例(1)で得られた共重合体(a−3)を38mmφ二軸・単軸複合型連続混練押出機(HTM38(CTE社製、L/D=47.5)に供給した。ホッパー部より窒素を10L/分の量でパージしながら、スクリュー回転数75rpm、原料供給量10kg/h、シリンダ温度290℃で分子内環化反応を行い、ペレット状の熱可塑性重合体<A−5>を得た。
<A-5>
The copolymer (a-3) obtained in Reference Example (1) was supplied to a 38 mmφ biaxial / uniaxial composite continuous kneading extruder (HTM38 (manufactured by CTE, L / D = 47.5)). While purging nitrogen at a rate of 10 L / min from the part, an intramolecular cyclization reaction was performed at a screw rotation speed of 75 rpm, a raw material supply rate of 10 kg / h, and a cylinder temperature of 290 ° C., and a pellet-shaped thermoplastic polymer <A-5 > Was obtained.
<参考例(3)ゴム質含有重合体(B)の製造>
冷却器付きのガラス容器(容量5リットル)内に初期調整溶液として下記組成物を添加した。
脱イオン水:120質量%
炭酸カリウム:0.5質量%
スルホコハク酸ジオクチル:0.5質量%
過硫酸カリウム:0.005質量%。
<Reference Example (3) Production of Rubber-Containing Polymer (B)>
The following composition was added as an initial adjustment solution in a glass container (capacity 5 liters) with a cooler.
Deionized water: 120% by mass
Potassium carbonate: 0.5% by mass
Dioctyl sulfosuccinate: 0.5% by mass
Potassium persulfate: 0.005% by mass.
上記初期調整溶液を窒素雰囲気下で撹拌しながら、下記組成物を添加して、70℃で30分間反応させて、ゴム質重合体を得た。
アクリル酸ブチル:53質量%
スチレン:17質量%
メタクリル酸アリル(架橋剤):1質量%。
While stirring the initial adjustment solution under a nitrogen atmosphere, the following composition was added and reacted at 70 ° C. for 30 minutes to obtain a rubbery polymer.
Butyl acrylate: 53% by mass
Styrene: 17% by mass
Allyl methacrylate (crosslinking agent): 1% by mass.
引き続き撹拌しながら、下記組成物70℃、90分間で連続的に添加し、添加終了後さらに90分間保持して、シェル層を形成した。
メタクリル酸メチル:21質量%
メタクリル酸:9質量%
過硫酸カリウム:0.005質量%。
The following composition was continuously added at 70 ° C. for 90 minutes while stirring, and after the addition was completed, the mixture was further maintained for 90 minutes to form a shell layer.
Methyl methacrylate: 21% by mass
Methacrylic acid: 9% by mass
Potassium persulfate: 0.005% by mass.
上記重合体ラテックスを硫酸で凝固し、苛性ソ−ダで中和した後、洗浄、濾過、乾燥して、コアシェル型のゴム質含有重合体<B−1>を得た。電子顕微鏡で測定したゴム質含有重合体<B−1>のゴム質重合体部分の平均粒子径は170nmであった。 The polymer latex was coagulated with sulfuric acid, neutralized with caustic soda, washed, filtered, and dried to obtain a core-shell type rubbery polymer <B-1>. The average particle size of the rubbery polymer portion of the rubbery polymer <B-1> measured with an electron microscope was 170 nm.
<参考例(4)熱可塑性樹脂組成物の製造>
上記参考例(2)で得た熱可塑性重合体<A−5>100重量部に対して、参考例(3)で得たゴム質含有重合体<B−1>を20重量部を配合し、日本製鋼社製2軸押出機TEX30(L/D=44.5)を用いて、ホッパー部より窒素を10L/分の量でパージしながら、スクリュー回転数100rpm、原料供給量10kg/時間、シリンダ温度280℃で混練し、ペレット状の熱可塑性樹脂組成物<C−1>を得た。
<Reference Example (4) Production of Thermoplastic Resin Composition>
20 parts by weight of the rubber-containing polymer <B-1> obtained in Reference Example (3) is blended with 100 parts by weight of the thermoplastic polymer <A-5> obtained in Reference Example (2). Using a twin screw extruder TEX30 (L / D = 44.5) manufactured by Nippon Steel Co., Ltd., while purging nitrogen from the hopper at an amount of 10 L / min, the screw rotation speed is 100 rpm, the raw material supply rate is 10 kg / hour, The mixture was kneaded at a cylinder temperature of 280 ° C. to obtain a pellet-shaped thermoplastic resin composition <C-1>.
得られたペレット、およびPMMA(住友化学社製”スミペックスLG”)、PC(三菱エンジニアリングプラスチックス社製、”ユーピロンH4000”)について、1H−NMRにより定量した各共重合成分組成およびガラス転移温度の評価結果、および各ペレットを、射出成形機(名機製作所社製M−50AII−SJ)に供して、80mm×80mm×3mm厚みの角板状試験片を成形し(成形条件は成形温度:ガラス転移温度+150℃、金型温度:80℃、射出速度:90cm3/秒、射出時間:10秒、冷却時間:30秒、成形圧力:金型に樹脂が全て充填される圧力(成形下限圧力)+1MPaで行った)、得られたそれぞれの角板状試験片の表面硬度、全光線透過率を表1に示す。 Regarding the obtained pellets, PMMA (“SUMIPEX LG” manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.), and PC (“Iupilon H4000” manufactured by Mitsubishi Engineering Plastics), each copolymer component composition and glass transition temperature determined by 1 H-NMR. The evaluation results and each pellet were subjected to an injection molding machine (M-50AII-SJ, manufactured by Meiki Seisakusho Co., Ltd.) to form a square plate-shaped test piece having a thickness of 80 mm × 80 mm × 3 mm (molding conditions are molding temperature: Glass transition temperature + 150 ° C., mold temperature: 80 ° C., injection speed: 90 cm 3 / second, injection time: 10 seconds, cooling time: 30 seconds, molding pressure: pressure at which resin is filled in the mold (molding lower limit pressure) Table 1 shows the surface hardness and total light transmittance of each of the obtained square plate specimens.
<参考例(5)ハードコート性を有する被覆の形成>
<ハードコート法−1>
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(日本化薬(株)社製)90重量部、マクロモノマーAN−6S(末端基がメタクリロイル基で高分子量(セグメント)の成分がスチレン/アクリロニトリルであり、数平均分子量が6,000のマクロモノマー)(東亞合成(株)社製、固形分40重量%)20重量部、光開始剤1−ヒドロキシフェニルケトン(チバ・スペシャリテイ・ケミカルズ(株)社製) 5重量部、トルエン50重量部、メチルエチルケトン50重量部を攪拌混合して塗液Aとした。各樹脂成形品の上面に上記塗液Aを乾燥後の厚みが5μmとなるように塗布し、オーブンで、80℃で5分、100℃で5分の2段階乾燥を行った後、塗膜からの高さ12cmにセットした80W/cmの強度を有する高圧水銀ランプ灯で5分照射し、ハードコート層を形成した。
<Reference Example (5) Formation of Hard Coat Coating>
<Hard coat method-1>
90 parts by weight of dipentaerythritol hexaacrylate (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), macromonomer AN-6S (terminal group is methacryloyl group, high molecular weight (segment) component is styrene / acrylonitrile, number average molecular weight is 6 , 000 macromonomer) (Toagosei Co., Ltd., solid content 40 wt%) 20 parts by weight, photoinitiator 1-hydroxyphenyl ketone (Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.) 5 parts by weight, 50 parts by weight of toluene and 50 parts by weight of methyl ethyl ketone were mixed with stirring to obtain a coating solution A. The coating liquid A is applied to the upper surface of each resin molded product so that the thickness after drying is 5 μm, and dried in two steps in an oven at 80 ° C. for 5 minutes and at 100 ° C. for 5 minutes. A hard coat layer was formed by irradiating with a high-pressure mercury lamp having an intensity of 80 W / cm set at a height of 12 cm from 5 minutes.
<ハードコート法−2>
市販のポリウレタン溶液LQ3510(三洋化成(株)製、固形分濃度30%、トルエン/イソプロピルアルコール溶液)をさらに、トルエン/イソプロピルアルコール(容積比2/1)で希釈し、固形分濃度を10%に調整し、この溶液100重量部に対して、さらにシリコン系界面活性剤(日本ユニカー(株)製、L−7002)を0.05重量部添加し、プライマー溶液とした。この溶液を各樹脂成形品の両面にディッピング法で塗布した。プライマー溶液を塗布後、110℃で40分間加熱処理し、各樹脂成形品にプライマー層(C−1)を形成させた。次いで、ビニルトリエトキシシラン130重量部、メチルトリメトキシシラン190重量部を混合し、これに0.01Nの塩酸110重量部を加え、加水分解を行い、透明均一な溶液になるまで攪拌を続け、室温まで自然冷却した後、ジオキサン250重量部、氷酢酸1.2重量部、および酢酸ナトリウム0.8重量部を添加し調製した塗液Bをディッピング法で塗布し、90℃、30分間加熱乾燥しハードコート膜を硬化させた。
<Hard coat method-2>
Commercially available polyurethane solution LQ3510 (manufactured by Sanyo Chemical Co., Ltd., solid content concentration 30%, toluene / isopropyl alcohol solution) was further diluted with toluene / isopropyl alcohol (volume ratio 2/1) to a solid content concentration of 10%. Then, 0.05 parts by weight of a silicon surfactant (manufactured by Nihon Unicar Co., Ltd., L-7002) was added to 100 parts by weight of this solution to obtain a primer solution. This solution was applied to both surfaces of each resin molded article by a dipping method. After applying the primer solution, heat treatment was performed at 110 ° C. for 40 minutes to form a primer layer (C-1) on each resin molded product. Next, 130 parts by weight of vinyltriethoxysilane and 190 parts by weight of methyltrimethoxysilane were mixed, and 110 parts by weight of 0.01N hydrochloric acid was added thereto, followed by hydrolysis, and stirring was continued until a transparent uniform solution was obtained. After natural cooling to room temperature, 250 parts by weight of dioxane, 1.2 parts by weight of glacial acetic acid and 0.8 parts by weight of sodium acetate were added, and the coating solution B was applied by dipping method and dried by heating at 90 ° C. for 30 minutes. The hard coat film was cured.
<参考例6> 反射防止膜の形成
上記ハードコート性を有する被膜を形成させた樹脂成形品のハードコート被膜の上に無機物質であるZnO2/SiO2の混合物(光学的膜厚nd=λ/2)、ZnO2(nd=λ/2)、SiO2(nd=λ/4)を順次真空蒸着法で多層被覆した。
Reference Example 6 Formation of Antireflection Film A mixture of ZnO 2 / SiO 2 as an inorganic substance (optical film thickness nd = λ) on a hard coat film of a resin molded article on which a film having the hard coat property is formed. / 2), ZnO 2 (nd = λ / 2), and SiO 2 (nd = λ / 4) were sequentially coated in multiple layers by vacuum deposition.
〔実施例1、比較例1〜8〕
参考例(2)で得られた各ペレット状の熱可塑性重合体、または参考例(4)で得られた熱可塑性樹脂組成物を、100℃で3時間乾燥した後、射出成形機(名機製作所社製M−50AII−SJ)に供して、80mm×80mm×3mm厚みの角板状試験片を成形した。成形条件は成形温度:熱可塑性重合体のガラス転移温度+150℃、金型温度:80℃、射出速度:90cm3/秒、射出時間:10秒、冷却時間:30秒、成形圧力:金型に樹脂が全て充填される圧力(成形下限圧力)+1MPaで行った。得られたそれぞれの角板状試験片を、表2に示したハードコート法(参考例(3)に記載した方法)で処理を行い、各種特性を評価した。尚、比較例2、3には、それぞれPMMA(住友化学社製”スミペックスLG”)、PC(三菱エンジニアリングプラスチックス社製”ユーピロンH4000”を用い、上記の熱可塑性重合体の成形条件での射出成形法、ハードコート法と同様に、ハードコート層を有する角板状試験片を作成して評価した。
[Example 1 and Comparative Examples 1 to 8 ]
Each pellet-shaped thermoplastic polymer obtained in Reference Example (2) or the thermoplastic resin composition obtained in Reference Example (4) was dried at 100 ° C. for 3 hours, and then an injection molding machine (a famous machine). A square plate-shaped test piece having a thickness of 80 mm × 80 mm × 3 mm was formed using M-50AII-SJ manufactured by Seisakusho. Molding conditions are: molding temperature: glass transition temperature of thermoplastic polymer + 150 ° C., mold temperature: 80 ° C., injection speed: 90 cm 3 / sec, injection time: 10 seconds, cooling time: 30 seconds, molding pressure: resin on mold Was carried out at a pressure (molding lower limit pressure) +1 MPa. Each obtained square plate-shaped test piece was processed by the hard coat method shown in Table 2 (the method described in Reference Example (3)), and various properties were evaluated. In Comparative Examples 2 and 3, PMMA (“SUMIPEX LG” manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) and PC (“Iupilon H4000” manufactured by Mitsubishi Engineering Plastics Co., Ltd.) were used, respectively, and the above thermoplastic polymer was injected under molding conditions. Similar to the molding method and the hard coat method, a square plate-like test piece having a hard coat layer was prepared and evaluated.
実施例1および比較例1〜8の結果より、共重合組成を本発明の範囲内に制御した熱可塑性重合体(A)100重量部に対して、(B)ゴム質含有重合体1〜100重量部を含有する熱可塑性樹脂組成物を用いることにより、透明性、耐熱性、落球衝撃強度に優れ、かつ高度な表面硬度と、湿熱処理後も強固なハードコート層との接着性を有した樹脂成形品が得られることが分かる。また、ゴム質含有重合体を添加した熱可塑性樹脂組成物は、熱可塑性重合体(A)本来の特性を大きく損なうことなく、衝撃強度を向上できることがわかる。 From the results of Example 1 and Comparative Examples 1 to 8 , the thermoplastic polymer (A) whose copolymer composition was controlled within the scope of the present invention (A) was 100 parts by weight, and (B) the rubber-containing polymer 1 to 100. By using a thermoplastic resin composition containing parts by weight, it had excellent transparency, heat resistance , falling ball impact strength , high surface hardness, and adhesion to a hard coat layer that was strong even after wet heat treatment. It turns out that a resin molded product is obtained. The thermoplastic resin composition added pressure to the rubber-containing polymer, a thermoplastic polymer (A) without significantly impairing the original properties, impact strength it can be seen that improved.
〔実施例2、比較例9〕
参考例(4)で得られた熱可塑性樹脂組成物(C−1)を、100℃で3時間乾燥した後、65mmφの単軸押出機(日本製鋼所社製、NS65)を用いてリップ間隙0.5mmのTダイ(設定温度270℃)を介して押出し、表面仕上げ1Sのステンレス製ポリシングロール(70℃)に両面を完全に接着させるようにして冷却して、厚み200μmのシートを得た。得られたシートを、表3に示したハードコート法(参考例(5)に記載した方法)で処理を行った後、参考例(6)に記載した反射防止膜を形成させて、各種特性を評価した。
[Example 2 and Comparative Example 9 ]
After the thermoplastic resin composition obtained in Reference Example (4) (C-1), and dried 3 hours at 100 ° C., a single-screw extruder of 65 mm-diameter (Japan Steel Works, Ltd., NS65) lip gap with The sheet was extruded through a 0.5-mm T-die (set temperature: 270 ° C.) and cooled so that both surfaces were completely adhered to a stainless steel polishing roll (70 ° C.) having a surface finish of 1S to obtain a sheet having a thickness of 200 μm. . After the obtained sheet was processed by the hard coat method shown in Table 3 (the method described in Reference Example (5)), the antireflection film described in Reference Example (6) was formed, and various properties were obtained. Evaluated.
実施例2および比較例9の結果より、シートにした場合も、共重合組成を本発明の範囲内に制御した熱可塑性重合体(A)に(B)ゴム質含有重合体を含有する熱可塑性樹脂組成物を用いることにより、高度な表面硬度と、湿熱処理後もハードコート層との強固な接着性を有し、かつ反射防止膜とも十分に強固な接着性を有した樹脂成形品が得られることが分かる。 From the results of Example 2 and Comparative Example 9 , even in the case of a sheet, the thermoplastic polymer (A) having a copolymer composition controlled within the scope of the present invention contains (B) a rubber-containing polymer. By using the resin composition, it is possible to obtain a resin molded product having high surface hardness, strong adhesion to the hard coat layer even after wet heat treatment, and sufficiently strong adhesion to the antireflection film. You can see that
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