JP7638702B2 - Resin composition, molded article, and film containing methacrylic copolymer - Google Patents
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Description
本発明は、メタクリル系樹脂組成物、成形体及びフィルムに関する。 The present invention relates to a methacrylic resin composition, a molded article, and a film.
メタクリル樹脂は透明性、耐候性、表面硬度などに優れる。該メタクリル樹脂を含むメタクリル系樹脂組成物を成形することによって、表示部材、電子・電気部材、輸送機関部品などに使用される種々の部材を得ることができる。近年、各種部材の高性能化が求められており、特に耐熱性の改善が強く求められている。 Methacrylic resins have excellent transparency, weather resistance, and surface hardness. By molding a methacrylic resin composition containing this methacrylic resin, it is possible to obtain various components used in display components, electronic and electrical components, transportation parts, and the like. In recent years, there has been a demand for improved performance of various components, and there is a particular demand for improved heat resistance.
耐熱性改善を目的として、主鎖骨格に環構造を有するメタクリル系樹脂組成物が提案されている。例えば、特許文献1は、メタクリル酸メチルなどに由来する構造単位と、ラクトン環単位、無水グルタル酸単位およびN-置換若しくは無置換グルタルイミド単位からなる群より選ばれる少なくともひとつの環構造を主鎖に有する構造単位とを含有する変性メタクリル樹脂を開示している。その他に、特許文献2では、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位、不飽和ジカルボン酸無水物単量体単位、不飽和芳香族ビニル単量体単位からなる共重合体を開示している。 Methacrylic resin compositions having a ring structure in the main chain skeleton have been proposed for the purpose of improving heat resistance. For example, Patent Document 1 discloses a modified methacrylic resin containing a structural unit derived from methyl methacrylate or the like, and a structural unit having at least one ring structure in the main chain selected from the group consisting of lactone ring units, glutaric anhydride units, and N-substituted or unsubstituted glutarimide units. In addition, Patent Document 2 discloses a copolymer consisting of (meth)acrylic acid ester monomer units, unsaturated dicarboxylic acid anhydride monomer units, and unsaturated aromatic vinyl monomer units.
さらに、耐熱性の高いメタクリル系樹脂は、比較的強度が弱く、靭性が低いため、成形体の耐衝撃性不足、フィルムの成形加工性やハンドリング性の面での生産性悪化が懸念される。耐熱性メタクリル系樹脂の強度を向上させる技術として、エラストマーを含有させる技術が開示されている。特許文献3では、グルタル酸無水物単位を含有するメタクリル樹脂にエラストマーとして多層構造を有する架橋弾性体を含有させる技術が開示されている。また、特許文献4では、無水マレイン酸単位を含有するメタクリル樹脂にエラストマーとしてアクリルゴムを添加する技術が開示されている。さらに、特許文献5では、ラクトン環単位、無水マレイン酸単位、無水グルタル酸単位、グルタルイミド単位、N-置換マレイミド単位、およびテトラヒドロピラン環構造単位からなる群より選ばれる少なくともひとつの環構造を主鎖に有する構造単位を含有するメタクリル樹脂に、エラストマーとしてメタクリル酸エステル重合体ブロックとアクリル酸エステル重合体ブロックとを含むブロック共重合体を添加する技術が開示されている。特許文献6では、ガラス転移温度が120℃以上であり、屈折率が1.50以上であるメタクリル系樹脂に、エラストマーとしてグラフト共重合体を添加する技術が開示されており、メタクリル系樹脂としてメタクリル酸メチル‐スチレン共重合体のイミド化樹脂が実施例に記載されている。 Furthermore, since the heat-resistant methacrylic resin has relatively low strength and toughness, there is concern that the impact resistance of the molded product will be insufficient, and that productivity will deteriorate in terms of the molding processability and handling properties of the film. A technique for incorporating an elastomer has been disclosed as a technique for improving the strength of heat-resistant methacrylic resin. Patent Document 3 discloses a technique for incorporating a crosslinked elastic body having a multilayer structure as an elastomer into a methacrylic resin containing glutaric anhydride units. Patent Document 4 discloses a technique for adding an acrylic rubber as an elastomer to a methacrylic resin containing maleic anhydride units. Furthermore, Patent Document 5 discloses a technique for adding a block copolymer containing a methacrylic acid ester polymer block and an acrylic acid ester polymer block as an elastomer to a methacrylic resin containing a structural unit having at least one ring structure selected from the group consisting of lactone ring units, maleic anhydride units, glutaric anhydride units, glutarimide units, N-substituted maleimide units, and tetrahydropyran ring structural units in the main chain. Patent Document 6 discloses a technique for adding a graft copolymer as an elastomer to a methacrylic resin having a glass transition temperature of 120°C or higher and a refractive index of 1.50 or higher, and describes an imidized resin of a methyl methacrylate-styrene copolymer as the methacrylic resin in the examples.
開示したいずれの技術においても、主鎖骨格に環構造を有する耐熱性メタクリル系樹脂の屈折率は高い。そのため、メタクリル系樹脂が本来有する透明性を保持するためには強度向上を目的に含有するエラストマーの屈折率をアクリル系樹脂並みに高く設計する必要がある。しかしながら、エラストマーの屈折率を分子構造の調整等で高くすることは柔軟性、耐熱分解性を大きく損なうことがあり、エラストマーを含むメタクリル系樹脂の靭性低下、熱分解による成形体のシルバーストリーク、気泡、着色、異物などの外観不良、または透明性低下を引き起こすことがある。 In all of the disclosed technologies, the refractive index of the heat-resistant methacrylic resin having a ring structure in the main chain skeleton is high. Therefore, in order to maintain the inherent transparency of the methacrylic resin, it is necessary to design the refractive index of the elastomer contained therein to be as high as that of the acrylic resin in order to improve strength. However, increasing the refractive index of the elastomer by adjusting the molecular structure or the like can significantly impair flexibility and thermal decomposition resistance, and can cause a decrease in the toughness of the methacrylic resin containing the elastomer, poor appearance of the molded product due to thermal decomposition such as silver streaks, bubbles, coloration, and foreign matter, or a decrease in transparency.
上記事情を鑑み、本発明が解決しようとする課題は透明性、耐熱性を維持し、優れた剛性、耐衝撃性、耐熱分解性を有するメタクリル系樹脂組成物、成形体及びフィルムを提供することである。 In view of the above circumstances, the problem that the present invention aims to solve is to provide a methacrylic resin composition, molded article, and film that maintain transparency and heat resistance and have excellent rigidity, impact resistance, and thermal decomposition resistance.
前記目的を達成するために検討した結果、以下の形態を包含する本発明を完成するに至った。 As a result of our investigations to achieve the above objective, we have completed the present invention, which includes the following aspects:
〔1〕
メタクリル酸メチル単位15~83質量%と、α‐メチルスチレン単位7~35質量%と、ラクトン環単位、無水グルタル酸単位、N‐置換若しくは無置換グルタルイミド単位およびN-置換若しくは無置換マレイミド単位からなる群より選ばれる少なくとも2つの環構造を主鎖に有する構造単位(r)9.9~65質量%と、マレイン酸無水物単位(m)0.1~20質量%と、メタクリル酸メチルに共重合可能なその他のビニル系単量体単位(c)0~20質量%を有してなるメタクリル系共重合体(A)51~99質量%、並びにエラストマー(B)1~49質量%を含有するメタクリル系樹脂組成物。
〔2〕
構造単位(r)が式(I)で表されるN-置換若しくは無置換グルタルイミド単位を含む、〔1〕に記載のメタクリル系樹脂組成物。
[1]
A methacrylic resin composition comprising 51 to 99 mass% of a methacrylic copolymer (A) having 15 to 83 mass% of methyl methacrylate units, 7 to 35 mass% of α-methylstyrene units, 9.9 to 65 mass% of a structural unit (r) having at least two ring structures in its main chain selected from the group consisting of a lactone ring unit, a glutaric anhydride unit, an N-substituted or unsubstituted glutarimide unit, and an N-substituted or unsubstituted maleimide unit, 0.1 to 20 mass% of a maleic anhydride unit (m), and 0 to 20 mass% of other vinyl monomer units (c) copolymerizable with methyl methacrylate, and 1 to 49 mass% of an elastomer (B).
[2]
The methacrylic resin composition according to [1], wherein the structural unit (r) contains an N-substituted or unsubstituted glutarimide unit represented by formula (I).
(式(I)中、R1は、それぞれ独立に、水素原子またはメチル基であり、R2は、水素原子、炭素数1~18のアルキル基、炭素数3~12のシクロアルキル基または芳香環を含む炭素数6~15の有機基である。)
〔3〕
構造単位(r)が式(II)で表されるN-置換若しくは無置換マレイミド単位を含む、〔1〕、〔2〕のいずれかひとつに記載のメタクリル系樹脂組成物。
(In formula (I), each R 1 is independently a hydrogen atom or a methyl group, and each R 2 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 12 carbon atoms, or an organic group having 6 to 15 carbon atoms and containing an aromatic ring.)
[3]
The methacrylic resin composition according to any one of [1] and [2], wherein the structural unit (r) contains an N-substituted or unsubstituted maleimide unit represented by formula (II).
(式(II)中、R3は、水素原子、炭素数1~18のアルキル基、炭素数3~12のシクロアルキル基または芳香環を含む炭素数6~15の有機基である。)
〔4〕
メタクリル酸メチル単位に共重合可能なその他のビニル系単量体単位(c)が、アクリル酸エステル単量体(c-1)、芳香族ビニル単量体(c-2)、及びシアン化ビニル単量体(c-3)からなる群より選ばれる少なくとも一種により形成されている、〔1〕~〔3〕のいずれかひとつに記載のメタクリル系樹脂組成物。
〔5〕
メタクリル酸メチル単位に共重合可能なその他のビニル系単量体単位(c)が、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、スチレン、及びアクリロニトリルからなる群より選ばれる少なくとも一種により形成されている、〔1〕~〔4〕のいずれかひとつに記載のメタクリル系樹脂組成物。
〔6〕
マレイン酸無水物単位(m)と、ラクトン環単位、無水グルタル酸単位、N-置換若しくは無置換グルタルイミド単位およびN-置換若しくは無置換マレイミド単位からなる群より選ばれる少なくとも2つ以上の環構造を主鎖に有する構造単位(r)との質量比率、{100×(m)/(r)}が5~50%の範囲である、〔1〕~〔5〕のいずれかひとつに記載のメタクリル系樹脂組成物。
〔7〕
メタクリル系共重合体(A)の屈折率が1.500~1.540の範囲であることを特徴とする、〔1〕~〔6〕のいずれかひとつに記載のメタクリル系樹脂組成物。
〔8〕
エラストマー(B)が、メタクリル酸エステル単位とアクリル酸エステル単位を有する多層共重合体エラストマーを含有する、〔1〕~〔7〕のいずれかひとつに記載のメタクリル系樹脂組成物。
〔9〕
前記多層共重合体エラストマーの平均粒子径が0.15μm以上1.0μm以下であることを特徴とする〔1〕~〔8〕のいずれかひとつに記載のメタクリル系樹脂組成物。
〔10〕
前記メタクリル系共重合体(A)とエラストマー(B)との屈折率差が0.01以下であることを特徴とする〔1〕~〔9〕のいずれかひとつに記載のメタクリル系樹脂組成物。
〔11〕
〔1〕~〔10〕のいずれかひとつに記載のメタクリル系樹脂組成物を含む成形体。
〔12〕
〔1〕~〔10〕のいずれかひとつに記載のメタクリル系樹脂組成物を含むフィルム。
(In formula (II), R3 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 12 carbon atoms, or an organic group having 6 to 15 carbon atoms and containing an aromatic ring.)
[4]
The methacrylic resin composition according to any one of [1] to [3], wherein the other vinyl monomer unit (c) copolymerizable with the methyl methacrylate unit is formed of at least one monomer selected from the group consisting of an acrylic acid ester monomer (c-1), an aromatic vinyl monomer (c-2), and a vinyl cyanide monomer (c-3).
[5]
The methacrylic resin composition according to any one of [1] to [4], wherein the other vinyl monomer unit (c) copolymerizable with the methyl methacrylate unit is formed of at least one selected from the group consisting of methyl acrylate, ethyl acrylate, styrene, and acrylonitrile.
[6]
The methacrylic resin composition according to any one of [1] to [5], wherein a mass ratio of the maleic anhydride unit (m) to a structural unit (r) having in its main chain at least two or more ring structures selected from the group consisting of a lactone ring unit, a glutaric anhydride unit, an N-substituted or unsubstituted glutarimide unit, and an N-substituted or unsubstituted maleimide unit, {100×(m)/(r)}, is in the range of 5 to 50%.
[7]
The methacrylic resin composition according to any one of [1] to [6], wherein the refractive index of the methacrylic copolymer (A) is in the range of 1.500 to 1.540.
[8]
The methacrylic resin composition according to any one of [1] to [7], wherein the elastomer (B) contains a multilayer copolymer elastomer having a methacrylic acid ester unit and an acrylic acid ester unit.
[9]
The methacrylic resin composition according to any one of [1] to [8], characterized in that the average particle size of the multilayer copolymer elastomer is 0.15 μm or more and 1.0 μm or less.
[10]
The methacrylic resin composition according to any one of [1] to [9], wherein the refractive index difference between the methacrylic copolymer (A) and the elastomer (B) is 0.01 or less.
[11]
A molded article comprising the methacrylic resin composition according to any one of [1] to [10].
[12]
A film comprising the methacrylic resin composition according to any one of [1] to [10].
本発明によれば、透明性、耐熱性が高く、外観不良も無く、耐衝撃性に優れる成形体及びフィルムを得ることができる。 The present invention makes it possible to obtain molded articles and films that are highly transparent and heat resistant, have no poor appearance, and are excellent in impact resistance.
本発明のメタクリル系樹脂組成物は、メタクリル系共重合体(A)とエラストマー(B)とを含有する。メタクリル系樹脂組成物中のメタクリル系共重合体(A)の含有量は51~99質量%であり、55~95質量%であることが好ましく、60~90質量%の範囲であることがより好ましい。本発明のメタクリル系樹脂組成物は、メタクリル系共重合体(A)の含有量が51質量%以上であることで、耐熱性、表面硬度に優れるものとなり、99質量%以下であることで脆性改良されるものとなる。 The methacrylic resin composition of the present invention contains a methacrylic copolymer (A) and an elastomer (B). The content of the methacrylic copolymer (A) in the methacrylic resin composition is 51 to 99% by mass, preferably 55 to 95% by mass, and more preferably in the range of 60 to 90% by mass. When the content of the methacrylic copolymer (A) in the methacrylic resin composition of the present invention is 51% by mass or more, the composition has excellent heat resistance and surface hardness, and when the content is 99% by mass or less, the composition has improved brittleness.
(メタクリル系共重合体(A))
本発明に関わるメタクリル系共重合体(A)は、メタクリル酸メチル単位と、α-メチルスチレン単位と、構造単位(r)と、マレイン酸無水物(m)を、含有する。
(Methacrylic copolymer (A))
The methacrylic copolymer (A) according to the present invention contains methyl methacrylate units, α-methylstyrene units, structural units (r) and maleic anhydride (m).
本発明に関わるアクリル系共重合体(A)は、メタクリル酸メチル単位の割合が、全構造単位に対して、15~83質量%、好ましくは20~82質量%、より好ましくは25~80質量%である。メタクリル酸メチル単位の割合がこの範囲よりも少ないと、得られるメタクリル系共重合体の全光線透過率が悪化し、メタクリル酸メチル単位の割合がこの範囲よりも多いと、得られるアクリル系共重合体の耐熱性は低くなる。 The acrylic copolymer (A) of the present invention has a ratio of methyl methacrylate units of 15 to 83% by mass, preferably 20 to 82% by mass, and more preferably 25 to 80% by mass, based on the total structural units. If the ratio of methyl methacrylate units is less than this range, the total light transmittance of the resulting methacrylic copolymer will deteriorate, and if the ratio of methyl methacrylate units is greater than this range, the heat resistance of the resulting acrylic copolymer will be reduced.
本発明に関わるメタクリル系共重合体(A)は、α-メチルスチレン単位の割合が、全構造単位に対して、7~35質量%、好ましくは8~30質量%、より好ましくは10~25質量%である。α-メチルスチレン単位の割合がこの範囲よりも少ないと、得られるメタクリル系共重合体の飽和吸水率が高くなる。また、α-メチルスチレン単位の割合が35質量%を超えるメタクリル系共重合体は、重合性が低く、生産性が低下する。また、後記の隣り合う二つの(メタ)アクリル酸に由来する構造単位の分子内環化によるグルタルイミド化反応を阻害する。 The methacrylic copolymer (A) according to the present invention has an α-methylstyrene unit ratio of 7 to 35% by mass, preferably 8 to 30% by mass, and more preferably 10 to 25% by mass, based on the total structural units. If the ratio of α-methylstyrene units is less than this range, the saturated water absorption of the resulting methacrylic copolymer will be high. Furthermore, a methacrylic copolymer having an α-methylstyrene unit ratio of more than 35% by mass will have low polymerizability and low productivity. In addition, it will inhibit the glutarimidization reaction caused by the intramolecular cyclization of structural units derived from two adjacent (meth)acrylic acids, as described below.
構造単位(r)は、ラクトン環単位、無水グルタル酸単位、N-置換若しくは無置換グルタルイミド単位およびN-置換若しくは無置換マレイミド単位からなる群より選ばれる少なくとも2つの環構造を主鎖に有する構造単位である。 The structural unit (r) is a structural unit having at least two ring structures in the main chain selected from the group consisting of a lactone ring unit, a glutaric anhydride unit, an N-substituted or unsubstituted glutarimide unit, and an N-substituted or unsubstituted maleimide unit.
本発明のメタクリル系共重合体は、さらに、下記式(Y)で表されるメタクリル酸アミド単位、及び/又は、下記式(Z)で表される2-(ヒドロキシアルキル)アクリル酸エステル単位を主鎖に含んでいてもよい。 The methacrylic copolymer of the present invention may further contain, in the main chain, methacrylamide units represented by the following formula (Y) and/or 2-(hydroxyalkyl)acrylic ester units represented by the following formula (Z).
(式中、R4、R5、R6は、下記に定義される通りである)
を含んでいてもよい。
(wherein R 4 , R 5 , and R 6 are as defined below).
may also include
構造単位(r)は、無水グルタル酸単位、N-置換グルタルイミド単位およびN-置換マレイミド単位からなる群より選ばれる少なくとも2つの環構造を主鎖に有する構造単位であることが好ましく、N-置換グルタルイミド単位およびN-置換マレイミド単位の2つの環構造を主鎖に有する構造単位であることがより好ましい。 The structural unit (r) is preferably a structural unit having at least two ring structures in the main chain selected from the group consisting of glutaric anhydride units, N-substituted glutarimide units, and N-substituted maleimide units, and more preferably a structural unit having two ring structures in the main chain, an N-substituted glutarimide unit, and an N-substituted maleimide unit.
ラクトン環単位は、>CH-O-C(=O)-基を環構造に含む構造単位である。>CH-O-C(=O)-基を環構造に含む構造単位は、環構成元素が好ましくは、4~8、より好ましくは5~6、最も好ましくは6である。>CH-O-C(=O)-基を環構造に含む構造単位としては、β-プロピオラクトンジイル構造単位、γ-ブチロラクトンジイル構造単位、δ-バレロラクトンジイル構造単位などのラクトンジイル構造単位を挙げることができる。>CH-O-C(=O)-基を環構造に含む構造単位は、例えば、ヒドロキシ基およびエステル基を有する重合体を、ヒドロキシ基およびエステル基による分子内環化によって得ることができる。なお、式中の「>C」は炭素原子Cに結合手が2つあることを意味する。 A lactone ring unit is a structural unit containing a CH-O-C(=O)- group in the ring structure. >The structural unit containing a CH-O-C(=O)- group in the ring structure preferably has 4 to 8 ring constituent elements, more preferably 5 to 6, and most preferably 6. >Examples of structural units containing a CH-O-C(=O)- group in the ring structure include lactone diyl structural units such as β-propiolactone diyl structural units, γ-butyrolactone diyl structural units, and δ-valerolactone diyl structural units. >The structural unit containing a CH-O-C(=O)- group in the ring structure can be obtained, for example, by intramolecular cyclization of a polymer having a hydroxyl group and an ester group with the hydroxyl group and the ester group. In addition, ">C" in the formula means that the carbon atom C has two bonds.
例えば、δ-バレロラクトンジイル構造単位としては、式(IV)で表される構造単位を挙げることができる。 For example, an example of a δ-valerolactonediyl structural unit is a structural unit represented by formula (IV).
式(IV)中、R7、R8およびR9はそれぞれ独立に水素原子または炭素数1~20の有機基、好ましくは水素原子または炭素数1~10の有機基、より好ましくは水素原子または炭素数1~5の有機基である。ここで、有機基は、炭素数1~20であれば、特に限定されず、例えば、直鎖若しくは分岐状のアルキル基、直鎖若しくは分岐状のアリール基、-OCOCH3基、-CN基等が挙げられる。有機基は酸素原子などのヘテロ原子を含んでいてもよい。R7およびR8はメチル基であるのが好ましく、R9は水素原子であるのが好ましい。 In formula (IV), R 7 , R 8 and R 9 are each independently a hydrogen atom or an organic group having 1 to 20 carbon atoms, preferably a hydrogen atom or an organic group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably a hydrogen atom or an organic group having 1 to 5 carbon atoms. Here, the organic group is not particularly limited as long as it has 1 to 20 carbon atoms, and examples thereof include a linear or branched alkyl group, a linear or branched aryl group, a -OCOCH 3 group, and a -CN group. The organic group may contain a heteroatom such as an oxygen atom. R 7 and R 8 are preferably a methyl group, and R 9 is preferably a hydrogen atom.
ラクトン環単位は、特開2000-230016号公報、特開2001-151814号公報、特開2002-120326号公報、特開2002-254544号公報、特開2005-146084号公報などに記載の方法、例えば、2-(ヒドロキシアルキル)アクリル酸エステルに由来する構造単位と(メタ)アクリル酸メチルに由来する構造単位との分子内環化などによって、メタクリル系共重合体に含有させることができる。 Lactone ring units can be incorporated into methacrylic copolymers by methods described in JP-A-2000-230016, JP-A-2001-151814, JP-A-2002-120326, JP-A-2002-254544, JP-A-2005-146084, etc., for example, by intramolecular cyclization of structural units derived from 2-(hydroxyalkyl)acrylic acid esters and structural units derived from methyl (meth)acrylate.
無水グルタル酸単位は、2,6-ジオキソジヒドロピランジイル構造を有する単位である。2,6-ジオキソジヒドロピランジイル構造を有する単位としては、式(V)で表される構造単位を挙げることができる。 The glutaric anhydride unit is a unit having a 2,6-dioxodihydropyrandiyl structure. An example of a unit having a 2,6-dioxodihydropyrandiyl structure is the structural unit represented by formula (V).
式(V)中、R10はそれぞれ独立に水素原子または炭素数1~5のアルキル基であり、メチル基であるのが好ましい。 In formula (V), R 10 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and is preferably a methyl group.
2,6-ジオキソジヒドロピランジイル構造を有する単位は、特開2007-197703号公報、特開2010-96919号公報などに記載の方法、例えば、隣り合う二つの(メタ)アクリル酸に由来する構造単位の分子内環化、(メタ)アクリル酸に由来する構造単位と(メタ)アクリル酸メチルに由来する構造単位とのの分子内環化などによって、メタクリル系共重合体に含有させることができる。 Units having a 2,6-dioxodihydropyrandiyl structure can be incorporated into a methacrylic copolymer by methods described in JP-A-2007-197703 and JP-A-2010-96919, for example, by intramolecular cyclization of two adjacent structural units derived from (meth)acrylic acid, or intramolecular cyclization of a structural unit derived from (meth)acrylic acid and a structural unit derived from methyl (meth)acrylate.
N-置換若しくは無置換グルタルイミド単位は、N-置換若しくは無置換2,6-ジオキソピペリジンジイル構造を有する単位である。 The N-substituted or unsubstituted glutarimide unit is a unit having an N-substituted or unsubstituted 2,6-dioxopiperidinediyl structure.
N-置換若しくは無置換2,6-ジオキソピペリジンジイル構造を有する単位としては、式(I)で表される構造単位を挙げることができる。 An example of a unit having an N-substituted or unsubstituted 2,6-dioxopiperidinediyl structure is a structural unit represented by formula (I).
式(I)中、R1はそれぞれ独立に水素原子またはメチル基であり、2つのR1がともにメチル基であるのが好ましい。R2は水素原子、炭素数1~18のアルキル基、炭素数3~12のシクロアルキル基、または芳香環を含む炭素数6~15の有機基であり、好ましくは水素原子、メチル基、n-ブチル基、シクロヘキシル基またはベンジル基であり、より好ましくはメチル基、n-ブチル基、またはシクロヘキシル基である。 In formula (I), R 1 is independently a hydrogen atom or a methyl group, and it is preferable that both R 1 are methyl groups. R 2 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 12 carbon atoms, or an organic group having 6 to 15 carbon atoms and containing an aromatic ring, preferably a hydrogen atom, a methyl group, an n-butyl group, a cyclohexyl group, or a benzyl group, and more preferably a methyl group, an n-butyl group, or a cyclohexyl group.
式(I)で表される構造単位は、例えばスキーム(i)で示されるように対応する酸無水物(IIa)とR2NH2で表されるイミド化剤の反応により生成してもよく、式(III)の部分構造を有する共重合体の分子内環化反応により生成してもよい。分子内環化反応により式(III)で表される構造単位を式(I)で表される構造単位に変換するために加熱することが好ましい。 The structural unit represented by formula (I) may be produced, for example, as shown in scheme (i), by the reaction of the corresponding acid anhydride (IIa) with an imidizing agent represented by R 2 NH 2 , or by the intramolecular cyclization reaction of a copolymer having a partial structure of formula (III). It is preferable to heat the structural unit represented by formula (III) to convert it to the structural unit represented by formula (I) by the intramolecular cyclization reaction.
スキーム(i) Scheme (i)
(式中、R1、R2は前記に定義される通りである 。) (In the formula, R 1 and R 2 are as defined above.)
N-置換若しくは無置換グルタルイミド単位は、WO2005/10838A1、特開2010-254742号公報、特開2008-273140号公報、特開2008-274187号公報などに記載の方法、具体的には、隣り合う二つのメタクリル酸メチルに由来する構造単位または無水グルタル酸単位に 、アンモニア、メチルアミン、エチルアミン、n-プロピルアミン、イソプロピルアミン、n-ブチルアミン、イソブチルアミン、tert-ブチルアミン、n-ヘキシルアミン等の脂肪族炭化水素基含有アミン、アニリン、トルイジン、トリクロロアニリン等の芳香族炭化水素基含有アミン、シクロヘキシルアミン等などの脂環式炭化水素基含有アミン、尿素、1,3-ジメチル尿素、1,3-ジエチル尿素、1,3-ジプロピル尿素などのイミド化剤を反応させることによって得ることができる。これらの中で、メチルアミンが好ましい。このイミド化反応の際に、メタクリル酸メチル単位の一部が加水分解されてカルボキシル基になることがあり、このカルボキシル基は、エステル化剤で処理するエステル化反応で元のメタクリル酸メチル単位に戻すことが好ましい。エステル化剤としては、本願の効果を発揮できる範囲であれば特に制限はされないが、好適にはジメチルカーボネート、トリメチルアセテートを使用することができる。また、エステル化剤に加えて、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン等の3級アミンを、触媒として併用することもできる。 N-substituted or unsubstituted glutarimide units can be obtained by the methods described in WO2005/10838A1, JP2010-254742A, JP2008-273140A, JP2008-274187A, etc., specifically, by reacting structural units derived from two adjacent methyl methacrylates or glutaric anhydride units with an imidizing agent such as ammonia, methylamine, ethylamine, n-propylamine, isopropylamine, n-butylamine, isobutylamine, tert-butylamine, n-hexylamine, etc., aliphatic hydrocarbon group-containing amines, aromatic hydrocarbon group-containing amines, aniline, toluidine, trichloroaniline, etc., alicyclic hydrocarbon group-containing amines, cyclohexylamine, etc., urea, 1,3-dimethylurea, 1,3-diethylurea, 1,3-dipropylurea, etc. Among these, methylamine is preferred. During this imidization reaction, some of the methyl methacrylate units may be hydrolyzed to form carboxyl groups, and it is preferable to return these carboxyl groups to the original methyl methacrylate units by an esterification reaction in which the esterification agent is used. The esterification agent is not particularly limited as long as it can exert the effects of the present application, but dimethyl carbonate and trimethyl acetate are preferably used. In addition to the esterification agent, a tertiary amine such as trimethylamine, triethylamine, or tributylamine can also be used as a catalyst.
N-置換若しくは無置換マレイミド単位は、N-置換若しくは無置換2,5-ピロリジンジオン構造を有する単位である。 The N-substituted or unsubstituted maleimide unit is a unit having an N-substituted or unsubstituted 2,5-pyrrolidinedione structure.
N-置換若しくは無置換2,5-ピロリジンジオン構造を有する単位としては、式(II)で表される構造単位を挙げることができる。 An example of a unit having an N-substituted or unsubstituted 2,5-pyrrolidinedione structure is a structural unit represented by formula (II).
(式(II)中、R3は、水素原子、炭素数1~18のアルキル基、炭素数3~12のシクロアルキル基または芳香環を含む炭素数6~15の有機基である。) 式(II)で表される構造単位は、マレイン酸無水物(M)とR3NH2で表されるイミド化剤の反応により生成される。 (In formula (II), R3 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 12 carbon atoms, or an organic group having 6 to 15 carbon atoms and containing an aromatic ring.) The structural unit represented by formula (II) is produced by the reaction of maleic anhydride (M) with an imidizing agent represented by R3NH2 .
N-置換若しくは無置換マレイミド単位は、特公昭61-026924号公報、特公平7-042332号公報、特開平9-100322号公報、特開2001-329021号公報などに記載の方法、具体的には、マレイン酸無水物単位に、アンモニア、メチルアミン、エチルアミン、n-プロピルアミン、イソプロピルアミン、n-ブチルアミン、イソブチルアミン、tert-ブチルアミン、n-ヘキシルアミン等の脂肪族炭化水素基含有アミン、アニリン、トルイジン、トリクロロアニリン等の芳香族炭化水素基含有アミン、シクロヘキシルアミン等などの脂環式炭化水素基含有アミン、尿素、1,3-ジメチル尿素、1,3-ジエチル尿素、1,3-ジプロピル尿素などのイミド化剤を反応させることによって得ることができる。これらの中で、メチルアミンが好ましい。 N-substituted or unsubstituted maleimide units can be obtained by the methods described in JP-B-61-026924, JP-B-7-042332, JP-A-9-100322, JP-A-2001-329021, etc., specifically by reacting maleic anhydride units with an imidizing agent such as ammonia, methylamine, ethylamine, n-propylamine, isopropylamine, n-butylamine, isobutylamine, tert-butylamine, n-hexylamine or other aliphatic hydrocarbon group-containing amines, aniline, toluidine, trichloroaniline or other aromatic hydrocarbon group-containing amines, cyclohexylamine or other alicyclic hydrocarbon group-containing amines, urea, 1,3-dimethylurea, 1,3-diethylurea, 1,3-dipropylurea or other imidizing agent. Of these, methylamine is preferred.
本発明に関わるメタクリル系共重合体は、構造単位(r)の割合が、全構造単位に対して、9.9~65質量%、好ましくは10~62質量%、より好ましくは12~60質量%、さらに好ましくは14~58質量%である。構造単位(R)の含有量が多い程、メタクリル系共重合体は、耐熱分解性が向上するが、溶融粘度が高くなり、成形加工性が低下する傾向となる。 The methacrylic copolymer according to the present invention has a ratio of structural units (r) of 9.9 to 65% by mass, preferably 10 to 62% by mass, more preferably 12 to 60% by mass, and even more preferably 14 to 58% by mass, based on the total amount of structural units. The higher the content of structural units (R), the more the thermal decomposition resistance of the methacrylic copolymer improves, but the melt viscosity also increases, and molding processability tends to decrease.
本発明に関わるメタクリル系共重合体(A)は、マレイン酸無水物単位(m)の割合が、全構造単位に対して、0.1~20質量%、好ましくは0.3~15質量%、より好ましくは0.5~10質量%、さらに好ましくは1~5質量%である。マレイン酸無水物単位の割合がこの範囲よりも少ないと、得られるメタクリル系共重合体は耐熱性が低くなるため、α-メチルスチレン単位や構造単位(r)のような他の構造単位により耐熱性を上げる必要がある。α-メチルスチレン単位や構造単位(r)は屈折率が高く、得られるメタクリル系共重合体の高屈折率化を引き起こす。また、マレイン酸無水物単位(m)の割合が20質量%を超えるメタクリル系共重合体は、飽和吸水率が高くなる。 The methacrylic copolymer (A) according to the present invention has a ratio of maleic anhydride units (m) of 0.1 to 20% by mass, preferably 0.3 to 15% by mass, more preferably 0.5 to 10% by mass, and even more preferably 1 to 5% by mass, based on the total structural units. If the ratio of maleic anhydride units is less than this range, the resulting methacrylic copolymer will have low heat resistance, and it will be necessary to increase the heat resistance by using other structural units such as α-methylstyrene units or structural units (r). α-methylstyrene units and structural units (r) have high refractive indices, which will cause the resulting methacrylic copolymer to have a high refractive index. In addition, methacrylic copolymers with a ratio of maleic anhydride units (m) exceeding 20% by mass will have a high saturated water absorption.
メタクリル酸メチル単位と共重合可能なその他のビニル系単量体単位(c)(以下、(c)単量体単位と記載する場合がある。)は、アクリル酸エステル単量体単位(c-1)、芳香族ビニル単量体単位(c-2)、シアン化ビニル単量体単位(c-3)、これら以外の単量体単位(c-4)が挙げられる。メタクリル酸メチル単位と共重合可能なその他のビニル系単量体単位(c)は、1種のみを単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせてもよい。 Other vinyl monomer units (c) copolymerizable with methyl methacrylate units (hereinafter sometimes referred to as (c) monomer units) include acrylic ester monomer units (c-1), aromatic vinyl monomer units (c-2), vinyl cyanide monomer units (c-3), and monomer units other than these (c-4). The other vinyl monomer units (c) copolymerizable with methyl methacrylate units may be used alone or in combination of two or more.
前記(c)単量体単位は、本発明のメタクリル系共重合体に求められる特性に応じて、適宜材料を選択することができるが、熱安定性、流動性、耐薬品性、光学性、他樹脂との相溶性等の特性が特に必要な場合は、アクリル酸エステル単量体単位、芳香族ビニル単量体単位、シアン化ビニル単量体単位からなる群より選ばれる少なくとも一種が好適である。 The monomer unit (c) can be selected from an appropriate material depending on the properties required for the methacrylic copolymer of the present invention. When properties such as thermal stability, fluidity, chemical resistance, optical properties, and compatibility with other resins are particularly required, at least one selected from the group consisting of acrylic acid ester monomer units, aromatic vinyl monomer units, and vinyl cyanide monomer units is preferred.
本発明に関わるメタクリル系共重合体を構成するアクリル酸エステル単量体単位(c-1)は、特に限定されるものではないが、耐熱性、流動性、耐熱安定性、生産性等の観点から、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n-プロピル、アクリル酸n-ブチル、アクリル酸sec-ブチル、アクリル酸2-エチルヘキシル、アクリル酸ベンジル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸フェニル等が好ましく、より好ましくはアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n-ブチルであり、生産性の観点から、アクリル酸メチル、アクリル酸エチルがさらに好ましい。 The acrylic acid ester monomer unit (c-1) constituting the methacrylic copolymer of the present invention is not particularly limited, but from the viewpoints of heat resistance, fluidity, heat resistance stability, productivity, etc., methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, n-butyl acrylate, sec-butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, benzyl acrylate, cyclohexyl acrylate, phenyl acrylate, etc. are preferred, more preferably methyl acrylate, ethyl acrylate, and n-butyl acrylate, and even more preferably methyl acrylate and ethyl acrylate from the viewpoint of productivity.
上記アクリル酸エステル単量体単位(c-1)は、1種のみを単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 The acrylic acid ester monomer units (c-1) may be used alone or in combination of two or more.
アクリル酸エステル単量体単位(c-1)を使用する場合の含有量は、耐熱性及び熱安定性の観点から、全構造単位に対して20%以下であることが好ましく、より好ましくは10%以下である。 When acrylic acid ester monomer units (c-1) are used, the content is preferably 20% or less of the total structural units, and more preferably 10% or less, from the viewpoint of heat resistance and thermal stability.
本発明に関わるメタクリル系共重合体を構成する芳香族ビニル単量体単位(c-2)は、特に限定されるものではないが、耐熱性、流動性、耐熱安定性、生産性等の観点から、スチレン(St)、o-メチルスチレン、m-メチルスチレン、p-メチルスチレン、2,4-ジメチルスチレン、2,5-ジメチルスチレン、3,4-ジメチルスチレン、3,5‐ジメチルスチレン、p-エチルスチレン、m-エチルスチレン、o-エチルスチレン、p-tert-ブチルスチレン、1-ビニルナフタレン、2-ビニルナフタレン、1,1-ジフェニルエチレン、イソプロペニルトルエン、イソプロペニルエチルベンゼン、イソプロペニルプロピルベンゼン、イソプロペニルプロピルベンゼン、イソプロペニルブチルベンゼン、イソプロペニルベンジルベンゼン、イソプロペニルヘキシルベンゼン、イソプロペニルオクチルベンゼン等が好ましく、生産性の観点からスチレンがより好ましい。 The aromatic vinyl monomer unit (c-2) constituting the methacrylic copolymer of the present invention is not particularly limited, but from the viewpoints of heat resistance, fluidity, heat resistance stability, productivity, etc., styrene (St), o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, 2,4-dimethylstyrene, 2,5-dimethylstyrene, 3,4-dimethylstyrene, 3,5-dimethylstyrene, p-ethylstyrene, m-ethylstyrene, o-ethylstyrene, p-tert-butylstyrene, 1-vinylnaphthalene, 2-vinylnaphthalene, 1,1-diphenylethylene, isopropenyltoluene, isopropenylethylbenzene, isopropenylpropylbenzene, isopropenylpropylbenzene, isopropenylbutylbenzene, isopropenylbenzylbenzene, isopropenylhexylbenzene, isopropenyloctylbenzene, etc. are preferred, and from the viewpoint of productivity, styrene is more preferred.
上記芳香族ビニル単量体単位(c-2)は、1種のみを単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 The aromatic vinyl monomer units (c-2) may be used alone or in combination of two or more.
芳香族ビニル単量体単位(c-2)を使用する場合の含有量は、耐熱性及び熱安定性の観点から、全構造単位に対して20%以下であることが好ましく、より好ましくは15%以下である。 When aromatic vinyl monomer units (c-2) are used, their content is preferably 20% or less, and more preferably 15% or less, of the total structural units, from the viewpoint of heat resistance and thermal stability.
本発明に関わるメタクリル系共重合体を構成するシアン化ビニル単量体単位(c-3)は、特に限定されるものではないが、耐熱性、流動性、耐熱安定性、耐薬品性、生産性等の観点から、アクリロニトリル(AN)、メタクリロニトリル、シアン化ビニリデン等が好ましく、中でも入手のし易さ、耐薬品性付与の観点から、アクリロニトリルが好ましい。 The vinyl cyanide monomer unit (c-3) constituting the methacrylic copolymer of the present invention is not particularly limited, but from the viewpoints of heat resistance, fluidity, heat stability, chemical resistance, productivity, etc., acrylonitrile (AN), methacrylonitrile, vinylidene cyanide, etc. are preferred, and among these, acrylonitrile is preferred from the viewpoints of ease of availability and chemical resistance.
上記シアン化ビニル単量体単位(c-3)は、1種のみを単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 The vinyl cyanide monomer unit (c-3) may be used alone or in combination of two or more types.
シアン化ビニル単量体単位(c-3)を使用する場合の含有量は、耐熱性及び熱安定性の観点から、全構造単位に対して20%以下であることが好ましく、より好ましくは10%以下である。 When vinyl cyanide monomer units (c-3) are used, their content is preferably 20% or less of the total structural units, and more preferably 10% or less, from the viewpoint of heat resistance and thermal stability.
本発明に関わるメタクリル系共重合体を構成する(c-1)~(c-3)以外の単量体単位(c-4)をなす単量体としては、特に限定されるものではないが、式(Y)で表されるメタクリル酸アミド単位に対応するモノマー、式(Z)で表される2-(ヒドロキシアルキル)アクリル酸エステル単位に対応するモノマーであってもよく、例えば、アクリルアミド、メタクリルアミド等のアミド類;エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、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)アクリレート等のエチレングリコール類又はそのオリゴマーの両末端水酸基をアクリル酸又はメタクリル酸でエステル化したもの;ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ジ(メタ)アクリレート等の2個のアルコールの水酸基をアクリル酸又はメタクリル酸でエステル化したもの;トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の多価アルコール誘導体をアクリル酸又はメタクリル酸でエステル化したもの;ジビニルベンゼン等の多官能モノマー等が挙げられる。 The monomer constituting the monomer unit (c-4) other than (c-1) to (c-3) constituting the methacrylic copolymer of the present invention is not particularly limited, and may be a monomer corresponding to the methacrylamide unit represented by formula (Y) or a monomer corresponding to the 2-(hydroxyalkyl)acrylic acid ester unit represented by formula (Z). For example, amides such as acrylamide and methacrylamide; ethylene glycol di(meth)acrylate, diethylene glycol di(meth)acrylate, triethylene glycol di(meth)acrylate, tetraethylene glycol di(meth)acrylate, or other ethylene glycols or oligomers thereof, both terminal hydroxyl groups of which are esterified with acrylic acid or methacrylic acid; neopentyl glycol di(meth)acrylate, di(meth)acrylate, or other two alcohol hydroxyl groups of which are esterified with acrylic acid or methacrylic acid; trimethylolpropane, pentaerythritol, or other polyhydric alcohol derivatives, esterified with acrylic acid or methacrylic acid; and polyfunctional monomers such as divinylbenzene.
上述した(c)単量体単位を構成する単量体の中でも、アクリル酸メチル(MA)、アクリル酸エチル、スチレン、アクリロニトリルからなる群より選ばれる少なくとも1種が、入手のしやすさの観点から、好ましい。 Among the monomers constituting the above-mentioned (c) monomer unit, at least one selected from the group consisting of methyl acrylate (MA), ethyl acrylate, styrene, and acrylonitrile is preferred from the viewpoint of ease of availability.
本発明に関わるメタクリル系共重合体は、メタクリル酸メチル単位と共重合可能なその他のビニル系単量体単位(c)の割合が、全構造単位に対して、好ましくは0~20質量%、より好ましくは0~15質量%、さらに好ましくは0~10質量%である。メタクリル酸メチル単位と共重合可能なその他のビニル系単量体単位(c)の割合が20質量%を超えるメタクリル系共重合体は、耐熱性、剛性が低下する。なお、メタクリル酸メチル単位、α‐メチルスチレン単位、マレイン酸無水物単位(m)、構造単位(r)、および単量体単位(c)の割合は、1H-NMR、13C-NMRなどによって測定することができる。 In the methacrylic copolymer according to the present invention, the ratio of other vinyl monomer units (c) copolymerizable with methyl methacrylate units is preferably 0 to 20% by mass, more preferably 0 to 15% by mass, and even more preferably 0 to 10% by mass, based on the total structural units. A methacrylic copolymer having a ratio of other vinyl monomer units (c) copolymerizable with methyl methacrylate units exceeding 20% by mass has reduced heat resistance and rigidity. The ratios of methyl methacrylate units, α-methylstyrene units, maleic anhydride units (m), structural units (r), and monomer units (c) can be measured by 1 H-NMR, 13 C-NMR, or the like.
本発明に関わるメタクリル系共重合体は、耐熱性、耐温水性の観点から、マレイン酸無水物単位(m)と、ラクトン環単位、無水グルタル酸単位、N-置換若しくは無置換グルタルイミド単位からなる群より選ばれる少なくとも2つの環構造を主鎖に有する構造単位(r)との質量比率、{100×(m)/(r)}が5~50%の範囲であることが好ましく、より好ましくは10~30質量%である。 From the viewpoint of heat resistance and warm water resistance, the methacrylic copolymer according to the present invention preferably has a mass ratio of maleic anhydride units (m) to structural units (r) having at least two ring structures in the main chain selected from the group consisting of lactone ring units, glutaric anhydride units, and N-substituted or unsubstituted glutarimide units, {100×(m)/(r)}, in the range of 5 to 50%, and more preferably 10 to 30% by mass.
本発明に関わるメタクリル系共重合体(A)は、重量平均分子量(Mw)が、 好ましくは40000~200000、より好ましくは50000~180000、さらに好ましくは55000~160000である。Mwが40000以上であると、本発明の成形体の強度および靭性等が向上する。Mwが200000以下であると、メタクリル系共重合体の流動性が向上し、成形加工性が向上する。 The methacrylic copolymer (A) of the present invention preferably has a weight average molecular weight (Mw) of 40,000 to 200,000, more preferably 50,000 to 180,000, and even more preferably 55,000 to 160,000. When Mw is 40,000 or more, the strength and toughness of the molded article of the present invention are improved. When Mw is 200,000 or less, the fluidity of the methacrylic copolymer is improved, and molding processability is improved.
重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定されるクロマトグラムを標準ポリスチレンの分子量に換算して算出される値である。 The weight average molecular weight (Mw) is a value calculated by converting a chromatogram measured by gel permeation chromatography into the molecular weight of standard polystyrene.
本発明に関わるメタクリル系共重合体(A)は、酸価が、好ましくは0.01~0.30mmol/g、より好ましくは0.05~0.28mmol/gである。酸価は、メタクリル系共重合体中のカルボン酸単位、カルボン酸無水物単位の含有量に比例する値である。酸価は、例えば、特開2005-23272号公報に記載の方法によって算出することができる。酸価が上記範囲内にあると、耐熱性、機械物性、成形加工性のバランスに優れる。 The methacrylic copolymer (A) of the present invention preferably has an acid value of 0.01 to 0.30 mmol/g, more preferably 0.05 to 0.28 mmol/g. The acid value is a value proportional to the content of carboxylic acid units and carboxylic anhydride units in the methacrylic copolymer. The acid value can be calculated, for example, by the method described in JP-A-2005-23272. When the acid value is within the above range, the balance of heat resistance, mechanical properties, and moldability is excellent.
本発明に関わるメタクリル系共重合体(A)は、ガラス転移温度が、下限として、好ましくは130℃、より好ましくは131℃、さらに好ましくは132℃であり、上限として、特に制限されないが、好ましくは170℃である。 The methacrylic copolymer (A) of the present invention has a glass transition temperature of preferably 130°C as a lower limit, more preferably 131°C, and even more preferably 132°C, and although there is no particular upper limit, is preferably 170°C.
本明細書において、「ガラス転移温度(Tg)」は、JIS K7121に準拠して測定する。具体的には、230℃まで一度昇温し、次いで室温まで冷却し、その後、室温から230℃までを10℃/分で昇温させる条件にてDSC曲線を測定する。2回目の昇温時に測定されるDSC曲線から求められる中間点を「ガラス転移温度(Tg)」として求める。 In this specification, the "glass transition temperature (Tg)" is measured in accordance with JIS K7121. Specifically, the temperature is raised once to 230°C, then cooled to room temperature, and the DSC curve is then measured under conditions in which the temperature is raised from room temperature to 230°C at a rate of 10°C/min. The midpoint of the DSC curve measured during the second heating is determined as the "glass transition temperature (Tg)".
本発明に関わるメタクリル系共重合体(A)の飽和吸水率の測定は下記の条件で行う。メタクリル系共重合体をプレス成形により、厚さ1.0mmのシートに成形する。得られたプレス成形シートの中央部から、50mm×50mmの試験片を切り出し、80℃の乾燥機で、16時間以上乾燥する。乾燥後の試験片をデシケータ内で、室温まで冷却した後、0.1mgまで重量を測定し、その重量を初期重量Woとする。23℃の蒸留水に試験片を浸漬し、24h浸漬後,試験片を水から取り出し,表面の水分を清浄で乾いた布又はフィルター紙ですべて拭き取る。水から取り出して1 分以内に,再度試験片を0.1mg まで量る。試験片を再び浸せきし、24時間後に再び上記と同じ方法で重量を測定する。試験片の重量変化率が、Woの0.02%以内になった時の重量を、飽和重量Wsとする。式(2)から飽和吸水率を算出した。 The saturated water absorption of the methacrylic copolymer (A) of the present invention is measured under the following conditions. The methacrylic copolymer is press-molded into a sheet with a thickness of 1.0 mm. A test piece of 50 mm x 50 mm is cut out from the center of the obtained press-molded sheet and dried in a dryer at 80 ° C for 16 hours or more. After cooling the dried test piece to room temperature in a desiccator, the weight is measured to the nearest 0.1 mg, and this weight is the initial weight Wo. The test piece is immersed in distilled water at 23 ° C., and after immersion for 24 hours, the test piece is removed from the water and all surface moisture is wiped off with a clean, dry cloth or filter paper. Within 1 minute of removing from the water, the test piece is weighed again to the nearest 0.1 mg. The test piece is immersed again, and the weight is measured again in the same manner as above after 24 hours. The weight when the weight change rate of the test piece becomes within 0.02% of Wo is the saturated weight Ws. The saturated water absorption rate was calculated using formula (2).
飽和吸水率は、好ましくは2.5%以下、より好ましくは2.1%以下、さらに好ましくは2.0%以下である。 The saturated water absorption is preferably 2.5% or less, more preferably 2.1% or less, and even more preferably 2.0% or less.
本発明に関わるメタクリル系共重合体(A)の窒素雰囲気下での1%熱重量減少温度は、好ましくは300℃以上、より好ましくは310℃以上である。1%熱重量減少温度は、熱重量測定装置(TGA)を用いて測定することができる。1%熱重量減少温度は、仕込み重量に対して、重量減少が1%となる温度として求めることができる。 The 1% thermal weight loss temperature of the methacrylic copolymer (A) of the present invention in a nitrogen atmosphere is preferably 300°C or higher, more preferably 310°C or higher. The 1% thermal weight loss temperature can be measured using a thermogravimetric analyzer (TGA). The 1% thermal weight loss temperature can be determined as the temperature at which the weight loss is 1% relative to the charged weight.
本発明に関わるメタクリル系共重合体(A)の屈折率は、好ましくは1.500~1.540、より好ましくは1.505~1.535である。屈折率がこの範囲内であると、メタクリル系樹脂組成物の透明性が高くなる。なお、本明細書で「屈折率」とは、後述する実施例のとおり、測定波長587.6mm(D線)で測定した値を意味する。 The refractive index of the methacrylic copolymer (A) of the present invention is preferably 1.500 to 1.540, more preferably 1.505 to 1.535. When the refractive index is within this range, the transparency of the methacrylic resin composition is high. In this specification, the "refractive index" refers to the value measured at a measurement wavelength of 587.6 mm (D line) as described in the examples below.
本発明に関わるメタクリル系共重合体(A)は、メタクリル酸メチル(MMA)、α-メチルスチレン(αMSt)およびマレイン酸無水物(Mah)、任意成分としてその他のビニル系単量体の共重合体(以下、前駆体ポリマーということがある。)を環構造形成反応させることを含む方法によって得ることができる。 The methacrylic copolymer (A) of the present invention can be obtained by a method including a ring structure-forming reaction of a copolymer (hereinafter sometimes referred to as a precursor polymer) of methyl methacrylate (MMA), α-methylstyrene (αMSt), maleic anhydride (Mah), and optionally other vinyl monomers.
即ち該製造方法は、メタクリル酸メチル50~92質量%およびα-メチルスチレン30~7質量%、マレイン酸無水物1~20質量%および共重合可能なその他のビニル単量体0~20質量%を含む単量体混合物と、ラジカル重合開始剤と、必要に応じ連鎖移動剤とを含んでなる反応原料を、槽型反応器に連続的に供給する工程、
槽型反応器内で前記単量体混合物を重合転化率30~60質量%まで塊状重合して反応生成物を得る工程、および反応生成物中の単量体混合物を除去して前駆体ポリマーを得る工程、得られた前駆体ポリマーに環構造形成反応をさせる工程を含み、各工程は公知の技術によって実施することができる。
That is, the production method includes the steps of continuously supplying a reaction raw material containing a monomer mixture containing 50 to 92 mass % of methyl methacrylate, 30 to 7 mass % of α-methylstyrene, 1 to 20 mass % of maleic anhydride, and 0 to 20 mass % of other copolymerizable vinyl monomers, a radical polymerization initiator, and optionally a chain transfer agent, to a tank-type reactor;
The process includes a step of bulk polymerizing the monomer mixture in a tank reactor to a polymerization conversion rate of 30 to 60 mass % to obtain a reaction product, a step of removing the monomer mixture in the reaction product to obtain a precursor polymer, and a step of subjecting the obtained precursor polymer to a ring structure-forming reaction, and each step can be carried out by a known technique.
前記、環構造形成反応は、例えば、押出機を用いて、行うことができる。押出機として例えば単軸押出機、二軸押出機、多軸押出機などが挙げられる。混合性能の点から、二軸押出機が好ましい。二軸押出機には非噛合い型同方向回転式、噛合い型同方向回転式、非噛合い型異方向回転式、噛合い型異方向回転式が含まれる。噛合い型同方向回転式は、高速回転が可能であり、混合を効率的に促進できるので好ましい。これらの押出機は、単独で用いても、直列に繋いで用いてもよい。 The ring structure forming reaction can be carried out, for example, using an extruder. Examples of extruders include single-screw extruders, twin-screw extruders, and multi-screw extruders. In terms of mixing performance, twin-screw extruders are preferred. Twin-screw extruders include non-intermeshing co-rotating, intermeshing co-rotating, non-intermeshing counter-rotating, and intermeshing counter-rotating. Intermeshing co-rotating extruders are preferred because they are capable of high-speed rotation and can efficiently promote mixing. These extruders may be used alone or connected in series.
押出機を用いての環構造形成反応では、例えば、原料である前駆体ポリマーを押出機の原料投入部から投入し、該前駆体ポリマーを溶融させ、シリンダ内に充満させた後、添加ポンプを用いてイミド化剤(任意成分)などを押出機中に注入することにより、押出機中で環構造形成反応を進行させることができる。イミド化剤を用いると、構造単位(R)は、N-置換若しくは無置換グルタルイミド単位を含み、必要に応じてラクトン環単位及び/又は無水グルタル酸単位を含んでいてもよい。好ましいイミド化剤はR2-NH2(R2は前記に定義される通りである)で表される。イミド化剤は、メタクリル系共重合体100質量部に対し好ましくは1.6~12質量部使用される。イミド化剤が上記範囲内の使用量であると、メタクリル酸アミド単位の副生を抑制できる。 In the ring structure forming reaction using an extruder, for example, a precursor polymer as a raw material is charged from a raw material charging section of the extruder, the precursor polymer is melted, and the cylinder is filled, and then an imidizing agent (optional component) or the like is injected into the extruder using an addition pump, so that the ring structure forming reaction can proceed in the extruder. When an imidizing agent is used, the structural unit (R) contains an N-substituted or unsubstituted glutarimide unit, and may contain a lactone ring unit and/or a glutaric anhydride unit as necessary. A preferred imidizing agent is represented by R 2 -NH 2 (R 2 is as defined above). The imidizing agent is preferably used in an amount of 1.6 to 12 parts by mass per 100 parts by mass of the methacrylic copolymer. When the amount of the imidizing agent used is within the above range, the by-production of methacrylic acid amide units can be suppressed.
押出機中の反応ゾーンの樹脂温度は180~280℃の範囲にすることが好ましく、200~280℃の範囲にすることがより好ましい。反応ゾーンの樹脂温度が180℃未満だと環構造形成反応の反応効率の低下、メタクリル酸アミド単位の副生、等によりメタクリル系共重合体の耐熱性が低下する傾向となる。反応ゾーンの樹脂温度が280℃を超えると樹脂の分解が著しくなり得られるメタクリル系共重合体からなる成形体およびフィルムの引張り破断強度等の機械的強度が低下する傾向となる。なお、押出機中の反応ゾーンとは、押出機のシリンダにおいてイミド化剤などの注入位置から樹脂吐出口(ダイス部)までの間の領域をいう。 The resin temperature in the reaction zone of the extruder is preferably in the range of 180 to 280°C, and more preferably in the range of 200 to 280°C. If the resin temperature in the reaction zone is less than 180°C, the heat resistance of the methacrylic copolymer tends to decrease due to a decrease in the reaction efficiency of the ring structure formation reaction and the by-production of methacrylic acid amide units. If the resin temperature in the reaction zone exceeds 280°C, the resin decomposition becomes significant and the mechanical strength, such as the tensile breaking strength, of the molded body and film made of the methacrylic copolymer obtained tends to decrease. The reaction zone in the extruder refers to the region between the injection position of the imidizing agent, etc., in the cylinder of the extruder to the resin discharge port (die section).
押出機の反応ゾーン内での反応時間を長くすることにより、環構造形成反応をより進行させることができる。押出機の反応ゾーン内の反応時間は10秒より長くすることが好ましく、さらには30秒より長くすることがより好ましい。10秒以下の反応時間では環構造形成反応がほとんど進行しない可能性がある。 By increasing the reaction time in the reaction zone of the extruder, the ring structure forming reaction can proceed more efficiently. The reaction time in the reaction zone of the extruder is preferably longer than 10 seconds, and more preferably longer than 30 seconds. If the reaction time is less than 10 seconds, the ring structure forming reaction may not proceed at all.
押出機での樹脂圧力は、大気圧~50MPaの範囲内とすることが好ましく、さらには1~30MPaの範囲内とすることがより好ましい。50MPa以上では通常の押出機の機械耐圧の限界を越え、特殊な装置が必要となりコスト的に好ましくない。 The resin pressure in the extruder is preferably in the range of atmospheric pressure to 50 MPa, and more preferably in the range of 1 to 30 MPa. If it is more than 50 MPa, it will exceed the mechanical pressure resistance limit of a normal extruder, and special equipment will be required, which is not desirable from a cost perspective.
大気圧以下に減圧可能なベント孔を有する押出機を使用することが好ましい。このような構成によれば、未反応物、もしくはメタノール等の副生物やモノマー類を除去することができ、本発明のメタクリル系樹脂組成物を含む成形体の破断強度が向上する傾向となる。 It is preferable to use an extruder having a vent hole that can reduce the pressure to below atmospheric pressure. With this configuration, unreacted materials, by-products such as methanol, and monomers can be removed, and the breaking strength of a molded article containing the methacrylic resin composition of the present invention tends to be improved.
環構造形成反応時にメタクリル系共重合体中にカルボキシ基が副生することがある。このカルボキシ基は、必要に応じてエステル化剤や触媒などによりエステル基に変換してもよい。これにより光学フィルムを製造する際の樹脂の発泡が低減できる。かかるエステル基は、使用するエステル化剤や触媒により異なるが、溶融成形時の樹脂溶融粘度の低減およびエステル化の反応性、エステル化後の樹脂の耐熱性の観点から、メタクリル酸メチル単位を含むことが好ましく、メタクリル酸メチル単位とメタクリル酸エチル単位を共に含むことがより好ましい。 During the ring structure forming reaction, carboxyl groups may be produced as a by-product in the methacrylic copolymer. If necessary, these carboxyl groups may be converted to ester groups using an esterifying agent or catalyst. This reduces foaming of the resin when producing the optical film. The ester groups vary depending on the esterifying agent and catalyst used, but from the standpoint of reducing the resin melt viscosity during melt molding, the reactivity of the esterification, and the heat resistance of the resin after esterification, it is preferable for them to contain methyl methacrylate units, and it is even more preferable for them to contain both methyl methacrylate units and ethyl methacrylate units.
エステル化剤としては、コスト、反応性などの観点から、ジメチルカーボネートが好ましい。 Dimethyl carbonate is preferred as an esterifying agent from the standpoint of cost, reactivity, etc.
(エラストマー(B))
本発明のメタクリル系樹脂組成物中のエラストマー(B)の含有量は1~49質量%であり、5~45質量%であることが好ましく、10~40質量%の範囲であることがより好ましい。本発明のアクリル系樹脂組成物は、エラストマー(B)の含有量が1~49質量%の範囲であることで脆性が改良される。
(Elastomer (B))
The content of the elastomer (B) in the methacrylic resin composition of the present invention is 1 to 49% by mass, preferably 5 to 45% by mass, and more preferably 10 to 40% by mass. The acrylic resin composition of the present invention has improved brittleness by containing the elastomer (B) in the range of 1 to 49% by mass.
本発明に用いられるエラストマー(B)は、メタクリル系共重合体(A)との混練によって樹脂組成物を得られるものであれば、特に制限されない。エラストマー(B)は、樹脂組成物中において、分散相を形成するものが、好ましい。分散相の形態は、特に制限されず、例えば、球状、楕円体状、棒状、扁平体状、ひも状などを挙げることができる。 The elastomer (B) used in the present invention is not particularly limited as long as it can be kneaded with the methacrylic copolymer (A) to obtain a resin composition. The elastomer (B) is preferably one that forms a dispersed phase in the resin composition. The shape of the dispersed phase is not particularly limited, and examples thereof include spherical, ellipsoidal, rod-like, flat, and string-like shapes.
エラストマー(B)としては、アクリル酸エステル単位を有するものが好ましい。アクリル酸エステルとしては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸2-エチルヘキシルなどのアクリル酸アルキルエステル;アクリル酸フェニル、アクリル酸ベンジル、パラクミルフェノールエチレンオキサイド変性アクリレート、o-フェニルフェノールエチレンオキサイド変性アクリレートなどのアクリル酸アリールエステル;アクリル酸シクロへキシル、アクリル酸ノルボルネニルなどのアクリル酸シクロアルキルエステル;が挙げられ、アクリル酸アルキルエステル、アクリル酸アリールエステルが好ましく、アクリル酸アルキルエステルがより好ましく、アクリル酸ブチルが最も好ましい。エラストマー(B)に有するアクリル酸エステル単位の量は、好ましくは30質量%以上、より好ましくは35%質量以上90質量%以下、さらに好ましくは40質量%以上80質量%以下である。 As the elastomer (B), those having acrylic acid ester units are preferable. Examples of acrylic acid esters include alkyl acrylates such as methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, and 2-ethylhexyl acrylate; aryl acrylates such as phenyl acrylate, benzyl acrylate, paracumylphenol ethylene oxide modified acrylate, and o-phenylphenol ethylene oxide modified acrylate; and cycloalkyl acrylates such as cyclohexyl acrylate and norbornenyl acrylate. Among these, alkyl acrylates and aryl acrylates are preferable, alkyl acrylates are more preferable, and butyl acrylate is most preferable. The amount of acrylic acid ester units in the elastomer (B) is preferably 30% by mass or more, more preferably 35% by mass or more and 90% by mass or less, and even more preferably 40% by mass or more and 80% by mass or less.
エラストマー(B)は、アクリル酸エステル単位以外に、一分子中に重合性の炭素-炭素二重結合を一つだけ有するビニル系単量体単位を有してもよい。ビニル系単量体としては、例えば、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸2-エチルへキシルなどのメタクリル酸アルキルエステル;メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ベンジルなどのメタクリル酸アリールエステル;メタクリル酸シクロへキシル、メタクリル酸ノルボルネニルなどのメタクリル酸シクロアルキルエステル;スチレン、α-メチルスチレンなどの芳香族ビニル化合物;アクリルアミド;メタクリルアミド;アクリロニトリル;メタクリロニトリル;などを挙げることができる。 In addition to the acrylic ester units, the elastomer (B) may have vinyl monomer units having only one polymerizable carbon-carbon double bond in one molecule. Examples of vinyl monomers include alkyl methacrylate esters such as methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, butyl methacrylate, and 2-ethylhexyl methacrylate; aryl methacrylate esters such as phenyl methacrylate and benzyl methacrylate; cycloalkyl methacrylate esters such as cyclohexyl methacrylate and norbornenyl methacrylate; aromatic vinyl compounds such as styrene and α-methylstyrene; acrylamide; methacrylamide; acrylonitrile; methacrylonitrile; and the like.
エラストマー(B)は、その他に共役ジエン単量体単位を有してもよい。共役ジエン単量体単位としては、例えば、1,3-ブタジエン、イソプレン、またはこれら両単位を含むものを挙げることができる。 The elastomer (B) may also contain conjugated diene monomer units. Examples of conjugated diene monomer units include 1,3-butadiene, isoprene, or both units.
エラストマー(B)は、その分子形態によって特に制限されず、例えば、直鎖重合体エラストマー、分岐鎖重合体エラストマー、多層共重合体エラストマー、ブロック共重合体エラストマーなどを挙げることができる。これらのうち、エラストマー(B)は、メタクリル酸エステル単位とアクリル酸エステル単位を有する多層共重合体エラストマーを含有するもの、またはメタクリル酸エステル単位を主に有する重合体ブロック(b1)とアクリル酸エステル単位を有する重合体ブロック(b2)とからなるブロック共重合体エラストマーを含有するものが好ましい。エラストマー(B)は、ブロック共重合体エラストマーと多層共重合体エラストマーとを組み合わせて含有するものであってもよい。 The elastomer (B) is not particularly limited by its molecular form, and examples thereof include linear polymer elastomers, branched polymer elastomers, multilayer copolymer elastomers, and block copolymer elastomers. Of these, it is preferable that the elastomer (B) contains a multilayer copolymer elastomer having methacrylic acid ester units and acrylic acid ester units, or a block copolymer elastomer consisting of a polymer block (b1) mainly having methacrylic acid ester units and a polymer block (b2) having acrylic acid ester units. The elastomer (B) may contain a combination of a block copolymer elastomer and a multilayer copolymer elastomer.
多層共重合体エラストマーとしては、熱可塑性重合体(P)からなる最外層と、該最外層に接し且つ覆われた架橋重合体からなる内層を含む粒子を挙げることができ、内層と最外層がコアとシェルを成していることが好ましい。多層共重合体エラストマーは、例えば、芯(内層)が架橋ゴム重合体(Q)-外殻(最外層)が熱可塑性重合体(P)の2層重合体エラストマー粒子、芯(内層)が架橋重合体(R)-内殻(内層)が架橋ゴム重合体(Q)-外殻(最外層)が熱可塑性重合体(P)の3層重合体エラストマー粒子、芯(内層)が架橋ゴム重合体(Q)-第一内殻(内層)が架橋重合体(R)-第二内殻(内層)が架橋ゴム重合体(Q)-外殻(最外層)が熱可塑性重合体(P)の4層重合体エラストマー粒子などを挙げることができる。 Examples of the multilayer copolymer elastomer include particles including an outermost layer made of a thermoplastic polymer (P) and an inner layer made of a crosslinked polymer that is in contact with and covers the outermost layer, and it is preferable that the inner layer and the outermost layer form a core and a shell. Examples of the multilayer copolymer elastomer include two-layer polymer elastomer particles having a core (inner layer) of a crosslinked rubber polymer (Q) and an outer shell (outermost layer) of a thermoplastic polymer (P), three-layer polymer elastomer particles having a core (inner layer) of a crosslinked polymer (R), an inner shell (inner layer) of a crosslinked rubber polymer (Q) and an outer shell (outermost layer) of a thermoplastic polymer (P), and four-layer polymer elastomer particles having a core (inner layer) of a crosslinked rubber polymer (Q), a first inner shell (inner layer) of a crosslinked polymer (R), a second inner shell (inner layer) of a crosslinked rubber polymer (Q) and an outer shell (outermost layer) of a thermoplastic polymer (P).
透明性の観点から、隣り合う層の屈折率の差が、好ましくは0.005未満、より好ましくは0.004未満、さらに好ましくは0.003未満になるように各層に含有される重合体を選択することが好ましい。 From the viewpoint of transparency, it is preferable to select the polymers contained in each layer so that the difference in refractive index between adjacent layers is preferably less than 0.005, more preferably less than 0.004, and even more preferably less than 0.003.
多層共重合体エラストマーにおける内層と最外層との質量比は、好ましくは60/40~95/5、より好ましくは70/30~90/10である。内層は、最外層以外を全て含み得る。内層において、架橋ゴム重合体(Q)を含有してなる層が占める割合は、好ましくは20~70質量%、より好ましくは30~50質量%である。 The mass ratio of the inner layer to the outermost layer in the multilayer copolymer elastomer is preferably 60/40 to 95/5, more preferably 70/30 to 90/10. The inner layer may include all layers except the outermost layer. The proportion of the layer containing the crosslinked rubber polymer (Q) in the inner layer is preferably 20 to 70 mass%, more preferably 30 to 50 mass%.
多層共重合体エラストマーは、平均粒子径が、好ましくは0.1~1.0μm、より好ましくは0.16~0.8μm、さらに好ましくは0.18~0.5μmである。このような範囲内の平均粒子径、特に0.15~1.0μmの平均粒子径を有する多層共重合体エラストマーを用いると、少量の配合で、靭性を発現することができ、このため剛性や耐候性を損なうことがない。なお、本明細書における平均粒子径は、光散乱光法によって測定される、体積基準の粒径分布における平均値である。 The multilayer copolymer elastomer preferably has an average particle size of 0.1 to 1.0 μm, more preferably 0.16 to 0.8 μm, and even more preferably 0.18 to 0.5 μm. By using a multilayer copolymer elastomer having an average particle size within this range, particularly an average particle size of 0.15 to 1.0 μm, toughness can be achieved with a small amount of the compounded product, and therefore rigidity and weather resistance are not impaired. Note that the average particle size in this specification is the average value in the volume-based particle size distribution measured by the light scattering method.
熱可塑性重合体(P)は、炭素数1~8のアルキル基を有するメタクリル酸アルキルエステル単位および必要に応じて該メタクリル酸アルキルエステル以外の単官能単量体単位からなる重合体である。熱可塑性重合体(P)は、多官能単量体単位を含まない方が好ましい。 The thermoplastic polymer (P) is a polymer consisting of methacrylic acid alkyl ester units having an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms and, as necessary, monofunctional monomer units other than the methacrylic acid alkyl ester. It is preferable that the thermoplastic polymer (P) does not contain polyfunctional monomer units.
熱可塑性重合体(P)を構成する炭素数1~8のアルキル基を有するメタクリル酸アルキルエステル単位の量は、熱可塑性重合体(P)の質量に対して、好ましくは80~100質量%、より好ましくは85~95質量%である。 The amount of methacrylic acid alkyl ester units having an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms constituting the thermoplastic polymer (P) is preferably 80 to 100% by mass, more preferably 85 to 95% by mass, based on the mass of the thermoplastic polymer (P).
炭素数1~8のアルキル基を有するメタクリル酸アルキルエステル(以下、メタクリル酸C1-8アルキルエステルということがある。)としては、例えば、メタクリル酸メチルが好ましい。 As the methacrylic acid alkyl ester having an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms (hereinafter, sometimes referred to as methacrylic acid C 1-8 alkyl ester), for example, methyl methacrylate is preferable.
熱可塑性重合体(P)を構成するメタクリル酸C1-8アルキルエステル以外の単官能単量体単位の量は、熱可塑性重合体(P)の質量に対して、好ましくは0~70質量%、より好ましくは5~65質量%である。 The amount of monofunctional monomer units other than the C 1-8 alkyl methacrylate constituting the thermoplastic polymer (P) is preferably 0 to 70 mass%, more preferably 5 to 65 mass%, based on the mass of the thermoplastic polymer (P).
メタクリル酸C1-8アルキルエステル以外の単官能単量体としては、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ベンジルなどのメタクリル酸アリールエステル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸2-エチルヘキシル、アクリル酸プロルなどのアクリル酸エステル;スチレンなどの芳香族ビニル化合物を挙げることができる。 Examples of monofunctional monomers other than methacrylic acid C1-8 alkyl esters include methacrylic acid aryl esters such as phenyl methacrylate, benzyl methacrylate, and other acrylates, such as methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, and propyl acrylate, and aromatic vinyl compounds such as styrene.
最外層は1種の熱可塑性重合体(P)からなる単層であってもよいし、2種以上の熱可塑性重合体(P)からなる複層であってもよい。 The outermost layer may be a single layer made of one type of thermoplastic polymer (P), or may be a multilayer made of two or more types of thermoplastic polymers (P).
熱可塑性重合体(P)の量は、多層共重合体エラストマーの量に対して、好ましくは15~75質量%、より好ましくは45~70質量%、さらに好ましくは50~65質量%である。 The amount of thermoplastic polymer (P) is preferably 15 to 75% by mass, more preferably 45 to 70% by mass, and even more preferably 50 to 65% by mass, based on the amount of the multilayer copolymer elastomer.
内層である架橋弾性体の層は、架橋ゴム重合体(Q)からなる中間層と、架橋重合体(R)からなり且つ前記中間層に接して覆われた内層とを有する。 The inner layer, which is a crosslinked elastic layer, has an intermediate layer made of a crosslinked rubber polymer (Q) and an inner layer made of a crosslinked polymer (R) that is in contact with and covers the intermediate layer.
架橋重合体(R)は、メタクリル酸メチル単位、メタクリル酸メチル以外の単官能単量体単位、および多官能単量体単位からなる。 The crosslinked polymer (R) consists of methyl methacrylate units, monofunctional monomer units other than methyl methacrylate, and polyfunctional monomer units.
架橋重合体(R)を構成するメタクリル酸メチル単位の量は、架橋重合体(R)の質量に対して、好ましくは40~98.5質量%、より好ましくは45~95質量%である。 The amount of methyl methacrylate units constituting the crosslinked polymer (R) is preferably 40 to 98.5% by mass, more preferably 45 to 95% by mass, based on the mass of the crosslinked polymer (R).
架橋重合体(R)を構成するメタクリル酸メチル以外の単官能単量体単位の量は、架橋重合体(R)の質量に対して、5~60質量%、好ましくは10~50質量%である。 The amount of monofunctional monomer units other than methyl methacrylate constituting the crosslinked polymer (R) is 5 to 60% by mass, preferably 10 to 50% by mass, based on the mass of the crosslinked polymer (R).
メタクリル酸メチル以外の単官能単量体としては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸2-エチルヘキシル、アクリル酸プロピルなどのアクリル酸エステル;アクリル酸フェニル、アクリル酸ベンジル、パラクミルフェノールエチレンオキサイド変性アクリレート、o-フェニルフェノールエチレンオキサイド変性アクリレートなどのアクリル酸アリールエステル;スチレンなどの芳香族ビニル化合物を挙げることができる。 Examples of monofunctional monomers other than methyl methacrylate include acrylic esters such as methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, and propyl acrylate; aryl acrylates such as phenyl acrylate, benzyl acrylate, para-cumylphenol ethylene oxide modified acrylate, and o-phenylphenol ethylene oxide modified acrylate; and aromatic vinyl compounds such as styrene.
架橋重合体(R)を構成する多官能単量体単位の量は、架橋重合体(R)の質量に対して、好ましくは0.05~0.4質量%、より好ましくは0.1~0.3質量%である。 The amount of the polyfunctional monomer unit constituting the crosslinked polymer (R) is preferably 0.05 to 0.4% by mass, more preferably 0.1 to 0.3% by mass, based on the mass of the crosslinked polymer (R).
多官能単量体としては、エチレングリコールジメタクリレート、プロピレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ヘキサンジオールジメタクリレート、エチレングリコールジアクリレート、プロピレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、アリルメタクリレート、トリアリルイソシアヌレート、ジビニルベンゼンなどを挙げることができる。 Examples of polyfunctional monomers include ethylene glycol dimethacrylate, propylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, hexanediol dimethacrylate, ethylene glycol diacrylate, propylene glycol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, allyl methacrylate, triallyl isocyanurate, and divinylbenzene.
架橋重合体(R)の量は、多層共重合体エラストマーの量に対して、好ましくは5~40質量%、より好ましくは7~38質量%、さらに好ましくは10~35質量%である。 The amount of the crosslinked polymer (R) is preferably 5 to 40% by mass, more preferably 7 to 38% by mass, and even more preferably 10 to 35% by mass, based on the amount of the multilayer copolymer elastomer.
架橋ゴム重合体(Q)は、炭素数1~8のアルキル基を有するアクリル酸アルキルエステル単位、アクリル酸アリールエステル単位および/または共役ジエン単位、および多官能単量体単位を含む。 The crosslinked rubber polymer (Q) contains acrylate alkyl ester units having an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, acrylate aryl ester units and/or conjugated diene units, and polyfunctional monomer units.
架橋ゴム重合体(Q)を構成する炭素数1~8のアルキル基を有するアクリル酸アルキルエステル単位および/または共役ジエン単位の量は、架橋ゴム重合体(Q)の質量に対して、好ましくは85~99.5質量%、より好ましくは95~99質量%である。 The amount of acrylic acid alkyl ester units and/or conjugated diene units having an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms constituting the crosslinked rubber polymer (Q) is preferably 85 to 99.5% by mass, more preferably 95 to 99% by mass, based on the mass of the crosslinked rubber polymer (Q).
炭素数1~8のアルキル基を有するアクリル酸アルキルエステルとしては、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸2-エチルヘキシル、アクリル酸プロピルなどを挙げることができる。 Examples of alkyl acrylate esters having an alkyl group with 1 to 8 carbon atoms include methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, and propyl acrylate.
アクリル酸アリールエステルとしては、例えば、アクリル酸フェニル、アクリル酸ベンジル、パラクミルフェノールエチレンオキサイド変性アクリレート、o-フェニルフェノールエチレンオキサイド変性アクリレートなどのアクリル酸アリールエステルなどを挙げることができる。 Examples of aryl acrylate esters include aryl acrylate esters such as phenyl acrylate, benzyl acrylate, paracumylphenol ethylene oxide modified acrylate, and o-phenylphenol ethylene oxide modified acrylate.
共役ジエンとしては、例えば、1,3-ブタジエン、イソプレンなどを挙げることができる。 Examples of conjugated dienes include 1,3-butadiene and isoprene.
1,3-ブタジエンを単量体として含む架橋ゴム重合体(Q)としては、例えば、1,3ポリブタジエンホモポリマーまたは1,3-ポリブタジエン単位50重量%以上から構成される共重合体を挙げることができる。該共重合体の例としては、例えばブタジエン-スチレン共重合体、ブタジエン-ビニルトルエン共重合体などのようなブタジエン-芳香族ビニル化合物共重合体などを含み、更に1,3-ブタジエン単位50重量%以上から構成される三元共重合体も含む。これらは、通常、公知の乳化重合によって容易に製造することができる。 Examples of crosslinked rubber polymers (Q) containing 1,3-butadiene as a monomer include 1,3 polybutadiene homopolymers and copolymers composed of 50% by weight or more of 1,3-polybutadiene units. Examples of such copolymers include butadiene-aromatic vinyl compound copolymers such as butadiene-styrene copolymers and butadiene-vinyl toluene copolymers, and further include terpolymers composed of 50% by weight or more of 1,3-butadiene units. These can usually be easily produced by known emulsion polymerization.
架橋ゴム重合体(Q)を構成する多官能単量体単位の量は、架橋ゴム重合体(Q)の質量に対して、好ましくは1~1.7質量%、より好ましくは1.2~1.6質量%、さらに好ましくは1.3~1.5質量%である。 The amount of polyfunctional monomer units constituting the crosslinked rubber polymer (Q) is preferably 1 to 1.7 mass%, more preferably 1.2 to 1.6 mass%, and even more preferably 1.3 to 1.5 mass%, based on the mass of the crosslinked rubber polymer (Q).
多官能単量体としては、架橋重合体(R)で挙げたものなどを挙げることができる。 Examples of polyfunctional monomers include those listed for crosslinked polymers (R).
耐屈曲性の向上の観点から、架橋ゴム重合体(Q)中の多官能単量体単位の質量に対する、架橋重合体(R)中の多官能単量体単位の質量の比が、好ましくは0.05~0.25、より好ましくは0.1~0.2である。架橋ゴム重合体(Q)のガラス転移温度は、架橋重合体(R)のガラス転移温度より低いことが好ましい。 From the viewpoint of improving flex resistance, the ratio of the mass of the polyfunctional monomer units in the crosslinked polymer (R) to the mass of the polyfunctional monomer units in the crosslinked rubber polymer (Q) is preferably 0.05 to 0.25, more preferably 0.1 to 0.2. The glass transition temperature of the crosslinked rubber polymer (Q) is preferably lower than the glass transition temperature of the crosslinked polymer (R).
架橋ゴム重合体(Q)の量は、多層共重合体エラストマーの量に対して、好ましくは20~55質量%、より好ましくは25~50質量%、さらに好ましくは30~45質量%である。 The amount of the crosslinked rubber polymer (Q) is preferably 20 to 55% by mass, more preferably 25 to 50% by mass, and even more preferably 30 to 45% by mass, based on the amount of the multilayer copolymer elastomer.
多層共重合体エラストマーは、架橋弾性体の層の平均直径(d)が、好ましくは60~110nm、より好ましくは65~105nm、更に好ましくは70~100nmである。架橋弾性体の層の平均直径d(nm)は次のように測定できる。多層共重合体エラストマーを含む樹脂組成物を油圧式プレス成形機を用いて、金型サイズ50mm×120mm、プレス温度250℃、予熱時間3分、プレス圧力50kg/cm2、プレス時間30秒、冷却温度20℃、冷却時の圧力50kg/cm2、冷却時間10分の条件にて3mの平板に成形する。ミクロトームを用いて、得られた平板を-100℃にて長辺に平行な方向に切削して、厚さ40nmの薄片を得、この薄片をルテニウムで染色処理する。染色処理された薄片を走査型透過電子顕微鏡(日本電子製JSM7600F)にて加速電圧25kVにて観察し写真を撮影する。ルテニウム染色された部分(架橋弾性体の層の切片露出部)の短径と長径を測定し、(短径+長径)/2を架橋弾性体の層の直径とし、20個以上計測した後、その数平均値(平均直径)を算出する。 The average diameter (d) of the crosslinked elastic layer of the multilayer copolymer elastomer is preferably 60 to 110 nm, more preferably 65 to 105 nm, and even more preferably 70 to 100 nm. The average diameter d (nm) of the crosslinked elastic layer can be measured as follows. A resin composition containing the multilayer copolymer elastomer is molded into a 3 m flat plate using a hydraulic press molding machine under the following conditions: mold size 50 mm x 120 mm, press temperature 250°C, preheating time 3 minutes, press pressure 50 kg/cm 2 , press time 30 seconds, cooling temperature 20°C, pressure during cooling 50 kg/cm 2 , and cooling time 10 minutes. The obtained flat plate is cut in a direction parallel to the long side at -100°C using a microtome to obtain a thin piece with a thickness of 40 nm, and the thin piece is stained with ruthenium. The stained thin piece is observed and photographed using a scanning transmission electron microscope (JSM7600F manufactured by JEOL Ltd.) at an accelerating voltage of 25 kV. The minor axis and major axis of the ruthenium-stained portion (exposed portion of the slice of the crosslinked elastic layer) are measured, and (minor axis + major axis)/2 is defined as the diameter of the crosslinked elastic layer. After measuring 20 or more pieces, the number average value (average diameter) is calculated.
多層共重合体エラストマーの屈折率は、好ましくは1.500~1.540、より好ましくは1.505~1.535である。屈折率がこの範囲内であると、メタクリル系樹脂組成物の透明性が高くなる。 The refractive index of the multilayer copolymer elastomer is preferably 1.500 to 1.540, and more preferably 1.505 to 1.535. If the refractive index is within this range, the transparency of the methacrylic resin composition will be high.
多層共重合体エラストマーの架橋ゴム重合体(Q)のガラス転移温度は23℃以下が好ましく、10℃以下がより好ましく、0℃以下がさらに好ましい。ガラス転移温度が23℃を上回と、靭性が損なわれるため好ましくない。 The glass transition temperature of the crosslinked rubber polymer (Q) of the multilayer copolymer elastomer is preferably 23°C or lower, more preferably 10°C or lower, and even more preferably 0°C or lower. A glass transition temperature above 23°C is not preferred because toughness is impaired.
多層共重合体エラストマーは、その製造方法によって、特に限定されない。例えば、乳化重合などを挙げることができる。 The multilayer copolymer elastomer is not particularly limited by its manufacturing method. For example, emulsion polymerization can be mentioned.
乳化重合による場合は、例えば、架橋重合体(R)を構成するための単量体(r)を乳化重合して架橋重合体(R)を含有するラテックスを得、これに架橋ゴム重合体(Q)を構成するための単量体(q)を添加して、単量体(q)をシード乳化重合して架橋重合体(R)と架橋ゴム重合体(q)を含有するラテックスを得、これに熱可塑性重合体(P)を構成するための単量体(p)を加えて、単量体(p)をシード乳化重合して多層共重合体エラストマーを含有するラテックスを得ることができる。なお、乳化重合は重合体を含有するラテックスを得るために用いられる公知の方法である。シード乳化重合はシード粒子の表面で単量体の重合反応を行わせる方法である。シード乳化重合はコアシェル構造重合体粒子を得るために好ましく用いられる。 In the case of emulsion polymerization, for example, a monomer (r) for constituting a crosslinked polymer (R) is emulsion polymerized to obtain a latex containing the crosslinked polymer (R), a monomer (q) for constituting a crosslinked rubber polymer (Q) is added thereto, and the monomer (q) is seed emulsion polymerized to obtain a latex containing the crosslinked polymer (R) and the crosslinked rubber polymer (q), and a monomer (p) for constituting a thermoplastic polymer (P) is added thereto, and the monomer (p) is seed emulsion polymerized to obtain a latex containing a multilayer copolymer elastomer. Note that emulsion polymerization is a known method used to obtain a latex containing a polymer. Seed emulsion polymerization is a method in which a polymerization reaction of a monomer is carried out on the surface of a seed particle. Seed emulsion polymerization is preferably used to obtain core-shell structured polymer particles.
(メタクリル系樹脂組成物)
本発明のメタクリル系樹脂組成物は、メタクリル系共重合体(A)/エラストマー(B)の質量比が、耐衝撃性、表面硬度の観点から99/1~51/49であり、95/5~55/45であることが好ましく、90/10~60/40であることがより好ましい。
(Methacrylic resin composition)
In the methacrylic resin composition of the present invention, the mass ratio of the methacrylic copolymer (A)/the elastomer (B) is from 99/1 to 51/49, preferably from 95/5 to 55/45, and more preferably from 90/10 to 60/40, from the viewpoints of impact resistance and surface hardness.
本発明のメタクリル系樹脂組成物は、メタクリル系共重合体(A)とエラストマー(B)の屈折率差の絶対値が0.01以下であることが好ましく、0.008以下であることがより好ましく、0.005以下であることがさらに好ましい。メタクリル系共重合体(A)とエラストマー(B)との屈折率差の絶対値が0.01以下であると、透明性に優れたメタクリル系樹脂組成物を得ることが可能となる。 In the methacrylic resin composition of the present invention, the absolute value of the refractive index difference between the methacrylic copolymer (A) and the elastomer (B) is preferably 0.01 or less, more preferably 0.008 or less, and even more preferably 0.005 or less. When the absolute value of the refractive index difference between the methacrylic copolymer (A) and the elastomer (B) is 0.01 or less, it is possible to obtain a methacrylic resin composition with excellent transparency.
上記屈折率条件を満たすための方法としては、メタクリル系共重合体(A)の各単量体の単位組成比を調整する方法、及び/又はエラストマー(B)に使用される重合体または単量体の組成比を調整する方法等が挙げられる。 Methods for satisfying the above refractive index conditions include adjusting the unit composition ratio of each monomer in the methacrylic copolymer (A) and/or adjusting the composition ratio of the polymer or monomer used in the elastomer (B).
本発明のメタクリル系樹脂組成物は、JIS K7206のB50法で定められた方法で測定した成形体の軟化温度が、好ましくは100℃以上、より好ましくは105℃以上、さらに好ましくは110℃以上である。軟化温度110℃以上であると成形体は耐熱性に優れ、高温化での寸法安定性に優れる。 The methacrylic resin composition of the present invention has a molded product with a softening temperature of preferably 100°C or higher, more preferably 105°C or higher, and even more preferably 110°C or higher, as measured by the method specified in JIS K7206 B50 method. If the softening temperature is 110°C or higher, the molded product has excellent heat resistance and excellent dimensional stability at high temperatures.
本発明のメタクリル系樹脂組成物は、メタクリル系共重合体(A)の飽和吸水率測定と同条件で行った飽和吸水率が、3.5%以下、より好ましくは3.3%以下、さらに好ましくは3.0%以下である。飽和吸水率が3.5%以下であることで、吸湿による物性低下の影響が小さく、また高湿化での寸法安定性に優れる。 The methacrylic resin composition of the present invention has a saturated water absorption of 3.5% or less, more preferably 3.3% or less, and even more preferably 3.0% or less, measured under the same conditions as those for the saturated water absorption of the methacrylic copolymer (A). A saturated water absorption of 3.5% or less reduces the effect of deterioration of physical properties due to moisture absorption, and has excellent dimensional stability at high humidity.
本発明のメタクリル系樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じてフィラーを含んでいてもよい。フィラーとしては、炭酸カルシウム、タルク、カーボンブラック、酸化チタン、シリカ、クレー、硫酸バリウム、炭酸マグネシウムなどを挙げることができる。本発明の樹脂組成物に含有し得るフィラーの量は、好ましくは3質量%以下、より好ましくは1.5質量%以下である。 The methacrylic resin composition of the present invention may contain a filler as necessary, as long as the effect of the present invention is not impaired. Examples of fillers include calcium carbonate, talc, carbon black, titanium oxide, silica, clay, barium sulfate, and magnesium carbonate. The amount of filler that can be contained in the resin composition of the present invention is preferably 3% by mass or less, and more preferably 1.5% by mass or less.
本発明のメタクリル系樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、他の重合体を含んでいてもよい。他の重合体としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン-1、ポリ-4-メチルペンテン-1、ポリノルボルネンなどのポリオレフィン樹脂;エチレン系アイオノマー;ポリスチレン、スチレン-無水マレイン酸共重合体、ハイインパクトポリスチレン、AS樹脂、ABS樹脂、AES樹脂、AAS樹脂、ACS樹脂、MBS樹脂などのスチレン系樹脂;アクリル系共重合体(A)以外のメチルメタクリレート系重合体、メチルメタクリレート-スチレン共重合体;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル樹脂;ナイロン6、ナイロン66、ポリアミドエラストマーなどのポリアミド;ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、エチレン-ビニルアルコール共重合体、ポリアセタール、ポリフッ化ビニリデン、ポリウレタン、フェノキシ樹脂、変性ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンスルフィド、シリコーン変性樹脂;シリコーンゴム;SEPS、SEBS、SISなどのスチレン系熱可塑性エラストマー;IR、EPR、EPDMなどのオレフィン系ゴムなどを挙げることができる。本発明の樹脂組成物に含有され得る他の重合体の量は、好ましくは10質量%以下、より好ましくは5質量%以下、最も好ましくは0質量%である。 The methacrylic resin composition of the present invention may contain other polymers as long as the effects of the present invention are not impaired. Examples of other polymers include polyolefin resins such as polyethylene, polypropylene, polybutene-1, poly-4-methylpentene-1, and polynorbornene; ethylene-based ionomers; styrene-based resins such as polystyrene, styrene-maleic anhydride copolymer, high impact polystyrene, AS resin, ABS resin, AES resin, AAS resin, ACS resin, and MBS resin; methyl methacrylate-based polymers other than the acrylic copolymer (A), and methyl methacrylate-styrene copolymers; polyester resins such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate; polyamides such as nylon 6, nylon 66, and polyamide elastomers; polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinyl alcohol, ethylene-vinyl alcohol copolymers, polyacetal, polyvinylidene fluoride, polyurethane, phenoxy resins, modified polyphenylene ether, polyphenylene sulfide, and silicone-modified resins; silicone rubber; styrene-based thermoplastic elastomers such as SEPS, SEBS, and SIS; and olefin-based rubbers such as IR, EPR, and EPDM. The amount of other polymers that may be contained in the resin composition of the present invention is preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, and most preferably 0% by mass.
本発明のメタクリル系樹脂組成物には、本発明の効果を損なわない範囲で、酸化防止剤、熱劣化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、滑剤、離型剤、高分子加工助剤、帯電防止剤、難燃剤、染顔料、光拡散剤、有機色素、艶消し剤、蛍光体などの添加剤を含有していてもよい。 The methacrylic resin composition of the present invention may contain additives such as antioxidants, heat deterioration inhibitors, UV absorbers, light stabilizers, lubricants, release agents, polymer processing aids, antistatic agents, flame retardants, dyes and pigments, light diffusing agents, organic dyes, matting agents, and fluorescent materials, within the scope of the invention.
酸化防止剤は、酸素存在下においてそれ単体で樹脂の酸化劣化防止に効果を有するものである。例えば、リン系酸化防止剤、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、チオエーテル系酸化防止剤などが挙げられる。これらの酸化防止剤は1種単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中、着色による光学特性の劣化防止効果の観点から、リン系酸化防止剤やヒンダードフェノール系酸化防止剤が好ましく、リン系酸化防止剤とヒンダードフェノール系酸化防止剤との併用がより好ましい。 The antioxidant is effective in preventing the oxidative deterioration of the resin by itself in the presence of oxygen. Examples include phosphorus-based antioxidants, hindered phenol-based antioxidants, and thioether-based antioxidants. These antioxidants can be used alone or in combination of two or more. Among these, from the viewpoint of the effect of preventing the deterioration of optical properties due to coloring, phosphorus-based antioxidants and hindered phenol-based antioxidants are preferred, and the combined use of phosphorus-based antioxidants and hindered phenol-based antioxidants is more preferred.
リン系酸化防止剤とヒンダードフェノール系酸化防止剤とを併用する場合、その割合は特に制限されないが、リン系酸化防止剤/ヒンダードフェノール系酸化防止剤の質量比で、好ましくは1/5~2/1、より好ましくは1/2~1/1である。 When a phosphorus-based antioxidant and a hindered phenol-based antioxidant are used in combination, there are no particular limitations on the ratio, but the mass ratio of phosphorus-based antioxidant/hindered phenol-based antioxidant is preferably 1/5 to 2/1, and more preferably 1/2 to 1/1.
リン系酸化防止剤としては、2,2-メチレンビス(4,6-ジt-ブチルフェニル)オクチルホスファイト(ADEKA社製;商品名:アデカスタブHP-10)、トリス(2,4-ジt-ブチルフェニル)ホスファイト(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製;商品名:IRUGAFOS168)、3,9-ビス(2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェノキシ)-2,4,8,10-テトラオキサ-3,9-ジホスファスピロ[5.5]ウンデカン(ADEKA社製;商品名:アデカスタブPEP-36)などが挙げられる。 Examples of phosphorus-based antioxidants include 2,2-methylenebis(4,6-di-t-butylphenyl)octylphosphite (manufactured by ADEKA Corporation; product name: Adeka STAB HP-10), tris(2,4-di-t-butylphenyl)phosphite (manufactured by Ciba Specialty Chemicals Corporation; product name: IRUGAFOS168), and 3,9-bis(2,6-di-tert-butyl-4-methylphenoxy)-2,4,8,10-tetraoxa-3,9-diphosphaspiro[5.5]undecane (manufactured by ADEKA Corporation; product name: Adeka STAB PEP-36).
ヒンダードフェノール系酸化防止剤としては、ペンタエリスリチル-テトラキス〔3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製;商品名IRGANOX1010)、オクタデシル-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製;商品名IRGANOX1076)などが挙げられる。 Examples of hindered phenol-based antioxidants include pentaerythrityl-tetrakis[3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate] (manufactured by Ciba Specialty Chemicals; product name IRGANOX 1010) and octadecyl-3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate (manufactured by Ciba Specialty Chemicals; product name IRGANOX 1076).
熱劣化防止剤は、実質上無酸素の状態下で高熱にさらされたときに生じるポリマーラジカルを捕捉することによって樹脂の熱劣化を防止できる化合物であり、例えば、2-t-ブチル-6-(3’-t-ブチル-5’-メチル-ヒドロキシベンジル)-4-メチルフェニルアクリレート(住友化学社製;商品名スミライザーGM)、2,4-ジ-t-アミル-6-(3’,5’-ジ-t-アミル-2’-ヒドロキシ-α-メチルベンジル)フェニルアクリレート(住友化学社製;商品名スミライザーGS)などが挙げられる。 Thermal degradation inhibitors are compounds that can prevent thermal degradation of resins by capturing polymer radicals that are generated when exposed to high heat in a substantially oxygen-free state. Examples include 2-t-butyl-6-(3'-t-butyl-5'-methyl-hydroxybenzyl)-4-methylphenyl acrylate (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.; product name Sumilizer GM) and 2,4-di-t-amyl-6-(3',5'-di-t-amyl-2'-hydroxy-α-methylbenzyl)phenyl acrylate (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.; product name Sumilizer GS).
紫外線吸収剤は、紫外線を吸収する能力を有する化合物である。紫外線吸収剤は、主に光エネルギーを熱エネルギーに変換する機能を有すると言われる化合物である。 An ultraviolet absorber is a compound that has the ability to absorb ultraviolet rays. It is said that ultraviolet absorbers mainly have the function of converting light energy into heat energy.
紫外線吸収剤としては、ベンゾフェノン類、ベンゾトリアゾール類、トリアジン類、ベンゾエート類、サリシレート類、シアノアクリレート類、蓚酸アニリド類、マロン酸エステル類、ホルムアミジン類などを挙げることができる。これらは1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、ベンゾトリアゾール類、トリアジン類、または波長380~450nmにおけるモル吸光係数の最大値εmaxが1200dm3・mol-1cm-1以下である紫外線吸収剤が好ましい。 Examples of ultraviolet absorbents include benzophenones, benzotriazoles, triazines, benzoates, salicylates, cyanoacrylates, oxalic anilides, malonic acid esters, and formamidines. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, benzotriazoles, triazines, or ultraviolet absorbents having a maximum molar absorption coefficient εmax of 1200 dm 3 mol -1 cm -1 or less at a wavelength of 380 to 450 nm are preferred.
光安定剤は、主に光による酸化で生成するラジカルを捕捉する機能を有すると言われる化合物であり、例えば、2,2,6,6-テトラアルキルピペリジン骨格を持つ化合物などのヒンダードアミン類が挙げられる。 Light stabilizers are compounds that are said to have the function of capturing radicals generated mainly by oxidation due to light, and examples of such compounds include hindered amines such as compounds with a 2,2,6,6-tetraalkylpiperidine skeleton.
滑剤としては、例えば、ステアリン酸、ベヘニン酸、ステアロアミド酸、メチレンビスステアロアミド、ヒドロキシステアリン酸トリグリセリド、パラフィンワックス、ケトンワックス、オクチルアルコール、硬化油などを挙げることができる。 Examples of lubricants include stearic acid, behenic acid, stearamide acid, methylene bisstearamide, hydroxystearic acid triglyceride, paraffin wax, ketone wax, octyl alcohol, and hardened oil.
離型剤は、成形品の金型からの離型を容易にする機能を有する化合物であり、例えば、セチルアルコール、ステアリルアルコールなどの高級アルコール類;ステアリン酸モノグリセライド、ステアリン酸ジグリセライドなどのグリセリン高級脂肪酸エステルなどが挙げられる。グリセリン高級脂肪酸エステルの使用はゲル状異物の原因となる場合があるため、高級アルコール類を使用することが好ましい。 A mold release agent is a compound that functions to facilitate the release of a molded product from a mold, and examples thereof include higher alcohols such as cetyl alcohol and stearyl alcohol; and higher fatty acid esters of glycerin such as monoglyceride stearate and diglyceride stearate. The use of higher fatty acid esters of glycerin can cause gel-like foreign matter, so it is preferable to use higher alcohols.
高分子加工助剤は、アクリル系樹脂組成物を成形する際、厚さ精度および薄膜化に効果を発揮する化合物である。高分子加工助剤は、通常、乳化重合法によって製造することができる。高分子加工助剤は、好ましくは0.05~0.5μmの粒子径を有する重合体粒子である。 The polymer processing aid is a compound that is effective in achieving thickness accuracy and thinning when molding an acrylic resin composition. The polymer processing aid can usually be produced by emulsion polymerization. The polymer processing aid is preferably a polymer particle having a particle size of 0.05 to 0.5 μm.
該重合体粒子は、単一組成比および単一極限粘度の重合体からなる単層粒子であってもよいし、また組成比または極限粘度の異なる2種以上の重合体からなる多層粒子であってもよい。この中でも、内層に低い極限粘度を有する重合体層を有し、外層に5dl/g以上の高い極限粘度を有する重合体層を有する2層構造の粒子が好ましいものとして挙げられる。高分子加工助剤は、極限粘度が3~6dl/gであることが好ましい。極限粘度が小さすぎると成形性の改善効果が低い。極限粘度が大きすぎるとアクリル系樹脂組成物の溶融流動性の低下を招きやすい。 The polymer particles may be single-layer particles made of a polymer with a single composition ratio and a single intrinsic viscosity, or may be multi-layer particles made of two or more polymers with different composition ratios or intrinsic viscosities. Among these, preferred are particles with a two-layer structure having an inner polymer layer with a low intrinsic viscosity and an outer polymer layer with a high intrinsic viscosity of 5 dl/g or more. The polymer processing aid preferably has an intrinsic viscosity of 3 to 6 dl/g. If the intrinsic viscosity is too low, the effect of improving moldability is low. If the intrinsic viscosity is too high, the melt flowability of the acrylic resin composition is likely to decrease.
帯電防止剤としては、ヘプチルスルホン酸ナトリウム、オクチルスルホン酸ナトリウム、ノニルスルホン酸ナトリウム、デシルスルホン酸ナトリウム、ドデシルスルホン酸ナトリウム、セチルスルホン酸ナトリウム、オクタデシルスルホン酸ナトリウム、ジヘプチルスルホン酸ナトリウム、ヘプチルスルホン酸カリウム、オクチルスルホン酸カリウム、ノニルスルホン酸カリウム、デシルスルホン酸カリウム、ドデシルスルホン酸カリウム、セチルスルホン酸カリウム、オクタデシルスルホン酸カリウム、ジヘプチルスルホン酸カリウム、ヘプチルスルホン酸リチウム、オクチルスルホン酸リチウム、ノニルスルホン酸リチウム、デシルスルホン酸リチウム、ドデシルスルホン酸リチウム、セチルスルホン酸リチウム、オクタデシルスルホン酸リチウム、ジヘプチルスルホン酸リチウム等のアルキルスルホン酸塩等が挙げられる。 Examples of antistatic agents include alkyl sulfonates such as sodium heptyl sulfonate, sodium octyl sulfonate, sodium nonyl sulfonate, sodium decyl sulfonate, sodium dodecyl sulfonate, sodium cetyl sulfonate, sodium octadecyl sulfonate, sodium diheptyl sulfonate, potassium heptyl sulfonate, potassium octyl sulfonate, potassium nonyl sulfonate, potassium decyl sulfonate, potassium dodecyl sulfonate, potassium cetyl sulfonate, potassium octadecyl sulfonate, potassium diheptyl sulfonate, lithium heptyl sulfonate, lithium octyl sulfonate, lithium nonyl sulfonate, lithium decyl sulfonate, lithium dodecyl sulfonate, lithium cetyl sulfonate, lithium octadecyl sulfonate, and lithium diheptyl sulfonate.
難燃剤としては、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水和珪酸アルミニウム、水和珪酸マグネシウム、ハイドロタルサイト等の水酸基または結晶水を有する金属水和物、ポリリン酸アミン、リン酸エステル等のリン酸化合物、シリコン化合物等が挙げられ、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリプロピルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリペンチルホスフェート、トリヘキシルホスフェート、トリシクロヘキシルホスフェート、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、ジメチルエチルホスフェート、メチルジブチルホスフェート、エチルジプロピルホスフェート、ヒドロキシフェニルジフェニルホスフェートなどのリン酸エステル系難燃剤が好ましい。 Flame retardants include metal hydrates having hydroxyl groups or crystal water such as magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, hydrated aluminum silicate, hydrated magnesium silicate, and hydrotalcite, phosphate compounds such as polyamine phosphate and phosphate esters, and silicon compounds, and are preferably phosphate ester-based flame retardants such as trimethyl phosphate, triethyl phosphate, tripropyl phosphate, tributyl phosphate, tripentyl phosphate, trihexyl phosphate, tricyclohexyl phosphate, triphenyl phosphate, tricresyl phosphate, trixylenyl phosphate, dimethylethyl phosphate, methyldibutyl phosphate, ethyldipropyl phosphate, and hydroxyphenyldiphenyl phosphate.
染料・顔料としては、パラレッド、ファイヤーレッド、ピラゾロンレッド、チオインジコレッド、ペリレンレッドなどの赤色有機顔料、としてシアニンブルー、インダンスレンブルーなどの青色有機顔料、シアニングリーン、ナフトールグリーンなどの緑色有機顔料が挙げられ、これらの1種又は2種以上を使用することができる。 Dyes and pigments include red organic pigments such as Para Red, Fire Red, Pyrazolone Red, Thioindigo Red, and Perylene Red; blue organic pigments such as Cyanine Blue and Indanthrene Blue; and green organic pigments such as Cyanine Green and Naphthol Green. One or more of these can be used.
有機色素としては、紫外線を可視光線に変換する機能を有する化合物が好ましく用いられる。 As organic dyes, compounds that have the function of converting ultraviolet light into visible light are preferably used.
光拡散剤や艶消し剤としては、ガラス微粒子、ポリシロキサン系架橋微粒子、架橋ポリマー微粒子、タルク、炭酸カルシウム、硫酸バリウムなどを挙げることができる。 Light diffusing agents and matting agents include glass particles, polysiloxane-based crosslinked particles, crosslinked polymer particles, talc, calcium carbonate, barium sulfate, etc.
蛍光体としては、蛍光顔料、蛍光染料、蛍光白色染料、蛍光増白剤、蛍光漂白剤などを挙げることができる。 Examples of fluorescent materials include fluorescent pigments, fluorescent dyes, fluorescent white dyes, fluorescent brighteners, and fluorescent bleaches.
これらの添加剤は、1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、これらの添加剤は、メタクリル系共重合体(A)、エラストマー(B)を製造する際の重合反応液に添加してもよいし、製造されたメタクリル系共重合体(A)やエラストマー(B)に添加してもよいし、本発明のメタクリル系樹脂組成物を調製する際に添加してもよい。本発明のメタクリル系樹脂組成物に含有される添加剤の合計量は、成形体の外観不良を抑制する観点から、メタクリル系樹脂組成物に対して、好ましくは7質量%以下、より好ましくは5質量%以下、さらに好ましくは4質量%以下である。 These additives may be used alone or in combination of two or more. These additives may be added to the polymerization reaction liquid when producing the methacrylic copolymer (A) and elastomer (B), or may be added to the produced methacrylic copolymer (A) and elastomer (B), or may be added when preparing the methacrylic resin composition of the present invention. The total amount of additives contained in the methacrylic resin composition of the present invention is preferably 7% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, and even more preferably 4% by mass or less, based on the methacrylic resin composition, from the viewpoint of suppressing defects in the appearance of the molded article.
本発明のメタクリル系樹脂組成物の調製方法は特に限定されない。例えば、エラストマー(B)の存在下にメタクリル酸メチル等を含む単量体混合物を重合してアクリル系共重合体(A)を生成させる方法や、メタクリル系共重合体(A)およびエラストマー(B)を溶融混練する方法を挙げることができる。溶融混練の際に、必要に応じて他の重合体や添加剤を混合してもよいし、メタクリル系共重合体(A)を他の重合体および添加剤と混合した後にエラストマー(B)と混合してもよいし、エラストマー(B)を他の重合体および添加剤と混合した後にメタクリル系共重合体(A)と混合してもよいし、その他の方法でもよい。混練は、例えば、ニーダールーダー、押出機、ミキシングロール、バンバリーミキサーなどの既知の混合装置または混練装置を使用して行なうことができる。これらのうち、二軸押出機が好ましい。 The method for preparing the methacrylic resin composition of the present invention is not particularly limited. For example, a method of polymerizing a monomer mixture containing methyl methacrylate or the like in the presence of an elastomer (B) to produce an acrylic copolymer (A), or a method of melt-kneading the methacrylic copolymer (A) and the elastomer (B) can be mentioned. During melt-kneading, other polymers and additives may be mixed as necessary, the methacrylic copolymer (A) may be mixed with other polymers and additives and then mixed with the elastomer (B), the elastomer (B) may be mixed with other polymers and additives and then mixed with the methacrylic copolymer (A), or other methods may be used. Kneading can be performed using known mixing or kneading devices such as a kneader-ruder, an extruder, a mixing roll, or a Banbury mixer. Of these, a twin-screw extruder is preferred.
本発明のアクリル系樹脂組成物は、保存、運搬、または成形時の利便性を高めるために、ペレットなどの形態にすることができる。 The acrylic resin composition of the present invention can be made into a form such as pellets to enhance convenience during storage, transportation, or molding.
(成形体)
本発明の成形体は本発明のアクリル系樹脂組成物からなる。本発明の成形体の製造法は特に限定されない。例えばTダイ法(ラミネート法、共押出法など)、インフレーション法(共押出法など)、圧縮成形法、ブロー成形法、カレンダー成形法、真空成形法、射出成形法(インサート法、二色法、プレス法、コアバック法、サンドイッチ法など)などの溶融成形法ならびに溶液キャスト法などを挙げることができる。これらのうち、生産性の高さ、コストなどの点から、Tダイ法、インフレーション法または射出成形法が好ましい。成形体の種類に制限はないが、フィルム(厚さ5μm以上250μm以下の平面状成形体)やシート(250μmより厚い平面状成形体)が好ましいものとして挙げられ、その中でも特にフィルムが好ましい。
(Molded body)
The molded article of the present invention is made of the acrylic resin composition of the present invention. The manufacturing method of the molded article of the present invention is not particularly limited. For example, melt molding methods such as the T-die method (lamination method, co-extrusion method, etc.), inflation method (co-extrusion method, etc.), compression molding method, blow molding method, calendar molding method, vacuum molding method, injection molding method (insert method, two-color method, press method, core-back method, sandwich method, etc.), and solution casting method can be mentioned. Among these, the T-die method, inflation method, and injection molding method are preferred in terms of high productivity, cost, etc. The type of molded article is not limited, but films (planar molded articles having a thickness of 5 μm to 250 μm) and sheets (planar molded articles thicker than 250 μm) are preferred, and among them, films are particularly preferred.
本発明の成形体の一形態であるフィルムは、溶液キャスト法、溶融流延法、押出成形法、インフレーション成形法、ブロー成形法などによって製造することができる。これらのうち、透明性に優れ、改善された靭性を持ち、取扱い性に優れ、靭性と表面硬度および剛性とのバランスに優れたフィルムを得ることができるという観点から、押出成形法が好ましい。押出機から吐出される溶融樹脂の温度は好ましくは160~270℃、より好ましくは220~260℃に設定する。 The film, which is one form of the molded article of the present invention, can be produced by a solution casting method, a melt casting method, an extrusion molding method, an inflation molding method, a blow molding method, or the like. Among these, the extrusion molding method is preferred from the viewpoint of being able to obtain a film that has excellent transparency, improved toughness, excellent handling properties, and an excellent balance between toughness and surface hardness and rigidity. The temperature of the molten resin discharged from the extruder is preferably set to 160 to 270°C, more preferably 220 to 260°C.
押出成形法のうち、良好な表面平滑性、良好な鏡面光沢、低ヘイズのフィルムが得られるという観点からTダイ法が好ましい。このTダイ法では、押出機、ギアポンプ、ポリマーフィルター、ミキサーを経てTダイから吐出される溶融樹脂を、2本以上の鏡面ロールもしくは鏡面ベルトに挟み込んでフィルムに成形することが好ましい。鏡面ロールもしくは鏡面ベルトに挟み込む際にバンクを形成させてもよいし、形成させなくてもよい。ダイは、リップ開度の自動調整機能を有したものであり、エアギャップは100mm以下が好ましい。 Among the extrusion molding methods, the T-die method is preferred from the viewpoint of obtaining a film with good surface smoothness, good mirror gloss, and low haze. In this T-die method, it is preferable to sandwich the molten resin discharged from the T-die through an extruder, gear pump, polymer filter, and mixer between two or more mirror-finished rolls or mirror-finished belts to form a film. When sandwiching the resin between the mirror-finished rolls or mirror-finished belts, a bank may or may not be formed. The die has an automatic lip opening adjustment function, and the air gap is preferably 100 mm or less.
鏡面ロールまたは鏡面ベルトは金属製であることが好ましい。鏡面ロールとしては金属剛体ロール、金属弾性体ロールなどを用いることができ、金弾弾性体ロールと金属剛体ロールとを組み合わせて用いることが好ましい。また、鏡面ロールまたは鏡面ベルトの表面温度は共に130℃以下であることが好ましい。また、一対の鏡面ロール若しくは鏡面ベルトは、少なくとも一方の表面温度が60℃以上であることが好ましい。このような表面温度に設定すると、押出機から吐出される溶融樹脂を自然放冷よりも速い速度で冷却することができ、表面平滑性に優れ且つヘイズの低いフィルムを製造し易い。一対のロールまたはベルトの間の線圧は好ましくは10N/mm以上、より好ましくは30N/mm以上である。押出成形で得られる未延伸フィルムの厚さは、10~300μmであることが好ましい。フィルムのヘイズは、厚さ100μmにおいて、好ましくは0.57% 以下 、より好ましくは0.35%以下、さらに好ましくは0.3%以下である。 The mirror roll or mirror belt is preferably made of metal. As the mirror roll, a metal rigid roll, a metal elastic roll, etc. can be used, and it is preferable to use a combination of a metal elastic roll and a metal rigid roll. In addition, it is preferable that the surface temperature of both the mirror roll or the mirror belt is 130°C or less. In addition, it is preferable that at least one of the pair of mirror rolls or mirror belts has a surface temperature of 60°C or more. By setting the surface temperature at such a level, the molten resin discharged from the extruder can be cooled at a rate faster than natural cooling, making it easy to produce a film with excellent surface smoothness and low haze. The linear pressure between the pair of rolls or belts is preferably 10 N/mm or more, more preferably 30 N/mm or more. The thickness of the unstretched film obtained by extrusion molding is preferably 10 to 300 μm. The haze of the film is preferably 0.57% or less, more preferably 0.35% or less, and even more preferably 0.3% or less at a thickness of 100 μm.
上記のようにして得られる未延伸フィルムに延伸処理を施してもよい。延伸処理によって機械的強度が高まり、ひび割れし難いフィルムを得ることができる。延伸方法は特に限定されず、同時二軸延伸法、逐次二軸延伸法、チュブラー延伸法などを挙げることができる。均一に延伸でき高い強度のフィルムが得られるという観点から、延伸時の温度の下限はメタクリル系樹脂またはメタクリル系樹脂組成物のガラス転移温度より10℃高い温度であり、延伸時の温度の上限はメタクリル系樹脂またはメタクリル系樹脂組成物のガラス転移温度より40℃高い温度である。延伸は通常100~5000%/分で行われる。延伸の後、熱固定を行うことによって、熱収縮の少ないフィルムを得ることができる。延伸後のフィルムの厚さは10~200μmであることが好ましい。 The unstretched film obtained as described above may be stretched. The mechanical strength of the film is increased by the stretching process, and a film that is less likely to crack can be obtained. The stretching method is not particularly limited, and examples include simultaneous biaxial stretching, sequential biaxial stretching, and tubular stretching. From the viewpoint of obtaining a film that can be stretched uniformly and has high strength, the lower limit of the temperature during stretching is a temperature 10°C higher than the glass transition temperature of the methacrylic resin or methacrylic resin composition, and the upper limit of the temperature during stretching is a temperature 40°C higher than the glass transition temperature of the methacrylic resin or methacrylic resin composition. Stretching is usually performed at 100 to 5000%/min. After stretching, heat setting can be performed to obtain a film with little thermal shrinkage. The thickness of the film after stretching is preferably 10 to 200 μm.
本発明の成形体の一形態であるフィルムの表面に機能層を設けてもよい。機能層としては、ハードコート層、アンチグレア層、反射防止層、スティッキング防止層、拡散層、防眩層、静電気防止層、防汚層、微粒子などの易滑性層を挙げることができる。 A functional layer may be provided on the surface of the film, which is one form of the molded article of the present invention. Examples of the functional layer include a hard coat layer, an anti-glare layer, an anti-reflection layer, an anti-sticking layer, a diffusion layer, an anti-glare layer, an anti-static layer, an anti-fouling layer, and a slippery layer such as fine particles.
また、本発明のフィルムの少なくとも片面に、上記機能層との密着強度を向上させたり、他のフィルムとの接着剤もしくは粘着剤を介しての積層における接着強度を向上させたりするために、アンダーコート層を設けることが好ましい。 It is also preferable to provide an undercoat layer on at least one side of the film of the present invention in order to improve the adhesive strength with the functional layer and to improve the adhesive strength when laminated with other films via an adhesive or pressure sensitive adhesive.
本発明のメタクリル系樹脂組成物は、成形材料として好適である。本発明の成形体は、各種用途の部材にすることができる。具体的な用途としては、例えば、看板部品やマーキングフィルム;ディスプレイ部品;照明部品;インテリア部品;建築用部品;自動車内装部材、自動車外装部材等の輸送機関係部品;電子機器部品;医療機器部品;機器関係部品;光学関係部品;交通関係部品;その他各種表面材料等を挙げることができる。 The methacrylic resin composition of the present invention is suitable as a molding material. The molded article of the present invention can be used as a component for various applications. Specific applications include, for example, signboard parts and marking films; display parts; lighting parts; interior parts; building parts; transportation-related parts such as automobile interior parts and automobile exterior parts; electronic device parts; medical device parts; equipment-related parts; optical parts; transportation-related parts; and various other surface materials.
本発明のメタクリル系樹脂組成物を含有する層と、他の材料(例えば、他の熱可塑性共重合体を含有する層)とを積層することによって、積層体を得ることができる。積層体に用いられる他の材料としては、鋼材、プラスチック(例えば、熱可塑性樹脂)、木材、ガラス等を挙げることができる。本発明によって得られる積層体は、壁紙;自動車内装部材表面;バンパーなどの自動車外装部材表面;携帯電話表面;家具表面;パソコン表面;自動販売機表面;浴槽などの浴室部材表面等に好適に用いることができる。 A laminate can be obtained by laminating a layer containing the methacrylic resin composition of the present invention with another material (e.g., a layer containing another thermoplastic copolymer). Examples of other materials that can be used in the laminate include steel, plastic (e.g., thermoplastic resin), wood, glass, and the like. The laminate obtained by the present invention can be suitably used for wallpaper; surfaces of automobile interior parts; surfaces of automobile exterior parts such as bumpers; surfaces of mobile phones; surfaces of furniture; surfaces of personal computers; surfaces of vending machines; surfaces of bathroom parts such as bathtubs, and the like.
本発明の成形体の一形態であるフィルムは透明性、耐熱性が高いため、光学用途に好適であり、偏光子保護フィルム、液晶保護板、携帯型情報端末の表面材、携帯型情報端末の表示窓保護フィルム、導光フィルム、銀ナノワイヤーやカーボンナノチューブを表面に塗布した透明導電フィルム、各種ディスプレイの前面板用途に特に好適である。本発明のフィルムは透明性、耐熱性が高いため、光学用途以外の用途として、赤外線カットフィルムや、防犯フィルム、飛散防止フィルム、加飾フィルム、金属加飾フィルム、シュリンクフィルム、インモールドラベル用フィルムに使用することができる。 The film, which is one form of the molded article of the present invention, is highly transparent and heat resistant, and therefore suitable for optical applications, and is particularly suitable for polarizer protection films, liquid crystal protection plates, surface materials for portable information terminals, display window protection films for portable information terminals, light guiding films, transparent conductive films with silver nanowires or carbon nanotubes applied to the surface, and front panels for various displays. Because the film of the present invention is highly transparent and heat resistant, it can be used for applications other than optical applications, such as infrared cut films, security films, shatterproof films, decorative films, metal decorative films, shrink films, and in-mold label films.
本発明の成形体の一形態であるフィルムを偏光子保護フィルムや位相差フィルムとして用いる場合、偏光子フィルムの片面だけに積層してもよいし、両面に積層してもよい。偏光子フィルムと積層する際は、接着層や粘着層を介して積層することができる。偏光子フィルムとしては、ポリビニルアルコール系樹脂とヨウ素からなる延伸フィルムを用いることができ、その膜厚は1~100μmであることが好ましい。 When the film, which is one form of the molded article of the present invention, is used as a polarizer protective film or a retardation film, it may be laminated to only one side of the polarizer film or to both sides. When laminating with a polarizer film, it can be laminated via an adhesive layer or a pressure-sensitive adhesive layer. As the polarizer film, a stretched film made of a polyvinyl alcohol resin and iodine can be used, and its film thickness is preferably 1 to 100 μm.
次に実施例を示して本発明をより具体的に説明する。なお、本発明は実施例によって制限されるものではない。 The present invention will now be described in more detail with reference to examples. Note that the present invention is not limited to these examples.
物性等の測定は以下の方法によって実施した。 Measurements of physical properties were carried out using the following methods.
(重量平均分子量)
製造例で得られた樹脂の重量平均分子量(Mw)は、GPC法(ガスクロマトグラフィ法)により求めた。測定対象樹脂4mgをテトラヒドロフラン5mlに溶解させて試料溶液を調整した。カラムオーブンの温度を40℃に設定し、溶離液流量0.35ml/分で、試料溶液20μlを装置内に注入して、クロマトグラムを測定した。分子量が400~5,000,000の範囲内にある標準ポリスチレン10点をGPC測定し、保持時間と分子量との関係を示す検量線を作成した。この検量線に基づいて測定対象樹脂のMwを決定した 。GPC(ゲル・パーミエイション・クロマトグラフィー)により測定されたクロマトグラムから標準ポリスチレンの分子量に相当する値を共重合体の分子量とした。
(Weight average molecular weight)
The weight average molecular weight (Mw) of the resin obtained in the production example was determined by the GPC method (gas chromatography method). A sample solution was prepared by dissolving 4 mg of the resin to be measured in 5 ml of tetrahydrofuran. The temperature of the column oven was set to 40°C, and 20 μl of the sample solution was injected into the device at an eluent flow rate of 0.35 ml/min to measure the chromatogram. Ten standard polystyrenes with molecular weights in the range of 400 to 5,000,000 were measured by GPC, and a calibration curve showing the relationship between retention time and molecular weight was created. The Mw of the resin to be measured was determined based on this calibration curve. The value corresponding to the molecular weight of the standard polystyrene from the chromatogram measured by GPC (gel permeation chromatography) was taken as the molecular weight of the copolymer.
装置:東ソー社製GPC装置HLC-8320
分離カラム:東ソー社製のTSKguardcolumSuperHZ-HとTSKgelHZM-MとTSKgelSuperHZ4000とを直列に連結
溶離剤:テトラヒドロフラン
溶離剤流量:0.35ml/分
カラム温度:40℃
検出方法:示差屈折率(RI)
Apparatus: Tosoh GPC device HLC-8320
Separation column: TSKguard column Super HZ-H, TSKgel HZM-M, and TSKgel Super HZ4000 manufactured by Tosoh Corporation connected in series Eluent: tetrahydrofuran Eluent flow rate: 0.35 ml/min Column temperature: 40° C.
Detection method: Differential refractive index (RI)
(前駆体ポリマーの各単位組成)
13C-NMRによりα-メチルスチレン単位のフェニル基、メタクリル酸メチル単位のメトキシ基、マレイン酸無水物単位のカルボニル基のカーボン比を求め、これによって各単位組成を算出した。アクリロニトリル単位を含む共重合体はシアノ基、スチレン単位を含む共重合体はα位の炭素と結合したフェニル基を加えたカーボン比を求め、各単位組成を算出した。アクリル酸メチル単位を含む共重合体は、13C-NMRに加えて、熱分解ガスクロマトグラフィーによりアクリル酸メチル単位を求めることで各単位組成を算出した。
(Composition of each unit of precursor polymer)
The carbon ratios of the phenyl group of the α-methylstyrene unit, the methoxy group of the methyl methacrylate unit, and the carbonyl group of the maleic anhydride unit were determined by 13 C-NMR, and the composition of each unit was calculated from this. For copolymers containing acrylonitrile units, the carbon ratio of the cyano group was determined, and for copolymers containing styrene units, the carbon ratio of the phenyl group bonded to the α-position carbon was determined, and the composition of each unit was calculated. For copolymers containing methyl acrylate units, the composition of each unit was calculated by determining the methyl acrylate units by pyrolysis gas chromatography in addition to 13 C-NMR.
(ガラス転移温度Tg)
製造例で得られた樹脂を、JIS K7121に準拠して、示差走査熱量測定装置(島津製作所製、DSC-50(品番))を用いて、250℃まで一度昇温し、次いで室温まで冷却し、その後、室温から200℃までを10℃/分で昇温させる条件にてDSC曲線を測定した。2回目の昇温時に測定されるDSC曲線から求められる中間点ガラス転移温度を本発明におけるガラス転移温度とした。
(Glass transition temperature Tg)
The resin obtained in the Production Examples was measured for its DSC curve in accordance with JIS K7121 using a differential scanning calorimeter (Shimadzu Corporation, DSC-50 (product number)) by heating it once to 250° C., then cooling it to room temperature, and then heating it from room temperature to 200° C. at a rate of 10° C./min. The midpoint glass transition temperature determined from the DSC curve measured during the second heating was taken as the glass transition temperature in the present invention.
(メタクリル系共重合体中のイミド環化率)
1H-NMR(Bruker社製;商品名ULTRA SHIELD 400 PLUS)を用いて、共重合体の1H-NMR測定を行い、3.5~3.8ppm付近のメタクリル酸メチルのO-CH3基に由来するピークの面積Aと、3.0~3.3ppm付近のグルタルイミド、マレイミドのN-CH3基に由来するピークの面積Bより、次式で求めた値をイミド環化率(r)とした。
(Imide cyclization rate in methacrylic copolymer)
The copolymer was subjected to 1 H-NMR measurement using a 1 H-NMR (manufactured by Bruker; product name ULTRA SHIELD 400 PLUS). The imide cyclization rate (r) was calculated from the area A of the peak derived from the O- CH3 group of methyl methacrylate near 3.5 to 3.8 ppm and the area B of the peak derived from the N- CH3 group of glutarimide and maleimide near 3.0 to 3.3 ppm using the following formula:
イミド化率(r)(%)=B/(A+B)×100 Imidation rate (r) (%) = B/(A+B) x 100
(メタクリル系共重合体中のグルタルイミド環化率、マレイミド環化率)
赤外分光光度計を用いて、1685cm-1付近のマレイミドのカルボニルに由来するピークの吸収強度(Im)と、1668cm-1付近のグルタルイミドのカルボニルに由来するピークの吸収強度(Ig)、前記イミド環化率(r)より、次式で求めた値をグルタルイミド環化率(r1)、マレイミド環化率(r2)とした。
(Glutarimide cyclization rate and maleimide cyclization rate in methacrylic copolymer)
Using an infrared spectrophotometer, the values calculated from the absorption intensity (Im) of the peak at about 1,685 cm −1 derived from the carbonyl of maleimide, the absorption intensity (Ig) of the peak at about 1,668 cm −1 derived from the carbonyl of glutarimide, and the imide cyclization rate (r) according to the following formula were defined as the glutarimide cyclization rate (r1) and the maleimide cyclization rate (r2).
グルタルイミド環化率(r1)(%)=Ig/(Ig+Im)×r
マレイミド環化率(r2)(%)=Im/(Ig+Im)×r
Glutarimide cyclization rate (r1) (%) = Ig / (Ig + Im) × r
Maleimide cyclization rate (r2) (%) = Im / (Ig + Im) × r
(メタクリル系共重合体中のマレイン酸無水物量)
赤外分光光度計を用いて、1780cm-1付近のマレイン酸無水物のカルボニルに由来するピークの吸収強度と、1685cm-1付近のマレイミドのカルボニルに由来するピークの吸収強度からマレイン酸無水物のイミド化率(Rm)を求めた。13C-NMRで求めた前駆体ポリマーのマレイン酸無水物量(M)とマレイン酸無水物のイミド化率(Rm)より、次式で求めた値を樹脂中のマレイン酸無水物量(m)とした。
(Amount of maleic anhydride in methacrylic copolymer)
The imidization ratio of maleic anhydride (R m ) was determined using an infrared spectrophotometer from the absorption intensity of the peak at about 1780 cm -1 derived from the carbonyl of maleic anhydride and the absorption intensity of the peak at about 1685 cm -1 derived from the carbonyl of maleimide. The amount of maleic anhydride ( m ) in the resin was determined by the following formula using the amount of maleic anhydride (M) of the precursor polymer determined by 13 C-NMR and the imidization ratio of maleic anhydride (R m ).
マレイン酸無水物量(m)=M×(100-Rm)/100 Amount of maleic anhydride (m)=M×(100−R m )/100
(1%熱重量減少温度)
製造例で得られたメタクリル系共重合体、実施例、比較例で得られたメタクリル系樹脂組成物を熱重量測定装置(島津製作所製、TGA-50)を用いて、窒素雰囲気下、10℃/minで昇温し、1%重量減少した時点での温度を、1%熱重量減少温度とした。
(1% thermogravimetric reduction temperature)
The methacrylic copolymers obtained in the Production Examples and the methacrylic resin compositions obtained in the Examples and Comparative Examples were heated at a rate of 10°C/min in a nitrogen atmosphere using a thermogravimetric analyzer (TGA-50, manufactured by Shimadzu Corporation), and the temperature at which a 1% weight loss occurred was recorded as the 1% thermal weight loss temperature.
(ビカット軟化温度)
射出成形機(株式会社名機製作所製、M-100C)を用いて、シリンダ温度260℃、金型温度50℃、射出速度50mm/秒の条件で製造例で得られたメタクリル系共重合体、実施例、比較例で得られたメタクリル系樹脂組成物を射出成形して、厚さ4mm、長片80mm、短辺10mmの長方形の試験片を得た。各試験片をJIS K7206のB50法に記載された方法に準拠して、HDT試験装置3M-2 株式会社東洋精機製作所製を使用し、ビカット軟化温度(VST)を測定した。
(Vicat softening temperature)
Using an injection molding machine (M-100C, manufactured by Meiki Seisakusho Co., Ltd.), the methacrylic copolymers obtained in the Production Examples and the methacrylic resin compositions obtained in the Examples and Comparative Examples were injection molded under conditions of a cylinder temperature of 260°C, a mold temperature of 50°C, and an injection speed of 50 mm/sec to obtain rectangular test pieces having a thickness of 4 mm, a long side of 80 mm, and a short side of 10 mm. The Vicat softening temperature (VST) of each test piece was measured using an HDT tester 3M-2 manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd. in accordance with the method described in the B50 method of JIS K7206.
(曲げ弾性率)
上記した厚さ4mm、長片80mm、短辺10mmの試験片をJIS K7171に記載された方法に準拠して、精密万能試験機オートグラフAG-IS5kN 株式会社島津製作所を使用し、曲げ弾性率を測定した。
(Flexural modulus)
The above-mentioned test piece having a thickness of 4 mm, a long side of 80 mm, and a short side of 10 mm was subjected to measurement of the flexural modulus in accordance with the method described in JIS K7171 using a precision universal testing machine Autograph AG-IS5kN manufactured by Shimadzu Corporation.
(飽和吸水率)
上記と同様に射出成形して、厚さ3mm、一辺50mmの正方形の試験片を得た。温度80℃、5mmHgの条件下において試験片を24時間真空乾燥させた。次いで、試験片をデシケータ中で放冷した。デシケータから試験片を取り出して直ぐに質量(初期質量)を測定した。次いで該試験片を23℃の蒸留水に浸漬した。試験片を水から取り出し、表面に付着した水を拭き取って質量を測定した。質量変化がなくなるまで蒸留水への浸漬、質量測定を繰り返した。質量変化がなくなったときの質量(吸水質量)と、初期質量とから、下式によって飽和吸水率を算出した。
(Saturated water absorption rate)
A square test piece having a thickness of 3 mm and a side length of 50 mm was obtained by injection molding in the same manner as above. The test piece was vacuum dried for 24 hours under conditions of a temperature of 80°C and 5 mmHg. The test piece was then allowed to cool in a desiccator. The test piece was removed from the desiccator and the mass (initial mass) was measured immediately. The test piece was then immersed in distilled water at 23°C. The test piece was removed from the water, the water adhering to the surface was wiped off, and the mass was measured. Immersion in distilled water and mass measurement were repeated until there was no change in mass. The saturated water absorption rate was calculated from the mass (absorbed mass) when there was no change in mass and the initial mass using the following formula.
飽和吸水率(%)=[(吸水質量-初期質量)/初期質量]×100 Saturated water absorption rate (%) = [(absorbed mass - initial mass) / initial mass] x 100
(屈折率)
製造例で得られたメタクリル系共重合体、エラストマーをそれぞれ金型枠に入れて、230℃、50kg/cm2にて、5分間プレスし、厚さ3mm、一辺50mmの正方形の試験片を得た。試験片端面を平らに研磨後、カルニュー光学工業株式会社「KPR-20」を用いて、23℃にて測定波長587.6nm(d線)で屈折率を測定した。
(Refractive Index)
The methacrylic copolymer and elastomer obtained in the Production Examples were each placed in a mold and pressed at 230°C and 50 kg/ cm2 for 5 minutes to obtain a square test piece with a thickness of 3 mm and a side of 50 mm. After polishing the end faces of the test piece flat, the refractive index was measured at 23°C with a measurement wavelength of 587.6 nm (d-line) using Kalnew Optical Industry Co., Ltd.'s "KPR-20".
(耐衝撃性)
上記した厚さ4mm、長片80mm、短辺10mmの試験片をISO179-1に記載された方法に準拠して、ノッチ無しのシャルピー衝撃強度を測定した。得られたシャルピー衝撃強度から下記評価を行った。
(Impact resistance)
The above-mentioned test pieces having a thickness of 4 mm, a long side of 80 mm, and a short side of 10 mm were subjected to measurement of unnotched Charpy impact strength in accordance with the method described in ISO 179-1. The following evaluations were made based on the obtained Charpy impact strength.
◎:シャルピー衝撃強度が50kJ/m2以上
〇:シャルピー衝撃強度が30kJ/m2以上50kJ/m2未満
×:シャルピー衝撃強度が30kJ/m2未満
◎: Charpy impact strength is 50 kJ/ m2 or more. ◯: Charpy impact strength is 30 kJ/ m2 or more and less than 50 kJ/ m2. ×: Charpy impact strength is less than 30 kJ/ m2.
(透明性)
上記した厚さ3mm、50mm角の正方形の試験片を得た。各試験片をJIS K7361に記載された方法に準拠して、ヘイズメータ(村上色彩研究所製、HM-150)を使用し、メタクリル系樹脂組成物のヘイズを測定した。得られたヘイズから下記評価を行った。
(Transparency)
The above-mentioned square test pieces having a thickness of 3 mm and a side length of 50 mm were obtained. The haze of each test piece was measured using a haze meter (HM-150, manufactured by Murakami Color Research Laboratory) in accordance with the method described in JIS K7361. The following evaluations were made based on the obtained haze.
◎:ヘイズが3%未満
〇:ヘイズが3%以上5%未満
×:ヘイズが5%以上
◎: Haze is less than 3%. ◯: Haze is 3% or more and less than 5%. ×: Haze is 5% or more.
(耐候性)
上記した厚さ4mm、長片80mm、短辺10mmの試験片の促進曝露試験をサンシャインウェザオメータ(ブラックパネル63℃、スプレーサイクル18分/2時間)で実施した。500時間経過後のシャルピー衝撃強度の保持率から下記評価を行った。
(Weather resistance)
The above-mentioned test pieces having a thickness of 4 mm, a long side of 80 mm, and a short side of 10 mm were subjected to an accelerated exposure test using a Sunshine Weatherometer (black panel 63°C, spray cycle 18 minutes/2 hours). The following evaluation was made based on the retention of Charpy impact strength after 500 hours.
◎:保持率が90%以上
〇:保持率が80%以上90%未満
×:保持率が80%未満
◎: Retention rate is 90% or more
◯: Retention rate is 80% or more and less than 90%. ×: Retention rate is less than 80%.
(成形性)
射出成形機(株式会社名機製作所製、M-100C)を用いて、シリンダ温度280℃、金型温度75℃、成形サイクル1分の条件で実施例および比較例で得られたメタクリル系樹脂組成物を射出成形して、長さ205mm、幅160mm、厚さ0.5mmの平板を製造した。厚さに対する樹脂流動長さ(190mm)の比が380である。
また、軸径20mの単軸押出機を用いて、樹脂温度260℃にて、実施例および比較例で得られたメタクリル系樹脂組成物を150mm幅のTダイから押出し、幅100mm、厚さ80μmの単層フィルムを得た。
(Moldability)
Using an injection molding machine (M-100C, manufactured by Meiki Seisakusho Co., Ltd.), the methacrylic resin compositions obtained in the Examples and Comparative Examples were injection molded under conditions of a cylinder temperature of 280°C, a mold temperature of 75°C, and a molding cycle of 1 minute to produce flat plates with a length of 205 mm, a width of 160 mm, and a thickness of 0.5 mm. The ratio of the resin flow length (190 mm) to the thickness was 380.
In addition, using a single-screw extruder with a shaft diameter of 20 m, the methacrylic resin compositions obtained in the Examples and Comparative Examples were extruded through a T-die with a width of 150 mm at a resin temperature of 260° C. to obtain a single-layer film with a width of 100 mm and a thickness of 80 μm.
平板の外観を目視で観察した。ヒケやシルバーなどの成形不良の有り無しで成形性の良否を判断した。また、フォルムの外観を目視で観察した。発泡やゲルブツの有り無しで成形性の良否を判断した。 The appearance of the flat plate was visually observed. The quality of moldability was judged based on the presence or absence of molding defects such as sink marks or silver spots. The appearance of the form was also visually observed. The quality of moldability was judged based on the presence or absence of bubbles or gel particles.
○:成形品のヒケがなく、シルバー発生もなし、かつフィルムの発泡がなく、ゲルブ
ツ発生もなし
×:成形品のヒケあるいはシルバーの発生あり、またはフィルムの発泡あるいは、ゲ
ルブツ発生あり
○: No sink marks on the molded product, no silver spots, no foaming in the film, and no gel particles. ×: Sink marks or silver spots on the molded product, or foaming in the film or gel particles.
(寸法安定性)
上記した長さ205mm、幅160mm、厚さ0.5mmの平板を(1)温度60℃で相対湿度90%、(2)温度90℃で相対湿度60%の恒温器に其々入れて大気中で500時間放置した。恒温器から平板を取り出して、長さ方向の寸法を測定した。恒温器に入れる前の長さ方向の寸法からの寸法変化率を算出した。
(1)、(2)いずれの条件においても寸法変化率が0.3%以下であるものを「○」、
(1)、(2)いずれか一方又は両方の条件において寸法変化率が0.3%より大きいものを「×」とした。
(Dimensional stability)
The above-mentioned flat plate having a length of 205 mm, a width of 160 mm, and a thickness of 0.5 mm was placed in (1) an incubator having a temperature of 60° C. and a relative humidity of 90%, and (2) a thermostat having a temperature of 90° C. and a relative humidity of 60%, and left in the air for 500 hours. The flat plate was removed from the incubator, and the dimension in the longitudinal direction was measured. The dimensional change rate from the dimension in the longitudinal direction before being placed in the incubator was calculated.
Those in which the dimensional change rate is 0.3% or less under both conditions (1) and (2) are indicated as "○",
A sample in which the dimensional change rate was greater than 0.3% under either or both of conditions (1) and (2) was marked "X."
<各種材料例>
前駆体ポリマー(B)は下記に示す材料を用いた。
前駆体ポリマー(B);EVONIK社製PLEXIGLAS hw55(Mw=141,000、スチレン/無水マレイン酸/MMA=15%/9%/76%、Tg=122℃、1%熱重量減少温度=320℃、飽和吸水率=2.2%、曲げ弾性率=3560MPa、屈折率=1.510)
<Examples of various materials>
The precursor polymer (B) used was the material shown below.
Precursor polymer (B): EVONIK PLEXIGLAS hw55 (Mw=141,000, styrene/maleic anhydride/MMA=15%/9%/76%, Tg=122°C, 1% thermal weight loss temperature=320°C, saturated water absorption=2.2%, flexural modulus=3560 MPa, refractive index=1.510)
(前駆体ポリマー)
本製造例に関わる前駆体ポリマーA-a~A-fは、以下の方法で製造した。
前駆体ポリマーA‐a~A‐f
撹拌機付オートクレーブに、精製された各種モノマー、2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオニトリル)(AIBN)およびn-オクチルメルカプタン(n-OM)を表1に記載の割合で仕込み、均一に溶解させて重合原料を得た。
(Precursor Polymer)
The precursor polymers Aa to Af in this production example were produced by the following method.
Precursor polymers A-a to A-f
In an autoclave equipped with a stirrer, various purified monomers, 2,2'-azobis(2-methylpropionitrile) (AIBN) and n-octyl mercaptan (n-OM) were charged in the ratios shown in Table 1 and dissolved uniformly to obtain polymerization raw materials.
重合原料を、オートクレーブから1.5kg/hrで、表1に記載の重合温度に制御された槽型反応器に連続的に供給し、平均滞留時間2~3時間で塊状重合法によって重合反応させ、槽型反応器からメタクリル系共重合体を含む液を連続的に排出した。重合転化率は表1に記載の値になった。次いで、反応器から排出された液を230℃に加温し、240℃に制御された二軸押出機に供給した。該二軸押出機において未反応単量体を主成分とする揮発分を分離除去して、メタクリル系共重合体をストランドにして押し出した。該ストランドをペレタイザでカットし、前駆体ポリマーを得た。得られた前駆体ポリマーの重量平均分子量Mw、各単位組成の割合、ガラス転移温度Tg、1%熱重量減少温度、吸水率、曲げ弾性率、屈折率を測定した。その結果を表1に示す。表1において、以下の略号を用いた。
MMA:メタクリル酸メチル
αMSt:αメチルスチレン
Mah:無水マレイン酸
MA:アクリル酸メチル
St:スチレン
AN:アクリロニトリル
The polymerization raw materials were continuously supplied from the autoclave at 1.5 kg/hr to a tank reactor controlled at the polymerization temperature shown in Table 1, and polymerization reaction was carried out by a bulk polymerization method with an average residence time of 2 to 3 hours, and a liquid containing a methacrylic copolymer was continuously discharged from the tank reactor. The polymerization conversion rate was the value shown in Table 1. Next, the liquid discharged from the reactor was heated to 230°C and supplied to a twin-screw extruder controlled at 240°C. In the twin-screw extruder, volatile matters mainly composed of unreacted monomers were separated and removed, and the methacrylic copolymer was extruded into strands. The strands were cut with a pelletizer to obtain a precursor polymer. The weight average molecular weight Mw, the proportion of each unit composition, the glass transition temperature Tg, the 1% thermal weight loss temperature, the water absorption rate, the bending modulus, and the refractive index of the obtained precursor polymer were measured. The results are shown in Table 1. In Table 1, the following abbreviations were used.
MMA: Methyl methacrylate αMSt: α-methylstyrene
Mah: Maleic anhydride
MA: Methyl acrylate
St: styrene
AN: Acrylonitrile
(メタクリル系共重合体(A))
製造例1
輸送部、溶融混練部、脱揮部および排出部からなり且つスクリュー回転数100rpmおよび温度230℃に設定された二軸押出機(日本製鋼所社製;商品名TEX30α‐77AW-3V)の輸送部に前駆体ポリマー〔A-a〕を10kg/hrで供給し、ニーディングブロックの設置された溶融混練部においてモノメチルアミンを1.2kg/hrで二軸押出機の添加剤供給口から注入し、前駆体ポリマー〔A-a〕とモノメチルアミンとを反応させた。なお、溶融混練部は、殆どがニーディングディスクから構成され、その両端にシールエレメントが装着されている。37Torr(約5kPa)に設定された脱揮部において、副生成物および過剰のモノメチルアミンを、溶融混練部を通過した溶融樹脂から揮発させ、複数のベントを通して排出した。
(Methacrylic copolymer (A))
Production Example 1
The precursor polymer [A-a] was fed at 10 kg/hr to the transport section of a twin-screw extruder (manufactured by Japan Steel Works, Ltd.; product name TEX30α-77AW-3V) which was composed of a transport section, a melt-kneading section, a devolatilizing section, and a discharge section and was set at a screw speed of 100 rpm and a temperature of 230° C., and monomethylamine was injected at 1.2 kg/hr from the additive supply port of the twin-screw extruder in the melt-kneading section in which a kneading block was installed, to react the precursor polymer [A-a] with monomethylamine. The melt-kneading section was mostly composed of kneading disks, and seal elements were attached to both ends of the kneading disks. In the devolatilizing section set at 37 Torr (about 5 kPa), by-products and excess monomethylamine were volatilized from the molten resin which had passed through the melt-kneading section, and discharged through multiple vents.
二軸押出機の排出部の末端に設けられたダイスからストランドとして押し出された溶融樹脂を、水槽で冷却し、その後、ペレタイザでカットしてペレット状のメタクリル系共重合体〔A-1〕を得た。メタクリル系共重合体〔A-1〕は、イミド環化率(構造単位(r)の割合)が20wt%であり、その比率はグルタルイミド環化率(r1)が8wt%、マレイミド環化率(r2)が12wt%であった。また、マレイン酸無水物(m)が3wt%であった。メタクリル系共重合体〔A-1〕の物性を表1示す。 The molten resin extruded as strands from a die installed at the end of the discharge section of the twin-screw extruder was cooled in a water tank and then cut with a pelletizer to obtain a pellet-shaped methacrylic copolymer [A-1]. The methacrylic copolymer [A-1] had an imide cyclization rate (proportion of structural units (r)) of 20 wt%, with a glutarimide cyclization rate (r1) of 8 wt% and a maleimide cyclization rate (r2) of 12 wt%. The maleic anhydride (m) content was also 3 wt%. The physical properties of the methacrylic copolymer [A-1] are shown in Table 1.
製造例2
前駆体ポリマー〔A-a〕の替わりに、前駆体ポリマー〔A-b〕を用いた以外は、製造例1と同じ方法で、メタクリル系共重合体(A-2)を得た。メタクリル系共重合体(A-2)の物性を表1に示す。
Production Example 2
Except for using the precursor polymer [A-b] instead of the precursor polymer [A-a], a methacrylic copolymer (A-2) was obtained in the same manner as in Production Example 1. The physical properties of the methacrylic copolymer (A-2) are shown in Table 1.
製造例3
前駆体ポリマー〔A-a〕の替わりに、前駆体ポリマー〔A-c〕を用い、モノメチルアミンの添加量を1.5kg/hrとした以外は、製造例1と同じ方法で、メタクリル系共重合体(A-3)を得た。メタクリル系共重合体(A-3)の物性を表1に示す。
Production Example 3
A methacrylic copolymer (A-3) was obtained in the same manner as in Production Example 1, except that the precursor polymer (A-c) was used instead of the precursor polymer (A-a) and the amount of monomethylamine added was 1.5 kg/hr. The physical properties of the methacrylic copolymer (A-3) are shown in Table 1.
製造例4
前駆体ポリマー〔A-a〕の替わりに、前駆体ポリマー〔A-d〕を用い、モノメチルアミンの添加量を1.8kg/hrとした以外は、製造例1と同じ方法で、メタクリル系共重合体(A-4)を得た。メタクリル系共重合体(A-4)の物性を表1に示す。
Production Example 4
A methacrylic copolymer (A-4) was obtained in the same manner as in Production Example 1, except that the precursor polymer [A-d] was used instead of the precursor polymer [A-a] and the amount of monomethylamine added was 1.8 kg/hr. The physical properties of the methacrylic copolymer (A-4) are shown in Table 1.
製造例5
前駆体ポリマー〔A-a〕の替わりに、前駆体ポリマー〔A-e〕を用いた以外は、製造例1と同じ方法で、メタクリル系共重合体(A-5)を得た。メタクリル系共重合体(A-5)の物性を表1に示す。
Production Example 5
Except for using the precursor polymer [Ae] instead of the precursor polymer [Aa], a methacrylic copolymer (A-5) was obtained in the same manner as in Production Example 1. The physical properties of the methacrylic copolymer (A-5) are shown in Table 1.
製造例6
前駆体ポリマー〔A-a〕の替わりに、前駆体ポリマー〔A-f〕を用い、モノメチルアミンの添加量を0.9kg/hrで注入した以外は、製造例1と同じ方法で、メタクリル系共重合体(A-6)を得た。メタクリル系共重合体(A-6)の物性を表1に示す。
Production Example 6
A methacrylic copolymer (A-6) was obtained in the same manner as in Production Example 1, except that the precursor polymer [A-f] was used instead of the precursor polymer [A-a] and the amount of monomethylamine added was 0.9 kg/hr. The physical properties of the methacrylic copolymer (A-6) are shown in Table 1.
製造例7
モノメチルアミンの添加量を0.3kg/hrで注入した以外は、製造例1と同じ方法で、メタクリル系共重合体(A-7)を得た。メタクリル系共重合体(A-7)の物性を表1に示す。
Production Example 7
Except for adding monomethylamine at a rate of 0.3 kg/hr, a methacrylic copolymer (A-7) was obtained in the same manner as in Production Example 1. The physical properties of the methacrylic copolymer (A-7) are shown in Table 1.
製造例8
モノメチルアミンの添加量を4.0kg/hrで注入した以外は、製造例1と同じ方法で、メタクリル系共重合体(A-8)を得た。メタクリル系共重合体(A-8)の物性を表1に示す。
Production Example 8
Except for adding monomethylamine at a rate of 4.0 kg/hr, a methacrylic copolymer (A-8) was obtained in the same manner as in Production Example 1. The physical properties of the methacrylic copolymer (A-8) are shown in Table 1.
製造例9
前駆体ポリマー〔A-a〕の替わりに、前駆体ポリマー〔B〕を用い、モノメチルアミンの添加量を3.5kg/hrで注入した以外は、製造例1と同じ方法で、メタクリル系共重合体(A-9)を得た。メタクリル系共重合体(A-9)の物性を表1に示す。
Production Example 9
A methacrylic copolymer (A-9) was obtained in the same manner as in Production Example 1, except that the precursor polymer (B) was used instead of the precursor polymer (Aa) and the amount of monomethylamine added was 3.5 kg/hr. The physical properties of the methacrylic copolymer (A-9) are shown in Table 1.
(エラストマー(B))
製造例10
攪拌機、温度計、窒素ガス導入管、単量体導入管および還流冷却器を備えた反応器内に、イオン交換水480質量部、ポリオキシエチレントリデシルエーテル酢酸ナトリウム0.06質量部を仕込み、反応器内を窒素ガスで十分に置換した。次いで内温を80℃にした。そこに、メタクリル酸メチル47.0質量%、アクリル酸メチル4.9質量%、スチレン45.5質量%、メタクリル酸アリル1.4質量%およびn-オクチルメルカプタン1.2質量%からなる単量体混合物112.1質量部とポリオキシエチレントリデシルエーテル酢酸ナトリウム0.78質量部を添加した。その後、3%過硫酸カリウム水溶液4.26質量部を投入し80℃にて乳化重合反応を開始した。反応熱による反応槽内の温度上昇が収まった後、重合転化率が98%以上になるようにさらに30分間重合反応を行った。
(Elastomer (B))
Production Example 10
In a reactor equipped with a stirrer, a thermometer, a nitrogen gas inlet tube, a monomer inlet tube and a reflux condenser, 480 parts by mass of ion-exchanged water and 0.06 parts by mass of sodium polyoxyethylene tridecyl ether acetate were charged, and the inside of the reactor was fully replaced with nitrogen gas. Then, the inside temperature was set to 80°C. Thereto, 112.1 parts by mass of a monomer mixture consisting of 47.0% by mass of methyl methacrylate, 4.9% by mass of methyl acrylate, 45.5% by mass of styrene, 1.4% by mass of allyl methacrylate and 1.2% by mass of n-octyl mercaptan and 0.78 parts by mass of sodium polyoxyethylene tridecyl ether acetate were added. Then, 4.26 parts by mass of a 3% aqueous potassium persulfate solution was added, and the emulsion polymerization reaction was started at 80°C. After the temperature rise in the reactor due to the reaction heat subsided, the polymerization reaction was carried out for another 30 minutes so that the polymerization conversion rate was 98% or more.
次いで、同反応器内に、3%過硫酸カリウム水溶液5.32質量部を投入して5分間攪拌した。その後、アクリル酸ブチル63.0質量%、アロニックスM110(パラクミルフェノールEO変性アクリレート)36.0質量%およびメタクリル酸アリル1.0質量%からなる単量体混合物80.2質量部とポリオキシエチレントリデシルエーテル酢酸ナトリウム0.377質量部を60分間かけて連続的に滴下した。滴下終了後、重合転化率が98%以上になるようにさらに60分間重合反応を行った。 Next, 5.32 parts by mass of a 3% aqueous potassium persulfate solution was added to the reactor and stirred for 5 minutes. After that, 80.2 parts by mass of a monomer mixture consisting of 63.0% by mass of butyl acrylate, 36.0% by mass of Aronix M110 (paracumylphenol EO modified acrylate), and 1.0% by mass of allyl methacrylate, and 0.377 parts by mass of sodium polyoxyethylene tridecyl ether acetate were continuously added dropwise over a period of 60 minutes. After the addition was completed, the polymerization reaction was continued for another 60 minutes until the polymerization conversion rate reached 98% or more.
次に、同反応器内に、3%過硫酸カリウム水溶液2.72質量部を投入して5分間攪拌した。その後、メタクリル酸メチル55.0質量%、アクリル酸メチル4.8質量%、メタクリル酸ベンジル40.0質量%およびn-オクチルメルカプタン0.2質量%からなる単量体混合物64.1質量部を30分間かけて連続的に滴下した。滴下終了後、重合転化率が98%以上になるようにさらに60分間重合反応を行った。以上の操作によって、多層共重合体エラストマーを含むラテックスを得た。該ラテックスを凍結して凝固させた。次いで水洗・乾燥して多層共重合体エラストマー(B-1)を得た。多層共重合体エラストマー(B-1)の平均粒子径は0.23μm、屈折率は1.517であった。 Next, 2.72 parts by mass of a 3% aqueous potassium persulfate solution was added to the reactor and stirred for 5 minutes. After that, 64.1 parts by mass of a monomer mixture consisting of 55.0% by mass of methyl methacrylate, 4.8% by mass of methyl acrylate, 40.0% by mass of benzyl methacrylate, and 0.2% by mass of n-octyl mercaptan were continuously dripped over 30 minutes. After the dripping was completed, the polymerization reaction was continued for another 60 minutes so that the polymerization conversion rate was 98% or more. By the above operations, a latex containing a multilayer copolymer elastomer was obtained. The latex was frozen and coagulated. It was then washed with water and dried to obtain a multilayer copolymer elastomer (B-1). The average particle size of the multilayer copolymer elastomer (B-1) was 0.23 μm and the refractive index was 1.517.
製造例11
攪拌機、温度計、窒素ガス導入管、単量体導入管および還流冷却器を備えた反応器内に、イオン交換水480質量部、ポリオキシエチレントリデシルエーテル酢酸ナトリウム0.06質量部を仕込み、反応器内を窒素ガスで十分に置換した。次いで内温を80℃にした。そこに、メタクリル酸メチル28.0質量%、アクリル酸メチル4.9質量%、スチレン64.5質量%、メタクリル酸アリル1.4質量%およびn-オクチルメルカプタン1.2質量%からなる単量体混合物112.1質量部とポリオキシエチレントリデシルエーテル酢酸ナトリウム0.78質量部を添加した。その後、3%過硫酸カリウム水溶液4.26質量部を投入し80℃にて乳化重合反応を開始した。反応熱による反応槽内の温度上昇が収まった後、重合転化率が98%以上になるようにさらに30分間重合反応を行った。
Production Example 11
In a reactor equipped with a stirrer, a thermometer, a nitrogen gas inlet tube, a monomer inlet tube and a reflux condenser, 480 parts by mass of ion-exchanged water and 0.06 parts by mass of sodium polyoxyethylene tridecyl ether acetate were charged, and the inside of the reactor was fully replaced with nitrogen gas. Then, the inside temperature was set to 80°C. Thereto, 112.1 parts by mass of a monomer mixture consisting of 28.0% by mass of methyl methacrylate, 4.9% by mass of methyl acrylate, 64.5% by mass of styrene, 1.4% by mass of allyl methacrylate and 1.2% by mass of n-octyl mercaptan and 0.78 parts by mass of sodium polyoxyethylene tridecyl ether acetate were added. Then, 4.26 parts by mass of a 3% aqueous potassium persulfate solution was added, and the emulsion polymerization reaction was started at 80°C. After the temperature rise in the reactor due to the reaction heat subsided, the polymerization reaction was carried out for another 30 minutes so that the polymerization conversion rate was 98% or more.
次いで、同反応器内に、3%過硫酸カリウム水溶液5.32質量部を投入して5分間攪拌した。その後、アクリル酸2-エチルヘキシル50.0質量%、ヒドロキシエチルアクリレートビフェニルエーテル(新中村化学工業社製NKエステルA-LEN-10)49.0質量%、およびメタクリル酸アリル1.0質量%からなる単量体混合物80.2質量部とポリオキシエチレントリデシルエーテル酢酸ナトリウム0.377質量部を60分間かけて連続的に滴下した。滴下終了後、重合転化率が98%以上になるようにさらに60分間重合反応を行った。 Next, 5.32 parts by mass of a 3% aqueous potassium persulfate solution was added to the reactor and stirred for 5 minutes. After that, 80.2 parts by mass of a monomer mixture consisting of 50.0% by mass of 2-ethylhexyl acrylate, 49.0% by mass of hydroxyethyl acrylate biphenyl ether (NK Ester A-LEN-10 manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.), and 1.0% by mass of allyl methacrylate, and 0.377 parts by mass of polyoxyethylene tridecyl ether sodium acetate were continuously added dropwise over a period of 60 minutes. After the addition was completed, the polymerization reaction was continued for another 60 minutes until the polymerization conversion rate reached 98% or higher.
次に、同反応器内に、3%過硫酸カリウム水溶液2.72質量部を投入して5分間攪拌した。その後、メタクリル酸メチル38.0質量%、アクリル酸メチル4.8質量%、メタクリル酸ベンジル57.0質量%およびn-オクチルメルカプタン0.2質量%からなる単量体混合物64.1質量部を30分間かけて連続的に滴下した。滴下終了後、重合転化率が98%以上になるようにさらに60分間重合反応を行った。以上の操作によって、多層共重合体エラストマーを含むラテックスを得た。該ラテックスを凍結して凝固させた。次いで水洗・乾燥して多層共重合体エラストマー(B-2)を得た。多層共重合体エラストマー(B-2)の平均粒子径は0.23μm、屈折率は1.534であった。 Next, 2.72 parts by mass of a 3% aqueous potassium persulfate solution was added to the reactor and stirred for 5 minutes. After that, 64.1 parts by mass of a monomer mixture consisting of 38.0% by mass of methyl methacrylate, 4.8% by mass of methyl acrylate, 57.0% by mass of benzyl methacrylate, and 0.2% by mass of n-octyl mercaptan were continuously dripped over 30 minutes. After the dripping was completed, the polymerization reaction was continued for another 60 minutes so that the polymerization conversion rate was 98% or more. By the above operations, a latex containing a multilayer copolymer elastomer was obtained. The latex was frozen and coagulated. It was then washed with water and dried to obtain a multilayer copolymer elastomer (B-2). The average particle size of the multilayer copolymer elastomer (B-2) was 0.23 μm and the refractive index was 1.534.
製造例12
攪拌機、温度計、窒素ガス導入管、単量体導入管および還流冷却器を備えた反応器内に、イオン交換水480質量部、ポリオキシエチレントリデシルエーテル酢酸ナトリウム0.3質量部を仕込み、反応器内を窒素ガスで十分に置換した。次いで内温を80℃にした。そこに、スチレン95.6質量%およびジビニルベンゼン4.4質量%からなる単量体混合物112.1質量部とポリオキシエチレントリデシルエーテル酢酸ナトリウム0.78質量部を添加した。その後、3%過硫酸カリウム水溶液4.26質量部を投入し80℃にて乳化重合反応を開始した。反応熱による反応槽内の温度上昇が収まった後、重合転化率が98%以上になるようにさらに30分間重合反応を行った。
Production Example 12
In a reactor equipped with a stirrer, a thermometer, a nitrogen gas inlet tube, a monomer inlet tube and a reflux condenser, 480 parts by mass of ion-exchanged water and 0.3 parts by mass of sodium polyoxyethylene tridecyl ether acetate were charged, and the inside of the reactor was fully replaced with nitrogen gas. Then, the inside temperature was set to 80°C. 112.1 parts by mass of a monomer mixture consisting of 95.6% by mass of styrene and 4.4% by mass of divinylbenzene and 0.78 parts by mass of sodium polyoxyethylene tridecyl ether acetate were added thereto. Then, 4.26 parts by mass of a 3% aqueous potassium persulfate solution was added, and an emulsion polymerization reaction was started at 80°C. After the temperature rise in the reactor due to the reaction heat subsided, the polymerization reaction was carried out for another 30 minutes so that the polymerization conversion rate was 98% or more.
次いで、同反応器内に、3%過硫酸カリウム水溶液5.32質量部を投入して5分間攪拌した。その後、アクリル酸ブチル78.0質量%、スチレン20.0質量%およびメタクリル酸アリル2.0質量%からなる単量体混合物80.2質量部とポリオキシエチレントリデシルエーテル酢酸ナトリウム0.377質量部を60分間かけて連続的に滴下した。滴下終了後、重合転化率が98%以上になるようにさらに60分間重合反応を行った。 Next, 5.32 parts by mass of a 3% aqueous potassium persulfate solution was added to the reactor and stirred for 5 minutes. After that, 80.2 parts by mass of a monomer mixture consisting of 78.0% by mass of butyl acrylate, 20.0% by mass of styrene, and 2.0% by mass of allyl methacrylate, and 0.377 parts by mass of sodium polyoxyethylene tridecyl ether acetate were continuously added dropwise over a period of 60 minutes. After the addition was completed, the polymerization reaction was continued for another 60 minutes until the polymerization conversion rate reached 98% or more.
次に、同反応器内に、3%過硫酸カリウム水溶液2.72質量部を投入して5分間攪拌した。その後、メタクリル酸メチル38.0質量%、アクリル酸メチル4.8質量%、メタクリル酸ベンジル57.0質量%およびn-オクチルメルカプタン0.2質量%からなる単量体混合物64.1質量部を30分間かけて連続的に滴下した。滴下終了後、重合転化率が98%以上になるようにさらに60分間重合反応を行った。以上の操作によって、多層共重合体エラストマーを含むラテックスを得た。該ラテックスを凍結して凝固させた。次いで水洗・乾燥して多層共重合体エラストマー(B-3)を得た。多層共重合体エラストマー(B-3)の平均粒子径は0.13μm、屈折率は1.535であった。 Next, 2.72 parts by mass of a 3% aqueous potassium persulfate solution was added to the reactor and stirred for 5 minutes. After that, 64.1 parts by mass of a monomer mixture consisting of 38.0% by mass of methyl methacrylate, 4.8% by mass of methyl acrylate, 57.0% by mass of benzyl methacrylate, and 0.2% by mass of n-octyl mercaptan were continuously dripped over 30 minutes. After the dripping was completed, the polymerization reaction was continued for another 60 minutes so that the polymerization conversion rate was 98% or more. By the above operations, a latex containing a multilayer copolymer elastomer was obtained. The latex was frozen and coagulated. It was then washed with water and dried to obtain a multilayer copolymer elastomer (B-3). The average particle size of the multilayer copolymer elastomer (B-3) was 0.13 μm and the refractive index was 1.535.
製造例13
耐圧オートクレーブ中に、イオン交換水150質量部、1,3-ブタジエン85質量部、スチレン15質量部、t-ドデシルメルカプタン0.5質量部、ジイソプロピルベンゼンヒドロペルオキシド0.4質量部、ピロリン酸ソーダ1.5質量部、硫酸第一鉄0.02質量部、デキストローズ1.0質量部、及びオレイン酸カリウム0.25質量部を仕込み、撹拌しながら50℃で15時間反応させて、ブタジエン系ゴム重合ラテックスを製造した。
Production Example 13
In a pressure resistant autoclave, 150 parts by mass of ion-exchanged water, 85 parts by mass of 1,3-butadiene, 15 parts by mass of styrene, 0.5 parts by mass of t-dodecyl mercaptan, 0.4 parts by mass of diisopropylbenzene hydroperoxide, 1.5 parts by mass of sodium pyrophosphate, 0.02 parts by mass of ferrous sulfate, 1.0 part by mass of dextrose, and 0.25 parts by mass of potassium oleate were charged and reacted with stirring at 50° C. for 15 hours to produce a butadiene-based rubber polymerization latex.
前記ブタジエン系ゴム重合ラテックス65部(固形分として)をフラスコに仕込み、窒素置換した後、NaHCO3 1.2質量部を10%の水溶液にして添加し、30分間撹拌した。この液に、オレイン酸カリウム0.25部を7%水溶液として添加し、安定化した。その後、ロンガリット0.6質量部を添加し、液温を70℃に保持して、以下の組成の単量体混合物35質量部をブタジエン系ゴム重合ラテックスにグラフト重合させた。 65 parts of the butadiene-based rubber polymerized latex (as solids) was charged into a flask, and after replacing with nitrogen, 1.2 parts by mass of NaHCO 3 was added as a 10% aqueous solution, and the mixture was stirred for 30 minutes. 0.25 parts of potassium oleate was added as a 7% aqueous solution to this liquid for stabilization. Then, 0.6 parts by mass of Rongalit was added, and the liquid temperature was kept at 70°C, and 35 parts by mass of a monomer mixture having the following composition was graft-polymerized to the butadiene-based rubber polymerized latex.
全グラフト単量体混合物の100質量部当たり、グラフト1段目用の単量体混合物として、メタクリル酸メチル40質量部、アクリル酸エチル質量5部、及びt-ブチルヒドロペルオキシド(t-BH)0.1質量部の混合物を1時間かけて滴下し、引き続き2時間撹拌を継続して重合させた。その後、グラフト2段目用の単量体混合物として、スチレン40質量部及びt-BH0.1質量部の混合物を1時間かけて滴下し、引き続き2時間撹拌を継続して重合させた。最後に、グラフト3段目用単量体混合物として、メタクリル酸メチル15室慮部及びt-BH0.05質量部の混合物を1時間かけて滴下し、引き続き2時間撹拌を継続して重合させ、多層共重合体エラストマー(B-4)のラテックスを得た。 As the monomer mixture for the first stage of grafting, a mixture of 40 parts by mass of methyl methacrylate, 5 parts by mass of ethyl acrylate, and 0.1 parts by mass of t-butyl hydroperoxide (t-BH) was added dropwise over 1 hour per 100 parts by mass of the total graft monomer mixture, and polymerization was continued for 2 hours with continued stirring. After that, as the monomer mixture for the second stage of grafting, a mixture of 40 parts by mass of styrene and 0.1 parts by mass of t-BH was added dropwise over 1 hour, and polymerization was continued for 2 hours with continued stirring. Finally, as the monomer mixture for the third stage of grafting, a mixture of 15 parts by mass of methyl methacrylate and 0.05 parts by mass of t-BH was added dropwise over 1 hour, and polymerization was continued for 2 hours with continued stirring, to obtain a latex of multilayer copolymer elastomer (B-4).
得られた多層共重合体エラストマー(B-4)ラテックスにBHTを0.5質量部添加した後、0.2%の硫酸水溶液を添加して、多層共重合体エラストマー(B-4)を凝析させ、90℃で熱処理固化した。その後、凝固物を温水で洗浄し、さらに乾燥して多層共重合体エラストマー(B-4)粉末を得た。多層共重合体エラストマー(B-4)の平均粒子径は0.45μm、屈折率は1.527であった。 After adding 0.5 parts by mass of BHT to the obtained multilayer copolymer elastomer (B-4) latex, a 0.2% aqueous sulfuric acid solution was added to coagulate the multilayer copolymer elastomer (B-4), which was then heat-treated and solidified at 90°C. The coagulated product was then washed with warm water and further dried to obtain a multilayer copolymer elastomer (B-4) powder. The average particle size of the multilayer copolymer elastomer (B-4) was 0.45 μm and the refractive index was 1.527.
製造例14
攪拌機、温度計、窒素ガス導入管、単量体導入管および還流冷却器を備えた反応器内に、イオン交換水480質量部、ポリオキシエチレントリデシルエーテル酢酸ナトリウム0.3質量部を仕込み、反応器内を窒素ガスで十分に置換した。次いで内温を80℃にした。そこに、スチレン76.6質量%、メタクリル酸メチル16.0質量%、アクリル酸メチル4.9質量%、メタクリル酸アリル1.4質量%およびn-オクチルメルカプタン1.2質量%からなる単量体混合物112.1質量部とポリオキシエチレントリデシルエーテル酢酸ナトリウム0.78質量部を添加した。その後、3%過硫酸カリウム水溶液4.26質量部を投入し80℃にて乳化重合反応を開始した。反応熱による反応槽内の温度上昇が収まった後、重合転化率が98%以上になるようにさらに30分間重合反応を行った。
Production Example 14
In a reactor equipped with a stirrer, a thermometer, a nitrogen gas inlet tube, a monomer inlet tube and a reflux condenser, 480 parts by mass of ion-exchanged water and 0.3 parts by mass of sodium polyoxyethylene tridecyl ether acetate were charged, and the inside of the reactor was fully replaced with nitrogen gas. Then, the inside temperature was set to 80°C. Thereto, 112.1 parts by mass of a monomer mixture consisting of 76.6% by mass of styrene, 16.0% by mass of methyl methacrylate, 4.9% by mass of methyl acrylate, 1.4% by mass of allyl methacrylate and 1.2% by mass of n-octyl mercaptan and 0.78 parts by mass of sodium polyoxyethylene tridecyl ether acetate were added. Then, 4.26 parts by mass of a 3% aqueous potassium persulfate solution was added, and the emulsion polymerization reaction was started at 80°C. After the temperature rise in the reactor due to the reaction heat subsided, the polymerization reaction was carried out for another 30 minutes so that the polymerization conversion rate was 98% or more.
次いで、同反応器内に、3%過硫酸カリウム水溶液5.32質量部を投入して5分間攪拌した。その後、アクリル酸2-エチルヘキシル42.0質量%、アクリル酸ベンジル1.0質量%、A-LEN-10(新中村化学工業社製NKエステルA-LEN-10)56.0質量%およびメタクリル酸アリル1.0質量%からなる単量体混合物80.2質量部とポリオキシエチレントリデシルエーテル酢酸ナトリウム0.377質量部を60分間かけて連続的に滴下した。滴下終了後、重合転化率が98%以上になるようにさらに60分間重合反応を行った。 Next, 5.32 parts by mass of a 3% aqueous potassium persulfate solution was added to the reactor and stirred for 5 minutes. After that, 80.2 parts by mass of a monomer mixture consisting of 42.0% by mass of 2-ethylhexyl acrylate, 1.0% by mass of benzyl acrylate, 56.0% by mass of A-LEN-10 (NK ester A-LEN-10 manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.) and 1.0% by mass of allyl methacrylate, and 0.377 parts by mass of sodium polyoxyethylene tridecyl ether acetate were continuously added dropwise over a period of 60 minutes. After the addition was completed, the polymerization reaction was continued for another 60 minutes until the polymerization conversion rate reached 98% or higher.
次に、同反応器内に、3%過硫酸カリウム水溶液2.72質量部を投入して5分間攪拌した。その後、メタクリル酸メチル33.0質量%、アクリル酸メチル4.8質量%、メタクリル酸ベンジル62.0質量%およびn-オクチルメルカプタン0.2質量%からなる単量体混合物64.1質量部を30分間かけて連続的に滴下した。滴下終了後、重合転化率が98%以上になるようにさらに60分間重合反応を行った。以上の操作によって、多層共重合体エラストマーを含むラテックスを得た。該ラテックスを凍結して凝固させた。次いで水洗・乾燥して多層共重合体エラストマー(B-5)を得た。多層共重合体エラストマー(B-5)の平均粒子径は0.23μm、屈折率は1.545であった。 Next, 2.72 parts by mass of a 3% aqueous potassium persulfate solution was added to the reactor and stirred for 5 minutes. After that, 64.1 parts by mass of a monomer mixture consisting of 33.0% by mass of methyl methacrylate, 4.8% by mass of methyl acrylate, 62.0% by mass of benzyl methacrylate, and 0.2% by mass of n-octyl mercaptan were continuously dripped over 30 minutes. After the dripping was completed, the polymerization reaction was continued for another 60 minutes so that the polymerization conversion rate was 98% or more. By the above operations, a latex containing a multilayer copolymer elastomer was obtained. The latex was frozen and coagulated. It was then washed with water and dried to obtain a multilayer copolymer elastomer (B-5). The average particle size of the multilayer copolymer elastomer (B-5) was 0.23 μm and the refractive index was 1.545.
実施例1
60質量部のメタクリル系共重合体(A-1)と40質量部のエラストマー(B-1)とを混ぜ合わせ、軸径20mmの二軸押出機で250℃にて溶融混練し、押出して、メタククリル系樹脂組成物(C-1)を得た。評価結果を表2に示す。
Example 1
60 parts by mass of the methacrylic copolymer (A-1) and 40 parts by mass of the elastomer (B-1) were mixed together, and the mixture was melt-kneaded and extruded at 250° C. in a twin-screw extruder having a shaft diameter of 20 mm to obtain a methacrylic resin composition (C-1). The evaluation results are shown in Table 2.
実施例2~9
表2に記載した処方以外は実施例1と同じ方法で、メタクリル系樹脂組成物を得た。評価結果を表2に示す。
Examples 2 to 9
A methacrylic resin composition was obtained in the same manner as in Example 1 except for the formulation shown in Table 2. The evaluation results are shown in Table 2.
比較例1~8
表3に記載した処方以外は実施例1と同じ方法で、メタクリル系樹脂組成物を得た。評価結果を表3に示す。
Comparative Examples 1 to 8
A methacrylic resin composition was obtained in the same manner as in Example 1 except for the formulation shown in Table 3. The evaluation results are shown in Table 3.
表1~3が示すように、本発明のメタクリル系樹脂組成物は、耐熱性、低吸水性、耐熱分解性、剛性、そして屈折率のバランスに優れるメタクリル系共重合体を含むことでエラストマーを添加した場合も高耐熱性、低吸水性、高剛性、透明性を保持し、かつ熱安定性が良好である。本発明のメタクリル系樹脂組成物は、透明性、寸法安定性、成形性、耐候性に優れる成形体およびフィルムを提供することができる。 As shown in Tables 1 to 3, the methacrylic resin composition of the present invention contains a methacrylic copolymer that has an excellent balance of heat resistance, low water absorption, thermal decomposition resistance, rigidity, and refractive index, and therefore maintains high heat resistance, low water absorption, high rigidity, and transparency even when an elastomer is added, and has good thermal stability. The methacrylic resin composition of the present invention can provide molded articles and films that are excellent in transparency, dimensional stability, moldability, and weather resistance.
Claims (7)
エラストマー(B)が、メタクリル酸エステル単位とアクリル酸エステル単位を有する多層共重合体エラストマーを含有し、
前記メタクリル系共重合体(A)とエラストマー(B)との屈折率差が0.01以下であり、
マレイン酸無水物単位(m)と、ラクトン環単位、無水グルタル酸単位、N-置換若しくは無置換グルタルイミド単位およびN-置換若しくは無置換マレイミド単位からなる群より選ばれる少なくとも2つ以上の環構造を主鎖に有する構造単位(r)との質量比率、{100×(m)/(r)}が10~30%の範囲である、メタクリル系樹脂組成物。
The elastomer (B) contains a multilayer copolymer elastomer having a methacrylic acid ester unit and an acrylic acid ester unit,
the refractive index difference between the methacrylic copolymer (A) and the elastomer (B) is 0.01 or less,
A methacrylic resin composition, in which the mass ratio, {100×(m)/(r)}, of a maleic anhydride unit (m) to a structural unit (r) having in its main chain at least two ring structures selected from the group consisting of a lactone ring unit, a glutaric anhydride unit, an N-substituted or unsubstituted glutarimide unit, and an N-substituted or unsubstituted maleimide unit, is in the range of 10 to 30% .
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