JP2012072274A - メタクリル系重合体組成物および成形品 - Google Patents

メタクリル系重合体組成物および成形品 Download PDF

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Abstract

【課題】優れた、耐衝撃性、剛性、表面硬度、表面性および透明性を有する成形品およびそれを得るための重合体組成物を提供する。
【解決手段】メタクリル酸メチル単位を70質量%以上有するメタクリル系樹脂(A)、(メタ)アクリル酸アルキルエステル単位からなる重合体ブロック(a1)と共役ジエン化合物単位からなる重合体ブロック(b1)とを有するブロック共重合体(B1)、(メタ)アクリル酸アルキルエステル単位からなる重合体ブロック(a2)と共役ジエン化合物単位からなる重合体ブロック(b2)とを有するブロック共重合体(B2)及びポリオルガノシロキサンを含有し、且つメタクリル系樹脂(A)からなる連続相に平均径0.4μm未満のブロック共重合体(B1)からなる相と平均径0.4μm以上のブロック共重合体(B2)からなる相とが分散してなる重合体組成物。
【選択図】なし

Description

本発明は、耐衝撃性、剛性、表面硬度、表面性および透明性に優れる成形品およびそれを得るためのメタクリル系重合体組成物に関する。
ポリメタクリル酸メチルに代表されるメタクリル系樹脂は、剛性、表面硬度および透明性に優れ、美麗な外観を有する。このような点から、メタクリル系樹脂の成形品は、例えば、看板部品、ディスプレイ部品、照明部品、インテリア部品、建築用部品、輸送機器関係部品、電子機器部品、医療関係部品、光学関係部品、交通関係部品などに用いられている。ところがメタクリル系樹脂は、耐衝撃性が低いことが従来からの欠点であり、多くの改良が試みられている。
例えば、特許文献1〜5には、メタクリル酸メチル単位を50質量%以上有するメタクリル系樹脂からなる連続相に、(メタ)アクリル酸アルキルエステル単位からなる重合体ブロックと共役ジエン化合物単位からなる重合体ブロックとを有するブロック共重合体が分散相として含有してなるメタクリル系重合体組成物が開示されている。これらのメタクリル系重合体組成物は、耐衝撃性、剛性、透明性等に優れることが示されている。
国際公開WO2008/032732 特開2009−227997号公報 特開2009−227998号公報 特開2009−227999号公報 特開2009−235396号公報
ところが、昨今の技術開発の速さから、メタクリル系重合体組成物に対する更なる特性向上が求められている。
そこで、本発明の目的は、優れた、耐衝撃性、剛性、表面硬度、表面性および透明性を有する成形品およびそれを得るための重合体組成物を提供することにある。
本発明者らは上記目的を達成するために鋭意検討を行った。その結果、メタクリル系樹脂(A)、特定のブロック共重合体(B1)、特定のブロック共重合体(B2)、およびポリオルガノシロキサンを、特定の割合で且つ特定の相構造で含有してなる重合体組成物を見出した。そしてこの重合体組成物を成形すると、従来以上に耐衝撃性、剛性、表面硬度、表面性および透明性に優れた成形品が容易に得られることを見出した。本発明はこの知見に基づいてさらに検討を重ねることによって完成するに至ったものである。
すなわち、本発明は以下の態様を包含するものである。
[1] メタクリル酸メチル単位を70質量%以上有するメタクリル系樹脂(A)、 (メタ)アクリル酸アルキルエステル単位からなる重合体ブロック(a1)と共役ジエン化合物単位からなる重合体ブロック(b1)とを有するブロック共重合体(B1)、 (メタ)アクリル酸アルキルエステル単位からなる重合体ブロック(a2)と共役ジエン化合物単位からなる重合体ブロック(b2)とを有するブロック共重合体(B2)、および ポリオルガノシロキサンを含有し;
ブロック共重合体(B1)とブロック共重合体(B2)との合計量がメタクリル系樹脂(A)100質量部に対して1〜80質量部であり、 ブロック共重合体(B1)とブロック共重合体(B2)との質量比が50/50〜95/5であり、 前記ポリオルガノシロキサンの量が、ブロック共重合体(B1)とブロック共重合体(B2)との合計量100質量部に対して0.05〜0.5質量部であり;且つ
メタクリル系樹脂(A)からなる連続相に、平均径0.4μm未満のブロック共重合体(B1)からなる相と平均径0.4μm以上のブロック共重合体(B2)からなる相とが分散してなる重合体組成物。
[2] メタクリル酸メチル単位を70質量%以上有するメタクリル系樹脂(A1)、および(メタ)アクリル酸アルキルエステル単位からなる重合体ブロック(a1)と共役ジエン化合物単位からなる重合体ブロック(b1)とを有するブロック共重合体(B1)を含有し、ブロック共重合体(B1)の量がメタクリル系樹脂(A1)100質量部に対して1〜80質量部であり、メタクリル系樹脂(A1)からなる連続相に平均径0.4μm未満のブロック共重合体(B1)からなる相が分散してなる組成物(I)、
メタクリル酸メチル単位を70質量%以上有するメタクリル系樹脂(A2)、および(メタ)アクリル酸アルキルエステル単位からなる重合体ブロック(a2)と共役ジエン化合物単位からなる重合体ブロック(b2)とを有するブロック共重合体(B2)を含有し、ブロック共重合体(B2)の量がメタクリル系樹脂(A2)100質量部に対して1〜80質量部であり、メタクリル系樹脂(A2)からなる連続相に平均径0.4μm以上のブロック共重合体(B2)からなる相が分散してなる組成物(II)、ならびに
ブロック共重合体(B1)とブロック共重合体(B2)の合計量100質量部に対して0.05〜0.5質量部のポリオルガノシロキサンを、
ブロック共重合体(B1)とブロック共重合体(B2)との質量比が50/50〜95/5になるように混合してなる重合体組成物。
[3] ブロック共重合体(B1)からなる相の平均径が0.1μm以上0.4μm未満であり、ブロック共重合体(B2)からなる相の平均径が0.4μm以上1μm未満である、前記[1]または[2]に記載の重合体組成物。
[4] ブロック共重合体(B1)およびブロック共重合体(B2)が、複数の腕重合体ブロックで構成される星型ブロック共重合体であり、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより算出した標準ポリスチレン換算の数平均分子量が、式:
[星型ブロック共重合体の数平均分子量]>2×[腕重合体ブロックの数平均分子量]を満たすものである、[1]〜[3]のいずれか1項に記載の重合体組成物。
[5] ポリオルガノシロキサンがジメチルシロキサン単位を含む、[1]〜[4]のいずれか1項に記載の重合体組成物。
[6] [1]〜[5]のいずれか1項に記載の重合体組成物からなる成形品。
[7] メタクリル酸メチル単位を70質量%以上有するメタクリル系樹脂(A1)、および(メタ)アクリル酸アルキルエステル単位からなる重合体ブロック(a1)と共役ジエン化合物単位からなる重合体ブロック(b1)とを有するブロック共重合体(B1)を含有し、ブロック共重合体(B1)の量がメタクリル系樹脂(A1)100質量部に対して1〜80質量部であり、メタクリル系樹脂(A1)からなる連続相に平均径0.4μm未満のブロック共重合体(B1)からなる相が分散してなる組成物(I)、
メタクリル酸メチル単位を70質量%以上有するメタクリル系樹脂(A2)、および(メタ)アクリル酸アルキルエステル単位からなる重合体ブロック(a2)と共役ジエン化合物単位からなる重合体ブロック(b2)とを有するブロック共重合体(B2)を含有し、ブロック共重合体(B2)の量がメタクリル系樹脂(A2)100質量部に対して1〜80質量部であり、メタクリル系樹脂(A2)からなる連続相に平均径0.4μm以上のブロック共重合体(B2)からなる相が分散してなる組成物(II)、ならびに
ブロック共重合体(B1)とブロック共重合体(B2)の合計量100質量部に対して0.05〜0.5質量部のポリオルガノシロキサンを、
ブロック共重合体(B1)とブロック共重合体(B2)との質量比が50/50〜95/5になるように混合することを含む重合体組成物の製造方法。
本発明の重合体組成物は、成形加工性に優れ、得られる成形品の外観が良好である。本発明の重合体組成物を成形することによって、耐衝撃性、剛性、表面硬度、表面性および透明性に優れた成形品が得られる。
本発明の重合体組成物は、メタクリル系樹脂(A)、ブロック共重合体(B1)、ブロック共重合体(B2)、およびポリオルガノシロキサンを含有するものである。
また、本発明の重合体組成物は、メタクリル系樹脂(A1)およびブロック共重合体(B1)を含有する組成物(I)、メタクリル系樹脂(A2)およびブロック共重合体(B2)を含有する組成物(II)、ならびにポリオルガノシロキサンを混合してなるものである。
〔メタクリル系樹脂(A)、(A1)、および(A2)〕
本発明に用いられるメタクリル系樹脂(A)、(A1)および(A2)は、メタクリル酸メチル単位を70質量%以上、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上有する。
メタクリル酸メチル単位以外の繰返し単位は、メタクリル酸メチルと共重合可能な他のビニル系単量体単位であれば特に制限されない。該ビニル系単量体としては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチルなどのアクリル酸アルキルエステル;メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチルなどのメタクリル酸メチルを除くメタクリル酸アルキルエステル;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、スチレン、α−メチルスチレンなどが挙げられる。
メタクリル酸メチル単位と他の単量体単位との質量比は、70/30〜100/0、好ましくは80/20〜99/1、より好ましくは90/10〜98/2である。
メタクリル系樹脂(A)、(A1)および(A2)は、重量平均分子量(以下、Mwと略称することがある。)が、好ましくは7万〜20万、より好ましくは8万〜15万、特に好ましくは9万〜12万である。Mwが小さすぎると重合体組成物から得られる成形品の耐衝撃性や靭性が低下傾向になる。Mwが大きすぎると重合体組成物の流動性が低下し成形加工性が低下傾向になる。
メタクリル系樹脂(A)、(A1)および(A2)は、重量平均分子量の数平均分子量に対する比(以下、この比を分子量分布と呼ぶ。)が、好ましくは1.9〜3.0、より好ましくは2.1〜2.8、特に好ましくは2.2〜2.7である。分子量分布が小さすぎると重合体組成物の成形加工性が低下傾向になる。分子量分布が大きすぎると重合体組成物から得られる成形品の耐衝撃性が低下傾向になり、脆くなりやすい。
なお、重量平均分子量および数平均分子量は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィ)で測定した標準ポリスチレン換算の分子量である。また、メタクリル系樹脂の分子量や分子量分布は、重合開始剤および連鎖移動剤の種類や量などを調整することによって制御できる。
メタクリル系樹脂(A1)およびメタクリル系樹脂(A2)としては、上記に示した特性を有するものであれば、同じ特性を有するものを用いてもよいし、相互に異なる特性を有するものを用いてもよい。
〔ブロック共重合体(B1)および(B2)〕
ブロック共重合体(B1)は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル単位からなる重合体ブロック(a1)と共役ジエン化合物単位からなる重合体ブロック(b1)とを有するものである。
ブロック共重合体(B2)は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル単位からなる重合体ブロック(a2)と共役ジエン化合物単位からなる重合体ブロック(b2)とを有するものである。
なお、前記の「(メタ)アクリル」とは、「メタクリルまたはアクリル」の意である。
重合体ブロック(a1)および重合体ブロック(a2)を構成する(メタ)アクリル酸アルキルエステル単位は、(メタ)アクリル酸アルキルエステルの付加重合によって得られるものである。
メタクリル酸アルキルエステルとしては、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸シクロヘキシルなどが挙げられる。アクリル酸アルキルエステルとしては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸i−ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシルなどが挙げられる。これらは1種単独で重合されていてもよいし、2種以上を組み合わせて共重合されていてもよい。これらの中でも、ガラス転移温度(以下、Tgと略称することがある。)が、好ましくは0℃以下、より好ましくは−10℃以下の、重合体ブロック(a1)または重合体ブロック(a2)を与える単量体または単量体の組み合わせが望ましい。このような単量体としては、アクリル酸n−ブチルおよび/またはアクリル酸2−エチルヘキシルが好ましく、アクリル酸n−ブチルがより好ましい。
重合体ブロック(b1)および重合体ブロック(b2)を構成する共役ジエン化合物単位は、共役ジエン化合物の付加重合によって得られるものである。
共役ジエン化合物としては、1,3−ブタジエン、イソプレン、1,3−ペンタジエン、2,3−ジメチルブタジエンなどが挙げられる。これらは1種単独で重合されていてもよいし、2種以上を組み合わせて共重合されていてもよい。これらの中でも、Tgが好ましくは0℃以下、より好ましくは−10℃以下の、重合体ブロック(b1)または重合体ブロック(b2)を与える単量体または単量体の組み合わせが望ましい。このような単量体として、1,3−ブタジエンおよび/またはイソプレンが好ましく、1,3−ブタジエンがより好ましい。
共役ジエン化合物は、1,4−付加重合する場合と、1,2−または3,4−付加重合する場合とがある。共役ジエン化合物が1,4−付加重合すると分子主鎖中に炭素−炭素二重結合を有するようになる。共役ジエン化合物が1,2−または3,4−付加重合すると、分子主鎖に側鎖として結合するビニル基、すなわち側鎖ビニル結合を有するようになる。この分子主鎖中の炭素−炭素二重結合および/または側鎖ビニル結合は、グラフト反応や架橋反応の起点となり得る。重合体ブロック(b1)または重合体ブロック(b2)に含まれる側鎖ビニル結合量は、好ましくは10mol%〜60mol%、より好ましくは10mol%〜50mol%、さらに好ましくは10mol%〜40mol%である。
側鎖ビニル結合量は、重合反応系にエーテル類などの極性化合物を加えることにより増加させることができる。
重合体ブロック(b1)または重合体ブロック(b2)中の側鎖ビニル結合量は、ブロック共重合体(B1)またはブロック共重合体(B2)へのメタクリル系樹脂(A)、(A1)または(A2)のグラフト量、ブロック共重合体(B1)またはブロック共重合体(B2)からなる分散相の大きさ、ブロック共重合体(B1)またはブロック共重合体(B2)の架橋率などに影響し、それらが総合して重合体組成物から得られる成形品の耐衝撃性、耐候性、表面光沢、熱安定性などに影響を与えると考えられる。
側鎖ビニル結合量が少なすぎると、ブロック共重合体へのメタクリル系樹脂のグラフト量が低くなり、耐衝撃性が低下傾向になる。側鎖ビニル結合量が多すぎると、ブロック共重合体からなる分散相が凝集しやすくなり、透明性が低く且つ表面性が悪い成形品が得られやすくなる。
なお、側鎖ビニル結合量は、共役ジエン化合物単位中の炭素−炭素二重結合の内の分子主鎖に側鎖として結合するビニル基の割合[mol%]で表される。例えば、1,3−ブタジエン単位からなる重合体ブロック(b1)である場合、1H−NMRを用いて分析し、化学シフト4.7〜5.2ppmの1,2−ビニルによるプロトン(=CH2)シグナルの積分強度C0と、化学シフト5.2〜5.8ppmのメチンプロトン(=CH−)シグナルの積分強度D0をそれぞれ求め、次式によって計算して、側鎖ビニル結合量V0[%]を求めることができる。
0=〔(C0/2)/{(C0/2)+(D0−(C0/2))/2}〕×100
重合体ブロック(b1)または重合体ブロック(b2)は、分子主鎖中の炭素−炭素二重結合および/または分子主鎖に側鎖として結合するビニル基が部分的に水素添加されたものであってもよい。本発明においては、重合体ブロック(b1)または重合体ブロック(b2)の水素添加率は70mol%未満であることが好ましく、50mol%未満であることがさらに好ましい。水素添加の方法は、特に限定されず、例えば、特公平5−20442号公報に開示された方法によって達成される。
ブロック共重合体(B1)は、重合体ブロック(a1)および重合体ブロック(b1)をそれぞれ1つずつ有するものであってもよいし、重合体ブロック(a1)および/または重合体ブロック(b1)を2つ以上有するものであってもよい。また、ブロック共重合体(B2)は、重合体ブロック(a2)および重合体ブロック(b2)をそれぞれ1つずつ有するものであってもよいし、重合体ブロック(a2)および/または重合体ブロック(b2)を2つ以上有するものであってもよい。
該ブロック共重合体の結合様式としては、a―b型ジブロック共重合体、a―b―a型トリブロック共重合体、b―a―b型トリブロック共重合体、a―b―a―b型テトラブロック共重合体などに代表される線状ブロック共重合体;(b―a―)nX、(a―b―)nXなどで代表される星型ブロック共重合体、a―g―bで表されるグラフト型ブロック共重合体などが挙げられる。なお、nは2より大きい値である。gはグラフト結合を示す結合記号である。Xはカップリング残基である。
ブロック共重合体(B1)は、重合体ブロック(a1)と重合体ブロック(b1)との間に傾斜連結部を有するものであってもよい。また、ブロック共重合体(B2)は、重合体ブロック(a2)と重合体ブロック(b2)との間に傾斜連結部を有するものであってもよい。傾斜連結部は、重合体ブロック(a1)もしくは重合体ブロック(a2)の繰り返し単位の組成から、重合体ブロック(b1)もしくは重合体ブロック(b2)の繰り返し単位の組成に、漸次変化していく繰り返し単位組成を有する部分である。
これらのブロック共重合体は、各々1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
重合体ブロック(a1)と重合体ブロック(b1)との質量比は、特に制限されないが、好ましくは30/70〜65/35、より好ましくは40/60〜60/40である。
また、重合体ブロック(a2)と重合体ブロック(b2)との質量比は、特に制限されないが、好ましくは30/70〜65/35、より好ましくは40/60〜60/40である。
ブロック共重合体(B1)およびブロック共重合体(B2)は、その屈折率によって特に制限されないが、本発明の重合体組成物を光学用途に供するために、ブロック共重合体(B1)およびブロック共重合体(B2)の屈折率はメタクリル系樹脂(A)、(A1)および(A2)の屈折率と凡そ一致することが好ましい。具体的には、ブロック共重合体(B1)およびブロック共重合体(B2)の屈折率は、1.48〜1.50であることが好ましく、1.485〜1.495であることがより好ましい。
ブロック共重合体(B1)および/またはブロック共重合体(B2)は、星型ブロック共重合体であることが特に好ましい。星型ブロック共重合体とすることによって、重合体組成物に分散するブロック共重合体(B1)からなる相またはブロック共重合体(B2)からなる相の機械的強度をより高くすることができる。星型ブロック共重合体は、複数の腕重合体ブロックが多官能性単量体や多官能性カップリング剤などに由来する基、すなわちカップリング残基によって連結された共重合体を含むものである。
星型ブロック共重合体を構成する複数の腕重合体ブロックは、同じ種類のブロック共重合体であってもよいし、異なる種類のブロック共重合体であってもよい。
本発明においてブロック共重合体(B1)は化学構造式:
(重合体ブロック(b1)―重合体ブロック(a1)―)n
(式中、Xはカップリング残基、nは2を超える数を表す。)で表される星型ブロック共重合体であることが特に好ましい。
また、ブロック共重合体(B2)は化学構造式:
(重合体ブロック(b2)―重合体ブロック(a2)―)n
(式中、Xはカップリング残基、nは2を超える数を表す。)で表される星型ブロック共重合体であることが特に好ましい。
星型ブロック共重合体は、GPCにより算出した標準ポリスチレン換算の数平均分子量(以下、Mnと略称することがある)において、式: 〔星型ブロック共重合体のMn〕>2×〔腕重合体ブロックのMn〕を満たすものが好ましい。
なお、〔星型ブロック共重合体のMn〕の〔腕重合体ブロックのMn〕に対する比は腕数と呼ばれることがある。
星型ブロック共重合体の数平均分子量が、腕重合体ブロックの数平均分子量の2倍を超える範囲にすることによって、重合体組成物のせん断に対する機械的強度が高くなる。
工業的な生産の容易さの観点から、星型ブロック共重合体の数平均分子量は、腕重合体ブロックの数平均分子量に対して、好ましくは2倍超且つ100倍以下であり、より好ましくは2.5倍〜50倍であり、さらに好ましくは3倍〜10倍である。
星型ブロック共重合体には、カップリング残基によって連結していない腕重合体ブロック、すなわち直鎖状ブロック共重合体が含まれていてもよい。
ブロック共重合体(B1)およびブロック共重合体(B2)の数平均分子量は、得られる重合体組成物の耐衝撃性を向上させ、成形品の取扱性を向上させる観点から、5,000〜1,000,000であることが好ましく、10,000〜800,000であることがより好ましく、50,000〜500,000であることがさらに好ましい。
ブロック共重合体(B1)およびブロック共重合体(B2)の製造方法は特に制限ないが、本発明に適した分子量分布の狭い星型ブロック共重合体が得られるという点で、リビング重合法が好ましい。
リビング重合法の中では、有機アルカリ金属化合物を重合開始剤として用い、有機アルミニウム化合物の存在下でアニオン重合する方法が、比較的緩和な温度条件下で、より分子量分布が狭く且つ残存単量体が少ないブロック共重合体を製造できるのでより好ましい。
アニオンリビング重合法に用いられる有機アルカリ金属化合物としては、有機リチウム化合物が好適である。有機リチウム化合物としては、アルキルリチウム、アルキレンジリチウム、アリールリチウム、アリールジリチウム、アラルキルリチウム、アラルキルジリチウム、リチウムアミド、リチウムアルコキシド、等が挙げられ、中でもアルキルリチウムが好適である。これらは1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
有機アルミニウム化合物としては、取扱いが容易であり、また、比較的緩和な温度条件下で失活することなくアニオン重合反応を進行させることができるという点でイソブチルビス(2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノキシ)アルミニウム、イソブチルビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェノキシ)アルミニウム、またはイソブチル〔2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェノキシ)〕アルミニウムが挙げられる。
上記アニオンリビング重合においては、必要に応じて、反応系内に、含窒素化合物を反応の安定化のために共存させることができる。含窒素化合物としては、ジメチルエーテル、ジメトキシエタン、ジエトキシエタン、12−クラウン−4−エーテルなどのエーテル類や、トリエチルアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、N,N,N’,N”,N”−ペンタメチルジエチレントリアミン、1,1,4,7,10,10−ヘキサメチルトリエチレンテトラミン、ピリジン、2,2’−ジピリジルなどが挙げられる。
星型ブロック共重合体は、上記のアニオン重合などによって得られたブロック共重合体の反応液に、多官能性単量体を添加して共重合させることによって、または多官能性カップリング剤を添加してカップリング反応させることによって得られる。
多官能性単量体は、エチレン性不飽和基を2以上有する化合物であり、具体的には、メタクリル酸アリル、ジメタクリル酸エチレングリコール、ジメタクリル酸1,3−ブチレングリコール、ジビニルベンゼン、1,6−ヘキサンジオールジアクリレートなどが挙げられる。
多官能性カップリング剤は、反応性基を3以上有する化合物であり、具体的には、トリクロロメチルシラン、テトラクロロシラン、ブチルトリクロロシラン、ビス(トリクロロシリル)エタン、テトラクロロスズ、ブチルトリクロロスズ、テトラクロロゲルマニウムなどが挙げられる。
ブロック共重合体(B1)およびブロック共重合体(B2)としては、上記に示した特性を有するものであれば、同じ特性を有するものを用いてもよいし、相互に異なる特性を有するものを用いてもよい。
本発明の重合体組成物は、ブロック共重合体(B1)とブロック共重合体(B2)との合計量が、メタクリル系樹脂(A)100質量部に対して、1〜80質量部、好ましくは2〜30質量部、より好ましくは3〜20質量部である。ブロック共重合体(B1)とブロック共重合体(B2)との合計量が少ないと重合体組成物が脆くなり耐衝撃性向上の効果が小さい。一方、ブロック共重合体(B1)とブロック共重合体(B2)との合計量が多いと、表面硬度、耐熱性、流動性あるいは剛性が低下傾向になるばかりでなく、透明性が低下する場合がある。
また、本発明に用いられる組成物(I)は、ブロック共重合体(B1)の量が、メタクリル系樹脂(A1)100質量部に対して、1〜80質量部、好ましくは2〜30質量部、より好ましくは3〜20質量部である。
本発明に用いられる組成物(II)は、ブロック共重合体(B2)の量が、メタクリル系樹脂(A2)100質量部に対して、1〜80質量部、好ましくは2〜30質量部、より好ましくは3〜20質量部である。
ブロック共重合体(B1)および/またはブロック共重合体(B2)の量が、上記範囲内にあると、耐衝撃性、表面硬度、耐熱性、剛性、透明性、表面平滑性に優れた成形品を得ることができる。
本発明の重合体組成物に含まれるブロック共重合体(B1)とブロック共重合体(B2)との質量比は、50/50〜95/5、好ましくは50/50〜90/10、より好ましくは55/45〜90/10である。ブロック共重合体(B1)が少ないと、重合体組成物の成形品の透明性や表面性が低下傾向になる。逆にブロック共重合体(B1)が多いと成形品の耐衝撃強度が低下傾向になる。
〔ポリオルガノシロキサン〕
本発明に用いられるポリオルガノシロキサンは、式[X]で表わされる繰返し単位を含む高分子化合物であれば、特に限定されない。
Figure 2012072274
式[X]中、R1およびR2は、それぞれ独立に有機基である。有機基としては、アルキル基、フェニル基、アリール基などが挙げられる。
ポリオルガノシロキサンとしては、ポリジメチルシロキサン、ポリメチルフェニルシロキサン、ポリジフェニルシロキサン等が挙げられる。これらのうち、R1およびR2がメチル基であるジメチルシロキサン単位を含むものが好ましい。本発明に用いられるポリオルガノシロキサンは、エポキシ基、アミノ基、カルボキシル基、メタクリル基、カルビノール基、メルカプト基、フェノール基、ポリエーテル基、シラノール基、フロロアルキル基、アラルキル基等が導入された変性タイプのものであってもよい。ポリオルガノシロキサンは1種単独でまたは2種以上を組合せて用いることができる。
本発明の重合体組成物を構成するポリオルガノシロキサンは、25℃における粘度が、好ましくは1〜100Pa・s、より好ましくは5〜50Pa・sである。粘度がこの範囲にあると、耐衝撃性が向上する。なお、粘度の異なる2種以上のポリオルガノシロキサンを混合して、その粘度を1〜100Pa・sに調整して用いてもよい。
本発明の重合体組成物を構成するポリオルガノシロキサンは、その屈折率が、好ましくは1.30〜1.60、より好ましくは1.40〜1.50である。屈折率がこの範囲にあることで重合体組成物の透明性が高くなる。屈折率の異なる2種以上のポリオルガノシロキサンを混合して、その屈折率を1.40〜1.50に調整して用いてもよい。
本発明の重合体組成物を構成するポリオルガノシロキサンの含有量は、ブロック共重合体(B1)とブロック共重合体(B2)の合計量100質量部に対して0.05〜0.5質量部、好ましくは0.1〜0.4質量部、より好ましくは0.2〜0.3質量部である。ポリオルガノシロキサンの含有量が少ないと耐衝撃性が不足気味になる。一方、ポリオルガノシロキサンの含有量が多いと透明性が低下傾向になる。
〔添加剤〕
本発明の重合体組成物は、必要に応じて各種の添加剤を含有していてもよい。
添加剤としては、酸化防止剤、熱劣化防止剤、熱紫外線吸収剤、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、耐衝撃性改質剤、蛍光剤などが挙げられる。
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。
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、リン系酸化防止剤のヒンダードフェノール系酸化防止剤に対する質量比で、好ましくは1/5〜2/1、より好ましくは1/2〜1/1である。
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(旭電化社製;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)などが好ましい。
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)などが好ましい。
本発明において酸化防止剤を用いる場合、その含有量は重合体組成物100質量部に対して、好ましくは0.001〜1質量部、より好ましくは0.005〜0.5質量部、さらに好ましくは0.01〜0.3質量部である。酸化防止剤の含有量が少ないと酸化防止効果が十分に発揮されない傾向がある。一方、酸化防止剤の含有量が多すぎると、金型汚れによる生産性の低下もしくはシルバーや焼けなどの発生による成形不良を引き起こす傾向がある。
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し樹脂の熱劣化防止に効果を有するものである。
該熱劣化防止剤としては、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)などが好ましく;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がより好ましい。
熱劣化防止剤の量は、メタクリル系樹脂(A)若しくはメタクリル系樹脂(A1)および(A2)と、ブロック共重合体(B1)と、ブロック共重合体(B2)との合計100質量部に対して、好ましくは0.005〜0.5質量部、より好ましくは0.01〜0.5質量部、更に好ましくは0.02〜0.2質量部である。熱劣化防止剤の量が少なすぎると、熱劣化防止効果が低下傾向になる。熱劣化防止剤の量が多すぎると、金型汚れによる生産性の低下もしくはシルバーや焼けなどの発生による成形不良を引き起こす傾向がある。
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。
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が挙げられる。これらは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。
これらの中でも、ベンゾトリアゾール類、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。
ベンゾトリアゾール類は、紫外線被照による着色などの光学特性低下を抑制する効果が高いので、本発明の重合体組成物を上記のような特性が要求される用途に適用する場合に用いる紫外線吸収剤として好ましい。
ベンゾトリアゾール類としては、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェノール(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製;商品名TINUVIN329)、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4,6−ビス(1−メチル−1−フェニルエチル)フェノール(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製;商品名TINUVIN234)などが好ましく、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェノールがより好ましい。
また、波長380〜450nmにおけるモル吸光係数の最大値εmaxが1200dm3mol-1cm-1以下である紫外線吸収剤は、得られる成形品の黄色味を抑制できる。
波長380〜450nmにおけるモル吸光係数の最大値εmaxが1200dm3mol-1cm-1以下である紫外線吸収剤としては、2−エチル−2’−エトキシ−オキサルアニリド(クラリアントジャパン社製;商品名サンデユボアVSU)などが挙げられる。これら紫外線吸収剤の中、紫外線被照による樹脂劣化が抑えられるという観点からベンゾトリアゾール類が好ましく用いられる。
紫外線吸収剤の量は、メタクリル系樹脂(A)若しくはメタクリル系樹脂(A1)および(A2)と、ブロック共重合体(B1)と、ブロック共重合体(B2)との合計100質量部に対して、好ましくは0.005〜1質量部、より好ましくは0.01〜0.5質量部、更に好ましくは0.02〜0.2質量部である。紫外線吸収剤の量が少なすぎると紫外線被照による樹脂劣化の抑制効果が十分に発揮されない傾向になる。紫外線吸収剤の量が多すぎると、金型汚れによる生産性の低下もしくはシルバーやメヤニなどの発生による成形不良を引き起こす傾向がある。
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る。好適な光安定剤としては、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。
光安定剤の量は、重合体組成物100質量部に対して、好ましくは0.001〜0.5質量部である。
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る。離型剤としては、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。本発明においては、離型剤として、高級アルコール類とグリセリン脂肪酸モノエステルとを併用することが好ましい。高級アルコール類とグリセリン脂肪酸モノエステルとを併用する場合、その割合は特に制限されないが、高級アルコール類のグリセリン脂肪酸モノエステルに対する質量比が、好ましくは2.5/1〜3.5/1、より好ましくは2.8/1〜3.2/1である。
離型剤の総量は、重合体組成物100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以下、より好ましくは0.3質量部以下、さらに好ましくは0.1質量部以下である。離型剤の総量が多すぎると、金型汚れによる生産性の低下もしくはシルバーやメヤニなどの発生による成形不良を引き起こす傾向がある。
高分子加工助剤は、重合体組成物を成形する際において、厚さ精度および薄膜化に効果を発する化合物である。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、0.05〜0.5μmの粒子径を有する重合体粒子である。
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、剤全体としての極限粘度が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重合体組成物の溶融流動性の低下を招きやすい。
高分子加工助剤を用いる場合、その量は、重合体組成物100質量部に対して、好ましくは0.05〜10質量部、より好ましくは0.1〜5質量部である。高分子加工助剤の量が少なすぎると成形時の寸法精度の改善効果が低下傾向になる。逆に高分子加工助剤の量が多すぎると重合体組成物の溶融流動性が低下傾向になる。
本発明の重合体組成物には、耐衝撃性改質剤を用いてもよい。耐衝撃性改質剤としては、アクリル系ゴムもしくはジエン系ゴムをコア層成分として含むコアシェル型改質剤;ゴム粒子を複数包含した改質剤などが挙げられる。耐衝撃性改質剤は通常の使用量よりも少ない量で添加することが好ましい。
有機色素としては、樹脂に対しては有害とされている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。例えば、ターフェニルなどが挙げられる。
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、硫酸バリウムなどが挙げられる。
蛍光剤として、蛍光顔料、蛍光染料、蛍光白色染料、蛍光増白剤、蛍光漂白剤などが挙げられる。
〔重合体組成物〕
本発明の重合体組成物は、ポリオルガノシロキサンを含有し、且つメタクリル系樹脂(A)からなる連続相にブロック共重合体(B1)からなる相とブロック共重合体(B2)からなる相とが分散してなるものである。
また、本発明の重合体組成物は、メタクリル系樹脂(A1)からなる連続相にブロック共重合体(B1)からなる相が分散してなる組成物(I)、メタクリル系樹脂(A2)からなる連続相にブロック共重合体(B2)からなる相が分散してなる組成物(II)、ならびにポリオルガノシロキサンを混合してなるものである。
ブロック共重合体(B1)からなる分散相の平均径は、0.4μm未満、好ましくは0.1μm以上0.4μm未満、より好ましくは0.2μm以上0.4μm未満である。また、ブロック共重合体(B2)からなる分散相の平均径は、0.4μm以上、好ましくは0.4μm以上1μm未満、より好ましくは0.4μm以上0.8μm未満である。平均径0.4μm未満のブロック共重合体(B1)からなる相が分散していないと、成形品の表面性が向上しない。逆に平均径0.4μm以上のブロック共重合体(B2)からなる相が分散していないと、重合体組成物の耐衝撃性が向上しない。このように、平均径が大きい分散相と平均径が小さい分散相とが併存することによって、耐衝撃性と表面性とをともに向上させることができる。なお、平均径は、体積基準分布におけるメジアン径D50である。
ブロック共重合体(B1)からなる分散相の直径の測定値データとブロック共重合体(B2)からなる分散相の直径の測定値データとを合わせた全データに基づく径の平均値Dは、好ましくは0.1〜0.8μm、より好ましくは0.2〜0.5μmである。
また、ブロック共重合体(B1)からなる分散相の直径の測定値データとブロック共重合体(B2)からなる分散相の直径の測定値データとを合わせた全データに基づく径の標準偏差σを、前記径の平均値Dで除算した値(σ/D)は、好ましくは0.1〜0.45、より好ましくは0.15〜0.45である。σ/Dが、この範囲にあると、本発明の重合体組成物の耐衝撃性が向上する傾向がある。
本発明において、ブロック共重合体(B1)からなる分散相とブロック共重合体(B2)からなる分散相との質量比は、好ましくは50/50〜95/5、より好ましくは50/50〜90/10、さらに好ましくは55/45〜90/10である。分散相の質量比が上記の範囲内にあると、透明性、表面性、および耐衝撃性のバランスが良好になる。当該分散相の質量比は、顕微鏡観察で得られる当該分散相間の面積比から、分散相を球体と仮定して算出することができる。また上記の2種類の分散相の質量比は、ブロック共重合体(B1)とブロック共重合体(B2)との質量比と実質的に同じであるので、ブロック共重合体(B1)とブロック共重合体(B2)との質量比またはブロック共重合体(B1)を含有する組成物(I)とブロック共重合体(B2)を含有する組成物(II)との質量比から推算することができる。
ブロック共重合体(B1)からなる分散相および/またはブロック共重合体(B2)からなる分散相は、ブロック共重合体(B1)および/またはブロック共重合体(B2)からなる海相にメタクリル系樹脂(A)、(A1)または(A2)からなる島相が更に分散してなる海島構造を成していることが好ましい。該海島構造を成しているブロック共重合体(B1)からなる分散相およびブロック共重合体(B2)からなる分散相中の島相の総面積の平均値は当該分散相の平均面積の30%以上であることが好ましい。また、このような海島構造を成している分散相がブロック共重合体(B1)からなる分散相およびブロック共重合体(B2)からなる分散相の合計に対して30質量%以上であることが好ましい。なお、分散相の平均径、面積および島相の面積は電子顕微鏡写真観察によって求める。このような海島構造を成している分散相を有する重合体組成物は、成形品の耐衝撃性を格段に向上させる。
本発明の重合体組成物の製造方法は、特に限定されないが、メタクリル酸メチル単位を70質量%以上有するメタクリル系樹脂(A1)およびブロック共重合体(B1)を含有し、ブロック共重合体(B1)の量がメタクリル系樹脂(A1)100質量部に対して1〜80質量部であり、メタクリル系樹脂(A1)からなる連続相に平均径0.4μm未満のブロック共重合体(B1)からなる相が分散してなる組成物(I)、メタクリル酸メチル単位を70質量%以上有するメタクリル系樹脂(A2)およびブロック共重合体(B2)を含有し、ブロック共重合体(B2)の量がメタクリル系樹脂(A2)100質量部に対して1〜80質量部であり、メタクリル系樹脂(A2)からなる連続相に平均径0.4μm以上のブロック共重合体(B2)からなる相が分散してなる組成物(II)、ならびにポリオルガノシロキサンを混合することを含む製法が好ましい。
前記組成物(I)および組成物(II)は、その製造方法によって特に限定されない。例えば、メタクリル系樹脂(A1)または(A2)とブロック共重合体(B1)または(B2)とを、単軸もしくは二軸の溶融押出機などにおいて溶融混練することによって製造することができる。
また、前記組成物(I)および組成物(II)は、インサイチュ法によって製造することもできる。インサイチュ法とは、分散相または連続相になる物質βの存在下で連続相または分散相になる物質αの原料を反応させ、物質αを生成させるのと同時に連続相と分散相とからなる組成物を調製する方法である。
インサイチュ法による組成物(I)の製造法は、以下のような工程を含むものである。
先ず、メタクリル酸メチルおよびそれと共重合可能な他のビニル系単量体を含有する単量体混合物に、ブロック共重合体(B1)を溶解させて、原料液を調製する。
なお、単量体混合物を重合するとメタクリル系樹脂(A1)が得られる。メタクリル酸メチルと他のビニル系単量体との質量比は、好ましくは70/30〜100/0、より好ましくは80/20〜99/1、さらに好ましくは90/10〜98/2である。
原料液の調製においては、ブロック共重合体(B1)の溶解を促進させるために、単量体混合物を30〜60℃程度に加熱したり、溶剤を用いたりすることができる。
該溶剤としては、単量体混合物、単量体混合物の重合によって得られるメタクリル系樹脂(A1)、およびブロック共重合体(B1)を溶解することができる溶剤であれば特に制限されない。例えば、ベンゼン、トルエン、エチルベンゼンなどの芳香族炭化水素、などが望ましいものとして挙げられる。また、必要に応じて、2種以上の溶剤を混合して使用することができる。混合溶剤は、単量体混合物、単量体混合物の重合によって得られるメタクリル系樹脂(A1)、およびブロック共重合体(B1)を溶解することができるものであれば、単独では、単量体混合物、単量体混合物の重合によって得られるメタクリル系樹脂(A1)、およびブロック共重合体(B1)を溶解することができない溶剤、例えば、メタノール、エタノール、ブタノールなどのアルコール類、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類、ヘキサンなどの脂肪族炭化水素、シクロヘキサンなどの脂環式炭化水素などを含有していてもよい。
溶剤の量は、単量体混合物100質量部に対して0〜100質量部であることが好ましい。また、溶剤の量は、メタクリル酸メチル、他のビニル単量体および溶剤の合計を100質量%とした場合に0〜90質量%の範囲であることが好ましい。
原料液中のブロック共重合体(B1)の量は、単量体混合物100質量部に対して、通常、1〜80質量部、好ましくは2〜30質量部、より好ましくは3〜20質量部である。ブロック共重合体(B1)の量が少なすぎると重合体組成物の耐衝撃性向上の効果が小さい。ブロック共重合体(B1)の量が多すぎると、ブロック共重合体(B1)がメタクリル系樹脂(A1)からなる連続相に分散し難くなる。また、重合体組成物の弾性率が低下して剛性を失い易い。
次いで、単量体混合物の重合反応を行う。この重合反応の進行と同時に、単量体混合物がブロック共重合体(B1)にグラフト結合する反応と、ブロック共重合体(B1)同士が架橋する反応とが進行すると考えられる。
単量体混合物の重合反応は、原料液に重合開始剤を添加することによって開始される。また、必要に応じて連鎖移動剤を原料液に添加して、得られる重合体の分子量、グラフト量、架橋率などを調節できる。
本発明で用いられる重合開始剤は、反応性ラジカルを発生させるものであれば特に限定されない。例えば、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスシクロヘキシルカルボニトリルなどのアゾ化合物;ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシベンゾエート、ジ−t−ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、1,1−ジ(t−ブチルパーオキシ)3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、1,1−ジ(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエートなどの有機過酸化物などを挙げることができる。これらは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。また、重合開始剤の添加量や添加方法などは、目的に応じて適宜設定すればよく特に限定されるものではない。
連鎖移動剤としては、n−オクチルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタン、1,4−ブタンジチオール、1,6−ヘキサンジチオール、エチレングリコールビスチオプロピオネート、ブタンジオールビスチオグリコレート、ブタンジオールビスチオプロピオネート、ヘキサンジオールビスチオグリコレート、ヘキサンジオールビスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリス−(β−チオプロピオネート)、ペンタエリスリトールテトラキスチオプロピオネートなどのアルキルメルカプタン類;α−メチルスチレンダイマー;テルピノレンなどを挙げることができる。これらは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。
単量体混合物の重合転化率は、好ましくは70質量%以上、より好ましくは80質量%以上である。重合転化率が高くなった頃に架橋反応が主に進行し始めるので、重合転化率を70質量%以上にすることによって、重合体組成物の耐衝撃性が向上する。
重合は、原料液にせん断が加わるように強く攪拌しながら行うことが好ましい。重合初期では、単量体混合物の重合反応が主に進行してメタクリル系樹脂(A1)が生成する。重合転化率の増加とともにメタクリル系樹脂(A1)の割合が多くなる。この初期段階では、ブロック共重合体(B1)溶液相が連続相になり、量的に少ないメタクリル系樹脂(A1)溶液相が該連続相に分散した状態になっている。
せん断を加えながら単量体混合物の重合をそのまま続けると、メタクリル系樹脂(A1)溶液相とブロック共重合体(B1)溶液相との関係が反転する。すなわち、この相反転によって、メタクリル系樹脂(A1)溶液相が連続相になり、ブロック共重合体(B1)溶液相が該連続相に分散した状態になる。この相反転が起きる際の単量体混合物の重合転化率は、メタクリル系樹脂(A1)溶液相とブロック共重合体(B1)溶液相の体積比、ブロック共重合体(B1)の分子量、ブロック共重合体(B1)へのメタクリル系樹脂のグラフト量、溶剤を用いた場合には溶剤量や溶剤種によって変わる。
なお、相反転を経て分散相となったブロック共重合体(B1)溶液相の内部に単量体混合物が取り残されることがある。この取り残された単量体混合物はブロック共重合体(B1)溶液相の中で重合反応してメタクリル系樹脂(A1)を生成する。その結果、ブロック共重合体(B1)からなる分散相の中にメタクリル系樹脂(A1)からなる細粒状の島相が形成される。これによって分散相は海島構造を成すようになる。
重合は、重合初期から相反転が生じるまでは、塊状重合法または溶液重合法で行うことが好ましい。こうすることによって、攪拌によるせん断力がブロック共重合体(B1)溶液相側により多く加わるのでメタクリル系樹脂(A1)溶液相とブロック共重合体(B1)溶液相との相反転が起こり易くなる。なお、相反転が生じた後は、塊状重合法または溶液重合法を適用できるが、これら以外に懸濁重合法も適用できる。
塊状重合法または溶液重合法を行う装置としては、攪拌機付きの槽型反応器、攪拌機付きの管型反応器、静的攪拌能力を有する管型反応器などが挙げられる。これら装置は、1基以上であってもよく、また、異なる反応器2基以上の組み合せでもよい。また、重合は回分式または連続式のどちらであってもよい。
分散相の大きさは、攪拌機などを備えた動的撹拌式反応器であれば攪拌機の回転数や回転動力などの因子を高めることによって、小さくすることができる。また静的攪拌式反応器であれば、反応液の線速度を高める、重合反応液の粘度を低くする、相反転前までのブロック共重合体(B1)へのグラフト率を低くするなど種々の因子によって、小さく制御可能である。
重合終了後、必要に応じて、未反応の単量体および溶剤を除去する。除去方法は特に制限されないが、加熱脱揮が好ましい。脱揮法としては、平衡フラッシュ方式や断熱フラッシュ方式が挙げられる。特に断熱フラッシュ方式では、好ましくは200〜300℃、より好ましくは220〜270℃の温度で脱揮を行う。200℃未満では脱揮に時間を要し、脱揮不十分になりやすい。脱揮が不十分なときには成形品にシルバーなどの外観不良を起こすことがある。逆に300℃を超えると酸化、焼けなどによって組成物(I)に色が着くことがある。
インサイチュ法による組成物(II)の製造法は、メタクリル系樹脂(A1)およびブロック共重合体(B1)を、メタクリル系樹脂(A2)およびブロック共重合体(B2)に換えた以外は、上記のインサイチュ法による組成物(I)の製造法と同じである。
ポリオルガノシロキサンおよび任意成分である各種の添加剤は、前記組成物(I)または組成物(II)を製造する際に添加してもよいし、組成物(I)と組成物(II)とを混合する際に添加してもよい。混合方法は特に限定されない。混合においては、タンブラー、ミキサー、ブレンダーなどの混合装置;およびスクリュー押出機などの混練装置を用いることができる。
本発明の重合体組成物は、上述したメタクリル系樹脂(A)、(A1)または(A2)に対するブロック共重合体(B1)およびブロック共重合体(B2)の質量割合の範囲内であれば、上記の製造方法で得られた重合体組成物を、別途製造されたメタクリル系樹脂で希釈して得られるものであってもよい。
本発明の重合体組成物は、成形性を良好にする点から、ISO 1133に準じて測定したメルトフローレートが1g/10分以上であるのが好ましく、2g/10分以上であるのがより好ましい。
本発明の重合体組成物は、耐衝撃性のみならず、耐候性、表面性、および透明性に優れ、金型汚れ等による生産効率の低下などを生じ難いので、所望の形状に成形し、各種用途に供することができる。成形方法としては、例えば、射出成形法、圧縮成形法、押出成形法、真空成形法などの、従来より知られる溶融加熱成形法が挙げられる。該成形品においては、分散相の大きさや形が多少変化した部分もあるが、本発明の重合体組成物における分散相構造がほぼ維持されている。
本発明の重合体組成物は、例えば、広告塔、スタンド看板、袖看板、欄間看板、屋上看板などの看板部品;ショーケース、仕切板、店舗ディスプレイなどのディスプレイ部品;蛍光灯カバー、ムード照明カバー、ランプシェード、光天井、光壁、シャンデリアなどの照明部品;ペンダント、ミラーなどのインテリア部品;ドア、ドーム、安全窓ガラス、間仕切り、階段腰板、バルコニー腰板、レジャー用建築物の屋根などの建築用部品;航空機風防、パイロット用バイザー、オートバイ、モーターボート風防、バス用遮光板、自動車用サイドバイザー、リアバイザー、ヘッドウィング、ヘッドライトカバーなどの輸送機関係部品;音響映像用銘板、ステレオカバー、テレビ保護マスク、自動販売機などの電子機器部品;保育器、レントゲン部品などの医療機器部品;機械カバー、計器カバー、実験装置、定規、文字盤、観察窓などの機器関係部品;液晶保護板、導光板、導光フィルム、フレネルレンズ、レンチキュラーレンズ、各種ディスプレイの前面板、拡散板などの光学関係部品;道路標識、案内板、カーブミラー、防音壁などの交通関係部品;自動車内装用表面材、携帯電話の表面材、マーキングフィルムなどのフィルム部材;洗濯機の天蓋材やコントロールパネル、炊飯ジャーの天面パネルなどの家電製品用部材;その他、温室、大型水槽、箱水槽、時計パネル、バスタブ、サニタリー、デスクマット、遊技部品、玩具、熔接時の顔面保護用マスクなどに用いることができる。
以下に実施例および比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はそれらにより何ら制限されるものではない。実施例および比較例に用いたブロック共重合体(B1)およびブロック共重合体(B2)の合成では、常法により乾燥精製した薬品を用いた。物性値の測定は以下の方法によって実施した。
(1)数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)、分子量分布(Mw/Mn)およびブロック共重合体の生成率
テトラヒドロフランを溶離液に用い、東ソー社製ゲルパーミエーションクロマトグラフ(HLC−8020)に、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー用カラムとして東ソー社製TSKgel G2000HHR(1本)およびGMHHR−M(2本)を直列に連結したものを繋ぎ、検出器として示差屈折率(RI)計を用いて測定した。
試料溶液は、重合体3mgを精秤し、これを3mLのテトラヒドロフランに溶解し、0.45μmのメンブランフィルターでろ過することにより調製した。測定の際の溶離液の流量は1.0mL/min.、カラム温度は40℃に設定した。
標準ポリスチレンで作製した検量線に基づいて、ポリスチレン換算分子量として重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、分子量分布(Mw/Mn)およびブロック共重合体の生成率を算出した。
(2)重合転化率
島津製作所社製ガスクロマトグラフ GC−14Aに、カラムとしてGL Sciences Inc.製 INERT CAP 1(df=0.4μm、0.25mmI.D.×60m)を繋ぎ、injection温度を180℃に、detector温度を180℃に、カラム温度を60℃(5分間保持)→昇温速度10℃/分→200℃(10分間保持)に設定して、分析を行い、それに基づいて算出した。
(3)側鎖ビニル結合量
ブロック共重合体を重クロロホルムに溶解させて試験液を得た。1H−NMR(日本電子社製磁気共鳴装置 JNM−LA400)を用いて該試験液を分析し、化学シフト4.7〜5.2ppmの1,2−ビニルによるプロトン(=CH2)シグナルの積分強度C0と、化学シフト5.2〜5.8ppmのメチンプロトン(=CH−)シグナルの積分強度D0をそれぞれ求め、次式によって、側鎖ビニル結合量V0[mol%]を計算して求めた。
0=〔(C0/2)/{(C0/2)+(D0−(C0/2))/2}〕×100
(4)ガラス転移温度(Tg)
ポリアクリル酸n−ブチルのガラス転移温度(Tg)は、「POLYMER HANDBOOK FOURTH Edition」VI/199頁,Wiley Interscience社(1998年)に記載の値(ポリアクリル酸n−ブチル:−49℃)を用いた。
また、ポリ1,3−ブタジエンのガラス転移温度(Tg)は、「ANIONIC POLYMERIZATION」434頁, MARCEL DEKKER社(1996年)に記載の1,2−ビニル結合量とTgの関係より導かれる値を用いた。
(5)屈折率(nD
ブロック共重合体(B1)またはブロック共重合体(B2)が濃度30質量%となるようにトルエンに均一に溶解させた。25℃にて当該溶液の比容V3および屈折率nD3ならびにトルエンの比容V1および屈折率nD1を測定した。該測定値に基づいて(式1)を用いてr1およびr3を算出した。また式(2)を用いてr2を算出した。質量分率w1およびw2は溶液濃度から算出した。次いで(式3)を用いて比容V2を算出した。密度ρ1およびρ3は比容V1およびV3の逆数である。算出されたr2およびV2に基づいて式(1)を用いてブロック共重合体(B)の屈折率nD2を求めた。
[(nD 2−1)/(nD 2+2)]×V=r=一定 ・・・(式1)
3=w1×r1+w2×r2 ・・・(式2)
2=(1/ρ1)−(1/w2)×〔(1/ρ1)−(1/ρ3)〕 ・・・(式3)
D:屈折率、V:比容、r:分子屈折、w:質量分率 ρ:密度
下付き1:トルエン 下付き2:ブロック共重合体(B) 下付き3:溶液
実測:V3、nD3、V1、nD1
(式1)および(式2)の出典元: 熱力学的・電気的および光学的性質 高分子実験学 全18巻 第12巻 昭和59年1月5日 初版1刷発行 高分子学会高分子実験学編集委員長 共立出版株式会社
(式3)の出典元: 高分子溶液 高分子実験学 全18巻 第11巻 昭和57年8月25日 初版1刷発行 高分子学会高分子実験学編集委員長 共立出版株式会社
(6)分散相の平均径
組成物(I)および組成物(II)の成形品からダイヤモンドナイフを用いて超薄切片を切り出した。この切片を四酸化オスミウムで染色(ポリブタジエン部が染色される。)し、透過型電子顕微鏡を用いて観察像の写真撮影を行った。無作為に全体が写っている30個の分散相を選択し、個々の分散相の径を測定した。それらの平均値(体積基準分布におけるメジアン径D50)を算出した。
(7)ポリオルガノシロキサンの屈折率(nD
島津製作所社製カルニュー精密屈折計 KPR−20を用いて、25℃における屈折率を求めた。
(8)透明性
JIS K7136に準拠して、厚さ3mmのシートのヘーズを測定した。
(9)耐衝撃性
ISO179−1eAに準拠して、ノッチ付きのシャルピー衝撃強度を測定した。
(10)剛性
ISO178に準拠して、曲げ弾性率を測定した。
(11)表面硬度
ISO/DIS 15184に準拠して、厚さ3mmのシートの引っかき硬度を測定した。
(12)表面性
射出成形機(M−100C;名機製作所社製)に、製品寸法40mm×200mm×2mmの金型をセットし、長辺側中央サイドゲートを用いて、シリンダー温度260℃、充填速度100mm/s、金型温度50℃、70℃および90℃の三水準で、重合体組成物を射出し、成形品を得た。各金型温度において得られた成形品の表面を目視観察して、以下の基準で表面平滑性を評価した。
A:表面が平滑で良好である。
B:部分的に表面凹凸がありやや不良である。
C:全面に表面凹凸がありすりガラス状となり不良である。
参考例1 ブロック共重合体(P1)の製造
(1)攪拌機付1.5m3のオートクレーブに、トルエン801Lおよび1,2−ジメトキシエタン0.07Lを投入し、20分間窒素パージを行った。そこに濃度1.3mol/Lのsec−ブチルリチウムのシクロヘキサン溶液1.8Lを加え、次いで1,3−ブタジエン97Lを加えて、30℃で3時間反応させて、1,3−ブタジエン重合体を含む反応混合物を得た。
得られた反応混合物の一部をサンプリング分析した。該反応混合物中の1,3−ブタジエン重合体は、数平均分子量Mnが51,000、分子量分布Mw/Mnが1.06、側鎖ビニル結合量が30mol%であった。重合体ブロックのガラス転移温度は−77℃と算出された。
(2)上記(1)で得られた反応混合物を−30℃に冷却し、0.45mol/Lのイソブチルビス(2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノキシ)アルミニウムを含有するトルエン溶液17.2Lおよび1,2−ジメトキシエタン8.1Lを添加し、10分間撹拌して均一な溶液とした。
(3)次いで、上記(2)で得られた溶液を激しく撹拌しながら、アクリル酸n−ブチル71Lを添加し、−30℃で3時間重合させた。得られた反応混合物の一部をサンプリングし、GPC分析によりポリスチレン換算の分子量を測定した。反応混合物中のブタジエン―アクリル酸n−ブチルジブロック共重合体(以下、腕重合体ブロックということがある。)は、Mnが84,000、分子量分布Mw/Mnが1.02であった。アクリル酸n−ブチルを単独で重合して得られる重合体ブロックのガラス転移温度は−49℃と算出された。
(4)上記(3)で得られた反応混合物を−30℃で保持し、激しく攪拌しながら、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート2.0Lを加え、その後2時間重合させた。次いでメタノール約1Lを添加して重合を停止させた。
(5)上記(4)で得られた反応混合物をメタノール8000Lに注ぎ入れてブロック共重合体(P1)を析出させた。得られたブロック共重合体(P1)の収率はほぼ100%であった。
得られたブロック共重合体(P1)は、星型ブロック共重合体と腕重合体ブロックとの混合物であった。ブロック共重合体(P1)は、GPCの面積比より算出した星型ブロック共重合体の割合が92質量%であった。
星型ブロック共重合体は、腕重合体ブロックが腕数3.92で星型に繋がった構造のものであり、Mnが330,000であり、分子量分布(Mw/Mn)が1.16であった。
腕重合体ブロックは、1,3−ブタジエン単位からなる重合体ブロック(b)49質量%とアクリル酸n−ブチル単位からなる重合体ブロック(a)51質量%とからなるジブロック共重合体であった。
ブロック共重合体(P1)の屈折率は1.492であった。表1にブロック共重合体(P1)の特性を示した。なお、表1中のBAはアクリル酸n−ブチル、BDは1,3−ブタジエンを意味する。
参考例2 ブロック共重合体(P2)の製造
(1)攪拌機付1.5m3のオートクレーブ容器に、トルエン801Lおよび1,2−ジメトキシエタン0.07Lを投入し、その後、20分間窒素パージを行った。そこに濃度1.3mol/Lのsec−ブチルリチウムのシクロヘキサン溶液1.8mLを加え、次いで1,3−ブタジエン95Lを加えて、30℃で3時間反応させて、1,3−ブタジエン重合体を含む反応混合物を得た。
得られた反応混合物の一部をサンプリング分析した結果、該反応混合物中の1,3−ブタジエン重合体(重合体ブロックは、Mnが51,000、分子量分布(Mw/Mn)が1.06、側鎖ビニル結合量が30mol%であった。重合体ブロックのガラス転移温度は−77℃と算出された。
(2)上記(1)で得られた反応混合物を−30℃に冷却し、0.45mol/Lのイソブチルビス(2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノキシ)アルミニウムを含有するトルエン溶液17.2Lおよび1,2−ジメトキシエタン8.1Lを添加し、10分間撹拌して均一な溶液とした。
(3)次いで、上記(2)で得られた溶液を激しく撹拌しながら、アクリル酸n−ブチル72mLを添加し、−30℃で3時間重合させた。得られた反応混合物の一部をサンプリングし、GPC(ポリスチレン換算)により分子量を分析した。反応混合物中のブタジエン―アクリル酸n−ブチルジブロック共重合体(P2)は数平均分子量が84,000であり、その分子量分布(Mw/Mn)が1.02であった。アクリル酸n−ブチルを単独で重合して得られる重合体ブロックのガラス転移温度は−49℃と算出された。また、ブロック共重合体(P2)は、1,3−ブタジエン単位からなる重合体ブロック48質量%とアクリル酸n−ブチル単位からなる重合体ブロック52質量%とからなるジブロック共重合体であった。ブロック共重合体(P2)の屈折率は1.492であった。表1にブロック共重合体(P2)の特性を示す。
Figure 2012072274
<製造装置>
本参考例で使用した製造装置は、攪拌機および採取管付オートクレーブ、100Lの槽型反応器Aと150Lの槽型反応器Bとが直列に連結された完全混合型の流通式重合反応装置、ノリタケエンジニアリング社製スタティックミキサーを内装した管型反応器Cとノリタケエンジニアリング社製スタティックミキサーを内装した管型反応器Dとが直列に連結されたプラグフロー型の流通式重合反応装置、および二軸押出機を備えている。
そして、前記オートクレーブにおいて原料液を調製した。該原料液は管経由で100Lの槽型反応器Aに供給され、100L槽型反応器Aから排出された液は管経由で150L槽型反応器Bに供給され、150L槽型反応器Bから排出された液はノリタケエンジニアリング社製スタティックミキサーを内装した配管を経て管型反応器Cに供給され、管型反応器Cから排出された液は管経由で管型反応器Dに供給され、管型反応器Dから排出された液は管経由で二軸押出機に供給されるようになっている。なお、管型反応器CおよびDは滞留時間を変更するために管の長さが異なるもので置き換えることができる。
参考例3 組成物(II)の製造
攪拌機および採取管付オートクレーブに、精製されたメタクリル酸メチル57質量部、アクリル酸メチル3質量部、およびトルエン30.5質量部、を仕込んだ。これにブロック共重合体(P1)9.5質量部を添加して、30℃で8時間攪拌し、ブロック共重合体(P1)を均一に溶解させた。次いで、t−ブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート(「パーブチルO」 日本油脂社製、水素引抜能:26%、1時間半減期温度:92.1℃)0.025質量部およびn−オクチルメルカプタン0.11質量部を加え均一に溶解させて原料液を得た。窒素により製造装置内の酸素を追出した。
前記原料液を、オートクレーブから一定量で排出し、温度110℃に制御された100Lの槽型反応器Aに、平均滞留時間85分間となる様に、一定流量で供給した。槽型反応器Aではマックスブレンド翼にて回転数200rpmにて攪拌しながら重合を実施した。反応器Aの採取管より反応液を分取した。ガスクロマトグラフィーによって測定された重合転化率は35質量%であった。
ノリタケエンジニアリング社製スタティックミキサーを内装した配管部において、t−ブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート(「パーブチルO」 日本油脂社製)を原料液全体に対して0.012質量部となるように少量ずつ添加し、槽型反応器Aから排出された液と連続的に混合し、該混合液を110℃に制御された150Lの槽型反応器Bに平均滞留時間120分間となる様に一定流量で供給し、重合させた。槽型反応器Bではマックスブレンド翼にて回転数150rpmで攪拌しながら重合を実施した。反応器Bの採取管より反応液を分取した。ガスクロマトグラフィーによって測定された重合転化率は65質量%であった。
ノリタケエンジニアリング社製スタティックミキサーを内装した配管部において、1,1−ジ(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン (「パーヘキサC」 日本油脂社製、水素引抜能:35%、1時間半減期温度:111.1℃)を原料液全体に対して0.080質量部となるように少量ずつ添加し、槽型反応器Bから排出された液と連続的に混合し、該混合液を内壁温度110℃に制御された管型反応器Cに平均滞留時間10分間となる様に一定流量で供給し、重合させた。管型反応器Cの内圧は0.7MPaとした。管型反応器Cの排出口から反応液を分取し、ガスクロマトグラフィーによって測定したところ、重合転化率は70質量%であった。
管型反応器Cから排出した液は、内壁温度120℃に制御された管型反応器Dに平均滞留時間50分間となる様に一定流量で供給され、重合させた。管型反応器Dの内圧は0.7MPaとした。管型反応器Dの排出口から反応液を分取し、ガスクロマトグラフィーによって測定したところ、重合転化率は90質量%であった。
管型反応器Dから排出された液は230℃に加温され、260℃に制御された二軸押出機に一定流量で供給された。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が分離除去されて、反応生成物がストランド状に押し出された。該ストランドをペレタイザーでカットし、ペレット状の組成物(II)を得た。残存揮発分は0.1質量%であった。
組成物(II)は、メタクリル酸メチル単位95質量%およびアクリル酸メチル単位5質量%からなるメタクリル系樹脂(A2)85質量部およびブロック共重合体(P1)15質量部を含有し、メタクリル系樹脂(A2)からなる連続相に、平均径0.55μmのブロック共重合体(P1)からなる相が分散しているものであった。また、ブロック共重合体(P1)からなる分散相は、海島構造を成していた。分散相中の島相の総面積が当該分散相の面積の30%以上を占めている分散相が全分散相の30質量%以上であった。
参考例4 組成物(Ia)の製造
攪拌機および採取管付オートクレーブに、精製されたメタクリル酸メチル57質量部、アクリル酸メチル3質量部およびトルエン30.5質量部を仕込んだ。これにブロック共重合体(P1)9.5質量部を添加して、30℃で8時間攪拌し、ブロック共重合体(P1)を均一に溶解させた。次いで、t−ブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート(「パーブチルO」 日本油脂社製、水素引抜能:26%、1時間半減期温度:92.1℃)0.025質量部およびn−オクチルメルカプタン0.11質量部を加え均一に溶解させて原料液を得た。窒素により製造装置内の酸素を追出した。
前記原料液を、オートクレーブから一定量で排出し、温度110℃に制御された100Lの槽型反応器Aに平均滞留時間85分間となる様に一定流量で供給した。槽型反応器Aではマックスブレンド翼にて回転数200rpmにて攪拌しながら重合した。反応器Aの採取管より反応液を分取し、ガスクロマトグラフィーによって測定したところ、重合転化率は35質量%であった。
ノリタケエンジニアリング社製スタティックミキサーを内装した配管部において、t−ブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート(「パーブチルO」 日本油脂社製)を原料液全体に対して0.015質量部となるように少量ずつ添加することによって槽型反応器Aから排出された液と連続的に混合し、該混合液を120℃に制御された150Lの槽型反応器Bに平均滞留時間100分間となる様に一定流量で供給した。槽型反応器Bではマックスブレンド翼にて回転数300rpmで攪拌しながら重合した。反応器Bの採取管より反応液を分取し、ガスクロマトグラフィーによって測定したところ、重合転化率は70質量%であった。
ノリタケエンジニアリング社製スタティックミキサーを内装した配管部において、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート(「パーブチルI」、水素引抜能:47%、1時間半減期温度:118.4℃)を原料液全体に対して0.060質量部となるように少量ずつ添加することによって槽型反応器Bから排出された液と連続的に混合し、該混合液を内壁温度115℃に制御された管型反応器Cに、平均滞留時間10分間となる様に、一定流量で供給し、重合させた。管型反応器Cの内圧は0.7MPaとした。管型反応器Cの排出口から反応液を分取し、ガスクロマトグラフィーによって測定したところ、重合転化率は75質量%であった。
管型反応器Cから排出された液を、内壁温度125℃に制御された管型反応器Dに、平均滞留時間50分間となる様に、一定流量で供給し、重合させた。管型反応器Dの内圧は0.7MPaとした。管型反応器Dの排出口から反応液を分取し、ガスクロマトグラフィーによって測定したところ、重合転化率は90質量%であった。
管型反応器Dから排出された液は230℃に加温され、260℃に制御された二軸押出機に一定流量で供給された。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が分離除去されて、反応生成物がストランド状に押し出された。該ストランドをペレタイザーでカットし、ペレット状の組成物(Ia)を得た。残存揮発分は0.1質量%であった。
組成物(Ia)は、メタクリル酸メチル単位95質量%およびアクリル酸メチル単位5質量%からなるメタクリル系樹脂(A1)85質量部およびブロック共重合体(P1)15質量部を含有し、メタクリル系樹脂(A1)からなる連続相に、平均径0.36μmのブロック共重合体(P1)からなる相が分散しているものであった。また、ブロック共重合体(P1)からなる分散相は、海島構造を成していた。分散相中の島相の総面積が当該分散相の面積の30%以上を占めている分散相が全分散相の30質量%以上であった。
参考例5 組成物(Ib)の製造
ブロック共重合体(P1)をブロック共重合体(P2)に替えた以外は、参考例4と同じ手法にて、ペレット状の組成物(Ib)を得た。
得られた組成物(Ib)は、メタクリル酸メチル単位95質量%およびアクリル酸メチル単位5質量%からなるメタクリル系樹脂(A)85質量部およびブロック共重合体(P2)15質量部を含有し、メタクリル系樹脂(A)からなる連続相に、平均径0.31μmのブロック共重合体(P2)からなる相が分散しているものであった。また、ブロック共重合体(P2)からなる分散相は、海島構造を成していた。分散相中の島相の総面積が当該分散相の面積の30%以上を占めている分散相が全分散相の30質量%以上であった。
Figure 2012072274
参考例6 組成物(III)の製造
メタクリル系樹脂50質量部に、粒径0.25μmのコアシェル型重合体粒子(コア:スチレン−アクリル酸ブチルランダム共重合体40質量%; シェル:メタクリル酸メチル重合体60質量%)50質量部を練り込み重合体組成物(III)のペレットを得た。
実施例および比較例において用いたポリオルガノシロキサンは、信越化学工業社製シリコーンオイル「KF−968」(粘度(25℃)9.7Pa・s、屈折率(25℃)1.403)である。これは式[Y]で表わされる構造のポリマーである。
Figure 2012072274
ADHP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(リン系酸化防止剤)である。
IR1010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〕(ヒンダードフェノール系酸化防止剤)である。
SMGSは、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(熱劣化防止剤)である。
TN329は、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェノール(紫外線吸収剤)である。
STOHは、ステアリルアルコール(高級アルコール系離型剤)である。
STMGは、ステアリン酸モノグリセライド(グリセリン脂肪酸モノエステル系離型剤)である。
アクリル樹脂は、メタクリル酸メチル94質量%およびアクリル酸メチル6質量%からなる、重量平均分子量12万の樹脂である。
実施例1
組成物(II) 10質量部、組成物(Ia) 90質量部、ポリジメチルシロキサン 0.032質量部、リン系酸化防止剤(ADHP) 0.02質量部、ヒンダードフェノール系酸化防止剤(IR1010) 0.02質量部、熱劣化防止剤(SMGS) 0.03質量部、紫外線吸収剤(TN329) 0.05質量部、高級アルコール系離型剤(STOH) 0.03質量部およびグリセリン脂肪酸モノエステル系離型剤(STMG) 0.01質量部を、スーパーミキサーにて混合した。該混合物を40φベント付き単軸押出機に入れ、240℃にてストランド状に押し出し、ペレタイザーでカットして、ペレット状の重合体組成物を得た。
このペレット状重合体組成物を射出成形して板状成形品を製造し、各種の物性値の測定を行った。測定結果を表4に示す。表4中の重合体組成物の分散相の平均径は、ブロック共重合体(B1)からなる分散相の直径の測定値データとブロック共重合体(B2)からなる分散相の直径の測定値データとを合わせた全データに基づく径の平均値であり、分散相径の標準偏差は、ブロック共重合体(B1)からなる分散相の直径の測定値データとブロック共重合体(B2)からなる分散相の直径の測定値データとを合わせた全データに基づく径の標準偏差である。
Figure 2012072274
実施例2〜5、比較例1〜5
表3に示す配合処方に変えた以外は、実施例1と同じ手法で、ペレット状の重合体組成物を得、それを射出成形して板状成形品を製造し、各種の物性値の測定を行った。測定結果を表4に示す。
Figure 2012072274
表4に示すように、本発明の重合体組成物によれば、耐衝撃性、剛性、表面硬度、表面性および透明性に優れた成形品を得ることができる。

Claims (7)

  1. メタクリル酸メチル単位を70質量%以上有するメタクリル系樹脂(A)、
    (メタ)アクリル酸アルキルエステル単位からなる重合体ブロック(a1)と共役ジエン化合物単位からなる重合体ブロック(b1)とを有するブロック共重合体(B1)、
    (メタ)アクリル酸アルキルエステル単位からなる重合体ブロック(a2)と共役ジエン化合物単位からなる重合体ブロック(b2)とを有するブロック共重合体(B2)、および
    ポリオルガノシロキサンを含有し;
    ブロック共重合体(B1)とブロック共重合体(B2)との合計量がメタクリル系樹脂(A)100質量部に対して1〜80質量部であり、
    ブロック共重合体(B1)とブロック共重合体(B2)との質量比が50/50〜95/5であり、
    前記ポリオルガノシロキサンの量が、ブロック共重合体(B1)とブロック共重合体(B2)との合計量100質量部に対して0.05〜0.5質量部であり;且つ
    メタクリル系樹脂(A)からなる連続相に、平均径0.4μm未満のブロック共重合体(B1)からなる相と平均径0.4μm以上のブロック共重合体(B2)からなる相とが分散してなる重合体組成物。
  2. メタクリル酸メチル単位を70質量%以上有するメタクリル系樹脂(A1)、および(メタ)アクリル酸アルキルエステル単位からなる重合体ブロック(a1)と共役ジエン化合物単位からなる重合体ブロック(b1)とを有するブロック共重合体(B1)を含有し、ブロック共重合体(B1)の量がメタクリル系樹脂(A1)100質量部に対して1〜80質量部であり、メタクリル系樹脂(A1)からなる連続相に平均径0.4μm未満のブロック共重合体(B1)からなる相が分散してなる組成物(I)、
    メタクリル酸メチル単位を70質量%以上有するメタクリル系樹脂(A2)、および(メタ)アクリル酸アルキルエステル単位からなる重合体ブロック(a2)と共役ジエン化合物単位からなる重合体ブロック(b2)とを有するブロック共重合体(B2)を含有し、ブロック共重合体(B2)の量がメタクリル系樹脂(A2)100質量部に対して1〜80質量部であり、メタクリル系樹脂(A2)からなる連続相に平均径0.4μm以上のブロック共重合体(B2)からなる相が分散してなる組成物(II)、ならびに
    ブロック共重合体(B1)とブロック共重合体(B2)の合計量100質量部に対して0.05〜0.5質量部のポリオルガノシロキサンを、
    ブロック共重合体(B1)とブロック共重合体(B2)との質量比が50/50〜95/5になるように混合してなる重合体組成物。
  3. ブロック共重合体(B1)からなる相の平均径が0.1μm以上0.4μm未満であり、ブロック共重合体(B2)からなる相の平均径が0.4μm以上1μm未満である、請求項1または2に記載の重合体組成物。
  4. ブロック共重合体(B1)およびブロック共重合体(B2)が、複数の腕重合体ブロックで構成される星型ブロック共重合体であり、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより算出した標準ポリスチレン換算の数平均分子量が、式:
    [星型ブロック共重合体の数平均分子量]>2×[腕重合体ブロックの数平均分子量]を満たすものである、請求項1〜3のいずれか1項に記載の重合体組成物。
  5. ポリオルガノシロキサンがジメチルシロキサン単位を含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の重合体組成物。
  6. 請求項1〜5のいずれか1項に記載の重合体組成物からなる成形品。
  7. メタクリル酸メチル単位を70質量%以上有するメタクリル系樹脂(A1)、および(メタ)アクリル酸アルキルエステル単位からなる重合体ブロック(a1)と共役ジエン化合物単位からなる重合体ブロック(b1)とを有するブロック共重合体(B1)を含有し、ブロック共重合体(B1)の量がメタクリル系樹脂(A1)100質量部に対して1〜80質量部であり、メタクリル系樹脂(A1)からなる連続相に平均径0.4μm未満のブロック共重合体(B1)からなる相が分散してなる組成物(I)、
    メタクリル酸メチル単位を70質量%以上有するメタクリル系樹脂(A2)、および(メタ)アクリル酸アルキルエステル単位からなる重合体ブロック(a2)と共役ジエン化合物単位からなる重合体ブロック(b2)とを有するブロック共重合体(B2)を含有し、ブロック共重合体(B2)の量がメタクリル系樹脂(A2)100質量部に対して1〜80質量部であり、メタクリル系樹脂(A2)からなる連続相に平均径0.4μm以上のブロック共重合体(B2)からなる相が分散してなる組成物(II)、ならびに
    ブロック共重合体(B1)とブロック共重合体(B2)の合計量100質量部に対して0.05〜0.5質量部のポリオルガノシロキサンを、
    ブロック共重合体(B1)とブロック共重合体(B2)との質量比が50/50〜95/5になるように混合することを含む重合体組成物の製造方法。
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