JP2014031459A - 樹脂組成物、樹脂組成物の製造方法および成形体 - Google Patents

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Abstract

【課題】優れた透明性を有する樹脂組成物を提供する。
【解決手段】本発明の樹脂組成物は、アクリル系樹脂を50〜95重量%およびポリカーボネート系樹脂を5〜50重量%の割合で含有し、前記アクリル系樹脂が、メタクリル酸メチル50〜95重量%と、式(I)で示される(メタ)アクリル酸エステル5〜50重量%と、これら以外の単官能単量体0.1〜20重量%とからなる単量体成分を重合させて得られる共重合体を含み、かつ80000〜300000の粘度平均分子量を有する樹脂であり、前記ポリカーボネート系樹脂が、16000〜25000の粘度平均分子量を有し、温度240℃および剪断速度60sec-1におけるアクリル系樹脂の溶融粘度(ηA)と、温度240℃および剪断速度60sec-1におけるポリカーボネートの溶融粘度(ηB)との比(ηA/ηB)が0.40〜3.00であり、式(a)を満足する。
【選択図】なし

Description

本発明は、優れた透明性を有する樹脂組成物およびその製造方法に関する。さらに、この樹脂組成物を成形して得られる成形体に関する。
ポリカーボネート系樹脂は、一般的に、優れた高温安定性、寸法安定性、耐衝撃性、剛性、透明性などを有する。しかし、耐スクラッチ性および長期UV耐性が不十分で、応力複屈折の発生という欠点も有している。一方、ポリメチルメタクリレートなどのアクリル系樹脂は、優れた透明性、表面硬度、UV耐性、耐候性、化学耐性などを有することが知られている。しかし、寸法安定性、耐衝撃性、低温耐性などが不十分である。
したがって、ポリカーボネート系樹脂とアクリル系樹脂とのブレンド物は、それぞれの成分が個々に有する欠点を補い、各種用途に使用可能な物質をもたらすことが期待される。しかし、ポリカーボネート系樹脂とアクリル系樹脂とのブレンド物は不透明であり、透明性が要求される用途には使用できないという問題がある。そこで、ポリカーボネート系樹脂とアクリル系樹脂との透明なブレンド物を得るために、種々の方法が提案されている。
例えば、特許文献1には、芳香族ポリカーボネートと、全メチルメタクリレート単位の少なくとも50%がシンジオタクチック配置にある、シンジオタクチックポリメチルメタクリレートとを混合する方法が開示されている。しかし、この方法で得られる混合物は、透明性が必ずしも十分ではない。
また、特許文献2には、ポリカーボネート97〜60重量%とポリメチルメタクリレート3〜40重量%からなる樹脂を、微量型高剪断成形加工機を用いてブレンドする溶融混練方法が開示されている。しかし、この方法で得られるブレンド物も、透明性の点で必ずしも十分ではない。
また、特許文献3には、芳香族ポリカーボネートと、メチルメタクリレートとシクロヘキシルメタクリレートを共重合して得られるメタクリレート共重合体とからなる共重合体混合物が開示されている。しかし、この共重合体混合物も、透明性の点で必ずしも十分でない。
特開平6−128475号公報 特開2009−196196号公報 特開平1−1749号公報
本発明の課題は、優れた透明性を有する樹脂組成物を提供することである。
本発明者は、上記課題を解決するべく鋭意検討を行った結果、以下の構成からなる解決手段を見出し、本発明を完成するに至った。
(1)アクリル系樹脂を50〜95重量%およびポリカーボネート系樹脂を5〜50重量%の割合で含有する樹脂組成物であって、前記アクリル系樹脂が、メタクリル酸メチル50〜95重量%と、下記式(I)
Figure 2014031459
(式中、R1は水素原子またはメチル基を表し、R2はシクロアルキル基で置換されたアルキル基、シクロアルキル基またはアルキルシクロアルキル基を表す。)で示される(メタ)アクリル酸エステル5〜50重量%と、これら以外の単官能単量体0.1〜20重量%とからなる単量体成分を重合させて得られる共重合体を含み、かつ80000〜300000の粘度平均分子量を有する樹脂であり、前記ポリカーボネート系樹脂が、16000〜25000の粘度平均分子量を有し、温度240℃および剪断速度60sec-1におけるアクリル系樹脂の溶融粘度(ηA)と、温度240℃および剪断速度60sec-1におけるポリカーボネートの溶融粘度(ηB)との比(ηA/ηB)が0.40〜3.00であり、下記式(a)
2≦(MVRPC×Wa×Wa)/(Wb×Wb)≦50 (a)
(式中、MVRPCは300℃におけるポリカーボネート系樹脂のメルトボリュームレートを表し、Waは前記単量体成分中における式(I)で示される(メタ)アクリル酸エステルの重量%を表し、Wbは樹脂組成物中におけるポリカーボネート系樹脂の重量%を表す。)を満足する、樹脂組成物。
(2)前記式(I)で示される(メタ)アクリル酸エステルが、メタクリル酸シクロヘキシルおよびアクリル酸シクロヘキシルからなる群より選ばれる少なくとも1種である、(1)に記載の樹脂組成物。
(3)単官能単量体が、アクリル酸メチル、アクリル酸エチルおよびアクリル酸ブチルからなる群より選ばれる少なくとも1種である、(1)に記載の樹脂組成物。
(4)上記(1)〜(3)のいずれかに記載の樹脂組成物を製造する方法であって、アクリル系樹脂とポリカーボネート系樹脂を含む樹脂混合物を溶融混練する工程を含む、樹脂組成物の製造方法。
(5)前記溶融混練が、180〜320℃の温度、および10〜500sec-1の剪断速度で行われる、(4)に記載の製造方法。
(6)上記(1)から(3)のいずれかに記載の樹脂組成物を成形して得られる、成形体。
本発明によれば、優れた透明性を有する樹脂組成物が得られ、この樹脂組成物を成形することにより、優れた透明性を有する成形体が得られる。さらに、これらの樹脂組成物および成形体は、優れた機械的強度も有する。したがって、本発明の樹脂組成物は、電子光学材料、カバー材料、樹脂グレージング材料などに好適に使用される。
本発明の樹脂組成物は、特定のアクリル系樹脂および特定のポリカーボネート系樹脂を含有する。
<アクリル系樹脂>
本発明に用いられるアクリル系樹脂は、メタクリル酸メチル50〜95重量%と、下記式(I)
Figure 2014031459
(式中、R1は水素原子またはメチル基を表し、R2はシクロアルキル基で置換されたアルキル基、シクロアルキル基またはアルキルシクロアルキル基を表す。)で示される(メタ)アクリル酸エステル5〜50重量%と、これら以外の単官能単量体0.1〜20重量%とからなる単量体成分を重合させて得られる共重合体を含み、かつ80000〜300000の粘度平均分子量を有する樹脂である。
なお、本明細書において、用語「(メタ)アクリル」は、「アクリル」または「メタクリル」を意味する。
式(I)のR2は、シクロアルキル基で置換されたアルキル基、シクロアルキル基またはアルキルシクロアルキル基を表し、これらの中でもシクロアルキル基が好ましい。シクロアルキル基としては、炭素数5〜12のシクロアルキル基が好ましく、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロドデシル基などが挙げられる。これらの中でも、シクロヘキシル基が好ましい。
また、アルキル基としては、炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基などが挙げられる。
シクロアルキル基で置換されたアルキル基としては、例えば、少なくとも1つのH(水素原子)が上記炭素数5〜12のシクロアルキル基で置換されたメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基などが挙げられる。
アルキルシクロアルキル基としては、例えば、少なくとも1つのHが、上記炭素数1〜4のアルキル基で置換されたシクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロドデシル基などが挙げられる。
式(I)で示される(メタ)アクリル酸エステルとしては、メタクリル酸シクロヘキシルまたはアクリル酸シクロヘキシルが好ましく、より好ましくはメタクリル酸シクロヘキシルである。
メタクリル酸メチルおよび式(I)で示される(メタ)アクリル酸エステル以外の単官能単量体としては、例えば、メタクリル酸メチルおよび式(I)で示される(メタ)アクリル酸エステル以外の(メタ)アクリル酸アルキル、アルケニルシアン化合物(例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリルなど)、アクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸などが挙げられる。これらの中でも、メタクリル酸アルキルまたはアクリル酸アルキルが好ましい。
メタクリル酸アルキルとしては、例えば、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸t−ブチル、メタクリル酸sec−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸2−エチルヘキシルなどが挙げられる。これらの中でも、炭素数2〜4のアルキル基を有するメタクリル酸アルキルが好ましい。アクリル酸アルキルとしては、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸ブチル(アクリル酸n−ブチル、アクリル酸t−ブチル、アクリル酸sec−ブチル、アクリル酸イソブチル)、アクリル酸2−エチルヘキシルなどが挙げられる。これらの中でも、炭素数1〜4のアルキル基を有するアクリル酸アルキルが好ましく、アクリル酸メチルがより好ましい。
なお、単官能単量体は、単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
メタクリル酸メチルは、アクリル系樹脂の耐候性および透明性の観点から、アクリル系樹脂を構成する単量体成分中に、50〜95重量%の割合で含有され、好ましくは60〜90重量%の割合で含有される。
式(I)で示される(メタ)アクリル酸エステルは、アクリル系樹脂を構成する単量体成分中に、5〜50重量%の割合で含有され、好ましくは10〜40重量%の割合で含有される。式(I)で示される(メタ)アクリル酸エステルの含有量が5重量%未満の場合、得られるアクリル系樹脂のポリカーボネート系樹脂に対する相溶性が低下し、樹脂組成物の透明性が低くなる。一方、式(I)で示される(メタ)アクリル酸エステルの含有量が50重量%を超える場合、相溶性(透明性)の低下に加え、樹脂組成物の耐候性も低下する。なお、透明性および耐候性に乏しい樹脂組成物を成形して得られる成形体も、透明性および耐候性が低下する。
また、単官能単量体は、アクリル系樹脂を構成する単量体成分中に、0.1〜20重量%の割合で含有され、好ましくは0.2〜10重量%、より好ましくは0.3〜5重量%の割合で含有される。単官能単量体の含有量が0.1重量%未満の場合、アクリル系樹脂の熱分解が起こりやすくなる場合がある。一方、単官能単量体の含有量が20重量%を超えると、透明性および耐熱性が低下する場合がある。
単量体成分の重合は、特に限定されず、例えば、乳化重合法、懸濁重合法、塊状重合法、注液重合法(キャスト重合法)などの公知の重合法で行われる。重合は、光照射や重合開始剤を用いて行われ、アゾ系開始剤(例えば、2,2'−アゾビスイソブチロニトリル、2,2'−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)など)、過酸化物系開始剤(ラウロイルパーオキサイド、1,1−ジ(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、ベンゾイルパーオキサイドなど)、有機過酸化物とアミン類とを組み合わせたレドックス系開始剤などの重合開始剤を用いることが好ましい。
重合開始剤の使用量は、単量体の種類、単量体の割合などに応じて適宜決定されるが、単量体成分100重量部に対して、通常0.01〜1重量部、好ましくは0.01〜0.5重量部の割合で用いられる。
なお、重合開始剤は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
さらに、分子量を制御するために、連鎖移動剤(メチルメルカプタン、n−ブチルメルカプタン、t−ブチルメルカプタン、n−オクチルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、2−エチルヘキシルチオグリコレートなどのメルカプタン類など)、架橋剤などを添加してもよい。これらの使用量は、単量体の種類、単量体の割合などに応じて適宜決定される。
なお、連鎖移動剤や架橋剤は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
単量体成分の重合温度、重合時間などは、特に限定されず、単量体の種類、単量体の割合などに応じて適宜決定される。
本発明に用いられるアクリル系樹脂は、上記単量体成分を重合させて得られる共重合体を含み、かつ80000〜300000の粘度平均分子量を有する。アクリル系樹脂の粘度平均分子量が80000未満の場合、耐衝撃性および耐熱性が低下する。一方、アクリル系樹脂の粘度平均分子量が300000を超える場合、溶融混練しにくくなり、成形加工がしにくくなる。アクリル系樹脂は、好ましくは90000〜250000の粘度平均分子量を有する。
アクリル系樹脂の粘度平均分子量(Mv)は、下記の式(1)を用いて求められる。
lnMv={ln[η]−ln(4.8×10-5)}/0.8 (1)
式(1)中、[η]は極限粘度を表し、ISO 1628−6に準拠して測定される粘度数VNから、下記の式(2)を用いて求められる。
VN=[η]+0.4×[η]2 (2)
また、アクリル系樹脂の流動性は、3.8kg荷重で測定した230℃におけるメルトマスフローレート(MFR)で評価される。アクリル系樹脂の流動性(MFR)は特に限定されないが、好ましくは0.1〜50g/10分、より好ましくは0.2〜30g/10分である。アクリル系樹脂がこのような範囲のMFRを有すると、流動性に優れるため加工性が向上し、樹脂組成物を製造する際に溶融混練しやすくなる。また、得られる樹脂組成物および成形体の透明性および機械的強度も向上する。
<ポリカーボネート系樹脂>
本発明に用いられるポリカーボネート系樹脂は、16000〜25000の粘度平均分子量を有するものであれば、特に限定されない。ポリカーボネート系樹脂は、例えば、二価フェノールとカルボニル化剤とを界面重縮合法や溶融エステル交換法などで反応させることにより得られるもの;カーボネートプレポリマーを固相エステル交換法などで重合させることにより得られるもの;環状カーボネート化合物を開環重合法で重合させることにより得られるものなどが挙げられる。
ポリカーボネート系樹脂の粘度平均分子量が16000未満の場合、耐衝撃性および耐熱性が低下する。一方、ポリカーボネート系樹脂の粘度平均分子量が25000を超える場合、溶融混練するときの温度を高くする必要があり、またアクリル系樹脂との相溶性が悪くなる。ポリカーボネート系樹脂は、好ましくは16000〜24000の粘度平均分子量を有する。
ポリカーボネート系樹脂の粘度平均分子量(Mv)は、Schnellの式[η]=1.23×10-4Mv0.83を用いて、20℃塩化メチレン溶液の極限粘度[η]から、算出することができる。
本発明で用いるポリカーボネート系樹脂の流動性は、1.2kg荷重で測定した300℃におけるメルトボリュームレート(MVR)で評価される。ポリカーボネート系樹脂の流動性(MFR)は特に限定されないが、好ましくは8〜50g/10分、より好ましくは10〜45g/10分である。ポリカーボネート系樹脂がこのような範囲のMFRを有すると、流動性に優れるため加工性が向上し、樹脂組成物を製造する際に溶融混練しやすくなる。また、得られる樹脂組成物および成形体の透明性および機械的強度も向上する。
二価フェノールとしては、例えば、ハイドロキノン、レゾルシノール、4,4'−ジヒドロキシジフェニル、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、ビス{(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチル)フェニル}メタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−フェニルエタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(通称ビスフェノールA)、2,2−ビス{(4−ヒドロキシ−3−メチル)フェニル}プロパン、2,2−ビス{(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチル)フェニル}プロパン、2,2−ビス{(4−ヒドロキシ−3,5−ジブロモ)フェニル}プロパン、2,2−ビス{(3−イソプロピル−4−ヒドロキシ)フェニル}プロパン、2,2−ビス{(4−ヒドロキシ−3−フェニル)フェニル}プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ブタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3−メチルブタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,3−ジメチルブタン、2,4−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−2−メチルブタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ペンタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−4−メチルペンタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−4−イソプロピルシクロヘキサン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、9,9−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フルオレン、9,9−ビス{(4−ヒドロキシ−3−メチル)フェニル}フルオレン、α,α’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−o−ジイソプロピルベンゼン、α,α’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−m−ジイソプロピルベンゼン、α,α’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−p−ジイソプロピルベンゼン、1,3−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−5,7−ジメチルアダマンタン、4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホン、4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホキシド、4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルフィド、4,4'−ジヒドロキシジフェニルケトン、4,4'−ジヒドロキシジフェニルエーテル、4,4'−ジヒドロキシジフェニルエステルなどが挙げられる。これらは単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
これらの二価フェノールの中でも、ビスフェノールA、2,2−ビス{(4−ヒドロキシ−3−メチル)フェニル}プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ブタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3−メチルブタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,3−ジメチルブタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−4−メチルペンタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサンおよびα,α’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−m−ジイソプロピルベンゼンが好ましい。特に、ビスフェノールAの単独使用や、ビスフェノールAと、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、2,2−ビス{(4−ヒドロキシ−3−メチル)フェニル}プロパンおよびα,α’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−m−ジイソプロピルベンゼンからなる群より選択される少なくとも1種との併用が好ましい。
カルボニル化剤としては、例えばカルボニルハライド(ホスゲンなど)、カーボネートエステル(ジフェニルカーボネートなど)、ハロホルメート(二価フェノールのジハロホルメートなど)などが挙げられる。これらは単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
<樹脂組成物>
本発明の樹脂組成物は、アクリル系樹脂を50〜95重量%およびポリカーボネート系樹脂を5〜50重量%の割合で含有する。例えば、ポリカーボネート系樹脂の含有量が5重量%未満の場合、機械的性質が不十分となる傾向にある。一方、ポリカーボネート系樹脂の含有量が50重量%を超える場合、樹脂組成物および成形して得られる成形体の透明性が低下する傾向にある。
アクリル系樹脂は、好ましくは50〜80重量%の割合で含有され、ポリカーボネート系樹脂は、好ましくは20〜50重量%の割合で含有される。
本発明の樹脂組成物には、アクリル系樹脂および前記ポリカーボネート系樹脂以外に、本発明の目的を損なわない範囲で、相溶化剤、安定剤、酸化防止剤、光安定剤、着色剤、発泡剤、滑剤、離型剤、帯電防止剤、難燃剤、難燃助剤、紫外線吸収剤、染料、顔料、重合抑制剤、補強剤などの慣用の添加剤を配合してもよい。また、少量の他の熱可塑性樹脂等を添加してもよい。これらの添加剤は、アクリル系樹脂とポリカーボネート系樹脂とを含む樹脂混合物の溶融混練時に加えてもよく、溶融混練の前または後に加えてもよい。添加剤を添加する場合、その含有量は、樹脂組成物に対して、0.005〜30重量%程度が好ましい。
また、本発明の樹脂組成物において、アクリル系樹脂の溶融粘度(ηA)とポリカーボネートの溶融粘度(ηB)との比(ηA/ηB)は0.40〜3.00である。なお、溶融粘度は、温度240℃および剪断速度60sec-1における溶融粘度である。この比(ηA/ηB)が、0.40未満または3.00を超える場合、樹脂同士の粘度が離れすぎることとなり、溶融混練時に均一に混合することが困難となり、得られる樹脂組成物の透明性が低下する。この比(ηA/ηB)は、好ましくは0.42〜2.90である。
さらに、本発明の樹脂組成物は、下記の式(a)を満足する必要がある。
2≦(MVRPC×Wa×Wa)/(Wb×Wb)≦50 (a)
(式中、MVRPCは300℃におけるポリカーボネート系樹脂のメルトボリュームレートを表し、Waは前記単量体成分中における式(I)で示される(メタ)アクリル酸エステルの重量%を表し、Wbは樹脂組成物中におけるポリカーボネート系樹脂の重量%を表す。)
式(a)を満足することで、優れた透明性を有する樹脂組成物が得られる。式(a)を満足しない場合、アクリル系樹脂とポリカーボネート系樹脂との親和性が低下し、透明な樹脂組成物を得ることができない。
特に、本発明の樹脂組成物は、下記の式(a)’を満足することが好ましい。
2.4≦(MVRPC×Wa×Wa)/(Wb×Wb)≦40 (a)’
<樹脂組成物の製造方法>
本発明の樹脂組成物は、上述の特定のアクリル系樹脂と特定のポリカーボネート系樹脂を含む樹脂混合物を溶融混練して得られる。
これらの樹脂を均一に溶融混練するために、溶融混練は、通常180〜320℃、好ましくは200〜300℃の温度条件下、通常10〜500sec-1の剪断速度、好ましくは20〜300sec-1、より好ましくは30〜200sec-1の剪断速度で行われる。
溶融混練に用いる機器としては、通常の混合機、混練機などを用いることができる。具体的には、一軸混練押出機、二軸混練押出機、リボンブレンダー、ヘンシェルミキサー、バンバリーミキサー、ドラムタンブラーなどが挙げられる。これらの中でも、二軸混練押出機が好ましい。また、溶融混練は、必要に応じて、窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガスなどの不活性ガスの雰囲気下で行うことができる。
このようにして、優れた透明性および機械的強度を有する樹脂組成物を得ることができる。
(成形体)
本発明の樹脂組成物は、所望の形状に加工され、優れた透明性(光学的特性)および機械的強度を有する成形体に加工される。このような成形体は、例えば、電子光学材料、カバー材料、樹脂グレージング材料などとして有用である。
成形は、上述の製造方法によって溶融混練された樹脂組成物を、その溶融混練機をそのまま使用して成形してもよい。また、得られた樹脂組成物をペレット状などにした後、射出成形機、油圧プレスなどの成形機を用いて、成形機内にて溶融成形してもよい。
成形温度は、通常150〜350℃程度であり、好ましくは180〜320℃程度、より好ましくは180〜300℃程度である。
以下、実施例および比較例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
なお、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、得られた樹脂組成物および成形体の各種物性は、下記の方法によって測定および評価した。
<メルトマスフローレート(MFR)>
JIS K7210に準拠して、230℃および3.8kg荷重で測定した。
<メルトボリュームフローレート(MVR)>
ISO 1133に準拠して、300℃および1.2kg荷重で測定した。
<樹脂組成物の外観>
ペレット状の樹脂組成物を目視で観察して、透明か否か(白濁)を評価した。
(合成例1:アクリル系樹脂の合成)
表1に示すように、89.7重量%のメタクリル酸メチル(MMA)、10重量%のメタクリル酸シクロヘキシル(CHMA)、および0.3重量%のアクリル酸メチル(MA)を混合して単量体成分を得た。この単量体成分に、重合開始剤としてラウリルパーオキサイドを0.2重量%添加し、さらに連鎖移動剤としてn−オクチルメルカプタンを0.2重量%添加し、これらを単量体成分に溶解させて単量体混合物を得た。
反応容器に、この単量体混合物100重量部、イオン交換水285重量部、および懸濁安定剤として1.2重量%のポリアクリル酸ナトリウム水溶液0.18重量部を仕込み、80℃で3時間、縣濁重合を行った。得られたスラリー状の反応液を、脱水機で脱水し洗浄した後、乾燥してビーズ状のアクリル系樹脂を得た。
このビーズ状のアクリル系樹脂を、二軸混練機((株)日本製鋼所製、TEX−30)に仕込み、250℃および200rpmの回転数で溶融混練した。次いで、溶融物をストランド状に押し出し、冷却後にストランドカッターで切断してペレット状のアクリル系樹脂を得た。得られたアクリル系樹脂の粘度平均分子量(Mv)およびMFRを表1に示す。
(合成例2〜8および比較合成例1〜3:アクリル系樹脂の調製)
表1に記載の成分を表1に記載の割合で用いたこと以外は、合成例1と同様の手順で、ペレット状のアクリル系樹脂を得た。得られたアクリル系樹脂の粘度平均分子量(Mv)およびMFRを表1に示す。
Figure 2014031459
表2に、使用したポリカーボネート(PC)の粘度平均分子量(Mv)およびMVRを示す。これらは、全て住化スタイロンポリカーボネート(株)製のポリカーボネートである。以下、表2にも記載のように、カリバー301−40であればPC−40のように、略して記載する場合がある。
Figure 2014031459
(実施例1:樹脂組成物の調製)
表3に示すように、70重量%の合成例1で得られたアクリル系樹脂と30重量%のPC−40とを、二軸混練押出機((株)日本製鋼所製、TEX−30SS、スクリューの長さ(L)とスクリュー径(D)との比(L/D)は41)を用いて、シリンダー温度250℃および回転数100rpm(剪断速度81sec-1)で溶融混練した。二軸混練押出機のダイから吐出した直後の溶融物の温度を測定したところ、250〜255℃であった。なお、アクリル系樹脂とポリカーボネート系樹脂との溶融粘度比(ηA/ηB)を、表3に示す。
溶融物をストランド状に押出して冷却後にストランドカッターで切断し、ペレット状の樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物の外観を目視で観察した結果を表3に示す。
次に、得られた樹脂組成物を、射出成形機(東芝機械(株)製の「IS130FII」)を用いて、250℃のシリンダー温度、60℃設定の金型に射出成形して、50mm×50mm×3.4mmの板状成形体を得た。得られた板状成形体について、「(MVRPC×Wa×Wa)/(Wb×Wb)」の値を算出した。結果を表3に示す。
(実施例2〜8および比較例1〜7:樹脂組成物の調製)
表3に記載の成分を表3に記載の割合で用いたこと以外は、実施例1と同様の手順で、それぞれ樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物の外観を目視で観察した結果を表3に示す。
次に、得られた樹脂組成物を、実施例1と同様の手順で板状成形体に成形し、「(MVRPC×Wa×Wa)/(Wb×Wb)」の値を算出した。結果を表3に示す。
Figure 2014031459
表3に示すように、本発明の樹脂組成物(実施例1〜8)は無色透明であり、優れた透明性を有することがわかる。一方、比較例1〜7の樹脂組成物は、いずれも白濁しており、透明でないことがわかる。
<各種物性の測定>
次に、実施例1〜8、比較例1〜3および5で得られた板状成形体について、全光線透過率(Tt)、ビカット軟化温度(VST)および衝撃強度を測定した。
なお、合成例1、3および5で得られたアクリル系樹脂を、実施例1と同様の手順で成形した板状成形体についても、全光線透過率(Tt)、ビカット軟化温度(VST)および衝撃強度を測定した(参考例1〜3)。
(全光線透過率(Tt))
透過率計(HR−100、(株)村上色彩技術研究所製)を用い、JIS K7361−1に準拠して、全光線透過率(Tt)を測定した。この数値が大きいほど、光線が透過しやすく透明性が高いことを示す。結果を表4に示す。
(ビカット軟化温度(VST))
得られた成形体を、20mm×20mmの大きさに切断して試験片を作製した。得られた試験片についてJIS K7206のB50法に準拠して、荷重50Nおよび昇温速度50℃/時の条件で、ビカット軟化温度(VST)を測定した。この温度が高いほど、優れた耐熱性を有することを示す。結果を表4に示す。
(衝撃強度)
JIS K7111−2に準拠してシャルピー衝撃試験を行い、衝撃強度を測定した。測定した成形体は、いずれもノッチ(切り込み)を入れていない。衝撃強度の値が大きいほど、優れた耐衝撃性を有することを示す。結果を表4に示す。
Figure 2014031459
表4に示すように、本発明の樹脂組成物(実施例1〜8)を成形して得られた成形体は、優れた透明性を有するアクリル系樹脂(合成例1、3および5)を成形して得られた成形体(参考例1〜3)と全く遜色のない透明性を有することがわかる。また、本発明の成形体は、優れた耐熱性および耐衝撃性を有することがわかる。
一方、比較例1〜3および5の樹脂組成物を成形して得られた成形体は、耐熱性および耐衝撃性について特に劣らないものの、Ttが著しく低く、透明でないことがわかる。

Claims (6)

  1. アクリル系樹脂を50〜95重量%およびポリカーボネート系樹脂を5〜50重量%の割合で含有する樹脂組成物であって、
    前記アクリル系樹脂が、メタクリル酸メチル50〜95重量%と、下記式(I)
    Figure 2014031459
    (式中、R1は水素原子またはメチル基を表し、R2はシクロアルキル基で置換されたアルキル基、シクロアルキル基またはアルキルシクロアルキル基を表す。)
    で示される(メタ)アクリル酸エステル5〜50重量%と、これら以外の単官能単量体0.1〜20重量%とからなる単量体成分を重合させて得られる共重合体を含み、かつ80000〜300000の粘度平均分子量を有する樹脂であり、
    前記ポリカーボネート系樹脂が、16000〜25000の粘度平均分子量を有し、
    温度240℃および剪断速度60sec-1におけるアクリル系樹脂の溶融粘度(ηA)と、温度240℃および剪断速度60sec-1におけるポリカーボネートの溶融粘度(ηB)との比(ηA/ηB)が0.40〜3.00であり、
    下記式(a)
    2≦(MVRPC×Wa×Wa)/(Wb×Wb)≦50 (a)
    (式中、MVRPCは300℃におけるポリカーボネート系樹脂のメルトボリュームレートを表し、Waは前記単量体成分中における式(I)で示される(メタ)アクリル酸エステルの重量%を表し、Wbは樹脂組成物中におけるポリカーボネート系樹脂の重量%を表す。)
    を満足する、樹脂組成物。
  2. 前記式(I)で示される(メタ)アクリル酸エステルが、メタクリル酸シクロヘキシルおよびアクリル酸シクロヘキシルからなる群より選ばれる少なくとも1種である、請求項1に記載の樹脂組成物。
  3. 前記単官能単量体が、アクリル酸メチル、アクリル酸エチルおよびアクリル酸ブチルからなる群より選ばれる少なくとも1種である、請求項1に記載の樹脂組成物。
  4. 請求項1〜3のいずれかに記載の樹脂組成物を製造する方法であって、
    アクリル系樹脂とポリカーボネート系樹脂を含む樹脂混合物を溶融混練する工程
    を含む、樹脂組成物の製造方法。
  5. 前記溶融混練が、180〜320℃の温度、および10〜500sec-1の剪断速度で行われる、請求項4に記載の製造方法。
  6. 請求項1から3のいずれかに記載の樹脂組成物を成形して得られる、成形体。
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