JP2608937B2 - メタクリル系樹脂組成物 - Google Patents

メタクリル系樹脂組成物

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、射出成形用メタクリル系樹脂組成物に関
し、より詳しくは卓越した表面性と良離型性を有するメ
タクリル系樹脂成形材料に関する。
(従来の技術) 従来メタクリル系樹脂は優れた耐候性及び機械的特性
を有するため、テールランプ、メーターカバー等の自動
車部品、ビデオディスク、サングラスレンズ、フレネル
レンズ、レンズ等の光学用素子等多用途にわたり広く用
いられている。これ等の成形品は一般に射出成形、射出
圧縮成形、圧縮成形法等で得られているが、特に凸レン
ズ等の光学素子を得る場合には、精密に研磨した金型を
用いて寸法精度を高くすることを目的に成形機のシリン
ダー内に長時間滞留することによる樹脂の熱劣化に起因
する揮発分の増加による金型表面および成形品表面のク
モリが発生し易く、また樹脂の分解、加水分解等による
極性基の増加等に起因する型離れ不良等の欠点が発生し
易いという問題点を有していた。これ等の問題点を防止
するため、一般のメタクリル成形材料には通常高級アル
コール類、高級脂肪酸エステル類、炭素数18以下の飽和
脂肪酸等の滑剤を0.05〜1.0重量部添加することが行わ
れている。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら従来の上記滑剤を添加する方法は、その
効果が十分でなく、添加されている滑剤やその他の添加
剤が樹脂表面に移行して、金型表面および成形品表面を
汚したり、成形品表面に滑剤やその他の添加剤の薄膜を
形成し、反射防止や表面硬化を目的とする処理工程で、
収率の低下を生じたりするなどの解決すべき課題を有し
ていた。
したがって本発明の目的は、メタクリル樹脂の特徴で
ある優れた光学的性質や成形性を維持するとともに、射
出成形時の離型性に優れ、且つ成形品の表面汚れの無い
メタクリル系樹脂組成物を提供することにある。
(課題を解決するための手段) 本発明者等は、鋭意検討の結果、上記目的は一般のメ
タクリル系成形材料に特定の高級脂肪酸を一定量添加す
ることにより初めて達成されることを見い出し本発明に
至った。
すなわち、本発明の要旨とするところは、クロロホル
ム中20℃の固有粘度が0.30〜1.0(dl/gr)であるメタク
リル系樹脂100重量部に対して、炭素数20〜25の飽和脂
肪酸80重量%以上を含む脂肪酸混合物0.01〜0.5重量部
を含有してなる射出成形用メタクリル系樹脂組成物であ
る。
(作用) 本発明に用いられるメタクリル系樹脂とは、クロロホ
ルム中20℃の固有粘度が0.30〜1.0(dl/gr)である、メ
タクリル酸メチル単独又は少なくともメタクリル酸メチ
ルと他の共重合可能な単量体から選ばれる少なくとも1
種からなる単量体混合物を重合してなるメタクリル系樹
脂をいう。共重合可能な単量体としては、例えば、アク
リル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル等
のアクリル酸エステル類、メタクリル酸エチル、メタク
リル酸シクロヘキシル、メタクリル酸トリブロモフェニ
ル等のメタクリル酸エステル類、アクリロニトリル、メ
タアクリロニトリル、スチレン、ビニルトルエン等のビ
ニル化合物、無水マレイン酸、無水イタコン酸等の酸無
水物、O−クロロフェニルマレイミド、シクロヘキシル
マレイミド等のマレイミド化合物がそれぞれ挙げられ
る。これ等は公知の重合技術である塊状重合、懸濁重
合、乳化重合、溶液重合のいずれの方法で重合しても良
い。
本発明に用いられる炭素数20〜25の飽和脂肪酸80重量
%以上を含む脂肪酸混合物とは、アラキン酸、ヘンエイ
コサン酸、ベヘン酸、トリコサン酸、リグノセリン酸、
ペンタコサン酸から選ばれた少なくとも1種の飽和脂肪
酸80重量%以上、好ましくは90重量%以上を含有し、他
の脂肪酸を含んでいてもよい脂肪酸混合物をいい、炭素
数22の飽和脂肪酸であるベヘン酸80重量%以上を含む飽
和脂肪酸の混合物が好ましく用いられる。脂肪酸混合物
の含有量は、メタクリル系樹脂100重量部に対して0.01
〜0.5重量部、好ましくは0.03〜0.4重量部である。
以上のように特定の脂肪酸混合物を特定量用いること
により、射出成形時に流動樹脂表面に適度に該混合物が
配位して良好な離型性を保持し、かつ該混合物の揮発性
が低く、メタクリル系樹脂と適度な相溶性を有すること
から金型クモリの発生を抑制するメタクリル樹脂組成物
を提供することができる。炭素数20未満の飽和脂肪酸は
揮発性が高いため、金型クモリに対して十分な効果が得
られず、一方炭素数25を超える飽和脂肪酸はメタクリル
系樹脂との相溶性が小さいため流動樹脂表面に多く配位
し、離型時に金型表面に多く残存し、金型汚れ、成形品
のクモリの原因となり好ましくない。また前記脂肪酸混
合物の添加量が0.01重量部未満の場合は、離型性能が不
足し、成形品表面層が剥離したり、割れたりする原因に
なり易く、一方添加量が0.5重量部を越えた場合は、余
剰の脂肪酸が金型面に付着し、金型クモリ、成形品表面
クモリの発生や得られた成形品の表面処理等の二次加工
時の収率低下の原因となり好ましくない。最も好ましい
態様としては、飽和脂肪酸としてベヘン酸85重量%、ア
ラキン酸10重量%を含有した脂肪酸混合物0.03〜0.4重
量部用いることにより、金型表面のクモリがなく、金型
との離型性が良く、成形品の表面性に優れた形成品を効
率良く得ることができる。
本発明で用いる脂肪酸混合物をメタクリル系樹脂に混
入する方法としては、重合前の単量体に溶解し、公知の
重合方法で重合して得られた重合体を押圧機でペレット
化する方法あるいは、あらかじめ重合して得られた粉状
重合物又は、シート状重合物を粉砕機で粉砕して得られ
た粉砕物に添加し、ヘンシェルミキサーやタンブラー等
で十分混合した後、押圧機でペレットを得る方法等いず
れの方法でも良い。
本発明で得られるメタクリル系樹脂組成物には必要に
応じて酸化防止剤、紫外線吸収剤、熱安定剤、着色剤な
どの添加剤を添加することができ、更に本発明の良好な
表面性や離型性に影響を与えない範囲で他の滑剤を少量
添加することもできる。
以上の如くして得られるメタクリル系樹脂組成物は、
射出成形時の離型性に優れ、成形品表面の汚れがないの
で、成形材料として優れた性質を有しており、種々の光
学素子として利用されうる。
(実施例) 次に本発明を実施例によって詳細に説明するが、本発
明はこれによって限定されるものでない。実施例におけ
る「%」および「部」はすべて「重量%」および「重量
部」を表わす。また実施例における金型クモリの評価、
離型性の評価、成形品の表面性の評価は次の(1)〜
(3)の方法で実施した。
(1)金型クモリ 長方形の長手方向にゲートを持った200L×70W×3.2t
(mm)の平板金型をセットしたN70A型射出成形機
((株)日本製鋼所製)を用い、金型表面温度50℃、シ
リンダー温度250℃、一次射出時間5秒の条件で、金型
キャビティ面積の75%まで樹脂を射出し、充填した樹脂
先端部の境界面に金型クモリの発生する射出回数を測定
した。
(2)離型性 長さ100×巾75×深さ45×板厚1(mm)の箱型金型を
セットした、型開油圧回路に圧力センサーを組み込み、
増巾器を通じて型開き時にかかる型開圧力を感知できる
射出成形機(IS60B;東芝機械(株)製)を用い、金型温
度60℃、シリンダー温度240℃、冷却時間20秒の条件で
成形品の重量52.5grの時の型開き圧力を測定した。尚使
用した圧力センサーはPG210KU型(共和電業(株)
製)、増巾器はハンカー315−1(Hunkar Laboratories
Inc.製)である。
(3)成形品表面性 直径100×最大肉厚部10(mm)の凸レンズ金型をセッ
トした射出成形機(ネオマット350/120;住友重機械工業
(株)製)を用い、金型温度40℃、シリンダー温度230
℃、射出保圧時間200秒、冷却時間200秒の条件で成形
し、得られた凸レンズ成形品を反射光で目視観察をし、
油状の汚れ、ゲート部の層状剥離の状態の有無を確認し
た。次にこの成形品を真空蒸着器内に据付け、真空度を
10-5Torrの条件でフッ化マグネシューム(MgF2)を光学
的膜厚が700Åに蒸着した後、蒸着面に1mm間隔のマス目
を100個切り込み、テープによるひきはがし試験を実施
し、密着性の評価を行なった。ここで100/100はすべて
密着していることを示し、75/100は100個のマス目のう
ち25%が剥離していることを示す。
尚実施例に用いた単量体、添加剤の略号は下記の通り
である。
MMA メタクリル酸メチル MA アクリル酸メチル EA アクリル酸エチル CHMA メタクリル酸シクロヘキシル TBPMA メタクリル酸トリブロモフェニル ST スチレン 添加剤A ベヘン酸85%、アラキン酸10% (商品名ルナックBA;花王(株)) 添加剤B アラキン酸95% (試薬;和光純薬工業(株)) 添加剤C リグノセリン酸95% (試薬;和光純薬工業(株)) 添加剤D ステアリン酸97% (商品名ルナック98;花王(株)) 添加剤E ベヘン酸65%、ステアリン酸 22%(NAA222;日本油脂(株)) 添加剤F モンタン酸95% (試薬;和光純薬工業(株)) 添加剤G ステアリン酸モノグリセライド (エキセルT95;花王(株)) 添加剤H ステアリルアルコール97% (カルコール80;花王(株)) 添加剤I ベヘン酸60%、モンタン酸40% (試薬;和光純薬工業(株)) 実施例175l耐圧反応槽にMMA21.17kg,MA0.43kg、アゾビ
スイソブチロニトリル0.022kg、オクチルメルカプタン
0.043kgの単量体混合物を、ポリメタクリル酸ナトリウ
ム水溶液150gr、リン酸水素2ナトリウム100gr、リン酸
2水素ナトリウム3grをあらかじめ溶解した脱イオン水3
2.4kgに投入し、80℃で重合し、発熱ピーク後120℃で1
時間加熱重合せしめた。得られた粉状重合物100部に添
加剤A0.2部添加し、ヘンシェル型ミキサーで混合後、シ
リンダー径40mmの押出機でペレット化した。得られたペ
レットを前述の評価方法に従って評価した結果、金型ク
モリは射出回数100回で全く観察されず、離型抵抗圧力
は通常の約半分であった。成形品の外観は油状汚れ、層
状剥離等が全く観察されず、MgF2蒸着膜の剥離試験は10
0/100で、密着性は良好であり、金型クモリのない良離
型性を持ったメタクリル系樹脂組成物が得られた。
比較例1 実施例1と同様の方法で得られたメタクリル系粉状重
合物に添加剤Hを0.2部混合し、実施例1と同様の方法
でペレット化後、実施例1と同様に評価した結果、金型
クモリは射出回数8で発生し、離型抵抗圧力は実施例1
の約2倍と高かった。また凸レンズ状成形品のゲート付
近に油状汚れが観察され、蒸着膜の密着性は75/100であ
った。以上のようにこれらを実施例1と比較した場合、
金型クモリ、離型性、表面性共に実施例1の結果に遠く
及ばなかった。
実施例2〜8,比較例2〜6 メタクリル系樹脂の組成が各々MMA90%−MA10%、MMA
95%−EA5%、MMA80%−TBPMA20%、MMA70%−CHMA30
%、MMA70%−ST30%の粉状重合物を実施例1と同様の
方法で得たのち、第1表に示した添加剤の種類と量を添
加し、実施例1と同様の方法でペレットを得た後、評価
を実施した。
添加剤の種類および量の変化と基体樹脂の共重合成分
の変化に対しても、特許請求の範囲内のメタクリル系樹
脂組成物は、第1表に示した如く金型クモリの発生、離
型抵抗圧力の低減、表面性について従来品より大巾な改
良効果が認められた。
同様に添加剤の純度が低い場合や組成が異なる場合の
比較例の結果を第1表に示す。これらの場合には金型ク
モリ発生射出回数が少なく、離型抵抗圧力が高かった
り、成形品表面に添加剤が残存し層状剥離を起したり、
また蒸着膜の密着性の低下を招き、表面処理等の二次工
程で収率を低下したりするなどして、実施例と比較する
と成形性、離型性、表面性に対して非常に劣っていた。
実施例9 75l耐圧反応槽に懸濁安定剤としてポリメタクリル酸
ナトリウム水溶液150g,リン酸水素2ナトリウム100g、
リン酸2水素ナトリウム3gを溶解した脱イオン水32.4kg
にMMA21.17kg、MA0.43kg、アゾビスイソブチロニトリル
22g、オクチルメルカプタン43g、添加剤A43gを投入し、
十分混合撹拌後、80℃に加熱し、発熱ピーク後、120
℃、60分間加熱重合せしめた。得られたビーズをシリン
ダー径40mmの押出機でペレット化後、実施例1と同様の
評価を実施した結果、金型クモリは射出回数100回で全
く発生せず、離型抵抗圧力は20kg/cm2で良好な離型性で
あった。成形品表面の外観は良好であり、MgF2蒸着膜の
密着性は剥離はなく良好であった。
(発明の効果) 以上述べたように、本発明は、クロロホルム中20℃の
固有粘度が0.30〜1.0(dl/gr)であるメタクリル系樹脂
100重量部に対して、炭素数20〜25の飽和脂肪酸80重量
%以上を含む脂肪酸混合物0.01〜0.5重量部を含有して
なる射出成形用メタクリル系樹脂組成物であるから、金
型からの離型時に成形品の型離れがよく、金型表面およ
び成形品表面のクモリ汚れの発生が抑えられるので、成
形上のトラブルが少なく稼動率および生産性が著しく向
上し、更に反射防止などの蒸着等の二次加工での問題発
生もなく収率よく生産できるという利点を有しており、
プラスチックレンズ、プリズム、ビデオディスク、情報
記録媒体等の基材として好適である。
また、該脂肪酸混合物の添加量が少ないため、メタク
リル系樹脂の特徴である優れた透明性、耐熱性などを損
うことがなく成形性を向上することができ、射出成形材
料として優れている。
フロントページの続き 合議体 審判長 近藤 兼敏 審判官 柿沢 紀世雄 審判官 池田 正人 (56)参考文献 特開 昭61−73754(JP,A) 特開 昭62−192438(JP,A)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】クロロホルム中20℃の固有粘度が0.30〜1.
    0(dl/gr)であるメタクリル系樹脂100重量部に対し
    て、炭素数20〜25の飽和脂肪酸80重量%以上を含む脂肪
    酸混合物0.01〜0.5重量部を含有してなる射出成形用メ
    タクリル系樹脂組成物。
  2. 【請求項2】脂肪酸混合物が、炭素数22の飽和脂肪酸80
    重量%以上を含む飽和脂肪酸の混合物であることを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載の射出成形用メタクリ
    ル系樹脂組成物。
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