JP2745318B2 - 耐候性の優れた耐衝撃性アクリル樹脂積層シート - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は耐候性及び表面硬さに優れ、熱成形が行えし
かも層剥離が起らない耐衝撃性アクリル樹脂積層シート
に関する。

［従来の技術］ アクリル樹脂は透明性、美麗性、耐候性、印刷特性等
に優れた熱可塑性樹脂であり、この特性を生かして看
板、ディスプレイ、照明カバー、エクステリア、ドー
ム、文具等多くの分野で利用されている。

これらの用途の中で例えば看板、照明カバー、自動車
用サンバイザー等に於いては各種衝撃に強いこと、即ち
耐衝撃性が要求されている。

そこでこの要求にこたえてアクリル系もしくはブタジ
エン系の弾性体ポリマーを改質剤として添加した耐衝撃
性アクリル樹脂が開発されている。

しかし、この耐衝撃性アクリル樹脂には、添加した改
質剤の耐候性が十分でない為、一般グレードのアクリル
樹脂のような良好な耐候性が得られず、又、該弾性体が
配合された耐衝撃タイプのアクリル板は表面硬さの低下
のため表面への傷がつき易いという問題点がある。

従来、このような場合には紫外線吸収剤、酸化防止剤
等の添加剤を加えて耐候性を改善するのが一般である
が、耐衝撃性アクリル樹脂の場合には、その改善効果が
微々たるもので充分な効果を得ようとすると該添加剤の
多量の添加が必要となる。

しかるところ、多量の添加剤が配合されると肝心の樹
脂物性が種々低下し、着色も起こりやすくコストアップ
にもつながるので従来法は採用し難い。又、アクリル系
塗料のUV硬化やシリコン系塗料の熱硬化による表面硬さ
の改良は可能であるがコストが高くなり実際には実用に
供しにくい。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明の課題は従来の耐衝撃性アクリル樹脂が有して
いた上記問題を解決し、耐衝撃性と耐候性の両方を満足
し高い表面硬さで、しかも熱成形が可能で層剥離の生じ
ないアクリル樹脂積層シートを提供するところにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明者らは上記課題を解決するため鋭意研究の結
果、耐衝撃性アクリル樹脂層の両面に特定の厚みの一般
グレードのアクリル樹脂層を設けることによって目的を
達成できることを見出し本発明に到達した。

すなわち本発明は耐衝撃性アクリル樹脂層の両面に各
片面の厚さが５〜100μｍで且つ両面の合計の厚さがシ
ート全体の厚さの30％以内となる厚さで炭素数１〜４の
アルキル基を有するアルキルメタクリレート単位を有す
る一般アクリル樹脂層を設けたことを特徴とする耐候性
の優れた耐衝撃性アクリル樹脂積層シートを提供するも
のである。

本発明で用いる耐衝撃性アクリル樹脂はメタクリル酸
メチルを主成分とする連続樹脂相中に常温でゴム状を示
す弾性体を粒子状で不連続的に５〜70重量％分散させた
もの等である。

ここで、常温でゴム状を示す弾性体とは、例えばブタ
ジエンを主成分とするゴム状重合体、アクリル酸エステ
ル系重合体及びエチレン−酢酸ビニル共重合体等のゴム
状弾性体等をいう。又、アクリル酸エステル系重合体の
具体例としてはブチルアクリレート、２−エチルヘキシ
ルアクリレート等を主成分とするものがあり、その代表
例としてはブチルアクリレート等のアルキルアクリレー
トとスチレンのグラフト化ゴム弾性成分とメチルメタク
リレート及び又はメチルメタクリレートとアルキルアク
リレートの共重合体からなる硬質樹脂層とがコア−シェ
ル構造で多層を形成している粒子状の弾性体がある。

以上の中で特に好ましいものはブタジエンを主成分と
するゴム状重合体及びブチルアクリレートを主成分とし
たアクリル酸エステル系重合体である。

本発明で用いられる一般アクリル樹脂は、いわゆる一
般グレードとして市販されているアクリル樹脂のうち、
炭素数（以下Ｃと略す）１〜４のアルキル基を有するア
ルキルメタクリレート単位を有するアクリル樹脂であ
り、押出、その他熱加工時の安定性の点からC₁〜C₄のア
ルキル基を有するアルキルアクリレートを20重量％以内
共重合せしめたものが好ましい。

なお、上記のC₁〜C₄のアルキル基を有するアルキルメ
タクリレートの例としてはメチルメタクリレート、エチ
ルメタクリレート、プロピルメタクリレート、ブチルメ
タクリレート等があり、これらの中では物性上メチル及
びエチルメタクリレートが最も好ましい。

又、C₁〜C₄のアルキル基を有するアルキルアクリレー
トとしてはメチルアクリレート、エチルアクリレート、
プロピルアクリレート、ブチルアクリレート等があげら
れ、且つ好ましいのはメチルアクリレート、エチルアク
リレートである。さらにこのアルキルアクリレートが該
アルキルメタクリレート中に含まれる量は20重量％以下
が好ましいが、より好ましくは0.5〜13重量％である。

本発明では耐衝撃性アクリル樹脂層に積層される一般
アクリル樹脂層の厚みが極めて重要であり、本発明者ら
は当該厚みが片面について弾性体粒子が十分覆われる５
μ以上であれば、ほぼ一般グレードのアクリル樹脂並み
の耐候性と表面硬さを示すことを確認した。さらに好ま
しくは被覆を完全にするためには10μ以上の厚みにする
必要がある。

又、片面当りの厚みが100μ以上の場合衝撃に対して
ノッチ効果で強度が低下するのでよくない。好ましくは
50μｍ以下がよい。厚さは最小必要厚さでよく、積層シ
ート全体で一般アクリル樹脂層の厚みが30％以内がよ
い。これ以上の厚さの場合は耐衝撃性アクリル樹脂層の
持つ衝撃強度の低下が大きく本来の特長が損なわれる。
本発明の積層シートの厚みは特に限定されないが、実用
上好ましくはシートの剛性、強度の点から2mm以上が良
い。本発明の積層シートは積層部が両面であることが必
要である。これは道路の遮音板やグレーシング材の場
合、両面での耐候性や表面硬さが重要であり、必要であ
るからである。

本発明の積層シート（フィルムを含む）を得る方法と
しては共押出（Coextrusion）法とラミネート法とがあ
る。共押出法は積層時に両層の流動性を合わせ、均一に
することができるので両層の密着性がよく、成形歪も類
似になるなどの点で優れている。共押出は通常の押出機
を２台以上使って耐衝撃性アクリル樹脂層は60mmφ、90
mmφ、115mmφ等の大型押出機で一般アクリル樹脂の積
層用は30mmφ、45mmφ等のそれより小型の押出機を用い
る。

なお、本発明の積層体はシートと同様にフィルムにも
適用出来る。

積層シート及びフィルムの積層部（一般アクリル樹脂
層）及び基板部（耐衝撃性アクリル樹脂層）の厚みのコ
ントロールはシートの場合は２台以上の押出機の押出量
と押出機出口にあるポリッシングロールのロールクリア
ランスで行ない、フィルムの場合は２台以上の押出機の
押出量と押出機出口の引取りロールのロール速度で調整
出来る。又積層シートを作製する場合、いわゆる基板部
と積層部の樹脂の流動性を合わせる事が大事であるが、
これは具体的には押出機の温度を調整する事で実施する
事が出来る。

積層シートの積層部及び全体層の厚みは、厚みが1mm
以上の場合はノギスで計り、厚みが1mm以下の場合は、
シートの断面を微分干渉式顕微鏡、又は市販の膜厚計
（例えばビック・マリンクロット社（西独）製PIG Univ
ersal（ドライフィルム用膜厚計））で測定する事が出
来る。

ラミネートによる方法は押出機のダイ出口のポリッシ
ング（カレンダリング）ロール部で一般アクリル樹脂製
のフィルムを供給し、押出機から押出される樹脂と該ロ
ール部で重ね合わせる方法をとることができる。この場
合、重ね合わせ時の空気混入防止と、ロール温度等によ
る密着性向上等が技術上のポイントである。

積層シートは積層部及び又は基板部に有機系、無機系
の染料、顔料を配合し、透明、半透明もしくは不透明の
シートにする事が出来る。又、紫外線吸収剤、光安定
剤、酸化防止剤などを配合する事も出来る。

更に積層部の一般アクリル樹脂部に市販の帯電防止剤
を加えてその最終製品に帯電防止性を付与させる事も可
能であり、これはアクリル樹脂と他のエンジニアリング
樹脂とのアロイ等には特に有効である。又基板部との密
着性、親和性を増す為に可塑剤を配合する事も出来る。

［実 施 例］ 以下実施例、比較例で本発明を具体的に説明する。

なお、各実施例、比較例で用いた評価及び試験方法は
次の通りである。

（１） 耐衝撃性の評価：落球衝撃試験を採用し、装置
は（株）東洋精機製作所製のデュポン式衝撃試験機を用
い、重さ1Kgで先端曲面Ｒが1/4インチのミサイルを積層
部を上面にした試料に向けて落下させ、試験数12ケでそ
の50％以上が破壊した時の高さから衝撃強度を求めその
試料の耐衝撃強度とした。

（２） 耐候性の評価：スガ試験機（株）のサンシャイ
ンウエザオメーター（以下SWOMと略す）を用いて試料の
積層面を照射面にして1500HR照射でその時の試料のヘー
ズ（くもり度）を日本電色工業（株）製の曇度計（NDH
−1001DP）を用いて測定した。

（３）表面硬さの評価（落差磨耗試験） JIS K7205のプラスチックの磨耗試験において試験用
の砂としてカーボランダム＃000を用い250gを試料に落
下させた後の試料のヘーズ値を測定した。

（４） 積層面の密着性の評価:60℃と−30℃を各３時
間づつ行なうヒートサイクル試験で、30サイクルを行な
った後の試料の外観変化から密着性を判定した。

（５） 熱成形性の評価：通常の真空成形機で絞りの深
さ100mmのペン皿状形状で真空成形を行ない、その外観
を観察し判定した。

実施例 １ 基板部である耐衝撃性アクリル樹脂層として旭化成デ
ルペットSR8500（メチルメタクリレートとメチルアクリ
レートの共重合体からなる連続相中にブチルアクリレー
トを主成分としたアクリル酸エステル系エラストマーを
分散させたもの）を直径90mm、L/D＝32の押出機を用
い、一方積層部の一般アクリル樹脂層として旭化成デル
ペットLP−１（メチルアクリレートとメチルアクリレー
トの共重合体）を直径30mm、L/D＝32の押出機を用いて
共押出を行なった。ダイは３層用フィードブロック式、
リップ開度は3.5mmで、押出機温度は250〜260℃で行な
った。上記基板層の厚みはダイ出口のポリッシングロー
ルのクリアランスで2.0mmの目標に調整し、積層部の厚
みは押出機の吐出量で調整を行なった。この様にしてシ
ート幅80cmのシートを作製したものの基板部及び積層部
の厚みはそれぞれ2.0mm及び50μｍと45μｍであった。
このサンプルの耐衝撃強度および耐候性について前記の
方法で評価を行なったところデュポン式衝撃強度で57Kg
・cm、サンシャインウエザオメーター（SWOM）照射2000
HRでサンプルのヘーズは1.2であった。比較の為上記の9
0mm押出機で、同様にして作ったデルペットSR8500とデ
ルペットLP−１の厚み2mmのシートの耐衝撃強度と耐候
性、表面硬さ及び密着性、成形性の外観に関するデータ
はそれぞれ表−１の通りであった。

耐候性のヘーズ値10は目視でもくもりが認められ好ま
しくない。又、落差磨耗試験の結果から表面部が一般ア
クリル樹脂層で積層されたシートは磨耗によるヘーズ値
が小さく積層されていないものに比べて明らかに表面硬
さが高いことがわかる。

この結果から耐衝撃性アクリル樹脂層に50μｍの厚さ
の一般アクリル樹脂層が積層されたものは耐衝撃性及び
耐候性、表面硬さがいずれも優れていることがわかっ
た。密着性、真空成形性もともに良好であった。

実施例２〜5,比較例１〜３ 実施例１と同様の方法で積層部の一般アクリル樹脂層
の厚みを各種変更させてそれぞれの耐衝撃強度、及び耐
候性、表面硬さ並びに密着性、成形性について評価した
結果を表−２に示す。この結果から積層部の一般アクリ
ル樹脂層の片面の厚みが100μを越えると急激に耐衝撃
強度が低下してしまう。又積層部の厚みが５μｍ以下の
場合は耐候性及び表面硬さが低下してしまい好ましくな
い。耐候性及び表面硬さに関して云えば５μｍ以上好ま
しくは10μｍ以上あればSWOMのヘイズの上昇は少なく積
層部の効果が認められる。

密着性、真空成形性もともに良好であった。

実施例6,比較例４〜６ 実施例１と同様にしてポリッシングロールのロールク
リアランス調整で板厚3mmの積層シートを作製し耐衝撃
性及び耐候性並びに密着性、成形性の評価を行なった。
その結果を表−３に示す。表−２の結果と同じく積層部
の片面の厚みが３μｍの場合耐候性ヘーズは上昇し目視
でもくもりが認められる又、表面硬さも低下する。又、
積層部の厚みが100μｍを越えると耐衝撃強度の低下が
認められる。表−２の結果とともに見ると積層シートの
全体の厚みの30％以上が一般アクリル樹脂層になると耐
衝撃性グレードの本来の強度特性を示さなくなってしま
う。

なお、密着性、真空成形性は良好であった。

［発明の効果］ 本発明により耐候性及び表面硬さに優れ、熱成形が行
えしかも層剥離が起らない耐衝撃性アクリル樹脂積層シ
ートが提供されることとなり、アクリル樹脂積層シート
の利用が一段と増加することが期待される。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】耐衝撃性アクリル樹脂層の両面に各片面の
   厚さが５〜100μｍで且つ両面の合計の厚さがシート全
   体の厚さの30％以内となる厚さで炭素数１〜４のアルキ
   ル基を有するアルキルメタクリレート単位を有する一般
   アクリル樹脂層を設けたことを特徴とする耐候性の優れ
   た耐衝撃性アクリル樹脂積層シート。
2. 【請求項２】一般アクリル樹脂層が炭素数１〜４のアル
   キル基を有するアルキルメタクリレートと20重量％以内
   の炭素数１〜４のアルキル基を有するアルキルアクリレ
   ートの共重合体層であることを特徴とする請求項１記載
   の耐候性の優れた耐衝撃性アクリル樹脂積層シート。