JP3136876B2 - 透明樹脂 - Google Patents

透明樹脂

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JP3136876B2
JP3136876B2 JP05302848A JP30284893A JP3136876B2 JP 3136876 B2 JP3136876 B2 JP 3136876B2 JP 05302848 A JP05302848 A JP 05302848A JP 30284893 A JP30284893 A JP 30284893A JP 3136876 B2 JP3136876 B2 JP 3136876B2
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  • Epoxy Resins (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、透明樹脂に関し、さら
に詳細に述べるならば、透明度が高く、かつ弾性率及び
強度の高い透明樹脂に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、軽量化及び衝撃特性向上を図るた
め、ガラス部品に代え、メタクリル樹脂やポリカーボネ
ート樹脂のような樹脂製品を用いることが行われてい
る。例えば、自動車において、クォーターガラス等を対
象に樹脂化の開発が進められている。ここで用いられる
樹脂は、無機ガラスと同程度の屈折率を有する熱可塑性
透明ポリマー、例えばポリカーボネート、ポリメタクリ
ル酸メチル等であり、これらを射出成形によって賦形し
ている。しかしながら、クォーターガラス以上の面積を
有する自動車用窓ガラス、例えばリアガラス、ムーンル
ーフ等、では、少なくとも合わせガラス、すなわち無機
質の板ガラスをプラスチックの中間膜を介して接着した
窓ガラス程度の剛性及び強度が必要であるが、上記のよ
うなポリカーボネート等は曲げ弾性率が低く、従って、
合わせガラスと同程度の特性を得るためには板厚をかな
り増加させる必要がある。すると重量が増加してしま
い、軽量化の要求を満たすことができない。
【0003】また、上記の樹脂は表面硬度や耐薬品性が
十分ではなく、また重合の制御が困難であるという欠点
も有している。こうした欠点を解決するため、特開平2
−84406 号公報では、末端にジイソプロペニルベンゼン
とメタクリル酸を有するアクリル系樹脂を開示してい
る。この樹脂は、高い弾性率を有し、かつ比重が低く、
合わせガラスと同等の剛性を有している。しかしなが
ら、この樹脂は伸び率が極めて低く、従って成形時の収
縮等により割れが発生しやすく、面積の大きな部品を製
造することが困難であり、また強度、特に耐衝撃強度も
十分ではなかった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ガラス部品
として使用する樹脂の有する前記の如き欠点を解消し、
高い透明度を維持しつつ、弾性率及び強度を共に向上さ
せた透明樹脂を提供しようとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の樹脂
の有する上記問題点を解決すべく鋭意研究を重ねた結
果、弾性率の高いアクリル樹脂と靱性の高いエポキシ樹
脂を組み合わせることにより、従来困難であった高弾性
率と高強度の相反する要求を満足する樹脂が得られるこ
とを見出し、本発明を完成した。
【0006】すなわち、本発明の透明樹脂は、 (A)(i)N−(3−イソプロペニル−α,α−ジメチル
ンジル)−1,3−ジアクリロイルオキシプロパン−2
−イルカルバメート、(ii)該A-i成分用の重合開始剤、 (B)(i)ビスフェノールAジグリシジルエーテル、(ii)該
B-i用の硬化剤から形成され、A成分とB-i成分の重量比
が0.41≦B-i/(A+B-i)≦0.86であり、A-i成分を重合
硬化させ、次いでB-i成分を重合硬化させてなるもの、
又は (A)(i)N−(3−イソプロペニル−α,α−ジメチル
ンジル)−1,3−ジアクリロイルオキシプロパン−2
−イルカルバメート、(ii)該A-i成分用の重合開始剤、 (B)(i)ビスフェノールAジグリシジルエーテル、(ii)該
B-i用の硬化剤、さらに、 (C)グリシジルアクリレートから形成され、A成分とB-i
成分の重量比が0.35≦B-i/(A+B-i)≦0.82であり、
C成分の重量比が0.1≦C/(A+B)≦0.3であり、A-
i成分を重合硬化させ、次いでB-i成分を重合硬化させて
なるものであることを特徴とするものである。
【0007】A-i成分であるN−(3−イソプロペニル
−α,α−ジメチルベンジル)−1,3−ジアクリロイ
ルオキシプロパン−2−イルカルバメートは、具体的に
は特開平2−84406号に記載された方法によって製造す
ることができる。すなわち、3−イソプロペニル−α,
α−ジメチルベンジルイソシアネート12.0部、トルエン
10.0部、及びグリセロール−1,3−ジアクリレート1
1.9部を混合し、反応液温90℃に保ちながら3時間攪拌
することによって反応を行う。反応終了後、反応液を濃
縮し、得られた濃縮液をクロマトグラフ法により精製
し、無色のシロップ状のN−(3−イソプロペニル−
α,α−ジメチルベンジル)−1,3−ジアクリロイル
オキシプロパン−2−イルカルバメートが2.4部得られ
る。
【0008】A-ii成分である重合開始剤はA-i 成分、す
なわちアクリル、用の重合開始剤であればよく、過酸化
物、特に過酸化ベンゾイルが好ましい。重合開始剤の量
は、用いられる重合開始剤によっても異なるが、一般的
にはA-i 成分に対し 0.5〜1.%の量である。
【0009】B-ii成分であるビスフェノールAジグリシ
ジルエーテルは一般的な公知のものであり、公知の方法
によって製造するか、又は市販品を用いてもよい。B-ii
成分はエポキシ用の硬化剤であり、酸無水物及びアミン
類が一般的であり、特に制限はなく、例えばメチルテト
ラヒドロ無水フタル酸、3もしくは4−メチルヘキサヒ
ドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、ビス
(4−アミノ−3−メチルシクロヘキシル)メタン、メ
チルナディックアンハイドライド、メンセンジアミン、
イソホロンジアミン、N−アミノエチルピペラジン等が
例示される。またその量は、エポキシの硬化において一
般に用いられる量である。
【0010】C成分であるグリシジルアクリレートは、
その末端にビニル基とグリシジル基を有するものであ
り、A成分とB成分の間の相溶性を高める。
【0011】本発明の透明樹脂を製造するにあたって
は、まず上記A成分、B成分、及び/又はC成分を混合
する。この際、各成分を特定の割合にすることが必要で
ある。C成分を用いない場合、0.41≦ B-i/(A+B-i)
≦0.86の重量比にする。C成分を用いる場合、0.35≦ B
-i/(A+B-i)≦0.82の重量比とし、かつC成分の量を
0.1≦C/(A+B)≦0.3 の重量比となるようにす
る。
【0012】次いでこのA成分とB成分の混合物をモー
ルドに入れ、A成分及びB成分を重合させる。この際、
B成分より先にA成分を重合させることが必要である。
一般に、エポキシよりもアクリルは重合しやすく、従っ
て適切な重合条件を選択することによりA成分を先に重
合させることが可能になる。例えば、アクリルはエポキ
シよりも低い温度で重合を開始するため、この温度を適
切に選択すればよい。この温度は重合開始剤によって異
なるため一概には言えないが、例えば重合開始剤として
過酸化ベンゾイルを用いた場合、A成分とB成分の混合
物を70℃で1時間加熱する。するとA-i 成分は重合を開
始するがB-i 成分は液体のままである。A-i 成分を重合
させた後、温度を高め、B-i 成分を重合硬化させる。
【0013】この注型重合において、重合前の混合物に
各種添加剤、例えば重合促進剤、重合停止剤、紫外線吸
収剤、酸化防止剤、着色防止剤等を必要に応じて加えて
もよい。
【0014】
【作用】A-i 成分は硬化収縮が大きく、一方B-i 成分は
硬化収縮が小さい。従って、本発明の透明樹脂の製造に
おいて、A成分とB成分の混合物においてA-i 成分を先
に硬化させると、B-i 成分はその際にまだモノマー状態
にあり、A-i 成分が網目を形成する際にB-i 成分は液状
で膨潤力があり、A-i 成分の硬化収縮を抑え、従ってき
れいな網目が得られる。従来の樹脂において、弾性率と
衝撃強度を両立させることは困難であった。本発明の透
明樹脂はA-i 成分の硬化体とB-i 成分の硬化体が絡み合
った構造を有しており、ここでA-i 成分は弾性率が高
く、B-i 成分は靱性、すなわち衝撃強度が高いため、弾
性率と衝撃強度の共に高い樹脂が得られるのである。ま
た、C成分はA成分とB成分の間に橋渡しを形成し、さ
らに強度を高める作用をする。
【0015】
【実施例】本発明を下記実施例によりさらに詳細に説明
するが、本発明はこれらに制限されるものではない。
【0016】実施例1及び比較例1 成分Aとして、上記の方法で製造したN−(3−イソプ
ロペニル−α,α−ジメチルベンジル)−1,3−ジア
クリロイルオキシプロパン−2−イルカルバメート(A-
i)100部と過酸化ベンゾイル(A-ii)0.15部を用い、成分
BとしてビスフェノールAジグリシジルエーテル(B-i)7
0部とビス(4−アミノ−3−メチルシクロヘキシル)
メタン(B-ii)30部を用いた。この成分A及びBを以下の
表1に示す比で液状のまま混合し、脱泡した。次いでこ
の混合物を鏡面の金型に入れ、70℃において1時間加熱
し、まず成分Aを重合させ、次いで130℃において1時
間加熱し、成分Bを硬化させた。最後に180℃において
1時間加熱し、完全に硬化させた。
【0017】
【表1】
【0018】得られた樹脂について、JASO M330-87の5.
1 の記載に準じて可視光線透過率を測定した。また、AS
TM D790 に準じて曲げ試験を行ない曲げ弾性率と曲げ強
度を測定した。これらの結果を図1〜3に示す。ここで
サンプルNo.10 及び11としてはポリカーボネート及びポ
リメタクリル酸メチルを用いた。
【0019】図1より明らかなように、本発明の透明樹
脂はポリカーボネート以上の極めて高い透明性を有して
いる。また、曲げ弾性率及び曲げ強度は、図中で1点鎖
線で示した単純な複合則に対し上に凸の傾向を示し、こ
れは特に曲げ強度において顕著であり、靱性の高い成分
B(サンプルNo.6)以上の値を示している。
【0020】実施例2及び比較例2 成分Aとして実施例1で用いた成分Aを用い、成分Bと
してビスフェノールAジグリシジルエーテル(B-i)100
部、メチルテトラヒドロ無水フタル酸(B-ii)89部、そし
てDM0-30(促進剤)0.5部を用い、さらに成分Cとしてグ
リシジルアクリレートを用いた。この成分A、B及びC
を以下の表2に示す比で液状のまま混合し、脱泡した。
次いでこの混合物を鏡面の金型に入れ、70℃において1
時間加熱し、まず成分Aを重合させ、次いで130 ℃にお
いて1時間加熱し、成分Bを硬化させた。最後に180 ℃
において1時間加熱し、完全に硬化させた。
【0021】
【表2】
【0022】得られた樹脂について、JASO M330-87の5.
1 の記載に準じて可視光線透過率を測定した。また、AS
TM D790 に準じて曲げ弾性率を測定した。さらに、長さ
100mm 、幅100mm 、厚さ5mmの樹脂板に380gの鋼球を落
下させた際の樹脂板が破壊する最小の高さ(落球衝撃高
さ)を測定した。これらの結果を図4〜6に示す。ここ
でサンプルNo.25 としては、現在自動車の窓ガラスとし
て採用されている合わせガラス(表面:無機ガラス、中
間膜:ポリビニルブチラール)を用いた。
【0023】図4より、実施例1と同様に高い透明性を
有していることが明らかである。同様に曲げ弾性率も高
く、この図に示した曲げ弾性率値を用いて単純な曲げ剛
性を珪酸すると、サンプルNo.14 はサンプルNo.25 、す
なわち合わせガラスの約1.5倍の板厚とはなるが、サン
プルNo.25 と同等の曲げ剛性が得られ、約20%の軽量化
が期待できる。
【0024】図6より、落球衝撃高さにおいても単純な
複合則に対し凸の傾向を示した。図7及び8に、成分A
とBの配合比を30/70とし、成分Cの配合比を変化させ
たサンプルNo.14 、17、18、23及び24の曲げ弾性率と落
球衝撃高さの測定結果を示す。曲げ弾性率は成分Cの配
合比の増加に伴い向上したが、落球衝撃高さは上昇し、
次いで下降する傾向を示した。
【0025】
【発明の効果】本発明の透明樹脂は、高弾性成分である
アクリル樹脂と高靱性成分であるエポキシ樹脂が絡み合
っているため、弾性率と強度を同時に向上させることが
可能となった。また、相溶化成分であるジグリシジルア
クリレートを添加することにより、衝撃強度も向上させ
ることができる。従って、本発明の透明樹脂により、例
えば自動車のフロント及びリア等の大面積のガラスを成
形することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1及び比較例1における可視光線透過率
の測定結果を示すグラフである。
【図2】実施例1及び比較例1における曲げ弾性率の測
定結果を示すグラフである。
【図3】実施例1及び比較例1における曲げ強度の測定
結果を示すグラフである。
【図4】実施例2及び比較例2における可視光線透過率
の測定結果を示すグラフである。
【図5】実施例2及び比較例2における曲げ弾性率の測
定結果を示すグラフである。
【図6】実施例2及び比較例2における落球衝撃高さの
測定結果を示すグラフである。
【図7】実施例2及び比較例2における、A成分及びB
成分の量を一定とし、C成分の量を変えた曲げ弾性率の
測定結果を示すグラフである。
【図8】実施例2及び比較例2における、A成分及びB
成分の量を一定とし、C成分の量を変えた落球衝撃高さ
の測定結果を示すグラフである。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08G 59/24 C08G 59/17 C08F 12/26 - 12/28 C08F 299/02

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)(i)N−(3−イソプロペニル−α,
    α−ジメチルベンジル)−1,3−ジアクリロイルオキ
    シプロパン−2−イルカルバメート、(ii)該A-i成分用
    の重合開始剤、 (B)(i)ビスフェノールAジグリシジルエーテル、(ii)該
    B-i用の硬化剤から形成され、A成分とB-i成分の重量比
    が0.41≦B-i/(A+B-i)≦0.86であり、A-i成分を重合
    硬化させ、次いでB-i成分を重合硬化させてなる透明樹
    脂。
  2. 【請求項2】 (A)(i)N−(3−イソプロペニル−α,
    α−ジメチルベンジル)−1,3−ジアクリロイルオキ
    シプロパン−2−イルカルバメート、(ii)該A-i成分用
    の重合開始剤、 (B)(i)ビスフェノールAジグリシジルエーテル、(ii)該
    B-i用の硬化剤、 さらに、 (C)グリシジルアクリレートから形成され、A成分とB-i
    成分の重量比が0.35≦B-i/(A+B-i)≦0.82であり、
    C成分の重量比が0.1≦C/(A+B)≦0.3であり、A-
    i成分を重合硬化させ、次いでB-i成分を重合硬化させて
    なる透明樹脂。
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