JP3474223B2 - アクリル系熱可塑性樹脂 - Google Patents
アクリル系熱可塑性樹脂Info
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Description
塑性樹脂に関し、更に詳しくは、柔軟性、熔融流動性、
透明性に優れ、かつ常温での取り扱い性に優れるアクリ
ル系熱可塑性樹脂に関する。
タクリル系樹脂は耐候性、透明性など他の樹脂にない特
徴を有しておりさまざまな分野で用いられている。しか
しながら硬質樹脂であるため柔軟性を必要とする用途に
は使用できなかった。
性を維持した軟質材料が望まれており、こうした要望に
対し、乳化重合法を応用して柔軟性を付加する試みが行
われてきた。例えば、フィルムまたはシート用素材とし
て軟−硬2層構造体(特公昭54−33277号公報な
ど)、更には軟質チューブ用素材として外層に特定のガ
ラス転移温度を有する熱可塑性樹脂層を用いた軟−硬2
層構造重合体(特公平3−15648号公報)などであ
る。このような多層構造重合体は柔軟性を付与するため
にアクリル酸エステルなどの軟質成分を架橋させた架橋
弾性体層を内層に有するものである。また、外層は硬質
樹脂層を有しているため塩析等の方法により多層構造重
合体を固体として取り出すことが可能である。
るアクリル系樹脂は、耐候性、透明性に加え柔軟性、流
動性に優れているが、反面その多くは粘着性をも合わせ
持つためもっぱら接着剤の分野において用いられてい
た。こうした分野にも乳化重合法による多層構造重合体
の検討がなされているが、固体での取り扱い性が悪く、
そのほとんどは、ラテックス状態で用いられているのが
現状である(例えば、特公昭59−49265号公報な
ど)。
54−33277号公報等の架橋弾性体層を内層に有
し、最外層に硬質の熱可塑性樹脂層を有する多層構造重
合体では、耐衝撃性、柔軟性にある程度の効果は見られ
たものの、溶融流動性に対してはいまだに十分ではな
い。一方、特公昭59−49265号公報等で見られる
多層構造重合体では、室温における粘着性が大きいため
上述のごとくラテックス状態で使用されており、かつ溶
融状態では層構造が破壊されてしまう欠点を有してい
た。従ってメタクリル系樹脂の取り扱い性の良さとアク
リル系樹脂の柔軟性、流動性を兼ね備えたアクリル系熱
可塑性樹脂については全く知られていなかった。
に鑑み、メタクリル系樹脂のように固体としての取り扱
い性にも優れ、しかもアクリル系樹脂の柔軟性、溶融流
動性を保持し得る材料について鋭意検討を重ねた結果、
驚くべきことに、内層に比較的ガラス転移温度の高い架
橋樹脂層を配し、最外層に低いガラス転移温度を有する
軟質の樹脂層を配する特定の層構造を有する多層構造重
合体から成るアクリル系熱可塑性樹脂は、十分な柔軟性
を有しているにも係わらず室温での粘着性も少なく、し
かも固体としての取り扱い性に優れたものであり、更に
は非常に優れた溶融流動性を示すなど極めて特異的な性
状を示すものであることを見い出し本発明に到達した。
量体45〜99.99重量%、それと共重合可能な可能
なビニル系単量体0〜50重量%および多官能性ビニル
単量体0.01〜5重量%から成る単量体混合物を重合
して成るガラス転移温度が0℃以上である架橋樹脂層の
少なくとも1層を内層に有し、炭素数1〜12のアルキ
ル基を有するアクリル酸エステル単量体50〜100重
量%とこれに共重合可能なビニル系単量体0〜50重量
%から成る単量体混合物を重合して成る単独でのガラス
転移温度が0℃以下である軟質樹脂層を最外層に有する
多層構造重合体であって、該多層構造重合体中に占める
軟質樹脂層の比率が30〜80重量%(但し、30重量
%である場合を除く。)である多層構造重合体から成る
ことを特徴とするアクリル系熱可塑性樹脂によって達成
される。
化重合法によって多段重合で製造し、その内層の少なく
とも1層は、ガラス転移温度が0℃以上を有する架橋樹
脂層であって、メタクリル酸メチル単量体を主成分と
し、これと共重合可能なビニル系単量体からなる混合物
を重合することにより形成される。メタクリル酸メチル
は、アクリル系熱可塑性樹脂の耐候性、耐熱性などの特
性を保持するため、通常45〜99.99重量%、好ま
しくは60〜90重量%である。また、必要に応じて1
種以上のメタクリル酸メチルと共重合可能なビニル系単
量体を用いてもよい。このようなビニル系単量体として
は、炭素数2〜12のアルキル基もしくはシクロアルキ
ル基を有するメタクリル酸エステル、炭素数1〜12の
アルキル基もしくはシクロアルキル基を有するアクリル
酸エステル、スチレン、α−メチルスチレン等の芳香族
ビニル化合物およびその誘導体、アクリル酸、メタクリ
ル酸などの不飽和カルボン酸、置換基にアルキル基もし
くはシクロアルキル基を有するN−置換マレイミド化合
物などの公知のビニル系単量体が用いられる。その使用
量としては通常0〜50重量%である。この架橋樹脂層
はそれ自身架橋されおり、かつ、外層である軟質層とグ
ラフト結合している。このためこれまで固体での取り出
しが不可能であった低ガラス転移温度を有する軟質樹脂
を外層に形成させても、多層構造重合体の固体としての
取り出し、およびその取り扱い性を向上させるばかりで
なく、室温での粘着性を抑制し得るなど極めて優れた性
能を有する特徴的なアクリル系熱可塑性樹脂が得られ
る。多官能性ビニル化合物としては、α,β−不飽和モ
ノカルボン酸またはジカルボン酸のアリルエステル、メ
タアリルエステル、クロチルエステルおよびトリアリル
シアヌレート、トリアリルイソシアヌレート等が用いら
れるが、メタクリル酸アリル、トリアリルシアヌレー
ト、トリアリルイソシアヌレートが特に好ましい。この
ような多官能性ビニル化合物の使用量は、通常0.01
〜5重量%、より好ましくは0.1〜3重量%である。
℃以下を有する熱可塑性の軟質樹脂層であって炭素数1
〜12のアルキル基を有するアクリル酸エステル単量体
を主成分としてこれに共重合可能なビニル系単量体から
成る単量体混合物を重合してなるものである。炭素数1
〜12のアルキル基を有するアクリル酸エステル単量体
は、多層構造重合体の柔軟性と溶融流動性を保持するた
め通常50重量%以上、好ましくは60重量%以上であ
る。この軟質層も必要に応じ、50重量%以下の範囲に
おいて、上記アクリル酸エステルと共重合可能なビニル
系単量体を1種以上共重合することが出来る。共重合可
能なビニル系単量体としては、炭素数1〜12のアルキ
ル基もしくはシクロアルキル基を有するメタクリル酸エ
ステル、炭素数12以下のシクロアルキル基を有するア
クリル酸エステル、スチレン、α−メチルスチレン等の
芳香族ビニル化合物およびその誘導体、アクリル酸、メ
タクリル酸などの不飽和カルボン酸、置換基にアルキル
基もしくはシクロアルキル基を有するN−置換マレイミ
ド化合物などの公知のビニル系単量体が用いられる。本
発明によるアクリル系熱可塑性樹脂における多層構造重
合体中に占める軟質樹脂層の比率は、30〜80重量%
である。(但し、30重量%である場合を除く。)ま
た、本発明のアクリル系熱可塑性樹脂の透明性を維持す
るためには、多層構造重合体における各層の屈折率を調
整することが肝要であり、その差が0.03以内であれ
ば良好な透明性が得られる。本発明のアクリル系熱可塑
性樹脂の製造に当っては、重合開始剤として過硫酸カリ
ウム、過硫酸アンモニウムなどの水溶性過硫酸塩および
クメンハイドロパーオキサイド/ホルムアルデヒドナト
リウム塩などのレドックス系開始剤のいずれも用いるこ
とが出来る。また、乳化剤としては、ラウリル硫酸ナト
リウムなどの長鎖脂肪酸の塩類およびスルホン酸の塩類
など通常のメタクリル樹脂あるいはアクリル樹脂の製造
に用いられている乳化剤を用いることができる。また、
必要に応じ、最外層である軟質樹脂層を重合する際メル
カプタン類などの重合度調整剤を添加して重合度を調整
することもできる。重合温度は特に制限はなく、通常の
乳化重合において採用されている温度で重合を行うこと
ができる。
塑性樹脂をラテックスから取り出すには、塩化アルミニ
ウム、硫酸アルミニウムなどの無機塩あるいは塩酸、硫
酸等の無機酸の添加による凝固法や凍結凝固法等の方法
を用いて凝固物とした後、洗浄・脱水の後乾燥すること
により行われる。
クリル樹脂あるいはアクリル樹脂の持つ、耐候性、透明
性に加えこれら両者が共通して持ち得なかった、樹脂の
取り扱い性、柔軟性、および熔融流動性も優れたもので
あるため、柔軟性に優れた軟質材用途、樹脂改質剤用途
等の他、ホットメルト接着剤や積層用樹脂としても用い
ることもできる。
る。
はともに「重量%」及び「重量部」である。また、実施
例において次ぎの略号を用いた。
行った。 (1)多層構造重合体の粒子径 大塚電子(株)製光散乱光度計DLS−600により測
定した。 (2)多層構造重合体凝固物の性状 ラテックスから多層構造重合体を取りだす際の凝固物の
性状について、ブロック化等の凝集が著しい場合を×、
若干ブロック化が起こった場合を△、ブロック化等の発
生もなく粉末状で得られた場合を○の記号で表し評価し
た。 (3)室温での粘着性 多層構造重合体凝固物として得られた樹脂をシート状に
成形し、そのシート状重合体に1kg・f/cm2の圧
力で紙を押し付け、殆ど抵抗無く剥がれるものを○、若
干抵抗はあるがきれいに剥がれるものを△、剥したとき
紙の一部が破れてシートに付着するものを×で表した。 (4)溶融流動性 (株)島津製作所製フローテスターCFT−500を用
い、荷重10kg、ダイ径1mmφ、昇温速度1℃/m
in.の条件下において、多層構造重合体凝固物の流動
開始温度の測定を行った。 (5)柔軟性 多層構造重合体凝固物として得られた樹脂を60×10
×1mmtのシートに成形し、一端を固定して100回
折り曲げ操作を行い、試験片の外観変化により評価を行
った。評価結果は、応力白化、亀裂等の欠点が発生した
場合を×、試験後、折り目やしわが残った場合を△、こ
れらの欠点が発生しない場合を○の記号で表した。 (6)曇価 多層構造重合体凝固物として得られた樹脂を50×50
×3mmtのシート状に成形し、ASTM D1003
に準じて曇価の測定を行った。 (実施例1) 温度計、攪拌機および還流器付の2リットルセパラブル
フラスコにラウリルザルコシン酸ナトリウム2.5重量
部を純水600重量部に溶解した水溶液を仕込み、次い
でメタクリル酸メチル59重量部、アクリル酸ブチル4
0重量部、メタクリル酸アリル1重量部から成る単量体
混合物を仕込んだ。その後窒素気流中で攪拌し75℃ま
で昇温した後、過硫酸カリウム0.1重量部を投入し第
1段階の重合を開始させた。第1層目の重合ピークが現
れた後、約30分間保持した後、過硫酸カリウムを0.
1重量部投入し、アクリル酸ブチル88重量部、スチレ
ン12重量部、n−オクチルメルカプタン0.1重量部
から成る単量体混合物を約1時間かけて滴下して第2段
目の重合を行った。第2段階の単量体混合物の滴下が終
了してから約1時間75℃で保持した後、冷却して重合
を終了した。得られた多層構造重合体の粒子径は0.1
2μmであり、硫酸アルミニウム水溶液中で塩析した
後、水洗・濾過および乾燥して顆粒状の重合体凝固物を
得た。重合体凝固物は室温での粘着性もなく取り扱い性
に優れたものであった。得られたアクリル系熱可塑性樹
脂の評価結果を表2に示す。 (実施例2〜3) 表1に示した、各層の単量体組成とした以外は実施例1
と同様の操作にて多層構造重合体を得た。ともに塩析に
より顆粒状の固体として取り出すことができ取り扱い性
も良好であった。得られたアクリル系熱可塑性樹脂の評
価結果を表2に示す。 (実施例4) 温度計、攪拌機および還流器付の2リットルセパラブル
フラスコにラウリルザルコシン酸ナトリウム2.0重量
部を純水600重量部に溶解した水溶液を仕込み、次い
でメタクリル酸メチル29重量部、アクリル酸メチル2
重量部、メタクリル酸アリル1重量部から成る単量体混
合物を仕込んだ。その後窒素気流中で攪拌し75℃まで
昇温した後、過硫酸カリウム0.1重量部を投入し第1
段階の重合を開始させた。第1層目の重合ピークが現れ
た後、約30分間保持した後、過硫酸カリウムを0.1
重量部投入し、メタクリル酸メチル32重量部、アクリ
ル酸ブチル8重量部、メタクリル酸アリル2重量部から
成る単量体混合物を60分かけて滴下し、滴下終了後7
5℃で30分保持し第2段階目の重合を行った。その
後、アクリル酸ブチル84重量部、メタクリル酸メチル
36重量部、n−オクチルメルカプタン0.2重量部か
ら成る単量体混合物を約1時間かけて滴下して第3段目
(最外層)の重合を行った。第3段階(最外層)の単量
体混合物の滴下が終了してから約1時間75℃で保持し
た後、冷却して重合を終了した。得られた多層構造重合
体の粒子径は0.20μmであり、塩化アルミニウム水
溶液中で塩析した後、水洗・濾過および乾燥して顆粒状
の重合体凝固物を得た。重合体凝固物は室温での粘着性
もなく取り扱い性に優れたものであった。得られたアク
リル系熱可塑性樹脂の評価結果を表2に示す。 ( 実施例6) 最外層の軟質樹脂層を重合する際にn−オクチルメルカ
プタンを添加しないこと以外は実施例1と同様の操作に
て多層構造重合体を得た。ともに塩析により顆粒状の固
体として取り出すことができ取り扱い性も良好であっ
た。得られたアクリル系熱可塑性樹脂の評価結果を表2
に示す。 (比較例1) 温度計、攪拌機および還流器付の2リットルセパラブル
フラスコにラウリルザルコシン酸ナトリウム2.5重量
部を純水600重量部に溶解した水溶液を仕込み、次い
でメタクリル酸メチル20重量部、アクリル酸ブチル5
4重量部、メタクリル酸アリル2重量部から成る単量体
混合物を仕込んだ。その後窒素気流中で攪拌し75℃ま
で昇温した後、過硫酸カリウム0.1重量部を投入し第
1段階の重合を開始させた。第1層目の重合ピークが現
れた後、約30分間保持した後、過硫酸カリウムを0.
1重量部投入し、アクリル酸ブチル14重量部、メタク
リル酸メチル126重量部、n−オクチルメルカプタン
0.1重量部から成る単量体混合物を約1時間かけて滴
下して第2段目の重合を行った。第2段階の単量体混合
物の滴下が終了してから約1時間75℃で保持した後、
冷却して重合を終了した。得られた多層構造重合体の粒
子径は0.15μmであり、塩化アルミニウム水溶液中
で塩析した後、水洗・濾過および乾燥して顆粒状の重合
体凝固物を得た。重合体凝固物は室温での粘着性もなく
取り扱い性に優れたものであったが、流動開始温度が1
50℃と高いものであった。 (比較例2) 温度計、攪拌機および還流器付の2リットルセパラブル
フラスコにラウリルザルコシン酸ナトリウム2.5重量
部を純水600重量部に溶解した水溶液を仕込み、次い
でメタクリル酸メチル57重量部、アクリル酸メチル3
重量部、メタクリル酸アリル1重量部から成る単量体混
合物を仕込んだ。その後窒素気流中で攪拌し75℃まで
昇温した後、過硫酸カリウム0.1重量部を投入し第1
段階の重合を開始させた。第1層目の重合ピークが現れ
た後、約30分間保持した後、過硫酸カリウムを0.1
重量部投入し、アクリル酸ブチル80重量部、スチレン
20重量部、メタクリル酸アリル2重量部からなる単量
体混合物を約1時間かけて滴下し第2段階(架橋弾性体
層)の重合を行った。第2段階(架橋弾性体層)の単量
体混合物の滴下が終了してから30分75℃で保持した
後、過硫酸カリウムを0.1重量部投入し、メタクリル
酸メチル38重量部アクリル酸エチル2重量部、n−オ
クチルメルカプタン0.1重量部から成る単量体混合物
を約1時間かけて滴下して第3段目(最外層)の重合を
行った。第3段階(最外層)の単量体混合物の滴下が終
了してから約1時間75℃で保持した後、冷却して重合
を終了した。得られた多層構造重合体の粒子径は0.1
2μmであり、塩化アルミニウム水溶液中で塩析した
後、水洗・濾過および乾燥して顆粒状の重合体凝固物を
得た。重合体凝固物は室温での粘着性もなく取り扱い性
に優れたものであったが、比較例1同様流動開始温度が
183℃と実施例に較べ流動性に劣るものであった。 (比較例3) 内層にメタクリル酸メチル70重量部、アクリル酸エチ
ル30重量部とし、最外層にアクリル酸ブチル85重量
部、酢酸ビニル10重量部とした以外は、比較例1と同
様の操作にて2層構造重合体を得た。この2層構造重合
体は、室温において粘着性が有り、塩析による取り出し
を試みたが、ブロッキングを起してしまい、洗浄・乾燥
することができず取り出しが不可能であった。
軟で極めて優れた熔融流動性を有することから、広範囲
に使用可能であり極めて有用である。
Claims (4)
- 【請求項1】 メタクリル酸メチル単量体45〜99.
99重量%、それと共重合可能な可能なビニル系単量体
0〜50重量%および多官能性ビニル単量体0.01〜
5重量%から成る単量体混合物を重合して成るガラス転
移温度が0℃以上である架橋樹脂層の少なくとも1層を
内層に有し、炭素数1〜12のアルキル基を有するアク
リル酸エステル単量体50〜100重量%とこれに共重
合可能なビニル系単量体0〜50重量%から成る単量体
混合物を重合して成る単独でのガラス転移温度が0℃以
下である軟質樹脂層を最外層に有する多層構造重合体で
あって、該多層構造重合体中に占める軟質樹脂層の比率
が30〜80重量%(但し、30重量%である場合を除
く。)である多層構造重合体から成ることを特徴とする
アクリル系熱可塑性樹脂。 - 【請求項2】 各層の屈折率の差が0.03以内である
請求項1に記載のアクリル系熱可塑性樹脂。 - 【請求項3】 多層構造重合体の粒子径が0.001〜
0.5μmである請求項1または2に記載のアクリル系
熱可塑性樹脂。 - 【請求項4】 多官能ビニル単量体が、グラフト結合性
単量体である請求項1〜3のいずれか1項に記載のアク
リル系熱可塑性樹脂。
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