JP5429933B2 - Manufacturing method of resin molding - Google Patents
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Description
本発明は、透明性、柔軟性、耐熱性、寸法安定性に優れる樹脂成形体の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a resin molded article having excellent transparency, flexibility, heat resistance, and dimensional stability.
セルロースアセテート等のセルロース誘導体は、植物由来の非石油を原料とする樹脂であり、地球環境に及ぼす負荷が小さいことから、石油を原料とする樹脂の代替として、その活用が求められている。セルロース誘導体は、機械的特性や熱的特性に優れるものの、溶融温度と熱分解温度の差が小さいため、単独での溶融成形が困難であるという課題を有する。 Cellulose derivatives such as cellulose acetate are resins made from plant-derived non-petroleum and have a small impact on the global environment, and therefore, their use is demanded as an alternative to resins made from petroleum. Although a cellulose derivative is excellent in mechanical properties and thermal properties, it has a problem that it is difficult to melt-mold alone because the difference between the melting temperature and the thermal decomposition temperature is small.
上記課題を解決するために、特許文献1では、セルロース誘導体の存在下でビニル単量体を懸濁重合した重合体を熱可塑性樹脂に配合して溶融成形し、セルロース誘導体を含む樹脂成形体を得る方法が提案されている。 In order to solve the above-mentioned problem, in Patent Document 1, a polymer obtained by suspension polymerization of a vinyl monomer in the presence of a cellulose derivative is blended with a thermoplastic resin and melt-molded to obtain a resin molded body containing the cellulose derivative. A method of obtaining has been proposed.
しかしながら、特許文献1に提案されている方法は、溶融成形により樹脂成形体を得るため、熱履歴が大きく、また、重合体の溶融流動性が低いため、溶融成形するために溶融流動性が高い熱可塑性樹脂を更に添加しなければならず、重合体単独での成形が困難であり、得られる樹脂成形体は耐熱性が充分ではない。
本発明の目的は、透明性、柔軟性、耐熱性、寸法安定性に優れる樹脂成形体を製造する方法を提供することにある。
However, since the method proposed in Patent Document 1 obtains a resin molded body by melt molding, the thermal history is large, and the melt fluidity of the polymer is low, so that the melt fluidity is high for melt molding. A thermoplastic resin must be further added, and it is difficult to mold the polymer alone, and the resulting resin molded body has insufficient heat resistance.
The objective of this invention is providing the method of manufacturing the resin molding which is excellent in transparency, a softness | flexibility, heat resistance, and dimensional stability.
本発明は、セルロースジアセテート(a)1〜80質量%及び(メタ)アクリレート単量体(b)20〜99質量%(但し、セルロースジアセテート(a)及び(メタ)アクリレート単量体(b)の合計が100質量%)からなる混合物を注型重合して得られる樹脂成形体の製造方法であって、(メタ)アクリレート単量体(b)に対するセルロースジアセテート(a)の膨潤率が2.0以上である樹脂成形体の製造方法である。 In the present invention, cellulose diacetate (a) 1 to 80% by mass and (meth) acrylate monomer (b) 20 to 99% by mass (however, cellulose diacetate (a) and (meth) acrylate monomer (b ) Is a method for producing a resin molded product obtained by cast polymerization of a mixture comprising 100% by mass), and the swelling ratio of cellulose diacetate (a) with respect to (meth) acrylate monomer (b) is It is a manufacturing method of the resin molding which is 2.0 or more.
本発明の製造方法により得られる樹脂成形体は、透明性、柔軟性、耐熱性、寸法安定性に優れるため、自動車、家電、OA機器の部品、農業用資材等の各種用途において好適に用いることができる。また、樹脂材料において、石油由来の原料から非石油由来の原料への代替を促進することができる。 The resin molded product obtained by the production method of the present invention is excellent in transparency, flexibility, heat resistance, and dimensional stability, and therefore is suitably used in various applications such as automobiles, home appliances, OA equipment parts, agricultural materials, and the like. Can do. Moreover, in the resin material, substitution from the raw material derived from petroleum to the raw material derived from non-petroleum can be promoted.
以下、本発明について詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.
本発明のセルロース誘導体(a)は、セルロースの官能基を化学反応により置換したものをいう。これらのセルロース誘導体の中でも、ビニル単量体(b)に対するセルロース誘導体(a)の膨潤率及び得られる樹脂成形体の透明性の観点から、セルロースの水酸基等をエステル化したセルロースエステルが好ましい。 The cellulose derivative (a) of the present invention refers to a cellulose functional group substituted by a chemical reaction. Among these cellulose derivatives, a cellulose ester obtained by esterifying a hydroxyl group of cellulose or the like is preferable from the viewpoint of the swelling ratio of the cellulose derivative (a) with respect to the vinyl monomer (b) and the transparency of the obtained resin molding.
セルロースエステルとしては、例えば、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート等のセルロースアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレートが挙げられる。これらのセルロースエステルの中でも、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート等のセルロースアセテートが好ましく、セルロースジアセテートがより好ましい。 Examples of the cellulose ester include cellulose acetate such as cellulose diacetate and cellulose triacetate, cellulose acetate propionate, and cellulose acetate butyrate. Among these cellulose esters, cellulose acetates such as cellulose diacetate and cellulose triacetate are preferable, and cellulose diacetate is more preferable.
セルロースアセテートのアセチル化度としては、40〜62%であることが好ましく、50〜61%であることがより好ましく、52〜59%であることが更に好ましい。 The degree of acetylation of cellulose acetate is preferably 40 to 62%, more preferably 50 to 61%, and still more preferably 52 to 59%.
これらのセルロース誘導体(a)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 These cellulose derivatives (a) may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
本発明のビニル単量体(b)は、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、シアノエチル(メタ)アクリレート、シアノブチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリレート単量体;2,2,2−トリフルオロエチル(メタ)アクリレート等のフッ素化(メタ)アクリレート単量体;スチレン、α−メチルスチレン等の芳香族ビニル単量体;(メタ)アクリロニトリル等のシアン化ビニル単量体;(メタ)アクリル酸等のカルボキシル基含有単量体が挙げられる。これらのビニル単量体(b)の中でも、得られる樹脂成形体の透明性、柔軟性の観点から、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレートが好ましく、メチルアクリレート、エチルアクリレート、n−ブチルアクリレートがより好ましく、メチルアクリレートが更に好ましい、
これらのビニル単量体(b)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
尚、本発明において、(メタ)アクリレートは、アクリレート又はメタクリレートを示す。
The vinyl monomer (b) of the present invention includes, for example, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, n -(Meth) acrylate monomers such as butyl (meth) acrylate, cyanoethyl (meth) acrylate and cyanobutyl (meth) acrylate; fluorinated (meth) acrylates such as 2,2,2-trifluoroethyl (meth) acrylate An aromatic vinyl monomer such as styrene and α-methylstyrene; a vinyl cyanide monomer such as (meth) acrylonitrile; and a carboxyl group-containing monomer such as (meth) acrylic acid. Among these vinyl monomers (b), methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, and n-butyl (meth) acrylate are preferable from the viewpoint of the transparency and flexibility of the obtained resin molding. Acrylate, ethyl acrylate and n-butyl acrylate are more preferable, and methyl acrylate is still more preferable.
These vinyl monomers (b) may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
In the present invention, (meth) acrylate represents acrylate or methacrylate.
本発明のビニル単量体(b)に対するセルロース誘導体(a)の膨潤率は、以下の(イ)〜(ホ)に示す測定により求められる値である。
(イ)セルロース誘導体(a)1g及びビニル単量体(b)25mlを混合して、「セルロース誘導体(a)及びビニル単量体(b)の混合物」を調製し、25℃で1時間放置する。
(ロ)金網(100メッシュ)の質量(W0)を秤量し、この金網を用いて、「セルロース誘導体(a)及びビニル単量体(b)の混合物」を濾過する。
(ハ)ビニル単量体(b)で膨潤したセルロース誘導体(a)が金網上に残った状態で質量(金網を含む)(W1)を秤量し、ビニル単量体(b)で膨潤したセルロース誘導体(a)の質量(W1−W0)を求める。
(ニ)ビニル単量体(b)で膨潤したセルロース誘導体(a)を乾燥した後、質量(金網を含む)(W2)を秤量し、ビニル単量体(b)を除去したセルロース誘導体(a)の質量(W2−W0)を求める。
(ホ)ビニル単量体(b)に対するセルロース誘導体(a)の膨潤率を、以下の式1により算出する。
膨潤率=((W1−W0)−(W2−W0))÷(W2−W0) (式1)
尚、この方法で求めたビニル単量体(b)で膨潤したセルロース誘導体(a)の質量は、セルロース誘導体(a)に付着したビニル単量体(b)の質量も含む。
The swelling ratio of the cellulose derivative (a) with respect to the vinyl monomer (b) of the present invention is a value determined by the measurements shown in the following (A) to (E).
(I) 1 g of cellulose derivative (a) and 25 ml of vinyl monomer (b) are mixed to prepare “mixture of cellulose derivative (a) and vinyl monomer (b)” and left at 25 ° C. for 1 hour. To do.
(B) The mass (W 0 ) of the wire mesh (100 mesh) is weighed, and the “mixture of cellulose derivative (a) and vinyl monomer (b)” is filtered using this wire mesh.
(C) The weight of the cellulose derivative (a) swollen with the vinyl monomer (b) (including the wire mesh) (W 1 ) was weighed with the cellulose derivative (a) remaining on the wire mesh, and swollen with the vinyl monomer (b). The mass (W 1 -W 0 ) of the cellulose derivative (a) is determined.
(D) After drying the cellulose derivative (a) swollen with the vinyl monomer (b), the mass (including the wire mesh) (W 2 ) was weighed to remove the vinyl monomer (b) ( The mass (W 2 −W 0 ) of a) is determined.
(E) The swelling ratio of the cellulose derivative (a) with respect to the vinyl monomer (b) is calculated by the following formula 1.
Swelling ratio = ((W 1 −W 0 ) − (W 2 −W 0 )) ÷ (W 2 −W 0 ) (Formula 1)
In addition, the mass of the cellulose derivative (a) swollen with the vinyl monomer (b) obtained by this method includes the mass of the vinyl monomer (b) attached to the cellulose derivative (a).
本発明のビニル単量体(b)に対するセルロース誘導体(a)の膨潤率は、2.0以上であり、得られる樹脂成形体の透明性の観点から、2.5以上であることがより好ましく、3.0以上であることが更に好ましく、3.5以上であることが特に好ましい。また、本発明のビニル単量体(b)に対するセルロース誘導体(a)の膨潤率は、25以下であることが好ましい。 The swelling ratio of the cellulose derivative (a) with respect to the vinyl monomer (b) of the present invention is 2.0 or more, and more preferably 2.5 or more from the viewpoint of the transparency of the obtained resin molding. 3.0 or more is more preferable, and 3.5 or more is particularly preferable. Moreover, it is preferable that the swelling rate of the cellulose derivative (a) with respect to the vinyl monomer (b) of this invention is 25 or less.
本発明のビニル単量体(b)に対するセルロース誘導体(a)の膨潤率を2以上となるセルロース誘導体(a)とビニル単量体(b)の組合せとしては、セルロース誘導体(a)としてセルロースジアセテート、ビニル単量体(b)として(メタ)アクリレート単量体であることが好ましく、セルロース誘導体(a)としてセルロースジアセテート、ビニル単量体(b)としてメチル(メタ)アクリレートであることがより好ましく、セルロース誘導体(a)としてセルロースジアセテート、ビニル単量体(b)としてメチルアクリレートであることが更に好ましい。 As a combination of the cellulose derivative (a) and the vinyl monomer (b) in which the swelling ratio of the cellulose derivative (a) with respect to the vinyl monomer (b) of the present invention is 2 or more, The acetate and vinyl monomer (b) are preferably (meth) acrylate monomers, the cellulose derivative (a) is cellulose diacetate, and the vinyl monomer (b) is methyl (meth) acrylate. More preferably, the cellulose derivative (a) is cellulose diacetate, and the vinyl monomer (b) is more preferably methyl acrylate.
本発明の混合物は、セルロース誘導体(a)及びビニル単量体(b)を公知の混練方法により調製することができる。本発明の混合物は、混合物の均一性及び型への封入の観点から、ビニル単量体(b)を加熱、混練しながら、30分以上の時間をかけて、セルロース誘導体(a)を少量ずつ加える方法が好ましい。 The mixture of the present invention can be prepared by a known kneading method for the cellulose derivative (a) and the vinyl monomer (b). From the viewpoint of the uniformity of the mixture and the encapsulation in the mold, the mixture of the present invention takes 30 minutes or more while heating and kneading the vinyl monomer (b), and the cellulose derivative (a) is added little by little. The method of adding is preferred.
本発明の混合物中のセルロース誘導体(a)及びビニル単量体(b)の含有率は、セルロース誘導体(a)及びビニル単量体(b)の合計100質量%中、セルロース誘導体(a)1〜80質量%、ビニル単量体(b)20〜99質量%である。 The content of the cellulose derivative (a) and the vinyl monomer (b) in the mixture of the present invention is the cellulose derivative (a) 1 in the total 100% by mass of the cellulose derivative (a) and the vinyl monomer (b). It is ˜80 mass%, and the vinyl monomer (b) is 20 to 99 mass%.
セルロース誘導体(a)の含有率としては、セルロース誘導体(a)及びビニル単量体(b)の混合物の膨潤性及び型への封入の観点から、70質量%以下であることが好ましく、50質量%以下であることがより好ましく、35%質量以下であることが更に好ましい。また、得られる樹脂成形体の耐熱性の観点から、3質量%以上であることが好ましく、10質量%以上であることがより好ましく、20質量%以上であることが更に好ましく、30質量%以上であることが特に好ましい。 As a content rate of a cellulose derivative (a), it is preferable that it is 70 mass% or less from a viewpoint of the swelling property of the mixture of a cellulose derivative (a) and a vinyl monomer (b), and the enclosure to a type | mold, 50 masses % Or less is more preferable, and 35% by mass or less is still more preferable. Further, from the viewpoint of heat resistance of the obtained resin molded body, it is preferably 3% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, further preferably 20% by mass or more, and more preferably 30% by mass or more. It is particularly preferred that
本発明の樹脂成形体は、セルロース誘導体(a)及びビニル単量体(b)を含む混合物を注型重合することにより得られる。 The resin molded body of the present invention can be obtained by cast polymerization of a mixture containing a cellulose derivative (a) and a vinyl monomer (b).
本発明の注型重合は、セルロース誘導体(a)及びビニル単量体(b)を含む混合物に、重合開始剤、必要に応じて、連鎖移動剤、架橋剤等の添加剤を添加して混合し、型に封入し、加熱、冷却、光照射等により行うことができる。 In the cast polymerization of the present invention, a mixture containing a cellulose derivative (a) and a vinyl monomer (b) is added with a polymerization initiator and, if necessary, additives such as a chain transfer agent and a crosslinking agent. Then, it can be carried out by sealing in a mold and heating, cooling, light irradiation, or the like.
型としては、得られる樹脂成形体の用途に応じて適宜設定することができ、例えば、フィルム、シート等の形状が挙げられる。具体的には、二枚のガラス板又は金属板の間に、セルロース誘導体(a)及びビニル単量体(b)を含む混合物を封入し、重合を行い、フィルム状又はシート状の樹脂成形体を得る方法、連続した鏡面ステンレスのベルトを上下に2枚並べ、ベルト間にセルロース誘導体(a)及びビニル単量体(b)を含む混合物を注入し、重合を行い、フィルム状又はシート状の樹脂成形体を得る方法が挙げられる。 As a type | mold, it can set suitably according to the use of the resin molding obtained, for example, shapes, such as a film and a sheet | seat, are mentioned. Specifically, a mixture containing a cellulose derivative (a) and a vinyl monomer (b) is encapsulated between two glass plates or metal plates and polymerized to obtain a film-shaped or sheet-shaped resin molded body. Method, two continuous mirror surface stainless steel belts are arranged one above the other, a mixture containing a cellulose derivative (a) and a vinyl monomer (b) is injected between the belts, polymerization is performed, and a film or sheet resin molding The method of obtaining a body is mentioned.
重合方法としては、公知の重合方法を用いることができ、例えば、ラジカル重合、アニオン重合、カチオン重合、遷移金属触媒重合が挙げられる。 As the polymerization method, a known polymerization method can be used, and examples thereof include radical polymerization, anionic polymerization, cationic polymerization, and transition metal catalyst polymerization.
重合温度としては、ビニル単量体(b)や重合開始剤の種類等によって適宜設定することができるが、一般に0〜150℃であり、ビニル単量体(b)の重合転化率と得られる樹脂成形体の熱履歴低減の観点から、50〜100℃であることが好ましい。
重合時間としては、ビニル単量体(b)や重合開始剤の種類等によって適宜設定することができるが、一般に1〜10時間である。
The polymerization temperature can be appropriately set depending on the type of the vinyl monomer (b), the polymerization initiator, etc., but is generally 0 to 150 ° C., and can be obtained as the polymerization conversion rate of the vinyl monomer (b). It is preferable that it is 50-100 degreeC from a viewpoint of the heat history reduction of a resin molding.
The polymerization time can be appropriately set depending on the vinyl monomer (b), the type of polymerization initiator, and the like, but is generally 1 to 10 hours.
重合開始剤としては、例えば、t−ブチルヒドロパーオキシド、クメンヒドロパーオキシド、ベンゾイルパーオキシド、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシベンゾエート等の有機過酸化物;過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩;アゾビスイソブチロニトリル、アゾビス−2,4−ジメチルバレロニトリル等のアゾ化合物;前記有機過酸化物又は前記過硫酸塩と還元剤との組合せによるレドックス系開始剤が挙げられる。
これらの重合開始剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
Examples of the polymerization initiator include organic peroxides such as t-butyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide, benzoyl peroxide, t-butyl peroxy-2-ethylhexanoate, and t-butyl peroxybenzoate; Persulfates such as potassium persulfate and ammonium persulfate; azo compounds such as azobisisobutyronitrile and azobis-2,4-dimethylvaleronitrile; depending on the combination of the organic peroxide or the persulfate and a reducing agent Redox type initiators may be mentioned.
These polymerization initiators may be used alone or in combination of two or more.
連鎖移動剤としては、例えば、オクチルメルカプタン、ドデシルメルカプタン等のメルカプタン類が挙げられる。
これらの連鎖移動剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
Examples of the chain transfer agent include mercaptans such as octyl mercaptan and dodecyl mercaptan.
These chain transfer agents may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
架橋剤としては、例えば、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,3−ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート等の多官能性ビニル単量体が挙げられる。これらの架橋剤の中でも、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,3−ブチレングリコールジ(メタ)アクリレートが好ましい。
これらの架橋剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
架橋剤の使用は、溶融成形では不可能であり、注型重合により樹脂成形体を得る本発明において非常に有効である。架橋剤を用いると、得られる樹脂成形体の耐熱性、寸法安定性に優れる。
架橋剤の使用量としては、ビニル単量体100質量部に対して、0.001〜10質量部であることが好ましく、0.1〜1質量部であることが好ましい。
架橋剤の使用量が0.001質量部以上であると、得られる樹脂成形体の耐熱性、寸法安定性に優れる。また、架橋剤の使用量が10質量部以下であると、得られる樹脂成形体の柔軟性に優れる。
Examples of the crosslinking agent include polyfunctional vinyl monomers such as divinylbenzene, ethylene glycol di (meth) acrylate, 1,3-butylene glycol di (meth) acrylate, and trimethylolpropane tri (meth) acrylate. . Among these crosslinking agents, ethylene glycol di (meth) acrylate and 1,3-butylene glycol di (meth) acrylate are preferable.
These crosslinking agents may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
Use of a crosslinking agent is impossible in melt molding, and is very effective in the present invention in which a resin molded body is obtained by cast polymerization. When a cross-linking agent is used, the resulting resin molded body is excellent in heat resistance and dimensional stability.
As a usage-amount of a crosslinking agent, it is preferable that it is 0.001-10 mass parts with respect to 100 mass parts of vinyl monomers, and it is preferable that it is 0.1-1 mass parts.
When the amount of the crosslinking agent used is 0.001 part by mass or more, the resulting resin molded body is excellent in heat resistance and dimensional stability. Moreover, it is excellent in the softness | flexibility of the resin molding obtained as the usage-amount of a crosslinking agent is 10 mass parts or less.
その他の添加剤としては、例えば、酸化防止剤;光安定剤;ガラス繊維、炭素繊維、タルク、炭酸カルシウム、ケナフ、バクテリアセルロース等のフィラー;染顔料が挙げられる。 Examples of other additives include antioxidants; light stabilizers; fillers such as glass fibers, carbon fibers, talc, calcium carbonate, kenaf, and bacterial cellulose; and dyes and pigments.
本発明の製造方法により得られる樹脂成形体は、透明性、柔軟性、耐熱性、寸法安定性に優れるため、自動車、家電、OA機器の部品、農業用資材等の各種用途において好適に用いることができる。 The resin molded product obtained by the production method of the present invention is excellent in transparency, flexibility, heat resistance, and dimensional stability, and therefore is suitably used in various applications such as automobiles, home appliances, OA equipment parts, agricultural materials, and the like. Can do.
以下、実施例により本発明を更に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。実施例中の「部」及び「%」は、それぞれ「質量部」及び「質量%」を表す。
実施例及び比較例における各種物性評価は、以下の方法による。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. “Parts” and “%” in the examples represent “parts by mass” and “% by mass”, respectively.
Various physical properties in Examples and Comparative Examples are evaluated by the following methods.
(1)ビニル単量体(b)に対するセルロース誘導体(a)の膨潤率
(イ)セルロース誘導体(a)1g及びビニル単量体(b)25mlを混合して、「セルロース誘導体(a)及びビニル単量体(b)の混合物」を調製し、25℃で1時間放置した。
(ロ)金網(100メッシュ)の質量(W0)を秤量し、この金網を用いて、「セルロース誘導体(a)及びビニル単量体(b)の混合物」を濾過した。
(ハ)ビニル単量体(b)で膨潤したセルロース誘導体(a)が金網上に残った状態で質量(金網を含む)(W1)を秤量し、ビニル単量体(b)で膨潤したセルロース誘導体(a)の質量(W1−W0)を求めた。
(ニ)ビニル単量体(b)で膨潤したセルロース誘導体(a)を乾燥した後、質量(金網を含む)(W2)を秤量し、ビニル単量体(b)を除去したセルロース誘導体(a)の質量(W2−W0)を求めた。
(ホ)ビニル単量体(b)に対するセルロース誘導体(a)の膨潤率を、以下の式1により算出した。
膨潤率=((W1−W0)−(W2−W0))÷(W2−W0) (式1)
(1) Swelling ratio of cellulose derivative (a) with respect to vinyl monomer (b) (b) 1 g of cellulose derivative (a) and 25 ml of vinyl monomer (b) are mixed to obtain “cellulose derivative (a) and vinyl Monomer (b) mixture ”was prepared and allowed to stand at 25 ° C. for 1 hour.
(B) The mass (W 0 ) of the wire mesh (100 mesh) was weighed, and the “mixture of cellulose derivative (a) and vinyl monomer (b)” was filtered using this wire mesh.
(C) The weight of the cellulose derivative (a) swollen with the vinyl monomer (b) (including the wire mesh) (W 1 ) was weighed with the cellulose derivative (a) remaining on the wire mesh, and swollen with the vinyl monomer (b). The mass (W 1 -W 0 ) of the cellulose derivative (a) was determined.
(D) After drying the cellulose derivative (a) swollen with the vinyl monomer (b), the mass (including the wire mesh) (W 2 ) was weighed to remove the vinyl monomer (b) ( The mass (W 2 −W 0 ) of a) was determined.
(E) The swelling ratio of the cellulose derivative (a) with respect to the vinyl monomer (b) was calculated by the following formula 1.
Swelling ratio = ((W 1 −W 0 ) − (W 2 −W 0 )) ÷ (W 2 −W 0 ) (Formula 1)
(2)混合物の混合状態
得られた混合物の混合状態を目視し、以下の基準により判定した。
○:均一であった。
△:やや不均一であった。
×:不均一であった。
(2) Mixing state of mixture The mixing state of the obtained mixture was visually observed and judged according to the following criteria.
○: Uniform.
Δ: Slightly non-uniform.
X: It was nonuniform.
(3)透明性(全光線透過率)
得られた樹脂成形体(厚み0.5mm)の全光線透過率を、JIS−K7261−1に準拠して測定した。
(3) Transparency (total light transmittance)
The total light transmittance of the obtained resin molding (thickness 0.5 mm) was measured according to JIS-K7261-1.
(4)柔軟性、耐熱性
得られた樹脂成形体から試験片(厚み0.5mm、幅4mm、長さ15mm)を作製し、動的粘弾性測定装置(機種名「DMS200」、セイコーインスツル(株)製)を用い、引張モード、周波数1Hz、チャック間距離10mm、昇温速度5℃/分の条件で、貯蔵弾性率を測定した。
得られた樹脂成形体の柔軟性を、以下の基準により判定した。
◎:60℃での貯蔵弾性率が、0.1GPa以下。
○:60℃での貯蔵弾性率が、0.1GPaより高く2GPaより低い。
△:60℃での貯蔵弾性率が、2GPa以上。
得られた樹脂成形体の耐熱性を、以下の基準により判定した。
◎:200℃での貯蔵弾性率が、60℃での貯蔵弾性率の1/10以下であった。
○:150℃での貯蔵弾性率が、60℃での値の1/10以下であったが、200℃での貯蔵弾性率は、低過ぎて測定不能であった。
×:150℃での貯蔵弾性率は、低過ぎて測定不能であった。
(4) Flexibility, heat resistance A test piece (thickness 0.5 mm, width 4 mm, length 15 mm) is prepared from the obtained resin molded body, and a dynamic viscoelasticity measuring device (model name “DMS200”, Seiko Instruments Inc.) The storage elastic modulus was measured under the conditions of tensile mode, frequency 1 Hz, distance between chucks 10 mm, and heating rate 5 ° C./min.
The flexibility of the obtained resin molding was determined according to the following criteria.
A: Storage elastic modulus at 60 ° C. is 0.1 GPa or less.
○: The storage elastic modulus at 60 ° C. is higher than 0.1 GPa and lower than 2 GPa.
(Triangle | delta): The storage elastic modulus in 60 degreeC is 2 GPa or more.
The heat resistance of the obtained resin molding was determined according to the following criteria.
A: The storage elastic modulus at 200 ° C. was 1/10 or less of the storage elastic modulus at 60 ° C.
○: The storage elastic modulus at 150 ° C. was 1/10 or less of the value at 60 ° C., but the storage elastic modulus at 200 ° C. was too low to be measured.
X: The storage elastic modulus at 150 ° C. was too low to be measured.
(5)寸法安定性(線膨張係数)
得られた樹脂成形体から試験片(厚み0.5mm、幅4mm、長さ15mm)を作製し、熱機械的分析装置(機種名「TMA/SS6100」、セイコーインスツル(株)製)を用い、引張モード、引張応力49mN、チャック間距離10mm、温度20〜150℃、昇温速度5℃/分の条件で、以下の式2により線膨張係数を算出した。
線膨張係数(ppm)= {チャック間距離変化(mm)÷チャック間距離初期値(mm)}÷温度変化(℃)×106 (式2)
尚、チャック間距離変化は、温度変化50℃での最大値をとした。
(5) Dimensional stability (linear expansion coefficient)
A test piece (thickness 0.5 mm, width 4 mm, length 15 mm) was prepared from the obtained resin molding, and a thermomechanical analyzer (model name “TMA / SS6100”, manufactured by Seiko Instruments Inc.) was used. The linear expansion coefficient was calculated by the following formula 2 under the conditions of tensile mode, tensile stress 49 mN, chuck distance 10 mm, temperature 20 to 150 ° C., and temperature rising rate 5 ° C./min.
Linear expansion coefficient (ppm) = {Chuck distance change (mm) ÷ Chuck distance initial value (mm)} ÷ Temperature change (° C.) × 10 6 (Formula 2)
In addition, the distance change between chuck | zipper was taken as the maximum value at the temperature change of 50 degreeC.
[実施例1]
フラスコ内にメチルアクリレート75部を加え、50℃に昇温し、攪拌を行いながらセルロースジアセテート(商品名「L−20」、ダイセル化学工業(株)製、アセチル化度55%)25部を少量ずつ加えていき、均一な混合物を調製した。更に、フラスコ内にエチレングリコールジメタクリレート0.5部、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート0.5部を加え、攪拌した後、減圧下で脱泡し、二枚のガラス製平面板の間(間隔0.5mm)に封入し、加熱装置内で内容物が発泡しないように徐々に昇温し、加熱装置内の温度が60℃に到達後、4時間保持した。その後、80℃に昇温し、4時間保持して、重合を完了し、樹脂成形体(厚み0.5mmのフィルム)を得た。
[Example 1]
75 parts of methyl acrylate was added to the flask, the temperature was raised to 50 ° C., and 25 parts of cellulose diacetate (trade name “L-20”, manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd., acetylation degree 55%) was added while stirring. Small portions were added to prepare a uniform mixture. Further, 0.5 part of ethylene glycol dimethacrylate and 0.5 part of t-butylperoxy-2-ethylhexanoate were added to the flask, and after stirring, degassed under reduced pressure, and two glass flat surfaces It enclosed between board | substrates (space | interval 0.5mm), and it heated up gradually so that the content might not foam in a heating apparatus, and after the temperature in a heating apparatus reached | attained 60 degreeC, it hold | maintained for 4 hours. Then, it heated up at 80 degreeC and hold | maintained for 4 hours, superposition | polymerization was completed, and the resin molding (film of thickness 0.5mm) was obtained.
[実施例2〜3]
混合物を表1のようにした以外は、実施例1と同様に行った。
[Examples 2-3]
The procedure was the same as in Example 1 except that the mixture was changed as shown in Table 1.
[比較例1〜3]
混合物を表1のようにした以外は、実施例1と同様に混合物の調製を試みたが、均一な混合物は得られず、注型重合を行うことができなかった。
[Comparative Examples 1-3]
Except that the mixture was as shown in Table 1, preparation of the mixture was attempted in the same manner as in Example 1. However, a uniform mixture was not obtained, and cast polymerization could not be performed.
[比較例4〜5]
混合物を表1のようにした以外は、実施例1と同様に行った。
[Comparative Examples 4 to 5]
The procedure was the same as in Example 1 except that the mixture was changed as shown in Table 1.
[比較例6]
攪拌装置、冷却管、加熱装置、温度センサー及び定量供給装置を備えた反応容器に、イオン交換水700部、メタクリル酸とメチルメタクリレートの共重合体のカリウム塩0.1部、セルロースジアセテート25部(商品名「L−20」、ダイセル化学工業(株)製、アセチル化度55%)を仕込んだ。攪拌を行いながら、60℃に昇温し、メチルアクリレート75部、エチレングリコールジメタクリレート0.5部、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート0.3部、t−ブチルパーオキシベンゾエート0.15部の混合物を、反応容器内に6時間かけて加えた。更に、1時間攪拌を行い、90℃に昇温し2時間攪拌を行った後、冷却し、固形物をろ過、洗浄、乾燥し、重合体を得た。
得られた重合体について、溶融成形により成形を試みたが、メルトフローレートが0.1g/10分未満(JIS K7210準拠、荷重10kg、温度280℃)であり溶融流動性が低く、樹脂成形体を得ることができなかった。尚、成形温度を280℃以上とすると、重合体が著しく劣化するため、280℃以上に温度を上げることができなかった。
[Comparative Example 6]
In a reaction vessel equipped with a stirrer, a cooling tube, a heating device, a temperature sensor and a quantitative supply device, 700 parts of ion exchange water, 0.1 part of a potassium salt of a copolymer of methacrylic acid and methyl methacrylate, 25 parts of cellulose diacetate (Trade name “L-20”, manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd., acetylation degree 55%). While stirring, the temperature was raised to 60 ° C., 75 parts of methyl acrylate, 0.5 part of ethylene glycol dimethacrylate, 0.3 part of t-butylperoxy-2-ethylhexanoate, 0 part of t-butylperoxybenzoate .15 parts of the mixture was added to the reaction vessel over 6 hours. The mixture was further stirred for 1 hour, heated to 90 ° C. and stirred for 2 hours, and then cooled, and the solid was filtered, washed and dried to obtain a polymer.
Molding of the obtained polymer was attempted by melt molding, but the melt flow rate was less than 0.1 g / 10 min (conforming to JIS K7210, load 10 kg, temperature 280 ° C.), the melt fluidity was low, and the resin molded body Could not get. When the molding temperature was 280 ° C. or higher, the polymer deteriorated remarkably, and the temperature could not be raised to 280 ° C. or higher.
[参考例1〜2]
参考例として、市販の軟質アクリルフィルム(商品名「HBS010」、三菱レイヨン(株)製、厚み500μm)及び市販のポリエステルフィルム(商品名「E5000」、東洋紡(株)製、厚み500μm)を樹脂成形体として用いた。
[Reference Examples 1-2]
As a reference example, a commercially available soft acrylic film (trade name “HBS010”, manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd., thickness 500 μm) and a commercially available polyester film (trade name “E5000”, manufactured by Toyobo Co., Ltd., thickness 500 μm) are resin-molded. Used as a body.
実施例1〜3、比較例4〜5及び参考例1〜2で得られた樹脂成形体の評価結果を、表1に示す。
尚、比較例4で得られた樹脂成形体は、機械強度に劣り、熱機械的分析ができなかった。また、比較例5で得られた樹脂成形体は、機械強度、柔軟性に劣り、動的粘弾性測定、熱機械的分析ができなかった。
Table 1 shows the evaluation results of the resin moldings obtained in Examples 1 to 3, Comparative Examples 4 to 5 and Reference Examples 1 and 2.
The resin molded body obtained in Comparative Example 4 was inferior in mechanical strength and could not be subjected to thermomechanical analysis. Moreover, the resin molding obtained in Comparative Example 5 was inferior in mechanical strength and flexibility, and could not perform dynamic viscoelasticity measurement and thermomechanical analysis.
CDA:セルロースジアセテート(商品名「L−20」、ダイセル化学工業(株)製、アセチル化度55%)
CTA:セルローストリアセテート(商品名「LT−35」、ダイセル化学工業(株)製、アセチル化度61%)
MA :メチルアクリレート
MMA:メチルメタクリレート
ST :スチレン
CDA: cellulose diacetate (trade name “L-20”, manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd., acetylation degree 55%)
CTA: cellulose triacetate (trade name “LT-35”, manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd., acetylation degree 61%)
MA: methyl acrylate MMA: methyl methacrylate ST: styrene
表1に示す通り、実施例1〜3で得られた樹脂成形体は、透明性、柔軟性、耐熱性、寸法安定性に優れていた。
セルロース誘導体(a)の含有率が高過ぎる比較例1及びビニル単量体(b)に対するセルロース誘導体(a)の膨潤率が低過ぎる比較例2〜3において、混合状態が不均一となり、注型重合を行うことができなかった。
セルロース誘導体(a)を含まない比較例4〜5で得られた樹脂成形体は、柔軟性、耐熱性に劣った。
比較例6で得られた懸濁重合で作製した重合体は、溶融流動性が低く溶融成形ができず、樹脂成形体を得ることができなかった。
市販のアクリルフィルムである参考例1の樹脂成形体は、耐熱性に劣った。市販のポリエステルフィルムである参考例2の樹脂成形体は、透明性、柔軟性に劣った。
As shown in Table 1, the resin molded bodies obtained in Examples 1 to 3 were excellent in transparency, flexibility, heat resistance, and dimensional stability.
In Comparative Example 1 in which the content of the cellulose derivative (a) is too high and in Comparative Examples 2 to 3 in which the swelling ratio of the cellulose derivative (a) with respect to the vinyl monomer (b) is too low, the mixed state becomes uneven and casting is performed. Polymerization could not be performed.
The resin moldings obtained in Comparative Examples 4 to 5 containing no cellulose derivative (a) were inferior in flexibility and heat resistance.
The polymer produced by suspension polymerization obtained in Comparative Example 6 had low melt flowability and could not be melt-molded, and a resin molded body could not be obtained.
The resin molded body of Reference Example 1, which is a commercially available acrylic film, was inferior in heat resistance. The resin molded product of Reference Example 2, which is a commercially available polyester film, was inferior in transparency and flexibility.
本発明の製造方法により得られる樹脂成形体は、透明性、柔軟性、耐熱性、寸法安定性に優れることから、自動車、家電、OA機器の部品、農業用資材等の各種用途において好適に用いることができる。また、樹脂材料において、石油由来の原料から非石油由来の原料への代替を促進することができる。 The resin molded product obtained by the production method of the present invention is excellent in transparency, flexibility, heat resistance, and dimensional stability, and thus is suitably used in various applications such as automobiles, home appliances, OA equipment parts, and agricultural materials. be able to. Moreover, in the resin material, substitution from the raw material derived from petroleum to the raw material derived from non-petroleum can be promoted.
Claims (2)
(メタ)アクリレート単量体(b)に対するセルロースジアセテート(a)の膨潤率が2.0以上である樹脂成形体の製造方法。 Cellulose diacetate (a) 1 to 80% by mass and (meth) acrylate monomer (b) 20 to 99% by mass (provided that the total of cellulose diacetate (a) and (meth) acrylate monomer (b) is the mixture consisting of 100 wt%) a method for producing a resin molded product obtained by casting polymerization,
The manufacturing method of the resin molding whose swelling rate of the cellulose diacetate (a) with respect to a (meth) acrylate monomer (b) is 2.0 or more.
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