JP5642610B2 - アクリル系複層体 - Google Patents
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Description
一方、透明性、耐衝撃性、フレキシブル性に優れるシートまたはフィルムとして、アクリル系ブロック共重合体またはそれを含む樹脂組成物、アクリルゴム粒子を配合したアクリル系樹脂組成物、あるいは可塑剤とメタクリル樹脂を配合したアクリル系樹脂組成物などアクリル系樹脂組成物からなるシートまたはフィルムが知られている(特許文献1〜8)。しかし、これらのシートまたはフィルムは、耐表面傷つき性や寸法安定性に劣るという問題があった。また、上記特許文献には、これらのシートまたはフィルムを他の重合体や布帛等からなる基材に積層することができる旨が開示されている。しかしながら、これらの積層体は、層間剥離が起こる場合があり、改善の余地があった。
[1]引張弾性率が1〜1000MPaであるアクリル系樹脂組成物層(I)と、該アクリル系樹脂組成物層(I)との引張弾性率の比が2以上500以下である樹脂組成物層(II)とを備え、前記樹脂組成物層(II)が、メタクリル酸エステル系重合体組成物又はポリカーボネート樹脂組成物から選ばれる樹脂組成物からなり、アクリル系樹脂組成物層(I)の主面の両面に樹脂組成物層(II)を1層ずつ備える複層体および樹脂組成物層(II)の主面の両面にアクリル系樹脂組成物層(I)を1層ずつ備える複層体から選ばれるアクリル系複層体;
[2]前記アクリル系樹脂組成物層(I)が、アクリル系ブロック共重合体または該アクリル系ブロック共重合体を含有する樹脂組成物のいずれかからなる[1]のアクリル系複層体;
[3]アクリル系樹脂組成物層(I)と樹脂組成物層(II)を構成する各々の樹脂組成物の屈折率差が0.05以下である[1]又は[2]のアクリル系複層体;
[4]アクリル系複層体全体の厚みに対するアクリル系樹脂組成物層(I)の合計の厚み比率(層比率)が、0.5以上0.95未満の範囲である[1]〜[3]のいずれかのアクリル系複層体;
[5]アクリル系複層体全体の厚みに対するアクリル系樹脂組成物層(I)の合計の厚み比率(層比率)が、0.05以上0.5未満の範囲である[1]〜[3]のいずれかのアクリル系複層体;
[6]樹脂組成物層(II)の主面の両面に1層以上ずつアクリル系樹脂組成物層(I)を備え、アクリル系複層体の最外層がアクリル系樹脂組成物層(I)である[1]〜[5]のいずれかのアクリル系複層体;
[7]アクリル系樹脂組成物層(I)の主面の両面に1層以上ずつ樹脂組成物層(II)を備え、アクリル系複層体の最外層が樹脂組成物層(II)である[1]〜[5]のアクリル系複層体;
に関する。
本発明のアクリル系複層体は、アクリル系樹脂組成物層(I)と、樹脂組成物層(II)とを備え、アクリル系樹脂組成物層(I)の主面の両面に樹脂組成物層(II)を1層ずつ備える複層体および樹脂組成物層(II)の主面の両面にアクリル系樹脂組成物層(I)を1層ずつ備える複層体から選ばれる。
ここで、上記アクリル系樹脂組成物層(I)の引張弾性率は、ISO527−3に記載の方法に準拠して、23℃で、引張速度300mm/minの条件で測定した値である。
また、重合方法としては、アニオン重合が、炭素−炭素二重結合をより効率的に含有させることができるため好ましい。共重合の形態は、ランダム共重合、ブロック共重合、グラフト共重合のいずれでもよいが、ブロック共重合が好ましい。
この場合、組成物中のメタクリル酸エステル系重合体の含有量は、50〜100質量%が好ましく、70〜100質量%がより好ましい。
上記屈折率調整剤を含有させる場合、その含有量は、屈折率に応じて調整できるが、耐光劣化や着色を抑える観点から、1〜30質量%が好ましく、3〜20質量%がより好ましい。
アクリル系ブロック共重合体およびアクリル樹脂の重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)および分子量分布(Mw/Mn)は、ゲルパーミエイションクロマトグラフィー(以下GPCと略記する)により標準ポリスチレン換算分子量として求めた。
・装置:東ソー株式会社製GPC装置「HLC−8020」
・分離カラム:東ソー株式会社製の「TSKgel GMHXL」、「G4000HXL」および「G5000HXL」を直列に連結
・溶離剤:テトラヒドロフラン
・溶離剤流量:1.0ml/分
・カラム温度:40℃
・ 検出方法:示差屈折率(RI)
1H−NMR測定によって求めた。
以下の表1に示したアクリル系樹脂組成物層(I)又は樹脂組成物層(II)を構成する原料樹脂(以下、原料樹脂と称する)および実施例4で得られたアクリル系複層体の引張弾性率を測定した。測定試料は、原料樹脂についてはプレス成形機により各樹脂の適正な温度で成形した厚み1mmのシートを、アクリル系複層体はTダイ押出成形機によりシリンダー温度およびダイス温度220℃で多層溶融押出成形した表2〜表4に記載の厚みからなる複層体を使用し、ISO527−3に記載の方法に準拠して、測定温度23℃で、引張速度300mm/minの条件で測定した。
原料樹脂の表面硬度は、デュロメータ硬さ試験を行い、A型硬度計ならびにD型硬度計(高分子計器株式会社製)を用いて、JISK6253に準じて測定した。
原料樹脂の屈折率は、プレス成形機により成形した厚み0.2mmのシートより試料を切り出し、測定温度25℃でVブロック法により測定した。測定波長はd線587.6nmである。
以下の実施例または比較例で得られたアクリル系複層体の断面を切出し、その断面を光学顕微鏡にて拡大し反射光を用いて各層の厚みを測定した。平均厚みは、任意の3箇所の厚みを測定して平均した値とした。アクリル系樹脂組成物層(I)の層比率は、以下の式(A)により算出した。
式(A):アクリル系樹脂組成物層(I)の層比率=アクリル系樹脂組成物層(I)の厚み/アクリル系複層体全体の厚み
(3)で測定した原料樹脂の引張弾性率を用いて、アクリル系樹脂組成物層(I)の引張弾性率に対する樹脂組成物層(II)の弾性率の比を以下の式(B)により算出した。
式(B):引張弾性率比=樹脂組成物層(II)の引張弾性率/アクリル系樹脂組成物層(I)の引張弾性率
以下の実施例または比較例で得られたアクリル系複層体を用いて、温度23℃で、JISK5600−5−4に準じて表面鉛筆硬度を測定した。
以下の実施例または比較例で得られたアクリル系複層体を、ロール状に巻き取ったときの状態およびロール状に巻き取った複層体を巻き出したときの状態を目視により評価し、これをロール加工性の指標とした。
○:ロール状態に巻き取ったとき及びロール状態で保管したときに複層体表面及び端部にクラックや割れが発生しない。かつ、ロール状態から複層体を巻き出すときに複層体同士の膠着がなくシート表面及び端部にクラックや割れが発生しない。
×:ロール状態に巻き取ったとき又はロール状態で保管したときに、複層体表面又は端部にクラックや割れが発生する。また、ロール状態から複層体を巻き出すときに、複層体同士の膠着により、複層体表面に剥離マーク欠点が発生する状態か複層体表面又は端部にクラックや割れが発生する。
以下の実施例または比較例で得られたアクリル系複層体を用いて、縦50mm、横50mmの試験片を切出し、23℃で、重さ50gの鋼球(直径23mm)を、400mmの高さから落下させる落球衝撃試験方法により評価した。
○:シートが割れないか、割れても破片が飛散しない
×:シートが割れ、破片が飛散する
以下の実施例または比較例で得られたアクリル系複層体を用いて、縦100mm、横100mmの試験片を切出し、85℃、24時間後の熱収縮率をJISK7133に準拠し、以下の式(C)により算出した。
式(C):アクリル系複層体の熱収縮率=〔(試験前の辺寸法(装置流れ方向)−加熱後の辺寸法)/試験前の辺寸法(装置流れ方向)〕×100
以下に、実施例および比較例で用いた原料樹脂の詳細を示す。また、表1にそれらを用いて測定した物性値を示す。
・原料樹脂(1):アクリル系ブロック共重合体
イソブチルビス(2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノキシ)アルミニウムの存在下、sec−ブチルリチウムを重合開始剤として用い、トルエン中で各ブロックに相当するモノマー(メタクリル酸メチル、アクリル酸n−ブチル、メタクリル酸メチル)を逐次添加してリビングアニオン重合し、用いたアルミニウム分、リチウム分を除去後、脱揮2軸押出機によりアクリル系トリブロック共重合体を得た。
得られたアクリル系ブロック共重合体の構造は、メタクリル酸メチル重合体ブロック(PMMA)−アクリル酸n−ブチル重合体ブロック(PnBA)−メタクリル酸メチル重合体ブロック(PMMA)のトリブロック共重合体であり、PMMA含量44質量%、重量平均分子量63000、分子量分布(重量平均分子量/数平均分子量)1.15、引張弾性率200MPa、表面硬度(A)86、屈折率1.48であった。
・原料樹脂(2):アクリル系ブロック共重合体
原料樹脂(1)と同様にしてリビングアニオン重合を行い、以下のアクリル系トリブロック共重合体を得た。
得られたアクリル系ブロック共重合体の構造は、PMMA−PnBA−PMMAのトリブロック共重合体であり、PMMA含量32質量%、重量平均分子量62000、分子量分布(重量平均分子量/数平均分子量)1.19、引張弾性率20MPa、表面硬度(A)65、屈折率1.47であった。
・原料樹脂(3):アクリル系トリブロック共重合体樹脂組成物
上記原料樹脂(1)(アクリル系ブロック共重合体)10質量部に対し、市販のメタクリル酸エステル系重合体:『パラペットGF:株式会社クラレ製』5質量部を二軸押出機を用いて210℃で混練した。
得られたアクリル系トリブロック共重合体樹脂組成物は、引張弾性率300MPa、表面硬度(A)93、屈折率1.48であった。
・原料樹脂(4):アクリル系トリブロック共重合体樹脂組成物
上記原料樹脂(1)(アクリル系ブロック共重合体)10質量部に対し、市販のメタクリル酸エステル系重合体:『パラペットGF:株式会社クラレ製』15質量部を二軸押出機を用いて210℃で混練した。
得られたアクリル系トリブロック共重合体樹脂組成物は、引張弾性率900MPa、表面硬度(A)98、屈折率1.48であった。
・原料樹脂(5):多層構造架橋ゴム粒子樹脂
ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを水相乳化剤とし、ペルオキソ二硫酸カリウムを重合開始剤、ポリオキシエチレンアルキルリン酸ナトリウムをモノマー相乳化剤として用い、アクリル酸n−ブチル30質量部、メタクリル酸メチル14質量部、スチレン6質量部、およびメタクリル酸アリル0.2質量部を乳化重合し、第一層を形成した。次いで、アクリル酸n−ブチル20質量部、メタクリル酸メチル10質量部、スチレン4質量部およびメタクリル酸アリル0.1質量部を滴下重合し、第二層を形成した。さらに、メタクリル酸メチル24質量部、アクリル酸メチル1.3質量部およびn−オクチルメルカプタン0.25質量部滴下重合し、第三層を形成した。得られたラテックスを−30℃に24時間冷却して凍結凝集させた後、凝集物を融解させ取り出した。50℃で2日間減圧乾燥して、粉末状の3層型の多層構造架橋ゴム粒子を得た。
得られた多層構造架橋ゴム粒子は、引張弾性率5MPa、表面硬度(A)70、屈折率1.49であった。
・原料樹脂(6):多層構造架橋ゴム粒子樹脂とメタクリル酸エステル系重合体との組成物
上記原料樹脂(5)(多層構造架橋ゴム粒子)20質量部に対し、市販のメタクリル酸エステル系重合体:『パラペットGF:株式会社クラレ製』80質量部を二軸押出機を用いて、230℃で混練した。
得られた組成物は、引張弾性率2300MPa、表面硬度(D)75、屈折率1.49であった。
・原材料樹脂(7):アクリル樹脂
『パラペットGF:株式会社クラレ製』。引張弾性率3300MPa、表面硬度(D)80、屈折率1.49。
・原材料樹脂(8):ポリカーボネート樹脂
『パンライトK−1300Y:帝人化成株式会社製』。引張弾性率2400MPa、表面硬度(D)70、屈折率1.59。
上記の原料樹脂を、φ40mmの単軸押出機(メイン押出機)、およびφ22mmの単軸押出機(サブ押出機)を用いて、フィードブロック方式にて、中間層材料の両面に表層材料が配された3層構成になるように、Tダイ押出成形機によりシリンダー温度およびダイス温度220℃で押出し、次いでポリシングロールに片面が接するようにして冷却し、シート状の複層体を作製した。得られた複層体から試験片を採取し、各層の平均厚み、引張弾性率比、表面鉛筆硬度、ロール加工性、落球衝撃性、熱収縮率を測定または評価した。得られた結果を表2〜表4に示す。
Claims (7)
- 引張弾性率が1〜1000MPaであるアクリル系樹脂組成物層(I)と、該アクリル系樹脂組成物層(I)との引張弾性率の比が2以上500以下である樹脂組成物層(II)とを備え、前記樹脂組成物層(II)が、メタクリル酸エステル系重合体組成物又はポリカーボネート樹脂組成物から選ばれる樹脂組成物からなり、アクリル系樹脂組成物層(I)の主面の両面に樹脂組成物層(II)を1層ずつ備える複層体および樹脂組成物層(II)の主面の両面にアクリル系樹脂組成物層(I)を1層ずつ備える複層体から選ばれるアクリル系複層体。
- 前記アクリル系樹脂組成物層(I)が、アクリル系ブロック共重合体または該アクリル系ブロック共重合体を含有する樹脂組成物のいずれかからなる請求項1に記載のアクリル系複層体。
- アクリル系樹脂組成物層(I)と樹脂組成物層(II)を構成する各々の樹脂組成物の屈折率差が0.05以下である請求項1又は2に記載のアクリル系複層体。
- アクリル系複層体全体の厚みに対するアクリル系樹脂組成物層(I)の合計の厚み比率(層比率)が、0.5以上0.95未満の範囲である請求項1〜3のいずれかに記載のアクリル系複層体。
- アクリル系複層体全体の厚みに対するアクリル系樹脂組成物層(I)の合計の厚み比率(層比率)が、0.05以上0.5未満の範囲である請求項1〜3のいずれかに記載のアクリル系複層体。
- 樹脂組成物層(II)の主面の両面に1層以上ずつアクリル系樹脂組成物層(I)を備え、アクリル系複層体の最外層がアクリル系樹脂組成物層(I)である請求項1〜5のいずれかに記載のアクリル系複層体。
- アクリル系樹脂組成物層(I)の主面の両面に1層以上ずつ樹脂組成物層(II)を備え、アクリル系複層体の最外層が樹脂組成物層(II)である請求項1〜5のいずれかに記載のアクリル系複層体。
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