JP6171381B2 - アクリル樹脂ペレットの製造方法及びアクリル樹脂成形体 - Google Patents
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Description
〔1〕 成形体用のアクリル樹脂ペレットの製造方法であって、ゴム含有重合体を含むアクリル樹脂組成物を押出機内において溶融混練する際の押出機の原料搬送部のシリンダー温度Te1(℃)、混練部のシリンダー温度Te2(℃)及び溶融混練する際の押出機のヘッド部でのアクリル樹脂組成物の温度RTが、下記の条件(1)〜(3)を満たす、アクリル樹脂ペレットの製造方法;
(1)Te1<Te2
(2)RT≧270℃
(3)RT−Te2≧30℃。
〔2〕 混練部のシリンダー温度Te2(℃)が、さらに下記の条件(4)を満たす、前記〔1〕に記載のアクリル樹脂ペレットの製造方法;
(4)200℃≦Te2≦260℃。
〔3〕 前記〔1〕又は〔2〕に記載の方法で得られたアクリル樹脂ペレットを溶融押出成形する、アクリル樹脂成形体の製造方法。
〔4〕 形状がフィルムである、前記〔3〕に記載のアクリル樹脂成形体の製造方法。
本発明において用いられるアクリル樹脂組成物はゴム含有重合体を含むが、このゴム含有重合体は以下に示すゴム含有重合体(G)であることが好ましい。
前記ゴム含有重合体(G)の製造方法として、先ず単量体成分を説明し、次いで重合方法を説明する。
単量体成分(a)は、単量体の総量100質量%を基準にしてアクリル酸アルキルを30質量%以上含む単量体混合物であって、一段目の重合の原料となる単量体混合物である。単量体成分(a)を原料として重合することによってゴム重合体(A)が製造される。
単量体成分(b)は最終段目の重合の原料となる単量体混合物であり、ゴム含有重合体(G)の成形性、機械的性質に関与する成分である。単量体成分(b)中のメタクリル酸アルキルとしては、単量体成分(a)の説明において「単量体(a2)」として挙げた一種以上の単量体を用いることができる。単量体成分(b)中の、メタクリル酸アルキル以外の他の単量体としては、アクリル酸アルキル、及び、これらと共重合可能な二重結合を1個有する他の単量体(以下、「単官能性単量体(b3)」という場合がある。)を挙げることができる。アクリル酸アルキルとしては、「単量体(a1)」として挙げた一種以上の単量体を用いることができる。単官能性単量体(b3)としては、「単官能性単量体(a3)」として挙げた一種以上の単量体を用いることができる。単量体成分(b)を乳化重合する工程は、二段以上とすることができる。
単量体成分(a)を重合してゴム重合体(A)を製造する工程に先立ち、それを単独で重合して得られる重合体のTgが70〜120℃となる成分(s)を乳化重合する工程を含むことができる。単量体成分(s)としては単量体成分(b)と同じものを挙げることができる。
単量体成分(a)を重合してゴム重合体(A)を製造する工程、及び、該ゴム重合体(A)の存在下に単量体成分(b)を重合する工程の間には、単量体成分(c)を乳化重合する工程を含むことができる。単量体成分(c)としては、アクリル酸アルキル9.9〜90質量%、メタクリル酸アルキル0〜90質量%、これらと共重合可能な二重結合を1個有する他の単量体0〜20質量%、及び多官能性単量体0.1〜10質量%を含む混合物が挙げられる。ここで用いられる他の単量体及び多官能性単量体としては、前述の単官能性単量体(a3)および多官能性単量体(a4)が挙げられる。
ゴム含有重合体(G)の製造法としては、例えば、逐次多段乳化重合法が挙げられる。3段階で重合する方法として、ゴム状重合体(A)を得るための単量体成分(a)、水及び界面活性剤を混合して乳化液とした状態で重合容器内に供給して重合した後に、単量体成分(c)を重合容器内に供給して重合し、さらに単量体成分(b)、水及び界面活性剤を混合して乳化液とした状態で重合容器内に供給して重合する方法が挙げられる。なお、単量体成分(c)を重合容器内に供給して重合する工程は、必要に応じて行われる工程である。
本発明のアクリル樹脂組成物には、必要に応じて、例えば安定剤、滑剤、加工助剤、可塑剤、耐衝撃助剤、発泡剤、充填剤、着色剤、紫外線吸収剤等の配合剤を含むことができる。
〔押出機〕
本発明の成形体用のアクリル樹脂ペレットの製造方法において、アクリル樹脂組成物は押出機内において溶融混練される。好ましい押出機としては、一軸、同方向二軸、異方向二軸等の一般的な装置が挙げられる。好ましい押出機は、二軸混練押出機等の混練効果の大きい装置である。好ましい二軸押出機としては、東芝機械(株)製のTEMシリーズなどが挙げられる。また、スクリュー構成としては、樹脂組成物を搬送する搬送部とニーディングゾーンや溶融樹脂の送り方向が逆のスクリューセグメント(螺旋の巻き方向が逆のスクリューセグメント)など樹脂組成物を混練するための混練部を有するスクリュー構成が挙げられる。
本発明の成形体用のアクリル樹脂ペレットの製造方法において、押出機の原料搬送部のシリンダー温度Te1は混練部のシリンダー温度Te2より低く設定される。Te1がTe2より低い場合、混練部でアクリル樹脂組成物に十分剪断がかかるため、樹脂の分散性が良好になり、得られる成型品の外観が良好になる。Te1はTe2より5℃以上低いことが好ましく、10℃以上低いことがより好ましい。また、Te1とTe2との差の上限はアクリル樹脂組成物がスムーズに押し出される範囲であれば特に制限されず、40℃以下が好ましく、30℃以下がより好ましい。なお「原料搬送部」とは、樹脂が混練される混練部より原料供給側の部分をいう。また、Te1は原料搬送部の平均の設定温度を意味する。
本発明の成形体用のアクリル樹脂ペレットの製造方法において、押出機の混練部のシリンダー温度Te2は200〜260℃の範囲内のある温度に設定される。Te2が200℃以上であれば溶融押出がしやすく生産性が良好になり、260℃以下であればアクリル樹脂組成物の熱劣化が進みにくくなるためフィッシュアイ等の発生を抑制でき外観の良好な成形体が得られる。なお「混練部」とは、ニーディングゾーンや溶融樹脂の送り方向が逆のスクリューセグメント(螺旋の巻き方向が逆のスクリューセグメント)など、樹脂に剪断がかかる部分をいう。また、Te2は混練部の平均の設定温度を意味する。
本発明の成形体用のアクリル樹脂ペレットの製造方法において、アクリル樹脂組成物を溶融混練する際に押出機のヘッド部でのアクリル樹脂組成物の温度RTが270℃以上であることが好ましい。温度RTが270℃以上の場合、アクリル樹脂組成物の分散性が良好となり、成形体に成形した際に表面状態が良く外観が良好になる傾向にある。特にフィルム状の成形体ではダイラインが軽減され、外観の良好なフィルムが得られる傾向にある。温度RTの上限は樹脂の分解が進まない範囲であれば特に限定されず、310℃以下が好ましく、300℃以下が特に好ましい。
以上のようにして製造されたアクリル樹脂ペレットは、樹脂成分の分散性が良好であり、アクリル樹脂フィルム等のアクリル樹脂成形体の原料として好適である。この樹脂ペレットは、特にゴム成分の含有量の多い軟らかめのアクリル樹脂フィルムを得る際に、ダイラインの発生が抑制でき、外観の良好な樹脂成形体が得られるため有効である。
本発明のアクリル樹脂成形体としてはアクリル樹脂フィルム等が挙げられる。本発明のアクリル樹脂フィルムは、溶融流延法や、Tダイ法、インフレーション法などの溶融押出法、カレンダー法等の公知の方法によって製造することができるが、経済性の点からTダイ法が好ましい。成形時の溶融温度は100〜280℃が好ましい。
また、本発明のアクリル樹脂フィルムの表面には他の樹脂を積層することができる。例えば、他のアクリル樹脂を積層し表面硬度が必要な場合は、本発明のアクリル樹脂フィルムよりも表面硬度が高いアクリル樹脂を用いることが好ましい。具体的には、鉛筆硬度(JIS K5400に基づく測定)が2H以上のアクリル樹脂を用いることによって、耐成形白化、表面硬度(耐擦傷性)、及び耐熱性を備えたアクリル樹脂積層フィルムが得られるため、好ましい。
本発明のアクリル樹脂フィルムの厚みは300μm以下が好ましい。積層成形品に用いる場合は、その厚みは50μm〜300μmが好ましい。この厚みが50μm以上であると、成形品外観において十分な深みが得られる。また特に、複雑な形状に成形する場合、延伸によって十分な厚みが得られる。一方、厚みが300μm以下であると、適度な剛性を有することになるので、ラミネート性、二次加工性等が向上する。また、単位面積あたりの質量の点で、経済的に有利になる。さらには、製膜性が安定してフィルムの製造が容易になる。
また、本発明のアクリル樹脂フィルムは、基材に積層することができる。例えば、アクリル樹脂フィルムを透明のまま使用し、基材上に積層すれば、クリアな塗装の代替として用いることができ、基材の色調を生かすことができる。このように基材の色調を生かす用途においては、アクリル樹脂フィルムは、ポリ塩化ビニルフィルムやポリエステルフィルムに比べ、透明性、深み感や高級感の点で優れている。
フィルム状の樹脂成形体を目視にて透過で観察し、ダイラインが目立たないときを「○」、目立つときを「×」とした。
アクリル樹脂をペレット化する際にベントアップ、噛み込み不良等の異常がみられないときを「○」、みられるときを「×」とした。
アクリル樹脂ペレットをフィルム状に成形し、得られたフィルム中に存在する面積0.01mm2以上0.1mm2未満のフィッシュアイの個数と、面積0.1mm2以上のフィ
ッシュアイの個数を、(株)メック製の表面欠陥検査装置LSC−400(1画素:0.05mm×0.18mm)を使用して測定した。尚、光の透過率が75%以下となる画素をフィッシュアイとし、当該画素数を測定することで、フィルム中のフィッシュアイの面積と個数を測定した。
攪拌機を備えた容器内に脱イオン水10.8部を仕込んだ後、MMA0.3部、n−BA4.5部、1,3−BD0.2部、AMA0.05部およびCHP0.025部からなる単量体成分を投入し、室温下にて攪拌混合した。次いで、攪拌しながら、乳化剤(東邦化学工業(株)製、商品名「フォスファノールRS610NA」)1.3部を上記容器内に投入し、攪拌を20分間継続して「乳化液1」を調製した。
窒素雰囲気下、還流冷却器付き重合容器内に脱イオン水244部を入れ、80℃に昇温した。そして、以下に示す原料(1)を添加し、撹拌しながら、以下に示す弾性重合体(II−A1)用の原料(2)の質量の1/15を仕込み、15分間保持した。次いで、残りの原料(2)を、水に対する単量体成分[原料(2)]の増加率8%/時間で、連続的に添加した後、60分間保持し、弾性重合体(II−A1)の「ラテックス1」を得た。なお、弾性重合体(II−A1)用の原料を、別個に、前記と同条件で重合した場合、弾性重合体(II−A1)のTgは24℃であった。
<実施例1〜4、比較例1〜5>
アクリル樹脂(ア)として、調整例1で得られたゴム含有多段重合体(I)80部、調整例2で得られたゴム含有多段重合体(II)10部、熱可塑性重合体として三菱レイヨン(株)製「アクリペットMD」10部に、配合剤としてBASF社製「チヌビン234」1.4部、(株)ADEKA製「アデカスタブLA-57G」0.3部、BASF社製「イルガノックス1076」0.1部を添加した後、ヘンシェルミキサーを用いて混合し、得られた混合物を二軸押出機(東芝機械製のTEM35)で、表1に示す条件で押し出し切断してペレット化した。得られたペレットを乾燥後、ムサシノキカイ製40φ製膜機用いてT−ダイ法で製膜し125μm程度の厚みのフィルムを得た。なお、このときのシリンダー温度は220〜250℃に設定し、T−ダイの温度を250℃に設定した。得られたフィルムのダイライン、フィッシュアイを評価した結果を表1に示す。
上記の実施例および比較例より、次のことが明らかとなった。即ち、実施例1〜4において得られたフィルムは、ダイラインも目立たず、更にフィッシュアイも少ないため、アクリル樹脂が本来有する耐候性、意匠性を備えつつ、良好な外観を有している。
一方、比較例1〜5において得られたフィルムはフィッシュアイは少ないが、原料搬送部のシリンダー温度が混練部のシリンダー温度より低くないためダイラインが目立つものとなり、外観が不良であった。
2 原料搬送部
3 混練部
4 ヘッド部
5 ベント
6 ホッパー
7 原料供給スクリュー
Claims (4)
- 成形体用のアクリル樹脂ペレットの製造方法であって、
ゴム含有重合体を含むアクリル樹脂組成物を押出機内において溶融混練する際の押出機の原料搬送部のシリンダー温度Te1(℃)、混練部のシリンダー温度Te2(℃)及び溶融混練する際の押出機のヘッド部でのアクリル樹脂組成物の温度RTが、下記の条件(1)〜(3)を満たす、アクリル樹脂ペレットの製造方法;
(1)Te1<Te2
(2)RT≧270℃
(3)RT−Te2≧30℃。 - 混練部のシリンダー温度Te2(℃)が、さらに下記の条件(4)を満たす、請求項1に記載のアクリル樹脂ペレットの製造方法;
(4)200℃≦Te2≦260℃。 - 請求項1又は2に記載の方法で得られたアクリル樹脂ペレットを溶融押出成形する、アクリル樹脂成形体の製造方法。
- 形状がフィルムである、請求項3に記載のアクリル樹脂成形体の製造方法。
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