JP6430950B2 - 積層体 - Google Patents
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Description
(式中:R3およびR4は、それぞれ独立して、水素原子またはアルキル基を表す。)
樹脂組成物(1)について以下説明する。
樹脂組成物(1)は、メタクリル樹脂とSMA樹脂とを含有する。
樹脂組成物(1)中のメタクリル樹脂の含有量は45〜90質量%の範囲であり、65〜85質量%の範囲であることが好ましく、68〜82質量%の範囲であることがより好ましい。本発明の積層体は、樹脂組成物(1)中のメタクリル樹脂の含有量が45質量%以上であることで、透明性、耐擦傷性、耐候性などに優れるものとなり、90質量%以下であることで高温高湿下における反りの発生を抑制できる。
かかるメタクリル酸エステルとしては、メタクリル酸メチル(以下、「MMA」と称する)、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸tert−ブチル、メタクリル酸ペンチル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸ヘプチル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ノニル、メタクリル酸デシル、メタクリル酸ドデシルなどのメタクリル酸アルキルエステル;メタクリル酸1−メチルシクロペンチル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸シクロヘプチル、メタクリル酸シクロオクチル、メタクリル酸トリシクロ[5.2.1.02,6]デカ−8−イル(以下、「TCDMA」と称する)などのメタクリル酸シクロアルキルエステル;メタクリル酸フェニルなどのメタクリル酸アリールエステル;メタクリル酸ベンジルなどのメタクリル酸アラルキルエステル;などが挙げられ、入手性の観点から、MMA、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、およびメタクリル酸tert−ブチルが好ましく、MMAが最も好ましい。メタクリル樹脂におけるメタクリル酸エステルに由来する構造単位の含有量は90質量%以上が好ましく、95質量%以上がより好ましく、98質量%以上がさらに好ましく、メタクリル酸エステルに由来する構造単位のみであってもよい。
なお本明細書において、Mwはゲルパーエミーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて測定される標準ポリスチレン換算値を意味する。
樹脂組成物(1)中におけるこれら他の重合体の含有量は10質量%以下であることが好ましく、5質量%以下であることがより好ましく、2質量%以下であることがさらに好ましい。
なお、本明細書におけるガラス転移温度とは、示差走査熱量計を用い、昇温速度10℃/分で測定し、中点法で算出したときの温度である。
なお、本明細書における樹脂組成物(1)のMFRとは、メルトインデクサーを用いて、温度230℃、3.8kg荷重下で測定した値である。
ポリカーボネートにおけるこれら他の重合体の含有量は10質量%以下であることが好ましく、5質量%以下であることがより好ましく、2質量%以下であることがさらに好ましい。
なお、本明細書におけるポリカーボネートのMFRとは、メルトインデクサーを用いて、温度300℃、1.2kg荷重下の条件で測定したものである。
本発明の積層体は、樹脂組成物(1)からなる層および/またはポリカーボネートからなる層を、複数有していてもよい。
例えば(3)が、耐擦傷層である場合、かかる本発明の積層体の積層順序は、耐擦傷層を(3’)と表記すると、(3’)−(1)−(2);(3’)−(1)−(2)−(3’)、(3’)−(1)−(2)−(1)−(3’)など、少なくとも一方の表面が耐擦傷層となるように積層されていることが好ましい。
この場合のTダイの方式としては、加熱溶融状態の樹脂組成物(1)およびポリカーボネートをTダイ流入前に積層するフィードブロック方式、樹脂組成物(1)およびポリカーボネートをTダイ内部で積層されるマルチマニホールド方式などを採用できる。積層体を構成する各層間の界面の平滑性を高める観点から、マルチマニホールド方式が好ましい。
耐擦傷層は、本明細書においては、JIS−K5600−5−4で規定される鉛筆引掻き試験で「3H」以上の硬度を示す層を意味する。好適には「4H」以上の硬度を示す層である。耐擦傷層は樹脂組成物(1)からなる層の表面に設けることが好ましい。
これら熱硬化性組成物は、必要に応じて、例えば架橋剤、重合開始剤等の硬化剤、重合促進剤等を含有してもよい。硬化剤としては、通常、イソシアネート、有機スルホン酸等がポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂に用いられ、アミンがエポキシ樹脂に、メチルエチルケトンパーオキサイド等の過酸化物、アゾビスイソブチルエステル等のラジカル開始剤が不飽和ポリエステル系樹脂に使用される。
後述する製造例で得られた樹脂組成物、実施例および比較例で得られた積層体、並びに参考例で得られたシートの評価は以下の方法で行った。
参考例で得られたシートを減圧下(1kPa)で80℃、24時間乾燥した後、10mgの試験片を切り出して、アルミパンで封止し、示差走査熱量計(「DSC−50」、株式会社リガク製)を用いて、30分以上窒素置換を行った後、10ml/分の窒素気流中、一旦25℃から200℃まで20℃/分の速度で昇温して、10分間保持し、25℃まで冷却した(1次走査)。次いで、10℃/分の速度で200℃まで昇温して(2次走査)、中点法でガラス転移温度を算出した。
参考例で得られたシートを一辺50mmの正方形に切り出して作製した試験片を、減圧下(1kPa)で80℃、24時間乾燥した後、温度23℃、相対湿度50%のデシケーター中で放冷した後、すみやかに質量を測定し初期質量とした。次いでかかる試験片を23℃の蒸留水中に浸漬して、経時的に質量を測定し、質量変化が見られなくなった時点における質量(吸水質量)を用いて下記式によって飽和吸水率を算出した。
飽和吸水率(%)=[(吸水質量−初期質量)/初期質量]×100
参考例で得られたシート並びに実施例および比較例で得られた積層体を、それぞれ、短辺70mm、長辺110mmの長方形に切り出して試験片を作製した。実施例および比較例の積層体については押出流れ方向に垂直な方向で短辺、平行な辺で長辺を切り出した。次いで短辺が50mm、長辺が90mmとなる長方形の開口部を有する台座上に、試験片および台座の開口部の長辺、短辺がそれぞれ平行になり、試験片の中心と開口部の中心が一致するよう、両面テープで固定した。この際、実施例および比較例で得られた積層体から作製した試験片については、台座とポリカーボネートからなる層とが対向するように固定した。
次いで試験片の中央部に直径30mm、質量112gの鋼球を10cmの鉛直高さより自由落下させ、凹み、ひび割れ、破断、曇り、白化等の外観変化の有無を肉眼で観察した。さらに鋼球を自由落下させる高さを10cmずつ上げて、同様の観察を繰り返し行い、外観変化を生じた高さ−10cm、すなわち、外観変化の生じなかった最も高い高さを、耐衝撃性の指標として記録した。
実施例および比較例の積層体を分光色差計SE5000 日本電色工業(株)製を使用し、JIS−K7361に記載された方法に準拠して測定した。
実施例および比較例の積層体を押出流れ方向に対して垂直な方向が短辺、押出流れ方向に対して平行な方向が長辺となるように長方形に切り出して、短辺30mm、長辺150mmの試験片を作製した後、温度23℃、相対湿度50%の環境に72時間放置したところ、すべての試験片は、長辺に沿って、樹脂組成物(1)からなる層(または、その代わりに用いたメタクリル樹脂(A)、樹脂組成物(1’)、またはメタクリル樹脂(X)からなる層)を外側、ポリカーボネートからなる層を内側にしてわずかに弓状の反りを生じた。定盤上に、かかる弓状の反りを生じた試験片の両端が定盤に接するように(すなわち試験片が上向きの凸状となり、樹脂組成物(1)からなる層が上側、ポリカーボネートからなる層が下側になる向きに)置き、隙間ゲージを用いて試験片と定盤との隙間の最大値を測定したところ、いずれも0.05mmであり、この値を初期の反り量とした。
次いで、温度85℃、相対湿度85%に設定した環境試験機の中に短辺側をクリップで止めた試験片を吊り下げ、その状態で24時間放置した。その後、23℃まで放冷し、試験片と定盤との隙間の最大値を同様の方法で測定し、初期の反り量との差を高温高湿下での反り変化量として評価した。
テーブル移動式鉛筆引掻き試験機(型式P)(東洋精機社製)を用いて測定した。実施例および比較例で得られた積層体の樹脂組成物(1)からなる層(または、その代わりに用いたメタクリル樹脂(A)、樹脂組成物(1’)、またはメタクリル樹脂(X)からなる層)の表面に対して角度45度、荷重750gで鉛筆の芯を押し付けながら引っ掻き傷の傷跡の有無を確認した。鉛筆の芯の硬度は順に増していき、傷跡を生じた時点よりも1段階軟かい芯の硬度を鉛筆引掻き硬度とした。
20質量部のSMA樹脂(POLYSCOPE社製、商品名;XIRAN26080、無水マレイン酸含有量26質量%)と80質量部のメタクリル樹脂(MMAとMAを質量比98.9:1.1でラジカル重合によりランダム共重合した共重合体、Mw=90,000、以下、「メタクリル樹脂(A)」と称し、組成を表2に示す)を2軸押出機のホッパーに供給し、シリンダ温度230℃で溶融混練して押出成形し、ペレット状の樹脂組成物(以下「樹脂組成物(1−1)」と称する)を得た。組成を表1に示す。なお、メルトインデクサーを用いて、温度230℃、3.8kg荷重下で測定した樹脂組成物(1−1)のMFRは3.2g/10分であった。
30質量部のSMA樹脂(POLYSCOPE社製、商品名;XIRAN26080、無水マレイン酸含有量26質量%)と70質量部のメタクリル樹脂(A)を2軸押出機のホッパーに供給し、シリンダ温度230℃で溶融混練して押出成形し、ペレット状の樹脂組成物(以下「樹脂組成物(1−2)」と称する)を得た。組成を表1に示す。なお、メルトインデクサーを用いて、温度230℃、3.8kg荷重下で測定した樹脂組成物(1−2)のMFRは3.4g/10分であった。
30質量部のSMA樹脂(POLYSCOPE社製、商品名;XIRAN23110、無水マレイン酸含有量23質量%)と70質量部のメタクリル樹脂(A)を2軸押出機のホッパーに供給し、シリンダ温度230℃で溶融混練して押出成形し、ペレット状の樹脂組成物(以下「樹脂組成物(1−3)」と称する)を得た。組成を表1に示す。なお、メルトインデクサーを用いて、温度230℃、3.8kg荷重下で測定した樹脂組成物(1−3)のMFRは2.6g/10分であった。
50質量部のSMA樹脂(POLYSCOPE社製、商品名;XIRAN26080、無水マレイン酸含有量26質量%)と50質量部のメタクリル樹脂(A)を2軸押出機のホッパーに供給し、シリンダ温度230℃で溶融混練して押出成形し、ペレット状の樹脂組成物(以下「樹脂組成物(1−4)」と称する)を得た。組成を表1に示す。なお、メルトインデクサーを用いて、温度230℃、3.8kg荷重下で測定した樹脂組成物(1−4)のMFRは3.8g/10分であった。
70質量部のSMA樹脂(POLYSCOPE社製、商品名;XIRAN26080、無水マレイン酸含有量26質量%)と30質量部のメタクリル樹脂(A)を2軸押出機のホッパーに供給し、シリンダ温度230℃で溶融混練して押出成形し、ペレット状の樹脂組成物(以下「樹脂組成物(1’)」と称する)を得た。組成を表1に示す。なお、メルトインデクサーを用いて、温度230℃、3.8kg荷重下で測定した樹脂組成物(1’)のMFRは4.5g/10分であった。
オートクレーブ中に63質量部のMMA、35質量部のTCDMA、2質量部のMA、0.06質量部のアゾビスイソブチロニトリル、0.01質量部の1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)シクロへキサン、0.2質量部のノルマルオクチルメルカプタンからなる単量体混合物、水、分散剤安定剤、pH調整剤等を加えた。オートクレーブ内を攪拌しながら70℃に加熱し、70℃で150分撹拌した後、さらに120℃で60分保持して重合を行った。重合反応液を室温まで冷却し、濾過により固形分を分離した後、水で洗浄し、80℃にて24時間熱風乾燥した。次いで、かかる固形分を2軸押出機のホッパーに供給し、シリンダ温度230℃で溶融混練して押出成形し、ペレット状のメタクリル樹脂(以下「メタクリル樹脂(X)」と称する)を得た。樹脂組成を表2に示す。なお、メルトインデクサーを用いて、温度230℃、3.8kg荷重下で測定したメタクリル樹脂(X)のMFRは2.1g/10分であった。
軸径50mmの単軸押出機にポリカーボネート(住化スタイロンポリカーボネート株式会社製「カリバー300−8」、Mw=50,000、ガラス転移温度=150℃、温度300℃、1.2kg荷重下でのMFR=6.7g/10分)のペレットを連続的に投入し、シリンダ温度280℃、吐出量30kg/時の条件にて溶融状態で押し出した。一方、軸径30mmの単軸押出機に樹脂組成物(1−1)のペレットを連続的に投入し、シリンダ温度220℃、吐出量2kg/時の条件にて溶融状態で押し出した。かかる溶融状態のポリカーボネートと樹脂組成物(1−1)をジャンクションブロックに導入し、250℃に設定したマルチマニホールドダイで積層し、シート状に押出成形し、厚さ60μmの樹脂組成物(1−1)からなる層と厚さ940μmのポリカーボネートからなる層との2層から形成される厚さ1000μmの積層体を製造した。かかる積層体の評価結果を表3に示す。
実施例1の樹脂組成物(1−1)の代わりに樹脂組成物(1−2)を使用した以外は、実施例1と同様に積層体を作製した。かかる積層体の評価結果を表3に示す。
実施例1の樹脂組成物(1−1)の代わりに樹脂組成物(1−3)を使用した以外は、実施例1と同様に積層体を作製した。かかる積層体の評価結果を表3に示す。
実施例1の樹脂組成物(1−1)の代わりに樹脂組成物(1−4)を使用した以外は、実施例1と同様に積層体を作製した。かかる積層体の評価結果を表3に示す。
実施例1の樹脂組成物(1−1)の代わりにメタクリル樹脂(A)を使用した以外は、実施例1と同様に積層体を作製した。かかる積層体の評価結果を表3に示す。
実施例1の樹脂組成物(1−1)の代わりに樹脂組成物(1’)を使用した以外は、実施例1と同様に積層体を作製した。かかる積層体の評価結果を表3に示す。
実施例1の樹脂組成物(1−1)の代わりにメタクリル樹脂(X)を使用した以外は、実施例1と同様に積層体を作製した。かかる積層体の評価結果を表3に示す。
樹脂組成物(1−1)を短辺110mm、長辺150mmの長方形状の金型枠に入れて、180℃、50kg/cm2にて、5分間、プレスし、厚さ3mm、短辺110mm、長辺150mmのシートを作製した。かかるシートの評価結果を表4に示す。
樹脂組成物(1−1)を樹脂組成物(1−2)に代えた以外は、参考例1と同様にしてシートを作製した。かかるシートの評価結果を表4に示す。
樹脂組成物(1−1)を樹脂組成物(1−3)に代えた以外は、参考例1と同様にしてシートを作製した。かかるシートの評価結果を表4に示す。
樹脂組成物(1−1)を樹脂組成物(1−4)に代えた以外は、参考例1と同様にしてシートを作製した。かかるシートの評価結果を表4に示す。
樹脂組成物(1−1)をメタクリル樹脂(A)に代えた以外は、参考例1と同様にしてシートを作製した。かかるシートの評価結果を表4に示す。
樹脂組成物(1−1)を樹脂組成物(1’)に代えた以外は、参考例1と同様にしてシートを作製した。かかるシートの評価結果を表4に示す。
樹脂組成物(1−1)をメタクリル樹脂(X)に代えた以外は、参考例1と同様にしてシートを作製した。かかるシートの評価結果を表4に示す。
一方で、樹脂組成物(1)または(1’)からなるシート(参考例1〜4、6)は、メタクリル樹脂(X)からなるシート(参考例7)と同様、メタクリル樹脂(A)からなるシート(参考例5)と比較して耐衝撃性が低下する。
ところが、表3に示す本発明の積層体(実施例1〜4)においては、樹脂組成物(1)の代わりに一般的なメタクリル樹脂であるメタクリル樹脂(A)を用いた積層体(比較例1)と比較して、反り変化量が大幅に少なく、かつ耐衝撃性の低下がほとんどみられない。さらに驚くべきことに、本発明の積層体の中でも特に実施例1〜3の積層体では、耐衝撃性の低下が全くみられない。また、全光線透過率、鉛筆引掻き硬度も比較例1と同等である。
これに対して、樹脂組成物(1)の代わりに、よりSMA樹脂の含有量が高い樹脂組成物(1’)を用いた積層体(比較例2)や、メタクリル樹脂(X)を用いた積層体(比較例3)は、メタクリル樹脂(A)を用いた積層体(比較例1)と比較して、いずれも耐衝撃性が大きく低下する。
このように本発明の積層体は、従来のメタクリル樹脂(A)とポリカーボネートの積層体の種々の性能を低下させることなく、反り変化量を改善できる。
Claims (6)
- メタクリル樹脂45〜90質量%と、少なくとも下記一般式(a)で示される芳香族ビニル化合物に由来する構造単位および下記一般式(b)で示される酸無水物に由来する構造単位とよりなる共重合体10〜55質量%とを含有し、230℃、3.8kg荷重下でのメルトフローレイトが2〜4g/10分であり、ガラス転移温度が130〜155℃である樹脂組成物からなる層;と、300℃、1.2kg荷重下でのメルトフローレイトが5〜10g/10分であり、ガラス転移温度が130〜160℃であるポリカーボネートからなる層;とを備え;
厚さが0.1〜3.0mm(但し、300μm以下を除く)であり、ポリカーボネートからなる層の厚さが0.08〜2.9mm(但し、ポリカーボネートからなる層の厚さの割合が70%以下を除く)である積層体。
- 前記の共重合体が芳香族ビニル化合物(a)に由来する構造単位を50〜85質量%含有し、酸無水物(b)に由来する構造単位を15〜40質量%含有することを特徴とする請求項1に記載の積層体。
- 前記樹脂組成物からなる層と前記ポリカーボネートからなる層とが直接に接する請求項1または2に記載の積層体。
- 無延伸である請求項1〜3のいずれかに記載の積層体。
- 前記樹脂組成物と前記ポリカーボネートとを多層押出成形する請求項1〜4のいずれかに記載の積層体の製造方法。
- 少なくとも一方の表面にさらに耐擦傷性層を備える請求項1〜4のいずれかに記載の積層体。
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