JP6622574B2 - 点字タイル用硬化性樹脂組成物及びそれを硬化した点字タイル - Google Patents
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Description
〔1〕 メチルメタクリレート(a−1)単位5〜95質量%、アルキル基の炭素数2〜20のアルキル(メタ)アクリレート(a−2)単位5〜95質量%、(a−1)および(a−2)以外のラジカル重合性単量体(a−3)単位0〜20質量%を含有する(メタ)アクリル系重合体(A)、メチルメタクリレート(B)、炭素数2〜20のアルキル(メタ)アクリレート(C)、多官能(メタ)アクリレート(D)、還元剤(E)及び硬化剤(F)を含有し、前記(メタ)アクリル系重合体(A)、メチルメタクリレート(B)及びアルキル(メタ)アクリレート(C)の総量100質量%中、(メタ)アクリル系重合体(A)の含有量が5〜30質量%である点字タイル用硬化性樹脂組成物。
〔2〕 前記多官能(メタ)アクリレート(D)が、アルコキシ化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレートまたはポリアルキレングリコールジ(メタ)アクリレートである前記〔1〕に記載の点字タイル用硬化性樹脂組成物。
〔3〕 前記(メタ)アクリル系重合体(A)、メチルメタクリレート(B)及びアルキル(メタ)アクリレート(C)の総量100質量%中、メチルメタクリレート(B)が20〜60質量%、アルキル(メタ)アクリレート(C)が20〜60質量%であり、該総量100質量部に対して、前記多官能(メタ)アクリレート(D)が0.1〜20質量部、前記還元剤(E)が0.1〜10質量部、前記硬化剤(F)が0.1〜10質量部が含有された前記〔1〕に記載の点字タイル用硬化性樹脂組成物。
〔4〕 前記アルキル(メタ)アクリレート(a−2)が、n−ブチル(メタ)アクリレートまたは2−エチルヘキシル(メタ)アクリレートである前記〔1〕に記載の点字タイル用硬化性樹脂組成物。
〔5〕 前記アルキル(メタ)アクリレート(C)が、n−ブチル(メタ)アクリレートまたは2−エチルヘキシル(メタ)アクリレートである前記〔1〕に記載の点字タイル用硬化性樹脂組成物。
〔6〕 前記〔1〕〜〔5〕のいずれかに記載の点字タイル用硬化性樹脂組成物を硬化した点字タイル。
(A)成分は、メチルメタクリレート(a−1)単位5〜95質量%、アルキル基の炭素数2〜20のアルキル(メタ)アクリレート(a−2)単位5〜95質量%、並びに、(a−1)および(a−2)以外のラジカル重合性単量体(a−3)単位0〜20質量%を含有する単量体成分を重合してなる(メタ)アクリル系重合体である。(A)成分は、硬化性樹脂組成物の粘度を成形に適した値に調整し、また、硬化物を低硬度、高伸度とする役割を有する。(A)成分は、1種を単独で用いてもよく2種以上を併用してもよい。
(B)成分であるメチルメタクリレートは、硬化性樹脂組成物の粘度を成形に適した値に調整し、また、硬化物の強度を向上する役割を有する。(B)成分の含有量は、(A)〜(C)成分の総量100質量%中、20〜60質量%が好ましく、25〜55質量%がより好ましく、30〜50質量%がさらに好ましい。(B)成分の含有量が多いほど、硬化物を高強度にできる。(B)成分の含有量が少ないほど、硬化物を低硬度にできる。
(C)成分は、炭素数2〜20のアルキル(メタ)アクリレートである。(C)成分は、硬化性樹脂組成物の粘度を成形に適した値に調整し、また、硬化物を低硬度とする役割を有する。
(D)成分である多官能(メタ)アクリレートは、硬化性樹脂組成物のゲル化時間を短縮することで硬化物の生産性を高め、また、硬化物の強度を向上させる役割を有する。
本発明の硬化性樹脂組成物は、レドックス系重合開始剤から発生するラジカルによって、重合反応が進行し、硬化物となる。レドックス系重合開始剤は、(E)成分である還元剤と、(F)成分である硬化剤とを併用した重合開始剤である。レドックス系重合開始剤に用いられる(E)成分と(F)成分の組み合わせの例として、以下の(1)〜(4)が挙げられる。
芳香族3級アミン類としては、例えば以下ものが挙げられる。N,N−ジメチル−p−トルイジン、N,N−ジエチルアニリン、N,N−ジエチル−p−トルイジン、N−(2−ヒドロキシエチル)N−メチル−p−トルイジン、N,N−ジ(2−ヒドロキシエチル)−p−トルイジン、N,N−ジ(2−ヒドロキシプロピル)−p−トルイジン;N,N−ジ(2−ヒドロキシエチル)−p−トルイジンまたはN,N−ジ(2−ヒドロキシプロピル)−p−トルイジンのエチレンオキサイドまたはプロピレンオキサイド付加物等。これらの芳香族3級アミン類は、p(パラ)体に限定されず、o(オルト)体、m(メタ)体でもよい。
金属石鹸類の具体例としては、例えば以下ものが挙げられる。ナフテン酸コバルト、ナフテン酸銅、ナフテン酸マンガン、オクチル酸コバルト、オクチル酸ニッケル、コバルトアセチルアセトネート、亜鉛アセチルアセトネート、アルミニウムアセチルアセトネート、鉄アセチルアセトネート、バナジルアセチルアセトネート、バナジウムアセチルアセトネート等。ハイドロパーオキサイドの具体例としては、例えば以下ものが挙げられる。クメンハイドロパーオキサイド、p−メンタンハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、1,1,3,3−テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド、t−ヘキシルハイドロパーオキサイド、t−アミルハイドロパーオキサイド、2,5−ジメチルヘキサン−2,5−ジハイドロパーオキサイド等。
チオ尿素化合物の具体例としては、例えば以下ものが挙げられる。チオ尿素、エチレンチオ尿素、N,N´−ジメチルチオ尿素、N,N´−ジエチルチオ尿素、N,N´−ジプロピルチオ尿素、N,N´−ジ−n−ブチルチオ尿素、N,N´−ジラウリルチオ尿素、N,N´−ジフェニルチオ尿素、トリメチルチオ尿素、1−アセチル−2−チオ尿素、1−ベンゾイル−2−チオ尿素等。
モノカーボネート型過酸化物の具体例としては、例えば以下ものが挙げられる。t−ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシ2−エチルヘキシルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシアリルモノカーボネート、1,6−ビス(t−ブチルパーオキシカルボニロキシ)ヘキサン等。
本発明の硬化性樹脂組成物は、前記(B)〜(D)成分以外の重合性単量体として、その他のラジカル重合性単量体(以下、「単量体(G)」という場合がある。)を含有することができる。硬化性樹脂組成物は、単量体(G)を含有することで粘度や硬度をより調整しやすくなる。
本発明の硬化性樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない範囲内であれば、上述した(A)〜(F)成分、及び単量体(G)以外の他の成分(以下、「その他成分(H)」という場合がある。)を含有してもよい。
硬化性樹脂組成物を製造する方法としては、(A)〜(E)成分を混合してシラップ状混合液を調製し、硬化反応を行う直前に(F)成分を該シラップ状混合液中に配合する方法が好ましい。尚、シラップ状混合液の調製の際には、必要に応じて単量体(G)及び/またはその他成分(H)併用することができる。
硬化剤である(F)成分以外を配合した硬化性樹脂組成物(シラップ状混合液)の粘度は、23℃においてB型粘度計を用いた測定値が2〜1,000mPa・sの範囲内にあることが好ましく、より好ましくは3〜500mPa・sであり、さらに好ましくは5〜300mPa・sである。硬化性樹脂組成物の粘度が上記範囲内であれば、骨材の沈降を防止することができ、型内へ流し込みやすい。
硬化性樹脂組成物のゲル化時間は、23℃において、(F)成分以外の成分を混合したシラップ状混合液に(F)成分を追加した時間を起点とした場合、3〜45分間であることが好ましく、5〜40分間であることがより好ましく、8〜35分間であることがさらに好ましい。硬化性樹脂組成物のゲル化時間が上記範囲内であれば、生産性や作業性が良好となる。
本発明の硬化物は、本発明の硬化性樹脂組成物が硬化したものである。上述したように、(A)〜(E)成分を、更に必要に応じて単量体(G)及び/またはその他成分(H)を、予め混合したシラップ状混合液を調製し、(F)成分を追加で配合する方法によって重合反応を開始し、硬化物を得る方法が好ましい。(F)成分を追加で配合した後の養生温度は、5〜65℃であることが好ましく、10〜60℃であることがより好ましく、15〜55℃であることがさらに好ましい。5〜65℃とすることで、硬化性樹脂組成物の硬化反応が十分に進行し、硬化物の特性が良好となる。養生時間は、養生温度によって異なるが、10分間〜24時間が好ましい。
本発明の硬化物からなる厚さ約3mmのシートを2枚重ねて約6mm厚とし、JISK6253に記載のタイプDデュロメータで23℃における硬度を測定した場合、硬化物の硬度は、D20〜D65であることが好ましく、D25〜D60であることがより好ましく、D30〜D55であることがさらに好ましい。上記範囲とすることで、点字シート同士が貼り付かない硬さと、低温で点字シートが変形しない柔らかさとなる。
本発明の硬化物からなる厚さ約3mmのシートから、JISK6251に記載のダンベル状3号形を打ち抜き、「チャック間距離:20mm、引張速度:500mm/min.」で引張試験を実施した場合の引張強さは、7MPa以上であることが好ましく、8MPa以上であることがより好ましく、9MPa以上であることがさらに好ましい。硬化物の引張強さが、7MPa以上であれば、点字タイルとしての実使用時に亀裂などの不具合を抑制できる。
以上説明した本発明の硬化性樹脂組成物は、上述した(A)〜(F)成分を含む。よって、本発明の硬化性樹脂組成物は成形に適した粘度やゲル化時間を有する。また、本発明の硬化性樹脂組成物からは、低硬度で強度及び伸度に優れる硬化物が得られる。
本発明の点字タイルは本発明の硬化性樹脂組成物が硬化した硬化物を含有する。点字タイルとしては、成形時の硬化収縮の抑制や、強度の向上、さらには摩耗など耐久性向上を目的として、更に骨材を含有することが好ましい。
<1.質量平均分子量の測定>
ポリマー1〜6をそれぞれ溶剤(テトラヒドロフラン)に溶解し、ゲルパーミュエーションクロマトグラフィーを用いて分子量を測定した。測定した分子量をポリスチレンにより換算した値を質量平均分子量とした。
ポリマー1〜6のそれぞれについて、ガラス転移点を示差走査熱量計(DSC8230、(株)リガク製)により測定した。
硬化剤である(F)成分以外の成分を配合した硬化性樹脂組成物(シラップ状混合液)の液温を23℃とし、B型粘度計を用いて粘度を測定した。
23℃において(F)成分以外の成分を配合した硬化性樹脂組成物に(F)成分を追加した時間を起点として、硬化性樹脂組成物の流動性がなくなるまでの時間を測定し、その時間をゲル化時間とした。
厚さ約3mmのシート状硬化物を2枚重ねて約6mm厚とし、JISK6253に記載のタイプDデュロメータを用いて23℃における硬度を測定した。
厚さ約3mmのシート状硬化物から、JISK6251に記載のダンベル状3号形を打ち抜き、「チャック間距離:20mm、引張速度:500mm/min.」で引張試験を実施し、引張強さと破断点伸度を測定した。
撹拌機、冷却管、温度計を備えた重合装置内に、脱イオン水145部、分散安定剤として、ポリビニルアルコール(ケン化度:80%、重合度:1,700)0.5部を加えて撹拌した。ポリビニルアルコールを完全に溶解した後、撹拌を停止し、メチルメタクリレート60部、n−ブチルメタクリレート40部、2,2′−アゾビスイソブチロニトリル0.1部、n−オクチルメルカプタン0.5部を加えて再度撹拌した。撹拌下で重合装置内の雰囲気を窒素置換し、70℃に昇温して重合を行った。重合発熱のピークを検出後、98℃に昇温して、さらに0.5時間反応を行い、40℃に冷却した。得られた水性懸濁液を目開き45μmのナイロン製濾過布で濾過し、濾過物を脱イオン水で洗浄した。脱水後、40℃で20時間乾燥して、粒状の(メタ)アクリル系重合体(以下、「ポリマー1」という。)を得た。ポリマー1の質量平均分子量(Mw)は42,000、ガラス転移点(Tg)は65℃であった。
原料の種類及び使用量を表1に示す条件に変更した以外は、製造例1と同様の方法で、ポリマー2〜6を製造し、質量平均分子量及びガラス転移点の測定を行った。尚、表1中の記号・略表示の詳細は、表3に示す通りである。
1.硬化性樹脂組成物の製造
冷却器を備えた反応容器内に、(B)成分としてメチルメタクリレート40部、(C)成分として2−エチルヘキシルアクリレート40部、(D)成分としてエトキシ化ビスフェノールAジアクリレート(第一工業製薬社製、「商品名:ニューフロンティアBPE−4」)5部、(E)成分としてN,N−ジ(2−ヒドロキシエチル)−p−トルイジン(日本乳化剤社製、「商品名:PTEO」)1部を加えた。反応容器内のこれらの成分を撹拌しながら、(A)成分として製造例1で製造したポリマー1を20部で加えた。次いで、反応容器内の溶液を60℃に昇温し、温度を維持したまま2時間撹拌した。ポリマー1が完全に溶解したことを確認した後、冷却し、シラップ状混合液を得た。
この硬化性樹脂組成物を真空脱泡した後、PETフィルムで被覆した2枚の板ガラスと、塩化ビニル製のガスケットで作製したガラスセルに流し込み、12時間23℃で養生した。養生後、両面のガラスおよびPETフィルムを取り除き、縦250mm、横250mm、厚さ約3mmのシート状硬化物を得た。
前記シラップ状混合液の粘度を測定し、前記硬化性樹脂組成物のゲル化時間を測定し、また前記シート状硬化物の硬度、引張強さ及び破断点伸度を測定した。これらの測定結果を表2−1に示す。尚、表2−1中の記号・略表示の詳細は、表3〜表6に示す通りである。
表2−1または表2−2に記載の配合組成に変更した以外は、実施例1と同様にして、シラップ状混合液、硬化性樹脂組成物、シート状硬化物を作製し、各種測定を実施した。これらの測定結果を表2−1または表2−2に示す。
表2−2に記載の配合組成に変更した以外は、実施例1と同様にして、シラップ状混合液、硬化性樹脂組成物、シート状硬化物を作製し、各種測定を実施した。これらの結果を表2−2に示す。
1.点字タイルシートの製造
温度23℃において、実施例1で製造した硬化性樹脂組成物100部に、骨材A20部、骨材C50部、骨材D20部、骨材E10部、さらに着色剤α3部、着色剤β2部を添加し、ホモミキサーで2分間撹拌混合(回転数:1000rpm)し、硬化性配合物を得た。得られた硬化性配合物を長さ60cm、幅30cm、厚さ2mmの警告用型枠内に流し込んだ後、バイブレータにて脱泡処理し、酸素による硬化阻害を抑制するために、該型枠の上面をPETフィルムで覆った。温度23℃で24時間養生し、硬化性配合物を硬化した。更に24時間養生後に脱型し、点字タイルシート(長さ60cm、幅30cm、厚さ2mm)を得た。
前記点字タイルシートを23℃において、平らな机面上に置き、1辺を机に手で固定し、固定した辺の向かい側の辺をゆっくりと持ち上げることで、点字タイルシートを曲げた。以下の基準で柔軟性を評価した。評価結果を表7に示す。尚、表7中の記号・略表示の詳細は、表8に示す通りである。
○:机面を0°として、割れずに45°以上、点字タイルシートを曲げることができた。
×:机面を0°として、割れずに45°以上、点字タイルシートを曲げることができなかった。
表7に記載の配合組成に変更した以外は、実施例31と同様にして点字タイルシートを作製し、柔軟性の評価を実施した。これらの結果を表7に示す。
Claims (6)
- メチルメタクリレート(a−1)単位5〜95質量%、アルキル基の炭素数2〜20のアルキル(メタ)アクリレート(a−2)単位5〜95質量%、(a−1)および(a−2)以外のラジカル重合性単量体(a−3)単位0〜20質量%を含有する(メタ)アクリル系重合体(A)、メチルメタクリレート(B)、炭素数2〜20のアルキル(メタ)アクリレート(C)、多官能(メタ)アクリレート(D)、還元剤(E)及び硬化剤(F)を含有し、前記(メタ)アクリル系重合体(A)、メチルメタクリレート(B)及びアルキル(メタ)アクリレート(C)の総量100質量%中、(メタ)アクリル系重合体(A)の含有量が5〜30質量%である点字タイル用硬化性樹脂組成物。
- 前記多官能(メタ)アクリレート(D)が、アルコキシ化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレートまたはポリアルキレングリコールジ(メタ)アクリレートである請求項1に記載の点字タイル用硬化性樹脂組成物。
- 前記(メタ)アクリル系重合体(A)、メチルメタクリレート(B)及びアルキル(メタ)アクリレート(C)の総量100質量%中、メチルメタクリレート(B)が20〜60質量%、アルキル(メタ)アクリレート(C)が20〜60質量%であり、該総量100質量部に対して、前記多官能(メタ)アクリレート(D)が0.1〜20質量部、前記還元剤(E)が0.1〜10質量部、前記硬化剤(F)が0.1〜10質量部が含有された請求項1に記載の点字タイル用硬化性樹脂組成物。
- 前記アルキル(メタ)アクリレート(a−2)が、n−ブチル(メタ)アクリレートまたは2−エチルヘキシル(メタ)アクリレートである請求項1に記載の点字タイル用硬化性樹脂組成物。
- 前記アルキル(メタ)アクリレート(C)が、n−ブチル(メタ)アクリレートまたは2−エチルヘキシル(メタ)アクリレートである請求項1に記載の点字タイル用硬化性樹脂組成物。
- 請求項1〜5のいずれかの一項に記載の点字タイル用硬化性樹脂組成物を硬化した点字タイル。
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