JP6669739B2 - アクリル系ブロック共重合体とそれからなる樹脂組成物および成形体並びに光学部材 - Google Patents
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Description
[1]:メタクリル酸エステル単位を主体とする重合体ブロック(a1)とアクリル酸エステル単位を主体とする重合体ブロック(a2)とを有し、屈折率が1.485〜1.495であり、秩序−無秩序転移温度(ODTT)が260℃以下である、アクリル系ブロック共重合体。
[2]:アクリル酸エステル単位を主体とする重合体ブロック(a2)が、アクリル酸アルキルエステル50〜90質量%とアクリル酸芳香族エステル50〜10質量%との共重合体ブロックである[1]に記載のアクリル系ブロック共重合体。
[3]:アクリル酸エステル単位を主体とする重合体ブロック(a2)の両末端にそれぞれメタクリル酸エステル単位を主体とする重合体ブロック(a1)が結合した構造を少なくとも1つ有する、[1]または[2]に記載のアクリル系ブロック共重合体。
[4]:メタクリル酸エステル単位を主体とする重合体ブロック(a1)およびアクリル酸エステル単位を主体とする重合体ブロック(a2)の屈折率がそれぞれ1.485〜1.495である、[1]〜[3]のいずれかに記載のアクリル系ブロック共重合体。
[5]:重量平均分子量が10,000〜150,000である[1]〜[4]のいずれかに記載のアクリル系ブロック共重合体。
[6]:引張弾性率が1〜1500MPaである[1]〜[5]のいずれかに記載のアクリル系ブロック共重合体。
[7]:前記アクリル系ブロック共重合体が、重合体ブロック(a1)の含有量が40質量%以上であるアクリル系ブロック共重合体(A1)と、重合体ブロック(a1)の含有量が40質量%未満であるアクリル系ブロック共重合体(A2)とを含み、該アクリル系ブロック共重合体(A1)と該アクリル系ブロック共重合体(A2)との質量比〔(A1)/(A2)〕が10/90〜90/10である、[1]〜[6]のいずれかに記載のアクリル系ブロック共重合体。
[8]:[1]〜[7]のいずれかに記載のアクリル系ブロック共重合体を含有する樹脂組成物。
[9]:[1]〜[7]のいずれかに記載のアクリル系ブロック共重合体を90質量%を超える割合で含有する[8]に記載の樹脂組成物。
[10]:[1]〜[7]のいずれかに記載のアクリル系ブロック共重合体100質量部に対して、下記の式で表されるホスファイト系化合物を0.01〜1質量部の割合で含有する[8]または[9]に記載の樹脂組成物。
[11]:[1]〜[7]のいずれかに記載のアクリル系ブロック共重合体に対して、最大吸収波長が590〜610nmの範囲である青色着色剤を0.1〜4ppmの割合で含有する[8]〜[10]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[12]:[1]〜[7]のいずれかに記載のアクリル系ブロック共重合体に対して、最大吸収波長が510〜530nmの範囲である紫色着色剤を0.1〜10ppmの割合で含有する[8]〜[11]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[13]:[1]〜[7]のいずれかに記載のアクリル系ブロック共重合体または[8]〜[12]のいずれかに記載の樹脂組成物からなる成形体。
[14]:[13]に記載の成形体からなる光学部材。
[15]:[14]に記載の光学部材からなる導光体。
に関する。
上記式(i)のR1における置換または非置換の芳香族基としては、例えばフェニル基、置換基を有するフェニル基、フェニレン基、置換基を有するフェニレン基などを挙げることができる。また、上記式(i)において、R2およびR3はそれぞれ独立して水素原子または有機基である。R2および/またはR3が有機基である場合は、ホスファイト系化合物(i)の機能を損なわない有機基であればいずれでもよい。かかる有機基としては、例えばアルキル基、置換基を有するアルキル基、フェニル基、置換基を有するフェニル基、アルキレン基などを挙げることができる。また、ホスファイト系化合物(i)において、R1とR2とが互いに結合してホスファイトを構成しているリン原子および酸素原子と共に環を形成していてもよく、R1とR3とが互いに結合してホスファイトを構成しているリン原子および酸素原子と共に環を形成していてもよく、またはR2とR3とが互いに結合してホスファイトを構成しているリン原子および酸素原子と共に環を形成していてもよい。
(1)重量平均分子量(Mw)および分子量分布(Mw/Mn)
アクリル系ブロック共重合体(A)の重量平均分子量(Mw)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)によりポリスチレン換算分子量で求めた。
・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 「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)
(2)各重合体ブロックの構成割合
アクリル系ブロック共重合体(A)における各重合体ブロックの構成割合および各重合体ブロックの組成比は、1H−NMR(1H−核磁気共鳴)測定によって求めた。
・装置:日本電子株式会社製 核磁気共鳴装置「JNM−LA400」
・重溶媒:重水素化クロロホルム
(3)屈折率
アクリル系ブロック共重合体(A)を230℃で溶融させ、超小型射出成形機(CSI社製 mini max molder)を用いて長さ32mm、幅6mm、厚さ3mmの成形体を作製した。得られた成形体から試料(8mm×8mm×12mmの直角三角形で厚さ3mm)を切り出し、測定温度25℃で下記の装置・条件でVブロック法により屈折率を測定した。
・装置:カール・ツアイス・イエナ社製 「屈折計PR−2」
・測定波長:587.562nm(d線)
アクリル系ブロック共重合体(A)および重合体ブロック(a1)の屈折率は、上記の方法により求め、重合体ブロック(a2)の屈折率は、アクリル系ブロック共重合体(A)と重合体ブロック(a1)の値から下記の計算式より求めた。
・計算式:重合体ブロック(a2)の屈折率={アクリル系ブロック共重合体(A)の屈折率−(重合体ブロック(a1)の屈折率×重合体ブロック(a1)の体積分率)}÷重合体ブロック(a2)の体積分率
ただし、体積分率とは、下記の計算式から求めた値である。
・計算式:
アクリル系ブロック共重合体(A)を用いて、射出成形機(日精樹脂工業株式会社製「UH1000−80」)により、下記のシリンダー温度および金型温度でダンベル形状(ISO B type)の成形体を作成し、ISO 527−2に準拠して引張弾性率を測定した。
・シリンダー温度:220℃(製造例1)、230℃(製造例2)
・金型温度:50℃(製造例1、2)
(5)秩序−無秩序転移温度(ODTT)
アクリル系ブロック共重合体(A)を230℃でプレス成形し、厚さ1mmのシート状成形体を得た。得られた成形体を直径25mmの円盤状に打ち抜き、JIS K7244−10に準拠する方法で、以下の装置・条件で、100〜280℃の温度範囲の貯蔵弾性率G’を測定した。
その結果により得られたデータから、縦軸を貯蔵弾性率G’(Pa)の対数目盛とし、横軸を温度(℃)としてチャート(α)を作成した。
一般に、チャート(α)においてG'が急激に低下する温度が、秩序−無秩序転移温度(ODTT)とされている。
具体的な値については、得られたチャート(α)について、JISB0103−5113に準じて交会点を求め、その温度を秩序−無秩序転移温度(ODTT)として決定した(図1参照)。
・装置:Rheometric Scientific社製 「ARES粘弾性測定システム」
・測定モード:平行平板
・振動周波数:6.28ラジアン/秒
・印加歪:0.5%
・昇温速度:3℃/分
(6)透明性
以下の実施例または比較例で得られたアクリル系ブロック共重合体(A)を含む樹脂組成物を用いて、射出成形機(住友重機械工業株式会社製「SE18DU」)により、下記のシリンダー温度および金型温度で長さ5cm、幅5cm、厚さ3mmのシート状成形体を作製し、直読へイズメーター(日本電色製)により、ISO 14782に準拠してヘイズ値を、ISO 13468−1に準拠して全光線透過率を測定した。
・シリンダー温度:220℃(実施例1〜4)、230℃(実施例5、6、比較例1〜3)、240℃(実施例7)
・金型温度:50℃(実施例1〜4、比較例1)、60℃(実施例5〜7、比較例2、3)
(7)異形押出性
以下の実施例または比較例で得られたアクリル系ブロック共重合体(A)を含む樹脂組成物を用いて、直径0.5mmおよび2.0mmの二穴ダイを設置した下記装置で、シリンダー温度およびダイス温度180℃で押出成形した。60秒間にそれぞれのダイから吐出された樹脂の重量を測定し、下記の計算式より吐出速度比を求めた。この吐出速度比が小さいほど、吐出ムラが少なく、偏肉形状でも形状安定性が高いと言える。これを異形押出性の指標とした。
・装置:株式会社東洋精機製作所製 「キャピログラフC1」
・ピストン速度:20mm/秒
・計算式:吐出速度比=(直径2.0mmダイからの吐出速度)÷(直径0.5mmダイからの吐出速度)
(8)表面平滑性
以下の実施例または比較例で得られたアクリル系ブロック共重合体(A)を含む樹脂組成物を用いて、シリンダー温度およびダイス温度220℃で、L字型の口を持つダイ(L字の縦方向最大長さ5mm×L字の横方向最大長さ5mm)により押出成形した。得られたL字型の棒状成形体のL字型の内側に当る直線面の表面状態を光学顕微鏡により観察評価し、これを表面平滑性の指標とした。
・装置:株式会社東洋精機製作所製 「キャピログラフC1」
・ピストン速度:100mm/秒
(9)耐熱性
以下の実施例で得られたアクリル系ブロック共重合体(A)を含む樹脂組成物を用いて、射出成形機(住友重機械工業株式会社製「SE18DU」)により、下記のシリンダー温度および金型温度で長さ10cm、幅1cm、厚さ4mmの角柱状成形体を作製し、75℃×16時間の条件でアニール処理後、ISO 75−1に準拠して荷重たわみ温度を測定した。
・シリンダー温度:220℃(実施例1、4)、230℃(実施例5、6)、240℃(実施例7)
・金型温度:50℃(実施例1、4)、60℃(実施例5〜7)
・測定装置:株式会社東洋精機製作所製 「HDT VSPT TESTER S−3M」
・測定方法:フラットワイズ(ISO)
・曲げ応力:0.45MPa
・最大たわみ量:0.34mm
・開始温度:40℃
・昇温速度:120℃/h
(10)導光性
以下の実施例または比較例で得られたアクリル系ブロック共重合体(A)を用いて、下記の温度で押出成形した直径3.3mmの丸棒状成形体の両端面を垂直に切断し、長さ1mの成形体を得た。得られた成形体を用いて、光路長1mにおける分光透過率を測定し、光波長400〜700nmにおける平均光線透過率を求めた。
・装置:日本分光株式会社製 「V−670」
・光源:重水素ランプ(D2)およびハロゲンランプ(WI)
・押出温度:185℃(実施例1)、200℃(比較例1)
(11)色特性(明度・色度)
以下の実施例で得られたアクリル系ブロック共重合体(A)を含む樹脂組成物を用いて、射出成形機(住友重機械工業株式会社製「SE18DU」)により、シリンダー温度220℃および金型温度50℃で長さ5cm、幅5cm、厚さ3mmのシート状成形体を作製し、L*a*b*表色系における色特性(明度・色度)を測定した。L*値(明度)が大きいほど、またa*値およびb*値(色度)が0に近いほど光学部材として優れている。
・装置:日本電色工業株式会社製 「SD5000」
・光源:D65
・視野:2°
(12)導光体の色度・色度変化率
以下の実施例で得られたアクリル系ブロック共重合体(A)を含む樹脂組成物を用いて、185℃で押出成形した直径3.3mmの丸棒状成形体の両端面を垂直に切断し、長さ1mの成形体を得た。得られた成形体の端面に白色LED光源を設置し、導光させ、光源から10cmおよび90cm離れた位置でxy色度を測定した。さらに、10cm位置を基準として90cm位置におけるxy色度の変化率(絶対値)を以下の式より算出し、色度変化の指標とした。この変化率が小さいほど導光体として優れており、変化率が4%以下であることが好ましい。また、色度の絶対的な数値という観点では、光源からの距離10cm位置および90cm位置において、x色度が0.304〜0.334の範囲内であることが好ましく、y色度が0.300〜0.332の範囲内であることが好ましい。
・装置:株式会社トプコンテクノハウス製 「SR−3A」
・光源:白色LED光源(光束135lm、指向特性120°)
・色度変化率(%)=|[(光源からの距離90cmにおける色度)−(光源からの距離10cmにおける色度)]÷(光源からの距離10cmにおける色度)×100|
《製造例1》[アクリル系ブロック共重合体(A1)の合成]
20リットルの反応槽内部を脱気し、窒素で置換した後、室温にて乾燥トルエン10.29kg、ヘキサメチルトリエチレンテトラミン0.019kg、イソブチルビス(2,6−ジ−t−ブチル−4 −メチルフェノキシ)アルミニウム0.17molを含有するトルエン溶液0.35kgを加え、さらに、sec−ブチルリチウム0.077molを加えた。これにメタクリル酸メチル0.50kgを加え、室温で1時間反応させた。引き続き、重合液の内部温度を−25℃に冷却し、アクリル酸n−ブチル1.21kgとアクリル酸ベンジル0.48kgとの混合液を1時間かけて滴下した。続いて、メタクリル酸メチル1.23kgを加え、反応液を室温に戻し、8時間攪拌した。次いで、反応液にメタノールを0.30kg添加して重合を停止した。この重合停止後の反応液を大量のメタノール中に注ぎ、析出した沈殿物を回収し、重合体ブロック(a1−1)−重合体ブロック(a2)−重合体ブロック(a1−2)からなるトリブロック構造のアクリル系ブロック共重合体(A1)を得た。(a1−1):(a2):(a1−2)の質量比は14.6:49.5:35.9であった。評価結果を表1に示す。
《製造例2》[アクリル系ブロック共重合体(A2)の合成]
実施例1において、アクリル酸n−ブチルの量を1.69kgに変更し、アクリル酸ベンジルを添加しないこと以外は 、実施例1と同じ方法によって、重合体ブロック(a1−1)−重合体ブロック(a2)−重合体ブロック(a1−2)からなるトリブロック構造のアクリル系ブロック共重合体(A2)を得た。(a1−1):(a2):(a1−2)の質量比は14.6:49.5:35.9であった。評価結果を表1に示す。
上記製造例1および製造例2で得られたアクリル系ブロック共重合体(A1)および(A2)について、アクリル系ブロック共重合体および樹脂組成物としての評価を行った。評価結果を表2および表3に示す。
《実施例2〜7》
上記製造例1で得られたアクリル系ブロック共重合体(A1)と、メタクリル樹脂「パラペットGF」[商品名、株式会社クラレ製:重量平均分子量100,000]を下記の表2に示す配合割合で、シリンダー温度200℃の二軸押出機により溶融混練したのち、押出し、切断することによって、樹脂組成物のペレットを作製した。この樹脂組成物の評価結果を表2に示す。
《比較例2、3》
上記製造例2で得られたアクリル系ブロック共重合体(A2)と、メタクリル樹脂「パラペットGF」[商品名、株式会社クラレ製:重量平均分子量100,000]を下記の表2に示す配合割合で、シリンダー温度200℃の二軸押出機により溶融混練したのち、押出し、切断することによって、樹脂組成物のペレットを作製した。この樹脂組成物の評価結果を表2に示す。
《実施例8〜12》
上記製造例1で得られたアクリル系ブロック共重合体(A1)と、ホスファイト系化合物(i)「アデカスタブPEP36/36A」[商品名、株式会社ADEKA製]を下記の表4に示す配合割合で、シリンダー温度200℃の二軸押出機により溶融混練したのち、押出し、切断することによって、樹脂組成物のペレットを作製した。この樹脂組成物の評価結果を表4に示す。
《実施例13〜16》
上記製造例1で得られたアクリル系ブロック共重合体(A1)と、ホスファイト系化合物(i)「アデカスタブPEP36/36A」およびフェノール系化合物(ii)「アデカスタブAO60」、フェノール系化合物(iii)「アデカスタブAO20」[いずれも商品名、株式会社ADEKA製]を下記の表4に示す配合割合で、シリンダー温度200℃の二軸押出機により溶融混練したのち、押出し、切断することによって、樹脂組成物のペレットを作製した。この樹脂組成物の評価結果を表4に示す。
《実施例17〜21》
上記製造例1で得られたアクリル系ブロック共重合体(A1)と、ホスファイト系化合物(i)「アデカスタブPEP36/36A」[商品名、株式会社ADEKA製]および青色顔料「BPA−5500A」[商品名、日本ピグメント株式会社製]、紫色顔料「TV−4M」[商品名、日本ピグメント株式会社製]を下記の表5に示す配合割合で、シリンダー温度200℃の二軸押出機により溶融混練したのち、押出し、切断することによって、樹脂組成物のペレットを作製した。この樹脂組成物の評価結果を表5に示す。
Claims (11)
- メタクリル酸エステル単位を主体とする重合体ブロック(a1)とアクリル酸エステル単位を主体とする重合体ブロック(a2)とを有し、屈折率が1.485〜1.495であり、秩序−無秩序転移温度(ODTT)が100℃以上、260℃以下であり、前記重合体ブロック(a2)が、アクリル酸アルキルエステル50〜90質量%とアクリル酸芳香族エステル50〜10質量%との共重合体ブロックである、アクリル系ブロック共重合体(A)と、
下記の式(i)で表されるホスファイト系化合物(i)と、
最大吸収波長が590〜610nmの範囲である青色着色剤とを含有する樹脂組成物であり、
アクリル系ブロック共重合体(A)100質量部に対して、ホスファイト系化合物(i)が0.01〜1質量部であり、
アクリル系ブロック共重合体(A)に対して青色着色剤が0.1〜4ppmである、樹脂組成物。
- アクリル系ブロック共重合体(A)が、重合体ブロック(a2)の両末端にそれぞれ重合体ブロック(a1)が結合した構造を少なくとも1つ有する、請求項1に記載の樹脂組成物。
- アクリル系ブロック共重合体(A)に含まれる重合体ブロック(a1)および重合体ブロック(a2)の屈折率がそれぞれ1.485〜1.495である、請求項1または2に記載の樹脂組成物。
- アクリル系ブロック共重合体(A)の重量平均分子量が10,000〜150,000である請求項1〜3のいずれかに記載の樹脂組成物。
- アクリル系ブロック共重合体(A)の引張弾性率が1〜1500MPaである請求項1〜4のいずれかに記載の樹脂組成物。
- 前記アクリル系ブロック共重合体(A)が、重合体ブロック(a1)の含有量が40質量%以上であるアクリル系ブロック共重合体(A1)と、重合体ブロック(a1)の含有量が40質量%未満であるアクリル系ブロック共重合体(A2)とを含み、該アクリル系ブロック共重合体(A1)と該アクリル系ブロック共重合体(A2)との質量比〔(A1)/(A2)〕が10/90〜90/10である、請求項1〜5のいずれかに記載の樹脂組成物。
- アクリル系ブロック共重合体(A)を90質量%を超える割合で含有する請求項1〜6に記載の樹脂組成物。
- アクリル系ブロック共重合体(A)に対して、最大吸収波長が510〜530nmの範囲である紫色着色剤を0.1〜10ppmの割合で含有する請求項1〜7のいずれかに記載の樹脂組成物。
- 請求項1〜8のいずれかに記載の樹脂組成物からなる成形体。
- 請求項9に記載の成形体からなる光学部材。
- 請求項10に記載の光学部材からなる導光体。
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015104654 | 2015-05-22 | ||
JP2015104654 | 2015-05-22 | ||
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