JP6726811B2 - アクリル系ブロック共重合体ペレットの製造方法 - Google Patents

アクリル系ブロック共重合体ペレットの製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、膠着防止されたアクリル系ブロック共重合体ペレットの製造方法に関する。
アクリル酸エステル単位からなる重合体ブロック及びメタクリル酸エステル単位からなる重合体ブロックを有するアクリル系ブロック共重合体は、その特性から、粘接着剤、軟質材料、樹脂改質剤など種々の用途への使用が検討されている。このアクリル系ブロック共重合体は、射出成形、押出成形などの種々の成形法などに使用するため、通常、粒状のペレットとして製造される。しかし、アクリル系ブロック共重合体は、通常軟質成分を含有しており、膠着しやすいことが問題である。
膠着防止をするために、ペレットの表面にエチレンビスステアリン酸アミドなどの膠着防止剤を付着させる方法が考えられる。しかし、エチレンビスステアリン酸アミドを膠着防止剤として用いた場合には、得られる成形体の透明性低下や、メヤニが発生するなど、問題である。
この問題を解消する方法として、アクリル系ブロック共重合体に滑剤を添加する方法が検討されている(例えば、特許文献1参照。)。
特開2003−253005号公報
上記特許文献に記載される膠着防止方法では、十分に膠着防止できない場合があることが分かった。本発明の目的は、透明性等のアクリル系ブロック共重合体が有する優れた性能を損なうことなく、十分に膠着防止でき、かつ、泡立ちを抑制することで生産効率にも優れたアクリル系ブロック共重合体のペレットを提供することにある。
本発明者らは、上記の目的を達成すべく鋭意検討を重ねてきた結果、アクリル樹脂粒子を含む特定の水分散液を接触させる工程を経て得られるアクリル系ブロック共重合体のペレットが、透明性等のアクリル系ブロック共重合体が有する優れた性能を損なうことなく、十分に膠着防止でき、かつ、泡立ちを抑制することで生産効率にも優れることを見い出した。
本発明によれば上記目的は、
[1]アクリル酸アルキルエステル単位からなる少なくとも1つの重合体ブロック(a1)とメタクリル酸アルキルエステル単位からなる少なくとも1つの重合体ブロック(a2)とを有するアクリル系ブロック共重合体(A)の原料ペレットを、アクリル樹脂粒子(B)を含み、界面活性剤を含まない水分散液(C)に接触させる工程、及びペレットに付着した水分を除去する工程を含むアクリル系ブロック共重合体(A)を含むペレット(D)の製造方法;
[2]水分散液(C)が、湿式粉砕されたアクリル樹脂粒子(B)を含む水分散液(C−1)、及び乾式粉砕されたアクリル樹脂粒子(B)を含む水分散液(C−2)からなる群より選ばれる少なくとも1つである、[1]に記載のアクリル系ブロック共重合体(A)を含むペレット(D)の製造方法;
[3]水分散液(C)が、湿式粉砕されたアクリル樹脂粒子(B)を含む水分散液(C−1)である、[2]に記載のアクリル系ブロック共重合体(A)を含むペレット(D)の製造方法。
[4]水分散液(C)に含まれるアクリル樹脂粒子(B)がメタクリル酸メチル単位を85質量%以上含有する、[1]〜[3]のいずれかに記載のアクリル系ブロック共重合体(A)を含むペレット(D)の製造方法;
[5]水分散液(C)に含まれるアクリル樹脂粒子(B)の粒子径分布のD50値が1〜50μm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(A)を含むペレット(D)の製造方法;
[6]水分散液(C)に含まれるアクリル樹脂粒子(B)の固形分濃度が0.05〜2.0質量%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(A)を含むペレット(D)の製造方法;及び
[7]アクリル系ブロック共重合体(A)の原料ペレットを接触させる工程の水分散液(C)の温度が10〜80℃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(A)を含むペレット(D)の製造方法;
[8]アクリル系ブロック共重合体(A)が、アクリル酸アルキルエステル単位からなる重合体ブロック(a1)の両末端にそれぞれメタクリル酸アルキルエステル単位からなる重合体ブロック(a2)が結合した構造を分子内に少なくとも1つ有し、重量平均分子量が30,000〜250,000であり、重合体ブロック(a2)の含有量が5〜40質量%である、[1]〜[7]のいずれかに記載のアクリル系ブロック共重合体(A)を含むペレット(D)の製造方法;及び
[9][1]〜[8]のいずれかの製造方法により製造された、アクリル系ブロック共重合体(A)を含むペレット(D);
を提供することにより達成される。
本発明によれば、透明性等のアクリル系ブロック共重合体が有する優れた性能を損なうことなく、十分に膠着防止でき、かつ、泡立ちを抑制することで生産効率にも優れたアクリル系ブロック共重合体のペレットが得られる。
以下、本発明について詳細に説明する。なお、本明細書において、「(メタ)アクリル酸エステル」は「メタクリル酸エステル」と「アクリル酸エステル」との総称であり、また「(メタ)アクリル」は「メタクリル」と「アクリル」との総称である。
<アクリル系ブロック共重合体(A)>
本発明で用いる原料ペレットに含まれるアクリル系ブロック共重合体(A)は、アクリル酸アルキルエステル単位からなる少なくとも1つの重合体ブロック(a1)とメタクリル酸アルキルエステル単位からなる少なくとも1つの重合体ブロック(a2)とを有する。
上記重合体ブロック(a1)の構成単位であるアクリル酸アルキルエステルとしては、例えばアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸t−ブチル、アクリル酸n−ヘキシル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸n−オクチル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸トリデシル、アクリル酸ステアリル等が挙げられる。
上記アクリル酸アルキルエステルのアルキル基の主鎖炭素数が4以下の短鎖アルキル基である場合(例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸t−ブチルなど)には、上記アクリル系ブロック共重合体(A)の流動性、引張り強さが向上する傾向にある。上記アクリル酸アルキルエステルに含まれるアルキル基の主鎖炭素数が6以上の長鎖アルキル基である場合(例えば、アクリル酸n−ヘキシル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸n−オクチル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸トリデシル、アクリル酸ステアリルなど)には、上記アクリル系ブロック共重合体(A)の低温特性が向上する傾向にある。
上記重合体ブロック(a1)の構成単位であるアクリル酸アルキルエステル単位は、1種単独で構成されていてもよいし、2種類以上から構成されてもよい。重合体ブロック(a1)中に含まれるアクリル酸アルキルエステル単位の割合は、重合体ブロック(a1)中60質量%以上が好ましく、80質量%以上がより好ましく、90質量%以上がさらに好ましい。また、重合体ブロック(a1)はアクリル酸アルキルエステル単位100質量%であってもよい。
上記重合体ブロック(a1)には、本発明の効果を損なわない範囲で、他の単量体単位を含有していてもよい。かかる単位を構成する他の単量体としては、例えば後述するメタクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸アルキルエステル以外の、官能基を有さないメタクリル酸エステル、官能基を有するメタクリル酸エステル、アクリル酸アルキルエステル以外の官能基を有さないアクリル酸エステル、官能基を有するアクリル酸エステル、カルボキシル基を有するビニル系単量体、官能基を有するビニル系単量体、芳香族ビニル系単量体、共役ジエン系単量体、オレフィン系単量体、ラクトン系単量体等が挙げられる。これら単量体を用いる場合は、通常少量で使用されるが、重合体ブロック(a1)の形成に使用する単量体の全質量に対して、好ましくは40質量%以下、より好ましくは20質量%以下、さらに好ましくは10質量%以下の量で使用される。
上記重合体ブロック(a1)のガラス転移温度は−100〜40℃であることが好ましく、−80〜35℃であることがより好ましく、−70〜30℃であることがさらに好ましい。重合体ブロック(a1)のガラス転移温度が上記範囲内であると、低温領域でも柔軟性及び粘接着剤としての特性に優れるアクリル系ブロック共重合体(A)を含むペレットが得られる。重合体ブロック(a1)のガラス転移温度が上記範囲内となり、入手が容易である点からは、上記アクリル酸アルキルエステルの中でも、アクリル酸メチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸n−オクチルが好ましい。
上記アクリル系ブロック共重合体(A)には、重合体ブロック(a1)が2つ以上含まれてもよいが、その場合、それら重合体ブロック(a1)は、同一であっても異なっていてもよい。
上記重合体ブロック(a2)の構成単位であるメタクリル酸アルキルエステルとしては、例えば、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸t−ブチル、メタクリル酸n−ヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸n−オクチル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸トリデシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸イソボルニル等が挙げられる。これらの中でも、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピルが好ましく、経済的に入手容易な点、得られる重合体ブロック(a2)が耐久性と耐候性に優れる点などから、メタクリル酸メチルがより好ましい。
上記重合体ブロック(a2)の構成単位であるメタクリル酸アルキルエステル単位は、1種単独で構成されていてもよいし、2種類以上から構成されてもよい。重合体ブロック(a2)中に含まれるメタクリル酸アルキルエステル単位の割合は、重合体ブロック(a2)中60質量%以上が好ましく、80質量%以上がより好ましく、90質量%以上がさらに好ましい。また、重合体ブロック(a2)はメタクリル酸アルキルエステル単位100質量%であってもよい。
上記重合体ブロック(a2)には、本発明の効果を損なわない範囲で、他の単量体単位が含まれていてもよい。かかる他の単量体としては、例えばメタクリル酸フェニル、メタクリル酸ベンジル等のメタクリル酸アルキルエステル以外の、官能基を有さないメタクリル酸エステル;メタクリル酸メトキシエチル、メタクリル酸エトキシエチル等のメタクリル酸アルコキシアルキルエステル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル、メタクリル酸2−アミノエチル、メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸テトラヒドロフルフリル等の、官能基を有するメタクリル酸エステル;前述したアクリル酸アルキルエステル;アクリル酸フェニル、アクリル酸ベンジル等のアクリル酸アルキルエステル以外の官能基を有さないアクリル酸エステル;アクリル酸メトキシエチル、アクリル酸エトキシエチル等のアクリル酸アルコキシアルキルエステル、アクリル酸ジエチルアミノエチル、アクリル酸2−ヒドロキシエチル、アクリル酸2−アミノエチル、アクリル酸グリシジル、アクリル酸テトラヒドロフルフリル等の、官能基を有するアクリル酸エステル;(メタ)アクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、(メタ)アクリルアミド等のカルボキシル基を有するビニル系単量体;(メタ)アクリロニトリル、酢酸ビニル、塩化ビニル、塩化ビニリデン等の、官能基を有するビニル系単量体;スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、m−メチルスチレン等の芳香族ビニル系単量体;ブタジエン、イソプレン等の共役ジエン系単量体;エチレン、プロピレン、イソブテン、オクテン等のオレフィン系単量体;ε−カプロラクトン、バレロラクトン等のラクトン系単量体等が挙げられる。これら単量体を用いる場合は、通常少量で使用されるが、重合体ブロック(a2)の形成に使用する単量体の全質量に対して、好ましくは40質量%以下、より好ましくは20質量%以下、さらに好ましくは10質量%以下の量で使用される。
上記重合体ブロック(a2)のガラス転移温度は50〜150℃であることが好ましく、70〜140℃であることがより好ましく、80〜130℃であることがさらに好ましい。重合体ブロック(a2)のガラス転移温度が上記範囲内であると、ペレットへの加工がしやすく、かつペレットとして保存する際、高温下(例えば50℃)での膠着性が低減する傾向にある。
上記アクリル系ブロック共重合体(A)には、重合体ブロック(a2)が2つ以上含まれてもよいが、その場合、それら重合体ブロック(a2)は、同一であっても異なっていてもよい。
重合体ブロック(a2)の重量平均分子量は、特に限定されないが、1,000〜50,000の範囲にあることが好ましく、4,000〜20,000の範囲にあることがより好ましい。重合体ブロック(a2)の重量平均分子量が1,000より小さい場合には、得られるアクリル系ブロック共重合体(A)の凝集力が不足する場合がある。また、重合体ブロック(a2)の重量平均分子量が50,000より大きい場合には、得られるアクリル系ブロック共重合体(A)の溶融粘度が高くなり、アクリル系ブロック共重合体(A)の生産性や、得られるアクリル系ブロック共重合体(A)を含むペレットの成形性などに劣る場合がある。なお、本明細書において重量平均分子量(Mw)はゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法により測定された標準ポリスチレン換算の重量平均分子量を意味する。
また、アクリル系ブロック共重合体(A)中の重合体ブロック(a2)と重合体ブロック(a1)とのガラス転移温度の差は、70℃以上が好ましく、100℃以上がより好ましい。
上記アクリル系ブロック共重合体(A)は、重合体ブロック(a1)及び重合体ブロック(a2)のみを重合体ブロックとして有していてもよく、重合体ブロック(a1)及び重合体ブロック(a2)以外の重合体ブロックを有していてもよい。また、上記アクリル系ブロック共重合体(A)に複数の重合体ブロック(a1)又は重合体ブロック(a2)を有する場合には、それら重合体ブロックの組成、分子量、立体規則性は同一でも異なっていてもよい。上記アクリル系ブロック共重合体としては、重合体ブロック(a1)の両末端にそれぞれ重合体ブロック(a2)が結合した構造を分子内に少なくとも1つ有することが好ましい一態様である。
上記アクリル系ブロック共重合体(A)は、重合体ブロック(a2)を「a2」;重合体ブロック(a1)を「a1」;としたときに、一般式:
(a2−a1)n
(a2−a1)n−a2
a1−(a2−a1)n
(a2−a1)n−Z
(a1−a2)n−Z
(式中、nは1〜30の整数、Zはカップリング部位(カップリング剤がポリマー末端と反応して化学結合を形成した後のカップリング部位)を表す)で表されるものであることが好ましい。また、上記nの値は、1〜15であることが好ましく、1〜8であることがより好ましく、1〜4であることがさらに好ましい。
これら構造の中でも、重合体ブロック(a1)の両末端にそれぞれ重合体ブロック(a2)が結合した構造が好ましい。
具体的には、下記一般式:
(a2−a1)n1
(a2−a1)n−a2
a1−(a2−a1)n1
(a2−a1)n1−Z
(a1−a2)n1−Z
(式中、nは1〜30の整数、n1は2〜30の整数、Zはカップリング部位(カップリング剤がポリマー末端と反応して化学結合を形成した後のカップリング部位)を表す)で表されるものであることが好ましい。上記n1の値は、2〜15であることが好ましく、2〜8であることがより好ましく、2〜4であることがさらに好ましい。
上記構造の中でも、(a2−a1)n、(a2−a1)n−a2、a1−(a2−a1)nで表される直鎖状のブロック共重合体がより好ましく、a2−a1で表されるジブロック共重合体及びa2−a1−a2で表されるトリブロック共重合体がさらに好ましい。
上記アクリル系ブロック共重合体(A)の重合体ブロック(a2)の含有量は5〜40質量%であることが好ましい。
重合体ブロック(a2)の含有量が5質量%未満であると、アクリル系ブロック共重合体(A)の流動性が高く液状であったり、アクリル系ブロック共重合体(A)からペレットを製造する際、例えばアンダーウォーターカッターなどでカットしてもペレット形状を維持することができない場合がある。重合体ブロック(a2)の含有量が40質量%を超えると、柔軟性に優れるアクリル系ブロック共重合体(A)を含むペレットが得られなくなる傾向がある。
アクリル系ブロック共重合体(A)における重合体ブロック(a2)の含有量は、柔軟性に優れるペレットを得る観点からは、8〜35質量%であることが好ましく、15〜31質量%であることがより好ましい。
後述する水分散液(C)に含まれるアクリル樹脂粒子(B)との相容性、得られるアクリル系ブロック共重合体(A)を含むペレットの加工性の観点からは、上記アクリル系ブロック共重合体(A)の重量平均分子量は、30,000〜250,000であることが好ましく、40,000〜200,000であることがより好ましく、50,000〜180,000であることがさらに好ましく、60,000〜160,000であることがよりさらに好ましい。アクリル系ブロック共重合体(A)の重量平均分子量が30,000未満であると、アクリル系ブロック共重合体(A)の凝集力が不十分となり、得られる成形体又は粘着製品の耐久性に劣る場合がある。また、成形体又は粘着製品の表面にアクリル系ブロック共重合体(A)がブリードするなど不具合が生じる場合がある。一方、アクリル系ブロック共重合体(A)の重量平均分子量が250,000を超えると、溶融粘度が高くなりすぎ生産性、加工性に劣る場合がある。また、後述するアクリル樹脂粒子(B)との相容性が低くなり、得られる成形体又は粘着製品の透明性が不十分であったり、得られる成形体又は粘着製品の物性にムラが生じたりする場合がある。
上記アクリル系ブロック共重合体(A)では、分子量分布(Mw/Mn)が1.0〜1.5であることが好ましい。アクリル系ブロック共重合体(A)の分子量分布が上記範囲にあることにより、成形時の金型汚染を抑制したり、粘接着剤として使用した場合に凝集力が高いと同時に、被着体の汚染を抑制することができる。上記の観点から、分子量分布は1.0〜1.4であることがより好ましく、1.0〜1.3であることがさらに好ましい。なお、本明細書において数平均分子量(Mn)及び重量平均分子量(Mw)はゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法により測定された標準ポリスチレン換算の数平均分子量及び重量平均分子量を意味する。
アクリル系ブロック共重合体(A)の製造方法は特に制限されず、公知の方法に準じた製造方法により製造できる。一般に、分子量分布の狭いブロック共重合体を得る方法としては、構成単位であるモノマーをリビング重合する方法が採用される。このようなリビング重合の手法としては、例えば、有機希土類金属錯体を重合開始剤としてリビング重合する方法(例えば、特開平11−335432号公報を参照)、有機アルカリ金属化合物を重合開始剤としアルカリ金属又はアルカリ土類金属塩などの鉱酸塩の存在下でリビングアニオン重合する方法(例えば、特公平7−25859号公報参照)、有機アルカリ金属化合物を重合開始剤とし有機アルミニウム化合物の存在下でリビングアニオン重合する方法(例えば、特開平6−93060号公報を参照)、原子移動ラジカル重合方法(ATRP)(例えば、Macromol.Chem.Phys.,2000,201,p1108〜1114参照)などが挙げられる。
上記製造方法のうち、有機アルミニウム化合物の存在下でリビングアニオン重合する方法は、重合途中の失活が少ないのでホモポリマーの混入が少なく、得られるブロック共重合体の透明性が高い。また、モノマーの重合転化率が高いので、ブロック共重合体中の残存モノマーが少なく、アクリル系ブロック共重合体(A)からなるペレットを作製する際、気泡の発生を抑制できる。さらに、メタクリル酸アルキルエステル単位からなる重合体ブロックの分子構造が高シンジオタクチックとなり、得られるアクリル系ブロック共重合体(A)を含むペレットの耐久性を高める効果がある。そして、比較的温和な温度条件下でリビングアニオン重合が可能なことから、工業的に生産する場合に、環境負荷(主に重合温度を制御するための冷凍機にかかる電力)が少なくて済む利点がある。以上の点から、アクリル系ブロック共重合体(A)は、有機アルミニウム化合物の存在下で有機アルカリ金属化合物を重合開始剤としてリビングアニオン重合する方法によって好ましく製造される。
上記有機アルミニウム化合物の存在下でのリビングアニオン重合方法としては、例えば、有機リチウム化合物、及び下記一般式(1)
AlR123 (1)
(式(1)中、R1、R2及びR3はそれぞれ独立して置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有していてもよいシクロアルキル基、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有していてもよいアラルキル基、置換基を有してもよいアルコキシ基、置換基を有してもよいアリールオキシ基又はN,N−二置換アミノ基を表すか、或いはR1が上記したいずれかの基であり、R2及びR3が一緒になって置換基を有していてもよいアリーレンジオキシ基を形成している。)で表される有機アルミニウム化合物の存在下に、必要に応じて、反応系内に、ジメチルエーテル、ジメトキシエタン、ジエトキシエタン、12−クラウン−4などのエーテル化合物;トリエチルアミン、N,N,N',N'−テトラメチルエチレンジアミン、N,N,N',N",N"−ペンタメチルジエチレントリアミン、1,1,4,7,10,10−ヘキサメチルトリエチレンテトラミン、ピリジン、2,2'−ジピリジルなどの含窒素化合物をさらに添加して、(メタ)アクリル酸エステルを重合させる方法を採用することができる。
上記有機リチウム化合物としては、例えば、n−ブチルリチウム、sec−ブチルリチウム、テトラメチレンジリチウムなどのアルキルリチウム又はアルキルジリチウム;フェニルリチウム、キシリルリチウムなどのアリールリチウム又はアリールジリチウム;ベンジルリチウム、ジイソプロペニルベンゼンとブチルリチウムの反応により生成するジリチウムなどのアラルキルリチウム又はアラルキルジリチウム;リチウムジイソプロピルアミドなどのリチウムアミド;メトキシリチウム、などのリチウムアルコキシドを挙げることができる。
また、上記一般式(1)で表される有機アルミニウム化合物としては、重合のリビング性の高さや取扱いの容易さなどの点から、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、イソブチルビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェノキシ)アルミニウム、イソブチル〔2,2'−メチレンビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェノキシ)〕アルミニウムなどが好ましい。
上記アクリル系ブロック共重合体(A)は、原料ペレットとして用いられる。アクリル系ブロック共重合体(A)からなる原料ペレットは、上記アクリル系ブロック共重合体(A)を、例えば溶融押出ししてストランドとし、アンダーウォーターカッター、センターホットカッター、ストランドカッターなどによりカットして、ペレットとすることにより製造できる。なお、上記原料ペレットは、後述するアクリル樹脂粒子(B)を含み、界面活性剤を含まない水分散液(C)に接触することができる限り、その形態については特に制限はないが、通常、略円柱状又は略球状(楕円体)の形態を有し、アクリル系ブロック共重合体(A)の原料ペレットの最大径は、2〜8mmであることが好ましく、2〜6mmであることがより好ましい。原料ペレットの最大径は、各形状に応じ、略円柱の場合は最大円柱高さ、略球状の場合は楕円体の最長辺を、市販の長さゲージによる測定により求めることができる。
上記原料ペレット中に含まれるアクリル系ブロック共重合体(A)の含有量は、原料ペレット中、80質量%以上であることが好ましく、90質量%以上であることがより好ましく、100質量%であることが特に好ましい。
さらに、上記原料ペレットを作製する際には、アクリル系ブロック共重合体(A)の特性が損なわれない範囲で、上記アクリル系ブロック共重合体(A)に加えて、必要に応じて配合する添加剤、例えば後述する粘着付与樹脂、可塑剤、軟化剤なども配合し、これら混合物から原料ペレットを作製してもよい。
<水分散液(C)>
本発明で用いる水分散液(C)は、アクリル樹脂粒子(B)を含み、界面活性剤を含まない。
上記アクリル樹脂粒子(B)となるアクリル樹脂は、(メタ)アクリル酸エステル単位を主として含む重合体であり、メタクリル酸メチル単位を85質量%以上含有することが好ましく、88質量%以上含有することがより好ましく、90質量%以上含有することがさらに好ましく、また、メタクリル酸メチル単位は100質量%であってもよい。
メタクリル酸メチル単位の含有量が上記範囲にあるアクリル樹脂粒子(B)が水分散液(C)に含まれていることにより、アクリル系ブロック共重合体(A)の原料ペレットとの相容性が良くなり透明性に優れる傾向にある。
また、上記アクリル樹脂には、メタクリル酸メチル以外の他の単量体単位が含まれていてもよい。
かかる他の単量体単位を構成し得る他の単量体としては、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸t−ブチル、メタクリル酸n−ヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸n−オクチル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸トリデシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸イソボルニル等のメタクリル酸アルキルエステル(ただしメタクリル酸メチルを除く);アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸t−ブチル、アクリル酸n−ヘキシル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸n−オクチル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸トリデシル、アクリル酸ステアリルなどのアクリル酸アルキルエステル;(メタ)アクリル酸メトキシエチル、(メタ)アクリル酸エトキシエチル、(メタ)アクリル酸ジエチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸テトラヒドロフルフリルなどの(メタ)アクリル酸アルキルエステル以外の(メタ)アクリル酸エステル;スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレンなどの芳香族ビニル化合物;ブタジエン、イソプレンなどの共役ジエン化合物;エチレン、プロピレンなどのオレフィン化合物;アクリル酸;メタクリル酸などが挙げられる。
これら他の単量体の中でも、メタクリル酸アルキルエステル(メタクリル酸メチルを除く)、アクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸が好ましい。
他の単量体単位の含有量は、15質量%以下であることが好ましく、12質量%以下であることがより好ましく、10質量%以下であることがさらに好ましい。また、他の単量体単位の含有量は0質量%であってもよい。
上記アクリル樹脂が、メタクリル酸メチル共重合体である場合、共重合体の形態には特に制限はなく、例えばランダム共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体、及び交互共重合体などが挙げられる。中でも、耐膠着性がより優れる点及び入手容易性の観点からは、メタクリル酸メチルランダム共重合体が好ましく、メタクリル酸メチル−アクリル酸メチルランダム共重合体がより好ましい。
また、上記アクリル樹脂の立体規則性については特に制限はなく、イソタクチック、ヘテロタクチックあるいはシンジオタクチックであるものを用いることができる。
上記アクリル樹脂の重量平均分子量は50,000〜100,000であることが好ましい。重量平均分子量が上記範囲にあることにより、アクリル系ブロック共重合体(A)との相容性が良好で、成形体、あるいは、溶剤型粘接着剤とした場合に透明性が高い。また、アクリル系ブロック共重合体(A)との相容性と耐膠着性とのバランスの点から、重量平均分子量は60,000〜95,000であることがより好ましく、70,000〜90,000であることがさらに好ましい。
上記アクリル樹脂の製造方法は、特に限定されないが、例えば溶液重合法、乳化重合法、塊状重合法などが挙げられる。また、アクリル樹脂は、2種以上の異なる組成の重合体、異なる製造方法により得られた重合体の混合物であってもよい。重合時に用いられる開始剤としてはラジカル重合開始剤が好ましく、該ラジカル重合開始剤としては、例えばアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、アゾビスγ−ジメチルバレロニトリルなどのアゾ化合物;ベンゾイルパーオキサイド、クミルパーオキサイド、パーオキシネオデカノエート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、t−ブチルクミルパーオキサイド、クメンヒドロパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイドなどの過酸化物が挙げられる。ラジカル重合開始剤は、アクリル樹脂の製造に用いる全単量体100質量部に対して、通常、0.05〜0.5質量部用いられる。重合は、通常50〜140℃の温度で、通常2〜20時間行われ、アクリル樹脂の分子量を制御するために、連鎖移動剤を使用することができる。連鎖移動剤としては、メチルメルカプタン、エチルメルカプタン、イソプロピルメルカプタン、n−ブチルメルカプタン、t−ブチルメルカプタン、n−ヘキシルメルカプタン、n−オクチルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、エチルチオグリコエート、メルカプトエタノール、チオ−β−ナフトール、チオフェノール等が挙げられる。連鎖移動剤は、アクリル樹脂の製造に用いる全単量体に対して、通常、0.005〜0.5質量%の範囲で使用される。
アクリル樹脂粒子(B)は、上述のようにしてアクリル樹脂を得た後に、粉砕することにより製造することが好ましい。粉砕は乾式粉砕によってもよいし、湿式粉砕によってもよい。
水分散液(C)が、湿式粉砕されたアクリル樹脂粒子(B)を含む水分散液(C−1)、及び乾式粉砕されたアクリル樹脂粒子(B)を含む水分散液(C−2)からなる群より選ばれる少なくとも1つであることが好ましい態様である。中でも、湿式粉砕されたアクリル樹脂粒子(B)を含む水分散液(C−1)は、ペレットの膠着防止が十分で、泡立ちを抑制できるだけでなく、水への分散性がより優れる傾向にある。
乾式粉砕は、製造された樹脂塊から適度に大きな樹脂粒子(例えば1〜100μm)を製造するのに好適な方法である。また、湿式粉砕ではより小さな樹脂粒子(例えば1μm〜50μm)を製造するのに好適な方法である。なお、粉砕は、乾式粉砕と湿式粉砕を組み合わせて行ってもよい。また、所望の粒子径、粒子径分布を有する樹脂粒子となるようにふるい等を用いて分級してもよい。
上記アクリル樹脂粒子(B)の粒子径分布のD50値は、1〜50μmであることが好ましく、1〜25μmであることがより好ましく、1〜15μmであることがさらに好ましい。D50値が上記範囲にあることにより、アクリル系ブロック共重合体(A)の原料ペレットへのアクリル樹脂粒子(B)の付着性が良好となり、耐膠着性に優れる傾向にある。また水分散液(C)の安定性が向上する。1μm未満は、付着性が良くなると思われるが、湿式粉砕及び乾式粉砕で製造することが生産性の観点で困難な領域であると考えられる。また、50μm超では沈殿が多くなる傾向にあり、水分散液(C)の生産も困難となる場合がある。なお、水分散液(C)に含まれるアクリル樹脂粒子(B)の粒子径分布のD50値は、レーザー回折式粒子径分布測定装置を用いて得られた粒子径分布の全粒子体積に対する累積粒子体積が50%となるときの粒子径をいう。
上記アクリル樹脂粒子(B)の粒子径分布のD10値は、1〜70μmであることが好ましく、1〜50μmであることがより好ましく、1〜30μmであることがさらに好ましく、1〜15μmであることがよりさらに好ましく、1〜10μmであってもよい。D10値が上記範囲にあることにより、アクリル系ブロック共重合体(A)の原料ペレットへのアクリル樹脂粒子(B)の付着性が良好となり、耐膠着性に優れる傾向にある。また水分散液(C)の安定性が向上する。なお、水分散液(C)に含まれるアクリル樹脂粒子(B)の粒子径分布のD10値は、レーザー回折式粒子径分布測定装置を用いて得られた粒子径分布の全粒子体積に対する累積粒子体積が10%となるときの粒子径をいう。
上記アクリル樹脂粒子(B)の粒子径分布のD90値は、1〜100μmであることが好ましく、1〜70μmであることがより好ましく、1〜50μmであることがさらに好ましく、1〜35μmであることがよりさらに好ましく、1〜20μmであってもよい。D90値が上記範囲にあることにより、アクリル系ブロック共重合体(A)の原料ペレットへのアクリル樹脂粒子(B)の付着性が良好となり、耐膠着性に優れる傾向にある。また水分散液(C)の安定性が向上する。なお、水分散液(C)に含まれるアクリル樹脂粒子(B)の粒子径分布のD90値は、レーザー回折式粒子径分布測定装置を用いて得られた粒子径分布の全粒子体積に対する累積粒子体積が90%となるときの粒子径をいう。
水分散液(C)の、上記アクリル樹脂粒子(B)の固形分濃度は、取扱い性、安定性などを考慮して適宜設定できるが、0.05〜2.0質量%であることが好ましく、0.1〜1.0質量%であることがより好ましく、0.3〜0.8質量%であることがさらに好ましい。
水分散液(C)には、界面活性剤が含まれない。水分散液(C)に界面活性剤が含まれる場合には、アクリル樹脂粒子(B)の水分散液(C)中での安定性が向上する。しかし、界面活性剤が存在することにより、アクリル系ブロック共重合体(A)の原料ペレットへのアクリル樹脂粒子(B)の付着性が劣る傾向にある。さらには、工程中で泡立ちが発生し、生産効率が劣る傾向にある。また、この界面活性剤が水分散液(C)に存在する場合には、ペレットに付着した水分を除去した後にも、界面活性剤が得られたアクリル系ブロック共重合体(A)を含むペレットに残存することになり、アクリル系ブロック共重合体(A)が本来有する特性(例えば透明性)に悪影響を与える場合がある。そのため、水分散液(C)には界面活性剤が含まれないことは重要である。
また、水分散液(C)には、アクリル系ブロック共重合体(A)が本来有する特性に悪影響を与え難くする点から、水溶性セルロース誘導体などの保護コロイド成分、水溶性重合体からなる水溶性増粘剤が含まれていないことが望ましい。
水分散液(C)の製造方法は特に制限がないが、例えば、以下のようにして製造することができる。
具体的な製造方法としては、アクリル樹脂を、水を溶媒に用いたビーズミル湿式粉砕方法によって所定の粒子径分布に粉砕後、水分散液で回収し、得られた水分散液をさらに希釈することで水分散液(C−1)を製造することができる。なお、湿式粉砕の運転中に水分散液の固形分濃度が高すぎると高粘度になり運転に支障をきたすため、固形分濃度は30質量%以下が適当である。また、湿式粉砕に用いるアクリル樹脂は予めACMパルベライザーやカウンタージェットミルなどの乾式粉砕方法で一次粉砕したものを使用することが好ましく、さらに、乾式粉砕で使用するアクリル樹脂は300μm程度のビーズ形状であることがより好ましい。また、アクリル樹脂をACMパルベライザーやカウンタージェットミルなどの乾式粉砕方法で所定の粒子径分布に粉砕後、粉砕されたアクリル樹脂粒子(B)を水へ分散させて水分散液(C−2)を製造することができる。
本発明のアクリル系ブロック共重合体(A)を含むペレット(D)の製造方法では、アクリル系ブロック共重合体(A)の原料ペレットを、アクリル樹脂粒子(B)を含み、界面活性剤を含まない水分散液(C)に接触させる工程を含む。
水分散液(C)を、アクリル系ブロック共重合体(A)の原料ペレットを接触させる方法は特に制限はなく、例えば、アクリル系ブロック共重合体(A)の原料ペレットに水分散液(C)を噴霧する方法、水分散液(C)中に、アクリル系ブロック共重合体(A)の原料ペレットを投入する方法などが挙げられる。
水分散液(C)を噴霧する方法としては、例えば、コンベアなどの移送装置上に原料ペレットを並べ、噴霧器内を通過させる際に水分散液(C)を連続的に噴霧する方法などが挙げられる。
水分散液(C)中に、アクリル系ブロック共重合体(A)の原料ペレットを投入する方法としては、例えば、撹拌機を備えた混合槽に水分散液(C)及び原料ペレットを投入し、0℃〜水分散液(C)に含まれる溶媒の沸点以下の温度で、所定時間混合を行い、濾過等の方法で、ペレットと、水分散液(C)を分離する方法が挙げられる。
アクリル系ブロック共重合体(A)の原料ペレットを接触させる工程の水分散液(C)の温度は付着性の点から、10〜80℃であることが好ましく、30〜60℃であることがより好ましい。
これら方法の中でも、ペレットの膠着防止を安定して行えることなどから、水分散液(C)中に、アクリル系ブロック共重合体(A)の原料ペレットを投入する方法が好ましい。
このような、水分散液(C)に接触させる工程を経た原料ペレットの表面には、水分散液(C)が付着する。本発明の製造方法では、上記接触させる工程の後、このペレットの表面に付着した水分散液(C)の水分を除去する工程を含む。水分を除去する方法については特に制限はなく、例えば、エアブロー、必要に応じて加温した空気を用いたエアブローなどを行うことにより、ペレット表面に付着した水分散液(C)の水分を除去することができる。このような工程を経ることによりアクリル系ブロック共重合体(A)の原料ペレットの表面に、アクリル樹脂粒子(B)が付着した、アクリル系ブロック共重合体(A)を含むペレット(D)が得られる。
本発明のアクリル系ブロック共重合体(A)を含むペレット(D)は、例えば、その後、最終製品として梱包するまでの工程装置内で、原料ペレットの膠着性に由来するペレットの残存が抑制される。ペレット状の最終製品とされる際には、さらにその後の使用(溶融成形、粘接着剤作製など)までその状態で比較的長時間保存されるため、さらに膠着防止効果を高めるために、追加でアクリル樹脂粒子(B)をペレット(D)に接触させる工程を含んでいてもよい。アクリル樹脂粒子(B)を、アクリル系ブロック共重合体(A)を含むペレット(D)に接触させる方法は特に制限はなく、例えば、アクリル系ブロック共重合体(A)を含むペレット(D)及び乾式粉砕されたアクリル樹脂粒子(B)を直接混合する方法が挙げられる。直接混合する装置としては、例えば、水平円筒型混合機、V型混合機、二重円錐型混合機、リボン型混合機、円錐型スクリュ混合機、高速流動型混合機、回転円盤型混合機、気流攪拌型混合機、重力落下型混合機、攪拌型混合機などが挙げられる。上記工程の追加によって、さらに膠着防止効果が高まったアクリル系ブロック共重合体(A)を含むペレット(D')を製造することができる。
このようにして得られたアクリル系ブロック共重合体(A)を含むペレット(D)およびペレット(D')は、射出成形、押出成形、カレンダー成形等、通常熱可塑性樹脂で用いられる種々の成形法により、所望の形状に成形することができる。また、エラストマー材料、樹脂、ゴム、アスファルト等の改質剤、制振剤、粘接着剤のベースポリマー、樹脂改質剤の成分として用いることができる。
以下に、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はそれらにより何ら限定されない。なお、実施例及び比較例中の各種物性は以下の方法により測定又は評価した。
「重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、及び分子量分布(Mw/Mn)」
アクリル系ブロック共重合体の重量平均分子量、数平均分子量、及び分子量分布は、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。詳細は以下のとおりである。
・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」及び「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)
「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における各重合体ブロックの構成割合は、1H−NMR(1H−核磁気共鳴)測定によって求めた。詳細は以下のとおりである。
・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
「水分散液中のアクリル樹脂粒子の粒子径分布(D10値、D50値、D90値)」
水分散液中のアクリル樹脂粒子の粒子径分布(D10値、D50値、D90値)はレーザー回折式粒子径分布測定装置を用いて求めた。詳細は以下のとおりである。
・装置:マイクロトラック・ベル株式会社製 レーザー回折・散乱式 粒子径分布測定装置「マイクロトラックMT3000II」
・測定溶媒:水
なお、比較例1〜2においては、製造元が公表する平均粒子径を記載した。また比較例3〜4においては、特開2016−188327号公報の実施例1(アルフローH50ES)及び実施例4(アルフローH50T)に記載の数値を記載した。
「水への分散性」
下記実施例又は比較例で調製した水分散液又は乳化液を100mlのスクリュ管に入れ、スクリュ管ごと15秒間上下に激しく振り続け、0.5時間室温で静置させた後に、沈殿物・浮遊物があるか目視で確認した。
AA:沈殿物・浮遊物なし
A:一部沈殿物・浮遊物が見られる
B:沈殿物・浮遊物が多く、完全に分離している
「ペレットの膠着性評価1」
1.ポリエチレン製のサンプル袋(縦240mm×横170mm×厚み0.08mm)に、アクリル系ブロック共重合体の原料ペレット15gと、下記実施例又は比較例で調製した水分散液又は乳化液40gを予め60℃に加熱してから加え、上下に軽く振りながら原料ペレットを水分散液に15秒間浸漬させる。
2.浸漬後、水切りネットを使用してペレットと水分散液に分ける。
3.水切りネットに残ったペレットに対して、水切りネットの上からエアーガンを使用してエアブローを行い、ペレット表面に付着した水分を飛ばす。
4.水気が無くなったペレットを手のひらに受け、5秒間握り潰した後のペレットが解れた状態又は、塊になっているかを評価した。
AA:ペレットは完全に解れている
A:ペレットは一部塊状である
B:ペレットは一つの塊状である
「ペレットの膠着性評価2」
アクリル系ブロック共重合体の原料ペレット30gに対して、アクリル樹脂粒子又は市販の膠着防止剤を質量比1000ppmで添加し、100mlのプラスチック製ビーカーに移し、単位面積あたりの荷重が103g/cm2になるように重りを載せ、40℃の乾燥機に1週間静置し、プラスチック製ビーカーからペレットを取り出す際の膠着状態を目視で観察した。
AA:ペレットは完全に解れている
A:ペレットは一部塊状であるが、指で触れると簡単に崩れる
B:ペレットは一部塊状であり、指で触れても簡単に崩れない
「水分散液又は乳化液の泡立ち」
下記実施例又は比較例で調製した水分散液又は乳化液を100mlのスクリュ管に入れ、62℃で1時間加熱後、水分散液又は乳化液の温度が60℃であることを確認し、スクリュ管ごと15秒間上下に激しく振り続け、30秒間室温で静置させた直後に残存している泡(泡と水分散液又は乳化液の界面から、泡の最上部までの高さ)を評価した。
AA:0mm以上1mm未満の泡
A:1mm以上5mm未満の泡
B:5mm以上の泡
「透明性」
アクリル系ブロック共重合体の原料ペレットに対して、アクリル樹脂粒子又は市販の膠着防止剤を質量比0.1phr添加し、二軸押出機(KRUPP WERNER & PFLEIDERER社製「ZSK−25」)にてストランドカット方式によりペレット化後、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及び金型温度で、50mm×50mm、厚み3mmの成形体を作製し、直読ヘイズメーター(日本電色工業株式会社製「NDH5000」)により、ISO 13468−1に準拠してヘーズ(HAZE)と全光線透過率(TT)を測定し、これを透明性の指標とした。
・シリンダー温度:210℃
・金型温度:50℃
[製造例1][アクリル系ブロック共重合体(A1)]
(1)100Lの重合槽内部を窒素で置換した後、室温にて撹拌しながら、トルエン46.5kgと1,2−ジメトキシエタン1.08kgを加え、続いて、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808.5mmolを含有するトルエン溶液1.60kgを加え、さらにsec−ブチルリチウム103.95mmolを含有するsec−ブチルリチウムのシクロヘキサン溶液0.06kgを加えた。
(2)続いて、これにメタクリル酸メチル1.08kgを加えた。反応液は当初、黄色に着色していたが、室温にて60分間撹拌後には無色となった。
(3)引き続き、重合液の内部温度を−30℃に冷却し、アクリル酸n−ブチル13.53kgを2時間かけて滴下し、滴下終了後−30℃にて5分間撹拌した。
(4)さらに、これにメタクリル酸メチル1.49kgを加え、一晩室温にて撹拌した。
(5)メタノ−ル0.50kgを添加して重合反応を停止した後、得られた反応液を495kgのメタノール中に注ぎ、液状沈殿物を析出させた。その後、液状沈殿物を回収し、乾燥させることにより、メタクリル酸メチル単位含有量(重合体ブロック(a2)の含有量)16.3質量%、重量平均分子量159,000、分子量分布(重量平均分子量/数平均分子量)1.10のアクリル系トリブロック共重合体(A1)14.8kgを得た。
(6)上記製造例1を10回繰り返し、アクリル系トリブロック共重合体(A1)約150kgを得た。
(7)得られたアクリル系トリブロック共重合体(A1)を、二軸押出機(KRUPP WERNER & PFLEIDERER社製「ZSK−25」)にてストランドカット方式によりペレット化した。
[製造例2][アクリル系ブロック共重合体(A2)]
(1)100Lの重合槽内部を窒素で置換した後、室温にて撹拌しながら、トルエン43.4kgと1,2−ジメトキシエタン2.17kgを加え、続いて、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2008.0mmolを含有するトルエン溶液4.0kgを加え、さらにsec−ブチルリチウム249.8mmolを含有するsec−ブチルリチウムのシクロヘキサン溶液0.14kgを加えた。
(2)続いて、これにメタクリル酸メチル2.31kgを加えた。反応液は当初、黄色に着色していたが、室温にて60分間撹拌後には無色となった。
(3)引き続き、重合液の内部温度を−30℃に冷却し、アクリル酸n−ブチル10.49kgを2時間かけて滴下し、滴下終了後−30℃にて5分間撹拌した。
(4)さらに、これにメタクリル酸メチル2.19kgを加え、一晩室温にて撹拌した。
(5)メタノ−ル0.67kgを添加して重合反応を停止した後、得られた反応液を500kgのメタノール中に注ぎ、液状沈殿物を析出させた。その後、液状沈殿物を回収し、乾燥させることにより、メタクリル酸メチル単位含有量(重合体ブロック(a2)の含有量)30.3質量%、重量平均分子量61,000、分子量分布1.09のアクリル系トリブロック共重合体(A2)14.7kgを得た。
(6)上記製造例2を10回繰り返し、アクリル系トリブロック共重合体(A2)約150kgを得た。
(7)得られたアクリル系トリブロック共重合体(A2)を、二軸押出機(KRUPP WERNER & PFLEIDERER社製「ZSK−25」)にてストランドカット方式によりペレット化した。
[製造例3][アクリル系ブロック共重合体(A3)]
(1)3Lの三口フラスコに三方コックを付け内部を窒素で置換した後、室温にて撹拌しながら、トルエン1409gと1,2−ジメトキシエタン32.7gを加え、続いて、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24.5mmolを含有するトルエン溶液48.6gを加え、さらにsec−ブチルリチウム4.35mmolを含有するsec−ブチルリチウムのシクロヘキサン溶液2.55gを加えた。
(2)続いて、これにメタクリル酸メチル43.5gを加えた。反応液は当初、黄色に着色していたが、室温にて60分間撹拌後には無色となった。
(3)引き続き、重合液の内部温度を−30℃に冷却し、アクリル酸n−ブチル360gを2時間かけて滴下し、滴下終了後−30℃にて5分間撹拌した。
(4)さらに、これにメタクリル酸メチル61.5gを加え、一晩室温にて撹拌した。
(5)メタノ−ル15gを添加して重合反応を停止した後、得られた反応液を15kgのメタノール中に注ぎ、液状沈殿物を析出させた。その後、液状沈殿物を回収し、乾燥させることにより、メタクリル酸メチル単位含有量(重合体ブロック(a2)の含有量)22.5質量%、重量平均分子量111,000、分子量分布1.09のアクリル系トリブロック共重合体(A3)450gを得た。
(6)得られたアクリル系トリブロック共重合体(A3)を、小型二軸押出機(株式会社テクノベル製「KZW−15」)にてストランドカット方式によりペレット化した。
[製造例4][アクリル系ブロック共重合体(A4)]
(1)3Lの三口フラスコに三方コックを付け内部を窒素で置換した後、室温にて撹拌しながら、トルエン1409gと1,2−ジメトキシエタン32.7gを加え、続いて、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24.5mmolを含有するトルエン溶液48.6gを加え、さらにsec−ブチルリチウム2.55mmolを含有するsec−ブチルリチウムのシクロヘキサン溶液1.50gを加えた。
(2)続いて、これにメタクリル酸メチル22.7gを加えた。反応液は当初、黄色に着色していたが、室温にて60分間撹拌後には無色となった。
(3)引き続き、重合液の内部温度を−30℃に冷却し、アクリル酸n−ブチル434gを2時間かけて滴下し、滴下終了後−30℃にて5分間撹拌した。
(4)さらに、これにメタクリル酸メチル29.4gを加え、一晩室温にて撹拌した。
(5)メタノ−ル15gを添加して重合反応を停止した後、得られた反応液を15kgのメタノール中に注ぎ、液状沈殿物を析出させた。その後、液状沈殿物を回収し、乾燥させることにより、メタクリル酸メチル単位含有量(重合体ブロック(a2)の含有量)11.0質量%、重量平均分子量200,000、分子量分布1.11のアクリル系トリブロック共重合体(A4)440gを得た。
(6)得られたアクリル系トリブロック共重合体(A4)を、小型二軸押出機(株式会社テクノベル製「KZW−15」)にてストランドカット方式によりペレット化した。
[製造例5][アクリル系ブロック共重合体(A5)]
(1)5Lの三口フラスコに三方コックを付け内部を窒素で置換した後、室温にて撹拌しながら、トルエン1542gと1,2−ジメトキシエタン100gを加え、続いて、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92.0mmolを含有するトルエン溶液183gを加え、さらにsec−ブチルリチウム11.5mmolを含有するsec−ブチルリチウムのシクロヘキサン溶液1.70gを加えた。
(2)続いて、これにメタクリル酸メチル74.9gを加えた。反応液は当初、黄色に着色していたが、室温にて60分間撹拌後には無色となった。
(3)引き続き、重合液の内部温度を−30℃に冷却し、アクリル酸n−ブチル253gを2時間かけて滴下し、滴下終了後−30℃にて5分間撹拌した。
(4)さらに、これにメタクリル酸メチル184.4gを加え、一晩室温にて撹拌した。
(5)メタノ−ル45gを添加して重合反応を停止した後、得られた反応液を15kgのメタノール中に注ぎ、液状沈殿物を析出させた。その後、液状沈殿物を回収し、乾燥させることにより、メタクリル酸メチル単位含有量(重合体ブロック(a2)の含有量)50.0質量%、重量平均分子量62,000、分子量分布1.12のアクリル系トリブロック共重合体(A5)450gを得た。
(6)上記製造例5を5回繰り返し、アクリル系トリブロック共重合体(A2)約2.3kgを得た。
(7)得られたアクリル系トリブロック共重合体(A5)を、二軸押出機(KRUPP WERNER & PFLEIDERER社製「ZSK−25」)にてストランドカット方式によりペレット化した。
上記製造例1〜5で得たアクリル系ブロック共重合体(A1)〜(A5)のブロック構造、重量平均分子量(Mw)及び分子量分布(Mw/Mn)、重合体ブロック(a2)の含有量を表1に示す。
Figure 0006726811
[実施例1]
アクリル樹脂(メタクリル酸メチル単位含有量:90質量%、重量平均分子量:85,000)を用いて、下記の乾式粉砕機によって粉砕後の粒子径分布のD50値=6μmになるようにアクリル樹脂粒子(B1)を製造した。得られたアクリル樹脂粒子(B1)を固形分濃度が0.5質量%になるように水に分散させ、水分散液(C−2−1)を調製し、各物性評価を実施した。水への分散性は乾式粉砕のみで製造したことからわずかに沈殿する傾向が見られ「A」であり、ペレットの膠着性評価1においては、アクリル系ブロック共重合体(A1〜A4)のペレットに対して「AA」で良好であった。また、水分散液(C−2−1)の泡立ちは発生せず「AA」であった。結果を表2に記載した。
・乾式粉砕機:衝撃式粉砕機(ホソカワミクロン株式会社製「ACMパルベライザー−10」)、カウンタージェットミル(ホソカワミクロン株式会社製「200AFG」)
[実施例2]
アクリル樹脂(メタクリル酸メチル単位含有量:90質量%、重量平均分子量:85,000)を用いて、下記の乾式粉砕機によって粉砕後の粒子径分布のD50値=27μmになるようにアクリル樹脂粒子(B2)を製造した。その後、実施例1と同様にして固形分濃度が0.5質量%になるように水に分散させ、水分散液(C−2−2)を調製し、各物性評価を実施した。水への分散性は粒子径分布(D10値、D50値、D90値)がやや大きいことが原因で沈殿する傾向が見られ「A」であった。ペレットの膠着性評価1においては、膠着しやすいアクリル系ブロック共重合体(A1、A3、A4)のペレットに対しては「A」であった。また、水分散液(C−2−2)の泡立ちは発生せず「AA」であった。結果を表2に記載した。
・乾式粉砕機:衝撃式粉砕機(ホソカワミクロン株式会社製「ACMパルベライザー−10」)
[実施例3]
実施例2で製造したアクリル樹脂粒子(B2)を原料として、媒体を水とした下記の湿式粉砕機によって粉砕後の粒子径分布のD50値=6μmになるようにアクリル樹脂粒子(B3)の水分散液を製造した。その後、固形分濃度が0.5質量%になるように水分散液(C−1−1)を調整し、各物性評価を実施した。水への分散性は「AA」であり、ペレットの膠着性評価1においては、アクリル系ブロック共重合体(A1〜A4)のペレットに対して「AA」で良好であった。また、水分散液(C−1−1)の泡立ちは発生せず「AA」であった。結果を表2に記載した。
・湿式粉砕機:スターミル(アシザワ・ファインテック株式会社製「LMZ」)
[実施例4]
実施例3で製造したアクリル樹脂粒子(B3)の水分散液を用いて、固形分濃度が0.2質量%になるように水分散液(C−1−2)を調整し、各物性評価を実施した。水への分散性は「AA」であった。ペレットの膠着性評価1においては、膠着しやすいアクリル系ブロック共重合体(A1、A3、A4)のペレットに対しては「A」であった。水分散液(C−1−2)の泡立ちは発生せず「AA」であった。結果を表2に記載した。
[実施例5]
実施例3と同様の方法で、粉砕後のD50値=9μmになるようにアクリル樹脂粒子(B4)の水分散液を製造した。その後、固形分濃度が0.5質量%になるように水分散液(C−1−3)を調整し、各物性評価を実施した。水への分散性は「AA」であり、ペレットの膠着性評価1においては、最も膠着しやすいアクリル系ブロック共重合体(A1)のペレットに対しては「A」であった。水分散液(C−1−3)の泡立ちは発生せず「AA」であった。結果を表2に記載した。
[実施例6]
実施例3と同様の方法で、粉砕後のD50値=17μmになるようにアクリル樹脂粒子(B5)の水分散液を製造した。その後、固形分濃度が0.5質量%になるように水分散液(C−1−4)を調整し、各物性評価を実施した。水への分散性は粒子径分布(D10値、D50値、D90値)がやや大きいことが原因で沈殿する傾向が見られ「A」であった。ペレットの膠着性評価1においては、膠着しやすいアクリル系ブロック共重合体(A1、A3、A4)のペレットに対しては「A」であった。水分散液(C−1−4)の泡立ちは発生せず「AA」であった。結果を表2に記載した。
[比較例1]
アエロジルR972(日本アエロジル株式会社製、疎水性二酸化珪素)を固形分濃度が0.5質量%になるように水に分散させ、水分散液を調製し、各物性評価を実施した。アエロジルR972は疎水性であるため水への分散性は「B」であり完全に分離した。ペレットの膠着性評価1においては、水への分散性が悪かったためペレットに固形分を付着させることができず、アクリル系ブロック共重合体(A1、A2)のペレットに対して「B」であった。水分散液の泡立ちは、浮遊物が見られるものの泡立ちは発生せず「AA」であった。結果を表2に記載した。
[比較例2]
アエロジルR972の代わりにアエロジル200V(日本アエロジル株式会社製、親水性二酸化珪素)を用いた以外は比較例1と同様の調製を行い、各物性評価を実施した。アエロジル200Vは親水性であるため水への分散性は「AA」で良好であったが、ペレットの膠着性評価1においては、アクリル系ブロック共重合体(A1、A2)のペレットに対して「B」であった。水分散液の泡立ちは発生せず「AA」であった。結果を表2に記載した。
[比較例3]
アエロジルR972の代わりにアルフローH50T(日油株式会社製、エチレンビスステアリン酸アミド)を用いた以外は比較例1と同様の調製を行い、各物性評価を実施した。水への分散性は「B」であり完全に分離した。ペレットの膠着性評価1においては、水への分散性が悪かったためペレットに固形分を付着させることができず、アクリル系ブロック共重合体(A1、A2)のペレットに対して「B」であった。水分散液の泡立ちは、浮遊物が見られるものの泡立ちは発生せず「AA」であった。結果を表2に記載した。
[比較例4]
アエロジルR972の代わりにアルフローH50ES(日油株式会社製、エチレンビスステアリン酸アミド乳化液:不揮発分42質量%)を用いた以外は比較例1と同様の調製を行い、各物性評価を実施した。水への分散性は「AA」で良好であった。ペレットの膠着性評価1においては、アクリル系ブロック共重合体(A1、A2)のペレットに対して「AA」で良好であった。乳化液の泡立ちは「BB」であり5mm以上の泡立ちが発生した。結果を表2に記載した。
Figure 0006726811
[参考例1]
実施例1に記載の方法で得られたD50値=6μmのアクリル樹脂粒子(B1)を、アクリル系ブロック共重合体(A1、A2)のペレットに対して質量比1000ppmで添加し、ペレットの膠着性評価2を実施したところ、アクリル系ブロック共重合体(A1、A2)のペレットに対して「AA」であった。結果を表3に記載した。
[参考例2]
アクリル樹脂粒子(B1)を、実施例2に記載の方法で得られたD50値=27μmのアクリル樹脂粒子(B2)に変更した以外は参考例1と同様に、ペレットの膠着性評価2を実施したところ、アクリル系ブロック共重合体(A1、A2)のペレットに対して「A」であった。結果を表3に記載した。
[比較例5]
アクリル樹脂粒子(B1)を、アエロジルR972に変更した以外は参考例1と同様に、ペレットの膠着性評価2を実施したところ、アクリル系ブロック共重合体(A1)のペレットに対しては「B」であった。結果を表3に記載した。
[比較例6]
アクリル樹脂粒子(B1)を、アルフローH50Tに変更した以外は参考例1と同様に、ペレットの膠着性評価2を実施したところ、アクリル系ブロック共重合体(A1、A2)のペレットに対して「B」であった。結果を表3に記載した。
Figure 0006726811
[実施例7]
製造例1で得られたアクリル系ブロック共重合体(A1)及び、製造例2で得られたアクリル系ブロック共重合体(A2)のペレットを、下記アンダーウォーターカット押出機、押出条件、遠心脱水機で再ペレット化を実施した。循環冷却水には、実施例3で調製した水分散液(C−1−1)を用いた。この押出設備により直径3mm程度の球状ペレットが得られた。このとき、ダイス部あるいは遠心脱水機内部で、ペレットの膠着に起因する詰まりは観察されず、良好な工程通過性を示した。
・押出機:JSW−JBaII 二軸 スクリュ径54mm、L/D=42
・押出条件:温度230℃ 樹脂吐出200kg/h スクリュ回転数520rpm ダイス孔径2.4mm×48穴 4枚刃カッター 循環冷却水(PCW)45℃ PCW流量200L/min
・遠心脱水機(株式会社日本製鋼所製)
[実施例8]
実施例7に記載の方法に加えて、実施例1で得られたアクリル樹脂粒子(B1)を、遠心脱水後のペレットにオンラインで、ペレットの質量に対して1000ppm程度添加したところ、耐膠着性がより良くなり、工程通過性がさらに向上した。
[比較例7]
実施例3で調製した水分散液(C−1−1)の代わりに、比較例4の乳化液を用いた以外は、実施例7と同様の方法で再ペレット化を実施したところ、PCWの泡立ちが激しく、生産効率が大幅に低下した。
[実施例9]
実施例1に記載の方法で得られたD50値=6μmのアクリル樹脂粒子(B1)を用いて、透明性を評価した。膠着防止剤未添加のアクリル系ブロック共重合体(A2、A5)に比べて、透明性の低下は見られず良好であった。結果を表4に記載した。
[比較例8、9]
表4に記載の粒子を用いて、透明性を評価した。膠着防止剤未添加のアクリル系ブロック共重合体(A2、A5)に比べて、透明性が低下する傾向が見られ、無機物に由来したブツのような外観不良が発生した。結果を表4に記載した。
[比較例10]
表4に記載の粒子を用いて、透明性を評価した。膠着防止剤未添加のアクリル系ブロック共重合体(A2、A5)に比べて、透明性が大幅に低下する傾向が見られた。結果を表4に記載した。
[参考例3]
膠着防止剤未添加のアクリル系ブロック共重合体(A2、A5)を用いて、透明性を評価した。
Figure 0006726811
実施例2及び6のようにアクリル樹脂粒子(B)の粒子径分布(D10値、D50値、D90値)が大きい場合は、膠着しやすいアクリル系ブロック共重合体ペレットの耐膠着性がやや劣るが、実施例1、3、4のように粒子径分布(D10値、D50値、D90値)が小さい場合は耐膠着性が向上した。また、界面活性剤を使用しなくてもアクリル樹脂粒子(B)の水への分散性は概ね良好な傾向が見られた。さらに、実施例9に示すように、アクリル樹脂粒子(B)を0.1phr添加しても透明性は低下しなかった。
比較例1及び2のように二酸化珪素を主成分とするアエロジルは耐膠着性が劣る。
比較例3のアルフローH50Tは水に分散しないため取り扱い性が悪く、生産効率が劣る。また、比較例10に示すように、透明性が低下した。
比較例4のアルフローH50ESは乳化液であるため水への分散性は良好であり、耐膠着性も良好であったが、泡立ちが著しく、生産効率が劣る。

Claims (7)

  1. アクリル酸アルキルエステル単位からなる少なくとも1つの重合体ブロック(a1)とメタクリル酸アルキルエステル単位からなる少なくとも1つの重合体ブロック(a2)とを有するアクリル系ブロック共重合体(A)の原料ペレットを、アクリル樹脂粒子(B)を含み、界面活性剤を含まない水分散液(C)に接触させる工程、
    及びペレットに付着した水分を除去する工程を含む
    アクリル系ブロック共重合体(A)を含むペレット(D)の製造方法であり、
    前記水分散液(C)が、湿式粉砕されたアクリル樹脂粒子(B)を含む水分散液(C−1)、及び乾式粉砕されたアクリル樹脂粒子(B)を含む水分散液(C−2)からなる群より選ばれる少なくとも1つである、アクリル系ブロック共重合体(A)を含むペレット(D)の製造方法。
  2. 水分散液(C)が、湿式粉砕されたアクリル樹脂粒子(B)を含む水分散液(C−1)である、請求項1に記載のアクリル系ブロック共重合体(A)を含むペレット(D)の製造方法。
  3. 水分散液(C)に含まれるアクリル樹脂粒子(B)がメタクリル酸メチル単位を85質量%以上含有する、請求項1又は2に記載のアクリル系ブロック共重合体(A)を含むペレット(D)の製造方法。
  4. 水分散液(C)に含まれるアクリル樹脂粒子(B)の粒子径分布のD50値が1〜50μmである、請求項1〜3のいずれかに記載のアクリル系ブロック共重合体(A)を含むペレット(D)の製造方法。
  5. 水分散液(C)に含まれるアクリル樹脂粒子(B)の固形分濃度が0.05〜2.0質量%である、請求項1〜4のいずれかに記載のアクリル系ブロック共重合体(A)を含むペレット(D)の製造方法。
  6. アクリル系ブロック共重合体(A)の原料ペレットを接触させる工程の水分散液(C)の温度が10〜80℃である、請求項1〜5のいずれかに記載のアクリル系ブロック共重合体(A)を含むペレット(D)の製造方法。
  7. アクリル系ブロック共重合体(A)が、アクリル酸アルキルエステル単位からなる重合体ブロック(a1)の両末端にそれぞれメタクリル酸アルキルエステル単位からなる重合体ブロック(a2)が結合した構造を分子内に少なくとも1つ有し、重量平均分子量が30,000〜250,000であり、重合体ブロック(a2)の含有量が5〜40質量%である、請求項1〜6のいずれかに記載のアクリル系ブロック共重合体(A)を含むペレット(D)の製造方法。
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