JPH05117330A - スチレン−アクリル系樹脂およびその製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 スチレンとアクリロニトリルとを用いて溶液
重合し、アクリロニトリル単位の含有量が３〜２０重量
％のスチレン−アクリル系樹脂を製造する際、重合系内
に残存するスチレンとアクリロニトリルとの重量比が目
的とする共重合組成比になるように制御しながら重合す
ることにより、光線透過率が８５％以上の樹脂を得る。 【効果】 この方法により、アクリロニトリル含量が低
いにもかかわらず光透過性の高いスチレン−アクリル系
樹脂が得られるようになった。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光線透過率が高いスチ
レン−アクリル系樹脂およびその製法に関する。更に詳
しくは、スチレン類と（メタ）アクリロニトリルとの共
重合体であり、（メタ）アクリロニトリル含量が低いに
もかかわらず光線透過率が高いスチレン−アクリル系樹
脂およびその製法に関する。

【０００２】

【従来の技術】スチレン類と（メタ）アクリロニトリル
との共重合により得られるスチレン−アクリル系樹脂
は、光透過性を有することから、透明なプラスチック成
形品などに用いられている。但し、スチレン／アクリロ
ニトリル共重合体でいえば、重量比で７５／２５がアゼ
オトロピック組成である。このことから、従来の技術で
は（メタ）アクリロニトリル含量が少なく、且つ、光線
透過率が高いスチレン−アクリル系樹脂を収率よく製造
することが困難なため、高い光線透過率が必要な場合
は、（メタ）アクリロニトリル含量を通常２５〜３５重
量％としていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、近年光透過性
樹脂に対し多様化の要求が増加してきており、光透過性
樹脂はその使用目的に応じて相異なる様々な性能や物性
の向上を追求させる必要がある。光透過性樹脂として
は、スチレン−アクリル系樹脂の他にもポリカーボネー
ト樹脂、ＳＭＡ樹脂、ＭＳ樹脂等があるが、これら光透
過性樹脂同士の複合化あるいは樹脂の改質により種々の
要求を満足させる検討が進められている。異種の樹脂を
複合化させる場合は相溶性および光線透過率を低下させ
ないことがポイントとなるため、複合化する光透過性樹
脂は光線透過率が高く、且つ相溶性を得るうえでの選択
の幅が広いほど望ましい。本発明は、このような背景の
もとでなされたものである。即ち本発明は、（メタ）ア
クリロニトリル含量が低いにもかかわらず光線透過率が
高いスチレン−アクリル系樹脂を新規に得ることを目的
とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記目的を
達成すべく鋭意検討した結果、重合系内に残存するモノ
マ−の構成割合を目的とする共重合組成比になるように
制御する重合法により、（メタ）アクリロニトリル含量
が低いにもかかわらず光線透過率が高いスチレン−アク
リル系樹脂が得られることを見いだし、本発明に到達し
た。

【０００５】すなわち本発明は、スチレン類（Ａ）と
（メタ）アクリロニトリル（Ｂ）との共重合体であり、
（Ｂ）単位の含有量が３〜２０重量％であり、且つ、光
線透過率が８５％以上であることを特徴とするスチレン
−アクリル系樹脂；並びに、スチレン類（Ａ）と（メ
タ）アクリロニトリル（Ｂ）とを用いて溶液重合し、
（Ｂ）単位の含有量が３〜２０重量％のスチレン−アク
リル系樹脂を製造する方法において、重合系内に残存す
る（Ａ）と（Ｂ）との重量比が目的とする共重合組成比
になるように制御しながら重合することにより、光線透
過率が８５％以上の樹脂を得ることを特徴とするスチレ
ン−アクリル系樹脂の製法である。

【０００６】本発明において、スチレン類（Ａ）として
は、スチレン、α−メチルスチレン、ｔ−ブチルスチレ
ン、ジメチルスチレン、アセトキシスチレン、ビニルト
ルエン等が挙げられる。また、（メタ）アクリロニトリ
ル（Ｂ）は、アクリロニトリルまたはメタアクリロニト
リルである。なお、（Ａ）および（Ｂ）は、下記製法上
の都合により各々通常１種であるが、目的とする共重合
組成比になるように制御することが可能であれば、２種
以上用いてもよい。

【０００７】本発明のスチレン−アクリル系樹脂中の
（Ｂ）単位の含有量は、通常３〜２０重量％、好ましく
は３〜１５重量％である。本発明のスチレン−アクリル
系樹脂の数平均分子量は、ＧＰＣ測定よりポリスチレン
換算で通常８００〜５００，０００、好ましくは１，０
００〜１００，０００である。

【０００８】本発明のスチレン−アクリル系樹脂の光線
透過率は、通常８５％以上、好ましくは９０％以上であ
る。

【０００９】本発明のスチレン−アクリル系樹脂は、本
発明の製法により得ることが出来る。本発明の製法を更
に詳細に説明すると、スチレン類（Ａ）と、（メタ）ア
クリロニトリル（Ｂ）とを用い、ラジカル開始剤の存在
下で溶液重合する。（Ａ）、（Ｂ）各々は下記制御を行
う都合上、通常１種のモノマーを用いる。上記ラジカル
開始剤としては、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビ
ス（２，４−ジメチルバレロニトリル）、アゾビス（２
−メチルブチロニトリル）、ベンゾイルパーオキサイド
等が挙げられる。なお、これらのラジカル開始剤は通常
１種であるが、目的とする共重合組成比になるように制
御することが可能であれば、２種以上用いてもよい。ま
た、溶液重合用の溶媒としては、ＤＭＦ、アセトニトリ
ル、ＥＤＣ、クロロホルム、ＴＨＦ、四塩化炭素、ＤＭ
ＳＯ、ベンジルエーテル、Ｎ−メチルピロリドン、トル
エン、キシレン等の溶媒が挙げられる。これらのうち好
ましいものは、ＤＭＦ、アセトニトリル、ＥＤＣ、およ
びクロロホルムである。なお、これらの溶媒も、目的と
する共重合組成比になるように制御することが可能であ
れば、２種以上の混合溶媒として用いてもよい。この溶
液重合にあたり、重合系内に残存する、（Ａ）と（Ｂ）
に対する（Ｂ）の重量比（Ｂ）／（（Ａ）＋（Ｂ））の
値（Ｘ）が、製造しようとするスチレン−アクリル系樹
脂を構成する（Ｂ）の含有量（Ｂ）／（（Ａ）＋
（Ｂ））の値に対して通常±２％、好ましくは±１％の
偏差の範囲となるように制御しながら重合する。（Ｘ）
は、重合系内の気相部分または液相部分からサンプリン
グして得られた試料のガスクロマトグラフィー分析によ
り求めることができる。また、（Ｘ）は、重合系内の気
相部分のガス成分をＩＲ分析することにより求めてもよ
い。また、分子量は、モノマー（（Ａ）＋（Ｂ））と開
始剤の重量比により調整することができる。なお、メル
カプトエタノール、ジエチルアミン、ジベンジルエーテ
ル等の連鎖移動剤を用いて分子量を調整してもよいが、
適用できる量は、スチレン−アクリル系樹脂の光透過性
を阻害しない量までである。重合反応終了後は、溶媒お
よび未反応モノマ−を系内より留去することにより本発
明のスチレン−アクリル系樹脂を製造することができ
る。

【００１０】

【実施例】以下実施例により本発明をさらに説明する
が、本発明はこれに限定されるものではない。以下にお
いて％は重量％を示す。

【００１１】実施例１ 攪拌機、還流冷却器、滴下ロート３本、温度計および窒
素ガス吹き込み口を備えたフラスコにＤＭＦ８０ｇを仕
込んだ。滴下ロート１にスチレン９５ｇ、滴下ロート２
にアクリロニトリル５ｇを仕込んだ。滴下ロート３には
アゾビスイソブチロニトリル０．４ｇとＤＭＦ２０ｇを
仕込んだ。フラスコ内液温を８０℃にし、窒素気流下、
液温を８０℃に保ったまま、滴下ロート１、２より内容
物を重合系内に残存するスチレンとアクリロニトリルの
重量比が９５：５になるように制御しながらそれぞれ滴
下し、滴下ロート３より内容物を５時間かけて滴下し
た。滴下ロート１の内容物を滴下するのに３時間、滴下
ロート２の内容物を滴下するのに５時間かかった。な
お、重合系内に残存するスチレンとアクリロニトリルの
重量比は、気相部分より１０分ごとにサンプリングした
試料のガスクロマトグラフィー分析により求めた。全て
の内容物の滴下終了後、さらに１時間８０℃を保持し
た。溶剤および未反応モノマーを溜去して９７ｇの本発
明のスチレン−アクリロニトリル樹脂（以下ＡＳ樹脂−
Ａと略記）を得た。この樹脂中のアクリロニトリル含量
は５．２％、数平均分子量は１５，０００であった。

【００１２】実施例２ ＩＲの検出器を備えた以外は実施例１と同じフラスコを
用意し、重合系内に残存するスチレンとアクリロニトリ
ルの重量比を、ＩＲの検出器で連続的に測定（気相部分
のスチレンとアクリロニトリル濃度比）した以外は実施
例１と同じ操作をした。これより、９８ｇの本発明のス
チレン−アクリロニトリル樹脂（以下ＡＳ樹脂−Ｂと略
記）を得た。この樹脂中のアクリロニトリル含量は５．
０％、数平均分子量は１６，０００であった。

【００１３】比較例１ 攪拌機、還流冷却器、滴下ロート２本、温度計および窒
素ガス吹き込み口を備えたフラスコにＤＭＦ８０ｇを仕
込んだ。滴下ロート１にスチレン９５ｇ、アクリロニト
リル５ｇを仕込んだ。滴下ロート２にアゾビスイソブチ
ロニトリル０．４ｇ、ＤＭＦ２０ｇを仕込んだ。フラス
コ内液温を８０℃にし、窒素気流下、液温を８０℃に保
ったまま、滴下ロート１より内容物を３時間、滴下ロー
ト２より内容物を３時間かけて滴下した。滴下終了後さ
らに３時間８０℃を保持した。溶剤および未反応モノマ
ーを溜去して９８ｇのスチレン−アクリロニトリル樹脂
（以下ＡＳ樹脂−Ｘと略記）を得た。この樹脂中のアク
リロニトリル含量は５．３％、数平均分子量は１４，０
００であった。

【００１４】比較例２ 滴下ロート１および滴下ロート２より内容物を５時間か
けて滴下し、滴下終了後１時間８０℃を保持した以外
は、比較例１と同様の操作を行なった。これより、９４
ｇのスチレン−アクリロニトリル樹脂（以下ＡＳ樹脂−
Ｙと略記）を得た。この樹脂中のアクリロニトリル含量
は５．１％、数平均分子量は１２，０００であった。

【００１５】実施例３ 滴下ロート１にスチレン９０ｇ、滴下ロート２にアクリ
ロニトリル１０ｇを仕込んだ以外は実施例１と同じ操作
をした。これより、９５ｇの本発明のスチレン−アクリ
ロニトリル樹脂（以下ＡＳ樹脂−Ｃと略記）を得た。こ
の樹脂中のアクリロニトリル含量は１０．３％、数平均
分子量は２２，０００であった。

【００１６】実施例４ フラスコにＮ−メチルピロリドン３０ｇとトルエン５０
ｇを仕込み、滴下ロート２にメタアクリロニトリルを仕
込んだ以外は実施例３と同じ操作をした。これより、９
８ｇの本発明のスチレン−アクリロニトリル樹脂（以下
ＡＳ樹脂−Ｄと略記）を得た。この樹脂中のアクリロニ
トリル含量は１０．２％、数平均分子量は２０，０００
であった。

【００１７】比較例３ 滴下ロート１にスチレン９０ｇ、アクリロニトリル１０
ｇを仕込んだ以外は比較例１と同様の操作を行なった。
これより、９９ｇのスチレン−アクリロニトリル樹脂
（以下ＡＳ樹脂−Ｚと略記）を得た。この樹脂中のアク
リロニトリル含量は１０．２％、数平均分子量は１８，
０００であった。

【００１８】実施例５〜８ ＡＳ樹脂−Ａ、ＡＳ樹脂−Ｂ、ＡＳ樹脂−Ｃ、ＡＳ樹脂
−Ｄをそれぞれ３ｍｍの厚さに成形し、ＪＩＳ Ｋ７１
０５の試験法に準じて、積分球型光線透過率測定装置を
用いて樹脂の光線透過率を測定した。その評価結果を表
１に示す。

【００１９】比較例４〜６ ＡＳ樹脂−Ｘ、ＡＳ樹脂−Ｙ、ＡＳ樹脂−Ｚをそれぞれ
３ｍｍの厚さに成形し、ＪＩＳ Ｋ７１０５の試験法に
準じて、積分球型光線透過率測定装置を用いて樹脂の光
線透過率を測定した。その評価結果を表１に示す。

【００２０】

【表１】

【００２１】

【発明の効果】本発明はスチレン類と（メタ）アクリロ
ニトリルとの共重合体であり、（メタ）アクリロニトリ
ル含量が低いにもかかわらず光透過性の高いスチレン−
アクリル系樹脂を新規に提供するものである。本発明の
スチレン−アクリル系樹脂は光透過性が高いため、眼鏡
レンズ、コンタクトレンズ、複写機およびファックスな
どの画像読み取り用レンズ、ＣＤ−ピックアップレン
ズ、光ファイバ光ディスク基板等の光学用材料として有
用である。また、本発明のスチレン−アクリル系樹脂
は、（メタ）アクリロニトリル含量を変化させることに
より、ポリカーボネート樹脂、ＳＭＡ樹脂、ＭＳ樹脂
等、他の透明な樹脂と、その光透過性を損なうことなく
ブレンドすることができ、低複屈折率の光学用材料等、
新たな複合材料用の材料としても利用できる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スチレン類（Ａ）と（メタ）アクリロニ
   トリル（Ｂ）との共重合体であり、（Ｂ）単位の含有量
   が３〜２０重量％であり、且つ、光線透過率が８５％以
   上であることを特徴とするスチレン−アクリル系樹脂。
2. 【請求項２】 スチレン類（Ａ）と（メタ）アクリロニ
   トリル（Ｂ）とを用いて溶液重合し、（Ｂ）単位の含有
   量が３〜２０重量％のスチレン−アクリル系樹脂を製造
   する方法において、重合系内に残存する（Ａ）と（Ｂ）
   との重量比が目的とする共重合組成比になるように制御
   しながら重合することにより、光線透過率が８５％以上
   の樹脂を得ることを特徴とするスチレン−アクリル系樹
   脂の製法。