JPH08267529A - アクリル系重合体を用いた押出板 - Google Patents

アクリル系重合体を用いた押出板

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JPH08267529A
JPH08267529A JP7095873A JP9587395A JPH08267529A JP H08267529 A JPH08267529 A JP H08267529A JP 7095873 A JP7095873 A JP 7095873A JP 9587395 A JP9587395 A JP 9587395A JP H08267529 A JPH08267529 A JP H08267529A
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JP
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polymer
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average molecular
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JP7095873A
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Tetsuo Nakamoto
哲生 中本
Genichi Tsuruta
嚴一 鶴田
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Asahi Chemical Industry Co Ltd
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  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 分子量分布の制御されたアクリル系重合体を
用い、真空成形、圧空成形等の加熱二次成形性に優れた
アクリル系押出板を得る。 【構成】 メチルメタクリレート単量体単位を主成分と
し、GPCで測定したPMMA換算重量平均分子量が7
×104 以上50×104 以下であり、PMMA換算Z
平均分子量とPMMA換算重量平均分子量の比が1.7
以上であるアクリル系重合体を用いた加熱二次成形性に
優れた押出板。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は分子量分布の制御された
アクリル系重合体を用いた押出板に関する。さらに詳し
くは、本発明は、重合体押出板の製造原料として使用す
るアクリル系重合体の分子量分布を制御することによ
り、従来の押出板には見られない加熱二次成形性を有し
た押出板に関する。本発明の特定のアクリル系重合体押
出板は真空成形、圧空成形における肉厚均一性が高く、
特に深絞り成形が要求される照明カバー等の用途に好適
に用いられる。
【0002】
【従来の技術】アクリル樹脂を板状に押出成形した樹脂
板はその優れた透明性、耐候性等の特徴を生かして各種
ディスプレー、照明器具、自動販売機等の用途に広く使
用されている。近年、アクリル系樹脂板を真空成形、圧
空成形等の加熱二次成形法により加工して使用する用途
において、意匠性の向上等を目的として、熱成形時にお
いて変形率をより高くする事や従来より薄肉の板を均一
に成形する事が重要となっており、それに適合する樹脂
材料および押出板が求められている。
【0003】ここで均一な成形とは変形度の大きい場合
においても成形品の肉厚の不均一が生じ難く、特に変形
度が大きく、応力の集中を生じ易い曲率の大きい部分の
厚みが薄くならない成形を意味する。熱成形性に優れた
アクリル樹脂板としては架橋された三次元網目構造の重
合体を含む重合体を用いた樹脂板が上市されている。一
般に架橋された重合体は高温においてゴム弾性を発現
し、非架橋性重合体と比較して成形時の肉厚均一性は高
く、又、架橋重合体と適当な分子量の非架橋重合体の複
合体も優れた肉厚均一性を示す。
【0004】しかし、架橋重合体を含む重合体は一般に
高温においても不融であり熱可塑性を有しないため、樹
脂板への一次賦形は鋳型内での架橋反応を伴う重合反応
により行われるのが一般的である。従って、賦形に比較
的長時間を要し、生産性に劣るのが一般的である。一
方、架橋構造を含まず、鋳型内での重合反応により製造
される樹脂板は重量平均分子量数十万から百万程度の高
分子量の重合体が用いられる。又、分子量分布も種々の
異なった形態があり、種々の樹脂板が上市されている。
しかし、それら非架橋の重合体では、熱成形時の肉厚均
一性は架橋板と比較して劣るのが一般的であり、一次賦
形法、生産性は架橋板とほぼ同等である。
【0005】以上の鋳型を用いた従来の賦形方法による
樹脂板はキャスト板と呼ばれ、重合体の分子量に対する
制限が少なく、高分子量の重合体が容易に製造できるが
生産性に劣るのが欠点である。その他の樹脂板の製法と
しては熱可塑性のアクリル系重合体の溶融押出による方
法があり、アクリル樹脂押出板として広く用いられてい
る。押出板は熱可塑性アクリル樹脂を押出機により加熱
溶融させた後、ダイより連続的に押出した溶融物をロー
ル等により板状に成形し、製造される樹脂板であり、生
産性に優れる。
【0006】しかし、通常の押出板は、前述のキャスト
板と比較して加熱成形時の肉厚均一性に劣る。これは、
通常の押出板に用いられる重合体が、押出成形に適合す
る範囲の熱可塑性重合体を用いているため、前述の架橋
板又はキャスト板に用いられている重合体と比較して重
合体の構造や、分子量が異なる事に起因するものと考え
られる。そして、従来の押出板用アクリル樹脂の重量平
均分子量は10万程度〜20万程度であり、分子量分布
は通常の均一系ラジカル重合による重合体の範囲を出な
いものが使用されてきた。
【0007】以上の様にアクリル系重合体の押出板とキ
ャスト板は長所、短所が相補的であり、用途、成形品形
状により使い分けられているのが現状であったが、生産
性に優れるアクリル系重合体押出板の加熱成形性を改良
する試みは意外にも行われず、現在に至るまで加熱二次
成形性の改良されたアクリル樹脂押出板は上市されてい
ない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、真空成型、
圧空成型等の加熱二次成型における肉厚均一性に優れた
アクリル系押出板を提供する事を課題とする。
【0009】
【課題を解決する為の手段】本発明者らは良好な押出成
型性と良好な加熱二次成型性を併せ持つアクリル系樹脂
を開発すべく鋭意検討を重ねた結果、特定の分子量分布
を有する重合体がこの目的のために有効である事を見い
出し、本発明を完成させるに至った。即ち、本発明は:
メチルメタクリレート単量体単位を70%以上含有し、
ゲルパーミエイションクロマトグラフィーによりポリメ
チルメタクリレート換算平均分子量を測定したとき、ポ
リメチルメタクリレート換算重量平均分子量が7×10
4 以上50×104 以下であり、ポリメチルメタクリレ
ート換算Z平均分子量とポリメチルタクリレート換算重
量平均分子量の比が1.7以上であるアクリル系重合体
を用いた、加熱二次成形性に優れたアクリル系樹脂押出
板に関する。
【0010】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
アクリル系樹脂押出板の原材料である重合体はメチルメ
タクリレート単量体単位を主とするアクリル系重合体で
あり、その他のビニル単量体が共重合された単量体単位
を含有しても良い。メチルメタクリレート単量体単位は
押出板がアクリル樹脂板としての特長を維持するために
は少なくとも70重量%以上、好ましくは80重量%以
上含まれる事が必要である。
【0011】本発明において本質的に重要な条件は重合
体の分子量分布である。その指標として重合体のポリメ
チルメタクリレート換算重量平均分子量とポリメチルタ
クリレート換算Z平均分子量をとれば、良好な押出成型
性と二次熱成型性が規定できることが明らかとなった。
以下、PMMA換算重量平均分子量、PMMA換算Z平
均分子量はそれぞれMRW、MRZと略称する。ここで、重
合体のPMMA換算重量平均分子量、PMMA換算分子
量平均分子量とは以下のように測定される量を言う。即
ち、テトラヒドロフラン(THF)を溶媒として試料濃
度0.001g/cm3 の溶液を用いてゲルパーミィエ
ーションクロマトフラフィー(以下ではGPCと表記す
る場合がある。)により測定し、分子量分布の狭い直鎖
構造のポリメチルメタクリレートを標準試料として作成
した溶出時間と分子量の関係を示す検量線をもとにして
下記(1)、(2)式により決定した平均分子量を言
う。
【0012】
【数1】
【数2】 (上式でMRi、wi はそれぞれi番目の分画のPMMA
換算分子量、各分画の重合体重量濃度を示し、Σは全分
画にわたる和を意味する。)
【0013】このようにして決定された分子量は分岐構
造を含む重合体の場合には正しい平均分子量を与えず、
過少評価された値となるが、本発明の目的には有効な指
標である。即ちMRWは7×104 以上50×104
下、好ましくは8×104 以上40×104 以下、更に
好ましくは8×10以上35×10以下である
事が必要である。MRwが7×104 未満であれば加熱成
形時に溶融弾性が低くて充分な成型性を示さず、又、押
出板の機械強度の低下の傾向が現れ、好ましくない。一
方、MRwが50×104 を越えると溶融流動性が不足し
て押出成型性が不足し、押出成形時に溶融粘性を低減す
るために樹脂温度を上げる必要があり、樹脂の熱分解が
生じ易くなる結果、押出板中に気泡や表面の欠陥を生じ
る傾向が現れ好ましくない。特に、MRwが35×104
以下であれば押出により良好な押出板を得るための押出
条件の範囲が広く、より容易に押出成形が可能である。
【0014】更に、アクリル系重合体のMRZとMRWの比
(以下単にRと表記する事がある)が1.7以上、好ま
しくは1.8以上である事が必要である。Rの値は分子
量分布の広がりを反映するものである。Rの値が1.7
未満では樹脂の溶融弾性が不足し、通常の一般の押出板
と比較して二次成形性を有意に改良する事ができない。
【0015】本発明のアクリル系重合体の製法として
は,分子量分布が制御された均一な重合体が得られる方
法であれば特に制限は無い。例えば、複数の重合を平行
して行い、製造した重合体を溶液状態、または溶融状態
で混合させる方法;複数の重合過程を経由して、重合を
連続的、または断続的に進行させ、それぞれで生成する
重合体の分子量分布を制御して最終的な分子量分布を制
御する方法;重合の途中で重合度調節剤、または単量体
を追加添加する等して生成する重合体の分子量分布を時
系列的に変化させる方法等が可能である。
【0016】また、本発明のアクリル系重合体はその全
部または一部を分岐重合体としてもよく、その製法の例
としては、以下に示す分岐重合体による分子量分布の拡
大方法が使用できる。例えば、エチレングリコールジメ
タクリレート(EGDMA)、1,4−ブタンジオール
ジメタクリレート等を代表とする多官能単量体をMMA
と共重合し得られる共重合体を単官能単量体とさらに共
重合させる際に、多官能単量体と重合度調節剤の添加量
を制御して溶融可能で且つ分子量分布の制御された重合
体を得る方法である。この場合に、重合体のMRW、MRZ
は多官能単量体の使用量及び、通常のラジカル重合で用
いられる分子量調節剤の使用量により制御出来る。
【0017】分子量調節剤の例としては、アルキルメル
カプタン類、アリールメルカプタン類、ポリハロアルカ
ン類、ホスフィン類等を挙げることができる。その他の
分子量分布の拡大法としては、予め生成した重合体を後
から化学的反応により結合させ、より高分子量の非分岐
または分岐の重合体を生成させる方法も可能である。本
発明のアクリル系重合体を得るための重合方法はアクル
系単量体の重合方法として用いられる全ての方法が適用
可能である。例えば、ラジカル重合では塊状重合、溶液
重合、懸濁重合、乳化重合のいずれの方法も可能であ
り、又、アニオン重合、配位重合等であっても良い。
【0018】本発明のアクリル系重合体において、メチ
ルメタクリレートとの共重合に使用する単量体構造単位
の例としては、エチルメタクリレート、ブチルメタクリ
レート、シクロヘキシルメタクリレート、等のアルキル
メタクリレート類、メチルメタクリレート、エチルアク
リレート、ブチルアクリレート等のアルキルアクリレー
ト類、スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン
等の芳香族ビニル化合物類;アクリロニトリル、メタク
リロニトリル等のシアン化ビニル化合物類;N−フェニ
ルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド等のマレ
イミド類等の単量体を付加重合して得られる構造単位が
挙げられる。これらの単量体単位は単独または2種以上
を選んでメチルメタクリレート単量体単位と組み合わせ
る事が出来る。又、重合体のアクリル樹脂本来の特長を
出来るだけ維持するためには、メタクリレート類、アク
リレート類の使用が特に好ましい。
【0019】また、本発明のアクリル系重合体には、そ
の樹脂の性能を阻害しない程度に、滑剤、離型剤、熱安
定剤、酸化防止剤、難燃剤、着色剤、光拡散剤、紫外線
吸収剤等の添加剤を配合することができる。また、AB
S樹脂、多層アクリル系耐衝撃性改良剤等を添加するこ
とができる。又、硝子繊維、炭酸カルシウム、水酸化ア
ルミニウム、硫酸バリウム等の充填剤等を添加する事も
できる。更に、必要に応じて、押出板の表面にアクリル
樹脂または他の熱可塑性樹脂を被覆し、多層押出板とし
て使用する事も出来る。
【0020】本発明の押出板の成形にはスクリュー押出
機による通常のアクリル樹脂押出板の製造設備を用いて
良好に製造できる。又、本発明の押出板は押出板として
も良好に使用出来るだけでなく、種々の圧縮成型法及び
真空成型法、例えば直接真空成型、ドレープ式真空成
型、プラグアシスト式成型、プラグ−リング式真空成
型、スリップリング式真空成型、スナップバック式真空
成型、逆圧成型法等の成型法により良好に成型でき、同
一厚の従来の押出板と比較してより変形率の大きい深絞
り成型が可能である。以上のように本発明の押出板は真
空成型、圧空成形等の加熱成形性に優れたアクリル系押
出板を提供する。
【0021】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。実施例は本発明を説明する為のものであり、本発明
の実施可能範囲を何ら限定するものでは無い。 (A) 〔重合体の製法〕 実施例、比較例で使用する重合体は以下のように溶液重
合法、懸濁重合法により調製した。 (溶液重合法)単量体、重合蛇開始剤、連鎖移動剤、及
び溶媒の混合物を完全混合型の容量3dm3 の反応機に
0.75dm3 /hrの供給速度で導入、反応液を連続
的に払出し、反応器内の反応液の体積を2.9dm3
保った。払出した反応液は連続的にベント式押出機に導
入し、未反応単量体と溶媒を脱揮除去し重合体を得た。 (懸濁重合法)単量体と重合開始剤、連鎖移動剤の混合
物の総量4000gを水150重量部とポリメタクリル
酸カリウム0.6重量部からなる懸濁相6000gに懸
濁させ、重合温度75℃で重合を完結させた。得られた
樹脂粒子を水洗、濾過し、乾燥した。
【0022】(B)[各種物性の測定法] 各種物性の評価方法は下記の通りである。 (1)PMMA換算重量平均分子量、PMMA換算Z平
均分子量;ゲルパーミィエイションクロマトグラフィー
(HLC−8120、TOSHO社製、TSK−gel
−SuperHカラム、TOSHO社製)を用いてテト
ラヒドロフラン(THF)を溶媒として試料濃度0.1
重量%の試料溶液により40℃の測定条件で測定し、ポ
リメチルメタクリレート標準試料(ウオーターズ社製)
を用いて校正し、下記式(3)、(4)で算出した。
【0023】
【数3】
【数4】 (上式でMRi、wi はそれぞれi番目の分画のPMMA
換算分子量、各分画の重合体重量濃度を示し、Σは全分
画にわたる和を意味する。)
【0024】(2)押出成形テスト 90mm単軸押出機により押出板(厚さ3mm)を下記
の条件で押出成形し、目視観察により外観の状態を判断
した。 シリンダー温度最高設定値:270℃ ダイス温度設定値 :270℃ ダイ幅 :1000mm ダイリップ間隔 :5mm 押出吐出量 :190kg/hr ポリッシンングロール(直径200mm):上下方向3
本 ポリッシングロール温度 :95℃ 引取線速 :115mm/分
【0025】(3)圧空成形テスト (2) 記載の方法で作製した板より切り出した400mm
×400mmの押出板を用い以下の様に圧空成形テスト
した。成形品形状直径300mm、高さ80mmの円筒
形、エッジ部分が曲率半径30mmで丸みを付けた容器
状の形状である。板の両面を赤外線ヒーターで150
℃、又は170℃に加熱した後、キャビティー部分を1
kgf/cm2 ・secの速度で減圧すると同時に逆側
の側面を1kgf/cm2 ・secで加圧し、4kgf
/cm2 まで加圧した。その後自然冷却して成形品を取
り出した。成形品の角の丸みを付けた部分の肉厚を測定
した。
【0026】(実施例1〜4)メチルメタクリレート9
2重量部、メチルアクリレート8重量部、エチレングリ
コールジメタクリレート(EGDMA)表1中記載の重
量部、ラウロイルパーオキシド0.08重量部、ノルオ
クチルメルカプン(NOM)を表1記載の重量部、トル
エン20重量部の仕込組成で溶液重合を行い、重合体を
得た。この重合体及びこれらを用いた押出板の評価結果
を表1中に示す。いずれの押出板も外観は良好であっ
た。
【0027】
【表1】 (注)(1) EGDMA;エチレングリコールジメタクリ
レート (2) NOM;ノルオクチルメルカプン (3) MRW;PMMA換算重量平均分子量 (4) MRZ;PMMA換算Z平均分子量
【0028】(実施例5〜9)メチルメタクリレート9
2重量部、メチルアクリレート8重量部、EGDMA、
NOMを表2に記載の重量部、ラウロイルパーオキシド
0.18重量部の混合組成で懸濁重合を行い、重合体を
得た。この重合体及びこれらを用いた押出板の評価結果
を表2中に示す。いずれの押出板も外観は良好であっ
た。
【0029】
【表2】 (注)(1) EGDMA;エチレングリコールジメタクリ
レート (2) NOM;ノルオクチルメルカプン (3) MRW;PMMA換算重量平均分子量 (4) MRZ;PMMA換算Z平均分子量
【0030】(実施例10〜12)メチルメタクリレー
ト95重量部、メチルアクリレート5重量部、トルエン
10重量部、ラウロイルパーオキシド0.08重量部、
NOM0.07重量部の仕込組成で溶液重合法により重
合し、重合体1を得た。メチルメタクリレート95重量
部,メチルアクリレート5重量部、トルエン10重量
部、ラウロイルパーオキシド0.08重量部、NOM
0.005重量部の組成で溶液重合法により重合し、重
合体2を得た。重合体1、重合体2を表3記載の重量
部、トルエン40重量部の混合組成の混合物を合計量6
kgを容量10kgの攪拌装置を備えた混合槽中で窒素
雰囲気下で10時間混合し、その後均一となった溶液を
脱揮し、重合体を回収した。この重合体及びこれらを用
いた押出板の評価結果を表2中に示す。いずれの押出板
も外観は良好であった。
【0031】
【表3】 (注)(1) EGDMA;エチレングリコールジメタクリ
レート (2) NOM;ノルオクチルメルカプン (3) MRW;PMMA換算重量平均分子量 (4) MRZ;PMMA換算Z平均分子量
【0032】(比較例1〜4)メチルメタクリレート9
4重量部、メチルアクリレート6重量部、EGDMA、
NOMを表4に記載の重量部及びトルエン10重量部の
仕込組成で溶液重合により重合体を得た。これらの重合
体及びこれらを用いた押出板の評価結果を表4中に示
す。表中に、押出板の外観を記した様に、MRWが過大な
例では、押出成形時に押出機内で樹脂温度の上昇が観察
され、押出板に気泡と表面荒れが発生した。また、MRW
/MRZが1.7未満では加熱成形後の肉厚が薄くなる偏
肉現象をじた。
【0033】
【表4】 (注)(1) EGDMA;エチレングリコールジメタクリ
レート (2) NOM;ノルオクチルメルカプン (3) MRW;PMMA換算重量平均分子量 (4) MRZ;PMMA換算Z平均分子量
【0034】
【発明の効果】以上の様に、本発明のアクリル系重合体
を用いた樹脂押出板は、アクリル樹脂板の特長を生かし
てあらゆる用途に使用できるが、特に、圧空成形、真空
成形等の二次加熱成形性に優れ、照明カバー、各種容
器、看板、エクステリア、ディスプレー等に要求される
深絞り成形に好適に使用できるアクリル系押出板を提供
する。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 メチルメタクリレート単量体単位を70
    重量%以上含有し、ゲルパーミエイションクロマトグラ
    フィーによりポリメチルメタクリレート換算平均分子量
    を測定したとき、ポリメチルメタクリレート換算重量平
    均分子量が7×104 以上50×104 以下であり、ポ
    リメチルメタクリレート換算Z平均分子量とポリメチル
    メタクリレート換算重量平均分子量の比が1.7以上で
    ある事を特徴とする、アクリル系重合体を用いた樹脂押
    出板。
JP7095873A 1995-03-30 1995-03-30 アクリル系重合体を用いた押出板 Withdrawn JPH08267529A (ja)

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