JPWO2015137309A1 - アクリル樹脂組成物及びその製造方法、並びにアクリル樹脂フィルム - Google Patents

アクリル樹脂組成物及びその製造方法、並びにアクリル樹脂フィルム Download PDF

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Abstract

本発明の目的は、ブロッキングの発生が抑制され、優れた外観を有するアクリル樹脂フィルムの原料となるアクリル樹脂組成物を提供することである。本発明は、アクリル重合体Aと、アンチブロッキング剤Bと、下記の非架橋アクリル重合体Cとを含有する、アクリル樹脂組成物である。非架橋アクリル重合体C;メタクリル酸メチルc1 50〜100質量%を含有する単量体成分の重合体であり、還元粘度が0.2〜2L/gである重合体。

Description

本発明は、アクリル樹脂組成物及びその製造方法、並びにアクリル樹脂フィルムに関する。
アクリル樹脂製の成形体は透明性に優れており、美しい外観と耐候性を有することから、電器部品、車輌部品、光学用部品、装飾品、看板等の用途に幅広く用いられている。特に、ゴム含有重合体を含有するアクリル樹脂組成物からなるアクリル樹脂成形体は広く利用されている。
このようなゴム含有重合体は、例えば、乳化重合法等によって製造されている。具体的には、ポリブタジエンラテックス、スチレン−ブタジエン共重合体ラテックス、スチレン−ブタジエン−アクリロニトリル共重合体ラテックス、アクリルゴムラテックスを乳化重合法で製造する。そして、これらのラテックスに対して塩析、酸析凝固、噴霧乾燥、又は凍結乾燥の処理を行うことによって、粉体状の重合体を分離回収する。この粉体状の重合体には、通常、適宜、配合剤が添加される。そして、配合剤が添加された重合体は、単軸押出機や二軸押出機等で溶融混練されてストランドとして押出され、コールドカット法やホットカット法でカットされて、ペレット化される。次いで、このペレットは成形機に供給されてアクリル樹脂成形体に加工される。
フィルム状のアクリル樹脂成形体(以下「アクリル樹脂フィルム」ともいう。)は、透明性、耐候性、柔軟性、加工性に優れているという特徴を有する。この特徴を活かし、アクリル樹脂フィルムは各種樹脂成形品、木工製品及び金属成形品の表面に積層されている。
特許文献1は、ロール間延伸による光学フィルムの製造において、加熱ロールへの融着によるフィルムの破断や段状の面状欠陥(段ムラ)、延伸ムラのない平滑なフィルムの製造方法を提案している。
特許文献2は、ベースの透明性合成樹脂に合わせた屈折率を持つガラスを微粉末にして添加することにより、透明性を阻害せずブロッキング性と滑り性が改良されたフィルムを提案している。
特許文献3は、異物が1個/m以下である、優れた外観を有するアクリル樹脂フィルムを提案している。
特開2010−275434号公報 特開昭57−195153号公報 特開平09−263614号公報
しかしながら、上述の特許文献1及び特許文献2で提案されている製造方法で得られるフィルムでは、アンチブロッキング剤しか添加されておらず、ブロッキング防止という面で効果が不充分な場合がある。また、これらのフィルムを薄膜化した場合、ブロッキング防止剤の粒子径が大きいため、表面の凹凸が大きくなり、透明性が損なわれたフィルムとなる場合があった。
また、特許文献3では、高分子量の熱可塑性重合体しか添加されていないため、特許文献1及び特許文献2と同様にブロッキングを防止するという面で効果が不充分である場合があった。
そこで、本発明の目的は、ブロッキングの発生が抑制され、優れた外観を有するアクリル樹脂フィルムの原料となるアクリル樹脂組成物を提供することである。
本発明は、下記の手段を提供する。
[1]アクリル重合体Aと、アンチブロッキング剤Bと、下記の非架橋アクリル重合体Cとを含有する、アクリル樹脂組成物:
非架橋アクリル重合体C;メタクリル酸メチルc1 50〜100質量%を含有する単量体成分の重合体であり、還元粘度が0.2〜2L/gである重合体。
[2]アクリル重合体A 100質量部に対して、
アンチブロッキング剤Bの含有量が0.01〜0.5質量部であり、
非架橋アクリル重合体Cの含有量が0.1〜5質量部である、[1]に記載のアクリル樹脂組成物。
[3]アンチブロッキング剤Bの平均一次粒子径が5nm〜10μmである、[1]又は[2]に記載のアクリル樹脂組成物。
[4]アンチブロッキング剤Bが無機粒子である、[1]〜[3]のいずれかに記載のアクリル樹脂組成物。
[5]アンチブロッキング剤Bが二酸化珪素である、[1]〜[4]のいずれかに記載のアクリル樹脂組成物。
[6]アクリル重合体Aが、ゴム含有重合体A1及びゴム非含有重合体A2の少なくとも一方を含む、[1]〜[5]のいずれかに記載のアクリル樹脂組成物。
[7]アクリル重合体A中の、ゴム含有重合体A1の含有率が10〜100質量%、ゴム非含有重合体A2の含有率が90〜0質量%である、[6]に記載のアクリル樹脂組成物。
[8]ゴム非含有重合体A2の還元粘度が0.03〜0.1L/gである、[6]又は[7]に記載のアクリル樹脂組成物。
[9][1]〜[8]のいずれかに記載のアクリル樹脂組成物を成形して得られる、アクリル樹脂フィルム。
[10]引張弾性率が800〜1500MPaであり、膜厚が20〜150μmである[9]に記載のアクリル樹脂フィルム。
[11]少なくとも一方の面の算術平均粗さRaが9〜16nmであり、少なくとも一方の面の最大高さ粗さRzが300〜1550nmである、アクリル樹脂フィルム。
[12]少なくとも一方の面の算術平均粗さRaが9〜16nmであり、少なくとも一方の面の最大高さ粗さRzが300〜1550nmである、[9]又は[10]に記載のアクリル樹脂フィルム。
[13]JIS K7105に基づいて測定したヘーズの値が2%以下であり、JIS K7105に基づいて測定した光沢度の値が135%以上である[9]〜[12]のいずれかに記載のアクリル樹脂フィルム。
[14]アクリル重合体Aと、アンチブロッキング剤Bと、下記の非架橋アクリル重合体Cとを配合する、アクリル樹脂組成物の製造方法。
非架橋アクリル重合体C;メタクリル酸メチルc1 50〜100質量%を含有する単量体成分の重合体であり、還元粘度が0.2〜2L/gである重合体。
本発明によれば、ブロッキングの発生が抑制され、優れた外観を有するアクリル樹脂フィルムの原料となるアクリル樹脂組成物を提供することができる。
以下、本発明のアクリル樹脂組成物及びアクリル樹脂フィルムについて説明する。尚、以下の説明において「アクリル酸アルキル」及び「メタクリル酸アルキル」とは、各々、アクリル酸のアルキルエステル及びメタクリル酸のアルキルエステルを意味する。また「(メタ)アクリル酸アルキル」とは、アクリル酸アルキル及び/又はメタクリル酸アルキルを意味する。
<アクリル重合体A>
本発明におけるアクリル重合体Aとしては、例えば、下記のゴム含有重合体A1及びゴム非含有重合体A2から選ばれる少なくとも1種を用いることができる。アクリル重合体Aは、ゴム含有重合体A1及びゴム非含有重合体A2からなってもよい。
ゴム含有重合体A1は、アクリル酸アルキルを30質量%以上含む単量体成分aを重合して得られるゴム重合体の存在下に、メタクリル酸アルキルを51質量%以上含む単量体成分bを重合して得られるゴム含有重合体であることが好ましい。
ゴム含有重合体A1は、アクリル酸アルキルを30質量%以上含む単量体成分aを重合してゴム重合体を製造する工程、及び、該ゴム重合体の存在下にメタクリル酸アルキルを51質量%以上含む単量体成分bを重合する工程を経て製造される重合体であることが好ましい。
単量体成分aは、それを単独で重合して得られる重合体のガラス転移温度(Tg)が−50〜25℃となる成分であることが好ましい。また、単量体成分bは、それを単独で重合して得られる重合体のガラス転移温度(Tg)が70〜120℃となる成分であることが好ましい。
上述の単量体成分aを重合する工程の前に、それ(単量体成分s)を単独で重合して得られる重合体のTgが70〜120℃となる単量体成分sを乳化重合する工程を含むことができる。また、単量体成分aの乳化重合工程と単量体成分bの乳化重合工程の間には、必要に応じて単量体成分c等を乳化重合する工程を含むことができる。
アクリル重合体Aは、ゴム非含有重合体A2を含んでもよい。また、アクリル重合体Aは、ゴム含有重合体A1及びゴム非含有重合体A2を含んでもよい。
ゴム非含有重合体A2は、炭素数1〜4のアルキル基を有するメタクリル酸アルキル50〜100質量%及びこれと共重合可能な他のビニル単量体0〜50質量%とからなる単量体成分の重合体であり、還元粘度が0.03〜0.1L/gである熱可塑性を有する重合体であることが好ましい。該還元粘度は0.03〜0.08L/gであることがより好ましい。
尚、この還元粘度は、重合体0.1gをクロロホルム100mlに溶解し、オストワルド型細管式粘度管を用いて25℃でクロロホルムに対する相対粘度を求め算出される。
還元粘度をこの範囲にするためには、用いる連鎖移動剤又は重合開始剤の使用量を制御することが好ましい。例えば、ゴム非含有重合体A2の原料となる単量体100質量部に対し、連鎖移動剤の含有量を0.005〜0.05質量部とすることが好ましい。
ゴム非含有重合体A2において、前記メタクリル酸アルキルの単量体成分中の含有率は50〜100質量%であり、70〜100質量%であることが好ましい。メタクリル酸アルキルと共重合可能な他のビニル単量体の単量体成分中の含有率は、0〜50質量%であり、0〜30質量%であることが好ましい。メタクリル酸アルキルは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。メタクリル酸アルキルについて、アルキル基は直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。メタクリル酸アルキルとしては、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n−,i−プロピル、又はメタクリル酸n−,i−,t−ブチルが挙げられる。
メタクリル酸アルキルと共重合可能な他のビニル単量体としては、例えば、アクリル酸アルキル、芳香族ビニル単量体、シアン化ビニル単量体が挙げられる。共重合可能な他のビニル単量体は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。アクリル酸アルキルについて、アルキル基は直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。アクリル酸アルキルとしては、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−,i−プロピル、アクリル酸n−,i−,t−ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、及びアクリル酸n−オクチルが挙げられる。芳香族ビニル単量体としては、スチレン、α−メチルスチレン、クロルスチレン、ビニルトルエンが挙げられる。また、シアン化ビニル単量体としては、アクリロニトリル、メタクリロニトリルが挙げられる。
また、ゴム非含有重合体A2のガラス転移温度は80〜110℃であることが好ましい。
このようなゴム非含有重合体A2の具体例としては、三菱レイヨン(株)製の「アクリペットVH」、「アクリペットMD」、「アクリペットMF」(いずれも商品名)が挙げられる。
ゴム含有重合体A1のアクリル重合体A中の含有率は、10〜100質量%であることが好ましく、20〜100質量%であることがより好ましい。ゴム非含有重合体A2のアクリル重合体A中の含有率は、90〜0質量%であることが好ましく、80〜0質量%であることがより好ましい。
〔ゴム含有重合体A1の製造方法〕
上記ゴム含有重合体A1の製造方法について、先ず単量体成分を説明し、次いで重合方法を説明する。
〔単量体成分a〕
単量体成分aは、単量体の総量100質量%を基準にして、アクリル酸アルキルを30質量%以上含む単量体混合物である。単量体成分aは、一段目の重合の原料となることが好ましい。単量体成分aを原料として重合することによってゴム重合体が製造される。
単量体成分aにおけるアクリル酸アルキル(以下、「単量体a1」という場合がある。)について、アルキル基は直鎖状、分岐状のいずれであってもよい。アクリル酸アルキルとしては、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−,i−プロピル、アクリル酸n−,i−,t−ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、及びアクリル酸n−オクチルが挙げられる。これらの中で、アクリル酸n−ブチルが好ましい。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
単量体成分a中のアクリル酸アルキル以外の単量体としては、例えば、メタクリル酸アルキル(以下、「単量体a2」という場合がある。)、これら(アクリル酸アルキル又はメタクリル酸アルキル)と共重合可能な二重結合を1個有する他の単量体(以下、「単官能性単量体a3」という場合がある。)、及び多官能性単量体(以下、「多官能性単量体a4」という場合がある。)が挙げられる。
単量体成分aにおけるメタクリル酸アルキルについて、アルキル基は直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。メタクリル酸アルキルとしては、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n−,i−プロピル及びメタクリル酸n−,i−,t−ブチルが挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
単官能性単量体a3としては、例えば、アクリル酸アルコキシ、アクリル酸シアノエチル、アクリルアミド、(メタ)アクリル酸等のアクリル系単量体;スチレン、アルキル置換スチレン等の芳香族ビニル単量体;及びアクリロニトリル、メタクリロニトリル等のシアン化ビニル単量体が挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
多官能性単量体a4としては、共重合性の二重結合を1分子内に2個以上有する架橋性単量体が挙げられ、具体例としては以下のものが挙げられる。ジ(メタ)アクリル酸エチレングリコール、ジ(メタ)アクリル酸1,3−ブチレングリコール、ジ(メタ)アクリル酸1,4−ブチレングリコール、ジ(メタ)アクリル酸プロピレングリコール等のジ(メタ)アクリル酸アルキレングリコール;ジビニルベンゼン、トリビニルベンゼン等のポリビニルベンゼン;及びトリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート等のシアヌレート系単量体、メタクリル酸アリル等のα,β−不飽和カルボン酸又はジカルボン酸のアリル、メタリル又はクロチルエステル。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
単量体成分a中のアクリル酸アルキルの含有率は、好ましくは30〜99.9質量%であり、より好ましくは35質量%以上である。単量体成分a中のメタクリル酸アルキルの含有率は、好ましくは0〜69.9質量%であり、より好ましくは65質量%以下であり、更に好ましくは60質量%以下である。単量体成分a中の単官能性単量体a3の含有率は、好ましくは0〜20質量%であり、より好ましくは10質量%以下である。単量体成分a中の多官能性単量体a4の含有率は、好ましくは0.1〜10質量%である。
ゴム重合体のガラス転移温度(以下「Tg」という。)は、例えばフィルム用途における柔軟性、及び衝撃強度改質剤用途における耐衝撃性の点から、好ましくは−50℃以上25℃以下である。尚、本発明においては、Tgは、ポリマーハンドブック〔Polymer HandBook(J.Brandrup,Interscience,1989)〕に記載されている値を用いてFOXの式から算出される値をいう。
また、ゴム含有重合体A1中のゴム重合体の含有率は、例えばフィルム用途におけるゴム含有重合体A1の製膜性、及び衝撃強度改質剤用途におけるゴム含有重合体A1が添加された樹脂成形体の耐衝撃性の点から、好ましくは5〜70質量%である。
ゴム含有重合体A1中の単量体成分aは、1段で重合してもよく、2段以上に分けて重合してもよい。換言すると、ゴム重合体は、1段で構成されてもよく、2段以上で構成されてもよい。2段以上で重合する場合、それぞれの重合において、単量体成分aの組成は同一でもよく、異なっていてもよい。
〔単量体成分b〕
単量体成分bは最終段目の重合の原料となる単量体混合物であり、ゴム含有重合体A1の成形性、機械的性質に関与する成分である。単量体成分bを単独で重合させた際のTgは、耐熱性、成形性等の点から、好ましくは70℃以上120℃以下である。単量体成分bを原料として重合することによって硬質重合体が製造される。
単量体成分bにおけるメタクリル酸アルキルの説明は、単量体成分aにおけるメタクリル酸アルキルの説明と同じとすることができ、メタクリル酸アルキルとしては、例えば、「単量体a2」として挙げた1種又は2種以上の単量体を用いることができる。
単量体成分b中の、メタクリル酸アルキル以外の他の単量体としては、アクリル酸アルキル、及びこれら(メタクリル酸アルキル又はアクリル酸アルキル)と共重合可能な二重結合を1個有する他の単量体(以下、「単官能性単量体b3」という場合がある。)を挙げることができる。
アクリル酸アルキルの説明は、「単量体a1」の説明と同じとすることができ、例えば、「単量体a1」として挙げた1種又は2種以上の単量体を用いることができる。
単官能性単量体b3の説明は、「単官能性単量体a3」の説明と同じとすることができ、例えば、「単官能性単量体a3」として挙げた1種以上の単量体を用いることができる。
単量体成分bは、1段で重合してもよく、2段以上に分けて重合してもよい。換言すると、硬質重合体は、1段で構成されてもよく、2段以上で構成されてもよい。2段以上で重合する場合、それぞれの重合において、単量体成分bの組成は同一でもよく、異なっていてもよい。単量体成分b中のメタクリル酸アルキルの含有率は、好ましくは51〜100質量%であり、より好ましくは60質量%以上であり、更に好ましくは70質量%以上である。単量体成分b中のアクリル酸アルキルの含有率は、好ましくは0〜20質量%であり、より好ましくは10質量%以下である。単量体成分b中の単量体b3の含有率は、好ましくは0〜49質量%であり、より好ましくは40質量%以下であり、更に好ましくは30質量%以下であり、特に好ましくは20質量%以下である。
ゴム含有重合体A1の重合方法の全工程において使用される単量体成分の総量100質量%を基準にして、単量体成分bの使用量は、例えばフィルム用途におけるゴム含有重合体A1の製膜性、及び衝撃強度改質剤用途におけるゴム含有重合体A1が添加された樹脂成形体の耐衝撃性の点から、好ましくは30〜95質量%である。
〔単量体成分s〕
上述のように、単量体成分aを重合してゴム重合体を製造する工程の前に、単量体成分sを乳化重合する工程を含むことができる。単量体成分sを単独で重合して得られる重合体のTgは70〜120℃である。単量体成分sとしては単量体成分bと同じものを挙げることができる。
〔単量体成分c〕
上述のように、単量体成分aを重合してゴム重合体を製造する工程と、該ゴム重合体の存在下に単量体成分bを重合する工程との間に、単量体成分cをゴム重合体の存在下に乳化重合する工程を含むことができる。
単量体成分cとしては、アクリル酸アルキル9.9〜90質量%、メタクリル酸アルキル0〜90質量%、これら(アクリル酸アルキル又はメタクリル酸アルキル)と共重合可能な二重結合を1個有する他の単量体0〜20質量%、及び多官能性単量体0.1〜10質量%を含む混合物が挙げられる。ここで用いられる他の単量体及び多官能性単量体としては、前述の単官能性単量体a3及び多官能性単量体a4が挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
単量体成分cを乳化重合する工程は、1段で重合してもよく、2段以上に分けて重合してもよいが、2段以上に分けて重合することが好ましい。2段以上で重合する場合、それぞれの重合において、単量体成分cの組成は同一でもよく、異なっていてもよい。
また、単量体成分cには界面活性剤を添加してもよく、更に水と混合・撹拌して乳化液として重合容器内に供給してもよい。
〔重合方法〕
ゴム含有重合体A1の製造法としては、例えば、逐次多段乳化重合法が挙げられる。例えば、3段階で重合する方法として、以下の工程が挙げられる。工程1;ゴム重合体を得るための単量体成分a、水及び界面活性剤を混合して乳化液とした状態で重合容器内に供給して重合する。工程2;単量体成分cを重合容器内に供給して重合する。工程3;更に単量体成分b、水及び界面活性剤を混合して乳化液とした状態で重合容器内に供給して重合する。尚、単量体成分cを重合容器内に供給して重合する工程は、必要に応じて行われる工程である。
上記のゴム含有重合体A1を用いて得られる製品は、粗大粒子が少ないという利点を有する。特に製品がフィルムである場合、フィッシュアイが少ないという利点を有する。
逐次多段乳化重合法で製造する際に使用される界面活性剤としては、例えば、アニオン系、カチオン系及びノニオン系の界面活性剤が挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
アニオン系の界面活性剤としては、例えば以下のものが挙げられる。ロジン石鹸、オレイン酸カリウム、ステアリン酸ナトリウム、ミリスチン酸ナトリウム、N−ラウロイルサルコシン酸ナトリウム、アルケニルコハク酸ジカリウム系等のカルボン酸塩;ラウリル硫酸ナトリウム等の硫酸エステル塩;ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム系等のスルホン酸塩;及び、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルリン酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸ナトリウム等のリン酸エステル塩。アニオン系の界面活性剤の市販品の具体例としては、以下の商品名のものが挙げられる。三洋化成工業(株)製のエレミノールNC−718、東邦化学工業(株)製のフォスファノールLO−529、フォスファノールRS−610NA、フォスファノールRS−620NA、フォスファノールRS−630NA、フォスファノールRS−640NA、フォスファノールRS−650NA及びフォスファノールRS−660NA、並びに花王(株)製のラテムルP−0404、ラテムルP−0405、ラテムルP−0406及びラテムルP−0407。
単量体成分、水及び界面活性剤を混合して乳化液を調製する方法としては、例えば以下の(1)〜(3)の方法が挙げられる。(1)水中に単量体成分を仕込んだ後、界面活性剤を投入する方法。(2)水中に界面活性剤を仕込んだ後に単量体成分を投入する方法。(3)単量体成分中に界面活性剤を仕込んだ後に水を投入する方法。
単量体成分を水及び界面活性剤と混合して乳化液を調製するための混合装置としては、例えば、攪拌翼を備えた攪拌機;ホモジナイザー、ホモミキサー等の強制乳化装置;及び膜乳化装置が挙げられる。
乳化液としては、単量体成分の油中に水滴が分散したW/O型、水中に単量体成分の油滴が分散したO/W型のいずれの分散体でも使用することができる。O/W型であってかつ分散相の油滴の直径が100μm以下であることが好ましく、50μm以下であることがより好ましく、15μm以下であることが更に好ましい。
乳化液の調製に用いる界面活性剤の量は、重合のすべての段階(工程)において使用される単量体成分の総量を100質量部としたとき、0.5質量部以上1.6質量部以下とすることが望ましい。逐次多段重合体の粒径調整において、通常、一段目の界面活性剤の使用量により粒径が調整される。しかしながら、単量体成分に加える界面活性剤とは別に、重合容器内に予め仕込む水(水性媒体)中に界面活性剤を添加することにより、少ない界面活性剤の使用量で、ゴム含有重合体の粒子径を小さくすることができる。
単量体成分a及び単量体成分bを重合する際、又は更に単量体成分cを重合する際に使用される重合開始剤及び連鎖移動剤としては公知のものが使用できる。重合開始剤及び連鎖移動剤の添加方法としては、例えば、水相中及び単量体相中のいずれか一方に添加する方法、又は両相中に添加する方法が挙げられる。
重合開始剤としては、例えば、過酸化物、アゾ系開始剤及びレドックス系開始剤が挙げられる。レドックス系開始剤とは、過酸化物と酸化剤又は還元剤を組み合わせた開始剤、及びアゾ系開始剤と酸化剤又は還元剤を組み合わせた開始剤であり、レドックス系開始剤の具体例としては、硫酸第一鉄、エチレンジアミン四酢酸ニナトリウム、ソジウムホルムアルデヒドスルホキシレート及びヒドロパーオキサイドを組み合わせたスルホキシレート系開始剤が挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
連鎖移動剤としては、例えば、炭素数2〜20のアルキルメルカプタン、メルカプト酸類、チオフェノール及び四塩化炭素が挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。アルキルメルカプタンとしては、例えば、n−オクチルメルカプタンが挙げられる。
ゴム含有重合体A1のラテックスの製造方法として、上述のように、単量体成分a、水及び界面活性剤を混合して乳化液とした状態で反応器内に供給して重合した後に、単量体成分cを反応器内に供給して重合し、更に単量体成分b、水及び界面活性剤を混合して乳化液とした状態で反応器内に供給して重合する方法で製造する方法が挙げられる。この場合、硫酸第一鉄、エチレンジアミン四酢酸ニナトリウム及びソジウムホルムアルデヒドスルホキシレート2水和物を含む、反応器内の水溶液を重合温度まで昇温した後に、単量体成分a、水及び界面活性剤を混合した乳化液を反応器内に供給して重合した後に、単量体成分cを反応器内に供給して重合し、更に単量体成分b、水及び界面活性剤を混合した乳化液を反応器内に供給して重合する方法が好ましい。
ゴム含有重合体A1のラテックスを得るための重合温度としては、用いる重合開始剤等の種類や量によって異なるが、例えば、40〜120℃程度である。
上記の方法で得られたゴム含有重合体A1のラテックスは、必要に応じて濾材を配した濾過装置を用いて処理することができる。
このようにして得られたゴム含有重合体A1のラテックスは、ラテックス状態のままで各種用途に使用することができる。また、塩析凝固法、酸析凝固法、凍結凝固法、スプレードライ法等、公知の方法により、ラテックス中からゴム含有重合体A1を回収し、これを乾燥して、ゴム含有重合体A1を得ることができる。ゴム含有重合体A1は粉体として使用することができる。更に、この粉体を溶融押し出ししてペレット化することができる。
ゴム含有重合体A1を、金属塩を用いた塩析処理による凝固法で回収する場合、最終的に得られたゴム含有重合体A1中の残存金属含有率を800ppm以下にすることが好ましい。残存金属含有率は微量であるほど好ましい。
<アンチブロッキング剤B>
本発明のアクリル樹脂組成物はアンチブロッキング剤Bを含有する。アンチブロッキング剤Bは、アクリル樹脂組成物中で粒子として存在し、フィルムに製造された際に表面に凹凸を形成する機能を有する。
アンチブロッキング剤Bとしては、例えば、二酸化珪素、タルク、珪藻土等の無機粒子、ポリメチルメタクリレートの架橋粒子が挙げられる。アンチブロッキング剤Bとしては、二酸化珪素が好ましい。
アンチブロッキング剤Bの大きさは、平均一次粒子径が5nm〜10μmであることが好ましい。アンチブロッキング剤Bの平均一次粒子径が5nm以上である場合、ブロッキング防止効果を向上することができる。また、アンチブロッキング剤Bの平均一次粒子径が10μm以下である場合、フィッシュアイの発生や透明性の低下を抑制することができる。アンチブロッキング剤Bの平均一次粒子径としては5〜50nmであることがより好ましい。
アンチブロッキング剤Bの平均一次粒子径は、BET法による比表面積から計算することができる。また、平均一次粒子径はレーザー法を用いても測定することができる。
アンチブロッキング剤Bの含有量は、アクリル重合体A 100質量部に対し、0.01〜0.5質量部であることが好ましく、0.02〜0.4質量部であることがより好ましい。アンチブロッキング剤Bの含有量が0.01質量部以上である場合、充分なブロッキング防止効果を奏することができる。アンチブロッキング剤Bの含有量が0.5質量部以下である場合、得られるアクリル樹脂成形体(例えばフィルム)の透明性が低下することを効果的に抑制することができ、又は、フィッシュアイの発生を効果的に低減することができる。
<非架橋アクリル重合体C>
本発明のアクリル樹脂組成物は下記非架橋アクリル重合体Cを含有する。
非架橋アクリル重合体Cは、メタクリル酸メチルc1 50〜100質量%を含有する単量体成分の重合体であり、還元粘度(重合体0.1gをクロロホルム100mlに溶解し、オストワルド型細管式粘度管を用いて、25℃でクロロホルムに対する相対粘度を求め算出)が0.2〜2L/gである重合体である。該単量体成分は、メタクリル酸メチルc1と共重合可能な他のビニル系単量体c2 50〜0質量%を含有してもよい。重合は乳化重合で行われ、凝析工程又は乾燥工程を経て、粉体として回収(固液分離)される。
非架橋アクリル重合体Cは、メタクリル酸メチルc1 50〜100質量%と、これと共重合可能な他のビニル系単量体c2 50〜0質量%とを重合して得られることが好ましい。また、非架橋アクリル重合体Cは、メタクリル酸メチルc1 50〜90質量%と、これと共重合可能な二重結合を有する他のビニル系単量体c2 50〜10質量%との重合体であることがより好ましい。これ(メタクリル酸メチル)と共重合可能な他のビニル系単量体は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。メタクリル酸メチルと共重合可能な他のビニル系単量体としては、例えば、炭素数1〜8のアルキル基を有するアクリル酸アルキル、炭素数2〜4のアルキル基を有するメタクリル酸アルキル、芳香族ビニル単量体、シアン化ビニル単量体が挙げられる。炭素数1〜8のアルキル基を有するアクリル酸アルキルは直鎖状、分岐状のいずれでもよく、その具体例としては、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−オクチルが挙げられる。また、炭素数2〜4のアルキル基を有するメタクリル酸アルキルは、直鎖状、分岐状のいずれでもよく、その具体例としては、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチルが挙げられる。芳香族ビニル単量体としては、スチレン、α−メチルスチレン、クロルスチレン、ビニルトルエンが挙げられる。また、シアン化ビニル単量体としてはアクリロニトリル、メタクリロニトリルが挙げられる。他のビニル系単量体c2としては、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、アクリル酸ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシルが好ましい。
非架橋アクリル重合体Cは、還元粘度(重合体0.1gをクロロホルム100mlに溶解し、オストワルド型細管式粘度管を用いて、25℃でクロロホルムに対する相対粘度を求め算出)が0.2〜2L/gとなるように重合した重合体である。非架橋アクリル重合体Cにより、アクリル樹脂組成物をフィルムに成形する際の加工性やブロッキング防止性能を向上することができる。製造する際の連鎖移動剤又は重合開始剤の使用量を調整することにより、還元粘度をこの範囲にすることができる。例えば、非架橋アクリル重合体Cの原料として用いる単量体成分総量100質量部に対し、0〜0.02質量部の連鎖移動剤を用いることが好ましい。
非架橋アクリル重合体Cの含有量は、アクリル重合体A100質量部に対し、0.1〜5質量部であることが好ましく、0.5〜4質量部であることがより好ましい。非架橋アクリル重合体Cの含有量が0.1質量部以上である場合、充分なブロッキング防止効果を奏することができる。非架橋アクリル重合体Cの含有量が5質量部以下である場合、得られるアクリル樹脂フィルムの光沢を向上することができ、又は、得られるフィルムの熱収縮率が大きくなることを抑制することができる。
非架橋アクリル重合体Cは、1段で重合してもよく、2段以上に分けて重合してもよい。換言すると、非架橋アクリル重合体Cは、1段で構成されてもよく、2段以上で構成されてもよい。2段以上で重合する場合、それぞれの重合において、単量体成分の組成は同一でもよく、異なっていてもよい。
非架橋アクリル重合体Cは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
<添加剤>
本発明のアクリル樹脂組成物は、必要に応じて、添加剤を含むことができる。添加剤としては、例えば、安定剤、滑剤、加工助剤、可塑剤、耐衝撃助剤、発泡剤、充填剤、着色剤、紫外線吸収剤を挙げることができる。
アクリル樹脂成形体がアクリル樹脂フィルムであって基材の保護層として使用される場合、耐候性を付与するためにアクリル樹脂組成物は紫外線吸収剤を含有することが好ましい。紫外線吸収剤としては、分子量400以上のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、分子量400以上のトリアジン系紫外線吸収剤が好ましく挙げられる。前者の市販品としては、例えば、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ(株)の商品名チヌビン234、(株)ADEKAの商品名アデカスタブLA−31が挙げられる。後者の市販品としては、例えば、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ(株)の商品名チヌビン1577、(株)ADEKAの商品名アデカスタブLA−46が挙げられる。
紫外線吸収剤の添加量は、アクリル重合体A 100質量部に対し、0.1〜10質量部であることが好ましい。紫外線吸収剤の添加量は、耐候性の観点から、アクリル重合体A 100質量部に対し、0.5質量部以上であることがより好ましく、1質量部以上であることが更に好ましい。また、紫外線吸収剤の添加量は、製膜時の工程汚れを防止する観点、成形体の透明性の観点から、アクリル重合体A 100質量部に対し、5質量部以下であることがより好ましく、3質量部以下であることが更に好ましい。
アクリル樹脂組成物には、光安定剤が含有されていることが好ましい。光安定剤としては、公知のものを用いることができる。光安定剤としては、ヒンダードアミン系光安定剤等のラジカル捕捉剤が好ましい。このような光安定剤の市販品としては、(株)ADEKAのアデカスタブLA−57、アデカスタブLA−67、サノールLS−770、BASF社のCHIMASSORB2020FDL、CHIMASSORB944FDL(いずれも商品名)等が挙げられる。
ヒンダードアミン系光安定剤の含有量は、アクリル重合体A 100質量部に対し、0.1〜5質量部であることが好ましい。ヒンダードアミン系光安定剤の含有量は、耐光性の観点から、アクリル重合体A 100質量部に対し、0.2質量部以上であることがより好ましい。また、ヒンダードアミン系光安定剤の含有量は、製膜時の工程汚れを防止する観点から、アクリル重合体A 100質量部に対し、2質量部以下であることがより好ましく、1.5質量部以下であることが更に好ましい。
本発明のアクリル樹脂組成物は成形することにより、アクリル樹脂フィルムにすることができる。
<溶融混練>
アクリル樹脂組成物は押出機等によって溶融混練され、アクリル樹脂フィルムに成形されることができる。
押出機としては、一軸、同方向二軸、異方向二軸等の一般的な装置が挙げられる。例えば、混練効果の観点から、二軸混練押出機が好ましく挙げられる。二軸押出機としては、例えば、東芝機械(株)製のTEMシリーズが挙げられる。
押出機は原料であるアクリル樹脂組成物中の水分や溶融混練樹脂から発生する揮発ガスを脱気できるベントを有するものが好ましい。ベントには真空ポンプの如き減圧用ポンプが好ましく設置される。かかる設置により発生水分や揮発ガスは効率よく押出機外部へ排出される。また、押出原料中に混入した異物等を除去するためのスクリーンを押出機のダイ部前のゾーンに設置し、異物を樹脂組成物から取り除くことも可能である。かかるスクリーンとしては金網、スクリーンチェンジャー、及び焼結金属プレート(ディスクフィルター等)が例示される。
<アクリル樹脂フィルム>
本実施形態のアクリル樹脂フィルムは、溶融流延法、Tダイ法、インフレーション法等の溶融押出法、カレンダー法等の公知の方法によって製造することができるが、経済性の点からTダイ法が好ましい。成形時の溶融温度は100〜280℃であることが好ましい。
Tダイ法等で溶融押出しをする場合は、フィルム中のフィッシュアイ低減の観点から、200メッシュ以上のスクリーンメッシュで溶融状態にあるアクリル樹脂組成物を濾過しながら押出することが好ましい。
〔積層フィルム〕
本実施形態のアクリル樹脂フィルムの表面には他の樹脂を積層することができる。例えば、高い表面硬度が必要な場合は、本実施形態のアクリル樹脂フィルムよりも表面硬度が高いアクリル樹脂を本実施形態のアクリル樹脂フィルムの表面に配置することができる。具体的には、鉛筆硬度(JIS K5400に基づく測定)が2H以上のアクリル樹脂を用いることによって、耐成形白化、表面硬度(耐擦傷性)、及び耐熱性を備えたアクリル樹脂積層フィルムを得ることができる。
また、本実施形態のアクリル樹脂フィルムの表面には、耐候性、耐溶剤性を向上させる観点から、フッ素系樹脂を配置してもよい。フッ素系樹脂の種類は、例えば、公知のフッ素系樹脂を用いることができる。フッ素系樹脂としては、例えば、フッ化ビニリデン重合体、又はフッ化ビニリデンとフッ化ビニルとの共重合体、テトラフルオロエチレン、あるいはア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等のアクリル系単量体とフッ化ビニリデンとの共重合体、又はフッ化ビニリデン重合体を主成分とした樹脂組成物が挙げられる。
積層フィルム中におけるフッ素系樹脂層の位置は、アクリル樹脂フィルムの耐候性及び耐溶剤性の観点から、フッ素系樹脂層はアクリル樹脂フィルムの上層(好ましくは最表層)に設けることが好ましい。このフッ素系樹脂層は、必要に応じて、一般の配合剤、例えば、安定剤、滑剤、加工助剤、可塑剤、耐衝撃剤、発泡剤、充填剤、抗菌剤、防カビ剤、離型剤、帯電防止剤、着色剤、艶消し剤、紫外線吸収剤、光安定化剤を含むことができる。
アクリル樹脂フィルムと他の樹脂を積層する方法としては、例えば以下の(1)〜(4)の方法が挙げられる。(1)アクリル樹脂フィルムと他の樹脂のフィルムを加熱ロールで挟みながら積層する方法。(2)他の樹脂のフィルムに対して、アクリル重合体Aをフィルム状に溶融押出しながら同時に積層する方法。(3)アクリル樹脂フィルムに対して、他の樹脂をフィルム状に溶融押出しながら同時に積層する方法。及び、(4)アクリル重合体Aと他の樹脂とをフィルム状に溶融押出しながら同時に積層する方法。
〔フィルムの引張弾性率〕
アクリル樹脂フィルムの引張弾性率は800〜1500MPaであることが好ましく、900〜1300MPaであることがより好ましい。アクリル樹脂フィルムの引張弾性率が800MPa以上である場合、フィルムの適度な剛性を有することができ取扱性を向上させることができる。アクリル樹脂フィルムの引張弾性率が1500MPa以下であると、フィルムの脆性を抑制することができ、取扱性、二次加工性が向上する。
〔フィルムの厚み〕
アクリル樹脂フィルムの厚みは20〜150μmであることが好ましく、50〜100μmであることがより好ましい。積層成形品に用いる場合は、アクリル樹脂フィルムの厚さが20μm以上である場合、成形品により効果的に耐候性を付与することができる。また、アクリル樹脂フィルムの厚さが50μm以上である場合、成形品の外観において充分な深みが得られる。また、複雑な形状に成形する場合、延伸によって充分な厚みが得られる。アクリル樹脂フィルムの厚さが150μm以下であると、フィルムが適度な剛性を有することができ、フィルムのラミネート性、二次加工性が向上する。また、単位面積あたりの質量の点で、経済的に有利になる。更には、製膜性が安定してフィルムの製造が容易になる。
また、アクリル樹脂フィルムには、必要に応じて、各種機能付与のための表面処理を施すことができる。表面処理としては、例えば、シルク印刷、インクジェットプリント等の印刷処理、金属調付与あるいは反射防止のための金属蒸着、スパッタリング、湿式メッキ処理、表面硬度向上のための表面硬化処理、汚れ防止のための撥水化処理若しくは光触媒層形成処理、塵付着防止、電磁波カットを目的とした帯電防止処理、反射防止層形成、防眩処理が挙げられる。
上述した処理の中でも、印刷処理を施す場合には、アクリル樹脂フィルムに片側印刷処理を行うことが好ましい。特に、印刷面を基材樹脂との接着面に配した裏面印刷が、印刷面の保護や高級感の付与の点から好ましい。
〔フィルムの表面粗さ〕
本実施形態のアクリル樹脂フィルムの少なくとも一方の面の算術平均粗さRaは9〜16nmである。Raが9nm以上である場合、フィルム同士の貼りつきを防止でき、フィルム外観を向上させることができる。また、アクリル樹脂フィルムのRaが16nm以下である場合、フィルムの透明性等、光学特性が良好になる。
アクリル樹脂フィルムの少なくとも一方の面の最大高さ粗さRzは300〜1550nmである。Rzが300nm以上である場合、フィルム同士の貼りつきを防止でき、フィルム外観を向上させることができる。また、Rzが1550nm以下である場合、フィルムの透明性等、光学特性が良好になる。
このアクリル樹脂フィルムの算術平均粗さRaと最大高さ粗さRzは、Canon製のZygoNewViewの面分析で測定する。
〔フィルムの光学特性〕
アクリル樹脂フィルムをJIS K7105に基づいて測定したヘーズは、2%以下であることが好ましく、1.5%以下であることがより好ましい。アクリル樹脂フィルムのヘーズが2%以下の場合、例えば、アクリル樹脂フィルムをクリア塗装の代替として用いた場合、透明性が高いため基材の色調を活かすことができる。また、深み感や高級感が向上する。
アクリル樹脂フィルムをJIS K7105に基づいて測定した光沢度(Gs(60°))は、135%以上であることが好ましく、137%以上であることがより好ましい。アクリル樹脂フィルムの光沢度(Gs(60°))が135%以上である場合、例えば、アクリル樹脂フィルムをクリア塗装の代替として用いた場合、深み感や高級感が向上する。
〔フィルムと基材との積層体〕
また、本実施形態のアクリル樹脂フィルムは、基材に積層することができる。例えば、アクリル樹脂フィルムを透明のまま使用して基材上に積層することにより、アクリル樹脂フィルムをクリアな塗装の代替として用いることができる。そのため、基材の色調を活かすことができる。このように基材の色調を活かす用途においては、アクリル樹脂フィルムは、ポリ塩化ビニルフィルムやポリエステルフィルムに比べ、透明性、深み感や高級感の点で優れている。
アクリル樹脂フィルムを積層する基材としては、各種樹脂成形品、木工製品及び金属成形品が挙げられる。また、樹脂成形品のうち、本実施形態のアクリル樹脂フィルムと溶融接着可能な熱可塑性樹脂成形品を構成する樹脂としては、例えば、ABS樹脂、AS樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、塩化ビニル樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル系樹脂あるいはこれらを主成分とする樹脂が挙げられる。これらの中でも、接着性の点でABS樹脂、AS樹脂、ポリカーボネート樹脂、塩化ビニル樹脂あるいはこれらの樹脂を主成分とする樹脂が好ましい。尚、ポリオレフィン樹脂等の溶融接着しづらい基材樹脂でも接着層を用いることでアクリル樹脂フィルムと基材とを接着させることは可能である。
厚みが薄く実質的に2次元形状の基材に対してアクリル樹脂フィルムを積層する場合、熱融着できる基材に対しては熱ラミネーション等の公知の方法により貼り合わせることができる。また、熱融着しない基材に対しては、接着剤を用いたり、アクリル樹脂フィルムの片面を粘着加工したりする等して貼り合わせることができる。
また、3次元形状の基材に対してアクリル樹脂フィルムを積層する場合、予め形状加工したアクリル樹脂フィルムを射出成形用金型に挿入するインサート成形法、金型内で真空成形後、射出成形を行うインモールド成形法等の公知の成形方法により貼り合わせることができる。これらの中でも、インモールド成形法が好ましい。インモールド成形法では、アクリル樹脂フィルムを真空成形により、三次元形状に成形した後、その成形品の中に、射出成形により基材樹脂を流し込み一体化させるので、表層にアクリル樹脂フィルムを有するアクリル積層成形品を容易に得ることができる。また、フィルムの成形と射出成形とを一工程で行えるので、作業性、経済性に優れている。
インモールド成形法における加熱温度は、通常、アクリル樹脂フィルムが軟化する温度以上であり、70〜170℃であることが好ましい。加熱温度が70℃以上である場合、容易に成形し易くなる。加熱温度が170℃以下である場合、表面外観が良好になり易くなり、また、離型性が良好になり易くなる。
このようなアクリル樹脂フィルムは、外観、耐候性、透明性、印刷性、耐水白化性等に優れているので、特に道路標識、表示板あるいは視認性を目的とした安全器具に使用される高輝度反射材が挙げられる。高輝度反射材の種類としては、アルミニウム蒸着を施したガラスビーズを基材に埋め込んだカプセル型反射材、プリズム加工した樹脂シートを反射体として使用したプリズム型反射材等がある。これらのいずれのタイプにおいても、上述のアクリル樹脂フィルムは、反射材の表面に積層して使用する保護フィルムとして好適に用いることができる。上述のアクリル樹脂フィルムを表面に有する高輝度反射材は、雨水等の白化による高輝度反射材の視認性の低下が少ないため、高輝度反射材の保護フィルムとして工業的利用価値が極めて高い。
また、アクリル樹脂フィルムを積層した積層体の工業的利用分野としては、例えば、浴室、台所等の水周り部材やサイディング材等の屋外建材部品の保護フィルムとして有用である。また、アクリル樹脂フィルムは、浴室、台所等の水周り部材及び外壁材、サイディング材等の外装建材部品の保護フィルム以外の用途にも使用できる。特に、外観の良好なアクリル樹脂フィルムは、例えば、液晶ディスプレイ等の偏光板に使用される偏光膜保護フィルム、あるいは視野角補償、位相差補償のための位相差板に使用される位相差フィルムにも使用できる。
以下、実施例及び比較例により本発明を更に説明する。尚、以下の説明において、「部」は「質量部」を、「%」は「質量%」を意味し、略記号は表1に記載の化合物を意味する。
Figure 2015137309
先ず、評価方法及びゴム含有重合体の調製例を説明する。
<評価方法>
(1)全光線透過率、HAZE
得られたアクリル樹脂フィルムを5cm角に切り出し、JIS K7105に準拠して、(株)村上色彩技術研究所製のHR−100を用いて補正有りの条件で全光線透過率及びHAZEを測定した。
(2)フィルムの耐ブロッキング性
得られたフィルムを20枚重ね合わせ、室温23℃、湿度50%の条件で1日放置し、表面からの目視観察にて、以下の基準でフィルムの耐ブロッキング性を評価した。
A:ブロッキングは認められない。
B:ブロッキングが認められるが、フィルムを曲げるとすぐにフィルム同士が離れる。
C:明らかにブロッキングが認められ、フィルムが板状となる。
(3)光沢
得られた厚み125μmのアクリル樹脂フィルムを5cm角に切り出し、JIS K7105に準拠して、KONICA MINOLTA製のポータブル光沢計(GM−268)を用いて、60度表面光沢度を測定した。
(4)算術平均粗さRa、最大高さ粗さRz
得られた厚み25μmのアクリル樹脂フィルムの表面について、Canon製ZygoNewViewを用いて下記の条件で算術平均粗さRa、最大高さ粗さRzを測定した。
倍率:2.5倍
Analyze Cntrl(Filter):High Pass
Analyze Cntrl(Filter Type):Gauss Spline Auto。
<調製例1>ゴム含有多段重合体Iの製造
調製例1では、ゴム含有重合体A1に相当するゴム含有多段重合体Iを製造した。
攪拌機を備えた容器内に脱イオン水10.8部を仕込んだ後、MMA0.3部、n−BA4.5部、BDMA0.2部、AMA0.05部及びCHP0.025部からなる混合物(単量体成分a)を容器内に投入し、室温下にて攪拌混合した。次いで、攪拌しながら、乳化剤(東邦化学工業(株)製、商品名「フォスファノールRS610NA」)1.1部を容器内に投入し、攪拌を20分間継続し、「乳化液1」を調製した。
次に、冷却器付き重合容器内に脱イオン水155.8部を投入し、75℃に昇温した。更に、脱イオン水2.0部に硫酸第一鉄0.0001部及びEDTA0.0003部を加えた混合物を調製し、この混合物を重合容器内に投入した。続いて、脱イオン水0.8部にソジウムホルムアルデヒドスルホキシレート0.20部を添加して調製した溶液を重合容器内に一度に投入した。次いで、窒素雰囲気下で攪拌しながら、乳化液1を8分間にわたって重合容器内に滴下した。その後、15分間反応を継続させ、ゴム重合体(弾性重合体とも称す)I−a1の重合を完了した。続いて、MMA1.5部、n−BA22.5部、BDMA1.0部、AMA0.25部及びCHP0.016部からなる混合物を、90分間にわたって重合容器内に滴下した。その後、60分間反応を継続させ、弾性重合体I−a2を生成した。このようにして弾性重合体I−a1及び弾性重合体I−a2を含む弾性重合体I−Aを得た。尚、弾性重合体I−a1用及び弾性重合体I−a2用の各混合物を、それぞれ別個に、上述の方法と同条件で重合した場合、弾性重合体I−a1、弾性重合体I−a2のTgはともに−48℃であった。
続いて、MMA6部、n−BA4部及びAMA0.075部及びCHP0.0125部からなる混合物を、45分間にわたって重合容器内に滴下した。その後、60分間反応を継続させ、中間重合体I−Cを形成した。尚、中間重合体I−C用の混合物を、別個に、前記と同条件で重合した場合、中間重合体I−CのTgは20℃であった。
続いて、MMA55.2部及びn−BA4.8部、n−OM0.186部及びt−BH0.075部からなる混合物(単量体成分b)を、140分間にわたって重合容器内に滴下した。その後、140分間反応を継続させ、硬質重合体I−Bを形成して、ゴム含有多段重合体Iの重合体ラテックスを得た。
得られたゴム含有多段重合体Iの重合体ラテックスを、濾材にSUS製のメッシュ(平均目開き:54μm)を取り付けた振動型濾過装置を用い、濾過した。その後、酢酸カルシウム3.0部を含む水溶液中で塩析させ、水洗し、重合体を回収した。その後、乾燥し、粉体状のゴム含有多段重合体Iを得た。
<調製例2>ゴム含有多段重合体IIの製造
調製例2では、ゴム含有重合体A1に相当するゴム含有多段重合体IIを製造した。
攪拌機を備えた容器内に脱イオン水10.8部を仕込んだ後、MMA0.3部、n−BA4.5部、BDMA0.2部、AMA0.05部及びCHP0.025部からなる混合物(単量体成分a)を容器内に投入し、室温下にて攪拌混合した。次いで、攪拌しながら、乳化剤(東邦化学工業(株)製、商品名「フォスファノールRS610NA」)1.3部を容器内に投入し、攪拌を20分間継続し、「乳化液2」を調製した。
次に、冷却器付き重合容器内に脱イオン水139.2部を投入し、75℃に昇温した。更に、脱イオン水5部にソジウムホルムアルデヒドスルホキシレート0.20部、硫酸第一鉄0.0001部及びEDTA0.0003部を加えた混合物を調製し、この混合物を重合容器内に一度に投入した。次いで、窒素雰囲気下で攪拌しながら、乳化液2を8分間にわたって重合容器内に滴下した。その後、15分間反応を継続させ、ゴム重合体(弾性重合体)II−a1の重合を完結した。続いて、MMA9.6部、n−BA14.4部、BDMA1.0部、AMA0.25部及びCHP0.016部からなる混合物を、90分間にわたって重合容器内に滴下した。その後、60分間反応を継続させ、弾性重合体II−a2を生成した。このようにして弾性重合体II−a1及び弾性重合体II−a2含む弾性重合体II−Aを得た。尚、弾性重合体II−a1用及び弾性重合体II−a2用の各混合物を、それぞれ別個に、上述の方法と同条件で重合した場合、弾性重合体II−a1のTgは−48℃、弾性重合体II−a2のTgは−10℃であった。
続いて、MMA6部、MA4部、AMA0.075部及びCHP0.0125部からなる混合物を、45分間にわたって重合容器内に滴下した。その後、60分間反応を継続させ、中間重合体II−Cを形成した。尚、中間重合体II−C用の混合物を、別個に、前記と同条件で重合した場合、中間重合体II−CのTgは60℃であった。
続いて、MMA57部及びMA3部、n−OM0.264部及びt−BH0.075部からなる混合物(単量体成分b)を、140分間にわたって重合容器内に滴下した。その後、60分間反応を継続させ、硬質重合体II−Bを形成して、ゴム含有多段重合体IIの重合体ラテックスを得た。
得られたゴム含有多段重合体IIの重合体ラテックスを、濾材にSUS製のメッシュ(平均目開き:54μm)を取り付けた振動型濾過装置を用い、濾過した。その後、酢酸カルシウム3.5部を含む水溶液中で塩析させ、水洗して重合体を回収した。その後、乾燥し、粉体状のゴム含有多段重合体IIを得た。
<調製例3>熱可塑性重合体IIIの製造
調製例3では、非架橋アクリル重合体Cに相当する熱可塑性重合体IIIを製造した。
反応容器に窒素置換した脱イオン水200部を投入し、更に乳化剤としてラテムルASK(花王(株)製、商品名)1部と、過硫酸カリウム0.15部とを投入した。
次に、反応容器にMMA40部、n−BA2部及びn−OM0.004部からなる混合物を投入し、窒素雰囲気下、65℃で3時間攪拌し、重合を完了した。
続いて、反応容器内にMMA44部及びn−BA14部からなる混合物を2時間にわたって滴下した。その後、2時間反応溶液内で反応溶液を保持し、重合を完結し、熱可塑性重合体IIIの重合体ラテックスを得た。
得られた熱可塑性重合体IIIの重合体ラテックスを0.25%硫酸水溶液中に添加し、重合体を凝固させた。その後、脱水、水洗及び乾燥を実施し、粉体状の熱可塑性重合体IIIを得た。得られた熱可塑性重合体IIIの還元粘度は0.38L/gであった。
<調製例4>熱可塑性重合体IVの製造
調製例4では、非架橋アクリル重合体Cに相当する熱可塑性重合体IVを製造した。
反応容器に窒素置換した脱イオン水200部を投入し、更に乳化剤としてラテムルASK(花王(株)製、商品名)0.95部と、過硫酸カリウム0.15部とを投入した。
次に、反応容器にMMA80部、n−BA20部からなる混合物を投入し、窒素雰囲気下、65℃で4時間攪拌し、重合を完結し熱可塑性重合体IVの重合体ラテックスを得た。
得られた熱可塑性重合体IVの重合体ラテックスを0.4%の硫酸と2.5%の硫酸アルミニウムを含む水溶液中に添加し、重合体を凝固させた。その後、脱水、水洗及び乾燥を実施し、粉体状の熱可塑性重合体IVを得た。得られた熱可塑性重合体IVの還元粘度は0.89L/gであった。
<調製例5>ゴム含有多段重合体Vの製造
調製例5では、ゴム含有重合体A1に相当するゴム含有多段重合体Vを製造した。
窒素雰囲気下、還流冷却器付き重合容器内に脱イオン水244部を入れ、80℃に昇温した。そして、以下に示す原料1を添加し、撹拌しながら、以下に示す弾性重合体V−A1用の原料2の質量の1/15を重合容器内に投入し、15分間保持した。次いで、原料2の残りを、水に対する混合物[原料2]の増加率8%/時間で、連続的に添加した。その後、60分間保持し、弾性重合体V−A1の「ラテックス1」を得た。尚、弾性重合体V−A1用の原料を、別個に、前記と同条件で重合した場合、弾性重合体V−A1のTgは24℃であった。
続いて、このラテックス1を含む重合容器内にソジウムホルムアルデヒドスルホキシレート0.6部を加え、15分間保持した。そして、窒素雰囲気下、80℃で撹拌しながら、以下に示す弾性重合体V−A2用の原料3を、水に対する混合物[原料3]の増加率4%/時間で、連続的に添加した。その後、120分間保持し、弾性重合体V−A2の重合を行って「ラテックス2」を得た。尚、弾性重合体V−A2用の原料を、別個に、前記と同条件で重合した場合、弾性重合体V−A2のTgは−38℃であった。
続いて、このラテックス2を含む重合容器内にソジウムホルムアルデヒドスルホキシレート0.4部を加え、15分間保持した。そして、窒素雰囲気下、80℃で撹拌しながら、以下に示す硬質重合体V−B用の原料4を、水に対する混合物[原料4]の増加率10%/時間で、連続的に添加した。その後、60分間保持し、硬質重合体V−Bの重合を行って、ゴム含有多段重合体Vの「ラテックス3」を得た。尚、硬質重合体V−B用の原料を、別個に、前記と同条件で重合した場合、硬質重合体V−BのTgは99℃であった。またゴム含有多段重合体Vの質量平均粒子径は0.28μmであった。
得られたゴム含有多段重合体Vのラテックス3に対し、酢酸カルシウムを用いて凝析、凝集、固化反応を行った。その後、濾過、水洗後、乾燥してゴム含有多段重合体Vの粉体を得た。
Figure 2015137309
<実施例1>
以下の材料をヘンシェルミキサーを用いて混合した。
・調製例1で得られたゴム含有多段重合体I(アクリル重合体A) 100部
・調製例3で得られた熱可塑性重合体III(非架橋アクリル重合体C) 2部
・調製例4で得られた熱可塑性重合体IV(非架橋アクリル重合体C) 1部
・BASF社製「チヌビン234」(紫外線吸収剤) 2.1部
・(株)ADEKA製「アデカスタブLA−31RG」(紫外線吸収剤) 2.1部
・(株)ADEKA製「アデカスタブLA−57G」(光安定剤) 0.3部
・BASF社製「イルガノックス1076」(抗酸化剤) 0.1部
・日本アエロジル(株)製「アエロジルR976(平均一次粒子径:7nm)」(アンチブロッキング剤B) 0.3部
得られた混合物を二軸押出機(東芝機械製のTEM35)で押し出して切断し、ペレット化した。得られたペレットを乾燥後、ムサシノキカイ製40φ製膜機を用いてT−ダイ法で製膜し、25μmと125μmの厚みのフィルムを得た。尚、このときのシリンダー温度は220〜250℃に設定し、T−ダイの温度を250℃に設定した。厚さ25μmのフィルムについて、全光線透過率、HAZE、フィルムの耐ブロッキング性、算術平均粗さRa、最大高さ粗さRzを評価した。また、厚さ125μmのフィルムについて、光沢を評価した。結果を表3に示す。
<実施例2>
アクリル重合体Aとして、調製例1で得られたゴム含有多段重合体I 100部の代わりに、調製例2で得られたゴム含有多段重合体II 80部と、調製例5で得られたゴム含有多段重合体V 10部と、ゴム非含有重合体である三菱レイヨン(株)製「アクリペットMD」10部との混合物を用いたこと以外は、実施例1と同様にしてフィルムを得た。
得られたフィルムについて、全光線透過率、HAZE、フィルムの耐ブロッキング性、算術平均粗さRa、最大高さ粗さRz、光沢を評価した。結果を表3に示す。
<実施例3>
非架橋アクリル重合体Cとして、熱可塑性重合体III 2部及び熱可塑性重合体IV 1部の代わりに、熱可塑性重合体IV 3部を用いたこと以外、並びにアンチブロッキング剤Bとしての「アエロジルR976」の使用量を0.2部としたこと以外は、実施例1と同様にしてフィルムを得た。
得られたフィルムについて、全光線透過率、HAZE、フィルムの耐ブロッキング性、算術平均粗さRa、最大高さ粗さRz、光沢を評価した。結果を表3に示す。
<実施例4>
非架橋アクリル重合体Cとして、熱可塑性重合体III 2部及び熱可塑性重合体IV 1部の代わりに、熱可塑性重合体IV 3部を用いたこと以外は、実施例1と同様にしてフィルムを得た。
得られたフィルムについて、全光線透過率、HAZE、フィルムの耐ブロッキング性、算術平均粗さRa、最大高さ粗さRz、光沢を評価した。結果を表3に示す。
<実施例5>
非架橋アクリル重合体Cとして、熱可塑性重合体III 2部及び熱可塑性重合体IV 1部の代わりに、熱可塑性重合体III 2部を用いたこと以外は、実施例1と同様にしてフィルムを得た。
得られたフィルムについて、全光線透過率、HAZE、フィルムの耐ブロッキング性、算術平均粗さRa、最大高さ粗さRz、光沢を評価した。結果を表3に示す。
<実施例6>
アンチブロッキング剤Bとして、日本アエロジル(株)製「アエロジルR976」0.3部の代わりに、(株)東海化学工業所製「マイクロドKM−369(平均粒子径:5μm)」0.02部を用いたこと以外は、実施例5と同様にしてフィルムを得た。
得られたフィルムについて、全光線透過率、HAZE、フィルムの耐ブロッキング性、算術平均粗さRa、最大高さ粗さRz、光沢を評価した。結果を表3に示す。
<実施例7>
アンチブロッキング剤Bとして、日本アエロジル(株)製「アエロジルR976」0.3部の代わりに、(株)東海化学工業所製「マイクロドKM−369HW(平均粒子径:5μm)」0.05部を用いたこと以外は、実施例5と同様にしてフィルムを得た。
得られたフィルムについて、全光線透過率、HAZE、フィルムの耐ブロッキング性、算術平均粗さRa、最大高さ粗さRz、光沢を評価した。結果を表3に示す。
<実施例8>
日本アエロジル(株)製「アエロジルR976」の添加量を0.7部としたこと以外は、実施例1と同様にしてフィルムを得た。
得られたフィルムについて、全光線透過率、HAZE、フィルムの耐ブロッキング性、算術平均粗さRa、最大高さ粗さRz、光沢を評価した。結果を表3に示す。
<実施例9>
日本アエロジル(株)製「アエロジルR976」の添加量を1.0部としたこと以外は、実施例1と同様にしてフィルムを得た。
得られたフィルムについて、全光線透過率、HAZE、フィルムの耐ブロッキング性、算術平均粗さRa、最大高さ粗さRz、光沢を評価した。結果を表3に示す。
<比較例1>
非架橋アクリル重合体C及びアンチブロッキング剤Bを添加しなかったこと以外は、実施例2と同様にしてフィルムを得た。
得られたフィルムについて、全光線透過率、HAZE、フィルムの耐ブロッキング性、算術平均粗さRa、最大高さ粗さRz、光沢を評価した。結果を表3に示す。
<比較例2>
アンチブロッキング剤Bを添加しなかったこと以外は、実施例5と同様にしてフィルムを得た。
得られたフィルムについて、全光線透過率、HAZE、フィルムの耐ブロッキング性、算術平均粗さRa、最大高さ粗さRz、光沢を評価した。結果を表3に示す。
<比較例3>
アンチブロッキング剤Bの添加量を0.1部としたこと以外は、比較例1と同様にしてフィルムを得た。
得られたフィルムについて、全光線透過率、HAZE、フィルムの耐ブロッキング性、算術平均粗さRa、最大高さ粗さRz、光沢を評価した。結果を表3に示す。
<比較例4>
アンチブロッキング剤Bの添加量を0.3部としたこと以外は、比較例1と同様にしてフィルムを得た。
得られたフィルムについて、全光線透過率、HAZE、フィルムの耐ブロッキング性、算術平均粗さRa、最大高さ粗さRz、光沢を評価した。結果を表3に示す。
<比較例5>
アクリル重合体Aとして調製例1で得られたゴム含有多段重合体I 100部としたこと以外は、比較例4と同様にしてフィルムを得た。
得られたフィルムについて、全光線透過率、HAZE、フィルムの耐ブロッキング性、算術平均粗さRa、最大高さ粗さRz、光沢を評価した。結果を表3に示す。
<比較例6>
日本アエロジル(株)製「アエロジルR976」を1.0部としたこと以外は、比較例5と同様にしてフィルムを得た。
得られたフィルムについて、全光線透過率、HAZE、フィルムの耐ブロッキング性、算術平均粗さRa、最大高さ粗さRz、光沢を評価した。結果を表3に示す。
<比較例7>
アンチブロッキング剤Bを添加しなかったこと以外は、実施例1と同様にしてフィルムを得た。
得られたフィルムについて、全光線透過率、HAZE、フィルムの耐ブロッキング性、算術平均粗さRa、最大高さ粗さRz、光沢を評価した。結果を表3に示す。
<比較例8>
非架橋アクリル重合体Cとして、調製例3で得られた熱可塑性重合体IIIを2部、調製例4で得られた熱可塑性重合体IVを3部としたこと以外は、比較例7と同様にしてフィルムを得た。
得られたフィルムについて、全光線透過率、HAZE、フィルムの耐ブロッキング性、算術平均粗さRa、最大高さ粗さRz、光沢を評価した。結果を表3に示す。
<比較例9>
日本アエロジル(株)製「アエロジルR976」を3.0部としたこと以外は、比較例5と同様にしてフィルムを得た。
得られたフィルムについて、全光線透過率、HAZE、フィルムの耐ブロッキング性、算術平均粗さRa、最大高さ粗さRz、光沢を評価した。結果を表3に示す。
Figure 2015137309
上記の実施例及び比較例より、次のことが明らかとなった。即ち、実施例1〜9において得られたアクリル樹脂組成物を成形して得られたフィルムは、耐ブロッキング性及び光学特性が良好であった。そのため、フィルムは、アクリル樹脂が本来有する耐候性、意匠性を備えつつ、良好な外観を有していた。
一方、比較例1、2及び7のアクリル樹脂組成物を成形して得られたフィルムは、光学特性は良好であったが、アンチブロッキング剤Bを含んでいないため、耐ブロッキング性が低く、フィルムに歪み等が発生し、外観が劣っていた。
また、比較例3〜5のアクリル樹脂組成物を成形して得られたフィルムは、非架橋アクリル重合体Cを含んでいないため、耐ブロッキング性が劣っていた。比較例6は比較例5よりアンチブロッキング剤Bの添加量を増量したが、フィルムの耐ブロッキング性と光学特性とのバランスが取れず、どちらとも満足しないものであった。比較例8はアンチブロッキング剤Bを含んでいないものの、非架橋アクリル重合体Cを多量に使用したためにフィルムの耐ブロッキング性は良好であったが、光沢が劣っていた。比較例9は非架橋アクリル重合体Cを含んでいないもののアンチブロッキング剤Bを多量に使用したためにフィルムの耐ブロッキング性は良好であったが、ヘーズが高く光学特性に劣っていた。
この出願は、2014年3月13日に出願された日本出願特願2014−049823を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
以上、実施形態及び実施例を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態及び実施例に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
本発明のアクリル樹脂組成物は耐ブロッキング性、光学特性が良好なものであり、特にこれを成形したフィルムは、耐候性、意匠性を備え、歪みやゲージバンドが発生しにくい。そのため、外観が良好なアクリル樹脂フィルムを得ることができる。本発明のアクリル樹脂フィルムは、例えば、建築物の内外装用途、道路標識のカバーフィルム、とりわけ直射日光の厳しい屋外用途に有効に使用することができる。

Claims (14)

  1. アクリル重合体Aと、アンチブロッキング剤Bと、下記の非架橋アクリル重合体Cとを含有する、アクリル樹脂組成物:
    非架橋アクリル重合体C;メタクリル酸メチルc1 50〜100質量%を含有する単量体成分の重合体であり、還元粘度が0.2〜2L/gである重合体。
  2. アクリル重合体A 100質量部に対して、
    アンチブロッキング剤Bの含有量が0.01〜0.5質量部であり、
    非架橋アクリル重合体Cの含有量が0.1〜5質量部である、請求項1に記載のアクリル樹脂組成物。
  3. アンチブロッキング剤Bの平均一次粒子径が5nm〜10μmである、請求項1に記載のアクリル樹脂組成物。
  4. アンチブロッキング剤Bが無機粒子である、請求項1に記載のアクリル樹脂組成物。
  5. アンチブロッキング剤Bが二酸化珪素である、請求項1に記載のアクリル樹脂組成物。
  6. アクリル重合体Aが、ゴム含有重合体A1及びゴム非含有重合体A2の少なくとも一方を含む、請求項1に記載のアクリル樹脂組成物。
  7. アクリル重合体A中の、ゴム含有重合体A1の含有率が10〜100質量%、ゴム非含有重合体A2の含有率が90〜0質量%である、請求項6に記載のアクリル樹脂組成物。
  8. ゴム非含有重合体A2の還元粘度が0.03〜0.1L/gである、請求項6に記載のアクリル樹脂組成物。
  9. 請求項1〜8のいずれか1項に記載のアクリル樹脂組成物を成形して得られる、アクリル樹脂フィルム。
  10. 引張弾性率が800〜1500MPaであり、膜厚が20〜150μmである請求項9に記載のアクリル樹脂フィルム。
  11. 少なくとも一方の面の算術平均粗さRaが9〜16nmであり、少なくとも一方の面の最大高さ粗さRzが300〜1550nmである、アクリル樹脂フィルム。
  12. 少なくとも一方の面の算術平均粗さRaが9〜16nmであり、少なくとも一方の面の最大高さ粗さRzが300〜1550nmである、請求項9に記載のアクリル樹脂フィルム。
  13. JIS K7105に基づいて測定したヘーズの値が2%以下であり、JIS K7105に基づいて測定した光沢度の値が135%以上である請求項9に記載のアクリル樹脂フィルム。
  14. アクリル重合体Aと、アンチブロッキング剤Bと、下記の非架橋アクリル重合体Cとを配合する、アクリル樹脂組成物の製造方法。
    非架橋アクリル重合体C;メタクリル酸メチルc1 50〜100質量%を含有する単量体成分の重合体であり、還元粘度が0.2〜2L/gである重合体。
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