JPWO2018139459A1 - 成形体およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の課題は、剛性および耐衝撃性に優れる成形体を提供することである。
[1] 樹脂を含む成形体であって、
前記樹脂は、
メタクリル酸エステルに由来する構成単位と、
平均一次粒子径が1nm以上50nm以下であるシリカ粒子であって、少なくとも一つの重合性官能基を有するシリカ粒子に由来する構成単位と、
を含有するメタクリル樹脂を含み、
前記成形体は、厚み方向の配向度の絶対値が0.02以上であり、かつ下記要件(I)を満たす、成形体。
(I)パルス核磁気共鳴測定装置を用いて、150℃下、ソリッドエコー法で前記成形体を測定して得られた自由誘導減衰曲線(X)を、下記式(F1)を用いて最小二乗法で近似した場合に、前記自由誘導減衰曲線(X)におけるスピン−スピン緩和時間が異なる2つの成分の成分分率の合計(B+C)が4%以上である。
M(t)=A×MA(t)+B×exp(−t/T2B)+C×exp(−t/T2C)・・・式(F1)
[式(F1)において、BおよびCは、前記自由誘導減衰曲線(X)におけるスピン−スピン緩和時間が異なる2つの成分の各成分分率を表し、T2BおよびT2C(T2B>T2C)は、前記2つの成分における各スピン−スピン緩和時間を表し、tは減衰時間を表す。Aは、前記シリカ粒子に由来する構成単位を含有しないメタクリル重合体を含む成形体を、前記パルス核磁気共鳴測定装置を用いて、150℃下、ソリッドエコー法で別途測定して得られた自由誘導減衰曲線(Y)に対応する成分の成分分率を表し、MA(t)は、前記自由誘導減衰曲線(Y)の巨視的磁化を表す。成分分率であるA、BおよびCはそれぞれ、AとBとCの合計に対する各成分の百分率である。]
[2] 前記重合性官能基が、メタクリロイル基、アクリロイル基、スチリル基、α−メチルスチリル基、およびイタコニル基からなる群より選ばれる少なくとも一つの基である、[1]に記載の成形体。
[3] [1]に記載の成形体の製造方法であって、
前記メタクリル酸エステルと、前記シリカ粒子とを重合させて前記メタクリル樹脂を製造する工程と、
前記メタクリル樹脂を延伸する工程と、
を含む、成形体の製造方法。
[4] 前記シリカ粒子の使用量が、前記メタクリル酸エステル100質量部に対して7質量部以上である、[3]に記載の成形体の製造方法。
[5] [1]または[2]に記載の成形体を含む自動車用材料。
[6] [1]または[2]に記載の成形体を含む表示窓保護板。
本発明に係る成形体は、メタクリル酸エステルに由来する構成単位と、平均一次粒子径が1nm以上50nm以下であるシリカ粒子であって、少なくとも一つの重合性官能基を有するシリカ粒子に由来する構成単位とを含有するメタクリル樹脂を含む。また、本発明に係る成形体は、厚み方向の配向度の絶対値が0.02以上であり、かつ下記要件(I)を満たすものである。
(I)パルス核磁気共鳴測定装置を用いて、150℃下、ソリッドエコー法で上記成形体を測定して得られた自由誘導減衰曲線(X)を、下記式(F1)を用いて最小二乗法で近似した場合に、上記自由誘導減衰曲線(X)におけるスピン−スピン緩和時間が異なる2つの成分の成分分率の合計(B+C)が4%以上である。
M(t)=A×MA(t)+B×exp(−t/T2B)+C×exp(−t/T2C)・・・式(F1)
[式(F1)において、BおよびCは、上記自由誘導減衰曲線(X)におけるスピン−スピン緩和時間が異なる2つの成分の各成分分率を表し、T2BおよびT2C(T2B>T2C)は、上記2つの成分における各スピン−スピン緩和時間を表し、tは減衰時間を表す。Aは、上記シリカ粒子に由来する構成単位を含有しないメタクリル重合体を含む成形体を、上記パルス核磁気共鳴測定装置を用いて、150℃下、ソリッドエコー法で別途測定して得られた自由誘導減衰曲線(Y)に対応する成分の成分分率を表し、MA(t)は、上記自由誘導減衰曲線(Y)の巨視的磁化を表す。成分分率であるA、BおよびCはそれぞれ、AとBとCの合計に対する各成分の百分率である。]
成形体の厚み方向の配向度の絶対値は、0.02以上であり、好ましくは0.02以上0.5以下であり、より好ましくは0.02以上0.4以下であり、さらに好ましくは0.02以上0.3以下である。また、成形体の厚み方向の配向度の絶対値は、好ましくは0.04を超える。成形体の厚み方向の配向度を上記範囲にすることにより、耐衝撃性に優れる成形体を提供し得る。
成形体の厚み方向の配向度の絶対値が大きいほど、メタクリル樹脂の分子鎖が厚み方向に対してより垂直方向に配列するため、成形体の耐衝撃性を向上させることができる。
例えば延伸処理により、0.02以上の厚み方向の配向度の絶対値を成形体に付与することができる。
成形体について、赤色(波長632.8nm)のレーザー光を光源に用いて、セナルモン法によるリタデーションの測定を行う。得られたリタデーションの測定値から、鞠谷雄士、伊藤浩志、「プラスチック成形品の高次構造解析入門」、P72−74、プラスチック成形加工学会編、日刊工業新聞社(2006)記載の方法に従って3つの主屈折率Nx、Ny、Nzを算出する。一つの主屈折率軸を中心に成形体を回転させ、2方向からリタデーションを測定することによりNx、Ny、Nzを算出し、下記式(F4)を用いて厚み方向の配向度fzを算出する。下記式中、Δnは成形体の固有複屈折である。
fz=[(Nz−Nx)+(Nz−Ny)]/(2Δn)・・・式(F4)
例えば、延伸速度を大きくするほど、配向度は大きくなる傾向があり、延伸温度を低くするほど配向度は大きくなる傾向がある。また、プレス延伸法により成形体を製造する場合、厚み方向の延伸倍率を大きくするほど配向度は大きくなる傾向があり、延伸後の冷却工程において、冷却速度が速いほど配向度は大きくなる傾向がある。
成形体は、上記要件(I)を満たす。これにより、剛性および耐衝撃性に優れる成形体を提供することができる。
上記要件(I)における上記スピン−スピン緩和時間(T2)が異なる2つの成分の成分分率の合計(B+C)は、シリカ粒子表面に修飾される重合性官能基の量を増やしたり、メタクリル樹脂の製造において少なくとも一つの重合性官能基を有するシリカ粒子の使用量(添加量)を増やしたり、メタクリル樹脂を延伸する工程を経て成形体を製造したりすることによって、値が大きくなる傾向がある。
特に、メタクリル樹脂を延伸する工程を含む方法で成形体を製造することにより、延伸する工程を含まない方法で成形体を製造する場合に比べて、より少ない上記シリカ粒子の使用量で、上記T2が異なる2つの成分の成分分率の合計を大きくすることができる。
ただし、上記シリカ粒子に由来する構成単位を含有しないメタクリル重合体からなる成形体の自由誘導減衰曲線(Y)に対応する成分の成分分率と、上記T2が異なる2つの成分の成分分率との合計(A+B+C)を100%とする。
「上記シリカ粒子に由来する構成単位を含有しないメタクリル重合体からなる成形体」とは、上記シリカ粒子を使用せずに上記メタクリル酸エステルのみを用いること以外は、成分分率の合計(B+C)を測定する対象である成形体と同じ方法で作製したメタクリル重合体(メタクリル樹脂)からなる成形体を意味する。
本発明の成形体からサンプルを作製する。観測核が1HのパルスNMR測定装置(BRUKER製Minispec mq20)を用い、ソリッドエコー法にて、繰り返し時間:1秒、積算回数:100回、測定温度:150℃の条件で、サンプルを測定し、自由誘導減衰曲線(X)を得る。
別途、上記シリカ粒子に由来する構成単位を含有しないメタクリル重合体を含む成形体からサンプルを作製し、上記と同じ条件で測定を行って自由誘導減衰曲線(Y)を得る。
本発明の成形体から作製したサンプルが、自由誘導減衰曲線(Y)に対応する成分、および、自由誘導減衰曲線(X)におけるスピン−スピン緩和時間(T2)が異なる2つの成分の合計3つの成分からなるものであり、自由誘導減衰曲線(X)は該3つの成分に対応する線が重なったものであると仮定して、最小二乗法により近似する。より具体的には、自由誘導減衰曲線(X)を、下記式(F1)を用いて最小二乗法により近似し、T2が異なる2つの成分の成分分率の合計(B+C)を求める。
M(t)=A×MA(t)+B×exp(−t/T2B)+C×exp(−t/T2C)・・・式(F1)
[式(F1)において、BおよびCは、自由誘導減衰曲線(X)におけるスピン−スピン緩和時間が異なる2つの成分の各成分分率を表し、T2BおよびT2C(T2B>T2C)は、上記2つの成分における各スピン−スピン緩和時間を表し、tは減衰時間を表す。Aは、自由誘導減衰曲線(Y)に対応する成分の成分分率を表し、MA(t)は、上記自由誘導減衰曲線(Y)の巨視的磁化を表す。成分分率であるA、BおよびCはそれぞれ、AとBとCの合計に対する各成分の百分率である。]
メタクリル樹脂は、メタクリル酸エステルに由来する構成単位と、平均一次粒子径が1nm以上50nm以下であるシリカ粒子であって、少なくとも一つの重合性官能基を有するシリカ粒子に由来する構成単位とを有する樹脂である。
メタクリル樹脂は、メタクリル酸エステルと共重合可能な他の単量体に由来する構成単位をさらに含んでいてもよい。
メタクリル酸エステルと共重合可能な他の単量体に由来する構成単位の含有量は、好ましくは50質量%以下であり、より好ましくは30質量%以下であり、さらに好ましくは10質量%以下である。ただし、メタクリル酸エステルに由来する構成単位の含有量と、メタクリル酸エステルと共重合可能な他の単量体に由来する構成単位との合計量を100質量%とする。
メタクリル酸エステルに由来する構成単位の含有量、およびメタクリル酸エステルと共重合可能な他の単量体に由来する構成単位の含有量は、例えば、1H NMR測定等を利用した分析によって求めることができる。
シリカ粒子の平均一次粒子径は、得られる成形体における剛性と耐衝撃性との両立の点、さらには成形体の透明性の点から、好ましくは5nm以上50nm以下であり、より好ましくは10nm以上50nm以下である。シリカ粒子の平均一次粒子径は、25nm以下であってもよく、20μm以下であってもよい。
シリカ粒子の平均一次粒子径は、レーザー解析式粒度分布測定装置で測定することができる。
上記メタクリル樹脂のシリカ粒子残渣の量は、メタクリル樹脂の製造時に用いる少なくとも一つの重合性官能基を有するシリカ粒子の添加量により調整することができる。
500℃下での熱重量分析により測定されるメタクリル樹脂のシリカ粒子残渣の量は、メタクリル樹脂を市販の熱重量分析装置により20℃/分の昇温速度で室温から500℃まで昇温し、500℃到達時点の残渣の質量を求め、以下の式により算出することができる。
メタクリル樹脂のシリカ粒子残渣の量(質量%) = 残渣の質量/分析前のメタクリル樹脂の質量×100
樹脂Pのガラス転移温度Tgは、JIS K 7121に基づき、DSC(示差走査熱量測定)によって求められる中間点ガラス転移温度である。
本発明に係るメタクリル樹脂の製造方法としては、メタクリル酸エステル(または、メタクリル酸エステルと該メタクリル酸エステルと共重合可能な他の単量体とを含む単量体混合物)と、平均一次粒子径が1nm以上50nm以下であるシリカ粒子であって、少なくとも一つの重合性官能基を有するシリカ粒子とを含む混合物を、乳化重合法、懸濁重合法、塊状重合法、注液重合法(キャスト重合法)等の重合方法により重合する工程を含む方法等が挙げられる。
重合は、光照射や重合開始剤を用いて行われる。重合開始剤は、メタクリル酸エステル(または上記単量体混合物)と上記シリカ粒子との合計量100質量部に対して、通常0.01質量部以上1質量部以下、好ましくは0.01質量部以上0.5質量部以下の量で用いられる。連鎖移動剤(メチルメルカプタン、n−ブチルメルカプタン、t−ブチルメルカプタンのような直鎖または分岐したアルキルメルカプタン化合物等)、架橋剤等をさらに添加してもよい。
本発明に係る成形体は樹脂を含み、該樹脂は上記メタクリル樹脂を含む。これにより、本発明に係る成形体は、剛性および耐衝撃性に優れ得る。
成形体は、剛性および耐衝撃性の観点から、上記メタクリル樹脂を50質量%以上含むことが好ましく、70質量%以上含むことがより好ましく、90質量%以上含むことがさらに好ましい。最も好ましくは、成形体は、上記メタクリル樹脂からなる(上記メタクリル樹脂の含有量:100質量%)。成形体における上記メタクリル樹脂の含有量は、100質量%未満、95質量%以下、または90質量%以下であってもよい。
本発明に係る成形体を加工して、所望する製品、部品(部材)を得てもよい。
本発明に係る成形体は、上記板、シートまたはフィルムから裁断された板片、シート片またはフィルム片であってもよい。
表示窓保護板とは、文字情報や画像情報等を表示するための窓(ディスプレイ)が存在する電子機器に使用するものであり、上記窓(ディスプレイ)を保護するものである。上記電子機器としては、携帯電話、スマートフォン、パソコン、タブレット、デジタルカメラ、ビデオカメラ、携帯型ゲーム、ポータブルオーディオプレイヤー等が挙げられる。
自動車用材料としては、例えば、リアランプカバーや、ヘッドランプカバー、フロントガラス、サイドガラス、リアガラス、ルーフ等の自動車用窓等が挙げられる。
本発明に係る成形体の製造方法は、上記メタクリル酸エステルと、上記シリカ粒子とを重合させて上記メタクリル樹脂を製造する工程と、得られたメタクリル樹脂を延伸する工程とを含む。メタクリル樹脂を製造する工程については、上述のとおりである。
本発明に係る成形体の製造方法は、上記本発明に係る成形体を製造するための方法として好適である。
未延伸成形体を製造するための成形方法としては、例えば、押出成形法、射出成形法、熱板プレス成形法等が挙げられる。
未延伸成形体の形状は特に制限されないが、好ましくは板状、シート状またはフィルム状である。
成形体がメタクリル樹脂とメタクリル樹脂以外の樹脂とを含む場合、上記メタクリル樹脂のガラス転移温度は、メタクリル樹脂とメタクリル樹脂以外の樹脂との混合物または混練物のガラス転移温度と読み替えられる。
上記延伸工程および加熱工程における温度は、メタクリル樹脂の(Tg−60℃)以上(Tg+60℃)以下であることが好ましく、メタクリル樹脂の(Tg−40℃)以上(Tg+40℃)以下であることがより好ましく、メタクリル樹脂の(Tg−30℃)以上(Tg+30℃)以下であることがさらに好ましく、メタクリル樹脂の(Tg−20℃)以上(Tg+20℃)以下であることが特に好ましい。延伸工程時の温度(延伸温度)が低すぎると、得られる成形体に割れが生じるおそれがあり、温度が高すぎると成形体の厚み方向の配向度の絶対値が大きくならず、耐衝撃性に優れる成形体が得られないおそれがある。
延伸温度とは、延伸工程における金型温度(ダイ温度)または延伸槽の槽内温度をいう。
厚み方向の延伸倍率が大きいほど、厚み方向の配向度の絶対値が高くなり、耐衝撃性に優れる成形体が得られる傾向がある。
厚み方向の延伸倍率が大きすぎると、得られる成形体の外観が悪くなるおそれがある。
厚み方向とは、延伸される対象の厚みを示す方向であり、通常、該対象の最も面積が広い面に対して垂直な方向である。例えば、プレス延伸法では、圧力を加える方向が厚み方向であり、一軸延伸法や二軸延伸法では、引張方向に垂直な方向が厚み方向である。
延伸工程および加熱工程における温度と延伸倍率とのより好ましい関係は、延伸工程および加熱工程における温度がメタクリル樹脂の(Tg−20℃)以上(Tg+30℃)以下である場合、延伸倍率が1.5倍以上5.0倍以下であり、延伸倍率が2.0倍以上4.0倍以下であることがさらに好ましい。
冷却方法は特に制限されないが、延伸時の負荷(圧力、張力等)を維持したままで冷却することが、外観の良く、所定の厚さの成形体を精度良く得られるという観点で好ましい。
得られた成形体について、セナルモン法によるリタデーションの測定を行った。光源には赤色(波長632.8nm)のレーザー光を用いた。リタデーションの測定値から、鞠谷雄士、伊藤浩志、「プラスチック成形品の高次構造解析入門」、P72−74、プラスチック成形加工学会編、日刊工業新聞社(2006)記載の方法に従って3つの主屈折率Nx、Ny、Nzを算出した。一つの主屈折率軸を中心に成形体を回転させ、2方向からリタデーションを測定することによりNx、Ny、Nzを算出し、下記式(F4)を用いて厚み方向の配向度fzを算出した。下記式(F4)中、Δnは成形体の固有複屈折である。
fz=[(Nz−Nx)+(Nz−Ny)]/(2Δn)・・・式(F4)
得られた成形体について、ソリッドエコー法によるパルスNMRの測定を行った。直径1cmのガラス管に成形体のサンプルを1〜2cmの高さまで詰め、観測核1HのパルスNMR測定装置(BRUKER製Minispec mq20)を用い、ソリッドエコー法にて、繰り返し時間:1s、積算回数:100回、測定温度:150℃の条件で測定を行った。測定は、サンプルを投入してから10分後に開始した。測定の結果、自由誘導減衰曲線(X)が得られた。別途、メチルメタクリレートを重合して得られたメタクリル重合体からなる成形体からサンプルを作製し、上記と同じ条件で測定を行い、自由誘導減衰曲線(Y)が得られた。得られた自由誘導曲線(X)を下記式(F1)を用いて最小二乗法により近似し、T2が異なる2つの成分の成分分率の合計(B+C)を求めた。
M(t)=A×MA(t)+B×exp(−t/T2B)+C×exp(−t/T2C)・・・式(F1)
[式(F1)において、BおよびCは、自由誘導減衰曲線(X)におけるスピン−スピン緩和時間が異なる2つの成分の各成分分率を表し、T2BおよびT2C(T2B>T2C)は、上記2つの成分における各スピン−スピン緩和時間を表し、tは減衰時間を表す。Aは、自由誘導減衰曲線(Y)に対応する成分の成分分率を表し、MA(t)は、自由誘導減衰曲線(Y)の巨視的磁化を表す。成分分率であるA、BおよびCはそれぞれ、AとBとCの合計に対する各成分の百分率である。]
得られた成形体を10mm×80mmの大きさで厚さ3mmの短冊状に加工した試験片を作製した。得られた試験片についてJIS K7171に準拠して曲げ弾性率を測定した。この値が高いほど剛性に優れる。曲げ弾性率が3400MPa以上、好ましくは3500MPa以上、より好ましくは3800MPa以上であるものは、表示窓保護板や自動車用材料として適している。
得られた成形体を10mm×80mmの大きさで厚さ3mmの短冊状に加工した試験片を作製した。得られた試験片についてJIS K 7111に準拠してフラットワイズ衝撃を加えた際のシャルピー衝撃強さによって評価した。シャルピー衝撃強さが大きいほど、耐衝撃性に優れる。耐衝撃性が16kJ/m2を超えるものは、表示窓保護板や自動車用材料として適している。
メタクリル樹脂を熱重量分析装置(セイコーインスツル株式会社製 TG/DTA7200)により20℃/分の昇温速度で室温から500℃まで昇温し、500℃到達時点の残渣の質量を求め、以下の式によりシリカ粒子残渣の量を算出した。
メタクリル樹脂のシリカ粒子残渣の量(質量%) = 残渣の質量/分析前のメタクリル樹脂の質量×100
メタクリル樹脂のガラス転移温度は、JIS K 7121に基づき、示差走査熱量測定装置(セイコーインスツル株式会社製 DSC7020)を用いて中間点ガラス転移温度を測定し、これをガラス転移温度とした。
(1)メタクリル樹脂の製造
平均一次粒子径が10nmであり、表面にメタクリロイル基を有するシリカ粒子(アドマテックス(株)製 アドマナノYA010C−SM1)10質量部と、メチルメタクリレート(MMA)89.9質量部と、重合開始剤としてAIBN(2,2’−アゾビスイソブチロニトリル)0.1質量部とを混合した。次いで、2枚のガラス板と軟質ポリ塩化ビニル製ガスケットとから構成される空隙の間隔が6mmのセルに、得られた混合物を流し込み、空気を熱媒とする重合槽中で、60℃にて3時間、次いで120℃にて40分加熱して重合させ、厚み6mmの板状のメタクリル樹脂(Tg:114℃、シリカ粒子残渣の量:10.6質量%)を得た。
カプトンフィルム(東レ・デュポン株式会社製 500H 厚み125μm)の上に、厚み100μmのポリプロピレンシートを載せ、その上に上記(1)で得られたメタクリル樹脂から60mm×60mmのサイズに切り出したサンプルを設置した。さらにサンプルの上に厚み100μmのポリプロピレンシートを載せ、潤滑剤(信越シリコーン製 KF96SP)を塗布したカプトンフィルムを、潤滑剤塗布面がポリプロピレンシートと接するように載せ、140℃の恒温槽で40分加熱した。次いで、ダイを140℃に加熱したプレス機(株式会社神藤金属工業所製 単動圧縮成形機 NSF−70型 締め圧力70トン)にて3mmの厚みになるまでプレス延伸をおこなった(延伸温度:140℃)。また、延伸後ただちにプレス機のダイ内に通水し、ダイを冷却することで、プレス負荷をかけたままおよそ6分で50℃まで冷却した。50℃まで冷却したサンプルを取出し、成形体を得た。
得られた成形体の厚み方向の配向度、T2が異なる2つの成分の成分分率の合計、曲げ弾性率、耐衝撃性を評価した。表1に結果を示す。使用したシリカ粒子の平均一次粒子径及び使用量、並びにメタクリル樹脂の延伸条件を併せて表1に示す(下記の実施例・比較例についても同様)。
平均一次粒子径が10nmであり、表面にメタクリロイル基を有するシリカ粒子(アドマテックス(株)製 アドマナノYA010C−SM1)20質量部と、メチルメタクリレート(MMA)79.9質量部と、重合開始剤としてAIBN(2,2’−アゾビスイソブチロニトリル)0.1質量部とを用いたこと以外は、実施例1の(1)と同様にして厚み6mmの板状のメタクリル樹脂(Tg:117℃、シリカ粒子残渣の量:21.2質量%)を得た。
得られたメタクリル樹脂を用いて実施例1の(2)と同様にして成形体を得た。
得られた成形体の厚み方向の配向度、T2が異なる2つの成分の成分分率の合計、曲げ弾性率、耐衝撃性を評価した。表1に結果を示す。
2枚のガラス板と軟質ポリ塩化ビニル製ガスケットとから構成される空隙の間隔が8mmのセルを使用したこと以外は実施例2と同様にして厚み8mmの板状のメタクリル樹脂(Tg:117℃、シリカ粒子残渣の量:21.2質量%)を得た。ついで、このメタクリル樹脂を用いたこと以外は実施例2と同様にして成形体を得た(3mmの厚みになるまでプレス延伸)。
得られた成形体の厚み方向の配向度、T2が異なる2つの成分の成分分率の合計、曲げ弾性率、耐衝撃性を評価した。表1に結果を示す。
2枚のガラス板と軟質ポリ塩化ビニル製ガスケットとから構成される空隙の間隔が10mmのセルを使用した以外は実施例2と同様にして厚み10mmの板状のメタクリル樹脂(Tg:117℃、シリカ粒子残渣の量:21.3質量%)を得た。ついで、このメタクリル樹脂を用いたこと以外は実施例2と同様にして成形体を得た(3mmの厚みになるまでプレス延伸)。
得られた成形体の厚み方向の配向度、T2が異なる2つの成分の成分分率の合計、曲げ弾性率、耐衝撃性を評価した。表1に結果を示す。
実施例1の(1)と同様にして厚み6mmの板状のメタクリル樹脂を得た。得られたメタクリル樹脂を用いて実施例1の(2)の恒温槽の温度、ダイ温度を80℃にしたこと以外は実施例1と同様にして成形体を得た(延伸温度:80℃)。
得られた成形体の厚み方向の配向度、T2が異なる2つの成分の成分分率の合計、弾性率、耐衝撃性を評価した。表1に結果を示す。
平均一次粒子径が50nmであり、表面にメタクリロイル基を有するシリカ粒子(アドマテックス(株)製 アドマナノYA050C−SM1)20質量部と、メチルメタクリレート(MMA)69.9質量部と、重合開始剤としてAIBN(2,2’−アゾビスイソブチロニトリル)0.1質量部とを用いたこと以外は、実施例1の(1)と同様にして厚み6mmの板状のメタクリル樹脂(Tg:120℃、シリカ粒子残渣の量:29.9質量%)を得た。ついで、得られたメタクリル樹脂を用いて実施例1の(2)と同様にして成形体を得た。
得られた成形体の厚み方向の配向度、T2が異なる2つの成分の成分分率の合計、曲げ弾性率、耐衝撃性を評価した。表1に結果を示す。
2枚のガラス板と軟質ポリ塩化ビニル製ガスケットとから構成される空隙の間隔が10mmのセルを使用したこと以外は実施例6と同様にして厚み10mmの板状のメタクリル樹脂(Tg:120℃、シリカ粒子残渣の量:29.9質量%)を得た。ついで、このメタクリル樹脂を用いたこと以外は実施例6と同様にして成形体を得た(3mmの厚みになるまでプレス延伸)。
得られた成形体の厚み方向の配向度、T2が異なる2つの成分の成分分率の合計、曲げ弾性率、耐衝撃性を評価した。表1に結果を示す。
平均一次粒子径が50nmであり、表面にメタクリロイル基を有するシリカ粒子(アドマテックス(株)製 アドマナノYA050C−SM1)10質量部と、メチルメタクリレート(MMA)99.9質量部と、重合開始剤としてAIBN(2,2’−アゾビスイソブチロニトリル)0.1質量部とを用い、2枚のガラス板と軟質ポリ塩化ビニル製ガスケットとから構成される空隙の間隔が10mmのセルを使用したこと以外は実施例1の(1)と同様にして厚み10mmの板状のメタクリル樹脂を得た。ついで、得られたメタクリル樹脂を用いて恒温槽の温度、ダイ温度を100℃にしたこと以外は実施例1の(2)と同様にして成形体を得た(延伸温度:100℃)。
得られた成形体の厚み方向の配向度、T2が異なる2つの成分の成分分率の合計、弾性率、耐衝撃性を評価した。表1に結果を示す。
平均一次粒子径が10nmであり、表面にメタクリロイル基を有するシリカ粒子(アドマテックス(株)製 アドマナノYA010C−SM1)5質量部と、メチルメタクリレート(MMA)94.9質量部と、重合開始剤としてAIBN(2,2’−アゾビスイソブチロニトリル)0.1質量部とを用いたこと以外は、実施例1の(1)と同様にしてメタクリル樹脂(Tg:114℃、シリカ粒子残渣の量:4.9質量%)を得た。
得られたメタクリル樹脂を用いて実施例1の(2)と同様にして成形体を得た。
得られた成形体の厚み方向の配向度、T2が異なる2つの成分の成分分率の合計、弾性率、耐衝撃性を評価した。表1に結果を示す。
平均一次粒子径が10nmであり、表面にメタクリロイル基を有するシリカ粒子(アドマテックス(株)製 アドマナノYA010C−SM1)10質量部と、メチルメタクリレート(MMA)89.9質量部と、重合開始剤としてAIBN(2,2’−アゾビスイソブチロニトリル)0.1質量部とを用いたこと、および2枚のガラス板と軟質ポリ塩化ビニル製ガスケットとから構成される空隙の間隔が4mmのセルを使用したこと以外は、実施例1の(1)と同様にして厚み4mmの板状のメタクリル樹脂(Tg:114℃、シリカ粒子残渣の量:9.9質量%)を得た。
得られたメタクリル樹脂を用いて実施例1の(2)の恒温槽の温度、ダイ温度を180℃にしたこと以外は実施例1と同様にして成形体を得た(延伸温度:180℃、3mmの厚みになるまでプレス延伸)。
得られた成形体の厚み方向の配向度、T2が異なる2つの成分の成分分率の合計、弾性率、耐衝撃性を評価した。表1に結果を示す。
シリカ粒子を使用しなかったこと以外は、実施例1の(1)と同様にして厚み6mmの板状のメタクリル樹脂(Tg:114℃、シリカ粒子残渣の量:0質量%)を得た。
得られたメタクリル樹脂を用いて実施例1の(2)と同様にして成形体を得た。
得られた成形体の厚み方向の配向度、T2が異なる2つの成分の成分分率の合計、曲げ弾性率、耐衝撃性を評価した。表1に結果を示す。
2枚のガラス板と軟質ポリ塩化ビニル製ガスケットとから構成される空隙の間隔が10mmのセルを使用したこと、およびシリカ粒子を使用しなかったこと以外は、実施例1の(1)と同様にして厚み10mmの板状のメタクリル樹脂(Tg:114℃、シリカ粒子残渣の量:0質量%)を得た。
得られたメタクリル樹脂を用いて実施例1の(2)と同様にして成形体を得た。
得られた成形体の厚み方向の配向度、T2が異なる2つの成分の成分分率の合計、曲げ弾性率、耐衝撃性を評価した。表1に結果を示す。
メチルメタクリレート(MMA)99.9質量部と、重合開始剤としてAIBN(2,2’−アゾビスイソブチロニトリル)0.1質量部とを混合した。次いで、2枚のガラス板と軟質ポリ塩化ビニル製ガスケットとから構成される空隙の間隔が3mmのセルに、得られた混合物を流し込み、空気を熱媒とする重合槽中で、60℃にて3時間、次いで120℃にて40分加熱して重合させ、厚み3mmの板状のメタクリル樹脂(Tg:114℃、シリカ粒子残渣の量:0質量%)を得た。
得られたメタクリル樹脂の厚み方向の配向度、T2が異なる2つの成分の成分分率の合計、曲げ弾性率、耐衝撃性を評価した。表1に結果を示す。
平均一次粒子径が10nmであり、表面にメタクリロイル基を有するシリカ粒子(アドマテックス(株)製 アドマナノYA010C−SM1)30質量部と、メチルメタクリレート(MMA)69.9質量部と、重合開始剤としてAIBN(2,2’−アゾビスイソブチロニトリル)0.1質量部とを用いたこと以外は、比較例3と同様にして厚み3mmの板状のメタクリル樹脂(Tg:118℃、シリカ粒子残渣の量:32.0質量%)を得た。
得られたメタクリル樹脂の厚み方向の配向度、T2が異なる2つの成分の成分分率の合計、曲げ弾性率、耐衝撃性を評価した。表1に結果を示す。
Claims (6)
- 樹脂を含む成形体であって、
前記樹脂は、
メタクリル酸エステルに由来する構成単位と、
平均一次粒子径が1nm以上50nm以下であるシリカ粒子であって、少なくとも一つの重合性官能基を有するシリカ粒子に由来する構成単位と、
を含有するメタクリル樹脂を含み、
前記成形体は、厚み方向の配向度の絶対値が0.02以上であり、かつ下記要件(I)を満たす、成形体。
(I)パルス核磁気共鳴測定装置を用いて、150℃下、ソリッドエコー法で前記成形体を測定して得られた自由誘導減衰曲線(X)を、下記式(F1)を用いて最小二乗法で近似した場合に、前記自由誘導減衰曲線(X)におけるスピン−スピン緩和時間が異なる2つの成分の成分分率の合計(B+C)が4%以上である。
M(t)=A×MA(t)+B×exp(−t/T2B)+C×exp(−t/T2C)・・・式(F1)
[式(F1)において、BおよびCは、前記自由誘導減衰曲線(X)におけるスピン−スピン緩和時間が異なる2つの成分の各成分分率を表し、T2BおよびT2C(T2B>T2C)は、前記2つの成分における各スピン−スピン緩和時間を表し、tは減衰時間を表す。Aは、前記シリカ粒子に由来する構成単位を含有しないメタクリル重合体を含む成形体を、前記パルス核磁気共鳴測定装置を用いて、150℃下、ソリッドエコー法で別途測定して得られた自由誘導減衰曲線(Y)に対応する成分の成分分率を表し、MA(t)は、前記自由誘導減衰曲線(Y)の巨視的磁化を表す。成分分率であるA、BおよびCはそれぞれ、AとBとCの合計に対する各成分の百分率である。] - 前記重合性官能基が、メタクリロイル基、アクリロイル基、スチリル基、α−メチルスチリル基、およびイタコニル基からなる群より選ばれる少なくとも一つの基である、請求項1に記載の成形体。
- 請求項1に記載の成形体の製造方法であって、
前記メタクリル酸エステルと、前記シリカ粒子とを重合させて前記メタクリル樹脂を製造する工程と、
前記メタクリル樹脂を延伸する工程と、
を含む、成形体の製造方法。 - 前記シリカ粒子の使用量が、前記メタクリル酸エステル100質量部に対して5質量部以上である、請求項3に記載の成形体の製造方法。
- 請求項1または2に記載の成形体を含む自動車用材料。
- 請求項1または2に記載の成形体を含む表示窓保護板。
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