TW201527390A - 板狀成形體 - Google Patents

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Takuro Niimura
Atsuhiro Nakahara
Atsushi Matsumura
Hiroshi Ozawa
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Kuraray Co
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
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Abstract

本發明提供一種板狀成形體,其係藉由將甲基丙烯酸樹脂組成物加以成形而得,且光程長度200mm的黃度指數(YI)為10以下,其中該甲基丙烯酸樹脂組成物係含有具50~90質量%的源自甲基丙烯酸甲酯之結構單元、10~50質量%的源自甲基丙烯酸脂環式烴酯之結構單元的甲基丙烯酸樹脂,且甲基丙烯酸脂環式烴酯的含量為1.0質量%以下。本發明亦提供一種導光板,其係由該板狀成形體所構成。

Description

板狀成形體
本發明係關於板狀成形體。更詳言之,本發明係關於著色少、透明性高、霧值低、耐衝撃性高、飽和吸水率低、尺寸變化小、外觀良好的薄型且大面積之板狀成形體。
甲基丙烯酸樹脂在透明性、耐光性、表面硬度等優良。藉由將包含該甲基丙烯酸樹脂之甲基丙烯酸樹脂組成物加以成形,可得到導光板、透鏡等各種光學構件。
對輕量且大面積的液晶顯示裝置之需求高,對應於此,光學構件也被要求薄型化及大面積化。然而,若將光學構件薄型化及大面積化,則容易因些微的濕氣與熱等引起尺寸變化。光學特性會隨著此尺寸變化而變化。伴隨著顯示裝置的高畫質化,折射率與阻滯等光學特性被要求高精度。因此,作為光學構件的原料之甲基丙烯酸樹脂組成物被強力要求高透明性、低吸濕性、高耐熱性、小尺寸變化、高耐衝撃性、良好的成形性等。
作為光學構件用樹脂材料,已知例如一種光學用樹脂材料,其係將包含5重量%以上之(甲基)丙烯酸 酸三環癸酯的聚合性組成物加以聚合而得(參照專利文獻1)。若以高成形溫度將此光學用樹脂材料成形,則所得到的成形體容易著色。若以230~260℃之低溫將此光學用樹脂材料射出成形,則成形體不易著色。但是,用低溫射出成形的話,成形體的生產性低,此外所得到的成形體中容易殘留應力,因此容易因熱引起尺寸變化。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1 日本特開昭61-73705號公報
非專利文獻
非專利文獻1 日本油脂股份有限公司技術資料「有機過氧化物之抓氫能力與起始劑效率」(2003年4月製作)
本發明之目的係提供一種著色少、透明性高、霧值低、飽和吸水率低、尺寸變化小、且外觀良好的薄型且大面積之板狀成形體。
為了達成上述目的而進行戮力研究的結果,終至完成包含以下態樣之發明。
[1]一種板狀成形體,其係由甲基丙烯酸樹脂組成物所構成,且光程長度200mm的黃度指數(YI)為10以下,其中該甲基丙烯酸樹脂組成物係含有具50~90質 量%的源自甲基丙烯酸甲酯之結構單元、10~50質量%的源自甲基丙烯酸脂環式烴酯之結構單元的甲基丙烯酸樹脂,且甲基丙烯酸脂環式烴酯的含量為1.0質量%以下。
[2]如[1]之板狀成形體,其中該甲基丙烯酸樹 脂組成物的下列成分的合計含量係0.3質量%以下:由甲基丙烯酸甲酯所構成之二聚物或三聚物、由丙烯酸酯所構成之二聚物或三聚物、由甲基丙烯酸脂環式烴酯所構成之二聚物或三聚物、由甲基丙烯酸甲酯與丙烯酸酯所構成之二聚物、由甲基丙烯酸甲酯與甲基丙烯酸脂環式烴酯所構成之二聚物、由丙烯酸酯與甲基丙烯酸脂環式烴酯所構成之二聚物、由二個甲基丙烯酸甲酯與一個丙烯酸酯所構成之三聚物、由一個甲基丙烯酸甲酯與二個丙烯酸酯所構成之三聚物、由二個甲基丙烯酸甲酯與一個甲基丙烯酸脂環式烴酯所構成之三聚物、由一個甲基丙烯酸甲酯與二個甲基丙烯酸脂環式烴酯所構成之三聚物、由二個丙烯酸酯與一個甲基丙烯酸脂環式烴酯所構成之三聚物、由一個丙烯酸酯與二個甲基丙烯酸脂環式烴酯所構成之三聚物、及由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸酯與甲基丙烯酸脂環式烴酯所構成之三聚物。
[3]如[1]或[2]之板狀成形體,其中甲基丙烯酸脂環式烴酯為甲基丙烯酸三環[5.2.1.02,6]癸-8-基酯(dicyclopentanyl methacrylate)或甲基丙烯酸異莰酯。
[4]如[1]~[3]中任一項之板狀成形體,其樹脂流動長度對厚度之比為380以上。
[5]如[1]~[4]中任一項之板狀成形體,其在光程長度3mm時對波長435nm的光之透射率為90%以上。
[6]一種導光板,其係由如[1]~[5]中任一項之板狀成形體所構成。
[7]一種板狀成形體之製造方法,其係如[1]~[5]中任一項之板狀成形體之製造方法,其具有:(I)將聚合性單體、聚合起始劑與鏈轉移劑連續供給至反應器;(II)於該反應器中將一部分的聚合性單體加以自由基塊狀聚合而得到樹脂混合物,該樹脂混合物含有:具有50~90質量%的源自甲基丙烯酸甲酯之結構單元及10~50質量%的源自甲基丙烯酸脂環式烴酯之結構單元之甲基丙烯酸樹脂、未反應的聚合性單體、及由聚合性單體所構成之二聚物或三聚物;(III)自該反應器將該樹脂混合物連續輸送至備有排氣孔之雙軸擠出機;(IV)於該雙軸擠出機,將未反應的聚合性單體與由聚合性單體所構成之二聚物或三聚物自該樹脂混合物除去而得到甲基丙烯酸樹脂組成物,將該甲基丙烯酸樹脂組成物以股狀擠出;(V)藉由以造粒機裁切以股狀擠出之甲基丙烯酸樹脂組成物,而得到丸粒狀的甲基丙烯酸樹脂組成物;(VI)加熱熔融該丸粒狀甲基丙烯酸樹脂組成物並加以成形。
本發明之板狀成形體的著色少、透明性高、霧值低、飽和吸水率低、尺寸變化小。本發明之板狀成形體適用於薄型且大面積之導光板等光學構件。
本發明之板狀成形體發揮如上述之效果的理由被認為係如下所述。以甲基丙烯酸三環癸酯為代表之甲基丙烯酸脂環式烴酯大多具有高沸點。在於作為甲基丙烯酸樹脂的一般製法之連續塊狀聚合中所採用的脫揮擠出處理中,無法充分除去甲基丙烯酸脂環式烴酯,容易殘留於甲基丙烯酸樹脂中。該化合物若大量殘留於甲基丙烯酸樹脂中,則認為板狀成形體會產生著色、尺寸變化會變大等。又,在射出成形時產生氣體,被認為會汙損成形模具及板狀成形體的表面。本發明之板狀成形體由於是由甲基丙烯酸脂環式烴酯含量少之甲基丙烯酸樹脂組成物所構成,因此推測應該不會發生如上述之缺陷。
1‧‧‧注道
2‧‧‧流道
3‧‧‧澆口
4‧‧‧樹脂流動長度
11‧‧‧MMA槽
12‧‧‧MA槽
13‧‧‧n-OM槽
14‧‧‧起始劑MMA溶液槽
18‧‧‧氮氣混合器
21‧‧‧反應器
22‧‧‧加熱用熱交換器
23‧‧‧備有排氣孔之擠出機
P‧‧‧丸粒狀樹脂組成物
第1圖為表示射出成型模具中的樹脂流動長度之圖。
第2圖為顯示本發明之製造方法中所使用之裝置的一例之圖。
[用於實施發明之形態]
本發明之板狀成形體係由甲基丙烯酸樹脂組 成物所構成。
該甲基丙烯酸樹脂組成物包含具有源自甲基丙烯酸甲酯(以下也稱為單體(I)。)之結構單元與源自甲基丙烯酸脂環式烴酯(以下也稱為單體(II)。)之結構單元之甲基丙烯酸樹脂。
作為單體(II)可列舉出例如:甲基丙烯酸環己 酯、甲基丙烯酸環戊酯、甲基丙烯酸環庚酯等甲基丙烯酸單環脂肪族烴酯;甲基丙烯酸-2-降莰酯、甲基丙烯酸-2-甲基-2-降莰酯、甲基丙烯酸-2-乙基-2-降莰酯、甲基丙烯酸-2-異莰酯、甲基丙烯酸-2-甲基-2-異莰酯、甲基丙烯酸-2-乙基-2-異莰酯、甲基丙烯酸-8-三環[5.2.1.02,6]癸酯、甲基丙烯酸-8-甲基-8-三環[5.2.1.02,6]癸酯、甲基丙烯酸-8-乙基-8-三環[5.2.1.02,6]癸酯、甲基丙烯酸-2-金剛烷酯、甲基丙烯酸-2-甲基-2-金剛烷酯、甲基丙烯酸-2-乙基-2-金剛烷酯、甲基丙烯酸-1-金剛烷酯、甲基丙烯酸-2-苯氧酯、甲基丙烯酸-2-甲基-2-苯氧酯、甲基丙烯酸-2-乙基-2-苯氧酯等甲基丙烯酸多環脂肪族烴酯等。在這些之中,較佳為甲基丙烯酸多環脂肪族烴酯,更佳為甲基丙烯酸三環[5.2.1.02,6]癸酯(別名:甲基丙烯酸三環[5.2.1.02,6]癸-8-基酯(dicyclopentanyl methacrylate))或甲基丙烯酸-2-異莰酯(甲基丙烯酸異莰酯)。
本發明中所使用之甲基丙烯酸樹脂,在不損 害本發明效果之範圍內,也可包含源自單體(I)及單體(II) 以外的單體(以下也稱為單體(III)。)之結構單元。作為單體(III)可列舉出:丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸異丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸二級丁酯、丙烯酸三級丁酯、丙烯酸戊酯、丙烯酸異戊酯、丙烯酸正己酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸十五烷酯、丙烯酸十二烷酯、丙烯酸環己酯、丙烯酸降莰烯酯、丙烯酸異莰酯、丙烯酸苯甲酯、丙烯酸苯氧基乙酯、丙烯酸-2-羥乙酯、丙烯酸-2-乙氧基乙酯、丙烯酸環氧丙酯、丙烯酸烯丙酯、丙烯酸苯酯等丙烯酸酯;甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸二級丁酯、甲基丙烯酸三級丁酯、甲基丙烯酸戊酯、甲基丙烯酸異戊酯、甲基丙烯酸正己酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸十五烷酯、甲基丙烯酸十二烷酯、甲基丙烯酸苯酯等甲基丙烯酸甲酯以外的甲基丙烯酸酯;丙烯酸、甲基丙烯酸、順丁烯二酸酐、順丁烯二酸、伊康酸等不飽和羧酸;乙烯、丙烯、1-丁烯、異丁烯、1-辛烯等烯烴;丁二烯、異戊二烯、月桂油烯等共軛二烯;苯乙烯、α-甲基苯乙烯、對甲基苯乙烯、間甲基苯乙烯等芳香族乙烯化合物;丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、丙烯腈、甲基丙烯腈、乙酸乙烯酯、乙烯吡啶、乙烯酮、氯乙烯、偏二氯乙烯、偏二氟乙烯等。在此等之中,從提升透明性的觀點來看,較佳為丙烯酸酯,更佳為碳數1~6之丙烯酸烷酯。
本發明中所使用之甲基丙烯酸樹脂中,源自 單體(I)之結構單元的含量,通常為50~90質量%,較佳為60~88質量%,更佳為70~86質量%,再更佳為74~86質量%。
本發明中所使用之甲基丙烯酸樹脂中,源自單體(II)之結構單元的含量,通常為10~50質量%,較佳為11~35質量%,更佳為12~20質量%。
本發明中所使用之甲基丙烯酸樹脂中,源自單體(III)之結構單元的含量較佳為15質量%以下,更佳為10質量%以下,再更佳為2~6質量%。
本發明中所使用之甲基丙烯酸樹脂,其重量 平均分子量較佳為35,000~100,000,更佳為40,000~90,000,再更佳為45,000~80,000,最佳為60,000~80,000。重量平均分子量若小於35,000,則由甲基丙烯酸樹脂組成物所構成之板狀成形體的耐衝撃性與靭性會有變得不充分的傾向,若大於100,000,則甲基丙烯酸樹脂組成物的成形性會有變得不充分的傾向。
本發明中所使用之甲基丙烯酸樹脂,若考慮 流動性、耐衝撃性、玻璃轉移溫度等各種物性值之平衡,較佳係由74~86質量%的源自單體(I)之結構單元、12~20質量%的源自單體(II)之結構單元及2~6質量%的源自單體(III)之結構單元所構成,且重量平均分子量為60,000~80,000者。
本發明中所使用之甲基丙烯酸樹脂,其重量 平均分子量與數量平均分子量的比(重量平均分子量/數 量平均分子量:以下也將此比記述為分子量分布。)較佳為1.7~2.6,更佳為1.7~2.3,再更佳為1.7~2.0。甲基丙烯酸樹脂的分子量分布若小,則甲基丙烯酸樹脂組成物的成形性會有降低的傾向。分子量分布若大,則由樹脂組成物所得到之板狀成形體的耐衝撃性會有降低的傾向,容易變脆。
還有,重量平均分子量及數量平均分子量係以GPC(凝膠滲透層析)測定之以標準聚苯乙烯換算之分子量。又,甲基丙烯酸樹脂之重量平均分子量、數量平均分子量及分子量分布可藉由調整聚合起始劑及鏈轉移劑的種類與量等來控制。
本發明中所使用之甲基丙烯酸樹脂,其玻璃 轉移溫度較佳為100~140℃,更佳為105~135℃,再更佳為110~130℃。若玻璃轉移溫度低,則耐熱性等會有降低的傾向。若玻璃轉移溫度高,則成形性等會有降低的傾向。
本發明中所使用之甲基丙烯酸樹脂組成物中 所包含的甲基丙烯酸樹脂的量,相對於甲基丙烯酸樹脂組成物全體,較佳為97質量%以上,更佳為98質量%以上,再更佳為99質量%以上。
本發明中所使用之甲基丙烯酸樹脂組成物, 其甲基丙烯酸脂環式烴酯的含量為1.0質量%以下,較佳為0.8質量%以下,更佳為0.6質量%以下,再更佳為0.4質量%以下。甲基丙烯酸脂環式烴酯的含量在上述範圍時,本發明之板狀成形體的黃度指數小,不易產生銀紋 與表面汙漬等外觀不良,於連續成形時不易以氣體汙染模具,不易產生特有的臭味。甲基丙烯酸脂環式烴酯的含量可藉由氣相層析定量。
本發明中所使用之甲基丙烯酸樹脂組成物, 其下列成分的合計含量較佳為0.3質量%以下,更佳為0.25質量%以下,再更佳為0.2質量%以下:由甲基丙烯酸甲酯所構成之二聚物或三聚物、由丙烯酸酯所構成之二聚物或三聚物、由甲基丙烯酸脂環式烴酯所構成之二聚物或三聚物、由甲基丙烯酸甲酯與丙烯酸酯所構成之二聚物、由甲基丙烯酸甲酯與甲基丙烯酸脂環式烴酯所構成之二聚物、由丙烯酸酯與甲基丙烯酸脂環式烴酯所構成之二聚物、由二個甲基丙烯酸甲酯與一個丙烯酸酯所構成之三聚物、由一個甲基丙烯酸甲酯與二個丙烯酸酯所構成之三聚物、由二個甲基丙烯酸甲酯與一個甲基丙烯酸脂環式烴酯所構成之三聚物、由一個甲基丙烯酸甲酯與二個甲基丙烯酸脂環式烴酯所構成之三聚物、由二個丙烯酸酯與一個甲基丙烯酸脂環式烴酯所構成之三聚物、由一個丙烯酸酯與二個甲基丙烯酸脂環式烴酯所構成之三聚物、及由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸酯與甲基丙烯酸脂環式烴酯所構成之三聚物。此種二聚物或三聚物的合計含量越少,本發明之板狀成形體的特點會越顯著。還有,前述二聚物及三聚物係藉由自由基聚合的停止反應(再結合、歧化)等而生成之由源自相同或不同之2或3個單體的結構單元所構成之化合物。此種二聚物及三聚物能藉由氣相層析來加以定量。
又,本發明中所使用之甲基丙烯酸樹脂組成 物在230℃及3.8kg荷重的條件下的熔融流動速率較佳為5~35g/10分鐘,更佳為8~30g/10分鐘,再更佳為10~25g/10分鐘。還有,熔融流動速率係依據JIS K7210測定的熔體質量流動速率之值。
本發明中所使用的甲基丙烯酸樹脂組成物, 從抑制自其所得到之本發明的板狀成形體之尺寸變化的觀點來看,飽和吸水率較佳為1.6質量%以下,更佳為1.4質量%以下。還有,在本說明書中,飽和吸水率係測定將該板狀成形體在溫度60℃、濕度90%之條件下放置300小時後的質量相對於經過3天以上真空乾燥之板狀成形體的質量之增加率之值。
本發明中所使用的甲基丙烯酸樹脂組成物, 係將單體(I)、單體(II)及任意成分之單體(III)(以下也將這些合稱為「聚合性單體」。)加以聚合生成甲基丙烯酸樹脂,接下來藉由調節甲基丙烯酸脂環式烴酯的含量及視需要的前述二聚物或三聚物的含量而得。於聚合時使用之單體(I)的量較佳為50~90質量%,於聚合時使用之單體(II)的量較佳為10~50質量%。
甲基丙烯酸樹脂的原料之單體(I)、單體(II) 及任意成分之單體(III),其黃度指數較佳為2以下,更佳為1以下。聚合性單體的黃度指數若小,則在將所得到的甲基丙烯酸樹脂組成物加以成形之情形,容易以高生產效率得到幾乎沒有著色之板狀成形體。還有,黃度指數係使用日本電色工業股份有限公司製的測色色差計 ZE-2000,基於依據JIS Z8722測定出的值,依據JIS K7373算出之黄色度的值。
聚合性單體之聚合較佳以塊狀聚合法進行, 更佳為以自由基塊狀聚合法進行。而從生產性的觀點來看,塊狀聚合法係以連續塊狀聚合法為較佳的。還有,懸浮聚合法雖可減少樹脂中的殘存單體量,但受到穩定劑、分散劑等雜質的影響會造成黃度指數變大。在模具澆鑄(cell cast)聚合法中,不僅無法得到殘存單體少的板狀成形體,更難以得到薄型且大面積的板狀成形體,且其板厚精度與黃度指數等品質低,難以使用作為導光板等光學構件。
聚合反應係藉由在既定溫度下於聚合性單體 中添加聚合起始劑來起始。而藉由視需要地將鏈轉移劑添加至聚合性單體中,可調節所得到的甲基丙烯酸樹脂之重量平均分子量、數量平均分子量、分子量分布等。
上述聚合性單體的溶氧量較佳為10ppm以 下,更佳為5ppm以下,再更佳為4ppm以下,特佳為3ppm以下。若溶氧量在如此之範圍,則聚合反應會平順地進行,容易得到無銀紋或著色之板狀成形體。
於聚合性單體之聚合所使用之聚合起始劑只 要是產生反應性自由基者即不特別限定。可列舉出例如:過氧異丙基單碳酸三級己酯、過氧-2-乙基己酸三級己酯、過氧-2-乙基己酸-1,1,3,3-四甲基丁酯、過氧異丁酸三級丁酯、過氧異丁酸三級己酯、過氧新癸酸三級丁酯、過氧新癸酸三級己酯、過氧新癸酸-1,1,3,3-四甲基 丁酯、1,1-雙(三級己過氧)環己烷、過氧化苯甲醯、過氧化-3,5,5-三甲基己醯、過氧化十二醯、2,2’-偶氮雙(2-甲基丙腈)、2,2’-偶氮雙(2-甲基丁腈)、2,2’-偶氮雙(2-甲基丙酸甲酯)等。這些之中,聚合起始劑較佳為1小時半衰期溫度在60~140℃者,更佳為在80~120℃者。而在以塊狀聚合法進行聚合反應之情形,聚合起始劑較佳為其抓氫能力在20%以下者,更佳為在10%以下者,再更佳為在5%以下者。具體來說,較佳為過氧-2-乙基己酸三級己酯、1,1-雙(三級己過氧)環己烷、2,2’-偶氮雙(2-甲基丙酸甲酯)。這些聚合起始劑可單獨使用1種,或組合2種以上來使用。又,聚合起始劑的使用量與添加方法等,依目的適當設定即可,不特別限定。例如於塊狀聚合法所使用之聚合起始劑的量,相對於100質量份的聚合性單體,較佳為0.0001~0.02質量份,更佳為0.001~0.01質量份。
還有,抓氫能力可由聚合起始劑製造業者之 技術資料(例如非專利文獻1)等得知。另外,可藉由使用α-甲基苯乙烯二聚物之自由基捕捉法,即α-甲基苯乙烯二聚物補捉法來測定。該測定一般係如下進行。首先,在作為自由基捕獲劑的α-甲基苯乙烯二聚物與環己烷的共存下,使聚合起始劑裂解生成自由基碎片。生成的自由基碎片中,抓氫能力低的自由基碎片加成至α-甲基苯乙烯二聚物的雙鍵而被捕捉。另一方面,抓氫能力高的自由基碎片自環己烷抓氫,產生環己基自由基,該環己基自由基加成至α-甲基苯乙烯二聚物的雙鍵而被捕捉, 生成環己烷捕捉產物。然後,把抓氫能力高的自由基碎片相對於藉由將環己烷或環己烷補捉產物加以定量而求得之理論上的自由基碎片產生量之比例(莫耳分率)定為抓氫能力。
作為於聚合性單體之聚合所使用之鏈轉移 劑,可列舉出:正辛硫醇、正十二烷硫醇、三級十二烷硫醇、1,4-丁二硫醇、1,6-己二硫醇、乙二醇雙硫丙酸酯、丁二醇雙硫羥乙酸酯、丁二醇雙硫丙酸酯、己二醇雙硫羥乙酸酯、己二醇雙硫丙酸酯、三羥甲丙烷參(β-硫丙酸酯)、新戊四醇肆硫丙酸酯等烷基硫醇類;α-甲基苯乙烯二聚物;萜品油烯等。這些之中較佳為正辛硫醇、正十二烷硫醇等單官能烷基硫醇。這些鏈轉移劑可以單獨使用1種,或組合2種以上來使用。於聚合所使用之鏈轉移劑的量,相對於100質量份的聚合性單體,較佳為0.1~1質量份,更佳為0.2~0.8質量份,再更佳為0.3~0.6質量份。
聚合性單體的塊狀聚合也能以批次式反應裝 置進行,但較佳以連續流通式反應裝置進行。連續流通式反應裝置係以一定流量將反應原料供給反應器,以一定流量將於該反應器所得到的包含反應產物之液體吐出,使反應原料的供給與包含反應產物之液體的吐出平衡,而連續地進行反應之裝置。作為連續流通式反應裝置中所使用之反應器,有能在接近完全混合之狀態下進行反應之槽型反應器以及能在接近栓流之狀態下進行反應之管型反應器。這些反應器可使用1具以上,另外也 可組合2具以上不同的反應器來使用。例如為了得到本發明中所使用之甲基丙烯酸樹脂,可以從反應初期階段到中期階段以連續流通式槽型反應器進行,而以連續流通式管型反應器進行反應末期階段。反應器也可具有攪拌機,該攪拌機能依據反應器的樣式選擇,但可列舉出例如:Maxblend式攪拌機、具有繞著配置於中央的垂直旋轉軸旋轉之格子狀葉片的攪拌機、螺旋槳式攪拌機、螺桿式攪拌機、靜態攪拌器等。於連續流通式槽型反應器中,從均勻混合性的點來看較佳為Maxblend式攪拌機。
使用於聚合性單體的塊狀聚合之特別合適之裝置,係具有至少一個連續流通式槽型反應器之裝置。多個連續流通式槽型反應器可以串聯也可以並聯。在使用連續流通式槽型反應器之情形,係使供給至該反應器的量與從該反應器吐出的量平衡,讓該反應器內的液量大致一定。反應器內的液量相對於反應器的容積,較佳為1/4~3/4,更佳為1/3~2/3。
於連續流通式反應,可將單體(I)、單體(II)及任意成分之單體(III)、聚合起始劑及鏈轉移劑全部混合再將該混合物供給至反應器,也可將單體(I)、單體(II)及任意成分之單體(III)、聚合起始劑及鏈轉移劑分別供給至反應器。於本發明中,較佳為全部混合再將該混合物供給至反應器之方法。
單體(I)、單體(II)及任意成分之單體(III)、聚合起始劑及鏈轉移劑之混合較佳在氮氣等非活性氣體環 境中進行。又,為了平穩地進行連續流通式反應之作業,較佳為從儲放例如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸脂環式烴酯、聚合起始劑及鏈轉移劑之槽分別透過管子,連續地供給至設置於反應器前段之混合器並混合,再使該混合物連續地流至反應器。該混合器較佳備有如靜態混合器等之攪拌機。
聚合反應時的溫度較佳為100~160℃,更佳 為110~150℃。聚合反應時的溫度若在這樣的範圍內,則容易將板狀成形體的黃度指數及熔融流動速率調整至前述範圍。
聚合反應的時間較佳為0.5~4小時,更佳為1~3小時。還有,在連續流通式反應器之情形,聚合反應時間為在反應器中的平均滯留時間。聚合反應時間若過短,則聚合起始劑的必需量會增加。而因聚合起始劑的增量,會有聚合反應之控制變難,並且分子量的控制變難之傾向。另一方面,聚合反應時間若過長,則反應到穩定狀態會需要一些時間,會有生產性降低的傾向。又,聚合較佳在氮氣等非活性氣體環境下進行。
聚合性單體的聚合轉化率較佳為30~80質量 %,更佳為40~70質量%,再更佳為50~65質量%。聚合轉化率若在這樣的範圍內,則容易將板狀成形體的黃度指數及熔融流動速率調整至較佳範圍。還有,聚合轉化率若過高,則因黏度上升而有需要大的攪拌動力之傾向。聚合轉化率若過低,則脫揮容易不充分,在將所得到的甲基丙烯酸樹脂組成物加以成形之情形下,會有於板狀成形體引起銀紋等外觀不良的傾向。
藉由上述聚合,能得到含有甲基丙烯酸樹 脂、未反應的聚合性單體、與由聚合性單體所構成之二聚物或三聚物之樹脂混合物。聚合結束後,視需要將未反應的聚合性單體、由聚合性單體所構成之二聚物或三聚物及溶媒除去。除去方法不特別限制,較佳為加熱脫揮。作為脫揮法,可舉出平衡閃蒸與絕熱閃蒸。特別是絕熱閃蒸較佳以210~300℃、更佳以220~280℃、再更佳以230~260℃之溫度進行。小於210℃時脫揮需要一些時間,脫揮容易不充分。在脫揮不充分時會在板狀成形體上引起銀紋等外觀不良。相反的若大於300℃,不僅前述二聚物及三聚物的生成會變多,末端雙鍵量也會變多,要確保熱穩定性會變難。
上述絕熱閃蒸在閃蒸當前的樹脂熔融體的壓 力較佳為1.5~3.0MPa,更佳為2.0~2.5MPa。若小於1.5MPa則閃蒸會不充分,會有殘存單體變多的傾向。相反的若大於3.0MPa則會有不易穩定生產的傾向。
絕熱閃蒸後,以螺桿擠出機擠出聚合物而得 到樹脂組成物。該螺桿擠出機較佳在比聚合物流入部還要下游側具有至少1個真空排氣孔或開放排氣孔。還有,於真空排氣孔的壓力較佳為30Torr以下,更佳為15Torr以下,再更佳為9Torr以下,最佳為6Torr以下。 該真空排氣孔的壓力若在上述範圍,則脫氣效率佳,能減少殘存單體。
上述螺桿擠出機的螺桿較佳為同向雙軸螺 桿。與單軸的情形相比,由於因為賦予樹脂的剪切能量 大、表面更新的程度大而能有效率地進行脫氣,而可減少殘存單體。而其螺桿結構較佳相對於螺桿全長具有5%以上的混練段部位。作為混練段,可列舉出:轉子元件(rotor segment)、正向進料捏合盤(kneading disk)、反向進料捏合盤、混練齒輪(mixing gear)等。
上述螺桿擠出機的圓筒加熱溫度較佳為220~300℃,更佳為230~290℃,再更佳為240~280℃。低於220℃則脫揮容易不充分,殘存單體有變多的傾向。相反的若高於300℃,則會有以下傾向:由於甲基丙烯酸樹脂的主鏈解聚合而使殘存單體增加;由於側鏈脫離而使殘存單體以外的其他雜質增加;或是經由氧化、燃燒等而使甲基丙烯酸樹脂組成物著色等。
可在備有排氣孔之擠出機進行揮發成分之去除。為了活用連續流通式反應的優點,較佳將從聚合反應器連續吐出的樹脂混合物連續地輸送至備有排氣孔之擠出機。備有排氣孔之擠出機一般具有:反應產物供給口,其能供給包含聚合物與揮發成分的反應產物;聚合物排出口,其能將從反應產物分離出的聚合物排出;至少一個排氣孔,其能將從反應產物分離出的揮發成分排出;螺桿,其係用於一邊混練反應產物一邊將其從反應產物供給口輸送至聚合物排出口。在比反應產物供給口還要接近聚合物排出口側之排氣孔27稱為前排氣孔,在比反應產物供給口還要遠離聚合物排出口側之排氣孔26稱為後排氣孔。本發明中較佳在所使用之備有排氣孔之擠出機中,於比位在最接近聚合物排出口的位置之前排 氣孔還要接近聚合物排出口側的位置,設置有添加劑投入口。擠出機內較佳已先減壓,供給的反應產物較佳於反應產物供給口被閃蒸。然後,一邊以螺桿輸送一邊將揮發成分蒸發。蒸發的揮發成分從排氣孔排出。擠出機有單軸擠出機與雙軸擠出機,而較佳為雙軸擠出機。擠出機內通常被區分為進料區、壓縮區、計量區及混合區。 可適當選擇適合這些區域之螺桿。於混合區可適當組合杜爾麥基(Dulmage)型、轉子(rotor)型、笛式混合(flute mixing)型等帶有各種形狀的凹凸或溝狀及針狀之螺桿來使用。
本發明之甲基丙烯酸樹脂組成物也可包含其 他視需要的各種添加劑。添加劑可例如由前述擠出機的添加劑投入口來添加。作為添加劑可列舉出:熱穩定劑、抗氧化劑、熱劣化抑制劑、紫外線吸收劑、光穩定劑、潤滑劑、脫模劑、無機填充劑、無機纖維或有機纖維、礦物油軟化劑、高分子加工助劑、抗靜電劑、阻燃劑、染顏料、著色劑、消光劑、光擴散劑、耐衝撃性改質劑、螢光體、黏著劑、增黏劑、塑化劑、發泡劑等。該添加劑的含量分別較佳為1質量%以下,更佳為0.5質量%以下,再更佳為0.3質量%以下。添加劑的含量若過多,則在板狀成形體上會引起銀紋等外觀不良。
抗氧化劑係在氧存在下,以其單體具有防止 樹脂的氧化劣化之效果之物。可列舉出例如:磷系抗氧化劑、受阻酚系抗氧化劑、硫醚系抗氧化劑等。此等抗氧化劑可單獨使用1種或組合2種以上來使用。其中, 從防止著色造成之光學特性的劣化效果之觀點來看,更佳為磷系抗氧化劑與受阻酚系抗氧化劑的併用或硫醚系抗氧化劑與受阻酚系抗氧化劑的併用。
在併用磷系抗氧化劑(或硫醚系抗氧化劑)與 受阻酚系抗氧化劑之情形,其比例不特別限制,但磷系抗氧化劑(或硫醚系抗氧化劑)/受阻酚系抗氧化劑的質量比較佳為1/5~2/1,更佳為1/2~1/1。
作為磷系抗氧化劑,可列舉出:亞磷酸-2,2- 亞甲雙(4,6-二(三級丁基)苯基)辛酯(ADEKA公司製,商品名:ADK STAB HP-10)、亞磷酸參(2,4-二(三級丁基)苯酯)(Ciba Specialty Chemicals公司製,商品名:IRUGAFOS168)、3,9-雙(2,6-二(三級丁基)-4-甲基苯氧基)-2,4,8,10-四氧雜-3,9-二磷螺[5.5]十一烷(ADEKA公司製,商品名:ADK STAB PEP-36)等。
作為受阻酚系抗氧化劑,可列舉出:新戊四 醇肆[3-(3,5-二(三級丁基)-4-羥苯基)丙酸酯](Ciba Specialty Chemicals公司製,商品名IRGANOX1010)、3-(3,5-二(三級丁基)-4-羥苯基)丙酸十八酯(Ciba Specialty Chemicals公司製,商品名IRGANOX1076)等。
作為硫醚系抗氧化劑,可列舉出:2,2-雙[(3- 十二硫-1-側氧丙氧基)甲基]丙-1,3-二基雙(3-十二硫丙酸酯)(ADEKA公司製,商品名:ADK STAB AO-412S)、3,3’-硫代二丙酸二(十三基)酯(ADEKA公司製,商品名:ADK STAB AO-503)等。
熱劣化抑制劑為能藉由捕捉在實質上無氧的 狀態下暴露於高熱下時產生的聚合物自由基來防止樹脂之熱劣化的化合物。可列舉出例如:丙烯酸-2-三級丁基-6-(3’-三級丁基-5’-甲基羥基苯甲基)-4-甲基苯酯(住友化學公司製,商品名Sumilizer GM)、丙烯酸-2,4-二(三級戊基)-6-[3’,5’-二(三級戊基)-2’-羥基-α-甲基苯甲基]苯酯(住友化學公司製,商品名Sumilizer GS)等。
紫外線吸收劑為具有吸收紫外線之能力的化 合物。可列舉出例如:二苯甲酮類、苯并三唑類、三類、苯甲酸酯類、柳酸酯類、氰基丙烯酸酯類、草醯苯胺類、丙二酸酯類、甲脒類等。這些可以單獨使用1種或組合2種以上來使用。這些之中,較佳為苯并三唑類、苯胺類。
作為苯并三唑類,可列舉出:2-(2H-苯并三 唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)酚(Ciba Specialty Chemicals公司製,商品名TINUVIN329)、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4,6-雙(1-甲基-1-苯基乙基)酚(Ciba Specialty Chemicals公司製,商品名TINUVIN234)等。
作為苯胺類,可舉出:2-乙基-2’-乙氧基草醯苯胺(Clariant Japan公司製,商品名Sanduvor VSU)等。
這些紫外線吸收劑之中,從能抑制照射紫外線產生之樹脂劣化的觀點來看,特佳為苯并三唑類。
光穩定劑係指具有捕捉主要是光引發之氧化所生成的自由基之功能的化合物。可列舉出例如:具有2,2,6,6-四烷基哌啶骨架之化合物等受阻胺類。
脫模劑係具有容易讓板狀成形體從模具脫模 之功能的化合物。可列舉出例如:十六醇、十八醇等高級醇類;單十八酸甘油酯、雙十八酸甘油酯等高級脂肪酸甘油酯等。這些之中,較佳併用高級醇類與單脂肪酸甘油酯。在併用高級醇類與單脂肪酸甘油酯之情形,其比例不特別限制,但高級醇類/單脂肪酸甘油酯的質量比較佳為2.5/1~3.5/1,更佳為2.8/1~3.2/1。
高分子加工助劑係在將甲基丙烯酸樹脂組成 物加以成形時,於厚度精度及薄膜化發揮效果之化合物。高分子加工助劑通常能藉由乳化聚合法來製造。高分子加工助劑較佳為具有0.05~0.5μm之粒徑的聚合物粒子。該聚合物粒子可為由單一組成比及單一極限黏度之聚合物所構成的單層粒子,也可為由組成比或極限黏度不同之2種以上聚合物所構成的多層粒子。其中,較佳可舉出:於內層有具低極限黏度之聚合物層、於外層有具5dl/g以上的高極限黏度之聚合物層之2層結構的粒子。高分子加工助劑的極限黏度較佳為3~6dl/g。極限黏度若過小,則成形性的改善效果低。極限黏度若過大,則容易招致甲基丙烯酸樹脂組成物的熔融流動性降低。
作為耐衝撃性改質劑,可列舉出:含有丙烯 酸系橡膠或二烯系橡膠作為芯層成分之芯殼型改質劑;包含多個橡膠粒子之改質劑等。
作為有機色素,較佳使用具有將對樹脂造成損害之紫外線轉換為可見光之功能的化合物。
作為光擴散劑與消光劑,可列舉出:玻璃微粒、聚矽氧烷系交聯微粒、交聯聚合物微粒、滑石、碳酸鈣、硫酸鋇等。
作為螢光體,可列舉出:螢光顏料、螢光染料、螢光白色染料、螢光增白劑、螢光漂白劑等。
礦物油軟化劑是被用來提升成形加工時的流動性。可列舉出例如:石蠟系油、環烷系油等。
作為無機填充劑,可列舉出例如:碳酸鈣、滑石、碳黑、氧化鈦、二氧化矽、黏土、硫酸鋇、碳酸鎂等。作為纖維狀填充材料,可列舉出:玻璃纖維、碳纖維等。
又,本發明中所使用的甲基丙烯酸樹脂組成物,在不損害本發明之效果的範圍內,能與本發明中所使用的上述甲基丙烯酸樹脂以外之聚合物混合使用。作為此種其他聚合物,可列舉出:聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯-1、聚-4-甲基戊烯-1、聚降莰烯等聚烯烴樹脂;乙烯系離子聚合物;聚苯乙烯、苯乙烯-順丁烯二酸酐共聚物、高抗衝擊聚苯乙烯、AS樹脂、ABS樹脂、AES樹脂、AAS樹脂、ACS樹脂、MBS樹脂等苯乙烯系樹脂;甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物;聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯等聚酯樹脂;耐綸6、耐綸66、聚醯胺彈性體等聚醯胺;聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇共聚物、聚縮醛、聚偏二氟乙烯、聚胺基甲酸酯、改性聚苯醚、聚苯硫醚、聚矽氧改性樹脂;丙烯酸橡膠、聚矽氧橡膠;SEPS、SEBS、SIS等苯乙烯系熱塑性彈性體;IR、EPR、EPDM等烯烴系橡膠等。
經過除去未反應的聚合性單體與由聚合性單 體所構成之二聚物或三聚物的甲基丙烯酸樹脂組成物,為了改善在儲藏、輸送、成形等時的便利性,能製為丸粒、顆粒、粉末等。丸粒能藉由例如於上述擠出機將甲基丙烯酸樹脂組成物以股狀擠出,以造粒機裁切經擠出成股狀之甲基丙烯酸樹脂組成物來得到。
本發明之板狀成形體,能以射出成形(嵌入成 形法、二色成形法、加壓成形法、抽芯膨脹成形法、夾層射出成形法等)、壓縮成形、擠出成形、真空成形、吹氣成形、吹塑成形、壓延成形等方法,將上述甲基丙烯酸樹脂組成物加熱熔融成形來得到。於加熱熔融成形時,較佳使用丸粒狀的甲基丙烯酸樹脂組成物。
甲基丙烯酸樹脂組成物較佳於成形前予以乾 燥。作為乾燥方法,可列舉出:熱風乾燥法、除濕乾燥法、減壓乾燥法或低氧乾燥法等。若藉由成形前之乾燥來減少含水量,則能減少銀紋等成形不良。
又,在成形前較佳從甲基丙烯酸樹脂丸粒除 去裁切不良品及樹脂粉。裁切不良品係裁切股失誤後結果所得到的長樹脂片等。樹脂粉為裁切股時產生的切割碎屑或丸粒彼此磨擦產生的粉末等。除去裁切不良品及樹脂粉的方法不特別限定。可列舉出例如:離心分離法、篩分法等。
另外,在將甲基丙烯酸樹脂組成物輸送至成 形機的料斗之情形,較佳將甲基丙烯酸樹脂組成物或甲基丙烯酸樹脂丸粒的溫度維持在例如70℃以上。若升高 溫度來輸送,則能抑制輸送期間的吸濕與丸粒彼此磨擦造成的樹脂粉生成。
本發明之板狀成形體之樹脂流動長度對厚度 之比較佳為380以上。又,本發明之板狀成形體的厚度較佳為1mm以下。
還有,樹脂流動長度係射出成形模具的澆口 與離澆口最遠之模具內壁之間的距離。而對薄膜澆口的樹脂流動長度,係從射出成形模具的注道的安裝部相對於澆口延伸出的垂線的足部(與澆口的交點)與離該交點最遠之模具內壁之間的距離(參照第1圖)。
用來得到本發明之板狀成形體的模具之澆口較佳為薄膜澆口。薄膜澆口係以切割機切斷、以修邊機等進行表面處理。用來得到使用於液晶顯示裝置之導光板的模具中,較佳在沒有預定設置光源之端面設置澆口。
本發明之板狀成形體之光程長度200mm的黃度指數(YI)為10以下,較佳為8以下,更佳為6以下。還有,黃度指數係使用日本電色工業股份有限公司製的測色色差計ZE-2000,基於依據JIS Z8722測定出的值而依據JIS K7373所算出之值。
本發明之板狀成形體在光程長度3mm時對波長435nm的透射率較佳為90%以上,更佳為90.5%以上,再更佳為91%以上。
作為本發明之板狀成形體的用途,可列舉出例如:廣告塔、展台招牌、牆柱招牌、門窗上招牌、屋頂招牌等的招牌部件;櫥窗、隔板、店鋪展示等展示用 品;螢光燈罩、情調照明罩、燈罩、天花板燈、壁燈、吊燈等的照明用品;吊飾、鏡子等的室內裝飾用品;門、拱頂、安全窗玻璃、隔間、樓梯鑲板、陽台鑲板、休閒用建築物之屋頂等的建築用零件;飛機擋風玻璃、駕駛員用遮陽板、機車、水上摩托車擋風玻璃、巴士用遮光板、汽車用側遮陽板、後遮陽板、頭翼、頭燈罩等運輸機器相關零件;音響影像用標示板、立體音響外殼、電視保護罩、自動販賣機展示罩等的電子機器零件;保溫箱、X光機零件等的醫療機器零件;機械外殼、儀表蓋、實驗裝置、標尺、鍵盤、觀察窗口等的機器相關零件;液晶保護板、導光板、導光膜、菲涅爾透鏡、雙凸透鏡、各種顯示器的前面板、擴散板等光學相關零件;路標、導覽板、曲面鏡、隔音牆等交通相關用品;汽車內裝用表面材料、行動電話的表面材料、標示膜等的薄膜構件;洗衣機的蓋子材料和控制面板、電鍋的頂部面板等的家電製品用零件;其他溫室、大型水槽、水族箱、時鐘面板、浴缸、公廁、桌墊、遊戲配件、玩具、熔接時的面部保護用罩等。其中,本發明之板狀成形體適用於導光板與各種顯示器的前面板。
在將本發明之板狀成形體作為面狀光源元件 之一的導光板使用之情形,也能以使用熔接、接著、塗布、印刷、射出成形、使用雷射光之加工等眾所皆知的方法,在板背面形成用於導光之凹凸形狀。將從板端面入射進來的光,於上述凹凸形狀使其反射、折射等,而能射出至板正面。作為凹凸形狀,可列舉出:正圓或橢 圓狀的點狀圖案、如矩形或V型溝之線狀圖案、半球型透鏡狀之凹凸、顆粒圖案等。這些凹凸形狀因視導光板大小與厚度有不同的最適結構而不能絕對地規定,但較佳為寬1~600μm、長2~1200μm、高或深1~500μm,鄰接之凹凸形狀的間隔為2~10000μm。凹凸形狀若過大,則會經目視所辨識,使顯示器的品質低落,而若過小,則加工會困難,造成生產性低落。又,若鄰接之凹凸形狀的間隔比2μm窄,則獨立成形鄰接之凹凸會變難,容易產生成形不良。若比10000μm寬,則無法增加凹凸部的個數。由於凹凸部有使光射出之功能,因此凹凸部的個數限制會對自導光板端面入射的光之中有效地射出之光的比例產生限制,也就是對光的利用率產生限制。這些凹凸形狀於一片導光板內可為相同形狀,也可組合形成不同形狀,也可配置相同形狀但大小不同之圖案。此外,也可依據與導光板的端面鄰接而配置之光源的距離,來調整凹凸的間隔、大小。
另外,也能取代凹凸形狀的形成而將白色反 射材料印刷於導光板背面上。白色反射材料的大小較佳為500μm~5000μm。若比500μm小,則以現有的網版印刷等會難以印刷白色反射材料。若比5000μm大,則即便在透過擴散片等來觀看的情形下,白色反射材料還是會被辨識出來,造成顯示器品質低落。又,反射材料的間隔較佳為1000~5000μm。間隔若比1000μm窄,則在網版印刷等會發生鄰接之白色反射材料重疊之不良。若比5000μm寬,則即便在透過擴散片等來觀看的情形下, 白色反射材料間的暗部還是會被辨識出來,造成顯示品質低落。此外也可依據與導光板的端面鄰接而配置之光源的距離,來調整白色反射材料的間隔、大小。又,在導光板的光射出之面(板正面)也能以相同方式形成稜鏡或圓弧狀的線狀凸部。在作為背光板使用的情形,也可於導光板的背面側適當地配置反射片,於導光板的正面側適當地配置擴散片及/或稜鏡片。
本發明之成形品能使用作為各種顯示器的前 面板。此種前面板能藉由將樹脂組成物加熱熔融擠出成形、射出成形等一般成形方法來得到。
使用上述前面板之顯示器裝置不特別限定,可列舉出例如:大畫面電視與廣告用顯示器等大型顯示器裝置;如行動電話與智慧型手機之中小型顯示器裝置等。
此外上述前面板不限制於平面狀,也可有曲面形狀。上述曲面形狀可為在一方向上彎曲之形狀,也可為在多方向上彎曲之形狀。為了讓上述前面板有曲面形狀,上述板狀成形體可具有撓性特性,也可預先成形為所期望的曲面形狀。
另外,本發明之成形品也能在藉由噴塗或浸 塗等方法對表面進行硬質塗布之狀態下,使用於上述各種用途。由於硬質塗布會使表面的鉛筆硬度變高而不易損傷。而除了硬質塗布以外,亦可設置防眩光層與抗反射層、阻隔電磁波、紫外線與近紅外線等的層等功能層。
本發明之成形品可透過接著層或黏著層與其他功能薄膜或功能薄片積層,亦可藉由薄膜嵌入成形來積層。 作為該功能薄膜與功能薄片,可列舉出:導光板與擴散板、防爆膜、透明導電膜等。
[實施例]
以下提出實施例及比較例更具體說明本發明。但本發明並非受限於以下實施例。
於實施例及比較例所得到的甲基丙烯酸樹脂組成物的聚合物物性及板狀成形體的特性係依以下方法實施測定。
(聚合轉化率、殘存揮發成分)
於島津製作所公司製氣相層析儀GC-14A裝上作為管柱之GL Sciences Inc.製INERT CAP 1(df=0.4μm、0.25mm I.D.×60m),以下述分析條件進行分析,基於其而算出。
<分析條件>
注射溫度:250℃
偵檢器溫度:250℃
管柱溫度條件:
初期溫度:60℃
初期溫度保持時間:5分鐘
升溫速度:10℃/分
最高溫度:250℃
最高溫度保持時間:10分鐘
(重量平均分子量(Mw)及分子量分布(Mw/Mn))
重量平均分子量(Mw)及分子量分布係以GPC(凝膠滲透層析)求取以聚苯乙烯換算之分子量。
.裝置:Tosoh股份有限公司製GPC裝置「HLC-8320」
.分離管柱:將Tosoh股份有限公司製的「TSKgelGMHXL」、「G4000HXL」串聯
.溶析液:四氫呋喃
.溶析液流量:0.35ml/分鐘
.管柱溫度:40℃
.檢測方法:示差折射率(RI)
(熔融流動速率)
依據JIS K7210,以230℃、3.8kg荷重、10分鐘之條件,測定於實施例及比較例所得到的甲基丙烯酸樹脂組成物之熔融流動速率。
(飽和吸水率)
使用射出成形機(住友重機械工業股份有限公司製,SE-180DU-HP),以圓筒溫度280℃、模具溫度75℃、成形週期1分鐘之條件,將丸粒狀的甲基丙烯酸樹脂組成物射出成形,得到長290mm、寬100mm、厚2mm之試驗片。在溫度50℃、5mmHg之條件下使試驗片真空乾燥3天,測定完全乾燥時的試驗片之質量W0。其後,將完全乾燥之試驗片在溫度60℃、濕度90%之條件下放置300小時。其後,測定試驗片的質量W1。以下式算出飽和吸水率(%)。
飽和吸水率(%)={W1-W0}/W0×100
(板狀成形體之外觀)
以肉眼觀察於實施例及比較例製成之板狀成形體的外觀。以有無表面汙漬、破損等外觀不良來評價。
A:良好
B:表面有汙漬
C:有破損
(黃度指數)
使用日本電色工業股份有限公司製的測色色差計ZE-2000,基於依據JIS Z-8722測得之值,依據JIS K7373算出於實施例及比較例使用之聚合性單體的黃度指數。
從在實施例及比較例製成之板狀成形體分別裁切出長200mm之試驗片,使用日本電色工業股份有限公司製的測色色差計ZE-2000,基於依據JIS Z-8722測得之值,依據JIS K7373算出這些試驗片之光程長度200mm之黃度指數。
(透光率)
從在實施例及比較例製成之板狀成形體分別裁切出光程長度200mm之試驗片及光程長度3mm之試驗片,分別測定波長435nm的光在光程長度200mm及光程長度3mm時之透射率。
(尺寸變化率)
將在實施例及比較例製成的板狀成形體放入60℃之恆溫器於大氣中放置4小時。自恆溫器取出板狀成形體,測定長度方向的尺寸。由放入恆溫器前的長度方向之尺寸(205mm)算出尺寸變化率。
(板狀成形體之耐衝撃性)
使用射出成形機(住友重機械工業股份有限公司製,SE-180DU-HP),以圓筒溫度230℃、模具溫度65℃、成形週期0.5分鐘之條件,將實施例及比較例1~7所得到的丸粒狀甲基丙烯酸樹脂組成物射出成形,或從於比較例8所得到的板狀成形體裁切,製作長80mm、寬10mm、厚4mm之試驗片,依據ISO179-1,測定無切口之查皮衝撃強度。
以下,將甲基丙烯酸三環[5.2.1.02,6]癸-8-基 酯(dicyclopentanyl methacrylate)標示為TCDMA、甲基丙烯酸異莰酯標示為IBXMA、甲基丙烯酸甲酯標示為MMA、丙烯酸甲酯標示為MA、正辛硫醇標示為n-OM、2,2’-偶氮雙(2-甲基丙腈)標示為AIBN。
實施例1
於備有攪拌機及採取管之高壓釜中,加入經過精製之78質量份的MMA、20質量份的TCDMA、及2質量份的MA而調製成單體混合物。單體混合物的黃度指數為0.9。於單體混合物中加入0.006質量份的聚合起始劑(AIBN,抓氫能力:1%,1小時半衰期溫度:83℃)及0.37質量份的鏈轉移劑(n-OM),使其溶解,得到原料液。以氮氣將製造裝置內的氧氣驅逐出來。
自高壓釜以一定流量將該原料液供給至被控制在溫度140℃之連續流通式槽型反應器,使平均滯留時間為120分鐘,進行塊狀聚合。以反應器的採取管將反應液分離取出,以氣相層析測定時,聚合轉化率為57質量%。
將自反應器排出的液體加溫至250℃,以一 定流量供給至被控制在260℃之雙軸擠出機。於該雙軸擠出機將以未反應單體為主成分之揮發成分分離除去,以股狀擠出樹脂成分。以造粒機裁切該股,得到丸粒狀甲基丙烯酸樹脂組成物。殘存TCDMA為0.4質量%。測定所得到的丸粒狀甲基丙烯酸樹脂組成物之聚合物物性。
使用射出成形機(住友重機械工業股份有限 公司製,SE-180DU-HP),以圓筒溫度280℃、模具溫度75℃、成形週期1分鐘之條件,將上述丸粒狀甲基丙烯酸樹脂組成物射出成形,製成長205mm、寬160mm、厚0.5mm之板狀成形體。樹脂流動長度(190mm)對厚度的比為380。
評價所得到的板狀成形體之特性。將該等結果示於表1。
實施例2
除了將MMA的量變為73質量份、TCDMA的量變為23質量份、MA的量變為4質量份、n-OM的量變為0.33質量份、樹脂製造條件變為表1所示之值以外,以與實施例1相同之方法,得到丸粒狀甲基丙烯酸樹脂組成物。以與實施例1相同之方法測定所得到的丸粒狀甲基丙烯酸樹脂組成物之聚合物物性。然後,與實施例1同樣地製作板狀成形體,評價特性。將此等結果示於表1。
實施例3
除了將MMA的量變為83質量份、TCDMA的量變為15質量份、MA的量變為2質量份、n-OM的量變為0.38質量份以外,以與實施例1相同之方法,得到丸粒狀甲基丙烯酸樹脂組成物。以與實施例1相同之方法測定所得到的丸粒狀甲基丙烯酸樹脂組成物之聚合物物性。然後,與實施例1同樣地製作板狀成形體,評價特性。將此等結果示於表1。
實施例4
除了將TCDMA變為IBXMA、n-OM的量變為0.36質量份以外,以與實施例1相同之方法,得到丸粒狀甲基丙烯酸樹脂組成物。以與實施例1相同之方法測定所得到的丸粒狀甲基丙烯酸樹脂組成物之聚合物物性。然後,與實施例1同樣地製作板狀成形體,評價特性。將此等結果示於表1。
比較例1~4
除了變更為表1及2所示之合成條件及樹脂製造條件以外,以與實施例1相同之方法,得到丸粒狀甲基丙烯酸樹脂組成物。以與實施例1相同之方法測定該等丸粒狀甲基丙烯酸樹脂組成物之聚合物物性。然後,與實施例1同樣地成形,測定特性。將此等結果示於表1及2。
比較例5
除了變更為表2所示之合成條件及樹脂製造條件以外,以與實施例1相同之方法,得到丸粒狀甲基丙烯酸樹脂組成物。
將此丸粒狀甲基丙烯酸樹脂組成物以一定速度供給至被控制在270℃之雙軸擠出機。於該雙軸擠出機將以未反應單體為主成分之揮發成分予以分離除去,將樹脂成分以股狀擠出。以造粒機裁切該股,得到丸粒狀甲基丙烯酸樹脂組成物(再造粒)。殘存的TCDMA為0.7質量%。以與實施例1相同之方法測定經過再造粒之甲基丙烯酸樹脂組成物的聚合物物性。然後,與實施例1同樣地製作板狀成形體,測定特性。將該等結果示於表2。
比較例6
除了變更為表2所示之合成條件及樹脂製造條件以外,以與實施例1相同之方法,得到丸粒狀甲基丙烯酸樹脂組成物。
調製20質量份的此丸粒狀甲基丙烯酸樹脂組成物與80質量份的甲苯之溶液,將該溶液注入大量甲醇中,使其再沉澱,得到粉末狀甲基丙烯酸樹脂組成物。
將該粉末狀甲基丙烯酸樹脂組成物以一定速度供給至被控制在230℃之單軸擠出機,以造粒機將擠出的股裁切,得到丸粒狀甲基丙烯酸樹脂組成物(再造粒)。殘存的TCDMA為0.2質量%。以與實施例1相同之方法測定經過再造粒之甲基丙烯酸樹脂組成物的聚合物物性。然後,與實施例1同樣地製作板狀成形體,測定特性。將此等結果示於表2。
比較例7
加入83質量份的MMA、15質量份的TCDMA、及2質量份的MA調製成單體混合物。單體混合物的黃度指數為0.9。於單體混合物中加入0.1質量份的聚合起始劑(AIBN,抓氫能力:1%,1小時半衰期溫度:83℃)、及0.4質量份的鏈轉移劑(n-OM),使其溶解,得到原料液。
將100質量份的離子交換水、0.03質量份的硫酸鈉及0.46質量份的懸浮分散劑混合得到混合液。於耐壓聚合槽中加入420質量份的該混合液與210質量份的該原料液,在氮氣環境下一邊攪拌,一邊將溫度調整至70℃,開始聚合反應。聚合反應開始後,於經過3小時的時候,將溫度上升至90℃,繼續進行攪拌1小時,得到珠狀微粒分散之分散液。
將所得到的分散液過濾,以離子交換水洗淨微粒後,以80℃,於100Pa減壓下乾燥4小時,得到珠狀共聚物。
將所得到的共聚物供給至被控制在230℃之單軸擠出機,將未反應單體等揮發成分分離除去,然後將樹脂成分擠出成形成股。以造粒機裁切該股,得到丸粒狀甲基丙烯酸樹脂組成物。然後,與實施例1同樣地製作板狀成形體,測定特性。將此等結果示於表2。
比較例8
加入73質量份的MMA、25質量份的TCDMA、及2質量份的MA調製成單體混合物。單體混合物的黃度指數為0.9。於單體混合物中加入0.1質量份的聚合起始劑 (AIBN,抓氫能力:1%,1小時半衰期溫度:83℃),使其溶解得到原料液。
將此原料液注入由2片經過撥水處理之玻璃板(厚10mm、30cm x 30cm)及氯乙烯樹脂製墊片所構成之玻璃槽中,以760mmHg脫氣3分鐘。於此玻璃槽在70℃聚合2小時,然後在120℃聚合2小時,藉由拆下玻璃板,製成厚0.5mm之板狀成形體後,在取出時板狀成形體破裂,且其板厚精度低。
以與上述相同之聚合條件製作厚2mm及4mm之板狀成形體,由所得到的板狀成形體分別裁切為透光率評價用的長290mm、寬100mm、厚2mm之試驗片及耐衝撃性評價用的長80mm、寬10mm、厚4mm之試驗片,進行聚合物物性及板狀成形體之特性的評價。所得到的板狀成形體由於是非常高分子量體而不溶解於溶媒中,僅有膨潤。因此無法測定分子量。推測重量平均分子量為100萬g/mol以上。將此等結果示於表2。
如以上結果所示,本發明之板狀成形體的著色少、透明性高、霧值低、飽和吸水率低、尺寸變化小、且外觀良好。

Claims (7)

  1. 一種板狀成形體,其係由甲基丙烯酸樹脂組成物所構成,且光程長度200mm的黃度指數(YI)為10以下,其中該甲基丙烯酸樹脂組成物係含有具50~90質量%的源自甲基丙烯酸甲酯之結構單元、10~50質量%的源自甲基丙烯酸脂環式烴酯之結構單元的甲基丙烯酸樹脂,且甲基丙烯酸脂環式烴酯的含量為1.0質量%以下。
  2. 如請求項1之板狀成形體,其中該甲基丙烯酸樹脂組成物的由甲基丙烯酸甲酯所構成之二聚物或三聚物、由丙烯酸酯所構成之二聚物或三聚物、由甲基丙烯酸脂環式烴酯所構成之二聚物或三聚物、由甲基丙烯酸甲酯與丙烯酸酯所構成之二聚物、由甲基丙烯酸甲酯與甲基丙烯酸脂環式烴酯所構成之二聚物、由丙烯酸酯與甲基丙烯酸脂環式烴酯所構成之二聚物、由二個甲基丙烯酸甲酯與一個丙烯酸酯所構成之三聚物、由一個甲基丙烯酸甲酯與二個丙烯酸酯所構成之三聚物、由二個甲基丙烯酸甲酯與一個甲基丙烯酸脂環式烴酯所構成之三聚物、由一個甲基丙烯酸甲酯與二個甲基丙烯酸脂環式烴酯所構成之三聚物、由二個丙烯酸酯與一個甲基丙烯酸脂環式烴酯所構成之三聚物、由一個丙烯酸酯與二個甲基丙烯酸脂環式烴酯所構成之三聚物、及由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸酯與甲基丙烯酸脂環式烴酯所構成之三聚物的合計含量係0.3質量%以下。
  3. 如請求項1之板狀成形體,其中甲基丙烯酸脂環式烴酯為甲基丙烯酸三環[5.2.1.02,6]癸-8-基酯(dicyclopentanyl methacrylate)或甲基丙烯酸異莰酯。
  4. 如請求項1之板狀成形體,其樹脂流動長度對厚度之比為380以上。
  5. 如請求項1之板狀成形體,其在光程長度3mm時對波長435nm的光之透射率為90%以上。
  6. 一種導光板,其係由如請求項1至5中任一項之板狀成形體所構成。
  7. 一種板狀成形體之製造方法,其係如請求項1至5中任一項之板狀成形體之製造方法,其具有:(I)將聚合性單體、聚合起始劑與鏈轉移劑連續供給至反應器;(II)於該反應器中將一部分的聚合性單體加以自由基塊狀聚合而得到樹脂混合物,該樹脂混合物含有:具有50~90質量%的源自甲基丙烯酸甲酯之結構單元及10~50質量%的源自甲基丙烯酸脂環式烴酯之結構單元之甲基丙烯酸樹脂、未反應的聚合性單體、及由聚合性單體所構成之二聚物或三聚物;(III)自該反應器將該樹脂混合物連續輸送至備有排氣孔之雙軸擠出機;(IV)於該雙軸擠出機,將未反應的聚合性單體與由聚合性單體所構成之二聚物或三聚物自該樹脂混合物除去而得到甲基丙烯酸樹脂組成物,將該甲基丙烯酸樹脂組成物以股狀擠出; (V)藉由以造粒機裁切以股狀擠出之甲基丙烯酸樹脂組成物,而得到丸粒狀的甲基丙烯酸樹脂組成物;(VI)加熱熔融該丸粒狀甲基丙烯酸樹脂組成物並加以成形。
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