(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024007122
(43)【公開日】2024-01-18
(54)【発明の名称】フィルム、多層フィルム
(51)【国際特許分類】
C08J 5/18 20060101AFI20240111BHJP
C08L 51/06 20060101ALI20240111BHJP
C08L 33/12 20060101ALI20240111BHJP
C08L 67/04 20060101ALI20240111BHJP
【FI】
C08J5/18 CER
C08J5/18 CEY
C08J5/18 CEZ
C08L51/06
C08L33/12
C08L67/04
【審査請求】未請求
【請求項の数】14
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022108357
(22)【出願日】2022-07-05
(71)【出願人】
【識別番号】000006035
【氏名又は名称】三菱ケミカル株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100079382
【弁理士】
【氏名又は名称】西藤 征彦
(74)【代理人】
【識別番号】100123928
【弁理士】
【氏名又は名称】井▲崎▼ 愛佳
(74)【代理人】
【識別番号】100136308
【弁理士】
【氏名又は名称】西藤 優子
(74)【代理人】
【識別番号】100207295
【弁理士】
【氏名又は名称】寺尾 茂泰
(72)【発明者】
【氏名】高田 昌幸
(72)【発明者】
【氏名】中谷 文紀
【テーマコード(参考)】
4F071
4J002
【Fターム(参考)】
4F071AA32
4F071AA43
4F071AE05
4F071AF21Y
4F071AH03
4F071BA01
4F071BB06
4F071BB07
4F071BB08
4F071BC12
4J002BG064
4J002BN12W
4J002BN12X
4J002CF19Y
4J002GA01
4J002GG00
4J002GP00
4J002GQ01
(57)【要約】
【課題】アクリル系ゴム重合体を主成分とする樹脂組成物からなり、MD方向の引張破断伸度が高く、高速変形時の耐破断性等の機械的特性および製膜性に優れたフィルムを提供する。
【解決手段】ゲル含有率が5質量%以下の熱可塑性樹脂(A)と、ゲル含有率が80質量%より大きいアクリル系ゴム重合体(B)とを含む樹脂組成物からなるフィルム。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ゲル含有率が5質量%以下の熱可塑性樹脂(A)と、ゲル含有率が80質量%より大きいアクリル系ゴム重合体(B)とを含む樹脂組成物からなるフィルム。
【請求項2】
前記熱可塑性樹脂(A)が、質量平均分子量が50万~500万である、請求項1記載のフィルム。
【請求項3】
さらに、ゲル含有率が30~80質量%であるアクリル系ゴム重合体(C)を含む、請求項1または2記載のフィルム。
【請求項4】
前記アクリル系ゴム重合体(B)が、コア層とシェル層とを有するコアシェル構造を有するグラフト重合体であり、上記コア層が芳香族ビニル単量体、炭素数1~8のアルキル基を有するアルキルアクリレートおよび炭素数1~4のアルキル基を有するアルキルメタクリレートから選ばれるいずれか一種以上を含有する単量体成分(B-a)を重合して得られたアクリル系ゴム重合体(Ba)からなり、上記シェル層が、炭素数1~4のアルキル基を有するアルキルメタクリレートを含有する単量体成分(B-b)を重合して得られるアクリル系ゴム重合体(Bb)からなる、請求項1または2記載のフィルム。
【請求項5】
前記アクリル系ゴム重合体(Ba)が、芳香族ビニル単量体単位を20質量%以下含有する、請求項4記載のフィルム。
【請求項6】
前記アクリル系ゴム重合体(B)が、アクリル系ゴム重合体(Ba)62~75質量%と、アクリル系ゴム重合体(Bb)25~38質量%とからなり、前記アクリル系ゴム重合体(Bb)が、単量体成分(B-b)の全質量に対し、炭素数1~4のアルキル基を有するアルキルメタクリレート由来の構造単位を51~100質量%含む単量体成分を重合して得られるものである、請求項4記載のフィルム。
【請求項7】
さらに、バイオプラスチック(D)を含み、アクリル系ゴム重合体(B)に対するバイオプラスチック(D)の質量比(D/B)が、25/75~50/50である、請求項1または2記載のフィルム。
【請求項8】
前記バイオプラスチック(D)が、脂肪族ポリエステルまたは脂肪族ポリエステルの混合物である、請求項7記載のフィルム。
【請求項9】
前記脂肪族ポリエステルが、ポリ乳酸系樹脂である、請求項8記載のフィルム。
【請求項10】
前記熱可塑性樹脂(A)を、アクリル系ゴム重合体(B)とバイオプラスチック(D)との合計100質量部に対し、1~10質量部含有する、請求項7記載のフィルム。
【請求項11】
JISK7127に準拠して測定した25℃、変形速度100%/minにおけるMD方向の引張破断伸度が200%以上であり、変形速度1000%/minにおけるMD方向の引張破断伸度が、100%/minにおけるMD方向の引張破断伸度の0.6倍以上である、請求項1または2記載のフィルム。
【請求項12】
厚みが10~200μmである、請求項1また2記載のフィルム
【請求項13】
押出成形により得られる、請求項1または2記載のフィルム。
【請求項14】
請求項1または2記載のフィルムを少なくとも1層有する多層フィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、フィルムおよび上記フィルムを少なくとも1層有する多層フィルムに関するものである。
【0002】
アクリル系ゴム重合体を含有するアクリル樹脂を使用した樹脂成形体は広く利用されている。特に、アクリル樹脂からなるフィルムは、透明性、耐候性、柔軟性、加工性等の特性に優れるという特長を活かし、樹脂成形品、木工製品、金属成形品等の各種成形品の表面に積層される用途に用いられている。その具体的用途としては、例えば、車輌内装、家具、ドア材、窓枠、巾木、浴室内装等の建材用途の表皮材、マーキングフィルム、高輝度反射材被覆用フィルムが挙げられる。
【0003】
しかし、アクリル系ゴム重合体を含むフィルムは、室温でフィルム形状を高速変形させる加工工程(例えば、室温におけるエンボス加工等)では割れの発生がみられる傾向があるため、高速変形時の耐破断性の改善が求められている。
【0004】
その改善方法として、例えば、特許文献1では、ゲル含有率が80質量%までのアクリルゴム含有重合体と、ガラス転移温度が70℃未満であり、質量平均分子量が10万~30万であるアクリル系熱可塑性樹脂とを組み合わせることで、一方向の破断伸度が180%以上となるアクリル樹脂からなるフィルムが提案されている。
【0005】
しかし、特許文献1においては、引張伸度の変形速度に関する検討はされておらず、高速変形時の破断特性に関する改善が十分にされたとは言い難い。
【0006】
一方、石油を原料とする汎用プラスチックは、優れた特性と比較的安価であるため幅広く使用されている。しかし、上記汎用プラスチックは、自然環境下での分解性が低く、また焼却時の発熱も大きい。そのため、最近では枯渇性資源の有効活用が重要視され、再生可能資源の利用が重要な課題となっている。
上記再生可能資源として、近年、バイオプラスチックが注目されている。上記バイオプラスチックは、植物系原料を含む原料から製造され、土中、水中に存在する微生物等によって分解可能になっている。また、非枯渇資源を利用しているため、石油等の枯渇性資源の節約や地球温暖化対策を図ることができるだけでなく、優れたリサイクル性を備えている。
【0007】
上記バイオプラスチックの中でも、透明性や耐熱性が比較的高く、高強度等の優れた特長を有する観点から、ポリ乳酸系樹脂が注目されている。上記ポリ乳酸系樹脂は、原料となる乳酸がトウモロコシや芋等の植物から抽出したデンプンより生産されるため、石油由来の汎用プラスチックと比較して、二酸化炭素の総排出量が少なくなるという利点がある。
また、上記乳酸が、微生物を利用した発酵法により安価に製造できるようになったことから、上記ポリ乳酸系樹脂は、バイオプラスチックとして汎用され、フィルム、シート、繊維、電気・電子製品の筺体や部品等の多種にわたる用途に用いられている。
【0008】
しかし、上記ポリ乳酸系樹脂をフィルムに用いた場合、上記ポリ乳酸系樹脂自体が持つ剛性のため、十分な柔軟性が得られず、実用に供しづらいという問題を有している。
【0009】
上記問題を解決する方法として、例えば、特許文献2に示すような提案がなされている。上記特許文献2では、ポリ乳酸系樹脂とアクリル系ゴム重合体とを併用することにより、耐破断性等の機械的特性および柔軟性に優れると同時に、引張伸度等の機械的特性、柔軟性および透明性に優れたフィルムを得ることが開示されている。しかし、上記特許文献2においても、高速変形時の引張伸度やフィルムの製膜性に関しての検討はされておらず、取り扱い性や生産安定性についての検討もされていない。
【0010】
また、特許文献3においては、折り曲げ時の白化を抑制するために、ゲル含有率が80質量%以上であるグラフト重合体とメチルメタクリレート単量体単位を有するアクリル系重合体の樹脂組成物が提案されている。しかし、上記特許文献3では、上記樹脂組成物をフィルムに用いるとの開示がなく、当然、フィルムの機械物性や製膜性の検討は一切されていない。
【0011】
さらに、特許文献4には、脂肪族ポリエステルとアクリル系ゴムを組み合わせることによって得られた、耐衝撃性と熱安定性に優れた脂肪族ポリエステル樹脂組成物が開示されている。しかし、上記特許文献4には、脂肪族ポリエステルのゲル含有率に関する開示は一切なく、フィルムの製膜性に関する検討もされていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0012】
【特許文献1】特開平11-80487号公報
【特許文献2】特開2020-132661号公報
【特許文献3】特開2017-197667号公報
【特許文献4】特開2006―56987号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0013】
このように、従来技術は、アクリル系ゴム重合体を含む組成物からなるフィルムにおいて、MD方向(フィルムの押出方向)の引張破断伸度が高くかつ速い変形速度においても高い伸度を有し、さらに製膜性を兼ね備える観点から検討の余地が残されている。
【0014】
そこで、本発明ではこのような背景の下において、アクリル系ゴム重合体を主成分とする樹脂組成物からなり、MD方向の引張破断伸度が高く、かつ高速変形時の耐破断性等の機械的特性および製膜性に優れたフィルムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0015】
しかるに本発明者らは、かかる事情に鑑み鋭意研究を重ねた結果、ゲル含有率が5質量%以下の熱可塑性樹脂(A)と、80質量%より大きいアクリル系ゴム重合体(B)とを含む樹脂組成物からなるフィルムとすることで、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに到った。
本発明の要旨は以下の通りである。
【0016】
[1] ゲル含有率が5質量%以下の熱可塑性樹脂(A)と、ゲル含有率が80質量%より大きいアクリル系ゴム重合体(B)とを含む樹脂組成物からなるフィルム。
[2] 前記熱可塑性樹脂(A)が、質量平均分子量が50万~500万である、[1]記載のフィルム。
[3] さらに、ゲル含有率が30~80質量%であるアクリル系ゴム重合体(C)を含む、[1]または[2]記載のフィルム。
[4] 前記アクリル系ゴム重合体(B)が、コア層とシェル層とを有するコアシェル構造を有するグラフト重合体であり、上記コア層が芳香族ビニル単量体、炭素数1~8のアルキル基を有するアルキルアクリレートおよび炭素数1~4のアルキル基を有するアルキルメタクリレートから選ばれるいずれか一種以上を含有する単量体成分(B-a)を重合して得られたアクリル系ゴム重合体(Ba)からなり、上記シェル層が、炭素数1~4のアルキル基を有するアルキルメタクリレートを含有する単量体成分(B-b)を重合して得られるアクリル系ゴム重合体(Bb)からなる、[1]~[3]のいずれかに記載のフィルム。
[5] 前記アクリル系ゴム重合体(Ba)が、芳香族ビニル単量体単位を20質量%以下含有する、[4]記載のフィルム。
[6] 前記アクリル系ゴム重合体(B)が、アクリル系ゴム重合体(Ba)62~75質量%と、アクリル系ゴム重合体(Bb)25~38質量%とからなり、前記アクリル系ゴム重合体(Bb)が、単量体成分(B-b)の全質量に対し、炭素数1~4のアルキル基を有するアルキルメタクリレート由来の構造単位を51~100質量%含む単量体成分を重合して得られるものである、[4]または[5]記載のフィルム。
[7] さらに、バイオプラスチック(D)を含み、アクリル系ゴム重合体(B)に対するバイオプラスチック(D)の質量比(D/B)が、25/75~50/50である、[1]~[6]のいずれかに記載のフィルム。
[8] 前記バイオプラスチック(D)が、脂肪族ポリエステルまたは脂肪族ポリエステルの混合物である、[7]記載のフィルム。
[9] 前記脂肪族ポリエステルが、ポリ乳酸系樹脂である、[8]記載のフィルム。
[10] 前記熱可塑性樹脂(A)を、アクリル系ゴム重合体(B)とバイオプラスチック(D)との合計100質量部に対し、1~10質量部含有する、[7]~[9]のいずれかに記載のフィルム。
[11] JISK7127に準拠して測定した25℃、変形速度100%/minにおけるMD方向の引張破断伸度が200%以上であり、変形速度1000%/minにおけるMD方向の引張破断伸度が、100%/minにおけるMD方向の引張破断伸度の0.6倍以上である、[1]~[10]のいずれかに記載のフィルム。
[12] 厚みが10~200μmである、[1]~[11]のいずれかに記載のフィルム
[13] 押出成形により得られる、[1]~[12]のいずれかに記載のフィルム。
[14] [1]~[13]のいずれかに記載のフィルムを少なくとも1層有する多層フィルム。
【発明の効果】
【0017】
本発明によれば、アクリル系ゴム重合体を主成分とする樹脂組成物からなり、MD方向の引張破断伸度が高く、かつ高速変形時の耐破断性等の機械的特性および製膜性に優れたフィルムを提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下に、本発明を実施するための形態の例に基づいて本発明を説明する。但し、本発明が、つぎに説明する実施形態に限定されるものではない。
本発明において「フィルム」とは、「テープ」や「シート」を含めることを意味する。
また、本明細書において、「(メタ)アクリル」とは、アクリルまたはメタクリルを、「(メタ)アクリレート」とはアクリレートまたはメタクリレートをそれぞれ意味するものである。
そして、アクリル系樹脂とは、少なくとも1種の(メタ)アクリレート系モノマーを含む共重合成分を重合して得られる樹脂である。
さらに、本発明において、「主成分」とは、その材料の特性に影響を与える成分の意味であり、その成分の含有量は、通常、材料全体の30質量%以上であり、50質量%以上であることが好ましい。
【0019】
また、本発明において「X~Y」(X,Yは任意の数字)と表現する場合、特にことわらない限り「X以上Y以下」の意と共に、「好ましくはXより大きい」または「好ましくはYより小さい」の意も包含する。
また、「X以上」(Xは任意の数字)または「Y以下」(Yは任意の数字)と表現した場合、「Xより大きいことが好ましい」または「Y未満であることが好ましい」旨の意も包含する。
【0020】
本発明の一実施形態に係るフィルムは、ゲル含有率が5質量%以下の熱可塑性樹脂(A)と、ゲル含有率が80質量%より大きいアクリル系ゴム重合体(B)とを含む樹脂組成物からなるフィルムである。
以下、本発明において使用することができる各種配合材料について説明する。ただし、本明細書に記載のない材料等の使用を排除するものではない。
【0021】
<熱可塑性樹脂(A)>
本発明のフィルムは、ゲル含有率が5質量%以下の熱可塑性樹脂(A)を含むことを特徴の一つとする。上記熱可塑性樹脂(A)のゲル含有率は5質量%以下であるが、より少ない方が好ましく、さらに好ましくは0質量%である。すなわち、このようにゲル含有率の少ない熱可塑性樹脂(A)を用いることで、後述する含有率が80質量%より大きいアクリル系ゴム重合体(B)を用いた際の、フィルムの機械特性および製膜性が向上する。
【0022】
上記熱可塑性樹脂(A)の質量平均分子量(Mw)は、特に限定するものではないが、質量平均分子量(Mw)が80万~500万であることが好ましく、100万~300万であることがより好ましい。
一方、製膜されるフィルムの外観を美麗に保つ観点からは、上記熱可塑性樹脂(A)の質量平均分子量(Mw)が80万以上であることが好ましい。また、アクリル系ゴム重合体(B)との混合物への分散性を高めて混合性を向上させ、得られるフィルムにブツやフィッシュアイの発生がみられず、フィルムの外観を美麗に保つ観点からは、質量平均分子量(Mw)が500万以下であることが好ましい。
なお、質量平均分子量(Mw)は、一般的にGPC(ゲルパーメイションクロマトグラフ)や粘度法により測定することができる。
【0023】
上記熱可塑性樹脂(A)としては、特に限定するものではないが、例えば、メタクリル系重合体が挙げられる。上記熱可塑性樹脂(A)として、メタクリル系重合体を用いると、アクリル系ゴム重合体(B)との相溶性が良好であるため、得られるフィルムのHAZEを低くすることができる。
【0024】
上記メタクリル系重合体は、特に限定するものではないが、メチルメタクリレート単位を主成分とする共重合体であることが好ましい。とりわけ、上記共重合体中のメチルメタクリレート単位の含有量が、共重合体全体に対して60質量%以上であるメタクリル系重合体が好ましい。
また、上記メタクリル系重合体には、共重合可能なビニル単量体を共重合成分として含むことができるが、その含有量は、共重合体全体に対して40質量%以下であることが好ましい。
【0025】
上記メタクリル系重合体における、メチルメタクリレートと共重合可能なビニル系単量体としては、例えば、芳香族ビニル化合物、ビニルシアン化合物、メチルメタクリレート以外のアルキル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
上記芳香族ビニル化合物としては、例えば、スチレン、α-置換スチレン、核置換スチレンおよびその誘導体、例えばα-メチルスチレン、クロルスチレン、ビニルトルエン等が挙げられる。また、上記ビニルシアン化合物としては、例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等が挙げられる。そして、上記メチルメタクリレート以外のアルキル(メタ)アクリレートとしては、例えば、ブチルメタクリレート、ブチルアクリレート等が挙げられる。
【0026】
上記メタクリル系重合体の市販品としては、例えば、メタブレン(三菱ケミカル社製)、カネエースPA(カネカ社製)、アクリロイド(ロームアンドハース社製)等を用いることができる。
【0027】
なお、本発明に用いる熱可塑性樹脂(A)には、後述する「バイオプラスチック(D)」が含まれることがある。すなわち、上記バイオプラスチック(D)が熱可塑性樹脂であり、そのゲル含有率が5質量%以下である場合、上記熱可塑性樹脂(A)の範囲に入るが、本発明の熱可塑性樹脂(A)に上記バイオプラスチック(D)は含まれないものとする。
【0028】
<アクリル系ゴム重合体(B)>
上記熱可塑性樹脂(A)とともに用いるアクリル系ゴム重合体(B)は、ゲル含有率が80質量%より大きいアクリル系ゴム重合体である。上記アクリル系ゴム重合体(B)は、コア層と、そのコア層を覆うシェル層とから構成される、コアシェル構造を有するグラフト重合体であることが好ましい。また、上記コア層とシェル層との間に他の層(例えば、中間層)を設けてもよい。
【0029】
上記アクリル系ゴム重合体(B)がコア層とシェル層とを有するコアシェル構造を有する場合、上記コア層が、芳香族ビニル単量体、炭素数1~8のアルキル基を有するアルキルアクリレートおよび炭素数1~4のアルキル基を有するアルキルメタクリレートから選ばれるいずれか1種以上を含む単量体成分(B-a)を重合して得られるアクリル系ゴム重合体(Ba)からなり、上記シェル層が、炭素数1~4のアルキル基を有するアルキルメタクリレートを含む単量体成分(B-b)を重合して得られるアクリル系ゴム重合体(Bb)からなることが好ましい。
【0030】
[アクリル系ゴム重合体(Ba)]
上記アクリル系ゴム重合体(Ba)は、上記単量体成分(B-a)を重合して得られるものであり、上記アクリル系ゴム重合体(B)のコア層を構成するものである。上記アクリル系ゴム重合体(Ba)は、上記芳香族ビニル単量体単位を20質量%以下含有することが好ましい。
上記単量体成分(B-a)は、以下の単量体(B-a1)、単量体(B-a2)、単量体(B-a3)、単量体(B-a5)、多官能性単量体(B-a4)を、上記単量体成分(B-a)全体に対しそれぞれ特定の割合で含有する混合物である。
(B-a1)炭素数1~8のアルキル基を有するアルキルアクリレート:40~99.9質量%。
(B-a2)炭素数1~4のアルキル基を有するアルキルメタクリレート:0~59.9質量%。
(B-a3)上記(B-a1)および(B-a2)以外の、重合性の二重結合を1個有する単量体:0~30質量%。
(B-a4)重合性の二重結合を2個以上有する多官能性単量体:0.1~10質量%。
(B-a5)芳香族ビニル単量体:20質量%以下。
【0031】
上記単量体成分(B-a)には、上記(B-a1)~(B-a5)以外に、連鎖移動剤を含むことができる。上記連鎖移動剤を用いる場合の使用量は、特に限定するものではないが、上記単量体成分(B-a)100質量部に対して5質量部以下であることが好ましい。
なお、上記連鎖移動剤は、通常のラジカル重合に用いられるものの中から適宜選択することができる。上記連鎖移動剤の具体例としては、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、四塩化炭素等が挙げられる。これらは一種を用いてもよく、または二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0032】
上記単量体(B-a1)は、炭素数1~8のアルキル基を有するアルキルアクリレートであり、上記アルキル基が直鎖状であっても、分岐鎖状であってもよい。上記単量体(B-a1)の具体例としては、例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、n-ブチルアクリレート、2-エチルヘキシルアクリレート、n-オクチルアクリレート等が挙げられる。これらは一種を用いてもよく、または二種以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、ガラス転移温度(以下「Tg」と記す)が0℃以下のものが好ましく、とりわけアクリル酸n-ブチルが好ましく用いられる。ガラス転移温度が低ければ、得られるフィルムが好ましい機械的特性を有し、また容易に成形することができる傾向がみられる。
【0033】
上記単量体(B-a1)の含有量は、上記単量体成分(B-a)の40~99.9質量%であり、45~90質量%であることが好ましく、48~85質量%であることがより好ましい。
【0034】
上記単量体(B-a2)は、任意成分として用いられる、炭素数1~4のアルキル基を有するアルキルメタクリレートであり、上記アルキル基が直鎖状であっても、分岐鎖状であってもよい。上記単量体(B-a2)の具体例としては、例えば、メリルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、n-ブチルメタクリレート等が挙げられる。これらは一種を用いてもよく、または二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0035】
上記単量体(B-a2)の含有量は、上記単量体成分(B-a)の0~59.9質量%であり、0~50質量%であることが好ましく、0~40質量%であることがより好ましい。
【0036】
上記単量体(B-a3)は、任意成分として用いられるものであり、上記単量体(B-a1)および単量体(B-a2)以外の、重合性の二重結合を1個有する単量体である。上記単量体(B-a3)の具体例としては、例えば、炭素数が5以下のアルコキシアクリレート、シアノエチルアクリレート、アクリルアミド、(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル系単量体;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。これらは一種を用いてもよく、または二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0037】
上記単量体(B-a3)の含有量は、上記単量体成分(B-a)の0~30質量%であり、0~20質量%であることが好ましく、0~10質量%であることがより好ましい。
【0038】
上記多官能性単量体(B-a4)は、例えば、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る。上記多官能性単量体(B-a4)の具体例としては、例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,3-ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4-ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート等のアルキレングリコールジ(メタ)アクリレート;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;およ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-不飽和カルボン酸またはジカルボン酸のアリル、メタリルまたはクロチルエステル等が挙げられる。これらは一種を用いてもよく、または二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0039】
上記多官能性単量体(B-a4)の含有量は、上記単量体成分(B-a)の0.1~10質量%であり、0.3~5質量%であることが好ましく、0.5~2質量%であることがより好ましい。
【0040】
上記単量体(B-a5)は、芳香族ビニル単量体であり、特に限定するものではないが、例えば、スチレン、アルキル置換スチレン(p-メチルスチレン、m-メチルスチレン、о-メチルスチレン、2,4-ジメチルスチレン、2,5-ジメチルスチレン、3,4-ジメチルスチレン、3,5-ジメチルスチレン、p-エチルスチレン、m-エチルスチレン、о-エチルスチレン等)、アルキル置換イソプロペニルベンゼン(イソプロペニルベンゼン(α-メチルスチレン)、イソプロペニルトルエン、イソプロペニルエチルベンゼン、イソプロペニルプロピルベンゼン、イソプロペニルブチルベンゼン、イソプロペニルペンチルベンゼン、イソプロペニルヘキシルベンゼン、イソプロペニオクチルベンゼン等)、1,1-ジフェニルエチレン等を用いることができる。
【0041】
上記単量体(B-a5)の含有量は、単量体成分(B-a)の20質量%以下であり、0.1~19質量%であることが好ましく、1.0~18質量%であることがより好ましい。
。
【0042】
また、上記単量体成分(B-a)における、上記単量体(B-a1)、単量体(B-a2)、単量体(B-a5)の含有量の合計が、50~99.9質量%であることが好ましく、より好ましくは60~99.9質量%である。
【0043】
上記単量体成分(B-a)を重合して、上記アクリル系ゴム重合体(Ba)を作製する際、上記単量体成分(B-a)を重合容器内に一括で添加して重合してもよいし、複数回に分けて添加し2段階以上に分けて重合してもよい。フィルムの機械的特性の観点から、2段階以上に分けて重合することが好ましい。2段階以上に分けて重合する場合、各重合段階での単量体成分(B-a)中の各単量体の構成比は、それぞれ同じであってもよいし、異なっていてもよい。2段階以上に分けて重合すると、最終的に得られるアクリル系ゴム重合体(B)の粒子径の制御が容易になる傾向がみられる。
【0044】
上記単量体成分(B-a)を重合して得られる上記アクリル系ゴム重合体(Ba)のガラス転移温度(以下「Tg」ということがある)の上限は、得られるアクリル系ゴム重合体(B)の柔軟性の観点から、好ましくは20℃未満、より好ましくは10℃以下、最も好ましくは0℃以下である。一方、上記アクリル系ゴム重合体(Ba)のTgの下限は、-100℃以上であることが好ましく、-80℃以上がより好ましい。
なお、本発明において、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の式から算出した値をいう。
【0045】
[アクリル系ゴム重合体(Bb)]
上記アクリル系ゴム含有重合体(B)は、上記アクリル系ゴム重合体(Ba)の存在下に、炭素数1~4のアルキル基を有するアルキルメタクリレートを主成分として含む、以下の単量体成分(B-b)を重合して得られるアクリル系ゴム重合体(Bb)を含有するアクリル系ゴム含有重合体である。すなわち、上記アクリル系ゴム重合体(Bb)は、上記アクリル系ゴム含有重合体(B)のシェル層を構成する。
【0046】
上記アクリル系ゴム重合体(Bb)は、上記単量体成分(B-b)を重合して得られるものである。上記単量体成分(B-b)は、以下の単量体(B-b1)、単量体(B-b2)、単量体(B-b3)を、それぞれ上記単量体成分(B-b)に対して特定の割合で含有する混合物である。
(B-b1)炭素数1~8のアルキル基を有するアルキルアクリレート:0~20質量%。
(B-b2)炭素数1~4のアルキル基を有するアルキルメタクリレート:51~100質量%。
(B-b3)上記(B-b1)および(B-b2)以外の、重合性の二重結合を1個有する単量体:0~49質量%。
【0047】
上記単量体成分(B-b)には、上記(B-b1)~(B-b3)以外に、連鎖移動剤を含むことができる。上記連鎖移動剤を用いる場合、上記アクリル系ゴム重合体(Ba)の説明において挙げたものを用いることができる。これらは一種を用いてもよく、または二種以上を組み合わせて用いてもよい。また、その使用量は、特に限定するものではないが、上記単量体成分(B-b)100質量部に対して5質量部以下であることが好ましい。
【0048】
上記単量体(B-b1)は、任意成分として用いられるものであり、アクリル系ゴム重合体(Ba)の単量体(B-a1)で説明した単量体と同様のものを用いることができる。上記単量体(B-b1)で用いられる単量体と、上記単量体(B-a1)で用いられる単量体は、同一の化合物であっても、異なる化合物であってもよい。
【0049】
上記単量体(B-b1)の含有量は、上記単量体成分(B-b)の0~20質量%であるであり、2~15質量%であることが好ましく、5~10質量%であることがより好ましい。
【0050】
上記単量体(B-b2)は、アクリル系ゴム重合体(Ba)の単量体(B-a2)で説明した単量体と同様のものを用いることができる。上記単量体(B-b2)で用いられる単量体と、上記単量体(B-a2)で用いられる単量体は、同一の化合物であっても、異なる化合物であってもよい。
【0051】
上記単量体(B-b2)の含有量は、上記単量体成分(B-b)の51~100質量%であり、60~98質量%であることが好ましく、70~95質量%であることがより好ましい。
【0052】
上記単量体(B-b3)は、任意成分として用いられるものであり、アクリル系ゴム重合体(Ba)の単量体(B-a3)で説明した単量体と同様のものを用いることができる。上記単量体(B-b3)で用いられる単量体と、上記単量体(B-a3)で用いられる単量体は、同一の化合物であっても、異なる化合物であってもよい。
【0053】
上記単量体(B-b3)の含有量は、上記単量体成分(B-b)の0~49質量%であり、0~40質量%であることが好ましく、0~30質量%であることがより好ましい。
【0054】
上記単量体成分(B-b)を重合して、上記アクリル系ゴム重合体(Bb)を作製する際、上記単量体成分(B-b)を重合容器内に一括で添加して重合してもよいし、複数回に分けて添加し2段階以上に分けて重合してもよい。フィルムの機械的特性の観点から、2段階以上に分けて重合することが好ましい。2段階以上に分けて重合する場合、各重合段階での単量体成分(B-b)中の各単量体の構成比は、それぞれ同じであってもよいし、異なっていてもよい。2段階以上に分けて重合すると、最終的に得られるアクリル系ゴム重合体(B)の粒子径の制御が容易になる傾向がみられる。
【0055】
これらの単量体成分(B-b)を重合して得られる上記アクリル系ゴム重合体(Bb)のTgは、得られるアクリル系ゴム重合体(B)の柔軟性の観点から、好ましくは60℃以上、より好ましくは80℃以上である。
【0056】
[アクリル系ゴム重合体(Bc)]
上記アクリル系ゴム重合体(B)が、コア層とシェル層とを有するコアシェル構造を有する場合、必要に応じてコア層とシェル層の間に中間層を設けてもよい。上記中間層は、例えば、上記単量体成分(B-b)を重合してシェル層を作製する前に、単量体成分(B-c)を重合させてアクリル系ゴム重合体(Bc)を作製して得ることができる。また、上記中間層は、単層でもよいし、二層以上であってもよい。
【0057】
上記単量体成分(B-c)は、下記の単量体(B-c1)、単量体(B-c2)、単量体(B-c3)および多官能性単量体(B-c4)を含有する混合物である。
(B-c1)炭素数1~8のアルキル基を有するアルキルアクリレート。
(B-c2)炭素数1~4のアルキル基を有するアルキルメタクリレート。
(B-c3)上記(B-c1)および(B-c2)以外の、重合性の二重結合を1個有する単量体。
(B-c4)重合性の二重結合を2個以上有する多官能性単量体。
【0058】
上記単量体成分(B-c)の組成は、アクリル系ゴム重合体(Ba)の単量体成分(B-a)の組成と異なることが好ましい。上記単量体成分(B-a)と上記単量体成分(B-c)の組成が異なると、フィルムの柔軟性を良好になる傾向がみられる。
また、上記単量体成分(B-c)には、上記(B-c1)~(B-c4)以外に、連鎖移動剤を含むことができる。上記連鎖移動剤を用いる場合、上記アクリル系ゴム重合体(Ba)の説明において挙げたものを用いることができる。これらは一種を用いてもよく、または二種以上を組み合わせて用いてもよい。そして、その使用量は、特に限定するものではないが、上記単量体成分(B-c)100質量部に対して5質量部以下であることが好ましい。
【0059】
上記単量体(B-c1)は、アクリル系ゴム重合体(Ba)の単量体(B-a1)で説明した単量体と同様のものを用いることができる。上記単量体(B-c1)で用いられる単量体と、上記単量体(B-a1)で用いられる単量体は、同一の化合物であっても、異なる化合物であってもよい。
【0060】
上記単量体(B-c1)の含有量は、特に限定するものではないが、上記単量体成分(B-c)の9.9~90質量%であるであることが好ましく、15~80質量%であることがより好ましく、2~70質量%であることがさらに好ましい。
【0061】
上記単量体(B-c2)は、アクリル系ゴム重合体(Ba)の単量体(B-a2)で説明した単量体と同様のものを用いることができる。上記単量体(B-c2)で用いられる単量体と、上記単量体(B-a2)で用いられる単量体は、同一の化合物であっても、異なる化合物であってもよい。
【0062】
上記単量体(B-c2)の含有量は、特に限定するものではないが、上記単量体成分(B-b)の9.9~90質量%であるであることが好ましく、15~80質量%であることがより好ましく、20~70質量%であることがさらに好ましい。
【0063】
上記単量体(B-c3)は、任意成分として用いられるものであり、アクリル系ゴム重合体(Ba)の単量体(B-a3)で説明した単量体と同様のものを用いることができる。上記単量体(B-c3)で用いられる単量体と、上記単量体(B-a3)で用いられる単量体は、同一の化合物であっても、異なる化合物であってもよい。
【0064】
上記単量体(B-c3)の含有量は、特に限定するものではないが、上記単量体成分(B-b)の0~20質量%であるであることが好ましく、0~15質量%であることがより好ましく、0~10質量%であることがさらに好ましい。
【0065】
上記多官能性単量体(B-c4)は、アクリル系ゴム重合体(Ba)の多官能性単量体(B-a4)で説明した多官能性単量体と同様のものを用いることができる。上記多官能性単量体(B-c4)で用いられる単量体と、上記多官能性単量体(B-a4)で用いられる単量体は、同一の化合物であっても、異なる化合物であってもよい。
【0066】
上記単量体(B-c4)の含有量は、特に限定するものではないが、上記単量体成分(B-b)の0.01~10質量%であるであることが好ましく、0.02~5質量%であることがより好ましく、0.03~2質量%であることがさらに好ましい。
【0067】
上記単量体成分(B-c)は、柔軟性、透明性および加工性の観点から、単量体成分の合計[単量体成分(B-a)+単量体成分(B-b)+単量体成分(B-c)]に対して5~35質量%となるよう含有することが好ましく、より好ましくは7~20質量%である。
なお、上記単量体成分(B-a)は、柔軟性、透明性および加工性の観点から、単量体成分の合計[単量体成分(B-a)+単量体成分(B-b)]に対して5~80質量%となるよう含有することが好ましく、より好ましくは20~70質量%である。なお、単量体成分(B-c)を用いる場合には、上記単量体成分の合計を、この単量体成分(B-c)を加えたものとする。
また、上記単量体成分(B-b)は、柔軟性、透明性および加工性の観点から、単量体成分の合計[単量体成分(B-a)+単量体成分(B-b)]に対して20~95質量%となるよう含有することが好ましく、より好ましくは30~80質量%である。なお、単量体成分(B-c)を用いる場合には、上記単量体成分の合計を、この単量体成分(B-c)を加えたものとする。
【0068】
上記単量体成分(B-c)を重合して、上記アクリル系ゴム重合体(Bc)を作製する際、上記単量体成分(B-c)を重合容器内に一括で添加して重合してもよいし、複数回に分けて添加し2段階以上に分けて重合してもよい。2段階以上に分けて重合する場合、各重合段階での単量体成分(B-c)中の各単量体の構成比は、それぞれ同じであってもよいし、異なっていてもよい。2段階以上に分けて重合すると、最終的に得られるアクリル系ゴム重合体の粒子径の制御が容易になる傾向がみられる。
【0069】
上記単量体成分(B-c)を重合して得られるアクリル系ゴム重合体(Bc)のTgは、20~100℃であることが好ましい。すなわち、Tgが20℃以上であるとアクリル系ゴム重合体(B)の柔軟性が好適となる。また、製膜性の点から、100℃以下であることが好ましく、好ましくは80℃以下、より好ましくは70℃以下である。
また、上記アクリル系ゴム重合体(Bc)のTgは、フィルムの柔軟性の観点から、アクリル系ゴム重合体(Ba)のTgより高いことが好ましい。
【0070】
<アクリル系ゴム重合体(B)の製造方法>
本発明に用いるアクリル系ゴム重合体(B)は、前述の材料を用いて、例えば、逐次多段乳化重合法、およびアクリル系ゴム重合体(Ba)の存在下に、必要に応じて単量体成分(B-c)を逐次多段乳化重合させた後に、単量体成分(B-b)重合時に懸濁重合系に転換させる乳化懸濁重合法等によって得ることができる。
上記逐次多段乳化重合法としては、例えば、アクリル系ゴム重合体(Ba)を得るための単量体成分(B-a)、水および界面活性剤を混合して調製した乳化液を反応器に供給して重合した後に、単量体成分(B-c)および単量体成分(B-b)をそれぞれ順に反応器に供給して重合する方法が挙げられる。
上記の方法で得られたアクリル系ゴム重合体(B)を用いて得られるフィルムは、フィルム中のフィッシュアイ数が少ないという特性の点で好ましい。
【0071】
上記逐次多段乳化重合法で用いる界面活性剤としては、例えば、アニオン系、カチオン系およびノニオン系の界面活性剤が挙げられる。これらは一種を用いてもよく、または二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0072】
上記アニオン系の界面活性剤としては、例えば、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-ラウロイルザ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;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系等のリン酸エステル塩が挙げられる。
上記アニオン系の界面活性剤の具体例としては、例えば、エレミノールNC-718(三洋化成工業社製)、フォスファノールLS-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、フォスファノールRS-660NA(以上、いずれも東邦化学工業社製)、ラテムルP-0404、ラテムルP-0405、ラテムルP-0406、ラテムルP-0407(以上、いずれも花王社製)等が挙げられる。
【0073】
上記アクリル系ゴム重合体(Ba)を得るために用いる乳化液を調製する方法としては、例えば、水中に単量体成分(B-a)を仕込んだ後、界面活性剤を投入する方法;水中に界面活性剤を仕込んだ後に単量体成分(B-a)を投入する方法;および単量体成分(Ba)中に界面活性剤を仕込んだ後に水を投入する方法等が挙げられる。
上記単量体成分(B-a)、水および界面活性剤を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、撹拌翼を備えた撹拌機;ホモジナイザー、ホモミキサー等の強制乳化装置;および膜乳化装置が挙げられる。
【0074】
上記乳化液としては、単量体成分(B-a)の油中に水滴が分散したW/O型、水中に単量体成分(B-a)の油滴が分散したO/W型のいずれの分散体でも用いることができる。
【0075】
上記アクリル系ゴム重合体(B)中の単量体成分(B-a)、単量体成分(B-b)および単量体成分(B-c)を重合する際に使用される重合開始剤としては、特に限定するものではないが、例えば、過酸化物、アゾ系開始剤および過酸化物またはアゾ系開始剤と酸化剤・還元剤を組み合わせたレドックス系開始剤を用いることができる。なかでも、ラジカル発生効率の観点から、レドックス系開始剤を使用することが好ましい。これらは一種を用いてもよく、または二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0076】
上記レドックス系開始剤としては、例えば、硫酸第一鉄、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム塩、ロンガリットおよ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。また、上記ヒドロパーオキサイドとしては、例えば、クメンハイドロパーオキサイド、t-ブチルハイドロパーオキサイドが挙げられる。
これらの重合開始剤の使用量は、重合条件等に応じて適宜決めることができる。また、重合開始剤は、水相と単量体相のいずれか一方または両方に添加することができる。
【0077】
上記アクリル系ゴム重合体(B)のラテックスの製造方法は、重合安定性の観点から特に以下の方法が好ましい。まず、硫酸第一鉄、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム塩、ロンガリットおよび水を反応器内に仕込んで水溶液を調製し、この水溶液を重合温度にまで昇温する。一方、単量体成分(B-a)、過酸化物等の重合開始剤、水および界面活性剤を混合して乳化液を調製する。ついで、この乳化液を前記昇温後の反応器内に供給して、単量体を重合する。さらに、必要に応じて単量体成分(B-c)を過酸化物等の重合開始剤とともに反応器内に供給して重合する。つぎに、単量体成分(B-b)を過酸化物等の重合開始剤等とともに反応器内に供給して重合する。
【0078】
上記アクリル系ゴム重合体(B)のラテックスを得るための重合温度としては、重合安定性の観点から、通常、40℃以上120℃以下であることが好ましく、60℃以上95℃以下であることがより好ましい。
【0079】
上記の方法で得られたアクリル系ゴム重合体(B)のラテックスは、濾材を配した濾過装置を用いて処理することが好ましい。この濾過処理によって、重合中に発生したスケール、原料中の不純物、および重合の過程で外部から混入する夾雑物等をラテックスから除去できる。
上記の濾材を配した濾過装置としては、例えば、袋状のメッシュフィルターを利用したISPフィルターズ・ピーテーイー・リミテッド社のGAFフィルターシステム、円筒型濾過室内の内側面に円筒型の濾材を配し、該濾材内に撹拌翼を配した遠心分離型濾過装置および濾材が該濾材面に対して水平の円運動および垂直の振幅運動をする振動型濾過装置が挙げられる。
【0080】
上記アクリル系ゴム重合体(B)は、上記の方法で製造したラテックスから回収(固液分離して捕集)され、粉状物として得ることができる。
上記ラテックスから粉状物としてアクリル系ゴム重合体(B)を回収する方法としては、例えば、ラテックスを金属塩水溶液と接触させて上記アクリル系ゴム重合体(B)を凝固、あるいは塩析し、固液分離後、重合体の1~100質量倍程度の水でこれを洗浄し、ろ別等の脱水処理により湿潤状の粉体とし、さらに、この湿潤状の粉体を圧搾脱水機や、流動乾燥機等の熱風乾燥機で乾燥させる方法を用いることができる。その他、スプレードライ法によりラテックスを直接乾燥させてもよい。上記乾燥温度、乾燥時間は得られるアクリル系ゴム重合体(B)の種類によって適宜決定される。
【0081】
アクリル系ゴム重合体(B)の凝固に使用する凝固剤としては、酢酸ナトリウム、酢酸カルシウム、ギ酸カリウム、ギ酸カルシウム等の有機塩や、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、硫酸ナトリウム等の無機塩等を挙げることができる。なかでも、酢酸カルシウム、塩化カルシウム等のカルシウム塩が好ましく用いられる。とりわけ、得られるフィルムの耐温水白化性の点、および、回収される上記アクリル系ゴム重合体(B)粉体の含水率を低くする点で酢酸カルシウムが好ましく用いられる。これらは一種を用いてもよく、または二種以上を組み合わせて用いてもよい。
上記凝固剤は、通常、水溶液として用いられる。例えば、凝固剤として酢酸カルシウムを用いる場合、その水溶液濃度の下限は、アクリル系ゴム重合体(B)を安定して凝固、回収できることから、0.1質量%以上、特に1質量%以上であることが好ましい。
また、上記酢酸カルシウムを用いる場合の水溶液濃度の上限は、回収したアクリル系ゴム重合体(B)の残存量が少なくなり、特に耐温水白化性、着色性等の樹脂成形体の性能をほとんど低下させないことから、20質量%以下、特に15質量%以下であることが好ましい。
なお、上記水溶液の酢酸カルシウムの濃度が20質量%を越えると10℃以下では飽和により酢酸カルシウムが析出することがある。
【0082】
このように、上記アクリル系ゴム重合体(B)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、最終的に得られたアクリル系ゴム重合体(B)中への残存金属含有量を800ppm以下にすることが好ましく、残存金属含有量は微量であるほど好ましい。
【0083】
上記ラテックスを凝固剤に接触させる方法は、例えば、凝固剤の水溶液を撹拌しながら、そこにラテックスを連続的に添加して所定時間撹拌を行う方法や、凝固剤の水溶液とラテックスとを所定の比率で撹拌機付きの容器に連続的に注入しながら接触させ、凝固したアクリル樹脂組成物と水とを含む混合物を容器から連続的に抜き出す方法等が挙げられる。
上記ラテックスに接触させる凝固剤の水溶液の量は、上記アクリル系ゴム重合体(B)のラテックス100質量部に対して10質量部以上500質量部以下であることが好ましい。また、上記ラテックスを凝固剤の水溶液に接触させる際(凝固工程)の温度は30℃以上100℃以下であることが好ましい。
【0084】
このようにして得られたアクリル系ゴム重合体(B)のTgの下限は、機械的特性の観点から、60℃以上であることが好ましく、より好ましくは70℃以上であり、特に好ましくは80℃以上である。また、フィルムの成形性の観点から、上記アクリル系ゴム重合体(B)のTgの上限は、150℃以下であることが好ましく、130℃以下であることがより好ましい。
【0085】
上記アクリル系ゴム重合体(B)が、アクリル系ゴム重合体(Ba)62~75質量%と、アクリル系ゴム重合体(Bb)38~25質量%とからなるコアシェル構造となることが好ましく、とりわけ、上記アクリル系ゴム重合体(Bb)が、単量体成分の全質量に対し、炭素数1~4のアルキル基を有するアルキルメタクリレート由来の構造単位を51~100質量%含む単量体成分を重合して得られるものが好ましい。
【0086】
上記アクリル系ゴム重合体(B)のゲル含有率は、フィルムの機械的特性の観点から、80質量%より大きいものであり、82質量%以上であることが好ましく、84質量%以上であることがより好ましい。フィルムの機械的特性の観点からは、ゲル含有率は大きい程有利であるが、フィルムの成形性の観点からは、所定量以上のフリーポリマーを含有することが好ましく、ゲル含有率は95質量%以下であることが好ましい。
【0087】
上記アクリル系ゴム重合体(B)の質量平均分子量(Mw)は、フィルムの機械的特性の観点から、3万以上であることが好ましく、フィルムの成形性の観点から20万以下であることが好ましい。
【0088】
上記アクリル系ゴム重合体(B)の平均粒子径は、フィルムの機械的特性の観点から0.03μm以上であることが好ましく、より好ましくは0.07μm以上であり、特に好ましくは0.09μm以上である。また、フィルムの透明性の観点から、0.3μm以下であることが好ましく、より好ましくは0.15μm以下であり、特に好ましくは0.13μm以下である。
【0089】
<アクリル系ゴム重合体(C)>
本発明のフィルムは、上記熱可塑性樹脂(A)およびアクリル系ゴム重合体(B)以外に、ゲル含有率が30~80質量%であるアクリル系ゴム重合体(C)を含むことが好ましい。上記アクリル系ゴム重合体(C)は、コア層とシェル層とを有するコアシェル構造を有するグラフト重合体であってもよい。また、コア層とシェル層の間に中間層を有していてもよい。
上記アクリル系ゴム重合体(C)を含むと、伸度低下を抑制しつつフリーポリマーの量を増やすことができるため、製膜性が向上する傾向がみられる。
【0090】
アクリル系ゴム重合体(C)に使用可能な単量体単位としては、前述するアクリル系ゴム重合体(B)と同様のものを使用できる。
アクリル系ゴム重合体(C)のコア層は、フィルムの柔軟性の観点から炭素数1~8のアルキル基を有するアルキルアクリレートを40質量%以上99.9質量%以下含有することが好ましい。シェル層は、フィルムの耐候性の観点から炭素数1~4のアルキル基を有するアルキルメタクリレートを51質量%以上100質量%以下含有することが好ましい。
【0091】
アクリル系ゴム重合体(C)の製造方法は特に限定されず、上述するアクリル系ゴム重合体(B)と同様の方法で製造される。
【0092】
上記アクリル系ゴム重合体(C)のゲル含有率は、伸度低下を抑制する観点では、40質量%以上が好ましく、55質量%以上がより好ましい。フリーポリマー量を増やす観点からは、70質量%以下が好ましく、65質量%以下がより好ましい。
【0093】
アクリル系ゴム重合体(C)の平均粒子径及び質量平均分子量(Mw)は、上述するアクリル系ゴム重合体(B)と同様の範囲が好ましい。
【0094】
アクリル系ゴム重合体(C)は、アクリル系ゴム重合体(B)と併用する場合、アクリル系ゴム含有重合体(B)とアクリル系ゴム重合体(C)との構成比率((B)/(C))は、フィルム製膜性の観点から90/10~10/90が好ましい。80/20~30/70がより好ましく、70/30~50/50がさらに好ましい。
アクリル系ゴム重合体(C)とアクリル系ゴム重合体(B)を併用することで、伸度低下を抑制しつつフリーポリマーの量を増やすことができるため、製膜性が向上する傾向がみられる。
【0095】
<バイオプラスチック(D)>
本発明のフィルムには、植物由来の原料を重合して作った土中で分解するバイオプラスチック(D)を用いてもよい。バイオプラスチック(D)を用いると、樹脂成分として石油由来の樹脂のみを用いた場合に比べ、環境負荷を低減できる傾向がみられる。
【0096】
上記バイオプラスチック(D)は、通常、脂肪族ポリエステルに分類される重合体が好適に使用できる。
上記脂肪族ポリエステル系樹脂としては、脂肪族ヒドロキシカルボン酸を主成分とする重合体、脂肪族多価カルボン酸と脂肪族多価アルコールを主成分とする重合体等が挙げられる。
上記脂肪族ヒドロキシカルボン酸を主成分とする重合体としては、例えば、ポリグリコール酸、ポリ乳酸、ポリ3-ヒドロキシ酪酸、ポリ4-ヒドロキシ酪酸、ポリ4-ヒドロキシ吉草酸、ポリ3-ヒドロキシヘキサン酸およびポリカプロラクトン等が挙げられる。
上記脂肪族多価カルボン酸と脂肪族多価アルコールを主成分とする重合体としては、例えば、ポリエチレンアジペート、ポリプロピレンアジペート、ポリブチレンアジペート、ポリヘキセンアジペート、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネートアジペート等が挙げられる。
これらの脂肪族ポリエステルの中でも、ヒドロキシカルボン酸を主成分とする重合体が好ましく、ポリ乳酸系樹脂がより好ましく用いられる。
これらは一種を用いてもよく、または二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0097】
本発明において、ポリ乳酸系樹脂とは、D-乳酸もしくはL-乳酸の単独重合体、またはそれらの共重合体をいい、これらの共重合体の混合樹脂も含まれる趣旨である。上記共重合体としては、例えば、構造単位がD-乳酸であるポリ(D-乳酸)、構造単位がL-乳酸であるポリ(L-乳酸)、さらにはL-乳酸とD-乳酸の共重合体であるポリ(DL-乳酸)が挙げられる。
【0098】
上記L-乳酸とD-乳酸との共重合体であるポリ(DL-乳酸)において、L-乳酸とD-乳酸との構成比(以下、「L/D比」とすることがある)は、フィルムの機械的特性および透明性を維持する観点から、75/25~100/0であることが好ましく、より好ましくは80/20~100/0であり、さらに好ましくは85/15~100/0である。
【0099】
本発明においては、L/D比をより容易に調整するために、L-乳酸とD-乳酸との共重合比が異なるポリ乳酸系樹脂をブレンドして用いてもよい。この場合、複数のポリ乳酸系樹脂のそれぞれのL/D比を平均し、その平均値をポリ(DL-乳酸)のL/D比として用いる。D-乳酸とL-乳酸との共重合体比の異なるポリ乳酸系樹脂を二種以上ブレンドし、使用用途に合わせて結晶性を調整することにより、フィルムの機械的特性と透明性とのバランスをとることができる。
【0100】
上記ポリ乳酸系樹脂は、その性質を損なわない範囲内で、乳酸以外の成分、例えば、α-ヒドロキシカルボン酸、非脂肪族ジカルボン酸、脂肪族ジカルボン酸、非脂肪族ジオールおよび脂肪族ジオール等を少量の共重合成分として含んでいてもよい。また、上記ポリ乳酸系樹脂の分子量を増やすことを目的として、鎖延長剤、例えば、ジイソシアネート化合物、エポキシ化合物、酸無水物等を少量含んでいてもよい。
【0101】
上記α-ヒドロキシカルボン酸としては、例えば、グリコール酸、3-ヒドロキシ酪酸、4-ヒドロキシ酪酸、2-ヒドロキシn-酪酸、2-ヒドロキシ3,3-ジメチル酪酸、2-ヒロドキシ3-メチル酪酸、2-メチル酪酸、2-ヒドロキシカプロラクトン酸等の2官能脂肪族ヒドロキシ-カルボン酸、カプロラクトン、ブチルラクトン、バレロラクトン等のラクトン類を用いることができる。
【0102】
上記非脂肪族ジカルボン酸としては、例えば、テレフタル酸等が挙げられ、脂肪族ジカルボン酸としては、例えば、コハク酸、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸およびドデカン二酸等を用いることができる。また、上記非脂肪族ジオールとしては、例えば、ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物等を用いることができ、上記脂肪族ジオールとしては、例えば、エチレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,4-シクロへキサンジメタノール等を用いることができる。
【0103】
上記ポリ乳酸系樹脂に乳酸以外の成分が含まれる場合において、乳酸と、乳酸以外のα-ヒドロキシカルボン酸等との共重合体における共重合比は特に限定するものではない。
しかし、乳酸の占める割合が高いほど、結果として石油資源の消費が少なくなるため、得られるフィルムの引張破断伸度との兼ね合いを考慮しつつ、乳酸の占める割合をできるだけ高くすることが好ましい。
【0104】
上記ポリ乳酸系樹脂の重合法としては、縮合重合法、開環重合法等の、公知の方法を用いることができる。例えば、縮合重合法であれば、D-乳酸、L-乳酸、または、これらの混合物を直接脱水縮合重合して任意の組成を有するポリ乳酸系樹脂を得ることができる。また、開環重合法では、乳酸の環状2量体であるラクチドを、必要に応じて重合調整剤等を用いながら、所定の触媒の存在下で開環重合することにより任意の組成を有するポリ乳酸系樹脂を得ることができる。上記ラクチドには、L-乳酸の2量体であるDL-ラクチドが含まれているため、上記ラクチドを必要に応じて上記乳酸等と併用して重合することによって、任意の組成、結晶性を有するポリ乳酸系樹脂を得ることができる。
【0105】
上記ポリ乳酸系樹脂の質量平均分子量(Mw)は、2万以上50万以下であることが好ましく、より好ましくは4万以上35万以下であり、さらに好ましくは6万以上30万以下である。すなわち、上記ポリ乳酸系樹脂の質量平均分子量(Mw)が上記範囲内にあると、フィルムの強伸度が不足したり、脆化したりすることが抑制され、しかも、溶融粘度を下げることができるため、製造、生産性が向上する傾向がみられる。
なお、質量平均分子量(Mw)は、一般的にGPC(ゲルパーメイションクロマトグラフ)や粘度法により測定することができる。
【0106】
上記ポリ乳酸系樹脂としては、例えば、NatureWorks(NatureWorks LLC社製)等を好ましく用いることができる。
【0107】
上記バイオプラスチック(D)は熱によって主鎖が開裂しやすいため、しばしば分子量が低下する。このため、バイオプラスチック(D)を用いる場合、その含有量は、アクリル系ゴム重合体(B)質量に対する比[(D)/(B)]が、25/75~50/50となるように用いることが熱安定性の観点で好ましく、35/65~45/55がさらに好ましい。
【0108】
<その他配合剤>
本発明のフィルムを構成する樹脂組成物には、上記熱可塑性樹脂(A)、アクリル系ゴム重合体(B)および任意成分であるアクリル系ゴム重合体(C)、バイオプラスチック(D)以外に、本発明の効果を阻害しない範囲で、フィルムの分野で用いられる一般的な配合剤を添加することができる。
このような配合剤としては、例えば、熱安定剤、酸化防止剤、滑剤、艶消し剤、光拡散剤、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、紫外線吸収剤、光安定剤、難燃剤、封鎖剤、顔料、相溶化剤等が挙げられる。これらの配合剤は一種を用いてもよく、または二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0109】
上記酸化防止剤としては、例えば、フェノール系、硫黄系、リン系等の酸化防止剤を好ましく用いることができる。また、上記熱安定剤としては、例えば、ヒンダードフェノール系、硫黄系、ヒドラジン系等の熱安定剤を好ましく用いることができる。上記可塑剤としては、例えば、フタル酸エステル系、リン酸エステル系、脂肪酸エステル系、脂肪族二塩基酸エステル系、オキシ安息香酸エステル系、エポキシ系、ポリエステル系、ポリエーテル系等等の可塑剤を用いることができる。上記滑剤としては、例えば、脂肪酸エステル系、脂肪酸系、金属石鹸系、脂肪酸アミド系、高級アルコール系、パラフィン系等の滑剤を用いることができる。上記帯電防止剤としては、例えば、カチオン系、アニオン系、ノニオン系、両性イオン系等の帯電防止剤を用いることができる。
【0110】
上記難燃剤としては、例えば、臭素系、リン系、塩素系、窒素系、アルミニウム系、アンチモン系、マグネシウム系、ホウ素系、ジルコニウム系等の難燃剤を用いることができる。上記充填剤としては、例えば、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、滑石、蝋石、カオリン等を用いることができる。上記紫外線吸収剤としては、例えば、ベンゾトリアゾール系、トリアジン系等の紫外線吸収剤を用いることができる。上記光安定剤としては、例えば、ヒンダードアミン系等の光安定剤を好ましく用いることができる。封鎖剤としては、例えば、ポリマーのカルボキシル末端基を封鎖することのできる化合物を好ましく用いることができ、例えば、エポキシ化合物、オキサゾリン化合物、オキサジン化合物、カルボジイミド化合物等、ポリマーのカルボキシル末端の封鎖剤として使用されているものを用いることができる。
【0111】
上記配合剤の添加量は、耐ブリードアウト性の観点から、熱可塑性樹脂(A)とアクリル系ゴム重合体(B)の合計100質量部に対して、0.05~10質量部であることが好ましく、より好ましくは0.1~5質量部である。
【0112】
本発明のフィルムは、熱可塑性樹脂(A)とアクリル系ゴム重合体(B)とを有する樹脂組成物からなるが、上記熱可塑性樹脂(A)としてバイオプラスチック(D)を用いない場合の上記熱可塑性樹脂(A)の添加量は、アクリル系ゴム重合体(B)の合計100質量部に対して、1~10質量部であることが好ましく、2~8質量部であることがさらに好ましい。
一方、上記熱可塑性樹脂(A)としてバイオプラスチック(D)を用いる場合には、バイオプラスチック(D)以外の熱可塑性樹脂(A)の添加量が、アクリル系ゴム重合体(B)とバイオプラスチック(D)の合計100質量部に対して、1~10質量部であることが好ましく、2~8質量部であることがさらに好ましい。
とりわけ、熱可塑性樹脂(A)としてメタクリル系重合体を用い、上記メタクリル系重合体の添加量が、上記アクリル系ゴム重合体(B)100質量部(バイオプラスチック(D)を含有する場合、アクリル系ゴム重合体(B)とバイオプラスチック(D)の合計100質量部)に対し1質量部以上10質量部以下であると、得られるフィルムの製膜性が向上するとともに、ブツやフィッシュアイの発生が抑制されてフィルムの外観に優れる傾向がみられる。
【0113】
<フィルムの製造方法>
本発明のフィルムは、上記の樹脂組成物を用いて、公知の方法によって製造することができる。このような製造方法としては、例えば、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およびカレンダー法が挙げられるが、経済性の点でTダイ法が好ましく用いられる。
上記フィルムは押出機等で製膜した後、巻き取り機で紙管等の管状物に巻き取って、ロール状物品とすることができる。また、必要に応じて製膜工程中に、公知の延伸方法による一軸延伸(流れ方向または横方向(流れ方向に垂直な方向))、二軸延伸(逐次二軸延伸、同時二軸延伸)等の延伸工程を設けてもよい。
【0114】
上記押出機等で製膜する際の押出温度は、160~240℃とすることが好ましく、より好ましくは170~230℃である。押出温度やせん断の状態を調節することにより、樹脂組成物中のアクリル系ゴム重合体(B)の分散状態を制御したり、得られるフィルムの物理的特性・機械的特性を制御したりできる。なお、上記押出温度は、押出機の制御温度を測定した値である。
【0115】
本発明のフィルムは、製膜された後、必要に応じて帯電防止処理、コロナ処理、印刷、コーティング、蒸着等の表面処理や表面加工、さらには、各種溶剤やヒートシールによる製袋加工やミシン目加工等を施してもよい。
【0116】
<フィルムの構成>
本発明のフィルムの構成は、熱可塑性樹脂(A)とアクリル系ゴム重合体(B)とを含む樹脂組成物からなる層を少なくとも1層有すれば、層構成は特に限定するものではない。また、積層構成とするものであってもよく、例えば、本発明のフィルムを(I)層とした場合、(I)層に、(I)層
とは組成の異なる樹脂組成物からなる(II)層を積層することができる。例えば、2種2層の積層構成をとる場合は、(I)層の表面又は裏面に(II)層を積層することができる。また、2種3層の積層構成をとる場合は、表面/裏面に配する層を(I)層、中心層に配する層を(II)層として積層し、(I)層と(II)層を形成する樹脂組成物の配合を調整することにより、得られるフィルムに所望の熱収縮性を付与することができる。積層構成とする場合の上記(I)層の配置は、特に限定するものではないが、機械的物性の観点から最外層とすることが好ましい。
上記(II)層に含まれる樹脂組成物は、特に限定するものではないが、(I)層との密着性の観点から、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組成物が好ましい。
【0117】
本発明のフィルムを積層構成にする場合、各層の積層比(層の厚み比)は特に制限されるものではなく、上記の各層の樹脂組成物の配合の調整と併せて、各層の厚みを種々調整することにより、フィルムの特性を制御することができる。
なかでも、本発明のフィルムの層構成が、(I)層/(II)層の2層の場合、その厚みの比率は、1:2~1:10の範囲にあることが好ましい。
また、本発明のフィルムの層構成が、(I)層/(II)層/(I)層の3層の場合、その厚みの比率は、1:2:1~1:10:1の範囲にあることが好ましい。
【0118】
本発明のフィルムにおいては、厚みが薄いフィルムの方が透明性の高いものが得られる傾向がみられる。一方、厚いフィルムの方が機械的強度の高いものが得られる傾向がみられる。これらを考慮して、本発明のフィルムの厚みは、10~200μmであることが好ましく、15~180μmであることがより好ましく、20~150μmであることがさらに好ましい。また、本発明のフィルムを積層構成にする場合の積層フィルムの厚みは、15~500μmであることが好ましく、20~300μmであることがより好ましく、30~200μmであることがさらに好ましい。
【0119】
本発明のフィルムを少なくとも一層有する積層構成のフィルムを作製する方法としては、例えば、下記(1)~(4)に示すような方法が挙げられる。
(1)本発明のフィルムと他の樹脂フィルムとを重ね合わせて積層する方法。
(2)他の樹脂フィルムに対して、本発明のフィルムに係る樹脂組成物を溶融押出し、本発明のフィルムを製造しながら同時に積層する方法。
(3)本発明のフィルムに対して、他のフィルムに係る樹脂組成物を溶融押出し、他のフィルムを製造しながら同時に積層する方法。
(4)本発明のフィルムに係る樹脂組成物と、他のフィルムに係る樹脂組成物とを、同時に溶融押出し、これらのフィルムを製造しながら、同時に積層する方法。
【0120】
本実施形態のフィルムは、例えば、基材上に積層することができる。例えば、本実施形態のフィルムを透明のまま使用し、基材上に積層することで、高い透明性を備えた塗装の代替用として用いることができ、基材の色調を生かすことが可能となる。このように、基材の色調を生かす用途において、本実施形態のフィルムは、ポリ塩化ビニルフィルムやポリエステルフィルム等に比べ、透明性の他、深み感や高級感の点で優れている。
【0121】
本実施形態に係るフィルムを積層する基材としては、特段の制限はないが、例えば、各種樹脂成形品、木工製品及び金属成形品等が挙げられる。また、上記の樹脂成形品のうち、本実施形態のフィルムと溶融接着可能な樹脂成形品を構成する熱可塑性樹脂としては、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等が挙げられる。これらの熱可塑性樹脂の中でも、本実施形態のフィルムとの接着性の観点から、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特に好ましい。
なお、ポリオレフィン樹脂等のような、溶融接着がし難い樹脂からなる基材を用いる場合であっても、接着層を用いることで、本実施形態のフィルムと基材とを接着させることが可能である。
【0122】
また、厚みが薄く実質的に2次元形状である基材に対して、本実施形態のフィルムを積層する場合には、熱融着できる樹脂からなる基材に対しては、例えば、熱ラミネーション等の従来公知の方法によって貼り合わせることができる。また、塩化ビニル樹脂等の化粧シートに対して、本実施形態のフィルムを積層する場合には、積層時に、フィルムにエンボス加工を施すことで互いに貼り合わせることが可能である。
【0123】
また、熱融着することが困難な材料からなる基材に対しては、例えば、接着剤を用いたり、本実施形態のフィルムの片面を粘着加工したりする等の方法を用いて貼り合わせることができる。
【0124】
上述したような、本実施形態のフィルムを積層して得られる積層体の工業的な利用分野としては、例えば、化粧シート等の屋内建材部材の保護フィルムとして非常に有用であり、工業的価値が高い。また、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も非常に有用である一方、これら以外の用途にも使用できる。
【0125】
<フィルムの特性>
本発明のフィルムは、以下の(1)~(3)に示す特性を有する。
(1)MD方向の引張破断伸度
本発明のフィルムは、厚さ100μm、幅15mmに成形した試験片について、引張試験を行い、変形速度100%/minにおけるMD方向の引張破断伸度が200%以上、変形速度1000%/minにおけるMD方向の引張破断伸度が、100%/minにおけるMD方向の引張破断伸度の0.6倍以上であることが、加工性の観点から好ましい。
上記引張試験における試験条件は、初期のチャック間距離100mm、引張速度100mm/min、1000mm/min、温度23℃である。
本発明のフィルムは、上記試験片における100%/minにおける引張破断伸度が、205%以上であることがより好ましく、210%以上であることがさらに好ましい。上記100%/minにおける引張破断伸度が200%以上であれば、三次元形状の各種樹脂成形体等への積層時に、破断や割れの発生を抑制できる傾向がみられる。
本発明のフィルムは、上記試験片における変形速度1000%/minにおけるMD方向の引張破断伸度が、100%/minにおけるMD方向の引張破断伸度の0.62倍以上であることがより好ましく、0.65倍以上であることがさらに好ましい。上記変形速度1000%/minにおけるMD方向の引張破断伸度が、100%/minにおけるMD方向の引張破断伸度の0.60倍以上であれば、室温における速い変形時にも破断・割れの発生を抑制することが出来、取り扱いが容易になる傾向がみられる。なお、ここで、「MD方向」とは、フィルムの押出方向を意味する。
【0126】
本発明において、引張破断伸度は、例えば、層の樹脂組成物の材料配合の調整、製膜工程での押出条件の調整、積層フィルム構成の場合は各層の厚み比(積層比)の調整等を適宜行うことによって、制御することができる。上記製膜工程における押出条件の調整とは、例えば、押出の温度やせん断の状態を調整することで各材料(特に、アクリル系ゴム重合体(B))の分散状態を制御することが挙げられる。
【0127】
(2)ゲル含有率
本発明におけるゲル含有率は、以下の条件で算出した値を意味する。
すなわち、対象物0.5gにアセトン50mlを加え、65℃で4時間撹拌し、その後、4℃、14000rpmで30分間遠心分離し、上澄みを取り除いた後に再度アセトンを50ml加え、再度同条件で遠心分離した。上澄みを除いた後、沈降したゲル部分を8時間真空乾燥して質量を測定し、以下の式により対象物のゲル含有率を算出した。
ゲル含有率(%)=ゲル部分の質量(g)/0.5(g)×100
【0128】
(3)透明性
本発明におけるフィルムの透明性は、ヘーズ値と光の透過率で評価できる。
すなわち、本発明のフィルムのヘーズ値は、厚さ100μmのフィルムをJIS K7136にて測定した場合に、5%以下であることが好ましく、好ましくは3%以下であることがより好ましく、1%以下であることがさらに好ましい。通常、上記ヘーズ値が5%以下であれば、フィルムの透明性が担保される傾向がみられる。
また、本発明のフィルムの光の透過率は、JIS K7361-1に準拠して測定した全光線透過率が80%以上であることが好ましく、83%以上であることがより好ましく、85%以上であることがさらに好ましい。通常、上記全光線透過率が80%以上であれば、フィルムの透明性が担保される傾向がみられる。
【実施例0129】
以下に本発明について実施例を用いて例示説明する。以下の実施例により、本発明の内容が限定されるものではない。実施例、比較例の説明に先立ち、まずこれらに用いる重合体を説明する。
以下の説明において、「部」は「質量部」を表し、使用される略号は以下のとおりである。
MMA: メチルメタクリレート
MA: メチルアクリレート
n-BA: n-ブチルアクリレート
1,3-BD: ブチレングリコールジメタクリレート
St: スチレン
AMA: アリルメタクリレート
CHP: クメンハイドロパーオキサイド
t-BH: t-ブチルハイドロパーオキサイド
n-OM: n-オクチルメルカプタン
EDTA: エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム
SFS: ソジウムホルムアルデヒドスルホキシレート(ロンガリット)
RS610NA: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(フォスファノールRS610NA、東邦化学工業社製)
【0130】
[アクリル系ゴム重合体(B)]
窒素雰囲気下、反応容器にイオン交換水153部を入れ、80℃に昇温した。SFS0.4部、硫酸第一鉄0.00004部、EDTA0.00012部を添加し、撹拌しながら、n-BA50.9部、St11.6部、AMA0.56部、t-BH0.19部、RS610NA1.0部を添加した。その後1時間、温度および撹拌を保持して重合を行ない、アクリル系ゴム重合体(Ba)を得た。
【0131】
ついで、上記反応容器内にSFS0.1部を添加し、その15分後に、窒素雰囲気下80℃での撹拌を継続しながら、MMA35.6部、MA1.9部、t-BH0.056部、n-OM0.16部、RS610NA0.25部を添加した。その後1時間、温度および撹拌を保持して重合を行なって、アクリル系ゴム重合体(Ba)をコア層とし、アクリル系ゴム重合体(Bb)をシェル層とするアクリル系ゴム重合体(B)のラテックスを得た。上記アクリル系ゴム重合体(B)の平均粒子径は0.12μmであった。
【0132】
上記アクリル系ゴム重合体(B)のラテックスを、目開き50μmのフィルターで濾過し、ついで、酢酸カルシウムを用いて凝析させ、濾過、水洗、乾燥して、コアシェル構造のアクリル系ゴム重合体(B)を得た。上記アクリル系ゴム重合体(B)のゲル含有率は84%であった。
【0133】
[アクリル系ゴム重合体(C1)]
反応容器にイオン交換水8.5部を入れ、MMA0.3部、n-BA4.5部、1,3-BD0.2部、AMA0.05部、CHP0.025部からなる単量体成分(C-a1)を添加し、撹拌しながら、乳化液としてRS610NA1.3部を添加した。その後、20分間撹拌を保持し、単量体成分(C1-a1)を含有する乳化液を得た。
【0134】
一方、別の反応容器内にイオン交換水186.5部を入れ、70℃に昇温した後、さらにイオン交換水5部にSFS0.20部、硫酸第一鉄0.0001部、EDTA0.0003部を添加して調製した混合物を一括添加した。これを窒素雰囲気下で撹拌しながら、上記で得た単量体成分(C1-a1)を含有する乳化液を8分間かけて上記反応容器に滴下し、15分間反応を継続させて単量体成分(C1-a1)からなる重合体を得た。
【0135】
ついで、上記単量体成分(C1-a1)からなる重合体を得た反応容器内に、MMA1.5部、n-BA22.5部、1,3-BD1.0部、AMA0.25部、CHP0.016部からなる単量体成分(C-a2)を90分間かけて滴下し、その後60分間反応を継続させてアクリル系ゴム重合体(Ca1)(コア層)を得た。上記アクリル系ゴム重合体(Ca1)のTgは-47℃であった。
【0136】
さらに、MMA6.0部、n-BA4.0部、AMA0.075部、およびCHP0.013部からなる単量体成分(C1-c)を45分間かけて上記反応容器に滴下した後、60分間反応を継続させて重合体(Cc1)(中間層)を得た。上記アクリル系ゴム重合体(Cc1)のTgは20℃であった。
【0137】
ついで、MMA55.2部、n-BA4.8部、n-OM0.22部、およびt-BH0.075部からなる単量体成分(C1-b)を140分間かけて反応容器に滴下した後、60分間反応を継続させてアクリル系ゴム重合体(C1)ラテックスを得た。上記アクリル系ゴム重合体(Cb1)(シェル層)のTgは84℃であった。
【0138】
得られたアクリル系ゴム重合体(C1)のラテックスを、濾材にSUS製のメッシュ(平均目開き62μm)を取り付けた振動型濾過装置を用い濾過した後、酢酸カルシウム3部を含む水溶液中で塩析させ、水洗回収後、乾燥し、粉体状のアクリル系ゴム重合体(C1)を得た。上記アクリル系ゴム重合体(C1)のゲル含有率は62質量%であった。
【0139】
[アクリル系ゴム重合体(C2)]
反応容器にイオン交換水195部を入れ、MMA0.3部、BA4.7部およびAMA0.08部の単量体成分と、OTP1部、CHP0.025部を予備混合したものとを添加し、60℃に昇温した。昇温後、イオン交換水5部、ソジウムホルムアルデヒドスルホキシレート0.2部、硫酸第一鉄0.0001部およびEDTA0.0003部からなる混合物を添加し、重合を開始した。ピーク温度確認後、15分間重合反応を継続させ、重合体(C2-a)(コア層)の重合を完結した。
【0140】
ついで、上記反応容器に、MMA3.0部、BA47.0部およびAMA0.82部の単量体成分、およびCHP0.05部を120分間かけて滴下し、その後60分間反応を継続させて、アクリル系ゴム重合体(C2-c)(中間層)の重合を完結した。さらに、上記反応容器に、MMA40.5部、BA4.5部、tBH0.061部およびnOM0.3部の単量体成分を、120分間かけて滴下し、その後60分間反応を継続させて重合体(C2-b)(シェル層)の重合を完結させ、ラテックス状のゴム含有多段重合体を得た。
【0141】
上記ラテックス状のゴム含有多段重合体を、酢酸カルシウム3.8部を含む70℃の熱水300部中に滴下し、上記ラテックスを凝析した。さらに、95℃に昇温して5分間温度を保持して、上記凝析物を固化した。得られた凝析物を分離洗浄し、70℃で24時間乾燥して、粉体状のコアシェル構造を有するアクリル系ゴム重合体(C2)を得た。上記アクリル系ゴム重合体(C2)のゲル含有率は70質量%であった。
【0142】
[熱可塑性樹脂(A)]
熱可塑性樹脂(A)として、メタブレンP-551(三菱ケミカル社製、ゲル含有率0%、質量平均分子量110万)を用いた。
【0143】
[バイオプラスチック(D)]
バイオプラスチック(D)として、NatureWorks4032D(Nature WorksLLC社製、D体量/L体量=1.3/98.7)を用いた。
【0144】
・機械物性の測定(MD方向の引張破断伸度)
各実施例、比較例における、MD方向の引張破断伸度は、以下のように算出した。
すなわち、得られたフィルムをMD方向に150mm、TD方向に15mmの大きさに切り出し、JIS K7127に準拠して、引張速度100mm/min(変形速度100%/min)と1000mm/min(変形速度1000%/min)とのそれぞれで、雰囲気温度23℃におけるフィルムのMD方向の引張破断伸度を各5回測定し、その平均をフィルムの各引張破断伸度とした。
【0145】
[実施例1]
バイオプラスチック(D)25部、調製例1で得られたアクリル系ゴム重合体(B)75部に、酸化防止剤としてヒンダードフェノール系酸化防止剤であるイルガノックス1076(BASFジャパン社製)を0.1部、熱可塑性樹脂(A)3部とを混合した。この混合物を220℃に加熱した脱気式2軸混練押出機(TEM-35B、東芝機械社製)に供給し、混練してアクリル樹脂組成物のペレット状物を得た。さらに、このペレット状物を除湿乾燥機にて60℃で一昼夜乾燥させて、アクリル樹脂組成物のペレットを得た。
上記アクリル樹脂組成物のペレットを、200mm幅のTダイを取り付けた30mmφ(直径)のノンベントスクリュー型押出機(L/D=25)を用いてシリンダー温度170℃~200℃、Tダイ温度220℃および冷却ロール温度70℃の条件で製膜し、厚さ100μmのフィルムを得た。このフィルムの樹脂組成物の構成と機械特性を後記の表1に示す。
【0146】
[実施例2]
バイオプラスチック(D)50部、アクリル系ゴム重合体(B)50部とした以外は、実施例1と同様にして厚さ100μmのフィルムを得た。このフィルムの樹脂組成物の構成と機械特性を後記の表1に示す。
【0147】
[実施例3]
アクリル系ゴム重合体(B)52.5部とし、アクリル系ゴム重合体(C1)22.5部を加えたこと以外は、実施例1と同様にして厚さ100μmのフィルムを得た。このフィルムの樹脂組成物の構成と機械特性を後記の表1に示す。
【0148】
[実施例4]
アクリル系ゴム重合体(B)37.5部とし、アクリル系ゴム重合体(C1)37.5部を加えたこと以外は、実施例1と同様にして厚さ100μmのフィルムを得た。このフィルムの樹脂組成物の構成と機械特性を後記の表1に示す。
【0149】
[比較例1]
アクリル系ゴム重合体(B)の代わりに、アクリル系ゴム重合体(C1)を用いたこと以外は実施例1と同様にして厚さ100μmのフィルムを得た。このフィルムの樹脂組成物の構成と機械特性を後記の表1に示す。
【0150】
[比較例2]
アクリル系ゴム重合体(B)の代わりに、アクリル系ゴム重合体(C1)を用いたこと以外は実施例2と同様にして厚さ100μmのフィルムを得た。このフィルムの樹脂組成物の構成と機械特性を後記の表1に示す。
【0151】
[比較例3]
アクリル系ゴム重合体(B)の代わりに、アクリル系ゴム重合体(C2)を用いたこと以外は実施例1と同様に行った。得られたフィルムの樹脂組成物の構成と機械特性を表1に示す。
【0152】
[比較例4]
アクリル系ゴム重合体(B)の代わりに、アクリル系ゴム重合体(C2)を用いたこと以外は実施例2と同様にして厚さ100μmのフィルムを得た。このフィルムの樹脂組成物の構成と機械特性を後記の表1に示す。
【0153】
[比較例5]
アクリル系ゴム重合体(B)を用いず、バイオプラスチック(D)100部とした以外は、実施例1と同様にして厚さ100μmのフィルムを得た。このフィルムの樹脂組成物の構成と機械特性を後記の表1に示す。
【0154】
[比較例6]
アクリル系ゴム重合体(B)を用いず、アクリル系ゴム重合体(C1)100部を用いた以外は、実施例1と同様にして厚さ100μmのフィルムを得た。このフィルムの樹脂組成物の構成と機械特性を後記の表1に示す。
【0155】
[比較例7]
アクリル系ゴム重合体(B)のみとし、熱可塑性樹脂(A)を用いなかった以外は実施例1と同様にしてフィルムの製造を行った。しかし、製膜性が悪く、フィルムを得ることができなかった。
【0156】
[比較例8]
熱可塑性樹脂(C)を用いなかったこと以外は実施例1と同様にしてフィルムの製造を行った。しかし、製膜性が悪く、フィルムを得ることができなかった。
【0157】
[比較例9]
熱可塑性樹脂(A)を用いなかったこと以外は実施例2と同様にしてフィルムの製造を行った。しかし、製膜性が悪く、フィルムを得ることができなかった。
【0158】
【0159】
実施例1~4で得られたフィルムは、MD方向の引張破断伸度が高くかつ速い変形速度においても高い伸度の値を示した。このことから、本発明のフィルムは、例えば、フィルムに直接エンボス加工する際、あるいは、各種樹脂シートに積層したものを、三次元形状の各種樹脂成形品、木工製品または金属成形品の表面に積層する際、加工性に優れ、破断や割れを抑制することができ、加工性に優れることがわかる。
一方、比較例1~6で得られたフィルムは、MD方向の引張破断伸度が低い、または速い変形速度において伸度が低く室温における柔軟性に劣っていた。そのため、取り扱いが困難であり、例えば、直接または樹脂シートに積層後、エンボス加工をする際、破断や割れが頻繁に発生する可能性がある。
また、比較例7~9では製膜が困難であり、フィルムを得ることができなかったため、機械物性の測定を行っていない。
本発明のフィルムは、高速変形時の耐破断性等の機械的特性および製膜性に優れることから、ラミネ一卜用フィルム、粘着テープ用フィルム、トンネルハウスやパイプハウス用の農業用フィルム、電気絶縁性フィルム、重包装用フィルム、太陽電池用フィルム、光学フィルム、液晶ディスプレイ用フィルム、意匠用フィルム、シュリンクフィルム、自動車用部材、家電用部材、医療用部材、建築部材、プラスチック光ファイバ一、タッチパネル、フィルムセンサー等の広範な用途で好適に利用できる。