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特許7170382マレイミド系ブロック共重合体の製造方法
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-11-04
(45)【発行日】2022-11-14
(54)【発明の名称】マレイミド系ブロック共重合体の製造方法
(51)【国際特許分類】
   C08F 293/00 20060101AFI20221107BHJP
   C08F 4/40 20060101ALI20221107BHJP
【FI】
C08F293/00
C08F4/40
【請求項の数】 1
(21)【出願番号】P 2017074859
(22)【出願日】2017-04-04
(65)【公開番号】P2017200996
(43)【公開日】2017-11-09
【審査請求日】2020-01-21
(31)【優先権主張番号】P 2016091630
(32)【優先日】2016-04-28
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】000004628
【氏名又は名称】株式会社日本触媒
(74)【代理人】
【識別番号】100077012
【弁理士】
【氏名又は名称】岩谷 龍
(72)【発明者】
【氏名】北村 倫明
(72)【発明者】
【氏名】井本 慎也
(72)【発明者】
【氏名】中西 秀高
(72)【発明者】
【氏名】▲高▼橋 悠
【審査官】渡辺 陽子
(56)【参考文献】
【文献】特開昭64-026619(JP,A)
【文献】特開2013-054517(JP,A)
【文献】特開2014-012782(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C08F251-289,291-297
C08F4、C08L
CAplus/REGISTRY(STN)
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
アクリル酸エステル由来の構造単位を含むポリマーブロック(A)と、N-置換マレイミド環構造及びメタクリル酸エステル由来の構造単位を含むポリマーブロック(B)とを有するブロック共重合体の製造方法であって、ポリマーブロック(A)の末端に、有機リン単位を有するニトロキシド構造を有するニトロキシドポリマー(A1)と、メタクリル酸エステル及びN-置換マレイミドを含むモノマー(B1)とを、チオール系化合物(C1)存在下で重合させる重合工程を含む、ブロック共重合体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、アクリル酸エステル由来の構造単位を含むポリマーブロックと、N-置換マレイミド環構造及びメタクリル酸エステル由来の構造単位を含むポリマーブロックとを有するブロック共重合体の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、透明性樹脂は、光学レンズ、プリズム、ミラー、光ディスク、光ファイバー、液晶ディスプレイ用シート及びフィルム、導光板等光学材料に幅広く使用されている。
これら光学材料用樹脂としては、従来、アクリル樹脂が主として用いられてきた。中でも、環構造を有するアクリル樹脂は、透明性と耐熱性を有することから、光学フィルム等に使用されている。
【0003】
一方、マレイミド系モノマーを用いて重合したポリマーは、耐熱性に優れた熱可塑性樹脂となること、優れた透明性と位相差の制御により、光学フィルム用原料として好適に用いられることが知られている。
よって、マレイミド系モノマーを用いて重合して得られる、マレイミド環構造を有するアクリル樹脂は、光学フィルムとして好適に使用することができる。
【0004】
一般的に、アクリル系ポリマーは、ポリマー末端から解重合反応により分解するため、耐熱分解性を付与するためには、ドデシルメルカプタンなどのチオール化合物により連鎖移動剤で分子末端をチオエーテルの形で封止する必要がある。
しかし、マレイミド系モノマーをチオール系連鎖移動剤存在下で重合すると、マレイミド系モノマーとチオール系連鎖移動剤とのマイケル付加物が生成し、このマイケル付加物からマレイミド系モノマーが再生してしまう。また、マレイミド系モノマーが多く残存すると、得られた樹脂を処理(例えば、加熱処理等)する際にマレイミド系モノマーが多量に揮散するという問題もあった。
よって、アクリル系モノマーとマレイミド系モノマーの重合においては、マレイミド系モノマーの残存量を低減できる重合方法が求められていた。
【0005】
一方、マレイミド系重合体の硬脆さを補い、柔軟性を付与したアクリル系樹脂として、リビングラジカル重合によるブロックポリマーが提案されている(特許文献2)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特開2001-233919号公報
【文献】特開2014-12782号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明の目的は、アクリル系モノマー由来の構造単位を有するマレイミド系ブロック共重合体の製造方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、アクリル系モノマー由来の構造単位を有し、柔軟性や強度に優れたマレイミド系ブロック共重合体の製造方法を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、アクリル系モノマー由来の構造単位を有し、耐熱分解性に優れたマレイミド系ブロック共重合体の製造方法を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、アクリル系モノマー由来の構造単位を有するマレイミド系ブロック共重合体の製造方法であって、未反応のマレイミド系モノマーが少ない製造方法を提供することにある。
本発明の別の目的は、アクリル系モノマー由来の構造単位を有する新規なマレイミド系ブロック共重合体、このブロック共重合体を含むフィルムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意研究を重ねた結果、アクリル酸エステル由来の構造単位を含むポリマーブロック(A)の末端に有機リン単位を有するニトロキシド構造を有するニトロキシドポリマー(A1)と、メタクリル酸エステル及びN-置換マレイミドを含むモノマー(B1)とを、チオール系化合物(C1)存在下で重合させることによって、柔軟性や強度に優れたブロック共重合体が得られることを見出した。
このような重合方法は、通常、リビングラジカル重合である。チオール化合物は、リビングラジカル重合では、一般的に重合反応を阻害するために使用されないにもかかわらず、チオール化合物をリビングラジカル重合に使用することに着想しただけでも驚くべきことである。さらに、本発明者らは、このような重合方法が、チオール化合物を用いたリビングラジカル重合であるにもかかわらず、意外なことに重合反応が阻害されないことを見出した。
また、このような重合方法では、未反応のマレイミド系モノマーが少ないことも見出した。これは、マレイミド系モノマーとチオール化合物とのマイケル付加物の発生が抑制されたためと考えられ、マレイミド系モノマーとチオール化合物が共存しているにもかかわらずこのようなマイケル付加物の発生が抑制できることは、驚くべき知見である。
【0009】
即ち、本発明は、アクリル酸エステル由来の構造単位を含むポリマーブロック(A)と、N-置換マレイミド環構造及びメタクリル酸エステル由来の構造単位を含むポリマーブロック(B)とを有するブロック共重合体の製造方法等に関する。
本発明のブロック共重合体の製造方法は、ポリマーブロック(A)の末端に、有機リン単位を有するニトロキシド構造を有するニトロキシドポリマー(A1)と、メタクリル酸エステル及びN-置換マレイミドを含むモノマー(B1)とを、チオール系化合物(C1)存在下で重合させる重合工程を含む。
【0010】
本発明には、アクリル酸エステル由来の構造単位を含むポリマーブロック(A)と、N-置換マレイミド環構造及びメタクリル酸エステル由来の構造単位を含むポリマーブロック(B)とを有するブロック共重合体も含まれる。このようなブロック共重合体(新規なブロック共重合体)の重量平均分子量は、例えば、15~45万であってもよい。
なお、このようなブロック共重合体は、前記製造方法により製造されたものであってもよい。
【0011】
本発明には、前記ブロック共重合体を含む樹脂組成物が含まれる。このような樹脂組成物は、樹脂成分として、前記ブロック共重合体と、他の樹脂とを含んでいてもよい。このような他の樹脂は、例えば、ブロック共重合体と共通する骨格を有する樹脂(例えば、メタクリル酸エステル及びN-置換マレイミドから選択された少なくとも1種類のモノマー由来の構造単位を有する樹脂、特に、モノマー(B1)由来の構造単位を有する樹脂)であってもよい。
【0012】
他の樹脂を含む代表的な樹脂組成物には、例えば、樹脂成分として、前記ブロック共重合体と、メタクリル酸エステル及びN-置換マレイミドから選択された少なくとも1種のモノマー由来の構造単位を有する樹脂(例えば、モノマー(B1)由来の構造単位を有するポリマー)とを含み、樹脂成分全体の重量平均分子量が5~50万である樹脂組成物などが含まれる。
また、本発明には、前記ブロック共重合体又は前記樹脂組成物を含むフィルム(例えば、偏光子保護フィルムなどの光学フィルム)、このフィルムを備えた偏光板、及びこの偏光板を備えた画像表示装置も含む。
【発明の効果】
【0013】
本発明の製造方法によれば、アクリル系モノマー由来の構造単位を有するマレイミド系ブロック共重合体を提供することができる。
このようなブロック共重合体は、柔軟性や強度に優れる。
また、このようなブロック共重合体は、末端がチオール系化合物によって封止されているため、耐熱分解性に優れる。
さらに、本発明の製造方法によれば、未反応のマレイミド系モノマーが少ない。また、重合液に残存するマレイミド系モノマーが少ないため、重合液を加熱処理しても揮散するマレイミド系モノマーが少なく、製造設備へのマレイミド系モノマーの付着量を低減することができる。
本発明の他の態様では、アクリル酸エステル由来の構造単位を含むポリマーブロックと、N-置換マレイミド環構造及びメタクリル酸エステル由来の構造単位を含むポリマーブロックとを有する新規なブロック共重合体及びこのブロック共重合体を含む樹脂組成物を提供できる。
このようなブロック共重合体又は樹脂組成物は、耐熱性に優れるなど、優れた物性(特性)を有しており、光学フィルム用途等において、極めて有用性が高い。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明は、アクリル酸エステル由来の構造単位(又は、単に「アクリル酸エステル単位」ということがある。以下、同様の表現において同じ)を含むポリマーブロック(A)と、N-置換マレイミド環構造及びメタクリル酸エステル由来の構造単位(又は、メタクリル酸エステル単位)を含むポリマーブロック(B)とを有するブロック共重合体を製造する方法である。
本発明の製造方法は、ポリマーブロック(A)の末端に有機リン単位を有するニトロキシド構造を有するニトロキシドポリマー(A1)と、メタクリル酸エステル及びN-置換マレイミドを含むモノマー(B1)とを、チオール系化合物(C1)存在下で重合させる重合工程を含む。
【0015】
[ニトロキシドポリマー(A1)]
ニトロキシドポリマー(A1)は、アクリル酸エステル単位を含むポリマーブロック(A)の末端に、有機リン単位を有するニトロキシド構造を有する。
ニトロキシドポリマー(A1)は、有機リン単位を有するニトロキシド構造を、ポリマーブロック(A)の少なくとも片末端に有していればよいが、ポリマーブロック(A)の両末端に有することが好ましい。
【0016】
ポリマーブロック(A)において、アクリル酸エステル単位としては、特に限定されないが、例えば、脂肪族アクリレート[例えば、アクリル酸アルキルエステル(例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル等のアクリル酸C1-18アルキル)等]、脂環族アクリレート[例えば、アクリル酸シクロアルキルエステル(例えば、アクリル酸シクロプロピル、アクリル酸シクロブチル等のアクリル酸C3-20シクロアルキル)、架橋環式アクリレート(例えば、アクリル酸イソボルニル)等]、芳香族アクリレート[例えば、アクリル酸アリールエステル(例えば、アクリル酸フェニル、アクリル酸o-トリル等のアクリル酸C6-20アリール)、アクリル酸アラルキルエステル(例えば、アクリル酸ベンジル等のアクリル酸C6-10アリールC1-4アルキル)、アクリル酸フェノキシアルキル(例えば、アクリル酸フェノキシエチル等のアクリル酸フェノキシC1-4アルキル)等]等のアクリル酸エステル由来の構造単位等が挙げられる。
アクリル酸エステル単位は、上記の1種から構成されていても、2種以上から構成されていてもよい。
【0017】
アクリル酸エステル単位は、柔軟性を向上させる等の観点から、アクリル酸アルキルエステル単位を少なくとも含むことが好ましく、アクリル酸C1-18アルキル単位を少なくとも含むことがより好ましく、アクリル酸n-ブチル単位を少なくとも含むことがさらに好ましい。
【0018】
ポリマーブロック(A)において、アクリル酸エステル単位中のアクリル酸アルキルエステル単位の含有割合は、ポリマーブロック(A)を構成するモノマー換算で、例えば50~100モル%、好ましくは70~100モル%である。なお、ポリマーブロック(A)において、アクリル酸エステル単位中のアクリル酸アルキルエステル単位の含有割合は、例えば50~100質量%、好ましくは70~100質量%である。
【0019】
尚、ポリマーブロック(A)は、アクリル酸エステル単位以外の他の単量体由来の単位1種又は2種以上を有していてもよい。
【0020】
ニトロキシドポリマー(A1)において、有機リン単位を有するニトロキシド構造は、通常、ニトロキシフリーラジカル(N-O・)を有する。
有機リン単位を有するニトロキシド構造は、例えば、以下の式(1)で表される構造等である。
【0021】
【化1】
(式中、Rは水素原子又は置換基を示し、Rは連結基を示し、Xは有機リン単位を示す。)
【0022】
において、置換基としては、例えば、炭化水素基等が挙げられる。
炭化水素基としては、例えば、脂肪族基[例えば、C1-10アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基等)、好ましくは、C1-4アルキル基等]、脂環族基[例えば、C3-12シクロアルキル基(例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等)、好ましくは、C3-7シクロアルキル基等]、芳香族基{例えば、C6-20芳香族基[例えば、C6-20アリール基(例えば、フェニル基、o-トリル基、m-トリル基、p-トリル基、2,3-キシリル基、1-ナフチル基等)、C7-20アラルキル基(例えば、ベンジル基等)等]}等である。尚、炭化水素基は、さらに置換基(例えば、ハロゲン原子等)を有していてもよい。
【0023】
式(1)において、Rとしては、脂肪族基が好ましく、C1-10アルキル基がより好ましく、C1-4アルキル基がさらに好ましい。
【0024】
において、連結基としては、例えば、炭化水素基等が挙げられる。
炭化水素基としては、例えば、脂肪族基[例えば、C1-10アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基等)、好ましくは、C1-5アルキル基]、脂環族基[例えば、C3-12シクロアルキル基(例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等)、好ましくは、C3-7シクロアルキル基等]、芳香族基{例えば、C6-20芳香族基[例えば、C6-20アリール基(例えば、フェニル基、o-トリル基、m-トリル基、p-トリル基、2,3-キシリル基、1-ナフチル基等)、C7-20アラルキル基(例えば、ベンジル基等)等]}等である。尚、炭化水素基は、さらに置換基(例えば、ハロゲン原子等)を有していてもよい。
【0025】
式(1)において、Rとしては、脂肪族基が好ましく、C1-10アルキル基がより好ましく、C1-5アルキル基がさらに好ましい。
【0026】
Xにおいて、有機リン単位としては、リンを含有する基(リン含有基)であればよい。
リン含有基は、少なくともP(=O)OR構造で表される構造(Rは、水素原子又は炭化水素基を示す)を含むことが好ましい。
において、炭化水素基としては、例えば、脂肪族基[例えば、C1-10アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基等)、好ましくは、C1-4アルキル基等]、脂環族基(例えば、C3-12シクロアルキル基等)、芳香族基(例えば、C6-20芳香族基等)等が挙げられる。
【0027】
としては、脂肪族基が好ましく、C1-10アルキル基がより好ましく、C1-4アルキル基がさらに好ましい。
【0028】
有機リン単位としては、以下の式(2)で表される構造が好ましい。
【0029】
【化2】
[式中、Rは、水素原子又は炭化水素基を示し、Yは、水素原子又は―OR(式中、Rは、水素原子又は炭化水素基)を示す。]
【0030】
において、炭化水素基としては、上記した炭化水素基等が挙げられる。
【0031】
において、炭化水素基としては、例えば、脂肪族基[例えば、C1-10アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基等)、好ましくは、C1-4アルキル基等]、脂環族基(例えば、C3-12シクロアルキル基等)、芳香族基(例えば、C6-20芳香族基等)等が挙げられる。
【0032】
としては、脂肪族基が好ましく、C1-10アルキル基がより好ましく、C1-4アルキル基がさらに好ましい。
【0033】
特に、式(2)において、RがC1-4アルキル基であり、Yが、水素原子又は―ORであることが好ましく、RがC1-4アルキル基であり、Yが―ORであり、RがC1-4アルキル基であることがより好ましい。
【0034】
上記した中でも、有機リン単位を有するニトロキシド構造は、特に好ましくは、上記式(1)で表される構造において、RがC1-4アルキル基、RがC1-5アルキル基であり、Xが、上記式(2)で表される構造において、RがC1-4アルキル基であり、Yが、水素原子又は―ORである場合である。
有機リン単位を有するニトロキシド構造の例としては、例えば、以下の式(1-1)で表される構造が挙げられる。
【0035】
【化3】
【0036】
ニトロキシドポリマー(A1)において、ポリマーブロック(A)は、通常は、鎖状である。
また、ニトロキシドポリマー(A1)は、有機リン単位を有するニトロキシド構造を複数有していてもよい。
ニトロキシドポリマー(A1)において、有機リン単位を有するニトロキシド構造は、ポリマーブロック(A)の末端にあればよいが、ポリマーブロック(A)の両末端にあることが好ましい。
特に、ニトロキシドポリマー(A1)は、鎖状のポリマーブロック(A)の両末端に、有機リン単位を有するニトロキシド構造を有することが好ましい。このようなニトロキシドポリマー(A1)を用いることで、ポリマーブロック(A)の両側にポリマーブロック(B)を有するブロック共重合体を効率良く得ることができる。
【0037】
ニトロキシドポリマー(A1)のGPC測定法による重量平均分子量(Mw)は、特に限定されないが、例えば4~30万、好ましくは5~25万である。
【0038】
ニトロキシドポリマー(A1)としては、市販品を使用してもよく、例えば、Flexibloc(登録商標)D2(Arkema France製)等を使用することができる。
【0039】
[モノマー(B1)]
モノマー(B1)は、メタクリル酸エステル及びN-置換マレイミドを少なくとも含む。
メタクリル酸エステルとしては、特に限定されないが、例えば、脂肪族メタクリレート[例えば、メタクリル酸アルキルエステル(例えば、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル等のメタクリル酸C1-18アルキル)等]、脂環族メタクリレート[例えば、メタクリル酸シクロアルキルエステル(例えば、メタクリル酸シクロプロピル、メタクリル酸シクロブチル等のメタクリル酸C3-20シクロアルキル)、架橋環式メタクリレート(例えば、メタクリル酸イソボルニル)等]、芳香族メタクリレート[例えば、メタクリル酸アリールエステル(例えば、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸o-トリル等のメタクリル酸C6-20アリール)、メタクリル酸アラルキルエステル(例えば、メタクリル酸ベンジル等のメタクリル酸C6-10アリールC1-4アルキル)、メタクリル酸フェノキシアルキル(例えば、メタクリル酸フェノキシエチル等のメタクリル酸フェノキシC1-4アルキル)等]等が挙げられる。これらは、1種又は2種以上を使用することができる。
【0040】
これらのメタクリル酸エステルの中でも、透明性を向上させる等の観点から、メタクリル酸アルキルエステルを少なくとも含むことが好ましく、メタクリル酸C1-18アルキルを少なくとも含むことがより好ましく、メタクリル酸メチルを少なくとも含むことがさらに好ましい。
【0041】
メタクリル酸エステル中のメタクリル酸アルキルエステルの含有割合は、例えば50~95質量%、好ましくは70~90質量%である。なお、メタクリル酸エステル中のメタクリル酸アルキルエステルの含有割合は、例えば50~95モル%、好ましくは70~90モル%である。
【0042】
N-置換マレイミドとしては、特に限定されないが、例えば、N-アルキルマレイミド(例えば、N-メチルマレイミド、N-エチルマレイミド等のN-C1-10アルキルマレイミド等)、N-シクロアルキルマレイミド(例えば、シクロヘキシルマレイミド等のN-C3-20シクロアルキルマレイミド等)、N-アリールマレイミド(例えば、N-フェニルマレイミド等のN-C6-10アリールマレイミド等)、N-アラルキルマレイミド(例えば、N-ベンジルマレイミド等のN-C7-10アラルキルマレイミド等)等が挙げられる。これらは、1種又は2種以上使用することができる。
これらのN-置換マレイミドの中でも、光学特性が優れる等の観点から、好ましくは、N-シクロアルキルマレイミド、N-アリールマレイミド等であり、より好ましくは、N-シクロヘキシルマレイミド、N-フェニルマレイミド等である。
【0043】
モノマー(B1)において、メタクリル酸エステルとN-置換マレイミドの質量比は、特に限定されないが、例えば60/40~95/5、好ましくは70/30~93/7、より好ましくは75/25~90/10である。
【0044】
モノマー(B1)は、メタクリル酸エステル及びN-置換マレイミド以外の他の単量体を含んでいてもよい。
他の単量体としては、例えば、スチレン系モノマー[例えば、スチレン、ビニルトルエン、置換基(例えば、ハロゲン基、アルコキシ基、アルキル基、ヒドロキシ基等)を有するスチレン(例えば、α―メチルスチレン、クロロスチレン等)、スチレンスルホン酸又はその塩等]、メタクリル酸、アクリル酸、ビニル化合物[例えば、ビニルエステル(例えば、酢酸ビニル)等]、α,β-不飽和ニトリル(例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等)、オレフィン(例えば、エチレン、プロピレン、1-ブテン、イソブチレン、1-オクテン等のC2-10アルケン等)等が挙げられる。これらの他の単量体は、1種又は2種以上使用することができる。
他の単量体は、ブロック共重合体の用途に応じて適宜選択できるが、光学特性を調整できる等の観点から、スチレン系モノマーを含むことが好ましく、スチレンを含むことがより好ましい。
【0045】
モノマー(B1)において、メタクリル酸エステル及びN-置換マレイミドの含有割合は、例えば50~95質量%、好ましくは70~90質量%である。なお、モノマー(B1)において、メタクリル酸エステル及びN-置換マレイミドの含有割合は、例えば50~95モル%、好ましくは70~90モル%である。
【0046】
モノマー(B1)が他の単量体を含有する場合、他の単量体の含有割合は、メタクリル酸エステル及びN-置換マレイミドの総量100質量部に対して、例えば1~20質量部、好ましくは1~10質量部である。
【0047】
[チオール系化合物(C1)]
チオール系化合物(C1)は、連鎖移動剤として使用可能なものであればよい。
チオール系化合物(C1)としては、特に限定されないが、例えば、脂肪族チオール[例えば、アルカンチオール(例えば、ブタンチオール、オクタンチオール、デカンチオール、ドデカンチオール(ドデシルメルカプタン)、ヘキサデカンチオール、オクタデカンチオール、デカントリチオール等のC1-20アルカンチオール等)、シクロアルキルメルカプタン(例えば、シクロヘキシルメルカプタン等のC3-20シクロアルキルメルカプタン等)等]、芳香族チオール(例えば、チオフェノール等のC6-20アリールメルカプタン等)、メルカプトカルボン酸エステル[例えば、チオグリコール酸エステル(例えば、チオグリコール酸オクチル等のチオグリコール酸C1-20アルキル等)、メルカプトプロピオン酸エステル(例えば、2-メルカプトプロピオン酸オクチル、3-メルカプトプロピオン酸オクチル、メルカプトプロピオン酸2-エチルヘキシルエステル等のメルカプトプロピオン酸C1-20アルキル等)など]、アルカン酸メルカプトアルキルエステル(例えば、オクタン酸2-メルカプトエチル等のC1-20アルカン酸メルカプトC1-20アルキル等)、エチレングリコールビス(メルカプトアルキル)エーテル(例えば、1,8-ジメルカプト-3,6-ジオキサオクタン等のエチレングリコールビス(メルカプトC1-20アルキル)エーテル等)等が挙げられる。これらは、1種又は2種以上使用することができる。
これらのチオール系化合物の中でも、炭素数3以上の炭化水素基を有するものが好ましい。
【0048】
[ブロック共重合体の製造方法]
ニトロキシドポリマー(A1)とモノマー(B1)の重合工程(I)では、ポリマーブロック(A)とポリマーブロック(B)とを有するブロック共重合体(1)が形成される。
【0049】
ニトロキシドポリマー(A1)とモノマー(B1)の重合方法は、通常、リビングラジカル重合である。
ニトロキシドポリマー(A1)とモノマー(B1)とを、ニトロキシドポリマー(A1)が有するニトロキシド構造を介して重合させることにより、ブロック共重合体(1)を形成することができる。
【0050】
また、ニトロキシドポリマー(A1)とモノマー(B1)の重合工程(I)は、チオール系化合物(C1)の存在下で行われる。
ブロック共重合体(1)は、有機リン単位を有するニトロキシド構造を末端に有しているが、このニトロキシド構造は、ブロック共重合体(1)からの解離と結合を繰り返していると考えられる。ニトロキシド構造がブロック共重合体(1)から解離している際に、チオール系化合物(C1)由来のラジカルがブロック共重合体(1)の末端に結合することによって、本発明のブロック共重合体を得ることができる。
【0051】
ニトロキシドポリマー(A1)とモノマー(B1)の重合方法は、溶液重合が好ましい。
重合温度は、特に限定されないが、例えば、80~130℃であり、好ましくは、90~120℃である。
重合工程(I)の重合時間は、特に限定されず、重合温度に応じて適宜選択できるが、例えば、0.5~6時間、好ましくは1~3時間である。
尚、重合は、窒素等の不活性ガスを導入することにより、溶存酸素を50ppm以下とすることが好ましい。
【0052】
重合溶媒としては、例えば、アルコール系溶媒(例えば、メタノール、エタノール等)、芳香族炭化水素系溶媒(例えば、トルエン、エチルベンゼン、キシレン等)、ケトン系溶媒(例えば、アセトン、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン等)、エステル系溶媒(例えば、酢酸ブチル等)等が挙げられる。これらの溶媒の中でも、メタノール、トルエン、キシレン等が特に好ましい。また、これらの溶媒は、単独で用いても2種以上を併用してもよい。
重合溶媒の使用量は、重合系内における単量体組成物において、10~80重量%が好ましい。
【0053】
重合においては、触媒を使用してもよい。
触媒としては、特に限定されないが、例えば、酸、塩基及びこれらの塩、金属錯体、並びに金属酸化物から選ばれる少なくとも1種を使用できる。酸、塩基及びこれらの塩、金属錯体、並びに金属酸化物の種類は、特に限定されない。最終的に得られるブロック共重合体、または当該重合体を含む樹脂組成物もしくは樹脂成形体が透明性の重要視される用途に使用される場合、触媒は、これらの透明性が低下せず、着色などの悪影響が生じない範囲で使用することが好ましい。
【0054】
酸は、限定されず、例えば、塩酸、硫酸、リン酸、亜リン酸などの無機酸、p-トルエンスルホン酸、フェニルスルホン酸、カルボン酸、リン酸エステルなどの有機酸である。
塩基は、限定されず、例えば、金属水酸化物、アミン類、イミン類、アルカリ金属誘導体、アルコキシド類、水酸化アンモニウム塩である。
【0055】
酸及び塩基の塩は、限定されず、例えば、金属有機酸塩(例えば、金属カルボン酸塩)、金属無機酸塩(例えば、金属炭酸塩など)である。
金属有機酸塩又は金属無機酸塩の金属は、最終的に得られるブロック共重合体、樹脂組成物または樹脂成形体の特性を阻害せず、かつこれらの廃棄時に環境汚染を招くことがない限り限定されず、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属;マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムなどのアルカリ土類金属;亜鉛;ジルコニウムなどであり、これらの中でも、亜鉛が好ましい。
【0056】
金属カルボン酸塩を構成するカルボン酸は、限定されず、例えば、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、オクチル酸、ノナン酸、デカン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、トリデカン酸、ペンタデカン酸、ヘプタデカン酸、乳酸、リンゴ酸、クエン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、フマル酸、マレイン酸、アジピン酸である。
具体的な金属カルボン酸塩として、酢酸亜鉛、プロピオン酸亜鉛、オクチル酸亜鉛、またはステアリン酸亜鉛が好ましい。
【0057】
金属錯体は、限定されず、例えば、その有機成分の例は、アセチルアセトンである。
金属酸化物は、限定されず、例えば、酸化亜鉛、酸化カルシウム、酸化マグネシウムである。
【0058】
これら例示した触媒の中では、酸及び塩基の塩が好ましく、金属有機酸塩がより好ましく、特に金属カルボン酸塩が好ましい。
尚、触媒の使用量は、特に限定されない。
【0059】
ニトロキシドポリマー(A1)とモノマー(B1)の重合工程(I)において、ニトロキシドポリマー(A1)とモノマー(B1)の質量比は、特に限定されないが、例えば3/97~40/60、好ましくは5/95~30/70、より好ましくは7/93~25/75である。
【0060】
また、ニトロキシドポリマー(A1)とモノマー(B1)の重合工程(I)において、チオール系化合物(C1)の使用量は、特に限定されないが、ニトロキシドポリマー(A1)とモノマー(B1)の総量を100重量部とした際に、例えば1ppm~10000ppm、好ましくは10ppm~3000ppm、より好ましくは50ppm~1000ppmである。チオール系化合物(C1)の使用量が1ppm以上であれば、樹脂の耐熱性が優れるため好ましい。また、10000ppm以下であれば、重合が十分に進行するため好ましい。
【0061】
また、ニトロキシドポリマー(A1)とモノマー(B1)の重合工程(I)の後に、さらに追加重合を行ってもよい。追加重合を行うことにより、残存するモノマーの除去を必要とせずブロック共重合体を含む樹脂組成物を得ることができる。追加重合は、ラジカル重合開始剤を添加して行うことが好ましい。
【0062】
ラジカル重合開始剤としては、例えば、有機過酸化物[例えば、tert―アミルパーオキシイソノナノエート、t―アミルパーオキシ―2―エチルヘキサノエート、tert-ブチルパーオキシ-3,5,5-トリメチルヘキサネート、tert-ブチルパーオキシラウレート、tert-ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、tert-ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、tert-ブチルパーオキシアセテート、1,1-ビス(tert-ブチルパーオキシ)3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、1,1-ビス(tert-ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、tert-ブチルパーオキシ2-エチルヘキサネート、tert-ブチルパーオキシイソブチレート、tert-ヘキシルパーオキシ2-エチルヘキサネート、ジ-tert-ブチルパーオキサイド、2,5-ジメチル-2,5-ビス(tert-ブチルパーオキシ)ヘキサン等]、アゾ化合物[例えば、2-(カルバモイルアゾ)-イソブチロニトリル、1,1'-アゾビス(1-シクロヘキサンカルボニトリル)、2,2'-アゾビスイソブチロニトリル、2,2'-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)、ジメチル2,2'-アゾビスイソブチレート、2、2'-アゾビス(2,4,4-トリメチルペンタン)、2、2'-アゾビス(2-メチルプロパン)等]等が挙げられる。重合開始剤は、単独で用いても2種以上を併用してもよい。
尚、重合開始剤の使用量は、特に限定されないが、モノマー[追加重合におけるモノマー、例えば、モノマー(B1)のうち、残存するモノマー又は未反応のモノマー(及び必要に応じてさらに追加したモノマー(B1)の総量)]100重量部に対して、0.1~10重量部程度であるのが好ましく、0.5~5重量部程度であるのが更に好ましい。また、ラジカル重合開始剤として、使用前にフィルターなどで異物や不純物を除いたものを使用することも好ましい形態である。
【0063】
追加重合に行うに際しては、連鎖移動剤を添加してもよい。
連鎖移動剤としては、例えば、前記例示のチオール系化合物(C1);四塩化炭素、四臭化炭素、塩化メチレン、ブロモホルム、ブロモトリクロロエタンなどのハロゲン化物;α―メチルスチレンダイマー、α―テルピネン、γ―テルピネン、ジペンテン、ターピノーレンなどの不飽和炭化水素化合物である。これは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。なかでも、炭素数3以上の炭化水素基を有するチオール系化合物(C1)を用いることが好ましい。
尚、連鎖移動剤の使用量は、特に限定されないが、モノマー[追加重合におけるモノマー、例えば、モノマー(B1)のうち、残存するモノマー又は未反応のモノマー(及び必要に応じてさらに追加したモノマー(B1)の総量)]100重量部に対して、0.001~1重量部程度であるのが好ましく、0.01~0.3重量部程度であるのが更に好ましい。また、連鎖移動剤として、使用前にフィルターなどで異物や不純物を除いたものを使用することも好ましい形態である。
【0064】
また、追加重合を行うに際して、さらに、モノマー(B1)を追加してもよい。追加するモノマー(B1)は、1種であってもよいし、2種以上であってもよい。
追加するモノマー(B1)としては、好ましくは、上記したモノマー(B1)における他の単量体であり、スチレン系モノマーを含むことがより好ましく、スチレンを含むことがさらに好ましい。
【0065】
追加するモノマー(B1)の添加割合は、特に限定されないが、重合工程(I)で使用したメタクリル酸エステル及びN-置換マレイミドの総量100質量部に対して、例えば1~50質量部、好ましくは2~30質量部である。
【0066】
尚、重合反応終了後の重合液は、必要に応じて、濾過、乾燥、溶媒(例えば、トルエン等の芳香族炭化水素系溶媒等)の添加、加熱、脱揮等を行ってもよい。これらの方法は、特に限定されず、従来公知の方法に従ってよい。
【0067】
また、重合工程(I)や追加重合工程(II)において、その他の添加剤(例えば、紫外線吸収剤、酸化防止剤、安定剤、補強材、難燃剤、帯電防止剤、有機フィラー、無機フィラー、アンチブロッキング剤、樹脂改質剤、有機充填剤、無機充填剤、可塑剤、滑剤、位相差低減剤等)等を重合系内に添加してもよい。その他の添加剤は、重合反応終了後の重合液等に添加してもよい。その他の添加剤の配合量は、特に限定されない。
また、重合反応終了後の重合液に、その他の樹脂(例えば、熱可塑性重合体等)等を混合してもよい。その他の樹脂の配合量は、特に限定されない。
【0068】
紫外線吸収剤としては、例えば、ベンゾフェノン系化合物、サリシレート系化合物、ベンゾエート系化合物、トリアゾール系化合物、トリアジン系化合物等が挙げられる。
ベンゾフェノン系化合物としては、例えば、2,4-ジヒドロキシベンゾフェノン、4-n-オクチルオキシ-2-ヒドロキシベンゾフェノン、2,2’-ジヒドロキシ-4,4’-ジメトキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-n-オクチルオキシベンゾフェノン、ビス(5-ベンゾイル-4-ヒドロキシ-2-メトキシフェニル)メタン、1,4-ビス(4-ベンゾイル-3-ヒドロキシフェノン)-ブタン等が挙げられる。
【0069】
サリシケート系化合物としては、例えば、p-t-ブチルフェニルサリシケート等が挙げられる。
ベンゾエート系化合物としては、例えば、2,4-ジ-t-ブチルフェニル-3’,5’-ジ-t-ブチル-4’-ヒドロキシベンゾエート等が挙げられる。
【0070】
また、トリアゾール系化合物としては、例えば、2,2’-メチレンビス[4-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)-6-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)フェノール]、2-(3,5-ジ-tert-ブチル-2-ヒドロキシフェニル)-5-クロロベンゾトリアゾール、2-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-p-クレゾール、2-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-4,6-ビス(1-メチル-1-フェニルエチル)フェノール、2-ベンゾトリアゾール-2-イル-4,6-ジ-tert-ブチルフェノール、2-[5-クロロ(2H)-ベンゾトリアゾール-2-イル]-4-メチル-6-t-ブチルフェノール、2-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-4,6-ジ-t-ブチルフェノール、2-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-4-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)フェノール、2-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-4-メチル-6-(3,4,5,6-テトラヒドロフタルイミジルメチル)フェノール、メチル3-(3-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-5-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート/ポリエチレングリコール300の反応生成物、2-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-6-(直鎖及び側鎖ドデシル)-4-メチルフェノール、2-(5-メチル-2-ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、2-[2-ヒドロキシ-3,5-ビス(α,α-ジメチルベンジル)フェニル]-2H-ベンゾトリアゾール、3-(2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-5-(1,1-ジメチルエチル)-4-ヒドロキシ-C7-9側鎖及び直鎖アルキルエステルが挙げられる。
【0071】
さらに、トリアジン系化合物としては、例えば、2-モノ(ヒドロキシフェニル)-1,3,5-トリアジン化合物や2,4-ビス(ヒドロキシフェニル)-1,3,5-トリアジン化合物、2,4,6-トリス(ヒドロキシフェニル)-1,3,5-トリアジン化合物が挙げられ、具体的には、2,4-ジフェニル-6-(2-ヒドロキシ-4-メトキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4-ジフェニル-6-(2-ヒドロキシ-4-エトキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4-ジフェニル-(2-ヒドロキシ-4-プロポキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4-ジフェニル-(2-ヒドロキシ-4-ブトキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4-ジフェニル-6-(2-ヒドロキシ-4-ブトキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4-ジフェニル-6-(2-ヒドロキシ-4-ヘキシルオキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4-ジフェニル-6-(2-ヒドロキシ-4-オクチルオキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4-ジフェニル-6-(2-ヒドロキシ-4-ドデシルオキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4-ジフェニル-6-(2-ヒドロキシ-4-ベンジルオキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4-ジフェニル-6-(2-ヒドロキシ-4-ブトキシエトキシ)-1,3,5-トリアジン、2,4-ビス(2-ヒドロキシ-4-ブトキシフェニル)-6-(2,4-ジブトキシフェニル)-1,3-5-トリアジン、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-4-メトキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-4-エトキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-4-プロポキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-4-ブトキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-4-ブトキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-4-ヘキシルオキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-4-オクチルオキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-4-ドデシルオキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-4-ベンジルオキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-4-エトキシエトキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-4-ブトキシエトキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-4-プロポキシエトキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-4-メトキシカルボニルプロピルオキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-4-エトキシカルボニルエチルオキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-4-(1-(2-エトキシヘキシルオキシ)-1-オキソプロパン-2-イルオキシ)フェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-3-メチル-4-メトキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-3-メチル-4-エトキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-3-メチル-4-プロポキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-3-メチル-4-ブトキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-3-メチル-4-ブトキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-3-メチル-4-ヘキシルオキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-3-メチル-4-オクチルオキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-3-メチル-4-ドデシルオキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-3-メチル-4-ベンジルオキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-3-メチル-4-エトキシエトキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-3-メチル-4-ブトキシエトキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-3-メチル-4-プロポキシエトキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-3-メチル-4-メトキシカルボニルプロピルオキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-3-メチル-4-エトキシカルボニルエチルオキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-3-メチル-4-(1-(2-エトキシヘキシルオキシ)-1-オキソプロパン-2-イルオキシ)フェニル)-1,3,5-トリアジン等が挙げられる。
【0072】
その中でも、非晶性の熱可塑性樹脂、特にアクリル樹脂と相溶性が高く吸収特性が優れている点から、2,4-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-6-[2-ヒドロキシ-4-(3-アルキルオキシ-2-ヒドロキシプロピルオキシ)-5-α-クミルフェニル]-s-トリアジン骨格(アルキルオキシ;オクチルオキシ、ノニルオキシ、デシルオキシなどの長鎖アルキルオキシ基)を有する紫外線吸収剤が挙げられる。
【0073】
また、2,4,6-トリス(ヒドロキシフェニル)-1,3,5-トリアジン骨格を有する紫外線吸収剤が好ましく用いられ、2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-4-長鎖アルキルオキシ基置換フェニル)-1,3,5-トリアジン骨格や2,4,6-トリス(2-ヒドロキシ-3-アルキル-4-長鎖アルキルオキシ基置換フェニル)-1,3,5-トリアジン骨格を有する紫外線吸収剤が特に好ましいトリアジン系紫外線吸収剤である。
【0074】
市販品としては、例えば、トリアジン系紫外線吸収剤として「チヌビン1577」、「チヌビン460」、「チヌビン477」(BASFジャパン製)、「アデカスタブLA-F70」(ADEKA製)、トリアゾール系紫外線吸収剤として「アデカスタブLA-31」(ADEKA製)等が挙げられる。
これらは単独で、または2種類以上の組み合わせで使用することができる。
【0075】
酸化防止剤は、特に限定されないが、例えば、フェノール系、リン系あるいはイオウ系などの公知の酸化防止剤を、1種で、または2種以上を併用して用いることができる。
フェノール系酸化防止剤としては、例えば、n-オクタデシル-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、n-オクタデシル-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)アセテート、n-オクタデシル-3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンゾエート、n-ヘキシル-3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニルベンゾエート、n-ドデシル-3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニルベンゾエート、ネオドデシル-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、ドデシル-β-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、エチル-α-(4-ヒドロキシ-3,5-ジ-t-ブチルフェニル)イソブチレート、オクタデシル-α-(4-ヒドロキシ-3,5-ジ-t-ブチルフェニル)イソブチレート、オクタデシル-α-(4-ヒドロキシ-3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、2-(n-オクチルチオ)エチル-3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンゾエート、2-(n-オクチルチオ)エチル-3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニルアセテート、2-(n-オクタデシルチオ)エチル-3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニルアセテート、2-(n-オクタデシルチオ)エチル-3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンゾエート、2-(2-ヒドロキシエチルチオ)エチル-3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンゾエート、ジエチルグリコールビス-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシ-フェニル)プロピオネート、2-(n-オクタデシルチオ)エチル-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、ステアルアミド-N,N-ビス-[エチレン-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、n-ブチルイミノ-N,N-ビス-[エチレン-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、2-(2-ステアロイルオキシエチルチオ)エチル-3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンゾエート、2-(2-ステアロイルオキシエチルチオ)エチル-7-(3-メチル-5-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)ヘプタノエート、1,2-プロピレングリコールビス-[3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、エチレングリコールビス-[3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、ネオペンチルグリコールビス-[3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、エチレングリコールビス-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニルアセテート)、グリセリン-1-n-オクタデカノエート-2,3-ビス-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニルアセテート)、ペンタエリスリトールテトラキス-[3-(3′,5′-ジ-t-ブチル-4′-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、1,1,1-トリメチロールエタントリス-[3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、ソルビトールヘキサ-[3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、2-ヒドロキシエチル-7-(3-メチル-5-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、2-ステアロイルオキシエチル-7-(3-メチル-5-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)ヘプタノエート、1,6-n-ヘキサンジオールビス[(3′,5′-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、ペンタエリトリトールテトラキス(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシヒドロシンナメート)、1,3,5-トリメチル-2,4,6-トリス(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)ベンゼン、3,9-ビス[1,1-ジメチル-2-[β-(3-t-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロピオニルオキシ]エチル]-2,4,8,10-テトラオキサスピロ[5,5]-ウンデカン、2,4-ジ-t-アミル-6-[1-(3,5-ジ-t-アミル-2-ヒドロキシフェニル-2-ヒドロキシ-5-メチルベンジル)-4-メチルフェニルアクリレート、1,3,5-トリス(2,6-ジメチル-3-ヒドロキシ-4-t-ブチルベンジル)イソシアヌレート等が挙げられる。
【0076】
チオエーテル系酸化防止剤としては、例えば、ペンタエリスリチルテトラキス(3-ラウリルチオプロピオネート)、ジラウリル-3,3’-チオジプロピオネート、ジミリスチル-3,3’-チオジプロピオネート、ジステアリル-3,3’-チオジプロピオネート等が挙げられる。
【0077】
リン酸系酸化防止剤としては、例えば、トリス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)フォスファイト、2-[[2,4,8,10-テトラキス(1,1-ジメチルエチル)ジベンゾ[d,f][1,3,2]ジオキサフォスフェピン-6-イル]オキシ]-N,N-ビス[2-[[2,4,8,10-テトラキス(1,1ジメチルエチル)ジベンゾ[d,f][1,3,2]ジオキサフォスフェピン-6-イル]オキシ]-エチル]エタナミン、ジェニルトリデシルフォスファイト、トリフェニルフォスファイト、2,2-メチレンビス(4,6-ジ-t-ブチルフェニル)オクチルホスファイト、ビス(2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェニル)ペンタエリストールジホスファイト、ジステアリルペンタエリスリトールジフォスファイト、サイクリックネオペンタンテトライルビス(2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェニル)フォスファイト等が挙げられる。
【0078】
熱可塑性重合体としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン-プロピレン共重合体、ポリ(4-メチル-1-ペンテン)などのオレフィン重合体;ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニルなどのハロゲン化ビニル重合体;ポリスチレン、スチレン-メタクリル酸メチル共重合体、スチレン-アクリロニトリル共重合体、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレンブロック共重合体などのスチレン系重合体;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステル;セルローストリアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレートなどのセルロースアシレート;ナイロン6、ナイロン66、ナイロン610などのポリアミド;ポリアセタール;ポリカーボネート;ポリフェニレンオキシド;ポリフェニレンスルフィド;ポリエーテルエーテルケトン;ポリスルホン;ポリエーテルスルホン;ポリオキシベンジレン;ポリアミドイミド;ポリブタジエン系ゴムあるいはアクリル系ゴムを配合したABS樹脂、ASA樹脂などのゴム質重合体等である。
【0079】
[ブロック共重合体]
上記した製造方法を用いて、アクリル酸エステル由来の構造単位を含むポリマーブロック(A)と、N-置換マレイミド環構造及びメタクリル酸エステル由来の構造単位を含むポリマーブロック(B)とを有するブロック共重合体を得ることができる。
【0080】
また、本発明では、アクリル酸エステル由来の構造単位を含むポリマーブロック(A)と、N-置換マレイミド環構造及びメタクリル酸エステル由来の構造単位を含むポリマーブロック(B)とを有するブロック共重合体を提供できる。このようなブロック共重合体は、その製造方法において特に限定されないが、特に、前記製造方法により製造されたものであってもよい。
【0081】
このようなブロック共重合体は、ポリブロック共重合体(例えば、ジ乃至デカブロック共重合体など)であればよい。ブロック共重合体は、少なくともポリマーブロック(A)の両側にポリマーブロック(B)を有する((B)-(A)-(B)を有する)ことが好ましい。また、ブロック共重合体は、チオール系化合物(C1)由来の構造単位を有することが好ましい。ブロック共重合体は、チオール系化合物(C1)由来の構造単位を、末端に有することが好ましく、両末端に有することがより好ましい。
【0082】
ブロック共重合体が有するN-置換マレイミド環構造としては、以下の式(3)に示される単位が好ましい。
【0083】
【化4】
(式中、R、Rは互いに独立して水素原子またはメチル基であり、Rは水素原子又は置換基である。)
【0084】
式(3)のRにおいて、置換基としては、例えば、炭化水素基等が挙げられる。
炭化水素基としては、例えば、脂肪族基{例えば、アルキル基[例えば、C1-6直鎖アルキル基(例えば、メチル基、エチル基等)、C1-6分岐アルキル基(例えば、イソプロピル基等)等のC1-6アルキル基等]等}、脂環族基(例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のC3-20シクロアルキル基等)、芳香族基{例えば、C6-20芳香族基[例えば、C7-20アラルキル基(例えば、ベンジル基等)、C6-20アリール基(例えば、フェニル基等)]}である。尚、炭化水素基は、さらにハロゲン等の置換基を有していてもよい。
【0085】
式(3)は、耐熱性に優れ、複屈折率が小さいブロック共重合体を得られる等の観点から、好ましくは、R及びRがそれぞれ独立して水素原子、RがC3-20シクロアルキル基又はC6-20芳香族基であり、より好ましくはR及びRがそれぞれ独立して水素原子、Rがシクロヘキシル基またはフェニル基である。
【0086】
ブロック共重合体のポリマーブロック(B)において、N-置換マレイミド環構造の含有割合は、ブロック共重合体が優れた耐熱性を有する等の観点から、例えば5~90質量%であり、好ましくは10~70質量%であり、よりこの好ましくは10~60質量%であり、さらに好ましくは10~50質量%である。
なお、ブロック共重合体のポリマーブロック(B)において、N-置換マレイミド環構造の含有割合は、ブロック共重合体が優れた耐熱性を有する等の観点から、ポリマーブロック(B)を構成するモノマー換算で、例えば7~90モル%、好ましくは10~75モル%、より好ましくは10~60モル%である。
尚、ブロック共重合体がトリブロック共重合体である場合、各ポリマーブロック(B)におけるN-置換マレイミド環構造の含有割合が、このような範囲であればよい。
【0087】
ブロック共重合体のポリマーブロック(B)が他の単位を有する場合、ポリマーブロック(B)における他の単位の含有割合は、例えば30重量%以下(例えば、0.1~20重量%)、好ましくは15重量%以下(例えば、1~10重量%)である。なお、ポリマーブロック(B)における他の単位の含有割合は、ポリマーブロック(B)を構成するモノマー換算で、例えば30モル%以下(例えば、0.1~20モル%)、好ましくは15モル%以下(例えば、1~10モル%)である。
【0088】
特に、ブロック共重合体を光学フィルム等の光学用途に使用する場合、N-置換マレイミド環が有する正の複屈折を相殺できる等の観点から、スチレン系単位を有することが好ましい。
ポリマーブロック(B)におけるスチレン系単位の含有割合は、所望の光学特性などに応じて適宜選択できるが、例えば0.1~15重量%、好ましくは1~10重量%、より好ましくは3~8重量%である。なお、ポリマーブロック(B)におけるスチレン系単位の含有割合は、ポリマーブロック(B)を構成するモノマー換算で、例えば0.1~20モル%、好ましくは1~12モル%、より好ましくは3~10モル%である。
尚、ブロック共重合体がトリブロック共重合体である場合、各ポリマーブロック(B)における他の単位(例えば、スチレン系単位など)の含有割合が、上記のような範囲であればよい。
【0089】
また、ブロック共重合体において、N-置換マレイミド環構造の含有割合は、ブロック共重合体が優れた耐熱性を有する等の観点から、例えば1~50質量%、好ましくは5~30質量%、より好ましくは10~20質量%である。
なお、ブロック共重合体において、N-置換マレイミド環構造の含有割合は、ブロック共重合体が優れた耐熱性を有する等の観点から、ブロック共重合体を構成するモノマー換算で、例えば2~80モル%、好ましくは7~50モル%、より好ましくは15~30モル%である。
尚、ブロック共重合体がトリブロック共重合体である場合、各ポリマーブロック(B)におけるN-置換マレイミド環構造の含有割合が、このような範囲であればよい。
【0090】
ブロック共重合体のGPC測定法による重量平均分子量(Mw)は、特に限定されないが、例えば0.5~50万、好ましくは5~50万、より好ましくは10~50万である。
【0091】
特に、ブロック共重合体のGPC測定法における重量平均分子量(Mw)は、45万以下(例えば、15~45万)、好ましくは18~45万、より好ましくは20~40万であってもよい。このような分子量であると、十分なフィルム強度を得やすい。また、適度な溶融粘度を得やすかったり、加工性の点で有利になる場合がある。さらに、溶融成形時におけるゲル化も発生しにくい。
【0092】
ブロック共重合体の分子量分布(Mw/Mn)は、特に限定されないが、例えば1.1~2.7、好ましくは1.2~2.3、より好ましくは1.3~1.9である。
また、ブロック共重合体の分子量分布(Mw/Mn)は、1.65以上(例えば、1.65~2.5)、好ましくは1.7~2.4(例えば、1.8~2.3)であってもよい。分子量分布をこの範囲とすることで、平滑性に優れたフィルムを得やすい。
【0093】
ブロック共重合体において、ポリマーブロック(A)とポリマーブロック(B)との重量平均分子量(Mw)の比は、特に限定されず、例えば、1:0.5~1:3であり、好ましくは1:0.8~1:2.5(例えば、1:0.9~1:2)、より好ましくは1:1~1:2である。
また、ブロック共重合体において、ポリマーブロック(A)とポリマーブロック(B)との数平均分子量(Mn)の比は、特に限定されないが、例えば1:0.2~1:2であり、好ましくは1:0.4~1:1である。
分子量の比をこのような範囲とすることで、ブロック共重合体を溶融加工する際の粘度を適度な範囲としやすく、平滑性などの外観に優れた成型体を得やすい。
尚、ブロック共重合体がトリブロック共重合体である場合、ポリマーブロック(A)と、各ポリマーブロック(B)との重量平均分子量(Mw)や数平均分子量(Mn)の比が、このような範囲であればよい。
【0094】
なお、重量平均分子量(Mw)等は、例えば、ポリスチレン換算でGPCにより測定される値であってもよい。
【0095】
ブロック共重合体の熱分解温度は、使用するモノマーの種類やN-置換マレイミド環構造の含有量等にもよるが、例えば270℃以上(例えば、270℃~350℃)、好ましくは280℃~350℃である。
【0096】
ブロック共重合体のガラス転移温度(Tg)は、使用するモノマーの種類やN-置換マレイミド環構造の含有量等にもよるが、例えば110℃以上(例えば、110℃~200℃)、好ましくは115℃~160℃、より好ましくは120℃~150℃である。
【0097】
[樹脂組成物及びフィルム]
本発明には、前記ブロック共重合体を含む樹脂組成物も含む。このような樹脂組成物は、樹脂(又は樹脂成分)として、前記ブロック共重合体を含んでいればよく、他の樹脂を含んでいてもよい。
【0098】
他の樹脂としては、用途に応じて適宜選択でき、特に限定されない。他の樹脂としては、熱可塑性重合体、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン-プロピレン共重合体、ポリ(4-メチル-1-ペンテン)などのオレフィン重合体;ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニルなどのハロゲン化ビニル重合体;ポリスチレン、スチレン-メタクリル酸メチル共重合体、スチレン-アクリロニトリル共重合体、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレンブロック共重合体などのスチレン系重合体;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステル;セルローストリアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレートなどのセルロースアシレート;ナイロン6、ナイロン66、ナイロン610などのポリアミド;ポリアセタール;ポリカーボネート;ポリフェニレンオキシド;ポリフェニレンスルフィド;ポリエーテルエーテルケトン;ポリスルホン;ポリエーテルスルホン;ポリオキシベンジレン;ポリアミドイミド;ポリブタジエン系ゴムあるいはアクリル系ゴムを配合したABS樹脂、ASA樹脂などのゴム質重合体等が挙げられる。
【0099】
ゴム質重合体は、表面にアクリル樹脂と相溶し得る組成のグラフト部を有するのが好ましく、ゴム質重合体の平均粒子径は、フィルムとした際の透明性向上の観点から、例えば20~300nmであることが好ましく、より好ましくは50~200nmであり、さらに好ましくは70~150nmである。
【0100】
また、他の樹脂(熱可塑性重合体)には、アクリル系樹脂も含まれる。アクリル系樹脂としては、前記ブロック(A)及び/又はブロック(B)に対応する樹脂[例えば、メタクリル酸エステル(例えば、メタクリル酸メチルなどの前記例示のメタクリル酸エステル)を重合成分とするメタクリル系樹脂(例えば、ポリメタクリル酸メチルなどのメタクリル酸エステルを重合成分とする樹脂、メタクリル酸メチル-スチレン共重合体などのメタクリル酸エステル及び芳香族ビニル化合物を重合成分とする樹脂)、このようなメタクリル系樹脂に環構造が導入された樹脂(環構造を有するメタクリル系樹脂、例えば、メタクリル酸メチル-スチレン-N-置換マレイミド共重合体などのメタクリル酸エステル、芳香族ビニル化合物及び環状イミド(マレイミド系化合物など)由来の構造単位を有する樹脂など)など]、前記ブロック共重合体の範疇に属さないブロック共重合体[例えば、前記ブロック(B)にN-置換マレイミド構造を有しないブロック共重合体などの環構造が導入されていないブロック共重合体]も含まれる。
【0101】
特に、他の樹脂は、ブロック共重合体と共通する骨格を有する樹脂、例えば、ブロック(B)に対応する樹脂(メタクリル酸エステル及びN-置換マレイミドから選択された少なくとも1種のモノマー由来の構造単位を有する樹脂、例えば、メタクリル酸エステルを重合成分とするメタクリル系樹脂;メタクリル酸エステル-N-置換マレイミド共重合体、メタクリル酸エステル-スチレン系モノマー-N-置換マレイミド共重合体などのモノマー(B1)由来の構造単位を有する樹脂)、ブロック(A)に対応する樹脂、ブロック(A)及びブロック(B)を有し、環構造を有しないブロック共重合体[例えば、メタクリル酸メチルを重合成分とするブロック(ハードブロック)と、アクリル酸エステル(アクリル酸ブチルなど)を重合成分とするブロック(ソフトブロック)とを有するブロック共重合体)など]などを含んでいてもよい。
【0102】
本発明のブロック共重合体は、アクリル系樹脂やブロック共重合体と共通する骨格を有する樹脂と混合しても、相溶性等を損なうことがなく、所望の物性を効率よく得ることができる。
そのため、本発明のブロック共重合体は、他の樹脂(特に、アクリル系樹脂やブロック共重合体と共通する骨格を有する樹脂)の改質剤として用いることもできる。
特に、前記のように、追加重合を行う場合には、前記ブロック共重合体と、ブロック共重合体と共通する骨格を有する樹脂とを含む樹脂組成物[例えば、前記ブロック共重合体と、モノマー(B1)を重合成分とするポリマーとの混合物(ポリマーブレンド)]が効率よく得られる。
【0103】
本発明の樹脂組成物が他の樹脂を含む場合、樹脂組成物における他の樹脂の含有率は、用途等に応じて適宜選択でき、例えば、1~99質量%(例えば、5~90質量%)、好ましくは15~80質量%(例えば、20~75質量%)、さらに好ましくは30~70質量%程度である。
【0104】
また、本発明の樹脂組成物が、他の樹脂[例えば、アクリル系樹脂(例えば、ブロック共重合体と共通する骨格を有するアクリル系樹脂)]を含む場合、本発明のブロック共重合体と、他の樹脂との割合は、所望の物性等に応じて、適宜選択できるが、例えば、前者/後者(質量比)=99/1~1/99(例えば、95/5~5/95)、好ましくは90/10~10/90(例えば、85/15~15/85)、さらに好ましくは70/30~30/70程度であってもよい。
【0105】
なお、このようなブロック共重合体を含む樹脂組成物の物性(Mw、分子量分布、熱分解温度、Tgなど)は、必ずしも、上記ブロック共重合体と同様である必要はなく、同様の範囲から選択してもよい。例えば、ブロック共重合体と他の樹脂とを含む樹脂組成物において、樹脂成分全体の物性が前記ブロック共重合体の物性(例えば、Mwが5~50万、15~45万等)を充足しなくてもよく、充足してもよい。
【0106】
本発明の樹脂組成物のGPC測定法による重量平均分子量(Mw)は、特に限定されないが、例えば、5万以上(例えば、5~50万)、好ましくは8万以上(例えば、8~40万)、さらに好ましくは10万以上(例えば、10~30万)程度であってもよい。このような分子量であれば、適度な溶融粘度としやすく、成形加工の点で有利であったり、成形物の物性(強度など)の点でも有利である。
【0107】
本発明の樹脂組成物のガラス転移温度(Tg)は、例えば、110℃以上(例えば、110℃~200℃)、好ましくは115℃~160℃、より好ましくは120℃~150℃であってもよい。このようなガラス転移温度であると、一般的な温度による変形(例えば、光学部材等の実使用温度領域における変形)が生じにくい、過度な高温成形も要しないため、着色の少ない成形品を得やすいなどの利点がある。
【0108】
本発明の樹脂組成物の熱分解温度は、使用するモノマーの種類やN-置換マレイミド環構造の含有量等にもよるが、例えば、270℃~350℃、好ましくは280℃~350℃であってもよい。
【0109】
本発明の樹脂組成物(又はブロック共重合体)の着色度(YI)は、樹脂組成物を構成する樹脂の種類、添加物(特に紫外線吸収剤)の有無などによって異なるが、例えば、樹脂組成物を構成する樹脂(樹脂成分)が、前記ブロック共重合体、又は前記ブロック共重合体とメタクリル酸エステル及びN-置換マレイミドから選択された少なくとも1種のモノマー由来の構造単位を有する樹脂とで構成され、紫外線吸収剤を含有しない場合であれば、YIは、好ましくは4.0以下であり、より好ましくは3.5以下であってもよい。
他方、樹脂成分が、前記ブロック共重合体、又は前記ブロック共重合体とメタクリル酸エステル及びN-置換マレイミドから選択された少なくとも1種のモノマー由来の構造単位を有する樹脂とで構成され、紫外線吸収剤を含有する場合であれば、着色度YIは、好ましくは20.0以下であり、より好ましくは17.5以下であってもよい。
なお、樹脂組成物の着色度(YI)はサンプルをクロロホルムに溶かして15%溶液とし、これを石英セルに入れ、JIS-K7103に従い、色差計で測定ができる。
【0110】
樹脂組成物(又はブロック共重合体)は、用途などに応じて、慣用の添加剤(前記ブロック共重合体の製造方法の項で例示した添加剤、例えば、紫外線吸収剤、酸化防止剤など)を含んでいてもよい。
添加剤は、単独で又は2種以上組み合わせて使用してもよい。添加剤の割合は特に限定されず、添加剤の種類等、樹脂成分の種類、用途等に応じて適宜選択できる。
【0111】
例えば、紫外線吸収剤の使用量は、特に限定されないが、樹脂組成物を構成する樹脂(樹脂成分)100重量部に対して、0.1~10重量部、好ましくは0.5~5重量部程度であってもよい。このような範囲であれば、紫外線吸収性やブリードアウトしにくいなどの点で有利である。
【0112】
特に、ブロック共重合体(又はブロック共重合体と他の樹脂との混合物)と、金属アルコキシドとで樹脂組成物を構成することで、優れた強度を有する樹脂組成物が効率よく得られる場合がある。
【0113】
金属アルコキシドとしては、例えば、周期表第13族金属のアルコキシド[例えば、アルミニウムアルコキシド(例えば、アルミニウムトリメトキシド、アルミニウムトリイソプロポキシド、エチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレートなどのアルミニウムC1-10アルコキシド)など]の典型金属アルコキシド;周期表第4族金属アルコキシド[例えば、チタンアルコキシド(チタンテトラメトキシド、チタンテトライソプロポキシドなどのチタンC1-10アルコキシド)、ジルコニウムアルコキシド(ジルコニウムテトラメトキシド、ジルコニウムイソプロポキシドなどのジルコニウムC1-10アルコキシド)など]などの遷移金属アルコキシド;ケイ素アルコキシド(例えば、テトラエトキシシラン、ビニルトリメトキシシランなどのモノ乃至テトラC1-10アルコキシシラン)などが挙げられる。
金属アルコキシドは、単独で又は2種以上組み合わせて使用してもよい。
【0114】
金属アルコキシドを含む場合、金属アルコキシドの割合は、例えば、樹脂成分(又はブロック共重合体)100質量部に対して、0.0001~1質量部程度であってもよい。
【0115】
また、ブロック共重合体(又はブロック共重合体と他の樹脂との混合物)と、酸化防止剤とで樹脂組成物を構成することで、優れた安定性を有する樹脂組成物が効率よく得られる場合がある。
【0116】
このような酸化防止剤は、特に、フェノール系酸化防止剤(特にヒンダードフェノール系酸化防止剤)と、リン系酸化防止剤と、イオウ系酸化防止剤とを組み合わせて構成してもよい。なお、これらの酸化防止剤としては、前記例示の酸化防止剤などが挙げられる。
これらの組み合わせる場合、フェノール系酸化防止剤及びイオウ系酸化防止剤の総量と、リン系酸化防止剤との割合(質量比)は、例えば、2/3~8/1、好ましくは1/1~4/1、さらに好ましくは1/1~3/1程度であってもよい。
【0117】
酸化防止剤を含む場合、酸化防止剤の割合は、例えば、樹脂成分(又はブロック共重合体)100質量部に対して、0.0001~10質量部、好ましくは0.001~1質量部程度であってもよい。
【0118】
本発明のブロック共重合体(例えば、本発明の製造方法によって得られるブロック共重合体)又は樹脂組成物の成型品(例えば、フィルムまたはシート等)は、特に限定されるものではないが、光学用途に用いることが好適であり、例えば、光学用保護フィルム、光学フィルム、光学シート等が挙げられる。光学用保護フィルムは、光学部品を保護するフィルムであれば特に限定されないが、例えば各種光ディスク(VD、CD、DVD、MD、LD等)基板の保護フィルム、液晶表示装置用の偏光板に用いる偏光子保護フィルム等が挙げられる。
光学フィルムは、光学特性に優れたフィルムであれば特に限定されないが、好ましくは、位相差フィルム、ゼロ位相差フィルム(面内、厚み方向位相差が限りなく小さい)、視野角補償フィルム、光拡散フィルム、反射フィルム、反射防止フィルム、防眩フィルム、輝度向上フィルム、タッチパネル用導電フィルム等が挙げられる。
光学シートとしては、拡散板、導光体、位相差板、ゼロ位相差板、プリズムシート等が挙げられる。
尚、成型方法は特に限定されず、従来公知の方法に従ってよい。
【0119】
例えば、ブロック共重合体又は樹脂組成物を、公知の成膜方法[例えば、溶液キャスト法(溶液流延法)、溶融押出法、カレンダー法、圧縮成形法等]によって成膜することにより、フィルムを得ることができる。成膜方法としては、溶液キャスト法、溶融押出法等が好ましい。
【0120】
尚、成膜の際には、所望により、溶媒、その他の樹脂(例えば、熱可塑性重合体等)、その他の添加剤(例えば、紫外線吸収剤、酸化防止剤、安定剤、補強材、難燃剤、帯電防止剤、有機フィラー、無機フィラー、アンチブロッキング剤、樹脂改質剤、有機充填剤、無機充填剤、可塑剤、滑剤、位相差低減剤等)等をブロック共重合体と混合してもよい。
【0121】
フィルム中の紫外線吸収剤の配合量は特に限定されないが、フィルム中に0.01~10質量%であることが好ましく、さらに好ましくは0.05~5質量%である。配合量が少なすぎると耐候性向上の寄与が低く、また多すぎると機械的強度の低下や黄変を引き起こす場合がある。
【0122】
溶液キャスト法を実施するための装置は、例えば、ドラム式キャスティングマシン、バンド式キャスティングマシン、スピンコーターである。
【0123】
溶液キャスト法に使用する溶媒は、ブロック共重合体を溶解する限り限定されない。当該溶媒は、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素;シクロヘキサン、デカリンなどの脂肪族炭化水素;酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル;アセトン、メチルエチエルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン;メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブなどのアルコール;テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル;ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素などのハロゲン化炭化水素;ジメチルホルムアミド;ジメチルスルホキシドである。これらの溶媒は、1種又は2種以上を使用することができる。
【0124】
溶融押出法は、例えば、Tダイ法、インフレーション法である。溶融押出時の成形温度は、好ましくは150~350℃、より好ましくは200~300℃である。
【0125】
Tダイ法を選択した場合、例えば、公知の押出機の先端部にTダイを取り付けることにより、帯状のフィルムを形成できる。形成した帯状のフィルムは、ロールに巻き取って、フィルムロールとしてもよい。溶融押出法では、材料の混合によるアクリル樹脂の形成から、当該樹脂を用いたフィルムの成形までを連続的に行うことができる。帯状のフィルムに易接着層を形成して、帯状の光学フィルムを得てもよい。
【0126】
フィルムは、機械的強度を高める観点から二軸延伸フィルムであってもよい。二軸延伸フィルムは、同時二軸延伸フィルムおよび逐次二軸延伸フィルムのいずれでもよい。また、延伸フィルムの遅相軸の方向は、フィルムの流れ方向であってもよく、幅方向であってもよく、更には任意の方向であってもよい。
【0127】
フィルムの厚さは、特に限定されず、用途等によって適宜調製できるが、例えば1~400μm、好ましくは5~200μm、より好ましくは10~100μm、さらに好ましくは20~60μmである。
例えば、液晶表示装置、有機EL表示装置等の画像表示装置に用いられる保護フィルム、反射防止フィルム、偏光フィルム等の用途に用いる場合には、好ましくは1~250μm、より好ましくは10~100μm、さらに好ましくは20~80μmである。
また、例えば、ITO蒸着フィルム、銀ナノワイヤーフィルム、メタルメッシュフィルム等に用いられる透明導電性フィルム等の用途に用いる場合には、好ましくは20~400μm、より好ましくは30~350μm、さらに好ましくは40~300μmである。
【0128】
フィルムのヘイズは、好ましくは1%以下(例えば、0~1%)、より好ましくは0.5%以下(例えば、0~0.5%)である。ヘイズは、JIS K7136の規定に基づいて測定される。
【0129】
フィルムのb値は、好ましくは2%以下(例えば、0.1~2%)、より好ましくは1.5%以下(例えば、0.1~1.5%)、さらに好ましくは1%以下(例えば、0.1~1%)、最も好ましくは0.5%以下(例えば、0.1~0.5%)である。
【0130】
フィルムのTgは、例えば110℃以上(例えば、110℃~200℃)、好ましくは115℃~160℃である。
【0131】
[偏光子保護フィルム]
本発明のフィルムは、液晶表示装置(LCD)等の画像表示装置が備える偏光板に用いる偏光子保護フィルムとして使用することができ、通常は、そのまま偏光子保護フィルムとして使用することができる。
【0132】
[偏光板]
本発明は、本発明のフィルムを備えた偏光板も含有する。
すなわち、本発明のフィルムは、偏光子保護フィルムとして用いて、偏光板に使用することができる。
本発明において、偏光板の製造方法は、特に限定されず、従来公知の方法に従ってよい。例えば、偏光子の少なくとも片面に、常法を用いて本発明のフィルムを貼り合わせることにより、偏光板を得ることができる。当該貼り合わせは、本発明のフィルムの偏光子に接合する側をアルカリ鹸化処理し、偏光子の少なくとも片面に完全鹸化型ポリビニルアルコール水溶液を塗布した後、本発明のフィルムと偏光子とを貼り合わせることにより、好適に実施することができる。
【0133】
前記偏光子とは、一定方向の偏光波のみを通す素子である。本発明において使用される偏光子としては、特に限定されず、従来公知のものを使用することができ、例えば、ポリビニルアルコール系フィルム等が挙げられる。ポリビニルアルコール系フィルムとしては、ヨウ素を染色させたものと、二色性染料を染色させたものを使用することができる。
【0134】
前記ポリビニルアルコール系フィルムは、例えば、ポリビニルアルコール水溶液を製膜し、これを一軸延伸させて染色するか、染色した後一軸延伸してから、好ましくはホウ素化合物を用いて耐久性処理を行ったもの等を好適に使用することができる。
また、偏光子の膜厚は、1~30μmが好ましく、1~20μmがより好ましい。
【0135】
[画像表示装置]
本発明は、上述した本発明の偏光板を備えた画像表示装置も含有する。
本発明において、画像表示装置の製造方法は特に限定されず、従来公知の方法に従ってよい。画像表示装置としては、液晶表示装置(LCD)等が好ましい。
【0136】
液晶表示装置は、通常は、液晶セル及びその両面に配置された偏光板からなり、本発明のフィルムを液晶セルに接するように配置することが好ましい。また、液晶表示装置には、常法を用いて、プリズムシート、拡散フィルムをさらに積層することが好ましい。
【0137】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【実施例
【0138】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例により制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。
なお、以下では特にことわりのない場合、「%」は「質量%」を、「部」は「質量部」をそれぞれ示す。
【0139】
<重量平均分子量等>
ブロックポリマー、重合体および組成物の重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)及び分子量分布(D)は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)を用いて、ポリスチレン換算により求めた。測定に用いた装置および測定条件は以下の通りである
システム:東ソー製GPCシステム HLC-8220
測定側カラム構成
・ガードカラム:東ソー製、TSKguardcolumn SuperHZ-L
・分離カラム:東ソー製、TSKgel SuperHZM-M 2本直列接続
リファレンス側カラム構成
・リファレンスカラム:東ソー製、TSKgel SuperH-RC
展開溶媒:テトラヒドロフラン(和光純薬工業製、特級)
展開溶媒の流量:0.6mL/分
標準試料:TSK標準ポリスチレン(東ソー製、PS-オリゴマーキット)
カラム温度:40℃
【0140】
<モノマー転化率の算出>
転化率は、ガスクロマトグラフィー(島津製作所社製、装置名:GC-2014)を用いて残存モノマー量を測定することで求めた。
【0141】
<ガラス転移温度>
ガラス転移温度(Tg)は、JIS K7121に準拠して求めた。具体的には、示差走査熱量計(リガク製、DSC-8230)を用い、窒素ガス雰囲気下、約10mgのサンプルを常温から200℃まで昇温(昇温速度20℃/分)して得られたDSC曲線から、始点法により評価した。リファレンスにはα-アルミナを用いた。
【0142】
<熱分解温度>
熱分解温度は、以下の方法(ダイナミックTG法)で分析した。
測定装置:差動型示差熱天秤(ThermoPlus2TG―8120ダイナミックTG、(株)リガク製)
測定条件:試料量10mg
昇温速度:10℃/min
雰囲気:窒素フロー200mL/min
方法:階段状等温制御法(150℃から500℃までの範囲内における質量減少速度値0.005%/s以下に制御)
【0143】
<N-フェニルマレイミド含有量>
ブロック共重合体に含まれるN-フェニルマレイミド(PMI)の量は、H-NMR測定により、PMIのベンゼン環のオルト位、及び、パラ位のプロトンに相当する7.45~7.50ppmのピーク強度を指標に求めた。本実施例では、核磁気共鳴分光計(BRUKER製、AV300M)を用い、測定溶媒には重クロロホルム(和光純薬製)を用いた。
【0144】
<発泡性>
ブロックポリマー、重合体の発泡性は加熱時の発泡量の測定によって評価した。すなわち、80℃のオーブンにて少なくとも12時間以上乾燥処理したブロックポリマーを、JIS-K7210に規定されるメルトインデクサーのシリンダー内に装填し、290℃で20分間保持した後、ストランド状に押出し、得られたストランドの上部標線と下部標線との間に存在する泡の発生個数を計数し、熱可塑性樹脂組成物1gあたりの個数で表した。
○:0~10個、△:10~20個、×:20個以上
【0145】
<耐折回数(MIT)>
フィルムの耐折回数は、JIS P8115に準拠して測定した。具体的には、長さ90mm、幅15mmの2種類の試験フィルムを23℃、50%RHの状態に1時間以上静置させてから使用し、MIT耐折疲労試験機(東洋精機製、DA型)を用いて、折り曲げ角度135°、折り曲げ速度175cpm、荷重200gの条件で試験を行い、5枚のサンプルのフィルムが破断するまでの回数の平均値をそれぞれ求めた。
【0146】
<フィルムの厚さ>
フィルムの厚さは、デジマチックマイクロメーター(ミツトヨ社製)を用いて測定した。以降に評価方法を示す物性を含め、フィルムの物性を測定、評価するためのサンプルはフィルムの幅方向の中央部から取得した。
【0147】
<フィルムのヘイズ>
フィルムのヘイズは、日本電色工業社製NDH-1001DPを用いて石英セルに1,2,3,4-テトラヒドロナフタリン(テトラリン)を満たし、その中にフィルムを浸漬して測定し、100μmあたりの内部ヘイズ値として算出した。
【0148】
実施例1:ニトロキシド重合によるブロック共重合体(A-1)の合成
撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入管を備えた反応装置に、両末端にホスホン酸エステル単位を有するニトロキシド構造を有するポリアクリル酸ブチルの60%トルエン溶液(Flexibloc D2(登録商標)、Arkema France社製)41部、15部のフェニルマレイミド(PMI)、60部のメタクリル酸メチル(MMA)、0.075部のn-ドデシルメルカプタン(DM)、ならびに重合溶媒として50部のトルエンを仕込み、これに窒素を通じつつ105℃まで昇温させた。その後105-110℃の還流下で2時間の溶液重合を進行させた。この時の重合液中のモノマー残存量より算出した反応率は、MMAが50%、PMIが46%であった。また、H-NMRで求めたブロック共重合体中のPMI含有量は、14質量%であった。
重合反応終了後、100部のメチルエチルケトン(MEK)を加えて希釈した後、大量のヘキサン中に撹拌しながらゆっくり添加した。その際沈殿した白色の固体を取り出し、2.6kPa,80℃で約1時間乾燥し溶媒を除去することで、ポリアクリル酸ブチルからなるポリマーブロック(A)の両末端に、PMIとMMAからなるポリマーブロック(B)を有するブロックポリマー共重合体(A-1)を得た。
A-1の重量平均分子量は34.1万、数平均分子量は16.9万、ガラス転移温度は132℃であった。またA-1の発泡性評価を実施すると○であった。
【0149】
実施例2:ニトロキシド重合によるブロック共重合体(A-2)の合成
撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入管を備えた反応装置に、両末端にホスホン酸エステル単位を有するニトロキシド構造を有するポリアクリル酸ブチルの60%トルエン溶液(Flexibloc D2(登録商標)、Arkema France社製)41部、15部のフェニルマレイミド(PMI)、56部のメタクリル酸メチル(MMA)、0.08部のn-ドデシルメルカプタン(DM)、ならびに重合溶媒として50部のトルエンを仕込み、これに窒素を通じつつ105℃まで昇温し還流させた。ここにスチレン(St)4部を1時間かけて滴下し、その後105-110℃の還流下で1時間の溶液重合を進行させた。この時の重合液中のモノマー残存量より算出した反応率は、MMAが48%、PMIが48%、スチレンが90%であった。また、H-NMRで求めたブロック共重合体中のPMI含有量は、12質量%であった。
重合反応終了後、100部のメチルエチルケトン(MEK)を加えて希釈した後、大量のヘキサン中に撹拌しながらゆっくり添加した。その際沈殿した白色の固体を取り出し、2.6kPa,80℃で約1時間乾燥し溶媒を除去することで、ポリアクリル酸ブチルからなるポリマーブロック(A)の両末端に、PMI、MMA、Stからなるポリマーブロック(B)を有するブロックポリマー共重合体(A-2)を得た。
A-2の重量平均分子量は36.3万、数平均分子量は16.8万、ガラス転移温度は133℃であった。またA-2の発泡性評価を実施すると○であった。
【0150】
実施例3:ニトロキシド重合によるブロック共重合体の合成と未反応モノマーの追加重合による共重合体を含む樹脂組成物(B-1)の合成
16部のFlexibloc D2(登録商標)、18部のPMI、72部のMMA、0.05部のDM、ならびに重合溶媒として101部のトルエンとした以外は実施例1と同様に還流下で1時間の溶液重合を進行させた。この時重合液中のモノマー量より算出した反応率は、MMAが23%、PMIが29%であった。また、重合液の一部を取り出し、実施例1同様の方法でブロック共重合体を単離した。H-NMRで求めたブロック共重合体中のPMI含有量は、19質量%であった。得られたブロック共重合体の分子量を求めたところ、重量平均分子量(Mw)は39.2万、数平均分子量(Mn)は17.0万、分子量分布(Mw/Mn)は2.3であった。
次いで未反応モノマーを追加重合するため、t-アミルパーオキシイソノナノエート(アルケマ吉富社製、ルペロックス(登録商標)570)0.058部を一括で加えると同時に、t-アミルパーオキシイソノナノエート(アルケマ吉富社製、ルペロックス(登録商標)570)0.115部とトルエン3.5部からなる液を2時間かけて滴下した。滴下終了後、105℃~110℃の温度を保持しながら5時間重合反応を行い、ポリアクリル酸ブチルからなるポリマーブロック(A)の両末端に、PMI、MMAからなるポリマーブロック(B)を有するブロックポリマー共重合体とPMI、MMAからなる共重合体を含むポリマー溶液を得た。尚、重合反応終了後のモノマー残存量より算出した反応率は、MMA98%、PMI98%であった。
得られたポリマー溶液をポリマー固形分濃度が30質量%となるようにMEKで希釈した後、バレル温度270℃、回転速度200rpm、減圧度13.3~400hPa(10~300mmHg)、ベント数2個のベントタイプ二軸押出機(φ=15mm、L/D=30)に導入し、脱揮を行い、ポリアクリル酸ブチルからなるポリマーブロック(A)の両末端に、PMI、MMAからなるポリマーブロック(B)を有するブロックポリマー共重合体とPMI、MMAからなる共重合体とを含む樹脂組成物(B-1)を得た。B-1の重量平均分子量は18.1万、数平均分子量は5.7万、ガラス転移温度は134℃、熱分解温度は320℃であった。またB-1の発泡性評価を実施すると○であった。
【0151】
比較例1:ニトロキシド重合によるブロック共重合体(A-3)合成
攪拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入管を備えた反応装置に、58部のFlexibloc D2(登録商標)、65部のメタクリル酸メチル(MMA)、0.05部のDM、ならびに重合溶媒として40部のトルエンを仕込み、これに窒素を通じつつ、105℃まで昇温させた。その後約105~110℃の還流下で3時間の溶液重合を進行させた。この時の重合液中のモノマー量より算出したMMAの反応率は20%であった。その後溶液及びモノマー類を真空下240℃で溶媒を除去する事により、中心ブロックがポリアクリル酸ブチル、両側のブロックがMMAのトリブロックコポリマー(A-3)を得た。
A-3の重合平均分子量は18.1万、数平均分子量は11.3万、ガラス転移温度は107℃であり、熱分解温度は267℃から段階的な重量減少を確認し290℃で等温分解挙動を示した。また、A-3の発泡性評価を実施すると、×であった。
【0152】
比較例2:PMI、MMA、St共重合体(C-1)の合成
撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入管を備えた反応装置に、17部のフェニルマレイミド(PMI)、83部のメタクリル酸メチル(MMA)、0.1部のn-ドデシルメルカプタン(DM)、ならびに重合溶媒として110部のトルエンを仕込み、これに窒素を通じつつ105℃まで昇温させた。t-アミルパーオキシイソノナノエート(アルケマ吉富社製、ルペロックス(登録商標)570)0.1部を一括で加えると同時に、t-アミルパーオキシイソノナノエート(アルケマ吉富社製、ルペロックス(登録商標)570)0.2部とトルエン10部からなる液、及びスチレン(St)1部、トルエン10部からなる溶液を2時間かけて滴下した。滴下終了後、105℃~110℃の温度を保持しながら6時間重合反応を行い、PMI、MMA、Stからなる共重合体(C-1)を含むポリマー溶液を得た。尚、重合反応終了後のモノマー残存量より算出した反応率は、MMA97%、PMI99%、St99%であった。
その後溶液及びモノマー類を真空下240℃で溶媒を除去する事により、PMI、MMA、Stからなる共重合体(C-1)を得た。C-1の重量平均分子量は21.0万、数平均分子量は7.2万、ガラス転移温度は135℃であった。またC-1の発泡性評価を実施すると○であった。
【0153】
比較例3:PMI、MMA共重合体(C-2)の合成
撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入管を備えた反応装置に、40部のフェニルマレイミド(PMI)、60部のメタクリル酸メチル(MMA)、0.1部のn-ドデシルメルカプタン(DM)、ならびに重合溶媒として120部のトルエンを仕込み、これに窒素を通じつつ105℃まで昇温させた。t-アミルパーオキシイソノナノエート(アルケマ吉富社製、ルペロックス(登録商標)570)0.1部を一括で加えると同時に、t-アミルパーオキシイソノナノエート(アルケマ吉富社製、ルペロックス(登録商標)570)0.2部とトルエン10部からなる液を2時間かけて滴下した。滴下終了後、105℃~110℃の温度を保持しながら6時間重合反応を行い、PMI、MMAからなる共重合体(C-2)を含むポリマー溶液を得た。尚、重合反応終了後のモノマー残存量より算出した反応率は、MMA96%、PMI95%であった。
その後溶液及びモノマー類を真空下240℃で溶媒を除去する事により、PMI、MMAからなる共重合体(C-2)を得た。C-2の重量平均分子量は18万、数平均分子量は4.2万、ガラス転移温度は155℃であった。またC-2の発泡性評価を実施すると○であった。
【0154】
実施例4:ニトロキシド重合によるブロック共重合体(A-4)の合成
撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入管を備えた反応装置に、両末端にホスホン酸エステル単位を有するニトロキシド構造を有するポリアクリル酸ブチルの60%トルエン溶液(Flexibloc D2(登録商標)、Arkema France社製)41部、22部のフェニルマレイミド(PMI)、28部のメタクリル酸メチル(MMA)、3部のアクリロニトリル(AN)、0.1部のn-ドデシルメルカプタン(DM)、ならびに重合溶媒として60部のトルエンを仕込み、これに窒素を通じつつ105℃まで昇温させた。ここにスチレン(St)30部を1時間かけて滴下し、その後105-110℃の還流下で1時間の溶液重合を進行させた。この時の重合液中のモノマー残存量より算出した反応率は、MMAが38%、PMIが48%、スチレンが65%、アクリロニトリルが70%であった。また、H-NMRで求めたブロック共重合体中のPMI含有量は、22質量%であった。
重合反応終了後、100部のメチルエチルケトン(MEK)を加えて希釈した後、大量のヘキサン中に撹拌しながらゆっくり添加した。その際沈殿した白色の固体を取り出し、2.6kPa、80℃で約1時間乾燥し溶媒を除去することで、ポリアクリル酸ブチルからなるポリマーブロック(A)の両末端に、PMIとMMA、St、ANからなるポリマーブロック(B)を有するブロックポリマー共重合体(A-4)を得た。
(A-4)の重量平均分子量は25.1万、数平均分子量は13.2万、ガラス転移温度は132℃であった。また(A-4)の発泡性評価を実施すると○であった。
【0155】
実施例1~4及び比較例1~3の結果を、表1に示す。
実施例1~2と比較例1の比較から、ブロック共重合体がN-置換マレイミド環構造を有することにより、耐熱性が優れることが確認された。
【0156】
【表1】
【0157】
実施例5
樹脂組成物(B-1)を250℃でプレス成型し、120μmのフィルムを得た。次いで160℃(Tg+23℃)で2×2倍の延伸を実施し二軸延伸フィルムを得た。このようにして得た延伸フィルムのTg、厚み、ヘイズ、耐折回数を表2に示す。
【0158】
実施例6~7、比較例4
実施例1~2、および比較例1~3で得た共重合体を表2に示す配合比によりラボプラプラストミルを用い270℃で5分間混合し、樹脂組成物(B-2~4)を得た。得られた樹脂組成物を実施例5同様に処理し、二軸延伸フィルムを得た。このようにして得た延伸フィルムのTg、厚み、ヘイズ、耐折回数を表2に示す。
【0159】
比較例5~6
比較例2~3で合成した共重合体(C-1)~(C-2)を用い、実施例5と同様にしてプレスフィルム及び二軸延伸フィルムを得た。得られた延伸フィルムのTg、厚み、ヘイズ、耐折回数を表2に示す。
尚、比較例6は、プレス成型後のフィルムが脆く、二軸延伸時に破断した。
【0160】
【表2】
【0161】
実施例5~7の結果から、本発明の製造方法によって得られるブロック共重合体又は当該ブロック共重合体を含む樹脂組成物で形成されたフィルムは、耐熱性、透明性、柔軟性、強度に優れることが確認された。
【0162】
実施例8:ニトロキシド重合によるブロック共重合体(A-5)の合成
16部のFlexibloc D2(登録商標)、18部のPMI、72部のMMA、0.1部のDM、ならびに重合溶媒として101部のトルエンとした以外は実施例3と同様に還流下で1時間の溶液重合を進行させた。この時の重合液中のモノマー量より算出した反応率は、MMAが23%、PMIが29%であった。また、重合液の一部を取り出し、実施例1同様の方法でブロック共重合体(A-5)を単離した。H-NMRで求めたブロック共重合体中のPMI含有量は、19質量%であった。
重合反応終了後、100部のメチルエチルケトン(MEK)を加えて希釈した後、大量のヘキサン中に撹拌しながらゆっくり添加した。その際沈殿した白色の固体を取り出し、2.6kPa、80℃で約1時間乾燥し溶媒を除去することで、ポリアクリル酸ブチルからなるポリマーブロック(A)の両末端に、PMIとMMAからなるポリマーブロック(B)を有するブロックポリマー共重合体(A-5)を得た。
(A-5)の重量平均分子量は26.2万、数平均分子量は13.4万、ガラス転移温度は135℃、熱分解温度は319℃であった。また、熱分解温度を測定したサンプル残渣をクロロホルムに溶解したところ、均一に溶解し不溶物は認められなかった。
【0163】
比較例7:ニトロキシド重合によるブロック共重合体(A-6)の合成
重合中にDMを使用しなかった以外は、実施例8と同様に還流下で1時間の溶液重合を進行させた。この時重合液中のモノマー量より算出した反応率は、MMAが26%、PMIが31%であった。また、重合液の一部を取り出し、実施例1同様の方法でブロック共重合体(A-6)を単離した。H-NMRで求めたブロック共重合体中のPMI含有量は、19質量%であった。
重合反応終了後、100部のメチルエチルケトン(MEK)を加えて希釈した後、大量のヘキサン中に撹拌しながらゆっくり添加した。その際沈殿した白色の固体を取り出し、2.6kPa、80℃で約1時間乾燥し溶媒を除去することで、ポリアクリル酸ブチルからなるポリマーブロック(A)の両末端に、PMIとMMAからなるポリマーブロック(B)を有するブロックポリマー共重合体(A-6)を得た。
(A-6)の重量平均分子量は49.2万、数平均分子量は23.1万、ガラス転移温度は135℃、熱分解温度は298℃であった。また、熱分解温度を測定したサンプル残渣をクロロホルムに溶解したところ、分解に起因する不溶物を確認することができた。
【0164】
実施例9:ニトロキシド重合によるブロック共重合体の合成と未反応モノマーの追加重合による共重合体を含む樹脂組成物(B-5)の合成
16部のFlexibloc D2(登録商標)、18部のPMI、72部のMMA、0.1部のDM、ならびに重合溶媒として101部のトルエンとした以外は実施例1と同様に還流下で1時間の溶液重合を進行させた。この時の重合液中のモノマー量より算出した反応率は、MMAが22%、PMIが26%であった。また、重合液の一部を取り出し、実施例1同様の方法でブロック共重合体を単離した。H-NMRで求めたブロック共重合体中のPMI含有量は、19質量%であった。得られたブロック共重合体の分子量を求めたところ、重量平均分子量(Mw)は27.1万、数平均分子量(Mn)は12.6万、分子量分布(Mw/Mn)は2.2であった。
次いで未反応モノマーを追加重合するため、t-アミルパーオキシイソノナノエート(アルケマ吉富社製、ルペロックス(登録商標)570)を0.058部を一括で加えると同時に、t-アミルパーオキシイソノナノエート(アルケマ吉富社製、ルペロックス(登録商標)570)0.115部とトルエン3.5部からなる液を2時間かけて滴下した。滴下終了後、105℃~110℃の温度を保持しながら5時間重合反応を行い、ポリアクリル酸ブチルからなるポリマーブロック(A)の両末端に、PMI、MMAからなるポリマーブロック(B)を有するブロックポリマー共重合体とPMI、MMAからなる共重合体を含むポリマー溶液を得た。尚、重合反応終了後のモノマー残存量より算出した反応率は、MMA98%、PMI97%であった。
得られたポリマー溶液をポリマー固形分濃度が30質量%となるようにMEKで希釈した後、バレル温度270℃、回転速度200rpm、減圧度13.3~400hPa(10~300mmHg)、ベント数2個のベントタイプ二軸押出機(φ=15mm、L/D=30)に導入し、脱揮を行い、ポリアクリル酸ブチルからなるポリマーブロック(A)の両末端に、PMI、MMAからなるポリマーブロック(B)を有するブロックポリマー共重合体とPMI、MMAからなる共重合体とを含む樹脂組成物(B-5)を得た。B-5の重量平均分子量は15.2万、数平均分子量は5.0万、ガラス転移温度は134℃、熱分解温度は326℃であった。
【0165】
マレイミド発生量の評価
比較例8:PMI、MMA共重合体(C-3)の合成
撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入管を備えた反応装置に、20部のフェニルマレイミド(PMI)、80部のメタクリル酸メチル(MMA)、0.1部のn-ドデシルメルカプタン(DM)、ならびに重合溶媒として110部のトルエンを仕込み、これに窒素を通じつつ105℃まで昇温させた。t-アミルパーオキシイソノナノエート(アルケマ吉富社製、ルペロックス(登録商標)570)0.1部を一括で加えると同時に、t-アミルパーオキシイソノナノエート(アルケマ吉富社製、ルペロックス(登録商標)570)0.2部とトルエン10部からなる液を2時間かけて滴下した。滴下終了後、105℃~110℃の温度を保持しながら6時間重合反応を行い、PMI、MMAからなる共重合体を含むポリマー溶液を得た。尚、重合反応終了後のモノマー残存量より算出した反応率は、MMA97%、PMI99%であった。
その後溶液及びモノマー類を真空下240℃で溶媒を除去する事により、PMI、MMAからなる共重合体(C-3)を得た。C-3の重量平均分子量は21.0万、数平均分子量は6.8万、ガラス転移温度は134℃であった。
【0166】
また、実施例9の重合反応後のポリマー溶液から一部を取り出し、溶液及びモノマー類を真空下240℃で溶媒を除去することにより、PMI、MMAからなる共重合体(B-5-2)を得た。
共重合体に含まれるPMI残存量を、ガスクロマトグラフィー(使用機器:Gerstel社製熱分解装置を備えた、日本電子社製ガスクロマトグラフ(6890シリーズ)四重極質量分析計(JWS-K9))を用いて測定したところ、(B-5-2)に含まれるPMIは50ppm、(C-3)に含まれるPMIは80ppmであった。このように、本発明の製造方法は、未反応のマレイミド系モノマーの量を少なくできることが確認された。
【0167】
次に、下記条件で(B-5-2)及び(C-3)を加熱分解し、発生するPMI量を評価した。
パージアンドトラップ法
使用機器:Gerstel社製熱分解装置を備えた、日本電子社製ガスクロマトグラフ(6890シリーズ)四重極質量分析計(JWS-K9)
熱分解条件:280℃30分
発生したPMI量は、(B-5-2)が130ppm、(C-3)が250ppmであった。このように、本発明の製造方法で得られる共重合体は、加熱による共重合体の分解を抑制でき、加熱による共重合体からのマレイミド系モノマーの解離も抑制できることも確認できた。
【0168】
実施例10:ニトロキシド重合によるブロック共重合体の合成と未反応モノマーの追加重合による共重合体を含む樹脂組成物(B-6)の合成
16部のFlexibloc D2(登録商標)、22.5部のシクロヘキシルマレイミド(CMI)、65部のMMA、0.1部のDM、ならびに重合溶媒として95部のトルエンとした以外は実施例1と同様に還流下で1時間の溶液重合を進行させた。この時の重合液中のモノマー量より算出した反応率は、MMAが30%、CMIが14%であった。また、重合液の一部を取り出し、実施例1同様の方法でブロック共重合体を単離した。H-NMRで求めたブロック共重合体中のCMI含有量は、21質量%であった。得られたブロック共重合体の分子量を求めたところ、重量平均分子量(Mw)は23.6万、数平均分子量(Mn)は10.7万、分子量分布(Mw/Mn)は2.2であった。
次いで未反応モノマーを追加重合するため、t-アミルパーオキシイソノナノエート(アルケマ吉富社製、ルペロックス(登録商標)570)0.058部を一括で加えると同時に、t-アミルパーオキシイソノナノエート(アルケマ吉富社製、ルペロックス(登録商標)570)0.115部とトルエン3.5部からなる液を2時間かけて滴下した。滴下終了後、105℃~110℃の温度を保持しながら5時間重合反応を行い、ポリアクリル酸ブチルからなるポリマーブロック(A)の両末端に、CMI、MMAからなるポリマーブロック(B)を有するブロックポリマー共重合体とCMI、MMAからなる共重合体を含むポリマー溶液を得た。尚、重合反応終了後のモノマー残存量より算出した反応率は、MMA98%、CMI98%であった。
得られたポリマー溶液を100部のMEKを加えて希釈した後、大量のヘキサン中に撹拌しながらゆっくり添加した。その際沈殿した白色の固体を取り出し、2.6kPa、200℃で約1時間乾燥し溶媒を除去することで、ポリアクリル酸ブチルからなるポリマーブロック(A)の両末端に、CMI、MMAからなるポリマーブロック(B)を有するブロックポリマー共重合体とCMI、MMAからなる共重合体とを含む樹脂組成物(B-6)を得た。B-6の重量平均分子量は12.7万、数平均分子量は4.1万、ガラス転移温度は133℃、熱分解温度は322℃であった。
【0169】
実施例8~10及び比較例7の結果を、表3に示す。
【0170】
【表3】
【0171】
上記結果から、実施例で得られたブロック共重合体又は樹脂組成物は、高耐熱性であることが確認された。
特に、実施例8と比較例7の対比から、分子量を比較的小さくすることで、高い耐熱性のブロック共重合体が得られることがわかった。また、加熱による不溶化なども生じず、熱安定性についても優れていることがわかった。
【0172】
また、実施例3の(B-1)と実施例9の(B-5)の比較から、DM使用量が多いほど、分子量が低くなり、耐熱性が向上する傾向を確認できた。
【0173】
実施例11:ニトロキシド重合によるブロックポリマーの合成と未反応モノマーの追加重合による共重合体を含む樹脂組成物(B-7)
13部のFlexibloc D2(登録商標)、17部のPMI、71部のMMA、0.10部のDM、ならびに重合溶媒として93部のトルエンとした以外は実施例1と同様に還流下で1時間の溶液重合を進行させた。この時の重合液中のモノマー量より算出した反応率はMMAが33%、PMIが34%であった。また重合液の一部を取り出し、実施例1同様の方法でブロック共重合体を単離した。H-NMRで求めたブロック共重合体中のPMI含有量は18質量%であった。得られたブロック共重合体の分子量を求めたところ、重量平均分子量(Mw)は28.4万、数平均分子量(Mn)は12.7万、分子量分布(Mw/Mn)は2.2であった。
次いで、未反応モノマーを追加重合するため、t-アミルパーオキシイソノナノエート(アルケマ吉富社製、ルペロックス(登録商標)570)0.035部を一括で加えると同時に、スチレン(St)3.9部、トルエン0.44部、滴下開始剤t-アミルパーオキシイソノナノエート(アルケマ吉富社製、ルペロックス(登録商標)570)0.087部からなる溶液を5時間かけて滴下した。
滴下終了後、100℃~110℃の温度を保持しながら2時間重合反応を行い、その後0.009部のエチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート(川研ファインケミカル株式会社製、ALCH)を投入し、ポリアクリル酸ブチルからなるポリマーブロック(A)の両末端に、PMI、MMAからなるポリマーブロック(B)を有するブロックポリマー共重合体と、PMI、MMA、Stからなる共重合体を含むポリマー溶液を得た。この時のポリマー溶液中のモノマー量より算出した反応率はMMAが95%、PMIが99%、Stが96%であった。得られたポリマー溶液に紫外線吸収剤(ADEKA社製「アデカスタブ(登録商標)LA-F70」)0.66部をトルエン1.23部に溶解させた溶液を加え、さらにポリマーの固形分濃度が30質量パーセントとなるようにトルエンで希釈した後、バレル温度270℃、回転速度200rpm、減圧度13.3~400hPa(10~300mmHg)、ベント数3個のベントタイプ二軸押出機(φ=15mm、L/D=30)に導入し、脱揮を行い、ポリアクリル酸ブチルからなるポリマーブロック(A)の両末端に、PMI、MMAからなるポリマーブロック(B)を有するブロックポリマー共重合体と、PMI、MMA、Stからなる共重合体とを含む樹脂組成物(B-7)を得た。
B-7の重量平均分子量は17.0万、数平均分子量は6.2万、ガラス転移温度は134℃であり、熱分解温度は320℃であった。また、B-7の発泡性評価を実施すると、○であった。
【0174】
実施例12:ニトロキシド重合によるブロックポリマーの合成と未反応モノマーの追加重合による共重合体を含む樹脂組成物(B-8)
実施例11において、0.009部のエチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレートに代えて0.005部のテトラエトキシシラン(信越化学工業株式会社製、KBE-04)を使用したこと以外は同様にして、ポリアクリル酸ブチルからなるポリマーブロック(A)の両末端に、PMI、MMAからなるポリマーブロック(B)を有するブロックポリマー共重合体と、PMI、MMA、Stからなる共重合体を含むポリマー溶液を得た。この時のポリマー溶液中のモノマー量より算出した反応率はMMAが95%、PMIが99%、Stが96%であった。得られたポリマー溶液に紫外線吸収剤(ADEKA社製「アデカスタブ(登録商標)LA-F70」)0.66部をトルエン1.23部に溶解させた溶液を加え、更にポリマーの固形分濃度が30質量パーセントとなるようにトルエンで希釈した後は実施例11と同様に脱揮を行い、ポリアクリル酸ブチルからなるポリマーブロック(A)の両末端に、PMI、MMAからなるポリマーブロック(B)を有するブロックポリマー共重合体と、PMI、MMA、Stからなる共重合体とを含む樹脂組成物(B-8)を得た。
B-8の重量平均分子量は16.9万、数平均分子量は6.3万、ガラス転移温度は134℃であり、熱分解温度は319℃であった。また、B-8の発泡性評価を実施すると、○であった。
また、追加重合前に得られたブロック共重合体の分子量を求めたところ、重量平均分子量(Mw)は28.8万、数平均分子量(Mn)は12.9万、分子量分布(Mw/Mn)は2.2であった。
【0175】
実施例13:ニトロキシド重合によるブロックポリマーの合成と未反応モノマーの追加重合による共重合体を含む樹脂組成物(B-9)
実施例11において、0.009部のエチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレートに代えて、酸化防止剤として0.05部のイルガノックス1010(BASFジャパン製)、0.05部のアデカスタブAO-412S、0.05部のアデカスタブ2112(いずれもADEKA社製)を使用したこと以外は同様にして、ポリアクリル酸ブチルからなるポリマーブロック(A)の両末端に、PMI、MMAからなるポリマーブロック(B)を有するブロックポリマー共重合体と、PMI、MMA、Stからなる共重合体を含むポリマー溶液を得た。この時のポリマー溶液中のモノマー量より算出した反応率はMMAが95%、PMIが99%、Stが96%であった。得られたポリマー溶液に紫外線吸収剤(ADEKA社製「アデカスタブ(登録商標)LA-F70」)0.66部をトルエン1.23部に溶解させた溶液を加え、更にポリマーの固形分濃度が30質量パーセントとなるようにトルエンで希釈した後は実施例11と同様に脱揮を行い、ポリアクリル酸ブチルからなるポリマーブロック(A)の両末端に、PMI、MMAからなるポリマーブロック(B)を有するブロックポリマー共重合体と、PMI、MMA、Stからなる共重合体とを含む樹脂組成物(B-9)を得た。
B-9の重量平均分子量は16.8万、数平均分子量は6.2万、ガラス転移温度は134℃であり、熱分解温度は324℃であった。また、B-9の発泡性評価を実施すると、○であった。
また、追加重合前に得られたブロック共重合体の分子量を求めたところ、重量平均分子量(Mw)は28.4万、数平均分子量(Mn)は12.7万、分子量分布(Mw/Mn)は2.2であった。
【0176】
実施例14:ニトロキシド重合によるブロックポリマーの合成と未反応モノマーの追加重合による共重合体を含む樹脂組成物(B-10)
13部のFlexibloc D2(登録商標)、17部のPMI、71部のMMA、0.10部のDM、ならびに重合溶媒として93部のトルエンとした以外は実施例1と同様に還流下で1時間の溶液重合を進行させた。この時の重合液中のモノマー量より算出した反応率はMMAが33%、PMIが34%であった。また重合液の一部を取り出し、実施例1同様の方法でブロック共重合体を単離した。H-NMRで求めたブロック共重合体中のPMI含有量は18質量%であった。得られたブロック共重合体の分子量を求めたところ、重量平均分子量(Mw)は28.5万、数平均分子量(Mn)は12.6万、分子量分布(Mw/Mn)は2.2であった。
次いで、未反応モノマーを追加重合するため、t-アミルパーオキシイソノナノエート(アルケマ吉富社製、ルペロックス(登録商標)570)0.035部を一括で加えると同時に、スチレン(St)3.9部、トルエン0.44部、滴下開始剤t-アミルパーオキシイソノナノエート(アルケマ吉富社製、ルペロックス(登録商標)570)0.087部からなる溶液を5時間かけて滴下した。滴下終了後、100℃~110℃の温度を保持しながら2時間重合反応を行い、ポリアクリル酸ブチルからなるポリマーブロック(A)の両末端に、PMI、MMAからなるポリマーブロック(B)を有するブロックポリマー共重合体と、PMI、MMA、Stからなる共重合体を含むポリマー溶液を得た。
この時のポリマー溶液中のモノマー量より算出した反応率はMMAが95%、PMIが99%、Stが96%であった。得られたポリマー溶液の固形分濃度が30質量パーセントとなるようにトルエンで希釈した後、バレル温度270℃、回転速度200rpm、減圧度13.3~400hPa(10~300mmHg)、ベント数3個とサイドフィーダーを備えたベントタイプ二軸押出機(φ=15mm、L/D=30)に導入し、105部/時(樹脂量換算)の処理速度で脱揮を行いつつ、サイドフィーダーより酸化防止剤としてSongnox1790(SONGWON社製)を0.05部/時、アデカスタブAO-412Sおよびアデカスタブ2112をそれぞれ0.05部/時、紫外線吸収剤(ADEKA社製「アデカスタブ(登録商標)LA-31」)2.0部/時をそれぞれ投入し混練することで、ポリアクリル酸ブチルからなるポリマーブロック(A)の両末端に、PMI、MMAからなるポリマーブロック(B)を有するブロックポリマー共重合体と、PMI、MMA、Stからなる共重合体とを含む樹脂組成物(B-10)を得た。
B-10の重量平均分子量は16.9万、数平均分子量は6.4万、ガラス転移温度は134℃であり、熱分解温度は323℃であった。また、B-10の発泡性評価を実施すると、○であった。
【0177】
実施例11~14の結果を、表4に示す。
【0178】
【表4】
【0179】
比較例9
比較例7で得たブロック共重合体(A-6)30部と、比較例2で得た重合体(C-1)70部をラボプラストミルを用い270℃で5分間混合し、樹脂組成物(B-11)を得た。樹脂組成物(B-11)のTgは133℃であった。
【0180】
実施例15~18
樹脂組成物(B-7)、(B-8)、(B-9)、(B-10)および(B-11)をそれぞれ250℃でプレス成型し、120μmのフィルムを得た。
次いでTg+23℃で2×2倍の延伸を実施し二軸延伸フィルムを得、このようにして得た延伸フィルムのTg、厚み、ヘイズ、耐折回数を測定した。
また、樹脂組成物(B-7)、(B-8)、(B-9)、(B-10)および(B-11)をそれぞれ手動式加熱プレス機(井元製作所製、IMC-180C型)にて250℃でプレス成型し、160μmのフィルムを得た。そのフィルムの内部ヘイズを日本電色工業社製NDH-1001DPを用いて石英セルに1,2,3,4-テトラヒドロナフタリン(テトラリン)を満たし、その中にフィルムを浸漬して測定し100μmあたりの値に換算した。次に手動式加熱プレス機にて、250℃20分間加熱した後の内部ヘイズ値(100μm換算値)を求めて、加熱前後の内部ヘイズ変化率(%)を求めた。
結果を下記表に示す。
【0181】
【表5】
【0182】
上記表の結果から明らかなように、分子量等を調整することで、良好な物性を有しつつ、加熱前後の内部ヘイズの変化が小さく、熱安定性に優れるブロック共重合体又は樹脂組成物が得られることがわかった。
【産業上の利用可能性】
【0183】
本発明によれば、アクリル系モノマー由来の構造単位を有し、柔軟性や強度に優れたマレイミド系ブロック共重合体を効率よく製造することができる。