(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】2024-09-25
(45)【発行日】2024-10-03
(54)【発明の名称】メタクリル樹脂組成物、樹脂改質剤、成形体およびフィルムならびにフィルムの製造方法
(51)【国際特許分類】
C08L 33/12 20060101AFI20240926BHJP
【FI】
C08L33/12
(21)【出願番号】P 2021535378
(86)(22)【出願日】2020-07-29
(86)【国際出願番号】 JP2020028996
(87)【国際公開番号】W WO2021020426
(87)【国際公開日】2021-02-04
【審査請求日】2023-05-31
(31)【優先権主張番号】P 2019139758
(32)【優先日】2019-07-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000001085
【氏名又は名称】株式会社クラレ
(74)【代理人】
【識別番号】100109508
【氏名又は名称】菊間 忠之
(72)【発明者】
【氏名】平岡 伸崇
(72)【発明者】
【氏名】松橋 広大
【審査官】佐藤 貴浩
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第2018/147234(WO,A1)
【文献】国際公開第2018/155467(WO,A1)
【文献】国際公開第2018/021449(WO,A1)
【文献】国際公開第2017/200032(WO,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C08L 1/00-101/14
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
重量平均分子量Mw
Aが
40000~140000であり、数平均分子量Mn
Aに対する重量平均分子量Mw
Aの比が1.0~1.4であり、且つガラス転移温度が125℃以上である、メタクリル重合体(A)と、 重量平均分子量Mw
Bが
160000~2000000であり且つ重量平均分子量Mw
Aの2.5倍以上である、メタクリル重合体(B)とを含有し
、
メタクリル重合体(B)のせん断速度122秒
-1且つ温度260℃における溶融粘度η
Bがメタクリル重合体(A)のせん断速度122秒
-1且つ温度260℃における溶融粘度η
Aよりも高く、
メタクリル重合体(B)に対するメタクリル重合体(A)の質量比が2/98~39/61であり、且つ
重量基準の微分分子量分布曲線において
、分子量が最も高いピークトップ分子量M
Ph
の1/20以下の分子量を有する成分の重量分率微分値の合計が全成分の重量分率微分値の合計に対して2%以下であり、且つ15000以下の分子量を有する成分の重量分率微分値の合計が全成分の重量分率微分値の合計に対して2%以下であり、且つ重量分率微分値が最も高いピークトップ分子量M
Ptが100000~2000000である、
メタクリル樹脂。
【請求項2】
メタクリル重合体(A)は、屈折率n
d
が1.485~1.495であり、トライアドシンジオタクティシティ(rr)が63~80%であり、且つメタクリル酸メチルに由来する構造単位を100質量%含む、請求項1に記載のメタクリル樹脂。
【請求項3】
メタクリル重合体(A)の屈折率n
dAとメタクリル重合体(B)の屈折率n
dBとの差の絶対値|n
dA-n
dB|が0.005以下である、請求項1
または2に記載のメタクリル樹脂。
【請求項4】
請求項1~
3のいずれかひとつに記載のメタクリル樹脂と、エラストマとを含む、樹脂組成物。
【請求項5】
請求項1~
3のいずれかひとつに記載のメタクリル樹脂を含む、成形体。
【請求項6】
請求項1~
3のいずれかひとつに記載のメタクリル樹脂を含み、厚さが20μm以上200μm以下である、フィルム。
【請求項7】
光学用である、請求項
6に記載のフィルム。
【請求項8】
請求項1~
3のいずれかひとつに記載のメタクリル樹脂と、有機溶剤とを含む、ドープ。
【請求項9】
請求項
8に記載のドープを支持体に流延させて液体膜を得、
液体膜から有機溶剤を除去することを含む、フィルムの製造方法。
【請求項10】
フィルムの厚さが20μm以上200μm以下である、請求項
9に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、メタクリル樹脂組成物、樹脂改質剤、成形体およびフィルムならびにフィルムの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
メタクリル樹脂(メタクリル酸エステルに由来する構造単位を主に含有する重合体)は、透明性、耐光性、表面硬度などに優れている。メタクリル樹脂を含む樹脂組成物に成形を施して、導光板、レンズ、シート、フィルムなどの種々の光学部材を得ることができる。
【0003】
特許文献1は、重量平均分子量が好ましくは200000以下である(メタ)アクリル系樹脂Aと、前記(メタ)アクリル系樹脂Aよりガラス転移温度が低く、重量平均分子量が好ましくは100000以上1000000以下である(メタ)アクリル系樹脂Bとを、(メタ)アクリル系樹脂Aと(メタ)アクリル系樹脂Bとの重量比が好ましくは80/20~40/60で、含む、(メタ)アクリル系樹脂組成物およびそれを含むフィルムを開示している。特許文献1は、(メタ)アクリル系樹脂Bの含有量が過度に大きいと、得られる(メタ)アクリル系樹脂フィルムの加熱収縮率が大きくなりやすいと述べている。
【0004】
特許文献2は、引張りモード、1Hzで動的粘弾性測定した際のα緩和温度Tα1が137℃以上であり、分子量分布が好ましくは1.0~1.4であり、重量平均分子量が40000~200000であるメタクリル樹脂(M1)と、引張りモード、1Hzで動的粘弾性測定した際のα緩和温度Tα2が132℃以下であり、重量平均分子量が好ましくは40000~200000であるメタクリル樹脂(M2)とからなり、メタクリル樹脂(M1)およびメタクリル樹脂(M2)の260℃、せん断速度122秒-1での溶融粘度をそれぞれη1およびη2とした場合に、η1>η2であり、メタクリル樹脂(M1)/メタクリル樹脂(M2)の質量比が2/98~29/71である、メタクリル樹脂組成物を開示している。
【0005】
特許文献3は、重量平均分子量が25万以上のメタクリル樹脂と、重量平均分子量が5万未満のフェノール系化合物、スチレン系共重合体、ノボラック樹脂などの添加剤とを含有するドープ組成物を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特開2015-110757号公報
【文献】WO2018/021449A1
【文献】WO2015/098676A1
【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、新規な、メタクリル樹脂組成物、樹脂改質剤、成形体およびフィルムならびにフィルムの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は、以下の形態を包含する。
【0009】
〔1〕 重量平均分子量MwAが30000以上であり、数平均分子量MnAに対する重量平均分子量MwAの比が1.0~1.4であり、且つガラス転移温度が125℃以上である、メタクリル重合体(A)と、 重量平均分子量MwBが80000~3000000で且つ重量平均分子量MwAの2.5倍以上である、メタクリル重合体(B)とを含有し、且つ
メタクリル重合体(B)のせん断速度122秒-1且つ温度260℃における溶融粘度ηBがメタクリル重合体(A)のせん断速度122秒-1且つ温度260℃における溶融粘度ηAよりも高く、
メタクリル重合体(B)に対するメタクリル重合体(A)の質量比が2/98~39/61であり、且つ
重量基準の微分分子量分布曲線において重量分率微分値が最も高いピークトップ分子量MPtが100000~2000000である、
メタクリル樹脂。
【0010】
〔2〕 重量基準の微分分子量分布曲線において、分子量が最も高いピークトップ分子量MPhの1/20以下の分子量を有する成分の重量分率微分値の合計が全成分の重量分率微分値の合計に対して2%以下であり、且つ15000以下の分子量を有する成分の重量分率微分値の合計が全成分の重量分率微分値の合計に対して2%以下である、〔1〕に記載のメタクリル樹脂。
【0011】
〔3〕 重量平均分子量MwAが40000~140000であり、且つ重量平均分子量MwBが160000~2000000である、〔1〕または〔2〕に記載のメタクリル樹脂。
〔4〕 メタクリル重合体(A)の屈折率ndAとメタクリル重合体(B)の屈折率ndBとの差の絶対値|ndA-ndB|が0.005以下である、〔1〕~〔3〕のいずれかひとつに記載のメタクリル樹脂。
〔5〕 〔1〕~〔4〕のいずれかひとつに記載のメタクリル樹脂と、エラストマとを含む、樹脂組成物。
【0012】
〔6〕 重量平均分子量Mwが40000~140000であり、数平均分子量Mnに対する重量平均分子量Mwの比が1.0~1.4であり、屈折率ndが1.485~1.495であり、トライアドシンジオタクティシティ(rr)が63~80%であり、ガラス転移温度が125℃以上であり、且つメタクリル酸メチルに由来する構造単位を100質量%含むメタクリル重合体(A)からなる、樹脂改質剤。
〔7〕 メタクリル重合体(A)は、重量基準の微分分子量分布曲線において15000以下の分子量を有する成分の重量分率微分値の合計が全成分の重量分率微分値の合計に対して2%以下である、〔6〕に記載の樹脂改質剤。
【0013】
〔8〕 〔1〕~〔4〕のいずれかひとつに記載のメタクリル樹脂を含む、成形体。
【0014】
〔9〕 〔1〕~〔4〕のいずれかひとつに記載のメタクリル樹脂を含み、厚さが20μm以上200μm以下である、フィルム。
〔10〕 光学用である、〔9〕に記載のフィルム。
【0015】
〔11〕 〔1〕~〔4〕のいずれかひとつに記載のメタクリル樹脂と、有機溶剤とを含む、ドープ。
【0016】
〔12〕 〔11〕に記載のドープを流延用支持体に流延させ、
その後、有機溶剤を除去することを含む、フィルムの製造方法。
〔13〕 フィルムの厚さが20μm以上200μm以下である、〔12〕に記載の製造方法。
【発明の効果】
【0017】
本発明のメタクリル樹脂または樹脂組成物は、高い透明性および高い耐熱性を有する。本発明の成形体、例えば、フィルムは、高い透明性、高い耐熱性、および高い機械的強度を有する上に、表面平滑性、表面硬度、または耐衝撃性に優れている。本発明のフィルムの製造方法は、有機溶媒の蒸発に要する時間が短く、表面平滑性、表面硬度、または耐衝撃性に優れるフィルムの、生産効率が高い。
【発明を実施するための形態】
【0018】
本発明のメタクリル樹脂は、メタクリル重合体(A)とメタクリル重合体(B)とを含有するものである。
【0019】
メタクリル重合体(A)は、メタクリル酸エステルに由来する構造単位を主に含有するランダム重合体である。このメタクリル重合体(A)は、樹脂改質剤として用いることができる。
【0020】
メタクリル酸エステルとしては、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などのメタクリル酸アルキルエステル;メタクリル酸フェニルなどのメタクリル酸アリールエステル;メタクリル酸シクロへキシル、メタクリル酸ノルボルネニルなどのメタクリル酸シクロアルキルエステル;を挙げることができる。これらのうち、メタクリル酸アルキルエステルが好ましく、メタクリル酸メチルが最も好ましい。
【0021】
メタクリル重合体(A)に含有するメタクリル酸エステルに由来する構造単位の量は、メタクリル重合体(A)の全構造単位に対して、好ましくは90質量%以上、より好ましくは95質量%以上、さらに好ましくは98質量%以上、よりさらに好ましくは99質量%以上、最も好ましくは100質量%である。
メタクリル重合体(A)は、メタクリル酸エステルに由来する構造単位のうち、メタクリル酸メチルに由来する構造単位の含有量が、メタクリル重合体(A)の全構造単位に対して、好ましくは90質量%以上、より好ましくは95質量%以上、さらに好ましくは98質量%以上、よりさらに好ましくは99質量%以上、最も好ましくは100質量%である。
【0022】
メタクリル重合体(A)は、メタクリル酸エステル以外の単量体に由来する構造単位を含有してもよい。メタクリル酸エステル以外の単量体としては、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸2-エチルへキシルなどのアクリル酸アルキルエステル;アクリル酸フェニルなどのアクリル酸アリールエステル;アクリル酸シクロへキシル、アクリル酸ノルボルネニルなどのアクリル酸シクロアルキルエステル;スチレン、α-メチルスチレンなどの芳香族ビニル化合物;アクリルアミド;メタクリルアミド;アクリロニトリル;メタクリロニトリル;などの一分子中に重合性の炭素-炭素二重結合を一つだけ有するビニル系単量体を挙げることができる。
【0023】
メタクリル重合体(A)の重量平均分子量MwAは、通常、30000以上、好ましくは40000~200000、より好ましくは40000~140000、さらに好ましくは40000~100000である。MwAが30000以上であると成形体の耐衝撃性や靭性が向上する傾向がある。MwAの上限は、特に制限されないが、MwAが200000以下であると、メタクリル樹脂または樹脂組成物の流動性が、良好な成形加工性をもたらすのに、十分なレベルになる傾向がある。
【0024】
メタクリル重合体(A)は、数平均分子量MnAに対する重量平均分子量MwAの比(MwA/MnA)が、通常、1.0~1.4、好ましくは1.01~1.4、より好ましくは1.05~1.4、さらに好ましくは1.05~1.3である。この範囲内にあるMwA/MnAを有するメタクリル重合体(A)を用いると、力学強度に優れた成形体を得易い。なお、MwAおよびMnAは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにて測定されるクロマトグラムに基づいて標準ポリスチレンの分子量に換算して、算出される値である。
【0025】
ゲルパーミエーションクロマトグラフィーは、以下のようにして行うことができる。溶離液としてテトラヒドロフラン、カラムとして東ソー株式会社製のTSKgel SuperMultipore HZM-Mの2本とSuperHZ4000を直列に繋いだものを用いる。分析装置として、RI(示差屈折検出器)を備えた東ソー株式会社製のHLC-8320(品番)を使用する。試料樹脂4mgをテトラヒドロフラン5mlに溶解させて、さらに0.1μmのフィルターでろ過して試料溶液を得る。カラムオーブンの温度を40℃に設定し、溶離液流量0.35ml/分で、試料溶液20μlを注入して、クロマトグラムを測定する。クロマトグラムは、試料溶液と参照溶液との屈折率差に由来する電気信号(検出強度Y)を溶出時間(リテンションタイム)に対してプロットしてなるチャートである。
標準ポリスチレンの分子量への換算は検量線に基いて行う。検量線は、分子量400~5000000の範囲内にある各標準ポリスチレンについてゲルパーミエーションクロマトグラフィーにてクロマトグラムを測定し、溶出時間と分子量の対数値とをプロットすることによって、作成する。
【0026】
メタクリル重合体(A)は、重量基準の微分分子量分布曲線において、15000以下の分子量を有する成分(M≦1.5万)の重量分率微分値の合計が、全成分の重量分率微分値の合計に対して、好ましくは5%以下、より好ましくは3%以下、さらに好ましくは2%以下である。15000以下の分子量を有する成分の重量分率微分値の合計が小さいほど、メタクリル樹脂組成物の強度が高くなる傾向がある。
なお、重量基準の微分分子量分布曲線は、横軸に分子量の対数値log(M)、縦軸に重量分率微分値(重量分率Wを分子量の対数値log(M)で微分した値dw/d(log(M)))をプロットしたものであり、MwAおよびMnAを算出する際に使用した前記クロマトグラムに基づいて横軸を標準ポリスチレンの分子量に換算して得られるものである。具体的には、
1)クロマトグラムにベースラインを引いて、ピークを特定し、
2)標準ポリスチレンの分子量の対数値-溶出時間検量線(校正曲線)を用いて、溶出時間を分子量に換算し、
3)ピーク面積を算出し、溶出時間毎の重量分率を算出し、
4)横軸に分子量の対数値、縦軸に重量分率をプロットし、
5)重量分率を順次積算して、横軸に分子量の対数値、縦軸に重量分率の積算値をプロットして積分分子量分布曲線を得、
6)各分子量における積分分子量分布曲線の微分値(重量分率微分値dw/d(log(M))を算出し、
7)横軸に分子量の対数値log(M)、縦軸に重量分率微分値dw/d(log(M))をプロットして微分分子量分布曲線を得る。
所定分子量範囲の重量分率微分値の合計は、所定分子量範囲において微分分子量分布曲線と重量分率微分値がゼロの線とによって囲まれる面積を代表値として用いることができる。
【0027】
メタクリル重合体(A)のガラス転移温度は、好ましくは125℃以上、より好ましくは127℃以上、さらに好ましくは129℃以上である。メタクリル重合体(A)のガラス転移温度の上限は、好ましくは140℃である。メタクリル重合体(A)のガラス転移温度が高くなるほど、本発明のメタクリル樹脂または樹脂組成物は耐熱性が高くなり、熱収縮などの変形が起こり難い傾向がある。
【0028】
メタクリル重合体(A)のトライアドシンジオタクティシティ(rr)は、下限が、63%、好ましくは65%、より好ましくは72%であり、上限が、好ましくは90%、より好ましくは85%、さらに好ましくは80%である。メタクリル重合体(A)のトライアドシンジオタクティシティ(rr)が63%以上であることで、本発明のメタクリル樹脂または樹脂組成物は耐熱性が高くなり、熱収縮などの変形が起こり難い傾向がある。またメタクリル重合体(A)のトライアドシンジオタクティシティ(rr)が上記範囲にあると、本発明のメタクリル樹脂または樹脂組成物の強度を特に向上させる。これは、メタクリル重合体(A)とメタクリル重合体(B)とのカルボニル-カルボニル相互作用が向上するからであると考えられる。
【0029】
ここで、トライアドシンジオタクティシティ(rr)は、連続する3つの構造単位の連鎖(3連子、triad)が有する2つの連鎖(2連子、diad)が、ともにラセモ(rrと表記する)である割合である。なお、ポリマー分子中の構造単位の連鎖(2連子、diad)において立体配置が同じものをメソ(meso)、逆のものをラセモ(racemo)と称し、それぞれm、rと表記する。
トライアドシンジオタクティシティ(rr)(%)は、重水素化クロロホルム中、30℃で1H-NMRスペクトルを測定し、そのスペクトルからTMSを0ppmとした際の0.6~0.95ppmの領域の面積(X)と0.6~1.35ppmの領域の面積(Y)とを計測し、式:(X/Y)×100にて算出することができる。
【0030】
メタクリル重合体(A)の製法は、上記のような物性値を満たすメタクリル重合体(A)を得ることができる限り、特に制限されない。生産性の観点からは、アニオン重合法が好ましい。より好ましくは、アニオン重合法において、上記のような物性値を満たすように、重合温度、重合時間、連鎖移動剤の種類や量、重合開始剤の種類や量などを、適宜設定することによって、メタクリル重合体(A)を製造する。
【0031】
アニオン重合法としては、例えば、有機アルカリ金属化合物を重合開始剤としアルカリ金属またはアルカリ土類金属の塩などの鉱酸塩の存在下でアニオン重合する方法(特公平7-25859号参照)、有機アルカリ金属化合物を重合開始剤とし有機アルミニウム化合物の存在下でアニオン重合する方法(特開平11-335432号参照)、有機希土類金属錯体を重合開始剤としてアニオン重合する方法(特開平6-93060号参照)などを挙げることができる。
【0032】
アニオン重合法においては、重合開始剤としてn-ブチルリチウム、sec-ブチルリチウム、イソブチルリチウム、tert-ブチルリチウム等のアルキルリチウムを用いることが好ましい。また、生産性の観点から有機アルミニウム化合物を共存させることが好ましい。有機アルミニウムとしては、AlR1R2R3で表される化合物(R1、R2およびR3は、それぞれ独立して置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有していてもよいシクロアルキル基、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有していてもよいアラルキル基、置換基を有してもよいアルコキシル基、置換基を有してもよいアリールオキシ基またはN,N-二置換アミノ基を表す。さらに、R2およびR3は、それらが結合してなる、置換基を有していてもよいアリーレンジオキシ基であってもよい。)を挙げることができる。有機アルミニウム化合物の具体例としては、イソブチルビス(2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェノキシ)アルミニウム、イソブチルビス(2,6-ジ-tert-ブチルフェノキシ)アルミニウム、イソブチル〔2,2’-メチレンビス(4-メチル-6-tert-ブチルフェノキシ)〕アルミニウム等を挙げることができる。また、アニオン重合法においては、重合反応を制御するために、エーテルや含窒素化合物などを共存させることもできる。
【0033】
メタクリル重合体(A)は樹脂改質剤として有用であり、特にメタクリル重合体(B)の改質剤として有用である。
【0034】
メタクリル重合体(B)は、メタクリル酸エステルに由来する構造単位を主に含有するランダム重合体である。
【0035】
メタクリル酸エステルとしては、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などのメタクリル酸アルキルエステル;メタクリル酸フェニルなどのメタクリル酸アリールエステル;メタクリル酸シクロへキシル、メタクリル酸ノルボルネニルなどのメタクリル酸シクロアルキルエステル;を挙げることができる。これらのうち、メタクリル酸アルキルエステルが好ましく、メタクリル酸メチルが最も好ましい。
メタクリル重合体(B)に含有するメタクリル酸エステルに由来する構造単位の量は、メタクリル重合体(B)の全構造単位に対して、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量以上である。
【0036】
メタクリル重合体(B)は、アクリル酸エステルに由来する構造単位を含有してもよい。アクリル酸エステルとしては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸2-エチルへキシルなどのアクリル酸アルキルエステル;アクリル酸フェニルなどのアクリル酸アリールエステル;アクリル酸シクロへキシル、アクリル酸ノルボルネニルなどのアクリル酸シクロアルキルエステルなどを挙げることができる。メタクリル重合体(B)に含有するアクリル酸エステルに由来する構造単位の量は、メタクリル重合体(B)の全構造単位に対して、好ましくは0~20質量%、より好ましくは0~10質量%である。
【0037】
メタクリル重合体(B)は、メタクリル酸エステルおよびアクリル酸エステル以外の単量体に由来する構造単位を含有してもよい。メタクリル酸エステルおよびアクリル酸エステル以外の単量体としては、アクリル酸、メタクリル酸などのα,β-不飽和モノカルボン酸;マレイン酸、フマル酸、イタコン酸などの不飽和基含有二価カルボン酸;スチレン、α-メチルスチレンなどの芳香族ビニル化合物;アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどのα,β-不飽和ニトリル;無水マレイン酸、マレイミド、N-置換マレイミド、グルタル酸無水物などを挙げることができる。メタクリル重合体(B)に含有するメタクリル酸メチルおよびアクリル酸エステル以外の単量体に由来する構造単位の量は、メタクリル重合体(B)の全構造単位に対して、好ましくは20質量%以下、より好ましくは10質量%以下である。
【0038】
メタクリル重合体(B)の重量平均分子量MwBは、好ましくは80000以上、より好ましくは80000~3000000、より好ましくは120000~2500000、さらに好ましくは160000~2000000である。MwBが80000以上であることでメタクリル樹脂または樹脂組成物の耐衝撃性や靭性が向上する傾向がある。MwBの上限は耐衝撃性や靭性の観点から特に制限はないが、MwBが3000000を超えるメタクリル重合体(B)は製造が難しい傾向がある。MwBが160000以上であると、メタクリル樹脂または樹脂組成物の強度を特に向上させる。これは、メタクリル重合体(A)とメタクリル重合体(B)とのカルボニル-カルボニル相互作用が向上するからであると考えられる。
【0039】
メタクリル重合体(B)は、の数平均分子量MnBに対する重量平均分子量MwBの比(MwB/MnB)が、好ましくは1.7~2.6、より好ましくは1.7~2.5、さらに好ましくは1.7~2.3である。この範囲内にあるMwB/MnBを有するメタクリル重合体(B)を用いると、力学強度に優れた成形体を得易い。なお、MwBおよびMnBは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにて測定されるクロマトグラムに基づいて標準ポリスチレンの分子量に換算して、算出される値である。
【0040】
メタクリル重合体(B)は、ガラス転移温度が、好ましくは100℃以上、より好ましくは105℃以上である。メタクリル重合体(B)のガラス転移温度の上限は好ましくは140℃である。メタクリル重合体(B)のガラス転移温度がこの範囲にあると、メタクリル樹脂または樹脂組成物の耐熱性が高くなり、熱収縮などの変形が起き難い傾向がある。
【0041】
メタクリル重合体(B)は、トライアドシンジオタクティシティ(rr)が、好ましくは45~63%、より好ましくは49~60%である。メタクリル重合体(B)のトライアドシンジオタクティシティ(rr)が上記範囲にあると、メタクリル樹脂または樹脂組成物の耐熱性と成形加工性とが良好な状態でバランスする傾向がある。
【0042】
メタクリル重合体(B)の製法は、上記のような物性値を満たすメタクリル重合体(B)を得ることができる限り、特に制限されない。メタクリル重合体(B)の製法は、反応活性点の観点から、ラジカル重合、アニオン重合などを挙げることができる。また、メタクリル重合体(B)の製法は、重合反応液の形態の観点から、乳化重合、溶液重合、塊状重合、懸濁重合などを挙げることができる。これらの内、生産性の高さおよび高分子量化の容易さの点から、ラジカル乳化重合、ラジカル塊状重合、またはラジカル懸濁重合が好ましく、ラジカル塊状重合がより好ましい。
【0043】
塊状重合または懸濁重合において用いられる重合開始剤の具体例としては、t-ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t-ヘキシルパーオキシ2-エチルヘキサノエート、1,1,3,3-テトラメチルブチルパーオキシ2-エチルヘキサノエート、t-ブチルパーオキシピバレート、t-ヘキシルパーオキシピバレート、t-ブチルパーオキシネオデカノエ-ト、t-ヘキシルパーオキシネオデカノエ-ト、1,1,3,3-テトラメチルブチルパーオキシネオデカノエート、1,1-ビス(t-ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン、ベンゾイルパーオキシド、3,5,5-トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイドなどの過酸化物;2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオニトリル)、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(2-メチルプロピオネート)などのアゾ化合物などを挙げることができる。これらのうち、t-ヘキシルパーオキシ2-エチルヘキサノエート、1,1-ビス(t-ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン、ジメチル2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオネート)が好ましい。乳化重合において用いられる重合開始剤の具体例としては、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウムなどの過硫酸塩系開始剤;パースルホキシレート/有機過酸化物、過硫酸塩/亜硫酸塩などのレドックス系開始剤を挙げることができる。重合開始剤は1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。重合開始剤の使用量は、上記のような物性値を満たすメタクリル重合体(B)を得ることができるように設定すればよく、例えば、重合反応に供される単量体100質量部に対して、好ましくは0.0001~0.02質量部、より好ましくは0.001~0.01質量部、さらに好ましくは0.005~0.007質量部、の範囲内において、適宜設定することができる。
【0044】
塊状重合において用いられる重合開始剤は、反応性ラジカルを発生するものである。該重合開始剤は、1時間半減期温度が、好ましくは60~140℃、より好ましくは80~120℃である。また、該重合開始剤は、水素引抜き能が、好ましくは20%以下、より好ましくは10%以下、さらに好ましくは5%以下である。
【0045】
なお、水素引抜き能は重合開始剤製造業者の技術資料(例えば日本油脂株式会社技術資料「有機過酸化物の水素引抜き能と開始剤効率」(2003年4月作成))などによって知ることができる。また、α-メチルスチレンダイマーを使用したラジカルトラッピング法、即ちα-メチルスチレンダイマートラッピング法によって水素引抜き能を測定することができる。当該測定は、一般に、次のようにして行われる。まず、ラジカルトラッピング剤としてのα-メチルスチレンダイマーの共存下で重合開始剤を開裂させてラジカル断片を生成させる。生成したラジカル断片のうち、水素引抜き力が低いラジカル断片はα-メチルスチレンダイマーの二重結合に付加して捕捉される。一方、水素引抜き力が高いラジカル断片はシクロヘキサンから水素を引き抜き、シクロヘキシルラジカルを発生させ、該シクロヘキシルラジカルがα-メチルスチレンダイマーの二重結合に付加して捕捉され、シクロヘキサン捕捉生成物を生成する。そこで、シクロヘキサン、またはシクロヘキサン捕捉生成物を定量し、理論的なラジカル断片発生量に対する水素引抜き力が高いラジカル断片の割合(モル分率)を算出し、それを水素引抜き能とする。
【0046】
塊状重合において用いられる連鎖移動剤としては、n-オクチルメルカプタン、n-ドデシルメルカプタン、t-ドデシルメルカプタン、1,4-ブタンジチオール、1,6-ヘキサンジチオール、エチレングリコールビスチオプロピオネート、ブタンジオールビスチオグリコレート、ブタンジオールビスチオプロピオネート、ヘキサンジオールビスチオグリコレート、ヘキサンジオールビスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリス-(β-チオプロピオネート)、ペンタエリスリトールテトラキスチオプロピオネートなどのアルキルメルカプタン類などを挙げることができる。これらのうちn-オクチルメルカプタン、n-ドデシルメルカプタンなどの単官能アルキルメルカプタンが好ましい。これら連鎖移動剤は1種を単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。
連鎖移動剤の使用量は、上記のような物性値を満たすメタクリル重合体(B)を得ることができるように設定すればよく、例えば、重合反応に供される単量体100質量部に対して、好ましくは0~0.5質量部、より好ましくは0.05~0.4質量部、さらに好ましくは0.06~0.25質量部、の範囲内において、適宜設定することができる。また、連鎖移動剤の使用量は、重合開始剤100質量部に対して、好ましくは2500~10000質量部、より好ましくは3000~9000質量部、の範囲内において、適宜設定することができる。
【0047】
懸濁重合においては懸濁安定剤を用いることができる。懸濁安定剤としては、例えば、有機コロイド性高分子物質、無機コロイド性高分子物質、無機微粒子及びこれらと界面活性剤との組み合わせを挙げることができる。
【0048】
乳化重合においては乳化剤を用いることができる。乳化剤としては、例えば、アニオン系乳化剤であるジオクチルスルホコハク酸ナトリウム、ジラウリルスルホコハク酸ナトリウムなどのジアルキルスルホコハク酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムなどのアルキルベンゼンスルホン酸塩、ドデシル硫酸ナトリウムなどのアルキル硫酸塩;ノニオン系乳化剤であるポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルなど;ノニオン・アニオン系乳化剤であるポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル硫酸ナトリウムなどのポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウムなどのポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレントリデシルエーテル酢酸ナトリウムなどのアルキルエーテルカルボン酸塩;を挙げることができる。これら乳化剤は1種単独でまたは2種以上を組み合わせて用いてもよい。なお、ノニオン系乳化剤およびノニオン・アニオン系乳化剤の例示化合物におけるエチレンオキシド単位の平均繰返し単位数は、乳化剤の発泡性が極端に大きくならないようにするために、好ましくは30以下、より好ましくは20以下、さらに好ましくは10以下である。
【0049】
乳化重合または懸濁重合においては重合反応終了後に反応生成液から公知の方法によって樹脂を取り出す。乳化重合においては、塩析凝固法、凍結凝固法、噴霧乾燥法などによって反応生成液(エマルジョン)から樹脂を取り出すことができる。これらの中でも、樹脂に含まれる不純物を水洗により容易に除去できる点から、塩析凝固法および凍結凝固法が好ましい。なお、凝固工程前に、目開き50μm以下の金網などでエマルジョンを濾過すると、エマルジョンに混入した異物を除去することができるので、好ましい。
【0050】
本発明のメタクリル樹脂は、メタクリル重合体(B)のせん断速度122秒-1且つ温度260℃における溶融粘度ηBが、メタクリル重合体(A)のせん断速度122秒-1且つ温度260℃における溶融粘度ηAよりも高い。溶融粘度ηBと溶融粘度ηAとの差は、好ましくは1000Pa・s以上、より好ましくは1500Pa・s以上である。
また、本発明のメタクリル樹脂は、メタクリル重合体(B)の重量平均分子量MwBが、重量平均分子量MwAの2.5倍以上、好ましくは3倍以上である。
【0051】
本発明のメタクリル樹脂は、メタクリル重合体(A)の屈折率ndAとメタクリル重合体(B)の屈折率ndBとの差の絶対値|ndA-ndB|が、好ましくは0.005以下である。
【0052】
本発明のメタクリル樹脂に含有するメタクリル重合体(A)の量は、耐熱性と成形加工性または表面平滑性とを良好な状態で両立させる観点から、メタクリル樹脂に対して、好ましくは2~39質量%、より好ましくは5~30質量%、さらに好ましくは5~20質量%、最も好ましくは5~16質量%である。
【0053】
本発明のメタクリル樹脂に含有するメタクリル重合体(B)の量は、耐熱性または機械強度と成形加工性とを良好な状態で両立させる観点から、メタクリル樹脂に対して、好ましくは61~98質量%、より好ましくは70~95質量%、さらに好ましくは80~95質量%、最も好ましくは84~95質量%である。
【0054】
本発明のメタクリル樹脂は、メタクリル重合体(B)に対するメタクリル重合体(A)の質量比が、2/98~39/61、より好ましくは5/95~30/70、さらに好ましくは5/95~20/80である。
【0055】
本発明のメタクリル樹脂は、重量基準の微分分子量分布曲線において重量分率微分値が最も高いピークトップ分子量MPtが、好ましくは100000~2000000、より好ましくは120000~2000000、さらに好ましくは160000~2000000である。ピークトップ分子量MPtがこの範囲にあることで、強度や硬度、表面平滑性に優れた、成形品を得ることができる。
【0056】
本発明のメタクリル樹脂は、重量基準の微分分子量分布曲線において、分子量が最も高いピークトップ分子量MPhの1/20以下の分子量を有する成分(M≦1/20MPh)の重量分率微分値の合計が全成分の重量分率微分値の合計に対して、好ましくは2%以下、より好ましくは1.5%以下である。
本発明のメタクリル樹脂は、重量基準の微分分子量分布曲線において、15000以下の分子量を有する成分(M≦1.5万)の重量分率微分値の合計が全成分の重量分率微分値の合計に対して、好ましくは2%以下、より好ましくは1.75%以下である。
上記のような低分子量の成分が少ないことによって、本発明のメタクリル樹脂または樹脂組成物は、その効果がより向上する。
【0057】
本発明のメタクリル樹脂組成物は、本発明のメタクリル樹脂を含有するものである。本発明のメタクリル樹脂組成物は、本発明のメタクリル樹脂と、該メタクリル樹脂以外の他の樹脂(additional resin)とを含有してもよい。
他の樹脂としては、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)等のオレフィン系熱可塑性樹脂;塩化ビニル、塩素化ビニル樹脂等の含ハロゲン系熱可塑性樹脂;アクリル系熱可塑性樹脂; 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-スチレン共重合体等のスチレン系熱可塑性樹脂;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等のポリエステル;ナイロン6、ナイロン66、ナイロン610等のポリアミド;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;ポリサルホン;ポリエーテルサルホン;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、アクリル系ゴムを配合したABS樹脂やASA樹脂等のゴム質重合体、ポリビニルブチラール、セルロースアシレート等のセルロース樹脂等を挙げることができる。本発明のメタクリル樹脂組成物において、これら他の樹脂は、本発明のメタクリル樹脂と相溶状態であってもよいし、相分離状態であってもよい。
【0058】
本発明のメタクリル樹脂組成物は、本発明のメタクリル樹脂と、エラストマと、必要に応じて前記の他の樹脂を含有してもよい。
【0059】
エラストマは、メタクリル樹脂と相溶状態または相分離状態にて混ざり合うものである。エラストマは、メタクリル樹脂と相分離状態にて混ざり合い、分散相を形成するものが、好ましい。分散相の形状は、特に制限されず、例えば、球状、楕円体状、棒状、扁平体状、ひも状などを挙げることができる。分散相の大きさは特に限定されないが、たとえば、平均粒子径として、好ましくは0.05~1μm、より好ましくは0.07~0.5μm、さらに好ましくは0.10~0.4μmである。
【0060】
エラストマとしては、アクリル酸エステルに由来する構造単位を含有する重合体からなるものが好ましい。アクリル酸エステルとしては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチルなどのアクリル酸アルキルエステル;アクリル酸フェニル、アクリル酸ベンジルなどのアクリル酸アリールエステル;アクリル酸シクロへキシル、アクリル酸ノルボルネニルなどのアクリル酸シクロアルキルエステル;を挙げることができる。これらのうち、アクリル酸アルキルエステルが好ましく、アクリル酸ブチルが最も好ましい。
エラストマに含有するアクリル酸エステルに由来する構造単位の量は、好ましくは30質量%以上、より好ましくは35%質量以上90質量%以下、さらに好ましくは40質量%以上80質量%以下である。
【0061】
エラストマは、アクリル酸エステルに由来する構造単位以外に、一分子中に重合性の炭素-炭素二重結合を一つだけ有するビニル系単量体に由来する構造単位を有してもよい。ビニル系単量体としては、例えば、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸2-エチルへキシルなどのメタクリル酸アルキルエステル;メタクリル酸フェニルなどのメタクリル酸アリールエステル;メタクリル酸シクロへキシル、メタクリル酸ノルボルネニルなどのメタクリル酸シクロアルキルエステル;メタクリル酸ベンジルなどのメタクリル酸アラルキルエステル、スチレン、α-メチルスチレンなどの芳香族ビニル化合物;アクリルアミド;メタクリルアミド;アクリロニトリル;メタクリロニトリル;などを挙げることができる。
【0062】
本発明のメタクリル樹脂組成物に含有するエラストマの量は、メタクリル樹脂組成物に対して、好ましくは0~50質量%、より好ましくは0~40質量%、更に好ましくは0~30質量%である。エラストマの量は、耐薬品性、耐熱性、曲げ弾性率、加工性などの観点から、適宜設定できる。
【0063】
エラストマは、その分子鎖の形態によって特に制限されず、例えば、直鎖重合体エラストマ(例えば、ランダム共重合体エラストマ、ブロック共重合体エラストマなど)、分岐鎖重合体エラストマ(例えば、グラフト共重合体エラストマ、スター型ブロック共重合体エラストマ)、などを挙げることができる。これらのうち、エラストマは、メタクリル酸エステルに由来する構造単位を主に有する重合体ブロックとアクリル酸エステルに由来する構造単位を有する重合体ブロックとからなるブロック共重合体エラストマを含有するものが好ましい。
【0064】
エラストマは、アクリル酸エステルに由来する構造単位を含有する架橋ゴム重合体を含む粒子(以下、架橋ゴム粒子という。)であってもよい。
【0065】
架橋ゴム粒子は、平均粒子径が、好ましくは0.05~1μm、より好ましくは0.07~0.5μm、さらに好ましくは0.10~0.4μmである。このような範囲内の平均粒子径、特に0.15~0.3μmの平均粒子径を有する架橋ゴム粒子を用いると、少量の配合で、剛性や表面硬度を損なうことなく、靭性を発現させることができる。なお、平均粒子径は、光散乱法によって測定される、体積基準の粒径分布における平均値である。
【0066】
架橋ゴム粒子は内層と該内層を覆う最外層から成ることが好ましい。内層は中芯層だけからなるものであってもよいし、中芯層と該中芯層を覆う中間層とからなるものであってもよい。中間層は一の重合体からなる単層であってもよいし、それぞれが異なる重合体からなる多層であってよい。
架橋ゴム粒子は、透明性の観点から、隣り合う二つの層は、各層の屈折率ndの差が、好ましくは0.01未満、より好ましくは0.008未満、さらに好ましくは0.005未満であることが好ましい。
【0067】
架橋ゴム粒子における内層と最外層との質量比は、好ましくは60/40~95/5、より好ましくは70/30~90/10である。
【0068】
架橋ゴム粒子としては、例えば、架橋ゴム重合体(II)からなる中芯層と、中芯層を覆う熱可塑性重合体(III)からなる最外層との二層粒子; 架橋重合体(I)からなる中芯層と、中芯層を覆う架橋ゴム重合体(II)からなる中間層と、中間層を覆う熱可塑性重合体(III)からなる最外層との三層粒子; 架橋ゴム重合体(II)からなる中芯層と、中芯層を覆う架橋重合体(I)からなる第1中間層と、第1中間層を覆う架橋ゴム重合体(II)からなる第2中間層と、第2中間層を覆う熱可塑性重合体(III)からなる最外層との四層粒子を挙げることができる。
【0069】
熱可塑性重合体(III)は、炭素数1~8のアルキル基を有するメタクリル酸アルキルエステルに由来する構造単位および必要に応じて該メタクリル酸アルキルエステル以外の単官能単量体に由来する構造単位からなる重合体である。熱可塑性重合体(III)は、多官能単量体に由来する構造単位を含まない方が好ましい。
【0070】
熱可塑性重合体(III)を構成する炭素数1~8のアルキル基を有するメタクリル酸アルキルエステルに由来する構造単位の量は、熱可塑性重合体(III)の質量に対して、80~100質量%、好ましくは85~95質量%である。
【0071】
炭素数1~8のアルキル基を有するメタクリル酸アルキルエステル(以下、メタクリル酸C1-8アルキルエステルということがある。)としては、例えば、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸2-エチルヘキシル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸シクロヘキシルなどを挙げることができる。これらのうちメタクリル酸メチルが好ましい。
【0072】
熱可塑性重合体(III)を構成するメタクリル酸C1-8アルキルエステル以外の単官能単量体に由来する構造単位の量は、熱可塑性重合体(III)の質量に対して、0~20質量%、好ましくは5~15質量%である。
メタクリル酸C1-8アルキルエステル以外の単官能単量体としては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸2-エチルヘキシル、アクリル酸プロピルなどのアクリル酸エステル;スチレン、p-メチルスチレン、α-メチルスチレンなどの芳香族ビニル化合物;N-プロピルマレイミド、N-シクロヘキシルマレイミド、N-o-クロロフェニルマレイミドなどのマレイミド化合物を挙げることができる。
【0073】
熱可塑性重合体(III)の量は、架橋ゴム粒子の質量に対して、好ましくは40~75質量%、より好ましくは50~70質量%、さらに好ましくは55~65質量%である。
【0074】
架橋重合体(I)は、メタクリル酸メチルに由来する構造単位、メタクリル酸メチル以外の単官能単量体に由来する構造単位、および多官能単量体に由来する構造単位からなる。
【0075】
架橋重合体(I)を構成するメタクリル酸メチルに由来する構造単位の量は、架橋重合体(I)の質量に対して、40~98.5質量%、好ましくは45~95質量%である。
【0076】
架橋重合体(I)を構成するメタクリル酸メチル以外の単官能単量体に由来する構造単位の量は、架橋重合体(I)の質量に対して、1~59.5質量%、好ましくは5~55質量%である。
メタクリル酸メチル以外の単官能単量体としては、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸シクロヘキシルなどのメタクリル酸メチル以外のメタクリル酸エステル;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸2-エチルヘキシル、アクリル酸プロピルなどのアクリル酸エステル;スチレン、p-メチルスチレン、α-メチルスチレンなどの芳香族ビニル化合物;N-プロピルマレイミド、N-シクロヘキシルマレイミド、N-o-クロロフェニルマレイミドなどのマレイミド化合物を挙げることができる。
【0077】
架橋重合体(I)を構成する多官能単量体に由来する構造単位の量は、架橋重合体(I)の質量に対して、0.05~0.4質量%、好ましくは0.1~0.3質量%である。
多官能単量体としては、エチレングリコールジメタクリレート、プロピレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ヘキサンジオールジメタクリレート、エチレングリコールジアクリレート、プロピレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、アリルメタクリレート、トリアリルイソシアヌレートなどを挙げることができる。
【0078】
架橋重合体(I)の量は、架橋ゴム粒子の質量に対して、好ましくは5~40質量%、より好ましくは7~35質量%、さらに好ましくは10~30質量%である。
【0079】
架橋ゴム重合体(II)は、炭素数1~8のアルキル基を有するアクリル酸アルキルエステルに由来する構造単位および/または共役ジエンに由来する構造単位、および多官能単量体に由来する構造単位からなる。
【0080】
架橋ゴム重合体(II)を構成する炭素数1~8のアルキル基を有するアクリル酸アルキルエステルに由来する構造単位および/または共役ジエンに由来する構造単位の量は、架橋ゴム重合体(II)の質量に対して、98.3~99質量%、好ましくは95~98質量%である。
【0081】
炭素数1~8のアルキル基を有するアクリル酸アルキルエステルとしては、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸2-エチルヘキシル、アクリル酸プロピルなどを挙げることができる。
【0082】
共役ジエンとしては、例えば、1,3-ブタジエン、イソプレンなどを挙げることができる。
【0083】
架橋ゴム重合体(II)を構成する多官能単量体に由来する構造単位の量は、架橋ゴム重合体(II)の質量に対して、1~1.7質量%、好ましくは1.2~1.6質量%、より好ましくは1.3~1.5質量%である。
多官能単量体としては、エチレングリコールジメタクリレート、プロピレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ヘキサンジオールジメタクリレート、エチレングリコールジアクリレート、プロピレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、アリルメタクリレート、トリアリルイソシアヌレートなどを挙げることができる。
【0084】
耐屈曲性の向上の観点から、架橋ゴム重合体(II)中の多官能単量体に由来する構造単位の質量に対する、架橋重合体(I)中の多官能単量体に由来する構造単位の質量の比が、好ましくは0.05~0.25、より好ましくは0.1~0.2である。架橋ゴム重合体(II)のガラス転移温度は、架橋重合体(I)のガラス転移温度より低いことが好ましい。
【0085】
架橋ゴム重合体(II)の量は、架橋ゴム粒子の質量に対して、好ましくは20~55質量%、より好ましくは25~45質量%、さらに好ましくは30~40質量%である。
【0086】
架橋重合体(I)と架橋ゴム重合体(II)は分子鎖がグラフト結合によってつながっていることが好ましい。また、架橋ゴム重合体(II)と熱可塑性重合体(III)は分子鎖がグラフト結合によってつながっていることが好ましい。なお、グラフト結合は、すでに完成している高分子の主鎖に結合した置換基を反応活性点とし、そこから新たに枝部分を伸張させることを含む重合法(グラフト重合法)によって、生成する主鎖と枝部分とを繋ぐ結合である。
【0087】
本発明の樹脂組成物は、透明性や強度などの物性を損なわない範囲で、慣用の添加剤を含んでもよい。添加剤としては、例えば、紫外線吸収剤、安定剤、離型剤、帯電防止剤、難燃剤、可塑剤、分散剤、流動調整剤、レベリング剤、消泡剤、表面改質剤、耐熱性改良剤、撥水性改良剤又は光学発現剤などが利用できる。
【0088】
可塑剤としては、フタル酸エステル系、脂肪酸エステル系、トリメリット酸エステル系、リン酸エステル系、ポリエステル系、あるいはエポキシ系等を挙げることができる。
【0089】
紫外線吸収剤としては、ベンゾトリアゾール系、2-ヒドロキシベンゾフェノン系又はサリチル酸フェニルエステル系のもの等を挙げることができる。例えば、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、2-(3,5-ジ-t-ブチル-2-ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール等のトリアゾール類、2-ヒドロキシ-4-メトキシベンゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-オクトキシベンゾフェノン、2,2’-ジヒドロキシ-4-メトキシベンゾフェノン等のベンゾフェノン類を例示することができる。
【0090】
離型剤としては、セチルアルコール、ステアリルアルコールなどの高級アルコール類;ステアリン酸モノグリセライド、ステアリン酸ジグリセライドなどのグリセリン高級脂肪酸エステルなどを挙げることができる。
【0091】
難燃剤としては、例えば、テトラブロモビスフェノールA、デカブロモジフェニルオキシド、臭素化ポリカーボネート等の有機ハロゲン系難燃剤;酸化アンチモン、水酸化アルミニウム、ホウ酸亜鉛、トリクレジルホスフェート等の非ハロゲン系難燃剤などを挙げることができる。
【0092】
帯電防止剤としては、例えば、ステアロアミドプロピルジメチル-β-ヒドロキシエチルアンモニウムニトレートなどを挙げることができる。
【0093】
表面改質剤としてはポリブタジエン、CTBN(末端カルボン酸変性ニトリルブタジエンゴム)などを挙げることができる。
【0094】
安定剤としては2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノール、6-エトキシ-1,2-ジヒドロ-2,2,4-トリメチルキノリンなどを挙げることができる。
【0095】
レベリング剤としてはフッ素系界面活性剤などを挙げることができる。
【0096】
消泡剤としてはアクリル系共重合物、シリコーンなどを挙げることができる。
【0097】
これら添加剤は、それぞれ、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。添加剤の量は、メタクリル樹脂組成物100質量部に対して、例えば、0.01~10質量部、好ましくは0.05~5質量部、さらに好ましくは0.1~3質量部であってもよい。
【0098】
本発明の樹脂組成物は、固体状のものであってもよいし、液体状のものであってもよい。
固体状の樹脂組成物は、メタクリル重合体(A)、メタクリル重合体(B)及び必要に応じて他の樹脂、エラストマ、添加剤などの他の成分(additional component)を混合することにより製造又は調製できる。混合は、例えば、リボンブレンダ、タンブルミキサ、ヘンシェルミキサなどの混合機や、オープンローラ、ニーダ、バンバリーミキサ、押出機などの混練機による混合手段などを用いた溶融混練によって行うことができる。これらの混合手段は1種単独で又は2種以上組み合わせてもよい。本発明の樹脂組成物は、メタクリル重合体(A)、メタクリル重合体(B)及び必要に応じて混合される他の成分の、混合順序によって限定されない。例えば、メタクリル重合体(A)とメタクリル重合体(B)とを混合して本発明のメタクリル樹脂を得、次いでこれに他の成分を混合して本発明の樹脂組成物を得てもよいし、メタクリル重合体(A)とメタクリル重合体(B)と他の成分とを一緒に混合して本発明の樹脂組成物を得てもよいし、メタクリル重合体(A)と他の成分とを混合し、次いでこれにメタクリル重合体(B)を混合して本発明の樹脂組成物を得てもよいし、メタクリル重合体(B)と他の成分とを混合し、次いでこれにメタクリル重合体(A)を混合して本発明の樹脂組成物を得てもよい。
【0099】
液体状の樹脂組成物は、メタクリル重合体(A)、メタクリル重合体(B)および必要に応じて他の成分を、液媒体に溶解または分散させてなるものである。液媒体としては、例えば、炭化水素類(ベンゼン、トルエンなど)、ハロゲン系溶媒(ジクロロメタンなど)、エーテル類(ジエチルエーテル、テトラヒドロフランなど)、エステル類(酢酸エチルなど)、ケトン類(アセトン、エチルメチルケトン、ジイソプロピルケトン、シクロヘキサノンなど)など、アルコール類(メタノール、エタノール、ブタノールなど)などを挙げることができる。これらの液媒体は1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。メタクリル重合体(A)、メタクリル重合体(B)および必要に応じて他の成分の液媒体への添加の手順は特に制限されない。
【0100】
本発明の成形体は、本発明のメタクリル樹脂または樹脂組成物を含有してなるものである。
本発明の成形体は、本発明のメタクリル樹脂または固体状樹脂組成物に、例えば、射出成形法、射出圧縮成形法、押出成形法(例えば、Tダイ法、インフレーション法など)、カレンダー法、熱成形法(特に、熱プレス法)、トランスファー成形法、ブロー成形法、溶融キャスト法などを用いた成形を施すことによって、得ることができる。
また、本発明の成形体は、本発明の液体状の樹脂組成物(例えば、ドープなど)に、例えば、ソルベントキャスト法などを用いた成形を施すことによって、得ることができる。
【0101】
本発明の成形体の一態様であるフィルム又はシートは、延伸処理を施されていないもの(未延伸フィルム)であってもよいし、延伸処理を施された延伸フィルムであってもよい。本発明のフィルムは、光学フィルム、光学シートとして用いることができる。延伸は、一軸延伸(例えば、縦延伸又は横延伸)又は二軸延伸(例えば、等延伸又は偏延伸)のいずれであってもよい。延伸倍率は、例えば、一軸延伸及び二軸延伸において各方向(又は一方向)にそれぞれ1.1~10倍程度であってもよく、好ましくは1.2~5倍、さらに好ましくは1.3~3倍程度である。本発明のフィルムは、延伸処理によって、強度が向上することがある。フィルムの厚さは、例えば、1~1000μm、好ましくは3~800μm、さらに好ましくは5~500μm、最も好ましくは20~200μmである。
【0102】
本発明のドープは、本発明のメタクリル樹脂と、有機溶剤と、必要に応じて他の成分とを含むものである。ドープに好ましく用いられる有機溶剤として、ジクロロメタンなどのハロゲン化炭化水素;メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、1-ブタノール、2-ブタノール、t-ブタノール、1-ペンタノール、2-メチル-2-ブタノール、シクロヘキサノールなどのアルコールを挙げることができる。ドープに含まれる本発明のメタクリル樹脂の量は、好ましくは5~70質量%、より好ましくは10~60質量%、さらに好ましくは15~50質量%である。ドープに含まれる有機溶剤の量は、好ましくは30~95質量%、より好ましくは40~90質量%、さらに好ましくは50~85質量%である。
【0103】
本発明のドープには、ソルベントキャスト用添加剤が含まれていてもよい。ソルベントキャスト用添加剤としては、透湿度低減化合物;剥離促進剤;レタデーション(Rth)制御剤;無機微粒子(マット剤);フタル酸エステル、リン酸エステル系の化合物などの可塑剤;Re発現剤;紫外線吸収剤;酸化防止剤などを挙げることができる。
【0104】
ドープは、0℃以上の温度(常温又は高温)において調製することが好ましい。ドープは、メタクリル樹脂と有機溶剤と必要に応じて他の成分と必要に応じてソルベントキャスト用添加剤とを混ぜ合わせることにより調製することができる。混ぜ合わせる手順は、特に制限されず、例えば、有機溶剤に各成分の混合物を添加して溶解させてもよいし、攪拌中の有機溶剤に各成分を順次添加して溶解させてもよいし、各成分の溶液を予め調製しておいてそれらの溶液を混合してもよい。本発明のメタクリル樹脂または樹脂組成物の溶解は、常圧で行ってもよいし、主溶剤の沸点以下で行ってもよいし、主溶剤の沸点以上で加圧して行ってもよい。また、特開平9-95544号公報、特開平9-95557号公報、または特開平9-95538号公報に記載の如き冷却溶解法で行う方法、特開平11-21379号公報に記載の如き高圧で行ってもよい。これらのうち、主溶剤の沸点以上の温度で加圧して本発明のメタクリル樹脂または樹脂組成物の溶解を行うことが好ましい。
【0105】
本発明のフィルムの製造方法は、本発明のドープを支持体に流延させて液体膜を得、液体膜から有機溶剤を除去することを含む。ドープの流延は、例えば、貯蔵タンクからポンプを用いてドープをダイに供給し、ダイスリットからドープを排出し、回転する金属製無端ベルトに塗布することによって行われる。液体膜の厚さは、フィルムの強度や加工性などの観点から、フィルムの厚さが好ましくは20~200μmとなるように、調整する。液体膜の厚さの調整は、ドープの供給量、無端ベルト(支持体)の速度などを変えることによって行うことができる。有機溶剤の除去によって固体膜が支持体上に得られるので、固体膜を支持体から剥がす。支持体から剥がされた固体膜には有機溶剤が残存していることがあるので、固体膜に乾燥処理を施すことができる。乾燥処理は、例えば、固体膜に残存する有機溶剤量が20質量%から0.1質量%になるまでの時間が、好ましくは40分未満、より好ましくは30分以下、さらに好ましくは25分以下である条件にて行うことができる。さらに、乾燥処理後のフィルムに、熱処理、延伸処理などを施してもよい。なお、流延ダイ、減圧チャンバ、支持体などの構造、共流延、剥離法、延伸、各工程の乾燥条件、ハンドリング方法、カール、平面性矯正後の巻取方法、溶剤回収方法、フィルム回収方法などは、特開2005-104148号公報の段落[0617]~段落[0889]の記述をここに引用する。
【0106】
以下に実施例および比較例を示して本発明をより具体的に説明する。なお、本発明は以下の実施例によって制限されるものではない。また、本発明は、以上までに述べた、特性値、形態、製法、用途などの技術的特徴を表す事項を、任意に組み合わせて成るすべての態様を包含している。
【0107】
メタクリル重合体等の物性、ならびにメタクリル樹脂、メタクリル樹脂組成物およびドープの評価は以下のとおりに行った。
【0108】
(重合転化率)
島津製作所社製ガスクロマトグラフ GC-14Aに、カラム(GL Sciences Inc.製 InertCap 1; df=0.4μm、0.25mmI.D.×60m)を繋ぎ、インジェクション温度を180℃に、検出器温度を180℃に、カラム温度を60℃(5分間保持)から昇温速度10℃/分で200℃まで昇温しその後10分間保持する条件に設定して、測定を行い、この結果に基づいて重合転化率を算出した。
【0109】
(トライアドシンジオタクティシティ(rr)、イミド化率)
樹脂試料について以下の条件にて1H-NMRスペクトルを測定した。
装置:核磁気共鳴装置(Bruker社製 ULTRA SHIELD 400 PLUS)
溶媒 :重クロロホルム
測定核種:1H
測定温度:室温
積算回数:64回
1H-NMRスペクトルにおいて、TMSを0ppmとした際の0.6~0.95ppmの領域の面積(X)、および0.6~1.35ppmの領域の面積(Y)を計測し、(X/Y)×100にて算出した値をトライアドシンジオタクティシティ(rr)(%)とした。
1H-NMRスペクトルにおいて、3.5~3.8ppm付近のメタクリル酸メチル単位中のO-CH3基に由来するピークの面積(A)と、3.0~3.3ppm付近のN-メチルグルタルイミド単位中のN-CH3基に由来するピークの面積(B)を計測し、〔B/(A+B)〕×100にて算出した値をイミド化率とした。
【0110】
[重量平均分子量Mw、数平均分子量Mn、ピークトップ分子量MPt]
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)にて下記の条件でクロマトグラムを測定し、標準ポリスチレンの分子量に換算した値(Mw、Mn、MPt)を算出した。ベースラインはGPCチャートの高分子量側のピークの傾きが保持時間の早い方から見てゼロからプラスに変化する点と、低分子量側のピークの傾きが保持時間の早い方から見てマイナスからゼロに変化する点を結んだ線とした。
GPC装置:東ソー株式会社製、HLC-8320
検出器:示差屈折率検出器
カラム:東ソー株式会社製のTSKgel SuperMultipore HZM-Mの2本とSuperHZ4000を直列に繋いだものを用いた。
溶離剤: テトラヒドロフラン
溶離剤流量: 0.35ml/分
カラム温度: 40℃
検量線:標準ポリスチレン10点のデータを用いて作成
【0111】
(溶融粘度η)
樹脂試料を80℃で12時間乾燥させた後、東洋精機(株)社製「キャピログラフ1D」を用いて、温度260℃且つせん断速度122sec-1の条件で、溶融粘度ηを測定した。
【0112】
(屈折率nd)
樹脂試料について、カルニュー光学工業株式会社製「KPR-200」を用いて、波長587.6nm(ヘリウムd線)における屈折率を測定した。
【0113】
(平均粒子径)
ゴム粒子分散液試料について、堀場製作所社製レーザー回折/散乱式粒子径分布測定装置LA-910を用い、光散乱法(体積換算)にて測定した。粒子径としてはメジアン径を採用した。
【0114】
(ガラス転移温度Tg)
JIS K7121に準拠して、示差走査熱量測定装置(島津製作所製、DSC-50(品番))を用いて、樹脂試料を、230℃まで昇温し、次いで室温まで冷却し、その後、室温から230℃までを10℃/分で昇温させて、DSC曲線を測定した。2回目の昇温時に測定されたDSC曲線から求められる中間点ガラス転移温度を本発明におけるガラス転移温度とした。
【0115】
(シャルピー衝撃強度、ロックウェル硬度、透明性 I)
樹脂試料に260℃での熱プレス成形を施してえ、80mm×10mm×4mmの成形品試料を得た。該成形品試料について、JIS K7111 1eUに準拠して、東洋精機製デジタルインパクトテスターを用いて、ノッチ無しシャルピー衝撃強度を測定した。測定を10回行い、平均値をシャルピー衝撃強度とした。
前記の成形品試料について、JIS K7202に準拠して、ロックウェル硬度計(東洋精機製、ロックウェル硬度試験機)を用いて、ロックウェル硬度を測定した。
前記の成形品試料について、JIS K7136に準拠して、ヘイズメータ(村上色彩研究所製、HM-150)を用いて、ヘイズを測定し、下記の基準で透明性 Iを判断した。
〇:ヘイズが5%未満である。
×:ヘイズが5%以上である。
【0116】
(乾燥時間)
固形分濃度16質量%のドープを金属支持体上に、乾燥後の厚さが56μmになるように流延を行った。風乾にて有機溶剤の残存量が20質量%になった時点で、支持体上に得られた固体膜を支持体から剥がした。剥がされた固体膜をトリミングして6cm×6cmの固体膜試料を得た。固体膜試料を金属枠に固定し、エスペック製循環式恒温槽PHH-202を用いて、ダンパー開度50%、140℃にて、常圧乾燥させた。5分間経過するごとに、有機溶剤の残存量を測定した。溶媒残存量は下記の式で表すことができる。
溶媒残存量(質量%)=[(X-Y)/Y]×100
ここで、Xは乾燥途上における固体膜の質量であり、 Yは乾燥が平衡状態に成ったときの固体膜の質量である。
測定は2回行いその平均値を算出した。横軸に乾燥時間、縦軸に有機溶剤の残存量をプロットしてなる乾燥特性曲線を作成した。乾燥特性曲線から、有機溶剤の残存量が0.1質量%となるときの乾燥時間を求めた。
【0117】
(表面平滑性)
有機溶剤の残存量が0.1質量%である固体膜試料の表面に、蛍光灯を反射させた時の反射像を肉眼観察し、以下の基準で表面平滑性を判断した。
×:蛍光灯の像が揺らぐ
〇:蛍光灯の像が揺らがない
【0118】
(透明性II)
有機溶剤の残存量が0.1質量%である固体膜試料について、JIS K7136に準拠して、ヘイズメータ(村上色彩研究所製、HM-150)を用いて、ヘイズを測定し、下記の基準で透明性IIを判断した。
〇:ヘイズが1%未満である。
×:ヘイズが1%以上である。
【0119】
(フィルム耐衝撃性)
有機溶剤の残存量が0.1質量%である固体膜試料をトリミングして長さ60mm×幅10mmの試験片を得た。端から30mmの幅方向全域に亘って折り目が外側に出るように1回折った。このときに2つ以上のピースに分離するか否かを観察した。これを3回行い、下記の基準でフィルム耐衝撃性を判断した。
○:3回とも折れない
×:3回のうち少なくとも1回は折れる
【0120】
製造例1(メタクリル重合体(A-1)の製造)
撹拌翼および三方コックが取り付けられたオートクレーブ内を窒素で置換した。これに、室温下にて、トルエン1600kg、1,2-ジメトキシエタン60kg、濃度0.45Mのイソブチルビス(2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノキシ)アルミニウムのトルエン溶液42.1kg(24.3mol)、および濃度1.3Mのsec-ブチルリチウムの溶液(溶媒:シクロヘキサン95質量%/n-ヘキサン5質量%)4.82kg(8.1mmol)を仕込んだ。撹拌しながら、これに、15℃にて、蒸留精製されたメタクリル酸メチル550kgを30分間かけて滴下した。滴下終了後、15℃で90分間撹拌した。溶液の色が黄色から無色に変わった。この時点のメタクリル酸メチルの重合転化率は100%であった。得られた溶液にトルエン1500kgを加えて希釈した。希釈液を大量のメタノール中に注ぎ入れ、沈澱物を得た。得られた沈殿物を80℃、140Paにて24時間乾燥させて、メタクリル重合体(A-1)を得た。
メタクリル重合体(A-1)は、Mwが70000で、分子量15000以下の成分(M≦1.5万)の割合が0.17質量%で、溶融粘度ηが1200Pa・sで、Mw/Mnが1.1で、トリアドシンジオタクティシティ(rr)が75%で、Tgが131℃で、メタクリル酸メチルに由来する構造単位の量が100質量%であった。メタクリル重合体(A-1)の物性を表1に示す。
【0121】
製造例2(メタクリル重合体(A-2)の製造)
撹拌翼および三方コックが取り付けられたオートクレーブ内を窒素で置換した。これに、室温下にて、トルエン1600kg、1,2-ジメトキシエタン80kg、濃度0.45Mのイソブチルビス(2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノキシ)アルミニウムのトルエン溶液73.3kg(42.3mol)、および濃度1.3Mのsec-ブチルリチウムの溶液(溶媒:シクロヘキサン95質量%/n-ヘキサン5質量%)8.44kg(14.1mmol)を仕込んだ。撹拌しながら、これに、15℃にて、蒸留精製されたメタクリル酸メチル550kgを30分間かけて滴下した。滴下終了後、15℃で90分間撹拌した。溶液の色が黄色から無色に変わった。この時点のメタクリル酸メチルの重合転化率は100%であった。得られた溶液にトルエン1500kgを加えて希釈した。希釈液を大量のメタノール中に注ぎ入れ、沈澱物を得た。得られた沈殿物を80℃、140Paにて24時間乾燥させて、メタクリル重合体(A-2)を得た。
メタクリル重合体(A-2)は、Mwが40000で、分子量15000以下の成分(M≦1.5万)の割合が1.52質量%で、溶融粘度ηが450Pa・sで、Mw/Mnが1.1で、トリアドシンジオタクティシティ(rr)が75%で、Tgが130℃で、メタクリル酸メチルに由来する構造単位の量が100質量%であった。メタクリル重合体(A-2)の物性を表1に示す。
【0122】
製造例3(メタクリル重合体(A-3)の製造)
撹拌翼および三方コックが取り付けられたオートクレーブ内を窒素で置換した。これに、室温下にて、トルエン1600kg、1,2-ジメトキシエタン110kg、濃度0.45Mのイソブチルビス(2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノキシ)アルミニウムのトルエン溶液119.0kg(68.7mol)、および濃度1.3Mのsec-ブチルリチウムの溶液(溶媒:シクロヘキサン95質量%/n-ヘキサン5質量%)13.71kg(22.9mmol)を仕込んだ。撹拌しながら、これに、15℃にて、蒸留精製されたメタクリル酸メチル550kgを30分間かけて滴下した。滴下終了後、15℃で90分間撹拌した。溶液の色が黄色から無色に変わった。この時点のメタクリル酸メチルの重合転化率は100%であった。得られた溶液にトルエン1500kgを加えて希釈した。次いで、希釈液を大量のメタノール中に注ぎ入れ、沈澱物を得た。得られた沈殿物を80℃、140Paにて24時間乾燥させて、メタクリル重合体(A-3)を得た。
メタクリル重合体(A-3)は、Mwが25000で、分子量15000以下の成分(M≦1.5万)の割合が7.06質量%で、溶融粘度ηが150Pa・sで、Mw/Mnが1.1で、トリアドシンジオタクティシティ(rr)が76%で、Tgが130℃で、メタクリル酸メチルに由来する構造単位の量が100質量%であった。メタクリル重合体(A-3)の物性を表1に示す。
【0123】
製造例4(メタクリル重合体(A-4)の製造)
攪拌機および採取管が取り付けられたオートクレーブ内を窒素で置換した。これに、精製されたメタクリル酸メチル100質量部、2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオニトリル(水素引抜能:1%、1時間半減期温度:83℃)0.0065質量部、およびn-オクチルメルカプタン0.290質量部を入れ、撹拌して、原料液を得た。この原料液中に窒素を送り込み、溶存酸素を除去した。
オートクレーブと配管で接続された槽型反応器に容量の2/3まで原料液を入れた。温度を140℃に維持したまま、先ずバッチ方式で重合反応を開始させた。重合転化率が55質量%になったところで、温度140℃に維持したまま、平均滞留時間120分となる流量で原料液をオートクレーブから槽型反応器に供給し、同時に原料液の供給流量に相当する流量で反応液を槽型反応器から抜き出して、連続流通方式の重合反応に切り替えた。切り替え後、定常状態における重合転化率は45質量%であった。
定常状態になった槽型反応器から抜き出される反応液を、平均滞留時間2分間となる流量で内温230℃の多管式熱交換器に供給して加温した。次いで加温された反応液をフラッシュ蒸発器に導入し、未反応単量体を主成分とする揮発分を除去して、溶融樹脂を得た。揮発分が除去された溶融樹脂を内温230℃の二軸押出機に供給してストランド状に吐出し、ペレタイザでカットして、ペレット状のメタクリル重合体(A-4)を得た。
メタクリル重合体(A-4)は、Mwが80000で、分子量15000以下の成分(M≦1.5万)の割合が6.92質量%で、溶融粘度ηが700Pa・sで、Mw/Mnが1.87で、トリアドシンジオタクティシティ(rr)が52%で、Tgが120℃で、メタクリル酸メチルに由来する構造単位の量が100質量%であった。メタクリル重合体(A-4)の物性を表1に示す。
【0124】
製造例5(メタクリル重合体(A-5)の製造)
輸送部、溶融混練部、脱揮部および排出部からなり且つスクリュー回転数120rpmおよび温度250℃に設定された二軸押出機(テクノベル社製;商品名KZW20TW-45MG-NH-600)の輸送部にメタクリル重合体(A-4)を2kg/hrで供給し、該二軸押出機の溶融混練部にモノメチルアミンを0.08kg/hrで注入し、メタクリル重合体(A-4)とモノメチルアミンとを反応させた。なお、溶融混練部にはニーディングブロックが設置されており、反応ゾーンの末端のスクリューにはリバースフライトを設置した。
20Torr(約2.7kPa)に設定された脱揮部において、副生成物および過剰のモノメチルアミンを揮発させ、ベントを通して排出した。
二軸押出機の排出部の末端に設けられたダイスから押し出されたストランド状溶融樹脂を、水槽で冷却し、その後、ペレタイザでカットして、ペレット状のメタクリル重合体(A-5a)を得た。
【0125】
輸送部、溶融混練部、脱揮部および排出部からなり且つスクリュー回転数100rpmおよび温度230℃に設定された二軸押出機(テクノベル社製;商品名KZW20TW-45MG-NH-600)の輸送部にメタクリル重合体(A-5a)を1kg/hrで供給し、該二軸押出機の溶融混練部に炭素ジメチル1.6質量部およびトリエチルアミン0.2質量部からなる液を0.01kg/hrで注入し、メタクリル重合体(A-5a)中のカルボキシ基に炭素ジメチルを反応させた。なお、溶融混練部にはニーディングブロックが設置されており、反応ゾーンの末端のスクリューにリバースフライトを設置した。
20Torr(約2.7kPa)に設定された脱揮部において、副生成物および過剰の炭酸ジメチルを揮発させ、ベントを通して排出した。
二軸押出機の排出部の末端に設けられたダイスから押し出されたストランド状溶融樹脂を、水槽で冷却し、その後、ペレタイザでカットして、ペレット状のメタクリル重合体〔A-5b〕を得た。
【0126】
輸送部、溶融混練部、脱揮部および排出部からなり且つスクリュー回転数100rpmおよび温度230℃に設定された二軸押出機(テクノベル社製;商品名KZW20TW-45MG-NH-600)の輸送部にメタクリル樹脂(A-5b)を1kg/hrで供給した。20Torr(約2.7kPa)に設定された脱揮部において、未反応物などの揮発分を揮発させ、ベントを通して排出した。
二軸押出機の排出部の末端に設けられたダイスから押し出されたストランド状溶融樹脂を、水槽で冷却し、その後、ペレタイザでカットして、ペレット状のメタクリル重合体(A-5)を得た。
メタクリル重合体(A-5)は、Mwが80000で、Mw/Mnが1.8で、分子量15000以下の成分(M≦1.5万)の割合が6.60質量%で、イミド化率が7.0モル%で、ガラス転移温度が130℃であった。メタクリル重合体(A-5)の物性を表1に示す。
【0127】
製造例6
懸濁重合法によって、メタクリル酸メチルに由来する構造単位が100.0質量%で、且つMwが420,000であるメタクリル重合体(B-1)を得た。メタクリル重合体(B-1)の物性を表1に示す。
【0128】
製造例7(メタクリル重合体(B-2)の製造)
攪拌機および採取管付オートクレーブに、精製されたメタクリル酸メチル89質量部、およびアクリル酸メチル11質量部を入れて単量体混合物を得た。単量体混合物に重合開始剤(2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオニトリル(AIBN)、水素引抜能:1%、1時間半減期温度:83℃)0.0026質量部および連鎖移動剤(n-オクチルメルカプタン)0.09質量部を加え溶解させて原料液を得た。窒素により製造装置内の酸素を追出した。前記原料液を、オートクレーブから一定量で排出し、温度140℃に制御された連続流通式槽型反応器に、平均滞留時間150分間となる流量で供給して、塊状重合させた。反応器の採取管より反応液を分取し、ガスクロマトグラフィーによって測定したところ、重合転化率は43質量%であった。
【0129】
反応器から排出される液を240℃に加温し、260℃に制御された二軸押出機に一定流量で供給した。該二軸押出機において未反応単量体を主成分とする揮発分が除去されて、樹脂成分がストランド状に押し出された。該ストランドをペレタイザでカットし、ペレット状のメタクリル重合体(B-2)を得た。メタクリル重合体(B-2)の物性を表1に示す。
【0130】
製造例8(メタクリル重合体(B-3)の製造)
攪拌機および採取管が取り付けられたオートクレーブ内を窒素で置換した。これに、精製されたメタクリル酸メチル98.9質量部、アクリル酸メチル1.1質量部、2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオニトリル(水素引抜能:1%、1時間半減期温度:83℃)0.0050質量部、およびn-オクチルメルカプタン0.26質量部を入れ、撹拌して、原料液を得た。かかる原料液中に窒素を送り込み、原料液中の溶存酸素を除去した。
前記オートクレーブと配管で接続された槽型反応器に反応器容量の2/3まで原料液を入れた。槽型反応器への原料液供給口および槽型反応器からの反応液排出口を閉めて温度を140℃に維持してバッチ方式の重合反応を開始させた。重合転化率が55質量%になったところで、槽型反応器への原料液供給口および槽型反応器からの反応液排出口を開いて、平均滞留時間150分となる流量で、原料液をオートクレーブから槽型反応器に供給し、且つ原料液の供給流量に相当する流量で、反応液を槽型反応器から抜き出して、温度140℃に維持し、連続流通方式の重合反応に切り替えた。切り替え後、定常状態における重合転化率は55質量%であった。
【0131】
反応器から排出される液を230℃に加温し、240℃に制御された二軸押出機に一定流量で供給した。該二軸押出機において未反応単量体を主成分とする揮発分が除去されて、樹脂成分がストランド状に押し出された。該ストランドをペレタイザでカットし、ペレット状のメタクリル重合体(B-3)を得た。メタクリル重合体(B-3)の物性を表1に示す。
【0132】
【0133】
製造例9(架橋ゴム粒子(C-1)の製造)
撹拌機、温度計、窒素ガス導入部、単量体導入管および還流冷却器を備えた反応器に、脱イオン水1050質量部、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム1質量部および炭酸ナトリウム0.05質量部を仕込み、反応器内を窒素ガスで十分に置換して実質的に酸素がない状態にした。その後、内温を80℃に設定した。そこに、過硫酸カリウム0.01質量部を投入し、5分間撹拌した。次いで、メタクリル酸メチル(MMA)93.7質量%、アクリル酸メチル(MA)6.1質量%およびメタクリル酸アリル(ALMA)0.2質量%からなる単量体混合物26.3質量部を20分間かけて連続的に滴下した。滴下終了後、重合転化率が98%以上になるようにさらに30分間重合反応を行った。
次いで、同反応器に、過硫酸カリウム3%水溶液0.05質量部を投入して5分間撹拌した。その後、アクリル酸n-ブチル79.1質量%、スチレン17.1質量%およびメタクリル酸アリル3.8質量%からなる単量体混合物157.4質量部を40分間かけて連続的に滴下した。滴下終了後、重合転化率が98%以上になるようにさらに30分間重合反応を行った。
次に、同反応器に、過硫酸カリウム3%水溶液0.5質量部を投入して5分間撹拌した。その後、メタクリル酸メチル93.7質量%、アクリル酸メチル6.0質量%およびn-オクチルメルカプタン(nOM、連鎖移動剤)0.3質量%を含む単量体混合物341質量部を100分間かけて連続的に滴下した。滴下終了後、重合転化率が98%以上になるようにさらに60分間重合反応を行って、平均粒子径が0.1μmである架橋ゴム粒子(C-1)を含むエマルジョンを得た。
続いて、該エマルジョンを-30℃で4時間かけて凍結させた。凍結したエマルジョンの2倍量の80℃温水に凍結エマルジョンを投入、氷解させてスラリーを得た。スラリーを20分間80℃に保持した。その後、脱水し、70℃で乾燥させて、架橋ゴム粒子(C-1)の凝固物からなるパウダーを得た。
【0134】
製造例10(ブロック共重合体(D-1)の製造)
20リットルの反応槽内部を脱気し、窒素で置換した後、室温にて乾燥トルエン10.29kg、ヘキサメチルトリエチレンテトラミン0.019kg、イソブチルビス(2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノキシ)アルミニウム0.17molを含有するトルエン溶液0.35kgを加え、さらに、sec-ブチルリチウム0.077molを加えた。これにメタクリル酸メチル0.50kgを加え、室温で1時間反応させた。引き続き、重合液を-25℃に冷却し、アクリル酸n-ブチル1.21kgとアクリル酸ベンジル0.48kgとの混合液を1時間かけて滴下した。続いて、メタクリル酸メチル1.23kgを加え、反応液を室温に戻し、8時間攪拌した。次いで、反応液にメタノールを0.30kg添加して重合を停止させた。反応液を大量のメタノール中に注ぎ、析出した沈殿物を回収し、メタクリル酸メチル重合体ブロック(a1-1)-アクリル酸n-ブチル/アクリル酸ベンジル重合体ブロック(a2)-メタクリル酸メチル重合体ブロック(a1-2)からなるトリブロック構造のブロック共重合体(D-1)を得た。(a1-1):(a2):(a1-2)の質量比は14.6:49.5:35.9であった。ブロック共重合体(D-1)は、Mwが62600、Mw/Mnが1.11、屈折率ndが1.493、引張弾性率が612MPa、貯蔵弾性率G’と温度との関係をプロットしたグラフにおいてG’が急激に低下する温度(秩序-無秩序転移温度(ODTT);JISB0103-5113))が207℃であった。
【0135】
実施例1
メタクリル重合体(A-1)10質量部、およびメタクリル重合体(B-1)90質量部を、二軸混練押出機(TEX-44α、L/D=40、日本製鋼所社製)を用いてシリンダー温度260℃、スクリュー回転数100rpmで混練し押出して、ペレット状のメタクリル樹脂〔1〕を得た。メタクリル樹脂〔1〕の評価結果を表2に示す。
【0136】
実施例2~3、比較例1~7および参考例1
メタクリル重合体(A-1)~(A-5)およびメタクリル重合体(B-1)~(B-3)を表2に示す質量比に変更した以外は実施例1と同じ方法でメタクリル樹脂〔2〕~〔11〕を得た。メタクリル樹脂〔2〕~〔11〕の評価結果を表2に示す。
【0137】
【0138】
【0139】
実施例4
メタクリル樹脂〔1〕100質量部、ジクロロメタン483質量部、およびメタノール42質量部をミキシングタンクに投入し、25℃にて撹拌して、メタクリル樹脂〔1〕を溶解させて、固形分濃度16質量%のドープ〔1〕を得た。ドープ〔1〕の評価結果を表3に示す。
【0140】
実施例5~6、比較例8~15および参考例2
メタクリル樹脂〔1〕をメタクリル樹脂〔2〕~〔11〕にそれぞれ変えた以外は実施例4と同じ方法で、固形分濃度16質量%のドープ〔2〕~〔11〕を得た。ドープ〔2〕~〔11〕の評価結果を表3に示す。
【0141】
【0142】
【0143】
実施例7
メタクリル重合体(A-1)10質量部、メタクリル重合体(B-1)70質量部および、架橋ゴム粒子(C-1)20質量部を、二軸混練押出機(TEX-44α、L/D=40、日本製鋼所社製)を用いてシリンダー温度260℃、スクリュー回転数100rpmで混練し押出して、ペレット状のメタクリル樹脂組成物〔12〕を得た。メタクリル樹脂組成物〔12〕の評価結果を表4に示す。
【0144】
実施例8、比較例16および参考例3
メタクリル重合体(A-1)および(A-3)、メタクリル重合体(B-1)、架橋ゴム粒子(C-1)ならびにブロック共重合体(D-1)を表4に示す質量比に変更した以外は実施例7と同じ方法でメタクリル樹脂組成物〔13〕~〔15〕を得た。メタクリル樹脂組成物〔13〕~〔15〕の評価結果を表4に示す。
【0145】
【0146】
実施例9
メタクリル樹脂組成物〔12〕100質量部、ジクロロメタン483質量部、およびメタノール42質量部をミキシングタンクに投入し、25℃にて撹拌して、メタクリル樹脂組成物〔12〕を溶解させて、固形分濃度16質量%のドープ〔12〕を得た。ドープ〔12〕の評価結果を表5に示す。
【0147】
実施例10、比較例17および参考例4
メタクリル樹脂組成物〔12〕をメタクリル樹脂組成物〔13〕~〔15〕にそれぞれ変えた以外は実施例9と同じ方法で、固形分濃度16質量%のドープ〔13〕~〔15〕を得た。ドープ〔13〕~〔15〕の評価結果を表5に示す。
【0148】
【0149】
以上のとおり、本発明のメタクリル樹脂またはメタクリル樹脂組成物は、透明性が高く、強度が高く、表面平滑性に優れ、耐熱性に優れた成形品を提供することができる。また、本発明のドープは、乾燥速度が速く、流延法による製造適性に優れる。