JP2008007748A - 熱可塑性樹脂組成物、その製造方法およびそれからなる成形品 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、透明性に優れ、かつ耐熱性、耐衝撃性、靱性、流動性に優れた熱可塑性樹脂組成物を提供することを課題とする。
【解決手段】(A)成分と(B)成分の合計量を100重量部として、アクリル系共重合体(A)50〜99.99重量部、および特定の構造単位を含み、(フェニル基の総数)/(フェニル基の総数+メチル基の総数)が0.3〜0.4であるポリシロキサン構造を含有するシリコーン系化合物(B)0.01〜50重量部を配合してなる熱可塑性樹脂組成物。
【選択図】なし
【解決手段】(A)成分と(B)成分の合計量を100重量部として、アクリル系共重合体(A)50〜99.99重量部、および特定の構造単位を含み、(フェニル基の総数)/(フェニル基の総数+メチル基の総数)が0.3〜0.4であるポリシロキサン構造を含有するシリコーン系化合物(B)0.01〜50重量部を配合してなる熱可塑性樹脂組成物。
【選択図】なし
Description
本発明は、透明性、耐熱性、耐衝撃性、靱性、流動性に優れ、とりわけ滞留安定性に極めて優れた熱可塑性樹脂組成物に関するものである。
ポリメタクリル酸メチル(以下PMMAと称する)やポリカーボネート(以下PCと称する)といった非晶性樹脂は、その透明性や寸法安定性を活かし、光学材料、家庭電気機器、OA機器および自動車などの各部品を始めとする広範な分野で使用されている。
近年、これらの樹脂は、特に光学レンズ、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またはフィルム、導光板などの、より高性能な光学材料にも幅広く使用されるようになっており、これらの用途では、光学特性、薄膜や薄肉成型品に加工するための流動性、靱性や耐衝撃性といった機械特性、耐熱性、表面平滑性などを、高度なレベルで同時に満たすことが求められている。
しかしながら、PMMA樹脂は、優れた透明性および耐候性を有するものの、耐熱性および耐衝撃性が十分ではないといった問題があった。一方、PC樹脂は、耐熱性および耐衝撃性に優れるものの、光学的歪みである複屈折率が大きく、成形物に光学的異方性が生じること、そして成形加工性、耐傷性および耐溶剤性に著しく劣るといった問題があった。
そのため、PMMAの耐熱性を改良する目的で、耐熱性付与成分としてマレイミド単量体あるいは無水マレイン酸単量体等を導入した樹脂が開発されている。しかし、マレイミド単量体は高価であると同時に反応性が低く、無水マレイン酸は熱安定性が悪いという問題があった。
これらの問題点を解決する方法として、不飽和カルボン酸単量体単位を含有する共重合体を押出機を用いて加熱して環化反応させることにより得られるグルタル酸無水物含有単位を含有する共重合体が開示されている(特許文献1、2参照)。また、耐衝撃性などの機械特性を改良する方法として、グルタル酸無水物含有単位を含有する共重合体に、ゴム質含有重合体を添加する方法が開示されている(特許文献3、4,5,6、7参照)。
しかしながら、これら特許文献に開示された方法では、射出成形や溶融製膜等に代表される溶融成形加工時に、射出成型機や溶融製膜機内での滞留により分解ガスが生成し、これらが成型品中のシルバーや、フィルム中の気泡・スジ等の欠点を発生させるという問題があった。すなわち近年要求されるより高度な光学特性、すなわち透明性や光学等方性を有しながら、フィルムや薄肉成型品を得る為に不可欠な流動性、耐衝撃性や靱性などの機械特性を併せ持ち、さらには滞留時のガス発生に起因する製膜・成形加工後の表面外観や欠点の少なさを兼備した樹脂組成物はこれまでに知られていなかった。
特開昭49−85184号公報
特開平1−103612号公報
特開昭60−67557号公報
特開昭60−120734号公報
特開平4−277546号公報
特開平5−186659号公報
特開2004−292812号公報
しかしながら、これら特許文献に開示された方法では、射出成形や溶融製膜等に代表される溶融成形加工時に、射出成型機や溶融製膜機内での滞留により分解ガスが生成し、これらが成型品中のシルバーや、フィルム中の気泡・スジ等の欠点を発生させるという問題があった。すなわち近年要求されるより高度な光学特性、すなわち透明性や光学等方性を有しながら、フィルムや薄肉成型品を得る為に不可欠な流動性、耐衝撃性や靱性などの機械特性を併せ持ち、さらには滞留時のガス発生に起因する製膜・成形加工後の表面外観や欠点の少なさを兼備した樹脂組成物はこれまでに知られていなかった。
本発明は、透明性、耐熱性、耐衝撃性、靱性、流動性に優れ、とりわけ滞留安定性に極めて優れた熱可塑性樹脂組成物を提供することを課題とする。
筆者らは、アクリル系共重合体に特定構造の芳香族含有ポリシロキサンを含有させることで、透明性、耐熱性、耐衝撃性、靱性、流動性に優れ、とりわけ滞留安定性に極めて優れた熱可塑性樹脂組成物を得ることに成功した。
すなわち、本発明は、
(1)(A)成分と(B)成分の合計量を100重量部として、アクリル系共重合体(A)50〜99.99重量部、および下記一般式(1)〜(4)のいずれかで表される構造単位を含み、(フェニル基の総数)/(フェニル基の総数+メチル基の総数)が0.3〜0.4であるポリシロキサン構造を含有するシリコーン系化合物(B)0.01〜50重量部を配合してなる熱可塑性樹脂組成物、
(1)(A)成分と(B)成分の合計量を100重量部として、アクリル系共重合体(A)50〜99.99重量部、および下記一般式(1)〜(4)のいずれかで表される構造単位を含み、(フェニル基の総数)/(フェニル基の総数+メチル基の総数)が0.3〜0.4であるポリシロキサン構造を含有するシリコーン系化合物(B)0.01〜50重量部を配合してなる熱可塑性樹脂組成物、
(上記式中、R1〜R6は、同一または相異なるものであり、フェニル基またはメチル基を表す。)
(2)前記アクリル系共重合体(A)のガラス転移温度が120℃以上であることを特徴とする(1)に記載の熱可塑性樹脂組成物、
(3)前記アクリル系共重合体(A)が、(i)下記一般式(5)で表されるグルタル酸無水物単位25〜50重量%、(ii)不飽和カルボン酸アルキルエステル単位50〜75重量%、(iii)不飽和カルボン酸単位10重量%以下、(iv)その他のビニル単量体単位10重量%以下を含有することを特徴とする(1)または(2)のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物、
(2)前記アクリル系共重合体(A)のガラス転移温度が120℃以上であることを特徴とする(1)に記載の熱可塑性樹脂組成物、
(3)前記アクリル系共重合体(A)が、(i)下記一般式(5)で表されるグルタル酸無水物単位25〜50重量%、(ii)不飽和カルボン酸アルキルエステル単位50〜75重量%、(iii)不飽和カルボン酸単位10重量%以下、(iv)その他のビニル単量体単位10重量%以下を含有することを特徴とする(1)または(2)のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物、
(上記式中、R7、R8は、同一または相異なるものであり、水素原子および炭素数1〜5のアルキル基から選ばれるいずれかを表す。)
(4)前記シリコーン系化合物(B)がシリコーンオイルであることを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物、
(5)前記シリコーン系化合物(B)が、外部に1層以上の重合体層を有する多層構造重合体(B’)であることを特徴とする(1)〜(4)のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物、
(6)前記多層構造重合体(B’)の最外層を構成する重合体が上記一般式(5)で表されるグルタル酸無水物含有単位を含有するアクリル系共重合体であることを特徴とする(5)に記載の熱可塑性樹脂組成物、
(7)さらに、前記シリコーン系化合物(B)以外のゴム質重合体(C)を、アクリル系共重合体(A)と前記シリコーン系化合物(B)の合計量100重量部に対して1〜50重量部配合してなる(1)〜(6)のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物、
(8)前記ゴム質含有共重合体(C)が、内部に少なくとも1層以上のゴム層を有する多層構造重合体(C’)であることを特徴とする(7)に記載の熱可塑性樹脂組成物、
(9)前記多層構造重合体(C’)の最外層を構成する重合体が上記一般式(5)で表されるグルタル酸無水物含有単位を含有するアクリル系共重合体である(8)に記載の熱可塑性樹脂組成物、
(10)アクリル酸エステル単位及びアクリル酸単位を含有する重合体を最外層とし、下記一般式(1)〜(4)のいずれかで表される構造単位を含み、(フェニル基の総数)/(フェニル基の総数+メチル基の総数)が0.3〜0.4であるシリコーン系化合物(B)を内部に含有する多層構造重合体(B’)とアクリル系共重合体(A)とを溶融混練にて混合すると同時に、(B’)最外層を分子内環化反応せしめて下記一般式(5)で表されるグルタル酸無水物含有単位を含有するアクリル系共重合体を最外層とする多層構造重合体を生成せしめることを特徴とする(6)に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法、
(4)前記シリコーン系化合物(B)がシリコーンオイルであることを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物、
(5)前記シリコーン系化合物(B)が、外部に1層以上の重合体層を有する多層構造重合体(B’)であることを特徴とする(1)〜(4)のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物、
(6)前記多層構造重合体(B’)の最外層を構成する重合体が上記一般式(5)で表されるグルタル酸無水物含有単位を含有するアクリル系共重合体であることを特徴とする(5)に記載の熱可塑性樹脂組成物、
(7)さらに、前記シリコーン系化合物(B)以外のゴム質重合体(C)を、アクリル系共重合体(A)と前記シリコーン系化合物(B)の合計量100重量部に対して1〜50重量部配合してなる(1)〜(6)のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物、
(8)前記ゴム質含有共重合体(C)が、内部に少なくとも1層以上のゴム層を有する多層構造重合体(C’)であることを特徴とする(7)に記載の熱可塑性樹脂組成物、
(9)前記多層構造重合体(C’)の最外層を構成する重合体が上記一般式(5)で表されるグルタル酸無水物含有単位を含有するアクリル系共重合体である(8)に記載の熱可塑性樹脂組成物、
(10)アクリル酸エステル単位及びアクリル酸単位を含有する重合体を最外層とし、下記一般式(1)〜(4)のいずれかで表される構造単位を含み、(フェニル基の総数)/(フェニル基の総数+メチル基の総数)が0.3〜0.4であるシリコーン系化合物(B)を内部に含有する多層構造重合体(B’)とアクリル系共重合体(A)とを溶融混練にて混合すると同時に、(B’)最外層を分子内環化反応せしめて下記一般式(5)で表されるグルタル酸無水物含有単位を含有するアクリル系共重合体を最外層とする多層構造重合体を生成せしめることを特徴とする(6)に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法、
(上記式中、R1〜R6は、同一または相異なるものであり、フェニル基またはメチル基を表す。)
(上記式中、R7、R8は、同一または相異なるものであり、水素原子および炭素数1〜5のアルキル基から選ばれるいずれかを表す。)
(11)アクリル酸エステル単位及びアクリル酸単位を含有する重合体を最外層とし前記シリコーン系化合物(B)以外のゴム質重合体(C)を内部に含有する多層構造重合体(C’)を、アクリル系共重合体(A)と溶融混練にて混合すると同時に、(C’)の最外層を分子内環化反応せしめて下記一般式(5)で表されるグルタル酸無水物含有単位を含有するアクリル系共重合体を最外層とする多層構造重合体を生成せしめることを特徴とする(9)に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法、
(11)アクリル酸エステル単位及びアクリル酸単位を含有する重合体を最外層とし前記シリコーン系化合物(B)以外のゴム質重合体(C)を内部に含有する多層構造重合体(C’)を、アクリル系共重合体(A)と溶融混練にて混合すると同時に、(C’)の最外層を分子内環化反応せしめて下記一般式(5)で表されるグルタル酸無水物含有単位を含有するアクリル系共重合体を最外層とする多層構造重合体を生成せしめることを特徴とする(9)に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法、
(上記式中、R7、R8は、同一または相異なるものであり、水素原子および炭素数1〜5のアルキル基から選ばれるいずれかを表す。)
(12)(1)〜(9)のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物からなる成形品、
(13)成形品がフィルムまたはシートである(12)に記載の成形品、
(14)厚み2mmあたりの全光線透過率が90%以上である(12)または(13)記載の成形品、および
(15)厚み2mmあたりのヘイズが3%以下であることを特徴とする(12)〜(14のいずれかに記載の成形品、
に関するものである。
(12)(1)〜(9)のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物からなる成形品、
(13)成形品がフィルムまたはシートである(12)に記載の成形品、
(14)厚み2mmあたりの全光線透過率が90%以上である(12)または(13)記載の成形品、および
(15)厚み2mmあたりのヘイズが3%以下であることを特徴とする(12)〜(14のいずれかに記載の成形品、
に関するものである。
本発明により、透明性、耐熱性、耐衝撃性、靱性、流動性に優れ、とりわけ滞留安定性に極めて優れた熱可塑性樹脂組成物が得られ、本発明の熱可塑性樹脂組成物を含む成形品およびフィルムは、透明性、耐熱性、耐衝撃性、靱性、表面外観に優れており、特に映像機器関連部品、光記録または光通信関連部品、情報機器関連部品、自動車等の輸送機器関連部品、医療機器関連部品、建材関連部品等の用途にとって極めて有用である。
本発明のアクリル系共重合体(A)とは、主として不飽和カルボン酸アルキルエステル単位を有する共重合体のことである。不飽和カルボン酸アルキルエステルの具体例としては、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、メタクリル酸n−プロピル、アクリル酸n−ブチル、メタクリル酸n−ブチル、アクリル酸t−ブチル、メタクリル酸t−ブチル、アクリル酸n−へキシル、メタクリル酸n−へキシル、アクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸クロロメチル、メタクリル酸クロロメチル、アクリル酸2−クロロエチル、メタクリル酸2−クロロエチル、アクリル酸2−ヒドロキシエチル、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル、アクリル酸3−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸3−ヒドロキシプロピル、アクリル酸2,3,4,5,6−ペンタヒドロキシヘキシル、メタクリル酸2,3,4,5,6−ペンタヒドロキシヘキシル、アクリル酸2,3,4,5−テトラヒドロキシペンチルおよびメタクリル酸2,3,4,5−テトラヒドロキシペンチルなどが挙げられ、なかでもメタクリル酸メチルが最も好ましく用いられる。これらはその1種または2種以上を用いることができる。
本発明のアクリル系共重合体(A)は、ガラス転移温度(Tg)が120℃以上であることが好ましく、耐熱性の面で130℃以上がより好ましく、140℃以上が特に好ましい。また、上限としては、通常、170℃程度である。なお、ここでいうガラス転移温度とは、示差走査熱量測定器(Perkin Elmer社製DSC−7型)を用いて、昇温速度20℃/分で測定したガラス転移温度(Tg)である。
本発明のアクリル系共重合体(A)は、とりわけ下記一般式(5)
(上記式中、R7、R8は、同一または相異なるものであり、水素原子および炭素数1〜5のアルキル基から選ばれるいずれかを表す。)
で表されるグルタル酸無水物含有単位(i)および(ii)不飽和カルボン酸アルキルエステル単位を有する共重合体が好ましい。
で表されるグルタル酸無水物含有単位(i)および(ii)不飽和カルボン酸アルキルエステル単位を有する共重合体が好ましい。
本発明のアクリル系共重合体(A)中の前記一般式(5)で表されるグルタル酸無水物含有単位(i)の含有量は、好ましくはアクリル系共重合体(A)100重量%中に25〜50重量%、より好ましくは30〜45重量%である。グルタル酸無水物含有単位をこのような範囲とすることで、耐熱性向上効果が得られ、複屈折特性(光学等方性)を得ることができ、耐溶剤性が低下することもないので好ましい。
また、本発明のアクリル系共重合体(A)中の不飽和カルボン酸アルキルエステル単位(ii)の含有量は、アクリル系共重合体(A)100重量%中に好ましくは50〜75重量%、より好ましくは55〜70重量%である。
また、本発明のアクリル系共重合体(A)は、上記(i)、(ii)の単位に加えて、さらに(iii)不飽和カルボン酸単位および/または、(iv)その他のビニル単量体単位を含有することができる。ここで、(iv)その他のビニル単量体単位とは、上記(i)〜(iii)のいずれにも属さない共重合可能なビニル単量体単位である。
前記不飽和カルボン酸単位(iii)としては、下記一般式(6)で表される構造を有するものが好ましい。
(ただし、R9は水素原子および炭素数1〜5のアルキル基から選ばれるいずれかを表す。)
前記不飽和カルボン酸アルキルエステル単位(ii)としては、下記一般式(7)で表される構造を有するものが好ましい。
(ただし、R10は水素原子および炭素数1〜5のアルキル基から選ばれるいずれかを表し、R11は無置換または少なくとも1個の水酸基あるいはハロゲンで置換された炭素数1〜6の脂肪族炭化水素基および無置換または少なくとも1個の水酸基あるいはハロゲンで置換された炭素数1〜6の脂環式炭化水素基から選ばれるいずれかを表す。)
本発明のアクリル系共重合体(A)100重量%中に含有される不飽和カルボン酸単位(iii)の含有量は透明性、滞留安定性の観点から、10重量%以下、すなわち0〜10重量%であることが好ましく、より好ましくは0〜5重量%、最も好ましくは0〜1重量%である。
また、その他のビニル単量体単位(iv)の含有量は、アクリル系共重合体(A)100重量%中、10重量%以下、すなわち0〜10重量%の範囲であることが好ましい。また、その他のビニル単量体単位(iv)としては、芳香環を含まないビニル単量体単位が好ましい。スチレンなどの芳香族ビニル単量体単位の場合、含有量が高いと、無色透明性、光学等方性、耐溶剤性が低下する傾向があるので、含有量は5重量%以下、すなわち0〜5重量%の範囲であることが好ましく、より好ましくは0〜3重量%である。
本発明のアクリル系共重合体(A)における各成分単位の定量には、一般に赤外分光光度計やプロトン核磁気共鳴(1H−NMR)測定機が用いられる。赤外分光法では、グルタル酸無水物含有単位は、1800cm−1および1760cm−1の吸収が特徴的であり、不飽和カルボン酸単位や不飽和カルボン酸アルキルエステル単位から区別することができる。また、1H−NMR法では、スペクトルの積分比から共重合体組成を決定することができる。例えば、グルタル酸無水物含有単位、メタクリル酸単位、およびメタクリル酸メチル単位からなる共重合体の場合、ジメチルスルホキシド重溶媒中で測定されたスペクトルの帰属は、0.5〜1.5ppmのピークはメタクリル酸、メタクリル酸メチルおよびグルタル酸無水物環化合物のα−メチル基の水素、1.6〜2.1ppmのピークはポリマー主鎖のメチレン基の水素、3.5ppmのピークはメタクリル酸メチルのカルボン酸エステル(−COOCH3)の水素、12.4ppmのピークはメタクリル酸のカルボン酸の水素である。また、上記に加えて、他の共重合成分としてスチレンを含有する共重合体の場合、6.5〜7.5ppmにスチレンの芳香族環の水素が見られ、同様にスペクトル比から共重合体組成を決定することができる。
またアクリル系共重合体(A)は、重量平均分子量が3万〜15万であることが好ましく、より好ましくは4万〜13万、特に5万〜8万が好ましい。重量平均分子量が、この範囲にあることにより、フィルムおよび成形品の流動性に優れ、且つ機械的強度も高くすることができる。なお、本発明でいう重量平均分子量とは、多角度光散乱ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC−MALLS)で測定した絶対分子量での重量平均分子量を示す。
このような本発明の前記一般式(5)で表されるグルタル酸無水物含有単位を含有するアクリル系共重合体(A)は、基本的には以下に示す方法により製造することができる。すなわち、後の加熱工程により前記一般式(5)で表されるグルタル酸無水物含有単位(i)を与える不飽和カルボン酸単量体および不飽和カルボン酸アルキルエステル単量体を共重合させ、共重合体(a)を得る。その際、前記その他のビニル単量体単位(iv)を含む場合には該単位を与えるビニル単量体を共重合させてもよい。得られた共重合体(a)を適当な触媒の存在下あるいは非存在下で加熱し、脱アルコールおよび/または脱水による分子内環化反応を行わせることにより、アクリル系共重合体(A)を製造することができる。この場合、典型的には、共重合体(a)を加熱することにより、隣接する2単位の不飽和カルボン酸単位(iii)のカルボキシル基の間の脱水反応により、あるいは、隣接する不飽和カルボン酸単位(iii)と不飽和カルボン酸アルキルエステル単位(ii)の間の脱アルコール反応により、1単位の前記(i)グルタル酸無水物含有単位が生成される。
この際に用いられる不飽和カルボン酸単量体としては、他のビニル化合物と共重合させることが可能ないずれの不飽和カルボン酸単量体も使用可能である。好ましい不飽和カルボン酸単量体として、下記一般式(8)
(ただし、R9は水素および炭素数1〜5のアルキル基から選ばれるいずれかを表す。)
で表される化合物、マレイン酸、および無水マレイン酸の加水分解物などが挙げられる。特に熱安定性が優れる点でアクリル酸またはメタクリル酸が好ましく、より好ましくはメタクリル酸である。これらはその1種または2種以上を用いることができる。なお、上記一般式(8)で表される不飽和カルボン酸単量体は、共重合すると上記一般式(6)で表される構造の不飽和カルボン酸単位(iii)を与える。
で表される化合物、マレイン酸、および無水マレイン酸の加水分解物などが挙げられる。特に熱安定性が優れる点でアクリル酸またはメタクリル酸が好ましく、より好ましくはメタクリル酸である。これらはその1種または2種以上を用いることができる。なお、上記一般式(8)で表される不飽和カルボン酸単量体は、共重合すると上記一般式(6)で表される構造の不飽和カルボン酸単位(iii)を与える。
また不飽和カルボン酸アルキルエステル単量体の好ましい例として、下記一般式(9)で表されるものを挙げることができる。
(ただし、R10は水素および炭素数1〜5のアルキル基から選ばれるいずれかを表し、R11は無置換または少なくとも1個の水酸基あるいはハロゲンで置換された炭素数1〜6の脂肪族炭化水素基および無置換または少なくとも1個の水酸基あるいはハロゲンで置換された炭素数1〜6の脂環式炭化水素基から選ばれるいずれかを表す。)
これらのうち、アクリル酸エステルおよび/またはメタクリル酸エステルが特に好適である。なお、上記一般式(9)で表される不飽和カルボン酸アルキルエステル単量体は、共重合すると上記一般式(7)で表される構造の不飽和カルボン酸アルキルエステル単位(ii)を与える。
不飽和カルボン酸アルキルエステル単量体の好ましい具体例としては、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、メタクリル酸n−プロピル、アクリル酸n−ブチル、メタクリル酸n−ブチル、アクリル酸t−ブチル、メタクリル酸t−ブチル、アクリル酸n−へキシル、メタクリル酸n−へキシル、アクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸クロロメチル、メタクリル酸クロロメチル、アクリル酸2−クロロエチル、メタクリル酸2−クロロエチル、アクリル酸2−ヒドロキシエチル、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル、アクリル酸3−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸3−ヒドロキシプロピル、アクリル酸2,3,4,5,6−ペンタヒドロキシヘキシル、メタクリル酸2,3,4,5,6−ペンタヒドロキシヘキシル、アクリル酸2,3,4,5−テトラヒドロキシペンチルおよびメタクリル酸2,3,4,5−テトラヒドロキシペンチルなどが挙げられ、なかでもメタクリル酸メチルが最も好ましく用いられる。これらはその1種または2種以上を用いることができる。
また、本発明で用いる共重合体(a)の製造においては、本発明の効果を損なわない範囲で、その他のビニル単量体を用いてもかまわない。このその他のビニル単量体は、共重合すると前記のその他のビニル単量体単位(iv)を与える。その他のビニル単量体の好ましい具体例としては、スチレン、α−メチルスチレン、o−メチルスチレン、p−メチルスチレン、o−エチルスチレン、p−エチルスチレンおよびp−t−ブチルスチレンなどの芳香族ビニル単量体、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、エタクリロニトリルなどのシアン化ビニル単量体、アリルグリシジルエーテル、スチレン−p−グリシジルエーテル、p−グリシジルスチレン、無水マレイン酸、無水イタコン酸、N−メチルマレイミド、N−エチルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、N−フェニルマレイミド、アクリルアミド、メタクリルアミド、N−メチルアクリルアミド、ブトキシメチルアクリルアミド、N−プロピルメタクリルアミド、アクリル酸アミノエチル、アクリル酸プロピルアミノエチル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸エチルアミノプロピル、メタクリル酸フェニルアミノエチル、メタクリル酸シクロヘキシルアミノエチル、N−ビニルジエチルアミン、N−アセチルビニルアミン、アリルアミン、メタアリルアミン、N−メチルアリルアミン、p−アミノスチレン、2−イソプロペニル−オキサゾリン、2−ビニル−オキサゾリン、2−アクロイル−オキサゾリンおよび2−スチリル−オキサゾリンなどを挙げることができる。透明性、光学等方性および耐溶剤性の点で芳香環を含まない単量体がより好ましく使用できる。これらは単独ないし2種以上を用いることができる。
共重合体(a)の重合方法については、基本的にはラジカル重合による、塊状重合、溶液重合、懸濁重合、乳化重合、沈殿重合等の公知の重合方法を用いることができる。不純物がより少ない点で溶液重合、塊状重合、懸濁重合、沈殿重合が好ましい。
重合温度については、重合法、使用溶媒により、任意に設定可能であるが、色調の観点から、95℃以下の重合温度で重合することが好ましい。さらに加熱処理後の着色をより抑制するために、好ましい重合温度は85℃以下であり、特に好ましくは75℃以下である。また、重合温度の下限は、重合が進行する温度であれば、特に制限はないが、重合速度を考慮した生産性の面から、50℃以上が好ましく、より好ましくは60℃以上である。重合収率あるいは重合速度を向上させる目的で、重合進行に従い重合温度を昇温することも可能である。この場合も、昇温する上限温度は95℃以下に制御することが好ましく、重合開始温度も75℃以下の比較的低温で行うことが好ましい。また重合時間は、必要な重合度を得るのに十分な時間であれば特に制限はないが、生産効率の点から60〜360分間の範囲が好ましく、90〜180分間の範囲が特に好ましい。
本発明において、共重合体(a)の製造時に用いられるこれらの単量体混合物の好ましい割合は、該単量体混合物全体を100重量%として、不飽和カルボン酸単量体が15〜50重量%、より好ましくは20〜45重量%、不飽和カルボン酸アルキルエステル単量体は50〜85重量%、より好ましくは55〜80重量%である。これらに共重合可能な他のビニル単量体を用いる場合、その好ましい割合は0〜10重量%である。他のビニル単量体が、芳香族ビニル単量体である場合、その好ましい割合は0〜5重量%であり、より好ましい割合は0〜3重量%である。
不飽和カルボン酸単量体の含有量が15重量%未満の場合には、共重合体(a)の加熱により、アクリル系共重合体(A)を製造する際に、上記一般式(1)で表されるグルタル酸無水物含有単位(i)の生成量が少なくなり、アクリル系共重合体(A)の耐熱性向上効果が小さくなる傾向がある。一方、不飽和カルボン酸単量体(iii)の含有量が50重量%を超える場合には、共重合体(a)の加熱により、アクリル系共重合体(A)を製造する際に、不飽和カルボン酸単位(iii)が多量に残存する傾向があり、アクリル系共重合体(A)の無色透明性、滞留安定性が低下する傾向がある。
また、前記のように、本発明のアクリル系共重合体(A)は、重量平均分子量が3万〜15万であることが好ましい。このような分子量を有するアクリル系共重合体(A)は、共重合体(a)の製造時に、共重合体(a)を重量平均分子量で3万〜15万に予め制御しておくことにより、達成することができる。また前記のとおり、重量平均分子量とは、多角度光散乱ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC−MALLS)で測定した絶対分子量での重量平均分子量を示す。
共重合体(a)の分子量制御方法については、例えば、アゾ化合物、過酸化物等のラジカル重合開始剤の添加量、あるいはアルキルメルカプタン、四塩化炭素、四臭化炭素、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、トリエチルアミン等の連鎖移動剤の添加量等により、制御することができる。特に、重合の安定性、取り扱いの容易さ等から、連鎖移動剤であるアルキルメルカプタンの添加量を制御する方法が好ましく使用することができる。
本発明に使用されるアルキルメルカプタンとしては、例えば、n−オクチルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、n−テトラデシルメルカプタン、n−オクタデシルメルカプタン等が挙げられ、なかでもt−ドデシルメルカプタンまたはn−ドデシルメルカプタンが好ましく用いられる。
これらアルキルメルカプタンの添加量としては、好ましい分子量に制御するために、単量体混合物の全量100重量部に対して、0.2〜5.0重量部が好ましく、より好ましくは0.3〜4.0重量部、さらに好ましくは0.4〜3.0重量部である。
本発明における共重合体(a)を加熱し、脱水および/または脱アルコールにより分子内環化反応を行い、グルタル酸無水物含有単位を含有するアクリル系共重合体(A)を製造する方法は、特に制限はないが、共重合体(a)をベントを有する加熱した押出機に通す方法や不活性ガス雰囲気または真空下で加熱脱揮する方法が好ましい。酸素存在下で加熱による分子内環化反応を行うと、黄色度が悪化する傾向が見られるため、系内を窒素などの不活性ガスで十分に置換することが好ましい。特に好ましい装置として、例えば、”ユニメルト”タイプのスクリューを備えた単軸押出機、二軸押出機、二軸・単軸複合型連続混練押出装置、三軸押出機、連続式またはバッチ式ニーダータイプの混練機などを用いることができ、とりわけ二軸押出機あるいは二軸・単軸複合型連続混練押出装置を好ましく使用することができる。二軸・単軸複合型連続混練押出装置としては、例えば特開2004−307834号公報(第1−2頁、実施例)に記載された装置を用いることができる。またこれらの装置は、窒素などの不活性ガスが導入可能な構造を有したものが、より好ましい。例えば、二軸押出機あるいは二軸・単軸複合型連続混練押出装置に、窒素などの不活性ガスを導入する方法としては、ホッパー上部および/または下部より、10〜100リットル/分程度の不活性ガス気流の配管を繋ぐ方法などが挙げられる。
なお、上記の方法により加熱脱揮する温度は、脱水および/または脱アルコールにより分子内環化反応が生じる温度であれば特に限定されないが、好ましくは180〜380℃の範囲、特に好ましくは250〜360℃の範囲である。
また、この際の加熱脱揮する時間は、所望する共重合組成に応じて適宜設定可能であるが、通常、1分間〜60分間が好ましく、より好ましくは2分間〜30分間、とりわけ好ましくは3〜20分間の範囲である。押出機を用いて、十分な分子内環化反応を進行させるための加熱時間を確保するため、押出機スクリューの長さをL、直径をDとすると、L/Dが40以上110以下であることが好ましい。L/Dの短い押出機を使用した場合、未反応の不飽和カルボン酸単位が多量に残存するため、加熱成形加工時に反応が再進行し、フィルムや成形品にシルバーや気泡が見られる傾向や成形滞留時に色調が悪化する傾向がある。押出機のL/Dが110より大きい場合、押出機の機械的強度や構造上の問題のため、現実的な利点が小さくなるため好ましくない。
さらに本発明では、共重合体(a)を上記方法等により加熱する際にグルタル酸無水物への環化反応を促進させる触媒として、酸、アルカリおよび塩化合物から選ばれた1種以上を添加することができる。その添加量は、共重合体(a)100重量部に対し、0.01〜1重量部程度が好ましい。酸触媒としては、塩酸、硫酸、p−トルエンスルホン酸、リン酸、亜リン酸、フェニルホスホン酸、リン酸メチル等が挙げられる。塩基性触媒としては、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等が挙げられる。さらに、塩系触媒としては、酢酸金属塩、ステアリン酸金属塩、炭酸金属塩、各種アルキルアンモニウム塩を含むアンモニウム塩等が挙げられる。ただし、その触媒の色が熱可塑性重合体の着色に悪影響を及ぼさず、かつ透明性が低下しない範囲で添加することが好ましい。中でも、アルカリ金属を含有する化合物が、比較的少量の添加量で、優れた反応促進効果を示すため、好ましく使用することができる。具体的には、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の水酸化物、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、ナトリウムフェノキシド、カリウムメトキシド、カリウムエトキシド、カリウムフェノキシド等のアルコキシド化合物、酢酸リチウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、ステアリン酸ナトリウム等の有機カルボン酸塩等が挙げられる。とりわけ、水酸化ナトリウム、ナトリウムメトキシド、酢酸リチウム、および酢酸ナトリウムが好ましく使用することができる。
本発明においては、上記のアクリル系共重合体(A)に特定のシリコーン系化合物(B)を含有せしめることにより、アクリル系共重合体(A)の優れた特性を大きく損なうことなく、優れた耐衝撃性、靱性、流動性および、滞留安定性を付与することが出来ることを見出した。
本発明に使用される特定のシリコーン系化合物(B)とは、下記一般式(1)〜(4)のいずれかで表される構造単位を含み、(フェニル基の総数)/(フェニル基の総数+メチル基の総数)が0.3〜0.4の範囲内にあることを特徴とするポリシロキサン構造を含有するものである。
(上記式中、R1〜R6は、同一または相異なるものであり、フェニル基またはメチル基を表す。)
上記シリコーン系化合物(B)は、本発明における熱可塑性樹脂組成物の透明性の観点から、(フェニル基の総数)/(フェニル基の総数+メチル基の総数)が0.3〜0.4のポリシロキサン構造を含有することが重要であり、これにより透明性に極めて優れる熱可塑性樹脂組成物が得られることを見出した。また上記(フェニル基の総数)/(フェニル基の総数+メチル基の総数)は0.32〜0.38の範囲にあることが好ましく、さらに0.34〜0.36の範囲内にあることがより好ましい。
ここで、(フェニル基の総数)/(フェニル基の総数+メチル基の総数)は、上記シリコーン系化合物(B)重水素化クロロホルム溶液のプロトン核磁気共鳴(1H−NMR)スペクトルにおける積分比から決定することができる。6.5〜7.5ppmのピークはフェニル基由来の水素、0〜0.5ppmのピークはメチル基由来の水素である。
ここで上記シリコーン系化合物(B)はジクロロシランの加水分解重合、環状シロキサンの平衡共重合などの方法により製造することが可能である。また、本発明の特定のシリコーン系化合物(B)は、熱可塑性樹脂組成物の耐衝撃性、靱性、流動性の観点から、25℃、1気圧においてオイル状であることが特に好ましい。
また、本発明の特定のシリコーン系化合物(B)として、内部に少なくとも1層以上のゴム層を有するシリコーン含有多層構造重合体(B’)とすることで、耐衝撃性、靱性、滞留安定性に極めて優れた熱可塑性樹脂組成物を得ることが可能となる。
上記シリコーン含有多層構造重合体(B’)とは、1以上のゴム質重合体を含む層と、それとは異種の重合体から構成される1以上の層から構成され、かつ、内部に1層以上のゴム質重合体を含む層を有する構造の、いわゆるコアシェル型と呼ばれる多層構造重合体が特に好ましいが、ゴム質重合体の存在下に、ビニル単量体などからなる単量体混合物を共重合せしめたグラフト共重合体等であっても良い。
本発明に好ましく使用されるコアシェル型のシリコーン含有多層構造重合体(B’)を構成する層の数は、2層以上であればよく、3層以上または4層以上であってもよいが、内部に1層以上のゴム質層(コア層)を有する多層構造重合体であることが好ましい。
本発明のシリコーン含有多層構造重合体(B’)において、ゴム質層の種類は、特に限定されるものではなく、ゴム弾性を有する重合体成分から構成されるものであればよいが、少なくとも1層以上のゴム質層は、前記一般式(1)〜(4)のいずれかで表される構造単位を含み、(フェニル基の総数)/(フェニル基の総数+メチル基の総数)が0.3〜0.4の範囲内にあることを特徴とするシリコーン系化合物(B)からなることが必要である。
本発明の多層構造重合体において、ゴム質層以外の層の種類は、熱可塑性を有する重合体成分から構成されるものであれば特に限定されるものではないが、ゴム質層よりもガラス転移温度が高い重合体成分であることが好ましい。熱可塑性を有する重合体としては、不飽和カルボン酸アルキルエステル単位、不飽和カルボン酸単位、不飽和グリシジル基含有単位、不飽和ジカルボン酸無水物単位、脂肪族ビニル単位、芳香族ビニル単位、シアン化ビニル単位、マレイミド単位、不飽和ジカルボン酸単位およびその他のビニル単位などから選ばれる1種以上の単位を含有する重合体が挙げられる。中でも、不飽和カルボン酸アルキルエステル単位を含有する重合体が好ましく、それに加えて不飽和グリシジル基含有単位、不飽和カルボン酸単位および不飽和ジカルボン酸無水物単位から選ばれる1種以上の単位を含有する重合体がより好ましい。
上記不飽和カルボン酸アルキルエステル単位の原料となる単量体としては、特に限定されるものではないが、アクリル酸アルキルエステルまたはメタクリル酸アルキルエステルが好ましく使用される。具体的には、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、メタクリル酸n−プロピル、アクリル酸n−ブチル、メタクリル酸n−ブチル、アクリル酸t−ブチル、メタクリル酸t−ブチル、アクリル酸n−ヘキシル、メタクリル酸n−ヘキシル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸ステアリル、メタクリル酸ステアリル、アクリル酸オクタデシル、メタクリル酸オクタデシル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸フェニル、アクリル酸ベンジル、メタクリル酸ベンジル、アクリル酸クロロメチル、メタクリル酸クロロメチル、アクリル酸2−クロロエチル、メタクリル酸2−クロロエチル、アクリル酸2−ヒドロキシエチル、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル、アクリル酸3−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸3−ヒドロキシプロピル、アクリル酸2,3,4,5,6−ペンタヒドロキシヘキシル、メタクリル酸2,3,4,5,6−ペンタヒドロキシヘキシル、アクリル酸2,3,4,5−テトラヒドロキシペンチル、メタクリル酸2,3,4,5−テトラヒドロキシペンチル、アクリル酸アミノエチル、アクリル酸プロピルアミノエチル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸エチルアミノプロピル、メタクリル酸フェニルアミノエチルおよびメタクリル酸シクロヘキシルアミノエチルなどが挙げられる。耐衝撃性を向上する効果が大きいという観点から、アクリル酸メチルまたはメタクリル酸メチルが好ましく使用される。これらの単位は単独ないし2種以上を用いることができる。
上記不飽和カルボン酸単量体としては特に制限はなく、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、およびさらには無水マレイン酸の加水分解物などが挙げられる。特に熱安定性が優れる点でアクリル酸およびメタクリル酸が好ましく、より好ましくはメタクリル酸である。これらはその1種または2種以上用いることができる。
上記不飽和グリシジル基含有単位の原料となる単量体としては、特に限定されるものではなく、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、イタコン酸グリシジル、イタコン酸ジグリシジル、アリルグリシジルエーテル、スチレン−4−グリシジルエーテルおよび4−グリシジルスチレンなどが挙げられ、耐衝撃性を向上する効果が大きいという観点から、アクリル酸グリシジルまたはメタクリル酸グリシジルが好ましく使用される。これらの単位は単独ないし2種以上を用いることができる。
上記不飽和ジカルボン酸無水物単位の原料となる単量体としては、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水グルタコン酸、無水シトラコン酸および無水アコニット酸などが挙げられ、耐衝撃性を向上する効果が大きいという観点から、無水マレイン酸が好ましく使用される。これらの単位は単独ないし2種以上を用いることができる。
また、上記脂肪族ビニル単位の原料となる単量体としては、エチレン、プロピレンおよびブタジエンなどを用いることができる。上記芳香族ビニル単位の原料となる単量体としては、スチレン、α−メチルスチレン、1−ビニルナフタレン、4−メチルスチレン、4−プロピルスチレン、4−シクロヘキシルスチレン、4−ドデシルスチレン、2−エチル−4−ベンジルスチレン、4−(フェニルブチル)スチレンおよびハロゲン化スチレンなどを用いることができる。上記シアン化ビニル単位の原料となる単量体としては、アクリロニトリル、メタクリロニトリルおよびエタクリロニトリルなどを用いることができる。上記マレイミド単位の原料となる単量体としては、マレイミド、N−メチルマレイミド、N−エチルマレイミド、N−プロピルマレイミド、N−イソプロピルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、N−フェニルマレイミド、N−(p−ブロモフェニル)マレイミドおよびN−(クロロフェニル)マレイミドなどを用いることができる。上記不飽和ジカルボン酸単位の原料となる単量体としては、マレイン酸、マレイン酸モノエチルエステル、イタコン酸およびフタル酸などを用いることができる。上記その他のビニル単位の原料となる単量体としては、アクリルアミド、メタクリルアミド、N−メチルアクリルアミド、ブトキシメチルアクリルアミド、N−プロピルメタクリルアミド、N−ビニルジエチルアミン、N−アセチルビニルアミン、アリルアミン、メタアリルアミン、N−メチルアリルアミン、p−アミノスチレン、2−イソプロペニル−オキサゾリン、2−ビニル−オキサゾリン、2−アクロイル−オキサゾリンおよび2−スチリル−オキサゾリンなどを用いることができる。これらの単量体は単独ないし2種以上を用いることができる。
本発明のゴム質重合体を含有する多層構造重合体において、最外層(シェル層)の種類は、上述のとおり不飽和カルボン酸アルキルエステル単位、不飽和カルボン酸単位、不飽和グリシジル基含有単位、脂肪族ビニル単位、芳香族ビニル単位、シアン化ビニル単位、マレイミド単位、不飽和ジカルボン酸単位、不飽和ジカルボン酸無水物単位およびその他のビニル単位などの1種類以上の単位を含有する重合体などから選ばれた少なくとも1種が挙げられる。中でも、不飽和カルボン酸アルキルエステル単位、不飽和カルボン酸単位、不飽和グリシジル基含有単位および不飽和ジカルボン酸無水物単位などを含有する重合体などから選ばれた少なくとも1種が好ましい。特に好ましくは、最外層が前記一般式(5)で表されるグルタル酸無水物単位を含有するアクリル系共重合体である多層構造重合体である。
上記シリコーン含有多層構造重合体(B’)の平均粒子径については、0.01〜1μmであることが好ましく、0.02〜0.8μmがより好ましく、0.05〜0.6μmがさらに好ましく、0.05〜0.4μmが最も好ましい。0.01μm以上であれば得られる熱可塑性樹脂組成物の衝撃強度が十分な値を示し、1μm以下であれば十分な透明性、表面平滑性が得られる。なお、多層構造重合体の平均粒子径は、小角光散乱測定によるギニエプロットあるいは透過型電子顕微鏡写真から算出することができる。
上記シリコーン含有多層構造重合体(B’)において、コアとシェルの重量比は、多層構造重合体(B’)全体に対して、コア層が50〜90重量%であることが好ましく、さらに、60〜80重量%であることがより好ましい。
上記シリコーン系化合物(B)の含有量は、(A)成分と(B)成分の合計量100重量部に対して、0.01〜50重量部、好ましくは0.05〜5重量部、更に好ましくは0.1〜2重量部の範囲である。0.01重量部より少ないと耐衝撃性が悪化し、さらには加熱滞留時の重量減量が大きくなる。一方、50重量部より多いと、耐熱性や透明性など、熱可塑性重合体(A)本来の特性を損なってしまう。
本発明においては、さらに前記シリコーン系化合物(B)以外のゴム質含有共重合体(C)を含有せしめることにより、アクリル系共重合体(A)の優れた特性を大きく損なうことなく優れた耐衝撃性、靱性を付与することができる。
ゴム質含有共重合体(C)としては、1以上のゴム質重合体を含む層と、それとは異種の重合体から構成される1以上の層から構成され、かつ、内部に1層以上のゴム質重合体を含む層を有する構造の、いわゆるコアシェル型と呼ばれる多層構造重合体(C’)や、ゴム質重合体の存在下に、ビニル単量体などからなる単量体混合物を共重合せしめたグラフト共重合体等が好ましく使用できるが、特に多層構造重合体(C’)が透明性・着色の少なさの点で優れており、好ましい。
本発明に使用されるコアシェル型の多層構造重合体(C’)を構成する層の数は、2層以上であればよく、3層以上または4層以上であってもよいが、内部に1層以上のゴム質層(コア層)を有する多層構造重合体であることが好ましい。
本発明の多層構造重合体(C’)において、ゴム質層の種類は、(B)成分と同一でなければ特に限定されるものではなく、ゴム弾性を有する重合体成分から構成されるものであればよい。例えば、アクリル系単量体、シリコーン系単量体、スチレン系単量体、ニトリル系単量体、共役ジエン系単量体、ウレタン結合を生成する単量体、エチレン系単量体、プロピレン系単量体、イソブテン系単量体などを重合させたものから構成されるゴムが挙げられる。好ましいゴムとしては、例えば、アクリル酸エチル単位やアクリル酸ブチル単位などのアクリル系単位、ジメチルシロキサン単位やフェニルメチルシロキサン単位などのシリコーン系単位、スチレン単位やα−メチルスチレン単位などのスチレン系単位、アクリロニトリル単位やメタクリロニトリル単位などのニトリル系単位およびブタジエン単位やイソプレン単位などの共役ジエン系単位から構成されるゴムである。また、これらの成分を2種以上組み合わせたものから構成されるゴムも好ましい。例えば、(1)アクリル酸エチル単位やアクリル酸ブチル単位などのアクリル系単位およびジメチルシロキサン単位やフェニルメチルシロキサン単位などのシリコーン系単位から構成されるゴム、(2)アクリル酸エチル単位やアクリル酸ブチル単位などのアクリル系単位およびスチレン単位やα−メチルスチレン単位などのスチレン系単位から構成されるゴム、(3)アクリル酸エチル単位やアクリル酸ブチル単位などのアクリル系単位およびブタンジエン単位やイソプレン単位などの共役ジエン系単位から構成されるゴム、および(4)アクリル酸エチル単位やアクリル酸ブチル単位などのアクリル系単位、およびスチレン単位やα−メチルスチレン単位などのスチレン系単位から構成されるゴムなどが挙げられる。これらのうち、アクリル酸アルキルエステル単位、および、置換または無置換のスチレン単位を含有する重位であるゴムが、透明性および機械特性の点から、最も好ましい。また、これらの成分の他に、ジビニルベンゼン単位、アリルアクリレート単位およびブチレングリコールジアクリレート単位などの架橋性成分から構成される共重合体を架橋させたゴムも好ましい。ただし前記一般式(1)〜(4)のいずれかで表される構造単位を含み、(フェニル基の総数)/(フェニル基の総数+メチル基の総数)が0.3〜0.4の範囲内にあることを特徴とするシリコーン系化合物は除く。
本発明の多層構造重合体(C’)において、ゴム質層以外の層の種類は、上述のシリコーン含有多層構造重合体(B’)で例示したように、熱可塑性を有する重合体成分から構成されるものであれば特に限定されるものではないが、ゴム質層よりもガラス転移温度が高い重合体成分であることが好ましい。
本発明のゴム質重合体を含有する多層構造重合体(C’)において、最外層(シェル層)の種類は、上述のとおり不飽和カルボン酸アルキルエステル単位、不飽和カルボン酸単位、不飽和グリシジル基含有単位、脂肪族ビニル単位、芳香族ビニル単位、シアン化ビニル単位、マレイミド単位、不飽和ジカルボン酸単位、不飽和ジカルボン酸無水物単位およびその他のビニル単位などの1種類以上の単位を含有する重合体などから選ばれた少なくとも1種が挙げられる。中でも、不飽和カルボン酸アルキルエステル単位、不飽和カルボン酸単位、不飽和グリシジル基含有単位および不飽和ジカルボン酸無水物単位などを含有する重合体などから選ばれた少なくとも1種が好ましい。
本発明の熱可塑性樹脂組成物中に含有せしめる多層構造重合体(C’)の好ましい例としては、コア層がアクリル酸ブチル/スチレン共重合体で、最外層がメタクリル酸メチル/前記一般式(5)で表されるグルタル酸無水物含有単位からなる共重合体であるもの、コア層がアクリル酸ブチル/スチレン共重合体で、最外層がメタクリル酸メチル/前記一般式(5)で表されるグルタル酸無水物含有単位/メタクリル酸共重合体であるもの、コア層がジメチルシロキサン/アクリル酸ブチル共重合体で最外層がメタクリル酸メチル重合体であるもの、コア層がブタンジエン/スチレン共重合体で最外層がメタクリル酸メチル重合体であるもの、およびコア層がアクリル酸ブチル重合体で最外層がメタクリル酸メチル重合体であるものなどが挙げられる。ここで、“/”は共重合を示す。さらに、ゴム質層または最外層のいずれか一つもしくは両方の層がメタクリル酸グリシジル単位を含有する重合体であるものも好ましい例として挙げられる。中でも、コア層がアクリル酸ブチル/スチレン重合体で、最外層がメタクリル酸メチル/前記一般式(5)で表されるグルタル酸無水物含有単位からなる共重合体であるもの、コア層がアクリル酸ブチル/スチレン共重合体で、最外層がメタクリル酸メチル/前記一般式(5)で表されるグルタル酸無水物含有単位/メタクリル酸重合体であるものが、連続相(マトリックス相)であるアクリル系共重合体(A)との屈折率を近似させること、および樹脂組成物中での良好な分散状態を得ることが可能となり、近年より高度化する要求を満足しうる透明性が発現するため、好ましく使用することができる。
本発明の多層構造重合体(C’)の平均粒子径については、0.01〜1μmであることが好ましく、0.02μm〜0.8μmがより好ましく、0.05〜0.6μmがさらに好ましく、0.05〜0.4μmが最も好ましい。0.01μm以上であれば得られる熱可塑性樹脂組成物の衝撃強度が十分な値を示し、1μm以下であれば十分な透明性、表面平滑性が得られる。なお、多層構造重合体の平均粒子径は、小角光散乱測定によるギニエプロットあるいは透過型電子顕微鏡写真から算出することができる。
本発明の多層構造重合体(C’)において、コアとシェルの重量比は、多層構造重合体全体に対して、コア層が50〜90重量%であることが好ましく、さらに、60〜80重量%であることがより好ましい。
本発明の多層構造重合体としては、上述した条件を満たす市販品を用いてもよく、また公知の方法により作製して用いることもできる。
多層構造重合体(C’)の市販品としては、例えば、三菱レイヨン社製”メタブレン(登録商標)”、鐘淵化学工業社製”カネエース(登録商標)”、呉羽化学工業社製”パラロイド(登録商標)”、ロームアンドハース社製”アクリロイド(登録商標)”、ガンツ化成工業社製”スタフィロイド(登録商標)”およびクラレ社製”パラペット(登録商標)SA”などが挙げられ、これらは、単独ないし2種以上を用いることができる。
また、本発明のゴム質含有共重合体(C)として使用されるゴム質含有グラフト共重合体の具体例としては、ゴム質重合体の存在下に、不飽和カルボン酸エステル単量体(その具体例は前述と同様である)、不飽和カルボン酸単量体(その具体例は前述と同様である)、芳香族ビニル単量体(その具体例は前述と同様である)、および必要に応じてこれらと共重合可能な他のビニル単量体(その具体例は前述と同様である)の1種以上から選択される単量体(混合物)を(共)重合せしめたグラフト共重合体が挙げられる。
本発明におけるグラフト共重合体を構成するゴム質重合体の重量平均粒子径は、0.1〜0.5μm、特に0.15〜0.4μmの範囲が好ましい。0.1μm以上であれば得られる熱可塑性樹脂組成物の衝撃強度が十分な値を示し、0.4μm以下であれば透明性が十分となる。なお、ゴム質重合体の重量平均粒子径は「Rubber Age, Vol.88, p.484−490 (1960), by E.Schmidt, P.H.Biddison」に記載のアルギン酸ナトリウム法、つまりアルギン酸ナトリウムの濃度によりクリーム化するポリブタジエン粒子径が異なることを利用して、クリーム化した重量割合とアルギン酸ナトリウム濃度の累積重量分率より累積重量分率50%の粒子径を求める方法により測定することができる。
本発明におけるグラフト共重合体は、ゴム質重合体10〜80重量%、好ましくは20〜70重量%、より好ましくは30〜60重量%の存在下に、上記の単量体(混合物)20〜90重量%、好ましくは30〜80重量%、より好ましくは40〜70重量%を共重合することによって得られる。ゴム質重合体の割合が上記の範囲未満、または上記の範囲を越える場合には、衝撃強度や表面外観が低下する場合がある。
なお、グラフト共重合体は、ゴム質重合体に単量体混合物をグラフト共重合させる際に生成する、グラフトしていない共重合体を含んでいてもよい。衝撃強度の観点からは、グラフト率は10〜100%であることが好ましい。ここで、グラフト率とは、ゴム質重合体に対するグラフトした単量体混合物の重量割合である。また、グラフトしていない共重合体のメチルエチルケトン溶媒、30℃で測定した極限粘度は、0.1〜0.6dl/gのものが、衝撃強度と成形加工性とのバランスの観点から好ましく用いられる。
本発明におけるグラフト共重合体のメチルエチルケトン溶媒、30℃で測定した極限粘度には、特に制限はないが、0.2〜1.0dl/gのものが、衝撃強度と成形加工性とのバランスの観点から好ましく用いられ、より好ましくは0.3〜0.7dl/gのものである。
本発明におけるグラフト共重合体の製造方法には、特に制限はなく、塊状重合、溶液重合、懸濁重合および乳化重合などの公知の重合法により得ることができる。
本発明においてゴム質含有共重合体(C)の配合量は(A)成分と(B)成分の合計量100重量部に対して1〜50重量部であり、1〜40重量部であることが好ましく、さらに1〜30重量部であることが好ましい。1重量部以上配合することで、十分な耐衝撃性、靭性を得ることができ、また50重量部以下配合することで、樹脂組成物の透明性を維持することができる。
また、本発明の熱可塑性重合体、熱可塑性樹脂組成物には本発明の目的を損なわない範囲で、他の熱可塑性樹脂、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、アクリル樹脂、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエステル、ポリスルホン、ポリフェニレンオキサイド、ポリアセタール、ポリイミド、ポリエーテルイミドなど、熱硬化性樹脂、例えばフェノール樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂など、から選ばれた一種以上をさらに含有させることができる。また、ヒンダードフェノール系、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、ベンゾエート系、およびシアノアクリレート系の紫外線吸収剤および酸化防止剤、高級脂肪酸や酸エステル系および酸アミド系、さらに高級アルコールなどの滑剤および可塑剤、モンタン酸およびその塩、そのエステル、そのハーフエステル、ステアリルアルコール、ステアラミドおよびエチレンワックスなどの離型剤、亜リン酸塩、次亜リン酸塩などの着色防止剤、ハロゲン系難燃剤、リン系の非ハロゲン系難燃剤、核剤、アミン系、スルホン酸系、ポリエーテル系などの帯電防止剤、顔料、染料、蛍光増白剤などの着色剤などの添加剤を任意に含有させてもよい。ただし、適用する用途が要求する特性に照らし、その添加剤保有の色が熱可塑性重合体に悪影響を及ぼさず、かつ透明性が低下しない範囲で添加することが好ましい。
また、アクリル系共重合体(A)、特定のシリコーン系化合物(B)、およびゴム質含有共重合体(C)のそれぞれの屈折率が近似している場合、透明性に優れた熱可塑性樹脂組成物を得ることができるため好ましい。具体的には、アクリル系共重合体(A)と特定のシリコーン系化合物(B)との屈折率の差、およびアクリル系共重合体(A)とゴム質含有共重合体(C)との屈折率の差が0.05以下であることが好ましく、より好ましくは0.02以下、とりわけ0.01以下であることが好ましい。このような屈折率条件を満たすためには、アクリル系共重合体(A)の各単量体単位組成を調整する方法、特定のシリコーン系化合物(B)の(フェニル基の総数)/(フェニル基の総数+メチル基の総数)を調整する方法、およびゴム質含有共重合体(C)に使用されるゴム質重合体あるいは単量体の組成を調製する方法などが挙げられる。
なお、ここで言う屈折率差とは、以下に示す方法で測定した値である。ゴム質含有共重合体(C)を配合していない場合は、アクリル系共重合体(A)が可溶な溶媒に、本発明の熱可塑性樹脂組成物を適当な条件で十分に溶解させ白濁溶液とし、これを遠心分離等の操作により、溶媒可溶部分と不溶部分に分離する。この可溶部分(アクリル系共重合体(A)を含む部分)と不溶部分(特定のシリコーン系化合物(B)を含む部分)をそれぞれ精製した後、測定した屈折率(23℃、測定波長:550nm)の差を屈折率差と定義する。一方、特定のシリコーン系化合物(B)およびゴム質含有共重合体(C)をともに配合している場合は、いずれか一方のみ配合する以外は全く同一の条件の樹脂組成物を予め作製し、特定のシリコーン系化合物(B)を配合した樹脂組成物、ゴム質含有共重合体(C)を配合した樹脂組成物それぞれについて上記方法で測定を行い、アクリル系共重合体(A)との屈折率差とした。
また、樹脂組成物中でのアクリル系共重合体(A)とゴム質含有共重合体(C)の共重合組成は、上記の溶媒による可溶成分と不溶成分の分離操作の後に、各成分を個別に分析する。
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、きわめて優れた透明性を有するものであり、成形品としたときに厚み2mmあたりの全光線透過率が90%以上であり、好ましくは92%以上である。
また、本発明の熱可塑性樹脂組成物からなる成形品は、透明性を表す指標の1つであるヘイズ値(濁度)が、厚み2mmあたり3%以下が好ましく、より好ましくは1%以下である。これにより本発明の熱可塑性樹脂組成物は高度な透明性を有する。
なお、上記熱可塑性樹脂組成物の全光線透過率およびヘイズは、いずれも射出成形により得た厚さ2mm成形品を、JIS−K7361およびJIS−K7136に従い、測定した値である。
本発明の熱可塑性樹脂組成物を製造する際には、熱可塑性重合体(A)および特定のシリコーン系化合物(B)、必要に応じて、ゴム質含有重合体(C)、他の添加剤を、適当な剪断場の下で加熱溶融混合する方法を用いる。本発明において熱可塑性重合体(A)および特定のシリコーン系化合物(B)、必要に応じて、ゴム質含有重合体(C)、他の添加剤を加熱溶融混合する方法としては、熱可塑性重合体(A)とその他の任意成分を予めブレンドした後、一軸または二軸押出機により均一に溶融混練する方法が分散性・生産性の面から好ましく用いられる。
本発明においては、アクリル系共重合体(A)との溶融混練に供する特定のシリコーン含有多層構造重合体(B’)、多層構造重合体(C’)として、不飽和カルボン酸アルキルエステル単位および不飽和カルボン酸単位を含有する重合体を最外層とする多層構造重合体を用いることが最も好ましい。
最外層が不飽和カルボン酸アルキルエステル単位および不飽和カルボン酸単位を含有する重合体である場合、加熱することにより、分子内環化反応が進行し、前記一般式(5)で表されるグルタル酸無水物含有単位が生成する。従って、最外層に不飽和カルボン酸アルキルエステル単位および不飽和カルボン酸単位を含有する重合体を有する多層構造重合体をアクリル系共重合体(A)に配合して溶融混練する際の加熱により、最外層に前記一般式(5)で表されるグルタル酸無水物含有単位を含有する多層構造重合体が得られる。これにより、連続相(マトリックス相)となるアクリル系共重合体(A)中に、前記一般式(5)で表されるグルタル酸無水物含有単位を含有する多層構造重合体が良好に分散することが可能となり、本発明の熱可塑性樹脂組成物の耐衝撃性等の機械特性向上とともに、極めて高度な透明性が発現しうるものと考えられる。
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、機械的特性、成形加工性にも優れており、溶融成形可能であるため、押出成形、射出成形、プレス成形などが可能であり、フィルム、シート、管、ロッド、その他の希望する任意の形状と大きさを有する成形品に成形して使用することができる。
本発明の熱可塑性樹脂組成物からなるフィルムの製造方法には、公知の方法を使用することができる。すなわち、インフレーション法、T−ダイ法、カレンダー法、切削法、流延法、エマルション法、ホットプレス法等の製造方法が使用できる。好ましくは、インフレーション法、T−ダイ法、キャスト法またはホットプレス法が使用できる。インフレーション法やT−ダイ法による製造法の場合、単軸あるいは二軸押出スクリューのついたエクストルーダ型溶融押出装置等が使用できる。本発明のフィルムを製造するための溶融押出温度は、好ましくは150〜350℃、より好ましくは200〜300℃である。また、溶融押出装置を使用し溶融混練する場合、着色抑制の観点から、ベントを使用し減圧下での溶融混練あるいは窒素気流下での溶融混練を行うことが好ましい。また、流延法により本発明のフィルムを製造する場合、テトラヒドロフラン、アセトン、メチルエチルケトン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリドン等の溶剤が使用可能である。好ましい溶媒は、アセトン、メチルエチルケトン、N−メチルピロリドン等である。該フィルムは、本発明の熱可塑性樹脂組成物を前記の1種以上の溶剤に溶かし、その溶液をバーコーター、Tダイ、バー付きTダイ、ダイ・コートなどを用いて、ポリエチレンテレフタレートなどの耐熱フィルム、スチールベルト、金属箔などの平板または曲板(ロール)上に流延し、溶剤を蒸発除去する乾式法、あるいは溶液を凝固液で固化する湿式法等を用いることにより製造できる。
かくして得られる成形品またはフィルムは、その優れた耐熱性を活かして、電気電子部品、自動車部品、機械機構部品、OA機器、家電機器などのハウジングおよびそれらの部品類、一般雑貨など種々の用途に用いることができる。
本発明の成形品またはフィルムは、特に、透明性および耐熱性に優れている点から、映像機器関連部品としてカメラ、VTR、プロジェクションTV等の撮影用レンズ、ファインダー、フィルター、プリズム、フレネルレンズ等、光記録または光通信関連部品として各種光ディスク(ビデオディスク(VD)、コンパクトディスク(登録商標)(CD)、デジタルビデオディスク(DVD)、ミニディスク(MD)、レーザーディスク(登録商標)(LD)等)基板、各種ディスク基板保護フィルム、光ディスクプレイヤーピックアップレンズ、光ファイバー、光スイッチ、光コネクター等、情報機器関連部品として、液晶ディスプレイ、フラットパネルディスプレイ、プラズマディスプレイの導光板、フレネルレンズ、偏光板、偏光板保護フィルム、位相差フィルム、光拡散フィルム、視野角拡大フィルム、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、プリズムシート、ピックアップレンズ、タッチパネル用導電フィルム、カバー等、自動車等の輸送機器関連部品として、テールランプレンズ、ヘッドランプレンズ、インナーレンズ、アンバーキャップ、リフレクター、エクステンション、サイドミラー、ルームミラー、サイドバイザー、計器針、計器カバー、窓ガラスに代表されるグレージング等、医療機器関連部品として、眼鏡レンズ、眼鏡フレーム、コンタクトレンズ、内視鏡、分析用光学セル等、建材関連部品として、採光窓、道路透光板、照明カバー、看板、透光性遮音壁、バスタブ用材料等の用途にとって極めて有用である。
以下、実施例により本発明の構成、効果をさらに具体的に説明する。ただし、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
参考例1
グルタル酸無水物構造を有するアクリル系共重合体(A−1)の作成
メタクリル酸メチル20g(20重量部)、アクリルアミド80g(80重量部)、過硫酸カリウム0.3g(0.3重量部)およびイオン交換水1500g(1500重量部)を反応器中に仕込み、反応器中を窒素ガスで置換しながら70℃に保った。単量体が完全に、重合体に転化するまで反応を続け、メタクリル酸メチル/アクリルアミド共重合体の水溶液を得た。得られた水溶液を懸濁剤として使用した。バッフルおよびファウドラ型撹拌翼を備えたステンレス製オートクレーブに、前記のメタクリル酸メチル/アクリルアミド共重合体懸濁剤5g(0.05重量部)をイオン交換水16500g(165重量部)に溶解した溶液を供給し、400rpmで撹拌し、系内を窒素ガスで置換した。次に、下記混合物質を反応系を撹拌しながら添加し、70℃に昇温した。内温が70℃に達した時点を重合開始として、180分間保ち、重合を終了した。以降、通常の方法に従い、反応系の冷却、ポリマーの分離、洗浄、乾燥を行い、ビーズ状の原共重合体(a−1)を得た。この原共重合体(a−1)の重合率は98%であり、重量平均分子量は6万であった。
メタクリル酸 2800g(28重量部)
メタクリル酸メチル 7200g(72重量部)
n−ドデシルメルカプタン 80g(0.8重量部)
ラウロイルパーオキサイド 40g(0.4重量部)。
グルタル酸無水物構造を有するアクリル系共重合体(A−1)の作成
メタクリル酸メチル20g(20重量部)、アクリルアミド80g(80重量部)、過硫酸カリウム0.3g(0.3重量部)およびイオン交換水1500g(1500重量部)を反応器中に仕込み、反応器中を窒素ガスで置換しながら70℃に保った。単量体が完全に、重合体に転化するまで反応を続け、メタクリル酸メチル/アクリルアミド共重合体の水溶液を得た。得られた水溶液を懸濁剤として使用した。バッフルおよびファウドラ型撹拌翼を備えたステンレス製オートクレーブに、前記のメタクリル酸メチル/アクリルアミド共重合体懸濁剤5g(0.05重量部)をイオン交換水16500g(165重量部)に溶解した溶液を供給し、400rpmで撹拌し、系内を窒素ガスで置換した。次に、下記混合物質を反応系を撹拌しながら添加し、70℃に昇温した。内温が70℃に達した時点を重合開始として、180分間保ち、重合を終了した。以降、通常の方法に従い、反応系の冷却、ポリマーの分離、洗浄、乾燥を行い、ビーズ状の原共重合体(a−1)を得た。この原共重合体(a−1)の重合率は98%であり、重量平均分子量は6万であった。
メタクリル酸 2800g(28重量部)
メタクリル酸メチル 7200g(72重量部)
n−ドデシルメルカプタン 80g(0.8重量部)
ラウロイルパーオキサイド 40g(0.4重量部)。
次いで、得られた(a−1)を流量調節バルブを備えた非噛合異方向回転の二軸・単軸複合型連続混練押出装置であるHTM38mm(二軸部分L/D=34、単軸部分L/D=14、CTE社製)を用いて、酢酸リチウム0.2部を添加し、原料供給速度10kg/h、スクリュー回転数:75rpm、シリンダ温度250〜345℃で分子内環化反応を行い、ペレット状のアクリル系共重合体(A−1)を得た。尚、ホッパー部より窒素を10L/分の量でパージしながら反応を行った。
得られたアクリル系共重合体(A−1)を赤外分光光度計を用いて分析した結果、いずれも1800cm−1及び1760cm−1に吸収ピークが確認され、この熱可塑性重合体(A−1)中にグルタル酸無水物単位が形成していることを確認した。次いで、1H−NMRにより、定量した各共重合成分組成および各種特性評価結果を表1に示す。
参考例2
グルタル酸無水物構造を有するアクリル系共重合体(A−2)の作成
容量が5リットルで、バッフルおよびファウドラ型撹拌翼を備えたステンレス製オートクレーブに、メタクリル酸メチル/アクリルアミド共重合体系懸濁剤(以下の方法で調整した。メタクリル酸メチル20g(20重量部)、アクリルアミド80g(80重量部)、過硫酸カリウム0.3g(0.3重量部)、イオン交換水1500g(1500重量部)を反応器中に仕込み反応器中を窒素ガスで置換しながら70℃に保った。反応は単量体が完全に、重合体に転化するまで続け、アクリル酸メチルとアクリルアミド共重合体の水溶液として得た。得られた水溶液を懸濁剤として使用した。バッフルおよびファウドラ型撹拌翼を備えたステンレス製オートクレーブに、前記のメタクリル酸メチル/アクリルアミド共重合体懸濁剤5g(0.05重量部)をイオン交換水16500g(165重量部)に溶解した溶液を供給し、400rpmで撹拌し、系内を窒素ガスで置換した。次に、反応系を撹拌しながら下記混合物質を添加し、70℃に昇温した。内温が70℃に達した時点を重合開始として、180分間保ち、重合を終了した。以降、通常の方法に従い、反応系の冷却、ポリマーの分離、洗浄、乾燥を行い、ビーズ状の共重合体(a−2)を得た。この共重合体(a−2)の重合率は98%であり、重量平均分子量は9万であった。
メタクリル酸 2800g(28重量部)
メタクリル酸メチル 7200g(72重量部)
n−ドデシルメルカプタン 60g(0.6重量部)
ラウロイルパーオキサイド 40g(0.4重量部)
グルタル酸無水物構造を有するアクリル系共重合体(A−2)の作成
容量が5リットルで、バッフルおよびファウドラ型撹拌翼を備えたステンレス製オートクレーブに、メタクリル酸メチル/アクリルアミド共重合体系懸濁剤(以下の方法で調整した。メタクリル酸メチル20g(20重量部)、アクリルアミド80g(80重量部)、過硫酸カリウム0.3g(0.3重量部)、イオン交換水1500g(1500重量部)を反応器中に仕込み反応器中を窒素ガスで置換しながら70℃に保った。反応は単量体が完全に、重合体に転化するまで続け、アクリル酸メチルとアクリルアミド共重合体の水溶液として得た。得られた水溶液を懸濁剤として使用した。バッフルおよびファウドラ型撹拌翼を備えたステンレス製オートクレーブに、前記のメタクリル酸メチル/アクリルアミド共重合体懸濁剤5g(0.05重量部)をイオン交換水16500g(165重量部)に溶解した溶液を供給し、400rpmで撹拌し、系内を窒素ガスで置換した。次に、反応系を撹拌しながら下記混合物質を添加し、70℃に昇温した。内温が70℃に達した時点を重合開始として、180分間保ち、重合を終了した。以降、通常の方法に従い、反応系の冷却、ポリマーの分離、洗浄、乾燥を行い、ビーズ状の共重合体(a−2)を得た。この共重合体(a−2)の重合率は98%であり、重量平均分子量は9万であった。
メタクリル酸 2800g(28重量部)
メタクリル酸メチル 7200g(72重量部)
n−ドデシルメルカプタン 60g(0.6重量部)
ラウロイルパーオキサイド 40g(0.4重量部)
次いで、得られたビーズ状共重合体(a−2)をシリンダ温度280〜305℃とした以外は(A−1)の作成と同様の方法を用いて、ペレット状のアクリル系共重合体(A−2)を得た。
得られたアクリル系共重合体(A−2)を赤外分光光度計を用いて分析した結果、いずれも1800cm−1及び1760cm−1に吸収ピークが確認され、この熱可塑性重合体(A−2)中にグルタル酸無水物単位が形成していることを確認した。次いで、1H−NMRにより、定量した各共重合成分組成および各種特性評価結果を表1に示す。
参考例3
グルタル酸無水物構造を有するアクリル系共重合体(A−3)の作成
容量が5リットルで、バッフルおよびファウドラ型撹拌翼を備えたステンレス製オートクレーブに、メタクリル酸メチル/アクリルアミド共重合体系懸濁剤(以下の方法で調整した。メタクリル酸メチル20g(20重量部)、アクリルアミド80g(80重量部)、過硫酸カリウム0.3g(0.3重量部)、イオン交換水1500g(1500重量部)を反応器中に仕込み反応器中を窒素ガスで置換しながら70℃に保った。反応は単量体が完全に、重合体に転化するまで続け、アクリル酸メチルとアクリルアミド共重合体の水溶液として得た。得られた水溶液を懸濁剤として使用した。バッフルおよびファウドラ型撹拌翼を備えたステンレス製オートクレーブに、前記のメタクリル酸メチル/アクリルアミド共重合体懸濁剤5g(0.05重量部)をイオン交換水16500g(165重量部)に溶解した溶液を供給し、400rpmで撹拌し、系内を窒素ガスで置換した。次に、反応系を撹拌しながら下記混合物質を添加し、70℃に昇温した。内温が70℃に達した時点を重合開始として、180分間保ち、重合を終了した。以降、通常の方法に従い、反応系の冷却、ポリマーの分離、洗浄、乾燥を行い、ビーズ状の共重合体(a−3)を得た。この共重合体(a−3)の重合率は98%であり、重量平均分子量は13万であった。
メタクリル酸 2800g(28重量部)
メタクリル酸メチル 7200g(72重量部)
n−ドデシルメルカプタン 40g(0.4重量部)
ラウロイルパーオキサイド 40g(0.4重量部)
グルタル酸無水物構造を有するアクリル系共重合体(A−3)の作成
容量が5リットルで、バッフルおよびファウドラ型撹拌翼を備えたステンレス製オートクレーブに、メタクリル酸メチル/アクリルアミド共重合体系懸濁剤(以下の方法で調整した。メタクリル酸メチル20g(20重量部)、アクリルアミド80g(80重量部)、過硫酸カリウム0.3g(0.3重量部)、イオン交換水1500g(1500重量部)を反応器中に仕込み反応器中を窒素ガスで置換しながら70℃に保った。反応は単量体が完全に、重合体に転化するまで続け、アクリル酸メチルとアクリルアミド共重合体の水溶液として得た。得られた水溶液を懸濁剤として使用した。バッフルおよびファウドラ型撹拌翼を備えたステンレス製オートクレーブに、前記のメタクリル酸メチル/アクリルアミド共重合体懸濁剤5g(0.05重量部)をイオン交換水16500g(165重量部)に溶解した溶液を供給し、400rpmで撹拌し、系内を窒素ガスで置換した。次に、反応系を撹拌しながら下記混合物質を添加し、70℃に昇温した。内温が70℃に達した時点を重合開始として、180分間保ち、重合を終了した。以降、通常の方法に従い、反応系の冷却、ポリマーの分離、洗浄、乾燥を行い、ビーズ状の共重合体(a−3)を得た。この共重合体(a−3)の重合率は98%であり、重量平均分子量は13万であった。
メタクリル酸 2800g(28重量部)
メタクリル酸メチル 7200g(72重量部)
n−ドデシルメルカプタン 40g(0.4重量部)
ラウロイルパーオキサイド 40g(0.4重量部)
次いで、得られたビーズ状共重合体(a−3)をシリンダ温度280〜305℃とした以外は(A−1)の作成と同様の方法を用いて、ペレット状のアクリル系共重合体(A−3)を得た。
得られたアクリル系共重合体(A−3)を赤外分光光度計を用いて分析した結果、いずれも1800cm−1及び1760cm−1に吸収ピークが確認され、この熱可塑性重合体(A−3)中にグルタル酸無水物単位が形成していることを確認した。次いで、1H−NMRにより、定量した各共重合成分組成および各種特性評価結果を表1に示す。
参考例4
グルタル酸無水物構造を有するアクリル系共重合体(A−4)の作成
容量が5リットルで、バッフルおよびファウドラ型撹拌翼を備えたステンレス製オートクレーブに、メタクリル酸メチル/アクリルアミド共重合体系懸濁剤(以下の方法で調整した。メタクリル酸メチル20g(20重量部)、アクリルアミド80g(80重量部)、過硫酸カリウム0.3g(0.3重量部)、イオン交換水1500g(1500重量部)を反応器中に仕込み反応器中を窒素ガスで置換しながら70℃に保った。反応は単量体が完全に、重合体に転化するまで続け、アクリル酸メチルとアクリルアミド共重合体の水溶液として得た。得られた水溶液を懸濁剤として使用した。バッフルおよびファウドラ型撹拌翼を備えたステンレス製オートクレーブに、前記のメタクリル酸メチル/アクリルアミド共重合体懸濁剤5g(0.05重量部)をイオン交換水16500g(165重量部)に溶解した溶液を供給し、400rpmで撹拌し、系内を窒素ガスで置換した。次に、反応系を撹拌しながら下記混合物質を添加し、70℃に昇温した。内温が70℃に達した時点を重合開始として、180分間保ち、重合を終了した。以降、通常の方法に従い、反応系の冷却、ポリマーの分離、洗浄、乾燥を行い、ビーズ状の共重合体(a−4)を得た。この共重合体(a−4)の重合率は98%であり、重量平均分子量は9万であった。
メタクリル酸 2000g(20重量部)
メタクリル酸メチル 8000g(80重量部)
n−ドデシルメルカプタン 60g(0.6重量部)
ラウロイルパーオキサイド 40g(0.4重量部)
グルタル酸無水物構造を有するアクリル系共重合体(A−4)の作成
容量が5リットルで、バッフルおよびファウドラ型撹拌翼を備えたステンレス製オートクレーブに、メタクリル酸メチル/アクリルアミド共重合体系懸濁剤(以下の方法で調整した。メタクリル酸メチル20g(20重量部)、アクリルアミド80g(80重量部)、過硫酸カリウム0.3g(0.3重量部)、イオン交換水1500g(1500重量部)を反応器中に仕込み反応器中を窒素ガスで置換しながら70℃に保った。反応は単量体が完全に、重合体に転化するまで続け、アクリル酸メチルとアクリルアミド共重合体の水溶液として得た。得られた水溶液を懸濁剤として使用した。バッフルおよびファウドラ型撹拌翼を備えたステンレス製オートクレーブに、前記のメタクリル酸メチル/アクリルアミド共重合体懸濁剤5g(0.05重量部)をイオン交換水16500g(165重量部)に溶解した溶液を供給し、400rpmで撹拌し、系内を窒素ガスで置換した。次に、反応系を撹拌しながら下記混合物質を添加し、70℃に昇温した。内温が70℃に達した時点を重合開始として、180分間保ち、重合を終了した。以降、通常の方法に従い、反応系の冷却、ポリマーの分離、洗浄、乾燥を行い、ビーズ状の共重合体(a−4)を得た。この共重合体(a−4)の重合率は98%であり、重量平均分子量は9万であった。
メタクリル酸 2000g(20重量部)
メタクリル酸メチル 8000g(80重量部)
n−ドデシルメルカプタン 60g(0.6重量部)
ラウロイルパーオキサイド 40g(0.4重量部)
次いで、得られたビーズ状共重合体(a−4)をシリンダ温度280〜305℃とした以外は(A−1)の作成と同様の方法を用いて、ペレット状のアクリル系共重合体(A−4)を得た。
得られたアクリル系共重合体(A−4)を赤外分光光度計を用いて分析した結果、いずれも1800cm−1及び1760cm−1に吸収ピークが確認され、この熱可塑性重合体(A−4)中にグルタル酸無水物単位が形成していることを確認した。次いで、1H−NMRにより、定量した各共重合成分組成および各種特性評価結果を表1に示す。
参考例5
ラクトン環構造を有するアクリル系共重合体(A−5)の作成
特許文献(特開H7−285906号公報)に記載の以下の方法によって水酸基とエステル基を有する単量体を合成した。
ラクトン環構造を有するアクリル系共重合体(A−5)の作成
特許文献(特開H7−285906号公報)に記載の以下の方法によって水酸基とエステル基を有する単量体を合成した。
温度計、ガス吹き込み管、冷却管、攪拌装置および水浴を備えた1000mlの4つ口フラスコに、メチルアクリレート 430g(5モル)、35重量%ホルムアルデヒド水溶液51g(0.6モル)、30重量%トリメチルアミン水溶液59g(0.3モル)、および、p−メトキシフェノール0.4gを仕込んだ。メチルアクリレートに対するp−メトキシフェノールの割合は、約1000ppmである。その後、上記の反応溶液に空気を吹き込みながら、該反応溶液を40℃で6時間攪拌して反応させた。
反応終了後、反応溶液を有機相と水相とに分液した。次に、上記の水相に対して、該水相と同量のメチルアクリレート(抽媒)を用いて抽出操作を行い、該抽媒を有機相に加えた。その後、上記有機相の分別蒸留を行い、63℃〜67℃/5mmHgの留分である無色透明液体状の2−(ヒドロキシメチル)アクリル酸メチルを得た。次いで、窒素吹き込み管、冷却管、撹拌装置、滴下漏斗、および水浴を備えた1リットルの四つ口フラスコに、窒素パージを行いながら、上記2−(ヒドロキシメチル)アクリル酸メチル50g(20重量部)、メタクリル酸メチル200g(80重量部)、溶媒としてトルエン250g(100重量部)、および重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル1.25g(0.5重量部)を仕込み、100℃で4時間重合を行った。次にこの重合反応液を室温まで冷却した後、重合反応液に対して過剰のn−ヘキサン中に投入して重合物を沈殿させ、これを濾過して分別した。続いて、得られた重合物を80℃にて熱風乾燥させることにより、原重合体を白色粉末として得た。このとき得られた原重合体の収率は73%であった。かくして得られた原重合体を原重合体の100倍量のジメチルスルホキシドに溶解させた。この溶液を窒素気流下、170℃にて10時間加熱した後、反応溶液を過剰のn−ヘキサンに投入して再沈した。次に得られた沈殿物を100℃、1mmHgの減圧下にて5時間乾燥して、ラクトン環構造を有するアクリル系共重合体共重合体(A−5)を得た。
参考例6 シリコーン系化合物(B)の作成
(B−1)東レ・ダウ・コーニングシリコーン社製のジメチルポリシロキサン(シリコーン樹脂、SR2400)を使用した。
(B−1)東レ・ダウ・コーニングシリコーン社製のジメチルポリシロキサン(シリコーン樹脂、SR2400)を使用した。
(B−2)シリコーン樹脂(フェニル基の総数)/(フェニル基の総数+メチル基の総数)=0.32
攪拌器、温度計、アルゴン導入管およびドライアイス冷却管を取り付けたフラスコに、オクタメチルシクロテトラシロキサン222g(222重量部)およびオクタフェニルシクロテトラシロキサン174g(174重量部)を仕込み、165℃まで加熱した後、水酸化カリウム0.0040g(0.0040重量部)を加えて重合を開始した。24時間反応後、酢酸を0.1g(0.1重量部)加えて重合を停止した。次いで減圧下低分子量体を除去し、トルエン/メタノールによる再沈殿を2回繰り返し、80℃にて12時間真空乾燥行うことで、シリコーン樹脂(フェニル基の総数)/(フェニル基の総数+メチル基の総数)=0.32のシリコーン樹脂を得た。
攪拌器、温度計、アルゴン導入管およびドライアイス冷却管を取り付けたフラスコに、オクタメチルシクロテトラシロキサン222g(222重量部)およびオクタフェニルシクロテトラシロキサン174g(174重量部)を仕込み、165℃まで加熱した後、水酸化カリウム0.0040g(0.0040重量部)を加えて重合を開始した。24時間反応後、酢酸を0.1g(0.1重量部)加えて重合を停止した。次いで減圧下低分子量体を除去し、トルエン/メタノールによる再沈殿を2回繰り返し、80℃にて12時間真空乾燥行うことで、シリコーン樹脂(フェニル基の総数)/(フェニル基の総数+メチル基の総数)=0.32のシリコーン樹脂を得た。
(B−3)シリコーン樹脂(フェニル基の総数)/(フェニル基の総数+メチル基の総数)=0.38
攪拌器、温度計、アルゴン導入管およびドライアイス冷却管を取り付けたフラスコに、オクタメチルシクロテトラシロキサン208g(208重量部)およびオクタフェニルシクロテトラシロキサン209g(209重量部)を仕込み、165℃まで加熱した後、水酸化カリウム0.0042g(0.0042重量部)を加えて重合を開始した。24時間反応後、酢酸を0.1g(0.1重量部)加えて重合を停止した。次いで減圧下低分子量体を除去し、トルエン/メタノールによる再沈殿を2回繰り返し、80℃にて12時間真空乾燥行うことで、シリコーン樹脂(フェニル基の総数)/(フェニル基の総数+メチル基の総数)=0.38のシリコーン樹脂を得た。
攪拌器、温度計、アルゴン導入管およびドライアイス冷却管を取り付けたフラスコに、オクタメチルシクロテトラシロキサン208g(208重量部)およびオクタフェニルシクロテトラシロキサン209g(209重量部)を仕込み、165℃まで加熱した後、水酸化カリウム0.0042g(0.0042重量部)を加えて重合を開始した。24時間反応後、酢酸を0.1g(0.1重量部)加えて重合を停止した。次いで減圧下低分子量体を除去し、トルエン/メタノールによる再沈殿を2回繰り返し、80℃にて12時間真空乾燥行うことで、シリコーン樹脂(フェニル基の総数)/(フェニル基の総数+メチル基の総数)=0.38のシリコーン樹脂を得た。
(B−4)シリコーン樹脂(フェニル基の総数)/(フェニル基の総数+メチル基の総数)=0.28
攪拌器、温度計、アルゴン導入管およびドライアイス冷却管を取り付けたフラスコに、オクタメチルシクロテトラシロキサン243g(243重量部)およびオクタフェニルシクロテトラシロキサン125g(125重量部)を仕込み、165℃まで加熱した後、水酸化カリウム0.0037g(0.0037重量部)を加えて重合を開始した。24時間反応後、酢酸を0.1g(0.1重量部)加えて重合を停止した。次いで減圧下低分子量体を除去し、トルエン/メタノールによる再沈殿を2回繰り返し、80℃にて12時間真空乾燥行うことで、シリコーン樹脂(フェニル基の総数)/(フェニル基の総数+メチル基の総数)=0.28のシリコーン樹脂を得た。
攪拌器、温度計、アルゴン導入管およびドライアイス冷却管を取り付けたフラスコに、オクタメチルシクロテトラシロキサン243g(243重量部)およびオクタフェニルシクロテトラシロキサン125g(125重量部)を仕込み、165℃まで加熱した後、水酸化カリウム0.0037g(0.0037重量部)を加えて重合を開始した。24時間反応後、酢酸を0.1g(0.1重量部)加えて重合を停止した。次いで減圧下低分子量体を除去し、トルエン/メタノールによる再沈殿を2回繰り返し、80℃にて12時間真空乾燥行うことで、シリコーン樹脂(フェニル基の総数)/(フェニル基の総数+メチル基の総数)=0.28のシリコーン樹脂を得た。
(B−5)シリコーン樹脂(フェニル基の総数)/(フェニル基の総数+メチル基の総数)=0.42
攪拌器、温度計、アルゴン導入管およびドライアイス冷却管を取り付けたフラスコに、オクタメチルシクロテトラシロキサン199g(199重量部)およびオクタフェニルシクロテトラシロキサン230g(230重量部)を仕込み、165℃まで加熱した後、水酸化カリウム0.0043g(0.0043重量部)を加えて重合を開始した。24時間反応後、酢酸を0.1g(0.1重量部)加えて重合を停止した。次いで減圧下低分子量体を除去し、トルエン/メタノールによる再沈殿を2回繰り返し、80℃にて12時間真空乾燥行うことで、シリコーン樹脂(フェニル基の総数)/(フェニル基の総数+メチル基の総数)=0.42のシリコーン樹脂を得た。
攪拌器、温度計、アルゴン導入管およびドライアイス冷却管を取り付けたフラスコに、オクタメチルシクロテトラシロキサン199g(199重量部)およびオクタフェニルシクロテトラシロキサン230g(230重量部)を仕込み、165℃まで加熱した後、水酸化カリウム0.0043g(0.0043重量部)を加えて重合を開始した。24時間反応後、酢酸を0.1g(0.1重量部)加えて重合を停止した。次いで減圧下低分子量体を除去し、トルエン/メタノールによる再沈殿を2回繰り返し、80℃にて12時間真空乾燥行うことで、シリコーン樹脂(フェニル基の総数)/(フェニル基の総数+メチル基の総数)=0.42のシリコーン樹脂を得た。
(B−6)シリコーンオイル(フェニル基の総数)/(フェニル基の総数+メチル基の総数)=0.35
還流冷却管、攪拌器、滴下ロ−ト、温度計を取り付けた3リットル四ツ口フラスコに、水747gt(747部)と炭酸カリウム327g(327部)を加え溶解させた後、更にトルエン582g(582部)を加えた。徐々にフラスコ内温度を65℃まで昇温した。加熱をやめ、予め調製しておいたジメチルジクロロシラン175g(175部)とジフェニルジクロロシラン125g(125部)との混合物を徐々に滴下した。ジクロロシラン混合物の滴下速度を調整しながら、フラスコ内温度を65〜75℃に保った。ジクロロシラン混合物の滴下終了後、70〜80℃で2時間攪拌を行なって反応を完結させた。反応混合物を室温まで冷却した後分液した。トルエン層のろ過を行い、ろ液のトルエンを、減圧下で留去させたところ、(フェニル基の総数)/(フェニル基の総数+メチル基の総数)=0.35のシリコーンオイルが得られた。
還流冷却管、攪拌器、滴下ロ−ト、温度計を取り付けた3リットル四ツ口フラスコに、水747gt(747部)と炭酸カリウム327g(327部)を加え溶解させた後、更にトルエン582g(582部)を加えた。徐々にフラスコ内温度を65℃まで昇温した。加熱をやめ、予め調製しておいたジメチルジクロロシラン175g(175部)とジフェニルジクロロシラン125g(125部)との混合物を徐々に滴下した。ジクロロシラン混合物の滴下速度を調整しながら、フラスコ内温度を65〜75℃に保った。ジクロロシラン混合物の滴下終了後、70〜80℃で2時間攪拌を行なって反応を完結させた。反応混合物を室温まで冷却した後分液した。トルエン層のろ過を行い、ろ液のトルエンを、減圧下で留去させたところ、(フェニル基の総数)/(フェニル基の総数+メチル基の総数)=0.35のシリコーンオイルが得られた。
ここで(B−2)〜(B−6)において、得られたシリコーン樹脂の(フェニル基の総数)/(フェニル基の総数+メチル基の総数)は、本樹脂の1H−NMR(JEOL社製 AL−400、CDCl3)チャートにおける、(6.5〜7.5ppmの積分値÷5)/{(6.5〜7.5ppmの積分値÷5)+(0〜0.5ppmの積分値÷3)}により求めた。
参考例7 シリコーン含有多層構造重合体(B’)の作製
(B’−1)(フェニル基の総数)/(フェニル基の総数+メチル基の総数)=0からなるシリコーンゴムをコア層とする重合体
冷却器付きのガラス容器(容量5リットル)内に脱イオン水1200g(120重量部)、炭酸カリウム5g(0.5重量部)、スルフォコハク酸ジオクチル5g(0.5重量部)および水酸化カリウム0.07g(0.007重量部)を仕込み、窒素雰囲気下で撹拌後、ヘキサメチルシクロトリシロキサン700g(70重量部) γ−メタクリロイルオキシプロピルジメトキシメチルシラン35g(3.5重量部)を仕込み、90℃、5時間加熱撹拌を行った。次いで、メタクリル酸メチル210g(21重量部)、メタクリル酸90g(9重量部)および過硫酸カリウム0.05g(0.005重量部)の混合物を90分かけて連続的に添加し、さらに90分間保持して、シェル層を重合させた。この重合体ラテックスを硫酸で凝固し、苛性ソーダで中和した後、洗浄、濾過、乾燥して、(フェニル基の総数)/(フェニル基の総数+メチル基の総数)=0からなるシリコーンゴムをコア層とする重合体(B’−1)を得た。
(B’−1)(フェニル基の総数)/(フェニル基の総数+メチル基の総数)=0からなるシリコーンゴムをコア層とする重合体
冷却器付きのガラス容器(容量5リットル)内に脱イオン水1200g(120重量部)、炭酸カリウム5g(0.5重量部)、スルフォコハク酸ジオクチル5g(0.5重量部)および水酸化カリウム0.07g(0.007重量部)を仕込み、窒素雰囲気下で撹拌後、ヘキサメチルシクロトリシロキサン700g(70重量部) γ−メタクリロイルオキシプロピルジメトキシメチルシラン35g(3.5重量部)を仕込み、90℃、5時間加熱撹拌を行った。次いで、メタクリル酸メチル210g(21重量部)、メタクリル酸90g(9重量部)および過硫酸カリウム0.05g(0.005重量部)の混合物を90分かけて連続的に添加し、さらに90分間保持して、シェル層を重合させた。この重合体ラテックスを硫酸で凝固し、苛性ソーダで中和した後、洗浄、濾過、乾燥して、(フェニル基の総数)/(フェニル基の総数+メチル基の総数)=0からなるシリコーンゴムをコア層とする重合体(B’−1)を得た。
(B’−2)(フェニル基の総数)/(フェニル基の総数+メチル基の総数)=0.32からなるシリコーンゴムをコア層とする重合体
冷却器付きのガラス容器(容量5リットル)内に脱イオン水1200g(120重量部)、炭酸カリウム5g(0.5重量部)、スルフォコハク酸ジオクチル5g(0.5重量部)および水酸化カリウム0.07g(0.007重量部)を仕込み、窒素雰囲気下で撹拌後、ヘキサメチルシクロトリシロキサン360g(36重量部)、ヘキサフェニルシクロトリシロキサン340g(34重量部)、γ−メタクリロイルオキシプロピルジメトキシメチルシラン35g(3.5重量部)を仕込み、90℃、5時間加熱撹拌を行った。次いで、メタクリル酸メチル210g(21重量部)、メタクリル酸90g(9重量部)および過硫酸カリウム0.5g(0.005重量部)の混合物を90分かけて連続的に添加し、さらに90分間保持して、シェル層を重合させた。この重合体ラテックスを硫酸で凝固し、苛性ソーダで中和した後、洗浄、濾過、乾燥して、(フェニル基の総数)/(フェニル基の総数+メチル基の総数)=0.32(プロトン核磁気共鳴分析により同定)からなるシリコーンゴムをコア層とする重合体(B’−2)を得た。
冷却器付きのガラス容器(容量5リットル)内に脱イオン水1200g(120重量部)、炭酸カリウム5g(0.5重量部)、スルフォコハク酸ジオクチル5g(0.5重量部)および水酸化カリウム0.07g(0.007重量部)を仕込み、窒素雰囲気下で撹拌後、ヘキサメチルシクロトリシロキサン360g(36重量部)、ヘキサフェニルシクロトリシロキサン340g(34重量部)、γ−メタクリロイルオキシプロピルジメトキシメチルシラン35g(3.5重量部)を仕込み、90℃、5時間加熱撹拌を行った。次いで、メタクリル酸メチル210g(21重量部)、メタクリル酸90g(9重量部)および過硫酸カリウム0.5g(0.005重量部)の混合物を90分かけて連続的に添加し、さらに90分間保持して、シェル層を重合させた。この重合体ラテックスを硫酸で凝固し、苛性ソーダで中和した後、洗浄、濾過、乾燥して、(フェニル基の総数)/(フェニル基の総数+メチル基の総数)=0.32(プロトン核磁気共鳴分析により同定)からなるシリコーンゴムをコア層とする重合体(B’−2)を得た。
(B’−3)(フェニル基の総数)/(フェニル基の総数+メチル基の総数)=0.38からなるシリコーンゴムをコア層とする重合体
冷却器付きのガラス容器(容量5リットル)内に脱イオン水1200g(120重量部)、炭酸カリウム5g(0.5重量部)、スルフォコハク酸ジオクチル5g(0.5重量部)および水酸化カリウム0.07g(0.007重量部)を仕込み、窒素雰囲気下で撹拌後、ヘキサメチルシクロトリシロキサン315g(31.5重量部)、ヘキサフェニルシクロトリシロキサン385g(38.5重量部)、γ−メタクリロイルオキシプロピルジメトキシメチルシラン35g(3.5重量部)を仕込み、90℃、5時間加熱撹拌を行った。次いで、メタクリル酸メチル210g(21重量部)、メタクリル酸90g(9重量部)および過硫酸カリウム0.05g(0.005重量部)の混合物を90分かけて連続的に添加し、さらに90分間保持して、シェル層を重合させた。この重合体ラテックスを硫酸で凝固し、苛性ソーダで中和した後、洗浄、濾過、乾燥して、(フェニル基の総数)/(フェニル基の総数+メチル基の総数)=0.38(プロトン核磁気共鳴分析により同定)からなるシリコーンゴムをコア層とする重合体(B’−3)を得た。
冷却器付きのガラス容器(容量5リットル)内に脱イオン水1200g(120重量部)、炭酸カリウム5g(0.5重量部)、スルフォコハク酸ジオクチル5g(0.5重量部)および水酸化カリウム0.07g(0.007重量部)を仕込み、窒素雰囲気下で撹拌後、ヘキサメチルシクロトリシロキサン315g(31.5重量部)、ヘキサフェニルシクロトリシロキサン385g(38.5重量部)、γ−メタクリロイルオキシプロピルジメトキシメチルシラン35g(3.5重量部)を仕込み、90℃、5時間加熱撹拌を行った。次いで、メタクリル酸メチル210g(21重量部)、メタクリル酸90g(9重量部)および過硫酸カリウム0.05g(0.005重量部)の混合物を90分かけて連続的に添加し、さらに90分間保持して、シェル層を重合させた。この重合体ラテックスを硫酸で凝固し、苛性ソーダで中和した後、洗浄、濾過、乾燥して、(フェニル基の総数)/(フェニル基の総数+メチル基の総数)=0.38(プロトン核磁気共鳴分析により同定)からなるシリコーンゴムをコア層とする重合体(B’−3)を得た。
(B’−4)(フェニル基の総数)/(フェニル基の総数+メチル基の総数)=0.28からなるシリコーンゴムをコア層とする重合体
冷却器付きのガラス容器(容量5リットル)内に脱イオン水1200g(120重量部)、炭酸カリウム5g(0.5重量部)、スルフォコハク酸ジオクチル5g(0.5重量部)および水酸化カリウム0.07g(0.007重量部)を仕込み、窒素雰囲気下で撹拌後、ヘキサメチルシクロトリシロキサン430g(43重量部)、ヘキサフェニルシクロトリシロキサン270g(27重量部)、γ−メタクリロイルオキシプロピルジメトキシメチルシラン35g(3.5重量部)を仕込み、90℃、5時間加熱撹拌を行った。次いで、メタクリル酸メチル210g(21重量部)、メタクリル酸90g(9重量部)および過硫酸カリウム0.05g(0.005重量部)の混合物を90分かけて連続的に添加し、さらに90分間保持して、シェル層を重合させた。この重合体ラテックスを硫酸で凝固し、苛性ソーダで中和した後、洗浄、濾過、乾燥して、(フェニル基の総数)/(フェニル基の総数+メチル基の総数)=0.28(プロトン核磁気共鳴分析により同定)からなるシリコーンゴムをコア層とする重合体(B’−4)を得た。
冷却器付きのガラス容器(容量5リットル)内に脱イオン水1200g(120重量部)、炭酸カリウム5g(0.5重量部)、スルフォコハク酸ジオクチル5g(0.5重量部)および水酸化カリウム0.07g(0.007重量部)を仕込み、窒素雰囲気下で撹拌後、ヘキサメチルシクロトリシロキサン430g(43重量部)、ヘキサフェニルシクロトリシロキサン270g(27重量部)、γ−メタクリロイルオキシプロピルジメトキシメチルシラン35g(3.5重量部)を仕込み、90℃、5時間加熱撹拌を行った。次いで、メタクリル酸メチル210g(21重量部)、メタクリル酸90g(9重量部)および過硫酸カリウム0.05g(0.005重量部)の混合物を90分かけて連続的に添加し、さらに90分間保持して、シェル層を重合させた。この重合体ラテックスを硫酸で凝固し、苛性ソーダで中和した後、洗浄、濾過、乾燥して、(フェニル基の総数)/(フェニル基の総数+メチル基の総数)=0.28(プロトン核磁気共鳴分析により同定)からなるシリコーンゴムをコア層とする重合体(B’−4)を得た。
(B’−5)(フェニル基の総数)/(フェニル基の総数+メチル基の総数)=0.42からなるシリコーンゴムをコア層とする重合体
冷却器付きのガラス容器(容量5リットル)内に脱イオン水1200g(120重量部)、炭酸カリウム5g(0.5重量部)、スルフォコハク酸ジオクチル5g(0.5重量部)および水酸化カリウム0.07g(0.007重量部)を仕込み、窒素雰囲気下で撹拌後、ヘキサメチルシクロトリシロキサン290g(29重量部)、ヘキサフェニルシクロトリシロキサン410g(41重量部)、γ−メタクリロイルオキシプロピルジメトキシメチルシラン35g(3.5重量部)を仕込み、90℃、5時間加熱撹拌を行った。次いで、メタクリル酸メチル210g(21重量部)、メタクリル酸90g(9重量部)および過硫酸カリウム0.05g(0.005重量部)の混合物を90分かけて連続的に添加し、さらに90分間保持して、シェル層を重合させた。この重合体ラテックスを硫酸で凝固し、苛性ソーダで中和した後、洗浄、濾過、乾燥して、(フェニル基の総数)/(フェニル基の総数+メチル基の総数)=0.42(プロトン核磁気共鳴分析により同定)からなるシリコーンゴムをコア層とする重合体(B’−5)を得た。
冷却器付きのガラス容器(容量5リットル)内に脱イオン水1200g(120重量部)、炭酸カリウム5g(0.5重量部)、スルフォコハク酸ジオクチル5g(0.5重量部)および水酸化カリウム0.07g(0.007重量部)を仕込み、窒素雰囲気下で撹拌後、ヘキサメチルシクロトリシロキサン290g(29重量部)、ヘキサフェニルシクロトリシロキサン410g(41重量部)、γ−メタクリロイルオキシプロピルジメトキシメチルシラン35g(3.5重量部)を仕込み、90℃、5時間加熱撹拌を行った。次いで、メタクリル酸メチル210g(21重量部)、メタクリル酸90g(9重量部)および過硫酸カリウム0.05g(0.005重量部)の混合物を90分かけて連続的に添加し、さらに90分間保持して、シェル層を重合させた。この重合体ラテックスを硫酸で凝固し、苛性ソーダで中和した後、洗浄、濾過、乾燥して、(フェニル基の総数)/(フェニル基の総数+メチル基の総数)=0.42(プロトン核磁気共鳴分析により同定)からなるシリコーンゴムをコア層とする重合体(B’−5)を得た。
ここで(B’−2)〜(B’−5)において、得られたシリコーンゴムのコア層の(フェニル基の総数)/(フェニル基の総数+メチル基の総数)は、本樹脂のアルカリ水分散液の1H−NMR(JEOL社製 AL−400、DMSO−d6)チャートにおける、(6.5〜7.5ppmの積分値÷5)/{(6.5〜7.5ppmの積分値÷5)+(0〜0.5ppmの積分値÷3)}により求めた。
参考例8 ゴム質含有重合体(C’−1)の作成
冷却器付きのガラス容器(容量5リットル)内に脱イオン水1200g(120重量部)、炭酸カリウム5g(0.5重量部)、スルフォコハク酸ジオクチル5g(0.5重量部)および過硫酸カリウム0.05g(0.005重量部)を仕込み、窒素雰囲気下で撹拌後、アクリル酸ブチル510g(51重量部)、スチレン190g(19重量部)およびメタクリル酸アリル(架橋剤)10g(1重量部)を仕込んだ。これら混合物を70℃で30分間反応させて、コア層重合体を得た。次いで、メタクリル酸メチル210g(21重量部)、メタクリル酸90g(9重量部)および過硫酸カリウム0.05g(0.005重量部)の混合物を90分かけて連続的に添加し、さらに90分間保持して、シェル層を重合させた。この重合体ラテックスを硫酸で凝固し、苛性ソーダで中和した後、洗浄、濾過、乾燥して、2層構造のゴム質含有重合体(C’−1)を得た。
冷却器付きのガラス容器(容量5リットル)内に脱イオン水1200g(120重量部)、炭酸カリウム5g(0.5重量部)、スルフォコハク酸ジオクチル5g(0.5重量部)および過硫酸カリウム0.05g(0.005重量部)を仕込み、窒素雰囲気下で撹拌後、アクリル酸ブチル510g(51重量部)、スチレン190g(19重量部)およびメタクリル酸アリル(架橋剤)10g(1重量部)を仕込んだ。これら混合物を70℃で30分間反応させて、コア層重合体を得た。次いで、メタクリル酸メチル210g(21重量部)、メタクリル酸90g(9重量部)および過硫酸カリウム0.05g(0.005重量部)の混合物を90分かけて連続的に添加し、さらに90分間保持して、シェル層を重合させた。この重合体ラテックスを硫酸で凝固し、苛性ソーダで中和した後、洗浄、濾過、乾燥して、2層構造のゴム質含有重合体(C’−1)を得た。
〔実施例1〜15、比較例1〜11〕
表2および表3に示した仕込み組成で原料を配合し、2軸押出機 TEX30(L/D=44.5、日本製鋼社製)を用いてシリンダ温度を280℃とし、スクリュ回転数200rpmで混練し、ペレット状の熱可塑性樹脂組成物を得た。
表2および表3に示した仕込み組成で原料を配合し、2軸押出機 TEX30(L/D=44.5、日本製鋼社製)を用いてシリンダ温度を280℃とし、スクリュ回転数200rpmで混練し、ペレット状の熱可塑性樹脂組成物を得た。
実施例9〜15,比較例5,7〜10については、上述の熱可塑性樹脂組成物をテトラヒドロフラン中に分散させ、遠心分離を行うことによりゴム質含有重合体を単離したのち、赤外分光光度計を用いて分析した結果、いずれも1800cm−1及び1760cm−1に吸収ピークが確認され、ゴム質重合体中にグルタル酸無水物単位が形成していることを確認した。
次いで、得られたペレット状の熱可塑性樹脂組成物を射出成形機(住友重機械工業社製 SG75H−MIV)に供して、各試験片を成形した。成形条件は成形温度:(熱可塑性重合体(A)のガラス転移温度+150)℃、金型温度:80℃、射出時間:5秒、冷却時間:10秒、成形圧力:金型に樹脂が全て充填される圧力(成形下限圧力)+1MPaで行った。なお比較例11にはPC(「ユーピロン(登録商標)S3000」(三菱エンジニアプラスチックス社製)を使用して、上記と同様の成形条件で射出成形して得た試験片について、評価を行った。
実施例で使用した各種特性の測定方法を以下に記載する。
(1)透明性(全光線透過率、ヘイズ)
本発明の熱可塑性樹脂組成物を、アクリル系共重合体(A)のガラス転移温度+150℃で射出成形して、80mm×80mm×2mmの成形品を得た。日本電色工業社製ヘイズメーター NDH−300Aを用いて、得られた成形品の23℃での全光線透過率(%)、ヘイズ(曇度)(%)を測定し、透明性を評価した。
本発明の熱可塑性樹脂組成物を、アクリル系共重合体(A)のガラス転移温度+150℃で射出成形して、80mm×80mm×2mmの成形品を得た。日本電色工業社製ヘイズメーター NDH−300Aを用いて、得られた成形品の23℃での全光線透過率(%)、ヘイズ(曇度)(%)を測定し、透明性を評価した。
(2)熱変形温度
本発明の熱可塑性樹脂組成物を、アクリル系共重合体(A)のガラス転移温度+150℃で射出成形して、127mm×12.7mm×3.2mmの板状試験片を得た。得られた板状試験片を用い、ASTM D648(荷重:0.46MPa)に従い、熱変形温度を測定し、耐熱性を評価した。
本発明の熱可塑性樹脂組成物を、アクリル系共重合体(A)のガラス転移温度+150℃で射出成形して、127mm×12.7mm×3.2mmの板状試験片を得た。得られた板状試験片を用い、ASTM D648(荷重:0.46MPa)に従い、熱変形温度を測定し、耐熱性を評価した。
(3)加熱時のガス発生量
本発明の熱可塑性樹脂組成物のペレットを、東洋精機社製キャピログラフ1C型(ダイス径φ1mmダイス長5mm)を用いて、温度280℃、剪断速度5/秒にて測定した。
本発明の熱可塑性樹脂組成物のペレットを、東洋精機社製キャピログラフ1C型(ダイス径φ1mmダイス長5mm)を用いて、温度280℃、剪断速度5/秒にて測定した。
(4)加熱滞留時の重量減量
得られた熱可塑性共重合体または熱可塑性樹脂組成物のペレットを80℃で12時間予備乾燥し、280℃に温調した加熱炉内で30分間加熱処理した前後での重量を測定し、下式により算出した重量減少率を加熱時のガス発生量として評価した。
重量減少率(%)=[(加熱処理前重量−加熱処理後重量)/加熱処理前重量]×100。
得られた熱可塑性共重合体または熱可塑性樹脂組成物のペレットを80℃で12時間予備乾燥し、280℃に温調した加熱炉内で30分間加熱処理した前後での重量を測定し、下式により算出した重量減少率を加熱時のガス発生量として評価した。
重量減少率(%)=[(加熱処理前重量−加熱処理後重量)/加熱処理前重量]×100。
(5)引張破断伸度
本発明の熱可塑性樹脂組成物を、アクリル系共重合体(A)のガラス転移温度+150℃でプレス成形を行い、127mm×12.7mm×0.1mmの短冊状フィルムを作成した。得られた短冊状フィルムを用い、ASTM D−638に従って引張破断伸度を測定した。
本発明の熱可塑性樹脂組成物を、アクリル系共重合体(A)のガラス転移温度+150℃でプレス成形を行い、127mm×12.7mm×0.1mmの短冊状フィルムを作成した。得られた短冊状フィルムを用い、ASTM D−638に従って引張破断伸度を測定した。
実施例1〜8より、本発明の熱可塑性樹脂組成物は、透明性・耐熱性・流動性・滞留安定性いずれの特性にも優れていることが分かった。さらに該フィルムは靱性にも優れていることが引張破断伸度の評価結果から明らかとなった。また、実施例9より、少量のゴム質含有共重合体(C)を添加することで、透明性・耐熱性・流動性・滞留安定性を保持しつつ、優れた靱性を示すことがわかった。
一方、比較例1および5より、シリコーン系化合物(B)を含有しない場合、靱性あるいは滞留安定性に大きく劣ることがわかる。また比較例2〜4より、(フェニル基の総数)/(フェニル基の総数+メチル基の総数)が本発明の範囲を超える場合は、透明性を著しく損なうことが明白である。また比較例6より、シリコーン系化合物(B)の含有量が本発明の範囲を超える場合は、流動性以外の特性を著しく損なうことが明白である。
また、実施例10〜15より、シリコーン含有多層構造重合体(B’)を配合することで、透明性・耐熱性・流動性・滞留安定性を保持しつつ、靱性に非常に優れた組成物を得られることがわかった。
一方、比較例7〜9より、シリコーン含有多層構造重合体(B’)のコア層における(フェニル基の総数)/(フェニル基の総数+メチル基の総数)が本発明の範囲を超える場合は、透明性を著しく損なうことが明らかである。また、比較例10より、シリコーン含有多層構造重合体(B’)の含有量が本発明の範囲を超える場合は、靱性以外の特性を損なうことがわかる。また、本発明の組成物は、PC(比較例11)と比べても透明性・耐熱性・流動性・滞留安定性・靱性にバランスよく優れていることが明らかである。
Claims (15)
- 前記アクリル系共重合体(A)のガラス転移温度が120℃以上であることを特徴とする請求項1に記載の熱可塑性樹脂組成物。
- 前記シリコーン系化合物(B)がシリコーンオイルであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物。
- 前記シリコーン系化合物(B)が、外部に1層以上の重合体層を有する多層構造重合体(B’)であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物。
- 前記多層構造重合体(B’)の最外層を構成する重合体が上記一般式(5)で表されるグルタル酸無水物含有単位を含有するアクリル系共重合体であることを特徴とする請求項5に記載の熱可塑性樹脂組成物。
- さらに、前記シリコーン系化合物(B)以外のゴム質重合体(C)を、アクリル系共重合体(A)と前記シリコーン系化合物(B)の合計量100重量部に対して1〜50重量部配合してなる請求項1〜6のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物。
- 前記ゴム質含有共重合体(C)が、内部に少なくとも1層以上のゴム層を有する多層構造重合体(C’)であることを特徴とする請求項7に記載の熱可塑性樹脂組成物。
- 前記多層構造重合体(C’)の最外層を構成する重合体が上記一般式(5)で表されるグルタル酸無水物含有単位を含有するアクリル系共重合体である請求項8に記載の熱可塑性樹脂組成物。
- アクリル酸エステル単位及びアクリル酸単位を含有する重合体を最外層とし、下記一般式(1)〜(4)のいずれかで表される構造単位を含み、(フェニル基の総数)/(フェニル基の総数+メチル基の総数)が0.3〜0.4であるシリコーン系化合物(B)を内部に含有する多層構造重合体(B’)とアクリル系共重合体(A)とを溶融混練にて混合すると同時に、(B’)最外層を分子内環化反応せしめて下記一般式(5)で表されるグルタル酸無水物含有単位を含有するアクリル系共重合体を最外層とする多層構造重合体を生成せしめることを特徴とする請求項6に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
(上記式中、R1〜R6は、同一または相異なるものであり、フェニル基またはメチル基を表す。)
(上記式中、R7、R8は、同一または相異なるものであり、水素原子および炭素数1〜5のアルキル基から選ばれるいずれかを表す。) - 請求項1〜9のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物からなる成形品。
- 成形品がフィルムまたはシートである請求項12に記載の成形品。
- 厚み2mmあたりの全光線透過率が90%以上である請求項12または13記載の成形品。
- 厚み2mmあたりのヘイズが3%以下であることを特徴とする請求項12〜14のいずれかに記載の成形品。
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| JP2007122506A JP2008007748A (ja) | 2006-05-29 | 2007-05-07 | 熱可塑性樹脂組成物、その製造方法およびそれからなる成形品 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018009144A (ja) * | 2016-06-29 | 2018-01-18 | 旭化成株式会社 | メタクリル系樹脂組成物、該メタクリル系樹脂組成物の製造方法、ペレット、及び成形体 |
-
2007
- 2007-05-07 JP JP2007122506A patent/JP2008007748A/ja active Pending
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| JP7015116B2 (ja) | 2016-06-29 | 2022-02-15 | 旭化成株式会社 | メタクリル系樹脂組成物、該メタクリル系樹脂組成物の製造方法、ペレット、及び成形体 |
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