JP5812001B2 - 熱可塑性透明樹脂組成物 - Google Patents
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Description
熱可塑性樹脂(A):一般式(1)で示される(メタ)アクリル酸エステルモノマー由来の構成単位を少なくとも1種と、一般式(2)で示される芳香族ビニルモノマー由来の構成単位を少なくとも1種含み、該(メタ)アクリル酸エステルモノマー由来の構成単位の割合が全構成単位の合計に対して1〜99モル%である熱可塑性樹脂。
熱可塑性樹脂(B):一般式(1)で示される(メタ)アクリル酸エステルモノマー由来の構成単位を少なくとも1種と、一般式(2)で示される芳香族ビニルモノマー由来の構成単位を少なくとも1種含み、該(メタ)アクリル酸エステルモノマー由来の構成単位の割合が全構成単位の合計に対して1〜99モル%である熱可塑性樹脂において、該芳香族ビニルモノマー由来の構成単位中の芳香族二重結合の70%以上を水素化して得られる熱可塑性樹脂。
3. 前記熱可塑性樹脂(B)において、前記一般式(1)で示される(メタ)アクリル酸エステルモノマー由来の構成単位の割合が、全構成単位の合計に対して45〜99モル%である上記1又は2に記載の熱可塑性透明樹脂組成物。
4. 3.2mm厚の成型片を透過法で測定した際、ヘイズが5%以下となる上記1〜3のいずれかに記載の熱可塑性透明樹脂組成物。
5. 前記一般式(1)において、R1及びR2がメチル基である上記1〜4のいずれかに記載の熱可塑性透明樹脂組成物。
6. 前記一般式(2)において、R3が水素原子であり、R4がフェニル基である上記1〜5のいずれかに記載の熱可塑性透明樹脂組成物。
7. 前記一般式(1)で示される(メタ)アクリル酸エステルモノマー由来の構成単位の割合が全構成単位の合計に対して15〜65モル%である前記熱可塑性樹脂(A)と、前記一般式(1)で示される(メタ)アクリル酸エステルモノマー由来の構成単位の割合が全構成単位の合計に対して55〜80モル%である前記熱可塑性樹脂(B)とをブレンドしてなる上記1〜6のいずれかに記載の熱可塑性透明樹脂組成物。
8. 前記一般式(1)で示される(メタ)アクリル酸エステルモノマー由来の構成単位の割合が全構成単位の合計に対して15〜35モル%である前記熱可塑性樹脂(A)と、前記一般式(1)で示される(メタ)アクリル酸エステルモノマー由来の構成単位の割合が全構成単位の合計に対して55モル%以上65モル%未満である前記熱可塑性樹脂(B)とをブレンドしてなる上記7に記載の熱可塑性透明樹脂組成物。
9. 前記熱可塑性樹脂(A)において、前記一般式(1)で示される(メタ)アクリル酸エステルモノマー由来の構成単位の割合が全構成単位の合計に対して15〜25モル%である上記8に記載の熱可塑性透明樹脂組成物。
10. 前記一般式(1)で示される(メタ)アクリル酸エステルモノマー由来の構成単位の割合が全構成単位の合計に対して15〜65モル%である前記熱可塑性樹脂(A)と、前記一般式(1)で示される(メタ)アクリル酸エステルモノマー由来の構成単位の割合が全構成単位の合計に対して65〜80モル%である前記熱可塑性樹脂(B)とをブレンドしてなる上記7に記載の熱可塑性透明樹脂組成物。
11. 前記熱可塑性樹脂(A)において、前記一般式(1)で示される(メタ)アクリル酸エステルモノマー由来の構成単位の割合が全構成単位の合計に対して15〜55モル%である上記10に記載の熱可塑性透明樹脂組成物。
12. 上記1〜11のいずれかに記載の熱可塑性透明樹脂組成物からなる光学部品。
13. 上記1〜11のいずれかに記載の熱可塑性透明樹脂組成物からなる押出成形熱可塑性樹脂シート。
14. 上記1〜11のいずれかに記載の熱可塑性透明樹脂組成物からなる層を有する共押出成形多層熱可塑性樹脂シート。
15. 上記13又は14記載の熱可塑性樹脂シートからなる導光板。
16. 上記13又は14記載の熱可塑性樹脂シートからなる基板、及び該基板の片面又は両面に形成された少なくとも1種類のレンズからなるレンズユニット。
17. 上記13又は14記載の熱可塑性樹脂シートからなるディスプレイ前面パネル。
18. 上記1〜11のいずれかに記載の熱可塑性透明樹脂組成物からなる射出成形体。
19. 前記射出成形体が、導光板、プラスチックレンズ又は光記録媒体基板である上記18に記載の射出成形体。
熱可塑性樹脂(A)は、下記一般式(1)で示される(メタ)アクリル酸エステルモノマー由来の構成単位を少なくとも1種と、下記一般式(2)で示される芳香族ビニルモノマー由来の構成単位を少なくとも1種含み、該(メタ)アクリル酸エステルモノマー由来の構成単位の割合が全構成単位の合計に対して1〜99モル%である熱可塑性樹脂である。
熱可塑性樹脂(B)は、下記一般式(1)で示される(メタ)アクリル酸エステルモノマー由来の構成単位を少なくとも1種と、下記一般式(2)で示される芳香族ビニルモノマー由来の構成単位を少なくとも1種含み、該(メタ)アクリル酸エステルモノマー由来の構成単位の割合が全構成単位の合計に対して1〜99モル%である熱可塑性樹脂において、該芳香族ビニルモノマー由来の構成単位中の芳香族二重結合の70%以上を水素化して得られる熱可塑性樹脂である。
これらのうち、好ましくはR2がメチル基及び/又はエチル基の(メタ)アクリル酸エステルモノマー由来の構成単位であり、更に好ましくはR1がメチル基、R2がメチル基である、メタクリル酸メチル由来の構成単位である。
熱可塑性樹脂(A)及び熱可塑性樹脂(B)は、前記一般式(1)で表される(メタ)アクリル酸エステルモノマー由来の構成単位を少なくとも1種含んでいればよく、2種以上を含有していてもよい。
熱可塑性樹脂(A)、及び熱可塑性樹脂(B)の芳香族二重結合を水素化する前の熱可塑性樹脂(以下、これを「熱可塑性樹脂(B0)」と称する場合がある)は、前記一般式(2)で表される芳香族ビニルモノマー由来の構成単位を少なくとも1種含んでいればよく、2種以上を含有していてもよい。
(メタ)アクリル酸エステルモノマー由来の構成単位の割合が1〜80モル%であれば、熱可塑性樹脂(B)との相溶性が特に高い。
(メタ)アクリル酸エステルモノマー由来の構成単位の割合が45〜99モル%であれば、熱可塑性樹脂(A)との相溶性が特に高い。
(メタ)アクリル酸エステルモノマーと芳香族ビニルモノマーの重合には、公知の方法を用いることができるが、例えば、塊状重合法、溶液重合法などにより製造することができる。
塊状重合法は、上記モノマー、重合開始剤を含むモノマー組成物を完全混合槽に連続的に供給し、100〜180℃で連続重合する方法などにより行われる。上記モノマー組成物は、必要に応じて連鎖移動剤を含んでもよい。
上記水素化反応に用いられる溶媒は、前記の重合溶媒と同じであっても異なっていてもよい。例えば、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサンなどの炭化水素系溶媒、酢酸エチル、イソ酪酸メチルなどのエステル系溶媒、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン系溶媒、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル系溶媒、メタノール、イソプロパノールなどのアルコール系溶媒などを挙げることができる。
また、熱可塑性樹脂(B)の重量平均分子量は、特に制限はないが、強度及び成型性の観点から、40,000〜500,000であることが好ましく、50,000〜300,000であることがより好ましい。
上記重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により測定される、標準ポリスチレン換算の重量平均分子量である。
上記の中でも、透明性の観点から、本発明の熱可塑性樹脂組成物は、前記一般式(1)で示される(メタ)アクリル酸エステルモノマー由来の構成単位の割合が全構成単位の合計に対して15〜35モル%、好ましくは15〜25モル%である熱可塑性樹脂(A)と、前記一般式(1)で示される(メタ)アクリル酸エステルモノマー由来の構成単位の割合が全構成単位の合計に対して55モル%以上65モル%未満である熱可塑性樹脂(B)とをブレンドしてなる熱可塑性樹脂組成物、又は、前記一般式(1)で示される(メタ)アクリル酸エステルモノマー由来の構成単位の割合が全構成単位の合計に対して15〜65モル%、好ましくは15〜55モル%である熱可塑性樹脂(A)と、前記一般式(1)で示される(メタ)アクリル酸エステルモノマー由来の構成単位の割合が全構成単位の合計に対して65〜80モル%である熱可塑性樹脂(B)とをブレンドしてなる熱可塑性樹脂組成物であることがより好ましい。
熱可塑性樹脂(A)と熱可塑性樹脂(B)の組み合わせが上記範囲であると、熱可塑性樹脂(A)と熱可塑性樹脂(B)との相溶性が高く、これらをブレンドして得られる熱可塑性樹脂組成物の透明性が特に良好である。
実施例および比較例で得られた熱可塑性透明樹脂組成物の評価は以下のように行った。
日精樹脂工業(株)製 NP7−1F射出成型によって、50φ、3.2mm厚の円盤状試料を作製し、日本電色工業(株)製 COH−400で透過法により測定した。なお、ここではヘイズが5%以下の試料を「透明」とする。
日本電子(株)製 JNM−AL400を用いて、1H―NMR(400MHz:溶媒はCDCl3)の測定値から計算した。
水素化反応前後のUVスペクトル測定における260nmの吸収の減少率により求めた。水素化反応前の樹脂の濃度C1における吸光度A1、水素化反応後の樹脂の濃度C2における吸光度A2から、以下の式より算出した。
水素化率=100×[1−(A2×C1)/(A1×C2)]
まず、ヘイズ測定において作製した円盤状試料を、リファインテック(株)製 REFINE SAW,Loで、縦40mm、横8mm、厚さ3.2mmに切断した。その試料の屈折率を、(株)アタゴ製 多波長アッベ屈折計DR−M2で測定した。測定温度は20℃、測定波長は589nmであり、中間液にはモノブロモナフタレンを使用した。
モノマー成分として、精製したメタクリル酸メチル(三菱ガス化学社製)60.000モル%と、精製したスチレン(和光純薬工業社製)39.998モル%、重合開始剤としてt−アミルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート(アルケマ吉富社製、商品名:ルペロックス575)0.002モル%からなるモノマー組成物を、ヘリカルリボン翼付き10L完全混合槽に1kg/hで連続的に供給し、平均滞留時間2.5時間、重合温度150℃で連続重合を行った。重合槽の液面が一定となるよう底部から連続的に抜き出し、脱溶剤装置に導入してペレット状のメタクリル酸メチル−スチレン共重合樹脂(熱可塑性樹脂A1)を得た。熱可塑性樹脂A1中のメタクリル酸メチル由来の構成単位の割合は57モル%であった。また、ゲル浸透クロマトグラフィーにより測定した重量平均分子量(標準ポリスチレン換算)は147,000であった。
合成例1で得られた熱可塑性樹脂A1をイソ酪酸メチル(関東化学社製)に溶解し、10質量%イソ酪酸メチル溶液を調製した。1000mLオートクレーブ装置に、熱可塑性樹脂A1の10質量%イソ酪酸メチル溶液を500質量部、水素化触媒として10質量%Pd/C(NEケムキャット社製)を1質量部仕込み、水素圧9MPa、200℃で15時間保持して、熱可塑性樹脂A1のスチレン部位の芳香族二重結合を水素化した。スチレン部位の水素化反応率は99%であった。フィルターにより水素化触媒を除去し、脱溶剤装置に導入してペレット状のメタクリル酸メチル−スチレン−ビニルシクロヘキサン共重合樹脂(熱可塑性樹脂B1)を得た。熱可塑性樹脂B1において、メタクリル酸メチル由来の構成単位の割合は57モル%であった。
モノマー成分として、精製したメタクリル酸メチル75.000モル%と精製したスチレン24.998モル%を用いたこと以外は、合成例1と同じ条件で連続重合を行い、熱可塑性樹脂A2を得た。熱可塑性樹脂A2中のメタクリル酸メチル由来の構成単位の割合は73モル%であった。また、ゲル浸透クロマトグラフィーにより測定した重量平均分子量(標準ポリスチレン換算)は124,000であった。
合成例2と同条件で、合成例3で得られた熱可塑性樹脂A2のスチレン部位の芳香族二重結合を水素化した。スチレン部位の水素化反応率は99%であった。また、得られたメタクリル酸メチル−スチレン−ビニルシクロヘキサン共重合樹脂(熱可塑性樹脂B2)において、メタクリル酸メチル由来の構成単位の割合は73モル%であった。
モノマー成分として、精製したメタクリル酸メチル20.000モル%と、精製したスチレン79.998モル%、重合開始剤としてt−アミルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート0.002モル%からなるモノマー組成物を、ヘリカルリボン翼付き10L完全混合槽に1kg/hで連続的に供給し、平均滞留時間2.5時間、重合温度150℃で連続重合を行った。重合槽の液面が一定となるよう底部から連続的に抜き出し、脱溶剤装置に導入してペレット状のメタクリル酸メチル−スチレン共重合樹脂(熱可塑性樹脂A3)を得た。熱可塑性樹脂A3中のメタクリル酸メチル由来の構成単位の割合は20モル%であった。また、ゲル浸透クロマトグラフィーにより測定した重量平均分子量(標準ポリスチレン換算)は225,000であった。
モノマー成分として、精製したメタクリル酸メチル30.000モル%と、精製したスチレン69.998モル%を用いたこと以外は合成例5と同じ条件で連続重合を行い、メタクリル酸メチル−スチレン共重合樹脂(熱可塑性樹脂A4)を得た。熱可塑性樹脂A4中のメタクリル酸メチル由来の構成単位の割合は29モル%であった。また、ゲル浸透クロマトグラフィーにより測定した重量平均分子量(標準ポリスチレン換算)は171,000であった。
モノマー成分として、精製したメタクリル酸メチル50.000モル%と、精製したスチレン49.998モル%を用いたこと以外は合成例5と同じ条件で連続重合を行い、メタクリル酸メチル−スチレン共重合樹脂(熱可塑性樹脂A5)を得た。熱可塑性樹脂A5中のメタクリル酸メチル由来の構成単位の割合は48モル%であった。また、ゲル浸透クロマトグラフィーにより測定した重量平均分子量(標準ポリスチレン換算)は148,000であった。
軸径25mmの同方向2軸押出し機に、熱可塑性樹脂A3と熱可塑性樹脂B1を10:90、50:50、90:10の3種類の質量比でドライブレンドした熱可塑性樹脂組成物を導入し、シリンダ温度250℃、吐出速度5kg/hの条件で混練しながら押出した。得られた樹脂組成物を射出成形し、作製した試料のヘイズ及び屈折率を測定した。結果を表2に示す。
さらに、熱可塑性樹脂A3とB1をブレンドした際の、ブレンド割合と屈折率との相関を図1に示す。
熱可塑性樹脂A3と熱可塑性樹脂B2を用いて、実施例1−1〜1−3の条件で押出しを行い、得られた樹脂組成物を射出成形して、作製した試料のヘイズ及び屈折率を測定した。結果を表2に示す。
熱可塑性樹脂A4と熱可塑性樹脂B2を用いて、実施例1−1〜1−3の条件で押出しを行い、得られた樹脂組成物を射出成形して、作製した試料のヘイズ及び屈折率を測定した。結果を表2に示す。
熱可塑性樹脂A5と熱可塑性樹脂B2を用いて、実施例1−1〜1−3の条件で押出しを行い、得られた樹脂組成物を射出成形して、作製した試料のヘイズ及び屈折率を測定した。結果を表2に示す。
熱可塑性樹脂A4と熱可塑性樹脂B1を10:90の質量比で用いて、実施例1−1の条件で押出しを行い、得られた樹脂組成物を射出成形して、作製した試料のヘイズ及び屈折率を測定した。結果を表2に示す。
熱可塑性樹脂A1と熱可塑性樹脂B2を90:10の質量比で用いて、実施例1−3の条件で押出しを行い、得られた樹脂組成物を射出成形して、作製した試料のヘイズ及び屈折率を測定した。結果を表2に示す。
ポリメタクリル酸メチルであるアクリペットVH5(三菱レイヨン(株)製)と熱可塑性樹脂B1を用いて、実施例1−1〜1−3の条件で押出しを行い、得られた樹脂組成物を射出成形して、作製した試料のヘイズを測定した。結果を表3に示す。
シクロオレフィンポリマーであるZEONEX 330R(日本ゼオン(株)製)と熱可塑性樹脂B1を用いて、実施例1−1〜1−3の条件で押出しを行い、得られた樹脂組成物を射出成形して、作製した試料のヘイズを測定した。結果を表3に示す。
シクロオレフィンポリマーであるZEONEX 480R(日本ゼオン(株)製)と熱可塑性樹脂B1を用いて、実施例1−1〜1−3の条件で押出しを行い、得られた樹脂組成物を射出成形して、作製した試料のヘイズを測定した。結果を表3に示す。
シクロオレフィンコポリマーであるTOPAS 5013L−10(ポリプラスチックス(株)製)と熱可塑性樹脂B1を用いて、実施例1−1〜1−3の条件で押出しを行い、得られた樹脂組成物を射出成形して、作製した試料のヘイズを測定した。結果を表3に示す。
なお、表3において、白濁が著しいものは「白濁」と表記した。
これに対し、表3に示すように、熱可塑性樹脂(A)以外の樹脂と熱可塑性樹脂(B)とをブレンドした比較例1〜4の熱可塑性樹脂組成物は、いずれも透明性が低い。
Claims (15)
- 下記の熱可塑性樹脂(A)と熱可塑性樹脂(B)とをブレンドしてなる熱可塑性透明樹脂組成物。
熱可塑性樹脂(A):メタクリル酸メチル由来の構成単位と、スチレン由来の構成単位とを含み、該メタクリル酸メチル由来の構成単位の割合が全構成単位の合計に対して1〜80モル%である熱可塑性樹脂。
熱可塑性樹脂(B):メタクリル酸メチル由来の構成単位と、スチレン由来の構成単位とを含み、該メタクリル酸メチル由来の構成単位の割合が全構成単位の合計に対して45〜99モル%である熱可塑性樹脂において、該スチレン由来の構成単位中の芳香族二重結合の70%以上を水素化して得られる熱可塑性樹脂。 - 3.2mm厚の成型片を透過法で測定した際、ヘイズが5%以下となる請求項1に記載の熱可塑性透明樹脂組成物。
- 前記メタクリル酸メチル由来の構成単位の割合が全構成単位の合計に対して15〜65モル%である前記熱可塑性樹脂(A)と、前記メタクリル酸メチル由来の構成単位の割合が全構成単位の合計に対して55〜80モル%である前記熱可塑性樹脂(B)とをブレンドしてなる請求項1又は2に記載の熱可塑性透明樹脂組成物。
- 前記メタクリル酸メチル由来の構成単位の割合が全構成単位の合計に対して15〜35モル%である前記熱可塑性樹脂(A)と、前記メタクリル酸メチル由来の構成単位の割合が全構成単位の合計に対して55モル%以上65モル%未満である前記熱可塑性樹脂(B)とをブレンドしてなる請求項3に記載の熱可塑性透明樹脂組成物。
- 前記熱可塑性樹脂(A)において、前記メタクリル酸メチル由来の構成単位の割合が全構成単位の合計に対して15〜25モル%である請求項4に記載の熱可塑性透明樹脂組成物。
- 前記メタクリル酸メチル由来の構成単位の割合が全構成単位の合計に対して15〜65モル%である前記熱可塑性樹脂(A)と、前記メタクリル酸メチル由来の構成単位の割合が全構成単位の合計に対して65〜80モル%である前記熱可塑性樹脂(B)とをブレンドしてなる請求項3に記載の熱可塑性透明樹脂組成物。
- 前記熱可塑性樹脂(A)において、前記メタクリル酸メチル由来の構成単位の割合が全構成単位の合計に対して15〜55モル%である請求項6に記載の熱可塑性透明樹脂組成物。
- 請求項1〜7のいずれかに記載の熱可塑性透明樹脂組成物からなる光学物品。
- 請求項1〜7のいずれかに記載の熱可塑性透明樹脂組成物からなる押出成形熱可塑性樹脂シート。
- 請求項1〜7のいずれかに記載の熱可塑性透明樹脂組成物からなる層を有する共押出成形多層熱可塑性樹脂シート。
- 請求項9又は10記載の熱可塑性樹脂シートからなる導光板。
- 請求項9又は10記載の熱可塑性樹脂シートからなる基板、及び該基板の片面又は両面に形成された少なくとも1種類のレンズからなるレンズユニット。
- 請求項9又は10記載の熱可塑性樹脂シートからなるディスプレイ前面パネル。
- 請求項1〜7のいずれかに記載の熱可塑性透明樹脂組成物からなる射出成形体。
- 前記射出成形体が、導光板、プラスチックレンズ又は光記録媒体基板である請求項14に記載の射出成形体。
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