JP7202318B2 - アクリル系重合体凝固物 - Google Patents
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Description
〔1〕 多層構造アクリル系重合体凝固物であって、嵩密度が0.3~0.6g/cm3、メジアン径が50~400μm、粒子径75μm以下の粒子の比率が50%以下で、かつ含有するアルカリ金属およびアルカリ土類金属が下記式(1)を満たすことを特徴とする多層構造アクリル系重合体凝固物。
Tg;アセトン可溶分のガラス転移温度(℃)
a;凝固物に含有されるアルカリ金属およびアルカリ土類金属の価数。
〔2〕 塩析凝固法により得られる〔1〕に記載の凝固物。
〔3〕 多層構造アクリル系重合体がアセトン可溶分およびアセトン不溶分からなり、アセトン可溶分が、メチルメタクリレートに由来する構造単位80~99質量%、およびアルキル基の炭素数が1~8であるアルキルアクリレートに由来する構造単位1~20質量%を含み、80~100℃のガラス転移温度を有し、アセトン不溶分がメチルメタクリレートに由来する構造単位20~60質量%、アルキル基の炭素数が1~8であるアルキルアクリレートに由来する構造単位40~80質量%を含み、0℃以下のガラス転移温度を有する、〔1〕または〔2〕に記載の凝固物。
〔4〕 多層構造アクリル系重合体がアセトン可溶分およびアセトン不溶分からなり、アセトン可溶分が、メチルメタクリレートに由来する構造単位80~99質量%、およびアルキル基の炭素数が1~8であるアルキルアクリレートに由来する構造単位1~20質量%を含み、90~110℃のガラス転移温度を有し、アセトン不溶分がメチルメタクリレートに由来する構造単位40~60質量%、アルキル基の炭素数が1~8であるアルキルアクリレートに由来する構造単位40~60質量%、およびそれと共重合可能なビニル系単量体0~20質量%を含み、0℃以下のガラス転移温度を有する〔1〕または〔2〕に記載の凝固物。
〔6〕〔1〕~〔4〕に記載のいずれかの凝固物を用いて得られるフィルム。
〔7〕〔1〕~〔4〕に記載のいずれかの凝固物を用いて得られるフィルムからなる少なくとも1つの層と、他の熱可塑性重合体成形品からなる少なくとも1つの層とを有する積層体。
〔8〕以下の工程1~5
工程1:乳化剤の存在下にアクリル系単量体、共重合可能な他の単量体、グラフト化剤および/または架橋剤を重合してラテックス(I)を得る工程、
工程2:ラテックス(I)の存在下にアクリル系単量体、共重合可能な他の単量体、グラフト化剤、任意成分としての架橋剤を重合してラテックス(II)を得る工程、
工程3:ラテックス(II)の存在下にアクリル系単量体を重合してラテックス(III)を得る工程、
工程4:ラテックス(III)を凝固剤の存在下に緩凝集して、多層構造アクリル系重合体の凝集体を得る工程、
工程5:工程4で得られた多層構造アクリル系重合体の凝集体を加熱して、多層構造アクリル系重合体の凝固物を得る工程
を含む、嵩密度が0.3~0.6g/cm3、メジアン径が50~400μm、粒子径75μm以下の粒子の比率が50%以下で、かつ含有するアルカリ金属およびアルカリ土類金属が下記式(1)を満たすことを特徴とする多層構造アクリル系重合体凝固物の製造方法。
Tg;アセトン可溶分のガラス転移温度(℃)
a;凝固物に含有されるアルカリ金属およびアルカリ土類金属の価数。
なお、アクリル系単量体は、メチルメタクリレート、アルキルアクリレートを含むものが好ましい。
である。嵩密度が低いほど工程通過性が悪化し、高いほど品質が悪化する傾向がある。
なお、光散乱法によるメジアン径と粒子径の測定は、例えば、測定方式がレーザー回折/散乱式である堀場製作所社製LA-950V2型粒子径分布測定装置を用いて測定できる。
Tg;アセトン可溶分のガラス転移温度(℃)
a;凝固物に含有されるアルカリ金属およびアルカリ土類金属の価数
が好ましくは100以下であり、より好ましくは90以下であり、さらに好ましくは80以下である。式(1A)で表されるパラメータが小さいほど、凝固物から得られるフィルムの耐温水若しくは耐沸水白化性が向上する傾向がある。
アセトン可溶分とアセトン不溶分は、以下のように測定することができる。すなわち、凝固物2gをアセトン50mLに入れ常温にて24時間撹拌し、得られた液全量を、遠心分離機を用いて、回転数20000rpm、温度0℃、180分間の条件にて、遠心分離して上澄み液と沈殿物を分け採り、それぞれを50℃にて8時間真空下で乾燥させて、アセトン可溶分(上澄み液からアセトンを蒸発させた残渣)およびアセトン不溶分(沈殿物)を得、これらの質量を測定することにより、アセトン可溶分とアセトン不溶分を測定することができる。
。ラテックスの凝固は、公知の方法で行うことができる。凝固法としては、凍結凝固法、塩析凝固法、酸析凝固法などを挙げることができる。これらのうち、高品質な凝固物を連続的に生産することのできる塩析凝固法が好ましい。
第一凝固(凝集工程)は、緩凝集を行う反応であり、乳化ラテックスおよび凝固剤溶液を加熱した状態で混合させ、緩やかな速度で凝集を進行させるものである。
第二凝固(造粒工程)は、第一凝固(凝集工程)で得られたスラリーをさらに加熱することで、凝集しきらない微粒子を減らしかつ、凝固物の嵩密度を高くするものである。
多層構造アクリル系重合体のラテックスまたはアクリル系重合体凝固物の脱水前のスラリーを採取して、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、光散乱法によりその平均粒子径を求めた。
ASTM-D1238に準じて、230℃、3.8kg荷重でのメルトフローレート(以下「MFR」と表記する。)を測定した。
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)を用いて、250℃まで一度昇温し、次いで室温まで冷却し、次いで室温から230℃までを20℃/分で昇温させる条件にてDSC曲線を測定した。この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(以下、「Tg」と表記する。)とした。
堀場製作所社製LA-950V2型粒子径分布測定装置を用い、造粒スラリー中の凝固物のメジアン径および75μm以下の粒子比率を体積基準で求めた。
被測定物を105℃に設定された熱風乾燥機内で3時間加熱し、加熱前後での重量変化を測定し、次式により含水率を求めた。
W=〔(Wa-Wb)/Wa〕×100
W;含水率(%)、Wa;乾燥前のサンプル重量(g)、Wb;乾燥後のサンプル重量(g)
1回目の洗浄における遠心分離後の排水の濁度を、JIS K0101に準じ、透過光濁度法により測定を行った。
秤量した約5gの凝固物粉体を圧密せずに乾いた 10mLメスシリンダーに静かに入れる。粉体層の上面を圧密せずに注意深くならし,ゆるみ嵩体積(V)を最小目盛単位まで読み取る。m/Vによって嵩密度(g/cm3)を計算した。
試験試料2gをアセトン50mLに入れ常温にて24時間撹拌した。得られた液全量を、遠心分離機(日立工機(株)製、CR20GIII)を用いて、回転数20000rpm、温度0℃、180分間の条件にて、遠心分離した。上澄み液と沈殿物を分け採り、それぞれを50℃にて8時間真空下で乾燥させて、アセトン可溶分およびアセトン不溶分を得た。
アセトン可溶分またはアセトン不溶分を1g精秤し、クロロホルム50mLで溶解させた。5分間の窒素置換を行った。その後、ブロモチモールブルーを数滴添加した。N/100 KOHエタノール溶液を用いて中和滴定を行った。
対照試料ブランクとして、5分間の窒素置換を行ったクロロホルム50mLについて上記同様に中和滴定を行った。次式により酸価C(mmol/g)を算出した。
C=(A-B)×0.01×F
A=;試験試料における滴定数量(mL)、B=;対照試料におけるブランクの滴定数量(mL)、F=;N/100 KOHエタノール溶液のファクター
秤量した約5gの凝固物粉体を加熱分解し、残渣をICP発光分光分析装置(Varian/SII社製VISTA-PRO型)により測定した。
アクリル系重合体凝固物を190℃、100kg/cm2の条件で熱プレスし厚み200μmの樹脂フィルムを作製する。樹脂フィルムから50mm×50mmの試験片を切り出した。室温下でヘイズ(H0)をJIS K7136に準拠して、ヘイズメータ(村上色彩研究所製、HM-150)を用いて測定した。
次いで、試験片を80℃の水に1時間浸漬した。その後、フィルム表面に付着した水滴を取り除き、フィルムが室温になった状態で、ヘイズを測定した。
室温におけるヘイズから温水浸漬後におけるヘイズへの増加量(ΔH80)を算出した。
耐温水白化性(80℃)で用いた上記樹脂フィルムから50mm×50mmの試験片を切り出した。室温下でヘイズ(H0)をJIS K7136に準拠して、ヘイズメータ(村上色彩研究所製、HM-150)を用いて測定した。
次いで、試験片を100℃の水に4時間浸漬した。その後、フィルム表面に付着した水滴を取り除き、100℃に設定された熱風乾燥機内で8時間乾燥させた。フィルムが室温になった状態で、ヘイズを測定した。
室温におけるヘイズから沸水浸漬後におけるヘイズへの増加量(ΔH100)を算出した。
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具える反応容器内に、イオン交換水150部、DBSS1.3部および炭酸ナトリウム0.05部を仕込み、容器内を窒素ガスで充分に置換して実質的に酸素の影響がない状態とした。その後、反応容器内の温度を80℃にした。反応容器内に過硫酸カリウム0.015部を投入し、5分間撹拌した。次いで、MMA4部、nBA4部およびALMA0.02部からなる単量体混合物を20分間かけて連続的に滴加し、乳化重合を行った。滴加終了後、さらに30分間撹拌し、乳化重合を転化率98%以上となるように行って、硬質重合体(a)を含有するラテックスを得た。
PMMAラテックス[1]を、以下の条件で凝固した。硫酸マグネシウム0.43部、イオン交換水167部の比率である水溶液を80℃に昇温し、上記ラテックスを8.3部/分で撹拌下で12分間フィードした。フィード完了後、液温80℃を保ったまま、1時間撹拌を継続し、凝集スラリーを得た。更に、このスラリーに水を267部加えてから、90℃ に昇温し1時間加熱処理し造粒スラリーを得た。得られた造粒スラリーをスクリューデカンタ式遠心分離機を用いて2100Gの遠心力によりスラリーの洗浄および脱水を行った。続いてスラリー濃度10質量%になるようにイオン交換水を加え、再度スクリューデカンタ式遠心分離機で洗浄および脱水を行い、この作業を計3回繰り返した。得られた含水凝固物の含水率は37質量%であり、メジアン径は135μm、粒子径75μm以下の粒子比率は22%であった。
使用するPMMAラテックスの種類と量、水の量、凝固剤の種類と量、凝固の時間、温度、洗浄・脱水回数を表2および表3に記載のとおりに変更した以外は実施例1と同じ方法でアクリル系重合体凝固物を得た。なお、表3において、比較例2は排水濁度が1040、脱水後樹脂含水率が54質量%と高く、品質の劣る凝固物が得られたので、樹脂物性、含有金属量、耐温水白化性の試験は行わなかった。
ラテックス[1]を-20℃の雰囲気に4時間置いて凍結させた。硫酸マグネシウムを成分とする若干量の消泡剤を添加した3倍量の80℃の水に、得られた凍結物を投入して融解させて、スラリーを得た。スクリューデカンタ式遠心分離機を用いて2100Gの遠心力によりスラリーの洗浄および脱水を行った。続いてスラリー濃度10%になるようにイオン交換水を加え、再度スクリューデカンタ式遠心分離機で洗浄および脱水を行った。
Claims (6)
- 多層構造アクリル系重合体凝固物であって、嵩密度が0.3~0.6g/cm3、メジアン径が50~400μm、粒子径75μm以下の粒子の比率が50%以下で、
多層構造アクリル系重合体がアセトン可溶分およびアセトン不溶分からなり、アセトン可溶分が、メチルメタクリレートに由来する構造単位80~99質量%、およびアルキル基の炭素数が1~8であるアルキルアクリレートに由来する構造単位1~20質量%を含み、90~110℃のガラス転移温度を有し、アセトン不溶分がメチルメタクリレートに由来する構造単位40~60質量%、アルキル基の炭素数が1~8であるアルキルアクリレートに由来する構造単位40~60質量%、およびそれと共重合可能なビニル系単量体0~20質量%を含み、0℃以下のガラス転移温度を有し、
凝固物のアセトン不溶分の酸価が0.018mmol/g以下であり、
凝固物のアセトン可溶分の酸価が0.012mmol/g以下であり、
かつ含有するアルカリ金属およびアルカリ土類金属が下記式(1)を満たすことを特徴とする多層構造アクリル系重合体凝固物。
Tg;アセトン可溶分のガラス転移温度(℃)
a;凝固物に含有されるアルカリ金属およびアルカリ土類金属の価数。 - 請求項1に記載のいずれかの凝固物を用いて得られる成形体。
- 請求項1又は2に記載の凝固物を用いて得られるフィルム。
- 請求項1~3に記載のいずれかの凝固物を用いて得られるフィルムからなる少なくとも1つの層と、他の熱可塑性重合体成形品からなる少なくとも1つの層とを有する積層体。
- 以下の工程1~5
工程1:乳化剤の存在下にアクリル系単量体、共重合可能な他の単量体、グラフト化剤および/または架橋剤を重合してラテックス(I)を得る工程、
工程2:ラテックス(I)の存在下にアクリル系単量体、共重合可能な他の単量体、グラフト化剤、任意成分としての架橋剤を重合してラテックス(II)を得る工程、
工程3:ラテックス(II)の存在下にアクリル系単量体を重合してラテックス(III)を得る工程、
工程4:ラテックス(III)を凝固剤の存在下に緩凝集して、多層構造アクリル系重合体の凝集体を得る工程、
工程5:工程4で得られた多層構造アクリル系重合体の凝集体を加熱して、多層構造アクリル系重合体の凝固物を得る工程
を含む、嵩密度が0.3~0.6g/cm3、メジアン径が50~400μm、粒子径75μm以下の粒子の比率が50%以下で、
多層構造アクリル系重合体がアセトン可溶分およびアセトン不溶分からなり、アセトン可溶分が、メチルメタクリレートに由来する構造単位80~99質量%、およびアルキル基の炭素数が1~8であるアルキルアクリレートに由来する構造単位1~20質量%を含み、90~110℃のガラス転移温度を有し、アセトン不溶分がメチルメタクリレートに由来する構造単位40~60質量%、アルキル基の炭素数が1~8であるアルキルアクリレートに由来する構造単位40~60質量%、およびそれと共重合可能なビニル系単量体0~20質量%を含み、0℃以下のガラス転移温度を有し、
凝固物のアセトン不溶分の酸価が0.018mmol/g以下であり、
凝固物のアセトン可溶分の酸価が0.012mmol/g以下であり、
かつ含有するアルカリ金属およびアルカリ土類金属が下記式(1)を満たすことを特徴とする多層構造アクリル系重合体凝固物の製造方法。
Tg;アセトン可溶分のガラス転移温度(℃)
a;凝固物に含有されるアルカリ金属およびアルカリ土類金属の価数。 - 前記凝固剤が、一価または二価の無機酸の塩の水溶液である、請求項5に記載の製造方法。
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