JP7474771B2 - 共重合体及びその製造方法、共重合体混合物、ドープ樹脂組成物、並びに樹脂成形体及びその製造方法 - Google Patents
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Description
[1]α-メチレンラクトン由来の構成単位及び炭素数1~6のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキル由来の構成単位を含む共重合体の製造方法であって、溶媒の存在下、α-メチレンラクトン及び(メタ)アクリル酸アルキルを含む単量体を重合させる工程を備え、溶媒が、下記条件(A)又は下記条件(B)のいずれかを満たす溶媒である、共重合体の製造方法。
条件(A):環状アミド及び環状エステルからなる群より選ばれる少なくとも1種の溶媒である。
条件(B):100℃未満の沸点を有する第1の溶媒及び100℃以上の沸点を有する第2の溶媒からなる混合溶媒であって、第1の溶媒がケトン及び塩化アルキルからなる群より選ばれる少なくとも1種であり、第2の溶媒が環状ケトン、環状エステル、アミド、及びスルホキシドからなる群より選ばれる少なくとも1種であり、沸点が70~120℃である混合溶媒である。
[2]溶媒が、条件(A)を満たす溶媒である、[1]に記載の共重合体の製造方法。
[3]溶媒が、条件(B)を満たす溶媒である、[1]に記載の共重合体の製造方法。
[4]第1の溶媒がアセトンである、[3]に記載の共重合体の製造方法。
[5]第2の溶媒が環状ケトンである、[3]又は[4]に記載の共重合体の製造方法。
[6]環状ケトンがシクロヘキサノンである、[5]に記載の共重合体の製造方法。
[7]第2の溶媒が環状エステル、アミド、及びスルホキシドからなる群より選ばれる少なくとも1種である、[3]又は[4]に記載の共重合体の製造方法。
[8]第2の溶媒がγ-ブチロラクトン、γ-バレロラクトン、δ-バレロラクトン、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチルピロリドン、N,N’-ジメチルイミダゾリジノン、及びジメチルスルホキシドからなる群より選ばれる少なくとも1種である、[7]に記載の共重合体の製造方法。
[9]α-メチレンラクトン由来の構成単位及び炭素数1~6のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキル由来の構成単位を含み、フィルムにしたときの厚さ100μm当たりの内部ヘイズが2.5%未満である、共重合体。
[10]α-メチレンラクトン由来の構成単位及び炭素数1~6のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキル由来の構成単位を含み、かつ重量平均分子量が200000以上1000000以下である、共重合体。
[11]フィルムにしたときのL*a*b*表色系の厚さ100μm当たりの内部b*値が1.6未満である、[9]又は[10]に記載の共重合体。
[12][9]~[11]のいずれかに記載の共重合体と、環状アミド、環状エステル、及び環状ケトンからなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物とを含有する、共重合体混合物。
[13]α-メチレンラクトン由来の構成単位及び炭素数1~6のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキル由来の構成単位を含む共重合体と、環状アミド、環状エステル、及び環状ケトンからなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物とを含有する、共重合体混合物。
[14]化合物の含有量が、共重合体の全量を基準として、10~3000質量ppmである、[12]又は[13]に記載の共重合体混合物。
[15][9]~[11]のいずれかに記載の共重合体と、分散媒とを含有するドープ樹脂組成物であって、共重合体の含有量が、ドープ樹脂組成物の全量を基準として、5質量%以上である、ドープ樹脂組成物。
[16][9]~[11]のいずれかに記載の共重合体又は[12]~[14]のいずれかに記載の共重合体混合物を含有する、樹脂成形体。
[17][9]~[11]のいずれかに記載の共重合体又は[12]~[14]のいずれかに記載の共重合体混合物を含有する樹脂組成物を成形して樹脂成形体を得る工程を備える、樹脂成形体の製造方法。
[18][15]に記載のドープ樹脂組成物を塗工する工程と、塗工されたドープ樹脂組成物から分散媒を除去して樹脂成形体を得る工程とを備える、樹脂成形体の製造方法。
一実施形態に係る共重合体の製造方法は、α-メチレンラクトン由来の構成単位及び炭素数1~6のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキル由来の構成単位を含む共重合体の製造方法である。
条件(A):環状アミド及び環状エステルからなる群より選ばれる少なくとも1種の溶媒である。
条件(B):100℃未満の沸点を有する第1の溶媒及び100℃以上の沸点を有する第2の溶媒からなる混合溶媒であって、第1の溶媒がケトン及び塩化アルキルからなる群より選ばれる少なくとも1種であり、第2の溶媒が環状ケトン、環状エステル、アミド、及びスルホキシドからなる群より選ばれる少なくとも1種であり、沸点が70~120℃である混合溶媒である。
一実施形態に係る共重合体は、α-メチレンラクトン由来の構成単位及び炭素数1~6のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキル由来の構成単位を含み、フィルムにしたときの厚さ100μm当たりの内部ヘイズが2.5%未満である。本実施形態の共重合体は、上記製造方法によって得られる共重合体であり得る。上記製造方法は、得られる共重合体の透明性を改善することが可能であることから、当該製造方法を用いることによって、フィルムにしたときの厚さ100μm当たりの内部ヘイズ、フィルムにしたときのL*a*b*表色系の厚さ100μm当たりの内部b*値等を所定の範囲にすることが可能となり得る。
一実施形態に係る共重合体混合物は、α-メチレンラクトン由来の構成単位及び炭素数1~6のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキル由来の構成単位を含む共重合体と、環状アミド、環状エステル、及び環状ケトンからなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物とを含有する。共重合体混合物の一態様は、上述の共重合体と、環状アミド、環状エステル、及び環状ケトンからなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物とを含有するものである。
一実施形態に係るドープ樹脂組成物は、上述の共重合体と、分散媒とを含有する。ドープ樹脂組成物は、樹脂成形体の製造に好適に用いることができる。
一実施形態に係る樹脂成形体は、上述の共重合体又は上述の共重合体混合物を主成分として含有する。本実施形態に係る樹脂成形体は、上述の共重合体若しくは上述の共重合体混合物を含有する樹脂組成物、又は、上述の共重合体若しくは上述の共重合体混合物を含有するドープ樹脂組成物を用いて製造することができる。
[重合反応率及び重合体組成分析]
重合反応時の反応率及び共重合体中の特定単量体単位の含有率は、得られた重合反応液中の未反応単量体の量をガスクロマトグラフィー(島津製作所製、装置名:GC-2014)を用いて測定して求めた。
共重合体の重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)を用いて、ポリスチレン換算により求めた。測定に用いた装置及び測定条件は、以下のとおりである。
システム:東ソー製GPCシステムHLC-8220
測定側カラム構成:
・ガードカラム(東ソー製、TSKguardcolumn SuperHZ-L)
・分離カラム(東ソー製、TSKgel SuperHZM-M) 2本直列接続
リファレンス側カラム構成:
・リファレンスカラム(東ソー製、TSKgel SuperH-RC)
展開溶媒:クロロホルム(和光純薬工業製、特級)
展開溶媒の流量:0.6mL/分
標準試料:TSK標準ポリスチレン(東ソー製、PS-オリゴマーキット)
カラム温度:40℃
共重合体中のML含有量(α-メチレンラクトン由来の構成単位の含有量)は、1H-NMRにより求めた。具体的には、重溶媒として重DMSO又は重クロロホルムを使用し、核磁気共鳴分光計(BRUKER製、AV300M)を用いて1H-NMR測定を行い、得られた1H-NMRプロファイルの面積比から求めた。
共重合体のガラス転移温度は、JIS K 7121の規定に準拠して求めた。具体的には、示差走査熱量計(リガク製、Thermo plus EVO DSC-8230)を用い、窒素ガス雰囲気下、約10mgのサンプルを常温から200℃まで昇温(昇温速度20℃/分)して得られたDSC曲線から、始点法により評価した。リファレンスには、α-アルミナを用いた。
共重合体の5%重量減少温度はJIS K 7120の規定に準拠して求めた。具体的には、差動型示差熱天秤装置(リガク製、Thermo plus2 Tg-8120)を用い、窒素ガス雰囲気下、約10mgのサンプルを常温から400℃まで10℃/分で昇温した。このとき、昇温中のサンプルの質量が5%減少した時点での温度を測定することにより求めた。
フィルムの厚さは、デジマチックマイクロメーター(ミツトヨ製)により求めた。
フィルムの全光線透過率はJIS K7361の規定に準拠して求めた。具体的には、ヘイズメーター(日本電色工業製、NDH-1001DP)を用いて測定した。
延伸フィルムを90mm×20mmの大きさに切り出して試験片とし、温度25℃、相対湿度50%の雰囲気下で、JIS K7127に準拠し、オートグラフ(島津製作所製:AG-X)を用いて引張試験を実施した。条件は引張速度を歪0.5%まで0.25mm/分、それ以降は1mm/分とし、チャック間距離を55mm、変位計での測定する標線間隔を25mmとして、25℃で3回試験を行い、その平均値を測定値とした。変位は非接触伸び幅計(島津製作所製:TRViewX)を用いて計測し、弾性率は歪が0.05%から0.25%までの間の傾きとして評価した。
フィルムのヤング率は、延伸フィルム(厚さ4μm)に対して、超微小硬度計(フィッシャーインストルメンツ製、フィッシャースコープHM-2000)を用い、ISO-14577-1に準拠した方法により評価した。評価は、未延伸フィルムをガラス基板に固定した状態で実施した。測定条件は、四角錐型のビッカース圧子(対面角a=136°)を使用し、最大試験荷重3mN;荷重付加時のアプリケーション時間20秒;クリープ時間5秒;荷重減少時のアプリケーション時間20秒;測定温度室温(25℃)とし、3回測定した値を平均化して求めた。
フィルムの鉛筆硬度は、JIS-S-6006が規定する試験用鉛筆を用い、安田精機製作所製 鉛筆引っかき硬度試験機No.533を用いて、JIS K5600-5-4(1999)に準拠して、750g荷重下で評価を行い、傷がつかない最も高い鉛筆の硬度を鉛筆硬度とした。
延伸フィルムを15mm×80mmの大きさに切り出して試験片とし、Tension-FreeFolding Clamshell-type(ユアサシステム機器製、DMLHP-CS)にテープで固定した。また、試験片を長辺の半分の位置で折り曲げ、折り畳まれた状態の試験片の長辺の両端部間の距離が5mmとなり、試験片の折り曲げ部分の曲率半径が2.5mmとなるように折り畳まれた状態を設定した。その後、25℃の環境下で、平坦に開いた状態から折り畳まれた状態にすることを1回の屈曲として、1分間に30回の屈曲回数で、10万回屈曲を繰り返した。試験後の折り畳まれた部分のフィルムが破断していなかった場合を「良好」、破断していた場合を「不良」として評価した。
撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入管を備えた反応器に、メタクリル酸メチル(MMA)9部、α-メチレン-γ-ブチロラクトン(ML)0.75部、溶媒としてN-メチルピロリドン(NMP)10部を仕込み、これに窒素を通じつつ105℃まで昇温させた。その後、重合開始剤としてt-アミルパーオキシイソノナノエート(アルケマ吉富製、ルペロックス(登録商標)570、以下「開始剤570」ともいう。)を0.003部加えるとともに、0.2部のNMPで希釈した0.005部の開始剤570と0.25部のMLを2時間かけて一定速度で滴下しながら105-115℃で溶液重合を6時間行った。重合反応液中の未反応単量体量より算出したMMA、MLの転化率はそれぞれ98.8%、99.3%であった。次に得られた重合反応液を240℃で2時間真空乾燥(1mmHg)することで、白色の共重合体を得た。得られた共重合体の物性を表1に示す。次に得られた共重合体を240℃で熱プレス成形して、厚さ約160μmの未延伸プレスフィルムを得た後、得られた未延伸キャストフィルムを96mm×96mmの大きさに切り出し、逐次二軸延伸機(東洋精機製作所製、X6-S)を用いて、延伸温度140℃(Tg+18℃)にて300%/分の延伸速度で縦方向(MD方向)及び横方向(TD方向)の順にそれぞれ延伸倍率が2.0倍となるように逐次二軸延伸を行い、冷却することにより、厚さ40μmの延伸フィルムを得た。得られた延伸フィルムの物性を表1に示す。
[静置重合における重合反応率]
静置重合における重合反応率は、重合液をクロロホルムで希釈後、メタノール中に滴下して再沈殿により共重合体を取り出し、共重合体を240℃で1時間乾燥した後に得られた共重合体量により簡易的に求めた。
撹拌重合における重合反応時の反応率及び共重合体中の特定単量体単位の含有率は、得られた重合反応液中の未反応単量体の量をガスクロマトグラフィー(島津製作所製、装置名:GC-2014)を用いて測定して求めた。
共重合体の重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)は、<実施例A>の共重合体の重量平均分子量及び数平均分子量と同様にして求めた。
共重合体中のML含有量(α-メチレンラクトン由来の構成単位の含有量)は、<実施例A>の共重合体中のML含有量と同様にして求めた。
共重合体のガラス転移温度は、<実施例A>の共重合体のガラス転移温度と同様にして求めた。
共重合体の5%重量減少温度は、<実施例A>の共重合体の5%重量減少温度と同様にして求めた。
共重合体の内部ヘイズはJIS K7136の規定に準拠して求めた。具体的には、共重合体を240℃、40MPaで10分間熱プレス成形して得られた未延伸フィルムを用意し、ヘイズメーター(日本電色工業製、NDH-1001DP)を用いて、光路長10mmの石英セルに1,2,3,4-テトラヒドロナフタリン(テトラリン)を満たし、その中にフィルムを浸漬して測定し、100μm当たりの内部ヘイズ値として算出した。
共重合体を240℃、40MPaで10分間熱プレス成形して得られた未延伸フィルムを用意し、分光光度計(日本電色工業製、Colormeter ZE6000)を用いて、光路長10mmの石英セルに1,2,3,4-テトラヒドロナフタリン(テトラリン)を満たし、その中にフィルムを浸漬して測定し、L*a*b*表色系の厚さ100μm当たりのb*値として算出した。
共重合体又は共重合体混合物中の溶媒(化合物)含有量は、共重合体又は共重合体混合物をジメチルアセトアミドに溶解させた後、ガスクロマトグラフィー(島津製作所製、装置名:GC-2014)を用いて測定して求めた。
ドープ樹脂組成物の粘度は、BHII型粘度計(東機産業製)を用いて25℃にて測定した。
ドープ樹脂組成物の黄色度(YI)はJIS Z 8729の規定に準拠して求めた。具体的には分光色差計(日本電色工業製:Colormeter ZE6000)の透過モードで、光路長10mmの石英セルを用いて測定した。
ドープ樹脂組成物のヘイズはJIS K7136の規定に準拠して求めた。具体的には、ヘイズメーター(日本電色工業製、NDH-1001DP)を用いて、光路長10mmの石英セルを用いて測定した。
フィルムの厚さは、<実施例A>のフィルムの厚さと同様にして求めた。
フィルムの全光線透過率は、<実施例A>のフィルムの全光線透過率と同様にして求めた。
<実施例A>のフィルムの引張試験と同様にしてフィルムの引張試験(弾性率測定)を行い、弾性率を測定した。
フィルムの鉛筆硬度は、<実施例A>のフィルムの鉛筆硬度と同様にして求めた。
<実施例A>のフィルムのフォルダブル試験と同様にしてフィルムのフォルダブル試験を行い、<実施例A>と同様に、試験後の折り畳まれた部分のフィルムの破断の有無を評価した。
延伸フィルムの波長589nmの光に対する面内位相差Re及び厚さ方向位相差Rthを、全自動複屈折計(王子計測機器製「KOBRA-WR」)を用いて入射角40°の条件で測定した。具体的には、フィルムの面内における遅相軸方向の屈折率をnx、フィルムの面内における進相軸方向の屈折率をny、フィルムの厚さ方向の屈折率をnz、フィルムの厚さをdとして、下記式から面内位相差Re及び厚さ方向位相差Rthをそれぞれ求めた。なお、下記の実施例においては、フィルムの厚さdを40μmとして、面内位相差Re及び厚さ方向位相差Rthを求めた。
面内位相差Re=(nx-ny)×d
厚さ方向位相差Rth=[(nx+ny)/2-nz]×d
(試験例B1)
密閉できる反応容器内に、メタクリル酸メチル(MMA)7部、α-メチレン-γ-ブチロラクトン(ML)3部、溶媒としてN-メチルピロリドン(NMP)10部、及び開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)を0.03部仕込み、これに窒素を2分間バブリングして容器内を窒素置換後、蓋を締めて密閉した。その後、反応容器を75℃のオイルバスに2時間漬けて重合を行った。重合後クロロホルムで希釈した後、メタノール中に加えて再沈殿を行い、白色固体を取り出した。その後240℃で1時間真空乾燥をして、白色の共重合体を約6部得た。得られた共重合体の物性を表2に示す。
溶媒をNMPからγ-ブチロラクトン(GBL)に変更した以外は、試験例B1と同様にして重合、再沈殿、乾燥を行い、白色の共重合体を6.5部得た。得られた共重合体の物性を表2に示す。
溶媒をNMPからジメチルスルホキシド(DMSO)に変更した以外は、試験例B1と同様にして重合、再沈殿、乾燥を行い、白色の共重合体を6部得た。得られた共重合体の物性を表2に示す。
溶媒をNMPからトルエンに変更した以外は、試験例B1と同様にして重合を行った。しかし、重合の途中で固体が析出し固化したため重合を終了した。
NMP等の溶媒を用いなかった以外は、試験例B1と同様にして重合を行った。しかし、重合の途中で固体が析出し固化したため重合を終了した。
(実施例B1-1)
撹拌装置、温度センサー、冷却管、及び窒素導入管を備えた反応器に、メタクリル酸メチル(MMA)8部、α-メチレン-γ-ブチロラクトン(ML)1.5部、連鎖移動剤としてn-ドデシルメルカプタン(nDM)0.005部、及び溶媒としてN-メチルピロリドン(NMP)10部を仕込み、これに窒素を通じつつ105℃まで昇温させた。その後、重合開始剤としてt-アミルパーオキシイソノナノエート(アルケマ吉富製、ルペロックス(登録商標)570、以下「開始剤570」ともいう。)を0.003部加えるとともに、0.2部のNMPで希釈した0.005部の開始剤570及び0.5部のMLを105~115℃で2時間かけて一定速度で滴下した。滴下後、4部のNMPを加え、さらに105~115℃で4時間溶液撹拌重合を行った。重合反応液中の未反応単量体量より算出したMMA、MLの転化率はそれぞれ99.1%、99.5%であった。得られた重合反応液を240℃で2時間真空乾燥(133Pa(1mmHg))することで、白色の共重合体を得た。得られた共重合体の物性を表3に示す。
溶媒をNMPからγ-ブチロラクトン(GBL)に変更した以外は、実施例B1-1と同様にして、共重合体及び厚さ40μmの延伸フィルムを得た。なお、重合反応液中の未反応単量体量より算出したMMA、MLの転化率はそれぞれ98.5%、99.0%であった。得られた共重合体の物性及び延伸フィルムの物性を表3に示す。
撹拌装置、温度センサー、冷却管、及び窒素導入管を備えた反応器に、MMAを9部、MLを0.75部、nDMを0.005部、及び溶媒としてGBLを10部仕込み、これに窒素を通じつつ105℃まで昇温させた。その後開始剤570を0.003部加えるとともに、0.2部のGBLで希釈した0.005部の開始剤570及び0.25部のMLを105~115℃で2時間かけて一定速度で滴下した。滴下後4部のGBLを加え、さらに105~115℃で4時間溶液撹拌重合を行った。重合反応液中の未反応単量体量より算出したMMA、MLの転化率はそれぞれ98.4%、99.2%であった。得られた重合反応液を実施例B1-1と同様にして、共重合体及び厚さ40μmの延伸フィルムを得た。得られた共重合体の物性及び延伸フィルムの物性を表3に示す。
nDMを0.005部から0.03部、溶媒としてGBLを10部から15部に変更し、滴下後に加えていた4部のGBLを加えなかった以外は、実施例B1-3と同様にして、共重合体及び厚さ40μmの延伸フィルムを得た。なお、重合反応液中の未反応単量体量より算出したMMA、MLの転化率はそれぞれ98.0%、98.5%であった。得られた共重合体の物性及び延伸フィルムの物性を表3に示す。
撹拌装置、温度センサー、冷却管、及び窒素導入管を備えた反応器に、MMAを7部、MLを2.2部、及び溶媒としてGBLを10部仕込み、これに窒素を通じつつ105℃まで昇温させた。その後開始剤570を0.003部加えるとともに、0.2部のGBLで希釈した0.005部の開始剤570及び0.8部のMLを105~115℃で2時間かけて一定速度で滴下した。滴下後4部のGBLを加え、さらに105~115℃で4時間溶液撹拌重合を行った。重合反応液中の未反応単量体量より算出したMMA、MLの転化率はそれぞれ99.1%、99.2%であった。得られた重合反応液を実施例B1-1と同様にして、共重合体及び厚さ40μmの延伸フィルムを得た。得られた共重合体の物性及び延伸フィルムの物性を表3に示す。
撹拌装置、温度センサー、冷却管、及び窒素導入管を備えた反応器に、MMAを7部、MLを3部、及び溶媒としてDMSOを10部仕込み、これに窒素を通じつつ105℃まで昇温させた。その後、開始剤570を0.02部加え、105~115℃で6時間溶液撹拌重合を行った。重合反応液中の未反応単量体量より算出したMMA、MLの転化率はそれぞれ99.1%、99.5%であった。得られた重合反応液を実施例B1-1と同様にして、共重合体及び厚さ40μmの延伸フィルムを得た。得られた共重合体の物性及び延伸フィルムの物性を表3に示す。
(実施例B2-1)
実施例B1-2で得られた共重合体1部及び分散媒としてのジクロロメタン7部を混合し、1分間手振り後、60分間撹拌混合して、固形分12.5質量%のドープ樹脂組成物を作製した。ドープ樹脂組成物の粘度は0.3Pa・s、YIは0.9、ヘイズは0.3%であった。ドープ樹脂組成物を目視で確認したところ、均一に分散しており、その後一晩静置してもドープ樹脂組成物の外観に変化は見られなかった。
[混合溶媒の沸点測定]
撹拌装置、温度センサー、冷却管、及び窒素導入管を備えた1Lのセパラブルフラスコに、500mlの混合溶媒を加え、これに窒素を通じつつ撹拌しながら昇温を行い、冷却管から還流がかかったときの内温を、混合溶媒の沸点として測定した。
静置重合における重合反応率は、<試験例B、実施例B、及び比較例B>の静置重合における重合反応率と同様にして簡易的に求めた。
撹拌重合における重合反応時の反応率及び共重合体中の特定単量体単位の含有率は、<試験例B、実施例B、及び比較例B>の撹拌重合における重合反応時の反応率及び共重合体中の特定単量体単位の含有率と同様にして求めた。
共重合体の重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)は、<実施例A>の共重合体の重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)と同様にして求めた。
共重合体中のML含有量(α-メチレンラクトン由来の構成単位の含有量)は、<実施例A>の共重合体中のML含有量と同様にして求めた。
共重合体のガラス転移温度は、<実施例A>の共重合体のガラス転移温度と同様にして求めた。
共重合体の5%重量減少温度は、<実施例A>の共重合体の5%重量減少温度と同様にして求めた。
共重合体の内部ヘイズは、<試験例B、実施例B、及び比較例B>の共重合体の内部ヘイズと同様にして求めた。
共重合体の内部b*値は、<試験例B、実施例B、及び比較例B>の共重合体の内部b*値と同様にして求めた。
共重合体中の溶媒(化合物)含有量は、<試験例B、実施例B、及び比較例B>の共重合体中の溶媒(化合物)含有量と同様にして求めた。
ドープ樹脂組成物の粘度は、<試験例B、実施例B、及び比較例B>のドープ樹脂組成物の粘度と同様にして求めた。
ドープ樹脂組成物の黄色度(YI)は、<試験例B、実施例B、及び比較例B>のドープ樹脂組成物の黄色度(YI)と同様にして求めた。
ドープ樹脂組成物のヘイズは、<試験例B、実施例B、及び比較例B>のドープ樹脂組成物のヘイズと同様にして求めた。
フィルムの厚さは、<実施例A>のフィルムの厚さと同様にして求めた。
フィルムの全光線透過率は、<実施例A>のフィルムの全光線透過率と同様にして求めた。
<実施例A>のフィルムの引張試験と同様にしてフィルムの引張試験(弾性率測定)を行い、弾性率を測定した。
フィルムの鉛筆硬度は、<実施例A>のフィルムの鉛筆硬度と同様にして求めた。
<実施例A>のフィルムのフォルダブル試験と同様にしてフィルムのフォルダブル試験を行い、<実施例A>と同様に、試験後の折り畳まれた部分のフィルムの破断の有無を評価した。
フィルムの位相差は、<試験例B、実施例B、及び比較例B>のフィルムの位相差と同様にして求めた。
(試験例C1)
密閉できる反応容器内に、メタクリル酸メチル(MMA)7部、α-メチレン-γ-ブチロラクトン(ML)3部、溶媒としてトルエン(tol)10部、及び開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)を0.03部仕込み、これに窒素を2分間バブリングして容器内を窒素置換後、蓋を締めて密閉した。その後、反応容器を75℃のオイルバスに2時間漬けて重合を行った。しかし重合の途中で固体が析出し固化したため重合を終了した。重合後クロロホルムで希釈した後、メタノール中に加えて再沈殿を行い、白色固体を取り出した。
溶媒をトルエンからアセトン(ACE)に変更した以外は、試験例C1と同様にして重合を行った。しかし、重合の途中で固体が析出し固化したため重合を終了した。
溶媒をトルエンからシクロヘキサノン(アノン)に変更した以外は、試験例C1と同様にして重合を行った。しかし、重合の途中で固体が析出し固化したため重合を終了した。
溶媒をトルエンからアセトン(ACE)とシクロヘキサノン(アノン)との混合溶媒(1:1(質量比))に変更した以外は、試験例C1と同様にして重合を行った。重合後クロロホルムで希釈した後、メタノール中に加えて再沈殿を行い、白色固体を取り出した。その後240℃で1時間真空乾燥をして、白色の共重合体を約6部得た。得られた共重合体の物性を表4に示す。
(実施例C1-1)
撹拌装置、温度センサー、冷却管、及び窒素導入管を備えた反応器に、メタクリル酸メチル(MMA)7.5部、α-メチレン-γ-ブチロラクトン(ML)2部、連鎖移動剤としてn-ドデシルメルカプタン(nDM)0.005部、及び溶媒としてアセトン(ACE)とシクロヘキサノン(アノン)とを1:1(質量比)で混合した混合溶媒10部を仕込み、これに窒素を通じつつ70℃まで昇温させた。その後、重合開始剤としてAIBNを0.004部加えるとともに、0.2部のACEとアノンとを1:1(質量比)で混合した混合溶媒で希釈した0.011部の開始剤AIBN及び0.5部のMLを70~75℃で3時間かけて一定速度で滴下した。滴下後、4部のACEとアノンとを1:1(質量比)で混合した混合溶媒を加え、さらに70~75℃で4時間溶液撹拌重合を行った。重合反応液中の未反応単量体量より算出したMMA、MLの転化率はそれぞれ92.1%、95.5%であった。得られた重合反応液を240℃で2時間真空乾燥(133Pa(1mmHg))することで、白色の共重合体を得た。得られた共重合体の物性を表5に示す。
撹拌装置、温度センサー、冷却管、及び窒素導入管を備えた反応器に、メタクリル酸メチル(MMA)6部、α-メチレン-γ-ブチロラクトン(ML)3部、連鎖移動剤としてn-ドデシルメルカプタン(nDM)0.005部、及び溶媒としてアセトン(ACE)とシクロヘキサノン(アノン)とを3:7(質量比)で混合した混合溶媒10部を仕込み、これに窒素を通じつつ85℃まで昇温させた。その後、t-アミルパーオキシ2-エチルヘキサノエート(アルケマ吉富製、ルペロックス(登録商標)575、以下「開始剤575」ともいう。)を0.004部加えるとともに、0.2部のACEとアノンとを3:7(質量比)で混合した混合溶媒で希釈した0.009部の開始剤575及び1部のMLを85~90℃で3時間かけて一定速度で滴下した。滴下後、4部のACEとアノンとを3:7(質量比)で混合した混合溶媒を加え、さらに85~90℃で4時間溶液撹拌重合を行った。重合反応液中の未反応単量体量より算出したMMA、MLの転化率はそれぞれ93.1%、95.5%であった。得られた重合反応液を240℃で2時間真空乾燥(133Pa(1mmHg))することで、白色の共重合体を得た。得られた共重合体の物性を表5に示す。
撹拌装置、温度センサー、冷却管、及び窒素導入管を備えた反応器に、メタクリル酸メチル(MMA)6部、α-メチレン-γ-ブチロラクトン(ML)3部、及び溶媒としてアセトン(ACE)とγ‐ブチロラクトン(GBL)を2:8(質量比)で混合した混合溶媒10部を仕込み、これに窒素を通じつつ100℃まで昇温させた。その後、重合開始剤としてt-アミルパーオキシイソノナノエート(アルケマ吉富製、ルペロックス(登録商標)570、以下「開始剤570」ともいう。)を0.004部加えるとともに、0.2部のACEとGBLとを2:8(質量比)で混合した混合溶媒で希釈した0.009部の開始剤570及び1部のMLを100~110℃で3時間かけて一定速度で滴下した。滴下後、4部のACEとGBLとを2:8(質量比)で混合した混合溶媒を加え、さらに100~110℃で4時間溶液撹拌重合を行った。重合反応液中の未反応単量体量より算出したMMA、MLの転化率はそれぞれ92.2%、96.5%であった。得られた重合反応液を240℃で2時間真空乾燥(133Pa(1mmHg))することで、白色の共重合体を得た。得られた共重合体の物性を表5に示す。
撹拌装置、温度センサー、冷却管、及び窒素導入管を備えた反応器に、メタクリル酸メチル(MMA)5部、α-メチレン-γ-ブチロラクトン(ML)3.2部、及び溶媒としてアセトン(ACE)とN,N-ジメチルアセトアミド(DMAc)とを3:7(質量比)で混合した混合溶媒10部を仕込み、これに窒素を通じつつ85℃まで昇温させた。その後、開始剤575を0.004部加えるとともに、0.2部のACEとDMAcとを3:7(質量比)で混合した混合溶媒で希釈した0.009部の開始剤575及び1.8部のMLを85~90℃で3時間かけて一定速度で滴下した。滴下後、4部のACEとDMAcとを3:7(質量比)で混合した混合溶媒を加え、さらに85~90℃で4時間溶液撹拌重合を行った。重合反応液中の未反応単量体量より算出したMMA、MLの転化率はそれぞれ90.2%、95.5%であった。得られた重合反応液を240℃で2時間真空乾燥(133Pa(1mmHg))することで、白色の共重合体を得た。得られた共重合体の物性を表5に示す。
撹拌装置、温度センサー、冷却管、及び窒素導入管を備えた反応器に、MMAを7部、MLを3部、及び溶媒としてDMSOを10部仕込み、これに窒素を通じつつ105℃まで昇温させた。その後、開始剤570を0.02部加え、105~110℃で6時間溶液撹拌重合を行った。重合反応液中の未反応単量体量より算出したMMA、MLの転化率はそれぞれ99.1%、99.5%であった。得られた重合反応液を実施例C1-1と同様にして、共重合体及び厚さ40μmの延伸フィルムを得た。得られた共重合体の物性及び延伸フィルムの物性を表5に示す。
(実施例C2-1)
撹拌装置、温度センサー、冷却管、及び窒素導入管を備えた反応器に、メタクリル酸メチル(MMA)7.5部、α-メチレン-γ-ブチロラクトン(ML)2部、連鎖移動剤としてn-ドデシルメルカプタン(nDM)0.005部、及び溶媒としてアセトン(ACE)とシクロヘキサノン(アノン)とを3:7(質量比)で混合した混合溶媒10部を仕込み、これに窒素を通じつつ85℃まで昇温させた。その後、開始剤575を0.004部加えるとともに、0.2部のACEとアノンとを3:7(質量比)で混合した混合溶媒で希釈した0.009部の開始剤575及び0.5部のMLを85~90℃で3時間かけて一定速度で滴下した。滴下後、4部のACEとアノンとを3:7(質量比)で混合した混合溶媒を加え、さらに85~90℃で4時間溶液撹拌重合を行った。重合反応液中の未反応単量体量より算出したMMA、MLの転化率はそれぞれ93.1%、97.5%であった。得られた重合反応液をACEとアノンとを3:7(質量比)で混合した混合溶媒55部で希釈し、共重合体含有量12.5質量%のドープ樹脂組成物を作製した。ドープ樹脂組成物は、3μmのメンブレンフィルターで加圧濾過した。ドープ樹脂組成物の物性を表5に示す。ドープ樹脂組成物を目視で確認したところ、均一に分散しており、その後一晩静置してもドープ樹脂組成物の外観に変化は見られなかった。
実施例C1-2で得られた共重合体1部及び分散媒としてのジクロロメタン7部を混合し、1分間手振り後、60分間撹拌混合して、固形分12.5質量%のドープ樹脂組成物を作製した。ドープ樹脂組成物の物性は表5に示す。ドープ樹脂組成物を目視で確認したところ、均一に分散しており、その後一晩静置してもドープ樹脂組成物の外観に変化は見られなかった。
Claims (22)
- α-メチレンラクトン由来の構成単位及び炭素数1~6のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキル由来の構成単位を含む共重合体の製造方法であって、
溶媒の存在下、前記α-メチレンラクトン及び前記(メタ)アクリル酸アルキルを含む単量体を重合させる重合工程を備え、
前記溶媒が下記条件(B)を満たす溶媒である、共重合体の製造方法。
条件(B):100℃未満の沸点を有する第1の溶媒及び100℃以上の沸点を有する第2の溶媒からなる混合溶媒であって、前記第1の溶媒がケトンであり、前記第2の溶媒が環状ケトン、環状エステル、及びアミドからなる群より選ばれる少なくとも1種であり、沸点が70~120℃である混合溶媒である。 - 前記第1の溶媒がアセトンである、請求項1に記載の共重合体の製造方法。
- 前記第2の溶媒が環状ケトンである、請求項1又は2に記載の共重合体の製造方法。
- 前記環状ケトンがシクロヘキサノンである、請求項3に記載の共重合体の製造方法。
- 前記第2の溶媒が環状エステル及びアミドからなる群より選ばれる少なくとも1種である、請求項1又は2に記載の共重合体の製造方法。
- 前記第2の溶媒がγ-ブチロラクトン、γ-バレロラクトン、δ-バレロラクトン、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチルピロリドン、及びN,N’-ジメチルイミダゾリジノンからなる群より選ばれる少なくとも1種である、請求項5に記載の共重合体の製造方法。
- 前記重合工程が前記単量体を還流状態で重合させる工程である、請求項1~6のいずれか一項に記載の共重合体の製造方法。
- 前記重合工程において、反応器への前記単量体の各成分の投入方法が、重合開始剤投入と同時に前記単量体の全量を連続的に滴下して投入する方法、初めに前記単量体の一部を投入して重合開始後に前記単量体の残りを滴下して投入する方法、又は、初めに投入する前記単量体の組成中の前記α-メチレンラクトンの含有割合と重合開始後に投入する前記単量体の組成中の前記α-メチレンラクトンの含有割合とを変更して投入する方法のいずれかである、請求項1~7のいずれか一項に記載の共重合体の製造方法。
- α-メチレン-γ-ブチロラクトン由来の構成単位及びメタクリル酸メチル由来の構成単位を含む共重合体であって、
前記共重合体における前記α-メチレン-γ-ブチロラクトン由来の構成単位の含有量が5~40質量%であり、
前記共重合体における前記メタクリル酸メチル由来の構成単位の含有量が60~95質量%であり、
前記共重合体の重量平均分子量が220000以上1000000以下であり、
フィルムにしたときの厚さ100μm当たりの内部ヘイズが2.5%未満である、共重合体(ただし、下記式(1)で表される化合物由来の構成単位を含む場合、又は、シアン化ビニル化合物由来の構成単位を含む場合を除く。)。
[式(1)中、Z1環はγ-ブチロラクトン上の2つの炭素原子とともに形成する任意の位置に酸素原子を有していても良い炭素数3~10の環構造を表す。R1は水素原子または炭素数1~10のアルキル基を表す。] - フィルムにしたときのL*a*b*表色系の厚さ100μm当たりの内部b*値が1.6未満である、請求項9に記載の共重合体。
- 前記共重合体が前記α-メチレン-γ-ブチロラクトン由来の構成単位及び前記メタクリル酸メチル由来の構成単位以外のその他の単量体の構成単位をさらに含み、
前記共重合体における前記その他の単量体の構成単位の含有量が30質量%以下である、請求項9又は10に記載の共重合体。 - 前記共重合体の数平均分子量が20000以上である、請求項9~11のいずれか一項に記載の共重合体。
- 前記共重合体の分散度が3.0以下である、請求項9~12のいずれか一項に記載の共重合体。
- 前記共重合体は、当該共重合体の15%クロロホルム溶液としたときのJIS Z 8729の規定に準拠して測定される黄色度が1以下である、請求項9~13のいずれか一項に記載の共重合体。
- 前記共重合体のJIS K 7121の規定に準拠して測定されるガラス転移温度が110℃以上である、請求項9~14のいずれか一項に記載の共重合体。
- 前記共重合体の5%重量減少温度が280℃以上である、請求項9~15のいずれか一項に記載の共重合体。
- 請求項9~16のいずれか一項に記載の共重合体と、環状アミド、環状エステル、及び環状ケトンからなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物とを含有する、共重合体混合物。
- 前記化合物の含有量が、前記共重合体の全量を基準として、10~3000質量ppmである、請求項17に記載の共重合体混合物。
- 請求項9~16のいずれか一項に記載の共重合体と、分散媒とを含有するドープ樹脂組成物であって、
前記共重合体の含有量が、前記ドープ樹脂組成物の全量を基準として、5質量%以上である、ドープ樹脂組成物。 - 請求項9~16のいずれか一項に記載の共重合体又は請求項17若しくは18に記載の共重合体混合物を含有する、樹脂成形体。
- 請求項9~16のいずれか一項に記載の共重合体又は請求項17若しくは18に記載の共重合体混合物を含有する樹脂組成物を成形して樹脂成形体を得る工程を備える、樹脂成形体の製造方法。
- 請求項19に記載のドープ樹脂組成物を塗工する工程と、
塗工された前記ドープ樹脂組成物から前記分散媒を除去して樹脂成形体を得る工程とを備える、樹脂成形体の製造方法。
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