WO2019146782A1 - アクリル系重合体凝固物 - Google Patents

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WO2019146782A1
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mass
polymer
coagulated
acetone
acrylic polymer
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PCT/JP2019/002731
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卓郎 新村
将志 明里
宙 小澤
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株式会社クラレ
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    • C08L33/04Homopolymers or copolymers of esters
    • C08L33/06Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, which oxygen atoms are present only as part of the carboxyl radical
    • C08L33/10Homopolymers or copolymers of methacrylic acid esters
    • C08L33/12Homopolymers or copolymers of methyl methacrylate

Definitions

  • the present invention relates to an acrylic polymer coagulated material and a method for producing the same. More particularly, the present invention relates to a coagulum which is excellent in transparency, hot water whitening resistance, stress whitening resistance, film forming property, and heat shrinkage resistance. The present invention also relates to a molded article, a film and a laminate obtained by using an acrylic polymer coagulated product.
  • Acrylic resins have excellent weatherability, design and transparency, but on the other hand have the drawback of being inferior in impact resistance and toughness, and based on the core-shell structure as an improvement of the disadvantages,
  • Various acrylic multilayer structural polymers in which a soft layer and a hard layer are combined have been studied.
  • An acrylic multilayer structure polymer is generally used after coagulating a polymer latex produced by emulsion polymerization, followed by dehydration and drying, being recovered as a powdery coagulated substance and being formed into a sheet or a film.
  • water-soluble substances such as initiators, emulsifiers, defoamers, coagulants, etc. remain in the coagulated substance, whitening occurs when the molded article is immersed in warm water or continuously used in a high temperature and high humidity environment. Had a problem (hereinafter referred to as hot water whitening).
  • Patent document 1 is made of an acrylic resin in which rubber particles are dispersed in a methacrylic resin, and the content of a water-soluble substance is 200 ppm or less, and it is 1 hour in warm water of 80 ° C. It discloses an acrylic resin film having a haze value of 5% or less after immersion and a thickness of 50 ⁇ m or more and 600 ⁇ m or less.
  • An object of the present invention is to provide an acrylic polymer coagulated material which is excellent in transparency, weather resistance, hot water whitening resistance and white water resistance.
  • a multilayer acrylic polymer aggregate having a bulk density of 0.3 to 0.6 g / cm 3 , a median diameter of 50 to 400 ⁇ m, and a ratio of particles having a particle size of 75 ⁇ m or less of 50% or less, And the alkali metal and alkaline earth metal to contain satisfy
  • N amount of alkali metal and alkaline earth metal contained in the coagulated substance (mmoL / kg), Tg; glass transition temperature of acetone solubles (° C.) a; valence of alkali metal and alkaline earth metal contained in the coagulated substance.
  • the multilayer acrylic polymer is acetone soluble and insoluble in acetone, acetone soluble is 80 to 99% by mass of structural unit derived from methyl methacrylate, and carbon number of alkyl group is 1 to 8 Structural unit derived from a certain alkyl acrylate, containing 1 to 20% by mass, having a glass transition temperature of 80 to 100 ° C, acetone insoluble content 20 to 60% by mass derived from methyl methacrylate, carbon number of alkyl group A coagulated material according to [1] or [2], comprising 40 to 80% by mass of a structural unit derived from an alkyl acrylate having 1 to 8 and having a glass transition temperature of 0 ° C. or less.
  • the multilayer acrylic polymer is composed of an acetone soluble component and an acetone insoluble component, and the acetone soluble component is 80 to 99% by mass of a structural unit derived from methyl methacrylate, and an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms Structural unit derived from an alkyl acrylate having 1 to 20% by mass, having a glass transition temperature of 90 to 110 ° C., and having an acetone insoluble component derived from methyl methacrylate 40 to 60% by mass, carbon number of alkyl group Containing 40 to 60% by mass of a structural unit derived from an alkyl acrylate having 1 to 8 and 0 to 20% by mass of a vinyl monomer copolymerizable therewith, and having a glass transition temperature of 0 ° C. or less [1] Or the coagulated material according to [2].
  • [5] A formed body obtained by using the coagulated material according to any one of [1] to [4].
  • [6] A film obtained by using the coagulated material according to any one of [1] to [4].
  • a laminate comprising at least one layer comprising a film obtained using the coagulated material according to any one of [7] [1] to [4] and at least one layer comprising another thermoplastic polymer molded article body.
  • Step 1 A step of polymerizing an acrylic monomer, another copolymerizable monomer, a grafting agent and / or a crosslinking agent in the presence of an emulsifier to obtain a latex (I)
  • Step 2 A step of polymerizing an acrylic monomer, another copolymerizable other monomer, a grafting agent and an optional crosslinking agent in the presence of the latex (I) to obtain a latex (II)
  • Step 3 Step of polymerizing an acrylic monomer in the presence of latex (II) to obtain latex (III)
  • Step 4 Loosely coagulating the latex (III) in the presence of a coagulant to obtain an aggregate of a multilayer acrylic polymer
  • Step 5 The aggregate of the multilayer acrylic polymer obtained in Step 4 is heated to obtain a coagulated multilayer polymer, and the bulk density is 0.3 to 0.6 g / cm.
  • a multilayer acrylic resin characterized in that the ratio of particles having a median diameter of 50 to 400 ⁇ m and a particle diameter of 75 ⁇ m or less is 50% or less, and the contained alkali metal and alkaline earth metal satisfy the following formula (1) Method of producing a polymer coagulated material.
  • N amount of alkali metal and alkaline earth metal contained in the coagulated substance (mmoL / kg), Tg; glass transition temperature of acetone solubles (° C.) a; valence of alkali metal and alkaline earth metal contained in the coagulated substance.
  • the acrylic monomer preferably contains methyl methacrylate and alkyl acrylate.
  • the acrylic polymer coagulated material of the present invention and a molded product, a film and a laminate obtained using the same are excellent in transparency, weather resistance, hot water whitening resistance and boiling water whitening resistance.
  • the coagulated substance of the present invention contains a multilayer acrylic polymer.
  • the multilayer acrylic polymer may be in the form of powder, granules, aggregates, or coagulum.
  • the coagulated material of the present invention preferably has a bulk density of 0.3 to 0.6 g / cm 3 , more preferably 0.35 to 0.55 g / cm 3 , still more preferably 0.4 to 0. 5g / cm 3 It is.
  • the coagulated material of the present invention preferably has a median diameter measured by a light scattering method of 50 to 400 ⁇ m, more preferably 75 to 375 ⁇ m, and still more preferably 100 to 350 ⁇ m. The smaller the median diameter, the worse the processability, and the larger the median diameter, the lower the quality.
  • the ratio of particles having a particle diameter of 75 ⁇ m or less measured by light scattering method is preferably 50% or less, more preferably 40% or less, and still more preferably 30% or less.
  • the measurement of the median diameter and the particle diameter by the light scattering method can be performed, for example, by using a particle diameter distribution measuring apparatus LA-950V2 manufactured by Horiba, Ltd., whose measurement method is a laser diffraction / scattering type.
  • the coagulated substance of the present invention has a parameter represented by the following formula (1A)
  • N amount of alkali metal and alkaline earth metal contained in the coagulated substance (mmoL / kg), Tg; glass transition temperature of acetone solubles (° C.) a: The valence number of the alkali metal and the alkaline earth metal contained in the coagulated product is preferably 100 or less, more preferably 90 or less, and still more preferably 80 or less. The smaller the parameter represented by the formula (1A), the better the hot water resistance or boiling water whitening resistance of the film obtained from the coagulated substance tends to be improved.
  • alkali metals include sodium, potassium, lithium, rubidium and cesium
  • alkali metals to be measured in relation to the formula (1) are preferably sodium and potassium
  • the alkaline earth metals include magnesium, calcium, strontium and barium, but the alkaline earth metals measured in relation to the formula (1) are preferably magnesium and calcium.
  • the acetone soluble matter and the acetone insoluble matter of the coagulated material of the present invention can be measured as follows. That is, 2 g of the coagulated product of the present invention is added to 50 mL of acetone and stirred at room temperature for 24 hours, and the total amount of the obtained solution is subjected to conditions of rotational speed 20000 rpm and temperature 0 ° C. for 180 minutes using a centrifuge. The supernatant and the precipitate are separated by centrifugation, dried at 50 ° C.
  • acetone solubles obtained by evaporating acetone from the supernatant
  • acetone insolubles precipitates
  • the acetone insolubles are present inside the multilayer acrylic polymer, and the acetone solubles are present outside or on the surface of the multilayer acrylic polymer.
  • the shell layer is composed of an acetone soluble component, or an acetone soluble component is a main component and the core layer is acetone It is composed of insoluble matter, or acetone insoluble matter is the main component.
  • the core layer is composed of an acetone insoluble component, or an acetone insoluble component is a main component
  • an outer shell layer Is composed of acetone soluble, or acetone soluble is the main component
  • the inner shell layer may be composed of acetone soluble, acetone insoluble may be composed, acetone soluble Both minute and acetone insolubles may be contained in any proportion.
  • a preferred inner shell layer is composed of an acetone insoluble component, or an acetone insoluble component is a main component.
  • the number of layers of the multilayer acrylic polymer is 2 to 5, preferably 2 to 4, particularly preferably 3.
  • the outermost layer is composed of acetone soluble components, or acetone soluble components are the main components
  • the core layer is composed of acetone insoluble components
  • acetone insoluble matter is the main component
  • at least one intermediate layer between them may be constituted from acetone soluble matter, may be constituted from acetone insoluble matter, acetone soluble matter and acetone insoluble matter Both minutes may be included in any proportion.
  • the multilayer acrylic polymer is composed of an acetone soluble component and an acetone insoluble component.
  • the acetone soluble component is preferably composed of a structural unit derived from methyl methacrylate and a structural unit derived from an alkyl acrylate having 1 to 8 carbon atoms in the alkyl group, and the alkyl group further has 2 to 2 carbon atoms
  • the alkyl methacrylate which is 8 may be included.
  • the preferred acetone-soluble matter comprises 80 to 99% by mass of structural units derived from methyl methacrylate, and 1 to 20% by mass of structural units derived from alkyl acrylates having 1 to 8 carbon atoms in the alkyl group.
  • the glass transition temperature of the polymer constituting the acetone solubles is preferably 80 to 110 ° C., and more preferably 80 to 100 ° C. or 90 to 110 ° C.
  • the insoluble matter in acetone is a structural unit derived from methyl methacrylate, a structural unit derived from an alkyl acrylate having 1 to 8 carbon atoms in the alkyl group, a structural unit derived from a crosslinking agent and / or a grafting agent, copolymerizable It may contain structural units derived from other monomers.
  • the preferred acetone insolubles are 20 to 60% by mass, preferably 40 to 60% by mass, of structural units derived from methyl methacrylate, and 40 to 80% by mass of structural units derived from alkyl acrylates having 1 to 8 carbon atoms in the alkyl group. , Preferably 40 to 60% by mass, and 0 to 20% by mass of vinyl monomers copolymerizable therewith.
  • the glass transition temperature of the polymer constituting the acetone insoluble matter is preferably 0 ° C. or less.
  • a core-shell multilayer structure is preferable.
  • the core-shell multilayer structure acrylic polymer is obtained, for example, by melt-kneading a three-layer granular body composed of a core, an inner shell and an outer shell.
  • the core and the inner shell, and the inner shell and the outer shell are composed of different polymers. It is preferable that the core and the inner shell, and the inner shell and the outer shell be in contact without any gap.
  • the polymer constituting the inner shell is preferably softer than the polymer constituting the core and the polymer constituting the outer shell.
  • the polymer constituting the inner shell and the polymer constituting the core are preferably insoluble in acetone.
  • the polymer constituting the outer shell is preferably soluble in acetone.
  • the polymer constituting the outer shell may be a matrix of two-layer particles consisting of a core and an inner shell when all or a part of the outer shell is fused by melt-kneading the three-layer particles.
  • the lower limit of the average particle diameter of the three-layer granular body contained in the core-shell multilayer structure acrylic polymer coagulated substance is preferably 0.01 ⁇ m, more preferably 0.04 ⁇ m, still more preferably 0.05 ⁇ m, still more preferably 0
  • the upper limit of the average particle size is preferably 0.35 ⁇ m, more preferably 0.3 ⁇ m, still more preferably 0.2 ⁇ m, still more preferably 0.15 ⁇ m.
  • the stress whitening resistance of the film tends to decrease as the average particle size of the particles is larger.
  • the average particle diameter of the three-layered particles is a value obtained by light scattering method.
  • the coagulated product of the present invention is obtained by aggregating (the first coagulating step) and granulating (the second coagulating step) the latex (core-shell multilayer structure acrylic polymer or three-layered particles) obtained by the polymerization reaction.
  • the median size of the coagulated substance obtained is 50 to 400 ⁇ m, and the ratio of particles having a particle size of 75 ⁇ m or less is 50% or less.
  • the hard polymer (a) constitutes a core
  • the crosslinked rubber polymer (b) constitutes an inner shell
  • the hard polymer (c) constitutes an outer shell More preferable.
  • a single-layer acrylic polymer consisting of only the hard polymer (c) is used in combination with the acrylic polymer coagulated product. It is also good.
  • the hard polymer (a) is a structural unit derived from methyl methacrylate, a structural unit derived from alkyl acrylate, and a structural unit derived from a grafting agent, and, optionally, a structural unit derived from a crosslinking agent and copolymerizable Polymers composed of structural units derived from other monomers.
  • the amount of structural units derived from methyl methacrylate in the hard polymer (a) is preferably 40 to 98.99% by mass, more preferably 90 to 96.9% by weight, based on the total structural units of the hard polymer (a). It is mass%.
  • the amount of structural units derived from alkyl acrylate in the hard polymer (a) is preferably 1 to 60% by mass, more preferably 3 to 10% by mass, based on all structural units of the hard polymer (a). .
  • the alkyl group in the alkyl acrylate preferably has 1 to 8 carbon atoms. The smaller the amount of structural units derived from alkyl acrylates, the lower the thermal decomposition resistance of the multilayer acrylic polymer tends to decrease, and the larger the amount of structural units derived from alkyl acrylates, the hot water resistance or boiling water resistance of the film Tend to decrease.
  • the amount of structural units derived from the grafting agent in the hard polymer (a) is preferably 0.01 to 1% by mass, more preferably 0.1 to 1% by weight, based on the total structural units of the hard polymer (a). It is 0.5 mass%. As the amount of structural units derived from the grafting agent decreases, the bonding strength between the hard polymer (a) and the crosslinked rubber polymer (b) tends to decrease, and the amount of structural units derived from the grafting agent increases. There is a tendency that the impact resistance of the film decreases.
  • the amount of structural units derived from the crosslinking agent in the hard polymer (a) is preferably 0 to 0.5% by mass, more preferably 0 to 0.2 based on the total structural units of the hard polymer (a). It is mass%. As the amount of structural units derived from the crosslinking agent increases, the impact resistance of the film tends to decrease.
  • the amount of structural units derived from other copolymerizable monomers in the hard polymer (a) is preferably 0 to 20% by mass, more preferably the total structural units of the hard polymer (a). It is 0 to 10% by mass.
  • the crosslinked rubber polymer (b) is a structural unit derived from an alkyl acrylate, and a structural unit derived from a grafting agent, and, optionally, a structural unit derived from methyl methacrylate, It is a polymer comprising a structural unit derived from a crosslinking agent and a structural unit derived from another copolymerizable monomer.
  • the amount of structural units derived from alkyl acrylate in the crosslinked rubber polymer (b) is preferably 70 to 99.5% by mass, more preferably 80 to 99 based on the total structural units of the crosslinked rubber polymer (b). It is mass%.
  • the alkyl group in the alkyl acrylate preferably has 1 to 8 carbon atoms. The smaller the amount of structural units derived from alkyl acrylate, the lower the impact resistance of the film tends to be, and the larger the amount of structural units derived from alkyl acrylate, the smaller the stress whitening resistance and transparency of the film tend to be. is there.
  • the amount of the structural unit derived from the grafting agent in the crosslinked rubber polymer (b) is preferably 0.5 to 5% by mass, more preferably 1 to 5 based on the total structural units of the crosslinked rubber polymer (b). It is 3% by mass. The smaller the amount of structural units derived from the grafting agent, the lower the stress whitening resistance of the film, and the larger the amount of structural units derived from the grafting agent, the lower the impact resistance of the film. .
  • the amount of structural units derived from methyl methacrylate in the crosslinked rubber polymer (b) is preferably 0 to 30% by mass, more preferably 0 to 20% by mass, based on the total structural units of the crosslinked rubber polymer (b). It is. As the amount of structural units derived from methyl methacrylate increases, the impact resistance of the film tends to decrease.
  • the amount of structural units derived from the crosslinking agent in the crosslinked rubber polymer (b) is preferably 0 to 5% by mass, more preferably 0 to 2% by mass, based on the total structural units of the crosslinked rubber polymer (b). It is. As the amount of structural units derived from the crosslinking agent increases, the impact resistance of the film tends to decrease.
  • the amount of structural units derived from other copolymerizable monomers in the crosslinked rubber polymer (b) is preferably 0 to 40% by mass, based on the total structural units of the crosslinked rubber polymer (b). Preferably, it is 0 to 30% by mass.
  • the rigid polymer (c) is a polymer comprising a structural unit derived from methyl methacrylate and a structural unit derived from an alkyl acrylate.
  • the amount of structural units derived from methyl methacrylate in the hard polymer (c) is preferably 80 to 99% by mass, more preferably 95 to 98% by mass, based on all structural units of the hard polymer (c). .
  • the amount of structural units derived from alkyl acrylate in the hard polymer (c) is preferably 1 to 20% by mass, more preferably 2 to 5% by mass, based on all structural units of the hard polymer (c). .
  • the alkyl group in the alkyl acrylate preferably has 1 to 8 carbon atoms. The smaller the amount of structural units derived from alkyl acrylate, the lower the thermal decomposition resistance of the multilayer acrylic polymer tends to decrease, and the larger the amount of structural units derived from alkyl acrylate, the lower the stress whitening resistance of the film. Tend.
  • the hard polymer (c) has a glass transition temperature of preferably 80 ° C. or more, more preferably 90 ° C. or more, still more preferably 100 ° C. or more. As the glass transition temperature of the hard polymer (c) is higher, the hot water resistance or the boil-off water whitening resistance of the film tends to be improved.
  • alkyl acrylate used for the hard polymer (a), the crosslinked rubber polymer (b) and the hard polymer (c) include methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, n-butyl acrylate, s-butyl Acrylate, t-butyl acrylate, n-butyl methyl acrylate, n-heptyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, n-octyl acrylate and the like can be mentioned.
  • These alkyl acrylates can be used singly or in combination of two or more. Of these, methyl acrylate and / or n-butyl acrylate are preferred.
  • the grafting agent used for the hard polymer (a) and the crosslinked rubber polymer (b) comprises the hard polymer (a) and the crosslinked rubber polymer (b) and the crosslinked rubber polymer (b) and the hard polymer ( and c) a monomer which is considered to have a role of mainly chemically bonding with c) and a role of assisting the formation of a crosslinked structure in the hard polymer (a) or the crosslinked rubber polymer (b).
  • the grafting agent is a monomer having two or more different kinds of polymerizable groups.
  • examples of the grafting agent include allyl methacrylate, allyl acrylate, mono- or di-allyl maleate, mono- or di-allyl fumarate, crotyl acrylate, crotyl methacrylate and the like. These grafting agents can be used singly or in combination of two or more.
  • allyl methacrylate improves the bonding ability between the hard polymer (a) and the crosslinked rubber polymer (b) or between the crosslinked rubber polymer (b) and the hard polymer (c). It is preferably used because it is excellent in the effect of improving the stress whitening resistance and the transparency of the film.
  • the crosslinking agent used for the hard polymer (a) and the crosslinked rubber polymer (b) is considered to mainly have a role of forming a crosslinked structure in the hard polymer (a) or the crosslinked rubber polymer (b) It is a monomer.
  • the crosslinking agent is a monomer having two or more polymerizable groups of the same type, and examples thereof include diacrylic compounds, dimethacrylic compounds, diallyl compounds, divinyl compounds, diene compounds, trivinyl compounds and the like.
  • a crosslinking agent for example, ethylene glycol di (meth) acrylate, butylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, divinyl benzene, trivinyl benzene, ethylene glycol diaryl ether And propylene glycol diallyl ether, butadiene and the like.
  • These crosslinking agents can be used singly or in combination of two or more.
  • the hard polymer (a) and the other polymerizable monomer used for the crosslinked rubber polymer (b) may be any vinyl-based monomer copolymerizable with methacrylic acid ester, for example, Aromatic vinyl monomers such as styrene, p-methylstyrene, o-methylstyrene and vinylnaphthalene, unsaturated nitrile monomers such as acrylonitrile, olefin monomers such as ethylene and propylene, vinyl chloride and vinylidene chloride , Halogenated vinyl monomers such as vinylidene fluoride, unsaturated carboxylic acid monomers such as acrylic acid, methacrylic acid and maleic anhydride, vinyl acetate, N-propyl maleimide, N-cyclohexyl maleimide, N-o And maleimide monomers such as -chlorophenyl maleimide, and these compounds may be used alone or in combination. It can be used in combination of at least.
  • the coagulated product of the present invention has a melt flow rate at 230 ° C. under a load of 3.8 kg of preferably 0.5 to 20 g / 10 min, more preferably 0.8 to 10 g / 10 min.
  • a melt flow rate of the multilayer acrylic polymer decreases, the flowability of the multilayer acrylic polymer and the formability of the film tend to decrease.
  • the higher the melt flow rate of the multilayer acrylic polymer the lower the mechanical properties of the film.
  • the acetone soluble matter and the acetone insoluble matter can be measured as follows.
  • acetone solubles and the acetone insolubles can be measured by measuring their mass.
  • the acetone-soluble component of the acrylic polymer coagulated product is 80 to 99% by mass of a structural unit derived from methyl methacrylate, and an alkyl acrylate having 1 to 8 carbon atoms in the alkyl group. Containing 1 to 20% by mass of a structural unit derived from the following, having a glass transition temperature of 80 to 110 ° C., preferably 80 to 100 ° C., or 90 to 110 ° C.
  • the coagulated acrylic polymer has an acid value of preferably not more than 0.008 mmol / g, more preferably not more than 0.006 mmol / g, still more preferably 0. It is 004 mmol / g or less.
  • the lower limit of the acid value of the acetone insoluble matter of the multilayer acrylic polymer is preferably 0.001 mmol / g. As the acid value of the acetone insoluble portion of the multilayer acrylic polymer is lower, the hot water resistance or the boil-off water whitening resistance of the film tends to be improved.
  • the multilayer acrylic polymer used in the present invention preferably has an acid value of 0.012 mmol / g or less, more preferably 0.009 mmol / g or less, as an acetone soluble matter. More preferably, it is 0.007 mmol / g or less.
  • the lower limit of the acid value of the acetone soluble matter of the multilayer acrylic polymer is preferably 0.001 mmol / g. The lower the acid value of the multilayer acrylic polymer, the better the hot water resistance or boiling water whitening resistance of the film tends to be.
  • the polymer chains of the hard polymer (a), the cross-linked rubber polymer (b), and the hard polymer (c) grafted to the polymer chains of the cross-linked rubber polymer (b) are acetone insolubles Is detected as The polymer chain of the hard polymer (c) which is not graft-bonded to the polymer chain of the crosslinked rubber polymer (b) is detected as an acetone soluble component.
  • the method for producing the multilayer acrylic polymer is not particularly limited.
  • a hard polymer (a), a crosslinked rubber polymer (b), and a hard polymer (c) can be formed sequentially by seed emulsion polymerization to obtain an acrylic polymer having a core-shell multilayer structure.
  • emulsion polymerization of acrylic monomers is carried out to obtain a latex containing a multilayer acrylic polymer; and a latex containing a multilayer acrylic polymer is coagulated to be a slurry. Washing and dewatering the slurry; and drying the dewatered slurry.
  • More preferable production method of the coagulated product of the present invention is as follows: methyl methacrylate 40 to 98.99% by mass, more preferably 90 to 96.9% by mass and alkyl group having 1 to 8 carbon atoms in the presence of an emulsifier Alkyl acrylate 1 to 60% by mass, more preferably 3 to 10% by mass, grafting agent 0.01 to 1% by mass, more preferably 0.1 to 0.5% by mass and crosslinking agent 0 to 0.5% by mass More preferably 0 to 0.2% by mass (1st polymerization) to obtain a latex (I) containing a hard polymer (a); and in the presence of the latex (I), the carbon number of the alkyl group is 70 to 99.5% by mass, more preferably 80 to 99% by mass, 1 to 8 of alkyl acrylate, 0 to 30% by mass of methyl methacrylate, more preferably 0 to 20% by mass, 0.5 to 5% of a grafting agent %, More preferred 1 to 3%
  • the polymerization can be carried out by known methods. Of the polymerizations carried out in the presence of a latex, seed emulsion polymerization is preferably used to obtain a core-shell multilayer acrylic polymer. Emulsion polymerization, or seed polymerization, can be carried out according to a conventional method, as it is a method well known in the art.
  • the reaction system is a mixture of monomers used in each polymerization, specifically methyl methacrylate, alkyl acrylate, other copolymerizable monomers, a grafting agent and a crosslinking agent in the above-mentioned proportions.
  • the feed rate is preferably 0.05 to 3% by mass, more preferably 0.1 to 1% by mass, based on 100% by mass of the total amount of monomers used in each polymerization.
  • Min more preferably 0.2 to 0.8% by mass / min.
  • the polymerization initiator used in each polymerization is not particularly limited.
  • the polymerization initiator include: water-soluble inorganic initiators such as potassium persulfate and ammonium persulfate; redox initiators obtained by using an inorganic initiator in combination with sulfites or thiosulfates; organic peroxides Examples thereof include redox initiators formed by using ferrous salts or sodium sulfoxylate in combination.
  • the polymerization initiator may be added collectively to the reaction system at the start of the polymerization, or may be divided into the polymerization start and the middle of the polymerization and added to the reaction system in consideration of the reaction rate and the like.
  • the use amount of the polymerization initiator can be appropriately set, for example, so that the average particle diameter of the particles contained in the core-shell multilayer structure acrylic polymer falls within the above-mentioned range.
  • the emulsifier used in each polymerization is not particularly limited.
  • the emulsifier include anionic emulsifiers such as long chain alkyl sulfonates, sulfosuccinic acid alkyl ester salts and alkyl benzene sulfonates; nonionic emulsifiers such as polyoxyethylene alkyl ethers and polyoxyethylene nonyl phenyl ethers; Nonylphenylether sodium sulfate, etc.
  • Nonylphenylether sulfate Polyoxyethylene alkyl ether sulfate such as sodium polyoxyethylene alkylether sulfate, Polyoxyethylene alkyl ether sulfate such as sodium polyoxyethylene tridecyl ether acetate, etc. Mention may be made of nonionic and anionic emulsifiers. The amount of the emulsifier used can be appropriately set so that, for example, the average particle diameter of the particles contained in the core-shell multilayer structure acrylic polymer falls within the range described above.
  • the 1st polymerization, the 2nd polymerization and the 3rd polymerization may be sequentially performed in one polymerization tank, or the polymerization tank may be changed every time the 1st polymerization, 2nd polymerization and 3rd polymerization.
  • each polymerization is preferably carried out sequentially in one polymerization tank.
  • the temperature of the reaction system during polymerization is preferably 30 to 120 ° C., more preferably 50 to 100 ° C.
  • a reactive ultraviolet absorber for example, 2- [2-hydroxy-5- (2-methacryloyloxyethyl) phenyl] -2H-1, 2,3-Benzotriazole etc.
  • the reactive ultraviolet absorber is introduced into the molecular chain of the multilayer acrylic polymer, and the ultraviolet resistance of the multilayer acrylic polymer is improved.
  • the addition amount of the reactive UV absorber is preferably 0.05 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of monomers used for polymerization.
  • Chain transfer agents can be used in each polymerization to control molecular weight.
  • the melt flow rate of a multilayer structure acrylic polymer can be made into the above-mentioned range by adding a chain transfer agent to a reaction system, and adjusting the molecular weight of a hard polymer (c).
  • the chain transfer agent used for each polymerization is not particularly limited.
  • chain transfer agents examples include alkyl mercaptans such as n-octyl mercaptan, n-dodecyl mercaptan, t-dodecyl mercaptan and n-hexadecyl mercaptan; xanthogen disulfides such as dimethyl xanthogen disulfide and diethyl xanthogen disulfide; And thiuram disulfides; and halogenated hydrocarbons such as carbon tetrachloride and ethylene bromide.
  • the use amount of the chain transfer agent can be appropriately set within a range in which the polymer can be adjusted to a predetermined molecular weight in each polymerization.
  • the amount of chain transfer agent used in the 3rd polymerization is such that the value of the melt flow rate can be in the aforementioned range.
  • the amount of chain transfer agent used in the 3rd polymerization varies depending on the amount of polymerization initiator used in the 3rd polymerization, etc., but the total amount of monomers used in the 3rd polymerization, specifically methyl methacrylate and alkyl acrylate
  • the amount is preferably 0.05 to 2 parts by mass, more preferably 0.08 to 1 parts by mass with respect to 100 parts by mass.
  • the recovery of the multilayer acrylic polymer from the emulsion latex is carried out by coagulating the emulsion latex.
  • the coagulation of the latex can be carried out by known methods. Examples of the coagulation method include freeze coagulation, salting out coagulation, acid precipitation coagulation and the like. Among these, the salting-out coagulation method which can continuously produce high quality coagulum is preferable.
  • the coagulant which can be used in the present invention may be an aqueous solution of an inorganic acid or a salt thereof having the property of coagulating and coagulating the emulsion polymerization latex, or an organic acid or a salt thereof.
  • inorganic acid solution inorganic acid salt solution, organic acid solution or organic acid salt solution
  • Alkali metal halides such as potassium iodide and sodium iodide
  • alkali metal sulfates such as potassium sulfate and sodium sulfate
  • ammonium sulfate ammonium chloride
  • alkali metal nitrates such as sodium nitrate and potassium nitrate
  • Aqueous solutions of inorganic salts such as calcium acetate, zinc sulfate, copper sulfate, barium chloride, ferrous chloride, ferric chloride, magnesium chloride, ferric sulfate, aluminum sulfate, potassium alum and iron alum alone or in combination And mixtures thereof.
  • aqueous solutions of salts of monovalent or divalent inorganic acids such as sodium chloride, potassium chloride, sodium sulfate, ammonium chloride, calcium chloride, magnesium chloride, magnesium sulfate, barium chloride, calcium acetate and the like can be suitably used.
  • salts of monovalent or divalent inorganic acids such as sodium chloride, potassium chloride, sodium sulfate, ammonium chloride, calcium chloride, magnesium chloride, magnesium sulfate, barium chloride, calcium acetate and the like can be suitably used.
  • salts of monovalent or divalent inorganic acids such as sodium chloride, potassium chloride, sodium sulfate, ammonium chloride, calcium chloride, magnesium chloride, magnesium sulfate, barium chloride, calcium acetate and the like.
  • the emulsion latex is a multilayer structure acrylic polymer latex consisting of a hard polymer (a), a crosslinked rubber polymer (b), and a hard polymer (c) alone or a mixture of two or more, or a hard polymer ( a) adding a coagulant to a mixture of a multilayer acrylic polymer latex comprising a crosslinked rubber polymer (b) and a hard polymer (c) and at least one single-layer acrylic polymer latex Can be solidified.
  • the first coagulation (flocculation step) is a reaction in which loose aggregation is performed, and the emulsified latex and the coagulant solution are mixed while being heated, and aggregation is allowed to proceed at a moderate speed.
  • the polymer concentration of the emulsion latex in the first coagulation (flocculation step) is preferably 5 to 25% by mass, more preferably 7.5 to 22.5% by mass, and still more preferably 10 to 20% by mass. .
  • the polymer concentration of the emulsion latex is lower, aggregation is more difficult to proceed, and as it is higher, aggregation is more likely to proceed, but there is a tendency for control to be difficult due to the high viscosity.
  • the addition concentration of the coagulant in the first coagulation (flocculation step) is preferably 0.1 to 10 parts by mass, more preferably 0.5 to 7.5 parts by mass, with respect to 100 parts by mass of the polymer in the emulsion latex. More preferably, it is 1.0 to 5.0 parts by mass.
  • the addition concentration of the coagulant is low, the aggregation is difficult to progress, and the aggregation tends to progress as the concentration is high, but the hot water resistance or the boiling water whitening resistance of the obtained coagulant tends to be deteriorated.
  • the liquid temperature in the first coagulation (aggregation step) is preferably 60 to 90 ° C., more preferably 65 to 85 ° C., still more preferably 70 to 80 ° C.
  • the residence time in the first coagulation (flocculation step) is preferably 0.25 to 2.0 hours, more preferably 0.5 to 1.75 hours, still more preferably 0.75 to 1.5 hours. As the residence time is shorter, the particle size of the coagulated material obtained is insufficient due to insufficient aggregation, and the aggregation tends to proceed more easily as the residence time is longer, but the hot water resistance or the boiling water whitening resistance of the obtained coagulated material tends to deteriorate.
  • the second coagulation (granulation step) is to further heat the slurry obtained in the first coagulation (aggregation step) to reduce fine particles which are not aggregated and to increase the bulk density of the coagulated substance.
  • the concentration of the polymer can be adjusted by adding ion-exchanged water to the slurry obtained by the aggregation for dilution.
  • the polymer concentration of the diluted slurry is preferably 1 to 20% by mass, more preferably 3 to 17.5% by mass, and still more preferably 5 to 15% by mass. The lower the polymer concentration of the emulsion latex, the more difficult the granulation proceeds, and the higher the concentration, the easier the granulation proceeds, but the hot water resistance or the boil-off water whitening resistance of the coagulated product tends to deteriorate.
  • the liquid temperature in the second coagulation (granulation step) is preferably 80 to 110 ° C., more preferably 85 to 105 ° C., and still more preferably 90 to 100 ° C.
  • the residence time in the second coagulation (granulation step) is preferably 0.25 to 2.0 hours, more preferably 0.5 to 1.75 hours, still more preferably 0.75 to 1.5 hours. As the residence time is shorter, granulation is insufficient and the particle size of the obtained coagulated material is smaller. As the residence time is longer, granulation tends to proceed, but the hot water resistance or boiling water resistance of the obtained coagulated material tends to be deteriorated.
  • washing and dewatering of the slurry obtained by coagulation be sufficiently performed so that the alkali metal and alkaline earth metal contained in the coagulation fall within the above-mentioned range.
  • water soluble components represented by a coagulant can be removed from the slurry.
  • the washing and dewatering of the slurry can be performed, for example, with a filter press, a belt press, a gear type centrifuge, a screw decanter type centrifuge, or the like. It is preferable to use a screw decanter centrifuge from the viewpoint of productivity and cleaning efficiency.
  • the washing and dewatering of the slurry are preferably performed at least twice. The higher the number of washings and dehydrations, the lower the residual amount of the water soluble component. However, from the viewpoint of productivity, the number of washing and dehydration is preferably three or less.
  • the water content of the coagulated substance after dehydration is preferably 5 to 50% by mass, more preferably 5 to 45% by mass, and still more preferably 5 to 40% by mass. As the water content is higher, the drying can not be sufficiently performed, and it becomes difficult to obtain a coagulated material having a suitable water content after drying.
  • the turbidity of the waste water discharged at the time of dehydration is preferably 1000 or less, more preferably 700 or less, and still more preferably 400 or less.
  • the turbidity of the drainage is high, it indicates that the solid-liquid separation property is insufficient, and not only the product yield is lowered, but also it causes difficulties such as clogging of the discharge pump strainer and it becomes difficult to operate stably.
  • Drying of the coagulum is carried out such that the water content is preferably less than 0.2% by weight, more preferably less than 0.1% by weight.
  • the higher the water content the more likely the ester hydrolysis reaction occurs in the multilayer acrylic polymer during melt-extrusion and the formation of carboxyl groups in the molecular chain.
  • the coagulated material has an acid value of acetone insolubles of 0.018 mmol / g or less, preferably 0.015 mmol / g or less, more preferably 0.012 mmol / g or less.
  • the lower limit of the acid value of the acetone insoluble matter of the coagulated product is preferably 0.001 mmol / g. As the acid value of the acetone insoluble portion of the coagulated product is lower, the hot water resistance or the boil-off water whitening resistance of the film tends to improve.
  • the coagulated product has an acid value of 0.012 mmol / g or less, preferably 0.009 mmol / g or less, more preferably 0.007 mmol / g or less in acetone solubles .
  • the lower limit of the acid value of the acetone soluble portion of the coagulated product is preferably 0.001 mmol / g. The lower the acid value of the acetone-soluble matter of the coagulated substance, the better the hot water resistance or boiling water whitening resistance of the film tends to be improved.
  • the coagulant has a glass transition temperature of preferably 80 ° C. or more, more preferably 90 ° C. or more, still more preferably 100 ° C. or more.
  • the coagulated substance of the present invention may be mixed with another thermoplastic resin and extruded.
  • Other thermoplastic resins include polycarbonate polymers, vinyl chloride polymers, vinylidene fluoride polymers, vinyl acetate polymers, maleic acid copolymers, acrylic resins, ABS resins, AES resins, AS resins And the like.
  • the weight ratio of the other thermoplastic resin / coagulate is preferably 0/100 to 35/65, more preferably 0/100 to 20/80.
  • the coagulated material of the present invention may be mixed with an acrylic resin and extruded.
  • the mass ratio of acrylic resin / coagulate is preferably 0/100 to 35/65, more preferably 0/100 to 20/80. If it is this range, film forming property will become good.
  • Acrylic resin which can be used as needed in extrusion molding is resin which has a structural unit derived from methyl methacrylate and a structural unit derived from an acrylic ester as needed.
  • the amount of structural units derived from methyl methacrylate in the acrylic resin is preferably 85 to 100% by mass, and more preferably 92 to 100% by mass, based on the mass of all structural units of the acrylic resin.
  • the amount of the structural unit derived from the acrylic ester in the acrylic resin is preferably 0 to 15% by mass, more preferably 0 to 8% by mass, based on the mass of all the structural units of the acrylic resin.
  • acrylic acid ester in acrylic resin methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, s-butyl acrylate, t-butyl acrylate, amyl acrylate, isoamyl acrylate, n- Hexyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, pentadecyl acrylate, dodecyl acrylate, cyclohexyl acrylate, norbornenyl acrylate, isobonyl acrylate, benzyl acrylate, phenoxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-ethoxyethyl acrylate , Glycidyl acrylate, allyl acrylate, phenyl acrylate, etc. Can.
  • the acrylic resin used for extrusion molding as required has a glass transition temperature of preferably 95 ° C. or more, more preferably 100 ° C. or more, still more preferably 105 ° C. or more.
  • the acrylic resin preferably has a melt flow rate at a temperature of 230 ° C. under a load of 3.8 kg of 0.5 to 20 g / 10 min, more preferably 0.8 to 10 g / 10 min.
  • the said acrylic resin is not restrict
  • it can manufacture by well-known polymerization methods, such as a radical polymerization method and an anion polymerization method.
  • the adjustment of the acrylic resin to the above-mentioned characteristic values is carried out by adjusting the polymerization conditions, specifically, the polymerization temperature, the polymerization time, the kind and amount of chain transfer agent, the kind and amount of the polymerization initiator, etc. You can do this by Adjustment of the resin properties by adjusting such polymerization conditions is a technique well known to those skilled in the art.
  • the coagulated material and the acrylic resin are preferably pelletized to facilitate transportation, storage, molding and the like. It is preferable that the extruder used when pelletizing a multilayer structure acrylic polymer is equipped with a vent.
  • the vent is preferably a vacuum vent or an open vent. Preferably, at least one vent is provided downstream of the resin melting start portion.
  • the pressure in the vacuum vent is preferably 30 Torr or less, more preferably 15 Torr or less, still more preferably 9 Torr or less, and most preferably 6 Torr or less. If the pressure in the vacuum vent is within the above range, the degassing efficiency is good, and the residual water and monomers can be reduced.
  • the extruder used for pelletizing is preferably a single screw system.
  • the single screw extruder has a small shearing energy to be applied to the multilayer acrylic polymer and the like, and can suppress the thermal decomposition of the polymer.
  • the screw configuration is preferably full flight.
  • the cylinder heating temperature of the extruder used for pelletizing is preferably 210 to 270 ° C., more preferably 220 to 260 ° C., and still more preferably 230 to 250 ° C.
  • the residence time in the extruder is preferably 7 minutes or less, more preferably 5 minutes or less, still more preferably 3 minutes or less. The higher the cylinder heating temperature or the longer the residence time, the larger the shear energy given to the multilayer acrylic polymer and the like, the thermal decomposition of the polymer tends to progress, and the hot water whitening resistance of the film tends to decrease.
  • the water content of the multilayer acrylic polymer and the acrylic resin before being subjected to extrusion molding is preferably less than 0.2% by mass, more preferably less than 0.1% by mass. As the water content is higher, silver streaks are likely to occur and the resistance to hot water whitening may deteriorate.
  • Additives to coagulants and acrylic resins if necessary, for known resins such as UV absorbers, antioxidants, light stabilizers, anti-aging agents, plasticizers, polymer processing aids, lubricants, dyes and pigments
  • An agent may be included.
  • the total content of the resin additive is preferably 20% by mass or less based on 100% by mass of the total amount of the coagulated product and the acrylic resin.
  • the additive for resin may be added, for example, to a coagulated substance and acrylic resin melted in a film molding machine, or may be dry blended to a pelletized coagulated substance or acrylic resin, or coagulated. Or acrylic resin may be added when pelletizing (master batch method).
  • the coagulated material and the acrylic resin contain an ultraviolet absorber.
  • UV absorbers include reactive UV absorbers such as 2- [2-hydroxy-5- (2-methacryloyloxyethyl) phenyl] -2H-1,2,3-benzotriazole.
  • the content of the ultraviolet absorber is preferably 0.05 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the coagulated product and the acrylic resin.
  • the coagulated product of the present invention When used as a molded product, it can be molded into a plate, a film or the like by a general molding method such as heat melting and extrusion molding, injection molding or the like.
  • the extruder used for film formation preferably comprises a vent.
  • the vent is preferably a vacuum vent or an open vent.
  • at least one vent is provided downstream of the resin melting start portion.
  • the pressure in the vacuum vent is preferably 30 Torr or less, more preferably 15 Torr or less, still more preferably 9 Torr or less, and most preferably 6 Torr or less.
  • the extruder used for film formation is preferably a single screw system or a co-rotating twin screw system.
  • the cylinder heating temperature of the extruder used for film formation is preferably 220 to 300 ° C., more preferably 230 to 290 ° C., and still more preferably 240 to 280 ° C.
  • the residence time in the extruder used for film formation is preferably 7 minutes or less, more preferably 5 minutes or less, still more preferably 3 minutes or less.
  • the higher the cylinder heating temperature or the longer the residence time the larger the shear energy given to the multilayer acrylic polymer and the like, the thermal decomposition of the polymer tends to progress, and the hot water whitening resistance of the film tends to decrease. Therefore, it is preferable that extrusion for film formation is performed with a residence time in an extruder of 5 minutes or less and a resin temperature of 280 ° C. or less.
  • the resin film obtained from the coagulated product of the present invention is excellent in impact resistance, is excellent in stress whitening resistance, does not cause whitening even when bent, is excellent in warm water whitening resistance and boiling water resistant white water resistance, and is warm water and Even if exposed to boiling water, whitening does not occur.
  • the resin film obtained from the coagulated product of the present invention is also excellent in adhesion to other polymers, particularly thermoplastic polymers.
  • the resin film obtained from the coagulated product of the present invention preferably has a thickness of 10 to 500 ⁇ m, more preferably 20 to 400 ⁇ m, and still more preferably 30 to 300 ⁇ m.
  • the resin film obtained from the coagulated product according to the preferred embodiment of the present invention preferably has a haze (H 0 ) of 1.5% or less, more preferably 1% or less, still more preferably 0.5% or less, at normal temperature storage It is.
  • the haze is measured with a test piece having an optical path length of 200 ⁇ m in accordance with JIS K7136.
  • the resin film obtained from the coagulated product of the preferred embodiment of the present invention has a haze change width ( ⁇ H 80 ) of preferably 10% or less, more preferably 7% or less before and after the hot water resistance whitening test using water at 80 ° C. More preferably, it is 5% or less.
  • the resin film has a haze change width ( ⁇ H 100 ) of preferably 30% or less, more preferably 25% or less, and still more preferably 20% or less before and after the boiling water whitening test using 100 ° C. water (boiling water). is there.
  • the laminate of the present invention has at least one layer of the resin film of the present invention and at least one layer of another thermoplastic polymer.
  • thermoplastic polymers used in the laminate of the present invention are not particularly limited.
  • Other thermoplastic polymers include polycarbonate polymers, vinyl chloride polymers, vinylidene fluoride polymers, vinyl acetate polymers, maleic acid copolymers, methacrylic resins, ABS resins, AES resins, or AS Resin is preferable because of its good adhesion to the resin film of the present invention.
  • the thermoplastic polymer molded article may be a planar molded article such as a film, a sheet, or a plate, or may be a linear molded article such as a tube or a rod, or a lens, a prism, a container, etc. It may be a molded article of various shapes such as.
  • the laminate of the present invention is not particularly limited by the production method thereof.
  • the laminate is, for example, coated with the above-mentioned multilayer acrylic resin on another thermoplastic polymer molded article by co-extrusion molding of the above-mentioned multilayer acrylic polymer and the other thermoplastic polymer.
  • Other thermoplastic polymer moldings by placing other thermoplastic polymer moldings in the desired mold by extrusion molding, melting the multilayer acrylic polymer and injecting or injecting into said mold It can be obtained by placing the above-mentioned multilayer structure acrylic resin on an article and pressing it, or by thermally fusing or bonding the resin film of the present invention to another thermoplastic polymer molded article.
  • the slurry before dehydration of the latex of the multilayer acrylic polymer or the coagulated acrylic polymer is collected, and it is measured by a light scattering method using a laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer LA-910 manufactured by Horiba, Ltd. The average particle size was determined.
  • melt flow rate The melt flow rate (hereinafter referred to as “MFR”) at a load of 3.8 kg at 230 ° C. was measured according to ASTM-D1238.
  • Glass-transition temperature In accordance with JIS K7121, using a differential scanning calorimeter (DSC-50, manufactured by Shimadzu Corporation), the temperature is raised once to 250 ° C., and then cooled to room temperature, and then from room temperature to 230 ° C. at 20 ° C./min. The DSC curve was measured under the conditions of temperature rise. The midpoint glass transition temperature determined from the DSC curve is referred to as the glass transition temperature (hereinafter referred to as "Tg") in the present invention.
  • Tg glass transition temperature
  • the turbidity of the waste water after centrifugation in the first washing was measured by the transmission light turbidity method according to JIS K 0101.
  • the bulk density Place approximately 5 g of the coagulated powder which has been weighed into a dry 10 mL measuring cylinder without compacting. Carefully flatten the top of the powder layer without compacting and read the loose bulk volume (V) to the smallest scale unit.
  • the bulk density (g / cm 3 ) was calculated by m / V.
  • Haze (H 0 ) was measured at room temperature using a haze meter (HM-150, manufactured by Murakami Color Research Laboratory) in accordance with JIS K7136. The specimens were then immersed in water at 100 ° C. for 4 hours. Thereafter, the water droplets adhering to the film surface were removed, and dried in a hot air dryer set at 100 ° C. for 8 hours. The haze was measured while the film was at room temperature. The amount of increase from the haze at room temperature to the haze after immersion in boiling water ( ⁇ H 100 ) was calculated.
  • methyl methacrylate is MMA
  • n-butyl acrylate is nBA
  • methyl acrylate is MA
  • styrene is St
  • allyl methacrylate is ALMA
  • n-octyl mercaptan (chain transfer agent) is nOM
  • sodium dodecylbenzene sulfonate is DBSS. I omit and describe, respectively.
  • a reactor containing a latex containing a hard polymer (a) 0.030 parts of potassium persulfate was charged and stirred for 5 minutes. Then, a monomer mixture consisting of 4 parts of MMA, 26 parts of nBA and 0.9 parts of ALMA was continuously added dropwise over 40 minutes to perform seed emulsion polymerization. After completion of the dropwise addition, the mixture was further stirred for 30 minutes, and seed emulsion polymerization was performed so as to have a conversion of 98% or more to obtain a latex containing a hard polymer (a) and a crosslinked rubber polymer (b).
  • PMMA latex (hereinafter referred to as PMMA latex [1]) was obtained.
  • the average particle size of PMMA latex [1] determined by light scattering was 0.09 ⁇ m.
  • the monomer unit compositional ratio and the average particle diameter of the PMMA latex [1] are shown in Table 1.
  • Example 1 PMMA latex [1] was coagulated under the following conditions.
  • An aqueous solution having a ratio of 0.43 parts of magnesium sulfate and 167 parts of ion-exchanged water was heated to 80 ° C., and the above latex was fed at 8.3 parts / minute with stirring for 12 minutes. After completion of the feeding, stirring was continued for 1 hour while maintaining the liquid temperature at 80 ° C. to obtain a coagulated slurry. Further, 267 parts of water was added to the slurry, and the temperature was raised to 90 ° C. and heat treatment was performed for 1 hour to obtain a granulated slurry.
  • the obtained granulated slurry was subjected to washing and dewatering of the slurry by a centrifugal force of 2100 G using a screw decanter centrifuge. Subsequently, ion-exchanged water was added to a slurry concentration of 10% by mass, washing and dewatering were again performed with a screw decanter centrifuge, and this operation was repeated a total of three times.
  • the water content of the obtained water-containing coagulated material was 37% by mass, the median diameter was 135 ⁇ m, and the ratio of particles having a particle diameter of 75 ⁇ m or less was 22%.
  • the dewatered slurry was dried by a continuous fluid bed dryer set at 80 ° C. to obtain a coagulated acrylic polymer.
  • the bulk density of the obtained coagulated material was 0.42 g / cm 3 , and the amounts of alkali metal and alkaline earth metal contained were as shown in Table 2.
  • the dried acrylic polymer coagulated material has a water content of 0.06% by mass, an MFR of 2.0 g / 10 min, a Tg of 90 ° C., an acid value of acetone insolubles of 0.004 mmol / g, acetone soluble The acid value of the portion was 0.009 mmol / g.
  • the dried acrylic polymer coagulated product was heat pressed at 190 ° C. to obtain a resin film of 200 ⁇ m in thickness.
  • the resin film had a haze of 0.4%, a ⁇ H 80 of 3%, and a ⁇ H 100 of 17% at room temperature. It can be seen that the hot water whitening resistance and the boiling water whitening resistance are excellent.
  • Examples 2 to 9 and Comparative Examples 1 to 4 The same as Example 1 except that the type and amount of PMMA latex used, the amount of water, the type and amount of coagulant, the coagulation time, temperature, and the number of washings / dewatering were changed as described in Table 2 and Table 3.
  • An acrylic polymer coagulated product was obtained by the method.
  • Comparative Example 2 had a high turbidity with a drain water turbidity of 1040 and a high resin moisture content of 54% by mass after dewatering, and a coagulated product of inferior quality was obtained. Therefore, resin physical properties, metal content, and hot water whitening resistance Test was not conducted.
  • Example 10 The latex [1] was frozen by placing it in an atmosphere of ⁇ 20 ° C. for 4 hours.
  • the resulting frozen product was poured into three volumes of water at 80 ° C. to which a certain amount of antifoaming agent composed of magnesium sulfate had been added to thaw to obtain a slurry.
  • the slurry was washed and dewatered by a centrifugal force of 2100 G using a screw decanter centrifuge. Subsequently, ion-exchanged water was added to a slurry concentration of 10%, and washing and dewatering were performed again using a screw decanter centrifuge.
  • the water content of the obtained water-containing coagulated material was 20%, the median diameter was 89 ⁇ m, and the ratio of particles having a particle diameter of 75 ⁇ m or less was 38%.
  • the dewatered slurry was dried by a continuous fluid bed dryer set at 80 ° C. to obtain a coagulated acrylic polymer.
  • the bulk density of the obtained coagulated material was 0.50 g / cm 3 , and the amounts of alkali metal and alkaline earth metal contained were as shown in Table 2.
  • the dried acrylic polymer coagulated material has a moisture content of 0.04% by mass, an MFR of 1.8 g / 10 min, a Tg of 90 ° C., an acid value of acetone insolubles of 0.004 mmol / g, and an acetone soluble The acid value of the portion was 0.009 mmol / g.
  • the dried acrylic polymer coagulated product was heat pressed at 190 ° C. to obtain a resin film of 200 ⁇ m in thickness.
  • the resin film had a haze of 0.4%, a ⁇ H 80 of 3%, and a ⁇ H 100 of 14% at room temperature.

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Abstract

本発明は、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/cm、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を提供する。∑(N/a)×(120-Tg)≦100 (1) N;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量(mmoL/kg)、 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。

Description

アクリル系重合体凝固物
 本発明はアクリル系重合体凝固物およびその製造方法に関する。より詳細には、本発明は、透明性、耐温水白化性、耐応力白化性、製膜性、および耐熱収縮性に優れる凝固物に関する。また、本発明は、アクリル系重合体凝固物を用いて得られる成形体、フィルム及び積層体に関する。
 アクリル系樹脂は優れた耐候性、意匠性および透明性を有しているが、一方で耐衝撃性、靭性に劣るという欠点があり、その欠点を改良するものとして、コアシェル構造を基本とする、軟質層と硬質層を組み合わせたアクリル系多層構造重合体が種々検討されている。アクリル系多層構造重合体は、通常、乳化重合によって製造された重合体ラテックスを凝固させた後、脱水、乾燥を経て粉末状の凝固物として回収され、シートやフィルムに成形された状態で多く用いられる。ただし、その凝固物中に開始剤、乳化剤、消泡材、凝固剤などの水溶性物質が残っていると、成形品を温水に浸漬したときまたは高温高湿環境下で連続使用した際に白化するという課題(以降、温水白化と記載する)を有していた。
 耐温水白化性の改良を図ったものとして、特許文献1は、メタクリル樹脂中にゴム粒子が分散したアクリル系樹脂からなり、水溶性物質の含有量が200ppm以下で、80℃の温水に1時間浸漬した後の曇価が5%以下であり、50μm以上600μm以下の厚みを有するアクリル樹脂フィルムを開示している。
 一方で、脱水時に水溶性物質を除去しやすくするため、かつ生産工程におけるトラブルを減らすために、凝固物の嵩密度を高く、微粒子を少なくする検討が行われてきた。嵩密度が高く、微粒子の少ない凝固物を得る方法としては、乳化重合ラテックスのpHを調整する方法(特許文献2)、凝固剤溶液を煙霧体状で含有する気相中に非イオン性水溶性高分子からなる増粘剤を含む乳化重合ラテックスを噴霧または滴下する方法(特許文献3)などが検討されている。
 しかしながら、凝固物の嵩密度を高く、微粒子を少なくしすぎると、凝固物内部に取り込まれた水溶性物質を十分に除去できなくなり、結果、水溶性物質が多く残ってしまうことがある。特に水溶性物質の1つである無機塩を多く使用する塩析凝固法においては、工程通過性と品質のバランスのとれた回収条件は見出されていない。
特開2003-277528 特開2017-61646 特開2017-61645
 本発明の目的は、透明性、耐候性、耐温水白化性、耐沸水白化性に優れるアクリル系重合体凝固物を提供することである。
 上記の目的を達成すべく検討を重ねた結果、以下の形態を包含する本発明を完成するに至った。
〔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/cm、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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
N;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量(mmoL/kg)、
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。
〔5〕〔1〕~〔4〕に記載のいずれかの凝固物を用いて得られる成形体。
〔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/cm、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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
N;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量(mmoL/kg)、
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。
 本発明のアクリル系重合体凝固物及びそれを用いて得られる成形体、フィルム並びに積層体は、透明性、耐候性、耐温水白化性、耐沸水白化性に優れる。
 本発明の凝固物は、多層構造アクリル系重合体を含むものである。
 多層構造アクリル系重合体は、粉末状、粒状体、凝集物、凝固物のいずれの形態であってもよい。
 本発明の凝固物は、嵩密度が好ましくは0.3~0.6g/cmであり、より好ましくは0.35~0.55g/cmであり、さらに好ましくは0.4~0.5g/cm
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。
 本発明の凝固物は、光散乱法により測定されるメジアン径が好ましくは50~400μmであり、より好ましくは75~375μmであり、さらに好ましくは100~350μmである。メジアン径が小さいほど工程通過性が悪化し、大きいほど品質が悪化する傾向がある。
 本発明の凝固物は、光散乱法により測定される粒子径75μm以下の粒子の比率が好ましくは50%以下であり、より好ましくは40%以下であり、さらに好ましくは30%以下である。粒子径75μm以下の粒子の比率が高いと、工程通過性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。
 本発明の凝固物は、下記式(1A)で示されるパラメータ
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
N;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量(mmoL/kg)、
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。
 式(1)は、凝固物中に含有されるアルカリ金属およびアルカリ土類金属(水溶性成分)が少ないほどフィルム内部に水が浸透しにくくなり耐温水若しくは耐沸水白化性が向上すること、また、凝固物のTgが高いほど樹脂が熱運動(軟化)し難くなり耐温水若しくは耐沸水白化性が向上すること、を示している。
 アルカリ金属は、ナトリウム、カリウム、リチウム、ルビジウム、セシウムを包含するが、式(1)との関係で測定されるアルカリ金属は、ナトリウムとカリウムの2種が好ましい。アルカリ土類金属は、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムを包含するが、式(1)との関係で測定されるアルカリ土類金属は、マグネシウムとカルシウムの2種が好ましい。
 本発明の凝固物の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、本発明の凝固物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。
 本発明の1つの好ましい実施形態において、アセトン不溶分は、多層構造アクリル系重合体の内部に存在し、アセトン可溶分は多層構造アクリル系重合体の外部或いは表面に存在する。例えば、多層構造アクリル系重合体がコア層とシェル層の2層構造である場合、シェル層はアセトン可溶分から構成されているか、或いは、アセトン可溶分が主成分であり、コア層はアセトン不溶分から構成されているか、或いは、アセトン不溶分が主成分である。多層構造アクリル系重合体がコア層とインナーシェル層とアウターシェル層の3層構造である場合、コア層はアセトン不溶分から構成されているか、或いは、アセトン不溶分が主成分であり、アウターシェル層はアセトン可溶分から構成されているか、或いは、アセトン可溶分が主成分であり、インナーシェル層はアセトン可溶分から構成されていてもよく、アセトン不溶分から構成されていてもよく、アセトン可溶分とアセトン不溶分の両方が任意の割合で含まれていてもよい。好ましいインナーシェル層は、アセトン不溶分から構成されているか、或いは、アセトン不溶分が主成分である。
 多層構造アクリル系重合体の層の数は、2~5、好ましくは2~4、特に好ましくは3である。多層構造アクリル系重合体が4層以上の場合には、最外層はアセトン可溶分から構成されているか、或いは、アセトン可溶分が主成分であり、コア層はアセトン不溶分から構成されているか、或いは、アセトン不溶分が主成分であり、それらの間の少なくとも1つの中間層は、アセトン可溶分から構成されていてもよく、アセトン不溶分から構成されていてもよく、アセトン可溶分とアセトン不溶分の両方が任意の割合で含まれていてもよい。
 本明細書において、多層構造アクリル系重合体はアセトン可溶分およびアセトン不溶分から構成される。
 アセトン可溶分は、メチルメタクリレートに由来する構造単位と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から構成されるのが好ましいが、さらにアルキル基の炭素数が2~8であるアルキルメタアクリレートを含んでいてもよい。好ましいアセトン可溶分は、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%を含む。アセトン可溶分を構成するポリマーのガラス転移温度は、80~110℃が好ましく、80~100℃もしくは90~110℃がより好ましい。
 アセトン不溶分は、メチルメタクリレートに由来する構造単位、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、架橋剤および/またはグラフト化剤に由来する構造単位、共重合可能な他の単量体に由来する構造単位を含み得る。好ましいアセトン不溶分は、メチルメタクリレートに由来する構造単位20~60質量%、好ましくは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40~80質量%、好ましくは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%を含む。アセトン不溶分を構成するポリマーのガラス転移温度は、0℃以下が好ましい。
 多層構造アクリル系重合体の層構造としては、例えば、コアシェル多層構造が好ましい。コアシェル多層構造アクリル系重合体は、例えばコアとインナーシェルとアウターシェルとからなる3層粒状体を溶融混練することによって得られる。本発明の1つの好ましい実施形態において、コアとインナーシェル、およびインナーシェルとアウターシェルとは異なる重合体で構成されている。コアとインナーシェルとの間、およびインナーシェルとアウターシェルとの間は、隙間なく接していることが好ましい。インナーシェルを構成する重合体はコアを構成する重合体およびアウターシェルを構成する重合体よりも軟らかいことが好ましい。インナーシェルを構成する重合体およびコアを構成する重合体はアセトンに不溶なものであることが好ましい。アウターシェルを構成する重合体はアセトンに可溶なものであることが好ましい。アウターシェルを構成する重合体は、3層粒状体の溶融混練によってアウターシェルの全部または一部が融着して、コアとインナーシェルとからなる2層粒状体のマトリックスと成り得る。
 コアシェル多層構造アクリル系重合体凝固物に含まれる3層粒状体は、平均粒子径の下限が、好ましくは0.01μm、より好ましくは0.04μm、さらに好ましくは0.05μm、よりさらに好ましくは0.1μmであり、平均粒子径の上限が、好ましくは0.35μm、より好ましくは0.3μm、さらに好ましくは0.2μm、よりさらに好ましくは0.15μmである。フィルムの耐応力白化性は粒状体の平均粒子径が大きいほど低下する傾向がある。なお、3層粒状体の平均粒子径は、光散乱法により得られる値である。重合反応により得られるラテックス(コアシェル多層構造アクリル系重合体又は3層粒状体)を凝集(第1凝固工程)、造粒(第2凝固工程)することにより本発明の凝固物が得られ、得られる凝固物のメジアン径は50~400μmとなり、かつ、粒子径75μm以下の粒子の比率が50%以下となる。
 多層構造アクリル系重合体は、硬質重合体(a)、架橋ゴム重合体(b)、および硬質重合体(c)を含有し、それらによって層構造を形成しているコアシェル多層構造アクリル系重合体が好ましい。コアシェル多層構造アクリル系重合体においては、硬質重合体(a)がコアを構成し、架橋ゴム重合体(b)がインナーシェルを構成し、硬質重合体(c)がアウターシェルを構成することがより好ましい。さらにアクリル系重合体凝固物には、コアシェル多層構造アクリル系重合体の溶融混練時の分散性を向上させるために、硬質重合体(c)のみからなる単層構造アクリル系重合体を併用してもよい。
 硬質重合体(a)は、メチルメタクリレートに由来する構造単位、アルキルアクリレートに由来する構造単位、およびグラフト化剤に由来する構造単位、ならびに必要に応じて架橋剤に由来する構造単位および共重合可能な他の単量体に由来する構造単位からなる重合体である。
 硬質重合体(a)におけるメチルメタクリレートに由来する構造単位の量は、硬質重合体(a)の全構造単位に対して、好ましくは40~98.99質量%、より好ましくは90~96.9質量%である。メチルメタクリレートに由来する構造単位の量が少ないほどフィルムの耐候性が低下する傾向があり、メチルメタクリレートに由来する構造単位の量が多いほどフィルムの耐衝撃性が低下する傾向がある。
 硬質重合体(a)におけるアルキルアクリレートに由来する構造単位の量は、硬質重合体(a)の全構造単位に対して、好ましくは1~60質量%、より好ましくは3~10質量%である。アルキルアクリレート中のアルキル基は炭素数が1~8であることが好ましい。アルキルアクリレートに由来する構造単位の量が少ないほど多層構造アクリル系重合体の耐熱分解性が低下する傾向があり、アルキルアクリレートに由来する構造単位の量が多いほどフィルムの耐温水若しくは耐沸水白化性が低下する傾向がある。
 硬質重合体(a)におけるグラフト化剤に由来する構造単位の量は、硬質重合体(a)の全構造単位に対して、好ましくは0.01~1質量%、より好ましくは0.1~0.5質量%である。グラフト化剤に由来する構造単位の量が少ないほど硬質重合体(a)と架橋ゴム重合体(b)との結合力が低下する傾向があり、グラフト化剤に由来する構造単位の量が多いほどフィルムの耐衝撃性が低下する傾向がある。
 硬質重合体(a)における架橋剤に由来する構造単位の量は、硬質重合体(a)の全構造単位に対して、好ましくは0~0.5質量%、より好ましくは0~0.2質量%である。架橋剤に由来する構造単位の量が多いほどフィルムの耐衝撃性が低下する傾向がある。
 硬質重合体(a)における共重合可能な他の単量体に由来する構造単位の量は、硬質重合体(a)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。
 本発明の1つの好ましい実施形態において、架橋ゴム重合体(b)は、アルキルアクリレートに由来する構造単位、およびグラフト化剤に由来する構造単位、ならびに必要に応じてメチルメタクリレートに由来する構造単位、架橋剤に由来する構造単位、および共重合可能な他の単量体に由来する構造単位からなる重合体である。
 架橋ゴム重合体(b)におけるアルキルアクリレートに由来する構造単位の量は、架橋ゴム重合体(b)の全構造単位に対して、好ましくは70~99.5質量%、より好ましくは80~99質量%である。アルキルアクリレート中のアルキル基は炭素数が1~8であることが好ましい。アルキルアクリレートに由来する構造単位の量が少ないほどフィルムの耐衝撃性が低下する傾向があり、アルキルアクリレートに由来する構造単位の量が多いほどフィルムの耐応力白化性および透明性が低下する傾向がある。
 架橋ゴム重合体(b)におけるグラフト化剤に由来する構造単位の量は、架橋ゴム重合体(b)の全構造単位に対して、好ましくは0.5~5質量%、より好ましくは1~3質量%である。グラフト化剤に由来する構造単位の量が少ないほどフィルムの耐応力白化性が低下する傾向があり、グラフト化剤に由来する構造単位の量が多いほどフィルムの耐衝撃性が低下する傾向がある。
 架橋ゴム重合体(b)におけるメチルメタクリレートに由来する構造単位の量は、架橋ゴム重合体(b)の全構造単位に対して、好ましくは0~30質量%、より好ましくは0~20質量%である。メチルメタクリレートに由来する構造単位の量が多いほどフィルムの耐衝撃性が低下する傾向がある。
 架橋ゴム重合体(b)における架橋剤に由来する構造単位の量は、架橋ゴム重合体(b)の全構造単位に対して、好ましくは0~5質量%、より好ましくは0~2質量%である。架橋剤に由来する構造単位の量が多いほどフィルムの耐衝撃性が低下する傾向がある。
 架橋ゴム重合体(b)における共重合可能な他の単量体に由来する構造単位の量は、架橋ゴム重合体(b)の全構造単位に対して、好ましくは0~40質量%、より好ましくは0~30質量%である。
 硬質重合体(c)は、メチルメタクリレートに由来する構造単位、およびアルキルアクリレートに由来する構造単位からなる重合体である。
 硬質重合体(c)におけるメチルメタクリレートに由来する構造単位の量は、硬質重合体(c)の全構造単位に対して、好ましくは80~99質量%、より好ましくは95~98質量%である。メチルメタクリレートに由来する構造単位の量が少ないほどフィルムの耐応力白化性が低下する傾向があり、メチルメタクリレートに由来する構造単位の量が多いほど多層構造アクリル系重合体の耐熱分解性が低下する傾向がある。
 硬質重合体(c)におけるアルキルアクリレートに由来する構造単位の量は、硬質重合体(c)の全構造単位に対して、好ましくは1~20質量%、より好ましくは2~5質量%である。アルキルアクリレート中のアルキル基は炭素数が1~8であることが好ましい。アルキルアクリレートに由来する構造単位の量が少ないほど多層構造アクリル系重合体の耐熱分解性が低下する傾向があり、アルキルアクリレートに由来する構造単位の量が多いほどフィルムの耐応力白化性が低下する傾向がある。
 硬質重合体(c)は、ガラス転移温度が、好ましくは80℃以上、より好ましくは90℃以上、さらに好ましくは100℃以上である。硬質重合体(c)のガラス転移温度が高いほど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。
 硬質重合体(a)、架橋ゴム重合体(b)および硬質重合体(c)に用いられるアルキルアクリレートとしては、例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、n-プロピルアクリレート、n-ブチルアクリレート、s-ブチルアクリレート、t-ブチルアクリレート、n-ブチルメチルアクリレート、n-ヘプチルアクリレート、2-エチルヘキシルアクリレート、n-オクチルアクリレートなどを挙げることができる。これらアルキルアクリレートは、1種単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。これらのうちでも、メチルアクリレートおよび/またはn-ブチルアクリレートが好ましい。
 硬質重合体(a)、および架橋ゴム重合体(b)に用いられるグラフト化剤は、硬質重合体(a)と架橋ゴム重合体(b)および架橋ゴム重合体(b)と硬質重合体(c)とを化学的に結合させる役割を主に持ち、さらに硬質重合体(a)または架橋ゴム重合体(b)に架橋構造の形成を補助する役割を持つと考えられる単量体である。
 グラフト化剤は、異種の重合性基を2個以上有する単量体である。グラフト化剤としては、例えば、アリルメタクリレート、アリルアクリレート、モノ-またはジ-アリルマレエート、モノ-またはジ-アリルフマレート、クロチルアクリレート、クロチルメタクリレートなどを挙げることができる。これらグラフト化剤は、1種単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。これらのうちでも、アリルメタクリレートが、硬質重合体(a)と架橋ゴム重合体(b)との間、若しくは架橋ゴム重合体(b)と硬質重合体(c)との間の結合能を向上させ、フィルムの耐応力白化性および透明性を向上させる作用に優れるので、好ましく用いられる。
 硬質重合体(a)、および架橋ゴム重合体(b)に用いられる架橋剤は、硬質重合体(a)または架橋ゴム重合体(b)に架橋構造を形成する役割を主に持つと考えられる単量体である。
 架橋剤は、同種の重合性基を2個以上有する単量体であり、例えば、ジアクリル化合物、ジメタクリル化合物、ジアリル化合物、ジビニル化合物、ジエン化合物、トリビニル化合物などである。架橋剤としては、例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジビニルベンゼン、トリビニルベンゼン、エチレングリコールジアリルエーテル、プロピレングリコールジアリルエーテル、ブタジエンなどを挙げることができる。これら架橋剤は、1種単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
 硬質重合体(a)、および架橋ゴム重合体(b)に用いられる重合可能な他の単量体は、メタクリル酸エステルと共重合し得るビニル系単量体であればいずれでもよく、例えば、スチレン、p-メチルスチレン、o-メチルスチレン、ビニルナフタレンなどの芳香族ビニル単量体、アクリロニトリルなどの不飽和ニトリル系単量体、エチレン、プロピレンなどのオレフィン系単量体、塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニリデンなどのハロゲン化ビニル系単量体、アクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸などの不飽和カルボン酸系単量体、酢酸ビニル、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系単量体を挙げることができ、これらの化合物は単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
 また、本発明の凝固物は、230℃ 、3.8kg荷重下でのメルトフローレートが、好ましくは0.5~20g/10分、より好ましくは0.8~10g/10分である。多層構造アクリル系重合体のメルトフローレートが低いほど多層構造アクリル系重合体の流動性およびフィルムの成形性が低下する傾向がある。多層構造アクリル系重合体のメルトフローレートが高いほどフィルムの力学的特性が低下する傾向がある。
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。
 本発明の好ましい1つの実施形態において、アクリル系重合体凝固物のアセトン可溶分は、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、80~110℃、好ましくは80~100℃もしくは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20~60質量%、好ましくは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40~80質量%、好ましくは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ことが好ましい。
 本発明の好ましい1つの実施形態において、アクリル系重合体凝固物は、アセトン不溶分の酸価が、好ましくは0.008mmol/g以下、より好ましくは0.006mmol/g以下、さらに好ましくは0.004mmol/g以下である。多層構造アクリル系重合体のアセトン不溶分の酸価の下限は、好ましくは0.001mmol/gである。多層構造アクリル系重合体のアセトン不溶分の酸価が低いほど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。
 本発明の好ましい1つの実施形態において、本発明に用いられる多層構造アクリル系重合体は、アセトン可溶分の酸価が、好ましくは0.012mmol/g以下、より好ましくは0.009mmol/g以下、さらに好ましくは0.007mmol/g以下である。多層構造アクリル系重合体のアセトン可溶分の酸価の下限は、好ましくは0.001mmol/gである。多層構造アクリル系重合体の酸価が低いほど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。
 なお、硬質重合体(a)、および架橋ゴム重合体(b)、ならびに架橋ゴム重合体(b)の高分子鎖にグラフト結合している硬質重合体(c)の高分子鎖はアセトン不溶分として検出される。架橋ゴム重合体(b)の高分子鎖にグラフト結合していない硬質重合体(c)の高分子鎖はアセトン可溶分として検出される。
 多層構造アクリル系重合体の製造方法は、特に限定されない。例えば、硬質重合体(a)、架橋ゴム重合体(b)、および硬質重合体(c)を順次、シード乳化重合法によって、形成させてコアシェル多層構造のアクリル系重合体を得ることができる。
 本発明の凝固物の好ましい製造方法は、アクリル系単量体の乳化重合を行って多層構造アクリル系重合体を含有するラテックスを得; 多層構造アクリル系重合体を含有するラテックスを凝固させてスラリーを得; 該スラリーを洗浄および脱水し; 脱水されたスラリーを乾燥させる工程を含むものである。
 本発明の凝固物のより好ましい製造方法は、乳化剤の存在下に、メチルメタクリレート40~98.99質量%、より好ましくは90~96.9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1~60質量%、より好ましくは3~10質量%、グラフト化剤0.01~1質量%、より好ましくは0.1~0.5質量%および架橋剤0~0.5質量%、より好ましくは0~0.2質量%を重合(1st重合)して硬質重合体(a)を含有するラテックス(I)を得; ラテックス(I)の存在下に、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70~99.5質量%、より好ましくは80~99質量%、メチルメタクリレート0~30質量%、より好ましくは0~20質量%、グラフト化剤0.5~5質量%、より好ましくは1~3質量%および架橋剤0~5質量%、より好ましくは0~2質量%を重合(2nd重合)して硬質重合体(a)と架橋ゴム重合体(b)とを含有するラテックス(II)を得; ラテックス(II)の存在下に、メチルメタクリレート80~99質量%、より好ましくは95~98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1~20質量%、より好ましくは2~5質量%を重合(3rd重合)して硬質重合体(a)と架橋ゴム重合体(b)と硬質重合体(c)とを含有してなるラテックス(III)を得; ラテックス(III)を凝固させてスラリーを得; 該スラリーを洗浄および脱水し; 脱水されたスラリーを乾燥させる工程を含むものである。
 重合は公知の方法で行うことができる。ラテックスの存在下に行う重合のうちシード乳化重合はコアシェル多層構造アクリル系重合体を得るために好ましく用いられる。乳化重合、またはシード重合は、当技術分野においてよく知られた方法であるので、常法に従い実施することができる。
 各重合において使用される単量体を、具体的にはメチルメタクリレート、アルキルアクリレート、共重合可能な他の単量体、グラフト化剤および架橋剤を前述した割合で混ぜ合わせたものを、反応系に供給する際の速度は、各重合において使用される単量体の合計量100質量%に対して、好ましくは0.05~3質量%/分、より好ましくは0.1~1質量%/分、さらに好ましくは0.2~0.8質量%/分である。このような速度で供給することによって、望ましくない重合体凝集物の生成や重合体スケールの反応槽への付着を防ぐことができ、重合体凝集物や重合体スケールの混入で生じることがあるフィッシュアイなどの外観不良を樹脂フィルムに生じさせないようにすることができる。
 各重合において使用される重合開始剤は、特に制限されない。重合開始剤としては、例えば、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウムなどの水溶性の無機系開始剤; 無機系開始剤に亜硫酸塩またはチオ硫酸塩などを併用してなるレドックス開始剤; 有機過酸化物に第一鉄塩またはナトリウムスルホキシレートなどを併用してなるレドックス開始剤などを挙げることができる。重合開始剤は重合開始時に一括して反応系に添加してもよいし、反応速度などを勘案して重合開始時と重合途中とに分割して反応系に添加してもよい。重合開始剤の使用量は、例えば、コアシェル多層構造アクリル系重合体に含まれる粒状体の平均粒子径が前述の範囲になるように適宜設定できる。
 各重合において使用される乳化剤は、特に制限されない。乳化剤としては、例えば、長鎖アルキルスルホン酸塩、スルホコハク酸アルキルエステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩などのアニオン系乳化剤; 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のノニオン系乳化剤; 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などのノニオン・アニオン系乳化剤を挙げることができる。乳化剤の使用量は、例えば、コアシェル多層構造アクリル系重合体に含まれる粒状体の平均粒子径が前述の範囲になるように適宜設定できる。
 本発明においては、1st重合、2nd重合および3rd重合を一つの重合槽中で順次行ってもよいし、1st重合、2nd重合および3rd重合の度に重合槽を変えて順次行ってもよい。本発明においては各重合を一つの重合槽中で順次行うことが好ましい。また、重合を行っている間の反応系の温度は、好ましくは30~120℃、より好ましくは50~100℃である。
 また、1st重合、2nd重合および3rd重合のいずれかにおいて、必要に応じて、反応性紫外線吸収剤、例えば2-[2-ヒドロキシ-5-(2-メタクリロイルオキシエチル)フェニル]-2H-1,2,3-ベンゾトリアゾールなどを添加することができる。反応性紫外線吸収剤が多層構造アクリル系重合体の分子鎖に導入され、多層構造アクリル系重合体の耐紫外線性が向上する。反応性紫外線吸収剤の添加量は、重合に使用される単量体の合計量100質量部に対して、好ましくは0.05~5質量部である。
 連鎖移動剤は、分子量の調節のために、各重合において使用することができる。3rd重合において、連鎖移動剤を反応系に添加して硬質重合体(c)の分子量を調節することによって、多層構造アクリル系重合体のメルトフローレートを前述の範囲にすることができる。各重合に使用される連鎖移動剤は、特に限定されない。連鎖移動剤としては、例えば、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、n-ヘキサデシルメルカプタンなどのアルキルメルカプタン類; ジメチルキサントゲンジスルフィド、ジエチルキサントゲンジスルフィドなどのキサントゲンジスルフィド類; テトラチウラムジスルフィドなどのチウラムジスルフィド類; 四塩化炭素、臭化エチレンなどのハロゲン化炭化水素などを挙げることができる。連鎖移動剤の使用量は、各重合において重合体を所定の分子量に調節できる範囲で適宜設定できる。3rd重合において使用される連鎖移動剤の量は、メルトフローレートの値を前述の範囲にすることができる量である。3rd重合において使用される連鎖移動剤の量は、3rd重合に使用される重合開始剤の量などによって変わるが、3rd重合において使用される単量体、具体的にはメチルメタクリレートおよびアルキルアクリレートの合計量100質量部に対して、好ましくは0.05~2質量部、より好ましくは0.08~1質量部である。
 本発明において、上記乳化ラテックスからの多層構造アクリル系重合体の回収は、該乳化ラテックスを凝固させることによって行われる
。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。
 本発明に用いることができる凝固剤としては、該乳化重合ラテックスを凝析・凝固し得る性質を有する無機酸若しくはその塩、または有機酸若しくはその塩の水溶液であればよい。
 具体的な前記無機酸溶液、無機酸の塩溶液、有機酸溶液または有機酸の塩溶液としては、例えば、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化リチウム、臭化ナトリウム、臭化カリウム、臭化リチウム、ヨウ化カリウム、ヨウ化ナトリウムなどのアルカリ金属ハロゲン化物; 硫酸カリウム、硫酸ナトリウムなどのアルカリ金属硫酸塩; 硫酸アンモニウム; 塩化アンモニウム; 硝酸ナトリウム、硝酸カリウムなどのアルカリ金属硝酸塩; 塩化カルシウム硫酸第一鉄、硫酸マグネシウム、酢酸カルシウム、硫酸亜鉛、硫酸銅、塩化バリウム、塩化第一鉄、塩化第二鉄、塩化マグネシウム、硫酸第二鉄、硫酸アルミニウム、カリウムミョウバン、鉄ミョウバンなどの無機塩類の水溶液を単独または2種以上を混合したものを挙げることができる。これらの中でも、塩化ナトリウム、塩化カリウム、硫酸ナトリウム、塩化アンモニウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、硫酸マグネシウム、塩化バリウム、酢酸カルシウムなどの一価または二価の無機酸の塩の水溶液が好適に使用できる。前記凝固剤の添加方法には特に制限は無く、一括添加、分割添加、あるいは連続的添加を用いることができる。
 乳化ラテックスは、硬質重合体(a)、架橋ゴム重合体(b)、および硬質重合体(c)からなる多層構造アクリル系重合体ラテックス単独または2種以上を混合したもの、または硬質重合体(a)、架橋ゴム重合体(b)、および硬質重合体(c)からなる多層構造アクリル系重合体ラテックスと少なくとも1つの単層アクリル系重合体ラテックスを混合したもの、に凝固剤を添加させることで凝固させることができる。
 < 第一凝固(凝集工程)>
 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。
 第一凝固(凝集工程)における乳化ラテックスのポリマー濃度は、好ましくは5~25質量%であり、より好ましくは7.5~22.5質量%であり、さらに好ましくは10~20質量%である。乳化ラテックスのポリマー濃度が低いほど凝集が進み難くなり、高いほど凝集は進みやすくなるが高粘度のため制御が難しくなる傾向がある。
 第一凝固(凝集工程)における凝固剤の添加濃度は、乳化ラテックス中のポリマー100質量部に対して、好ましくは0.1~10質量部、より好ましくは0.5~7.5質量部、さらに好ましくは1.0~5.0質量部である。凝固剤の添加濃度が低いと凝集が進み難くなり、高いほど凝集は進みやすくなるが得られた凝固物の耐温水若しくは耐沸水白化性が悪化する傾向がある。
 第一凝固(凝集工程)における液温度は、好ましくは60~90℃、より好ましくは65~85℃、さらに好ましくは70~80℃である。温度が低いほど凝集が不十分となり得られる凝固物の粒子径は小さくなり、高いほど凝集は進みやすくなるが制御が難しくなる傾向がある。
 第一凝固(凝集工程)における滞留時間は、好ましくは0.25~2.0時間、より好ましくは0.5~1.75時間、さらに好ましくは0.75~1.5時間である。滞留時間が短いほど凝集が不十分となり得られる凝固物の粒子径は小さくなり、長いほど凝集は進みやすくなるが得られた凝固物の耐温水若しくは耐沸水白化性が悪化する傾向がある。
 < 第二凝固(造粒工程)>
 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。
 第二凝固(造粒工程)の前に、凝集して得られたスラリーにイオン交換水を加えて希釈することで、ポリマー濃度を調整することができる。その希釈後のスラリーのポリマー濃度は好ましくは1~20質量%であり、より好ましくは3~17.5質量%であり、さらに好ましくは5~15質量%である。乳化ラテックスのポリマー濃度が低いほど造粒が進み難くなり、高いほど造粒は進みやすくなるが凝固物の耐温水若しくは耐沸水白化性が悪化する傾向がある。
 第二凝固(造粒工程)における液温度は、好ましくは80~110℃、より好ましくは85~105℃、さらに好ましくは90~100℃である。温度が低いほど造粒が不十分となり得られる凝固物の粒子径は小さくなり、高いほど造粒は進みやすくなるが制御が難しくなる傾向がある。
 第二凝固(造粒工程)における滞留時間は、好ましくは0.25~2.0時間、より好ましくは0.5~1.75時間、さらに好ましくは0.75~1.5時間である。滞留時間が短いほど造粒が不十分となり得られる凝固物の粒子径は小さくなり、長いほど造粒は進みやすくなるが得られた凝固物の耐温水若しくは耐沸水白化が悪化する傾向がある。
 凝固によって得られたスラリーの洗浄および脱水は、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が前述の範囲になるように十分に行うことが好ましい。スラリーの洗浄および脱水によって、凝固剤に代表される水溶性成分をスラリーから除去できる。スラリーの洗浄および脱水は、例えば、フィルタープレス、ベルトプレス、ギナ型遠心分離機、スクリューデカンタ型遠心分離機などで行うことができる。生産性、洗浄効率の観点からスクリューデカンタ式遠心分離機を用いることが好ましい。スラリーの洗浄および脱水は、少なくとも2回行うことが好ましい。洗浄および脱水の回数が多いほど水溶性成分の残存量が下がる。しかし、生産性の観点から、洗浄および脱水の回数は、3回以下が好ましい。
 凝固物の脱水後の含水率は、好ましくは5~50質量%、より好ましくは5~45質量%、さらに好ましくは5~40質量%である。含水率が高いほど乾燥が十分に行うことができず、乾燥後に好適な含水率の凝固物を得ることが難しくなる。
 脱水時に排出される排水の濁度は、好ましくは1000以下、より好ましくは700以下、さらに好ましくは400以下である。排水の濁度が高いと、固液分離性が不十分であることを示し、製品収率が下がるだけでなく、排出ポンプのストレーナー詰りなどのトラブルを引き起こすため安定運転することが難しくなる。
 凝固物の乾燥は、含水率が、好ましくは0.2質量%未満、より好ましくは0.1質量%未満になるように行う。含水率が高いほど溶融押出成形の際に多層構造アクリル系重合体にエステル加水分解反応が起き、分子鎖にカルボキシル基が生成する傾向がある。
 本発明の好ましい1つの実施形態において、凝固物は、アセトン不溶分の酸価が、0.018mmol/g以下、好ましくは0.015mmol/g以下、さらに好ましくは0.012mmol/g以下である。凝固物のアセトン不溶分の酸価の下限は、好ましくは0.001mmol/gである。凝固物のアセトン不溶分の酸価が低いほど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。
 本発明の好ましい1つの実施形態において、凝固物は、アセトン可溶分の酸価が、0.012mmol/g以下、好ましくは0.009mmol/g以下、さらに好ましくは0.007mmol/g以下である。凝固物のアセトン可溶分の酸価の下限は、好ましくは0.001mmol/gである。凝固物のアセトン可溶分の酸価が低いほど、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。
 本発明の好ましい1つの実施形態において、凝固物は、ガラス転移温度が、好ましくは80℃以上、より好ましくは90℃以上、さらに好ましくは100℃以上である。凝固物のガラス転移温度が高いほど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。
 本発明の凝固物は、他の熱可塑性樹脂と混ぜて押出成形してもよい。他の熱可塑性樹脂としては、ポリカーボネート系重合体、塩化ビニル系重合体、フッ化ビニリデン系重合体、酢酸ビニル系重合体、マレイン酸系共重合体、アクリル樹脂、ABS樹脂、AES樹脂、AS樹脂などを挙げることができる。他の熱可塑性樹脂/凝固物の質量比は、好ましくは0/100~35/65、より好ましくは0/100~20/80である。
 本発明の凝固物は、アクリル系樹脂と混合して押出成形してもよい。アクリル系樹脂/凝固物の質量比は、好ましくは0/100~35/65、より好ましくは0/100~20/80である。この範囲であれば製膜性が良好になる。
 押出成形において必要に応じて用いることができるアクリル系樹脂は、メチルメタクリレートに由来する構造単位と必要に応じてアクリル酸エステルに由来する構造単位とを有する樹脂である。
 アクリル系樹脂におけるメチルメタクリレートに由来する構造単位の量は、アクリル系樹脂の全構造単位の質量に対して、好ましくは85~100質量%、より好ましくは92~100質量%である。アクリル系樹脂におけるアクリル酸エステルに由来する構造単位の量は、アクリル系樹脂の全構造単位の質量に対して、好ましくは0~15質量%、より好ましくは0~8質量%である。
 アクリル系樹脂におけるアクリル酸エステルとしては、メチルアクリレート、エチルアクリレート、n-プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、n-ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、s-ブチルアクリレート、t-ブチルアクリレート、アミルアクリレート、イソアミルアクリレート、n-へキシルアクリレート、2-エチルへキシルアクリレート、ペンタデシルアクリレート、ドデシルアクリレート、シクロへキシルアクリレート、ノルボルネニルアクリレート、イソボニルアクリレート、ベンジルアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、2-ヒドロキシエチルアクリレート、2-エトキシエチルアクリレート、グリシジルアクリレート、アリルアクリレート、フェニルアクリレートなどを挙げることができる。これらのうち、アルキル基の炭素数が1~6であるアルキルアクリレートが好ましい。
 押出成形に必要に応じて用いられるアクリル系樹脂は、ガラス転移温度が、好ましくは95℃以上、より好ましくは100℃以上、さらに好ましくは105℃以上である。該アクリル系樹脂は、230℃ 、3.8kg荷重下でのメルトフローレートが、好ましくは0.5~20g/10分、より好ましくは0.8~10g/10分である。
 前記アクリル系樹脂は、その製造方法によって特に制限されない。例えば、ラジカル重合法、アニオン重合法などの公知の重合法によって製造することができる。アクリル系樹脂の前述の特性値への調整は、重合条件を調整することによって、具体的には、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調整することによって行うことができる。このような重合条件の調整による樹脂特性の調整は当業者においてよく知られた技術である。
 凝固物およびアクリル系樹脂は、運搬、保管、成形などを容易にするために、ペレット化することが好ましい。多層構造アクリル系重合体をペレット化する際に用いる押出機はベントを備えることが好ましい。ベントは真空ベントまたはオープンベントであることが好ましい。ベントは樹脂溶融開始部より下流側に少なくとも1個設けることが好ましい。なお、真空ベントにおける圧力は、30Torr以下が好ましく、15Torr以下がより好ましく、9Torr以下がさらに好ましく、6Torr以下がもっとも好ましい。該真空ベントにおける圧力が上記範囲内にあれば、脱揮効率がよく、残存水分および単量体を少なくすることができる。
 ペレット化のために使用する押出機は単軸スクリュー方式であることが好ましい。単軸スクリュー式押出機は、多層構造アクリル系重合体等に与えるせん断エネルギーが小さく、重合体の熱分解を抑えることができる。スクリュー構成はフルフライトであることが好ましい。
 ペレット化のために使用する押出機のシリンダ加熱温度は、好ましくは210~270℃、より好ましくは220~260℃、さらに好ましくは230~250℃である。押出機での滞留時間は、好ましくは7分間以下、より好ましくは5分間以下、さらに好ましくは3分間以下である。シリンダ加熱温度が高いほどまたは滞留時間が長いほど、多層構造アクリル系重合体等に与えるせん断エネルギーが大きく、重合体の熱分解が進行しやすく、フィルムの耐温水白化性が低下する傾向がある。
 押出成形に供する前に凝固物およびアクリル系樹脂を乾燥させて含水率を減らすことが好ましい。押出成形に供する前における多層構造アクリル系重合体およびアクリル系樹脂の含水率は、好ましくは0.2質量%未満、より好ましくは0.1質量%未満である。含水率が高いほど、シルバーストリークの発生、耐温水白化性の低下を招きやすい。
 凝固物およびアクリル系樹脂には、必要に応じて紫外線吸収剤、酸化防止剤、光安定剤、老化防止剤、可塑剤、高分子加工助剤、滑剤、染料、顔料などの公知の樹脂用添加剤が含まれていてもよい。樹脂用添加剤の総含有量は凝固物およびアクリル系樹脂の合計量100質量%に対して20質量%以下であることが好ましい。樹脂用添加剤は、例えば、フィルム成形機内で溶融されている凝固物およびアクリル系樹脂に添加してもよいし、ペレット化された凝固物またはアクリル系樹脂にドライブレンドしてもよいし、凝固物またはアクリル系樹脂をペレット化する際に添加してもよい(マスターバッチ法)。
 凝固物およびアクリル系樹脂には、紫外線吸収剤を含有させることが好ましい。紫外線吸収剤としては、例えば2-[2-ヒドロキシ-5-(2-メタクリロイルオキシエチル)フェニル]-2H-1,2,3-ベンゾトリアゾールなどの反応性紫外線吸収剤を挙げることができる。紫外線吸収剤の含有量は、凝固物およびアクリル系樹脂の合計量100質量部に対して、好ましくは0.05~5質量部である。
 本発明の凝固物を成形体として用いる場合、加熱溶融させ押出成形、射出成形、などの一般的な成形方法により、板状、フィルムなどの形状に成形することが可能である。
 フィルム形成のために使用する押出機はベントを備えることが好ましい。ベントは真空ベントまたはオープンベントであることが好ましい。ベントは樹脂溶融開始部より下流側に少なくとも1個設けることが好ましい。真空ベントにおける圧力は、30Torr以下が好ましく、15Torr以下がより好ましく、9Torr以下がさらに好ましく、6Torr以下がもっとも好ましい。フィルム形成のために使用する押出機は、単軸スクリュー方式または同方向回転二軸スクリュー方式であることが好ましい。
 フィルム形成のために使用する押出機のシリンダ加熱温度は、好ましくは220~300℃、より好ましくは230~290℃、さらに好ましくは240~280℃である。フィルム形成のために使用する押出機での滞留時間は、好ましくは7分間以下、より好ましくは5分間以下、さらに好ましくは3分間以下である。シリンダ加熱温度が高いほどまたは滞留時間が長いほど、多層構造アクリル系重合体等に与えるせん断エネルギーが大きく、重合体の熱分解が進行しやすく、フィルムの耐温水白化性が低下する傾向がある。よって、フィルム形成のための押出成形は、押出機での滞留時間を5分間以下および樹脂温度を280℃以下にして行うことが好ましい。
 本発明の凝固物から得られる樹脂フィルムは、耐衝撃性に優れ、しかも耐応力白化性に優れていて折り曲げても白化が生じず、耐温水白化性および耐沸水白化性に優れていて温水および沸水に曝されても白化が生じない。本発明の凝固物から得られる樹脂フィルムは、他の重合体、特に熱可塑性重合体との接着性にも優れている。
 本発明の凝固物から得られる樹脂フィルムは、厚さが、好ましくは10~500μm、より好ましくは20~400μm、さらに好ましくは30~300μmである。
 本発明の好ましい態様の凝固物から得られる樹脂フィルムは、常温保管状態において、ヘイズ(H0)が、好ましくは1.5%以下、より好ましくは1%以下、さらに好ましくは0.5%以下である。なお、ヘイズはJIS K7136に準拠して光路長200μmの試験片で測定する。
 本発明の好ましい態様の凝固物から得られる樹脂フィルムは、80℃の水を用いた耐温水白化試験前後でのヘイズ変化幅(ΔH80)が、好ましくは10%以下、より好ましくは7%以下、さらに好ましくは5%以下である。樹脂フィルムは、100℃の水(沸水)を用いた耐沸水白化試験前後でのヘイズ変化幅(ΔH100)が、好ましくは30%以下、より好ましくは25%以下、さらに好ましくは20%以下である。
 本発明の積層体は、本発明の樹脂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からなる少なくとも1つの層とを有する。
 本発明の積層体に使用される他の熱可塑性重合体は、特に制限されない。他の熱可塑性重合体として、ポリカーボネート系重合体、塩化ビニル系重合体、フッ化ビニリデン系重合体、酢酸ビニル系重合体、マレイン酸系共重合体、メタクリル樹脂、ABS樹脂、AES樹脂、またはAS樹脂は、本発明の樹脂フィルムとの接着性が良好なので好ましい。熱可塑性重合体成形品は、フィルム、シート、板などのような面状成形品であってもよいし、管、棒などの線状成形品であってもよいし、レンズ、プリズム、容器などのような各種形状の成形品であってもよい。
 本発明の積層体は、その製造法によって特に制限されない。積層体は、例えば、前述の多層構造アクリル系重合体と他の熱可塑性重合体とを共押出成形することによって、他の熱可塑性重合体成形品の上に前述の多層構造アクリル系樹脂を被覆押出成形することによって、他の熱可塑性重合体成形品を所望の型の中に設置し多層構造アクリル系重合体を溶融させて前記型に射出または注入することによって、他の熱可塑性重合体成形品に前述の多層構造アクリル系樹脂を載せてプレス成形することによって、或いは、他の熱可塑性重合体成形品に本発明の樹脂フィルムを熱融着または接着することによって得ることができる。
 以下に製造例、実施例、および比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。ただし、本発明はそれらにより何ら制限されるものではない。なお、以下において「部」は質量部を表す。
(平均粒子径)
 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。
(メルトフローレート)
 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。
(ガラス転移温度)
 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。
(凝固物の粒子径)
 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。
(含水率)
 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)
(排水濁度)
 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。
(嵩密度)
 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/cm)を計算した。
(酸価)
 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
(含有金属量)
 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。
(耐温水白化性(80℃))
 アクリル系重合体凝固物を190℃、100kg/cm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(H)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。
(耐沸水白化性)
 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。
 本実施例では、メチルメタクリレートをMMA、n-ブチルアクリレートをnBA、メチルアクリレートをMA、スチレンをSt、アリルメタクリレートをALMA、n-オクチルメルカプタン(連鎖移動剤)をnOM、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムをDBSSとそれぞれ省略して記載する。
製造例1
 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。
 硬質重合体(a)を含有するラテックスの入った反応器内に、過硫酸カリウム0.030部を投入し、5分間撹拌した。次いで、MMA4部、nBA26部およびALMA0.9部からなる単量体混合物を40分間かけて連続的に滴加し、シード乳化重合を行った。滴加終了後、さらに30分間撹拌し、シード乳化重合を転化率98%以上となるように行って、硬質重合体(a)と架橋ゴム重合体(b)とを含有するラテックスを得た。
 硬質重合体(a)と架橋ゴム重合体(b)とを含有するラテックスの入った反応器内に、過硫酸カリウム0.055部を投入し、5分間撹拌した。その後、MMA56部、nBA6部およびnOM 0.2部からなる単量体混合物を100分間かけて連続的に滴加してシード重合を行った。滴加終了後、さらに60分間撹拌し、シード乳化重合を転化率98%以上となるように行って、硬質重合体(a)、架橋ゴム重合体(b)および硬質重合体(c)を含有するPMMAラテックス(以下、PMMAラテックス[1]と表記する。)を得た。光散乱法により決定されたPMMAラテックス[1]の平均粒子径は0.09μmであった。PMMAラテックス[1]の単量体単位組成比および平均粒子径を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
製造例2~5については、原料の量、層構成をそれぞれ表1に記載の数値に変更し、製造例1と同様の方法でPMMAラテックス[2]~[5]を得た。
実施例1
 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。
 その後、80℃に設定された連続式流動層乾燥機にて脱水されたスラリーを乾燥させて、アクリル系重合体凝固物を得た。得られた凝固物の嵩密度は0.42g/cm、含有するアルカリ金属およびアルカリ土類金属の量は表2に示す通りであった。
 乾燥させたアクリル系重合体凝固物は、含水率が0.06質量%、MFRが2.0g/10分、Tgが90℃、アセトン不溶分の酸価が0.004mmol/g、アセトン可溶分の酸価が0.009mmol/gであった。
 乾燥させたアクリル系重合体凝固物を190℃で熱プレスすることで厚さ200μmの樹脂フィルムを得た。該樹脂フィルムは、室温においてヘイズが0.4%、ΔH80が3%、ΔH100が17%であった。耐温水白化性および耐沸水白化性に優れていることがわかる。
実施例2~9、比較例1~4
 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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
実施例10
 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。
 得られた含水凝固物の含水率は20%であり、メジアン径は89μm、粒子径75μm以下の粒子比率は38%であった。
 その後、80℃に設定された連続式流動層乾燥機にて脱水されたスラリーを乾燥させて、アクリル系重合体凝固物を得た。得られた凝固物の嵩密度は0.50g/cm、含有するアルカリ金属およびアルカリ土類金属の量は表2に示す通りであった。
 乾燥させたアクリル系重合体凝固物は、含水率が0.04質量%、MFRが1.8g/10分、Tgが90℃、アセトン不溶分の酸価が0.004mmol/g、アセトン可溶分の酸価が0.009mmol/gであった。
 乾燥させたアクリル系重合体凝固物を190℃で熱プレスすることで厚さ200μmの樹脂フィルムを得た。 該樹脂フィルムは、室温においてヘイズが0.4%、ΔH80が3%、ΔH100が14%であった。

Claims (8)

  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/cm、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。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
    N;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量(mmoL/kg)、
    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請求項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、請求項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請求項1または2に記載の凝固物。
  5. 請求項1~4に記載のいずれかの凝固物を用いて得られる成形体。
  6. 請求項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. 請求項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/cm、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。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
    N;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量(mmoL/kg)、
    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。 
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