説明

透明なゴム変性スチレン系樹脂組成物およびその成形体

【課題】透明性ゴム変性スチレン系樹脂組成物およびその成形体を提供する。
【解決手段】酸無水物基含有共重合体(A)10〜90質量部(但し90質量部を除く)、(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)0〜80質量部(但し、0質量部を除く)、グラフト共重合体(C)10〜35質量部からなるゴム変性スチレン系樹脂組成物。酸無水物基含有共重合体(A):芳香族ビニル系単量体単位15〜80質量%、(メタ)アクリル酸エステル系単量体単位15〜80質量%、不飽和ジカルボン酸無水物系単量体単位5〜30質量%からなる共重合体。(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B):(メタ)アクリル酸エステル系単量体、芳香族ビニル系単量体単位およびアクリル酸エステル系単量体単位からなる群から選ばれる共重合体。グラフト共重合体(C):ジエン系ゴム状重合体およびスチレン−メタクリル酸エステル系共重合体からなるグラフト共重合体。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、透明なゴム変性スチレン系樹脂組成物およびその成形体に関するものである。
【背景技術】
【0002】
透明性ゴム強化スチレン系樹脂は、優れた意匠性、機械的性質、成形加工性および電気絶縁性などを有するため、一般雑貨や、電気機器、OA機器のハウジングや部品などに使用されている。透明性ゴム強化スチレン系樹脂として、透明ハイインパクトポリスチレン(透明HIPS樹脂)、透明メチルメタクリレート−ブタジエン−スチレン樹脂(透明MBS樹脂)や、透明アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂(透明ABS樹脂)等が知られている。
【0003】
しかしながら、一般的に透明性ゴム強化スチレン系樹脂は、良好な耐衝撃性と光透過性を有するが、耐熱性が十分でないといった問題があった。透明性ゴム強化スチレン系樹脂に耐熱性を付与する技術として下記がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2006−70133号公報
【特許文献2】特許第3168466号公報
【特許文献3】特許第3214003号公報
【特許文献4】特許第3414083号公報
【特許文献5】特開2002−3528号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、透明性ゴム変性スチレン系樹脂組成物およびその成形体を提供する事を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、以下を要旨とするものである。
(1)酸無水物基含有共重合体(A)10〜90質量部(但し90質量部を除く)、(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)0〜80質量部(但し、0質量部を除く)、グラフト共重合体(C)10〜35質量部からなゴム変性スチレン系樹脂組成物[但し、(A)、(B)、(C)の合計は100質量部]。
酸無水物基含有共重合体(A):
芳香族ビニル系単量体単位15〜80質量%、(メタ)アクリル酸エステル系単量体単位15〜80質量%、不飽和ジカルボン酸無水物系単量体単位5〜30質量%からなる共重合体樹脂組成物。
(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B):
(メタ)アクリル酸エステル系単量体単位70〜99質量%、芳香族ビニル系単量体単位およびアルキル基の炭素数1〜8のアクリル酸エステル系単量体単位からなる群から選ばれる1種以上の単量体単位30〜1質量%からなる共重合体樹脂組成物。
グラフト共重合体(C):
ジエン系ゴム状重合体(a)30〜70質量%、スチレン系単量体単位とメタクリル酸エステル系単量体単位からなるスチレン−メタクリル酸エステル系共重合体(b)30〜70質量%からなるグラフト共重合体。
(2)酸無水物基含有共重合体(A)、(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)、グラフト共重合体(C)の23℃における、d線に対する屈折率をそれぞれ、とし、na、nb、ncとし、
ゴム変性スチレン系樹脂組成物中の、酸無水物基含有共重合体(A)、(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)、グラフト共重合体(C)のそれぞれの質量比をそれぞれ、wa、wb、wc (但し、wa+wb+wc=1)としたとき、下記の式1、式2を満たす事を特徴とする、請求項1記載のゴム変性スチレン系樹脂組成物。
Δn=|na×wa/(wa+wb)+nb×wb/(wa+wb)-nc|・・・(式1)
Δn≦0.005 ・・・ (式2)
(3)酸無水物基含有共重合体(A)の重量平均分子量(Mw)が50000〜200000である、(1)乃至(2)いずれか1項記載のゴム変性スチレン系樹脂組成物。
(4)(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)の重量平均分子量が50000〜150000である、(1)乃至(3)いずれか1項記載のゴム変性スチレン系樹脂組成物。
(5)グラフト共重合体(C)の体積平散粒子径(Dv)が0.25〜0.60μmである事を特徴とする、(1)乃至(4)いずれか1項記載のゴム変性スチレン系樹脂組成物。
(6)酸無水物基含有共重合体(A)のガラス転移温度(Tg)が、110〜150℃の温度領域において、唯一つ観測される事を特徴とする、(1)乃至(5)いずれか1項記載のゴム変性スチレン系樹脂組成物。
(7)酸無水物基含有共重合体(A)の重合様式が、塊状重合若しくは溶液重合であることを特徴とする(1)乃至(6)いずれか1項記載のゴム変性スチレン系樹脂組成物。
(8)酸無水物基含有共重合体(A)の重合が、芳香族ビニル系単量体単位を誘導する単量体化合物の全量と、(メタ)アクリル酸エステル系単量体単位を誘導する単量体化合物の全量と、不飽和ジカルボン酸無水物系単量体単位を誘導する単量体化合物の仕込み量の一部を主体とする混合液に、不飽和ジカルボン酸無水物系単量体単位を誘導する単量体化合物の残りを分割又は連続的に添加しながら重合させた重合体であることを特徴とする、(1)乃至(7)いずれか1項記載のゴム変性スチレン系樹脂組成物。
(9)酸無水物基含有共重合体(A)の芳香族ビニル系単量体単位が、スチレンから誘導される事を特徴とする、(1)乃至(8)いずれか1項記載のゴム変性スチレン系樹脂組成物。
(10)酸無水物基含有共重合体(A)の(メタ)アクリル酸エステル単量体単位が、メチルメタクリレートから誘導される事を特徴とする、(1)乃至(9)いずれ1項記載のゴム変性スチレン系樹脂組成物。
(11)酸無水物基含有共重合体(A)の不飽和ジカルボン酸無水物系単量体単位が、マレイン酸無水物から誘導される事を特徴とする、(1)乃至(10)いずれか1項記載のゴム変性スチレン系樹脂組成物。
(12)(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)が(メタ)アクリル酸エステル系単量体単位と、芳香族ビニル系単量体単位からなる、(1)乃至(11)いずれか1項記載のゴム変性スチレン系樹脂組成物。
(13)グラフト共重合体(C)のジエン系ゴム状重合体(a)がポリブタジエンであることを特徴とする、(1)乃至(12)いずれか1項記載のゴム変性スチレン系樹脂組成物。
(14)(1)乃至(13)いずれか1項記載のゴム変性スチレン系樹脂組成物からなる成形体。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、耐衝撃性、光透過性、表面硬度、耐熱性、色相、成形加工性が均衡して優れる透明性ゴム変性スチレン系樹脂組成物およびその成形体を得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、本発明を実施するための形態について説明する。
【0009】
本実施形態は、酸無水物基含有共重合体(A)、(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)、グラフト共重合体(C)より構成された、耐衝撃性、光透過性、表面硬度、耐熱性、色相、成形加工性が均衡して優れるゴム変性スチレン系樹脂組成物およびその成形体に関するものである。
【0010】
(i)酸無水物基含有共重合体(A)
酸無水物基含有共重合体(A)は、芳香族ビニル系単量体単位15〜80質量%、(メタ)アクリル酸エステル系単量体単位15〜80質量%、不飽和ジカルボン酸無水物系単量体単位5〜30質量%からなる共重合体樹脂組成物である。
酸無水物基含有共重合体(A)は芳香族ビニル系単量体単位を誘導する単量体化合物(以下、芳香族ビニル系単量体とする)、(メタ)アクリル酸エステル系単量体単位を誘導する単量体化合物(以下、(メタ)アクリル酸エステル系単量体とする)、および不飽和ジカルボン酸無水物系単量体単位を誘導する単量体化合物(以下、不飽和ジカルボン酸無水物系単量体とする)を重合することで得られる。
【0011】
酸無水物基含有共重合体(A)に用いることのできる、芳香族ビニル系単量体の具体例として、スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、エチルスチレン、p−t−ブチルスチレン、クロロスチレン、ブロモスチレン等、任意の芳香族ビニル系単量体が挙げられる。中でも(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)との相溶性を良好に維持する観点から、スチレン、α−メチルスチレンであることが好ましく、特にスチレンであることが最も好ましい。これらの芳香族ビニル系単量体は、単独で用いてもよいが、二種類以上を併用してもよい。
【0012】
酸無水物基含有共重合体(A)に用いることのできる、(メタ)アクリル酸エステル系単量体の具体例として、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート等のアクリル酸エステルや、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ブチルメタクリレート等のメタクリル酸エステル等、任意の(メタ)アクリル酸エステル系単量体が挙げられる。中でもゴム変性スチレン系樹脂組成物の光透過性と表面硬度を良好に維持する観点から、メチルメタクリレートであることが最も好ましい。これらの(メタ)アクリル酸エステル系単量体は単独で用いてもよいが、二種以上を併用してもよい
【0013】
酸無水物基含有共重合体(A)に用いることのできる、不飽和ジカルボン酸無水物系単量体の具体例として、マレイン酸無水物、イタコン酸無水物、シトラコン酸無水物、アコニット酸無水物等、任意の不飽和ジカルボン酸無水物系単量体が挙げられる。中でも、(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)相溶性とゴム変性スチレン系樹脂組成物への耐熱性付与の観点から、マレイン酸無水物であることが最も好ましい。これらの不飽和ジカルボン酸無水物系単量体は単独で用いてもよいが、二種以上を併用してもよい。
【0014】
更に、酸無水物基含有共重合体(A)は、目的を損なわない範囲でその他の単量体化合物より誘導される単量体単位を含有するものであってもよい。その他の単量体化合物として、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、フマロニトリル等のシアン化ビニル化合物、酢酸ビニル、安息香酸ビニル等のビニルエステル化合物、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、プロピオビニルエーテル等のビニルエーテル化合物等が挙げられる。これらの単量体化合物は単独で用いてもよいが、二種以上を併用してもよく、含有率の総量としては5質量%以下であることが好ましい。
【0015】
本発明の酸無水物基含有共重合体(A)中の単量体単位の構成比率は、芳香族ビニル系単量体単位15〜80質量%、(メタ)アクリル酸エステル系単量体単位15〜80質量%、不飽和ジカルボン酸無水物系単量体単位5〜30質量%である。さらに好ましくは、芳香族ビニル単量体単位25〜70質量%、(メタ)アクリル酸エステル系単量体単位25〜70質量%、不飽和ジカルボン酸無水物単量体単位5〜20質量%である。
【0016】
酸無水物基含有共重合体(A)中の芳香族ビニル系単量体単位15質量%または25質量%以上であれば、ゴム変性スチレン系樹脂組成物の成形加工性を良好に維持することができ、80質量%または70質量%以下であれば、ゴム変性スチレン系樹脂組成物の表面硬度を良好に維持することができる。
【0017】
酸無水物基含有共重合体(A)中の(メタ)アクリル酸エステル系単量体単位15質量%または25質量%以上であれば、ゴム変性スチレン系樹脂組成物の表面硬度を良好に維持することができ、80質量%または70質量%以下であれば、ゴム変性スチレン系樹脂組成物の色相を良好に維持することができる。
【0018】
酸無水物基含有共重合体(A)中の不飽和ジカルボン酸無水物単量体単位が5質量%以上であれば、ゴム変性スチレン系樹脂組成物の耐熱性を良好に維持することができ、30質量%または20質量%以下であれば、ゴム変性スチレン系樹脂組成物の衝撃強度を良好に維持することができる。
【0019】
酸無水物基含有共重合体(A)の重量平均分子量(Mw)については、50,000〜250,000の範囲にあることが好ましく、60,000〜200,000の範囲にあることがさらに好ましく、特に80,000〜150,000の範囲にあることがさらに好ましい。
【0020】
酸無水物基含有共重合体(A)の重量平均分子量(Mw)が50,000以上であれば、ゴム変性スチレン系樹脂組成物の耐熱性を良好に維持することが出来る。また、250,000以下であれば、ゴム変性スチレン系樹脂組成物の成形加工性を良好に維持することができる。
【0021】
酸無水物基含有共重合体(A)の重量平均分子量(Mw)は、重合条件、すなわち、重合開始剤および連鎖移動剤の種類や量、重合時の温度を変更することにより任意に調整することが可能である。
なお、酸無水物基含有共重合体(A)の重量平均分子量(Mw)とは、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィ)で測定されるポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)である。
【0022】
酸無水物基含有共重合体(A)のガラス転移温度(Tg)は、特に限定されないが、110〜155℃の温度領域において、唯一つ観測されることが好ましい。
【0023】
酸無水物基含有共重合体(A)の重合様式については、特に制限はされないが、例えば塊状重合法、溶液重合法、懸濁重合法、塊状−懸濁重合法、乳化重合法等などの公知の方法を採用することができる。その中でも、重合液の取り扱い容易性の観点から溶液重合が最も好ましい。
【0024】
酸無水物基含有共重合体(A)の溶液重合で用いる溶剤については、特に制限はされないが、入手容易性と、酸無水物基含有共重合体(A)の溶解性などの観点から、例えばアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセトフェノン等のケトン類、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン等のエーテル類、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン等の芳香族炭化水素、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチル−2−ピロリドン等の溶剤があり、その中でも、酸無水物基含有共重合体(A)の脱揮回収時における溶剤除去の容易性からメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンが特に好ましい。これらの溶媒の添加量についても、特に制限はされないが、単量体化合物の総量100質量部に対して20〜200質量部の範囲にあることが好ましく、特に80〜140質量部の範囲にあることがさらに好ましい。
【0025】
酸無水物基含有共重合体(A)の重合プロセスについては、特に制限はされないが、例えば回分式重合法、半回分式重合法、連続重合法など公知のプロセスを採用することができる。その中でも、組成の整った酸無水物基含有共重合体(A)が容易に得られることから、回分式重合法を採用する事が好ましい。
【0026】
酸無水物基含有共重合体(A)の重合方法については、特に制限はされないが、簡潔なプロセスによって生産性よく製造することが可能であるという観点から、ラジカル重合が好ましく、任意のラジカル重合開始剤を使用できる
【0027】
酸無水物基含有共重合体(A)の重合に使用するラジカル重合開始剤については、特に制限はされないが、例えば、アゾ化合物、有機過酸化物、無機過酸化物、過酸化水素などの公知の過酸化物を採用することができる。その中でも、反応制御の容易さと入手容易性の観点から、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスシクロヘキサンカルボニトリル、アゾビスメチルプロピオニトリル、アゾビスメチルブチロニトリル等のアゾ化合物、ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシベンゾエート、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、ジ−t−ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、エチル−3,3−ジ−(t−ブチルパーオキシ)ブチレート等の有機過酸化物を採用することが好ましい。
【0028】
酸無水物基含有共重合体(A)の重合に使用するラジカル重合開始剤は、単独で用いてもよいが、2種以上を併用しても差し支えない。重合の反応速度や重合率制御の観点からは、従来のスチレン系樹脂の製造において常用されているものが好ましく、具体的には10時間半減期温度が70〜120℃であるアゾ化合物や有機過酸化物を用いるのが好ましい。
【0029】
ラジカル重合開始剤の使用量については、特に制限はされないが、単量体化合物の総量100質量部に対して0.1〜1.5質量部使用することが好ましく、特に0.1〜1.0質量部使用することがさらに好ましい。
【0030】
ラジカル重合開始剤の使用量が、単量体化合物の総量100質量部に対して0.1質量部以上であれば、十分な重合速度が得られるため、良好な生産性を維持することが出来る。ラジカル重合開始剤の使用量が、単量体化合物の総量100質量部に対して1.5質量部以下であれば、重合速度が抑制でき、反応制御が容易になるため、酸無水物基含有共重合体(A)分子量制御を容易とすることが出来る。
【0031】
酸無水物基含有共重合体(A)の重合には、任意の連鎖移動剤を使用しても良い。使用する連鎖移動剤に特に制限は無いが、入手容易性、分子量制御のし易さなどの観点から、具体的には、n−ドデシルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタンや2,4−ジフェニル−4−メチル−1−ペンテン等の連鎖移動剤を用いることができる。なお、連鎖移動剤については、単独で用いてもよいが、二種以上を併用してもよい。
【0032】
連鎖移動剤の使用量は、酸無水物基含有共重合体(A)の目標分子量が得られる範囲であれば、特に制限は無いが、単量体化合物の総量100質量部に対して0.1〜0.8質量部使用することが好ましく、特に単量体化合物の総量100質量部に対して0.15〜0.5質量部使用することがさらに好ましい。連鎖移動剤の使用量が0.1質量部以上かつ0.8質量部以下であれば、酸無水物基含有共重合体(A)の目標分子量を容易に得ることができる。
【0033】
酸無水物基含有共重合体(A)の重合では、芳香族ビニル系単量体、(メタ)アクリル酸エステル系単量体、および不飽和ジカルボン酸無水物系単量体を重合初期に全量仕込んで重合することも出来る。しかしながら、この場合、芳香族ビニル系単量体と不飽和ジカルボン酸無水物系単量体との交互共重合性が強いため、不飽和ジカルボン酸無水物系単量体単位を多く含む共重合体が生成する事がある。重合中に一貫して組成が均一な共重合体が得られるようにするためには、芳香族ビニル系単量体、(メタ)アクリル酸エステル系単量体、および不飽和ジカルボン酸無水物系単量体の一部を重合初期に仕込み、不飽和ジカルボン酸無水物単量体の残りを分割または連続的に添加しながら重合させることが好ましい。このようにすれば、組成が均一な酸無水物基含有共重合体(A)を得ることができる。
【0034】
酸無水物基含有共重合体(A)の重合温度については、特に制限は無いが、初期の重合温度は80〜110℃が好ましく、重合後期には重合率を向上させるため110℃〜150℃とすることが好ましい。
また、不飽和ジカルボン酸無水物系単量体の添加速度は、芳香族ビニル系単量体の転化率が80〜95%となる時点で添加が終了するように調整することが好ましい。さらに重合時間、重合開始剤量を調整することで不飽和ジカルボン酸無水物系単量体の重合率を99.9%以上にすることができ、色相に優れた酸無水物基含有共重合体(A)が得られるため、これを使用して得られるゴム変性スチレン系樹脂組成物においても色相が良好なものが得られる。
【0035】
酸無水物基含有共重合体(A)の重合に用いた溶剤や未反応の単量体などの揮発成分を取り除く方法については、特に限定はなく公知の方法を用いることが出来るが、中でもベントタイプスクリュー式押出機を用いる方法が好ましい。ベントタイプスクリュー式押出機を用いる場合の脱揮条件としては、樹脂温度を310〜340℃とし、かつ−92kPaG以下の減圧下で脱揮することが好ましい。真空減圧下で樹脂温度を高くする事により非重合性の溶剤や未反応の単量体は揮発しやすくなり、樹脂温度が340℃以下に抑えられれば酸無水物基含有共重合体(A)の熱劣化による解重合を抑制する事ができ、色相に優れた酸無水物基含有共重合体(A)が得られるため、これを使用して得られるゴム変性スチレン系樹脂組成物においても色相が良好なものが得られる。なお、樹脂温度の調整方法については、押出機のスクリュー回転数やシリンダー温度の調整により行うことが出来る。
【0036】
酸無水物基含有共重合体(A)の熱劣化を防ぎ、良好な色相を維持する目的で、任意のラジカル捕捉剤を用いてもよい。ラジカル捕捉剤は特に限定されるものではないが、フェノール系化合物、有機リン系化合物、有機硫黄系化合物、アミン系化合物等の酸化防止剤が挙げられる。これらのラジカル捕捉剤は単独で用いても良く、2種類以上を併用して用いても良い。これらのラジカル捕捉剤は、ベントタイプスクリュー式押出機でスチレン−マレイミド系共重合体中の揮発性成分を脱揮する工程で著しい熱履歴を受ける事から、ラジカル捕捉剤としての機能を維持するためには耐熱性や熱安定性を有する化合物が特に好ましい。例えば、1%加熱減量温度が300℃を超えるラジカル捕捉剤がさらにいっそう好ましい。ラジカル捕捉剤は、重合後の重合生成物に対して添加する事が好ましい。重合前あるいは重合中に添加すると、重合速度が低下する場合がある。
【0037】
(ii)(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)
(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)は、(メタ)アクリル酸エステル系単量体単位70〜99質量%、芳香族ビニル系単量体単位およびアルキル基の炭素数1〜8のアクリル酸エステルからなる群から選ばれる1種以上の単量体単位30〜1質量%からなる共重合体樹脂組成物である。
(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)は、(メタ)アクリル酸エステル系単量体単位を誘導する単量体化合物(以下、(メタ)アクリル酸エステル系単量体とする)と、芳香族ビニル系単量体単位を誘導する単量体化合物およびアルキル基の炭素数1〜8のアクリル酸エステル系単量体単位を誘導する単量体化合物からなる群から選ばれる1種以上の単量体化合物を公知の方法により重合することで得られる。
【0038】
(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)に用いることのできる、(メタ)アクリル酸エステル系単量体の具体例として、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート等のアクリル酸エステルや、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ブチルメタクリレート等のメタクリル酸エステル等、任意の(メタ)アクリル酸エステル系単量体が挙げられる。中でもゴム変性スチレン系樹脂組成物の光透過性と表面硬度を良好に維持する観点から、メチルメタクリレートであることが最も好ましい。これらの(メタ)アクリル酸エステル系単量体は単独で用いてもよいが、二種以上を併用してもよい。
【0039】
(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)に用いることのできる、芳香族ビニル系単量体の具体例として、スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、エチルスチレン、p−t−ブチルスチレン、クロロスチレン、ブロモスチレン等、任意の芳香族ビニル系単量体が挙げられる。中でも中でもゴム変性スチレン系樹脂組成物の耐熱性と酸無水物基含有共重合体(A)との相溶性を良好に維持する観点から、スチレン、α−メチルスチレンであることが好ましく、特にスチレンであることが最も好ましい。これら芳香族ビニル系単量体は、単独で用いてもよいが、二種以上を併用してもよい。
【0040】
更に、(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)は、発明の目的を損なわない範囲でその他の単量体化合物より誘導される単量体単位を含有するものであってもよい。その他の単量体化合物として、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、フマロニトリル等のシアン化ビニル化合物、酢酸ビニル、安息香酸ビニル等のビニルエステル化合物、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、プロピオビニルエーテル等のビニルエーテル化合物、N−フェニルマレイミド、N−メチルマレイミドのようなN−置換マレイミド系単量体等が挙げられる。これらの単量体化合物は、単独で用いてもよいが、二種以上を併用してもよく、含有率の総量としては5質量%以下であることが好ましい。
【0041】
本発明の(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)中の単量体単位の構成比率は、好ましくは、(メタ)アクリル酸エステル系単量体単位70〜99質量%、芳香族ビニル系単量体単位1〜30質量%である。さらに好ましくは、(メタ)アクリル酸エステル系単量体単位85〜99質量%、芳香族ビニル単量体単位1〜15質量%である。(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)中の(メタ)アクリル酸エステル系単量体単位70質量%以上であれば、ゴム変性スチレン系樹脂組成物の表面硬度を良好に維持することができる。
【0042】
(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)の重量平均分子量(Mw)については、特に制限はされないが、50,000〜150,000であることが好ましい。
【0043】
(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)の重量平均分子量(Mw)が50,000以上であれば、ゴム変性スチレン系樹脂組成物の耐熱性を良好に維持することが出来る。また、150,000以下であれば、ゴム変性熱スチレン系樹脂組成物の成形加工性を良好を維持することができる。
【0044】
(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)の重量平均分子量(Mw)は、重合条件、すなわち、重合開始剤および連鎖移動剤の種類や量、重合時の温度を変更することにより任意に調整することが可能である。
なお、(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)の重量平均分子量(Mw)とは、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィ)で測定されるポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)である。
【0045】
(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)の重合様式については、特に制限はされないが、例えば塊状重合法、溶液重合法、懸濁重合法、塊状−懸濁重合法、乳化重合法等などの公知の方法を採用することができる。その中でも、不純物の含有量が少なく、色相良好な(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)が得られるため、これを使用して得られるゴム変性スチレン系樹脂組成物においても色相が良好なものが得られることから、観点から塊状重合または溶液重合が好ましい。さらに、(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)の重合プロセスは回分式重合法、半回分式重合法、連続重合法のいずれの方式であっても差し支えないが、生産性の観点から、連続重合法が好ましい。
【0046】
(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)の重合様式として、連続重合を採用する場合、反応器の構成は、完全混合型反応器(CSTR)とピストンフロー型反応器(PFR)がこの順に直列に連結されている構成が好ましい。なお、CSTR、PFRは目的に応じて各々1個または複数個としこれらを連結することも可能であるが、CSTRの個数は好ましくは1〜2個であり、特に1個であることがさらに好ましい。PRFの個数は、好ましくは1〜3個であり、特に1個であることがさらに好ましい。
【0047】
(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)の溶液重合を採用した場合、用いる溶剤については、特に制限はされないが、入手容易性、共重合体の溶解性などの観点から、例えばアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセトフェノン等のケトン類、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン等のエーテル類、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、クロロベンゼン等の芳香族炭化水素、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチル−2−ピロリドン等の溶剤があり、その中でも、(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)の溶剤への溶解性の観点からトルエン、エチルベンゼンが特に好ましい。これらの溶媒の添加量についても、特に制限はされないが、単量体化合物の総量100質量部に対して1〜30質量部の範囲にあることが好ましく、特に5〜25質量部の範囲にあることがさらに好ましい。
【0048】
(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)の重合方法については、特に制限はされないが、簡潔なプロセスによって生産性よく製造することが可能であるという観点から、ラジカル重合が好ましく、任意のラジカル重合開始剤を使用できる
【0049】
(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)の重合に使用するラジカル重合開始剤については、特に制限はされないが、例えば、アゾ化合物、有機過酸化物、無機過酸化物、過酸化水素などの公知の過酸化物を採用することができる。その中でも、反応制御の容易さと入手容易性の観点から、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスシクロヘキサンカルボニトリル、アゾビスメチルプロピオニトリル、アゾビスメチルブチロニトリル等のアゾ化合物、ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシベンゾエート、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、ジ−t−ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、エチル−3,3−ジ−(t−ブチルパーオキシ)ブチレート等の有機過酸化物を採用することが好ましい。
【0050】
(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)の重合には、ラジカル重合開始剤は、単独で用いてもよいが、2種以上を併用してもよい。重合の反応速度や重合率制御の観点からは、従来のスチレン系樹脂の製造において常用されているものが好ましく、具体的には10時間半減期温度が70〜120℃であるアゾ化合物や有機過酸化物を用いるのが好ましい。
【0051】
ラジカル重合開始剤の使用量については、特に制限はされないが、単量体化合物の総量100質量部に対して0.001〜0.1質量部使用することが好ましく、特に0.002〜0.03質量部使用することがさらに好ましい。
【0052】
ラジカル重合開始剤の使用量が、単量体化合物の総量100質量部に対して0.001質量部または0.002質量部以上であれば、十分な重合速度が得られるため、良好な生産性を維持することが出来る。ラジカル重合開始剤の使用量が、単量体化合物の総量100質量部に対して0.1質量部または0.03質量部以下であれば、重合速度が抑制でき、反応制御が容易になるため、(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)の分子量制御を容易とすることが出来る。
【0053】
(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)の重合には、任意の連鎖移動剤を使用しても良い。使用する連鎖移動剤に特に制限は無いが、入手容易性、分子量制御のし易さなどの観点から、具体的には、n−ドデシルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタンや2,4−ジフェニル−4−メチル−1−ペンテン等の連鎖移動剤を用いることができる。なお、連鎖移動剤については、単独で用いてもよいが、二種以上を併用してもよい。
【0054】
連鎖移動剤の使用量は、(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)の目標分子量が得られる範囲であれば、特に制限は無いが、単量体化合物の総量100質量部に対して0.05〜2.0質量部使用することが好ましく、特に単量体化合物の総量100質量部に対して0.2〜0.8質量部使用することがさらに好ましい。連鎖移動剤の使用量が0.05質量部以上かつ2.0質量部以下であれば、(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)の目標分子量を容易に得ることができる。
【0055】
(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)の重合温度については、特に制限は無いが、連続重合を採用する場合、CSTRでの反応温度は、110℃〜160℃は好ましく、特に120℃〜140℃の範囲にあることがさらに好ましい。また、PFRでの反応温度は、120℃〜170℃が好ましく、特に130℃〜150℃の範囲にあることがさらに好ましい。このようにすれば、反応制御が容易であり、かつ、組成が均一な(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)を得ることができる。
【0056】
(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)の重合に用いた溶剤や未反応の単量体などの揮発成分を取り除く方法については、特に限定はなく公知の方法を用いることが出来るが、中でも脱揮槽を用いる方法が好ましい。脱揮槽を用いる場合、溶融樹脂の温度は260℃以下に保たれることが好ましく、特に、240℃以下に保たれることがさらに好ましい。樹脂温度が260℃または240℃以下に抑えられれば(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)の熱劣化による解重合を抑制する事ができ、色相に優れた(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)が得られるため、これを使用して得られるゴム変性スチレン系樹脂組成物においても色相が良好なものが得られる。なお、樹脂温度の調整方法については、脱揮槽の温度調整により行うことが出来る。
【0057】
(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)の加工時の熱劣化を防ぎ、良好な色相を維持する目的で、任意のラジカル捕捉剤を用いてもよい。ラジカル捕捉剤は特に限定されるものではないが、フェノール系化合物、有機リン系化合物、有機硫黄系化合物、アミン系化合物等の酸化防止剤が挙げられる。これらのラジカル捕捉剤は単独で用いても良く、2種類以上を併用して用いても良い。これらのラジカル捕捉剤は、ベントタイプスクリュー式押出機でスチレン−マレイミド系共重合体中の揮発性成分を脱揮する工程で著しい熱履歴を受ける事から、ラジカル捕捉剤としての機能を維持するためには耐熱性や熱安定性を有する化合物が特に好ましい。例えば、1%加熱減量温度が300℃を超えるラジカル捕捉剤がさらにいっそう好ましい。ラジカル捕捉剤は、重合後の重合生成物に対して添加する事が好ましい。重合前あるいは重合中に添加すると、重合速度が低下する場合がある。
【0058】
(iii)グラフト共重合体(C)
グラフト共重合体(C)は、ジエン系ゴム状重合体(a)40〜60質量%、スチレン系単量体単位とメタクリル酸エステル系単量体単位からなるスチレン−メタクリル酸エステル系共重合体(b)40〜60質量%からなるグラフト共重合体である。グラフト共重合体(C)は、ジエン系ゴム状重合体に、スチレン−メタクリル酸エステル系共重合体が結合した、枝分かれ構造を含む共重合体である。さらに、グラフト共重合体(C)には、グラフト重合時に副生する、ジエン系ゴム状重合体にグラフトしていないスチレン−メタクリル酸エステル系共重合体を含む。なお、グラフト共重合体(C)は、ジエン系ゴム状重合体の存在下、(メタ)アクリル酸エステル系単量体と、スチレン系単量体とを公知の方法により重合することで得られる。
【0059】
グラフト共重合体(C)で使用されるジエン系ゴム状重合体はポリブタジエン、ブタジエン−スチレン共重合体、ブタジエン−アクリロニトリル共重合体、ポリイソプレン、スチレン−イソプレン共重合体等の共役ジエン系ゴム、およびこれらの水素添加物が挙げられ、これらは単独もしくは二種以上を組み合わせて使用することができる。これらの中でも、衝撃強度付与の観点から、ポリブタジエン、ブタジエン−スチレン共重合体、ブタジエン−アクリロニトリル共重合体のようなブタジエンを主成分として含有する共役ジエン系ゴムが好ましく、これらの中でも、ポリブタジエンである事が特に好ましい。
【0060】
グラフト共重合体(C)に用いることのできる、(メタ)アクリル酸エステル系単量体の具体例として、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート等のアクリル酸エステルや、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ブチルメタクリレート等のメタクリル酸エステル等、任意の(メタ)アクリル酸エステル系単量体が挙げられる。中でもゴム変性スチレン系樹脂組成物の耐熱性を良好に維持する観点から、メチルメタクリレートであることが最も好ましい。これらの(メタ)アクリル酸エステル系単量体は単独で用いてもよいが、二種類以上を併用してもよい。
【0061】
グラフト共重合体(C)に用いることのできる、スチレン系単量体の具体例として、スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、エチルスチレン、p−t−ブチルスチレン、クロロスチレン、ブロモスチレン等、任意のスチレン系単量体が挙げられる。中でもゴム変性スチレン系樹脂組成物の耐熱性と酸無水物基含有共重合体(A)、(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)との相溶性を良好に維持する観点から、スチレン、α−メチルスチレンであることが好ましく、特にスチレンであることが最も好ましい。これら芳香族ビニル系単量体は、単独で用いてもよいが、二種類以上を併用してもよい。
【0062】
更に、グラフト共重合体(C)は、発明の目的を損なわない範囲でその他の単量体化合物より誘導される単量体単位を含有するものであってもよい。その他の単量体化合物として、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、フマロニトリル等のシアン化ビニル化合物、酢酸ビニル、安息香酸ビニル等のビニルエステル化合物、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、プロピオビニルエーテル等のビニルエーテル化合物、N−フェニルマレイミド、N−メチルマレイミドのようなN−置換マレイミド系単量体等が挙げられる。これらの単量体化合物は、単独で用いてもよいが、二種以上を併用してもよく、含有率の総量としては5質量%以下であることが好ましい。
【0063】
本発明のグラフト共重合体(C)を構成する、ジエン系ゴム状重合体とスチレン−メタクリル酸エステル系共重合体の比率は、ジエン系ゴム重合体40〜60質量%、スチレン−メタクリル酸エステル系共重合体40〜60質量%である。さらに好ましくは、ゴム状重合体45〜60質量%、芳香族ビニル-(メタ)アクリル酸エステル共重合体40〜55質量%である。ジエン系ゴム重合体40質量%以上であれば、ゴム変性スチレン系樹脂組成物の耐衝撃性を良好に維持することができる。ジエン系ゴム重合体60質量%以下であれば、ゴム変性スチレン系樹脂組成物の耐熱性と成形加工性を良好に維持することができる。
【0064】
グラフト共重合体(C)の体積平均粒子径(Dv)は、0.25〜0.60μmであることが好ましい。特に、0.30〜0.45μmの範囲にあることがさらに好ましい。体積平均粒子径(Dv)が0.25μm以上であればゴム変性スチレン系樹脂組成物の耐衝撃性を良好に維持することができる。体積平均粒子径(Dv)が0.60μm以下であれば、ゴム変性スチレン系樹脂組成物の光透過性と成形加工性を良好に維持することができる。
【0065】
グラフト共重合体(C)の体積平均粒子径(Dv)は、重合条件、すなわち、ゴム状重合体の体積平均ゴム粒子径やグラフト共重合体(C)を構成する、ジエン系ゴム状重合体と芳香族ビニル-(メタ)アクリル酸エステル共重合体の比率を変更することにより任意に調整することが可能である。
なお、グラフト共重合体(C)の体積平均粒子径(Dv)とは、光散乱式粒度分布測定装置で測定される体積基準のメジアン径である。
【0066】
グラフト共重合体(C)の重合様式については、特に制限はされないが、例えば塊状重合法、溶液重合法、懸濁重合法、塊状−懸濁重合法、乳化重合法等などの公知の方法を採用することができる。その中でも、ゴム変性スチレン系樹脂組成物への耐衝撃性付与の観点から、乳化重合法が好ましい。
【0067】
グラフト共重合体(C)の重合方法については、特に制限はされないが、簡潔なプロセスによって生産性よく製造することが可能であるという観点から、ラジカル重合が好ましく、任意のラジカル重合開始剤を使用できる
【0068】
グラフト共重合体(C)で使用するラジカル開始剤として、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスシクロヘキサンカルボニトリル等のアゾ化合物や、ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシベンゾエート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、ジ−t−ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、エチル−3,3−ジ−(t−ブチルパーオキシ)ブチレート等の有機過酸化物あるいは、過酸化水素、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の無機過酸化物を用いることができるが、その中でも、無機過酸化物、有機過酸化物を用いる事が好ましく、無機過酸化物、有機過酸化物とともに硫酸第一鉄などの還元剤を組み合わせたレドックス系開始剤を用いることがさらに好ましい。なお、グラフト共重合体(C)の重合には、ラジカル重合開始剤は単独で用いてもよいが、2種以上を併用しても差し支えない。
【0069】
ラジカル重合開始剤の使用量については、特に制限はされないが、単量体化合物の総量100質量部に対して0.1〜0.5質量部使用することが好ましく、特に0.5〜3.5質量部使用することがさらに好ましい。
【0070】
ラジカル重合開始剤の使用量が、ジエン系ゴム状重合体および、芳香族ビニル系単量体と(メタ)アクリル酸エステル単量体からなる単量体化合物の総量100質量部に対して0.1質量部以上であれば、十分な重合速度が得られるため、良好な生産性を維持することが出来る。ラジカル重合開始剤の使用量が、単量体化合物の総量100質量部に対して3.5質量部以下であれば、重合速度が抑制でき、反応制御が容易になる。
【0071】
グラフト共重合体(C)の重合には、任意の連鎖移動剤を使用しても良い。使用する連鎖移動剤に特に制限は無いが、入手容易性、分子量制御のし易さなどの観点から、具体的には、n−ドデシルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタンや2,4−ジフェニル−4−メチル−1−ペンテン等の連鎖移動剤を用いることができる。連鎖移動剤は単独で用いてもよいが、2種以上を併用してもよい。
【0072】
グラフト共重合体(C)の重合温度については、特に制限は無いが、乳化重合を採用する場合の反応温度は、重合反応速度を高め、良好な生産性を維持する観点から、50℃以上であることが好ましく、55℃以上であることが特に好ましい。また、重合缶内の凝固物或いは付着物の発生量を少なくし、良好な生産性を維持する観点から、98℃以下である事が好ましく、90℃以下であることが特に好ましい。
【0073】
(iv)ゴム変性スチレン系樹脂組成物の配合組成
ゴム変性スチレン系樹脂組成物の配合組成は、酸無水物基含有共重合体(A)10〜90質量部(但し90質量部を除く)、(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)0〜80質量部(但し0質量部を除く)、グラフト共重合体(C)10〜35質量部からなる[但し、(A)、(B)、(C)の合計は100質量部]。配合組成がこの範囲にあれば、耐衝撃性、光透過性、表面硬度、耐熱性、色相、成形加工性が均衡して優れるゴム変性スチレン系樹脂組成物およびその成形体を得ることができる。さらに、ゴム変性スチレン系樹脂組成物の特に好ましい配合組成は、酸無水物基含有共重合体(A)20〜80質量部、(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)0〜60質量部、グラフト共重合体(C)20〜30質量部である。
【0074】
酸無水物基含有共重合体(A)が10質量部以上であれば、ゴム変性スチレン系樹脂組成物の配合組成の耐熱性を良好に維持する事ができる。また、90質量部以下であれば、ゴム変性スチレン系樹脂組成物の配合組成の耐衝撃性と表面硬度を良好に維持する事ができる。
【0075】
(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)が80質量部または60質量部以下であればゴム変性スチレン系樹脂組成物の配合組成の耐熱性を良好に維持することができる。
【0076】
グラフト共重合体(C)が10質量部以上であれば、ゴム変性スチレン系樹脂組成物の耐衝撃性を良好に維持する事ができる。また、35質量部以下であれば、ゴム変性スチレン系樹脂組成物の表面硬度と成形加工性を良好に維持することができる。
【0077】
酸無水物基含有共重合体(A)、(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)、グラフト共重合体(C)の各成分の混合の順序について、特に制限は無いが、例えば全てを同時に混合する方法、二種の成分を予め混合しておいた後、他の一成分と混合する方法等が挙げられる。なお、こうした混合は従来公知の方法で実施可能である。
【0078】
全ての成分を同時に混合する方法としては、単軸または二軸の溶融押出機を用いて、酸無水物基含有共重合体(A)、(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)、グラフト共重合体(C)、及び各種の添加剤を添加して溶融混合することができる。他の一成分と混合する方法としては、例えば、酸無水物基含有共重合体(A)と(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)を単軸および二軸の溶融押出機を用いてあらかじめ混合しておいた後、再び単軸および二軸の溶融押出機を用いて、グラフト共重合体(C)と溶融混合することが出来る、この場合も、各種の添加剤を添加して溶融混合することができる。
【0079】
二軸押出機を用いて溶融混練する際の押出条件としては、樹脂温度が190〜260℃であることが好ましく、さらに好ましくは200〜240℃である。樹脂温度は、シリンダー温度、スクリュー回転数、および原料フィード量を調整することで調整することができる。
【0080】
ゴム変性スチレン系樹脂組成物には必要に応じてヒンダードフェノール系化合物、ラクトン系化合物、リン系化合物、イオウ系化合物などの耐熱安定剤、ヒンダードアミン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物等の耐光安定剤、滑剤や可塑剤、着色剤、帯電防止剤、鉱油等の添加剤を配合してもかまわない。その配合量は光学成形体用樹脂組成物100質量部に対して1質量部未満であることが好ましい。
【0081】
以上、本発明の実施形態について述べてきたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【実施例】
【0082】
以下、詳細な内容について実施例を用いて説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【0083】
[実験例(A)−1]
攪拌機を備えた容積約25リットルのオートクレーブ中にスチレン35質量部、メチルメタクリレート60質量部、マレイン酸無水物0.50質量部、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノオキシカーボナート0.23質量部、n−ドデシルメルカプタン0.30質量部、メチルエチルケトン7.2質量部を仕込み、系内を窒素ガスで置換した後、温度を95℃に昇温した。次に、マレイン酸無水物4.8質量部、t−ブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート0.13質量部をメチルエチルケトン64.8質量部に溶解した溶液を5時間かけて連続的に添加しながら、95℃で4時間保持した後、2時間かけて120℃まで昇温下し、120℃にて0.5時間反応させた。得られた反応液をベントタイプスクリュー式押出機に供給し、揮発分を除去してペレット状の酸無水物基含有共重合体(A)−1を得た。単量体単位の構成比率は、スチレン単量体単位35質量%、メチルメタクリレート単量体単位60質量%、マレイン酸無水物単量体単位5質量%であり、Mwは182,000、ガラス転移温度は111℃、屈折率は1.528であった。
【0084】
[実験例(A)−2]
攪拌機を備えた容積約25リットルのオートクレーブ中にスチレン41質量部、メチルメタクリレート48質量部、マレイン酸無水物1.1質量部、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノオキシカーボナート0.20質量部、n−ドデシルメルカプタン0.28質量部、メチルエチルケトン7.2質量部を仕込み、系内を窒素ガスで置換した後、温度を95℃に昇温した。次に、マレイン酸無水物9.9質量部、t−ブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート0.13質量部をメチルエチルケトン64.8質量部に溶解した溶液を5時間かけて連続的に添加しながら、95℃で4時間保持した後、2時間かけて120℃まで昇温下し、120℃にて0.5時間反応させた。得られた反応液をベントタイプスクリュー式押出機に供給し、揮発分を除去してペレット状の酸無水物基含有共重合体(A)−2を得た。単量体単位の構成比率は、スチレン単量体単位41質量%、メチルメタクリレート単量体単位48質量%、マレイン酸無水物単量体単位11質量%であり、Mwは200,000、ガラス転移温度は120℃、屈折率は1.533であった。
【0085】
[実験例(A)−3]
攪拌機を備えた容積約25リットルのオートクレーブ中にスチレン70質量部、メチルメタクリレート15質量部、マレイン酸無水物1.5質量部、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノオキシカーボナート0.20質量部、n−ドデシルメルカプタン0.28質量部、メチルエチルケトン7.2質量部を仕込み、系内を窒素ガスで置換した後、温度を95℃に昇温した。次に、マレイン酸無水物13.5質量部、t−ブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート0.13質量部をメチルエチルケトン64.8質量部に溶解した溶液を5時間かけて連続的に添加しながら、95℃で4時間保持した後、2時間かけて120℃まで昇温下し、120℃にて0.5時間反応させた。得られた反応液をベントタイプスクリュー式押出機に供給し、揮発分を除去してペレット状の酸無水物基含有共重合体(A)−3を得た。単量体単位の構成比率は、スチレン単量体単位70質量%、メチルメタクリレート単量体単位15質量%、マレイン酸無水物単量体単位15質量%であり、Mwは200,000、ガラス転移温度は126℃、屈折率は1.561であった。
【0086】
[実験例(A)−4]
攪拌機を備えた容積約25リットルのオートクレーブ中にスチレン59質量部、メチルメタクリレート26質量部、マレイン酸無水物1.5質量部、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノオキシカーボナート0.22質量部、n−ドデシルメルカプタン0.30質量部、メチルエチルケトン7.2質量部を仕込み、系内を窒素ガスで置換した後、温度を95℃に昇温した。次に、マレイン酸無水物13.5質量部、t−ブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート0.13質量部をメチルエチルケトン64.8質量部に溶解した溶液を5時間かけて連続的に添加しながら、95℃で4時間保持した後、2時間かけて120℃まで昇温下し、120℃にて0.5時間反応させた。得られた反応液をベントタイプスクリュー式押出機に供給し、揮発分を除去してペレット状の酸無水物基含有共重合体(A)−4を得た。単量体単位の構成比率は、スチレン単量体単位59質量%、メチルメタクリレート単量体単位26質量%、マレイン酸無水物単量体単位15質量%であり、Mwは195,000、ガラス転移温度は126℃、屈折率は1.550であった。
【0087】
[実験例(A)−5]
攪拌機を備えた容積約25リットルのオートクレーブ中にスチレン45質量部、メチルメタクリレート40質量部、マレイン酸無水物1.5質量部、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノオキシカーボナート0.10質量部、n−ドデシルメルカプタン0.20質量部、メチルエチルケトン7.2質量部を仕込み、系内を窒素ガスで置換した後、温度を95℃に昇温した。次に、マレイン酸無水物13.5質量部、t−ブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート0.10質量部をメチルエチルケトン64.8質量部に溶解した溶液を5時間かけて連続的に添加しながら、95℃で4時間保持した後、2時間かけて120℃まで昇温下し、120℃にて0.5時間反応させた。得られた反応液をベントタイプスクリュー式押出機に供給し、揮発分を除去してペレット状の酸無水物基含有共重合体(A)−5を得た。単量体単位の構成比率は、スチレン単量体単位45質量%、メチルメタクリレート単量体単位40質量%、マレイン酸無水物単量体単位15質量%であり、Mwは245,000、ガラス転移温度は129℃、屈折率は1.536であった。
【0088】
[実験例(A)−6]
攪拌機を備えた容積約25リットルのオートクレーブ中にスチレン45質量部、メチルメタクリレート40質量部、マレイン酸無水物1.5質量部、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノオキシカーボナート0.20質量部、n−ドデシルメルカプタン0.30質量部、メチルエチルケトン7.2質量部を仕込み、系内を窒素ガスで置換した後、温度を95℃に昇温した。次に、マレイン酸無水物13.5質量部、t−ブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート0.13質量部をメチルエチルケトン64.8質量部に溶解した溶液を5時間かけて連続的に添加しながら、95℃で4時間保持した後、2時間かけて120℃まで昇温下し、120℃にて0.5時間反応させた。得られた反応液をベントタイプスクリュー式押出機に供給し、揮発分を除去してペレット状の酸無水物基含有共重合体(A)−6を得た。C単量体単位の構成比率は、スチレン単量体単位45質量%、メチルメタクリレート単量体単位40質量%、マレイン酸無水物単量体単位15質量%であり、Mwは204,000、ガラス転移温度は128℃、屈折率は1.536であった。
【0089】
[実験例(A)−7]
攪拌機を備えた容積約25リットルのオートクレーブ中にスチレン45質量部、メチルメタクリレート40質量部、マレイン酸無水物1.5質量部、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノオキシカーボナート0.25質量部、n−ドデシルメルカプタン0.35質量部、メチルエチルケトン7.2質量部を仕込み、系内を窒素ガスで置換した後、温度を95℃に昇温した。次に、マレイン酸無水物13.5質量部、t−ブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート0.17質量部をメチルエチルケトン64.8質量部に溶解した溶液を5時間かけて連続的に添加しながら、95℃で4時間保持した後、2時間かけて120℃まで昇温下し、120℃にて0.5時間反応させた。得られた反応液をベントタイプスクリュー式押出機に供給し、揮発分を除去してペレット状の酸無水物基含有共重合体(A)−7を得た。単量体単位の構成比率は、スチレン単量体単位45質量%、メチルメタクリレート単量体単位40質量%、マレイン酸無水物単量体単位15質量%であり、Mwは168,000、ガラス転移温度は127℃、屈折率は1.536であった。
【0090】
[実験例(A)−8]
攪拌機を備えた容積約25リットルのオートクレーブ中にスチレン45質量部、メチルメタクリレート40質量部、マレイン酸無水物1.5質量部、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノオキシカーボナート0.25質量部、n−ドデシルメルカプタン0.50質量部、メチルエチルケトン7.2質量部を仕込み、系内を窒素ガスで置換した後、温度を95℃に昇温した。次に、マレイン酸無水物13.5質量部、t−ブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート0.17質量部をメチルエチルケトン64.8質量部に溶解した溶液を5時間かけて連続的に添加しながら、95℃で4時間保持した後、2時間かけて120℃まで昇温下し、120℃にて0.5時間反応させた。得られた反応液をベントタイプスクリュー式押出機に供給し、揮発分を除去してペレット状の酸無水物基含有共重合体(A)−8を得た。単量体単位の構成比率は、スチレン単量体単位45質量%、メチルメタクリレート単量体単位40質量%、マレイン酸無水物単量体単位15質量%であり、Mwは102,000、ガラス転移温度は127℃、屈折率は1.536であった。
【0091】
[実験例(A)−9]
攪拌機を備えた容積約25リットルのオートクレーブ中にスチレン28質量部、メチルメタクリレート40質量部、マレイン酸無水物3.5質量部、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノオキシカーボナート0.20質量部、n−ドデシルメルカプタン0.30質量部、メチルエチルケトン21.6質量部を仕込み、系内を窒素ガスで置換した後、温度を95℃に昇温した。次に、スチレン12質量部、マレイン酸無水物16.5質量部、t−ブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート0.20質量部をメチルエチルケトン50.4質量部に溶解した溶液を5時間かけて連続的に添加しながら、95℃で4時間保持した後、2時間かけて120℃まで昇温下し、120℃にて0.5時間反応させた。得られた反応液をベントタイプスクリュー式押出機に供給し、揮発分を除去してペレット状の酸無水物基含有共重合体(A)−9を得た。単量体単位の構成比率は、スチレン単量体単位40質量%、メチルメタクリレート単量体単位40質量%、マレイン酸無水物単量体単位20質量%であり、Mwは200,000、ガラス転移温度は136℃、屈折率は1.532であった。
【0092】
[実験例(A)−10]
攪拌機を備えた容積約25リットルのオートクレーブ中にスチレン25質量部、メチルメタクリレート20質量部、マレイン酸無水物5.0質量部、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノオキシカーボナート0.20質量部、n−ドデシルメルカプタン0.30質量部、メチルエチルケトン21.6質量部を仕込み、系内を窒素ガスで置換した後、温度を95℃に昇温した。次に、スチレン25質量部、マレイン酸無水物25.0質量部、t−ブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート0.20質量部をメチルエチルケトン50.4質量部に溶解した溶液を5時間かけて連続的に添加しながら、95℃で4時間保持した後、2時間かけて120℃まで昇温下し、120℃にて0.5時間反応させた。得られた反応液をベントタイプスクリュー式押出機に供給し、揮発分を除去してペレット状の酸無水物基含有共重合体(A)−10を得た。単量体単位の構成比率は、スチレン単量体単位50質量%、メチルメタクリレート単量体単位20質量%、マレイン酸無水物単量体単位30質量%であり、Mwは200,000、ガラス転移温度は154℃、屈折率は1.537であった。
【0093】
[実験例(A)−11]
攪拌機を備えた容積約25リットルのオートクレーブ中にスチレン15質量部、メチルメタクリレート80質量部、マレイン酸無水物0.1質量部、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノオキシカーボナート0.20質量部、n−ドデシルメルカプタン0.30質量部、メチルエチルケトン7.2質量部を仕込み、系内を窒素ガスで置換した後、温度を95℃に昇温した。次に、マレイン酸無水物4.9質量部、t−ブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート0.13質量部をメチルエチルケトン64.8質量部に溶解した溶液を5時間かけて連続的に添加しながら、95℃で4時間保持した後、2時間かけて120℃まで昇温下し、120℃にて0.5時間反応させた。得られた反応液をベントタイプスクリュー式押出機に供給し、揮発分を除去してペレット状の酸無水物基含有共重合体(A)−11を得た。単量体単位の構成比率は、スチレン単量体単位15質量%、メチルメタクリレート単量体単位80質量%、マレイン酸無水物単量体5質量%であり、Mwは200,000、ガラス転移温度は112℃、屈折率は1.508であった。
【0094】
[実験例(A)−12]
攪拌機を備えた容積約25リットルのオートクレーブ中にスチレン75質量部、メチルメタクリレート15質量部、マレイン酸無水物1.0質量部、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノオキシカーボナート0.20質量部、n−ドデシルメルカプタン0.27質量部、メチルエチルケトン7.2質量部を仕込み、系内を窒素ガスで置換した後、温度を95℃に昇温した。次に、マレイン酸無水物9.0質量部、t−ブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート0.14質量部をメチルエチルケトン64.8質量部に溶解した溶液を5時間かけて連続的に添加しながら、95℃で4時間保持した後、2時間かけて120℃まで昇温下し、120℃にて0.5時間反応させた。得られた反応液をベントタイプスクリュー式押出機に供給し、揮発分を除去してペレット状の酸無水物基含有共重合体(A)−12を得た。単量体単位の構成比率は、スチレン単量体単位75質量%、メチルメタクリレート単量体単位15質量%、マレイン酸無水物単量体単位10質量%であり、Mwは200,000、ガラス転移温度は117℃、屈折率は1.567であった。
【0095】
[実験例(A)−13]
攪拌機を備えた容積約25リットルのオートクレーブ中にスチレン45質量部、メチルメタクリレート40質量部、マレイン酸無水物1.5質量部、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノオキシカーボナート0.10質量部、n−ドデシルメルカプタン0.05質量部、メチルエチルケトン7.2質量部を仕込み、系内を窒素ガスで置換した後、温度を95℃に昇温した。次に、マレイン酸無水物13.5質量部、t−ブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート0.07質量部をメチルエチルケトン64.8質量部に溶解した溶液を5時間かけて連続的に添加しながら、95℃で4時間保持した後、2時間かけて120℃まで昇温下し、120℃にて0.5時間反応させた。得られた反応液をベントタイプスクリュー式押出機に供給し、揮発分を除去してペレット状の酸無水物基含有共重合体(A)−2を得た。単量体単位の構成比率は、スチレン単量体単位45質量%、メチルメタクリレート単量体単位40質量%、マレイン酸無水物単量体単位15質量%であり、Mwは305,000、ガラス転移温度は130℃、屈折率は1.536であった。
【0096】
[実験例(A)−14]
攪拌機を備えた容積約25リットルのオートクレーブ中にスチレン45質量部、メチルメタクリレート40質量部、マレイン酸無水物1.5質量部、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノオキシカーボナート0.25質量部、n−ドデシルメルカプタン0.65質量部、メチルエチルケトン7.2質量部を仕込み、系内を窒素ガスで置換した後、温度を95℃に昇温した。次に、マレイン酸無水物13.5質量部、t−ブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート0.25質量部をメチルエチルケトン64.8質量部に溶解した溶液を5時間かけて連続的に添加しながら、95℃で4時間保持した後、2時間かけて120℃まで昇温下し、120℃にて0.5時間反応させた。得られた反応液をベントタイプスクリュー式押出機に供給し、揮発分を除去してペレット状の酸無水物基含有共重合体(A)−14を得た。単量体単位の構成比率は、スチレン単量体単位45質量%、メチルメタクリレート単量体単位40質量%、マレイン酸無水物単量体単位15質量%であり、Mwは65,000、ガラス転移温度は124℃、屈折率は1.536であった。
【0097】
[実験例(A)−15]
攪拌機を備えた容積約25リットルのオートクレーブ中にスチレン15質量部、メチルメタクリレート15質量部、マレイン酸無水物4.0質量部、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノオキシカーボナート0.20質量部、n−ドデシルメルカプタン0.30質量部、メチルエチルケトン21.6質量部を仕込み、系内を窒素ガスで置換した後、温度を95℃に昇温した。次に、スチレン32質量部、マレイン酸無水物34.0質量部、t−ブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート0.20質量部をメチルエチルケトン50.4質量部に溶解した溶液を5時間かけて連続的に添加しながら、95℃で4時間保持した後、2時間かけて120℃まで昇温下し、120℃にて0.5時間反応させた。得られた反応液をベントタイプスクリュー式押出機に供給し、揮発分を除去してペレット状の酸無水物基含有共重合体(A)−15を得た。単量体単位の構成比率は、スチレン単量体単位47質量%、メチルメタクリレート単量体単位15質量%、マレイン酸無水物単量体単位38質量%であり、Mwは200,000、ガラス転移温度は171℃、屈折率は1.532であった。
【0098】
[実験例(A)−16]
攪拌機を備えた容積約25リットルのオートクレーブ中にスチレン68質量部、メチルメタクリレート30質量部、マレイン酸無水物0.20質量部、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノオキシカーボナート0.23質量部、n−ドデシルメルカプタン0.30質量部、メチルエチルケトン7.2質量部を仕込み、系内を窒素ガスで置換した後、温度を95℃に昇温した。次に、マレイン酸無水物1.8質量部、t−ブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート0.13質量部をメチルエチルケトン64.8質量部に溶解した溶液を5時間かけて連続的に添加しながら、95℃で4時間保持した後、2時間かけて120℃まで昇温下し、120℃にて0.5時間反応させた。得られた反応液をベントタイプスクリュー式押出機に供給し、揮発分を除去してペレット状の酸無水物基含有共重合体(A)−16を得た。単量体単位の構成比率は、スチレン単量体単位68質量%、メチルメタクリレート単量体単位30質量%、マレイン酸無水物単量体単位2質量%であり、Mwは200,000、ガラス転移温度は105℃、屈折率は1.562であった。
【0099】
[実験例(A)−17]
攪拌機を備えた容積約25リットルのオートクレーブ中にメチルメタクリレート85質量部、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノオキシカーボナート0.13質量部、n−ドデシルメルカプタン0.30質量部、メチルエチルケトン7.2質量部を仕込み、系内を窒素ガスで置換した後、温度を95℃に昇温した。次に、スチレン10質量部、マレイン酸無水物5.0質量部、t−ブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート0.13質量部をメチルエチルケトン64.8質量部に溶解した溶液を5時間かけて連続的に添加しながら、95℃で4時間保持した後、2時間かけて120℃まで昇温下し、120℃にて0.5時間反応させた。得られた反応液をベントタイプスクリュー式押出機に供給し、揮発分を除去してペレット状の酸無水物基含有共重合体(A)−17を得た。単量体単位の構成比率は、スチレン単量体単位10質量%、メチルメタクリレート単量体単位85質量%、マレイン酸無水物単量体単位5質量%であり、Mwは200,000、ガラス転移温度は112℃、屈折率は1.503であった。
【0100】
[実験例(A)−18]
攪拌機を備えた容積約25リットルのオートクレーブ中にスチレン85質量部、マレイン酸無水物3.0質量部、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノオキシカーボナート0.05質量部、n−ドデシルメルカプタン0.05質量部、メチルエチルケトン7.2質量部を仕込み、系内を窒素ガスで置換した後、温度を95℃に昇温した。次に、マレイン酸無水物12.0質量部、t−ブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート0.2質量部をメチルエチルケトン64.8質量部に溶解した溶液を5時間かけて連続的に添加しながら、95℃で4時間保持した後、2時間かけて120℃まで昇温下し、120℃にて0.5時間反応させた。得られた反応液をベントタイプスクリュー式押出機に供給し、揮発分を除去してペレット状の酸無水物基含有共重合体(A)−18を得た。単量体単位の構成比率は、スチレン単量体単位85質量%、マレイン酸無水物単量体単位15質量%であり、Mwは305,000、ガラス転移温度は125℃、屈折率は1.576であった。
【0101】
[実験例(A)−19]
特開昭62−207346を参考に、スチレン−無水マレイン酸−N−フェニルマレイミド共重合樹脂を製造した。単量体単位の構成比率は、スチレン単量体単位47質量%、マレイン酸無水物単量体単位1質量%、N−フェニルマレイミド単量体単位52質量%であり、Mwは125,000、ガラス転移温度は196℃、屈折率は1.528であった。
【0102】
酸無水物基含有共重合体(A)の分析値の測定方法は以下の通りである。
(1)酸無水物基含有共重合体(A)中の単量体単位の構成比率
熱分解ガスクロマトグラフィー法(I)により算出したメチルメタクリレート/スチレンの構成比率と、核磁気共鳴吸収法(II)により算出したメチルメタクリレート/マレイン酸無水物の構成比率から算出したものである。
【0103】
熱分解ガスクロマトグラフィー法(I)
炉温度450℃にてポリマーを熱分解させ、分解ガスをガスクロマトグラフィー法により定量し、メチルメタクリレート/スチレンの構成比率を決定した。
【0104】
核磁気共鳴吸収法(II)
下記の条件によってNMRを測定し、メチルメタクリレートおよびマレイン酸無水物のカルボニル炭素の積分値の比等からメチルメタクリレート/マレイン酸無水物の構成比率を決定した。
装置名:AVANCE−300(BRUKER社製)
測定核種:C13
温度:110℃
濃度:10質量%
溶媒:DMSO−d6
積算回数:1万回
【0105】
(2)無水物基含有共重合体(A)の重量平均分子量(Mw)
下記の条件によってGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィ)で測定されるポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)である。
装置名:SYSTEM−21 Shodex(昭和電工社製)
カラム:PL gel MIXED−Bを3本直列
温度:40℃
検出:示差屈折率
溶媒:テトラヒドロフラン
濃度:2質量%
検量線:標準ポリスチレン(PS)(PL社製)を用いて作製し、Mwはポリスチレン換算値で表した。
【0106】
(3)無水物基含有共重合体(A)のガラス転移温度
JIS K−7121に従い、下記の条件により測定した。
装置名:セイコーインスツルメンツ社製 Robot DSC6200
昇温速度:10℃/分
【0107】
(4)無水物基含有共重合体(A)の屈折率
プレス成形にて厚み2mmの成形品を作製し、アタゴ社製アッベ式屈折率計(DR−M2)を用いて測定した。
【0108】
無水物基含有共重合体(A)の分析値を表1に示す。
【0109】
【表1】

【0110】
[実験例(B)−1]
攪拌翼に多段パドルを備えた容積約20Lの完全混合型連続反応槽、容積約11Lの塔式プラグフロー型連続反応槽、予熱器を付したフラッシュ型脱揮槽を直列に接続して構成した。メチルメタクリレート83.5質量部、スチレン4.5質量部、エチルベンゼン12.0質量部で構成する溶液に対し、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート0.0073質量部、n−ドデシルメルカプタン0.18質量部を混合し原料溶液とした。この原料溶液を毎時3.9kgで温度125℃に制御した完全混合型連続反応槽に供給した。完全混合型連続反応槽出口における転化率は36.8質量%であった。さらにこの重合溶液を流れの方向に向かって125℃から144℃の勾配がつくように調整した塔式プラグフロー型連続反応槽出口における転化率は76.9質量%であった。この重合液を予熱器で加熱しながら、10.6kPaに減圧した第一脱揮槽に導入し、槽内温度230℃にて未反応単量体の一部を除去した。更にこの液をギアポンプで抜き出しながら、スタティックミキサーに水を毎時9g添加して混合し、次に予熱器で加熱しながら、1.3kPaに減圧した第二脱揮槽に導入し、槽内温度230℃にて未反応単量体を除去した。これをギアポンプで抜き出し、ストランド状に押出し、切断することにより、ペレット状の(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)−1を得た。
【0111】
[実験例(B)−2]
メチルメタクリレート79.2質量%、スチレン8.8質量%、エチルベンゼン12.0質量%で構成する単量体溶液を用い、n−ドデシルメルカプタン0.42質量部とした以外は、(B)−1と同様に実施し、(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)−2を得た。
【0112】
[実験例(B)−3]
メチルメタクリレート79.2質量%、スチレン8.8質量%、エチルベンゼン12.0質量%で構成する単量体溶液を用い、n−ドデシルメルカプタン0.22質量部とした以外は、(B)−1と同様に実施し、(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)−3を得た。
【0113】
[実験例(B)−4]
メチルメタクリレート79.2質量%、スチレン8.8質量%、エチルベンゼン12.0質量%で構成する単量体溶液を用い、n−ドデシルメルカプタン0.18質量部とした以外は、(B)−1と同様に実施し、(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)−4を得た。
【0114】
[実験例(B)−5]
メチルメタクリレート79.2質量%、スチレン8.8質量%、エチルベンゼン12.0質量%で構成する単量体溶液を用い、n−ドデシルメルカプタン0.14質量部とした以外は、(B)−1と同様に実施し、(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)−5を得た。
【0115】
[実験例(B)−6]
メチルメタクリレート70.0質量%、スチレン18.0質量%、エチルベンゼン12.0質量%で構成する単量体溶液を用い、n−ドデシルメルカプタン0.16質量部とした以外は、(B)−1と同様に実施し、(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)−6を得た。
【0116】
[実験例(B)−7]
メチルメタクリレート61.6質量%、スチレン26.4質量%、エチルベンゼン12.0質量%で構成する単量体溶液を用い、n−ドデシルメルカプタン0.15質量部とした以外は、(B)−1と同様に実施し、(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)−7を得た。
【0117】
[実験例(B)−8]
メチルメタクリレート75.5質量%、エチルアクリレート4.5質量%、エチルベンゼン20.0質量%で構成する単量体溶液を用い、n−ドデシルメルカプタン0.42質量部とした以外は、(B)−1と同様に実施し、(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)−8を得た。
【0118】
[実験例(B)−9]
メチルメタクリレート75.5質量%、エチルアクリレート4.5質量%、エチルベンゼン20.0質量%で構成する単量体溶液を用い、n−ドデシルメルカプタン0.20質量部とした以外は、(B)−1と同様に実施し、(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)−9を得た。
【0119】
[実験例(B)−10]
メチルメタクリレート79.2質量%、スチレン8.8質量%、エチルベンゼン12.0質量%で構成する単量体溶液を用い、n−ドデシルメルカプタン0.55質量部とした以外は、(B)−1と同様に実施し、(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)−10を得た。
【0120】
[実験例(B)−11]
メチルメタクリレート79.2質量%、スチレン8.8質量%、エチルベンゼン12.0質量%で構成する単量体溶液を用い、n−ドデシルメルカプタン0.08質量部とした以外は、(B)−1と同様に実施し、(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)−11を得た。
【0121】
[実験例(B)−12]
メチルメタクリレート80.0質量%、エチルベンゼン20.0質量%で構成する単量体溶液を用い、n−ドデシルメルカプタン0.32質量部とした以外は、(B)−1と同様に実施し、(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)−12を得た。
【0122】
[実験例(B)−13]
メチルメタクリレート40.0質量%、スチレン48.0質量%、エチルベンゼン12.0質量%で構成する単量体溶液を用い、n−ドデシルメルカプタン0.15質量部とした以外は、(B)−1と同様に実施し、(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)−13を得た。
【0123】
(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)の分析値の測定方法は以下の通りである。
(5)(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)中の単量体単位の構成比率
炉温度450℃にてポリマーを熱分解させ、分解ガスをガスクロマトグラフィー法により定量し、メチルメタクリレート/スチレン/エチルアクリレートの構成比率を決定した。
【0124】
(6)(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)の重量平均分子量(Mw)
下記の条件によってGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィ)で測定されるポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)である。
装置名:SYSTEM−21 Shodex(昭和電工社製)
カラム:PL gel MIXED−Bを3本直列
温度:40℃
検出:示差屈折率
溶媒:テトラヒドロフラン
濃度:2質量%
検量線:標準ポリスチレン(PS)(PL社製)を用いて作製し、Mwはポリスチレン換算値で表した。
【0125】
(7)(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)のガラス転移温度
JIS K−7121に従い、下記の条件により測定した。
装置名:セイコーインスツルメンツ(株)社製 Robot DSC6200
昇温速度:10℃/分
【0126】
(8)(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)の屈折率
プレス成形にて厚み2mmの成形品を作製し、アタゴ社製アッベ式屈折率計(DR−M2)を用いて測定した。
【0127】
(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)の分析値を表2に示す。
【0128】
【表2】

【0129】
[実験例(C)−1]
ブタジエンラテックス(ゴム粒子径0.30μm)を固形分換算で12kg計量して容積200Lのオートクレーブに移し、純水98kgを加え、攪拌しながら窒素気流下で温度50℃に昇温した。ここに硫酸第一鉄1.25g、エチレンジアミンテトラ酢酸ナトリウム2.5g、ロンガリット100gを溶解した純水2kgを加え、スチレン10.6kg、メタクリル酸メチル37.4kg、t−ドデシルメルカプタン60gからなる混合物と、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド120gをオレイン酸カリウム450gを含む純水8kgに分散した溶液とを、別々に6時間かけて連続添加した。添加終了後、温度を70℃に昇温して、さらにジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド30g添加した後2時間放置して重合を終了した。得られた乳化液に酸化防止剤を加え、純水で固形分を15質量%に希釈した後に温度60℃に昇温し、激しく撹拌しながら希硫酸を加えて塩析を行い、その後温度を90℃に昇温して凝固させ、次に脱水、水洗、乾燥して粉末状のグラフト共重合体(C)−1を得た。
【0130】
[実験例(C)−2]
ブタジエンラテックス(ゴム粒子径0.30μm)を固形分換算で24kg、純水86kg、スチレン7.9kg、メタクリル酸メチル28.1kgとした以外は(C)−1と同様に実施し、グラフト共重合体(C)−2を得た。
【0131】
[実験例(C)−3]
ブタジエンラテックス(ゴム粒子径0.17μm)を固形分換算で31.5kg計量して容積200Lのオートクレーブに移し、純水78.5kgを加え、攪拌しながら窒素気流下で温度50℃に昇温した。ここに硫酸第一鉄1.25g、エチレンジアミンテトラ酢酸ナトリウム2.5g、ロンガリット100gを溶解した純水2kgを加え、スチレン6.3kg、メタクリル酸メチル22.2kg、t−ドデシルメルカプタン60gからなる混合物と、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド120gをオレイン酸カリウム450gを含む純水8kgに分散した溶液とを、別々に6時間かけて連続添加した。添加終了後、温度を70℃に昇温して、さらにジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド30g添加した後2時間放置して重合を終了した。得られた乳化液に酸化防止剤を加え、純水で固形分を15質量%に希釈した後に温度60℃に昇温し、激しく撹拌しながら希硫酸を加えて塩析を行い、その後温度を90℃に昇温して凝固させ、次に脱水、水洗、乾燥して粉末状のグラフト共重合体(C)−3を得た。
【0132】
[実験例(C)−4]
ブタジエンラテックス(ゴム粒子径0.30μm)を使用した以外は(C)−1と同様に実施し、グラフト共重合体(C)−4を得た。
【0133】
[実験例(C)−5]
ブタジエンラテックス(ゴム粒子径0.34μm)を使用した以外は(C)−1と同様に実施し、グラフト共重合体(C)−5を得た。
【0134】
[実験例(C)−6]
ブタジエンラテックス(ゴム粒子径0.42μm)を使用した以外は(C)−1と同様に実施し、グラフト共重合体(C)−6を得た。
【0135】
[実験例(C)−7]
ブタジエンラテックス(ゴム粒子径0.55μm)を使用した以外は(C)−1と同様に実施し、グラフト共重合体(C)−7を得た。
【0136】
[実験例(C)−8]
ブタジエンラテックス(ゴム粒子径0.72μm)を使用した以外は(C)−1と同様に実施し、グラフト共重合体(C)−8を得た。
【0137】
[実験例(C)−9]
ブタジエンラテックス(ゴム粒子径0.32μm)を固形分換算で36.0kg計量して容積200Lのオートクレーブに移し、純水74.0kgを加え、攪拌しながら窒素気流下で温度50℃に昇温した。ここに硫酸第一鉄1.25g、エチレンジアミンテトラ酢酸ナトリウム2.5g、ロンガリット100gを溶解した純水2kgを加え、スチレン5.3kg、メタクリル酸メチル18.7kg、t−ドデシルメルカプタン60gからなる混合物と、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド120gをオレイン酸カリウム450gを含む純水8kgに分散した溶液とを、別々に6時間かけて連続添加した。添加終了後、温度を70℃に昇温して、さらにジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド30g添加した後2時間放置して重合を終了した。得られた乳化液に酸化防止剤を加え、純水で固形分を15質量%に希釈した後に温度60℃に昇温し、激しく撹拌しながら希硫酸を加えて塩析を行い、その後温度を90℃に昇温して凝固させ、次に脱水、水洗、乾燥して粉末状のグラフト共重合体(C)−9を得た。
【0138】
[実験例(C)−10]
ブタジエンラテックス(ゴム粒子径0.32μm)を固形分換算で42.0kg計量して容積200Lのオートクレーブに移し、純水68.0kgを加え、攪拌しながら窒素気流下で温度50℃に昇温した。ここに硫酸第一鉄1.25g、エチレンジアミンテトラ酢酸ナトリウム2.5g、ロンガリット100gを溶解した純水2kgを加え、スチレン4.0kg、メタクリル酸メチル14.0kg、t−ドデシルメルカプタン60gからなる混合物と、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド120gをオレイン酸カリウム450gを含む純水8kgに分散した溶液とを、別々に6時間かけて連続添加した。添加終了後、温度を70℃に昇温して、さらにジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド30g添加した後2時間放置して重合を終了した。得られた乳化液に酸化防止剤を加え、純水で固形分を15質量%に希釈した後に温度60℃に昇温し、激しく撹拌しながら希硫酸を加えて塩析を行い、その後温度を90℃に昇温して凝固させ、次に脱水、水洗、乾燥して粉末状のグラフト共重合体(C)−10を得た。
【0139】
グラフト共重合体(C)の分析値の測定方法は以下の通りである。
(9)酸無水物基含有共重合体(A)中の単量体単位の構成比率
ハロゲン付加法(III)にて測定したポリブタジエン量と、熱分解ガスクロマトグラフィー法(IV)により算出したメチルメタクリレート/スチレンの構成比率から算出したものである。
【0140】
ハロゲン付加法(III)
ゴム変性スチレン系樹脂をクロロホルムに溶解し、一塩化ヨウ素を加えてポリブタジエン中の2重結合を反応させたのち、ヨウ化カリウムを加えて残存する一塩化ヨウ素をヨウ素に変え、チオ硫酸ナトリウムで逆滴定することにより、ゴム変性スチレン系樹脂中のポリブタジエン量を測定した。
【0141】
熱分解ガスクロマトグラフィー法(IV)
炉温度450℃にてポリマーを熱分解させ、分解ガスをガスクロマトグラフィー法により定量し、メチルメタクリレート/スチレンの構成比率を決定した。
【0142】
(10)グラフト共重合体(C)の体積平均ゴム粒子径(Dv)
グラフト共重合体(C)の体積平均粒子径(Dv)とは、下記条件によって、光散乱式粒度分布測定装置で測定される体積基準のメジアン径である。
装置名:コールター・マルチサイザー・LS230(ベックマン・コールター社製)
溶媒:N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)
濃度:1質量%
前処理:グラフト共重合体(C)にN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)を加えて24時間攪拌し、:グラフト共重合体(C)1質量%の溶液を作成した後、超音波分散器で約1時間分散処理をおこなったものを測定に供した。
【0143】
(11)グラフト共重合体(C)の屈折率
プレス成形にて厚み2mmの成形品を作製し、アタゴ社製アッベ式屈折率計(DR−M2)を用いて測定した。
【0144】
グラフト共重合体(C)の分析値を表3に示す。
【0145】
【表3】

【0146】
ゴム変性スチレン系樹脂組成物
上記の方法で得られた酸無水物基含有共重合体(A)と(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)とグラフト共重合体(C)とを、ヘンシェルミキサーで混合した後、二軸押出機(東芝機械社製TEM35B、シリンダー温度220℃)を用いて溶融混練してペレットを作製しゴム変性スチレン系樹脂組成物を得た。表4〜表12に配合割合と測定値を示した。
【0147】
<測定方法>
本実施例において用いたゴム変性スチレン系樹脂組成物を構成する各種測定値および実施した各物性値の測定方法を以下に説明する。
【0148】
(12)ビカット軟化点:東芝機械社製射出成形機(IS−80CNV)を使用して、シリンダー温度220℃で12.7×64×6.4mm寸法の試験片を成形した。この試験片を用い、JIS K 7206に準拠して、荷重49.0Nの条件で測定した。ビカット軟化点が105℃以上であれば耐熱性が良好であると判断できる。
【0149】
(13)ロックウェル硬度:東芝機械社製射出成形機(IS−80CNV)を使用して、シリンダー温度220℃で12.7×64×6.4mm寸法の試験片を成形した。この試験片を用い、JIS K 7202(Mスケール)に準拠して、測定を実施した。
ロックウェル硬度が73以上であれば、表面硬度が良好であると判断できる。
【0150】
(13)鉛筆硬度:東芝機械社製射出成形機(IS−80CNV)を使用して、シリンダー温度220℃で12.7×64×6.4mm寸法の試験片を成形した。この試験片を用い、JIS K 5600に準拠して、測定を実施した。
鉛筆硬度がF以上であれば、表面硬度が良好であると判断できる。
【0151】
(14)シャルピー衝撃強度:東芝機械社製(IS−80CNV)を使用して、シリンダー温度220℃で、12.7×64×6.4mm寸法の試験片を成形した。この試験片を用い、JIS K 7111に準拠して、測定した。シャルピー衝撃強度が5.0kJ/m2以上であれば耐衝撃性が良好であると判断できる。
【0152】
(15)成形加工性:MFR(メルトマスフローレート)により評価した。MFR(メルトマスフフローレート)は試料ペレットを用い、JIS K7210に準拠して、温度220℃、荷重10kgの条件で測定した。
MFR(メルトマスフローレート)4.1g/10分以上であれば、成形加工性が良好であると判断できる。
【0153】
(16)全光線透過率:ASTM D−1003に準じて、日本電色工業社製HAZEメーター(NDH−2000)を用いて測定した。全光線透過率が88%以上であれば透明性が良好であると判断できる。
【0154】
ゴム変性スチレン系樹脂組成物の分析値、測定値を表4〜表12に示す。
【0155】
【表4】

【0156】
【表5】

【0157】
【表6】

【0158】
【表7】

【0159】
【表8】

【0160】
【表9】

【0161】
【表10】

【0162】
【表11】

【0163】
【表12】

【0164】
表4〜表12を参照すると、実施例1〜55においては、全ての評価項目で優れた結果が得られたことが分かる。
共重合体(A)の無水マレイン酸の含有量が多すぎる比較例1では、ロックウェル硬度、鉛筆硬度、及びシャルピー衝撃強度が十分でなかった。
共重合体(A)の無水マレイン酸の含有量が少なすぎる比較例2では、ビカット軟化点が十分でなかった。
共重合体(A)のスチレンの含有量が少なすぎる比較例3では、全光線透過率が十分でなかった。
共重合体(A)のスチレンの含有量が多すぎる比較例4では、ビカット軟化点が十分でなかった。
共重合体(B)のスチレンの含有量が多すぎる比較例5では、鉛筆硬度及び全光線透過率が十分でなかった。
共重合体(C)のジエン系ゴム状重合体の含有量が少なすぎる比較例6では、シャルピー衝撃強度が十分でなかった。
共重合体(C)のジエン系ゴム状重合体の含有量が多すぎる比較例7では、ビカット軟化点、ロックウェル硬度、鉛筆硬度が十分でなかった。
共重合体(A)がN−フェニルマレイミドを含むものである比較例8では、シャルピー衝撃強度、MFR,全光線透過率が十分でなかった。
【0165】
以上より、上記の実施例1〜55によって、本発明の透明性ゴム変性スチレン系樹脂組成物が耐衝撃性、光透過性、表面硬度、耐熱性、色相、成形加工性において優れていることが分かった。そして、共重合体(A)〜(C)の一つでも、本発明の組成範囲から外れた場合には、本発明の特有の効果が得られないことが比較例1〜8によって実証された。
【産業上の利用可能性】
【0166】
本発明によれば、耐衝撃性、光透過性、表面硬度、耐熱性、色相、成形加工性が均衡して優れる透明性ゴム変性スチレン系樹脂組成物およびその成形体を得ることができる。本願発明からなる成形品は一般雑貨や、電気機器、OA機器のハウジングや部品など好適に使用することができる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
酸無水物基含有共重合体(A)10〜90質量部(但し90質量部を除く)、(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)0〜80質量部(但し、0質量部を除く)、グラフト共重合体(C)10〜35質量部からなるゴム変性スチレン系樹脂組成物[但し、(A)、(B)、(C)の合計は100質量部]。
酸無水物基含有共重合体(A):
芳香族ビニル系単量体単位15〜80質量%、(メタ)アクリル酸エステル系単量体単位15〜80質量%、不飽和ジカルボン酸無水物系単量体単位5〜30質量%からなる共重合体樹脂組成物。
(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B):
(メタ)アクリル酸エステル系単量体単位70〜99質量%、芳香族ビニル系単量体単位およびアルキル基の炭素数1〜8のアクリル酸エステル系単量体単位からなる群から選ばれる1種以上の単量体単位30〜1質量%からなる共重合体樹脂組成物。
グラフト共重合体(C):
ジエン系ゴム状重合体(a)40〜60質量%、スチレン系単量体単位とメタクリル酸エステル系単量体単位からなるスチレン−メタクリル酸エステル系共重合体(b)40〜60質量%からなるグラフト共重合体。
【請求項2】
酸無水物基含有共重合体(A)、(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)、グラフト共重合体(C)の23℃における、d線に対する屈折率をそれぞれ、とし、na、nb、ncとし、
ゴム変性スチレン系樹脂組成物中の、酸無水物基含有共重合体(A)、(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)、グラフト共重合体(C)のそれぞれの質量比をそれぞれ、wa、wb、wc (但し、wa+wb+wc=1)としたとき、下記の式1、式2を満たす事を特徴とする、請求項1記載のゴム変性スチレン系樹脂組成物。
Δn=|na×wa/(wa+wb)+nb×wb/(wa+wb)-nc|・・・(式1)
Δn≦0.005 ・・・ (式2)
【請求項3】
酸無水物基含有共重合体(A)の重量平均分子量(Mw)が50000〜250000である、請求項1乃至請求項2いずれか1項記載のゴム変性スチレン系樹脂組成物。
【請求項4】
(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)の重量平均分子量が50000〜150000である、請求項1乃至請求項3いずれか1項記載のゴム変性スチレン系樹脂組成物。
【請求項5】
グラフト共重合体(C)の体積平均粒子径(Dv)が0.25〜0.60μmである事を特徴とする、請求項1乃至請求項4いずれか1項記載のゴム変性スチレン系樹脂組成物。
【請求項6】
酸無水物基含有共重合体(A)のガラス転移温度(Tg)が、110〜155℃の温度領域において、唯一つ観測される事を特徴とする、請求項1乃至請求項5いずれか1項記載のゴム変性スチレン系樹脂組成物。
【請求項7】
酸無水物基含有共重合体(A)の重合様式が、塊状重合若しくは溶液重合であることを特徴とする請求項1乃至請求項6いずれか1項記載のゴム変性スチレン系樹脂組成物。
【請求項8】
酸無水物基含有共重合体(A)の重合が、芳香族ビニル系単量体単位を誘導する単量体化合物の全量と、(メタ)アクリル酸エステル系単量体単位を誘導する単量体化合物の全量と、不飽和ジカルボン酸無水物系単量体単位を誘導する単量体化合物の仕込み量の一部を主体とする混合液に、不飽和ジカルボン酸無水物系単量体単位を誘導する単量体化合物の残りを分割又は連続的に添加しながら重合させた重合体であることを特徴とする、請求項1乃至請求項7いずれか1項記載のゴム変性スチレン系樹脂組成物。
【請求項9】
酸無水物基含有共重合体(A)の芳香族ビニル系単量体単位が、スチレンである事を特徴とする、請求項1乃至請求項8いずれか1項記載のゴム変性スチレン系樹脂組成物。
【請求項10】
酸無水物基含有共重合体(A)の(メタ)アクリル酸エステル単量体単位が、メチルメタクリレートである事を特徴とする、請求項1乃至請求項9いずれ1項記載のゴム変性スチレン系樹脂組成物。
【請求項11】
酸無水物基含有共重合体(A)の不飽和ジカルボン酸無水物系単量体単位が、マレイン酸無水物である事を特徴とする、請求項1乃至請求項10いずれか1項記載のゴム変性スチレン系樹脂組成物。
【請求項12】
(メタ)アクリル酸エステル系共重合体(B)が(メタ)アクリル酸エステル系単量体単位と、芳香族ビニル系単量体単位からなる、請求項1乃至請求項11いずれか1項記載のゴム変性スチレン系樹脂組成物。
【請求項13】
グラフト共重合体(C)のジエン系ゴム状重合体(a)がポリブタジエンであることを特徴とする、請求項1乃至請求項12いずれか1項記載のゴム変性スチレン系樹脂組成物。
【請求項14】
請求項1乃至請求項13いずれか1項記載のゴム変性スチレン系樹脂組成物からなる成形体。

【公開番号】特開2013−104042(P2013−104042A)
【公開日】平成25年5月30日(2013.5.30)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−250677(P2011−250677)
【出願日】平成23年11月16日(2011.11.16)
【出願人】(000003296)電気化学工業株式会社 (1,539)
【Fターム(参考)】