JP7713305B2 - Methacrylic resin casting plate - Google Patents
Methacrylic resin casting plateInfo
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Description
本発明は、メタクリル系樹脂注型板に関する。 The present invention relates to methacrylic resin casting plates.
メタクリル系樹脂は、透明性、着色性、成形性、耐候性、および表面硬度等に優れ、看板、装飾材、照明カバー、自動車部品、およびグレージング材等として、種々の分野で広く用いられている。近年、この樹脂は、透明性等の上記特性から、店舗、会社、保育園、幼稚園、学校、および病院等の施設において、受付窓口および受付カウンター等に簡単に設置できる飛沫感染予防用のアクリルパーテーションに使用されるようになっている。この用途に使用されるメタクリル系樹脂板では、飛沫、手垢、および埃等が付着するため、定期的にエタノール等の消毒液で消毒する必要がある。 Methacrylic resins have excellent transparency, colorability, moldability, weather resistance, and surface hardness, and are widely used in various fields as signs, decorative materials, lighting covers, automotive parts, glazing materials, etc. In recent years, due to the above-mentioned properties such as transparency, this resin has come to be used for acrylic partitions to prevent droplet infection, which can be easily installed at reception windows and reception counters in facilities such as stores, companies, nurseries, kindergartens, schools, and hospitals. Methacrylic resin sheets used for this purpose are prone to adhesion of droplets, fingerprints, dust, etc., and therefore need to be regularly disinfected with a disinfectant such as ethanol.
一般的に、メタクリル系樹脂は、耐薬品性および耐油性は比較的良好なものの、熱可塑性樹脂であるため、エタノール等の有機溶剤には比較的弱い傾向がある。特に、切断、研磨、および熱曲げ等の加工を行った部分には加工時にかかった応力が残留するため、他の部分より有機溶剤に対して弱い傾向がある。そのため、メタクリル系樹脂板の加工部分に有機溶剤が繰り返し触れる、または、加工部分を含むメタクリル系樹脂板を有機溶剤に浸漬させると、樹脂板の加工部分に、クラックまたは白化が生じる恐れがある。 Generally, methacrylic resins have relatively good chemical and oil resistance, but because they are thermoplastic resins, they tend to be relatively vulnerable to organic solvents such as ethanol. In particular, parts that have been cut, polished, hot bent, etc. tend to be more vulnerable to organic solvents than other parts because the stress applied during processing remains. Therefore, if the processed parts of a methacrylic resin plate are repeatedly exposed to organic solvents, or if a methacrylic resin plate including a processed part is immersed in an organic solvent, cracks or whitening may occur in the processed parts of the resin plate.
一般的に、架橋メタクリル酸メチル(MMA)系重合体を含むメタクリル系樹脂組成物を用いることで、耐溶剤性が改善される。架橋MMA系重合体を含む樹脂板の製造方法としては、MMAと架橋剤とを含む複数種の単量体を含む重合性原料、または、非架橋MMA系重合体とMMAを含む1種以上の単量体とを含むシラップに、架橋剤および必要に応じてMMAを含む1種以上の単量体を添加した重合性原料を、注型重合する方法が挙げられる。 In general, solvent resistance is improved by using a methacrylic resin composition containing a crosslinked methyl methacrylate (MMA) polymer. A method for producing a resin plate containing a crosslinked MMA polymer includes a method of casting and polymerizing a polymerizable raw material containing multiple types of monomers including MMA and a crosslinking agent, or a syrup containing a non-crosslinked MMA polymer and one or more monomers including MMA to which a crosslinking agent and, if necessary, one or more monomers including MMA have been added.
例えば、特許文献1には、耐溶剤性に優れたメタクリル系樹脂注型板の製造方法として、予備重合シラップに架橋剤および重合開始剤を添加した重合性原料を注型重合し、架橋剤により架橋される幹重合体の重合度を固有粘度[η]で0.05~0.15(l/g)とする製造方法が開示されている(請求項1)。
特許文献1では、[実施例]の項において、「耐溶剤性」は、サンプルに対して140kg/cm2の応力をかけながら、溶剤スチレンを滴下させて、サンプルの破断時間を測定している。
For example, Patent Document 1 discloses a method for producing a methacrylic resin cast plate having excellent solvent resistance, in which a polymerizable raw material obtained by adding a crosslinking agent and a polymerization initiator to a prepolymerized syrup is cast and polymerized, and the degree of polymerization of the trunk polymer crosslinked by the crosslinking agent is set to an intrinsic viscosity [η] of 0.05 to 0.15 (l/g) (claim 1).
In the section entitled "Examples" of Patent Document 1, "solvent resistance" is measured by applying a stress of 140 kg/cm 2 to a sample while dropping a styrene solvent onto the sample, and measuring the time to break the sample.
特許文献2には、耐溶剤性に優れたメタクリル系樹脂注型板の製造方法として、特定の化学式で表される架橋剤0.5~40重量%の存在下に、MMAを含む1種以上の単量体99.5~60重量%を注型重合する製造方法が開示されている(請求項1)。
特許文献2では、[実施例]の項において、「耐溶剤性」は、ベンゼンおよびアセトン等の有機溶剤に浸漬させたときの光線透過率で評価している。
Patent Document 2 discloses a method for producing a methacrylic resin cast plate having excellent solvent resistance, which comprises casting and polymerizing 99.5 to 60% by weight of one or more monomers including MMA in the presence of 0.5 to 40% by weight of a crosslinking agent represented by a specific chemical formula (claim 1).
In the section entitled "Examples" of Patent Document 2, "solvent resistance" is evaluated in terms of light transmittance when immersed in an organic solvent such as benzene or acetone.
上記のように、架橋MMA系重合体を含むメタクリル系樹脂組成物を用いることで、耐溶剤性が改善される。しかしながら、MMAと架橋剤とを含む重合性原料を重合すると、ゲル化が早まり、重合収縮が早く進む傾向がある。この場合、重合が遅延しやすい板の周縁部に、「ひけ」と呼ばれる型面の転写不良が生じる場合がある。型面の転写不良は生産性の低下に繋がり、好ましくない。この問題は、架橋剤の添加量が多くなると、起こりやすい。例えば、特許文献3には、「シラツブ中の架橋剤の使用量が25重量%を超えると、成形品に硬化時に起因するひけを生じる」課題が記載されている。したがって、耐溶剤性を高めるために、特許文献2のように、架橋剤を多く使用することは好ましくない。 As described above, the use of a methacrylic resin composition containing a crosslinked MMA polymer improves solvent resistance. However, when a polymerizable raw material containing MMA and a crosslinking agent is polymerized, gelation tends to occur more quickly and polymerization shrinkage tends to progress quickly. In this case, poor transfer of the mold surface, called "sink marks," may occur at the peripheral portion of the plate where polymerization is likely to be delayed. Poor transfer of the mold surface leads to reduced productivity and is undesirable. This problem is more likely to occur when a large amount of crosslinking agent is added. For example, Patent Document 3 describes the problem that "if the amount of crosslinking agent used in the sieve exceeds 25% by weight, sink marks due to hardening will occur in the molded product." Therefore, it is not preferable to use a large amount of crosslinking agent, as in Patent Document 2, in order to improve solvent resistance.
飛沫感染予防用のアクリルパーテーション等の用途で使用されるメタクリル系樹脂注型板では、架橋剤を多く使用することなく、エタノールを長期間繰り返し使用してもクラックおよび白化等の外観不良が生じない良好な耐エタノール性を有することが好ましい。 Methacrylic resin casting panels used in applications such as acrylic partitions for preventing droplet infection should preferably have good ethanol resistance without using a large amount of crosslinking agent, and without causing defects in appearance such as cracks and whitening even when ethanol is used repeatedly over a long period of time.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、ひけ等の外観不良がなく、耐エタノール性に優れるメタクリル系樹脂注型板を提供することを目的とする。 The present invention was made in consideration of the above circumstances, and aims to provide a methacrylic resin casting plate that is free of appearance defects such as sink marks and has excellent ethanol resistance.
本発明者らは、上記課題を解決するべく鋭意研究を行った結果、メタクリル系樹脂注型板に含まれる非架橋メタクリル酸メチル(MMA)系重合体の重量平均分子量(Mw)と含有量、およびメタクリル系樹脂注型板の動的粘弾性を好適化することで、注型重合時のひけの発生を抑制し、良好な耐エタノール性を有するメタクリル系樹脂注型板を提供できることを見出し、本発明を完成した。 As a result of intensive research conducted by the inventors to solve the above problems, they discovered that by optimizing the weight-average molecular weight (Mw) and content of the non-crosslinked methyl methacrylate (MMA) polymer contained in the methacrylic resin cast plate and the dynamic viscoelasticity of the methacrylic resin cast plate, it is possible to provide a methacrylic resin cast plate that suppresses the occurrence of sink marks during cast polymerization and has good ethanol resistance, thus completing the present invention.
本発明は、以下の[1]~[5]のメタクリル系樹脂注型板を提供する。
[1] 非架橋メタクリル酸メチル系重合体(P)と、架橋メタクリル酸メチル系重合体(C)とを含むメタクリル系樹脂組成物からなり、
非架橋メタクリル酸メチル系重合体(P)の重量平均分子量が50万~150万であり、
非架橋メタクリル酸メチル系重合体(P)の含有量が6~15質量%であり、
架橋メタクリル酸メチル系重合体(C)の含有量が94~85質量%であり、
動的粘弾性測定を実施した時、ゴム状平坦領域における貯蔵弾性率(E’)が200℃で3MPa以上であり、tanδのピーク値が1.55以下であり、tanδのピーク温度が130℃以上である、メタクリル系樹脂注型板。
The present invention provides the following methacrylic resin cast plates [1] to [5].
[1] A methacrylic resin composition comprising a non-crosslinked methyl methacrylate polymer (P) and a crosslinked methyl methacrylate polymer (C),
The weight average molecular weight of the non-crosslinked methyl methacrylate polymer (P) is 500,000 to 1,500,000;
The content of the non-crosslinked methyl methacrylate polymer (P) is 6 to 15% by mass,
The content of the crosslinked methyl methacrylate polymer (C) is 94 to 85% by mass,
A methacrylic resin casting plate, in which, when dynamic viscoelasticity measurement is carried out, the storage modulus (E') in the rubber-like plateau region is 3 MPa or more at 200°C, the peak value of tan δ is 1.55 or less, and the peak temperature of tan δ is 130°C or more.
[2] レーザー切断した前記メタクリル系樹脂注型板の切断端面を、20~25℃で、エタノールで1200回以上拭き上げた時に、長さ0.5mm以上のクラックが発生しない、[1]のメタクリル系樹脂注型板。
[3] 切断した前記メタクリル系樹脂注型板の切断端面を火炎研磨した後に、20~25℃で、エタノールで1200回以上拭き上げた時に、長さ0.5mm以上のクラックが発生しない、[1]のメタクリル系樹脂注型板。
[4] 切断した前記メタクリル系樹脂注型板の切断端面をバフ研磨した後に、20~25℃で、エタノールで1200回以上拭き上げた時に、長さ0.5mm以上のクラックが発生しない、[1]のメタクリル系樹脂注型板。
[5] レーザー切断した前記メタクリル系樹脂注型板を、20~25℃で、エタノールに24時間浸漬した時に、長さ0.5mm以上のクラックが発生しない、[1]のメタクリル系樹脂注型板。
[2] The methacrylic resin cast plate of [1], in which when the cut end surface of the laser-cut methacrylic resin cast plate is wiped with ethanol at 20 to 25 ° C. for 1,200 times or more, no cracks having a length of 0.5 mm or more are generated.
[3] The methacrylic resin cast plate of [1], in which when the cut end surface of the cut methacrylic resin cast plate is flame polished and then wiped with ethanol at 20 to 25°C for 1,200 times or more, no cracks longer than 0.5 mm are generated.
[4] The methacrylic resin cast plate of [1], in which when the cut end surface of the cut methacrylic resin cast plate is buffed and then wiped with ethanol at 20 to 25°C for 1,200 times or more, no cracks longer than 0.5 mm are generated.
[5] The methacrylic resin cast plate of [1], in which when the laser-cut methacrylic resin cast plate is immersed in ethanol at 20 to 25 ° C. for 24 hours, no cracks with a length of 0.5 mm or more are generated.
本発明によれば、ひけ等の外観不良がなく、耐エタノール性に優れるメタクリル系樹脂注型板を提供することができる。 The present invention provides a methacrylic resin casting plate that is free of appearance defects such as sink marks and has excellent ethanol resistance.
以下、本発明について詳細に説明する。
なお、本明細書では、「メタクリル」と「アクリル」とを総称して「(メタ)アクリル」と記載することがある。「(メタ)アクリル酸」および(メタ)アクリロイルについても同様である。本明細書において、「クラック」は、クレーズおよびクラックを含むものとする。
The present invention will be described in detail below.
In this specification, "methacrylic" and "acrylic" may be collectively referred to as "(meth)acrylic". The same applies to "(meth)acrylic acid" and (meth)acryloyl. In this specification, "crack" includes crazes and cracks.
[メタクリル系樹脂注型板]
本発明のメタクリル系樹脂注型板は、非架橋メタクリル酸メチル(MMA)系重合体(P)と、架橋メタクリル酸メチル(MMA)系重合体(C)とを含むメタクリル系樹脂組成物からなる。
本発明のメタクリル系樹脂注型板において、
非架橋MMA系重合体(P)の重量平均分子量(Mw)が50万~150万であり、
非架橋MMA系重合体(P)の含有量が6~15質量%であり、
架橋MMA系重合体(C)の含有量が94~85質量%である。
本発明のメタクリル系樹脂注型板は、動的粘弾性測定を実施した時、ゴム状平坦領域における貯蔵弾性率(E’)が200℃で3MPa以上であり、tanδのピーク値が1.55以下であり、tanδのピーク温度が130℃以上である。
[Methacrylic resin casting plate]
The methacrylic resin cast plate of the present invention comprises a methacrylic resin composition containing a non-crosslinked methyl methacrylate (MMA) polymer (P) and a crosslinked methyl methacrylate (MMA) polymer (C).
In the methacrylic resin casting plate of the present invention,
The weight average molecular weight (Mw) of the non-crosslinked MMA polymer (P) is 500,000 to 1,500,000;
The content of the non-crosslinked MMA polymer (P) is 6 to 15 mass %,
The content of the crosslinked MMA polymer (C) is 94 to 85% by mass.
When dynamic viscoelasticity measurement is carried out on the methacrylic resin cast plate of the present invention, the storage modulus (E') in the rubber-like plateau region is 3 MPa or more at 200°C, the peak value of tan δ is 1.55 or less, and the peak temperature of tan δ is 130°C or more.
一般的に、架橋MMA系重合体を含むメタクリル系樹脂組成物を用いることで、耐溶剤性が改善される。しかしながら、MMAと架橋剤とを含む重合性原料を重合すると、ゲル化が早まり、重合収縮が早く進む傾向がある。この場合、重合が遅延しやすい板の周縁部に、「ひけ」と呼ばれる型面の転写不良が生じる場合がある。この問題は、架橋剤の添加量が多くなると、起こりやすい。
本明細書において、「ひけ」とは、重合中に重合収縮等によりガラス面等の型面から樹脂が剥がれることで生じる型面の転写不良欠陥を言う。例えば、型面が鏡面である場合、「ひけ」は、鏡面が良好に転写されなかった、鏡面性のない部分である。
In general, the use of a methacrylic resin composition containing a crosslinked MMA polymer improves solvent resistance. However, when a polymerizable raw material containing MMA and a crosslinking agent is polymerized, gelation tends to occur early and polymerization shrinkage tends to progress quickly. In this case, poor transfer of the mold surface, called "sink marks," may occur at the peripheral portion of the plate where polymerization is likely to be delayed. This problem is more likely to occur when a large amount of crosslinking agent is added.
In this specification, the term "sink" refers to a transfer defect of a mold surface caused by peeling of a resin from a mold surface such as a glass surface due to polymerization shrinkage during polymerization, etc. For example, if the mold surface is a mirror surface, a "sink" is a part that lacks specularity because the mirror surface was not transferred well.
本発明者らは、メタクリル系樹脂注型板に含まれる非架橋MMA系重合体(P)の重量平均分子量(Mw)と含有量、およびメタクリル系樹脂注型板の動的粘弾性を好適化することで、架橋剤を多く使用しなくても、エタノールを長期間繰り返し使用してもクラックおよび白化等の外観不良が生じない良好な耐エタノール性を有するメタクリル系樹脂注型板を提供できることを見出した。
本発明では、架橋剤を多く使用しなくてもよいため、架橋剤を使用した時の重合収縮に起因するひけを効果的に抑制できる。
本発明者らはまた、非架橋MMA重合体(P)の重量平均分子量(Mw)を好適化することで、架橋剤を使用した時の重合収縮に起因するひけを抑制し、メタクリル系樹脂注型板の耐エタノール性を良好にできることを見出した。
上記作用効果により、本発明によれば、ひけ等の外観不良がなく、耐エタノール性に優れるメタクリル系樹脂注型板を提供することができる。
The present inventors have found that, by optimizing the weight-average molecular weight (Mw) and content of the non-crosslinked MMA-based polymer (P) contained in the methacrylic resin cast plate, and the dynamic viscoelasticity of the methacrylic resin cast plate, it is possible to provide a methacrylic resin cast plate that has good ethanol resistance and does not suffer from poor appearance such as cracks or whitening even when ethanol is used repeatedly over a long period of time, without using a large amount of crosslinker.
In the present invention, since it is not necessary to use a large amount of a crosslinking agent, sink marks caused by polymerization shrinkage that occurs when a crosslinking agent is used can be effectively suppressed.
The present inventors have also found that by optimizing the weight-average molecular weight (Mw) of the non-crosslinked MMA polymer (P), it is possible to suppress sink marks caused by polymerization shrinkage when a crosslinking agent is used, and to improve the ethanol resistance of a methacrylic resin cast plate.
Due to the above-mentioned effects, the present invention can provide a methacrylic resin cast plate that is free from appearance defects such as sink marks and has excellent ethanol resistance.
本発明によれば、レーザー切断したメタクリル系樹脂注型板の切断端面を、20~25℃で、エタノールで1200回以上拭き上げた時に、長さ0.5mm以上のクラックが発生しないメタクリル系樹脂注型板を提供することができる。
本発明によれば、切断したメタクリル系樹脂注型板の切断端面を火炎研磨した後に、20~25℃で、エタノールで1200回以上拭き上げた時に、長さ0.5mm以上のクラックが発生しないメタクリル系樹脂注型板を提供することができる。
本発明によれば、切断したメタクリル系樹脂注型板の切断端面をバフ研磨した後に、20~25℃で、エタノールで1200回以上拭き上げた時に、長さ0.5mm以上のクラックが発生しないメタクリル系樹脂注型板を提供することができる。
本発明によれば、レーザー切断したメタクリル系樹脂注型板を、20~25℃で、エタノールに24時間浸漬した時に、長さ0.5mm以上のクラックが発生しないメタクリル系樹脂注型板を提供することができる。
上記4種の耐エタノール性試験の具体的な方法については、後記[実施例]の項を参照されたい。
According to the present invention, it is possible to provide a methacrylic resin cast plate that does not develop cracks having a length of 0.5 mm or more when the cut end surface of the laser-cut methacrylic resin cast plate is wiped with ethanol at 20 to 25°C 1,200 times or more.
According to the present invention, it is possible to provide a methacrylic resin cast plate that does not develop cracks having a length of 0.5 mm or more when the cut end surface of the cut methacrylic resin cast plate is flame polished and then wiped with ethanol at 20 to 25°C 1,200 times or more.
According to the present invention, it is possible to provide a methacrylic resin cast plate that does not develop cracks having a length of 0.5 mm or more when the cut end surface of the cut methacrylic resin cast plate is buffed and then wiped with ethanol at 20 to 25°C 1,200 times or more.
According to the present invention, it is possible to provide a laser-cut methacrylic resin cast plate that does not develop cracks having a length of 0.5 mm or more when immersed in ethanol at 20 to 25°C for 24 hours.
For specific methods for the above four types of ethanol resistance tests, please refer to the section below titled "Examples."
動的熱機械特性分析法(DMTA法)により、温度と貯蔵弾性率との関係を示すDMTA曲線が得られる。国際公開第2015-122174号の図1等を参照されたい。DMTA曲線においては、ガラス転移点(Tg)を超えると貯蔵弾性率が大きく低下するが、その後、温度を上げても貯蔵弾性率が大きく変化しないゴム状平坦領域が現れる。ゴム状平坦領域は、重合体の分子鎖は動くが、完全には溶融しない領域である。その後、さらに温度を上げて流動領域に入ると、また貯蔵弾性率が大きく低下する。 A DMTA curve showing the relationship between temperature and storage modulus can be obtained by dynamic thermomechanical analysis (DMTA). See FIG. 1 of WO 2015-122174. In the DMTA curve, the storage modulus drops significantly when the glass transition point (Tg) is exceeded, but then a rubbery plateau appears where the storage modulus does not change significantly even when the temperature is increased. The rubbery plateau is a region where the polymer molecular chains move but do not completely melt. If the temperature is then further increased to enter the flow region, the storage modulus drops significantly again.
動的粘弾性測定を実施した時、ゴム状平坦領域における貯蔵弾性率(E’)が200℃で3MPa以上であることは、上記4種の耐エタノール性試験で長さ0.5mm以上のクラックまたは破断が発生しない耐エタノール性を有する架橋構造が生成されていることを意味する。
なお、国際公開第2015-122174号の図1等に示されるように、メタクリル系樹脂注型板において、200℃はゴム状平坦領域の高温側の基準温度である。
動的粘弾性測定を実施した時、tanδのピーク値が1.55以下であり、tanδのピーク温度が130℃以上であることは、耐エタノール性が低い非架橋MMA系重合体(P)の量および分子量が、架橋MMA系重合体(C)が耐エタノール性を有する架橋構造を形成および維持するのを妨げない量および分子量の範囲内であることを意味する。
When dynamic viscoelasticity measurement is performed, the storage modulus (E') in the rubber-like flat region being 3 MPa or more at 200°C means that a crosslinked structure having ethanol resistance that does not generate cracks or breaks of 0.5 mm or more in length in the above four types of ethanol resistance tests has been produced.
As shown in FIG. 1 of WO 2015-122174, in a methacrylic resin casting plate, 200 ° C. is the reference temperature on the high temperature side of the rubber-like flat region.
When dynamic viscoelasticity measurement is carried out, the peak value of tan δ is 1.55 or less and the peak temperature of tan δ is 130° C. or more, which means that the amount and molecular weight of the non-crosslinked MMA polymer (P) having low ethanol resistance are within the amount and molecular weight ranges that do not prevent the crosslinked MMA polymer (C) from forming and maintaining a crosslinked structure having ethanol resistance.
[メタクリル系樹脂注型板の製造方法]
本発明のメタクリル系樹脂注型板は例えば、メタクリル酸メチル(MMA)を含む1種以上の単量体(M)と非架橋メタクリル酸メチル(MMA)系重合体(P)とを含むシラップ(S)を用意する工程(1)と、
シラップ(S)に、メタクリル酸メチル(MMA)を含む1種以上の単量体(M3)と1種以上の架橋剤(M4)とを加えて重合性原料を得る工程(2)と、
得られた重合性原料を注型重合する工程(3)とを含む製造方法によって、製造することができる。
[Methacrylic resin casting plate manufacturing method]
The methacrylic resin casting plate of the present invention may, for example, be produced by a process comprising the steps of: (1) preparing a syrup (S) containing one or more monomers (M) including methyl methacrylate (MMA) and a non-crosslinked methyl methacrylate (MMA)-based polymer (P);
(2) a step of adding one or more monomers (M3) including methyl methacrylate (MMA) and one or more crosslinking agents (M4) to the syrup (S) to obtain a polymerizable raw material;
and (3) subjecting the obtained polymerizable raw material to cast polymerization.
非架橋MMA系重合体(P)のMwは、非架橋MMA系重合体(P)の原料単量体を重合する際に重合条件を適切に選択し、重合度を調整することにより、所望の範囲に調整することができる。
重合性原料の組成および注型重合条件を適切に選択することにより、メタクリル系樹脂注型板のゴム状平坦領域の貯蔵弾性率(E’)とtanδのピーク値およびピーク温度とを所望の範囲に調整することができる。
The Mw of the non-crosslinked MMA polymer (P) can be adjusted to a desired range by appropriately selecting polymerization conditions and adjusting the degree of polymerization when polymerizing the raw material monomers for the non-crosslinked MMA polymer (P).
By appropriately selecting the composition of the polymerizable raw materials and the cast polymerization conditions, the storage modulus (E') of the rubber-like flat region of the methacrylic resin cast plate, and the peak value and peak temperature of tan δ can be adjusted to the desired range.
(工程(1))
シラップ(S)の調製方法としては、重量平均分子量(Mw)が50万~150万の非架橋MMA系重合体(P)を含むシラップ(S)を容易に製造できることから、予備重合法が好ましい。この方法で得られるシラップ(S)は、MMAを含む1種以上の単量体(M1)を重合開始剤の存在下で予備重合して得られる、非架橋の直鎖状MMA系重合体(P1)と未反応の1種以上の単量体(M1)とを含む予備重合シラップ(S1)である。
予備重合後に必要に応じて、MMA等の1種以上の単量体(M1)をさらに添加して希釈してもよい。
(Step (1))
The prepolymerization method is preferred as a method for preparing the syrup (S) because it is easy to produce a syrup (S) containing a non-crosslinked MMA polymer (P) having a weight-average molecular weight (Mw) of 500,000 to 1,500,000. The syrup (S) obtained by this method is a prepolymerized syrup (S1) containing a non-crosslinked linear MMA polymer (P1) and one or more unreacted monomers (M1) obtained by prepolymerizing one or more monomers (M1) including MMA in the presence of a polymerization initiator.
After the prepolymerization, one or more monomers (M1), such as MMA, may be further added for dilution, if necessary.
シラップ(S)の調製方法としては、上記の予備重合法の他に、ポリマー溶解法がある。この方法で得られるシラップ(S)は、MMAを含む1種以上の単量体を用いて重合された非架橋の直鎖状MMA系重合体(P2)を、MMAを含む1種以上の単量体(M2)に溶解させて得られる溶解シラップ(S2)である。
ただし、重量平均分子量(Mw)が50万~150万の非架橋MMA系重合体(P)をMMAを含む1種以上の単量体(M2)に溶解するのは非常に手間と時間がかかるため、ポリマー溶解法よりも予備重合法が好ましい。
In addition to the above-mentioned preliminary polymerization method, the syrup (S) can be prepared by a polymer dissolution method. The syrup (S) obtained by this method is a dissolved syrup (S2) obtained by dissolving a non-crosslinked linear MMA polymer (P2) polymerized using one or more monomers including MMA in one or more monomers (M2) including MMA.
However, since it takes a lot of time and effort to dissolve the non-crosslinked MMA polymer (P) having a weight average molecular weight (Mw) of 500,000 to 1,500,000 in one or more monomers (M2) containing MMA, the prepolymerization method is preferable to the polymer dissolution method.
非架橋MMA系重合体(P)は、MMAの単独重合体、MMAと1種以上の他のメタクリル酸アルキルとの共重合体、MMAを含む1種以上のメタクリル酸アルキルと他の1種以上の共重合性不飽和単量体との共重合体のいずれでもよい。 The non-crosslinked MMA polymer (P) may be a homopolymer of MMA, a copolymer of MMA and one or more other alkyl methacrylates, or a copolymer of one or more alkyl methacrylates including MMA and one or more other copolymerizable unsaturated monomers.
非架橋の直鎖状MMA系重合体(P)の原料として用いられるメタクリル酸アルキルのアルキル基の炭素数は、好ましくは1~20、より好ましくは1~12である。かかるメタクリル酸アルキルとしては、MMA、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n-プロピル、メタクリル酸i-プロピル、メタクリル酸n-ブチル、メタクリル酸i-ブチル、メタクリル酸2-エチルヘキシル、メタクリル酸ラウリル、およびメタクリル酸シクロヘキシル等が挙げられる。 The number of carbon atoms in the alkyl group of the alkyl methacrylate used as the raw material for the non-crosslinked linear MMA polymer (P) is preferably 1 to 20, more preferably 1 to 12. Examples of such alkyl methacrylates include MMA, ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, i-propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, i-butyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, lauryl methacrylate, and cyclohexyl methacrylate.
非架橋の直鎖状MMA系重合体(P)の原料として、メタクリル酸アルキルと併用し得る他の共重合性不飽和単量体としては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸2-エチルヘキシル、アクリル酸ラウリル、およびアクリル酸シクロヘキシル等のアクリル酸アルキル;(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸4-ヒドロキシブチル、および(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシ-3-クロロプロピル等の(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキル;(メタ)アクリル酸;(メタ)アクリル酸金属塩;塩化ビニル、酢酸ビニル、およびビニルトルエン等のビニル系単量体;アクリロニトリル;アクリルアミド;スチレンおよびα-メチルスチレン等のスチレン系単量体;無水マレイン酸等が挙げられる。 Other copolymerizable unsaturated monomers that can be used in combination with alkyl methacrylate as a raw material for the non-crosslinked linear MMA polymer (P) include alkyl acrylates such as methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, lauryl acrylate, and cyclohexyl acrylate; hydroxyalkyl (meth)acrylates such as 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 4-hydroxybutyl (meth)acrylate, and 2-hydroxy-3-chloropropyl (meth)acrylate; (meth)acrylic acid; metal (meth)acrylates; vinyl monomers such as vinyl chloride, vinyl acetate, and vinyl toluene; acrylonitrile; acrylamide; styrene monomers such as styrene and α-methylstyrene; maleic anhydride, etc.
シラップ(S)中の非架橋MMA系重合体(P)の濃度は特に制限されず、好ましくは5質量%以上である。シラップ(S)中の重合体(P)の濃度が5質量%未満では、工程(3)での重合収縮が大きくなり、ひけが生じる恐れがある。
シラップ(S)の粘度は高すぎると、シラップ(S)に対する希釈用のMMA等の単量体の添加混合が難しく、次の工程で得られる重合性原料の脱泡処理および鋳型への注入が難しくなる。シラップ(S)の粘度の好適化の観点から、シラップ(S)中の重合体(P)の濃度は、好ましくは40質量%以下、より好ましくは30質量%以下、特に好ましくは20質量%以下である。
The concentration of the non-crosslinked MMA polymer (P) in the syrup (S) is not particularly limited, and is preferably 5% by mass or more. If the concentration of the polymer (P) in the syrup (S) is less than 5% by mass, polymerization shrinkage in step (3) becomes large, and sink marks may occur.
If the viscosity of the syrup (S) is too high, it becomes difficult to add and mix a diluting monomer such as MMA to the syrup (S), and it becomes difficult to degas the polymerizable raw material obtained in the next step and to inject it into a mold. From the viewpoint of optimizing the viscosity of the syrup (S), the concentration of the polymer (P) in the syrup (S) is preferably 40% by mass or less, more preferably 30% by mass or less, and particularly preferably 20% by mass or less.
非架橋の直鎖状MMA系重合体(P)の重量平均分子量(Mw)は、50万~150万である。非架橋MMA重合体(P)のMwをこの範囲とすることで、架橋剤を使用した時の重合収縮に起因するひけを効果的に抑制し、メタクリル系樹脂注型板の耐エタノール性を良好にできる。
Mwが50万未満では、得られるメタクリル系樹脂注型板の耐エタノール性が不充分となる恐れがある。Mwが150万以上では、シラップ(S)の粘度が高くなり、シラップ(S)に対する希釈用のMMA等の単量体の添加混合が難しく、次の工程で得られる重合性原料の脱泡処理および鋳型への注入が難しくなる恐れがある。
非架橋の直鎖状MMA系重合体(P)のMwは、好ましくは70万~120万、より好ましくは70万~100万である。
The weight average molecular weight (Mw) of the non-crosslinked linear MMA polymer (P) is 500,000 to 1,500,000. By setting the Mw of the non-crosslinked MMA polymer (P) within this range, sink marks caused by polymerization shrinkage when a crosslinking agent is used can be effectively suppressed, and the ethanol resistance of the methacrylic resin cast plate can be improved.
If the Mw is less than 500,000, the ethanol resistance of the resulting methacrylic resin cast plate may be insufficient.If the Mw is 1,500,000 or more, the viscosity of the syrup (S) becomes high, making it difficult to add and mix a diluting monomer such as MMA to the syrup (S), and making it difficult to degas the polymerizable raw material obtained in the next step and to pour it into a mold.
The Mw of the non-crosslinked linear MMA polymer (P) is preferably from 700,000 to 1,200,000, and more preferably from 700,000 to 1,000,000.
メタクリル系樹脂注型板の耐エタノール性を確保しつつ注型重合時のひけを抑制できる非架橋MMA系重合体(P)の重合度、重量平均分子量(Mw)、および含有量は、動的粘弾性特性におけるtanδのピーク値およびピーク温度を指標とすることができる。本発明のメタクリル系樹脂注型板では、tanδのピーク値が1.55以下であり、tanδのピーク温度が130℃以上であることが必要である。
tanδのピーク値が1.55超、または、tanδのピーク温度が130℃未満の場合、架橋剤の種類と量を本明細書に記載の好ましい種類と量に設計しても、得られるメタクリル系樹脂注型板の耐エタノール性の不充分となる恐れがある。
tanδのピーク値は、0.35以上1.55以下であることが好ましい。
tanδのピーク温度は、130℃以上200℃以下であることが好ましい。
The degree of polymerization, weight average molecular weight (Mw) and content of the non-crosslinked MMA polymer (P) capable of suppressing sink marks during cast polymerization while ensuring the ethanol resistance of the methacrylic resin cast plate can be indexed by the peak value and peak temperature of tan δ in the dynamic viscoelastic properties. In the methacrylic resin cast plate of the present invention, it is necessary that the peak value of tan δ is 1.55 or less and the peak temperature of tan δ is 130° C. or more.
If the peak value of tan δ exceeds 1.55 or the peak temperature of tan δ is less than 130°C, even if the type and amount of crosslinking agent are designed to be the preferred type and amount described in this specification, the ethanol resistance of the resulting methacrylic resin cast plate may be insufficient.
The peak value of tan δ is preferably 0.35 or more and 1.55 or less.
The peak temperature of tan δ is preferably 130° C. or higher and 200° C. or lower.
MMAと非架橋MMA系重合体(P)とを含むシラップ(S)の代わりに、部分架橋MMA系ゲル状重合体を含むシラップまたはゲルを用いることもできる。このシラップまたはゲルは溶解シラップ(S2)に架橋剤を加えて予備重合することで得られ、非架橋MMA系重合体(P)と、架橋MMA系重合体(C)と、MMAを含む1種以上の単量体とを含む。 Instead of the syrup (S) containing MMA and the non-crosslinked MMA-based polymer (P), a syrup or gel containing a partially crosslinked MMA-based gel-like polymer can also be used. This syrup or gel is obtained by adding a crosslinking agent to the dissolved syrup (S2) and prepolymerizing it, and contains the non-crosslinked MMA-based polymer (P), the crosslinked MMA-based polymer (C), and one or more monomers including MMA.
(工程(2))
工程(2)では、シラップ(S)に、メタクリル酸メチル(MMA)を含む1種以上の単量体(M3)と1種以上の架橋剤(M4)と重合開始剤とを加えて、重合性原料を得る。
単量体(M3)としては、MMAの他、必要に応じて他の1種以上のメタクリル酸アルキルおよび/または他の1種以上の共重合性不飽和単量体を用いることができる。単量体(M3)の添加は、予備重合後に必要に応じて行う単量体(M1)の添加と兼ねてもよい。単量体(M3)として用いることができる他のメタクリル酸アルキルおよび他の共重合性不飽和単量体の例示は、非架橋のMMA系重合体(P)の原料単量体の例示と同様である。
(Step (2))
In step (2), one or more monomers (M3) including methyl methacrylate (MMA), one or more crosslinking agents (M4), and a polymerization initiator are added to the syrup (S) to obtain a polymerizable raw material.
As the monomer (M3), in addition to MMA, one or more other alkyl methacrylates and/or one or more other copolymerizable unsaturated monomers can be used as necessary. The addition of the monomer (M3) may be combined with the addition of the monomer (M1) as necessary after the preliminary polymerization. Examples of the other alkyl methacrylates and other copolymerizable unsaturated monomers that can be used as the monomer (M3) are the same as the examples of the raw material monomers for the non-crosslinked MMA polymer (P).
架橋剤(M4)としては、分子内に2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する単量体が好ましく用いられる。架橋剤(M4)の分子量は特に制限されず、好ましくは400以下である。例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,3-ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、(1,3-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート)、1,4-ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、およびネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート等が好ましい。 As the crosslinking agent (M4), a monomer having two or more (meth)acryloyl groups in the molecule is preferably used. The molecular weight of the crosslinking agent (M4) is not particularly limited, and is preferably 400 or less. For example, ethylene glycol di(meth)acrylate, 1,3-butylene glycol di(meth)acrylate, (1,3-butanediol di(meth)acrylate), 1,4-butylene glycol di(meth)acrylate, neopentyl glycol di(meth)acrylate, 1,6-hexanediol di(meth)acrylate, diethylene glycol di(meth)acrylate, triethylene glycol di(meth)acrylate, and neopentyl glycol di(meth)acrylate are preferred.
分子量が400超の架橋剤を使用すると、得られる架橋MMA系重合体(C)の架橋点間分子量が大きくなり、得られるメタクリル系樹脂注型板の耐エタノール性が不充分となる恐れがある。
架橋MMA系重合体(C)の架橋点間分子量は、単量体(M3)および架橋剤(M4)の分子量と量、および非架橋MMA系重合体(P)の量の影響を受ける。
架橋MMA系重合体(C)の架橋点間分子量は、メタクリル系樹脂注型板のゴム状平坦領域における貯蔵弾性率(E’)を指標とすることができる。本発明では、ゴム状平坦領域における貯蔵弾性率(E’)が200℃で3MPa以上であることが必要である。ゴム状平坦領域における貯蔵弾性率(E’)が200℃で3MPa以上であれば、上記4種の耐エタノール性試験で長さ0.5mm以上のクラックが発生しない架橋構造が生成されていると言える。
ゴム状平坦領域における貯蔵弾性率(E’)は、200℃で3MPa以上200MPa以下であることが好ましい。
If a crosslinking agent having a molecular weight of more than 400 is used, the molecular weight between crosslinking points of the resulting crosslinked MMA polymer (C) will be large, and the ethanol resistance of the resulting cast methacrylic resin plate may become insufficient.
The molecular weight between crosslinking points of the crosslinked MMA polymer (C) is affected by the molecular weight and amount of the monomer (M3) and the crosslinking agent (M4), and the amount of the non-crosslinked MMA polymer (P).
The molecular weight between crosslinking points of the crosslinked MMA polymer (C) can be indexed by the storage modulus (E') in the rubber-like flat region of the methacrylic resin cast plate. In the present invention, the storage modulus (E') in the rubber-like flat region must be 3 MPa or more at 200°C. If the storage modulus (E') in the rubber-like flat region is 3 MPa or more at 200°C, it can be said that a crosslinked structure is formed that does not generate cracks of 0.5 mm or more in length in the above four types of ethanol resistance tests.
The storage modulus (E') in the rubber-like plateau region is preferably 3 MPa or more and 200 MPa or less at 200°C.
重合開始剤としては特に制限されず、2,2’-アゾビス(4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、アセチルシクロヘキシルスホニルパーオキサイド、イソブチリルパーオキサイド、クミルパーオキシネオデカノエート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ-n-プロピルパーオキシジカーボネート、ジミリスチルパーオキシカーボネート、ジ-(2-エトキシエチル)パーオキシジカーボネート、ジ-(メトキシイソプロピル)パーオキシジカーボネート、およびジ-(2-エチルヘキシル)パーオキシジカーボネート等が挙げられる。 Polymerization initiators are not particularly limited, and examples include 2,2'-azobis(4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2'-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile), acetylcyclohexylsulfonyl peroxide, isobutyryl peroxide, cumyl peroxyneodecanoate, diisopropyl peroxydicarbonate, di-n-propyl peroxydicarbonate, dimyristyl peroxycarbonate, di-(2-ethoxyethyl) peroxydicarbonate, di-(methoxyisopropyl) peroxydicarbonate, and di-(2-ethylhexyl) peroxydicarbonate.
工程(2)では必要に応じて、連鎖移動剤および/または紫外線吸収剤を添加することができる。連鎖移動剤としては、αメチル-スチレンダイマー等のスチレンダイマー類;n-オクチルメルカプタン、n-ドデシルメルカプタン、およびヒオフェノール等のメルカプタン類;チオグリコール酸、チオグリコール酸エチル、およびチオグリコール酸ブチル等のチオグリコール酸またはそのエステル類;β-メルカプトプロピオン酸、β-メルカプトプロピオン酸メチル、およびβ-メルカプトプロピオン酸オクチル等のβ-メルカプトプロピオン酸およびそのエステル類;テルピノレン等が挙げられる。紫外線吸収剤としては、2-(2'-ヒドロキシ-5'-メチルフェニル)ベンゾトリアゾール等が挙げられる。 In step (2), a chain transfer agent and/or an ultraviolet absorber can be added as necessary. Examples of chain transfer agents include styrene dimers such as α-methyl-styrene dimer; mercaptans such as n-octyl mercaptan, n-dodecyl mercaptan, and hyophenol; thioglycolic acid or its esters such as thioglycolic acid, ethyl thioglycolate, and butyl thioglycolate; β-mercaptopropionic acid or its esters such as β-mercaptopropionic acid, methyl β-mercaptopropionate, and octyl β-mercaptopropionate; and terpinolene. Examples of ultraviolet absorbers include 2-(2'-hydroxy-5'-methylphenyl)benzotriazole.
工程(2)では、必要に応じて、1種以上の他の添加剤を添加することができる。他の添加剤としては、種類の異なる他の樹脂、酸化防止剤、分散剤、充填剤、樹脂粒状物、顔料、染料、天然石粒状等の模様材、および離型剤等が挙げられる。 In step (2), one or more other additives can be added as necessary. Examples of other additives include different types of resins, antioxidants, dispersants, fillers, resin granules, pigments, dyes, pattern materials such as natural stone granules, and mold release agents.
原料の配合比は特に制限されない。重合開始剤、連鎖移動剤、紫外線吸収剤、および他の添加剤以外の原料の合計量を100質量部とする。
シラップ(S)の量は、重合性原料中の非架橋MMA系重合体(P)の含有量が6~15質量%となる量に設計される。
重合性原料中の重合体(P)の含有量が6質量%未満であると、注型重合時の重合収縮が大きくなり、得られるメタクリル系樹脂注型板にひけが生じる恐れがある。この含有量が15質量%超であると、溶剤に可溶な成分の量が多くなるため、架橋剤(M4)の種類と量を本明細書に記載の好ましい種類と量に設計しても、得られるメタクリル系樹脂注型板の耐エタノール性が不充分となる恐れがある。
The blending ratio of the raw materials is not particularly limited, and the total amount of the raw materials other than the polymerization initiator, the chain transfer agent, the UV absorber, and other additives is taken as 100 parts by mass.
The amount of the syrup (S) is designed so that the content of the non-crosslinked MMA polymer (P) in the polymerizable raw material becomes 6 to 15% by mass.
If the content of the polymer (P) in the polymerizable raw material is less than 6% by mass, the polymerization shrinkage during cast polymerization becomes large, and sink marks may occur in the resulting methacrylic resin cast plate. If the content exceeds 15% by mass, the amount of components soluble in the solvent increases, so that even if the type and amount of the crosslinking agent (M4) are designed to be the preferred type and amount described in this specification, the ethanol resistance of the resulting methacrylic resin cast plate may be insufficient.
1種以上の単量体(M3)の量は、重合性単量体および単量体単位の合計100質量部に対し、好ましくは6.2~12質量部、より好ましくは7~10質量部である。
1種以上の架橋剤(M4)の量は、好ましくは2.5~25質量部、より好ましくは4.5~20質量部である。
連鎖移動剤の量は、好ましくは0~0.5質量部である。
重合開始剤の量は、重合開始剤、連鎖移動剤、紫外線吸収剤、および他の添加剤以外の原料の合計量1kg当たり、好ましくは0.05~3gである。
紫外線吸収剤の量は、重合開始剤、連鎖移動剤、紫外線吸収剤、および他の添加剤以外の原料の合計量1kg当たり、好ましくは0~2gである。
The amount of the one or more monomers (M3) is preferably 6.2 to 12 parts by mass, more preferably 7 to 10 parts by mass, per 100 parts by mass of the total of the polymerizable monomer and the monomer unit.
The amount of one or more crosslinking agents (M4) is preferably from 2.5 to 25 parts by weight, more preferably from 4.5 to 20 parts by weight.
The amount of the chain transfer agent is preferably 0 to 0.5 parts by weight.
The amount of the polymerization initiator is preferably 0.05 to 3 g per kg of the total amount of raw materials other than the polymerization initiator, the chain transfer agent, the ultraviolet absorber, and other additives.
The amount of the ultraviolet absorber is preferably 0 to 2 g per kg of the total amount of the raw materials other than the polymerization initiator, the chain transfer agent, the ultraviolet absorber, and other additives.
(工程(3))
工程(3)では、工程(2)で得られた液状の重合性原料を鋳型に注入し、注型重合する。
注型重合は公知方法によって行うことができる。鋳型としては、強化ガラス、クロムメッキ板、またはステンレス板等の一対の板状体と軟質塩化ビニル製ガスケットで構成される鋳型、および、同一方向へ同一速度で走行する一対のエンドレスベルトの相対する面とその両側辺部において両エンドレスベルトと同一速度で走行するガスケットとで構成される鋳型等が挙げられる。
(Step (3))
In step (3), the liquid polymerizable raw material obtained in step (2) is poured into a mold and subjected to cast polymerization.
Cast polymerization can be carried out by a known method. Examples of the mold include a mold consisting of a pair of plates such as reinforced glass, chrome-plated plate, or stainless steel plate and a soft polyvinyl chloride gasket, and a mold consisting of the opposing surfaces of a pair of endless belts running in the same direction at the same speed and gaskets running at the same speed as both endless belts on both side portions of the pair.
重合性原料は、温度を変えて2段階以上で重合硬化させることが好ましい。2段階重合は以下のように行うことができる。まず、内部空間部に重合性原料を注入した鋳型を、好ましくは55~85℃程度に温調されたウォーターバスに浸漬させ、1~20時間程度保持して、1段階目の重合硬化を行うことができる。次に、上記鋳型を熱風乾燥炉内に載置し、好ましくは80℃程度の温度で2~15時間程度加熱した後、好ましくは120~130℃程度の温度で3~15時間程度加熱して反応を追い込む2段階目の重合硬化を行うことができる。
以上のようにして、非架橋MMA系重合体(P)と架橋MMA系重合体(C)とを含むメタクリル系樹脂組成物からなるメタクリル系樹脂注型板が製造される。
このようにして得られた一次成形品である平坦な樹脂板を、真空成形および圧空成形等の公知方法にて、任意の3次元形状に二次成形してもよい。
The polymerizable raw material is preferably polymerized and cured in two or more stages by changing the temperature. Two-stage polymerization can be performed as follows. First, the mold in which the polymerizable raw material is injected into the internal space is immersed in a water bath whose temperature is controlled at preferably about 55 to 85°C, and held for about 1 to 20 hours to perform the first stage of polymerization and curing. Next, the mold is placed in a hot air drying furnace, and heated preferably at a temperature of about 80°C for about 2 to 15 hours, and then heated preferably at a temperature of about 120 to 130°C for about 3 to 15 hours to drive the reaction, to perform the second stage of polymerization and curing.
In the manner described above, a cast methacrylic resin plate is produced from the methacrylic resin composition containing the non-crosslinked MMA polymer (P) and the crosslinked MMA polymer (C).
The flat resin plate thus obtained as the primary molded product may be secondarily molded into any three-dimensional shape by a known method such as vacuum molding or pressure molding.
以上説明したように、本発明によれば、ひけ等の外観不良がなく、耐エタノール性に優れるメタクリル系樹脂注型板を提供することができる。
本発明のメタクリル系樹脂注型板は、メタクリル系樹脂組成物からなるため、透明性、着色性、成形性、耐候性、および表面硬度等のメタクリル系樹脂が本来有する特性を有することができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a methacrylic resin cast plate which is free from appearance defects such as sink marks and has excellent ethanol resistance.
The methacrylic resin cast plate of the present invention is made of a methacrylic resin composition, and therefore has the inherent properties of methacrylic resins, such as transparency, colorability, moldability, weather resistance, and surface hardness.
[用途]
本発明のメタクリル系樹脂注型板は、飛沫感染予防用のアクリルパーテーション等の用途に好適に用いることができる。
本発明のメタクリル系樹脂注型板の厚みは特に制限されず、飛沫感染予防用のアクリルパーテーション等の用途では、好ましくは、3~5mmである。
[Application]
The methacrylic resin cast plate of the present invention can be suitably used for applications such as acrylic partitions for preventing droplet infection.
The thickness of the methacrylic resin cast plate of the present invention is not particularly limited, and is preferably 3 to 5 mm for applications such as acrylic partitions for preventing droplet infection.
本発明に係る実施例および比較例について説明する。
[評価項目と評価方法]
(非架橋メタクリル酸メチル(MMA)系重合体(P)の重量平均分子量(Mw)と分子量分布((Mw)/(Mn))
シラップ(S)5gをクロロホルム200mlで抽出処理し、濾過して採取した濾液にメタノールを添加して沈殿物を生成させた。この沈殿物を真空乾燥し、得られた乾燥物の0.12gをテトラヒドロフラン20mlに溶解して、測定サンプルを得た。分子量測定装置として島津製作所製「LC-9A」を用い、カラムとして島津製作所製「GPC-802」、「HSG-30」、「HSG-50」および昭和電工株式会社製「Shodex A-806」を用いて、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィ)法による分子量の測定を行った。なお、MwおよびMnは、ポリスチレン換算値である。
Examples and comparative examples according to the present invention will be described.
[Evaluation items and evaluation methods]
(Weight average molecular weight (Mw) and molecular weight distribution ((Mw)/(Mn)) of non-crosslinked methyl methacrylate (MMA) polymer (P))
5 g of the syrup (S) was extracted with 200 ml of chloroform, filtered, and methanol was added to the collected filtrate to generate a precipitate. The precipitate was dried in a vacuum, and 0.12 g of the resulting dried product was dissolved in 20 ml of tetrahydrofuran to obtain a measurement sample. The molecular weight was measured by GPC (gel permeation chromatography) using Shimadzu Corporation's "LC-9A" as a molecular weight measurement device, Shimadzu Corporation's "GPC-802", "HSG-30", and "HSG-50" as columns, and Showa Denko K.K.'s "Shodex A-806". Note that Mw and Mn are polystyrene equivalent values.
(非架橋メタクリル酸メチル(MMA)系重合体(P)の含有量)
赤外線加熱機(CHYO製「IB-30」)を用いてシラップ(S)1gを乾燥させ、得られた乾燥物の質量を測定して、シラップ(S)の固形分濃度を求め、重合性原料中のシラップ(S)の含有量とシラップ(S)の固形分濃度とから注型板中の非架橋MMA系重合体(P)の含有量を求めた。
注型板では、クロロホルムで抽出処理し、濾過して採取した濾液にメタノールを添加して沈殿物を生成させ、この沈殿物を赤外線加熱機(CHYO製「IB-30」)を用いて乾燥し、得られた乾燥物の質量を測定し、注型板中の非架橋MMA系重合体(P)の含有量を求めた。
(Content of non-crosslinked methyl methacrylate (MMA) polymer (P))
1 g of the syrup (S) was dried using an infrared heater ("IB-30" manufactured by CHYO), and the mass of the obtained dried product was measured to determine the solids concentration of the syrup (S). The content of the non-crosslinked MMA-based polymer (P) in the cast plate was calculated from the content of the syrup (S) in the polymerizable raw material and the solids concentration of the syrup (S).
For the cast plate, the mixture was extracted with chloroform, filtered, and methanol was added to the filtrate to generate a precipitate. The precipitate was dried using an infrared heater ("IB-30" manufactured by CHYO Corporation), and the mass of the dried product was measured to determine the content of the non-crosslinked MMA polymer (P) in the cast plate.
(外観)
製造または用意した樹脂板(メタクリル系樹脂注型板またはメタクリル系樹脂押出板)の外観を目視観察し、下記基準にて評価した。
良好(○):ひけが見られない。
不良(×):ひけが見られる。
(exterior)
The appearance of the produced or prepared resin plate (a cast methacrylic resin plate or an extruded methacrylic resin plate) was visually observed and evaluated according to the following criteria.
Good (◯): No sink marks observed.
Poor (x): sink marks are observed.
(動的粘弾性)
製造または用意した樹脂板(メタクリル系樹脂注型板またはメタクリル系樹脂押出板)の動的粘弾性測定を、JIS K7244-1およびJIS 7244-4に準拠して行った。
まず、樹脂板を切断して、縦20mm、横1.5mm、厚さ2mmのサンプルを得た。動的粘弾性測定装置(UBM社製「Rheogel-E4000」)を用いて、測定を実施した。サンプルに昇温下で周波数と振幅が設定された正弦波振動を加えて、その時に発生する応力レスポンスを検出し、動的応力波形および動的変位波形の位相差を求めた。線形粘弾性理論に基づく演算式により、測定領域の温度に対して、貯蔵弾性率(E’)およびtanδ等の各データをプロットして、DMTA曲線等を得た。なお、主な測定条件は下記の通り設定した。これより、ゴム状平坦領域の200℃における貯蔵弾性率(E’)を求めた。また、tanδのピーク値とピーク温度を求めた。
<測定条件>
測定周波数:1Hz、
荷重:1kg、
測定モード:温度依存性、
測定温度:30~250℃、
昇温条件:3℃/分。
(Dynamic Viscoelasticity)
The dynamic viscoelasticity of the produced or prepared resin plates (methacrylic resin cast plates or methacrylic resin extruded plates) was measured in accordance with JIS K7244-1 and JIS 7244-4.
First, the resin plate was cut to obtain a sample with a length of 20 mm, a width of 1.5 mm, and a thickness of 2 mm. Measurements were performed using a dynamic viscoelasticity measuring device (UBM's "Rheogel-E4000"). Sine wave vibrations with a set frequency and amplitude were applied to the sample at elevated temperature, and the stress response generated at that time was detected, and the phase difference between the dynamic stress waveform and the dynamic displacement waveform was obtained. Using an arithmetic formula based on linear viscoelasticity theory, data such as the storage modulus (E') and tan δ were plotted against the temperature of the measurement region to obtain a DMTA curve. The main measurement conditions were set as follows. From this, the storage modulus (E') at 200°C in the rubber-like flat region was obtained. In addition, the peak value and peak temperature of tan δ were obtained.
<Measurement conditions>
Measurement frequency: 1Hz,
Load: 1kg,
Measurement mode: Temperature dependence,
Measurement temperature: 30-250℃,
Temperature rise conditions: 3°C/min.
[加工方法]
(レーザー切断加工)
製造または用意した樹脂板(メタクリル系樹脂注型板またはメタクリル系樹脂押出板)を、レーザーとしてコムネット製「Spirit GLS 100W」を使用し、パワー制御80%、加工速度2m/minの条件で切断し、縦100mm、横30mm、厚さ3mmのレーザー加工サンプルを得た。
[Processing method]
(Laser cutting process)
The manufactured or prepared resin plate (methacrylic resin cast plate or methacrylic resin extrusion plate) was cut using a Comnet "Spirit GLS 100W" laser under conditions of 80% power control and a processing speed of 2 m/min, to obtain a laser-processed sample of 100 mm in length, 30 mm in width, and 3 mm in thickness.
(研磨加工)
製造または用意した樹脂板(メタクリル系樹脂注型板またはメタクリル系樹脂押出板)を、電動のこぎりを用いて切断し、縦100mm、横30mm、厚さ3mmの2つのサンプルを得た。
一方のサンプルの切断端面に、火炎研磨を実施して、第1の鏡面加工サンプルを得た。
具体的には、サンプルの主面を横にした状態で、市販の火炎研磨機を用い、鉛筆芯大の細い炎を切断端面に近づけ、切断端面の色が変わり始めたら切断端面と炎との距離を保ったまま横方向に概ね3~5m/分の速度で炎をスライド移動させ、炎の熱で切断端面を溶融させた。溶融させた切断端面は、冷えて固まった後に、鏡面となった。切断端面と炎との距離および炎の移動速度は、サンプルの燃焼または変形等の劣化が生じない範囲内に設計した。
(polishing)
The manufactured or prepared resin plate (a cast methacrylic resin plate or an extruded methacrylic resin plate) was cut with an electric saw to obtain two samples measuring 100 mm in length, 30 mm in width and 3 mm in thickness.
The cut end surface of one of the samples was flame polished to obtain a first mirror-finished sample.
Specifically, with the main surface of the sample lying on its side, a thin flame the size of a pencil lead was brought close to the cut end surface using a commercially available flame polisher, and when the color of the cut end surface began to change, the flame was slid horizontally at a speed of about 3 to 5 m/min while maintaining the distance between the cut end surface and the flame, and the cut end surface was melted by the heat of the flame. After the melted cut end surface cooled and solidified, it became a mirror surface. The distance between the cut end surface and the flame and the movement speed of the flame were designed within a range that would not cause deterioration such as burning or deformation of the sample.
他方のサンプルの切断端面をサンドペーパーである程度研磨した後、この切断端面にバフ研磨を実施して、第2の鏡面加工サンプルを得た。
具体的には、市販のバフ研磨機を用いて、以下のようにバフ研磨を実施した。水で濡らした#600番手のサンドペーパーを用いて、サンプルの切断端面の鋸目を消した。バフとして、直径100~300mm、厚さ25~30mmの綿バフを用いた。研磨剤を付着させたバフを切断端面に当てた状態で、バフを1000~1500rpmの回転速度で回転させ、切断端面の面状を確認しながら鏡面加工を実施した。切断端面に対してバフを押し当てる力およびバフの回転速度は、過熱によるバフ焼けが生じない範囲内に設計した。
The cut end surface of the other sample was polished to some extent with sandpaper, and then this cut end surface was buffed to obtain a second mirror-finished sample.
Specifically, buffing was performed using a commercially available buffing machine as follows. The saw marks on the cut end surface of the sample were removed using #600 sandpaper wetted with water. A cotton buff with a diameter of 100 to 300 mm and a thickness of 25 to 30 mm was used as the buff. With the buff with an abrasive attached applied to the cut end surface, the buff was rotated at a rotation speed of 1000 to 1500 rpm, and the surface condition of the cut end surface was confirmed while mirror finishing was performed. The force with which the buff was pressed against the cut end surface and the rotation speed of the buff were designed within a range in which buff burning due to overheating would not occur.
[耐エタノール性試験]
各加工サンプル(具体的にはレーザー加工サンプルおよび第1、第2の鏡面加工サンプル)について、それぞれ、以下の2種類の方法にて、耐エタノール性試験を実施した。加工端面は、レーザー加工サンプルでは切断端面(100mm×3mm)、鏡面加工サンプルでは鏡面加工端面(100mm×3mm)である。
下記2つの試験において、エタノールとしては、純度99.5質量%以上の無水エタノールを用いた。
[Ethanol resistance test]
For each processed sample (specifically, the laser processed sample and the first and second mirror-finished samples), an ethanol resistance test was performed by the following two methods. The processed end surface was a cut end surface (100 mm x 3 mm) for the laser processed sample, and a mirror-finished end surface (100 mm x 3 mm) for the mirror-finished sample.
In the following two tests, anhydrous ethanol with a purity of 99.5% by mass or more was used as the ethanol.
(エタノール拭き上げ試験)
セルロース製不織布(旭化成社製「ベンコットM-3」)をエタノールの入った容器内に浸漬させて、不織布にエタノールを含ませた。
エタノールを含ませた不織布を手に持ち、加工サンプルの1つの加工端面(100mm×3mm)を上にし、この加工端面にエタノールを含ませた不織布を接触させ、この状態で不織布を約50mm長の範囲内で往復移動させた。1往復移動を2回の拭き上げと数え、50往復移動(100回の拭き上げ)毎に用いた不織布をエタノールの入った容器内に浸漬させて、不織布にエタノールを補充した。この試験を、20~25℃の常温で、目視にて、加工端面に長さが0.5mm以上のクラックが確認されるまで繰り返し行った。クラックが確認された回の直前の回までの拭き上げ回数を求めた。下記基準にて評価した。
優良(◎):拭き上げ回数が1500回以上。
良好(○):拭き上げ回数が1200回以上1500回未満。
可(△):拭き上げ回数が900回以上1200回未満。
不良(×):拭き上げ回数が900回未満。
表1において、エタノール拭き上げ試験の評価欄に記載の数字は、拭き上げ回数を表す。
(Ethanol wiping test)
A cellulose nonwoven fabric ("Bencotto M-3" manufactured by Asahi Kasei Corporation) was immersed in a container containing ethanol to soak the nonwoven fabric in ethanol.
The nonwoven fabric soaked in ethanol was held in the hand, one of the processed end faces (100 mm x 3 mm) of the processed sample was placed up, and the nonwoven fabric soaked in ethanol was brought into contact with this processed end face, and in this state, the nonwoven fabric was moved back and forth within a range of about 50 mm in length. One back and forth movement was counted as two wipes, and after every 50 back and forth movements (100 wipes), the nonwoven fabric used was immersed in a container containing ethanol to replenish the nonwoven fabric with ethanol. This test was repeated at room temperature of 20 to 25 ° C. until a crack of 0.5 mm or more in length was visually confirmed on the processed end face. The number of wipes up to the time when a crack was confirmed was determined. Evaluation was performed according to the following criteria.
Excellent (◎): Wipes over 1,500 times.
Good (◯): The number of wiping cycles was 1,200 or more and less than 1,500.
Acceptable (△): The number of wipes was 900 or more and less than 1200.
Poor (x): Wiping count is less than 900 times.
In Table 1, the numbers shown in the evaluation column for the ethanol wiping test indicate the number of times wiping was performed.
(エタノール浸漬試験)
加工サンプルの1つの加工端面(100mm×3mm)を上にし、この加工端面が完全に浸漬するように、加工サンプルをエタノールが入った容器内に入れ、23℃で24時間放置した。その後、容器から加工サンプルを取り出し、目視にて、非加工面である面積の大きい主面(100mm×30mm)および加工端面(100mm×3mm)におけるクラックの有無および数を確認した。また、非加工面である面積の大きい主面および加工端面の白化の有無を確認した。下記基準にて評価した。
(Ethanol immersion test)
The processed sample was placed in a container containing ethanol with one processed end surface (100 mm x 3 mm) facing up, so that the processed end surface was completely immersed, and left at 23 ° C for 24 hours. The processed sample was then removed from the container, and the presence or absence and number of cracks on the large main surface (100 mm x 30 mm) and the processed end surface (100 mm x 3 mm) that are the non-processed surfaces were visually confirmed. In addition, the presence or absence of whitening on the large main surface (100 mm x 30 mm) and the processed end surface that are the non-processed surfaces was confirmed. Evaluation was performed according to the following criteria.
<クラック>
優良(○):クラックが見られない。
良好(○△):長さ0.5mm未満のクラックが、1個以上6個未満見られた。
可(△):長さ0.5mm未満のクラックが、6個以上10個未満見られた。
可(▲):長さ0.5mm未満のクラックが、10個以上見られた。
不良(×):長さ0.5mm以上1.0mm未満のクラックが見られた。
極めて不良(××):長さ1.0mm以上のクラックが見られた。
表1および表2において、エタノール浸漬試験の評価欄に記載の数字は、クラックの数を表す。
<Crack>
Excellent (○): No cracks observed.
Good (◯△): 1 to less than 6 cracks less than 0.5 mm in length were observed.
Fair (Δ): 6 to less than 10 cracks less than 0.5 mm in length were observed.
Fair (▲): 10 or more cracks less than 0.5 mm in length were observed.
Poor (x): Cracks having a length of 0.5 mm or more and less than 1.0 mm were observed.
Very poor (XX): Cracks having a length of 1.0 mm or more were observed.
In Tables 1 and 2, the numbers shown in the evaluation column for the ethanol immersion test indicate the number of cracks.
<白化>
良好(○):白化が見られない。
可(△):部分的に白化が見られた。
不良(×):全面的に白化が見られた。
<Whitening>
Good (◯): No whitening observed.
Fair (△): Partial whitening was observed.
Poor (x): Whitening was observed over the entire surface.
[材料]
用いた材料は以下の通りである。
<架橋剤>
NPG:ネオペンチルグリコールジメタクリレート、
BG:1,3-ブタンジオールジメタクリレート。
<重合開始剤>
AIBN:2,2’-アゾビス(イソブチロニトリル)、
V-65:2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)。
<連鎖移動剤>
TPL:テルピノレン。
[material]
The materials used are as follows:
<Crosslinking Agent>
NPG: neopentyl glycol dimethacrylate,
BG: 1,3-butanediol dimethacrylate.
<Polymerization initiator>
AIBN: 2,2'-azobis(isobutyronitrile),
V-65: 2,2'-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile).
<Chain Transfer Agent>
TPL: terpinolene.
[製造例1]予備重合シラップ(S1)の調製
以下のようにして、非架橋の直鎖状MMA系重合体(P1)を含む予備重合シラップ(S1)を得た。
単量体(M)としてのMMAに重合開始剤としての2,2’-アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)を添加し、撹拌しながら加熱し、重合体の重量平均分子量(Mw)が約80万となるまで重合を行った。その後、常温(20~25℃)まで冷却し、追加のMMAを添加して希釈して、非架橋MMA系重合体(P1)(Mw=約80万)の含有量8質量%の予備重合シラップ(S1)を製造した。
[Production Example 1] Preparation of prepolymerized syrup (S1) A prepolymerized syrup (S1) containing a non-crosslinked linear MMA polymer (P1) was obtained as follows.
2,2'-azobisisobutyronitrile (AIBN) as a polymerization initiator was added to MMA as a monomer (M), and the mixture was heated with stirring to polymerize until the weight average molecular weight (Mw) of the polymer reached about 800,000. Thereafter, the mixture was cooled to room temperature (20 to 25°C), and additional MMA was added to dilute the mixture, producing a prepolymerized syrup (S1) containing 8% by mass of a non-crosslinked MMA-based polymer (P1) (Mw = about 800,000).
[製造例2]溶解シラップ(S2)の調製
以下のようにして、非架橋の直鎖状MMA系重合体(P2)を含む溶解シラップ(S2)を得た。
メタクリル酸メチル(MMA)95質量部およびアクリル酸メチル5質量部からなる単量体混合物に、重合開始剤(2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオニトリル)0.1質量部および連鎖移動剤(n-オクチルメルカプタン0.16質量部を加え溶解させて、原料液を得た。
イオン交換水100質量部、硫酸ナトリウム0.03質量部、および懸濁分散剤0.46質量部を混合して、混合液を得た。
耐圧重合槽に、上記原料液210質量部と上記混合液420質量部とを仕込み、窒素雰囲気下で撹拌しながら、温度を70℃にして重合反応を開始させた。重合反応開始後、3時間経過時に、温度を90℃に上げ、撹拌を引き続き1時間行って、ビーズ状共重合体の分散液を得た。この分散液からビーズ状共重合体を取り出し、非架橋の直鎖状MMA系重合体(P2)を得た。得られた非架橋の直鎖状MMA系重合体(P2)は、重量平均分子量(Mw)が約13万、分子量分布(Mw/Mn)が1.8であった。
単量体(M)としてのMMAを撹拌しながら、上記で得られた非架橋の直鎖状MMA系重合体(P2)を添加し、60℃に加熱し90分攪拌した。その後、常温(20~25℃)まで冷却し、非架橋MMA系重合体(P2)(Mw=約13万)の含有量30質量%の溶解シラップ(S2)を得た。
[Production Example 2] Preparation of soluble syrup (S2) A soluble syrup (S2) containing a non-crosslinked linear MMA polymer (P2) was obtained as follows.
A raw material liquid was obtained by adding and dissolving 0.1 part by mass of a polymerization initiator (2,2′-azobis(2-methylpropionitrile) and 0.16 part by mass of a chain transfer agent (n-octyl mercaptan) in a monomer mixture consisting of 95 parts by mass of methyl methacrylate (MMA) and 5 parts by mass of methyl acrylate.
A mixed liquid was obtained by mixing 100 parts by mass of ion-exchanged water, 0.03 parts by mass of sodium sulfate, and 0.46 parts by mass of a suspension dispersant.
A pressure-resistant polymerization tank was charged with 210 parts by mass of the raw material liquid and 420 parts by mass of the mixed liquid, and the temperature was raised to 70° C. while stirring under a nitrogen atmosphere to initiate the polymerization reaction. After 3 hours had elapsed since the start of the polymerization reaction, the temperature was raised to 90° C., and stirring was continued for 1 hour to obtain a dispersion of a bead-shaped copolymer. The bead-shaped copolymer was taken out of the dispersion to obtain a non-crosslinked linear MMA polymer (P2). The obtained non-crosslinked linear MMA polymer (P2) had a weight average molecular weight (Mw) of about 130,000 and a molecular weight distribution (Mw/Mn) of 1.8.
While stirring MMA as the monomer (M), the non-crosslinked linear MMA polymer (P2) obtained above was added, and the mixture was heated to 60° C. and stirred for 90 minutes. Thereafter, the mixture was cooled to room temperature (20 to 25° C.) to obtain a dissolved syrup (S2) containing 30% by mass of the non-crosslinked MMA polymer (P2) (Mw=approximately 130,000).
[製造例3]予備重合シラップ(S3)の調製
追加のMMAを添加しなかった以外は、製造例1と同様にして、非架橋MMA系重合体(P1)(Mw=約80万)の含有量15質量%の予備重合シラップ(S3)を製造した。
Production Example 3 Preparation of Prepolymerized Syrup (S3) A prepolymerized syrup (S3) having a content of 15 mass% of non-crosslinked MMA-based polymer (P1) (Mw = about 800,000) was produced in the same manner as in Production Example 1, except that no additional MMA was added.
[実施例1~3、比較例1、3~12]
実施例1~3、比較例1、3~12の各例において、表1~表3に示す配合組成で複数種の材料を混合し、重合性原料を調製した。これらの表中、重合開始剤および連鎖移動剤以外の原料の配合量の単位は「質量%」であり、重合開始剤および連鎖移動剤以外の原料の合計量が100質量%である。重合開始剤および連鎖移動剤の配合量は、重合開始剤および連鎖移動剤以外の原料の合計量1kg当たりの添加量[g]で示してある。
得られた重合性原料を脱泡処理した後、一対の強化ガラスと軟質塩化ビニル製ガスケットで構成された鋳型に流し込んだ。表1~表3に示す温度および時間で一次硬化(前重合)および二次硬化(後重合)を実施した。その後、一次硬化の温度付近まで冷却した後、鋳型から、縦1250mm、横2500mm、厚さ3mmのメタクリル系樹脂注型板を取り出した。
主な製造条件と評価結果を、表1~表3に示す。
[Examples 1 to 3, Comparative Examples 1, 3 to 12]
In each of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 3 to 12, a polymerizable raw material was prepared by mixing multiple materials according to the blending compositions shown in Tables 1 to 3. In these tables, the unit of blending amount of raw materials other than the polymerization initiator and the chain transfer agent is "mass %", and the total amount of raw materials other than the polymerization initiator and the chain transfer agent is 100 mass %. The blending amount of the polymerization initiator and the chain transfer agent is shown as the amount added [g] per 1 kg of the total amount of raw materials other than the polymerization initiator and the chain transfer agent.
The obtained polymerizable raw material was degassed and then poured into a mold consisting of a pair of tempered glass and a soft polyvinyl chloride gasket. Primary curing (prepolymerization) and secondary curing (postpolymerization) were carried out at the temperatures and times shown in Tables 1 to 3. After that, it was cooled to about the temperature of the primary curing, and a methacrylic resin casting plate having a length of 1250 mm, a width of 2500 mm, and a thickness of 3 mm was taken out from the mold.
The main production conditions and evaluation results are shown in Tables 1 to 3.
[比較例2]
50mmφのシート押出機を用いて、非架橋MMA系重合体(P2)をシリンダー温度250℃の条件で溶融混練し、3mm厚のメタクリル系樹脂押出板を得た。
評価結果を、表1に示す。
[Comparative Example 2]
The non-crosslinked MMA polymer (P2) was melt-kneaded using a 50 mmφ sheet extruder at a cylinder temperature of 250° C. to obtain an extruded methacrylic resin plate having a thickness of 3 mm.
The evaluation results are shown in Table 1.
[結果のまとめ]
(実施例1~3)
実施例1~3で得られたメタクリル系樹脂注型板は、ひけがなく、外観が良好であった。これら実施例で得られた注型板は、Mwが50万~150万の非架橋MMA系重合体(P)を6~15質量%含み、架橋MMA系重合体(C)を94~85質量%含むものであった。これら実施例で得られた注型板は、ゴム状平坦領域における貯蔵弾性率(E’)が200℃で3MPa以上であり、tanδのピーク値が1.55以下であり、tanδのピーク温度が130℃以上であった。
[Summary of results]
(Examples 1 to 3)
The methacrylic resin cast plates obtained in Examples 1 to 3 had no sink marks and had good appearances. The cast plates obtained in these Examples contained 6 to 15 mass % of a non-crosslinked MMA polymer (P) having a Mw of 500,000 to 1,500,000 and 94 to 85 mass % of a crosslinked MMA polymer (C). The cast plates obtained in these Examples had a storage modulus (E') in the rubber-like flat region of 3 MPa or more at 200°C, a peak value of tan δ of 1.55 or less, and a peak temperature of tan δ of 130°C or more.
なお、実施例3の動的粘弾性測定では、高温での貯蔵弾性率(E’)が非常に高く、150℃を超えたところで安全装置が動作し測定不能となった。そのため、この実施例では、tanδのピーク温度は150℃以上とみなした。この実施例では、貯蔵弾性率(E’)は、tanδのピーク温度が141.4℃である実施例2の貯蔵弾性率(E’)を上回る値とみなし、5.00MPa以上とみなした。この実施例では、tanδのピーク値は、tanδのピーク温度が141.4℃である実施例2のtanδのピーク値を下回る値とみなし、1.30以下とみなした。
実施例1~3で得られた注型板はいずれも、耐エタノール性が良好であった。
In the dynamic viscoelasticity measurement of Example 3, the storage modulus (E') at high temperatures was very high, and the safety device was activated when the temperature exceeded 150°C, making it impossible to measure. Therefore, in this example, the peak temperature of tan δ was considered to be 150°C or higher. In this example, the storage modulus (E') was considered to be a value higher than the storage modulus (E') of Example 2, in which the peak temperature of tan δ is 141.4°C, and was considered to be 5.00 MPa or higher. In this example, the peak value of tan δ was considered to be a value lower than the peak value of tan δ of Example 2, in which the peak temperature of tan δ is 141.4°C, and was considered to be 1.30 or less.
All of the cast plates obtained in Examples 1 to 3 had good ethanol resistance.
(比較例1)
比較例1で得られたメタクリル系樹脂注型板は、ひけがなく、外観が良好であった。この比較例で得られた注型板は、Mwが50万~150万の非架橋MMA系重合体(P)100質量%からなる非架橋板であった。この比較例で得られた注型板は、ゴム状平坦領域における貯蔵弾性率(E’)が200℃で3MPa未満であり、tanαのピーク値が1.55超であった。この比較例で得られた注型板は、耐エタノール性が不良であった。
(Comparative Example 1)
The methacrylic resin cast plate obtained in Comparative Example 1 had no sink marks and had a good appearance. The cast plate obtained in this Comparative Example was a non-crosslinked plate consisting of 100 mass % of a non-crosslinked MMA polymer (P) having an Mw of 500,000 to 1,500,000. The cast plate obtained in this Comparative Example had a storage modulus (E') in the rubber-like flat region of less than 3 MPa at 200°C and a peak value of tan α of more than 1.55. The cast plate obtained in this Comparative Example had poor ethanol resistance.
(比較例2)
比較例2で用意したメタクリル系樹脂押出板は、ひけがなく、外観が良好であった。この比較例で用意した押出板は、Mwが50万~150万の非架橋MMA系重合体(P)100質量%からなる非架橋板であった。この比較例で用意した押出板は、ゴム状平坦領域における貯蔵弾性率(E’)が200℃で3MPa未満であり、tanαのピーク値が1.55超であり、tanαのピーク温度が130℃未満であった。
この比較例で用意した押出板は、加工端面の耐エタノール性が著しく不良であり、非加工端面である主面の耐エタノール性も不良であった。
(Comparative Example 2)
The methacrylic resin extruded plate prepared in Comparative Example 2 had no sink marks and had a good appearance. The extruded plate prepared in this Comparative Example was a non-crosslinked plate consisting of 100 mass % of a non-crosslinked MMA polymer (P) having a Mw of 500,000 to 1.5 million. The extruded plate prepared in this Comparative Example had a storage modulus (E') in the rubber-like plateau region of less than 3 MPa at 200°C, a peak tan α value of more than 1.55, and a peak tan α temperature of less than 130°C.
The extruded plate prepared in this comparative example had extremely poor ethanol resistance at the processed end face, and the ethanol resistance of the main surface, which was the non-processed end face, was also poor.
(比較例3、5~9)
比較例3、5~9で得られたメタクリル系樹脂注型板は、ひけがなく、外観が良好であった。これら比較例で得られた注型板は、Mwが50万~150万の非架橋MMA系重合体(P)を6~15質量%含み、架橋MMA系重合体(C)を94~85質量%含むものであった。これら比較例では、架橋剤の使用量が実施例1~3よりも少ない量であった。
これら比較例で得られた注型板は、ゴム状平坦領域における貯蔵弾性率(E’)が200℃で3MPa未満であり、tanαのピーク値が1.55超であった。比較例6~9の比較例では、tanδのピーク温度が130℃未満であった。
これら比較例で得られた注型板は、耐エタノール性が不良または実施例1~3よりも劣るものであった。
(Comparative Examples 3, 5 to 9)
The methacrylic resin cast plates obtained in Comparative Examples 3 and 5 to 9 had no sink marks and had good appearances. The cast plates obtained in these Comparative Examples contained 6 to 15 mass % of the non-crosslinked MMA polymer (P) having a Mw of 500,000 to 1,500,000 and 94 to 85 mass % of the crosslinked MMA polymer (C). In these Comparative Examples, the amount of the crosslinking agent used was less than that in Examples 1 to 3.
The cast plates obtained in these comparative examples had a storage modulus (E') in the rubbery plateau region of less than 3 MPa at 200°C and a peak tan α value of more than 1.55. Comparative examples 6 to 9 had peak tan δ temperatures of less than 130°C.
The cast plates obtained in these Comparative Examples had poor ethanol resistance or were inferior to those of Examples 1-3.
(比較例4)
比較例4で得られたメタクリル系樹脂注型板は、ひけがなく、外観が良好であった。この比較例で得られた注型板は、非架橋MMA系重合体(P)のMwが50万未満であり、非架橋MMA系重合体(P)の含有量が15質量%超であった。この比較例では、架橋剤の使用量が実施例1~3よりも少ない量であった。
この比較例で得られた注型板は、ゴム状平坦領域における貯蔵弾性率(E’)が200℃で3MPa未満であり、tanαのピーク値が1.55超であり、tanδのピーク温度が130℃未満であった。
この比較例で得られた注型板は、加工端面の耐エタノール性が著しく不良であり、非加工端面である主面の耐エタノール性も不良であった。
(Comparative Example 4)
The methacrylic resin cast plate obtained in Comparative Example 4 had no sink marks and had a good appearance. The cast plate obtained in this Comparative Example had a non-crosslinked MMA polymer (P) with a Mw of less than 500,000 and a content of the non-crosslinked MMA polymer (P) of more than 15% by mass. In this Comparative Example, the amount of the crosslinking agent used was less than those in Examples 1 to 3.
The cast plate obtained in this comparative example had a storage modulus (E') in the rubbery plateau region of less than 3 MPa at 200°C, a peak tan α value of greater than 1.55, and a peak tan δ temperature of less than 130°C.
The cast plate obtained in this comparative example had extremely poor ethanol resistance at the processed end face, and the ethanol resistance of the main surface, which is the non-processed end face, was also poor.
(比較例10、11)
比較例10、11で得られたメタクリル系樹脂注型板は、Mwが50万~150万の非架橋MMA系重合体(P)の含有量が6質量%未満であり、架橋MMA系重合体(C)の含有量が94質量%以上であった。これら比較例で得られたメタクリル系樹脂注型板は、ひけが見られ、外観が不良であった。
(Comparative Examples 10 and 11)
The methacrylic resin cast plates obtained in Comparative Examples 10 and 11 had a content of the non-crosslinked MMA polymer (P) having a Mw of 500,000 to 1,500,000 of less than 6 mass % and a content of the crosslinked MMA polymer (C) of 94 mass % or more. The methacrylic resin cast plates obtained in these Comparative Examples had sink marks and poor appearance.
(比較例12)
比較例12では、シラップ(S)の調製時に追加のMMAを添加しなかったため、得られた重合性原料は粘度が高く、鋳型への注入が困難であり、製板できなかった。
(Comparative Example 12)
In Comparative Example 12, since no additional MMA was added during preparation of the syrup (S), the obtained polymerizable raw material had a high viscosity and was difficult to inject into a mold, and thus a plate could not be produced.
Claims (5)
非架橋メタクリル酸メチル系重合体(P)と、メタクリル酸メチルを含む1種以上の単量体と、1種以上の架橋剤と、重合開始剤とを含み、重合性単量体および単量体単位の合計100質量部に対し、前記架橋剤の量が2.5~25質量部である重合性原料の重合硬化物からなり、
前記架橋剤の分子量が400以下であり、
非架橋メタクリル酸メチル系重合体(P)の重量平均分子量が50万~150万であり、
非架橋メタクリル酸メチル系重合体(P)の含有量が6~15質量%であり、
架橋メタクリル酸メチル系重合体(C)の含有量が94~85質量%であり、
動的粘弾性測定を実施した時、ゴム状平坦領域における貯蔵弾性率(E')が200℃で3MPa以上であり、tanδのピーク値が1.55以下であり、tanδのピーク温度が130℃以上であり、レーザー切断加工された板である、メタクリル系樹脂注型板。 A methacrylic resin cast plate comprising a non-crosslinked methyl methacrylate polymer (P) and a crosslinked methyl methacrylate polymer (C),
The composition is made of a polymerized and cured product of a polymerizable raw material, which comprises a non-crosslinked methyl methacrylate polymer (P), one or more monomers including methyl methacrylate, one or more crosslinking agents, and a polymerization initiator, and the amount of the crosslinking agent is 2.5 to 25 parts by mass per 100 parts by mass of the total of the polymerizable monomers and monomer units;
The molecular weight of the crosslinking agent is 400 or less,
The weight average molecular weight of the non-crosslinked methyl methacrylate polymer (P) is 500,000 to 1,500,000;
The content of the non-crosslinked methyl methacrylate polymer (P) is 6 to 15% by mass,
The content of the crosslinked methyl methacrylate polymer (C) is 94 to 85% by mass,
A methacrylic resin casting plate, which is a laser cut plate, has a storage modulus (E') in the rubber-like plateau region of 3 MPa or more at 200°C when dynamic viscoelasticity is measured , a peak value of tan δ of 1.55 or less, and a peak temperature of tan δ of 130°C or more.
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