ES2943061T3 - Artículo moldeado y método para producir el mismo - Google Patents
Artículo moldeado y método para producir el mismo Download PDFInfo
- Publication number
- ES2943061T3 ES2943061T3 ES21194313T ES21194313T ES2943061T3 ES 2943061 T3 ES2943061 T3 ES 2943061T3 ES 21194313 T ES21194313 T ES 21194313T ES 21194313 T ES21194313 T ES 21194313T ES 2943061 T3 ES2943061 T3 ES 2943061T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- methacrylic resin
- resin composition
- molded article
- test piece
- molecular weight
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L33/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L33/04—Homopolymers or copolymers of esters
- C08L33/06—Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, which oxygen atoms are present only as part of the carboxyl radical
- C08L33/10—Homopolymers or copolymers of methacrylic acid esters
- C08L33/12—Homopolymers or copolymers of methyl methacrylate
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/0001—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor characterised by the choice of material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C45/76—Measuring, controlling or regulating
- B29C45/77—Measuring, controlling or regulating of velocity or pressure of moulding material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C45/76—Measuring, controlling or regulating
- B29C45/78—Measuring, controlling or regulating of temperature
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
- C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
- C08F220/10—Esters
- C08F220/12—Esters of monohydric alcohols or phenols
- C08F220/14—Methyl esters, e.g. methyl (meth)acrylate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F265/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of unsaturated monocarboxylic acids or derivatives thereof as defined in group C08F20/00
- C08F265/04—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of unsaturated monocarboxylic acids or derivatives thereof as defined in group C08F20/00 on to polymers of esters
- C08F265/06—Polymerisation of acrylate or methacrylate esters on to polymers thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L33/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L33/04—Homopolymers or copolymers of esters
- C08L33/06—Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, which oxygen atoms are present only as part of the carboxyl radical
- C08L33/10—Homopolymers or copolymers of methacrylic acid esters
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
- F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
- F21S41/20—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
- F21S41/2805—Cover glass
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
- F21S43/00—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights
- F21S43/20—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
- F21S43/2605—Refractors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2033/00—Use of polymers of unsaturated acids or derivatives thereof as moulding material
- B29K2033/04—Polymers of esters
- B29K2033/12—Polymers of methacrylic acid esters, e.g. PMMA, i.e. polymethylmethacrylate
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2995/00—Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds
- B29K2995/0037—Other properties
- B29K2995/007—Hardness
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2995/00—Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds
- B29K2995/0037—Other properties
- B29K2995/0089—Impact strength or toughness
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
- B29L2031/00—Other particular articles
- B29L2031/30—Vehicles, e.g. ships or aircraft, or body parts thereof
- B29L2031/3055—Cars
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
- F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
- F21S41/20—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
- F21S41/28—Cover glass
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
- F21S43/00—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights
- F21S43/20—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
- F21S43/26—Refractors, transparent cover plates, light guides or filters not provided in groups F21S43/235 - F21S43/255
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Abstract
Se proporciona un artículo moldeado excelente en resistencia al impacto Charpy y un método para producir el mismo. Un artículo moldeado contiene una composición de resina metacrílica que contiene al menos una resina metacrílica, en la que la dureza del lápiz es de 2 H o superior, y el tiempo de formación de grietas es de 19 segundos o más, midiendo el tiempo de formación de grietas realizando secuencialmente los siguientes pasos 1) a 5): 1) preparación de una pieza de prueba que es un artículo moldeado en forma de tira, la pieza de prueba tiene un orificio pasante provisto en un lado del extremo en dirección longitudinal; 2) calentamiento y secado de la pieza de prueba; 3) sujeción el otro extremo de la probeta en dirección longitudinal y fijando la probeta a una mesa de fijación de manera que las direcciones de extensión de una superficie superior y una superficie inferior de la probeta coincidan con una dirección horizontal; 4) aplicar etanol una o más veces a una región predeterminada de la superficie superior mientras se genera una tensión superficial en la superficie superior mediante la aplicación de una carga calculada mediante una ecuación específica en una dirección vertical en una posición donde el orificio pasante de la pieza de prueba se proporciona, y manteniendo un estado en el que se aplica el etanol; y5) obtener el tiempo de formación de grietas midiendo el tiempo desde el comienzo de la aplicación del etanol hasta la formación de grietas en la pieza de prueba. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Artículo moldeado y método para producir el mismo
Campo de la invención
La presente invención se refiere a un artículo moldeado, y a un método para producir el mismo, y más particularmente, a un artículo moldeado formado por una composición de resina metacrílica y un método para producir el mismo.
Descripción de la técnica relacionada
La composición de resina metacrílica es excelente en transparencia y resistencia al calor. Por lo tanto, como material sustituto del vidrio inorgánico, por ejemplo, se ha desarrollado una composición de resina metacrílica utilizada como material de un elemento de automóvil tal como una cubierta de una luz trasera o una luz delantera, y que tiene varias características.
Por ejemplo, el documento JP-A-2016-008237 divulga una composición de resina metacrílica utilizada como material de un elemento de automóvil. Se describe que la composición de resina metacrílica de acuerdo con el documento JP-A-2016-008237 contiene dos resinas metacrílicas que tienen diferentes pesos moleculares máximos y satisface una condición predeterminada. El documento JP 2013 032509 A se refiere a una composición de resina metacrílica y un artículo moldeado, en donde la composición de resina comprende una resina metacrílica y una resina de tetrafluoroetileno que tiene un peso molecular promedio en número específico y un tamaño de partícula promedio. El documento AU 496034 B2 se refiere a una composición de recubrimiento que, cuando se recubre sobre la superficie de un objeto de resina acrílica, forma una capa protectora. El documento WO 2007004670 A1 se refiere a una resina metacrílica que tiene un rendimiento de protección ultravioleta y una película formada por moldeo de la misma.
Sumario de la invención
En los últimos años, la reducción de peso de los elementos que constituyen un vehículo tal como un automóvil ha sido un requisito particularmente desde el punto de vista de mejorar la eficiencia del combustible. Por lo tanto, es preferible que un elemento de un vehículo, particularmente, un artículo moldeado formado por una composición de resina metacrílica sea delgado. Además, de acuerdo con los requisitos de diseño y similares, un artículo moldeado formado por una composición de resina metacrílica, que es un elemento del vehículo, se puede producir como un elemento grande. Sin embargo, a medida que el artículo moldeado se vuelve más delgado y más grande, su resistencia al impacto tiende a disminuir.
Por lo tanto, existe una demanda de un artículo moldeado formado por una composición de resina metacrílica capaz de producir un artículo moldeado que tenga un nivel deseado de resistencia al impacto, y un método para producir el mismo.
Sin embargo, en caso de que la composición de resina metacrílica de acuerdo con la técnica relacionada se utilice para un artículo moldeado, una resistencia al impacto Charpy del artículo moldeado no es suficiente.
Por lo tanto, se requiere un artículo moldeado excelente en resistencia al impacto Charpy y un método para producir el mismo.
Este objetivo se consigue con la materia objeto de las reivindicaciones independientes. Otros aspectos se divulgan en las reivindicaciones secundarias. Como resultado de los estudios exhaustivos llevados a cabo para resolver los problemas anteriores, los presentes inventores observaron que los problemas anteriores pueden resolverse mediante un artículo moldeado formado por una composición de resina metacrílica que satisface un requisito predeterminado y un método para producir el mismo, completando de esta manera la presente invención. Es decir, la presente invención proporciona los siguientes aspectos [1] a [12].
[1] Un artículo moldeado que contiene una composición de resina metacrílica que contiene al menos una resina metacrílica,
en el que una dureza al lápiz es de 2 H o superior, y
un tiempo de formación de grietas es de 19 segundos o más, midiéndose el tiempo de formación de grietas realizando secuencialmente las siguientes etapas 1) a 5): 123
1) preparar una probeta que es un artículo moldeado en forma de tira, teniendo la probeta un orificio pasante provisto en un lado del extremo en una dirección longitudinal;
2) calentar y secar la probeta a 80 °C durante 7 horas utilizando un horno de circulación de aire caliente; 3) sujetar el otro lado del extremo de la probeta en la dirección longitudinal y fijar la probeta a una mesa de fijación de manera que las direcciones de extensión de una superficie superior y una superficie inferior de la probeta coincidan con una dirección horizontal;
4) aplicar etanol una o más veces a una región predeterminada de la superficie superior mientras se genera una tensión superficial en la superficie superior mediante la aplicación de una carga calculada por la siguiente Ecuación (1) en una dirección vertical en una posición donde está provisto el orificio pasante de la probeta, y manteniendo un estado en el que se aplica el etanol,
Wt = (1,785 x W x T12) / (6 x L3) (1)
en donde,
Wt representa la carga (g) aplicada en la dirección vertical en la posición donde está provisto el orificio pasante de la probeta,
W representa una longitud (mm) de la probeta en dirección transversal,
T1 representa una longitud (mm) de la probeta en la dirección del espesor, y
L3 representa una distancia (mm) entre un eje central del orificio pasante de la probeta y el centro de la región predeterminada de la probeta a la que se aplica el etanol; y
5) obtener el tiempo de formación de grietas midiendo un tiempo desde el inicio de la aplicación del etanol hasta la formación de grietas en la probeta, en donde
la composición de resina metacrílica satisface los siguientes requisitos (i) a (iii):
(i) W1 es de 10 a 25, en la que W1 es una proporción (%) entre un área de pico desde un punto inicial hasta un peso molecular de 30.000 y un área de pico desde el punto inicial hasta un punto final en una curva de distribución de peso molecular diferencial de la composición de resina metacrílica;
(ii) W2 es de 5 a 35, en la que W2 es una proporción (%) entre un área de pico desde un peso molecular de 300.000 hasta el punto final y el área de pico desde el punto inicial hasta el punto final en la curva de distribución de peso molecular diferencial de la composición de resina metacrílica; y
(iii) una proporción (Mw/Mn) entre un peso molecular promedio en masa de la composición de resina metacrílica y un peso molecular promedio en número de la composición de resina metacrílica es de 2,0 a 6,0.
[2] El artículo moldeado de acuerdo con [1], en el que la dureza al lápiz es de 2 H o 3 H.
[3] El artículo moldeado de acuerdo con [1] o [2], en el que el tiempo de formación de grietas es de 19 segundos o más y de 54 segundos o menos.
[4] El artículo moldeado de acuerdo con uno cualquiera de [1] a [3], en el que la composición de resina metacrílica contiene dos resinas metacrílicas.
[5] El artículo moldeado de acuerdo con [4],
en el que dos resinas metacrílicas incluyen
una resina metacrílica (A) que tiene un peso molecular promedio en masa de 120.000 a 180.000 y una resina metacrílica (B) que tiene un peso molecular promedio en masa de 10.000 a 60.000.
[6] El artículo moldeado de acuerdo con uno cualquiera de [1] a [5],
en el que al menos una resina metacrílica tiene una unidad estructural derivada de un éster de ácido metacrílico, y
un contenido de la unidad estructural derivada del éster de ácido metacrílico es del 98,0 % en masa o más con respecto al 100% en masa de un contenido total de todas las unidades estructurales incluidas en la composición de resina metacrílica.
[7] El artículo moldeado de acuerdo con [6], en el que el éster de ácido metacrílico es metacrilato de metilo.
[8] El artículo moldeado de acuerdo con uno cualquiera de [1] a [7], en el que la al menos una resina metacrílica tiene además una unidad estructural derivada de un éster de ácido acrílico.
[9] El artículo moldeado de acuerdo con [8], en el que el éster de ácido acrílico es acrilato de metilo.
[10] Un elemento de vehículo formado por el artículo moldeado de acuerdo con uno cualquiera de [1] a [9].
[11] Un método para producir el artículo moldeado de acuerdo con uno cualquiera de [1] a [9], incluyendo el método:
preparar una composición de resina metacrílica que contiene al menos una resina metacrílica, en donde la composición de resina metacrílica satisface los siguientes requisitos (i) a (iii): (i)*
(i) W1 es de 10 a 25, en la que W1 es una proporción (%) entre un área de pico desde un punto inicial hasta un peso molecular de 30.000 y un área de pico desde el punto inicial hasta un punto final en una curva de distribución de peso molecular diferencial de la composición de resina metacrílica;
(ii) W2 es de 5 a 35, en la que W2 es una proporción (%) entre un área de pico desde un peso molecular de 300.000 hasta el punto final y el área de pico desde el punto inicial hasta el punto final en la curva de distribución de peso molecular diferencial de la composición de resina metacrílica; y
(iii) una proporción (Mw/Mn) entre un peso molecular promedio en masa de la composición de resina
metacrílica y un peso molecular promedio en número de la composición de resina metacrílica es de 2,0 a 6,0; y
someter la composición de resina metacrílica a moldeo por inyección en condiciones en las que una temperatura de inyección es de 240 °C a 270 °C y una velocidad de inyección es de 10 mm/s a 70 mm/s para obtener un artículo moldeado.
De acuerdo con la presente invención, es posible proporcionar un artículo moldeado que contenga una composición de resina metacrílica excelente en resistencia al impacto Charpy y un método para producir el mismo.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es una vista en planta esquemática para explicar una configuración de una probeta utilizada para medir el tiempo de formación de grietas;
la figura 2 es una vista en sección transversal esquemática para explicar la configuración de la probeta utilizada para medir el tiempo de formación de grietas;
la figura 3 es un gráfico que muestra una curva de distribución de peso molecular diferencial de una composición de resina metacrílica 1;
la figura 4 es un gráfico que muestra una curva de distribución de peso molecular diferencial de una composición de resina metacrílica 2; y
la figura 5 es una vista esquemática para explicar un aparato para producir una composición de resina metacrílica.
Descripción detallada de las realizaciones preferentes
En la presente memoria descriptiva, a menos que se especifique otra cosa, un intervalo numérico de "A a B" significa "A o más y B o menos".
En la presente memoria descriptiva, una unidad estructural derivada de un determinado monómero puede denominarse simplemente "unidad de monómero" utilizando el nombre del monómero.
En lo sucesivo en el presente documento, las realizaciones de la presente invención se describirán haciendo referencia a los dibujos. Hay que tener en cuenta que cada dibujo simplemente ilustra esquemáticamente la forma, tamaño y disposición de los elementos constituyentes en la medida en que se pueda comprender la invención. La presente invención no está limitada por la siguiente descripción, y cada elemento constituyente puede cambiarse apropiadamente sin apartarse de la esencia de la presente invención. En los dibujos utilizados en la siguiente descripción, los mismos elementos constitutivos se indican con los mismos números de referencia y se puede omitir la descripción redundante. Además, la configuración de acuerdo con la realización de la presente invención no se realiza o utiliza necesariamente en la disposición del ejemplo ilustrado.
1. Artículo moldeado
En lo sucesivo en el presente documento, se describirá en detalle un artículo moldeado de acuerdo con la presente realización.
El artículo moldeado de la presente realización es un artículo moldeado que contiene una composición de resina metacrílica que contiene al menos una resina metacrílica,
en el que una dureza al lápiz es de 2 H o superior, y
un tiempo de formación de grietas es de 19 segundos o más, midiéndose el tiempo de formación de grietas realizando secuencialmente las siguientes etapas 1) a 5):
1) preparar una probeta que es un artículo moldeado en forma de tira, teniendo la probeta un orificio pasante provisto en un lado del extremo en una dirección longitudinal;
2) calentar y secar la probeta;
3) sujetar el otro lado del extremo de la probeta en la dirección longitudinal y fijar la probeta a una mesa de fijación de manera que las direcciones de extensión de una superficie superior y una superficie inferior de la probeta coincidan con una dirección horizontal;
4) aplicar etanol una o más veces a una región predeterminada de la superficie superior mientras se genera una tensión superficial en la superficie superior mediante la aplicación de una carga calculada por la siguiente Ecuación (1) en una dirección vertical en una posición donde está provisto el orificio pasante de la probeta, y manteniendo un estado en el que se aplica el etanol,
Wt = (1,785 x w x T11234) / (6 x L3) (1)
en donde,
Wt representa la carga (g) aplicada en la dirección vertical en la posición donde está provisto el orificio pasante de la probeta,
W representa una longitud (mm) de la probeta en dirección transversal,
T1 representa una longitud (mm) de la probeta en la dirección del espesor, y
L3 representa una distancia (mm) entre un eje central del orificio pasante de la probeta y el centro de la región predeterminada de la probeta a la que se aplica el etanol; y
5) obtener el tiempo de formación de grietas midiendo el tiempo desde el comienzo de la aplicación del etanol hasta la formación de grietas en la probeta.
De acuerdo con el artículo moldeado de la presente realización, en particular, se puede proporcionar un artículo moldeado excelente en resistencia al impacto Charpy ajustando la dureza al lápiz a 2 H o más y ajustando el tiempo de formación de grietas a 19 segundos o más.
(1) Dureza al lápiz
En el artículo moldeado de la presente realización, la dureza al lápiz es preferentemente de 2 H o superior, y la dureza al lápiz es más preferentemente de 2 H o 3 H.
En este caso, se describirá la dureza al lápiz y un método para medir la dureza al lápiz. La dureza al lápiz es un parámetro que puede indicar particularmente un índice de resistencia al rayado de una superficie de un artículo moldeado (artículo moldeado por inyección). La dureza al lápiz se puede medir de acuerdo con un método de medición especificado en la norma JIS K 5600.
En la presente realización, la dureza al lápiz se puede medir preparando una probeta que es un artículo moldeado en forma de tira (paralelepípedo rectangular) y usando un aparato de medición que se conoce en la técnica relacionada y está disponible en cualquier mercado adecuado. Por ejemplo, la dureza al lápiz se puede medir en condiciones en las que una carga es de 750 g y una velocidad de rayado de 0,5 mm/s utilizando un medidor de resistencia al rayado de tipo lápiz eléctrico ("553-M1", fabricado por Yasuda Seiki Seisakusho Ltd.) como el aparato de medición.
Más específicamente, la dureza al lápiz se puede evaluar realizando una prueba usando un lápiz que tiene una pluralidad de durezas dispuestas de manera que la punta del lápiz tenga forma de columna y observando visualmente si se forma una veta en forma de raya en la superficie de la probeta. Hay que tener en cuenta que la superficie de la probeta se observa visualmente en una habitación, y la probeta se levanta para confirmar la presencia o ausencia de la veta en forma de raya mientras se irradia la probeta con luz en la iluminación interior y se cambia la inclinación de la probeta.
Hay que tener en cuenta que en el caso de que la probeta utilizada sea un artículo moldeado por inyección, la probeta se recorta en la preparación de la probeta de modo que una dirección transversal de la probeta coincida con una dirección de inyección (dirección de la máquina (MD)) de la composición de resina metacrílica.
(2) Tiempo de formación de grietas
En el artículo moldeado de la presente realización, el tiempo de formación de grietas es preferentemente de 19 segundos o más, más preferentemente 19 segundos o más y 54 segundos o menos, y aún más preferentemente 19 segundos o más y 26 segundos o menos.
Se puede obtener un artículo moldeado excelente en resistencia al impacto Charpy ajustando la dureza al lápiz al intervalo anterior (valor numérico) y ajustando el tiempo de formación de grietas al intervalo anterior.
En este caso, se describirá el tiempo de formación de grietas y un método para medir el tiempo de formación de grietas. El tiempo de formación de grietas es un parámetro que puede indicar una tenacidad (resistencia mecánica) del artículo moldeado, y también puede indicar un índice relativo a la resistencia al disolvente.
Específicamente, el tiempo de formación de grietas se puede medir realizando secuencialmente las etapas 1) a 5) descritas anteriormente. En la presente realización, la medición y evaluación del tiempo de formación de grietas se realizan preferentemente mediante el llamado método de voladizo.
En lo sucesivo en el presente documento, la medición del tiempo de formación de grietas por el método del voladizo se describirá en detalle con referencia a los dibujos. La figura 1 es una vista en planta esquemática para explicar una configuración de una probeta utilizada para medir un tiempo de formación de grietas. La figura 2 ilustra una vista en sección transversal cortada obtenida al cortar la probeta en una posición de la línea de puntos discontinua A-A ilustrada en la figura 1, y es una vista en sección transversal esquemática para explicar la configuración de la probeta utilizada para medir el tiempo de formación de grietas.
Etapa 1)
La etapa 1) es una etapa de preparación de una probeta. La etapa 1) es una etapa de preparación de una probeta 40 que es un artículo moldeado en forma de tira que tiene un orificio pasante 42 provisto en un lado del extremo en una dirección longitudinal como se ilustra en las figuras 1 y 2.
El tamaño de la probeta se puede ajustar a cualquier tamaño adecuado considerando un método para producir un artículo moldeado como probeta, las condiciones de producción, el aparato de medición que se puede utilizar, las condiciones de medición, y similares.
En lo sucesivo en el presente documento, un artículo moldeado por inyección como un artículo moldeado producido por un método de moldeo por inyección se describirá en detalle como un ejemplo de la probeta.
En la presente realización, en la probeta 40 utilizada para medir el tiempo de formación de grietas, una longitud (Li) en dirección longitudinal puede ser, por ejemplo, 174 mm, una longitud (ancho W) en una dirección transversal ortogonal a la dirección longitudinal puede ser, por ejemplo, 25,4 mm, y una longitud (grosor T1) en una dirección del espesor ortogonal tanto a la dirección longitudinal como a la dirección transversal puede ser, por ejemplo, 3 mm. Por lo tanto, la probeta 40 en la presente realización es un artículo moldeado por inyección en forma de tira (paralelepípedo rectangular) como un todo.
Obsérvese que, en la preparación, la probeta 40 se recorta de modo que la dirección longitudinal (la dirección de extensión de L1) coincide con el sentido de inyección (MD) de la composición de resina metacrílica como materia prima en una máquina de moldeo por inyección.
El orificio pasante 42 se proporciona en la probeta 40 como se ha descrito anteriormente. En la presente realización, el orificio pasante 42 tiene el eje central (C) en un punto separado por una longitud (L2) en la dirección longitudinal desde un borde de la dirección longitudinal, es decir, 10 mm, y una longitud (Wa) desde un borde de la dirección transversal (la dirección de extensión de W), es decir, 12,7 mm, y el eje central (C) puede penetrar desde una superficie superior 40a de la probeta 40 hasta una superficie inferior 40b de la probeta 40 en la dirección del espesor (T1) a formar en forma de columna que tiene un diámetro (D) de 6 mm de modo que la dirección del espesor (T1) es la dirección de extensión.
Etapa 2)
La etapa 2) es una etapa de calentamiento y secado de la probeta 40. La etapa 2) se puede realizar en cualquier condición adecuada como una condición en la que la forma y las características de la probeta 40 no se vean afectadas usando cualquier aparato adecuado conocido en la técnica relacionada.
Específicamente, el calentamiento de acuerdo con la etapa 2) se realiza calentando y secando la probeta 40 a 80 °C durante 7 horas utilizando un horno de circulación de aire caliente comercializado.
En un caso en el que la probeta 40 se calienta y se seca de acuerdo con la etapa 2) no se somete a la etapa 3) descrita más adelante, que sigue inmediatamente después del calentamiento y secado, por ejemplo, la probeta 40 se almacena preferentemente en un desecador al que se añade un desecante. El tiempo durante el cual se almacena la probeta 40 en el desecador puede ser, por ejemplo, 16 horas.
Etapa 3)
La etapa 3) es una etapa de sujetar el otro lado del extremo de la probeta 40 en la dirección longitudinal y fijar la probeta 40 a una mesa de fijación de modo que las direcciones de extensión de la superficie superior 40a y la superficie inferior 40b de la probeta 40 coincidan con la dirección horizontal, siendo el otro lado del extremo opuesto al lado del borde en el que está provisto el orificio pasante en la dirección longitudinal de la probeta 40.
Obsérvese que, en la presente realización, es preferible que las etapas 3) a 5) se realicen en condiciones de temperatura constante y humedad constante en cualquier aparato adecuado de temperatura constante y humedad constante conocido en la técnica relacionada. Es preferible que las etapas 3) a 5) se realicen permitiendo que la probeta 40 permanezca en una habitación con temperatura constante y humedad constante en la que la temperatura sea de 23 °C y la humedad relativa sea del 50 %.
Específicamente, la etapa 3) puede ser una etapa de sujetar una región de sujeción 44 que tiene una separación de 100 mm a 130 mm en la dirección longitudinal desde el borde de la dirección longitudinal más cerca del orificio pasante 42 de la superficie superior 40a y la superficie inferior 40b, enfrentadas entre sí, que son superficies principales definidas por un lado largo (L1) que se extiende en la dirección longitudinal de la probeta 40 y un lado corto (W) que se extiende en la dirección transversal de la probeta 40 para fijar la probeta 40 a una mesa de fijación de modo que las direcciones de extensión de la superficie superior 40a y la superficie inferior 40b coincide con la dirección horizontal mientras se expone una región de exposición 46.
Etapa 4)
La etapa 4) es una etapa de aplicar etanol una o más veces a una región predeterminada de la superficie superior 40a en la región de exposición 46 de la probeta 40, es decir, una región de aplicación 40aa, mientras se genera una tensión superficial en la superficie superior 40a mediante la aplicación de una carga calculada por la Ecuación (1) anterior en una dirección vertical en una posición donde está provisto el orificio pasante 42 de la probeta 40, y manteniendo un estado en el que el se aplica etanol.
En la presente realización, la zona de aplicación 40aa de acuerdo con la etapa 4) es una región en forma de banda situada en la superficie 40a. Específicamente, es preferible que la región de aplicación 40aa se proporcione como una región en forma de banda que se extiende sobre dos lados largos (Li) enfrentados entre sí, separados a una distancia de 90 mm a 100 mm, en la dirección longitudinal desde el borde de la dirección longitudinal (Li) más cerca del orificio pasante 42 de la superficie superior 40a de la probeta 40 (es decir, una distancia L3 entre el eje central C del orificio pasante de la probeta y el centro de la región de aplicación de etanol de la probeta es de 75 mm a 95 mm).
Específicamente, la etapa 4) puede ser una etapa de aplicar un disolvente de etanol seleccionado una o más veces a la región de aplicación 40aa mientras se genera una tensión superficial en la superficie superior 40a mediante la aplicación de una carga calculada por la Ecuación (1) anterior en la dirección vertical en la posición en la que está provisto el orificio pasante 42, y manteniendo un estado en el que se aplica el etanol para evitar que el disolvente de etanol aplicado se volatilice y desaparezca, es decir, un estado en el que el disolvente etanol está presente en toda la superficie de la región de aplicación 40aa. La carga calculada por la Ecuación (1) anterior es, por ejemplo, 800 g.
Un método para aplicar la carga a la región de aplicación en forma de banda 40aa de la superficie superior 40a no está particularmente limitado. En la presente realización, se aplica una tensión superficial a la región de aplicación 40aa de la superficie superior 40a aplicando una carga utilizando el orificio pasante 42 descrito anteriormente. Específicamente, un elemento en forma de alambre que tiene un extremo fijado a un elemento de bloqueo bloqueado en la superficie superior 40a de la probeta 40 y el otro extremo fijado a un elemento de carga pasa a través del orificio pasante 42 para suspender el elemento de carga, aplicando así la carga. Por lo tanto, la tensión superficial se puede aplicar a la región de aplicación 40aa de la superficie superior 40a.
La etapa 5) es una etapa para obtener el tiempo de formación de grietas midiendo el tiempo desde el inicio de la aplicación del disolvente seleccionado hasta la formación de grietas en la probeta 40. Es decir, un tiempo requerido desde el comienzo de la aplicación hasta la formación de la grieta se puede obtener como el tiempo de formación de la grieta midiendo visualmente el tiempo desde el comienzo de la aplicación del disolvente hasta la formación de la grieta en la región de aplicación 40aa de la probeta 40 en un estado en el que la tensión superficial se aplica a la región de aplicación 40aa de la superficie superior 40a de la probeta 40. El tiempo de formación de grietas del artículo moldeado de la presente realización se puede determinar mediante las etapas 1) a 5) descritas anteriormente.
(3) Resistencia al impacto Charpy
Como se ha descrito anteriormente, se puede obtener un artículo moldeado excelente en una resistencia al impacto Charpy ajustando la dureza al lápiz y el tiempo de formación de grietas en los intervalos predeterminados.
En este caso, la "resistencia al impacto Charpy" es un índice relacionado con la tenacidad del artículo moldeado completo (artículo moldeado por inyección), y es un parámetro relacionado con la energía de absorción para absorber el impacto. Por lo tanto, la "dureza al lápiz" descrita anteriormente es un índice que no está directamente relacionado.
La "resistencia al impacto Charpy (kJ/m2)" aplicado al artículo moldeado (artículo moldeado por inyección) de la presente realización se puede medir de acuerdo con el método normal de preparación de una muestra predeterminada usando cualquier aparato de medición adecuado conocido en la técnica relacionada (por ejemplo, "PROBADOR DE IMPACTO", fabricado por Yasuda Seiki Seisakusho Ltd.).
En la presente realización, la resistencia al impacto Charpy del artículo moldeado es generalmente superior a 20 kJ/m2, preferentemente superior a 20 kJ/m2 y 30 kJ/m2 o inferior, y más preferentemente superior a 20 kJ/m2 y 25 kJ/m2 o inferior.
2. Composición de resina metacrílica
En este caso, la "composición de resina metacrílica que contiene al menos una resina metacrílica" que es un material del artículo moldeado de la presente realización se describirá en detalle con referencia a las figuras 3 y 4.
Como se ha descrito anteriormente, la composición de resina metacrílica contiene al menos una resina metacrílica. En la presente realización, es preferible que la composición de resina metacrílica contenga al menos una resina metacrílica (A) y una resina metacrílica (B). Además, en la presente realización, la composición de resina metacrílica es una composición que satisface los siguientes requisitos (i) a (iii), y más preferentemente la composición que satisface los siguientes requisitos (i) a (iii) que contiene al menos una resina metacrílica (A) y una resina metacrílica
(B). Obsérvese que la siguiente descripción de la "resina metacrílica" corresponde tanto a la resina metacrílica (A) como a la resina metacrílica (B) que están contenidas en la composición de resina metacrílica.
(i) W1 es de 10 a 25, en la que W1 es una proporción (%) entre un área de pico desde un punto inicial A hasta un peso molecular de 30.000 y un área de pico desde el punto inicial hasta un punto final en una curva de distribución de peso molecular diferencial de la composición de resina metacrílica. W1 es preferentemente de 10 a 20 y más preferentemente de 13 a 18.
(ii) W2 es de 5 a 35, en la que W2 es una proporción (%) entre un área de pico desde un peso molecular de 300.000 hasta el punto final y el área de pico desde el punto inicial hasta el punto final en la curva de distribución de peso molecular diferencial de la composición de resina metacrílica. W2 es preferentemente de 5 a 30 y más preferentemente de 6 a 30.
(iii) una proporción (Mw/Mn) entre un peso molecular promedio en masa de la composición de resina metacrílica y un peso molecular promedio en número de la composición de resina metacrílica es de 2,0 a 6,0. Mw/Mn es preferentemente de 2,0 a 5,0 y más preferentemente de 2,5 a 5,0.
Cuando la composición de resina metacrílica satisface los requisitos (i), ii) e iii), la dureza al lápiz del artículo moldeado de la presente realización se puede establecer en el valor predeterminado, y el tiempo de formación de grietas del artículo moldeado se puede establecer en el intervalo anterior. Como resultado, se puede mejorar la resistencia al impacto Charpy del artículo moldeado.
En la composición de resina metacrílica, es preferible que la al menos una resina metacrílica tenga una unidad estructural derivada de un éster de ácido metacrílico, y el contenido de la unidad estructural derivada del éster de ácido metacrílico incluido en la composición de resina metacrílica sea del 98,0 % en masa o más con respecto a 100 % en masa de un contenido total de todas las unidades estructurales incluidas en la composición de resina metacrílica, y es más preferible que tanto la resina metacrílica (A) como la resina metacrílica (B) tengan una unidad estructural derivada de un éster de ácido metacrílico, y un contenido de la unidad estructural derivada del éster de ácido metacrílico incluido en la composición de resina metacrílica es del 98,0 % en masa o más con respecto al 100 % en masa del contenido total de todas las unidades estructurales incluidas en la composición de resina metacrílica.
La resina metacrílica tiene una unidad estructural derivada de un éster de ácido metacrílico (en lo sucesivo, puede denominarse unidad de éster de ácido metacrílico). Los ejemplos del éster de ácido metacrílico usado para preparar la resina metacrílica pueden incluir metacrilatos de alquilo tales como metacrilato de metilo, metacrilato de etilo, metacrilato de 2-etilhexilo, metacrilato de laurilo, metacrilato de bencilo y metacrilato de ciclohexilo. En la presente realización, el éster de ácido metacrílico es preferentemente metacrilato de metilo. En la preparación de la resina metacrílica, los ésteres de ácido metacrílico ilustrados anteriormente pueden usarse solos o en combinación de dos o más de ellos.
El contenido de la unidad de éster de ácido metacrílico de la resina metacrílica incluida en la composición de resina metacrílica es del 98,0 % en masa o más, preferentemente 98,4 % en masa o más, pero generalmente 100,0 % en masa o menos, preferentemente 99,5 % en masa o menos, más preferentemente del 98,4 al 99,5 % en masa y aún más preferentemente del 98,6 al 99,5 % en masa, respecto al 100 % en masa de todas las unidades estructurales incluidas en la composición de resina metacrílica. Hay que tener en cuenta que el contenido puede ser determinado mediante, por ejemplo, cualquier método de análisis adecuado usando un aparato de cromatografía de gases con pirólisis conocido en la técnica relacionada.
Al menos una resina metacrílica puede tener además una unidad monomérica distinta de la unidad de éster de ácido metacrílico, o tanto la resina metacrílica (A) como la resina metacrílica (B) pueden tener además una unidad monomérica distinta de la unidad de éster de ácido metacrílico. Un ejemplo de la unidad de monómero distinta de la unidad de éster de ácido metacrílico puede incluir una unidad estructural derivada de un éster de ácido acrílico (en lo sucesivo, puede denominarse "unidad de éster de ácido acrílico").
Los ejemplos del éster de ácido acrílico pueden incluir acrilato metilo, acrilato de etilo, acrilato de propilo, acrilato de n-butilo, acrilato de sec-butilo, acrilato de ferc-butilo, acrilato de ciclohexilo, acrilato de bencilo, acrilato de 2-etilhexilo, acrilato de 2-hidroxietilo y acrilato de ciclopentadieno. En la presente realización, el éster de ácido acrílico es preferentemente acrilato de metilo o acrilato de etilo, y más preferentemente acrilato de metilo. Los ésteres de ácido acrílico ilustrados anteriormente pueden usarse solos o en combinación de dos o más de ellos.
Un contenido de la unidad de éster de ácido acrílico que se puede incluir en la composición de resina metacrílica es preferentemente de 0 a 1,6 % en masa, más preferentemente, del 0,5 al 1,6 % en masa, aún más preferentemente del 0,5 al 1,5 % en masa, particular y preferentemente del 0,5 al 1,4 % en masa y más particular y preferentemente del 1,2 al 1,4 % en masa. En este caso, el contenido total de la unidad de éster de ácido metacrílico y la unidad de éster de ácido acrílico en la composición de resina metacrílica es del 100 % en masa.
Cuando el contenido de la unidad de éster de ácido acrílico está dentro del intervalo anterior, se suprime el progreso de la despolimerización del copolímero a obtener, y se puede mejorar más la estabilidad térmica durante el moldeo por inyección. Cuando el contenido de la unidad de éster de ácido acrílico sea del 1,6% en masa o menos, la
resistencia al calor (temperatura de reblandecimiento Vicat o similar) del artículo moldeado se puede mejorar aún más.
Los contenidos de la unidad de éster de ácido metacrílico y la unidad de éster de ácido acrílico se pueden determinar mediante, por ejemplo, cualquier método de análisis adecuado usando un aparato de cromatografía de gases con pirólisis conocido en la técnica relacionada.
Específicamente, por ejemplo, los contenidos de la unidad de éster de ácido metacrílico y la unidad de éster de ácido acrílico pueden determinarse pirolizando la composición de resina metacrílica utilizando un horno de pirólisis (pirolizador) a una temperatura predeterminada (400 °C o superior), analizando el gas descompuesto generado utilizando un aparato de cromatografía de gases, determinando una proporción de área de un pico correspondiente a cada uno de los componentes monoméricos (por ejemplo, metacrilato de metilo y acrilato de metilo) utilizados en la producción de la composición de resina metacrílica, y convirtiendo la proporción de área obtenida en una proporción de masa (%).
En cuanto a un método para convertir la proporción de área en la proporción de masa (%), por ejemplo, para un producto estándar de una resina metacrílica (que está disponible como producto comercial y es una resina metacrílica cuyos tipos y proporciones de masa de los componentes monoméricos son conocidos), una proporción de área de un pico correspondiente a cada componente monomérico se determina de antemano de manera similar a la anterior, se calcula un factor con el que la proporción de área se puede convertir en la proporción de masa (%) del componente monomérico, o se calcula un factor creando una curva de calibración usando una pluralidad de productos estándar, si es necesario, y la proporción de área del componente monomérico de la resina metacrílica contenida en la composición de resina metacrílica de la presente invención se puede convertir en la proporción de masa correspondiente (%) utilizando el factor. Hay que tener en cuenta que en el caso de que estos picos se superpongan parcialmente entre sí, la proporción de área y la proporción de masa (%) se pueden calcular corrigiendo el área de superposición usando cualquier método adecuado conocido en la técnica relacionada.
Un ejemplo de una unidad estructural opcional que puede incluirse en la resina metacrílica puede incluir una unidad estructural derivada de otro monómero copolimerizable con un éster de ácido metacrílico y/o un éster de ácido acrílico (en lo sucesivo denominada otra unidad monomérica), además de la unidad de éster de ácido acrílico. Los ejemplos de un monómero para formar otra unidad monomérica pueden incluir un monómero monofuncional que tiene solo un doble enlace polimerizable por radicales y un monómero polifuncional que tiene dos o más enlaces dobles polimerizables por radicales. Estos monómeros se pueden usar solos o en combinación de dos o más de los mismos.
Los ejemplos del monómero monofuncional pueden incluir un ácido carboxílico insaturado tal como ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido maleico, ácido itacónico, anhídrido maleico, o anhídrido itacónico, o un anhídrido ácido del mismo; un monómero que contiene nitrógeno como la acrilamida, metacrilamida, acrilonitrilo o metacrilonitrilo; y un monómero a base de estireno tal como estireno o a-metilestireno.
Los ejemplos del monómero polifuncional pueden incluir un diéster de ácido carboxílico insaturado de un glicol, tales como dimetacrilato de etilenglicol o dimetacrilato de butanodiol; un éster alquenílico de un ácido carboxílico insaturado, tales como acrilato de alilo, metacrilato de alilo o cinamato de alilo; un éster alquenílico de un ácido polibásico, tales como ftalato de dialilo, maleato de dialilo, cianurato de trialilo o isocianurato de trialilo; un éster de ácido carboxílico insaturado de un alcohol polihídrico tales como triacrilato de trimetilolpropano; y divinilbenceno.
W1, W2, el peso molecular promedio en masa y el peso molecular promedio en número en los requisitos (i), (ii) y (iii) descritos anteriormente pueden determinarse usando cromatografía de exclusión por tamaño (SEC) conocida en la técnica relacionada, tal como la cromatografía de permeación en gel (GPC), de acuerdo con la norma JIS K 7252-1 a 4 (Método de determinación en plásticos del peso molecular promedio y la distribución del peso molecular de polímeros mediante cromatografía de exclusión por tamaño - Parte 1 a Parte 4).
Más específicamente, en primer lugar, se crea de antemano una curva de calibración que muestra una correlación entre un tiempo de elución (t) y un logaritmo (logM) de un peso molecular (M) usando una muestra patrón monodispersada comercializada de una resina metacrílica (una sustancia patrón cuyos pesos moleculares tales como el peso molecular promedio en número y el peso molecular promedio en masa son conocidos y cuyo intervalo de distribución de peso molecular es estrecho).
Seguidamente, una muestra que contiene una composición de resina metacrílica a medir se disuelve en un disolvente apropiado para preparar una solución diluida. La solución se inyecta en una fase móvil (un eluyente), y se introduce en una columna SEC. Hay que tener en cuenta que la columna SEC está llena de partículas finas no absorbentes que tienen poros finos con un tamaño uniforme o varios tamaños. Las muestras se pueden separar entre sí por una diferencia de peso molecular (volumen hidrodinámico) a medida que pasan por la columna SEC. En la columna SEC, ya que una resina metacrílica de alto peso molecular no puede penetrar en los poros finos, su elución es rápida. Por otra parte, ya que una resina metacrílica de bajo peso molecular puede penetrar en los poros finos, su elución es lenta. A continuación, se detecta continuamente una concentración de la resina metacrílica en el eluyente con un detector de concentración para obtener un cromatograma SEC.
En este caso, el peso molecular (M) de la resina metacrílica correspondiente a un tiempo de elución arbitrario (t) en el cromatograma SEC se determina utilizando la curva de calibración creada previamente utilizando una muestra patrón que tiene un peso molecular monodisperso.
Se crea una "curva de distribución de peso molecular diferencial" representando dW/d (logM) frente al peso molecular (M) de la resina metacrílica basándose en los datos obtenidos anteriormente. En este caso, "W" se refiere a una fracción de concentración.
Específicamente, la curva de distribución de peso molecular diferencial se puede crear trazando dW/d (logM i) frente a un peso molecular (M i) de la resina metacrílica, dW/d (logM i) calculándose de acuerdo con las siguientes ecuaciones utilizando el peso molecular (Mi) de la resina metacrílica y una intensidad de señal (Hi) de la resina metacrílica en cada tiempo de elución (ti).
[Fórm. matem. 1]
Wi = AWt x j
dWt dí¡
d( logM,) = _W¡ X d( logM,)
En la ecuación, I representa un intervalo de recopilación de datos (min).
Un ejemplo específico de la curva de distribución de peso molecular diferencial creada como se ha descrito anteriormente se describirá con referencia a las figuras 3 y 4. La figura 3 es un gráfico que muestra una curva de distribución de peso molecular diferencial de una composición de resina metacrílica 1 de acuerdo con el Ejemplo de preparación 1 que se describirá a continuación. La figura 4 es un gráfico que muestra una curva de distribución de peso molecular diferencial de una composición de resina metacrílica 2 de acuerdo con el Ejemplo de preparación 2 que se describirá a continuación.
Tal como se ilustra en las figuras 3 y 4, entre dos puntos en los que la curva de distribución de peso molecular diferencial y la línea recta de dW/d (logM) = 0 están en contacto entre sí, un punto situado en el lado de menor peso molecular se define como un punto A (punto inicial) y un punto situado en el lado de mayor peso molecular se define como un punto B (punto final).
A continuación, cuando el área de la región rodeada por la curva desde el punto inicial hasta el punto final y la línea recta (en lo sucesivo, "área de pico") es 100, la proporción (%) entre el área de pico desde el punto inicial hasta el peso molecular de 30.000 y el área de pico desde el punto inicial hasta el punto final se define como "W1", y la proporción (%) entre el área desde el punto molecular peso de 300.000 hasta el punto final se define como "W2".
Como se especifica en el requisito (i), en la presente realización, un valor de W1 es de 10 a 25, preferentemente de 14 a 22 y más preferentemente de 17 a 19. Cuando el valor de W1 es superior a 25, la resistencia al impacto Charpy puede disminuir. Además, si el valor de W1 es inferior a 10, la fluidez puede disminuir.
Como se especifica en el requisito (ii), un valor de W2 es preferentemente de 5 a 35 y más preferentemente de 3 a 15. Cuando el valor de W2 es superior a 35, la fluidez puede disminuir. Cuando el valor de W2 es inferior a 5, la resistencia a los disolventes puede disminuir.
El valor de W2 es preferentemente 5 o superior y más preferentemente 6 o superior, pero es preferentemente 35 o inferior y más preferentemente 15 o inferior, desde el punto de vista de establecer el tiempo de formación de grietas en un tiempo permisible o más corto.
Como se especifica en el requisito (iii), la proporción (Mw/Mn) entre el peso molecular promedio en masa de la composición de resina metacrílica y el peso molecular promedio en número de la composición de resina metacrílica es preferentemente de 2,0 a 6,0 y más preferentemente de 2,5 a 4,9.
Es preferible que los pesos moleculares promedios en masa de la resina metacrílica (A) y la resina metacrílica (B) contenidas en la composición de resina metacrílica sean diferentes entre sí, desde el punto de vista de la resistencia a los disolventes, la resistencia al impacto Charpy y la fluidez. Es más preferible que el peso molecular promedio en
masa de la resina metacrílica (A) sea 120.000 o más y 180.000 o menos y que el peso molecular promedio en masa de la resina metacrílica (B) sea 10.000 o más y 60.000 o menos.
El peso molecular promedio en masa de la resina metacrílica (A) es preferentemente 120.000 o más y 180.000 o menos, y más preferentemente 130.000 o más y 160.000 o menos. El peso molecular promedio en masa de la resina metacrílica (B) es preferentemente 10.000 o más y 60.000 o menos, y más preferentemente 30.000 o más y 50.000 o menos. La composición de resina metacrílica puede contener dos o más resinas metacrílicas (A) que tienen diferentes pesos moleculares promedio en masa, y puede contener dos o más resinas metacrílicas (B) que tienen diferentes pesos moleculares promedio en masa.
Se puede obtener un artículo moldeado excelente en cuanto a resistencia al impacto Charpy usando la resina metacrílica (A) y la resina metacrílica (B) cuyos pesos moleculares promedio en masa están en los intervalos anteriores.
Un método para medir el peso molecular promedio en masa es el mismo que el método anterior (método que usa SEC) descrito en el método de cálculo de W1 y W2 en la composición de resina metacrílica.
Un contenido de una de la resina metacrílica (A) y la resina metacrílica (B) y un contenido de la otra de la resina metacrílica (A) y la resina metacrílica (B) contenidas en la composición de resina metacrílica son preferentemente del 25 % en masa al 35 % en masa y del 65 % en masa al 75 % en masa, respectivamente, con respecto al 100 % en masa de un contenido total de la resina metacrílica (A) y la resina metacrílica (B).
Cuando los contenidos de la resina metacrílica (A) y la resina metacrílica (B) están en los intervalos anteriores, se puede obtener un artículo moldeado excelente en cuanto a resistencia al impacto Charpy.
(II) Método para producir la composición de resina metacrílica
La composición de resina metacrílica se puede producir mediante cualquier método de producción adecuado conocido en la técnica relacionada. Específicamente, se puede producir la resina metacrílica contenida en la composición de resina metacrílica, por ejemplo, polimerizando un componente monomérico tal como el éster de ácido metacrílico u otro monómero adicional.
Los ejemplos de un método para producir una resina metacrílica mediante la polimerización de un componente monomérico, tal como el éster de ácido metacrílico u otro monómero adicional, pueden incluir métodos de polimerización conocidos, tales como un método de polimerización en suspensión, un método de polimerización en solución y un método de polimerización en masa, y se prefiere un método de polimerización en masa.
En el caso del método de polimerización en masa, ya que no se utiliza un estabilizador de polimerización, se puede obtener una resina metacrílica de aspecto excelente. Además, a diferencia de la polimerización en suspensión, una temperatura de polimerización es superior a 100 °C y, como resultado, es probable que disminuya la sindiotacticidad de la resina metacrílica, de manera que se aumenta aún más la fluidez de la resina metacrílica. En el caso de que la polimerización en masa se realice de forma continua, por ejemplo, se puede extraer continuamente un polímero parcial, obteniéndose el polímero parcial alimentando continuamente el componente monomérico, y si es necesario, un iniciador de polimerización, un agente de transferencia de cadena, y similares, a un recipiente de reacción, y permitiéndoles permanecer en el recipiente de reacción durante un tiempo predeterminado. Como resultado, una resina metacrílica puede ser producida por polimerización eficiente.
En la producción de la resina metacrílica contenida en la composición de resina metacrílica de la presente invención, una temperatura de polimerización es preferentemente de 110 °C a 190 °C.
En el método para producir una resina metacrílica, particularmente en la polimerización en masa, también se puede usar un aditivo tal como un iniciador de polimerización o un agente de transferencia de cadena. Como iniciador de polimerización, por ejemplo, se pueden utilizar un iniciador por radicales.
Los ejemplos del iniciador por radicales pueden incluir un compuesto azo tal como azobisisobutironitrilo, azobisdimetilvaleronitrilo, azobisciclohexanonitrilo, 1,1'-azobis(1-acetoxi-1-feniletano), 2,2'-azobisisobutirato de dimetilo o ácido 4,4'-azobis-4-cianovalérico; y un peróxido orgánico tal como peróxido de benzoílo, peróxido de lauroílo, peróxido de acetilo, peróxido de caprililo, peróxido de 2,4-diclorobenzoílo, peróxido de isobutilo, peróxido de acetilciclohexilsulfonilo, peroxipivalato de tere-butilo, peroxineodecanoato de tere-butilo, peroxineoheptanoato deterc-butilo, peroxi-2-etilhexanoato de tere-butilo, 1,1-di(terc-butilperoxi)ciclohexano, 1,1-di-(terc-butilperoxi-3,3,5-trimetilciclohexano, 1,1-di(terc-hexilperoxi)-3,3,5-trimetilciclohexano, peroxidicarbonato de diisopropilo, peroxidicarbonato de diisobutilo, peroxidicarbonato de di-sec-butilo, peroxidicarbonato de di-n-butilo, peroxidicarbonato de bis(2-etilhexilo), peroxidicarbonato de bis(4-(terc-butilciclohexilo), peroxi-2-etilhexanoato de terc-amilo, peroxi-etilhexanoato de 1,1,3,3-tetrametilbutilo, peroxi-2-etilhexanoato de 1,1,2-trimetilpropilo, peroxiisopropilmonocarbonato de terc-butilo, peroxiisopropilmonocarbonato de terc-amilo, peroxi-2-etilhexilcarbonato de terc-butilo, peroxialilcarbonato de terc-butilo, peroxiisopropilcarbonato de terc-butilo, peroxiisopropilmonocarbonato
de 1,1,3,3-tetrametilbutilo, peroxiisopropilmonocarbonato de 1,1,2-trimetilpropilo, peroxiisononanato de 1,1,3,3-tetrametilbutilo, peroxiisononanato de 1,1,2-trimetilpropilo, o peroxibenzoato de ferc-butilo.
Los iniciadores de polimerización pueden usarse solos o en una combinación de dos o más de los mismos.
El tipo de iniciador de polimerización se puede seleccionar dependiendo del tipo de resina metacrílica a sintetizar o del monómero de materia prima a utilizar. El iniciador por radicales es preferentemente un iniciador de polimerización que tiene un período de semivida de 1 minuto a la temperatura de polimerización.
El agente de transferencia de cadena que puede usarse en la presente realización puede ser un agente de transferencia de cadena monofuncional o un agente de transferencia de cadena polifuncional. Los ejemplos específicos del agente de transferencia de cadena incluyen mercaptanos de alquilo tales como mercaptano de npropilo, mercaptano de isopropilo, mercaptano de n-butilo, mercaptano de ferc-butilo, mercaptano de n-hexilo, mercaptano de n-octilo, mercaptano de 2-etilhexilo, mercaptano de n-dodecilo y mercaptano de ferc-dodecilo, mercaptanos aromáticos tales como fenil mercaptano y tiocresol, mercaptanos que tienen 18 o menos átomos de carbono, tales como etilentioglicol, alcoholes polihídricos, tales como etilenglicol, neopentilglicol, trimetilolpropano, pentaeritritol, dipentaeritritol, tripentaeritritol y sorbitol, un compuesto cuyo grupo hidroxilo está esterificado con ácido tioglicólico o ácido 3-mercaptopropiónico, 1,4-dihidronaftaleno, 1,4,5,8-tetrahidronaftaleno, p-terpineno, terpinoleno, 1,4-ciclohexadieno y sulfuro de hidrógeno. El agente de transferencia de cadena se puede usar solo o en combinación de dos o más de los mismos.
El tipo y la cantidad de uso del agente de transferencia de cadena se pueden seleccionar apropiadamente dependiendo del tipo de resina metacrílica a sintetizar o del monómero de materia prima a usar. Como agente de transferencia de la cadena, se prefiere n-octil mercaptano o n-dodecil mercaptano.
Además del monómero de materia prima, el iniciador de polimerización y el agente de transferencia de cadena, por ejemplo, un agente de liberación, un polímero similar al caucho, tal como el butadieno o el caucho de estirenobutadieno (SBR), un estabilizador térmico, también se puede usar un absorbente ultravioleta o similar.
En este caso, el agente de liberación es un componente utilizado para mejorar la moldeabilidad de la composición de resina metacrílica. El estabilizador térmico es un componente utilizado para suprimir la pirólisis de la resina metacrílica. El absorbente ultravioleta es un componente utilizado para suprimir el deterioro de la resina metacrílica debido a los rayos ultravioleta.
El agente de liberación no está particularmente limitado. Los ejemplos del agente de liberación pueden incluir un éster de ácido graso superior, un alcohol alifático superior, un ácido graso superior, una amida de ácido graso superior y una sal metálica de ácido graso superior. Estos agentes de liberación se pueden usar solos o en combinación de dos o más de los mismos.
Una cantidad de uso del agente de liberación es preferentemente de 0,01 a 1,0 partes en masa, y más preferentemente de 0,01 a 0,50 partes en masa, con respecto a 100 partes en masa de la resina metacrílica. Obsérvese que en caso de que la composición de resina metacrílica de la presente invención contenga dos o más resinas metacrílicas, "100 partes en masa de la resina metacrílica" significa una cantidad total de dos o más resinas metacrílicas.
El estabilizador térmico no está particularmente limitado. Los ejemplos del estabilizador térmico pueden incluir un estabilizador térmico basado en fenol impedido, un estabilizador térmico a base de fósforo y un compuesto de disulfuro orgánico. Entre ellos, se prefiere un compuesto de disulfuro orgánico. Obsérvese que estos estabilizadores térmicos pueden usarse solos o en combinación de dos o más de ellos.
Una cantidad de uso del estabilizador térmico es preferentemente de 1 a 2000 ppm en masa con respecto a 100 partes en masa de la resina metacrílica. Cuando la composición de resina metacrílica (más específicamente, la composición de resina metacrílica después de la desvolatilización) se moldea para producir un artículo moldeado formado por la composición de resina metacrílica, se puede establecer una temperatura de moldeo más alta para mejorar la eficacia del moldeo. En tal caso, cuando se mezcla un estabilizador térmico, la composición de resina se puede moldear más eficazmente.
Los ejemplos del absorbente ultravioleta pueden incluir un absorbente ultravioleta basado en benzofenona, un absorbente ultravioleta basado en cianoacrilato, un absorbente ultravioleta basado en benzotriazol, un absorbente ultravioleta basado en éster de ácido malónico y un absorbente ultravioleta basado en oxalanilida. Estos absorbentes ultravioleta se pueden usar solos o en combinación de dos o más de los mismos. Entre ellos, un absorbente ultravioleta basado en benzotriazol, un absorbente ultravioleta basado en éster de ácido malónico o un absorbente ultravioleta basado en oxalanilida son los preferidos.
Una cantidad de uso del absorbente ultravioleta es preferentemente de 5 a 1.000 ppm en masa con respecto a 100 partes en masa de la resina metacrílica contenida en la composición de resina metacrílica.
Un ejemplo del método para producir una composición de resina metacrílica puede incluir un método para amasar la resina metacrílica y, si es necesario, un componente apropiado opcional (el agente de liberación, el polímero similar al caucho, el estabilizador térmico y el absorbente ultravioleta descritos anteriormente).
Un ejemplo del método para producir una composición de resina metacrílica puede incluir un método en el que un componente monomérico capaz de sintetizar una resina metacrílica de dos resinas metacrílicas se polimeriza en presencia de una composición (jarabe) que contiene la otra de las dos resinas metacrílicas utilizando un método de polimerización de múltiples etapas y, a continuación, la composición se amasa en una extrusora.
Un ejemplo del método de polimerización de múltiples etapas puede incluir un método descrito en el documento WO 2014/088082.
En este caso, con referencia a la figura 5 se describirá un ejemplo de configuración de un aparato para producir una composición de resina metacrílica que se puede aplicar preferentemente a un método de polimerización de múltiples etapas y a un método para producir una composición de resina metacrílica. La figura 5 es una vista esquemática para explicar el aparato para producir una composición de resina metacrílica.
El aparato para producir una composición de resina metacrílica de acuerdo con la presente realización incluye un tanque de monómero de materia prima 1, un tanque iniciador de polimerización 3, una bomba 5, una bomba 7, una línea de alimentación de materia prima 9, un primer tanque de reacción 10, un puerto de alimentación 11a, un puerto de extracción 11b, un puerto de alimentación 11c, una camisa 13, un agitador 14, una línea de conexión 15, un tanque iniciador de polimerización 17, una bomba 19, un segundo tanque de reacción 20, un puerto de alimentación 21a, un puerto de extracción 21b, un puerto de alimentación 21c, una camisa 23, un agitador 24, una línea de extracción 25, un precalentador 31, una extrusora de desvolatilización 33, una línea de descarga 35 y un tanque de recuperación 37.
Como se ilustra en la figura 5, el método de polimerización de múltiples etapas, que es el método para producir una composición de resina metacrílica, se realiza usando dos tanques de reacción, y la polimerización en masa continua se realiza preferentemente en cada uno de los tanques de reacción. Por ejemplo, una de las dos resinas metacrílicas se puede preparar en el primer tanque de reacción 10, y la otra de las dos resinas metacrílicas se puede preparar en el segundo tanque de reacción 20 en presencia de una resina metacrílica. En este caso, cada uno del primer tanque de reacción 10 y el segundo tanque de reacción 20 es un tanque de reacción de mezcla completa.
La temperatura en el primer tanque de reacción 10 es preferentemente de 110 °C a 160 °C, más preferentemente de 110 °C a 150 °C, y aún más preferentemente de 120 °C a 140 °C. Cuando la temperatura en el primer tanque de reacción 10 está dentro del intervalo anterior, una concentración de un agente de transferencia de cadena en el primer tanque de reacción 10 es preferentemente de 0,12 a 0,19 % en masa con respecto a la masa total de un monómero de materia prima alimentado al primer tanque de reacción 10.
Una temperatura en el segundo tanque de reacción 20 es preferentemente de 170 °C a 190 °C, y más preferentemente de 175 °C a 185 °C. Cuando la temperatura en el segundo tanque de reacción 20 está dentro del intervalo anterior, una concentración de un agente de transferencia de cadena que se alimenta al segundo tanque de reacción 20 es preferentemente de 0,10 a 0,25 % en masa con respecto a la masa total de un monómero de materia prima alimentado al segundo tanque de reacción 20.
El método para producir una composición de resina metacrílica de acuerdo con la presente realización incluye una primera etapa de polimerización y una segunda etapa de polimerización.
En la primera etapa de polimerización, se alimenta una composición de materia prima (A) que contiene un monómero de materia prima (A) que contiene 98,0 % en masa o más de un éster de ácido metacrílico, un iniciador de polimerización (A) y un agente de transferencia de cadena (A) al primer tanque de reacción de mezcla completa que es el primer tanque de reacción 10, la composición de materia prima (A) se somete a polimerización en masa continua en el primer tanque de reacción de mezcla completa para obtener una composición intermedia (A), y la composición intermedia obtenida (A) se extrae del primer tanque de reacción de mezcla completa.
En la segunda etapa de polimerización, se alimenta una composición de materia prima (B) que contiene un monómero de materia prima (B) que contiene 98,0 % en masa o más de un éster de ácido metacrílico, un iniciador de polimerización (B), un agente de transferencia de cadena (B) y la composición intermedia (A) extraída en la primera etapa de polimerización al segundo tanque de reacción de mezcla completa que es el segundo tanque de reacción 20, la composición de materia prima (B) y la composición intermedia (A) se someten además a polimerización en masa continua en el segundo tanque de reacción de mezcla completa para preparar una composición de resina metacrílica, y la composición de resina metacrílica preparada se extrae del segundo tanque de reacción de mezcla completa. Como se ha descrito anteriormente, se puede producir la composición de resina metacrílica de la presente realización.
Los ejemplos y ejemplos preferidos de los ésteres de ácido metacrílico contenidos en el monómero de materia prima (A) y el monómero de materia prima (B) pueden incluir ejemplos y ejemplos preferidos de los ésteres de ácido metacrílico de la resina metacrílica (A) o la resina metacrílica (B ) descritos anteriormente.
Como iniciador de polimerización (A) e iniciador de polimerización (B), se puede usar el iniciador de polimerización ilustrado anteriormente. Como el agente de transferencia de cadena (A) y el agente de transferencia de cadena (B), se puede usar el agente de transferencia de cadena ilustrado anteriormente.
En la presente realización, el método para producir una composición de resina metacrílica satisface preferentemente los siguientes requisitos (11) y (12).
(11) 0,7 < LA/LB< 1,8
(12) 1,0 < SB/SA< 5,0
En el requisito (11), LA representa una concentración (% en masa) del iniciador de polimerización (A) en la composición de materia prima (A). LB representa una concentración (% en masa) del iniciador de polimerización (B) en una mezcla de la composición de materia prima (B) y la composición intermedia (A).
En el requisito (12), SA representa una concentración (% en masa) del agente de transferencia de cadena (A) en la composición de materia prima (A). SB representa una concentración (% en masa) del agente de transferencia de cadena (B) en la mezcla de la composición de materia prima (B) y la composición intermedia (A).
En la presente realización, cuando el método para producir una composición de resina metacrílica satisface los requisitos (11) y (12), se puede producir una composición de resina metacrílica capaz de obtener un artículo moldeado excelente en resistencia al impacto Charpy.
Un valor de LA/LB es más preferentemente 1,6 o superior, y aún más preferentemente 1,7 o superior, pero más preferentemente 1,8 o inferior, y aún más preferentemente 1,75 o inferior, desde el punto de vista de la estabilidad cuando se extrae una hebra de la composición de resina metacrílica descargada de la extrusora en una peletizadora para moldear la hebra en forma de gránulo. Cuando el valor de LA/LB es alto, aumenta una proporción del componente del componente de alto peso molecular generado en el primer tanque de reacción 10, de modo que se puede aumentar la carga en la extrusora. Además, cuando el valor de La/Lb es bajo, una proporción de un componente de bajo peso molecular producido en el segundo tanque de reacción 20 es alta, y la resistencia mecánica de la hebra es por lo tanto baja cuando la hebra descargada de la extrusora se estira en el granulador para darle forma de gránulo. Por lo tanto, la hebra se puede romper y se puede generar un polvo fino.
Un valor de SB/SA es más preferentemente 0,6 o superior, y aún más preferentemente 1,0 o superior, pero más preferentemente 2,0 o inferior, y aún más preferentemente 1,5 o inferior.
Es más preferible que el método para producir una composición de resina metacrílica de la presente realización satisfaga los siguientes requisitos (13) y (14).
(13) 30 < 01 < 70
(14) 10 < 02 < 50
En el requisito (13), 01 representa un tiempo de retención (min) en el primer tanque de reacción 10 en la primera etapa de polimerización.
En el requisito (14), 02 representa un tiempo de retención (min) en el segundo tanque de reacción 20 en la segunda etapa de polimerización.
En la presente realización, cuando el método para producir una composición de resina metacrílica satisface los requisitos (13) y (14), se puede producir una composición de resina metacrílica capaz de obtener un artículo moldeado con una resistencia al impacto Charpy excelente.
01 es más preferentemente de 30 o más y, aún más preferentemente, de 35 o más, desde el punto de vista de la eficiencia de la producción, pero es más preferentemente 40 o menos, y aún más preferentemente 38 o menos, desde el punto de vista de la estabilidad. Cuanto menor sea el tiempo de retención, mejor será la estabilidad. Cuando el tiempo de retención es demasiado corto, el grado de fricción en una tubería de conexión entre el primer tanque de reacción 10 y el segundo tanque de reacción 20 aumenta, lo que puede causar dificultad en la alimentación de un líquido a la bomba.
02 es más preferentemente de 15 o más y, aún más preferentemente, 20 o más, desde el punto de vista de la eficiencia de la productividad, pero más preferentemente 23 o menos, desde el punto de vista de la estabilidad de la producción. Cuanto menor sea el tiempo de retención, mejor será la estabilidad de la producción. Sin embargo, cuando el tiempo de retención es demasiado corto, aumenta el grado de fricción en la tubería de conexión entre el primer tanque de reacción 10 y el segundo tanque de reacción 20, lo que puede causar dificultad en la alimentación de un líquido por la
bomba.
En la presente realización, el método para producir una composición de resina metacrílica puede incluir una etapa opcional, además de la primera etapa de polimerización y la segunda etapa de polimerización. Los ejemplos de la etapa opcional pueden incluir una etapa de eliminación de un componente volátil, tal como un monómero de materia prima sin reaccionar, de la composición de resina metacrílica obtenida en la segunda etapa de polimerización, y una etapa de formación de una composición de resina metacrílica en cualquier forma, tal como una forma de gránulo.
3. Método para producir artículos moldeados
El método para producir el artículo moldeado de la presente realización no está particularmente limitado. Los ejemplos del método para producir el artículo moldeado de la presente realización pueden incluir un método de moldeo por extrusión y un método de moldeo por inyección. El artículo moldeado de la presente realización se produce preferentemente mediante un método de moldeo por inyección desde el punto de vista de la excelente fluidez de la composición de resina metacrílica que es un material del artículo moldeado. En lo sucesivo en el presente documento, como método para producir el artículo moldeado de la presente realización, se describirá a modo de ejemplo un método de producción mediante un método de moldeo por inyección.
El método para producir el artículo moldeado de la presente realización incluye: una etapa de preparación de una composición de resina metacrílica que contiene al menos una resina metacrílica; y una etapa de someter la composición de resina metacrílica a moldeo por inyección en condiciones en las que una temperatura de inyección es de 240 °C a 270 °C y una velocidad de inyección es de 10 mm/s a 70 mm/s para obtener un artículo moldeado. En lo sucesivo en el presente documento, las etapas respectivas se describirán en detalle.
(1) Una etapa de preparación de una composición de resina metacrílica que contiene al menos una resina metacrílica
Esta etapa es una etapa de preparación de una composición de resina metacrílica para alimentar a una máquina de moldeo por inyección. La "composición de resina metacrílica que contiene al menos una resina metacrílica" es como se ha descrito anteriormente y, por lo tanto, se omitirá en este caso la descripción detallada de la misma.
En la presente realización, cuando el artículo moldeado se produce mediante un método de moldeo por inyección, la composición de resina metacrílica se forma preferentemente en forma de gránulos desde el punto de vista de mejorar aún más la eficiencia de la producción. La forma, el tamaño y similares de la composición de resina metacrílica en forma de gránulos se pueden establecer dentro de un intervalo arbitrariamente adecuado teniendo en cuenta el aparato de moldeo por inyección a utilizar y las condiciones a aplicar.
(2) Una etapa de someter la composición de resina metacrílica a moldeo por inyección en condiciones en las que una temperatura de inyección es de 240 °C a 270 °C y una velocidad de inyección es de 10 mm/s a 70 mm/s para obtener un artículo moldeado.
Esta etapa es una etapa de formación de la composición de resina metacrílica en un artículo moldeado en una máquina de moldeo por inyección.
Específicamente, esta etapa se realiza inyectando la composición de resina metacrílica descrita anteriormente en estado fundido en una cavidad de un molde provisto en la máquina de moldeo por inyección para llenar y moldear la composición de resina metacrílica, enfriando la composición de resina metacrílica y a continuación despegando y extrayendo del molde un artículo moldeado obtenido moldeando la composición de resina metacrílica.
Más específicamente, una composición de resina metacrílica en forma de gránulos se coloca en un cilindro desde una tolva provista en la máquina de moldeo por inyección, la composición de resina metacrílica se funde mientras rota un tornillo, el tornillo se retrae para llenar una cantidad predeterminada de la composición de resina metacrílica en el cilindro, el llenado se realiza inyectando la composición de resina metacrílica fundida en la cavidad del molde a una temperatura de inyección predeterminada y una velocidad de inyección predeterminada mientras se aplica una presión mediante el avance del tornillo, la presión se mantiene durante un tiempo predeterminado hasta que el molde se enfría lo suficiente, y luego se abre el molde para despegar y sacar el artículo moldeado del molde, produciendo de este modo un artículo moldeado.
En la presente realización, es preferible que el moldeo por inyección se realice cumpliendo los requisitos de dureza al lápiz y el tiempo de formación de grietas descritos anteriormente en condiciones en las que una temperatura de inyección es de 240 °C a 270 °C y una velocidad de inyección de 10 a 70 mm/s, desde el punto de vista de obtener un artículo moldeado con una resistencia al impacto Charpy excelente.
En la presente realización, la temperatura de inyección se refiere a una "temperatura de la composición de resina metacrílica (en estado fundido) cuando se inyecta desde una boquilla de la máquina de moldeo por inyección". Específicamente, dado que es difícil medir la temperatura de la composición de resina metacrílica en la boquilla inmediatamente antes de la inyección, una etapa de inyectar la composición de resina metacrílica en estado fundido
desde la boquilla de la máquina de moldeo por inyección se repite tres o más veces seguidas, y una unidad sensora de un termómetro se inserta inmediatamente en el interior (la segunda capa) de la masa de la composición de la resina metacrílica en la que se laminan tres capas inmediatamente después de la tercera inyección para medir la temperatura, utilizando así la temperatura obtenida como temperatura de inyección.
En la presente realización, la temperatura de inyección es más preferentemente de 250 °C a 270 °C, y aún más preferentemente de 250 °C a 260 °C, desde el punto de vista de obtener un artículo moldeado con una resistencia al impacto Charpy excelente.
En la presente realización, la velocidad de inyección se refiere a una velocidad (mm/s) de la composición de resina metacrílica (en estado fundido) inyectada desde la máquina de moldeo por inyección.
En la presente realización, la velocidad de inyección es más preferentemente de 10 mm/s a 50 mm/s, y aún más preferentemente de 20 mm/s a 40 mm/s, desde el punto de vista de obtener un artículo moldeado con una resistencia al impacto Charpy excelente.
En la presente realización, se pueden establecer apropiadamente varias condiciones (condiciones que excluyen la temperatura de inyección y la velocidad de inyección descritas anteriormente) cuando se produce el artículo moldeado, pero no están particularmente limitadas.
En la presente realización, una temperatura de molde (°C) de la máquina de moldeo por inyección es preferentemente de 50 °C a 80 °C, y más preferentemente de 60 °C a 70 °C, desde el punto de vista de obtener un artículo moldeado con una resistencia al impacto Charpy excelente.
En la presente realización, un tiempo de enfriamiento (s) es un tiempo durante el cual la composición de resina metacrílica (en estado fundido) que llena la cavidad del molde se enfría manteniendo la presión en el molde. El tiempo de enfriamiento es preferentemente de 30 a 150 segundos, y más preferentemente de 40 a 60 segundos, desde el punto de vista de obtener un artículo moldeado con una resistencia al impacto Charpy excelente.
En la presente realización, un tiempo de inyección (s) es un tiempo hasta que se inyecta la composición de resina metacrílica (en estado fundido) y se completa el llenado en el molde. El tiempo de inyección es preferentemente de 5 a 15 segundos, y más preferentemente de 8 a 13 segundos, desde el punto de vista de obtener un artículo moldeado con una resistencia al impacto Charpy excelente.
En la presente realización, una velocidad de rotación del tornillo (rpm) es una velocidad de rotación del tornillo proporcionada en la máquina de moldeo por inyección cuando se inyecta la composición de resina metacrílica (en estado fundido). La velocidad de rotación del tornillo es preferentemente de 40 a 100 rpm, y más preferentemente de 50 a 80 rpm, desde el punto de vista de obtener un artículo moldeado con una resistencia al impacto Charpy excelente.
En la presente realización, una contrapresión (MPa) es una presión en la máquina de moldeo por inyección cuando se inyecta la composición de resina metacrílica (en estado fundido). La contrapresión es preferentemente de 5 a 15 MPa, y más preferentemente de 8 a 13 MPa, desde el punto de vista de obtener un artículo moldeado con una resistencia al impacto Charpy excelente.
En la presente realización, una temperatura de transición vítrea del artículo moldeado es una temperatura de transición vítrea (Tmg) (°C) medida de acuerdo con la norma JIS K 7121.
La temperatura de transición vítrea se puede medir utilizando cualquier aparato de medición adecuado conocido en la técnica relacionada (por ejemplo, "DSC7020", fabricado por Hitachi High-Tech Science Corporation, que es un calorímetro diferencial de barrido).
Específicamente, después de fundir completamente la probeta bajo una atmósfera de gas inerte usando una probeta obtenida triturando finamente el artículo moldeado (artículo moldeado por inyección), la temperatura de transición vítrea se puede medir según una curva DSC obtenida por un perfil de temperatura predeterminado.
En la presente realización, la temperatura de transición vítrea del artículo moldeado es preferentemente de 110 °C a 120 °C, y más preferentemente de 110°C a 115 °C.
4. Uso del artículo moldeado
El artículo moldeado de la presente realización se utiliza preferentemente como elemento de un vehículo, tal como una cubierta del faro trasero, una cubierta del faro delantero, un visor, o una cubierta de un panel de medidores, un elemento óptico tal como una lente, una placa de protección de pantalla, una película óptica o una placa de guía de luz, y un elemento para un envase cosmético. Entre ellos, el artículo moldeado se puede usar de manera particularmente preferente como un elemento de un vehículo.
Ejemplos
En lo sucesivo en el presente documento, la presente invención se describirá en más detalle con referencia a los ejemplos y los ejemplos comparativos. La presente invención no está limitada a los siguientes ejemplos.
Ejemplo de preparación 1
Preparación de la composición de resina metacrílica 1
Se preparó una composición de resina metacrílica 1 usando un aparato de polimerización continua ilustrado en la figura 5. Se usó un tanque de reacción de mezcla completa con una capacidad de 13 l como primer tanque de reacción 10, y se usó un tanque de reacción de mezcla completa con una capacidad de 8 l como segundo tanque de reacción 20.
Primera etapa de polimerización
En el primer tanque de reacción 10, se preparó una composición intermedia (A) a partir de una composición de materia prima (A).
En primer lugar, la composición de materia prima (A) como solución de monómero de materia prima 1 se preparó como una mezcla obtenida mezclando entre sí 98,44 partes en masa de metacrilato de metilo, 1,40 partes en masa de acrilato de metilo, 0,146 partes en masa de un agente de transferencia de cadena [n-octil mercaptano], un agente de transferencia de cadena (A)], y 0,0142 partes en masa de un iniciador de polimerización [peroxi-2-etilhexanoato deterc-amilo, un iniciador de polimerización (A)] y se realizó la primera etapa de polimerización.
En la primera etapa de polimerización, se ajustó un caudal de modo que un tiempo de retención (01) de la mezcla en el primer tanque de reacción 10 fue de 37,3 minutos.
Además, en la primera etapa de polimerización, se ajustó la temperatura de la camisa 13 que rodea una superficie de pared exterior del primer tanque de reacción 10, se ajustó una temperatura (T1) en el primer tanque de reacción 10 a 140 °C y se realizó una polimerización en masa continua, preparando de este modo un jarabe 1 que contiene la composición intermedia (A).
Segunda etapa de polimerización
En primer lugar, se preparó una solución de monómero de materia prima 2 como una composición de materia prima (B) alimentada al segundo tanque de reacción 20.
Esta solución de monómero de materia prima 2 se preparó mezclando entre sí 96,84 partes en masa de metacrilato de metilo, 1,4 partes en masa de acrilato de metilo, 1,673 partes en masa de un agente de transferencia de cadena [n-octil mercaptano], un agente de transferencia de cadena (B)], y 0,0915 partes en masa de un iniciador de polimerización [1,1-di(terc-butilperoxi)ciclohexano, un iniciador de polimerización (B)].
Seguidamente, en la alimentación del jarabe 1 preparado en el primer tanque de reacción 10 y la solución de monómero de materia prima 2 preparada como se ha descrito anteriormente al segundo tanque de reacción 20, el caudal se ajustó de modo que la solución de monómero de materia prima 2 y el jarabe 1 se mezclaron en una proporción de masa de 1:10,2.
Como se ha descrito anteriormente, se obtuvo la mezcla de la solución de monómero de materia prima 2 como composición de materia prima (B) y el jarabe 1 como la composición intermedia (A). Un tiempo de retención (02) de la mezcla en el segundo tanque de reacción 20 fue de 22,3 minutos.
Seguidamente, se ajustó la temperatura de la camisa 23 que rodea una superficie de pared exterior del segundo tanque de reacción 20, se ajustó una temperatura (T2) en el segundo tanque de reacción 20 a 175 °C y se realizó una polimerización en masa continua de la mezcla, obteniendo de este modo un jarabe 2.
La polimerización en masa continua se realizó en un estado en el que el primer tanque de reacción 10 se llenó con el jarabe 1 y el segundo tanque de reacción 20 se llenó con la mezcla (un estado de solución completa), es decir, un estado en el que sustancialmente no había fase gaseosa presente en el primer tanque de reacción 10 y el segundo tanque de reacción 20.
Seguidamente, el jarabe 2 (mezcla de reacción) en el segundo tanque de reacción 20 se extrajo continuamente del puerto de extracción 21b ubicado en la parte superior del segundo tanque de reacción 20. Seguidamente, el jarabe extraído 2 se introdujo en el precalentador 31 a través de la línea de extracción 25.
Seguidamente, el jarabe introducido 2 se calentó a 200 °C en el precalentador 31, el jarabe calentado se introdujo en
la extrusora de desvolatilización 33 con un respiradero, y los componentes volátiles, tales como los monómeros de materia prima que no reaccionaron, se eliminaron en la extrusora de desvolatilización 33 con un respiradero a 250 °C, obteniendo de este modo una composición de resina metacrílica 1.
Seguidamente, la composición de resina metacrílica 1 obtenida se extruyó en estado fundido desde la extrusora de desvolatilización 33 con un respiradero, el enfriamiento se realizó con agua, se realizó el corte para formar la composición de resina metacrílica 1 en forma de gránulos, y la composición de resina metacrílica se descargó desde la línea de descarga 35, obteniendo de este modo una composición de resina metacrílica en forma de gránulos 1.
La composición de resina metacrílica en forma de gránulos 1 se preparó mediante las etapas anteriores.
Ejemplo de preparación 2
Preparación de la composición de resina metacrílica 2
Se preparó una composición de resina metacrílica en forma de gránulos 2 de la misma manera que la del Ejemplo de preparación 1 excepto por los siguientes puntos.
• En la primera etapa de polimerización, en el primer tanque de reacción 10, la mezcla se obtuvo mezclando entre sí 99,39 partes en masa de metacrilato de metilo, 0,50 partes en masa de acrilato de metilo, 0,098 partes en masa de n-octil mercaptano como agente de transferencia de cadena y 0,0072 partes en masa de peroxi-2-etilhexanoato de t-amilo como iniciador de polimerización.
• En la primera etapa de polimerización, se ajustó un caudal de modo que el tiempo de retención de la mezcla en el primer tanque de reacción 10 fue de 61,6 minutos.
• En la preparación de la solución de monómero de materia prima 2 alimentada al segundo tanque de reacción 20, la solución de monómero de materia prima 2 se obtuvo mezclando entre sí 94,05 partes en masa de metacrilato de metilo, 0,50 partes en masa de acrilato de metilo, 5,35 partes en masa de un agente de transferencia de cadena [n-octil mercaptano] y 0,100 partes en masa de un iniciador de polimerización [1,1-di(ferc-butilperoxi)ciclohexano].
• En la segunda etapa de polimerización, en el segundo tanque de reacción 20, cuando la solución de monómero de materia prima 2 y el jarabe 1 se mezclaron entre sí, el caudal se ajustó de modo que la solución de monómero de materia prima 2 y el jarabe 1 se mezclaran en una proporción en masa de 1:9,7. El tiempo de retención de la mezcla en el segundo tanque de reacción 20 en este momento fue de 36,6 minutos.
Medición del contenido de la unidad estructural de éster de ácido metacrílico en la composición de resina metacrílica
Se determinó el contenido de una unidad estructural de éster de ácido metacrílico con respecto al contenido total de todas las unidades estructurales en una composición de resina metacrílica descomponiendo la composición de resina metacrílica en forma de gránulos con un pirolizador, analizando la composición de resina metacrílica con un analizador de cromatografía de gases y midiendo un área de pico correspondiente a cada uno de un éster de ácido metacrílico y un éster de ácido acrílico que se usaron como componentes monoméricos. Las condiciones de pirólisis en el pirolizador y las condiciones de análisis en el analizador de cromatografía de gases son las siguientes.
Condiciones de pirólisis
• Preparación de la muestra: La composición de resina metacrílica se pesó con precisión (de 2 a 3 mg como patrón) y se colocó en la parte central de una celda metálica formada en forma de canalón, y la celda metálica se dobló para encerrar la composición de resina metacrílica presionando ligeramente ambos extremos de la celda metálica con un alicate, preparando de este modo una muestra.
• Pirolizador: PIROLIZADOR DE PUNTO CURIE JHP-22 (fabricado por Japan Analytical Industry Co., Ltd.) • Celda metálica: Pyrofoil F590 (fabricada por Japan Analytical Industry Co., Ltd.)
• Ajuste de la temperatura del tanque de temperatura constante: 200 °C
• Ajuste de la temperatura de la tubería de retención de calor: 250 °C
• Temperatura de pirólisis: 590 °C
• Tiempo de pirólisis: 5 s
Condiciones del análisis
• Analizador de cromatografía de gases: GC-14B (fabricado por Shimadzu Corporation)
• Método de detección: FID
• Columna: 7G 3,2 m x 3,1 (fabricado por Shimadzu Corporation)
• Carga: FAL-M (fabricado por Shimadzu Corporation, columna de relleno)
• Gas portador: Aire/N2/H2 = 50/100/50 (kPa), 80 ml/min
• Condición para aumentar la temperatura de la columna: Mantener la temperatura a 100 °C durante 15 minutos, aumentando la temperatura a 150 °C a una velocidad de 10 °C/min, y luego manteniendo la temperatura a 150 °C durante 14 minutos
• Temperatura de inyección: 200 °C
• Temperatura de detección: 200 °C
Se determinaron un área de pico (a1) correspondiente al éster de ácido metacrílico y un área de pico (b1) correspondiente al éster de ácido acrílico cuando se detecta en las condiciones de pirólisis y condiciones de análisis anteriores. Se determinó una proporción de área de pico A (= b1/a1) usando estas áreas de pico (a1) y (b1).
Seguidamente, un producto estándar de una resina metacrílica en la que la proporción en masa entre una unidad estructural de éster de ácido acrílico y una unidad estructural de éster de ácido metacrílico era W0 (conocida) (una masa de la unidad estructural de éster de ácido acrílico/una masa de la unidad estructural de éster de ácido metacrílico) se analizó en las condiciones de pirólisis y condiciones de análisis anteriores para determinar un área de pico (a0) correspondiente al éster de ácido metacrílico detectado y un área de pico (b0) correspondiente al éster de ácido acrílico detectado. Se determinó una proporción de área de pico A0 (= b0/a0) usando estas áreas de pico (a0) y (b0).
Se determinó un factor f (= W0/A0) utilizando la proporción de área de pico A0 y la proporción de masa W0.
Seguidamente, se determinó una proporción en masa W entre la unidad estructural de éster de ácido acrílico y la unidad estructural de éster de ácido metacrílico (la masa de la unidad estructural de éster de ácido acrílico/la masa de la unidad estructural de éster de ácido metacrílico) multiplicando la proporción de área de pico A por el factor f, estando incluidas la unidad estructural de éster de ácido acrílico y la unidad estructural de éster de ácido metacrílico en la composición de resina metacrílica a medir.
Cada uno de un contenido (% en masa) de la unidad estructural de éster de ácido metacrílico y un contenido (% en masa) de la unidad estructural de éster de ácido acrílico con respecto al contenido total de la unidad estructural de éster de ácido metacrílico y la unidad estructural de éster de ácido acrílico se calculó utilizando la proporción de masa W obtenida.
Métodos de evaluación de W1, W2 y Mw/Mn
Medición por GPC
La composición de resina metacrílica en forma de gránulos se analizó mediante medición GPC para determinar W1, W2 y Mw/Mn. Las condiciones de medición de la GPC son las siguientes.
Condiciones de medición de la GPC
• Aparato de medición: HLC-8320GPC, fabricado por Tosoh Corporation
• Configuración de las columnas
Columna de muestra: conectando dos columnas de TSKgel Super Multipore HZ-M y una columna de TSKguard Column Super MP(HZ)-M en serie
• Columna de referencia: conectando dos columnas de TSKgel Super H-RC en serie
• Detector: detector de índice de reflexión (IR) (refracción diferencial)
• Método de cálculo: cálculo del peso molecular
• Patrón interno: Se utilizó cloroformo como patrón interno.
• Tiempo permitido en el pico del patrón interno: 0,15 min
• Tiempo de elución en el pico del patrón interno: Se fijó un tiempo de elución de cloroformo en el momento de medir una muestra patrón para una curva de calibración.
• Muestra de referencia: t Hf (calidad especial, fabricado por FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation) • Muestra de medición: Se disolvieron suficientemente 25 mg de una composición de resina metacrílica en 5 cc de una solución de THF/cloroformo en la que se disolvió cloroformo (fabricado por FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation) como patrón interno en THF (calidad especial, fabricado por FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation) a 0,04 % en vol, preparando de este modo una muestra de medición.
• Temperatura de la columna: 40 °C
• Cantidad de inyección: 10 pl
• Caudal de la bomba de la muestra: 0,35 ml/min
• Caudal de la bomba de referencia: 0,60 ml/min
Se midió una intensidad de detección de IR con respecto al tiempo de elución de la composición de resina metacrílica en las condiciones de medición de GPC. Como muestra patrón para crear una curva de calibración, las siguientes siete resinas metacrílicas (Shodex STANDARD M-75, fabricada por Showa Denko K.K.) cuyos pesos moleculares promedios en masa monodispersadas eran conocidos y los pesos moleculares máximos eran diferentes entre sí, como se muestra a continuación.
• Muestra patrón 1: peso molecular máximo: 1.050.000
• Muestra patrón 2: peso molecular máximo: 569.000
• Muestra patrón 3: peso molecular máximo: 211.000
• Muestra patrón 4: peso molecular máximo: 68.800
• Muestra patrón 5: peso molecular máximo: 18.500
• Muestra patrón 6: peso molecular máximo: 7.360
• Muestra patrón 7: peso molecular máximo: 3.070
La medición se realizó en las mismas condiciones que en la medición de la composición de resina metacrílica descrita anteriormente usando la muestra patrón para crear una curva de calibración para determinar un tiempo de elución en la parte superior del pico de cada muestra patrón. La siguiente expresión cúbica aproximada se calculó a partir del tiempo de elución obtenido y el peso molecular máximo y se utilizó como fórmula de calibración al analizar los resultados de medición de la composición de resina metacrílica.
logM (peso molecular) = At3 Bt2 Ct D
• A, B, C, D: variables
• t: tiempo de elución
Métodos de determinación de W1, W2 y Mw/Mn
Mw/Mn se obtuvo analizando la composición de resina metacrílica mediante la medición de GPC como se ha descrito anteriormente. La curva de GPC obtenida se expresó en un intervalo de 500 m/s del tiempo de elución para crear una curva de distribución de peso molecular diferencial.
Cuando un punto del lado de bajo peso molecular era un punto A (punto inicial) y un punto del lado de alto peso molecular era un punto B (punto final), puntos entre los que la curva de distribución de peso molecular diferencial obtenida y la línea recta de dW/d (logM) = 0 estaban en contacto entre sí, en un caso donde un área rodeada por la curva y la línea recta era 100, el cálculo se realizó estableciendo una proporción (%) entre un área desde el punto inicial hasta un peso molecular de 30.000 y W1 y estableciendo una proporción (%) entre un área desde un peso molecular de 300.000 hasta el punto final y W2.
Las condiciones en los Ejemplos de preparación 1 y 2 y los resultados del análisis y la medición de la composición de resina metacrílica obtenida se muestran en la Tabla 1. En la Tabla 1, las abreviaturas tienen los siguientes significados.
LA (% en masa): concentración de iniciador de polimerización (A) en la composición de materia prima (A) LB (% en masa): concentración de iniciador de polimerización (B) en la mezcla de composición de materia prima (B) y composición intermedia (A)
SA (% en masa): concentración de agente de transferencia de cadena (A) en la composición de la materia prima (A)
SB (% en masa): concentración de agente de transferencia de cadena (B) en la mezcla de composición de materia prima (B) y en la composición intermedia (A)
01 (min): tiempo de retención en el primer tanque de reacción en la primera etapa de polimerización
02 (min): tiempo de retención en el segundo tanque de reacción en la segunda etapa de polimerización
T l 11
continuación
Ejemplos 1 a 3 y Ejemplos comparativos 1 a 3
Producción del artículo moldeado (artículo moldeado por inyección)
La composición de resina metacrílica se secó previamente en un horno en una atmósfera a 80 °C durante 12 horas o más. Posteriormente, el moldeo por inyección se realizó utilizando una máquina de moldeo por inyección ("EC 130 SXII-4A" con tolva y calentadores HN, H1, H2 y H3, fabricado por Toshiba Machine Co., Ltd.) para obtener un artículo moldeado por inyección. Las condiciones de inyección se muestran en la Tabla 2. Además, los significados de los términos en la Tabla 2 son los siguientes.
Temperatura de inyección (°C): temperatura de la composición de resina metacrílica (estado fundido) inyectada desde una máquina de moldeo por inyección
Temperatura del molde (°C): temperatura del molde
Velocidad de inyección (mm/s): velocidad de la composición de resina metacrílica (estado fundido) inyectada desde la máquina de moldeo por inyección
Tiempo de enfriamiento (s): tiempo para mantener y enfriar la composición de resina metacrílica (estado fundido) en el molde
Tiempo de inyección (s): tiempo hasta que se inyecta la composición de resina metacrílica (estado fundido) y se completa el llenado en el molde Velocidad de rotación del tornillo (rpm): velocidad de rotación del tornillo provisto en la máquina de moldeo por inyección cuando se inyecta la composición de resina metacrílica (estado fundido) Contrapresión (MPa): presión en la máquina de moldeo por inyección cuando se inyecta la composición de resina metacrílica (estado fundido)
Método de medición de la temperatura de inyección
Usando una máquina de moldeo por inyección ("EC 130 SXII-4A", fabricado por Toshiba Machine Co., Ltd.), la etapa de inyección de la composición de resina metacrílica (en estado fundido) se repitió tres veces en condiciones de moldeo por inyección (calentadores HN, H1, H2 y H3 y temperatura (°C) debajo de la tolva, temperatura de inyección (°C) de la composición de resina metacrílica, una temperatura del molde (°C), una velocidad de inyección (mm/s), un tiempo de enfriamiento (s), un tiempo de inyección (s), una velocidad de rotación del tornillo (rpm) y una contrapresión (MPa)) que se muestran en la Tabla 2.
En este caso, los calentadores HN, H1, H2 y H3 se dispusieron de manera que estuvieran adyacentes entre sí en este orden desde el puerto de inyección hasta el fondo de la tolva. Además, la distancia de separación desde el puerto de inyección hasta el calentador HN era de aproximadamente 5 cm, y la distancia de separación desde el calentador H3 hasta el fondo de la tolva era de aproximadamente 15 cm.
Una unidad de sensor de un termómetro (instrumento de medición de temperatura tipo Handy HD-1200E y sensor de temperatura BS-91E-010-TS1-ASP, fabricado por Anritsu Meter Co., Ltd.) se insertó inmediatamente en la masa inmediatamente después de la tercera inyección de la composición de resina metacrílica obtenida, y el valor obtenido se tomó como la temperatura de inyección. Esto se debe a que la temperatura de la composición de resina metacrílica (en estado fundido) inyectada desde la máquina de moldeo por inyección se mantiene en la masa de la composición de resina metacrílica.
[Tabla 2]
Método de evaluación del tiempo de formación de grietas
Se preparó una probeta que era un artículo moldeado por inyección (artículo moldeado) en forma de tira (paralelepípedo rectangular) cuya longitud (Li) en una dirección longitudinal era de 174 mm, la longitud (ancho W) en una dirección transversal ortogonal a la dirección longitudinal era de 25,4 mm, y la longitud (grosor Ti) en una dirección de espesor ortogonal tanto a la dirección longitudinal como a la dirección transversal era de 3 mm. En ese momento, la probeta se recortó de modo que la dirección longitudinal de la probeta coincidiera con la dirección de inyección (MD) de la composición de resina metacrílica.
Se formó un orificio pasante cilíndrico con un diámetro D de 6 mm en la dirección del espesor con un punto separado por 10 mm (L2) en la dirección longitudinal desde un borde de la dirección longitudinal de la probeta y separado por 12,7 mm (Wa) de un borde de la dirección transversal de la probeta como eje central.
Seguidamente, la probeta se calentó (recoció) y se secó a 80 °C durante 7 horas usando un horno de circulación de aire caliente. La probeta inmediatamente después del secado se almacenó en un desecador que contenía un desecante durante 16 horas.
La siguiente prueba se realizó utilizando la probeta tratada como se ha descrito anteriormente. El ensayo se realizó en una cámara de temperatura constante y humedad constante de temperatura: 23 °C/humedad relativa: 50 %. Se adoptó un método de voladizo como método de prueba, y la prueba se realizó mediante los siguientes procedimientos (a) a (c).
(a) Un intervalo de separación de 100 mm a 130 mm en la dirección longitudinal desde el borde de la dirección longitudinal más cercano al orificio pasante de la superficie superior y la superficie inferior, enfrentadas entre sí, que eran superficies principales definidas por un lado largo (L1) que se extiende en la dirección longitudinal de la probeta y un lado corto (W) que se extiende en la dirección transversal de la probeta, se sujetó para fijar la probeta a una mesa de fijación de modo que las direcciones de extensión de la superficie superior y la superficie inferior coincidieran con la dirección horizontal.
Se aplicó etanol ("Etanol de primer grado reactivo", fabricado por Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) una o más veces en forma de cinturón a la superficie superior de la separación (región de aplicación) (es decir, una distancia L3 entre el eje central C del orificio pasante de la probeta y el centro de la región de aplicación de etanol de la probeta era de 85 mm) separados por 90 mm a 100 mm en la dirección longitudinal desde el borde de la dirección longitudinal más cercano al orificio pasante de la probeta. Específicamente, el etanol se aplicó repetidamente periódicamente una pluralidad de veces mientras se mantenía un estado en el que se aplicaba el etanol de modo
que el etanol aplicado en forma de banda no se volatilizara y eliminara.
(b) Un elemento en forma de alambre que tiene un extremo fijado a un elemento de bloqueo bloqueado en la superficie superior y el otro extremo fijado a un elemento de carga que pasa a través del orificio pasante para suspender el elemento de carga en una posición en la que esta provisto el orificio pasante, aplicando de este modo una carga de 800 g en dirección vertical. Por lo tanto, se generó una tensión superficial predeterminada en la región de aplicación de etanol de la superficie superior de la probeta.
(c) Se midió el tiempo (s) desde el comienzo de la aplicación del etanol hasta la formación de grietas en la probeta como tiempo de formación de grietas (s). Como se ha descrito anteriormente, se midió el "tiempo de formación de grietas". Los resultados se muestran en la Tabla 3.
Método de evaluación de la dureza al lápiz
Se preparó como probeta un artículo moldeado por inyección en forma de tira (paralelepípedo rectangular) cuya longitud en una dirección transversal era de 30 mm, la longitud en una dirección longitudinal ortogonal a la dirección transversal era de 100 mm, y la longitud en una dirección del espesor ortogonal tanto a la dirección longitudinal como a la dirección transversal era de 3 mm. En ese momento, la probeta se recortó de modo que la dirección transversal de la probeta coincidiera con la dirección de inyección (MD) de la composición de resina metacrílica.
La probeta obtenida se sometió a una prueba en condiciones en las que la carga era de 750 g y la velocidad de rayado era de 0,5 mm/s utilizando un medidor de resistencia al rayado de tipo lápiz eléctrico ("553 M1", fabricado por Yasuda Seiki Seisakusho Ltd.) de acuerdo con un método de medición especificado en la norma JIS K 5600 para medir la dureza al lápiz.
La prueba se realizó tres veces utilizando un lápiz ("uni", fabricado por MITSUBISHI PENCIL CO., LTD.) que tenían las durezas dispuestas de modo que la punta del lápiz fuera cilíndrica, y se observaron visualmente y evaluaron según los siguientes criterios si se generaban vetas rayadas o no en la superficie de la probeta. La superficie de la probeta se observó visualmente en una habitación, y la probeta se levantó para confirmar la presencia o ausencia de vetas rayadas mientras se irradiaba la probeta con luz en iluminación interior y se cambiaba la inclinación de la probeta.
Criterios
Buena (o): No se observaron rayas en la superficie de la probeta o se observaron rayas solo una vez en la prueba realizada tres veces.
Mala (x ): Se observaron rayas dos o tres veces en la superficie de la probeta en la prueba realizada tres veces.
Entre las durezas de la mina de lápiz evaluadas como buenas (o), la dureza más alta se definió como la dureza al lápiz de la probeta. Los resultados se muestran en la Tabla 3.
Método de medición de la temperatura de transición vítrea
Se midió la temperatura de transición vítrea (Tmg) (°C) de acuerdo con la norma JIS K 7121 usando una probeta obtenida triturando finamente un artículo moldeado por inyección.
Específicamente, se usó un calorímetro diferencial de barrido ("DSC 7020", fabricado por Hitachi High-Tech Science Corporation) como aparato de medición, y se ajustó un caudal de gas nitrógeno a 50 ml/min. Después de aumentar la temperatura desde la temperatura ambiente (23 °C) hasta 150 °C a una velocidad de 20 °C/min (aumento de temperatura primario), la temperatura se mantuvo a 150 °C durante 5 minutos y la probeta se fundió por completo, la temperatura se redujo de 150 °C a -35 °C a una velocidad de 10 °C/min, la temperatura se mantuvo a -35 °C durante 1 minuto y la temperatura se aumentó nuevamente a 210 °C a una velocidad de 10 °C/min (aumento de temperatura secundario).
En la curva DSC obtenida con el perfil de temperatura anterior, una intersección (temperatura de transición vítrea de punto medio) entre una curva parcial de cambio gradual en el momento del aumento de la temperatura secundaria y una línea recta equidistante de dos líneas extendidas de la línea base en la dirección del eje vertical se definió como una temperatura de transición vítrea (Tmg) (°C). Se midieron dos puntos por probeta para calcular el valor promedio, y el valor promedio se definió como la temperatura de transición vítrea. Los resultados se muestran en la Tabla 3.
Método de evaluación de la resistencia al impacto Charpy
Se preparó como probeta un artículo moldeado por inyección cuya longitud en dirección longitudinal era de 80 mm, la longitud en una dirección transversal ortogonal a la dirección longitudinal era de 10 mm, y la longitud en una dirección del espesor ortogonal tanto a la dirección longitudinal como a la dirección transversal era de 3 mm. En ese momento, se recortó la probeta de modo que la dirección longitudinal coincidiera con la dirección de inyección (MD) de la composición de resina metacrílica, y se pulió a espejo la superficie de corte generada por el corte.
Se realizó una prueba seis veces para cada uno de los ejemplos y los ejemplos comparativos en las siguientes
condiciones usando la probeta obtenida, se calculó un valor promedio, y el valor obtenido se definió como una resistencia al impacto Charpy (kJ/m2). Los resultados se muestran en la Tabla 3.
Aparato de prueba: PROBADOR DE IMPACTO, fabricado por Yasuda Seiki Seisakusho, Ltd.
Martillo: 1 J
T l 1
Claims (11)
1. Un artículo moldeado que comprende una composición de resina metacrílica que contiene al menos una resina metacrílica,
en donde la dureza al lápiz es de 2 H o superior, y
un tiempo de formación de grietas es de 19 segundos o más, midiéndose el tiempo de formación de grietas realizando secuencialmente las siguientes etapas 1) a 5):
1) preparar una probeta (40) que es un artículo moldeado en forma de tira, teniendo la probeta (40) un orificio pasante (42) provisto en un lado del extremo en dirección longitudinal;
2) calentar y secar la probeta (40) a 80 °C durante 7 horas utilizando un horno de circulación de aire caliente; 3) sujetar el otro lado del extremo de la probeta (40) en la dirección longitudinal y fijar la probeta (40) a una mesa de fijación de modo que las direcciones de extensión de una superficie superior (40a) y una superficie inferior (40b) de la probeta (40) coincidan con una dirección horizontal;
4) aplicar etanol una o más veces a una región predeterminada de la superficie superior (40a) mientras se genera una tensión superficial en la superficie superior (40a) mediante la aplicación de una carga calculada mediante la siguiente Ecuación (1) en una dirección vertical en una posición donde está provisto el orificio pasante (42) de la probeta (40), y manteniendo un estado en el que se aplica el etanol,
Wt = (1,785 x W x T12) / (6 x L3) (1)
en donde,
Wt representa la carga (g) aplicada en la dirección vertical en la posición donde está provisto el orificio pasante (42) de la probeta (40),
W representa una longitud (mm) de la probeta (40) en dirección transversal,
T1 representa una longitud (mm) de la probeta (40) en la dirección del espesor, y
L3 representa una distancia (mm) entre un eje central del orificio pasante (42) de la probeta (40) y el centro de la región predeterminada de la probeta (40) a la que se aplica el etanol; y
5) obtener el tiempo de formación de grietas midiendo un tiempo desde el inicio de la aplicación del etanol hasta la formación de grietas en la probeta (40),
caracterizado por que
la composición de resina metacrílica satisface los siguientes requisitos (i) a (iii):
(i) W1 es de 10 a 25, en la que W1 es una proporción (%) entre un área de pico desde un punto inicial hasta un peso molecular de 30.000 y un área de pico desde el punto inicial hasta un punto final en una curva de distribución de peso molecular diferencial de la composición de resina metacrílica;
(ii) W2 es de 5 a 35, en la que W2 es una proporción (%) entre un área de pico desde un peso molecular de 300.000 hasta el punto final y el área de pico desde el punto inicial hasta el punto final en la curva de distribución de peso molecular diferencial de la composición de resina metacrílica; y
(iii) una proporción (Mw/Mn) entre un peso molecular promedio en masa de la composición de resina metacrílica y un peso molecular promedio en número de la composición de resina metacrílica es de 2,0 a 6,0.
2. El artículo moldeado de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la dureza al lápiz es 2 H o 3 H.
3. El artículo moldeado de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, en donde el tiempo de formación de grietas es de 19 segundos o más y de 54 segundos o menos.
4. El artículo moldeado de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde la composición de resina metacrílica contiene dos resinas metacrílicas.
5. El artículo moldeado de acuerdo con la reivindicación 4,
en donde las dos resinas metacrílicas incluyen
una resina metacrílica (A) que tiene un peso molecular promedio en masa de 120.000 a 180.000 y
una resina metacrílica (B) que tiene un peso molecular promedio en masa de 10.000 a 60.000.
6. El artículo moldeado de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5,
en donde la al menos una resina metacrílica tiene una unidad estructural derivada de un éster de ácido metacrílico, y
un contenido de la unidad estructural derivada del éster de ácido metacrílico es del 98,0 % en masa o más con respecto al 100 % en masa de un contenido total de todas las unidades estructurales incluidas en la composición
de resina metacrílica.
7. El artículo moldeado de acuerdo con la reivindicación 6, en donde el éster de ácido metacrílico es metacrilato de metilo.
8. El artículo moldeado de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en donde la al menos una resina metacrílica tiene además una unidad estructural derivada de un éster de ácido acrílico.
9. El artículo moldeado de acuerdo con la reivindicación 8, en donde el éster de ácido acrílico es acrilato de metilo.
10. Un elemento de vehículo formado por el artículo moldeado de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9.
11. Un método para producir el artículo moldeado de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, comprendiendo el método:
preparar una composición de resina metacrílica que contiene al menos una resina metacrílica, en donde la composición de resina metacrílica satisface los siguientes requisitos (i) a (iii):
(i) W1 es de 10 a 25, en donde W1 es una proporción (%) entre un área de pico desde un punto inicial hasta un peso molecular de 30.000 y un área de pico desde el punto inicial hasta un punto final en una curva de distribución de peso molecular diferencial de la composición de resina metacrílica;
(ii) W2 es de 5 a 35, en donde W2 es una proporción (%) entre un área de pico desde un peso molecular de 300.000 hasta el punto final y el área de pico desde el punto inicial hasta el punto final en la curva de distribución de peso molecular diferencial de la composición de resina metacrílica; y
(iii) una proporción (Mw/Mn) entre un peso molecular promedio en masa de la composición de resina metacrílica y un peso molecular promedio en número de la composición de resina metacrílica es de 2,0 a 6,0; y
someter la composición de resina metacrílica a moldeo por inyección en condiciones en las que una temperatura de inyección es de 240 °C a 270 °C y una velocidad de inyección es de 10 mm/s a 70 mm/s para obtener un artículo moldeado.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020183109A JP7522635B2 (ja) | 2020-10-30 | 2020-10-30 | 成形体およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2943061T3 true ES2943061T3 (es) | 2023-06-08 |
Family
ID=78032329
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES21194313T Active ES2943061T3 (es) | 2020-10-30 | 2021-09-01 | Artículo moldeado y método para producir el mismo |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US12042963B2 (es) |
| EP (1) | EP3991939B1 (es) |
| JP (1) | JP7522635B2 (es) |
| CN (1) | CN114437485A (es) |
| ES (1) | ES2943061T3 (es) |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU496034B2 (en) * | 1975-05-30 | 1976-12-02 | Daicel Ltd | Coating composition for acrylics |
| WO2001034386A1 (en) * | 1999-11-11 | 2001-05-17 | Tdk Corporation | Transparent plastic film having hard coat layer |
| CN101218295B (zh) * | 2005-07-05 | 2010-12-08 | 株式会社钟化 | 甲基丙烯酸类树脂组合物 |
| TWI439474B (zh) | 2009-10-22 | 2014-06-01 | Asahi Kasei Chemicals Corp | Methacrylic resin, which is molded into the manufacture of acrylic resins and methacrylic method |
| JP5008155B2 (ja) | 2009-11-13 | 2012-08-22 | 旭化成ケミカルズ株式会社 | アクリル系樹脂の製造方法、アクリル系樹脂、および成形体 |
| JP5763335B2 (ja) | 2009-12-25 | 2015-08-12 | 旭化成ケミカルズ株式会社 | 射出成形体、射出成形体を成形するために用いる溶融成形用メタクリル系樹脂の製造方法、射出成形用メタクリル系樹脂組成物 |
| WO2011093222A1 (ja) * | 2010-01-28 | 2011-08-04 | コニカミノルタオプト株式会社 | 光制御フィルムとその製造方法 |
| JP2012111860A (ja) * | 2010-11-25 | 2012-06-14 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 車両部材用メタクリル樹脂組成物 |
| JP6042645B2 (ja) * | 2011-06-29 | 2016-12-14 | 旭化成株式会社 | メタクリル系樹脂組成物及び成形体 |
| JP6122327B2 (ja) * | 2012-04-06 | 2017-04-26 | 旭化成株式会社 | 熱可塑性樹脂組成物、その製造方法、成形体、及びフィルム |
| KR20170027861A (ko) * | 2012-10-19 | 2017-03-10 | 아사히 가세이 케미칼즈 가부시키가이샤 | 메타크릴계 수지를 포함하는 차량 부재용 커버 |
| JP6002017B2 (ja) | 2012-12-03 | 2016-10-05 | 住友化学株式会社 | メタクリル系重合体組成物の製造方法 |
| JP6233849B2 (ja) | 2014-05-27 | 2017-11-22 | 旭化成株式会社 | メタクリル系樹脂組成物製成形品 |
| JP6522288B2 (ja) | 2014-06-23 | 2019-05-29 | 住友化学株式会社 | メタクリル樹脂組成物およびその成形体 |
| WO2017146169A1 (ja) * | 2016-02-26 | 2017-08-31 | 株式会社クラレ | メタクリル樹脂組成物および射出成形品 |
| EP3524872B1 (en) | 2016-10-04 | 2023-03-08 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Methacrylic resin composition and molded object thereof |
| WO2018221580A1 (ja) * | 2017-05-31 | 2018-12-06 | 株式会社クラレ | 積層フィルム、積層成形体、およびこれらの製造方法 |
| ES2968334T3 (es) * | 2020-03-26 | 2024-05-09 | Sumitomo Chemical Co | Composición de resina metacrílica, artículo moldeado y método para producir una composición de resina metacrílica |
| JP7482762B2 (ja) | 2020-03-26 | 2024-05-14 | 住友化学株式会社 | メタクリル樹脂組成物、成形体、および、メタクリル樹脂組成物の製造方法 |
-
2020
- 2020-10-30 JP JP2020183109A patent/JP7522635B2/ja active Active
-
2021
- 2021-09-01 EP EP21194313.9A patent/EP3991939B1/en active Active
- 2021-09-01 ES ES21194313T patent/ES2943061T3/es active Active
- 2021-10-28 US US17/512,747 patent/US12042963B2/en active Active
- 2021-10-28 CN CN202111261180.5A patent/CN114437485A/zh active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114437485A (zh) | 2022-05-06 |
| EP3991939B1 (en) | 2023-03-22 |
| EP3991939A1 (en) | 2022-05-04 |
| JP2022073241A (ja) | 2022-05-17 |
| US20220134612A1 (en) | 2022-05-05 |
| US12042963B2 (en) | 2024-07-23 |
| JP7522635B2 (ja) | 2024-07-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3159363B1 (en) | Methacrylic resin composition and molded article of same | |
| ES2941976T3 (es) | Composición de resina metacrílica y objeto moldeado de la misma | |
| KR101958051B1 (ko) | (메트)아크릴 수지 조성물 | |
| ES2943061T3 (es) | Artículo moldeado y método para producir el mismo | |
| CN101316872B (zh) | 甲基丙烯酸树脂及其制造方法 | |
| JP7482762B2 (ja) | メタクリル樹脂組成物、成形体、および、メタクリル樹脂組成物の製造方法 | |
| TWI618742B (zh) | 甲基丙烯酸樹脂組成物及其成形品以及製造方法 | |
| ES2968334T3 (es) | Composición de resina metacrílica, artículo moldeado y método para producir una composición de resina metacrílica | |
| KR20160079767A (ko) | 메타크릴 수지 조성물의 제조 방법 | |
| RU2670929C2 (ru) | Композиция метакриловой смолы для бесконтактной сварки нагретой пластиной, формованное изделие и способ его изготовления | |
| CN106661145B (zh) | (甲基)丙烯酸类树脂组合物的制造方法 | |
| US10287380B2 (en) | Copolymer, and molded article | |
| JP2012111860A (ja) | 車両部材用メタクリル樹脂組成物 | |
| WO2022196827A1 (ja) | メタクリル系共重合体およびその製造方法 | |
| EP4488330A1 (en) | Methacrylic resin composition and molded body of same |




