JPH03174462A - 耐光性に優れたイミド化アクリル樹脂成形物品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、耐光性に優れたイミド化アクリル樹脂成形物
品に関し、より詳しくは耐光性に優れ、透明性、耐熱性
良好なイミド化アクリル樹脂成形物品に関する。

〔従来の技術〕

近年、光学用に使用される弱電部品や工業部品、特に照
明灯カバーや自動車用部品等の分野においてアクリル樹
脂の耐熱性向上に対する要求が強くなってきている。

メタクリル樹脂の耐熱性を向上させる従来の技術として
、イくド化する方法が知られている。

また、耐光性および耐熱性に優れた素材としては、無機
ガラスが知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、照明灯カバーに関していえば、イミド化アクリ
ル樹脂は、通常の蛍光灯カバー等には使える可能性があ
るものの、強力な紫外線を発生する光源、あるいは特に
高熱を発生する光源に対しては、黄変、クラックが著し
く使用に耐えないという問題がある。従って、現在、照
明灯カバー水銀灯カバー等に使用されている耐光性およ
び耐熱性のよい無機ガラスに代替することは困難である
。

また、無機ガラスは加工性が悪く、また重くて割れ易く
、落下の際の危険性も大きいという問題があり樹脂化へ
の要求が高まっているつ従って、本発明の目的は、強力
な紫外線を発生したり高温を発生する光源を有する照明
灯カバー水銀灯やメタルハライドランプのカバーとして
使用可能な、耐熱性および耐光性に優れたイ旦ド化アク
リル樹脂成形物品を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者等は、前記解決すべき問題点について鋭意検討
した結果、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤とヒンダ
ードアミン系光安定剤を併用することにより相乗効果が
発揮され、耐光性が格段に向上することを見い出し、本
発明を完成した。

すなわち、本発明によれば前記目的は、構造式（１） （式（Ｉ）において、Ｒ，は水素原子または炭素原子数
１〜２０のアルキル基、アリール基、アラルキル基を示
す。）で表わされるイミド環構造単位を少くとも５重量
％含有するイごド化アクリル樹脂１００重量部に対して
、０．００５〜２重量部のベンゾトリアゾール系紫外線
吸収剤および０、０　Ｏ５〜２重量部のヒンダードアミ
ン系光安定剤を含有せしめてなる耐光性に優れたイミド
化アクリル樹脂成形物品により達成される。

本発明に用いるイミド化アクリル樹脂の製造方法には特
に制限はなく任意の方法を採用することができるが本発
明の目的から得られた樹脂の初期着色が小さい方法が好
ましい。

たとえば、アクリル系アくドとメタクリル酸メチルをメ
タノール溶媒中でラジカル重合触媒の存在下に共重合す
るにあたり、アクリル系アミドに対して０．５〜１０倍
モルのメタクリル酸メチルの一部を予めアクリル酸ア主
ドと混合し、その残りを供給しながら８０〜１５０″Ｃ
の温度で共重合した後、塩基性触媒の存在下で８０〜１
５０°Ｃの温度でイミド化反応を行い、共重合体中のア
クリル系アミド単位をグルタルイミド単位に実質的に完
全に変換する製造法、メタクリル樹脂とアンモニア、ま
たは炭素原子数１〜２０の第１アξンを不活性ガス雰囲
気下、不活性溶媒中で１８０〜３５０°Ｃ１好ましくは
２００〜３３０°Ｃの温度で反応させる製造法、あるい
は特公昭６４−２６０３号記載のメタクリル樹脂とアン
モニア、または炭素数１〜１０の第１７果ンとを溶解性
パラメータδが８．５〜１５，０（ｃａｎ／ｃｏｄ’・
）１／ｚである非重合性溶媒の存在下に、１００℃以上
３５０℃未満の温度で反応させ、次いでその得られた反
応生成物から揮発性物質を分離する製造法などがあげら
れるが、これらに限定されるものではない。

また本発明に用いるイミド化アクリル樹脂はイミド環構
造単位を少くとも５重量％、好ましくは２０重量％以上
含有する。イミド環構造単位の含有量が５重量％未満の
場合は、樹脂の耐熱性が不足であり、本発明の効果が十
分に発揮されない。

本発明に用いるイミド化アクリル樹脂には、必要に応じ
て染顔料、離型剤、帯電防止剤、酸化防止剤、安定剤、
改質材などの添加剤を加えることができる。

本発明に用いる紫外線吸収剤としてはベンゾトリアゾー
ル系紫外線吸収剤が好ましく、これにヒンダードアミン
系光安定剤を併用することにより、相乗効果が発現し耐
光性が格段に向上する。

ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤の例としてＬ２−（
５−メチル−２−ヒドロキシフェニル）ベンゾトリアゾ
ール、２−（２−ヒドロキシ−３，５−ビス（α、α−
ジメチルベンジル）フェニル〕−２Ｈ−ベンゾトリアゾ
ール、２−　（３，５−ジ−ｔ−ブチル−２−ヒドロキ
シフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（３−ｔ−ブチ
ル−５−メチル−２−ヒドロキシフェニル）−５−クロ
ロベンゾトリアゾール、２−（３，５−ジ−ｔ−ブチル
−２−ヒドロキシフェニル）−５−クロロベンゾトリア
ゾール、２−（３，５−ジ−ｔ−アミル−２−ヒドロキ
シフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（５−ｔ−オク
チル−２−ヒドロキシフェニル）ベンゾトリアゾールな
どをあげることができるが、これらに限定されるもので
はない。これらの紫外線吸収剤のうち２−（５−メチル
−２−ヒドロキシフェニル）ベンゾトリアゾール、２−
（２−ヒドロキシ−３，５−ビス（α、α−ジメチルベ
ンジル）フェニル）−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、２−
（５−ｔ−オクチル−２−ヒドロキシフェニル）ベンゾ
トリアゾール、２−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−２−ヒ
ドロキシフェニル〕−５−クロロベンゾトリアゾールが
好ましく、特に、樹脂に添加した場合の着色がほとんど
ない２−（５−ｔ−オクチル−２−ヒドロキシフェニル
）ベンゾトリアゾールが望ましい。

ヒンダードア藁ン系光安定剤の例としては、ビス（２，
２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）セバケー
ト、ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル４−ピペ
リジル）セバケート、１−　（２−（３−（３，５−ジ
−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオニル
オキシ〕エチル）　−４−［３（３，５−ジ−ｔ−ブチ
ル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオニルオキシ）−
２，２，６，６−テトラメチルビペリジン、８−ベンジ
ル−７，７，９，９−テトラメチル−３−オクチル−１
，３，８−）リアザスピロ（４，５）ウンデカン−２，
４−ジオン、４−ベンゾイルオキシ−２，２，６，６−
テトラメチルビペリジン、テトラキス（２，２，６，６
−テトラメチル−４−ピペリジル）−１，２，３，４−
ブタンテトラカルボキシレート、コハク酸ジメチル−１
−（２−１：）’ロキシエチル）−４−ヒドロキシ−２
，２，６，６−チトラメチルピベリジンの重縮金物およ
び式（ＩＩ）または式（ＩＩＩ）で表わされるブタンテ
トラカルボキシレート類などをあげることができるが、
これらに限定されるものではない。

式（Ｉｆ） ＣＨｚＣＯＯＲ＋ ＣＨＣＯＯＲ２ ＣＨＣＯＯＲ３ ＣＨ，Ｃ０ＯＲ。

但し、Ｒ＋、Ｒｚ ３ ４ は またはＣｌ５Ｈ１？−を示し、 ＲはＨまたはＣＨ３ を示す。

式（ＩＩＩ） 但し、 Ｘは ＣＨｚ　　ＣＯＯ− ＣＨ−Ｃｏｏ− ＣＨ−ＣＯＯ− ＣＨ２ＣＯＯ− を示し、 Ｙは を示し、 ｎは１〜５の整数である。

これらの安定剤のうちビス（２，２，６，６−テトラメ
チル−４−ピペリジル）セバケート、式（ＩＩ）または
（Ｉ）で表わされるブタンテトラカルボキシレート類、
コハク酸ジメチル−１−（２−ヒドロキシエチル）−４
−ヒドロキシ−２，２，６，６−チトラメチルピペリジ
ンの重縮音物、ビス（１，２，２゜６．６−ベンタメチ
ルー４−ピペリジル）セバケート、テトラキス（２，２
，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）−１，２，
３，４−ブタンテトラカルボキシレートが好ましく、特
に熱による着色がほとんどないコハク酸ジメチル−１−
（２−ヒドロキシエチル）−４−ヒドロキシ−２，２，
６，６−チトラメチルピペリジンの重縮合物および式（
ＩＩＩ）で示されるブタンテトラカルボキシレート類が
望ましい。

ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤およびヒンダードア
ミン系光安定剤は共に、２種類以上併用することが可能
である。またこれらの使用量は、構造式（１） （式（１）において、Ｒ１は水素原子または炭素原子数
ｌ〜２０のアルキル基、アリール基、アラルキル基を示
す。）で表わされるイミド環構造単位を少くとも５重量
部含有するイミド化アクリル樹脂１００重量部に対して
、共に０．　ＯＯ５〜２重量部、好ましくは０．０１〜
１重量部である。使用量がＯ，ＯＯ５重量部未満である
と使用効果が乏しく、２重量部を越えると、樹脂に色が
ついたり、高温下で使用する場合これら添加剤自体の熱
による変色によって、樹脂の着色が顕著になるので好ま
しくない。

本発明において、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤お
よびヒンダードアミン系光安定剤を樹脂に含有させる方
法には特に制限はなく、任意に方法を採用することがで
きるが、例えばイミド化アクリル樹脂と上記添加剤を適
当な方法で予備混合し押出機で溶融混練してペレット化
する方法などが用いられる。

本発明のイミド化アクリル樹脂成形物品の製造方法とし
ては特に制限ないが、上記のようにして作製されたペレ
ットを用いて、圧縮成形法、射出成形法、押出成形法な
どにより、所望の形状を付与して製造することが好まし
い。

このようにして得られるイミド化アクリル樹脂成形物品
は、通常のアクリル樹脂が用いられる成形品として使用
できるが、その耐光性、耐熱性に優れた点を活かして、
従来不可能であった水銀灯カバー、メタルハライドラン
プカバーなどの照明灯カバーとして好適に使用すること
が可能である。

なお、本発明のイミド化アクリル樹脂成形物品は、射出
成形法などにより打型された成形品をそのまま使用する
ことはもちろん、板状成形品を熱成形、接着、切断切削
などの加工を施して使用することも可能である。

〔実施例〕

以下、実施例によって本発明をさらに詳しく説明するが
、本発明はこれら実施例によって何ら制限されるもので
はない。

なお、重合体の物性測定は次の方法によった。

（１）着色度は、ＪＩＳ　Ｋ７１０５による。（Ｌａｂ
系のΔＥ） （２）熱変形温度は、ＡＳＴＭ　Ｄ−６４８による。（
荷重１８．６ｋｇ／ｃｄ） （３）グルタルイミド組成（重量％）は２００ＭＨｚ核
磁気共鳴スペクトルを用いグルタルイミドに特有な吸収
３．５７　ｐｐｍの積分強度をもとに算出した。

イミド化アクリル樹脂の製造法 参考例１ ２１オートクレーブを用い、メタクリル酸メチル２８２
　ｇ、メタクリルアくド１５２　ｇ、メタノール５６５
　ｇ、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド４．３ｇおよびｎ
−オクチルメルカプタン０．７ｇを加え、攪拌下に１２
０　’Ｃへ昇温し共重合を開始した。重合の進行ととも
にメタクリル酸メチル４００ｇを３．０ｄ／分の速度で
３０分間、２．５　ｍｌ　７分の速度で４０分間、２．
０　ｍｆｌ　７分の速度で５０分間、１．５ｄ／分の速
度で６０分間、最後に０．５戚／分の速度で４０分間と
変化させながら連続的に供給して共重合を６時間行った
。

引き続き同一装置、同一温度でナトリウムメトキシド１
．１ｇ含むメタノール溶液５０ｒｄを定量ポンプを用い
て供給し攪拌下で１．５時間反応を行った。反応終了後
、系内の温度が４５°Ｃとなった時に沈殿したポリマー
を取り出し、メタノールで洗滌後１３０″ＣＴ：ｌ昼夜
減圧乾燥を行い重合体を得た。この重合体のイミド環含
有量は、３５重量％、熱変形温度は１４０″Ｃであった
。

参考例２ 参考例１と同し装置を用い、メタクリル酸メチル１５８
ｇ、Ｎ−メチルメタクリルアミド３０７ｇ１メタノール
７８９　ｇ、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド６．１ｇお
よびｎ−オクチルメルカプタン１．２ｇを加え、攪拌下
に１２０°Ｃへ昇温し共重合を開始した。重合の進行と
ともに定量ポンプを用いてメタクリル酸メチル１６０ｇ
を１．０成／分の速度で１００分間、０．５ｄ／分の速
度で５０分間と変化させながら連続的に供給して共重合
を７時間行った。

引き続き、同一装置、同一温度でナトリウムメトキシド
を１．１ｇ含むメタノール溶液５０−を定量ポンプを用
いて供給し攪拌下１．５時間反応を行った。反応終了後
、系内の温度が４５°Ｃとなった時、沈殿したポリマー
を取り出しメタノールで洗滌して１３０°Ｃで一昼夜減
圧乾燥を行い重合体を得た。

この重合体のイミド環含有量は７８重量％、熱変形温度
は１４１℃であった。

参考例３ メタクリル酸メチル重合体（粘度平均重合度１ｌ１００
）１２００とメチルアミン３００ｇをオートクレーブ中
に入れ、窒素雰囲気下で攪拌しながら、２４０″Ｃで２
時間反応させて重合体を得た。

この重合体のイミド環含有量は８１重量％、熱変形温度
は１４６℃であった。

実施例１〜９ 参考例１で得た重合体１００重量部に対して、表１に示
した種類と量のベンゾトリアゾーン系紫外線吸収剤およ
びヒンダードアミン系光安定剤を配合した後押出機によ
り重合体温度２８０″Ｃで押出してペレットを得た。

このペレットをシリンダー温度２８０°Ｃ１金型温度ｓ
ｏ’ｃの条件で射出成形機により成形し、署さ３■の透
明な平板成形品を得た。

得られた板について雰囲気温度１１０″Ｃの熱風循環式
恒温槽内において３０ｃｍの距離から３００Ｗの水銀灯
（アイ水銀ランプ透明形Ｈ３Ｏ０岩崎電気■製）を照射
したが、３箇月を経過しても変形はなく、着色も第１表
に示すようにΔＥで１〜２であって黄変は認められなか
った。

実施例１０ 参考例２で得た重合体１００重量部を使用すること以外
は、実施例１と同様な方法で仮成形品を成型し、同じ条
件で３箇月間水銀灯の照射テストを行ったが、第１表に
示すようにΔＥ値は１．３であって黄変は認められなか
った。

実施例１１ 参考例３で得た重合体１００重量部を使用すること以外
は、実施例１と同様な方法で仮成形品を成形し、同じ条
件で３箇月間水銀灯の照射テストを行ったが、第１表に
示すようにΔＥ値は１．４であって黄変は認められなか
った。

実施例１２ 実施例１と同様な方法でペレットを得た後、これを用い
て圧縮成形法にまり仮成形品を成形し、得うれた板につ
いてブロー成形により３２０ｍｍφの半球面状の照明灯
カバーを作成した。これを３００Ｗの水銀灯が装着され
た照射器具にはめこみ３箇月間照射したが、外観上特に
変化は見られなかった。

実施例１３ 実施例１２と同様な方法で３２０ｍｍφの半球面状の照
明灯カバーを作威し、これを２５０Ｗのメタルハライド
ランプ（マルチハロゲン灯Ｌタイプ透明型松下電工■製
）が装着された照明器具に３箇月間照射したが、外観上
特に変化は見られなかった。

比較例１ ２−（５−ｔ−オクチル−２−ヒドロキシフェニル）ベ
ンゾトリアゾールを使用しないこと以外は、実施例１と
同様な方法で仮成形品を成形し、同じ条件で３箇月間水
銀灯の照射テストを行ったところ、第１表に示すように
ΔＥは１０を越えていた。

比較例２ コハク酸ジメチル−１−（２−ヒドロキシエチル）−４
−ヒドロキシ−２，２，６，６−チトラメチルピペリジ
ンの重縮合物を使用しないこと以外は実施例１と同様な
方法で仮成形品を成形し同じ条件で３箇月間水銀灯の照
射テストを行ったところ、第１表に示すようにΔＥは５
を越えており、照射面にクラックが発生していた。

比較例３ メタクリル酸メチル重合体（粘度平均重合度１１００）
１００重量部を使用すること以外は、実施例１と同様な
方法で仮成形品を成形し、同じ条件で水銀灯の照射テス
トを行ったところ、１箇月で表面が軟化し、変形してい
た。

以下余白 〔発明の効果〕 従来のアクリル樹脂は、その優れた耐光性および透明性
により、加工性が悪く、また重くて割れ易く、危険性の
高い無機ガラスに替わって種々の用途の成形品に用いら
れている。しかし、強力な紫外線を発生させたり、高熱
を発生させたりする光源を有する水銀灯カバー、メタル
ハライドランプカバーなどの照明灯カバー等には、耐光
性、耐熱性が十分でない為、依然として無機ガラスが用
いられている。

これに対し、本発明のイミド化アクリル樹脂成形物品は
耐熱性に優れているばかりでなく、イミド化アクリル樹
脂１００重量部に対してＯ，ＯＯ５〜２重量部のベンゾ
トリアゾール系紫外線吸収剤および０．００５〜２重量
部のヒンダードアミン系光安定剤を含有せしめるもので
あるから、驚くべきことに、樹脂成形物品の耐光性は、
その相乗効果により格段に向上する。

従って、本発明のイミド化アクリル樹脂成形物品は前述
の如〈従来の照明灯カバー等光学用途に用いられる弱電
部品や工業部品に有利に使用できることはもちろん、従
来プラスチックでは不可能であった強力な紫外線と高温
に耐えることが要求される水銀灯、メタルハライドラン
プ等のカバーとして使用することもできるのできわめて
有用である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）構造式（ I ） ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ） （式（ I ）において、Ｒ＿１は水素原子または炭素原
   子数１〜２０のアルキル基、アリール基、アラルキル基
   を示す。）で表わされるイミド環構造単位を少くとも５
   重量％含有するイミド化アクリル樹脂１００重量部に対
   して、０．００５〜２重量部のベンゾトリアゾール系紫
   外線吸収剤および０．００５〜２重量部のヒンダードア
   ミン系光安定剤を含有せしめてなることを特徴とする耐
   光性に優れたイミド化アクリル樹脂成形物品。
2. （２）照明灯カバーである請求項１記載の成形物品。
3. （３）水銀灯カバーである請求項１記載の成形物品。
4. （４）メタルハライドランプカバーである請求項１記載
   の成形物品。