(57)【要約】  （ａ）（ｉ）アルキル（メタ）アクリレートモノマー、ならびに（ｉｉ）１種以上の架橋性モノマー、グラフト結合性モノマー、およびそれらの組み合わせ、から誘導された重合単位を含む架橋コアと、（ｂ）（ｉ）１種以上のアルキル（メタ）アクリレートモノマー、ならびに（ｉｉ）架橋性モノマー、グラフト結合性モノマー、およびそれらの組み合わせ、から誘導された重合単位を含む第１の中間層と、（ｃ）（ｉ）１種以上のアルキル（メタ）アクリレートモノマー、スチレン系モノマー、およびそれらの組み合わせ、ならびに（ｉｉ）１種以上の連鎖移動剤、から誘導された重合単位を含む第２の中間層と、（ｄ）（ｉ）アルキル（メタ）アクリレートモノマー、スチレン系モノマー、およびそれらの組み合わせ、（ｉｉ）酸官能化モノマー、ヒドロキシル官能化モノマー、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される１種以上のモノマー、ならびに（ｉｉｉ）任意に１種以上の連鎖移動剤、から誘導された重合単位を含むシェルと、を含む多段ポリマー組成物を提供する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
多段ポリマーを含むポリマー組成物であって、
（ａ）前記多段ポリマーの全重量に基づいて、２５〜４５重量％の架橋コアであって、前記架橋コアの全重量に基づいて、（ｉ）９５〜９９．９重量％の１種以上のアルキル（メタ）アクリレートモノマー、ならびに（ｉｉ）０．１〜５重量％の１種以上の架橋性モノマー、グラフト結合性モノマー、およびそれらの組み合わせ、から誘導された重合単位を含む、架橋コアと、
（ｂ）前記多段ポリマーの全重量に基づいて、２５〜４５重量％の第１の中間層であって、前記第１の中間層の全重量に基づいて、（ｉ）９５〜１００重量％の１種以上のアルキル（メタ）アクリレートモノマー、ならびに（ｉｉ）０〜５重量％の架橋性モノマー、グラフト結合性モノマー、およびそれらの組み合わせ、から誘導された重合単位を含む、第１の中間層と、
（ｃ）前記多段ポリマーの全重量に基づいて、５〜２５重量％の第２の中間層であって、前記第２の中間層の全重量に基づいて、（ｉ）９８〜１００重量％の１種以上のアルキル（メタ）アクリレートモノマー、スチレン系モノマー、およびそれらの組み合わせ、ならびに（ｉｉ）０〜２重量％の１種以上の連鎖移動剤、から誘導された重合単位を含む、第２の中間層と、
（ｄ）前記多段ポリマーの全重量に基づいて、５〜２５重量％のシェルであって、前記シェルの全重量に基づいて、（ｉ）８４〜９８重量％の１種以上のアルキル（メタ）アクリレートモノマー、スチレン系モノマー、およびそれらの組み合わせ、（ｉｉ）２〜１６重量％の、酸官能化モノマー、ヒドロキシル官能化モノマー、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される１種以上のモノマー、ならびに（ｉｉｉ）０〜２重量％の１種以上の連鎖移動剤、から誘導される重合単位を含む、シェルと、を含む多段ポリマーを含む、ポリマー組成物。
【請求項２】
前記多段ポリマーは、前記多段ポリマーの全重量に基づいて、（ａ）３０〜４０重量％の量の前記架橋コアと、（ｂ）３０〜４０重量％の量の前記第１の中間層と、（ｃ）１０〜２０重量％の量の前記第２の中間層と、（ｄ）１０〜２０重量％の量の前記シェルと、を含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
前記架橋コア、第１の中間層、第２の中間層、およびシェルの、前記１種以上のアルキル（メタ）アクリレートモノマーは、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、ブチルメタクリレート、エチルヘキシルアクリレート、シクロペンチルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ベンジルアクリレート、ベンジルメタクリレート、イソオクチルアクリレート、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１に記載の組成物。
【請求項４】
前記第１の中間層の、前記１種以上の架橋性モノマー、グラフト結合性モノマー、およびそれらの組み合わせは、前記第１の中間層の全重量に基づいて０．５〜５重量％の量で存在し、
前記架橋コアおよび第１の中間層の、前記１種以上の架橋性モノマー、グラフト結合性モノマー、およびそれらの組み合わせは、ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジビニルベンゼン、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジアリルマレエート、アリルメタクリレート、ジアリルフタレート、トリアリルフタレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１に記載の組成物。
【請求項５】
前記第２の中間層の前記１種以上の連鎖移動剤は、前記第２の中間層の全重量に基づいて０．５〜１．５重量％の量で存在し、
前記シェルの前記１種以上の連鎖移動剤は、前記シェルの全重量に基づいて０．５〜１．５重量％の量で存在し、
前記第２の中間層およびシェルの前記１種以上の連鎖移動剤は、１−ドデカンチオールを含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項６】
酸官能化モノマー、ヒドロキシル官能化モノマー、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される前記１種以上のモノマーは、アクリル酸およびヒドロキシルエチルメタクリレートのうちの１種以上を含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項７】
前記架橋コア、第１の中間層、第２の中間層、およびシェルの前記１種以上のアルキル（メタ）アクリレートモノマーは、ブチルアクリレート、メチルメタクリレート、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１に記載の組成物。
【請求項８】
前記架橋コアおよび第１の中間層の前記１種以上の架橋性モノマー、グラフト結合性モノマー、およびそれらの組み合わせは、１，３−ブタンジオールジアクリレート、アリルメタクリレート、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項４に記載の組成物。
【請求項９】
請求項１に記載のポリマー組成物を含む製品であって、前記製品が、フィルムおよびシートからなる群から選択される、製品。
【請求項１０】
多段ポリマーを含むポリマー組成物であって、
（ａ）前記多段ポリマーの全重量に基づいて、３０〜４０重量％の架橋コアであって、前記架橋コアの全重量に基づいて、（ｉ）９５〜９９．９重量％のブチルアクリレート、ならびに（ｉｉ）０．１〜５重量％の１，３−ブタンジオールジアクリレートおよびアリルメタクリレート、から誘導された重合単位を含む、架橋コアと、
（ｂ）前記多段ポリマーの全重量に基づいて、３０〜４０重量％の第１の中間層であって、前記第１の中間層の全重量に基づいて、（ｉ）９７〜９９．９重量％のブチルアクリレートおよびメチルメタクリレート、ならびに（ｉｉ）０．１〜３重量％のアリルメタクリレート、から誘導された重合単位を含む、第１の中間層と、
（ｃ）前記多段ポリマーの全重量に基づいて、１０〜２０重量％の第２の中間層であって、前記第２の中間層の全重量に基づいて、（ｉ）９８．５〜９９．５重量％のブチルアクリレートおよびメチルメタクリレート、ならびに（ｉｉ）０．５〜１．５重量％の１−ドデカンチオール、から誘導された重合単位を含む、第２の中間層と、
（ｄ）前記多段ポリマーの全重量に基づいて、１０〜２０重量％のシェルであって、前記シェルの全重量に基づいて、（ｉ）８５〜９４重量％のブチルアクリレートおよびメチルメタクリレート、（ｉｉ）３〜１４重量％の、アクリル酸、ヒドロキシエチルメタクリレートおよびそれらの組み合わせからなる群から選択される１種以上のモノマー、ならびに（ｉｉｉ）０．５〜１．５重量％の１−ドデカンチオール、から誘導される重合単位を含む、シェルと、を含む多段ポリマーを含む、ポリマー組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、多段ポリマー組成物およびそれから製造されるフィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車および建築用窓には、可撓性、透明性および耐候性プラスチック樹脂およびフィルムが必要である。ポリビニルブチラール（「ＰＶＢ」）を含有する既存の市販の樹脂が使用されているが、ガラス特性に対する適切な光学的、機械的および接着性を達成するために可塑剤が必要である。しかしながら、可塑剤の存在のために、配合されたＰＶＢシートは、この可塑剤による水分の吸着を制限するために、ガラスラミネーションの前に低温環境でパッケージングされ、貯蔵されなければならない。シートによって吸収された水分は、オートクレーブラミネーションプロセスの間に気泡を導入する可能性があり、完成した合わせガラスの層間剥離が時間の経過とともに生じ得る。
【０００３】
多段階アクリルポリマーフィルムは、様々な屋内および屋外製品用に当該技術分野で利用されている。例えば、ＵＳ２０１５／０１８３９４４Ａ１は、架橋コア、中間層、および最外層を含むある種の多段ポリマー組成物およびそれから調製されたフィルムを開示している。しかしながら、先行技術は、ガラス中間膜ラミネーションによって要求される十分な光学的、機械的、および接着性特性を達成する、本発明による多段階アクリルポリマーを開示していない。
【０００４】
したがって、従来技術の欠点を有さない、すなわち可塑剤または特殊な積層前の貯蔵および取扱いを必要とせずに、柔軟性および透明性を保持する合わせガラス中間膜のためのフィルムが存在する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の１つの態様は、多段ポリマーを含むポリマー組成物であって、（ａ）前記多段ポリマーの全重量に基づいて、２５〜４５重量％の架橋コアであって、前記架橋コアの全重量に基づいて、（ｉ）９５〜９９．９重量％の１種以上のアルキル（メタ）アクリレートモノマー、ならびに（ｉｉ）０．１〜５重量％の１種以上の架橋性モノマー、グラフト結合性モノマー、およびそれらの組み合わせ、から誘導された重合単位を含む、架橋コアと、（ｂ）前記多段ポリマーの全重量に基づいて、２５〜４５重量％の第１の中間層であって、前記第１の中間層の全重量に基づいて、（ｉ）９５〜１００重量％の１種以上のアルキル（メタ）アクリレートモノマー、ならびに（ｉｉ）０〜５重量％の架橋性モノマー、グラフト結合性モノマー、およびそれらの組み合わせ、から誘導された重合単位を含む、第１の中間層と、（ｃ）前記多段ポリマーの全重量に基づいて、５〜２５重量％の第２の中間層であって、前記第２の中間層の全重量に基づいて、（ｉ）９８〜１００重量％の１種以上のアルキル（メタ）アクリレートモノマー、スチレン系モノマー、およびそれらの組み合わせ、ならびに（ｉｉ）０〜２重量％の１種以上の連鎖移動剤、から誘導された重合単位を含む、第２の中間層と、（ｄ）前記多段ポリマーの全重量に基づいて、５〜２５重量％のシェルであって、前記シェルの全重量に基づいて、（ｉ）８４〜９８重量％の１種以上のアルキル（メタ）アクリレートモノマー、スチレン系モノマー、およびそれらの組み合わせ、（ｉｉ）２〜１６重量％の、酸官能化モノマー、ヒドロキシル官能化モノマー、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される１種以上のモノマー、ならびに（ｉｉｉ）０〜２重量％の１種以上の連鎖移動剤、から誘導される重合単位を含む、シェルと、を含む多段ポリマーを含む、ポリマー組成物を提供する。
【０００６】
別の態様では、本発明は、多段ポリマーを含むポリマー組成物であって、（ａ）前記多段ポリマーの全重量に基づいて、３０〜４０重量％の架橋コアであって、前記架橋コアの全重量に基づいて、（ｉ）９５〜９９．９重量％のブチルアクリレート、ならびに（ｉｉ）０．１〜５重量％の１，３−ブタンジオールジアクリレートおよびアリルメタクリレート、から誘導された重合単位を含む、架橋コアと、（ｂ）前記多段ポリマーの全重量に基づいて、３０〜４０重量％の第１の中間層であって、前記第１の中間層の全重量に基づいて、（ｉ）９７〜９９．９重量％のブチルアクリレートおよびメチルメタクリレート、ならびに（ｉｉ）０．１〜３重量％のアリルメタクリレート、から誘導された重合単位を含む、第１の中間層と、（ｃ）前記多段ポリマーの全重量に基づいて、１０〜２０重量％の第２の中間層であって、前記第２の中間層の全重量に基づいて、（ｉ）９８．５〜９９．５重量％のブチルアクリレートおよびメチルメタクリレート、ならびに（ｉｉ）０．５〜１．５重量％の１−ドデカンチオール、から誘導された重合単位を含む、第２の中間層と、（ｄ）前記多段ポリマーの全重量に基づいて、１０〜２０重量％のシェルであって、前記シェルの全重量に基づいて、（ｉ）８５〜９４重量％のブチルアクリレートおよびメチルメタクリレート、（ｉｉ）３〜１４重量％の、アクリル酸、ヒドロキシエチルメタクリレート、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される１種以上のモノマー、ならびに（ｉｉｉ）０．５〜１．５重量％の１−ドデカンチオール、から誘導される重合単位を含む、シェルと、を含む多段ポリマーを含む、ポリマー組成物を提供する。
【０００７】
本発明の別の態様は、多段ポリマーを含むポリマー組成物を含む製品であって、（ａ）前記多段ポリマーの全重量に基づいて、２５〜４５重量％の架橋コアであって、前記架橋コアの全重量に基づいて、（ｉ）９５〜９９．９重量％の１種以上のアルキル（メタ）アクリレートモノマー、ならびに（ｉｉ）０．１〜５重量％の１種以上の架橋性モノマー、グラフト結合性モノマー、およびそれらの組み合わせ、から誘導された重合単位を含む、架橋コアと、（ｂ）前記多段ポリマーの全重量に基づいて、２５〜４５重量％の第１の中間層であって、前記第１の中間層の全重量に基づいて、（ｉ）９５〜１００重量％の１種以上のアルキル（メタ）アクリレートモノマー、ならびに（ｉｉ）０〜５重量％の架橋性モノマー、グラフト結合性モノマー、およびそれらの組み合わせ、から誘導された重合単位を含む、第１の中間層と、（ｃ）前記多段ポリマーの全重量に基づいて、５〜２５重量％の第２の中間層であって、前記第２の中間層の全重量に基づいて、（ｉ）９８〜１００重量％の１種以上のアルキル（メタ）アクリレートモノマー、スチレン系モノマー、およびそれらの組み合わせ、ならびに（ｉｉ）０〜２重量％の１種以上の連鎖移動剤、から誘導された重合単位を含む、第２の中間層と、（ｄ）前記多段ポリマーの全重量に基づいて、５〜２５重量％のシェルであって、前記シェルの全重量に基づいて、（ｉ）８４〜９８重量％の１種以上のアルキル（メタ）アクリレートモノマー、スチレン系モノマー、およびそれらの組み合わせ、（ｉｉ）２〜１６重量％の、酸官能化モノマー、ヒドロキシル官能化モノマー、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される１種以上のモノマー、ならびに（ｉｉｉ）０〜２重量％の１種以上の連鎖移動剤、から誘導される重合単位を含む、シェルと、を含む多段ポリマーを含む、ポリマー組成物を含む製品を提供する。特定の実施形態では、製品はフィルムである。特定の実施形態では、製品はシートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明者らは、驚くべきことに、アルキル（メタ）アクリレートモノマーおよび架橋性および／またはグラフト結合性モノマーを含む架橋コアと、アルキル（メタ）アクリレートおよび架橋性および／またはグラフト結合性モノマーを含む第１の中間層と、アルキル（メタ）アクリレートモノマーおよび連鎖移動剤を含む第２の中間層と、アルキル（メタ）アクリレートモノマー、連鎖移動剤、ならびに酸官能化モノマーおよびヒドロキシル官能化モノマーのうちの１種以上を含むシェルと、を含む多段ポリマーを含むポリマー組成物が、可塑剤または特殊な積層前の貯蔵および取扱いを必要とせずに、ガラス中間膜ラミネーションによって要求される満足のいく光学的、機械的および接着性特性を提供することを見いだした。
【０００９】
明細書で使用する場合、用語「ポリマー」は、同じかまたは異なるタイプのモノマーを重合することによって調製された高分子化合物を指す。一般的な用語「ポリマー」には、用語「ホモポリマー」、「コポリマー」、「ターポリマー」、および「樹脂」が含まれる。本明細書で使用する場合、用語「から誘導された重合単位」は、生成物ポリマーが、重合反応の出発物質である構成モノマー「から誘導された重合単位」を含有する、重合技術に従って合成されるポリマー分子を指す。本明細書で使用される場合、用語「（メタ）アクリレート」は、アクリレートまたはメタクリレートまたはそれらの組み合わせのいずれかを指し、用語「（メタ）アクリル系」は、アクリル系またはメタクリル系のいずれかまたはそれらの組み合わせを指す。
【００１０】
本明細書で使用される場合、用語「ｐｈｒ」は、樹脂またはポリマー固形分１００部あたり、を意味する。本明細書で使用される場合、用語「分子量」または「重量平均分子量」または「Ｍｗ」は、ＡＳＴＭ  Ｄ５２９６−１１（２０１１）に準拠し、テトラヒドロフラン（「ＴＨＦ」）を移動相および希釈剤として使用する、ポリスチレン較正標準に対するアクリルポリマーのゲル浸透クロマトグラフィー（「ＧＰＣ」）によって測定されるポリマーの重量平均分子量を指す。本明細書で使用される場合、用語「粒子径」は、Ｂｒｏｏｋｈａｖｅｎ  ＢＩ−９０  Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｓｉｚｅｒを用いて測定したエマルジョン（コ）ポリマー粒子の重量平均粒子径を意味する。
【００１１】
本明細書で使用される場合、用語「ガラス転移温度」または「Ｔｇ」は、ガラス質ポリマーがポリマー鎖のセグメント運動を受ける温度またはそれ以上の温度を指す。コポリマーのガラス転移温度は、Ｆｏｘ方程式（Ｂｕｌｌｅｔｉｎ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ，１（３）Ｐａｇｅ  １２３（１９５６））によって以下のように推定することができる。
１／Ｔｇ＝ｗ１／Ｔｇ（１）＋ｗ２／Ｔｇ（２）
【００１２】
コポリマーについては、ｗ１およびｗ２は２つのコモノマーの重量分率を指し、Ｔｇ（１）およびＴｇ（２）はモノマーから製造された２つの対応するホモポリマーのガラス転移温度を指す。３つ以上のモノマーを含むポリマーについては、追加の用語が加えられる（ｗｎ／Ｔｇ（ｎ））。ホモポリマーのガラス転移温度は、例えば、“Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ，”ｅｄｉｔｅｄ  ｂｙ  Ｊ．Ｂｒａｎｄｒｕｐ  ａｎｄ  Ｅ．Ｈ．  Ｉｍｍｅｒｇｕｔ，Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ  Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓに見ることができる。ポリマーのＴｇは、例えば、示差走査熱量測定（「ＤＳＣ」）を含む様々な技術によっても測定することができる。本明細書で使用される場合、「計算されたＴｇ」という語句は、Ｆｏｘ方程式によって計算されるガラス転移温度を意味するものとする。
【００１３】
本発明のポリマー組成物は、架橋コアと、第１の中間層と、第２の中間層と、シェルとを含む多段ポリマーを含有する。特定の実施形態において、架橋コアは、多段ポリマーの全重量に基づいて、２５〜４５重量％、好ましくは３０〜４０重量％、より好ましくは３２〜３８重量％の量で、多段ポリマー中に存在する。特定の実施形態では、第１の中間層は、多段ポリマーの全重量に基づいて、２５〜４５重量％、好ましくは３０〜４０重量％、より好ましくは３２〜３８重量％の量で、多段ポリマー中に存在する。特定の実施形態では、第２の中間層は、多段ポリマーの全重量に基づいて、５〜２５重量％、好ましくは１０〜２０重量％、より好ましくは１２〜１８重量％の量で、多段ポリマー中に存在する。特定の実施形態において、シェルは、多段ポリマーの全重量に基づいて、５〜２５重量％、好ましくは１０〜２０重量％、より好ましくは１２〜１８重量％の量で、多段ポリマー中に存在する。
【００１４】
本発明の多段ポリマーの架橋コアは、１種以上のアルキル（メタ）アクリレートモノマーから誘導された重合単位を含む。アルキル（メタ）アクリレートモノマーは、アルキル基が１〜１２個の炭素原子を有する直鎖および分岐アルキル（メタ）アクリレートを含む。好適なアルキル（メタ）アクリレートモノマーとしては、例えば、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、ブチルメタクリレート、エチルヘキシルアクリレート、シクロペンチルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ベンジルアクリレート、ベンジルメタクリレートおよびイソオクチルアクリレートが挙げられる。特定の好ましい実施形態では、架橋コアのアルキル（メタ）アクリレートモノマーはブチルアクリレートを含む。特定の実施形態では、アルキル（メタ）アクリレートモノマーは、架橋コアの全重量に基づいて、９５〜９９．９重量％、好ましくは９７〜９９．５重量％、より好ましくは９８〜９９重量％の量で、架橋コア中に存在する。
【００１５】
本発明の多段ポリマーの架橋コアは、１種以上の架橋性モノマー、グラフト結合性モノマー、およびそれらの組み合わせから誘導される重合単位をさらに含む。好適な架橋性およびグラフト結合性モノマーとしては、例えば、ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジビニルベンゼン、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジアリルマレエート、アリルアクリレート、アリルメタクリレート、ジアリルフタレート、トリアリルフタレート、およびトリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレートが挙げられる。特定の実施形態では、架橋コアの架橋性モノマーおよびグラフト結合性モノマーは、１，３−ブタンジオールジアクリレートおよびアリル（メタ）アクリレートを含む。特定の実施形態において、架橋性モノマーおよびグラフト結合性モノマーは、架橋コアの全重量に基づいて、０．１〜５重量％、好ましくは０．５〜３重量％、より好ましくは１〜２重量％の量で架橋コア中に存在する。
【００１６】
特定の実施形態では、本発明の多段ポリマーの架橋コアは、８５℃以上、−７０℃以上、または−６０℃以上の計算されたＴｇを有する。特定の実施形態において、本発明の多段ポリマーの架橋コアは、−１０℃以下、−３０℃以下、または−４０℃以下の計算されたＴｇを有する。
【００１７】
本発明の多段ポリマーの第１の中間層は、１種以上のアルキル（メタ）アクリレートモノマーから誘導された重合単位を含む。アルキル（メタ）アクリレートモノマーは、アルキル基が１〜１２個の炭素原子を有する直鎖および分岐アルキル（メタ）アクリレートを含む。好適なアルキル（メタ）アクリレートモノマーとしては、例えば、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、ブチルメタクリレート、エチルヘキシルアクリレート、シクロペンチルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ベンジルアクリレート、ベンジルメタクリレートおよびイソオクチルアクリレートが挙げられる。特定の好ましい実施形態では、第１の中間層のアルキル（メタ）アクリレートモノマーは、ブチルアクリレートおよびメチルメタクリレートを含む。特定の実施形態では、アルキル（メタ）アクリレートモノマーは、第１の中間層の全重量に基づいて、９５〜１００重量％、好ましくは９７〜９９．９重量％、より好ましくは９９〜９９．９重量％の量で第１の中間層中に存在する。
【００１８】
特定の実施形態において、本発明の多段ポリマーの第１の中間体は、１種以上の架橋性モノマー、グラフト結合性モノマー、およびそれらの組み合わせから誘導される重合単位をさらに含む。好適な架橋性およびグラフト結合性モノマーとしては、例えば、ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジビニルベンゼン、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジアリルマレエート、アリルアクリレート、アリルメタクリレート、ジアリルフタレート、トリアリルフタレート、およびトリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレートが挙げられる。特定の実施形態では、第１の中間層の架橋性モノマーおよびグラフト結合性モノマーはアリルメタクリレートを含む。特定の実施形態では、架橋性モノマーおよびグラフト結合性モノマーは、第１の中間層の全重量に基づいて、０〜５重量％、好ましくは０．１〜３重量％、より好ましくは０．１〜１重量％の量で第１の中間層中に存在する。
【００１９】
特定の実施形態では、第１の中間層は、複数のサブ層から構成され、その各々は、第１の中間層全体について上述したモノマー組成物に由来する重合単位を独立に含む。第１の中間層は、例えば、１、２、３、４または５つのサブレイヤを含むことができる。第１の中間層は、Ｔｇが第１の中間層全体の幅にわたって最小から最大まで遷移するように、サブ層間の組成勾配を含む。ある実施形態では、計算されたＴｇは、−３０℃、−２５℃、−１５℃、または０℃の下限から７０℃、５５℃、３５℃、または１５℃の上限まで遷移する。理論に縛られることを望むものではないが、組成勾配は、第１の中間層を調製するために使用される乳化重合プロセス中のモノマーの適切な選択および添加の方法とタイミングによって達成されると考えられる。モノマーを一度にすべてではなく、段階的に乳化重合反応器（または反応容器）に添加し、１つの層を隣接する層に相互貫入させて第１の中間層にわたってＴｇ勾配を生じる多段階重合プロセス使用することができる。
【００２０】
本発明の多段ポリマーの第２の中間層は、アルキル（メタ）アクリレートモノマー、スチレン系モノマー、およびそれらの組み合わせのうちの１種以上を含む。アルキル（メタ）アクリレートモノマーは、アルキル基が１〜１２個の炭素原子を有する直鎖および分岐アルキル（メタ）アクリレートを含む。好適なアルキル（メタ）アクリレートモノマーとしては、例えば、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、ブチルメタクリレート、エチルヘキシルアクリレート、シクロペンチルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ベンジルアクリレート、ベンジルメタクリレートおよびイソオクチルアクリレートが挙げられる。好適なスチレン系モノマーとしては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、およびビニルトルエンが挙げられる。特定の好ましい実施形態では、第２の中間層のアルキル（メタ）アクリレートモノマーは、ブチルアクリレートおよびメチルメタクリレートを含む。特定の実施形態では、アルキル（メタ）アクリレートモノマーは、第２の中間層の全重量に基づいて、９８〜１００重量％、好ましくは９８．５〜９９．５重量％、より好ましくは９８．７〜９９．３重量％で、第２の中間層中に存在する。
【００２１】
特定の実施形態では、本発明の多段ポリマーの第２の中間体は、１種以上の連鎖移動剤から誘導された重合単位をさらに含む。適切な連鎖移動剤としては、例えば、１−ドデカンチオール、ｔ−ドデカンチオール、チオエタノール、ヘキサンチオール、メルカプトプロピオン酸、メチル−３−メルカプトプロピオネート、およびブチル−３−メルカプトプロピオネートが挙げられる。特定の好ましい実施形態では、第２中間層の連鎖移動剤は、１−ドデカンチオールを含む。特定の実施形態では、連鎖移動剤は、第２の中間層の全重量に基づいて、０〜２重量％、好ましくは０．５〜１．５重量％、より好ましくは０．７〜１．３重量％の量で、第２の中間層中に存在する。
【００２２】
特定の実施形態では、本発明の多段ポリマーの第２の中間層は、４０℃以上、４５℃以上、または６５℃以上の計算されたＴｇを有する。特定の実施形態では、本発明の多段ポリマーの第２の中間層は、１１０℃以下、９５℃以下、または８０℃以下の計算されたＴｇを有する。
【００２３】
本発明の多段ポリマーのシェルは、アルキル（メタ）アクリレートモノマー、スチレン系モノマー、およびそれらの組み合わせのうちの１種以上を含む。アルキル（メタ）アクリレートモノマーは、アルキル基が１〜１２個の炭素原子を有する直鎖および分岐アルキル（メタ）アクリレートを含む。好適なアルキル（メタ）アクリレートモノマーとしては、例えば、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、ブチルメタクリレート、エチルヘキシルアクリレート、シクロペンチルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ベンジルアクリレート、ベンジルメタクリレートおよびイソオクチルアクリレートが挙げられる。好適なスチレン系モノマーとしては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、およびビニルトルエンが挙げられる。特定の好ましい実施形態では、シェルのアルキル（メタ）アクリレートモノマーは、ブチルアクリレートおよびメチルメタクリレートを含む。特定の実施形態では、アルキル（メタ）アクリレートモノマーは、第２の中間層の全重量に基づいて、８４〜９８重量％、好ましくは８５〜９４重量％、より好ましくは８６〜９３重量％の量で、シェル中に存在する。
【００２４】
本発明の多段ポリマーのシェルは、酸官能化モノマー、ヒドロキシル官能化モノマー、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される１種以上のモノマーをさらに含む。官能化モノマーの適切な例としては、例えば、酸官能化モノマーおよびヒドロキシル官能化モノマーが挙げられる。酸官能化モノマーの適切な例としては、例えば、（メタ）アクリル酸、イタコン酸、およびフタル酸などの１つ以上のカルボキシル基を有するアクリル系モノマーが挙げられる。特定の好ましい実施形態では、１種以上の酸官能化モノマーはアクリル酸を含む。ヒドロキシル官能性モノマーの好適な例としては、例えば、１種以上のヒドロキシ置換Ｃ１−Ｃ８アルキル（メタ）アクリレートが挙げられる。特定の好ましい実施形態において、１種以上のヒドロキシル官能化モノマーは、ヒドロキシエチルメタクリレートを含む。特定の実施形態では、酸官能化モノマー、ヒドロキシル官能化モノマー、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される１種以上のモノマーは、シェルの全重量に基づいて、２〜１６重量％、好ましくは３〜１４重量％、より好ましくは５〜１２重量％の量で、シェル中に存在する。
【００２５】
特定の実施形態では、本発明の多段ポリマーのシェルは、１種以上の連鎖移動剤から誘導された重合単位をさらに含む。適切な連鎖移動剤としては、例えば、１−ドデカンチオール、ｔ−ドデカンチオール、チオエタノール、ヘキサンチオール、メルカプトプロピオン酸、メチル−３−メルカプトプロピオネート、ブチル−３−メルカプトプロピオネートが挙げられる。特定の好ましい実施形態において、シェルの連鎖移動剤は、１−ドデカンチオールを含む。特定の実施形態において、連鎖移動剤は、シェルの全重量に基づいて、０〜２重量％、好ましくは０．５〜１．５重量％、より好ましくは０．７〜１．３重量％の量で、シェル中に存在する。
【００２６】
特定の実施形態では、本発明の多段ポリマーのシェルは、４０℃以上、５０℃以上、または６５℃以上の範囲の計算されたＴｇを有する。特定の実施形態では、本発明の多段ポリマーのシェルは、１００℃以下、９０℃以下、または８０℃以下の計算されたＴｇを有する。
【００２７】
特定の実施形態では、本発明の多段ポリマーのシェルは、２０，０００〜１００，０００ｇ／ｍｏｌ、３０，０００〜６０，０００ｇ／ｍｏｌ、４０，０００〜６０，０００ｇ／ｍｏｌ、または４０，０００〜５０，０００ｇ／ｍｏｌの範囲の重量平均分子量（Ｍｗ）を有する。
【００２８】
特定の実施形態では、本発明の多段ポリマーは、Ｂｒｏｏｋｈａｖｅｎ  ＢＩ−９０  Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｓｉｚｅｒによって測定される、３０〜２５０ｎｍ、好ましくは５０〜２００ｎｍ、より好ましくは６０〜１７５ｎｍ、さらにより好ましくは９０〜１５０ｎｍ、の範囲の粒子径を有する。
【００２９】
本発明のポリマー組成物に含まれるポリマーを調製するのに適した重合技術には、例えば、米国特許第６，７１０，１６１号に開示されているような乳化重合および溶液重合が含まれ、好ましくは乳化重合が含まれる。典型的には、水性乳化重合プロセスは、水性反応媒体中に少なくとも１種のモノマーおよび種々の合成アジュバント、例えばフリーラジカル源、緩衝剤および還元剤を含む、水性反応混合物中で行われる。特定の実施形態では、分子量を制限するために連鎖移動剤を使用することができる。水性反応媒体は、水性反応混合物の連続流体相であり、水性反応媒体の重量に基づいて、５０重量％を超える水および任意に１種以上の水混和性溶媒を含有する。適切な水混和性溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、アセトン、エチレングリコールエチルエーテル、プロピレングリコールプロピルエーテル、およびジアセトンアルコールが挙げられる。特定の実施形態において、水性反応媒体は、水性反応媒体の重量に基づいて、９０重量％を超える、好ましくは９５重量％を超える、より好ましくは９８重量％を超える水を含有する。
【００３０】
本発明のポリマー組成物はまた、可塑剤、酸化防止剤、ＵＶ吸収剤および光安定剤、染料、顔料、難燃剤、ならびに熱、老化、または光もしくは風化への曝露によって引き起こされる変色または劣化を防止、低減、または被覆するための他の添加剤を含む他の任意の成分を含有することもできる。このような成分によって提供される所望の特性を達成するのに有効な任意の成分の量は、当業者によって容易に決定され得る。
【００３１】
上記のように、本発明の多段ポリマー組成物は、例えば、自動車の窓および風防ガラスに使用するための、およびハリケーン耐性ガラス窓および／またはドアに使用するための、合わせガラスおよび中間膜中のシートおよびフィルムとしての用途を含む、最終使用用途を有する。本発明の多段ポリマー組成物は、押出、カレンダリングまたは射出成形によってフィルムおよび／またはシートに加工することができる。本発明のポリマー組成物から製造されたシートおよびフィルムは、任意の適切な厚さを有し得る。一実施形態では、シートまたはフィルムは１５０〜５００ミクロンの厚さを有する。
【００３２】
本発明のいくつかの実施形態を、以下の実施例において詳細に説明する。
【実施例】
【００３３】
実施例１
例示的な多段ポリマーの調製
本発明による例示的な多段ポリマーおよび比較多段ポリマーは、表１に列挙された成分を含有する。
【００３４】
【表１】
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【００３５】
本発明による例示的な多段ポリマーＥ１〜Ｅ３および比較多段ポリマーＣを、表１に示すモノマー量を適切に変更して、次のように合成した。撹拌機および凝縮器を備え、窒素でブランクした反応器に、混合物Ａを充填した。混合物Ｂ、混合物Ｃの７％、混合物Ｄの１．７％、および混合物Ｅの１０．４％を８５℃で撹拌反応器に添加した。発熱反応が起こり、反応器がピーク温度に達した後、加熱および撹拌を８５℃で５分間続けた。混合物Ｃの残りと混合物Ｄの８．７％を９０分かけて徐々に反応器に添加した。添加が完了した後、反応器を８５℃で１５分間維持した。混合物Ｅの２４．３％を反応器に添加した。混合物Ｆおよび混合物Ｄの２４．３％を９０分かけて徐々に反応器に添加した。添加が完了した後、反応器を８５℃で１５分間保持した。混合物Ｅの２１．９％を反応器に添加した。混合物Ｇおよび混合物Ｄの２１．９％を６０分かけて徐々に反応器に添加した。添加が完了した後、反応器を８５℃で１５分間保持した。混合物Ｅの残りを反応器に加えた。混合物Ｈおよび混合物Ｄの残りを６０分かけて徐々に反応器に添加した。添加が完了した後、反応器を８５℃で１５分間保持し、次いで周囲温度に冷却した。
【００３６】
実施例２
例示および比較多段ポリマーの粒子サイズおよび固形分
実施例１で調製した例示的な多段ポリマーＥ１〜Ｅ３および比較多段ポリマーＣ１を、表２に示すように粒子径および固形分について評価した。
【００３７】
【表２】
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【００３８】
体積平均粒子径は、０．００１％固形分に希釈したラテックスで測定し、動的光散乱法（１５℃および９０℃散乱角度）およびレーザー光源を利用するＢｒｏｏｋｈａｖｅｎ  ＢＩ−９０粒子径検出器を用いて測定した。信号はフォトダイオードアレイによって検出され、データは内蔵の相関器で分析された。
【００３９】
実施例３
例示および比較多段ポリマーの接着特性およびヘイズ特性
実施例１で調製した例示的な多段ポリマーＥ１〜Ｅ３および比較多段ポリマーＣ１を、ポリマー単離、フィルム調製およびアクリレート合わせガラス調製後の接着力（パンメル接着試験を用いて測定）およびヘイズレベルについて評価した。実施例１で調製した例示的な多段ポリマーＥ１〜Ｅ３および比較多段ポリマーＣ１のそれぞれから調製したエマルジョンを、ＣａＣｌ２溶液による凝集によって単離し、オーブン内で真空乾燥させた。得られた粉末を次いでＣｏｌｌｉｎ  Ｍｉｌｌ（Ｗ．Ｈ．Ｃｏｌｌｉｎ  ＧｍｂＨ  Ｍａｓｃｈｉｅｎｅｆａｂｒｉｋ）を用いて１７５℃で３分間処理した。粉砕が完了した後、溶融ポリマーを金属ロールから剥がして冷却して、マイクロメーターで測定して３５０〜４００ミクロンの範囲の厚さのフィルムを得た。例示的な多段ポリマーＥ１〜Ｅ３および比較多段ポリマーＣ１から調製して得られたフィルムを、Ｈａｚｅｇａｒｄ  Ｐｌｕｓ（ＢＹＫ−Ｇａｒｄｎｅｒ  ＧｍｂＨ）を用いてＡＳＴＭ  Ｄ１００３に従ってヘイズレベルについて評価した。典型的な商業的性能は２％以下のヘイズ値を必要とする。ヘイズ特性の結果を表３に示す。
【００４０】
ガラスシートに対する多段ポリマーフィルムの接着性を試験するために、例示および比較のアクリルフィルムを、１６０℃の温度のオートクレーブ中で、２枚の厚さ３．２ｍｍのガラスの間に１０．２ｃｍ×３０．５ｃｍのラミネートの寸法で挟んだ。例示的な多段ポリマーＥ１〜Ｅ３および比較多段ポリマーＣ１から調製された中間膜フィルムを含む、得られた合わせガラスを、多段ポリマーのガラスシートへの接着性について評価し、パンメル接着試験を用いて測定した。この試験には、合わせガラスを１ポンドのハンマーで破砕してガラスを粉砕することが含まれる。接着性は、ポリマー中間膜から落ちた露出された粉砕ガラス片の量によって評価した。中間膜フィルムに接着していない破損したガラスはすべて除去される。中間膜フィルムに接着したままのガラスを、既知のパンメルスケールの基準のセットと視覚的に比較した。パンメル値が高いほど、中間膜フィルムに接着したままのガラスの量が多いことを示す。例えば、ゼロのパンメル接着値は、中間膜フィルムにガラスが付着していないことを意味し、１０のパルメル値は、ガラスの１００％が中間膜フィルムに接着したままであることを示す。典型的には、２〜７のパンメル値が望ましい。パンメル接着試験の結果を表３に示す。
【００４１】
【表３】
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【００４２】
ヘイズ特性の結果は、本発明に従って調製したフィルム、すなわち、多段ポリマーのシェル中に酸官能化モノマーを含有する例示的な試料Ｅ１〜Ｅ３から調製されたフィルムは、最も近い比較例、すなわち、多段ポリマーのシェル中の酸官能化モノマーを省いた比較試料Ｃ１から調製したフィルムと同等以上のヘイズ値を示した。ガラス接着パンメル試験の結果は、本発明に従って調製された合わせガラス、すなわち、多段ポリマーのシェル中に酸官能化モノマーまたはヒドロキシル官能化モノマーを含有する例示的試料Ｅ１〜Ｅ３から調製された中間膜フィルムを含有する合わせガラスが、最も近い比較例、すなわち、多段ポリマーのシェル中の酸官能化モノマーまたはヒドロキシル官能化モノマーを省いた比較試料Ｃ１から調製したフィルムを含有する合わせガラスよりも著しく良好なガラス接着パンメル値を示した。
【国際調査報告】
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