WO2016158774A1 - 熱可塑性モダクリル樹脂組成物、その製造方法、その成形体と、アクリル系繊維及びその製造方法 - Google Patents

熱可塑性モダクリル樹脂組成物、その製造方法、その成形体と、アクリル系繊維及びその製造方法 Download PDF

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藤田正人
橋本友道
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Definitions

  • the present invention relates to a thermoplastic modacrylic resin composition that can be melt processed, a manufacturing method thereof, a molded body thereof, an acrylic fiber, and a manufacturing method thereof.
  • modacrylic fibers composed of modacrylic resin obtained by copolymerizing acrylonitrile and vinyl chloride monomer have been used as a flame retardant material and artificial hair by taking advantage of the identification of heat resistance and / or flame retardancy. It was.
  • Modacrylic resin has a decomposition start temperature lower than the softening temperature and decomposes when melt-processed, so that it is usually fiberized by a wet spinning method (Patent Documents 1 to 3).
  • Patent Document 4 discusses melt spinning of modacrylic fiber.
  • Patent Document 4 a polymer containing 30 to 70% by weight of acrylonitrile and 17 to 86% by weight of a halogen atom composed of 70 to 30% by weight of a halogen-containing vinyl monomer is used as a processability improver (meth) acrylonitrile-based polymer. It has been proposed to provide a melt-spinnable composition by adding a polymer.
  • the present invention provides a modacrylic resin composition having good melt processability by using a specific plasticizer, a manufacturing method thereof, a molded body thereof, an acrylic fiber, and a manufacturing method thereof.
  • the present invention relates to a thermoplastic modacrylic resin composition
  • a thermoplastic modacrylic resin composition comprising a modacrylic resin and a plasticizer, wherein the modacrylic resin comprises 15 to 85% by weight of acrylonitrile, 15 to 85% by weight of vinyl chloride and / or vinylidene chloride, and the like.
  • a thermoplastic modacrylic resin composition comprising 0 to 20% by weight of a vinyl monomer, wherein the plasticizer is an organic compound having compatibility with the modacrylic resin and having a boiling point of 200 ° C. or higher.
  • the plasticizer is an organic compound having compatibility with the modacrylic resin and having a boiling point of 200 ° C. or higher.
  • the thermoplastic modacrylic resin composition further includes a stabilizer, and the stabilizer comprises an epoxy heat stabilizer, a hydrotalcite heat stabilizer, an aliphatic acid anhydride, and an alicyclic acid anhydride. It is preferably one or more selected.
  • the stabilizer is preferably at least one selected from the group consisting of polyglycidyl methacrylate, tetrabromobisphenol A diglycidyl ether, hydrotalcite, dodecenyl succinic anhydride and hexahydrophthalic anhydride.
  • the thermoplastic modacrylic resin composition preferably contains 0.1 to 50 parts by weight of an organic compound compatible with the modacrylic resin and having a boiling point of 200 ° C. or more with respect to 100 parts by weight of the modacrylic resin.
  • One or more stabilizers selected from the group consisting of epoxy-based heat stabilizers, hydrotalcite-based heat stabilizers, aliphatic acid anhydrides and alicyclic acid anhydrides are added to 100 parts by weight of the modacrylic resin. It is preferable to contain 1 to 30 parts by weight.
  • An organic compound having compatibility with the above-mentioned modacrylic resin and having a boiling point of 200 ° C. or higher is dimethylsulfone, diethylsulfone, dipropylsulfone, dibutylsulfone, diphenylsulfone, vinylsulfone, ethylmethylsulfone, methylphenylsulfone, methyl Vinyl sulfone, sulfolane, 3-methyl sulfolane, dipropyl sulfoxide, tetramethylene sulfoxide, diisopropyl sulfoxide, methyl phenyl sulfoxide, dibutyl sulfoxide, diisobutyl sulfoxide, di-p-tolyl sulfoxide, diphenyl sulfoxide, benzyl sulfoxide, isophorone, ethylene carbonate, carbonic acid Propylene, lactate lactide, pyr
  • the organic compound having compatibility with the modacrylic resin and having a boiling point of 200 ° C. or higher has a melting point of 30 ° C. or higher. It is preferable that the organic compound having compatibility with the modacrylic resin and having a boiling point of 200 ° C. or higher is at least one selected from the group consisting of dimethyl sulfone and lactate lactide.
  • thermoplastic modacrylic resin composition is preferably in a molten state.
  • the thermoplastic modacrylic resin composition preferably has an average transmittance of 25% or more for visible light in a wavelength region of 426 to 675 nm.
  • the present invention also relates to a method for producing the above thermoplastic modacrylic resin composition, comprising 15 to 85 parts by weight of acrylonitrile, 15 to 85 parts by weight of vinyl chloride and / or vinylidene chloride, and other vinyl monomers.
  • a thermoplastic modacrylic resin composition is obtained by melt-kneading a powder mixture of a modacrylic resin powder obtained by polymerizing a total of 100 parts by weight of a vinyl monomer mixture including 20 parts by weight and a plasticizer,
  • the plasticizer is an organic compound having compatibility with the above modacrylic resin and having a boiling point of 200 ° C. or more, and relates to a method for producing a thermoplastic modacrylic resin composition.
  • the present invention also provides a molded article of a thermoplastic modacrylic resin composition, which is composed of the thermoplastic modacrylic resin composition described above and has a predetermined shape. About.
  • the molded body of the thermoplastic modacrylic resin composition is preferably one selected from the group consisting of a film, a plate, a fiber, an extruded molded body, and an injection molded body.
  • the present invention also relates to an acrylic fiber characterized by being composed of the thermoplastic modacrylic resin composition described above.
  • the present invention also relates to a method for producing an acrylic fiber, characterized in that an acrylic fiber is obtained by melt spinning the above thermoplastic modacrylic resin composition.
  • thermoplastic modacrylic resin composition having good melt processability, a production method thereof, and a molded body thereof.
  • an acrylic fiber can be manufactured by melt spinning, and the acrylic fiber manufactured by melt spinning can be provided.
  • the inventors of the present invention are concerned with the melt processability of modacrylic resins containing 15 to 85% by weight of acrylonitrile, 15 to 85% by weight of vinyl chloride and / or vinylidene chloride and 0 to 20% by weight of other vinyl monomers.
  • a thermoplastic modacrylic resin composition having improved melt processability by selecting and using an organic compound having a compatibility with the modacrylic resin as a plasticizer and having a boiling point of 200 ° C. or higher is obtained.
  • the present invention was found.
  • the modacrylic resin and the plasticizer have compatibility.
  • “compatible” means that 10 mg of modacrylic resin and 2 g of a plasticizer candidate substance are put into a glass tube made of 19 mL of borosilicate glass, and after the silicon tube is plugged into the glass tube, 160 ° C. This means that the modacrylic resin is dissolved when heated for 30 minutes with occasional stirring.
  • “boiling point” means a normal boiling point under the condition of 1 atmospheric pressure (760 mmHg).
  • the above-mentioned modacrylic resin preferably contains 15 to 85% by weight of acrylonitrile, 15 to 85% by weight of vinyl chloride, and 0 to 20% by weight of other vinyl monomers from the viewpoint of excellent touch feeling.
  • the modacrylic resin preferably contains 20% by weight or more of acrylonitrile, more preferably contains 25% by weight or more, and more preferably contains 30% by weight or more.
  • the modacrylic resin preferably contains 20% by weight or more of vinyl chloride and / or vinylidene chloride, more preferably contains 25% by weight or more, and more preferably contains 30% by weight or more.
  • the modacrylic resin preferably contains 80% by weight or less of acrylonitrile, more preferably 75% by weight or less, and even more preferably 70% by weight or less.
  • the modacrylic resin preferably contains 80% by weight or less of vinyl chloride and / or vinylidene chloride, more preferably 75% by weight or less, and further preferably 70% by weight or less. From the viewpoint of harmony between processability, heat resistance, flame retardancy, colorability and dyeability, the modacrylic resin preferably contains 0.1 to 15% by weight of other vinyl monomers, more preferably 0.1%. Contains up to 10% by weight.
  • the modacrylic resin comprises a total of 100 parts by weight of a vinyl monomer containing 15 to 85 parts by weight of acrylonitrile, 15 to 85 parts by weight of vinyl chloride and / or vinylidene chloride and 0 to 20 parts by weight of other vinyl monomers. Are copolymerized.
  • the above-mentioned modacrylic resin is a total of 100 parts by weight of vinyl monomers including 15 to 85 parts by weight of acrylonitrile, 15 to 85 parts by weight of vinyl chloride, and 0 to 20 parts by weight of other vinyl monomers. It is preferable that the mixture is copolymerized.
  • the vinyl monomer mixture preferably contains 20 parts by weight or more, more preferably 25 parts by weight or more when the total weight of the vinyl monomer mixture is 100 parts by weight. More preferably 30 parts by weight or more.
  • the vinyl monomer mixture preferably contains 20 parts by weight or more of vinyl chloride and / or vinylidene chloride when the total weight of the vinyl monomer mixture is 100 parts by weight, More preferably, it contains 25 parts by weight or more, more preferably 30 parts by weight or more.
  • the total amount of the vinyl monomer mixture when the total amount of the vinyl monomer mixture is 100 parts by weight, it is preferable to include 80 parts by weight or less of acrylonitrile, more preferably 75 parts by weight or less, and still more preferably. Contains 70 parts by weight or less. Further, when the total of the vinyl monomer mixture is 100 parts by weight, it is preferable to contain 80 parts by weight or less of vinyl chloride and / or vinylidene chloride, more preferably 75 parts by weight or less, and still more preferably 70 parts by weight or less. Including.
  • the total weight of the vinyl monomer mixture is 100 parts by weight, 0.1 to 15 parts by weight of other vinyl monomers It is preferably contained, more preferably 0.1 to 10 parts by weight.
  • vinyl monomers may be vinyl monomers other than acrylonitrile, vinyl chloride, and vinylidene chloride, and are not particularly limited. You may use another vinyl monomer individually or in combination of 2 or more types.
  • the other vinyl monomer is preferably an acidic functional group-containing vinyl monomer from the viewpoint of increasing adsorption to the pigment.
  • the acidic functional group-containing vinyl monomer include carboxylic acid monomers and sulfuric acid monomers.
  • carboxylic acid monomers include carboxylic acid group-containing vinyl monomers such as acrylic acid and mecacrylic acid, and salts thereof.
  • the sulfuric acid-based monomer include sulfuric acid group-containing vinyl monomers such as vinyl sulfuric acid, styrene sulfonic acid, allyl sulfonic acid, methallyl sulfonic acid, 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid, and isoprene sulfonic acid.
  • the salt is mentioned.
  • vinyl monomers are also alkyl (meth) acrylates, 1-vinyl esters, styrene, and the like from the viewpoint of improving processability by reducing the processing temperature by reducing the glass transition temperature of the modacrylic resin and suppressing coloration associated therewith. It is preferable to use derivatives.
  • alkyl (meth) acrylate examples include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, stearyl ( Examples include meth) acrylate and oleyl (meth) acrylate.
  • 1-vinyl esters include vinyl formate and vinyl acetate.
  • examples of the styrenic vinyl monomer include styrene derivatives such as styrene, ⁇ -methylstyrene, and indene.
  • (meth) acrylate means acrylate and / or methacrylate.
  • vinyl monomers are also vinyl bromide, 1,1-dibromoethene, vinyl iodide, 1, other than vinyl chloride and vinylidene chloride from the viewpoint of improving heat resistance by improving the glass transition temperature of the modacrylic resin. It is preferred to use vinyl halides such as 1-diiodoethene.
  • vinyl fluorides such as vinyl fluoride and 1,1-difluoroethene from the viewpoint of imparting water repellency and oil repellency to the modacrylic resin.
  • the modacrylic resin can be obtained by radical polymerization of acrylonitrile, vinyl chloride and / or vinylidene chloride, and other vinyl monomers.
  • the polymerization method is not particularly limited, and can be performed by suspension polymerization, solution polymerization, or the like. In view of easy separation and washing of polymer particles after polymerization, aqueous suspension polymerization is preferred.
  • the suspension polymerization is not particularly limited and can be performed by a known general method.
  • compounds containing thiol groups such as 2-mercaptoethanol, 2-mercaptoethylamine, thioglycolic acid, mercaptopropionic acid, thioglycerol, 3-mercapto-1,2-propanediol, dodecyl mercaptan, and ⁇ -methylstyrene A dimer or the like may be used as a chain transfer agent.
  • dithiobenzoate compounds, trithiocarbonate compounds, dithiocarbamate compounds, xanthate compounds, and the like can be used as reversible addition-cleavage chain transfer agents.
  • the organic compound having compatibility with the modacrylic resin and having a boiling point of 200 ° C. or higher (hereinafter, also simply referred to as “plasticizer for modacrylic resin”) has compatibility with the modacrylic resin, and As long as the organic compound has a boiling point of 200 ° C. or higher, it is not particularly limited.
  • sulfone compounds such as dimethylsulfone, diethylsulfone, dipropylsulfone, dibutylsulfone, diphenylsulfone, vinylsulfone, ethylmethylsulfone, methylphenylsulfonemethylvinylsulfone, sulfolane and 3-methylsulfolane; dipropylsulfoxide, tetramethylene Sulfoxide compounds such as sulfoxide, diisopropyl sulfoxide, methylphenyl sulfoxide, dibutyl sulfoxide, diisobutyl sulfoxide, di-p-tolyl sulfoxide, diphenyl sulfoxide and benzyl sulfoxide; ketones such as isophorone; cyclic carbonates such as ethylene carbonate and propylene carbonate Lactides such as lactate lactide; pyrrolidone, N
  • the plasticizer for the modacrylic resin may be either liquid or solid at room temperature (25 ⁇ 5 ° C.).
  • the melting point is preferably 30 ° C. or higher, more preferably 60 ° C. or higher, and further preferably 90 ° C. or higher.
  • dimethyl sulfone, lactate lactide, ⁇ -caprolactam, isophorone, sulfolane, ethylene carbonate, propylene carbonate and the like are preferably used, and dimethyl sulfone, lactate lactide and the like are more preferably used.
  • the thermoplastic modacrylic resin composition preferably contains 0.1 to 50 parts by weight of an organic compound that is compatible with the modacrylic resin and has a boiling point of 200 ° C. or more with respect to 100 parts by weight of the modacrylic resin. 0.5 to 30 parts by weight, more preferably 1 to 20 parts by weight.
  • the melt processability is good when it is 5 parts by weight or more, and when 20 parts by weight of dimethyl sulfone is mixed, the melting point of dimethyl sulfone is, for example, 5 ° C. It can be melt processed even at a high 115 ° C.
  • it is 50 parts by weight or less the melt processability is good and the resin viscosity at the time of melt-kneading is improved, so that the kneading efficiency tends to be improved.
  • the thermoplastic modacrylic resin composition may further contain a stabilizer for thermal stability.
  • the stabilizer is not particularly limited as long as it imparts thermal stability.
  • the above stabilizer is an epoxy heat stabilizer, hydrotalcite heat stabilizer, aliphatic acid anhydride and alicyclic acid anhydride. It is preferably one or more stabilizers selected from the group consisting of products (hereinafter, also simply referred to as “stabilizer for modacrylic resin”), and is an epoxy heat stabilizer and a hydrotalcite heat stabilizer. Is more preferable.
  • the stabilizer for the modacrylic resin is more preferably an epoxy heat stabilizer and a hydrotalcite heat stabilizer having a boiling point of 200 ° C. or higher.
  • epoxy heat stabilizer examples include butyl glycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, phenyl glycidyl ether, orthocresyl glycidyl ether, metaparacresyl glycidyl ether, glycidyl methacrylate, 1,6-hexanediol diglycidyl ether, tri Methylolpropane polyglycidyl ether, hexahydrophthalic acid diglycidyl ester, hydrogenated bisphenol A diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, tripropylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, fatty acid-modified epoxy, diethylene glycol diglycidyl ether , Polyethylene glycol diglycidyl ether, glycerin polyglycidyl Ether, diglycerin polyglycidyl
  • polyglycidyl methacrylate a copolymer of glycidyl methacrylate, tetrabromobisphenol A diglycidyl ether, hexahydrophthalic acid diglycidyl ester, hydrogenated bisphenol A diglycidyl ether, etc.
  • polyglycidyl methacrylate, a copolymer of glycidyl methacrylate, tetrabromobisphenol A diglycidyl ether, or the like having a boiling point of 200 ° C. or higher and solid at 50 ° C.
  • the hydrotalcite heat stabilizer is not particularly limited as long as it is a hydrotalcite compound. It may be a natural product or a synthetic product. For example, Alkamizer (registered trademark) manufactured by Kyowa Chemical Industry Co., Ltd. can be used.
  • the aliphatic acid anhydride is not particularly limited as long as it does not volatilize during melt processing and has a heat stabilizing effect.
  • alkenyl succinic anhydride such as dodecenyl succinic anhydride (2-dodecen-1-yl succinic anhydride), 2-octen-1-yl succinic anhydride, 2-hexadecene-1-yl succinic anhydride, etc.
  • product names “Rikacid OSA” and “Rikacid DDSA” manufactured by Shin Nippon Chemical Co., Ltd., “PDSA-DA” manufactured by Sanyo Chemical Industries, and the like can be used.
  • the alicyclic acid anhydride is not particularly limited as long as it has a heat stabilizing effect.
  • hexahydrophthalic anhydride, methylhexahydrophthalic anhydride, methyltetrahydrophthalic anhydride, methyl-3,6-endomethylene-1,2,3,6-tetrahydrophthalic anhydride, etc. may be used. it can.
  • product names “Rikacid HH”, “Rikacid MH” and “Rikacid MH-700G” manufactured by Shin Nippon Chemical Co., Ltd. “HN-2200”, “HN-2000”, “HN-5500” manufactured by Hitachi Chemical And “MHAC-P” can be used.
  • the thermoplastic modacrylic resin composition is selected from the group consisting of an epoxy heat stabilizer, a hydrotalcite heat stabilizer, an aliphatic acid anhydride, and an alicyclic acid anhydride with respect to 100 parts by weight of the modacrylic resin.
  • One or more stabilizers are preferably contained in an amount of 0.1 to 30 parts by weight, more preferably 0.2 to 20 parts by weight, and still more preferably 0.5 to 10 parts by weight.
  • the coloring suppression effect is favorable in it being 0.1 weight part or more. Further, when it is 30 parts by weight or less, the coloring suppression effect is good, transparency can be ensured, and the deterioration of the mechanical properties of the modacrylic resin molded body becomes slight.
  • the thermoplastic modacrylic resin composition may contain other stabilizers in addition to the above-mentioned stabilizer for modacrylic resin, if necessary.
  • Other stabilizers exclude the stabilizer for modacrylic resin, and may have any thermal stability and / or coloring suppression effect.
  • metal soaps, organic phosphites, tin stabilizers and the like can be used. These other stabilizers may be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of other stabilizer added may be 10 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the modacrylic resin.
  • the thermoplastic modacrylic resin composition contains a lubricant from the viewpoint of friction between the modacrylic resin and the processing machine, reduction of heat generation due to shear, improvement of fluidity and releasability within the range not impairing the object of the present invention.
  • a lubricant examples include stearic acid monoglyceride, stearyl stearate, fatty acid ester lubricants, hydrocarbon lubricants such as liquid paraffin, paraffin wax and synthetic polyethylene wax, fatty acid lubricants such as stearic acid, and higher alcohols such as stearyl alcohol.
  • Lubricants such as stearic acid amide, oleic acid amide, erucic acid amide, alkylene fatty acid amide based lubricants such as methylene bis stearic acid amide, ethylene bis stearic acid amide, lead stearate, zinc stearate, stear Metal soap lubricants such as calcium phosphate and magnesium stearate can be used. These may be used alone or in combination of two or more. The addition amount of the lubricant may be 10 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the modacrylic resin.
  • the thermoplastic modacrylic resin composition may contain a processing aid such as an acrylic processing aid as long as the object of the present invention is not impaired.
  • a processing aid such as an acrylic processing aid
  • (Meth) acrylate polymer is a copolymer of (meth) acrylate and copolymer components such as butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, styrene, vinyl acetate and acrylonitrile. Coalescence can be used.
  • As the (meth) acrylate polymer commercially available products such as “Kaneace PA20” and “Kaneace PA101” manufactured by Kaneka Corporation can be used.
  • the amount of processing aid added may be 3 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the modacrylic resin.
  • thermoplastic modacrylic resin composition can be used in a molten state, that is, as a melt.
  • a melt can be obtained by melt-kneading the thermoplastic modacrylic resin composition.
  • the method for melt-kneading is not particularly limited, and a general method for melt-kneading the thermoplastic resin composition can be used.
  • the above-mentioned plasticizer for modacrylic resin is mixed with the powder of modacrylic resin to obtain a powder mixture.
  • the modacrylic resin powder preferably has a moisture content of 2% by mass or less, and more preferably 0.5% by mass or less.
  • the moisture content of the modacrylic resin can be measured under the conditions of 160 ° C. and 10 minutes using a heat drying moisture meter MX manufactured by E & D.
  • the stabilizer for the modacrylic resin is mixed. Further, if necessary, other stabilizers, lubricants, processing aids and the like are mixed.
  • “powder” means that the average particle size is 1 ⁇ m or more.
  • the average particle diameter means D50 (median diameter) measured with a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring apparatus “Partica LA-950V2” manufactured by Horiba.
  • the mixing is not particularly limited.
  • a mixer such as a Henschel mixer, a super mixer, or a ribbon blender can be used.
  • Conditions such as temperature and time during the mixing operation are not particularly limited as long as a powder mixture can be obtained.
  • the modacrylic resin powder preferably has an average particle size of 10 to 500 ⁇ m, more preferably 50 to 250 ⁇ m.
  • the temperature is set in the range of 0 to 120 ° C. during the mixing operation, and the mixing operation is performed.
  • the temperature at the time of kneading is preferably not less than the glass transition temperature of the kneaded product of the modacrylic resin and the plasticizer for modacrylic resin, and 40 to 200 ° C. from the viewpoint of suppressing coloration due to thermal decomposition of the modacrylic resin, More preferably, the temperature is 80 to 185 ° C, still more preferably 120 to 175 ° C, and still more preferably 120 to 170 ° C.
  • mixing For example, kneading apparatuses, such as a single screw extruder, a twin screw extruder, and a plast mill, can be used.
  • the extruder is preferably operated at a temperature of 120 to 175 ° C., for example.
  • thermoplastic modacrylic resin composition preferably has transparency in the molten state from the viewpoint of improving the expression rate of the original color tone possessed by the dye and pigment when used in applications requiring color matching.
  • the average transmittance for visible light in the wavelength region of 427 to 675 nm is preferably 25% or more, more preferably 35% or more, and further preferably 40% or more.
  • the “transmittance” is a value obtained by measuring the transmittance of the resin plate by hot-pressing the thermoplastic modacrylic resin composition in a molten state to produce a plate having a thickness of 1 mm.
  • the average transmittance for visible light in the wavelength region of 427 to 675 nm is the average of the transmittance at a wavelength of 476.59 nm and the transmittance at a wavelength of 625.31 nm.
  • a molded product can be obtained by processing the thermoplastic modacrylic resin composition into a predetermined shape.
  • the molding method is not particularly limited. Extrusion molding method, injection molding method, insert molding method, sandwich molding method, foam molding method, press molding method, blow molding method, calendar molding method, rotational molding method, slush molding method, dip molding Examples thereof include a molding method and a cast molding method.
  • the molded body include a film, a plate, a fiber, an extruded molded body, and an injection molded body.
  • the molded body may be a foam or a porous body.
  • film means a thin film having a thickness of 200 ⁇ m or less and flexibility
  • “plate” is a thin film or plate having a thickness of 200 ⁇ m or more and is flexible. It means something that has no sex.
  • the molded body can be suitably used for applications that require flame retardancy and heat resistance.
  • it can be used as automobiles, home appliances, industrial parts, civil engineering buildings, daily goods, packaging materials, artificial leather, and the like.
  • vehicle applications such as automobiles include vehicle exterior parts, vehicle interior parts, instrument panels, consoles, door seats, ceilings, undercarpets, trunk seats, and the like.
  • home appliances include electric wire coverings, electronic product housings and parts, white goods home housings and parts, and the like.
  • industrial part applications include pipes, tubes, gaskets, machine tool parts, hot melt adhesives, heat insulating materials, piping protective materials, and the like.
  • Examples of civil engineering and architectural applications include pipes, flat plates, architectural curing sheets, window frames, screen doors, siding, decks, flooring, wallpaper, tile carpets, and cushion floors.
  • Examples of general uses and daily miscellaneous goods include shoe soles, gloves, tapes, adhesive tapes, various bottles, dolls, artificial hair, and textiles.
  • Examples of packaging material applications include containers, packaging materials, and cushioning materials.
  • Artificial leather uses include wallpaper, vehicle seats, furniture, bags, footwear, bags, clothing, mats and carpets.
  • An acrylic fiber can be composed of the thermoplastic modacrylic resin composition.
  • acrylic fibers can be obtained by melt spinning the thermoplastic modacrylic resin composition.
  • the thermoplastic modacrylic resin composition is melt-spun into a fibrous undrawn yarn.
  • a melt-kneaded product of a thermoplastic modacrylic resin composition melt-kneaded by an extruder such as a single-screw extruder, a different-direction twin-screw extruder, or a conical twin-screw extruder is discharged from a spinning nozzle by an extruder.
  • the extruder is preferably operated in a temperature range of 120 to 220 ° C., for example.
  • the ratio of the take-off speed / discharge speed is not particularly limited, but it is preferable to take it at a speed ratio in the range of 1 to 100 times, for example.
  • the diameter of the spinning nozzle is not particularly limited, but is preferably 0.05 to 2 mm, and more preferably 0.1 to 1 mm, for example.
  • the temperature of the spinning nozzle is preferably 160 ° C. or higher, and more preferably 170 ° C. or higher.
  • the temperature of the heating cylinder is preferably 250 ° C. or higher, and more preferably 280 ° C. or higher.
  • the cooling temperature is preferably ⁇ 196 to 40 ° C. with air cooling, more preferably 0 to 30 ° C., 5 to 60 ° C. with water cooling, and more preferably 10 to 40 ° C.
  • the undrawn yarn obtained above can be subjected to drawing treatment and heat relaxation treatment by a known method.
  • the stretching ratio is preferably about 1.1 to 6 times, more preferably about 2 to 4.5 times in a dry heat atmosphere at a stretching temperature of 70 to 150 ° C.
  • the fiber subjected to the stretching treatment is subjected to heat relaxation treatment, and the fiber is relaxed preferably at a relaxation rate of 1 to 50%, more preferably at a relaxation rate of 2 to 40%, thereby reducing the thermal shrinkage rate. be able to.
  • the heat relaxation treatment is also preferable in order to adjust the unevenness of the fiber surface to give a smooth feel similar to human hair. It is also possible to control the fineness by washing the undrawn yarn or drawn yarn with water.
  • the single fiber fineness is measured according to JIS L 1013.
  • a modacrylic resin powder (average particle size 70 ⁇ m, moisture content 0.3 mass%).
  • the average particle diameter of the modacrylic resin is D50 measured using a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring apparatus “Partica LA-950V2” manufactured by Horiba.
  • the moisture content of the modacrylic resin was measured under the conditions of 160 ° C. and 10 minutes using a heat drying moisture meter MX manufactured by E & D.
  • Example 1 To 100 parts by weight of the powder of modacrylic resin obtained in Synthesis Example 1, 20 parts by weight of dimethyl sulfone as a plasticizer and polyglycidyl methacrylate as a stabilizer (manufactured by NOF Corporation, product name “Marproof (registered trademark) G01100”) 10 As a part by weight, as other additives, (meth) acrylate polymer (manufactured by Kaneka, product name “Kaneace PA20”) 0.5 part by weight, calcium stearate 0.5 part by weight, magnesium stearate 1.2 part by weight, synthesis After adding 0.8 parts by weight of polyethylene wax and 0.7 parts by weight of stearic acid (manufactured by NOF Corporation, product name “Stearic acid cherry”), the temperature was raised to 110 ° C.
  • dimethyl sulfone as a plasticizer and polyglycidyl methacrylate as a stabilizer
  • (meth) acrylate polymer manufactured by Kaneka,
  • Example 2 In place of 10 parts of polyglycidyl methacrylate, a melt-kneaded product was prepared in the same manner as in Example 1 except that 10 parts of hydrotalcite (manufactured by Kyowa Chemical Industry, product name “Alkamizer (registered trademark) 1”) was used. Obtained.
  • Example 3 A melt-kneaded product was obtained in the same manner as in Example 2 except that the melt-kneading was performed for 2 minutes under the conditions of 115 ° C. and 20 rpm, and further for 4.5 minutes under the conditions of 115 ° C. and 50 rpm.
  • Example 4 In the same manner as in Example 1, except that 10 parts of tetrabromobisphenol A diglycidyl ether (manufactured by Sakamoto Chemicals, product name “SR-BSP”) was used instead of 10 parts of polyglycidyl methacrylate, Obtained.
  • SR-BSP tetrabromobisphenol A diglycidyl ether
  • Example 5 A melt-kneaded product was obtained in the same manner as in Example 1, except that 10 parts of dodecenyl succinic anhydride (manufactured by Shin Nippon Chemical Co., Ltd., product name “Licacid DDSA”) was used instead of 10 parts of polyglycidyl methacrylate.
  • dodecenyl succinic anhydride manufactured by Shin Nippon Chemical Co., Ltd., product name “Licacid DDSA”
  • Example 6 A melt-kneaded material was obtained in the same manner as in Example 1 except that 10 parts of hexahydrophthalic anhydride (trade name “Licacid HH”, manufactured by Shin Nippon Chemical Co., Ltd.) was used instead of 10 parts of polyglycidyl methacrylate. .
  • hexahydrophthalic anhydride trade name “Licacid HH”, manufactured by Shin Nippon Chemical Co., Ltd.
  • Example 7 Instead of 20 parts of dimethylsulfone, 20 parts of lactate lactide was used, and instead of 10 parts of polyglycidyl methacrylate, 5 parts of tetrabromobisphenol A diglycidyl ether (product name “SR-BSP” manufactured by Sakamoto Chemical Co., Ltd.) was used. Except for the above, a melt-kneaded product was obtained in the same manner as in Example 1.
  • Example 8 Except not adding 10 parts of polyglycidyl methacrylate, operation similar to Example 1 was performed and the melt-kneaded material was obtained.
  • Example 9 In place of 10 parts of polyglycidyl methacrylate, a melt-kneaded product was prepared in the same manner as in Example 1, except that 10 parts of hydrotalcite (product name “Alkamizer (registered trademark) 5” manufactured by Kyowa Chemical Industry Co., Ltd.) was used. Obtained.
  • Example 10 A melt-kneaded material was obtained in the same manner as in Example 1 except that the addition ratio of dimethyl sulfone was changed from 20 parts to 10 parts and 10 parts of polyglycidyl methacrylate was not added.
  • Example 3 The same operation as in Example 1 was carried out except that 20 parts of dimethyl sulfoxide (also referred to as DMSO) was used instead of 20 parts of dimethyl sulfone. However, foaming occurred during kneading, odor was generated, and the melt-kneading operation was performed. Can not do.
  • DMSO dimethyl sulfoxide
  • Example 4 The same operation as in Example 1 was performed except that 20 parts of N, N-dimethylformamide (also referred to as DMF) was used instead of 20 parts of dimethylsulfone, but foamed during kneading and odor was generated. The melt kneading operation could not be performed.
  • N, N-dimethylformamide also referred to as DMF
  • Example 5 The same operation as in Example 1 was performed except that 20 parts of N, N-dimethylacetamide (also referred to as DMAc) was used in place of 20 parts of dimethylsulfone, but foamed during kneading and odor was generated. The melt kneading operation could not be performed.
  • N, N-dimethylacetamide also referred to as DMAc
  • melt processability Based on the results obtained by observing the heat press sample (resin plate) obtained above with an optical microscope (BX51, manufactured by Olympus, eyepiece 10 ⁇ , objective lens 20 ⁇ , overall 200 ⁇ ), the following criteria The melt processability was judged. Good: A powder having a particle diameter of 10 ⁇ m or more is present in less than 100 points in a total of 10 field observations at 200 times magnification. Poor: There are 100 or more powders with a particle size of 10 ⁇ m or more in a total of 10 field observations at 200 times. Impossible: Kneading is impossible, and the hot press sample for observation cannot be properly adjusted.
  • thermoplastic modacrylic resin compositions of Examples 1 to 10 using an organic compound having compatibility with a modacrylic resin as a plasticizer and having a boiling point of 200 ° C. or higher are melted. Workability was good.
  • thermoplastic modacrylic resin composition of Comparative Example 1 containing no plasticizer and Comparative Example 2 using epoxidized soybean oil as a plasticizer was poor in melt kneadability, and a melt kneaded product could not be obtained.
  • Comparative Examples 3 to 5 using DMSO, DMF and DMAc, which have compatibility with modacrylic resin but have a boiling point of less than 200 ° C., as plasticizers foaming occurs during kneading, odor is generated, and melt kneading occurs. The operation could not be performed.
  • the degree of coloration of the hot press sample (1 mm thick resin plate) was determined by changing the lightness L * , chromaticity a * and chromaticity b * of the color system L * a * b * 2600d "(manufactured by KONICA MINOLTA) was used and evaluated by measuring using a ⁇ 3 mm mask.
  • the apparatus was calibrated with a standard white plate made of barium sulfate.
  • the L * value indicates the degree of brightness.
  • the a * value indicates that the sample is colored green with a negative value less than 0, and red with a positive value greater than 0, and the color is stronger as the absolute value is larger.
  • the b * value indicates that the sample is colored blue with a negative value less than 0, and yellow with a positive value greater than 0, and the color is stronger as the absolute value is larger.
  • ⁇ E * ab is 0-25 3: ⁇ E * ab is greater than 25 and less than 50 2: ⁇ E * ab is greater than 50 and less than 75 1: ⁇ E * ab is greater than 75 and less than 100
  • the transmittance of a hot press sample (resin plate with a thickness of 1 mm) was determined by connecting a MULTI CHANNEL ANALYZER PMA-11 (manufactured by Hamamatsu Photonics) to an optical microscope (manufactured by Olympus, "BX51"), and measuring transmittance software U6039- Measurement was performed using 01 (manufactured by Hamamatsu Photonics). An objective lens having a magnification of 10 times was used. The transmittance was measured at two points of 476.59 nm and 625.31 nm.
  • the amount of light was adjusted so that the transmittance of the optical glass was 4630 ⁇ 50 at 476.59 nm and 16100 ⁇ 100 at 625.31 nm.
  • the measurement was changed 10 times and the average value was calculated.
  • the average value of each obtained wavelength was further averaged. If the transmittance is ⁇ , the extinction coefficient is ⁇ , and the optical path length is x, the transmittance can be expressed as Equation 1.
  • e is the base of natural logarithm, the Napier number.
  • the absorption coefficient ⁇ was calculated as a value per 1 cm optical path length. Table 3 shows the calculated values. The range of the absorption coefficient ⁇ was divided into the following four stages of criteria, and used as judgment materials for comprehensive judgment. The higher the standard value, the better the transparency. 4: Absorption coefficient ⁇ is 0-10 3: Absorption coefficient ⁇ exceeds 10 and 20 or less 2: Absorption coefficient ⁇ exceeds 20 and 30 or less 1: Absorption coefficient ⁇ exceeds 30
  • the powder mixture was extruded with a laboratory extruder (manufactured by Toyo Seiki, model number “4C150”, combination of 20 mm extrusion unit and 2 mm strand nozzle) to obtain a strand.
  • the extruder was operated in the temperature range of 120-175 ° C.
  • the obtained strand was air-cooled and then pelletized.
  • ⁇ Spinning process> The obtained pellets were subjected to a laboratory extruder (made by Toyo Seiki, model number “4C150”, 20 mm extrusion unit, downward die for melt viscosity measurement and spinning nozzle having a diameter of 4 mm) with a nozzle temperature of 195 ° C. and a heating cylinder (45 mm). ⁇ 50 mm)
  • the mixture was melt extruded under conditions of a temperature of 400 ° C. and a linear velocity of the discharged material of 7.5 to 8.3 m / min.
  • the extruder was operated at a temperature range of 120-220 ° C.
  • an undrawn yarn having a fineness of 189 dtex was obtained at 80 m / min.
  • the obtained undrawn yarn was dry-heat drawn at a draw ratio of 1.8 times in a dry heat atmosphere at 105 ° C. to obtain an acrylic fiber having a single fiber fineness of about 60 dtex.
  • Example 12 The acrylic fiber obtained in Example 11 was passed through ion-exchanged water at 20 ° C. and then air-dried to obtain an acrylic fiber having a single fiber fineness of about 87 dtex.
  • Example 13 An undrawn yarn was obtained in the same manner as in Example 11. The obtained undrawn yarn was dry-heat drawn at a draw ratio of 1.8 times in a dry heat atmosphere at 105 ° C. and then subjected to a heat relaxation treatment at a relaxation rate of 6% to obtain an acrylic fiber having a single fiber fineness of about 73 dtex. It was.
  • Example 14 The acrylic fiber obtained in Example 13 was passed through 20 ° C. ion exchange water and then air-dried to obtain an acrylic fiber having a single fiber fineness of about 88 dtex.
  • Example 15 An undrawn yarn was obtained in the same manner as in Example 11. The obtained undrawn yarn was subjected to dry heat drawing at a draw ratio of 1.8 times in a dry heat atmosphere at 105 ° C., and then subjected to heat relaxation treatment with a relaxation rate of 11% to obtain an acrylic fiber having a single fiber fineness of about 92 dtex. It was.
  • Example 16 The acrylic fiber obtained in Example 15 was passed through ion-exchanged water at 20 ° C. and then air-dried to obtain an acrylic fiber having a single fiber fineness of about 84 dtex.
  • Example 17 An undrawn yarn was obtained in the same manner as in Example 11. The obtained undrawn yarn was subjected to dry heat drawing at a draw ratio of 1.8 times in a dry heat atmosphere at 105 ° C., and then subjected to heat relaxation treatment at a relaxation rate of 17% to obtain an acrylic fiber having a single fiber fineness of about 99 dtex. It was.
  • Example 18 The acrylic fiber obtained in Example 17 was passed through ion-exchanged water at 20 ° C. and then air-dried to obtain an acrylic fiber having a single fiber fineness of about 96 dtex.
  • Example 19 An undrawn yarn was obtained in the same manner as in Example 11. The obtained undrawn yarn was dried at 105 ° C. to obtain an acrylic fiber having a single fiber fineness of about 110 dtex.
  • Example 20 The acrylic fiber obtained in Example 19 was passed through ion-exchanged water at 20 ° C. and then air-dried to obtain an acrylic fiber having a single fiber fineness of about 118 dtex.
  • thermoplastic modacrylic resin composition containing the moda grill resin and the plasticizer an organic compound having compatibility with the modacrylic resin and having a boiling point of 200 ° C. or higher is used as the plasticizer.
  • an acrylic fiber could be obtained by melt spinning the thermoplastic modacrylic resin composition.
  • Cross sections of the acrylic fibers obtained in Examples 11 to 20 were observed with a laser microscope (manufactured by KEYENCE, ultra-deep color 3D shape measurement microscope “VK-9500”). (Times) is shown in FIG.
  • a flat cross section is a dummy fiber for filling at the time of laser microscope observation.
  • the cross section of the acrylic fiber obtained by melt spinning was uniform and dense without distinction between the outer layer portion of the fiber and the core portion of the central portion.

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Abstract

 本発明は、モダクリル樹脂及び可塑剤を含み、上記モダクリル樹脂は、アクリロニトリル15~85重量%、塩化ビニル及び/又は塩化ビニリデン15~85重量%、他のビニル単量体0~20重量%を含み、上記可塑剤は、上記モダクリル樹脂と相溶性を有し、且つ、沸点が200℃以上の有機化合物である熱可塑性モダクリル樹脂組成物に関する。本発明は、また、上記モダクリル樹脂の粉体及び上記モダクリル樹脂と相溶性を有し、且つ、沸点が200℃以上の有機化合物を混合した粉体混合物を溶融混練する熱可塑性モダクリル樹脂組成物の製造方法に関する。本発明は、また、上記の熱可塑性モダクリル樹脂組成物で構成され、所定の形状を有する成形体に関する。本発明は、また、上記の熱可塑性モダクリル樹脂組成物で構成されたアクリル系繊維に関する。本発明は、また、上記の熱可塑性モダクリル樹脂組成物を溶融紡糸するアクリル系繊維の製造方法に関する。

Description

熱可塑性モダクリル樹脂組成物、その製造方法、その成形体と、アクリル系繊維及びその製造方法
 本発明は、溶融加工ができる熱可塑性モダクリル樹脂組成物、その製造方法、その成形体と、アクリル系繊維及びその製造方法に関する。
 従来から、アクリロニトリルと塩化ビニル系単量体を共重合体したモダクリル樹脂で構成されたモダクリル繊維は、耐熱性及び/又は難燃性の特定を活かして難燃性素材や人工毛髪として用いられていた。モダクリル樹脂は、軟化温度よりも分解開始温度が低く、溶融加工すると分解してしまうため、通常、湿式紡糸法で繊維化されている(特許文献1~3)。しかし、湿式紡糸法の場合、排水負荷が高く、溶剤の回収コストが高いことから、特許文献4では、モダクリル繊維を溶融紡糸することが検討されている。
特開平6-287806号公報 特開平9-52907号公報 特開2005-179876号公報 特開2004-360090号公報
 特許文献4には、アクリロニトリル30~70重量%、ハロゲン含有ビニル系単量体70~30重量%からなるハロゲン原子を17~86重量%含む重合体に、加工性改良剤として(メタ)アクリロニトリル系重合体を添加することで、溶融紡糸可能な組成物とすることが提案されている。
 本発明は、特定の可塑剤を用いることにより、溶融加工性が良好なモダクリル樹脂組成物、その製造方法、その成形体と、アクリル系繊維及びその製造方法を提供する。
 本発明は、モダクリル樹脂及び可塑剤を含む熱可塑性モダクリル樹脂組成物であって、上記モダクリル樹脂は、アクリロニトリル15~85重量%と、塩化ビニル及び/又は塩化ビニリデン15~85重量%と、他のビニル単量体0~20重量%を含み、上記可塑剤は、上記モダクリル樹脂と相溶性を有し、且つ、沸点が200℃以上の有機化合物であることを特徴とする熱可塑性モダクリル樹脂組成物に関する。
 上記熱可塑性モダクリル樹脂組成物は、さらに、安定剤を含み、上記安定剤がエポキシ系熱安定剤、ハイドロタルサイト系熱安定剤、脂肪族酸無水物及び脂環式酸無水物からなる群から選ばれる一種以上であることが好ましい。上記安定剤がポリグリシジルメタクリレート、テトラブロモビスフェノールAジグリシジルエーテル、ハイドロタルサイト、ドデセニルコハク酸無水物及びヘキサヒドロフタル酸無水物からなる群から選ばれる一種以上であることが好ましい。
 上記熱可塑性モダクリル樹脂組成物は、モダクリル樹脂100重量部に対して、上記モダクリル樹脂と相溶性を有し、且つ、沸点が200℃以上の有機化合物を0.1~50重量部含むことが好ましい。上記モダクリル樹脂100重量部に対して、エポキシ系熱安定剤、ハイドロタルサイト系熱安定剤、脂肪族酸無水物及び脂環式酸無水物からなる群から選ばれる一種以上の安定剤を0.1~30重量部含むことが好ましい。
 上記モダクリル樹脂と相溶性を有し、且つ、沸点が200℃以上の有機化合物が、ジメチルスルホン、ジエチルスルホン、ジプロピルスルホン、ジブチルスルホン、ジフェニルスルホン、ビニルスルホン、エチルメチルスルホン、メチルフェニルスルホン、メチルビニルスルホン、スルホラン、3-メチルスルホラン、ジプロピルスルホキシド、テトラメチレンスルホキシド、ジイソプロピルスルホキシド、メチルフェニルスルホキシド、ジブチルスルホキシド、ジイソブチルスルホキシド、ジ-p-トリルスルホキシド、ジフェニルスルホキシド、ベンジルスルホキシド、イソホロン、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、乳酸ラクチド、ピロリドン、N-メチルピロリドン、N-ビニルピロリドン、ε-カプロラクタム、N-メチルカプロラクタム、γ-ブチロラクトン、γ-ヘキサラクトン、γ-ヘプタラクトン、γ-オクタラクトン、ε-カプロラクトン、及びε-オクタラクトンからなる群から選ばれる一つ以上であることが好ましい。上記モダクリル樹脂と相溶性を有し、且つ、沸点が200℃以上の有機化合物は、融点が30℃以上であることが好ましい。上記モダクリル樹脂と相溶性を有し、且つ、沸点が200℃以上の有機化合物がジメチルスルホン及び乳酸ラクチドからなる群から選ばれる一種以上であることが好ましい。
 上記熱可塑性モダクリル樹脂組成物は、溶融状態であることが好ましい。上記熱可塑性モダクリル樹脂組成物は、波長426~675nmの領域の可視光線に対する平均透過率が25%以上であることが好ましい。
 本発明は、また、上記の熱可塑性モダクリル樹脂組成物の製造方法であって、アクリロニトリル15~85重量部と、塩化ビニル及び/又は塩化ビニリデン15~85重量部と、他のビニル単量体0~20重量部を含む合計100重量部のビニル単量体混合物を重合したモダクリル樹脂の粉体及び可塑剤を混合した粉体混合物を溶融混練して熱可塑性モダクリル樹脂組成物を得ており、上記可塑剤は上記モダクリル樹脂と相溶性を有し、且つ、沸点が200℃以上の有機化合物であることを特徴とする熱可塑性モダクリル樹脂組成物の製造方法に関する。
 本発明は、また、熱可塑性モダクリル樹脂組成物の成形体であって、上記の熱可塑性モダクリル樹脂組成物で構成され、所定の形状を有することを特徴とする熱可塑性モダクリル樹脂組成物の成形体に関する。
 上記熱可塑性モダクリル樹脂組成物の成形体は、フィルム、プレート、繊維、押出成形体及び射出成形体からなる群から選ばれる一つであることが好ましい。
 本発明は、また、上記の熱可塑性モダクリル樹脂組成物で構成されることを特徴とするアクリル系繊維に関する。
 本発明は、また、上記の熱可塑性モダクリル樹脂組成物を溶融紡糸することでアクリル系繊維を得ることを特徴とするアクリル系繊維の製造方法に関する。
 本発明によれば、溶融加工性が良好な熱可塑性モダクリル樹脂組成物、その製造方法及びその成形体を提供することができる。また、本発明によれば、溶融紡糸によりアクリル系繊維を製造することができ、溶融紡糸で製造したアクリル系繊維を提供することができる。
実施例14で得られたアクリル系繊維の断面のレーザー顕微鏡写真(1000倍)である。
 本発明の発明者らは、アクリロニトリル15~85重量%と、塩化ビニル及び/又は塩化ビニリデン15~85重量%と、他のビニル単量体0~20重量%を含むモダクリル樹脂の溶融加工性について鋭意検討した結果、可塑剤として該モダクリル樹脂と相溶性を有し、且つ、沸点が200℃以上の有機化合物を選択して用いることで、溶融加工性が改善された熱可塑性モダクリル樹脂組成物が得られることを見出し、本発明に至った。
 本発明において、モダクリル樹脂と可塑剤は相溶性を有する。本発明において、「相溶性を有する」とは、10mgのモダクリル樹脂と2gの可塑剤候補物質を19mLのホウケイ酸ガラス製のガラスチューブ内に投入し、ガラスチューブにシリコン栓をした後、160℃で時々撹拌しながら30分間加熱した際に、モダクリル樹脂が溶解されることを意味する。また、本発明において、「沸点」は、1大気圧(760mmHg)の条件下での標準沸点を意味する。
 上記モダクリル樹脂は、触感に優れる観点から、アクリロニトリル15~85重量%、塩化ビニル15~85重量%、他のビニル単量体0~20重量%を含むことが好ましい。
 耐熱性を向上させる観点から、上記モダクリル樹脂は、アクリロニトリルを20重量%以上含むことが好ましく、より好ましくは25重量%以上含み、さらに好ましくは30重量%以上含む。難燃性を向上させる観点から、上記モダクリル樹脂は、塩化ビニル及び/又は塩化ビニリデンを20重量%以上含むことが好ましく、より好ましくは25重量%以上含み、さらに好ましくは30重量%以上含む。耐熱性及び難燃性の両立の観点から、上記モダクリル樹脂は、アクリロニトリルを80重量%以下含むことが好ましく、より好ましくは75重量%以下含み、さらに好ましくは70重量%以下含む。また、上記モダクリル樹脂は、塩化ビニル及び/又は塩化ビニリデンを80重量%以下含むことが好ましく、より好ましくは75重量%以下含み、さらに好ましくは70重量%以下含む。加工性、耐熱性、難燃性、着色性及び染色性の調和観点から、上記モダクリル樹脂は、他のビニル単量体を0.1~15重量%含むことが好ましく、より好ましくは0.1~10重量%含む。
 上記モダクリル樹脂は、アクリロニトリル15~85重量部と、塩化ビニル及び/又は塩化ビニリデン15~85重量部と、他のビニル単量体0~20重量部を含む合計100重量部のビニル単量体混合物を共重合したものである。
 上記モダクリル樹脂は、触感に優れる観点から、アクリロニトリル15~85重量部と、塩化ビニル15~85重量部と、他のビニル単量体0~20重量部を含む合計100重量部のビニル単量体混合物を共重合したものであることが好ましい。
 耐熱性を向上させる観点から、上記ビニル単量体混合物は、ビニル単量体混合物の合計重量を100重量部とした場合、アクリロニトリルを20重量部以上含むことが好ましく、より好ましくは25重量部以上含み、さらに好ましくは30重量部以上含む。難燃性を向上させる観点から、上記ビニル単量体混合物は、ビニル単量体混合物の合計重量を100重量部とした場合、塩化ビニル及び/又は塩化ビニリデンを20重量部以上含むことが好ましく、より好ましくは25重量部以上含み、さらに好ましくは30重量部以上含む。耐熱性及び難燃性の両立の観点から、ビニル単量体混合物の合計を100重量部とした場合、アクリロニトリルを80重量部以下含むことが好ましく、より好ましくは75重量部以下含み、さらに好ましくは70重量部以下含む。また、ビニル単量体混合物の合計を100重量部とした場合、塩化ビニル及び/又は塩化ビニリデンを80重量部以下含むことが好ましく、より好ましくは75重量部以下含み、さらに好ましくは70重量部以下含む。加工性、耐熱性、難燃性、着色性及び染色性の調和観点から、ビニル単量体混合物の合計重量を100重量部とした場合、他のビニル単量体を0.1~15重量部含むことが好ましく、より好ましくは0.1~10重量部含む。
 他のビニル単量体は、アクリロニトリル、塩化ビニル及び塩化ビニリデンを除くビニル単量体であればよく、特に限定されない。他のビニル単量体は、単独又は二種以上を組み合わせて用いてもよい。
 他のビニル単量体は、顔料への吸着を高める観点から、酸性官能基含有ビニル単量体を用いることが好ましい。酸性官能基含有ビニル単量体としては、カルボン酸系単量体、硫酸系単量体などが挙げられる。カルボン酸系単量体としては、例えば、アクリル酸、メカクリル酸などのカルボン酸基含有ビニル単量体及びその塩が挙げられる。硫酸系単量体としては、例えば、ビニル硫酸、スチレンスルホン酸、アリルスルホン酸、メタリルスルホン酸、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸、イソプレンスルホン酸などの硫酸基含有ビニル単量体及びその塩が挙げられる。
 他のビニル単量体は、また、モダクリル樹脂のガラス転移温度低減による加工温度低減による加工性の向上とそれに伴う着色抑制の観点から、アルキル(メタ)アクリレート、1-ビニルエステル類、スチレン及びその誘導体類などを用いることが好ましい。アルキル(メタ)アクリレートとしては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、オレイル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。1-ビニルエステル類としては、ビニルホルメート、ビニルアセテートなどが挙げられる。スチレン系ビニル単量体としては、例えば、スチレン、α-メチルスチレン、インデンなどのスチレン誘導体などが挙げられる。本発明において、(メタ)アクリレートは、アクリレート及び/又はメタクリレートを意味する。
 他のビニル単量体は、また、モダクリル樹脂のガラス転移温度向上による耐熱性向上の観点から、塩化ビニル及び塩化ビニリデン以外の、臭化ビニル、1,1-ジブロモエテン、ヨウ化ビニル、1,1-ジヨードエテンなどのハロゲン化ビニル類を用いることが好ましい。
 他のビニル単量体は、また、モダクリル樹脂に撥水性や撥油性の機能付与の観点から、フッ化ビニル、1,1-ジフルオロエテンなどのフッ化ビニル類を用いることが好ましい。
 上記モダクリル樹脂は、アクリロニトリルと、塩化ビニル及び/又は塩化ビニリデンと、他のビニル単量体をラジカル重合することで得ることができる。重合方法は、特に限定されず、懸濁重合や溶液重合などで行うことができる。重合後のポリマー粒子の分離や洗浄が容易であることから、水系懸濁重合であることが好ましい。懸濁重合は、特に限定されず、公知の一般的な方法で行うことができる。
 ラジカル重合において、2-メルカプトエタノール、2-メルカプトエチルアミン、チオグリコール酸、メルカプトプロピオン酸、チオグリセロール、3-メルカプト-1,2-プロパンジオール、ドデシルメルカプタンなどのチオール基含有化合物、及びα-メチルスチレンダイマーなどを連鎖移動剤として利用してもよい。また、ジチオベンゾエート系化合物、トリチオカーボネート系化合物、ジチオカーバメート系化合物、キサンテート系化合物などを可逆的付加開裂型連鎖移動剤として利用することもできる。
 上記モダクリル樹脂と相溶性を有し、且つ、沸点が200℃以上の有機化合物(以下において、単に、「モダクリル樹脂向け可塑剤」とも記す。)は、上記モダクリル樹脂と相溶性を有し、且つ、沸点が200℃以上の有機化合物であればよく、特に限定されない。例えば、ジメチルスルホン、ジエチルスルホン、ジプロピルスルホン、ジブチルスルホン、ジフェニルスルホン、ビニルスルホン、エチルメチルスルホン、メチルフェニルスルホンメチルビニルスルホン、スルホラン及び3-メチルスルホランなどのスルホン系化合物;ジプロピルスルホキシド、テトラメチレンスルホキシド、ジイソプロピルスルホキシド、メチルフェニルスルホキシド、ジブチルスルホキシド、ジイソブチルスルホキシド、ジ-p-トリルスルホキシド、ジフェニルスルホキシド及びベンジルスルホキシドなどのスルホキシド系化合物;イソホロンなどのケトン類;炭酸エチレン及び炭酸プロピレンなどの環状カ―ボネート;乳酸ラクチドなどのラクチド類;ピロリドン、N-メチルピロリドン、N-ビニルピロリドン、ε-カプロラクタム及びN-メチルカプロラクタムなどのラクタム類;γ-ブチロラクトン、γ-ヘキサラクトン、γ-ヘプタラクトン、γ-オクタラクトン、ε-カプロラクトン及びε-オクタラクトンなどのラクトン類などを用いることができる。また、上記モダクリル樹脂向け可塑剤は、単独で用いても良く、二種以上を組み合わせても用いてもよい。
 上記モダクリル樹脂向け可塑剤は、室温(25±5℃)において液体又は固体のいずれの性状であってもよい。熱可塑性モダクリル樹脂組成物の粉体混合時の作業性の観点から、融点が30℃以上であることが好ましく、より好ましくは60℃以上、さらに好ましくは90℃以上である。例えば、ジメチルスルホン、乳酸ラクチド、ε-カプロラクタム、イソホロン、スルホラン、炭酸エチレン、炭酸プロピレンなどを用いることが好ましく、ジメチルスルホン、乳酸ラクチドなどを用いることがより好ましい。
 上記熱可塑性モダクリル樹脂組成物は、モダクリル樹脂100重量部に対して、上記モダクリル樹脂と相溶性を有し、且つ、沸点が200℃以上の有機化合物を0.1~50重量部含むことが好ましく、0.5~30重量部含むことがより好ましく、1~20重量部含むことがさらに好ましい。例えば、ジメチルスルホンを用いた場合では、5重量部以上であると、溶融加工性が良好になり、ジメチルスルホン20重量部を混合した際は、低い温度、例えば、ジメチルスルホンの融点よりも5℃高い115℃でも溶融加工することができる。50重量部以下であると、溶融加工性が良好であるとともに、溶融混練時の樹脂粘度が向上するため混練効率が向上する傾向となる。
 上記熱可塑性モダクリル樹脂組成物は、さらに、熱安定性のため、安定剤を含んでもよい。上記安定剤としては、熱安定性を付与するものであればよく、特に限定されない。上記安定剤は、溶融加工性を向上しつつ、茶色や赤色への着色を抑制する観点から、エポキシ系熱安定剤、ハイドロタルサイト系熱安定剤、脂肪族酸無水物及び脂環式酸無水物からなる群から選ばれる一種以上の安定剤(以下において、単に「モダクリル樹脂向け安定剤」とも記す。)であることが好ましく、エポキシ系熱安定剤及びハイドロタルサイト系熱安定剤であることがより好ましい。また、透明性を向上する観点から、上記モダクリル樹脂向け安定剤は、沸点が200℃以上のエポキシ系熱安定剤及びハイドロタルサイト系熱安定剤であることがより好ましい。
 上記エポキシ系熱安定剤としては、ブチルグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、オルソクレジルグリシジルエーテル、メタパラクレジルグリシジルエーテル、グリシジルメタクリレート、1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジエーテル、ヘキサヒドロフタル酸ジグリシジルエステル、水添ビスフェノールAジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、トリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、脂肪酸変性エポキシ、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリンポリグリシジルエーテル、ジグリセリンポリグリシジルエーテル、ポリグリセリンポリグリシジルエーテル、ソルビトール系ポリグリシジルエーテル、1,3,5-トリス(2,3-エポキシプロピル)-1,3,5-トリアジン、テトラヒドロフタル酸ジグリシジルエステル、及びグリシジルアクリレートからなる群から選ばれる一種以上のビニル単量体の単独重合体又は共重合体などを用いることができる。中でも、着色抑制及び透明性の観点から、ポリグリシジルメタクリレート、グリシジルメタクリレートの共重合体、テトラブロモビスフェノールAジグリシジルエーテル、ヘキサヒドロフタル酸ジグリシジルエステル、水添ビスフェノールAジグリシジルエーテルなどを用いることが好ましく、沸点が200℃以上であり、且つ50℃で固体形状のポリグリシジルメタクリレート、グリシジルメタクリレートの共重合体、テトラブロモビスフェノールAジグリシジルエーテルなどを用いることがより好ましい。
 上記ハイドロタルサイト系熱安定剤は、ハイドロタルサイト化合物であればよく、特に限定されない。天然物であってもよく、合成品であってもよい。例えば、協和化学工業株式会社製のアルカマイザー(登録商標)などを用いることができる。
 上記脂肪族酸無水物は、溶融加工中に揮発せず、且つ熱安定効果があるものであればよく、特に限定されない。例えば、ドデセニルコハク酸無水物(2-ドデセン-1-イルコハク酸無水物)、2-オクテン-1-イルコハク酸無水物、2-ヘキサデセン-1-イルコハク酸無水物などのアルケニルコハク酸無水物を用いることができる。具体的には、新日本理化製の製品名「リカシッドOSA」及び「リカシッドDDSA」、三洋化成工業製の「PDSA-DA」などを用いることができる。
 上記脂環式酸無水物は、熱安定効果があるものであればよく、特に限定されない。例えば、ヘキサヒドロフタル酸無水物、メチルヘキサヒドロフタル酸無水物、メチルテトラヒドロフタル酸無水物、メチル-3,6-エンドメチレン-1,2,3,6-テトラヒドロ無水フタル酸などを用いることができる。具体的には、新日本理化製の製品名「リカシッドHH」、「リカシッドMH」及び「リカシッドMH-700G」、日立化成製の「HN-2200」、「HN-2000」、「HN-5500」及び「MHAC-P」などを用いることができる。
 上記熱可塑性モダクリル樹脂組成物は、上記モダクリル樹脂100重量部に対して、エポキシ系熱安定剤、ハイドロタルサイト系熱安定剤、脂肪族酸無水物及び脂環式酸無水物からなる群から選ばれる一種以上の安定剤を0.1~30重量部含むことが好ましく、より好ましくは0.2~20重量部含み、さらに好ましくは0.5~10重量部含む。0.1重量部以上であると、着色抑制効果が良好である。また、30重量部以下であると、着色抑制効果が良好であるとともに、透明性を確保でき、且つモダクリル樹脂成型体の力学特性の低下が軽微となる。
 上記熱可塑性モダクリル樹脂組成物は、必要に応じて、上述したモダクリル樹脂向け安定剤に加えて、他の安定剤を含んでもよい。他の安定剤は、モダクリル樹脂向け安定剤を除くものであり、熱安定性及び/又は着色抑制効果を有するものであればよい。例えば、金属石鹸、有機亜リン酸エステル、スズ安定剤等を用いることができる。これらの他の安定剤は、一種で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。他の安定剤の添加量は、上記モダクリル樹脂100重量部に対して、10重量部以下にすればよい。
 上記熱可塑性モダクリル樹脂組成物は、本発明の目的を損なわない範囲内で、モダクリル樹脂と加工機との摩擦、剪断による発熱の低減、流動性及び離型性の向上の観点から、滑剤を含んでもよい。上記滑剤としては、例えば、ステアリン酸モノグリセライド、ステアリルステアレート、脂肪酸エステル系滑剤、流動パラフィン、パラフィンワックス、合成ポリエチレンワックスなどの炭化水素系滑剤、ステアリン酸などの脂肪酸系滑剤、ステアリルアルコールなどの高級アルコール系滑剤、ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、エルカ酸アミドなどの脂肪族アミド系滑剤、メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミドなどのアルキレン脂肪酸アミド系滑剤、ステアリン酸鉛、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウムなどの金属石鹸系滑剤などを用いることができる。これらは一種で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。滑剤の添加量は、上記モダクリル樹脂100重量部に対して、10重量部以下にすればよい。
 上記熱可塑性モダクリル樹脂組成物は、本発明の目的を損なわない範囲内で、アクリル系加工助剤などの加工助剤を含んでもよい。上記熱可塑性モダクリル樹脂組成物で繊維を構成する場合は、曳糸性を高める観点から、加工助剤として(メタ)アクリレート系重合体及び/又はスチレン・アクリロニトリル共重合体を含むことが好ましい。(メタ)アクリレート系重合体としては、(メタ)アクリレートとブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、スチレン、酢酸ビニル、アクリロニトリルなどの共重合成分との共重合体を用いることができる。また、(メタ)アクリレート系重合体としては、市販のもの、例えば、カネカ製の「カネエースPA20」、「カネエースPA101」などを用いることができる。加工助剤の添加量は、上記モダクリル樹脂100重量部に対して、3重量部以下にすればよい。
 上記熱可塑性モダクリル樹脂組成物は、溶融状態で用いる、すなわち溶融物として用いることができる。上記熱可塑性モダクリル樹脂組成物を溶融混練することで、溶融物を得ることができる。溶融混練の方法は、特に限定されず、熱可塑性樹脂組成物を溶融混練する一般的な方法を用いることができる。
 操作の簡便性から、先ず、上記モダクリル樹脂の粉体に、上記モダクリル樹脂向け可塑剤を混合して粉体混合物にする。混合しやすい観点から、モダクリル樹脂の粉体は、水分率が2質量%以下であることが好ましく、0.5質量%以下であることがより好ましい。なお、モダクリル樹脂の水分率は、エ・アンド・ディ社製の加熱乾燥式水分計MXを使用し、160℃、10分の条件で測定することができる。好ましくは、上記モダクリル樹脂向け安定剤を混合する。また、必要に応じて、他の安定剤、滑材、加工助剤などを混合する。本発明において、「粉体」とは、平均粒子径が1μm以上であることを意味する。また、平均粒子径は、堀場製作所製のレーザー回折/散乱式粒子径分布測定装置「Partica LA-950V2」で測定したD50(メジアン径)を意味する。上記混合には、特に限定されないが、例えばヘンシェルミキサー、スーパーミキサー、リボンブレンダ―などの混合機を用いることができる。混合操作時の温度や時間などの条件は、粉体混合物を得ることができればよく、特に限定されない。混合操作の簡便性から、モダクリル樹脂の粉体は、平均粒子径が10~500μmであることが好ましく、50~250μmであることがより好ましい。粉体混合物が得られやすい観点、及び、必要であれば各種添加剤をモダクリル樹脂粉体表面に溶融吸着させる観点から、混合操作中に、温度を0~120℃の範囲に設定し、混合操作の最後には、移送時に粉体同士もしくは配管などの設備へ融着することがないように粉体混合物のガラス転移温度より10℃以上低い温度に冷却することが好ましい。
 次に、粉体混合物を溶融混練する。混練時の温度は、モダクリル樹脂とモダクリル樹脂用可塑剤の混練物のガラス転移温度以上であり、且つモダクリル樹脂の熱分解による呈色を抑制する観点から、40~200℃であることが好ましく、より好ましくは80~185℃であり、さらに好ましくは120~175℃であり、さらにより好ましくは120~170℃である。混練には、特に限定されないが、例えば一軸押出機、二軸押出機及びプラストミルなどの混練装置を用いることができる。押出機は、例えば、120~175℃の温度で運転することが好ましい。
 上記熱可塑性モダクリル樹脂組成物は、調色が必要な用途に用いる際に染料、顔料が持つ本来の色調の発現率向上の観点から、溶融状態で透明性を有することが好ましい。例えば、波長427~675nmの領域の可視光線に対する平均透過率が25%以上であることが好ましく、より好ましくは35%以上であり、さらに好ましくは40%以上である。本発明において、「透過率」は、溶融状態の上記熱可塑性モダクリル樹脂組成物を熱プレスして厚さが1mmのプレートを作製し、該樹脂プレートの透過率を測定したものである。また、本発明において、波長427~675nmの領域の可視光線に対する平均透過率は、波長476.59nmにおける透過率と、波長625.31nmにおける透過率の平均をいう。
 上記熱可塑性モダクリル樹脂組成物を、所定の形状に加工することで成形体を得ることができる。成形方法は、特に限定されず、押出成形法、射出成形法、インサート成形法、サンドイッチ成形法、発泡成形法、プレス成形法、ブロー成形法、カレンダー成形法、回転成形法、スラッシュ成形法、ディップ成形法、キャスト成形法などが挙げられる。成形体としては、フィルム、プレート、繊維、押出成形体、射出成形体などが挙げられる。上記成形体は、発泡体でもよく、多孔質でもよい。本発明において、「フィルム」とは、厚みが200μm以下の薄膜状で、且つ柔軟性を有するものをいい、「プレート」とは、厚みが200μm以上の薄膜状もしくは板状のもので、且つ柔軟性のないものをいう。
 上記成形体は、難燃性や耐熱性を必要とする用途に好適に用いることができる。例えば、自動車、家電、工業部品、土木建築、日用雑貨、包装材料、人工皮革などとして用いることができる。具体的には、自動車など車両用途として、例えば、車両外装部品、車両用内装部品、インストルメントパネル、コンソール、ドアシート、天井、アンダーカーペット、トランクシートなどが挙げられる。家電用途としては、例えば、電線被覆、エレクトロニクス製品筐体及び部品、白物家電筐体及び部品などが挙げられる。工業部品用途としては、例えば、パイプ、チューブ、ガスケット、機械器具部品、ホットメルト接着剤、保温材、配管保護材などが挙げられる。土木建築用途としては、例えば、パイプ、平板、建築用養生シート、窓枠、網戸、サイディング、デッキ、床材、壁紙、タイルカーペット、クッションフロアなどが挙げられる。一般用途や日用雑貨用途として、靴底、手袋、テープ、粘着テープ、各種ボトル、人形、人工毛髪、織物などが挙げられる。包装材料用途として、容器、梱包材、緩衝材などが挙げられる。人工皮革用途として、壁紙、車両座席シート、家具、鞄、履物、袋物、衣料、マット、カーペットなどが挙げられる。
 上記熱可塑性モダクリル樹脂組成物でアクリル系繊維を構成することができる。具体的には、上記熱可塑性モダクリル樹脂組成物を溶融紡糸することで、アクリル系繊維を得ることができる。まず、上記熱可塑性モダクリル樹脂組成物を溶融紡糸して繊維状の未延伸糸にする。具体的には、押出機、例えば一軸押出機、異方向二軸押出機、コニカル二軸押出機にて溶融混練した熱可塑性モダクリル樹脂組成物の溶融混練物を、押出機にて紡糸ノズルから吐出し、加熱筒を通過させて熱可塑性モダクリル樹脂組成物の繊維化物を引取機で引取可能な温度以上に昇温した後、空冷、風冷などの手段でガラス転移点以下の温度に冷却しながら、引き取ることで未延伸糸を形成する。押出機は、例えば、120~220℃の温度範囲で運転することが好ましい。引取速度/吐出速度の比は、特に限定されないが、例えば、1~100倍の範囲となる速度比で引き取ることが好ましい。紡糸ノズルの口径は、特に限定されないが、例えば、0.05~2mmであることが好ましく、0.1~1mmであることがより好ましい。紡糸ノズルからの吐出物がメルトフラクチャーを発現しない温度以上で押し出すことが好ましい。紡糸ノズルの温度は、160℃以上であることが好ましく、170℃以上であることがより好ましい。加熱筒の温度は、250℃以上であることが好ましく、280℃以上であることがより好ましい。冷却温度は、空冷で-196~40℃であることが好ましく、より好ましくは0~30℃であり、水冷で5~60℃であることが好ましく、より好ましくは10~40℃である。
 上記で得られた未延伸糸に、公知の方法で延伸処理、熱緩和処理を施こすことができる。例えば、人工毛髪として用いる場合は、単繊維繊度が2~100dtexの繊維にすることが好ましい。延伸処理条件としては延伸処理温度70~150℃の乾熱雰囲気下で、延伸倍率は1.1~6倍程度にすることが好ましく、2~4.5倍程度であることがさらに好ましい。延伸処理を施した繊維に熱緩和処理を施して、好ましくは1~50%の緩和率で、より好ましくは2~40%の緩和率で繊維を緩和処理することにより、熱収縮率を低下させることができる。また繊維表面の凹凸を整えて、人毛に類似したサラサラ触感とするためにも熱緩和処理が好ましい。また、未延伸糸又は延伸糸を水洗することで、繊度のコントロールを行なうことも可能である。本発明において、単繊維繊度は、JIS L 1013に準じて測定する。
 以下実施例により本発明を更に具体的に説明する。なお、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。下記において、特に指摘がない場合、「部」は重量部を意味し、「%」は重量%を意味する。
 (合成例1)
 アクリロニトリル40.4重量部、塩化ビニル59.1重量部に対し、イオン交換水270重量部を用い、重合開始剤として過硫酸アンモニウム0.1重量部、亜硫酸ナトリウム0.09重量部と、50度硫酸(62.5~63.5重量%)0.07重量部を、界面活性剤としてラウリル硫酸ナトリウム0.8重量部を使用し、重合系内のpHを2.3に調整して重合温度39℃、重合時間7時間で乳化重合を行い、モダクリル樹脂ラテックスを得た。この重合に際し、スチレンスルホン酸ナトリウム0.5重量部を重合開始2時間目から6時間目まで連続的に重合系に均等量添加した。また、用いたアクリロニトリル40.4重量部のうち、29.6重量部を重合の進行に伴い、重合開始直後から6.5時間目まで連続的に重合系に均等添加した。さらに、重合速度を一定に保つため、用いる過硫酸アンモニウムの一部(0.09重量部)を連続追加して使用した。得られた重合体は、アクリロニトリル49.4重量%、塩化ビニル50.0重量%、スチレンスルホン酸ナトリウム0.6重量%からなるものであった。その後、一般的な方法で、塩析、脱水、水洗、脱水、乾燥の処理を行い、モダクリル樹脂の粉体(平均粒子径70μm、水分率0.3質量%)を得た。ここで、モダクリル樹脂の平均粒子径は、堀場製作所製のレーザー回折/散乱式粒子径分布測定装置「Partica LA-950V2」を用いて測定したD50である。なお、モダクリル樹脂の水分率は、エ・アンド・ディ社製の加熱乾燥式水分計MXを使用し、160℃、10分の条件で測定した。
 (評価例1~20)
 合成例1で得られたモダクリル樹脂10mgを19mLのホウケイ酸ガラス製のガラスチューブにとり、下記表1に示す化合物を2.0g加え、ガラスチューブにシリコン栓をして、160℃に設定したオイルバスに浸漬し、5分ごとにオイルバスから取り出し、ボルテックスミキサーで5秒攪拌して、オイルバスに戻す操作を6回繰り返し、合計30分間160℃で加熱した。30分後、モダクリル樹脂が化合物中に均一に溶解しているか否かを目視で確認した。その結果を下記表1に示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 (実施例1)
 合成例1で得られたモダクリル樹脂の粉体100重量部に、可塑剤としてジメチルスルホン20重量部、安定剤としてポリグリシジルメタクリレート(日油製、製品名「マープルーフ(登録商標)G01100」)10重量部、その他添加剤として、(メタ)アクリレート系重合体(カネカ製、製品名「カネエースPA20」)0.5重量部、ステアリン酸カルシウム0.5重量部、ステアリン酸マグネシウム1.2重量部、合成ポリエチレンワックス0.8重量部、ステアリン酸(日油製、製品名「ステアリン酸さくら」)0.7重量部を添加し、ヘンシェルミキサーを用いて混合しながら110℃まで昇温した後、50℃まで冷却し、粉体混合物を得た。次いで、粉体混合物62gを、ラボプラストミル(東洋精機製、型番「4C150」)にて145℃、50rpm、4.5分の条件で混練し、溶融混練物を得た。
 (実施例2)
 ポリグリシジルメタクリレート10部に代えて、ハイドロタルサイト(協和化学工業製、製品名「アルカマイザー(登録商標)1」)を10部用いた以外は、実施例1と同様にして、溶融混練物を得た。
 (実施例3)
 溶融混練を、115℃、20rpmの条件で2分行った後、さらに115℃、50rpmの条件で4.5分行った以外は、実施例2と同様にして、溶融混練物を得た。
 (実施例4)
 ポリグリシジルメタクリレート10部に代えて、テトラブロモビスフェノールAジグリシジルエーテル(坂本化学薬品製、製品名「SR-BSP」)を10部用いた以外は、実施例1と同様にして、溶融混練物を得た。
 (実施例5)
 ポリグリシジルメタクリレート10部に代えて、ドデセニルコハク酸無水物(新日本理化製、製品名「リカシッドDDSA」)を10部用いた以外は、実施例1と同様にして、溶融混練物を得た。
 (実施例6)
 ポリグリシジルメタクリレート10部に代えて、ヘキサヒドロフタル酸無水物(新日本理化製、商品名「リカシッドHH」)を10部用いた以外は、実施例1と同様にして、溶融混練物を得た。
 (実施例7)
 ジメチルスルホン20部に代えて、乳酸ラクチドを20部用い、ポリグリシジルメタクリレート10部に代えて、テトラブロモビスフェノールAジグリシジルエーテル(坂本化学薬品製、製品名「SR-BSP」)を5部用いた以外は、実施例1と同様にして、溶融混練物を得た。
 (実施例8)
 ポリグリシジルメタクリレート10部を添加していない以外は、実施例1と同様の操作を行い、溶融混練物を得た。
 (実施例9)
 ポリグリシジルメタクリレート10部に代えて、ハイドロタルサイト(協和化学工業製、製品名「アルカマイザー(登録商標)5」)を10部用いた以外は、実施例1と同様にして、溶融混練物を得た。 
 (実施例10)
 ジメチルスルホンの添加率を20部から10部に変更し、ポリグリシジルメタクリレート10部を添加しなかった以外は、実施例1と同様にして、溶融混練物を得た。
 (比較例1)
 可塑剤、安定剤を添加しなかった以外は、実施例1と同様にして混練を行ったが、十分な混練ができず、溶融混練物が得られず、樹脂塊を得た。
 (比較例2)
 可塑剤としてエポキシ化大豆油(DIC社製、製品名「W-100-EL」)10部を用いた以外は、実施例10と同様にして混練を行ったが、全く混練ができず、溶融混練された領域を全く含まない粉体の凝集塊を得た。
 (比較例3)
 ジメチルスルホン20部に代えて、ジメチルスルホキシド(DMSOとも記す。)を20部用いた以外は実施例1と同様の操作を行ったが、混練中に発泡し、臭気が発生し、溶融混練操作を行うことができなかった。
 (比較例4)
 ジメチルスルホン20部に代えて、N,N-ジメチルホルムアミド(DMFとも記す。)を20部用いた以外は実施例1と同様の操作を行ったが、混練中に発泡し、臭気が発生し、溶融混練操作を行うことができなかった。
 (比較例5)
 ジメチルスルホン20部に代えて、N,N-ジメチルアセトアミド(DMAcとも記す。)を20部用いた以外は実施例1と同様の操作を行ったが、混練中に発泡し、臭気が発生し、溶融混練操作を行うことができなかった。
 実施例1~10及び比較例1~5における混練物の溶融加工性を下記のように調整した熱プレスサンプルを用いて評価し、その結果を下記表2に示した。表2には、熱可塑性モダクリル樹脂組成物の配合割合も示した。
 (熱プレスサンプルの調製)
 溶融混練物又は混練後の樹脂塊を約5gに切り出した。ハンドホットプレスデジタルHHP-2D(アズワン)の下部ヒーター上に、下から順にアルミブロック(80×60×40mm)、アルミ板(80×60×1mm)、スペーサー用アルミ板(コの字形、厚み1mm)、アルミ板(80×60×1mm)を載せ、上部ヒーターで押さえつけた状態で160℃の条件で30分間予熱した。その後、最上部のアルミ板(80×60×1mm)の下に、切り出した溶融混練物又は樹脂塊を乗せ、アルミ板(80×60×1mm)を上から乗せた上で60秒間ハンドプレスを行った。アルミ板(80×60×1mm)、スペーサー用アルミ板(コの字形、厚み1mm)、アルミ板(80×60×1mm)を纏めて取り出し、ステンレス鋼(SUS)板(300×300×1mm)にて上下で挟み、2kgの錘を上部SUS板上に乗せて10分間冷却を行った。冷却操作の後、アルミ治具を外して、1mmの厚さの樹脂プレートを得た。
 (溶融加工性)
 上記で得られた熱プレスサンプル(樹脂プレート)を光学顕微鏡(BX51、オリンパス社製、接眼レンズ10倍、対物レンズ20倍、全体で200倍)で透過光観察した結果に基づいて、下記の基準で溶融加工性を判断した。
 良好:粒子径10μm以上の粉体が200倍での10視野観察合計で100点未満しか存在しない。
 不良:粒子径10μm以上の粉体が200倍での10視野観察合計で100点以上存在する。
 不可:混練ができず、観察用の熱プレスサンプルを適切に調整できない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 上記表2の結果から分かるように、可塑剤としてモダクリル樹脂と相溶性を有し、且つ、沸点が200℃以上の有機化合物を用いた実施例1~10の熱可塑性モダクリル樹脂組成物は、溶融加工性が良好であった。
 一方、可塑剤を含まない比較例1及び可塑剤としてエポキシ化大豆油を用いた比較例2の熱可塑性モダクリル樹脂組成物は、溶融混練性が悪く、溶融混練物を得ることができなかった。また、モダクリル樹脂との相溶性を有するが、沸点が200℃未満であるDMSO、DMF及びDMAcを可塑剤として用いた比較例3~5では、混練中に発泡し、臭気が発生し、溶融混練操作を行うことができなかった。
 実施例1~7、9、10の溶融混練物、比較例1の混練後の樹脂塊を用い、上述したとおりに調製した熱プレスしたサンプル(樹脂プレート)を用い、呈色度合い及び透過率を下記のように評価した。その結果を下記表3に示した。
 (測色試験)
 熱プレスサンプル(1mmの厚さの樹脂プレート)の呈色度合いは、L表色系の明度L、色度a、色度bを、分光測色計「CM-2600d」(KONICA MINOLTA社製)を用い、φ3mmマスクを用いて測定することで評価した。サンプルの測定の直前に硫酸バリウム製の標準白色板で装置の校正を実施した。L値は明るさの度合いを示す。a値は0未満の負の値で緑に、0超の正の値で赤にサンプルが呈色していることを示し、絶対値が大きいほど色が強い。b値は0未満の負の値で青に、0超の正の値で黄にサンプルが呈色していることを示し、絶対値が大きいほど色が強い。コピー用紙(PPC用紙)を下に置いた状態で、測定点を変えて各熱プレスサンプルに対して5回測定を行い、平均値を算出した。ブランクとして、コピー用紙(PPC用紙)を用い、同様に、測定点を変えて5回測定を行い、平均値を算出した。得られたL値、a値及びb値の平均値から、L*a*b*空間におけるブランクとの色差ΔE*abを算出した。表3に計算値を記載した。ΔE*abの範囲を、下記のように4段階の基準に分け、総合判定のための判定材料とした。基準の値が高いほど、着色抑制効果が高いことを意味する。
4:ΔE*abが0~25
3:ΔE*abが25超え50以下
2:ΔE*abが50超え75以下
1:ΔE*abが75超え100以下
 (透過率の測定)
 熱プレスサンプル(1mmの厚さの樹脂プレート)の透過率は、MULTI CHANNEL ANALYZER PMA-11(浜松ホトニクス製)を光学顕微鏡(オリンパス製、「BX51」)に接続し、透過率測定用ソフトウェアU6039-01(浜松ホトニクス製)を用いて測定を行った。対物レンズは10倍のものを使用した。透過率は476.59nmと625.31nmの2点で測定した。光量は光学ガラスの透過率が476.59nmで4630±50、625.31nmで16100±100となるように調整した。測定点を変えて10回測定し、平均値を算出した。得られた各波長の平均値をさらに平均した。透過率をΤ、吸光係数をα、光路長をxとすると、透過率は式1として表すことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 上記式(1)において、eは自然対数の底、ネイピア数である。熱プレスされた各プレートサンプルに対し、光路長1cmあたりの値として吸収係数αを計算した。表3に計算値を記載した。吸収係数αの範囲を、下記の4段階の基準に分け、総合判定のための判定材料とした。基準の値が高いほど、透明性が良好であることを意味する。
4:吸収係数αが0~10
3:吸収係数αが10超え20以下
2:吸収係数αが20超え30以下
1:吸収係数αが30超え
 (総合判定)
 測色試験及び透過率の測定で評価した判定基準の値を合算した合計値を総合判定に用いた。測色試験及び透過率のそれぞれにおける基準の値が2以上であり、且つ、合計値が4以上を可と判定し、測色試験及び透過率の合計値が3以下を不可と判定した。合計値が高いほど、着色が抑制され、透明性に優れることになる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 上記表3の結果から、モダクリル樹脂向け安定剤を含むことにより、着色が抑制される、及び/又は、透明性が向上することが分かった。特に、エポキシ系熱安定剤やハイドロタルサイト系熱安定剤を用いると、効果がより良好になる傾向があった。
 (実施例11)
 <モダクリル樹脂組成物の溶融物の作製>
 合成例1で得られたモダクリル樹脂の粉体100重量部に、可塑剤としてジメチルスルホン20重量部、安定剤としてテトラブロモビスフェノールAジグリシジルエーテル(坂本化学薬品製、製品名「SR-BSP」)を7.5重量部とハイドロタルサイト(協和化学工業製、製品名「アルカマイザー(登録商標)1」)を2.5重量部、その他添加剤として、(メタ)アクリレート系重合体(カネカ製、製品名「カネエースPA20」)0.5重量部、ステアリン酸カルシウム0.5重量、ステアリン酸マグネシウム1.2重量部、合成ポリエチレンワックス0.8重量部、ステアリン酸(日油製、製品名「ステアリン酸さくら」)0.7重量部を添加し、ヘンシェルミキサーを用いて混合しながら110℃まで昇温した後、50℃まで冷却し、粉体混合物を得た。次いで、粉体混合物をラボ押出機(東洋精機製、型番「4C150」、20mm押出ユニット及び2mmストランドノズルの組み合わせ)にて押出し、ストランドを得た。押出機を120~175℃の温度範囲で運転した。得られたストランドを空冷した後、ペレット化した。
 <紡糸工程>
 得られたペレットを、ラボ押出機(東洋精機製、型番「4C150」、20mm押出ユニット、溶融粘度測定用下向きダイ及び直径4mmの紡糸ノズルの組み合わせ)にて、ノズル温度195℃、加熱筒(45mm×50mm)温度400℃、吐出物の線速度7.5~8.3m/分の条件で溶融押し出した。押出機を120~220℃の温度範囲で運転した。内部に流水を通じた冷却管と接触させながら、80m/分で引き取って、繊度189dtexの未延伸糸を得た。得られた未延伸糸を105℃の乾熱雰囲気下で延伸倍率1.8倍に乾熱延伸し、単繊維繊度が約60dtexのアクリル系繊維を得た。
 (実施例12)
 実施例11で得られたアクリル系繊維を20℃のイオン交換水に通した後風乾して、単繊維繊度が約87dtexのアクリル系繊維を得た。
 (実施例13)
 実施例11と同様にして未延伸糸を得た。得られた未延伸糸を105℃の乾熱雰囲気下で延伸倍率1.8倍に乾熱延伸した後、緩和率6%で熱緩和処理し、単繊維繊度が約73dtexのアクリル系繊維を得た。
 (実施例14)
 実施例13で得られたアクリル系繊維を20℃のイオン交換水に通した後風乾して、単繊維繊度が約88dtexのアクリル系繊維を得た。
 (実施例15)
 実施例11と同様にして未延伸糸を得た。得られた未延伸糸を105℃の乾熱雰囲気下で延伸倍率1.8倍に乾熱延伸した後、緩和率11%で熱緩和処理し、単繊維繊度が約92dtexのアクリル系繊維を得た。
 (実施例16)
 実施例15で得られたアクリル系繊維を20℃のイオン交換水に通した後風乾して、単繊維繊度が約84dtexのアクリル系繊維を得た。
 (実施例17)
 実施例11と同様にして未延伸糸を得た。得られた未延伸糸を105℃の乾熱雰囲気下で延伸倍率1.8倍に乾熱延伸した後、緩和率17%で熱緩和処理し、単繊維繊度が約99dtexのアクリル系繊維を得た。
 (実施例18)
 実施例17で得られたアクリル系繊維を20℃のイオン交換水に通した後風乾して、単繊維繊度が約96dtexのアクリル系繊維を得た。
 (実施例19)
 実施例11と同様にして未延伸糸を得た。得られた未延伸糸を105℃で乾燥して、単繊維繊度が約110dtexのアクリル系繊維を得た。
 (実施例20)
 実施例19で得られたアクリル系繊維を20℃のイオン交換水に通した後風乾して、単繊維繊度が約118dtexのアクリル系繊維を得た。
 実施例11~20で得られた繊維の引張強度、伸度及びヤング率、並びに結節強度及び伸度をJIS L 1013に準じて測定算出し、その結果を下記表4に示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
 上記実施例11~20の結果から、モダグリル樹脂と可塑剤を含む熱可塑性モダクリル樹脂組成物において、可塑剤としてモダクリル樹脂と相溶性を有し、且つ、沸点が200℃以上の有機化合物を用いることにより、熱可塑性モダクリル樹脂組成物を溶融紡糸してアクリル系繊維を得ることができた。実施例11~20で得られたアクリル系繊維の断面をレーザー顕微鏡(KEYENCE製、超深度カラー3D形状測定顕微鏡「VK-9500」)で観察し、実施例14のアクリル系繊維の断面写真(1000倍)を図1に示した。なお、図1において、扁平断面物はレーザー顕微鏡観察時の充填用のダミー繊維である。図1から分かるように、溶融紡糸で得られたアクリル系繊維の断面は、繊維の外層部と中心部の芯の部分の区別かなく均一かつ緻密であった。
 

Claims (15)

  1.  モダクリル樹脂及び可塑剤を含む熱可塑性モダクリル樹脂組成物であって、
     前記モダクリル樹脂は、アクリロニトリル15~85重量%と、塩化ビニル及び/又は塩化ビニリデン15~85重量%と、他のビニル単量体0~20重量%を含み、
     前記可塑剤は、前記モダクリル樹脂と相溶性を有し、且つ、沸点が200℃以上の有機化合物であることを特徴とする熱可塑性モダクリル樹脂組成物。
  2.  さらに、安定剤を含み、前記安定剤がエポキシ系熱安定剤、ハイドロタルサイト系熱安定剤、脂肪族酸無水物及び脂環式酸無水物からなる群から選ばれる一種以上である請求項1に記載の熱可塑性モダクリル樹脂組成物。
  3.  前記モダクリル樹脂と相溶性を有し、且つ、沸点が200℃以上の有機化合物が、ジメチルスルホン、ジエチルスルホン、ジプロピルスルホン、ジブチルスルホン、ジフェニルスルホン、ビニルスルホン、エチルメチルスルホン、メチルフェニルスルホン、メチルビニルスルホン、スルホラン、3-メチルスルホラン、ジプロピルスルホキシド、テトラメチレンスルホキシド、ジイソプロピルスルホキシド、メチルフェニルスルホキシド、ジブチルスルホキシド、ジイソブチルスルホキシド、ジ-p-トリルスルホキシド、ジフェニルスルホキシド、ベンジルスルホキシド、イソホロン、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、乳酸ラクチド、ピロリドン、N-メチルピロリドン、N-ビニルピロリドン、ε-カプロラクタム、N-メチルカプロラクタム、γ-ブチロラクトン、γ-ヘキサラクトン、γ-ヘプタラクトン、γ-オクタラクトン、ε-カプロラクトン、及びε-オクタラクトンからなる群から選ばれる一つ以上である請求項1又は2に記載の熱可塑性モダクリル樹脂組成物。
  4.  前記モダクリル樹脂100重量部に対して、前記モダクリル樹脂と相溶性を有し、且つ、沸点が200℃以上の有機化合物を0.1~50重量部含む請求項1~3のいずれか1項に記載の熱可塑性モダクリル樹脂組成物。
  5.  前記モダクリル樹脂100重量部に対して、エポキシ系熱安定剤、ハイドロタルサイト系熱安定剤、脂肪族酸無水物及び脂環式酸無水物からなる群から選ばれる一種以上の安定剤を0.1~30重量部含む請求項2~4のいずれか1項に記載の熱可塑性モダクリル樹脂組成物。
  6.  前記モダクリル樹脂と相溶性を有し、且つ、沸点が200℃以上の有機化合物が、融点が30℃以上である請求項1~5のいずれか1項に記載の熱可塑性モダクリル樹脂組成物。
  7.  前記モダクリル樹脂と相溶性を有し、且つ、沸点が200℃以上の有機化合物が、ジメチルスルホン及び乳酸ラクチドからなる群から選ばれる一種以上である請求項1~6のいずれか1項に記載の熱可塑性モダクリル樹脂組成物。
  8.  前記安定剤がポリグリシジルメタクリレート、テトラブロモビスフェノールAジグリシジルエーテル、ハイドロタルサイト、ドデセニルコハク酸無水物及びヘキサヒドロフタル酸無水物からなる群から選ばれる一種以上である請求項2~7のいずれか1項に記載の熱可塑性モダクリル樹脂組成物。
  9.  前記熱可塑性モダクリル樹脂組成物は、溶融状態である請求項1~8のいずれか1項に熱可塑性モダクリル樹脂組成物。
  10.  波長427~675nmの領域の可視光線に対する平均透過率が25%以上である請求項9に記載の熱可塑性モダクリル樹脂組成物。
  11.  熱可塑性モダクリル樹脂組成物の製造方法であって、
     アクリロニトリル15~85重量部と、塩化ビニル及び/又は塩化ビニリデン15~85重量部と、他のビニル単量体0~20重量部を含む合計100重量部のビニル単量体混合物を重合したモダクリル樹脂の粉体及び可塑剤を混合した粉体混合物を溶融混練して熱可塑性モダクリル樹脂組成物を得ており、
     前記可塑剤は、前記モダクリル樹脂と相溶性を有し、且つ、沸点が200℃以上の有機化合物であることを特徴とするモダクリル樹脂組成物の製造方法。
  12.  熱可塑性モダクリル樹脂組成物の成形体であって、
     請求項1~10のいずれか1項に記載の熱可塑性モダクリル樹脂組成物で構成され、所定の形状を有することを特徴とする熱可塑性モダクリル樹脂組成物の成形体。
  13.  前記熱可塑性モダクリル樹脂組成物の成形体は、フィルム、プレート、繊維、押出成形体及び射出成形体からなる群から選ばれる一つである請求項12に記載の熱可塑性モダクリル樹脂組成物の成形体。
  14.  請求項1~10のいずれか1項に記載の熱可塑性モダクリル樹脂組成物で構成されることを特徴とするアクリル系繊維。
  15.  請求項1~10のいずれか1項に記載の熱可塑性モダクリル樹脂組成物を溶融紡糸することでアクリル系繊維を得ることを特徴とするアクリル系繊維の製造方法。
     
     
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