WO2019187404A1 - 熱可塑性アクリル系樹脂、その製造方法及び樹脂組成物 - Google Patents

熱可塑性アクリル系樹脂、その製造方法及び樹脂組成物 Download PDF

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acrylic resin
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奥村壮太
平井悠佑
副島敬正
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株式会社カネカ
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Definitions

  • the present invention relates to a thermoplastic acrylic resin that can be melt-processed, a method for producing the same, and a resin composition.
  • the content of acrylonitrile is 35 parts by mass or more and 84.5 parts by mass or less
  • the content of other ethylenically unsaturated monomers is 15 parts by mass or more and 64.5 parts by mass or less, and contains a double bond.
  • the content of macromonomer having a polymer composed of an ethylenically unsaturated monomer in the main chain is 0.5 parts by mass or more and 40 quality It is preferred parts or less.
  • the thermoplastic acrylic resin preferably contains 1% by mass to 30% by mass of a polymer composed of the ethylenically unsaturated monomer.
  • the macromonomer having a polymer comprising an ethylenically unsaturated monomer containing a double bond in the main chain has at least one reactive functional group per molecule.
  • the reactive functional group preferably has a polymerizable carbon-carbon double bond represented by the following general formula (1).
  • CH 2 ⁇ C (R) —C (O) O— (1) (In the general formula (1), R represents hydrogen or an organic group having 1 to 20 carbon atoms.)
  • the polymer consisting of the ethylenically unsaturated monomer is a group consisting of a (meth) acrylic acid ester monomer, a styrene monomer, a nitrile group-containing vinyl monomer, and an amide group-containing vinyl monomer. It is preferable that 1 or more types of monomers chosen from are included.
  • the polymer composed of the ethylenically unsaturated monomer preferably includes 50% by mass or more of a (meth) acrylic acid ester monomer having a hetero atom in the ester moiety.
  • the other ethylenically unsaturated monomer is one or more ethylenically unsaturated selected from the group consisting of vinyl halide and vinylidene halide.
  • a monomer is preferred.
  • the present invention also relates to a thermoplastic acrylic resin composition containing the thermoplastic acrylic resin and a plasticizer, wherein the plasticizer is an organic compound having a boiling point of 200 ° C. or higher.
  • the thermoplastic acrylic resin composition may include 0.1 to 50 parts by mass of the plasticizer with respect to 100 parts by mass of the thermoplastic acrylic resin. preferable.
  • the plasticizer is dimethylsulfone, diethylsulfone, dipropylsulfone, dibutylsulfone, diphenylsulfone, vinylsulfone, ethylmethylsulfone, methylphenylsulfone, methylvinylsulfone, 3-methylsulfolane.
  • the plasticizer is preferably at least one selected from the group consisting of dimethylsulfone and lactate lactide.
  • the thermoplastic acrylic resin composition further comprises an epoxy heat stabilizer, a hydrotalcite heat stabilizer, a tin heat stabilizer, a Ca—Zn heat stabilizer, and It is preferable to include at least one stabilizer selected from the group consisting of ⁇ -diketone heat stabilizers.
  • the thermoplastic acrylic resin composition may include 0.1 to 30 parts by mass of the stabilizer with respect to 100 parts by mass of the thermoplastic acrylic resin. preferable.
  • the stabilizer is polyglycidyl methacrylate, tetrabromobisphenol A diglycidyl ether, hydrotalcite, zinc 12-hydroxystearate, calcium 12-hydroxystearate, stearoylbenzoylmethane (SBM), And at least one selected from the group consisting of dibenzoylmethane (DBM).
  • the present invention relates to a molded article characterized in that, in one or more embodiments, the thermoplastic acrylic resin composition is used.
  • the present invention relates to an acrylic fiber characterized in that in one or more embodiments, the thermoplastic fiber is composed of the thermoplastic acrylic resin composition.
  • the present invention relates to a method for producing an acrylic fiber characterized in that acrylic fiber is obtained by melt spinning the thermoplastic acrylic resin composition.
  • the inventors of the present invention have made studies on acrylic resins containing acrylonitrile and other ethylenically unsaturated monomers in order to improve melt processability without impairing heat resistance.
  • acrylic resin containing acrylonitrile and other ethylenically unsaturated monomers is a trunk polymer, and a polymer composed of ethylenically unsaturated monomers is a branch polymer, and acrylonitrile, other ethylenically unsaturated monomers and ethylene
  • the melt processability can be improved without impairing the heat resistance by using a graft polymer having a content of a polymer comprising a polymerizable unsaturated monomer within a predetermined range.
  • the thermoplastic acrylic resin is a graft copolymer in which an acrylic resin containing acrylonitrile and other ethylenically unsaturated monomers is used as a backbone polymer, and a polymer composed of the ethylenically unsaturated monomers is used as a branch polymer.
  • GPC-MALS gel permeation chromatography multi-angle light scattering photometer
  • the thermoplastic acrylic resin is a macromonomer having a polymer composed of acrylonitrile, another ethylenically unsaturated monomer, and an ethylenically unsaturated monomer containing a double bond in the main chain.
  • the total mass of acrylonitrile, other ethylenically unsaturated monomer, and a macromonomer having a polymer composed of ethylenically unsaturated monomer in the main chain is 100 parts by mass, acrylonitrile The content is 35 parts by mass or more and 84.5 parts by mass or less, and the content of other ethylenically unsaturated monomers is 15 parts by mass or more and 64.5 parts by mass or less.
  • the content of the macromonomer having a coalescence in the main chain is 0.5 parts by mass or more and 40 parts by mass or less. . That is, a polymer composed of 35 parts by mass or more and 84.5 parts by mass or less of acrylonitrile, 15 parts by mass or more and 64.5 parts by mass or less of other ethylenically unsaturated monomers, and an ethylenically unsaturated monomer containing a double bond. It is preferable to obtain it by copolymerizing a total of 100 parts by mass of a monomer mixture including 0.5 to 40 parts by mass of the macromonomer in the main chain.
  • the other ethylenically unsaturated monomer is not particularly limited as long as it is an ethylenically unsaturated monomer other than acrylonitrile.
  • vinyl halide, vinylidene halide, styrene monomer, (meth) acrylic acid ester monomer, vinyl ester monomer and the like can be mentioned.
  • the styrene monomer, the (meth) acrylic acid ester monomer, and the vinyl ester monomer those described later can be appropriately used.
  • the thermoplastic acrylic resin is composed of at least one ethylenically unsaturated monomer selected from the group consisting of acrylonitrile, vinyl halide and vinylidene halide, and a double-layer from the viewpoint of melt processability, heat resistance and flame retardancy.
  • the content of acrylonitrile is 35 parts by mass or more and 84.5 parts by mass or less
  • the content of the macromonomer having a polymer composed of an ethylenically unsaturated monomer containing a double bond in a main chain of 15 parts by mass to 64.5 parts by mass is 0.5 parts by mass to 40 parts by mass.
  • the content of acrylonitrile is 35 parts by mass or more and 64 parts by mass or less
  • the content of one or more ethylenically unsaturated monomers selected from the group consisting of vinyl halide and vinylidene halide is 35 parts by mass or more and 64 parts by mass.
  • the content of the macromonomer having a polymer composed of an ethylenically unsaturated monomer containing a double bond in the main chain is 1 part by mass or more and 30 parts by mass or less.
  • the vinyl halide is not particularly limited, and examples thereof include vinyl chloride, vinyl bromide, and vinyl iodide.
  • the vinylidene halide is not particularly limited, and examples thereof include vinylidene chloride, vinylidene bromide, and vinylidene iodide. These may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type. From the viewpoint of heat resistance, it is preferable to use vinyl chloride and / or vinylidene chloride, more preferably vinyl chloride.
  • Examples of the styrenic monomer include styrene, vinyl toluene, ⁇ -methyl styrene, chlorostyrene, styrene sulfonic acid and salts thereof.
  • Examples of the nitrile group-containing vinyl monomer include acrylonitrile and methacrylonitrile.
  • Examples of the amide group-containing vinyl monomer include acrylamide and methacrylamide.
  • Examples of the fluorine-containing vinyl monomer include perfluoroethylene, perfluoropyrene, and vinylidene fluoride.
  • Examples of the silicon-containing vinyl monomer include vinyltrimethoxysilane and vinyltriethoxysilane.
  • the ethylenically unsaturated monomer it is particularly preferable to use a (meth) acrylic acid ester monomer having a hetero atom in the ester portion from the viewpoint of melt processability such as spinnability of thermoplastic acrylic resin and physical properties. .
  • a (meth) acrylic acid ester monomer having a hetero atom in the ester portion from the viewpoint of melt processability such as spinnability of thermoplastic acrylic resin and physical properties.
  • these suitable monomers are contained in an amount of 40% by mass or more. More preferably, it is contained by mass% or more.
  • the macromonomer may be used alone or in combination of two or more.
  • the number average molecular weight of the macromonomer having a polymer composed of an ethylenically unsaturated monomer containing a double bond in the main chain is not particularly limited, but the number average molecular weight measured by GPC is preferably in the range of 1,000 to 100,000. , More preferably in the range of 1000 to 40000, in the range of 3000 to 30000 from the viewpoint that uniform mixing with the vinyl halide and / or vinylidene halide is possible and the residual amount of unreacted macromonomer after the polymerization is small. Is more preferable.
  • an acrylic resin containing acrylonitrile and another ethylenic monomer is copolymerized with a macromonomer having a polymer composed of an ethylenically unsaturated monomer containing a double bond in the main chain. ing.
  • the melt processing temperature can be lowered by copolymerizing acrylonitrile and a monomer capable of lowering the glass transition temperature of the vinyl polymer, but the glass transition temperature is lowered. The heat resistance may be impaired.
  • the undrawn yarn obtained above can be subjected to a drawing treatment by a known method and, if necessary, a heat relaxation treatment.
  • a fiber having a single fiber fineness of 2 dtex to 100 dtex As the stretching treatment conditions, the stretching ratio is preferably 1.1 to 6 times, preferably 1.5 to 4.5 times in a dry heat atmosphere with a stretching temperature of 70 ° C. to 150 ° C. More preferably.
  • the fibers subjected to the stretching treatment are subjected to a heat relaxation treatment, and the fibers are relaxed preferably at a relaxation rate of 1% or more and 50% or less, more preferably 5% or more and 40% or less. The rate can be reduced.
  • the apparent glass transition temperature of the acrylic fiber obtained above may increase the indoor temperature up to 60 ° C. in an inboard container during overseas transportation, or from the viewpoint of preventing fusion between fibers during heat processing, etc. It is preferable that it is 60 degreeC or more.
  • Example 2 Instead of the one-end acryloyl group poly (n-butyl acrylate) macromonomer obtained in Production Example 1, the one-end acryloyl group poly (2-methoxyethyl acrylate) macromonomer obtained in Production Example 2 was used. -Graft copolymer of acrylic resin / poly (2-methoxyethyl acrylate) (thermoplastic acrylic) except that the amount of mercaptoethanol added was changed to 0.25 parts by mass Resin). The obtained graft polymer was composed of 43.8% by mass of acrylonitrile, 51.2% by mass of vinyl chloride, and 5.0% by mass of poly (2-methoxyethyl acrylate).
  • the conversion of methoxyethyl) macromonomer was 93%.
  • the obtained graft polymer had a mass average molecular weight of about 70,000, a branching degree gM of 0.686, an average particle diameter of primary particles of 169.5 ⁇ m, and a glass transition temperature of 85.6 ° C. It was.
  • Table 1 shows the macromonomer content, mass average molecular weight, degree of branching (gM), average particle diameter of primary particles of thermoplastic acrylic resins of Examples 1 to 3 and acrylic resins of Comparative Examples 1 to 4 ( ⁇ m) and glass transition temperature (° C.).
  • Example A1 For 100 parts by mass of the thermoplastic acrylic resin (graft copolymer) obtained in Example 1, 12.5 parts by mass of dimethylsulfone as a plasticizer and tetrabromobisphenol A diglycidyl ether (Sakamoto Chemical) as a stabilizer
  • Product name "SR-BSP” 7.5 parts by mass and hydrotalcite
  • fatty acid ester as lubricant 0.15 parts by mass of lubricant (made by Riken Vitamin, product name “EW-100”)
  • 0.2 parts by mass of (meth) acrylate polymer manufactured by Kaneka, product name “Kane Ace PA20” as an additive
  • SUS stainless steel
  • Example A2 Similar to Example A1, except that the thermoplastic acrylic resin obtained in Example 2 was used instead of the thermoplastic acrylic resin obtained in Example 1, and the addition amount of dimethyl sulfone was changed to 10 parts by mass. Thus, an acrylic resin plate was produced.
  • Example A3 Similar to Example A1, except that the thermoplastic acrylic resin obtained in Example 3 was used in place of the thermoplastic acrylic resin obtained in Example 1, and the addition amount of dimethyl sulfone was changed to 10 parts by mass. Thus, an acrylic resin plate was produced.
  • Comparative Example A1 An attempt was made to produce a melt-formed product in the same manner as in Example A1 except that the acrylic resin obtained in Comparative Example 1 was used and the addition amount of dimethyl sulfone was changed to 15 parts by mass. Thus, an agglomerated powder was obtained that did not contain any melt-kneaded region.
  • Comparative Example A2 An attempt was made to produce a melt-formed product in the same manner as in Example A1, except that the acrylic resin obtained in Comparative Example 1 was used and the addition amount of dimethyl sulfone was changed to 20 parts by mass. Thus, an agglomerated powder was obtained that did not contain any melt-kneaded region.
  • Comparative Example A3 An acrylic resin plate was produced in the same manner as in Example A1, except that the acrylic resin obtained in Comparative Example 2 was used and the addition amount of dimethyl sulfone was changed to 20 parts by mass.
  • Comparative Example A4 As a result of producing a plate in the same manner as in Example A1, except that the acrylic resin obtained in Comparative Example 3 was used and the addition amount of dimethyl sulfone was changed to 10 parts by mass, a partially kneaded melt-kneaded product was obtained. However, odor was generated during kneading.
  • Example A5 An acrylic resin plate was prepared in the same manner as in Example A1, except that the acrylic resin obtained in Comparative Example 4 was used and the addition amount of dimethyl sulfone was changed to 25 parts by mass.
  • Comparative Example A6 An acrylic resin plate was produced in the same manner as in Example A1, except that the acrylic resin obtained in Comparative Example 4 was used and the addition amount of dimethyl sulfone was changed to 10 parts by mass.
  • 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 110-150 ° C.
  • the obtained strand was air-cooled and then pelletized.
  • the melt viscosity of the obtained pellet was 1646 Pa ⁇ s.
  • ⁇ Acrylic fiber melt spinning> The acrylic resin composition pellets obtained above were subjected to a laboratory extruder (manufactured by Toyo Seiki, model number “4C150”, 20 mm extrusion unit, downward die for melt viscosity measurement with a hole cross-sectional area of 0.16 mm 2 and 12 holes. Using a combination of circular spinning nozzles) and extrusion melt melt spinning at a cylinder temperature of 120 to 170 ° C. and a nozzle temperature of 210 ⁇ 20 ° C. The undrawn yarn with a fineness of 160 dtex was obtained by taking up the nozzle draft about 10 times. The obtained undrawn yarn was dry-heat drawn at a draw ratio of 1.6 times in a dry heat atmosphere at 100 ° C. to obtain an acrylic fiber having a single fiber fineness of about 100 dtex.
  • Example B2 ⁇ Preparation of acrylic resin composition pellet> An acrylic resin composition pellet was obtained in the same manner as in Example B1, except that the acrylic resin obtained in Example 2 was used and the addition amount of dimethyl sulfone was changed to 10 parts by mass. The melt viscosity of the obtained pellet was 1026 Pa ⁇ s.
  • Example B1 ⁇ Acrylic fiber melt spinning> The melt spinning was carried out in the same manner as in Example B1 except that the acrylic resin molded product pellets obtained above were used. It was taken up with a nozzle draft of about 11 times to obtain an undrawn yarn having a fineness of 150 dtex. The obtained undrawn yarn was dry heat drawn at a draw ratio of 2.3 times in a dry heat atmosphere at 100 ° C. to obtain an acrylic fiber having a single fiber fineness of about 65 dtex.
  • Example B3 Preparation of acrylic resin composition pellet> Acrylic resin composition pellets were obtained in the same manner as in Example B1, except that the acrylic resin obtained in Example 3 was used and the addition amount of dimethyl sulfone was changed to 10 parts by mass. The melt viscosity of the obtained pellet was 1108 Pa ⁇ s.
  • Example B1 ⁇ Acrylic fiber melt spinning> The melt spinning was carried out in the same manner as in Example B1 except that the acrylic resin molded product pellets obtained above were used. It was taken up with a nozzle draft of about 11 times to obtain an undrawn yarn having a fineness of 150 dtex. The obtained undrawn yarn was dry-heat drawn at a draw ratio of 2.1 times in a dry heat atmosphere at 100 ° C. to obtain an acrylic fiber having a single fiber fineness of about 71 dtex.
  • thermoplastic acrylic resins of Examples 1 to 4 in which the macromonomer was graft-copolymerized were compared with the acrylic resins of Comparative Examples 1 to 4 in which the macromonomer was not copolymerized. Melt processing characteristics were improved.
  • thermoplastic acrylic resins of Examples 1 to 4 obtained by graft copolymerization with a macromonomer are n-butyl acrylate, which is a monomer that can lower the glass transition temperature of a vinyl polymer.
  • the heat resistance was improved.
  • the acrylic resin of Example B1 obtained by melt spinning the thermoplastic acrylic resin composition (pellet form) containing the thermoplastic acrylic resin of Example 1 obtained by graft copolymerization with a macromonomer.
  • the fiber can be melt-spun even in a state where the amount of the plasticizer is reduced as compared with the acrylic fiber of Comparative Example B2 or Comparative Example B3 using an acrylic resin that is not copolymerized with a macromonomer. Since the transition temperature was improved, it was confirmed that the heat resistance was improved.
  • thermoplastic acrylic resin containing the thermoplastic acrylic resins of Examples 2 and 3 obtained by copolymerizing a macromonomer containing 50% by mass or more of an acrylate monomer having a hetero atom in the ester moiety.
  • the melt viscosity of the composition is a thermoplastic acrylic resin composition (pellet) containing the thermoplastic acrylic resin of Example 1 obtained by copolymerizing a macromonomer composed of a monomer whose ester portion is composed only of hydrocarbons. It was confirmed that the melt processability was excellent.
  • thermoplastic acrylic resin composition comprising a thermoplastic acrylic resin copolymerized with a macromonomer containing 50% by mass or more of an acrylate ester monomer having a hetero atom in the ester moiety
  • thermoplastic acrylic resin composition pellet-like containing a thermoplastic acrylic resin copolymerized with a macromonomer composed of a monomer whose ester portion is composed only of hydrocarbons

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Abstract

本発明は、1以上の実施形態において、アクリロニトリル、及びその他のエチレン性不飽和モノマーを含むアクリル系樹脂を幹ポリマーとし、エチレン性不飽和モノマーからなる重合体を枝ポリマーとするグラフト共重合体であり、アクリロニトリルを35質量%以上84.5質量%以下、その他のエチレン性不飽和モノマーを15質量%以上64.5質量%以下、及びエチレン性不飽和モノマーからなる重合体を0.5質量%以上40質量%以下含む熱可塑性アクリル系樹脂に関する。これにより、耐熱性を損なうことなく、溶融加工性を高めた熱可塑性アクリル系樹脂、その製造方法、熱可塑性アクリル系樹脂組成物、成形体、アクリル系繊維及びその製造方法を提供する。

Description

熱可塑性アクリル系樹脂、その製造方法及び樹脂組成物
 本発明は、溶融加工可能な熱可塑性アクリル系樹脂、その製造方法及び樹脂組成物に関する。
 アクリロニトリルを重合成分として含むアクリル系樹脂は、成形性に優れることから、プレートや繊維等の様々な用途の成形体の製造に用いられる。例えば、アクリロニトリルと、ハロゲン化ビニル及び/又はハロゲン化ビニリデンを共重合したアクリル系樹脂で構成されるアクリル系繊維は、人工毛髪、難燃性素材、及びパイル布帛等の様々の製品に用いられてきた。アクリロニトリルと、ハロゲン化ビニル及び/又はハロゲン化ビニリデンを共重合したアクリル系樹脂は、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。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1では、アクリル系繊維を溶融紡糸することが検討されている。
国際公開第2016/158774号
 特許文献1では、アクリル系樹脂に可塑剤を添加して溶融加工温度を低下させることで、溶融紡糸を可能にしているが、可塑剤の添加量によってはガラス転移温度が大きく低下し、アクリル系繊維の耐熱性が低下する恐れがあった。
 本発明は、前記従来の問題を解決するため、耐熱性を損なうことなく、溶融加工性を高めた熱可塑性アクリル系樹脂、その製造方法、熱可塑性アクリル系樹脂組成物、成形体、アクリル系繊維及びその製造方法を提供する。
 本発明は、1以上の実施形態において、アクリロニトリル、及びその他のエチレン性不飽和モノマーを含むアクリル系樹脂を幹ポリマーとし、エチレン性不飽和モノマーからなる重合体を枝ポリマーとするグラフト共重合体であり、アクリロニトリルを35質量%以上84.5質量%以下、その他のエチレン性不飽和モノマーを15質量%以上64.5質量%以下、及びエチレン性不飽和モノマーからなる重合体を0.5質量%以上40質量%以下含むことを特徴とする熱可塑性アクリル系樹脂に関する。
 本発明の1以上の実施形態において、前記熱可塑性アクリル系樹脂は、アクリロニトリル、その他のエチレン性不飽和モノマー、及び二重結合を含有するエチレン性不飽和モノマーからなる重合体を主鎖に有するマクロモノマーが共重合してなる共重合体であり、アクリロニトリル、その他のエチレン性不飽和モノマー、及び二重結合を含有するエチレン性不飽和モノマーからなる重合体を主鎖に有するマクロモノマーの合計質量を100質量部とした場合、アクリロニトリルの含有量が35質量部以上84.5質量部以下、その他のエチレン性不飽和モノマーの含有量が15質量部以上64.5質量部以下、二重結合を含有するエチレン性不飽和モノマーからなる重合体を主鎖に有するマクロモノマーの含有量が0.5質量部以上40質量部以下であることが好ましい。
 本発明の1以上の実施形態の熱可塑性アクリル系樹脂において、前記その他のエチレン性不飽和モノマーが、ハロゲン化ビニル及びハロゲン化ビニリデンからなる群から選ばれる一つ以上のエチレン性不飽和モノマーであることが好ましい。
 本発明の1以上の実施形態において、前記熱可塑性アクリル系樹脂は、前記エチレン性不飽和モノマーからなる重合体を1質量%以上30質量%以下含むことが好ましい。
 本発明の1以上の実施形態において、前記熱可塑性アクリル系樹脂の一次粒子の平均粒子径が10μm以上1000μm以下であることが好ましい。
 本発明の1以上の実施形態において、前記二重結合を含有するエチレン性不飽和モノマーからなる重合体を主鎖に有するマクロモノマーが反応性官能基を1分子あたり少なくとも1個分子末端に有し、前記反応性官能基が、下記一般式(1)で表される重合性の炭素―炭素二重結合を有することが好ましい。
 CH2=C(R)-C(O)O-   (1)
 (但し、一般式(1)中、Rは水素、又は、炭素数1~20の有機基を表す。)
 本発明の1以上の実施形態において、前記エチレン性不飽和モノマーからなる重合体は、(メタ)アクリル酸エステル系モノマー、スチレン系モノマー、ニトリル基含有ビニルモノマー、及びアミド基含有ビニルモノマーからなる群から選ばれる1種以上のモノマーを含むことが好ましい。
 本発明の1以上の実施形態において、前記エチレン性不飽和モノマーからなる重合体は、エステル部分にヘテロ原子を有する(メタ)アクリル酸エステルモノマーを50質量%以上含むことが好ましい。
 本発明は、また、1以上の実施形態において、前記の熱可塑性アクリル系樹脂の製造方法であって、アクリロニトリル35質量部以上84.5質量部以下、その他のエチレン性不飽和モノマー15質量部以上64.5質量部以下、及び二重結合を含有するエチレン性不飽和モノマーからなる重合体を主鎖に有するマクロモノマー0.5質量部以上40質量部以下を含む合計100質量部のモノマー混合物を懸濁重合法又は微細懸濁重合法で共重合することを特徴とする熱可塑性アクリル系樹脂の製造方法に関する。
 本発明の1以上の実施形態の熱可塑性アクリル系樹脂の製造方法において、前記その他のエチレン性不飽和モノマーが、ハロゲン化ビニル及びハロゲン化ビニリデンからなる群から選ばれる一つ以上のエチレン性不飽和モノマーであることが好ましい。
 本発明は、また、1以上の実施形態において、前記の熱可塑性アクリル系樹脂及び可塑剤を含み、前記可塑剤は沸点が200℃以上の有機化合物である熱可塑性アクリル系樹脂組成物に関する。
 本発明の1以上の実施形態において、前記熱可塑性アクリル系樹脂組成物は、前記熱可塑性アクリル系樹脂100質量部に対して、前記可塑剤を0.1質量部以上50質量部以下含むことが好ましい。
 本発明の1以上の実施形態において、前記可塑剤が、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、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、乳酸ラクチド、ピロリドン、N-メチルピロリドン、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択される少なくとも一種であることが好ましい。本発明の1以上の実施形態において、前記可塑剤が、ジメチルスルホン及び乳酸ラクチドからなる群から選択される少なくとも一種であることが好ましい。
 本発明の1以上の実施形態において、前記熱可塑性アクリル系樹脂組成物は、さらにエポキシ系熱安定剤、ハイドロタルサイト系熱安定剤、錫系熱安定剤、Ca-Zn系熱安定剤、及びβ-ジケトン系熱安定剤からなる群から選択される少なくとも1種の安定剤を含むことが好ましい。
 本発明の1以上の実施形態において、前記熱可塑性アクリル系樹脂組成物は、前記熱可塑性アクリル系樹脂100質量部に対して、前記安定剤を0.1質量部以上30質量部以下含むことが好ましい。
 本発明の1以上の実施形態において、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、12-ヒドロキシステアリン酸亜鉛、12-ヒドロキシステアリン酸カルシウム、ステアロイルベンゾイルメタン(SBM)、及びジベンゾイルメタン(DBM)からなる群から選択される少なくとも一種であることが好ましい。
 本発明は、1以上の実施形態において、前記の熱可塑性アクリル系樹脂組成物で構成されていることを特徴とする成形体に関する。
 本発明は、1以上の実施形態において、前記の熱可塑性アクリル系樹脂組成物で構成されていることを特徴とするアクリル系繊維に関する。
 本発明は、1以上の実施形態において、前記の熱可塑性アクリル系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、耐熱性を損なうことなく、溶融加工性を高めた熱可塑性アクリル系樹脂、それを含む熱可塑性アクリル系樹脂組成物、並びに熱可塑性アクリル系樹脂組成物で構成された成形体及び繊維を提供することができる。また、本発明の製造方法によれば、マクロモノマーを歩留まり良くアクリロニトリルを含有するアクリル系樹脂に共重合することで、耐熱性を損なうことなく、溶融加工性を高めた熱可塑性アクリル系樹脂を得ることができる。また、本発明によれば、溶融紡糸法によりアクリル系繊維を作製することができる。
 本発明の発明者らは、アクリロニトリル、及びその他のエチレン性不飽和モノマーを含むアクリル系樹脂について、耐熱性を損なうことなく、溶融加工性を高めるために検討を重ねた。その結果、アクリロニトリル、及びその他のエチレン性不飽和モノマーを含むアクリル系樹脂が幹ポリマーであり、エチレン性不飽和モノマーからなる重合体が枝ポリマーであり、アクリロニトリル、その他のエチレン性不飽和モノマー及びエチレン性不飽和モノマーからなる重合体の含有量が所定の範囲のグラフト重合体を用いることで、耐熱性を損なうことなく、溶融加工性を向上し得ることを見出した。
 前記熱可塑性アクリル系樹脂は、アクリロニトリル、及びその他のエチレン性不飽和モノマーを含むアクリル系樹脂を幹ポリマーとし、エチレン性不飽和モノマーからなる重合体を枝ポリマーとするグラフト共重合体である。本願において、「グラフト共重合体」は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー多角度光散乱光度計(GPC-MALS)により測定・算出される、分岐度(gM=(分岐ポリマーの平均回転半径の2乗/直鎖ポリマーの平均回転半径の2乗))の値によって確認することができる。具体的には、ポリマーの分岐度(gM)の値が0.20以上0.95以下の範囲である場合、該ポリマーはグラフト共重合体であることを意味する。
 本発明の1以上の実施形態において、熱可塑性アクリル系樹脂は、アクリロニトリルを35質量%以上84.5質量%以下、その他のエチレン性不飽和モノマーを15質量%以上64.5質量%以下、及びエチレン性不飽和モノマーからなる重合体を0.5質量%以上40質量%以下含む。前記熱可塑性アクリル系樹脂は、アクリロニトリルを35質量%以上含むことにより、耐熱性が良好になる。前記熱可塑性アクリル系樹脂は、エチレン性不飽和モノマーからなる重合体を0.5質量%以上含むことにより、熱可塑性アクリル系樹脂の溶融加工性を向上させることができる。また、エチレン性不飽和モノマーからなる重合体の含有量が40質量%以下であると、アクリロニトリル、及びその他のエチレン性不飽和モノマーを含むアクリル系樹脂を幹ポリマーとし、エチレン性不飽和モノマーからなる重合体を枝ポリマーとするグラフト共重合体の重合安定性を高めることができる。前記熱可塑性アクリル系樹脂は、溶融加工性及び重合安定性の観点から、エチレン性不飽和モノマーからなる重合体を1質量%以上30質量%以下含むことが好ましい。
 本発明の1以上の実施形態において、熱可塑性アクリル系樹脂は、アクリロニトリル、その他のエチレン性不飽和モノマー、及び二重結合を含有するエチレン性不飽和モノマーからなる重合体を主鎖に有するマクロモノマーを共重合した共重合体であり、アクリロニトリル、その他のエチレン性不飽和モノマー、及びエチレン性不飽和モノマーからなる重合体を主鎖に有するマクロモノマーの合計質量を100質量部とした場合、アクリロニトリルの含有量が35質量部以上84.5質量部以下、その他のエチレン性不飽和モノマーの含有量が15質量部以上64.5質量部以下、二重結合を含有するエチレン性不飽和モノマーからなる重合体を主鎖に有するマクロモノマーの含有量が0.5質量部以上40質量部以下であることが好ましい。すなわち、アクリロニトリル35質量部以上84.5質量部以下、その他のエチレン性不飽和モノマーを15質量部以上64.5質量部以下、及び二重結合を含有するエチレン性不飽和モノマーからなる重合体を主鎖に有するマクロモノマー0.5質量部以上40質量部以下を含む合計100質量部のモノマー混合物を共重合させることで得ることが好ましい。
 前記その他のエチレン性不飽和モノマーとしては、アクリロニトリル以外のエチレン性不飽和モノマーであればよく、特に限定されない。例えば、ハロゲン化ビニル、ハロゲン化ビニリデン、スチレン系モノマー、(メタ)アクリル酸エステル系モノマー、ビニルエステル系モノマー等が挙げられる。スチレン系モノマー、(メタ)アクリル酸エステル系モノマー、ビニルエステル系モノマーとしては、後述するものを適宜に用いることができる。耐熱性及び難燃性の観点から、前記その他のエチレン性不飽和モノマーとしては、ハロゲン化ビニル及びハロゲン化ビニリデンからなる群から選ばれる一つ以上のエチレン性不飽和モノマーを用いることが好ましい。
 前記熱可塑性アクリル系樹脂は、溶融加工性、耐熱性及び難燃性の観点から、アクリロニトリル、ハロゲン化ビニル及びハロゲン化ビニリデンからなる群から選ばれる一つ以上のエチレン性不飽和モノマー、及び二重結合を含有するエチレン性不飽和モノマーからなる重合体を主鎖に有するマクロモノマーを共重合した共重合体であり、アクリロニトリル、ハロゲン化ビニル及びハロゲン化ビニリデンからなる群から選ばれる一つ以上のエチレン性不飽和モノマー、及び二重結合を含有するエチレン性不飽和モノマーの合計質量を100質量部とした場合、アクリロニトリルの含有量が35質量部以上84.5質量部以下、ハロゲン化ビニル及びハロゲン化ビニリデンからなる群から選ばれる一つ以上のエチレン性不飽和モノマーの含有量が15質量部以上64.5質量部以下、二重結合を含有するエチレン性不飽和モノマーからなる重合体を主鎖に有するマクロモノマーの含有量が0.5質量部以上40質量部であることが好ましく、より好ましくはアクリロニトリルの含有量が35質量部以上64質量部以下、ハロゲン化ビニル及びハロゲン化ビニリデンからなる群から選ばれる一つ以上のエチレン性不飽和モノマーの含有量が35質量部以上64質量部以下、二重結合を含有するエチレン性不飽和モノマーからなる重合体を主鎖に有するマクロモノマーの含有量が1質量部以上30質量部以下である。
 すなわち、前記熱可塑性アクリル系樹脂は、アクリロニトリルを35質量部以上84.5質量部以下、ハロゲン化ビニル及びハロゲン化ビニリデンからなる群から選ばれる一つ以上のエチレン性不飽和モノマーを15質量部以上64.5質量部以下、及び二重結合を含有するエチレン性不飽和モノマーからなる重合体を主鎖に有するマクロモノマーを0.5質量部以上40質量部以下含む合計100質量部のモノマー混合物を共重合させて得ることが好ましく、より好ましくはアクリロニトリルを35質量部以上64質量部以下、ハロゲン化ビニル及びハロゲン化ビニリデンからなる群から選ばれる一つ以上のエチレン性不飽和モノマーを35質量部以上64質量部以下、及び二重結合を含有するエチレン性不飽和モノマーからなる重合体を主鎖に有するマクロモノマーを1質量部以上30質量部以下含む合計100質量部のモノマー混合物を共重合させて得る。
 前記ハロゲン化ビニルとしては、特に限定はなく、例えば塩化ビニル、臭化ビニル、及びヨウ化ビニル等が挙げられる。前記ハロゲン化ビニリデンとしては特に限定はなく、例えば塩化ビニリデン、臭化ビニリデン、及びヨウ化ビニリデン等が挙げられる。これらは1種を単独で用いても良く、2種以上を組み合わせて使用しても良い。耐熱性の観点から、塩化ビニル及び/又は塩化ビニリデンを使用することが好ましく、さらに好ましくは塩化ビニルを使用する。
 一般にマクロモノマーとは、重合体の末端に反応性官能基を有するオリゴマー分子を意味する。本発明の1以上の実施形態で使用される二重結合を含有するエチレン性不飽和モノマーからなる重合体を主鎖に有するマクロモノマー(以下において、単に「マクロモノマー」とも記す。)は、反応性官能基(重合可能な官能基とも称される。)として、アリル基、ビニルシリル基、ビニルエーテル基、ジシクロペンタジエニル基、及び下記一般式(1)で表される重合性の炭素-炭素二重結合を有する基からなる群から選ばれる重合性の炭素-炭素二重結合を有する基を、少なくとも1分子あたり1個、分子末端に有する。該マクロモノマーは通常ラジカル重合によって製造することができる。特に、アクリロニトリル及び塩化ビニル系モノマーとの反応性が良好なことから、前記マクロモノマーにおいて、反応性官能基は下記一般式(1)で表される重合性の炭素-炭素二重結合を有することが好ましい。
 CH2=C(R)-C(O)O-   (1)
 前記一般式(1)中、Rは、水素又は炭素数1~20の有機基を表す。Rの具体例としては特に限定されず、例えば、-H、-CH3、-CH2CH3、-(CH2nCH3(nは2~19の整数を表す)、-C65、-CH2OH、及び-CNからなる群から選ばれる基が好ましく、より好ましくは-H、及び-CH3からなる群から選ばれる基である。
 本発明の1以上の実施形態で使用されるマクロモノマーの主鎖である、二重結合を含有するエチレン性不飽和モノマーからなる重合体の製法として、特に限定されず、従来公知の製法を用いることができる。例えば、特開2006-299240号公報には本発明の1以上の実施形態で使用されるマクロモノマーの詳細な製造方法が記載されており、これらのうちのいずれの製造方法を用いても良いが、通常、制御ラジカル重合法が利用され、さらに制御の容易さなどからリビングラジカル重合法が好ましく用いられ、原子移動ラジカル重合法が特に好ましい。
 前記マクロモノマーにおいて、その主鎖が有する、エチレン性不飽和モノマーからなる重合体としては特に制約はなく、該重合体を構成するエチレン性不飽和モノマーとしては、各種のものを使用することができる。例えば、(メタ)アクリル酸エステル系モノマー、スチレン系モノマー、ニトリル基含有ビニル系モノマー、アミド基含有ビニル系モノマー、フッ素含有ビニルモノマー、ケイ素含有ビニルモノマー、マレイミド系モノマー、ビニルエステル類、アルケン類、共役ジエン類等が挙げられる。また、無水マレイン酸、マレイン酸、マレイン酸のモノアルキルエステル及びジアルキルエステル;フマル酸、フマル酸のモノアルキルエステル及びジアルキルエステル;塩化アリル、アリルアルコール等を用いることもできる。
 前記(メタ)アクリル酸エステル系モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸脂肪族炭化水素(例えば炭素数が1~18のアルキル)エステル、(メタ)アクリル酸脂環式炭化水素エステル、(メタ)アクリル酸芳香族炭化水素エステル、(メタ)アクリル酸アラルキルエステル等が挙げられる。(メタ)アクリル酸脂肪族炭化水素エステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n-プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸tert-ブチル、(メタ)アクリル酸n-ペンチル、(メタ)アクリル酸n-ヘキシル、(メタ)アクリル酸n-ヘプチル、(メタ)アクリル酸n-オクチル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸ステアリル等が挙げられる。(メタ)アクリル酸脂環式炭化水素エステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸イソボルニル等が挙げられる。(メタ)アクリル酸芳香族炭化水素エステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸トルイル等が挙げられる。(メタ)アクリル酸アラルキルエステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸ベンジル等が挙げられる。
 前記(メタ)アクリル酸エステル系モノマーとしては、例えば、エステル部分にヘテロ原子を有する(メタ)アクリル酸エステル系モノマーを用いてもよい。ヘテロ原子としては、特に限定されず、例えば、酸素(O)、フッ素(F)、窒素(N)等が挙げられる。前記エステル部分にヘテロ原子を有する(メタ)アクリル酸エステル系モノマーとしては、具体的には、例えば、(メタ)アクリル酸2-メトキシエチル、(メタ)アクリル酸3-メトキシブチル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸2-アミノエチル、γ-(メタクリロイルオキシプロピル)トリメトキシシラン、(メタ)アクリル酸のエチレンオキサイド付加物、(メタ)アクリル酸トリフルオロメチルメチル、(メタ)アクリル酸2-トリフルオロメチルエチル、(メタ)アクリル酸2-パーフルオロエチルエチル、(メタ)アクリル酸2-パーフルオロエチル-2-パーフルオロブチルエチル、(メタ)アクリル酸2-パーフルオロエチル、(メタ)アクリル酸パーフルオロメチル、(メタ)アクリル酸ジパーフルオロメチルメチル、(メタ)アクリル酸2-パーフルオロメチル-2-パーフルオロエチルメチル、(メタ)アクリル酸2-パーフルオロヘキシルエチル、(メタ)アクリル酸2-パーフルオロデシルエチル、及び(メタ)アクリル酸2-パーフルオロヘキサデシルエチル等が挙げられる。
 前記スチレン系モノマーとしては、例えば、スチレン、ビニルトルエン、α-メチルスチレン、クロルスチレン、スチレンスルホン酸及びその塩等が挙げられる。前記ニトリル基含有ビニル系モノマーとしては、例えば、アクリロニトリル、及びメタクリロニトリル等が挙げられる。前記アミド基含有ビニル系モノマーとしては、例えば、アクリルアミド、及びメタクリルアミド等が挙げられる。前記フッ素含有ビニルモノマーとしては、例えば、パーフルオロエチレン、パーフルオロピレン、及びフッ化ビニリデン等が挙げられる。前記ケイ素含有ビニルモノマーとしては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、及びビニルトリエトキシシラン等が挙げられる。前記マレイミド系モノマーとしては、例えば、マレイミド、メチルマレイミド、エチルマレイミド、プロピルマレイミド、ブチルマレイミド、ヘキシルマレイミド、オクチルマレイミド、ドデシルマレイミド、ステアリルマレイミド、フェニルマレイミド、及びシクロヘキシルマレイミド等が挙げられる。前記ビニルエステル類としては、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ピバリン酸ビニル、安息香酸ビニル、及び桂皮酸ビニル等が挙げられる。前記アルケン類としては、例えば、エチレン、及びプロピレン等が挙げられる。前記共役ジエン類としては、例えば、ブタジエン、及びイソプレン等が挙げられる。
 上述したエチレン性不飽和モノマーは、1種を単独で使用しても良いし、2種以上を共重合させても構わない。本明細書において、(メタ)アクリル酸とは、アクリル酸及び/又はメタクリル酸を意味する。
 前記エチレン性不飽和モノマーとしては、生成物の物性等から、(メタ)アクリル酸エステル系モノマー、スチレン系モノマー、ニトリル基含有ビニル系モノマー及びアミド基含有ビニル系モノマーからなる群から選ばれる1種以上が好ましい。より好ましくは(メタ)アクリル酸エステル系モノマー及びニトリル基含有ビニル系モノマーからなる群から選ばれる1種以上であり、さらに好ましくはアクリル酸系エステル系モノマー及びニトリル基含有ビニル系モノマーからなる群から選ばれる1種以上である。前記エチレン性不飽和モノマーとしては、熱可塑性アクリル系樹脂の曳糸性等の溶融加工性及び物性等の観点から、エステル部分にヘテロ原子を有する(メタ)アクリル酸エステルモノマーを用いることが特に好ましい。本発明においては、これらの好適なモノマーを上述した他のモノマーと共重合させたものを用いても良く、その際はこれらの好適なモノマーが40質量%以上含まれていることが好ましく、50質量%以上含まれていることがより好ましい。
 本発明の1以上の実施形態において、前記マクロモノマーは1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用しても良い。
 前記二重結合を含有するエチレン性不飽和モノマーからなる重合体を主鎖に有するマクロモノマーの数平均分子量は、特に限定されないが、GPCで測定した数平均分子量が1000以上100000以下の範囲が好ましく、1000以上40000以下の範囲がより好ましく、ハロゲン化ビニル及び/又はハロゲン化ビニリデンとの均一混合が可能であり、重合終了後の未反応マクロモノマー残存量が少ないという観点から3000以上30000以下の範囲がさらに好ましい。前記二重結合を含有するエチレン性不飽和モノマーからなる重合体を主鎖に有するマクロモノマーは、分子量分布が狭い観点から、質量平均分子量Mwと数平均分子量Mnの比(Mw/Mn)が1.1以上1.5以下であることが好ましい。
 本発明の1以上の実施形態では、アクリロニトリル及びその他のエチレン性モノマーを含むアクリル系樹脂に、二重結合を含有するエチレン性不飽和モノマーからなる重合体を主鎖に有するマクロモノマーを共重合させている。アクリロニトリルを含むアクリル系樹脂において、アクリロニトリルと、ビニル系重合体のガラス転移温度を低下し得るモノマーを共重合させることで、溶融加工温度を低下させることができるが、ガラス転移温度が低下することから、耐熱性が損なわれる恐れがある。これに対し、アクリロニトリル及びその他のエチレン性モノマーを含有するアクリル系樹脂に対してマクロモノマーを共重合させてグラフト重合体にすることにより、該アクリル系樹脂のガラス転移温度は低下させず、耐熱性を保持したまま、溶融加工温度を低下させた熱可塑性アクリル系樹脂を得ることができる。
 本発明における熱可塑性アクリル系樹脂の製造方法としては、重合制御の簡便性、重合後のポリマー粒子の分離や洗浄が容易な点から水性媒体中での共重合が好ましい。水性媒体中での重合方法としては、例えば、懸濁重合法、微細懸濁重合法、乳化重合法等の製造方法が挙げられる。中でも重合安定性の観点から、懸濁重合法又は微細懸濁重合法が好ましく、平均粒子径が1μm以上1000μm以下のアクリル系樹脂を得るためには、懸濁重合法がさらに好ましい。
 例えば、マクロモノマーとの共重合を乳化重合法で行った場合、マクロモノマーの水への溶解度が低いことから、歩留まりが悪くなる恐れがある。重合終了後の未反応のマクロモノマー量が多くなると、マクロモノマー残存による重合缶や配管の汚染が起こりやすい。また混練溶融時において、未反応マクロモノマーが多量に存在すると、アクリル系樹脂に対して滑剤として作用し、混練ができない恐れがある。このような原因からも、前記熱可塑性アクリル系樹脂は、マクロモノマーの歩留まりが良い、懸濁重合法又は微細懸濁重合法で製造することが好ましい。
 一般にアクリル系樹脂は乳化重合法にて製造されるが、この際重合安定性及び繊維にした際の染色性や湿式紡糸法の際の紡糸性を高める観点から、通常イオン性置換基を有するビニルモノマーを共重合している。しかしながら、アクリル系樹脂を懸濁重合法で製造する場合は、イオン性置換基を有するモノマーを添加すると、微粒子の生成や重合スケールの発生等、重合安定性が大きく損なわれる恐れがある。そのため、熱可塑性アクリル系樹脂を懸濁重合法又は微細懸濁重合法で製造する場合は、前記その他のエチレン性不飽和モノマーは、非イオン性のモノマーのみから選択されることが好ましい。本明細書において、「非イオン性のモノマー」とは、全てのpH領域で水中での電離度が1%以下であるモノマーを意味する。
 前記熱可塑性アクリル系樹脂は、上述したアクリロニトリル、ハロゲン化ビニル及びハロゲン化ビニリデンからなる群から選ばれる一つ以上のエチレン性不飽和モノマー、並びにマクロモノマーに加えて、本発明の効果を損なわない範囲で、適宜他のモノマーを1種又は2種以上共重合することも可能である。熱可塑性アクリル系樹脂を構成する全構成単位100質量部中、これらの他のモノマーの割合は20質量部以下、さらに耐熱性の観点から15質量部以下であることがより好ましい。
 前記懸濁重合法又は微細懸濁重合法では、上述したモノマー、懸濁分散剤、重合開始剤及び連鎖移動剤等を必要に応じて一括あるいは分割又は連続して仕込み、所定の重合温度、例えば、25℃以上100℃以下で共重合反応を行うことができる。
 前記懸濁分散剤としては、本発明の目的を損なわない範囲のものであれば、特に限定されずに使用することができる。そのような懸濁分散剤としては、例えば、部分鹸化ポリ酢酸ビニル;メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等の水溶性セルロースエーテル;ポリエチレンオキサイド;ポリビニルピロリドン;ポリアクリル酸;酢酸ビニル-マレイン酸共重合体;スチレン-マレイン酸共重合体;ゼラチン;デンプン等の有機高分子分散剤が使用可能である。これらは1種を単独で用いても良く、2種以上を組み合わせて使用することができる。
 前記重合開始剤としては、特に限定されず、本発明の目的を損なわない範囲の油溶性重合開始剤を添加すれば良いが、これらの開始剤のうち10時間半減期温度が30~65℃のものを使用するのが好ましい。このような油溶性重合開始剤としては、例えば、ジイソブチルパーオキサイド、クミルパーオキシネオデカノエイト、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ(2-エチルヘキシル)パーオキシジカーボネート、t-ブチルパーオキシピバレート、t-ブチルパーオキシネオデカノエイト、1,1,3,3-テトラメチルブチルパーオキシネオデカノエート、ジラウロイルパーオキサイド、ジ(3,5,5-トリメチルヘキサノイル)パーオキサイド等の有機過酸化物系重合開始剤;2,2'-アゾビスイソブチロニトリル、2,2'-アゾビス(4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2'-アゾビス-(2,4-ジメチルバレロニトリル)等のアゾ系重合開始剤が挙げられる。これらの油溶性重合開始剤は1種を単独で用いても良く、2種以上を組み合わせて使用することもできる。これら油溶性重合開始剤は特に制約のない状態で添加することができるが、例えば有機溶剤に溶解して使用する場合には、その有機溶剤の例としては、トルエン、キシレン、ベンゼン等の芳香族炭化水素;ヘキサン、イソパラフィン等の脂肪族炭化水素;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類;酢酸エチル、酢酸ブチル、ジオクチルフタレート等のエステル類が挙げられる。これらの有機溶剤は1種を単独で用いても良く、2種以上を組み合わせて使用することもできる。
 前記連鎖移動剤としては、特に限定されず、本発明の目的を損なわない範囲のものを用いることができる。そのような連鎖移動剤としては、例えば、主鎖の炭素数が2~12のアルキルメルカプタン、メルカプトアルコール等を好適に例示できる。主鎖の炭素数が2~12のアルキルメルカプタンとしては、n-オクチルメルカプタン(1-オクタンチオールとも称される。)、t-オクチルメルカプタン、n-ドデシルメルカプタン、t-ドデシルメルカプタン、2-エチルヘキシルチオグリコール等が例示され、メルカプトアルコールとしては、2-メルカプトエタノール等が挙げられる。
 前記懸濁重合法又は微細懸濁重合法では、本発明の目的を損なわない範囲において、必要に応じて、界面活性剤、分散助剤、抗酸化剤、重合度調節剤、粒子径調節剤、pH調節剤、ゲル化性改良剤、帯電防止剤、安定剤、スケール防止剤等を適宜に使用することができる。
 懸濁重合又は微細懸濁重合によれば、熱可塑性アクリル系樹脂はラテックス状又はスラリー状で得られるが、これを乾燥して粉粒体の共重合樹脂を得る方法としては特に制約はなく、ラテックス又はスラリーを脱水したのち熱風乾燥機等で静置乾燥法により乾燥する方法等が挙げられる。
 前記熱可塑性アクリル系樹脂は、一次粒子の平均粒子径が通常1μm以上1000μm以下であり、粉体輸送や濾過性の観点から、10μm以上1000μm以下であることが好ましく、より好ましくは50μm以上500μm以下である。本明細書において、一次粒子の平均粒子径とは、懸濁重合又は微細懸濁重合で得られた樹脂を脱水処理のみして得たもの、すなわち熱処理等で造粒していない樹脂の一次粒子径であり、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」を用いて測定した体積粒度分布における累積体積百分率が50体積%の粒子径D50を意味する。
 前記熱可塑性アクリル系樹脂は、GPC法により測定される質量平均分子量が10000以上300000以下であることが好ましく、成形加工時の溶融流動性の観点から30000以上150000以下であることがより好ましい。
 本発明の1以上の実施形態において、前記熱可塑性アクリル系樹脂に、該熱可塑性アクリル系樹脂と相溶性を有し、沸点が200℃以上の有機化合物である可塑剤(以下において、単に、「アクリル系樹脂向け可塑剤」とも記す。)を配合して熱可塑性アクリル系樹脂組成物として用いることができる。本明細書において、「相溶性を有する」とは、10mgの熱可塑性アクリル系樹脂と2gの沸点が200℃以上の有機化合物を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、熱可塑性アクリル系樹脂が溶解されることを意味する。また、本明細書において、「沸点」は、1大気圧(760mmHg)の条件下での標準沸点を意味する。
 前記アクリル系樹脂向け可塑剤としては、アクリル系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、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;乳酸ラクチドなどのラクチド類;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、前記アクリル系樹脂向け可塑剤は、1種を単独で用いても良く、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 前記アクリル系樹脂向け可塑剤は、繊維が該可塑剤の融点よりも高い温度で保持されたときに、液体となって繊維表面に滲み出てくる場合があるため、繊維の外観や触感を低下させ、その後室温(25±5℃)に戻った際に固体となって繊維間が膠着する問題が発生し易くなる。特に海外輸送時には船内コンテナで60℃まで室内温度の上がる場合があり、繊維加工時には短時間ではあるものの90℃となることもあることから、前記アクリル系樹脂向け可塑剤の融点は60℃以上であることが好ましく、より好ましくは90℃以上である。例えば、ジメチルスルホン、乳酸ラクチド及びε-カプロラクタムからなる群から選ばれる1種以上などを用いることが好ましく、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1種以上などを用いることがより好ましい。
 前記熱可塑性アクリル系樹脂組成物は、溶融加工性の観点から、熱可塑性アクリル系樹脂100質量部に対して、前記アクリル系樹脂向け可塑剤を0.1質量部以上50質量部以下含むことが好ましい。前記アクリル系樹脂向け可塑剤の配合量が50質量部以下であると、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。耐熱性の観点から、熱可塑性アクリル系樹脂100質量部に対して、前記アクリル系樹脂向け可塑剤を30質量部以下含むことが好ましく、25質量部以下含むことがより好ましく、20質量部以下含むことがさらに好ましく、15質量部以下含むことが特に好ましい。溶融加工性の観点から、前記熱可塑性アクリル系樹脂組成物は、熱可塑性アクリル系樹脂100質量部に対して、前記アクリル系樹脂向け可塑剤を0.5質量部以上含むことが好ましく、1質量部以上含むことがより好ましく、5質量部以上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質量部以上であると、溶融加工性が良好になり、ジメチルスルホン20質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5℃高い115℃でも溶融加工することができる。
 前記熱可塑性アクリル系樹脂組成物は、さらに、熱安定性のため、安定剤を含んでもよい。前記安定剤としては、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。前記安定剤は、溶融加工性を向上しつつ、着色を抑制し、透明性を確保する観点から、エポキシ系熱安定剤、ハイドロタルサイト系熱安定剤、錫系熱安定剤、Ca-Zn系熱安定剤、及びβ-ジケトン系熱安定剤からなる群から選択される少なくとも1種以上の安定剤であることが好ましい。
 前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、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、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化合物、それら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単独重合体)、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、及び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、及び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。
 前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。
 前記錫系安定剤は、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、ジメチル錫メルカプト、ジメチル錫メルカプタイド、ジブチル錫メルカプト、ジオクチル錫メルカプト、ジオクチル錫メルカプトポリマー、ジオクチル錫メルカプトアセテートなどのメルカプト錫系熱安定剤、ジメチル錫マレエート、ジブチル錫マレエート、ジオクチル錫マレエート、ジオクチル錫マレエートポリマーなどのマレエート錫系熱安定剤、ジメチル錫ラウレート、ジブチル錫ラウレート、ジオクチル錫ラウレートなどのラウレート錫系熱安定剤などを用いることができる。
 前記錫Ca-Zn系安定剤は、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、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、12-ヒドロキシステアリン酸亜鉛、12-ヒドロキシステアリン酸カルシウムなどを用いることができる。
 前記錫β-ジケトン系安定剤は、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、ステアロイルベンゾイルメタン(SBM)、ジベンゾイルメタン(DBM)などを用いることができる。
 前記安定剤は、1種を単独で用いても良く、2種以上を組み合わせて用いても良い。
 前記安定剤は、溶融加工性を向上しつつ、着色を抑制し、透明性を確保する観点から、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、12-ヒドロキシステアリン酸亜鉛、12-ヒドロキシステアリン酸カルシウム、ステアロイルベンゾイルメタン(SBM)、及びジベンゾイルメタン(DBM)からなる群から選択される少なくとも一種であることが好ましい。
 前記熱可塑性アクリル系樹脂組成物は、前記アクリル系樹脂100質量部に対して、前記安定剤を0.1質量部以上30質量部以下含むことが好ましく、より好ましくは0.2質量部以上20質量部以下含み、さらに好ましくは0.5質量部以上10質量部以下含む。0.1質量部以上であると、着色抑制効果が良好である。また、30質量部以下であると、着色抑制効果が良好であるとともに、透明性を確保でき、且つアクリル系樹脂成形体の力学特性の低下が軽微となる。
 前記熱可塑性アクリル系樹脂組成物は、本発明の目的を損なわない範囲内で、熱可塑性アクリル系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。前記滑剤としては、例えば、ステアリン酸モノグリセライド、及びステアリルステアレートなどの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、及び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、及び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、及び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、及び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、前記熱可塑性アクリル系樹脂100質量部に対して、10質量部以下にすればよい。
 前記熱可塑性アクリル系樹脂組成物は、本発明の目的を損なわない範囲内で、モダクリル加工助剤などの加工助剤を含んでもよい。前記熱可塑性アクリル系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、前記アクリル系樹脂100質量部に対して、10質量部以下にすることができる。本明細書において、(メタ)アクリレートとは、メタクリレート及び/又はアクリレートを意味する。
 前記熱可塑性アクリル系樹脂組成物は、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。前記熱可塑性アクリル系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、前記熱可塑性アクリル系樹脂の粉体に、前記アクリル系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、前記熱可塑性アクリル系樹脂の粉体は、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、前記熱可塑性アクリル系樹脂の水分率は、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、前記安定剤も混合する。また、必要に応じて、滑剤、加工助剤などを混合してもよい。前記混合には、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。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熱可塑性アクリル系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℃以上120℃以下の範囲に設定し、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、熱可塑性アクリル系樹脂とアクリル系樹脂向け可塑剤の混練物のガラス転移温度以上であり、且つ熱可塑性アクリル系樹脂の熱分解による呈色を抑制する観点から、40℃以上200℃以下であることが好ましく、より好ましくは80℃以上185℃以下であり、さらに好ましくは100℃以上165℃以下である。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。粉体混合物を溶融混練することで、ストランド状又はペレット状の熱可塑性アクリル系樹脂組成物を得ることができる。
 上記で得られた熱可塑性アクリル系樹脂組成物を、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。前記成形体は、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を超える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。
 前記熱可塑性アクリル系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、前記熱可塑性アクリル系樹脂組成物(例えば、溶融混練後のペレット状の熱可塑性アクリル系樹脂組成物)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、前記熱可塑性アクリル系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アクリル系樹脂組成物の溶融混練物(ペレット状の熱可塑性アクリル系樹脂組成物)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アクリル系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℃以上200℃以下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倍以上100倍以下の範囲となる速度比で引き取ることが好ましく、紡糸安定性の観点から5倍以上50倍以下の範囲であることがより好ましい。紡糸ノズルの口径は、特に限定されないが、例えば、0.05mm以上2mm以下であることが好ましく、0.1mm以上1mm以下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ノズル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、200℃以上であることが好ましく、230℃以上であることがより好ましい。冷却温度は、空冷で-196℃以上40℃以下であることが好ましく、より好ましくは0℃以上30℃以下であり、水冷で5℃以上60℃以下であることが好ましく、より好ましくは10℃以上40℃以下である。
 上記で得られた未延伸糸に、公知の方法で延伸処理、及び必要に応じて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2dtex以上100dtex以下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℃以上150℃以下の乾熱雰囲気下で、延伸倍率は1.1倍以上6倍以下程度にすることが好ましく、1.5倍以上4.5倍以下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%以上50%以下の緩和率で、より好ましくは5%以上40%以下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。
 上記で得られたアクリル系繊維の見かけガラス転移温度は、海外輸送時には船内コンテナで60℃まで室内温度の上がる場合があることや、加熱加工時の繊維同士の融着等を阻止する観点から、60℃以上であることが好ましい。
 以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。なお、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
 まず、各種測定方法及び評価方法を説明する。
(1)質量平均分子量及び数平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(東ソー社製の「HLC-8320GPC」)を用いてGPC法で測定・算出した。
(2)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」を用いて測定した体積粒度分布における累積体積百分率が50体積%の粒子径D50である。
(3)アクリル系樹脂のガラス転移温度は、セイコーインスツルメンツ製の示差走査熱量計「DSC-6100」を用いて-80℃から160℃まで20℃/minで昇温した後に、再度-80℃まで20℃/minにて降温し、熱履歴を排除した上で、もう一度―80℃から160℃へ10℃/minで昇温した際に得られた値である。
(4)GPC-MALSは、東ソー製の「HLC-8220GPC」に、カラムとしてTSKgel GMHXLを2本、TSKgel G3000XLを1本、TSKgel G2000XLを1本装着し、溶離液として臭化リチウム一水和物50mMを含むDMFを使用して測定したものである。分岐度gM値分岐度(gM=(分岐ポリマーの平均回転半径の2乗/直鎖ポリマーの平均回転半径の2乗))は、質量平均分子量90000、数平均分子量29000のアクリロニトリル50質量%と塩化ビニル50質量%からなるアクリル系樹脂を標準直線性高分子して、其々全分子量分布領域から求められた平均回転半径から算出した。
(5)溶融加工性は、熱プレスサンプル(樹脂プレート)を超深度カラー3D形状測定顕微鏡(VK-9500、キーエンス製、対物レンズ10倍、内臓レンズ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50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50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製できない。
(6)溶融粘度は、キャピログラフ(株式会社東洋精機製作所製、型番「キャピログラフ3B」)を用い、テストスピード10mm/min、オリフィス0.05cm、バレル半径0.4775cm、バレル温度160℃、保持時間60秒の条件にてアクリル系樹脂成形体(ペレット)を10g投入し、押出から120秒、180秒、240秒後の溶融粘度を測定し、それらを平均したものである。
(7)アクリル系繊維の見かけガラス転移温度はtanδのピーク温度を意味する。tanδのピーク温度は、動的粘弾性(tanδ)が最大値となる温度であり、動的粘弾性(tanδ)は、JIS K 7244に準じ、熱分析測定装置にて繊維の損失弾性値(E″)及び貯蔵弾性値(E′)を測定し、下記式で算出したものである。
動的粘弾性(tanδ)=損失弾性値(E″)/貯蔵弾性値(E′)
熱分析測定装置(セイコー電子製、モデル「SSC/5200」)を使い、振動数0.05Hz、荷重25mN±10mN、昇温速度5℃/minの条件下にて、JIS K 7244に準じて、繊維の損失弾性値(E″)及び貯蔵弾性値(E′)を測定し、下記式で動的粘弾性(tanδ)を算出し、動的粘弾性(tanδ)が最大値となる温度をtanδのピーク温度(見かけガラス転移温度)とした。
(8)曳糸性は孔数12個の円形紡糸ノズルから吐出され、ノズルドラフト10~14倍で引き取りを行った際に、12孔がいずれも糸切れせずに巻き取りが実施できる時間、すなわち巻き取りを始めてから糸切れが発生するまでの時間を測定し、3回実施した平均時間(曳糸時間)とノズルドラフトの積の値で評価する。
 (製造例1)
 還流管及び攪拌機付きの2Lのセパラブルフラスコに、CuBrを554g仕込み、反応容器内を窒素置換した。次いで、アセトニトリル73.8mLを加え、セパラブルフラスコを70℃のオイルバス中に入れて、内容物を30分間攪拌した。その後、セパラブルフラスコ中に、アクリル酸n-ブチルを132g、2-ブロモプロピオン酸メチルを7.2mL、ペンタメチルジエチレントリアミンを4.69mL加え、反応を開始した。70℃で加熱攪拌しながら、アクリル酸n-ブチル(528g)を90分かけて連続的に滴下し、さらに70℃で80分間加熱攪拌した。反応混合物をトルエンで希釈し、活性アルミナカラムを通したのち、揮発分を減圧留去することにより、片末端Br基ポリ(アクリル酸n-ブチル)を得た。
 フラスコに、メタノール800mLを仕込み、0℃に冷却した。そこへ、t-ブトキシカリウム(130g)を数回に分けて加えた。次いで、フラスコを0℃に保持して、アクリル酸(100g)のメタノール液(濃度0.5g/mL)200mLを滴下した。その後、反応液の温度を0℃から室温に戻したのち、反応液の揮発分を減圧留去することにより、アクリル酸カリウム(CH2=CHCO2K)を得た。
 還流管付き500mLフラスコに、上記で得られた片末端Br基ポリ(アクリル酸-n-ブチル)を150g、アクリル酸カリウムを7.45g、ジメチルアセトアミドを150mL仕込み、70℃で3時間加熱攪拌した。その後、反応混合物よりジメチルアセトアミドを留去し、反応混合物をトルエンに溶解させ、活性アルミナカラムを通したのち、トルエンを留去することにより、片末端アクリロイル基ポリ(アクリル酸n-ブチル)マクロモノマーを得た。得られた片末端アクリロイル基ポリ(アクリル酸n-ブチル)マクロモノマーの数平均分子量は12000であり、分子量分布(質量平均分子量/数平均分子量)は1.1であった。
 (製造例2)
 アクリル酸n-ブチルに代えてアクリル酸2-メトキシエチルを用い、2-ブロモプロピオン酸メチルの仕込み量を14.4mLに変更したこと以外は、製造例1と同様にして、片末端アクリロイル基ポリ(アクリル酸2-メトキシエチル)を得た。得られた片末端アクリロイル基ポリ(アクリル酸2-メトキシエチル)マクロモノマーの数平均分子量は6000であり、分子量分布(質量平均分子量/数平均分子量)は1.24であった。
 (製造例3)
 アクリル酸n-ブチルに代えてアクリル酸2-メトキシエチル/アクリル酸エチル/アクリル酸n-ブチル(質量比で80/13/7)を用い、2-ブロモプロピオン酸メチルの仕込み量を14.4mLに変更したこと以外は、製造例1と同様にして片末端アクリロイル基ポリ(アクリル酸2-メトキシエチル/アクリル酸エチル/アクリル酸n-ブチル)を得た。得られた片末端アクリロイル基ポリ(アクリル酸2-メトキシエチル/アクリル酸エチル/アクリル酸n-ブチル)マクロモノマーは、アクリル酸2-メトキシエチル80質量%、アクリル酸エチル13質量%、アクリル酸n-ブチル7質量%からなり(末端アクリロイル基を除く)、数平均分子量は6000であり、分子量分布(質量平均分子量/数平均分子量)は1.26であった。
 [アクリル系樹脂の作製]
 (実施例1)
 重合反応器内に、塩化ビニル50質量部、アクリロニトリル7.5質量部、製造例1で得られた片末端アクリロイル基ポリ(アクリル酸n-ブチル)マクロモノマー5質量部、イオン交換水210質量部、部分鹸化ポリ酢酸ビニル(鹸化度約70モル%、平均重合度1700)0.25質量部、1,1,3,3-テトラメチルブチルパーオキシネオデカノエート1.5質量部を仕込んだ後、重合反応器内温が15℃以下まで冷却された状態で、15分間攪拌分散を行った。その後、重合反応器内温を45℃に上昇させて重合を開始し、重合温度47.5℃で4時間、その後重合温度を52.5℃に上昇させてさらに2時間、次いで55℃に上昇させてさらに2時間懸濁重合を行った。重合に際して、アクリロニトリル37.5質量部と2-メルカプトエタノール0.225質量部を重合開始直後から7.25時間目まで一定の速度で連続的に添加した。重合反応器内の未反応モノマーを回収した後、スラリーを払い出した。得られたスラリーを脱水し、熱風乾燥機にて60℃で24時間乾燥し、アクリル系樹脂/ポリ(アクリル酸n-ブチル)のグラフト共重合体(熱可塑性アクリル系樹脂)を得た。得られたグラフト重合体は、アクリロニトリル41.6質量%、塩化ビニル53.4質量%、ポリ(アクリル酸n-ブチル)5.0質量%からなり、片末端アクリロイル基ポリ(アクリル酸n-ブチル)マクロモノマーの転化率は92%であった。得られたグラフト重合体は、質量平均分子量は約71000であり、分岐度gMは0.424であり、一次粒子の平均粒子径は182.1μmであり、ガラス転移温度は88.1℃であった。
 (実施例2)
 製造例1で得られた片末端アクリロイル基ポリ(アクリル酸n-ブチル)マクロモノマーに代えて製造例2で得られた片末端アクリロイル基ポリ(アクリル酸2-メトキシエチル)マクロモノマーを用い、2-メルカプトエタノールの添加量を0.25質量部に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、アクリル系樹脂/ポリ(アクリル酸2-メトキシエチル)のグラフト共重合体(熱可塑性アクリル系樹脂)を得た。得られたグラフト重合体は、アクリロニトリル43.8質量%、塩化ビニル51.2質量%、ポリ(アクリル酸2-メトキシエチル)5.0質量%からなり、片末端アクリロイル基ポリ(アクリル酸2-メトキシエチル)マクロモノマーの転化率は93%であった。得られたグラフト重合体は、質量平均分子量は約70000であり、分岐度gMは0.686であり、一次粒子の平均粒子径は169.5μmであり、ガラス転移温度は85.6℃であった。
 (実施例3)
 製造例1で得られた片末端アクリロイル基ポリ(アクリル酸n-ブチル)マクロモノマーに代えて製造例3で得られた片末端アクリロイル基ポリ(アクリル酸2-メトキシエチル/アクリル酸エチル/アクリル酸n-ブチル)マクロモノマーを用い、2-メルカプトエタノールの添加量を0.245質量部に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、アクリル系樹脂/ポリ(アクリル酸2-メトキシエチル/アクリル酸エチル/アクリル酸n-ブチル)のグラフト共重合体(熱可塑性アクリル系樹脂)を得た。得られたグラフト重合体は、アクリロニトリル42.7質量%、塩化ビニル52.3質量%、ポリ(アクリル酸2-メトキシエチル/アクリル酸エチル/アクリル酸n-ブチル)5.0質量%からなり、片末端アクリロイル基ポリ(アクリル酸2-メトキシエチル/アクリル酸エチル/アクリル酸n-ブチル)マクロモノマーの転化率は95%であった。得られたグラフト重合体は、質量平均分子量は約70000であり、分岐度gMは0.739であり、一次粒子の平均粒子径は177.1μmであり、ガラス転移温度は85.5℃であった。
 (比較例1)
 実施例1において片末端アクリロイル基ポリ(アクリル酸n-ブチル)マクロモノマーを添加せず、塩化ビニル52質量部、アクリロニトリル9質量部を仕込み、アクリロニトリル39質量部と2-メルカプトエタノール0.225質量部を重合開始直後から7.25時間目まで連続的に添加したこと以外は、実施例1と同様にしてマクロモノマーを共重合していないアクリル系樹脂を得た。得られたアクリル系樹脂は、アクリロニトリル48.9質量%、塩化ビニル51.1質量%からなり、質量平均分子量は約72000であり、一次粒子の平均粒子径は143.4μmであり、ガラス転移温度は86.5℃であった。
 (比較例2)
 2-メルカプトエタノールの添加量を0.1質量部に変更したこと以外は、比較例1と同様にしてマクロモノマーを共重合していないアクリル系樹脂を得た。得られたアクリル系樹脂は、アクリロニトリル49.0質量%、塩化ビニル51.0質量%からなり、質量平均分子量は約92000であり、一次粒子の平均粒子径は179.3μmであり、ガラス転移温度は85.6℃であった。
 (比較例3)
 重合反応器内に、塩化ビニル46質量部、アクリロニトリル3.3質量部、アクリル酸n-ブチル10質量部、イオン交換水210質量部、過硫酸アンモニウム0.02質量部、亜硫酸水素ナトリウム0.64質量部、硫酸鉄0.006質量部、硫酸(64質量%)0.3質量部、ラウリル硫酸ナトリウム0.87質量部を仕込み、重合反応器内pHを2~3に調整し、重合温度50℃で重合時間5時間で乳化重合を行い、アクリル系樹脂のラテックスを得た。重合に際して、スチレンスルホン酸ナトリウム0.5質量部を重合開始1.5時間目から5時間目まで一定の速度で連続的に添加し、アクリロニトリル40.2質量部を重合開始直後から4.75時間目まで一定の速度で連続的に添加した。またアクリル酸n-ブチル10質量部も重合開始直後から4.75時間目まで一定の速度で連続的に添加した。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0.262質量部を重合開始直後から5時間目まで一定の速度で連続的に添加した。その後、得られたアクリル系樹脂のラテックスに対して塩析、脱水、水洗、乾燥の処理を行い、アクリル系樹脂を得た。得られたアクリル系樹脂は、アクリロニトリル41.6質量%、塩化ビニル48.1質量%、アクリル酸n-ブチル9.8質量%、スチレンスルホン酸ナトリウム0.5質量%からなり、質量平均分子量は約80000であり、一次粒子の平均粒子径は59.6nmであり、ガラス転移温度は72.1℃であった。
 (比較例4)
 重合反応器内に、塩化ビニル52.5質量部、アクリロニトリル5質量部、イオン交換水210質量部、過硫酸アンモニウム0.02質量部、亜硫酸水素ナトリウム0.59質量部、硫酸鉄0.0012質量部、硫酸(64質量%)0.3質量部、ラウリル硫酸ナトリウム0.87質量部を仕込み、重合反応器内pHを2~3に調整し、重合温度50℃で重合時間5時間で乳化重合を行い、アクリル系樹脂のラテックスを得た。重合に際して、スチレンスルホン酸ナトリウム0.5質量部を重合開始2時間目から5時間目まで一定の速度で連続的に添加し、アクリロニトリル42質量部を重合開始直後から4.75時間目まで一定の速度で連続的に添加した。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0.262質量部を重合開始直後から5時間目まで一定の速度で連続的に添加した。その後、得られたアクリル系樹脂のラテックスに対して塩析、脱水、水洗、乾燥の処理を行い、アクリル系樹脂を得た。得られたアクリル系樹脂はアクリロニトリル49.0質量%、塩化ビニル50.5質量%、スチレンスルホン酸ナトリウム0.5質量%からなり、質量平均分子量は約90000であり、一次粒子の平均粒子径は60.7nmであり、ガラス転移温度は91.3℃であった。
 下記表1に、実施例1~3の熱可塑性アクリル系樹脂、比較例1~4のアクリル系樹脂のマクロモノマーの含有量、質量平均分子量、分岐度(gM)、一次粒子の平均粒子径(μm)、及びガラス転移温度(℃)を纏めて記載した。
 [プレートの作製]
 (実施例A1)
 実施例1で得られた熱可塑性アクリル系樹脂(グラフト共重合体)100質量部に対して、可塑剤としてジメチルスルホン12.5質量部、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質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1.5質量部、滑剤として脂肪酸エステル系滑剤(理研ビタミン製、製品名「EW-100」)0.15質量部、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」)0.2質量部、カルシウム石鹸・亜鉛石鹸を0.3質量部、β-ジケトンを0.4部、ステアリン酸(日油製、製品名「ステアリン酸さくら」)0.2質量部を添加し、ミキサーを用いて混合し、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分の条件で混練した。
 得られた溶融成形物を約5g切り出し、ハンドプレスデジタル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の厚さのアクリル系樹脂プレートを得た。
 (実施例A2)
 実施例1で得られた熱可塑性アクリル系樹脂を代えて実施例2で得られた熱可塑性アクリル系樹脂を用い、ジメチルスルホンの添加量を10質量部に変更した以外は、実施例A1と同様にしてアクリル系樹脂プレートを作製した。
 (実施例A3)
 実施例1で得られた熱可塑性アクリル系樹脂を代えて実施例3で得られた熱可塑性アクリル系樹脂を用い、ジメチルスルホンの添加量を10質量部に変更した以外は、実施例A1と同様にしてアクリル系樹脂プレートを作製した。
 (比較例A1)
 比較例1で得られたアクリル系樹脂を用い、ジメチルスルホンの添加量を15質量部に変更した以外は、実施例A1と同様にして溶融成形物の作製を試みたが、粉体混合物が十分に混練されず、溶融混練された領域を全く含まない粉体の凝集体を得た。
 (比較例A2)
 比較例1で得られたアクリル系樹脂を用い、ジメチルスルホンの添加量を20質量部に変更した以外は、実施例A1と同様にして溶融成形物の作製を試みたが、粉体混合物が十分に混練されず、溶融混練された領域を全く含まない粉体の凝集体を得た。
 (比較例A3)
 比較例2で得られたアクリル系樹脂を用い、ジメチルスルホンの添加量を20質量部に変更した以外は、実施例A1と同様にしてアクリル系樹脂プレートを作製した。
 (比較例A4)
 比較例3で得られたアクリル系樹脂を用い、ジメチルスルホンの添加量を10質量部に変更した以外は、実施例A1と同様にしてプレートを作製した結果、部分的に混練された溶融混練物が得られたが、混練中に臭気が発生した。
 (比較例A5)
 比較例4で得られたアクリル系樹脂を用い、ジメチルスルホンの添加量を25質量部に変更した以外は、実施例A1と同様にしてアクリル系樹脂プレートを作製した。
 (比較例A6)
 比較例4でで得られたアクリル系樹脂を用い、ジメチルスルホンの添加量を10質量部に変更した以外は、実施例A1と同様にしてアクリル系樹脂プレートを作製した。
 実施例A1~A3、及び比較例A1~A6で得られたアクリル系樹脂プレートの溶融混練性を上述したとおりに評価し、その結果を下記表2に示した。
 [繊維の作製]
 (実施例B1)
 <アクリル系樹脂組成物ペレットの作製>
 実施例1で得られたアクリル系樹脂100質量部に対して、可塑剤としてジメチルスルホン12.5質量部、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質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1.5質量部、滑剤として、脂肪酸エステル系滑剤(理研ビタミン製、製品名「EW-100」)0.15質量部、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」)0.2質量部、カルシウム石鹸・亜鉛石鹸を0.3質量部、β-ジケトンを0.4部、ステアリン酸(日油製、製品名「ステアリン酸さくら」)0.2質量部を添加し、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110~150℃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。得られたペレットの溶融粘度は1646Pa・sであった。
 <アクリル系繊維の溶融紡糸>
 上記で得られたアクリル系樹脂組成物ペレットを、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に孔断面積0.16mm2、孔数12個の円形紡糸ノズルの組み合わせ)を用い、シリンダー温度120~170℃、ノズル温度210±20℃の範囲で押し出し溶融紡糸した。ノズルドラフト約10倍で引き取り、繊度160dtexの未延伸糸を得た。得られた未延伸糸を100℃の乾熱雰囲気下で延伸倍率1.6倍に乾熱延伸し、単繊維繊度が約100dtexのアクリル系繊維を得た。
 (実施例B2)
 <アクリル系樹脂組成物ペレットの作製>
 実施例2で得られたアクリル系樹脂を用い、ジメチルスルホンの添加量を10質量部に変更したこと以外は、実施例B1と同様にして、アクリル系樹脂組成物ペレットを得た。得られたペレットの溶融粘度は1026Pa・sであった。
 <アクリル系繊維の溶融紡糸>
 上記で得られたアクリル系樹脂成形物ペレットを用いた以外は、実施例B1と同様に溶融紡糸した。ノズルドラフト約11倍で引き取り、繊度150dtexの未延伸糸を得た。得られた未延伸糸を100℃の乾熱雰囲気下で延伸倍率2.3倍に乾熱延伸し、単繊維繊度が約65dtexのアクリル系繊維を得た。
 (実施例B3)
 <アクリル系樹脂組成物ペレットの作製>
 実施例3で得られたアクリル系樹脂を用い、ジメチルスルホンの添加量を10質量部に変更したこと以外は、実施例B1と同様にして、アクリル系樹脂組成物ペレットを得た。得られたペレットの溶融粘度は1108Pa・sであった。
 <アクリル系繊維の溶融紡糸>
 上記で得られたアクリル系樹脂成形物ペレットを用いた以外は、実施例B1と同様に溶融紡糸した。ノズルドラフト約11倍で引き取り、繊度150dtexの未延伸糸を得た。得られた未延伸糸を100℃の乾熱雰囲気下で延伸倍率2.1倍に乾熱延伸し、単繊維繊度が約71dtexのアクリル系繊維を得た。
 (比較例B1)
 <アクリル系樹脂組成物ペレットの作製>
 比較例1で得られたアクリル系樹脂を用い、ジメチルスルホンの添加量を15質量部に変更したこと以外は、実施例B1と同様にして、アクリル系樹脂組成物ペレットを得た。得られたペレットの溶融粘度は1669Pa・sであった。
 <アクリル系繊維の溶融紡糸>
 上記で得られたアクリル系樹脂成形物ペレットを用いた以外は、実施例B1と同様に溶融紡糸した。ノズルドラフトを約6倍までしかあげることができず、未延伸糸を取得できなかった。
 (比較例B2)
 <アクリル系樹脂組成物ペレットの作製>
 比較例2で得られたアクリル系樹脂を用い、ジメチルスルホンの添加量を20質量部に変更したこと以外は、実施例B1と同様にして、アクリル系樹脂組成物ペレットを得た。得られたペレットの溶融粘度は1284Pa・sであった。
 <アクリル系繊維の溶融紡糸>
 上記で得られたアクリル系樹脂成形物ペレットを用いた以外は、実施例B1と同様に溶融紡糸した。ノズルドラフト約13.5倍で引き取り、繊度120dtexの未延伸糸を得た。得られた未延伸糸を100℃の乾熱雰囲気下で延伸倍率1.5倍に乾熱延伸し、単繊維繊度が約76dtexのアクリル系繊維を得た。
 (比較例B3)
 <アクリル系樹脂組成物ペレットの作製>
 比較例4で得られたアクリル系樹脂を用い、ジメチルスルホンの添加量を25質量部に変更したこと以外は、実施例B1と同様にして、アクリル系樹脂組成物ペレットを得た。得られたペレットの溶融粘度は1342Pa・sであった。
 <アクリル系繊維の溶融紡糸>
 上記で得られたアクリル系樹脂成形物ペレットを用いた以外は、実施例B1と同様に溶融紡糸した。ノズルドラフト約11倍で引き取り、繊度150dtexの未延伸糸を得た。得られた未延伸糸を100℃の乾熱雰囲気下で延伸倍率1.5倍に乾熱延伸し、単繊維繊度が約100dtexのアクリル系繊維を得た。
 実施例B1~B3及び比較例B2~B3で得られたアクリル系繊維の見かけガラス転移温度(見かけTg)、曳糸性を上述したとおりに測定し、その結果を下記表3に示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 上記表1から分かるように、懸濁重合方法でアクリル系樹脂を作製した実施例1~4では、原料として用いたマクロモノマーの90質量%以上がアクリロニトリル及び塩化ビニルと共重合されており、アクリル系樹脂の製造に一般的に用いられる乳化重合法と比べ、懸濁重合法では、歩留まり良くアクリロニトリル及び塩化ビニルと、マクロモノマーが共重合できることが分かった。
 上記表2の結果から分かるように、マクロモノマーをグラフト共重合した実施例1~4の熱可塑性アクリル系樹脂は、マクロモノマーを共重合していない比較例1~4のアクリル系樹脂に比べ、溶融加工特性が向上していた。また、上記表1から分かるように、マクロモノマーをグラフト共重合した実施例1~4の熱可塑性アクリル系樹脂は、ビニル系重合体のガラス転移温度を低下し得るモノマーであるアクリル酸n-ブチルをアクリロニトリル及び塩化ビニルと共重合した比較例3のアクリル系樹脂に比べ、耐熱性が向上していた。
 上記表3の結果から、マクロモノマーをグラフト共重合した実施例1の熱可塑性アクリル系樹脂を含む熱可塑性アクリル系樹脂組成物(ペレット状)を溶融紡糸して得られた実施例B1のアクリル系繊維は、マクロモノマーを共重合していないアクリル系樹脂を用いた比較例B2又は比較例B3のアクリル系繊維に比べ、可塑剤の配合量を低減した状態でも溶融紡糸化が可能となり、見かけガラス転移温度が向上していることから、耐熱性が向上していることが確認された。
 上記表3の結果から、エステル部分にヘテロ原子を有したアクリル酸エステルモノマーが50質量%以上含まれるマクロモノマーを共重合した実施例2及び3の熱可塑性アクリル系樹脂を含む熱可塑性アクリル系樹脂組成物(ペレット状)の溶融粘度は、エステル部分が炭化水素のみで構成されたモノマーからなるマクロモノマーを共重合した実施例1の熱可塑性アクリル系樹脂を含む熱可塑性アクリル系樹脂組成物(ペレット状)よりも低下していることから、溶融加工性が優れていることが確認された。
 上記表3の結果から分かるように、エステル部分にヘテロ原子を有したアクリル酸エステルモノマーが50質量%以上含まれるマクロモノマーを共重合した熱可塑性アクリル系樹脂を含む熱可塑性アクリル系樹脂組成物(ペレット状)を用いた実施例B2及びB3では、エステル部分が炭化水素のみで構成されたモノマーからなるマクロモノマーを共重合した熱可塑性アクリル系樹脂を含む熱可塑性アクリル系樹脂組成物(ペレット状)を用いた実施例B1よりも高い曳糸時間で溶融紡糸することが可能となった。

Claims (20)

  1.  アクリロニトリル、及びその他のエチレン性不飽和モノマーを含むアクリル系樹脂を幹ポリマーとし、エチレン性不飽和モノマーからなる重合体を枝ポリマーとするグラフト共重合体であり、アクリロニトリルを35質量%以上84.5質量%以下、その他のエチレン性不飽和モノマーを15質量%以上64.5質量%以下、及びエチレン性不飽和モノマーからなる重合体を0.5質量%以上40質量%以下含むことを特徴とする熱可塑性アクリル系樹脂。
  2.  アクリロニトリル、その他のエチレン性不飽和モノマー、及び二重結合を含有するエチレン性不飽和モノマーからなる重合体を主鎖に有するマクロモノマーが重合してなる共重合体であり、アクリロニトリル、その他のエチレン性不飽和モノマー、及び二重結合を含有するエチレン性不飽和モノマーからなる重合体を主鎖に有するマクロモノマーの合計質量を100質量部とした場合、アクリロニトリルの含有量が35質量部以上84.5質量部以下、その他のエチレン性不飽和モノマーの含有量が15質量部以上64.5質量部以下、二重結合を含有するエチレン性不飽和モノマーからなる重合体を主鎖に有するマクロモノマーの含有量が0.5質量部以上40質量部以下である請求項1に記載の熱可塑性アクリル系樹脂。
  3.  前記その他のエチレン性不飽和モノマーが、ハロゲン化ビニル及びハロゲン化ビニリデンからなる群から選ばれる一つ以上のエチレン性不飽和モノマーである請求項1又は2に記載の熱可塑性アクリル系樹脂。
  4.  前記エチレン性不飽和モノマーからなる重合体を1質量%以上30質量%以下含む請求項1~3のいずれか1項に記載の熱可塑性アクリル系樹脂。
  5.  前記熱可塑性アクリル系樹脂の一次粒子の平均粒子径が10μm以上1000μm以下である請求項1~4のいずれか1項に記載の熱可塑性アクリル系樹脂。
  6.  前記二重結合を含有するエチレン性不飽和モノマーからなる重合体を主鎖に有するマクロモノマーが反応性官能基を1分子あたり少なくとも1個分子末端に有し、前記反応性官能基が、下記一般式(1)で表される重合性の炭素―炭素二重結合を有する請求項2~5のいずれか1項に記載の熱可塑性アクリル系樹脂。
     CH2=C(R)-C(O)O-   (1)
     (但し、一般式(1)中、Rは水素、又は、炭素数1~20の有機基を表す。)
  7.  前記エチレン性不飽和モノマーからなる重合体は、(メタ)アクリル酸エステル系モノマー、スチレン系モノマー、ニトリル基含有ビニルモノマー、及びアミド基含有ビニルモノマーからなる群から選ばれる1種以上のモノマーを含む請求項1~6のいずれかに1項に記載の熱可塑性アクリル系樹脂。
  8.  前記エチレン性不飽和モノマーからなる重合体は、エステル部分にヘテロ原子を有する(メタ)アクリル酸エステルモノマーを50質量%以上含む請求項1~7のいずれかに1項に記載の熱可塑性アクリル系樹脂。
  9.  請求項1~8のいずれか1項に記載の熱可塑性アクリル系樹脂の製造方法であって、
     アクリロニトリル35質量部以上84.5質量部以下、その他のエチレン性不飽和モノマー15質量部以上64.5質量部以下、二重結合を含有するエチレン性不飽和モノマーからなる重合体を主鎖に有するマクロモノマー0.5質量部以上40質量部以下を含む合計100質量部のモノマー混合物を懸濁重合法又は微細懸濁重合法で共重合することを特徴とする熱可塑性アクリル系樹脂の製造方法。
  10.  前記その他のエチレン性不飽和モノマーが、ハロゲン化ビニル及びハロゲン化ビニリデンからなる群から選ばれる一つ以上のエチレン性不飽和モノマーである請求項9に記載の熱可塑性アクリル系樹脂の製造方法。
  11.  請求項1~8のいずれか1項に記載の熱可塑性アクリル系樹脂及び可塑剤を含み、前記可塑剤は、該熱可塑性アクリル系樹脂と相溶性を有し、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アクリル系樹脂組成物。
  12.  前記熱可塑性アクリル系樹脂100質量部に対して、前記可塑剤を0.1質量部以上50質量部以下含む請求項11に記載の熱可塑性アクリル系樹脂組成物。
  13.  前記可塑剤が、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、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、乳酸ラクチド、ピロリドン、N-メチルピロリドン、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択される少なくとも一種である請求項11又は12に記載の熱可塑性アクリル系樹脂組成物。
  14.  前記可塑剤が、ジメチルスルホン及び乳酸ラクチドからなる群から選択される少なくとも一種である請求項11~13のいずれか1項に記載の熱可塑性アクリル系樹脂組成物。
  15.  さらにエポキシ系熱安定剤、ハイドロタルサイト系熱安定剤、錫系熱安定剤、Ca-Zn系熱安定剤、及びβ-ジケトン系熱安定剤からなる群から選択される少なくとも1種の安定剤を含む請求項11~14のいずれか1項に記載の熱可塑性アクリル系樹脂組成物。
  16.  前記熱可塑性アクリル系樹脂100質量部に対して、前記安定剤を0.1質量部以上30質量部以下含む請求項15に記載の熱可塑性アクリル系樹脂組成物。
  17.  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、12-ヒドロキシステアリン酸亜鉛、12-ヒドロキシステアリン酸カルシウム、ステアロイルベンゾイルメタン(SBM)、及びジベンゾイルメタン(DBM)からなる群から選択される少なくとも一種である請求項15又は16に記載の熱可塑性アクリル系樹脂組成物。
  18.  請求項11~17のいずれか1項に記載の熱可塑性アクリル系樹脂組成物で構成されていることを特徴とする成形体。
  19.  請求項11~17のいずれか1項に記載の熱可塑性アクリル系樹脂組成物で構成されていることを特徴とするアクリル系繊維。
  20.  請求項11~17のいずれか1項に記載の熱可塑性アクリル系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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