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JPS6324085B2 - - Google Patents
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JPS6324085B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6324085B2
JPS6324085B2 JP4558581A JP4558581A JPS6324085B2 JP S6324085 B2 JPS6324085 B2 JP S6324085B2 JP 4558581 A JP4558581 A JP 4558581A JP 4558581 A JP4558581 A JP 4558581A JP S6324085 B2 JPS6324085 B2 JP S6324085B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
weight
parts
acrylic polymer
phosphate
acid ester
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP4558581A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS57161118A (en
Inventor
Yoshiaki Hanada
Shigemitsu Muraoka
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Asahi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Chemical Industry Co Ltd filed Critical Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority to JP4558581A priority Critical patent/JPS57161118A/en
Publication of JPS57161118A publication Critical patent/JPS57161118A/en
Publication of JPS6324085B2 publication Critical patent/JPS6324085B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は新規な組成物を用いて溶融成形法によ
りアクリル系発泡繊維を製造する方法に関するも
のである。その目的とするところは、安価に均一
且つ高発泡度のアクリル系発泡繊維の製造方法を
提供することにある。 アクリロニトリルを主成分とするアクリル系重
合体は加熱して溶融することが困難な重合体であ
り、その成形方法は、溶媒に溶解して湿式又は乾
式法によるのが一般的である。 従来からアクリル系重合体を溶融成形しようと
する試みは数多くなされており、(1)アクリル系重
合体の溶剤又は高い誘電恒数を有する有機化合物
を可塑剤として混合する方法(特公昭31−7065号
公報、U.S.P.2585499、U.S.P.338820)、(2)水を可
塑剤とする方法(U.S.P.2585444、特開昭48−
49839号公報)、(3)水と無機物粒子又は水溶性高分
子との混合物を可塑剤とする方法(特開昭47−
9805号公報、特開昭48−52832号公報、U.S.
P.3402231)、等が提案されている。しかしながら
上記の方法は工業的に応用する上で、次の様な欠
点を有している。 即ち上記(1)の方法では、実質的に成形可能な状
態にする為には多量の(例えば重合体と等量程度
の)可塑剤を用いなければならず、物性の優れた
成形品を得る為には、可塑剤の抽出回収工程が不
可欠となる。又可塑剤量を少なくして高温で成形
することも可能ではあるが、アクリル系重合体の
分解着色が著しく実用的でない。(2)の方法では、
可塑剤抽出工程は不要であるが、水の沸点以上の
温度で加熱溶融する必要がある為、常圧帯域に押
出した場合不均一な発泡が起つたり、紡糸オリフ
イスから水蒸気が吹出して切断する等、均一な成
形物を安定して得ることが困難である。(3)の方法
では、パルプ状の繊維を製造する方法としては有
用であるが長い連続したいわゆるフイラメント状
物を得ることは困難である。 一方、アクリル系重合体の発泡繊維を製造する
方法としては水を可塑剤及び発泡剤として兼用す
る方法等が提案されている。(特開昭54−93122号
公報)しかしこの方法では、先に述べた様に発泡
度を上げる為に水の量を多くすると水蒸気の吹出
しによる切断が多くなり、又水の量を少なくする
と溶融物の粘度が高く成形が困難になると同時に
発泡度も低く不均一な発泡になり、高発泡度の均
一な発泡繊維を安定して得ることは困難である。
従つて従来の方法では後に定義する発泡度が3〜
5程度のものしか得られず、発泡度が10以上にも
及ぶ高発泡度の発泡繊維を安定して製造すること
は困難であつた。 本発明者等は、前述の種々の問題点を解決すべ
く鋭意研究を行つた結果、特定の配合組成物が溶
融成形に適しており、特に均一な高発泡度を有す
る発泡繊維を安定して製造するのに好適であるこ
とを見出し、本発明に到達した。 即ち、本発明の要旨は次のとおりである。 アクリロニトリルを少なくとも40重量%含む
アクリル系重合体100重量部と水5〜40重量部
及び式()で表わされるリン酸エステル2〜
20重量部とからなるアクリル系重合体組成物を
自生圧又はそれより高い圧力下で加熱溶融せし
めた後、紡糸オリフイスより発泡押出しするこ
とを特徴とする発泡繊維の製造方法 PO(OR)3 () 式中、Rは炭素数1〜10のアルキル基又は
アリール基から選ばれる1種以上の1価の有
機基である。 アクリロニトリルを少なくとも40重量%含む
アクリル系重合体100重量部と水5〜40重量部、
式()で表わされるリン酸エステル2〜20重
量部及びアクリル系重合体の溶剤20重量部以下
とからなるアクリル系重合体組成物を自生圧又
はそれより高い圧力下で加熱溶融せしめた後、
紡糸オリフイスより発泡押出しすることを特徴
とする発泡繊維の製造方法 PO(OR)3 () 式中、Rは炭素数1〜10のアルキル基又は
アリール基から選ばれる1種以上の1価の有
機基である。 アクリロニトリルを少なくとも40重量%含む
アクリル系重合体100重量部と水5〜40重量部、
式()で表わされるリン酸エステル2〜20重
量部、アクリル系重合体の溶剤20重量部以下及
び少なくとも1種の無機物粒子0.1〜50重量部
とからなるアクリル系重合体組成物を自生圧又
はそれより高い圧力下で加熱溶融せしめた後、
紡糸オリフイスより発泡押出しすることを特徴
とする発泡繊維の製造方法 PO(OR)3 () 式中、Rは炭素数1〜10のアルキル基又は
アリール基から選ばれる1種以上の1価の有
機基である。 以下、本発明を更に詳しく説明する。 本発明でいうアクリル系重合体とは、アクリロ
ニトリル単独又はアクリロニトリルを少なくとも
40重量%以上、より好ましくは60重量%以上結合
含有し、残部が少なくとも1種のエチレン系不飽
和化合物からなるものである。ここでエチレン系
不飽和化合物とは、塩化ビニル、臭化ビニル、弗
化ビニル、塩化ビニリデン等のハロゲン化ビニル
及びハロゲン化ビニリデン類;アクリル酸、メタ
クリル酸、マレイン酸、イタコン酸等の不飽和カ
ルボン酸及びこれ等の塩類;アクリル酸メチル、
アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル
酸オクチル、アクリル酸メトキシエチル、アクリ
ル酸フエニル、アクリル酸シクロヘキシル等のア
クリル酸エステル類;メタクリル酸ブチル、メタ
クリル酸オクチル、メタクリル酸メトキミエチ
ル、メタクリル酸フエニル、メタクリル酸シクロ
ヘキシル等のメタクリル酸エステル類;メチルビ
ニルケトン類;蟻酸ビニル、酢酸ビニル、プロピ
オン酸ビニル、酪酸ビニル、安息香酸ビニル等の
ビニルエステル類;メチルビニルエーテル、エチ
ルビニルエーテル等のビニルエーテル類;アクリ
ルアミド及びそのアルキル置換体;ビニルスルホ
ン酸、P―スチレンスルホン酸等の不飽和スルホ
ン酸及びそれ等の塩類;スチレン、α―メチルス
チレン、クロロスチレン等のスチレン及びそのア
ルキル又はハロゲン置換体;アリルアルコール及
びそのエステル又はエーテル類;ビニルピリジ
ン、ビニルイミダゾール、ジメチルアミノエチル
メタクリレート等の塩基性ビニル化合物類;アク
ロレイン、メタクロレイン、シアン化ビニリデ
ン、グリシジルメタクリレート、メタクリロニト
リル等のビニル化合物等であり、これ等の混合物
をも含む。 本発明の目的を達成する為には、このアクリル
系重合体と水、リン酸エステル、アクリル系重合
体の溶剤及び無機物粒子の配合比率が重要であ
る。水を可塑剤兼発泡剤として用いることは既に
知られているが、従来技術の様にアクリル系重合
体と水だけの組成物から発泡繊維を製造しようと
する場合には発泡度の調節と溶融物の粘度の調節
を整合させることが困難である為、高発泡度の発
泡繊維を安定して得ることは出来なかつた。本発
明においてはこの問題を解決する為に、水以外に
リン酸エステルの配合が不可欠の要件である。以
下各々の配合比率について述べる。 水の量はアクリル系重合体100重量部に対して
5〜40重量部である。好ましくは10〜30重量部で
ある。水が40重量部以上になると、水蒸気が紡糸
オリフイスから吹出したり、通常のエクストルー
ダーで押出成形する場合には、水が分離して原料
供給ホツパーの方にバツクフローを起し原料ポリ
マーの喰込みが不良になる等のトラブルが多発す
る。水の量が5重量部以下の場合は、溶融粘度が
増大し成形が困難になると同時に発泡不良にな
る。又粘度を下げる為成形温度を高くすること
は、分解着色が著しく好ましくない。 リン酸エステルの配合効果は、成形時の溶融粘
度を調節することを特に特徴的なこととして発泡
繊維製造の場合に微細で均一な気泡を有する高発
泡度のものが得られることにある。溶融粘度を低
下させるものとしては、アクリル系重合体の溶剤
が知られているが、例えばジメチルホルムアミド
等を添加しても、リン酸エステルを添加する場合
の様に均一且つ微細な気泡を有する発泡繊維は得
られない。 本発明のリン酸エステルとは、式()で示さ
れるものであり、 PO(OR)3 () 式中、Rは炭素数1〜10のアルキル基又は
アリール基から選ばれる一種以上の1価の有
機基である。 例えば、トリメチルホスフエート、トリエチル
ホスフエート、トリn―ブチルホスフエート、2
―エチルヘキシルホスフエート、トリス2―クロ
ロエチルホスフエート、トリクレシルホスフエー
ト、トリフエニルホスフエート及びこれ等の混合
物等が使用出来る。特にトリエチルホスフエー
ト、トリn―ブチルホスフエート、トリクレシル
ホスフエート、トリフエニルホスフエートが好ま
しい。該リン酸エステルの配合量はアクリル系重
合体100重量部に対して2〜20重量部である。好
ましくは5〜15重量部である。配合量が20重量部
以上では、これ以上量を増やしてもその効果は小
さく、かえつて成形物に残留するリン酸エステル
の量が増え、表面ににじみ出て来るという欠点が
目立つてくる。一方2重量部以下では配合しない
のと同様になり、たとえ水の量を増やして溶融粘
度を下げたとしても発泡不良が著しく安定して均
一な成形物は得られない。 本発明の目的は上述の様にアクリル系重合体に
水及びリン酸エステルを配合することで達成出来
るが、更に成形性を改良する為にアクリル系重合
体の溶剤を配合することは望ましいことである。
本発明のアクリル系重合体の溶剤とは一般に知ら
れているもので、ジメチルホルムアミド、ジメチ
ルアセトアミド、ジメチルスルホキサイド、γ―
ブチロラクトン、エチレンカーボネート、スルホ
ラン等が使用出来る。該溶剤の配合量は、アクリ
ル系重合体100重量部に対して20重量部までであ
る。20重量部以上では、これ以上量を増やしても
粘度低下効果は小さく、成形物に残留する溶剤量
が増え、成形物の物性を低下させるという欠点が
目立つてくるので好ましくない。 更に、均一発泡性、成形性を改良する為に、無
機物粒子を配合することはより望ましいことであ
る。 無機物粒子配合の効果は、理由は明らかでない
が、組成物の溶融粘度が更に低下すること及び均
一且つ微細な発泡構造が得られることにある。 本発明の無機物粒子としては水、及びエチレン
カーボネートに実質的に溶解せず、平均粒子径が
40μ以下の無機粒子である。具体的には炭酸カル
シウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、カオ
リン、アルミナ、タルク、酸化チタン及びこれ等
の混合物等が使用出来るが、特に炭酸カルシウ
ム、カオリン、タルクを用いた時先に述べた本発
明の効果が著しく、これらは特に望ましい無機物
粒子である。 これら無機物粒子の配合量は、用いる無機物粒
子の種類によつてその最適範囲は異なるが、アク
リル系重合体100重量部に対して0.1〜50重量部で
あり、より具体的には、炭酸カルシウムにおいて
は0.1〜20重量部好ましくは0.2〜15重量部、カオ
リン、タルクにおいては5〜50重量部好ましくは
5〜40重量部である。上限の量を越えると、成形
物がもろくなり物性低下が著しい。又下限量以下
の場合は、先に述べた本発明の効果が発揮出来
ず、発泡押出しした場合発泡による気泡も粗大で
不均一な成形物しか得られない。 以上詳細に述べた通り、本発明においてはアク
リル系重合体、水、リン酸エステル必要に応じて
アクリル系重合体の溶剤及び無機物粒子を特定の
比率で配合することが重要であり、いずれが欠け
ても本発明の目的を達成し得ないのである。 本発明は、上述の配合組成物を自生圧又はそれ
より高い圧力下で加熱溶融せしめ、しかる後紡糸
オリフイスから発泡押出しして発泡繊維を製造す
るのである。 加熱溶融して押出す方法としては、種々の手段
を用いることが出来る。 即ち、(イ)特定比率のアクリル系重合体、水、リ
ン酸エステル、必要に応じてアクリル系重合体の
溶剤及び無機物粒子をボールミル等の適当な混合
機にて均一混合せしめて粉粒状の組成物を調整
し、この組成物をオートクレーブの如き密閉可能
な容器であつて、弁を介して紡糸オリフイスに接
続する排出口を有する容器中で密閉下又は加圧雰
囲気下で加熱溶融し、溶融後弁を開けてオリフイ
スより押出す方法、(ロ)前記(イ)の粉粒体組成物をプ
ランジヤー型押出機のシリンダー中で密閉下に加
熱溶融し、しかる後、プランジヤーを降下させて
押出す方法、(ハ)前記(イ)の粉粒状組成物を成形用ス
クリユー押出機のホツパーに供給し、加熱帯域中
を移送しながら加熱溶融し、紡糸オリフイスより
押出す方法、(ニ)スクリユー押出機を用いる場合、
アクリル系重合体及び必要に応じて無機物粒子を
ホツパーから供給し、水及びリン酸エステル及び
必要に応じてアクリル系重合体の溶剤は水溶液又
は水分散液体として、押出機の途中適当な箇所に
注入孔を設けて注入し、しかる後加熱帯域中を移
送しながら加熱溶融し押出す方法等が採用出来
る。上記いずれの方法でも本発明の目的は達せら
れるが、通常の一軸又は二軸のスクリユー押出機
を用いるのが便利である。 加熱温度は120℃以上200℃以下好ましくは、
150℃以上190℃以下である。120℃以下では溶融
し難く成形が困難となり、200℃以上では重合体
の分解着色が著しく実質的でない。尚、紡糸オリ
フイスから押出す際は必要に応じてギヤーポンプ
等の計量器を用いることが出来る。紡糸オリフイ
スとしては、単一孔のもの、複数孔のもの、円形
断面のもの、非円形(いわゆる異形)断面のもの
等いずれでも用いることが出来る。又押出雰囲気
は常圧の空気が望ましい。 この様にして押出された発泡物は必要に応じ
て、延伸操作が施される。この場合の延伸倍率
(ドラフト率)は、得られる発泡繊維の物性及び
太さ等により適宜選定される。又引続き連続的に
又は一旦捲取つた後90℃以上の高温雰囲気下で通
常の延伸、熱処理を施すことも必要に応じて行う
ことが出来る。 かくして得られた発泡繊維は、アクリル繊維と
しての特徴を具備していることは勿論のこと、均
一で微細な発泡構造に由来する、軽量感、保温
性、吸水性に優れているとともに、シヤリ感に富
む等、独得の風合、光沢を有しており、手芸用繊
維、壁紙、敷物用等インテリヤ用繊維として、又
吸水性繊維等の衣料用途や農業資材等幅広い用途
に有用なものである。 以下実施例により本発明をさらに具体的に説明
するが、本発明はこれ等実施例の記載によつて何
等その範囲を限定するものではない。 尚、実施例に記載している発泡度とは下記の方
法にて測定したものである。 本発明に於ける発泡度は以下の方法によつて測
定した、見掛密度(D)の逆数(1/D)と定義する。 見掛密度(D)の測定方法; 測定すべきサンプルより、長さ方向に沿つてラ
ンダムに1cm長さの試料を10個採取する。各試料
を円柱と見なし、各々の試料の最大直径と最小直
径を測定しその平均値を求める(d)。この平均
直径から各々の試料の体積(υ)を次式により求
める。 υ=πd2/4 更に各々のυの和を見掛の体積とする(Vcm3)。
一方10個の試料の総重量を測定し(Wg)次式に
より見掛密度(D)を算出するD=W/V(g/cm3)
又溶融粘度は高化式フローテスターを用いて180
℃で、直径1mm、L/D=1の細孔を有するオリフ
イスを用い押出荷重30Kg/cm2の条件下で測定した
見掛粘度である。 実施例 1 アクリロニトリル90重量%、アクリル酸メチル
10重量%よりなるアクリル系重合体を用いて、第
1表及び第2表に示す配合比率で、ボールミルを
用いて均一混合した粉粒状組成物を作製し、高化
式フローテスターで溶融粘度を測定した。尚、試
料の溶融は、試料を所定温度(180℃)のシリン
ダーに充填した後オリフイスに栓をして2分間保
持して行つた。その後、手早くオリフイスの栓を
はずして押出しを開始した。測定結果及び得られ
た押出物の状況を第1表及び第2表に示す。組成
はすべて重量部で示す。 実施例 2 アクリロニトリル92重量%、アクリル酸メチル
8重量%よりなるアクリル系重合体100重量部に
対して水15重量部、トリクレシルホスフエート10
重量部を配合した組成物を実施例1と同様の方法
で作製し、3つの加熱帯域を有する単軸のスクリ
ユー押出機にてホツパーより粉粒状組成物を供給
し、発泡押出しを行つた。原料供給用ホツパー側
から数えて第1番目の加熱帯域を120℃、2番目
の加熱帯域を170℃、3番目の加熱帯域を180℃、
紡糸オリフイスを190℃に設定した。紡糸オリフ
イスは直径1m/mの細孔を1個有するものを用
い押出圧力60Kg/cm2で押出した。 押出された発泡押出物を170m/分で捲取り発
泡繊維を得た。紡糸状態及び得られた発泡繊維の
発泡度を他の実施例の結果といつしよにまとめて
第3表に示す。 実施例 3 実施例2の組成物にエチレンカーボネートをア
クリル系重合体100重量部に対して5重量部加え
た他、実施例2と同様の発泡押出しを行つた。押
出圧力は40Kg/cm2であつた。結果を第3表に示す。 実施例 4 実施例2と同じアクリル系重合体100重量部に
対して、水20重量部、トリエチルホスフエート5
重量部を配合した組成物を作製し実施例2より高
い発泡度の発泡繊維の製造を試みた。 押出装置及び条件は実施例2、3と同様であ
る。押出圧力は45Kg/cm2であつたその結果を第3
表に示す。 比較例 1 実施例2と同じアクリル系重合体100重量部に
対して水40重量部を配合した組成物作製し、実施
例2と同様の装置及び条件で押出した。押出圧力
は20〜50Kg/cm2の範囲で変動した。 その結果を第3表に示す。
The present invention relates to a method for producing acrylic foam fibers by melt molding using a novel composition. The purpose is to provide a method for producing acrylic foamed fibers that are uniform and have a high degree of foaming at low cost. An acrylic polymer containing acrylonitrile as a main component is a polymer that is difficult to melt by heating, and its molding method is generally by dissolving it in a solvent and using a wet or dry method. Many attempts have been made to melt-mold acrylic polymers, including (1) a method of mixing an acrylic polymer solvent or an organic compound with a high dielectric constant as a plasticizer (Japanese Patent Publication No. 31-7065; No. Publication, USP2585499, USP338820), (2) Method using water as a plasticizer (USP2585444, JP-A-1972-
49839), (3) A method using a mixture of water and inorganic particles or water-soluble polymers as a plasticizer (Japanese Unexamined Patent Publication No. 1983-
Publication No. 9805, Japanese Unexamined Patent Publication No. 48-52832, US
P.3402231), etc. have been proposed. However, the above method has the following drawbacks in industrial application. That is, in the method (1) above, a large amount of plasticizer (for example, about the same amount as the polymer) must be used in order to make it substantially moldable, and a molded product with excellent physical properties can be obtained. For this purpose, a plasticizer extraction and recovery process is essential. Although it is possible to reduce the amount of plasticizer and mold at high temperatures, the acrylic polymer decomposes and becomes discolored, making it extremely impractical. In method (2),
Although the plasticizer extraction step is not necessary, it is necessary to heat and melt at a temperature above the boiling point of water, so when extruded into a normal pressure zone, non-uniform foaming may occur, or water vapor may blow out from the spinning orifice, causing breakage. etc., it is difficult to stably obtain a uniform molded product. Method (3) is useful as a method for producing pulp-like fibers, but it is difficult to obtain long continuous so-called filaments. On the other hand, as a method for manufacturing expanded fibers of acrylic polymers, a method has been proposed in which water is used both as a plasticizer and a foaming agent. (Japanese Unexamined Patent Publication No. 54-93122) However, as mentioned earlier, in this method, if the amount of water is increased to increase the degree of foaming, there will be more cuts due to the blowing of steam, and if the amount of water is decreased, melting will occur. The viscosity of the product is high, making it difficult to mold, and at the same time, the degree of foaming is low, resulting in non-uniform foaming, making it difficult to stably obtain uniform foamed fibers with a high degree of foaming.
Therefore, in the conventional method, the foaming degree defined later is 3~
It has been difficult to stably produce foamed fibers with a high foaming degree of 10 or more. As a result of intensive research to solve the various problems mentioned above, the present inventors have discovered that a specific blended composition is suitable for melt molding, and that it is particularly capable of stably producing foamed fibers with a uniform and high degree of foaming. The inventors have discovered that the method is suitable for manufacturing, and have arrived at the present invention. That is, the gist of the present invention is as follows. 100 parts by weight of an acrylic polymer containing at least 40% by weight of acrylonitrile, 5 to 40 parts by weight of water, and 2 to 40 parts by weight of a phosphoric acid ester represented by the formula ()
20 parts by weight of an acrylic polymer composition PO (OR) 3 ( ) In the formula, R is one or more monovalent organic groups selected from an alkyl group or an aryl group having 1 to 10 carbon atoms. 100 parts by weight of an acrylic polymer containing at least 40% by weight of acrylonitrile and 5 to 40 parts by weight of water;
After heating and melting an acrylic polymer composition consisting of 2 to 20 parts by weight of a phosphoric ester represented by the formula () and 20 parts by weight or less of an acrylic polymer solvent under autogenous pressure or a pressure higher than that,
A method for producing foamed fibers characterized by foaming and extrusion from a spinning orifice PO(OR) 3 () In the formula, R is one or more monovalent organic groups selected from alkyl groups or aryl groups having 1 to 10 carbon atoms. It is the basis. 100 parts by weight of an acrylic polymer containing at least 40% by weight of acrylonitrile and 5 to 40 parts by weight of water;
An acrylic polymer composition consisting of 2 to 20 parts by weight of a phosphoric acid ester represented by the formula (), 20 parts by weight or less of an acrylic polymer solvent, and 0.1 to 50 parts by weight of at least one inorganic particle is heated under autogenous pressure or After heating and melting under higher pressure,
A method for producing foamed fibers characterized by foaming and extrusion from a spinning orifice PO(OR) 3 () In the formula, R is one or more monovalent organic groups selected from alkyl groups or aryl groups having 1 to 10 carbon atoms. It is the basis. The present invention will be explained in more detail below. The acrylic polymer referred to in the present invention refers to acrylonitrile alone or at least acrylonitrile.
It contains 40% by weight or more, more preferably 60% by weight or more of bonds, and the remainder consists of at least one ethylenically unsaturated compound. Here, ethylenically unsaturated compounds include vinyl halides and vinylidene halides such as vinyl chloride, vinyl bromide, vinyl fluoride, and vinylidene chloride; unsaturated carboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, and itaconic acid. Acids and their salts; methyl acrylate,
Acrylic acid esters such as ethyl acrylate, butyl acrylate, octyl acrylate, methoxyethyl acrylate, phenyl acrylate, cyclohexyl acrylate; butyl methacrylate, octyl methacrylate, methoxyethyl methacrylate, phenyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate methacrylic acid esters such as; methyl vinyl ketones; vinyl esters such as vinyl formate, vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, vinyl benzoate; vinyl ethers such as methyl vinyl ether and ethyl vinyl ether; acrylamide and its alkyl substituted products ; Unsaturated sulfonic acids such as vinyl sulfonic acid and P-styrene sulfonic acid and their salts; Styrene and its alkyl or halogen substituted products such as styrene, α-methylstyrene and chlorostyrene; Allyl alcohol and its esters or ethers ; basic vinyl compounds such as vinylpyridine, vinylimidazole, dimethylaminoethyl methacrylate; vinyl compounds such as acrolein, methacrolein, vinylidene cyanide, glycidyl methacrylate, methacrylonitrile, etc., and also includes mixtures thereof. In order to achieve the object of the present invention, the blending ratio of this acrylic polymer, water, phosphoric acid ester, solvent for the acrylic polymer, and inorganic particles is important. It is already known that water is used as a plasticizer and blowing agent, but when attempting to produce foamed fibers from a composition consisting only of acrylic polymer and water, as in the prior art, it is necessary to adjust the degree of foaming and melting. Since it is difficult to adjust the viscosity of the product in a consistent manner, it has not been possible to stably obtain foamed fibers with a high degree of foaming. In the present invention, in order to solve this problem, it is essential to include a phosphoric ester in addition to water. The blending ratio of each will be described below. The amount of water is 5 to 40 parts by weight per 100 parts by weight of the acrylic polymer. Preferably it is 10 to 30 parts by weight. If the amount of water exceeds 40 parts by weight, water vapor will blow out from the spinning orifice, or when extruding with a normal extruder, the water will separate and cause a backflow toward the raw material supply hopper, causing the raw material polymer to be eaten away. Problems such as defects occur frequently. If the amount of water is less than 5 parts by weight, the melt viscosity increases, making molding difficult and at the same time causing poor foaming. In addition, increasing the molding temperature in order to lower the viscosity is undesirable because decomposition and discoloration occur. The effect of blending phosphoric acid ester is that it is particularly characterized by controlling the melt viscosity during molding, and in the case of producing foamed fibers, a product with a high degree of foaming having fine and uniform cells can be obtained. Solvents for acrylic polymers are known to lower the melt viscosity, but even if dimethylformamide is added, foaming with uniform and fine bubbles, as in the case of adding phosphoric acid ester, is known. No fibers are obtained. The phosphoric acid ester of the present invention is represented by the formula (), PO(OR) 3 () where R is one or more monovalent groups selected from an alkyl group or an aryl group having 1 to 10 carbon atoms. is an organic group. For example, trimethyl phosphate, triethyl phosphate, tri-n-butyl phosphate, 2
-ethylhexyl phosphate, tris-2-chloroethyl phosphate, tricresyl phosphate, triphenyl phosphate and mixtures thereof, etc. can be used. Particularly preferred are triethyl phosphate, tri-n-butyl phosphate, tricresyl phosphate, and triphenyl phosphate. The blending amount of the phosphoric acid ester is 2 to 20 parts by weight per 100 parts by weight of the acrylic polymer. Preferably it is 5 to 15 parts by weight. When the blending amount is 20 parts by weight or more, increasing the amount further will have little effect, and on the contrary, the amount of phosphoric acid ester remaining in the molded product will increase, and the disadvantage that it will bleed onto the surface becomes noticeable. On the other hand, if it is less than 2 parts by weight, it will be the same as not adding it, and even if the amount of water is increased to lower the melt viscosity, the foaming failure will be extremely stable and a uniform molded product will not be obtained. Although the object of the present invention can be achieved by blending water and phosphoric acid ester with the acrylic polymer as described above, it is desirable to blend the acrylic polymer with a solvent in order to further improve the moldability. be.
The solvent for the acrylic polymer of the present invention is generally known, such as dimethylformamide, dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, γ-
Butyrolactone, ethylene carbonate, sulfolane, etc. can be used. The amount of the solvent to be blended is up to 20 parts by weight per 100 parts by weight of the acrylic polymer. If the amount is 20 parts by weight or more, the viscosity lowering effect will be small even if the amount is increased further, and the disadvantage that the amount of solvent remaining in the molded product will increase and the physical properties of the molded product will deteriorate becomes noticeable, which is not preferable. Furthermore, in order to improve uniform foamability and moldability, it is more desirable to incorporate inorganic particles. The effect of blending inorganic particles is that, although the reason is not clear, the melt viscosity of the composition is further reduced and a uniform and fine foamed structure is obtained. The inorganic particles of the present invention are substantially insoluble in water and ethylene carbonate, and have an average particle size of
They are inorganic particles of 40μ or less. Specifically, calcium carbonate, magnesium carbonate, barium carbonate, kaolin, alumina, talc, titanium oxide, and mixtures thereof can be used. In particular, when calcium carbonate, kaolin, and talc are used, the above-mentioned effects of the present invention can be achieved. These are particularly desirable inorganic particles because of their remarkable effects. The optimal range of the amount of these inorganic particles to be blended varies depending on the type of inorganic particles used, but it is 0.1 to 50 parts by weight per 100 parts by weight of the acrylic polymer. is 0.1 to 20 parts by weight, preferably 0.2 to 15 parts by weight, and 5 to 50 parts by weight, preferably 5 to 40 parts by weight for kaolin and talc. If the amount exceeds the upper limit, the molded product will become brittle and the physical properties will significantly deteriorate. If the amount is below the lower limit, the above-mentioned effects of the present invention cannot be exhibited, and when foaming and extrusion is carried out, only uneven molded products with coarse bubbles due to foaming can be obtained. As described in detail above, in the present invention, it is important to blend the acrylic polymer, water, phosphoric acid ester, solvent for the acrylic polymer, and inorganic particles in a specific ratio as necessary. However, the purpose of the present invention cannot be achieved. In the present invention, the above-mentioned blended composition is heated and melted under autogenous pressure or higher pressure, and then foamed and extruded from a spinning orifice to produce foamed fibers. Various methods can be used for heating and melting and extruding. That is, (a) acrylic polymer, water, phosphate ester, and if necessary, a solvent for the acrylic polymer and inorganic particles are uniformly mixed in a suitable mixer such as a ball mill to form a powder composition. This composition is heated and melted in a closed container such as an autoclave having an outlet connected to a spinning orifice through a valve or under a pressurized atmosphere, and after melting. A method of extruding through an orifice by opening a valve; (b) a method of heating and melting the powder composition of (a) above in a sealed cylinder of a plunger-type extruder, and then extruding by lowering the plunger (c) A method in which the powdery granular composition of (i) above is supplied to a hopper of a screw extruder for molding, heated and melted while being transferred through a heating zone, and extruded from a spinning orifice; When using,
The acrylic polymer and, if necessary, inorganic particles are supplied from the hopper, and the water, phosphoric acid ester, and, if necessary, the solvent for the acrylic polymer are injected as an aqueous solution or water dispersion into an appropriate location midway through the extruder. A method can be adopted in which the material is injected through a hole, then heated and melted while being transferred through a heating zone, and then extruded. Although the object of the present invention can be achieved by any of the above methods, it is convenient to use a conventional single-screw or twin-screw extruder. The heating temperature is preferably 120℃ or higher and 200℃ or lower.
The temperature is 150℃ or higher and 190℃ or lower. At temperatures below 120°C, it is difficult to melt and mold, and at temperatures above 200°C, the decomposition and coloring of the polymer is markedly insubstantial. In addition, when extruding from the spinning orifice, a measuring device such as a gear pump can be used as necessary. Any type of spinning orifice can be used, including one with a single hole, one with multiple holes, one with a circular cross section, and one with a non-circular (so-called irregularly shaped) cross section. The extrusion atmosphere is preferably air at normal pressure. The foam extruded in this manner is subjected to a stretching operation, if necessary. The stretching ratio (draft ratio) in this case is appropriately selected depending on the physical properties and thickness of the foamed fibers to be obtained. Furthermore, it is possible to carry out conventional stretching and heat treatment in a high-temperature atmosphere of 90° C. or higher, if necessary, either continuously or once rolled up. The foamed fibers obtained in this way not only have the characteristics of acrylic fibers, but also have excellent lightness, heat retention, and water absorption due to the uniform and fine foam structure, as well as a silky feel. It has a unique texture and luster, and is useful for a wide range of applications, such as handicraft fibers, wallpaper, rugs, and other interior textiles, water-absorbent fibers for clothing, and agricultural materials. . The present invention will be explained in more detail with reference to Examples below, but the scope of the present invention is not limited in any way by the description of these Examples. In addition, the degree of foaming described in the Examples is measured by the following method. The degree of foaming in the present invention is defined as the reciprocal (1/D) of the apparent density (D), measured by the following method. Method for measuring apparent density (D); From the sample to be measured, randomly collect 10 samples of 1 cm length along the length direction. Regarding each sample as a cylinder, measure the maximum diameter and minimum diameter of each sample and find the average value (d). From this average diameter, calculate the volume (υ) of each sample using the following formula. υ=πd 2 /4 Furthermore, let the sum of each υ be the apparent volume (Vcm 3 ).
On the other hand, measure the total weight of 10 samples (Wg) and calculate the apparent density (D) using the following formula: D = W/V (g/cm 3 )
The melt viscosity was measured at 180 using a Koka type flow tester.
This is the apparent viscosity measured at ℃ and under an extrusion load of 30 kg/cm 2 using an orifice having a pore of 1 mm in diameter and L/D=1. Example 1 90% by weight acrylonitrile, methyl acrylate
Using a 10% by weight acrylic polymer, a powder composition was prepared by uniformly mixing it using a ball mill at the compounding ratio shown in Tables 1 and 2, and the melt viscosity was measured using a Koka type flow tester. It was measured. The sample was melted by filling the sample into a cylinder at a predetermined temperature (180°C), plugging the orifice, and holding the cylinder for 2 minutes. Thereafter, the orifice was quickly uncorked and extrusion was started. The measurement results and the condition of the obtained extrudates are shown in Tables 1 and 2. All compositions are given in parts by weight. Example 2 15 parts by weight of water and 10 parts by weight of tricresyl phosphate for 100 parts by weight of an acrylic polymer consisting of 92% by weight of acrylonitrile and 8% by weight of methyl acrylate.
A composition containing parts by weight was prepared in the same manner as in Example 1, and the granular composition was supplied from a hopper to a single-screw extruder having three heating zones, and foaming extrusion was performed. Counting from the raw material supply hopper side, the first heating zone is 120℃, the second heating zone is 170℃, the third heating zone is 180℃,
The spinning orifice was set at 190°C. A spinning orifice having one pore with a diameter of 1 m/m was used for extrusion at an extrusion pressure of 60 Kg/cm 2 . The extruded foamed extrudate was rolled up at 170 m/min to obtain foamed fibers. The spinning conditions and the degree of foaming of the obtained foamed fibers are summarized in Table 3 together with the results of other Examples. Example 3 In addition to adding 5 parts by weight of ethylene carbonate to 100 parts by weight of the acrylic polymer to the composition of Example 2, the same foaming extrusion as in Example 2 was carried out. The extrusion pressure was 40Kg/cm 2 . The results are shown in Table 3. Example 4 For 100 parts by weight of the same acrylic polymer as in Example 2, 20 parts by weight of water and 5 parts by weight of triethyl phosphate.
An attempt was made to manufacture foamed fibers with a higher degree of foaming than in Example 2 by preparing a composition containing the following parts by weight. The extrusion equipment and conditions were the same as in Examples 2 and 3. The extrusion pressure was 45Kg/ cm2 .
Shown in the table. Comparative Example 1 A composition was prepared by blending 100 parts by weight of the same acrylic polymer as in Example 2 with 40 parts by weight of water, and extruded using the same equipment and conditions as in Example 2. Extrusion pressure varied in the range of 20-50 Kg/ cm2 . The results are shown in Table 3.

【表】【table】

【表】 コール
[Table] Call

【表】【table】

【表】【table】

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 アクリロニトリルを少なくとも40重量%含む
アクリル系重合体100重量部と水5〜40重量部及
び式()で表わされるリン酸エステル2〜20重
量部とからなるアクリル系重合体組成物を自生圧
又はそれより高い圧力下で加熱溶融せしめた後、
紡糸オリフイスより発泡押出しすることを特徴と
する発泡繊維の製造方法。 PO(OR)3 () 式中、Rは炭素数1〜10のアルキル基又は
アリール基から選ばれる1種以上の1価の有
機基である。 2 リン酸エステルがトリエチルホスフエート、
又はトリn―ブチルホスフエート又はこれらの混
合物である特許請求の範囲第1項記載の製造方
法。 3 リン酸エステルがトリクレシルフオスフエー
ト又はトリフエニルホスフエート又はこれらの混
合物である特許請求の範囲第1項記載の製造方
法。 4 アクリロニトリルを少なくとも40重量%含む
アクリル系重合体100重量部と水5〜40重量部、
式()で表わされるリン酸エステル2〜20重量
部及びアクリル系重合体の溶剤20重量部以下とか
らなるアクリル系重合体組成物を自生圧又はそれ
より高い圧力下で加熱溶融せしめた後、紡糸オリ
フイスより発泡押出しすることを特徴とする発泡
繊維の製造方法。 PO(OR)3 () 式中、Rは炭素数1〜10のアルキル基又は
アリール基から選ばれる1種以上の1価の有
機基である。 5 リン酸エステルがトリエチルホスフエート、
又はトリn―ブチルホスフエート又はこれらの混
合物である特許請求の範囲第4項記載の製造方
法。 6 リン酸エステルがトリクレシルホスフエート
又はトリフエニルホスフエート又はこれらの混合
物である特許請求の範囲第4項記載の製造方法。 7 アクリロニトリルを少なくとも40重量%含む
アクリル系重合体100重量部と水5〜40重量部、
式()で表わされるリン酸エステル2〜20重量
部、アクリル系重合体の溶剤20重量部以下及び少
なくとも1種の無機物粒子0.1〜50重量部とから
なるアクリル系重合体組成物を自生圧又はそれよ
り高い圧力下で加熱溶融せしめた後、紡糸オリフ
イスより発泡押出しすることを特徴とする発泡繊
維の製造方法。 PO(OR)3 () 式中、Rは炭素数1〜10のアルキル基又は
アリール基から選ばれる1種以上の1価の有
機基である。 8 リン酸エステルがトリエチルホスフエート、
又はトリn―ブチルホスフエート又はこれらの混
合物である特許請求の範囲第7項記載の製造方
法。 9 リン酸エステルがトリクレシルホスフエート
又はトリフエニルホスフエート又はこれらの混合
物である特許請求の範囲第7項記載の製造方法。 10 無機物粒子が炭酸カルシウム、炭酸バリウ
ム、カオリン、アルミナ、タルクから選ばれてな
る特許請求の範囲第7項記載の製造法。
[Scope of Claims] 1. An acrylic polymer consisting of 100 parts by weight of an acrylic polymer containing at least 40% by weight of acrylonitrile, 5 to 40 parts by weight of water, and 2 to 20 parts by weight of a phosphoric acid ester represented by the formula () After heating and melting the composition under autogenous pressure or higher pressure,
A method for producing foamed fibers characterized by foaming and extrusion from a spinning orifice. PO(OR) 3 () In the formula, R is one or more monovalent organic groups selected from an alkyl group or an aryl group having 1 to 10 carbon atoms. 2 The phosphoric acid ester is triethyl phosphate,
or tri-n-butyl phosphate or a mixture thereof. 3. The manufacturing method according to claim 1, wherein the phosphoric acid ester is tricresyl phosphate, triphenyl phosphate, or a mixture thereof. 4 100 parts by weight of an acrylic polymer containing at least 40% by weight of acrylonitrile and 5 to 40 parts by weight of water,
After heating and melting an acrylic polymer composition consisting of 2 to 20 parts by weight of a phosphoric ester represented by the formula () and 20 parts by weight or less of an acrylic polymer solvent under autogenous pressure or a pressure higher than that, A method for producing foamed fibers characterized by foaming and extrusion from a spinning orifice. PO(OR) 3 () In the formula, R is one or more monovalent organic groups selected from an alkyl group or an aryl group having 1 to 10 carbon atoms. 5 The phosphoric acid ester is triethyl phosphate,
or tri-n-butyl phosphate or a mixture thereof. 6. The manufacturing method according to claim 4, wherein the phosphoric acid ester is tricresyl phosphate, triphenyl phosphate, or a mixture thereof. 7 100 parts by weight of an acrylic polymer containing at least 40% by weight of acrylonitrile and 5 to 40 parts by weight of water,
An acrylic polymer composition consisting of 2 to 20 parts by weight of a phosphoric ester represented by the formula (), 20 parts by weight or less of an acrylic polymer solvent, and 0.1 to 50 parts by weight of at least one inorganic particle is heated under autogenous pressure or A method for producing foamed fibers, which comprises heating and melting the fibers under a higher pressure, and then extruding the foamed fibers from a spinning orifice. PO(OR) 3 () In the formula, R is one or more monovalent organic groups selected from an alkyl group or an aryl group having 1 to 10 carbon atoms. 8 The phosphoric acid ester is triethyl phosphate,
or tri-n-butyl phosphate or a mixture thereof. 9. The manufacturing method according to claim 7, wherein the phosphoric acid ester is tricresyl phosphate, triphenyl phosphate, or a mixture thereof. 10. The production method according to claim 7, wherein the inorganic particles are selected from calcium carbonate, barium carbonate, kaolin, alumina, and talc.
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