JP2003201622A

JP2003201622A - アクリル繊維の製造方法

Info

Publication number: JP2003201622A
Application number: JP2001401920A
Authority: JP
Inventors: Katsutaka Ito; 勝隆伊藤; Yoshihiko Hosako; 芳彦宝迫; Masakazu Hoshino; 正和星野
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 2001-12-28
Filing date: 2001-12-28
Publication date: 2003-07-18
Anticipated expiration: 2021-12-28
Also published as: JP4104860B2

Abstract

(57)【要約】【課題】極細繊維で分繊性、耐熱寸法安定性に優れた
アクリロニトリル系繊維の短繊維の製造方法を提供す
る。【解決手段】アクリロニトリル系繊維を製造するに当
たり、紡糸、洗浄、延伸後の繊維質量に対して２０質量
％以上２００質量％以下に水分を調整し、９８〜４９０
ｋＰａの飽和水蒸気中で湿熱緩和処理を施すことを特徴
とするアクリロニトリル系繊維の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アクリル繊維の製造法
に関する。さらに詳しくは特に細繊度や構成本数の多い
アクリロニトリル系繊維トウを湿熱緩和処理する際の有
効な工業的な手法に関する。

【０００２】

【従来の技術】アクリロニトリルを主体とする重合体よ
りなるアクリル系繊維は、バルキー性、鮮明な染色性、
良好な染色堅牢度、優れた耐候性等の特徴を生かして、
セーター、ジャージー、ソックス等の衣料分野、毛布、
カーペット、フェイクファー等の建・寝装分野に広く利
用されている繊維である。このようなアクリル系繊維の
新しい用途として、最近、細繊度繊維からなるショート
カットファイバーの分野がある。細繊度アクリロニトリ
ル系繊維のショートカットファイバーは、大きな比表面
積、親水性と疎水性の適度なバランス、非熱溶融性等、
従来の繊維材料には具備されていなかった諸特性が認め
られ、様々な分野で利用されている。具体的な利用分野
としては、例えば大きな比表面積を生かしたフィルター
分野、非熱溶融性並びに親水−疎水バランスを生かした
孔版印刷原紙分野等の抄紙物や、基布にウォータージェ
ットで極細繊維のショートカットファイバーを打ち込ん
だ人工皮革用シート状物が挙げられる。

【０００３】このような工業用途へ繊維材料を展開する
場合には、その加工工程において、単繊維の分繊性が重
要な要素となる。部分的に単繊維同士が融着し、分繊で
きない部分が存在すると、抄紙物やシート状物の外観を
損なうばかりで無く、本来要求される抄紙物、シート状
物の均一性をも損なう原因となる。

【０００４】アクリロニトリル系繊維の製造方法は、湿
式、乾式、半乾半湿式紡糸方式が工業化されているが、
何れの方式においてもアクリロニトリル系重合体を溶剤
に溶解し紡糸原液を作成し、その紡糸原液をノズルから
押出し、繊維状に賦形したのち、洗浄による脱溶剤を行
う必要がある。脱溶剤された繊維は湿潤状態にあり、乾
燥を行う必要があるが、そのまま乾燥すると単繊維同士
が融着を起こすため、融着を防止するために乾燥前に油
剤を付着させている。

【０００５】繊維の分繊性を向上させる手法として、特
公昭３９−１９７号公報及び特公昭５１−２８７２８号
公報などでは、紡糸、延伸、水洗した湿潤状態のまま製
品とすることを提案している。しかし、この方法による
ものは分繊性は十分であるが抄紙物、シート状物の加工
に際し乾燥工程において収縮が大きく寸法安定性が悪く
なる。また、本発明者らの検討によれば、油剤付与工程
において油剤組成成分の適正化、油剤付着量の増加、油
剤付与均一化のための油剤付与装置の改善などがこれま
で行われてきたが、分繊性が十分良好なアクリロニトリ
ル系繊維は得られていない。

【０００６】また、乾燥工程を経たアクリロニトリル系
繊維は、熱により収縮するため、緩和処理工程は繊維の
耐熱安定性を確保するためには必須の工程であり、水の
可塑化効果を有効に利用できるアクリロニトリル系繊維
では湿熱緩和処理が一般的に利用されている。しかし、
抄紙物及びシート状物に用いられる細繊度アクリロニト
リル系繊維においては、単繊維同士の融着が著しく、均
一性に欠けるものとなる。

【０００７】特公昭６３−２４０８４号公報には、湿式
紡糸し、延伸、水洗後緊張乾燥し、次いで水分を付与後
湿熱で緊張熱処理することにより、水中分散性及び耐熱
性良好な抄紙用アクリロニトリル系繊維の製造方法を開
示している。しかしながらこの方法は、緊張熱処理を施
さなければならないため、弛緩状態では繊維表面に細か
い皺が発生し、抄紙時の単繊維間の分散を悪くすると述
べており、そのため緊張熱処理をするため別途ローラー
等の設備等を介して熱処理を施さなければならない。

【０００８】近年、フィルター性能の高性能化、孔版印
刷分野では印刷の鮮明さ、人工皮革における風合いの改
善など、より細繊度、例えば０．２ｄＴｅｘ以下の単繊
維繊度の短繊維が用いられている。これら、極細繊維は
生産性を向上するために構成本数の多い繊維トウを形成
させて製造する方が有利である。しかし、従来の分繊性
改良手法では、十分な分繊性及び耐熱性を維持したまま
経済的な極細繊維を定量及び定性的に生産することは非
常に困難であった。このような状況から極細アクリロニ
トリル系繊維の分繊性を改善する工業化技術の出現が要
望されていた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、アクリロニ
トリル系繊維の分繊性の向上、特に極細アクリロニトリ
ル系繊維の分繊性改善要求に答えることができ、かつ、
耐熱寸法安定性に優れたアクリロニトリル系繊維の製造
方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題を
解決すべく鋭意検討した結果、本発明に至った。すなわ
ち、本発明は、アクリロニトリル系繊維を製造するに当
たり、紡糸、洗浄、延伸後の繊維質量に対して２０質量
％以上２００質量％以下に水分を調整し、９８〜４９０
ｋＰａの飽和水蒸気中で湿熱緩和処理を施すことを特徴
とするアクリロニトリル系繊維の製造方法にある。さら
に本発明は、アクリロニトリル系繊維の単繊維繊度が
１．０ｄＴｅｘ以下の繊維から構成されるアクリロニト
リル系繊維トウの上記湿熱緩和処理を施すアクリロニト
リル系繊維の製造方法にある。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の第一の要件は、細繊度の
アクリロニトリル系繊維を湿熱緩和処理するに当たり、
繊維トウの水分を所定の値に調整して行うことである。
本発明によって湿熱緩和処理されるアクリロニトリル系
繊維は、湿式紡糸法によって紡糸され、洗浄、延伸され
た湿潤状態のアクリロニトリル系繊維トウの繊維質量に
対し２０質量％以上２００質量％以下に水分を調整す
る。湿熱緩和処理とは、飽和水蒸気の加圧により繊維を
熱緩和することである。

【００１２】本発明者らは、湿式紡糸法によって紡糸、
洗浄、延伸後の湿潤状態のアクリロニトリル系繊維トウ
を抄紙、乾燥したところ、分繊性は良いが、抄紙シート
の耐熱寸法安定性が悪いことを確認した。また、湿潤状
態のアクリロニトリル系繊維トウを湿熱緩和処理し、繊
維の分繊性について検討を試みた結果、湿熱処理を施す
ことによって、未分繊部分が多くなり、分繊性が悪化す
ることを確認した。この解決手段として、湿潤状態のま
ま（乾燥せずに）水分を調整し、湿熱緩和処理すると未
分繊部分を極度に少なくできることを知見した。

【００１３】この水分率は、繊維質量に対して２０質量
％以上２００質量％以下の範囲が好ましい。水分の調整
量が２０質量％未満では十分な繊維の分繊性が得られ
ず、逆に２００質量％を超えると繊維トウより水分が滲
みでる状態となり、繊維間で絡み合いが生じ、単繊維シ
ートとした場合表面にむらを発生させる問題がでる。こ
の水分率は、単繊維繊度によって異なるが、湿式紡糸に
おいてアクリロニトリル系繊維トウ得る際の紡糸、洗
浄、延伸後、保水している程度の水分率が最も好ましい
水分率である。水分率を繊維質量に対して２０〜２００
質量％にするには、洗浄工程で水分を含んだ繊維を延伸
後に絞りローラーにより調整する。

【００１４】また、本発明者らは、油剤添加および乾燥
させたアクリロニトリル系繊維トウの弛緩状態での湿熱
緩和処理を行う検討を試みた結果、特公昭６３−２４０
８４号公報では良好な分繊性を得るためには水分を付与
して緊張熱処理が必須の要件であったが、弛緩状態でも
水分を含浸させることにより湿熱緩和処理後のアクリロ
ニトリル系極細繊維短繊維の分繊性悪化を防止できるこ
とを確認した。

【００１５】本発明を実施するに当たり、湿熱緩和処理
を行う際の飽和水蒸気圧は、最終繊維の設計に応じて圧
力を変更することも可能であるが、およそ９８ｋＰａ以
上４９０ｋＰａ以下の飽和水蒸気圧で湿熱緩和処理を施
す場合に有効であり、さらに１２０ｋＰａ以上３００ｋ
Ｐａ以下の範囲で処理を施すことが、より有効である。
飽和水蒸気圧が９８ｋＰａ未満では水中における分繊性
は良好であるが、抄紙または抄造したシートの耐熱寸法
安定性が悪くなり、４９０ｋＰａより高いと湿熱緩和処
理アクリロニトリル系繊維トウが収縮しすぎて繊維のカ
ット性を悪化するなどの問題が発生する。ここで、使用
する飽和水蒸気は、通常の水蒸気に比べ蒸気の湿り気お
よび温度がコントロールし易いことから、安定した湿り
気および温度でアクリロニトリル系繊維トウを処理する
ことが可能である。

【００１６】本発明は、単繊維繊度が１．０ｄＴｅｘ以
下の単繊維で構成される繊維トウを湿熱緩和処理する場
合に有効であり、さらに単繊維繊度が０．３ｄＴｅｘ以
下の単繊維で構成される繊維トウを湿熱緩和処理する場
合は、より有効に活用される。この理由は単繊維繊度が
小さくなるほど、生産性を維持するためには、繊維トウ
の構成本数を多くする必要があるが、構成本数が多くな
ると、油剤を均一に付着させることが難しくなり、分繊
性の悪化を招くためである。

【００１７】本発明においてアクリロニトリル系繊維と
は、アクリロニトリルを５０質量％以上含むアクリロニ
トリル系共重合体またはアクリロニトリル単独重合体か
らなる繊維である。

【００１８】アクリロニトリル系共重合体を構成する共
重合成分としては、アクリロニトリルと共重合可能な不
飽和単量体であれば特に限定されないが、例えば以下の
モノマーが挙げられる。すなわち、アクリル酸メチル、
アクリル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル
酸ｎ−ブチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリ
ル酸２−ヒドロキシエチル、アクリル酸ヒドロキシプロ
ピルなどに代表されるアクリル酸エステル類、メタクリ
ル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸イソプ
ロピル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸ｎ−ヘ
キシル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸ラ
ウリル、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル、メタクリ
ル酸ヒドロキシプロピル、メタクリル酸ジエチルアミノ
エチルなどに代表されるメタクリル酸エステル類、アク
リル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、アク
リルアミド、Ｎ−メチロールアクリルアミド、ジアセト
ンアクリルアミド、スチレン、ビニルトルエン、酢酸ビ
ニル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル、臭化
ビニリデン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデンなどの不
飽和モノマー類であり、さらに染色性改良などの目的に
よっては、ｐ−スルホフェニルメタリルエーテル、メタ
リルスルホン酸、アリルスルホン酸、スチレンスルホン
酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン
酸及びこれらのアルカリ金属塩などである。

【００１９】本発明のアクリロニトリル系繊維の製造法
は、アクリルロニトリル系重合体を溶剤に溶解して紡糸
する溶液紡糸法により製造される。紡糸溶剤としては、
ロダン塩、塩化亜鉛、硝酸の水溶液に代表される無機系
溶剤とジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、
ジメチルスルホキシド、γ−ブチロラクトン、エチレン
カーボネート、プロピレンカーボネート、アセトンに代
表される有機系溶剤が挙げられる。

【００２０】溶液紡糸法は、より詳しくは、乾式紡糸、
乾−湿式紡糸、湿式紡糸に分類されるが、本発明におけ
る紡糸方式として、湿式紡糸方式を用いる。通常、湿式
紡糸法により凝固浴中に防止されたアクリロニトリル系
繊維トウは、洗浄および延伸は、６０℃以上の温水また
は沸水で行う方が効率は良いが、本発明では特に限定す
るものではない。延伸により配向させられた繊維は、ひ
ずみを持っているので、これを取ってやるために熱処理
する必要がある。アクリロニトリル系繊維では、適当な
熱処理によって伸度と強靭性が与えられる。熱処理は一
般に１００℃以上１６０℃以下の温度の沸水または水蒸
気の湿熱下において行われる。

【００２１】本発明における湿熱緩和処理されたアクリ
ロニトリル系繊維トウは、湿潤状態にあり、これを公知
のカッターを用いて所望の長さにカットすることによっ
て、分繊性、かつ、耐熱寸方安定性に優れたアクリロニ
トリル系短繊維（カットファイバー）を得ることができ
る。

【００２２】

【実施例】以下に、本発明を実施例を挙げて更に詳しく
説明する。実施例において「分繊性」は次のようにして
評価した。「得られたアクリロニトリル系繊維をカット
して得た短繊維１０ｇを採取して２リットルの水に投与
し、ＪＩＳＰ−８２０９に準拠したパルプ解離機（熊
谷理機工業（株）製）にて３０秒間撹拌解離し、抄紙
し、２５０ｍｍ×２５０ｍｍ、質量１６〜２０ｇ／ｍ²
のアクリロニトリル系繊維シートを得た。得られたシー
トを目視により、短繊維同士の膠着、融着した棒状のも
のを未分繊とし、この未分繊の有無により評価した。」

【００２３】（実施例１）水系懸濁重合法により得られ
たアクリロニトリル／酢酸ビニル＝９２／８（質量比）
の組成の分子量１２０，０００のアクリロニトリル系重
合体をジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）に溶解し、重
合体濃度２５質量％の紡糸原液を調製した。この紡糸原
液を孔径３０μｍ、孔数４０，０００の紡糸口金から、
温度５０℃、ＤＭＡＣ３０質量％の水溶液からなる凝固
浴中に吐出し、次いで沸水中で洗浄すると共に４倍に延
伸し、単繊維繊度０．２ｄＴｅｘの極細アクリル繊維の
トウを得た。

【００２４】この極細アクリル繊維トウを絞りロールに
より繊維質量に対し２５質量％に水分を調整した後、圧
力１６０ｋＰａの水蒸気で湿熱緩和処理した後、長さ３
ｍｍにカットして短繊維とした。得られた短繊維を抄紙
し、分繊性評価を行ったところ、厚み０．１１ｍｍ、質
量１８ｇ／ｍ² の未分繊のないシート表面の均一性およ
び耐熱寸法安定性（収縮率１．２％）に優れたアクリル
繊維シートが得られた。

【００２５】（実施例２）実施例１と同様にして得られ
た極細アクリル繊維トウを、絞りロールにより繊維質量
に対し１９０質量％に水分を調整した後、１７０ｋＰａ
の圧力で湿熱緩和処理した後、長さ３ｍｍにカットして
短繊維とした。得られた短繊維を抄紙し分繊性評価を行
ったところ、厚み０．１０ｍｍ、質量１９ｇ／ｍ² で未
分繊繊維がなく、シート表面も均一で、乾燥時シートの
収縮はなく耐熱寸法安定性（収縮率１．５％）に優れた
アクリル繊維シートが得られた。

【００２６】（比較例１）実施例１と同様にして得られ
た極細アクリル繊維トウを弛緩状態で風乾し、１４０ｋ
Ｐａの圧力の水蒸気で湿熱緩和処理した後、長さ３ｍｍ
にカットして短繊維とした。得られた短繊維を抄紙し、
分繊性評価を行ったところ未分繊繊維が多くシート表面
の不均一な、質量１８ｇ／ｍ² のアクリル繊維シートと
なった。

【００２７】（比較例２）実施例１と同様にして得られ
た極細アクリル繊維トウを、弛緩状態で風乾し、長さ３
ｍｍにカットして短繊維とした。得られた短繊維を抄紙
し、分繊性評価を行ったところ未分繊繊維が多くシート
表面の不均一な、質量１８ｇ／ｍ² のアクリル繊維シー
トとなった。

【００２８】（比較例３）実施例１と同様にして得られ
た極細アクリル繊維トウを、絞りロールにより繊維質量
に対し５質量％の水分とした後、１６０ｋＰａの圧力の
水蒸気で湿熱緩和処理を施した後、長さ３ｍｍにカット
して短繊維とした。得られた短繊維を抄紙し、分繊性評
価を行ったところ未分繊繊維が多くシート表面の不均一
な、質量１９ｇ／ｍ² のアクリル繊維シートとなった。

【００２９】（比較例４）実施例１と同様にして得られ
た極細アクリル繊維トウを繊維質量に対し２５０質量％
の水分とした後、１７０ｋＰａの圧力の水蒸気で湿熱緩
和処理した後、長さ３ｍｍにカットして短繊維とした。
得られた短繊維を抄紙し分繊性評価を行ったところ、繊
維同士の絡みが発生しておりシートの表面の不均一な、
質量１８ｇ／ｍ² のアクリル繊維シートとなった。

【００３０】（比較例５）実施例１と同様にして得られ
た極細アクリル繊維トウを繊維質量に対し１００質量％
の水分とした後、９０ｋＰａの圧力の水蒸気で湿熱緩和
処理した後、長さ３ｍｍにカットして短繊維とした。得
られた短繊維を抄紙し、分繊性評価を行ったところ、厚
み０．１０ｍｍ、質量１９ｇ／ｍ² の未分繊繊維はない
が、耐熱性が低いため、乾燥時にシートが収縮（収縮率
１０％超）し寸法安定性に欠けるものであった。

【００３１】（比較例６）実施例１と同様にして得られ
た極細アクリル繊維トウを繊維質量に対し１５０質量％
の水分とした後、５００ｋＰａの圧力の水蒸気で湿熱緩
和処理した後、長さ３ｍｍにカットして短繊維とした。
得られた短繊維を抄紙し、分繊性評価を行ったところ、
未分繊繊維が多くシート表面の不均一な、目付１９ｇ／
ｍ² のシートとなった。

【００３２】

【発明の効果】本発明は、抄紙物、シート状物用途に対
して特に好適な分繊性および耐熱寸法安定性を有するア
クリロニトリル系カットファイバーの製造方法を提供す
るものであり、特に極細繊維の分繊性および耐熱寸法安
定性に優れたアクリロニトリル系カットファイバーが得
られ、その利用応用分野は広い。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者星野正和広島県大竹市御幸町20番１号三菱レイヨン株式会社大竹事業所内Ｆターム(参考） 4L035 BB03 CC05 CC07 CC20 DD13 MB00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アクリロニトリル系繊維を製造するに当
たり、紡糸、洗浄、延伸後の繊維質量に対して２０質量
％以上２００質量％以下に水分を調整し、９８〜４９０
ｋＰａの飽和水蒸気中で湿熱緩和処理を施すことを特徴
とするアクリロニトリル系繊維の製造方法。
【請求項２】アクリロニトリル系繊維の単繊維繊度が
１．０ｄＴｅｘ以下である請求項１記載のアクリロニト
リル系繊維の製造方法。