JPH01272809A

JPH01272809A - 湿式紡糸方法

Info

Publication number: JPH01272809A
Application number: JP9799188A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Tanimoto; 谷本　健一; Kazutaka Koda; 甲田　和孝; Naohiko Nagata; 永田　直彦; Mitsuo Kawada; 川田　光男
Original assignee: Unitika Ltd
Current assignee: Unitika Ltd
Priority date: 1988-04-20
Filing date: 1988-04-20
Publication date: 1989-10-31

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、有機重合体溶液の湿式紡糸方法に係わり、さ
らに詳しくは、単糸間膠着がなく、延伸処理を施すこと
によって、高強度、高初期弾性率繊維となる未延伸糸を
製造することのできる湿式紡糸方法に関するものである
。

（従来の技術）最近、高分子量の有機重合体を特定の溶媒に溶解した紡
糸原液を紡糸する。いわゆるゲル紡糸法あるいは乾・湿
式紡糸法により、高強度・高弾性率繊維を得る方法が開
発され、注目を浴びている。

ゲル紡糸法によるポリエチレン繊維においては。

３０ｇ／ｄ以上の強度、　４００ｇ／ｄ以上の初期弾性
率を有する繊維が得られている。

ポリエチレン繊維に比べて耐熱性、接着性の点で優れて
いるポリビニルアルコール（以下ＰＶＡと略記する。）
繊維については２強度と初期弾性率をともに改善する方
法が特開昭５９−１３０３１４号公報、特開昭６０−１
２６３１２号公報、特開昭６１−１０８７１２号公報、
特開昭６２−２３８８１２号公報、特開昭６３−２８９
１）号公報等で提案されている。

これらの方法は、ＰＶＡを特定の溶媒に溶解した紡糸原
液を、紡糸口金から空気や窒素等の不活性雰囲気層を通
過させて凝固浴に押し出す、すなわち乾・湿式紡糸する
ことにより、高強度、高初期弾性率のＰＶＡ繊維を製造
するものである。

また、溶媒にジメチルスルホキシドを用い、凝固液にメ
タノール、アセトン、トルエン等を用いたＰＶＡの湿式
紡糸法については、特公昭４３−１６６７５号公報で公
知であるが、この方法では、ＰＶＡ繊維を約２０倍延伸
するにもかかわらず、得られる繊維の強度は１０ｇ／ｄ
にすぎない。

（発明が解決しようとする課題）以上のごとく、高強度、高初期弾性率を有するポリエチ
レン繊維あるいはＰＶＡ繊維の製造法は種々提案されて
いるが、上記の乾・湿式紡糸法では、紡糸口金と凝固液
（冷却液）との間に不活性雰囲気層が存在するというこ
とが問題となる。

すなわち、紡糸原液を紡糸口金の吐出孔から押し出した
場合、紡糸口金直下（不活性雰囲気層中）では形状が不
安定で、しかも太いゲル状フィラメントが形成される。

したがって、複数の吐出孔から紡糸原液を押し出す場合
、吐出孔の間隔（１つの吐出孔とその隣の吐出孔との間
隔）が狭ければ。

各々のゲル状フィラメントが互いに密着して膠着糸とな
り、延伸時に膠着糸が単糸切れして延伸倍率を上げるこ
とができないため、高強度、高初期弾性率の繊維を得る
ことができないという問題がある。

この問題を解消するための１つの方法として。

吐出孔の間隔を広くすることが考えられるが、この方法
は、孔数１００程度までは可能であるものの。

工業的に効率のよい生産のために望まれる孔数数百の紡
糸口金を作製しようとすると、極めて太きいものとなり
、取扱い上不利であるばかりか、吐出孔間の吐出斑を起
こしやすいという新たな問題が生ずる。

一方、従来の湿式紡糸法については、膠着糸の生成とい
う問題は起こらないものの、前記のように２強度はＰＶ
Ａ繊維で高々１０ｇ／ｄにすぎず２強度および初期弾性
率をともに改善することはできなかった。

本発明は、上記の問題を解消し、紡糸時にフィラメント
同士が膠着することなく、安定した状態で紡糸すること
ができ、以後の工程で延伸処理を施すことにより、高強
度１高初期弾性率の繊維となる未延伸糸を、生産性よく
製造できる湿式紡糸方法を提供することを技術的な課題
とするものである。

（課題を解決するための手段）本発明者等は、このような現状に鑑み、鋭意検討した結
果１本発明に到達した。

すなわち２本発明は１次の構成を有するものである。

（１）有機重合体を第１溶媒に溶解して紡糸原液を調製
し、紡糸原液よりも高比重で、かつ有機重合体に対して
凝固能力を有しない溶媒を主成分とする第２溶媒からな
る紡糸浴内の下部に設けられた紡糸口金から、前記紡糸
原液を上向きに吐出して上方で引取り１次いで有機重合
体に対して凝固能力を有する第３溶媒浴中に通して糸条
を形成せしめた後、糸条中の第１溶媒を抽出剤で除去す
ることを特徴とする湿式紡糸方法。

（２）有機重合体を第１溶媒に溶解して紡糸原液を調製
し、紡糸原液よりも高比重で、かつ有機重合体に対し凝
固能力を有しない溶媒を主成分とする第２溶媒を下層と
し、第２溶媒よりも低比重で、有機重合体に対し凝固能
力を有し、かつ第２溶媒と相互に有限の溶解度を有する
第３溶媒を上層とする２浴からなる紡糸浴内の下部に設
けられた紡糸口金から、前記紡糸原液を上向きに吐出し
て、前記２浴を通して糸条を形成せしめ１次いで糸条中
の第１溶媒を抽出剤で除去することを特徴とする湿式紡
糸方法。

以下１本発明の詳細な説明する。

本発明における有機重合体とは、ポリエチレン。

ポリプロピレン、エチレン／プロピレン共重合体等のポ
リオレフィン系重合体、ＰＶＡ、ポリアクリロニトリル
、ポリビニリデンフルオライド等のビニル系重合体２種
々なタイプのナイロン等のポリアミド系重合体、ポリエ
チレンテレフタレート等のポリエステル系重合体または
これらの混合物を意味するが９本発明は、特に重合度１
５００以上のＰＶＡ系重合体の紡糸方法に適している。

本発明において、有機重合体を溶解して紡糸原液を調製
するために使用する第１溶媒としては。

有機重合体がポリオレフィン系重合体の場合には。

種々の炭化水素２例えば、デカリン、キシレン。

テトラリン、シクロヘキサン、ノナン、デカン。

パラフィン油、ナフタリン等およびこれらの混合物から
選択すればよい。

また、有機重合体がビニル系重合体の場合には。

グリセリン、エチレングリコール、プロピレングリコー
ル等の飽和脂肪族多価アルコールまたはジメチルスルホ
キシド、水等およびこれらの混合物から選択すればよい
が１本発明に適したＰＶＡ系重合体の場合には、グリセ
リン、エチレングリコール、ジメチルスルホキシド、水
またはこれらの混合物を用いるのが好ましい。

有機重合体がポリアミド系重合体またはポリエステル系
重合体の場合には、各々ベンジルアルコール、蟻酸等ま
たはベンジルアルコール、０−クロロフェノール、二塩
化酢酸等を用いることができる。

本発明においては、紡糸原液よりも高比重で。

かつ有機重合体に対して凝固能力を有しない溶媒を主成
分とする第２溶媒浴内の下部に設けられた紡糸口金から
、紡糸原液を吐出することが重要である。

すなわち、紡糸原液よりも高比重の溶媒を主成分とする
第２溶媒中に吐出することにより、吐出された紡糸原液
流は、紡糸原液と第２溶媒との比重差により生ずる浮力
を受ける。しかも、第２溶媒は、有機重合体に対し凝固
能力を有しない溶媒を主成分としているので、吐出した
紡糸原液流は溶液状態のまま上昇する。さらに、各吐出
孔から吐出した各々の紡糸原液流の間には第２溶媒が介
在しているため、フィラメント間の膠着を起こすことも
な（、マルチフィラメントを極めて安定した状態で紡糸
することが可能となる。

また、上記のごとく、紡糸原液流は浮力を受けて上昇す
るので、紡糸原液は上向きに吐出する必要がある。下向
きに吐出すると、吐出した紡糸原液が紡糸口金面に付着
して紡糸が困難となり、−方、横向きあるいは斜め向き
に吐出すると、浮力が横向きに働き、高強度、高弾性率
繊維用の未延伸糸を得るのが困難となる。

第２溶媒としては、有機重合体と第１溶媒との組み合わ
せにより種々の溶媒を適用することが可能であり、当業
者は容易に適当な溶媒を選択することができる。例えば
、ポリエチレンをパラフィン油に溶解した紡糸原液を紡
糸する際には、水が適当である。また、ＰＶＡ系重合体
をジメチルスルホキシドに溶解した紡糸原液を紡糸する
際には。

テトラクロロエチレンを主成分とする溶媒を用いるのが
好ましい。

本発明で用いる第２溶媒は、有機重合体に対して凝固能
力を有しない溶媒を主成分とするが、紡糸原液が完全に
凝固しない程度に、適宜凝固能力を有する溶媒を混合し
てもよい。

本発明では、第２溶媒浴中に吐出したゲル状フィラメン
トを、いったん上方で引取った後、有機重合体に対し凝
固能力を有する第３溶媒浴に導き。

凝固した糸条を形成する。（第１発明）また、第３溶媒
が第２溶媒よりも低比重で、かつ第２溶媒と相互に有限
の溶解度を有する場合には、第２溶媒浴の上部に第３溶
媒浴を設け、ゲル状フィラメントを第２溶媒浴から連続
して第３溶媒浴に導き、凝固した糸条を形成してもよい
。

（第２発明）第３溶媒としては、従来公知の乾・湿式紡糸法あるいは
湿式紡糸法等で使用される溶媒を適用することが可能で
あるが、必要ならば他の成分を混合してもよい。本発明
に適したＰＶＡ系重合体溶液を紡糸する際には、第３溶
媒にメタールやアセトンを用いるのが好ましい。

上記で得られる凝固糸条は、まだ第１溶媒を含有してい
るので、抽出剤で第１溶媒を抽出除去する必要がある。

すなわち、第１溶媒を含有したままの糸条を、以降の工
程で乾燥または熱延伸すると、第１溶媒が糸条を構成す
る単糸の表面に滲出し、単糸間膠着を生じるからである
。

抽出剤としては２第１溶媒と親和性を有するものであれ
ばいずれでもよく、当業者は容易に適当な抽出剤を選択
することができる。また、抽出剤として、前記の第３溶
媒と同じものを使用してもよく、第２溶媒浴と第３溶媒
浴とを分離する第１発明の場合には、第３溶媒浴で糸条
の凝固と第１溶媒の抽出除去とを同時に行ってもよい。

本発明の方法で得られる未延伸糸は、いったん捲取るか
または連続して延伸工程に供給し、延伸する。本発明に
おいては、この間、乾燥、油剤処理環、必要ならばその
他の工程を適宜導入してもよい。

延伸方法としては１種々の方法を通用することができる
が９例えば、ヒートプレート等の加熱体に未延伸糸を接
触させながら延伸する方法、ヒートオーブン等の熱風浴
中で延伸する方法、熱媒中で延伸する方法、誘電加熱方
式で延伸する方法があげられる。これらの方法では、１
段または２段以上の多段で延伸することができるが、２
段以上の多段で延伸することが好ましい、また、多段延
伸する場合は、第ｎ段延伸と第ｎ＋１段延伸（ｎは１以
上の整数）との間で水分付与、油剤付与等を行ってもよ
い。

次に２本発明を図面により説明する。

第１図は、第２溶媒浴と第３溶媒浴とを分離した第１発
明の一実施ＢｊＲを示す概略工程図であり。

導管１から供給した紡糸原液を、紡糸口金２から第２溶
媒浴３中に上向きに吐出し、引取ローラ４で引取った後
、第３溶媒浴５中に通して糸条を凝固させ５次いで抽出
剤浴６中で第１溶媒を抽出除去し、未延伸糸を捲取るも
のである。

また、第２図は、第２発明の一実施態様を示す概略工程
図であり、第２溶媒浴３を下層とし、第３溶媒浴５を上
層とする紡糸浴に紡糸原液を吐出し、引取ローラ４で引
取った後、抽出剤浴６中で第１溶媒を抽出除去し、未延
伸糸を捲取るものである。

（作　用）本発明によれば、紡糸時にフィラメント同士が膠着する
ことなく、安定した状態で紡糸でき、以後の工程で延伸
処理を施すことにより、高強度。

高初期弾性率の繊維となる未延伸糸を、生産性よ（製造
することが可能である。

本発明において、以後の工程で延伸処理を施すことによ
り、高強度、高初期弾性率の繊維となる未延伸糸を得る
ことができる理由としては１次のことが考えられる。

すなわち、紡糸原液よりも高比重で、有機重合体に対し
て凝固能力を有しない溶媒を主成分とする第２溶媒中に
上向きに湿式紡糸することにより。

吐出した紡糸原液流が溶液状態のまま上向きに引伸ばさ
れるという、乾・湿式紡糸法における不活性雰囲気層と
同様の効果を溶媒中で付与することが可能であり、しか
もフィラメント間に溶媒が存在するので、単糸間の膠着
も起こらず、乾・湿式紡糸法と湿式紡糸法の双方の長所
が相乗的に発現するためと思われる。

（実施例）以下２本発明を実施例により具体的に説明する。

なお、実施例中の強度と初期弾性率は、試料長２０ｃＭ
、引張速度２０ｃｍ／分で引張試験を行った時の値であ
る（２０℃、６５％ＲＨ）。

実施例１重合度４８００（７）　Ｐ　Ｖ　Ａ　（ケア化度９９．
９モル％）をジメチルスルホキシドに１２０℃で溶解し
＋　ｔａ度１２ｗｔ％の紡糸原液を調製した。第２図に
示すように。

下層がテトラクロロエチレン９９−ｔ％９メタノール１
ｗｔ％（深さ１０口）、上層がメタノール６４−ｔ％。

テトラクロロエチレン３２−ｔ％、水４ｗｔ％＜ｉ　サ
３６１）からなる２浴構造の紡糸浴の下層中に、孔径Ｑ
、３ｍ、孔数３２０の紡糸口金（口金径８０ｆｉ）を設
け、この紡糸口金から上記の紡糸原液を上向きに吐出し
て、前記２浴を通して糸条を形成し、引続き、メタノー
ルからなる抽出浴を通してジメチルスルホキシドを十分
に抽出した後、温度６０℃の熱風中で乾燥してから捲取
り、乾燥未延伸糸を得た。

この乾燥未延伸糸の断面を顕微鏡下にて観察したところ
、フィラメント間の膠着は全く認められなかった。

上記で得られた乾燥未延伸糸を、入口温度１４０℃、出
口温度２４５℃に設定した熱風浴中で、最高延伸倍率の
９５％に相当する１４倍に延伸して捲取り。

延伸糸を得た。

得られた延伸糸は、繊度５５０ｄ、強度１９．５ｇ／ｄ
、初期弾性率５３３ｇ／ｄであった。

比較例１実施例１において、紡糸浴をメタノール６４ｗｔ％。

テトラクロロエチレン３２ｗ　ｔ％、水４ｗｔ％からな
る溶媒のみに変えて同様に湿式紡糸を行い、抽出。

乾燥して乾燥未延伸糸を得た。この乾燥未延伸糸には、
フィラメント間の膠着は全くなく、また。

１９倍の延伸が可能であったものの、得られた延伸糸４
００ｄの強度は８．７ｇ／ｄにすぎなかった。

比較例２実施例１において、紡糸浴をメタノール６４−ｔ％。

テトラクロロエチレン３２−ｔ％、水４ｗｔ％からなる
溶媒のみに変えて乾・湿式紡糸を行った。この時の不活
性雰囲気層の厚みは５０龍とした。

得られた乾燥未延伸糸の断面を顕微鏡下にて観察したと
ころ、単糸２本が膠着したものと思われるフィラメント
が３７本あり、また、単糸３本が膠着したものと思われ
るフィラメントが１本あった。

実施例２重量平均分子量４０万の直鎖状高密度ポリエチレンをパ
ラフィン油に１５０℃で溶解し、濃度５ｗｔ％の紡糸原
液を調製した。第１図で示したように。

水を用いた紡糸浴（深さ１５ｃｎ＋）中に設けられた孔
径０．７ｍ、孔数３２０の紡糸口金から、この紡糸原液
を上向きに吐出して紡糸浴中を通した後、いったん引取
り９次いで第３溶媒と抽出剤を兼ねた塩化メチレン浴中
を通し、パラフィン油を十分に抽出して捲取った後、室
温の窒素気流中で乾燥させ。

乾燥未延伸糸を得な。

得られた乾燥未延伸糸の断面を顕微鏡下にて観察したと
ころ、フィラメント間の膠着は全く認められなかった。

この乾燥糸を、１３５℃のヒートプレートを用いて５０
倍に延伸して延伸糸を得た。得られた延伸糸６５ｄは２
強度４８ｇ／ｄ、初期弾性率１７００ｇ／ｄという高強
度、高初期弾性率を有していた。

（発明の効果）本発明は、上記の構成を有するので２本発明によれば、
紡糸時にフィラメント同士が膠着することなく、安定し
た状態で紡糸することができ、以後の工程で延伸処理を
施すことにより、高強度。

高初期弾性率の繊維となる未延伸糸を、生産性よく製造
することが可能である。

また、第２溶媒浴と第３溶媒浴とを分離した第１発明に
よれば、第２溶媒と第３溶媒との比重の大小や相互間の
溶解度に関係なく、第２溶媒と第３溶媒とを自由に選択
することができる。

さらに、第２溶媒浴を下層とし、第３溶媒浴を上層とし
た紡糸浴を用いる第２発明によれば、紡糸装置を小型化
することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、第１発明の一実施態様を示す概略工程図、第
２図は、第２発明の一実施態様を示す概略工程図である
。１　−−一−−・−・導管２　・−・・−・紡糸口金３−・−・第２溶媒浴４　・−・−・・・引取ローラ５−・−・第３溶媒浴６−・−・・抽出剤浴

Claims

【特許請求の範囲】

（１）有機重合体を第１溶媒に溶解して紡糸原液を調製
し、紡糸原液よりも高比重で、かつ有機重合体に対して
凝固能力を有しない溶媒を主成分とする第２溶媒からな
る紡糸浴内の下部に設けられた紡糸口金から、前記紡糸
原液を上向きに吐出して上方で引取り、次いで有機重合
体に対して凝固能力を有する第３溶媒浴中に通して糸条
を形成せしめた後、糸条中の第１溶媒を抽出剤で除去す
ることを特徴とする湿式紡糸方法。
（２）有機重合体を第１溶媒に溶解して紡糸原液を調製
し、紡糸原液よりも高比重で、かつ有機重合体に対し凝
固能力を有しない溶媒を主成分とする第２溶媒を下層と
し、第２溶媒よりも低比重で、有機重合体に対し凝固能
力を有し、かつ第２溶媒と相互に有限の溶解度を有する
第３溶媒を上層とする２浴からなる紡糸浴内の下部に設
けられた紡糸口金から、前記紡糸原液を上向きに吐出し
て、前記２浴を通して糸条を形成せしめ、次いで糸条中
の第１溶媒を抽出剤で除去することを特徴とする湿式紡
糸方法。