JPH03241005A - 中空アクリル系繊維およびその製造方法 - Google Patents

中空アクリル系繊維およびその製造方法

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JPH03241005A
JPH03241005A JP3693890A JP3693890A JPH03241005A JP H03241005 A JPH03241005 A JP H03241005A JP 3693890 A JP3693890 A JP 3693890A JP 3693890 A JP3693890 A JP 3693890A JP H03241005 A JPH03241005 A JP H03241005A
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JP
Japan
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fiber
core
hollow
fibers
wet
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JP3693890A
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English (en)
Inventor
Yoji Matsuhisa
松久 要治
Katsumi Yamazaki
山崎 勝己
Toru Hiramatsu
徹 平松
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Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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  • Artificial Filaments (AREA)
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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】 [産業上の利用分野コ 本発明は中空アクリル系繊維およびその製造方法、特に
細繊度な中空アクリル系繊維およびその製造方法に関す
るものである。
[従来の技術] 近年中空アクリル系繊維の用途展開が進み、見掛比重が
低く嵩高で保温性、吸湿性、吸水性に優れているという
特長を生かした用途に展開が進められている。しかし、
従来の中空アクリル系繊維は、孔径2〜3mmの中心部
にガスを吹き込むモノホール口金を用いたものが大半で
あり、単繊維デニールが10デニール以上、外径が数1
00μm以上と非常に太いものが大半であった(たとえ
ば特公昭56−21845号公報、特開昭61−280
14号公報、特開昭61−296115号公報など)。
そのために、嵩高性、吸水性等が不十分であったり衣料
用途への展開が制限されるといった問題があった。
従来、中空アクリル系繊維の細繊度化を狙って芯鞘口金
を用いて収縮率の異なるポリマーを入れ中空化する技術
(特開昭56−73117号公報)が提案されているが
、繊度が3デニ一ル以上と太く、単繊維間の繊度および
形状のばらつきが大きい、さらに鞘が破れやすく完全な
中空糸ができにくいといった問題があった。また、接合
タイプ口金を用い条件を特定化して中空化する技術(特
開昭54−142316号公報)も提案されているが、
最も細いものでも1.9デニ一ル以上であり、しかも中
空が不完全であづたり、単繊維間の繊度および形状のば
らつきが大きい、単繊維表面形状の凹凸が大きいといっ
た問題があった。さらに、このような中空繊維を炭素繊
維用プリカーサ−として用いると、特に繊度が太いため
に耐炎化工程での蓄熱が大きくなって糸切れしやすく、
安定して焼成することができない、得られた炭素繊維の
強度も300kg/mm2以下と低いといった問題があ
った。
[発明が解決しようとする課題] そこで本発明者らは細繊度の中空アクリル系繊維を鋭意
検討して本発明に至った。すなわち本発明の課題は、上
記従来技術では達成し得なかった細繊度の中空アクリル
系繊維およびその製造方法を提供することにある。
[課題を解決するための手段] 本発明の上記課題は (1)単繊維デニールが1.5デニール以下であり、か
つ芯部に繊維軸方向に連続した中空部を有することを特
徴とする中空アクリル系繊維(2)湿式あるいは乾湿式
紡糸法において、芯鞘口金を用いて凝固、水洗あるいは
延伸浴液に可溶なポリマーを芯部に入れることを特徴と
する中空アクリル系繊維の製造方法 によって解決することができる。
まず、本発明の中空アクリル系繊維について説明する。
すなわち、本発明の中空アクリル系繊維は、単繊維デニ
ールが1.5デニール以下であり、かつ芯部に繊維軸方
向に連続した中空部を有することを特徴とする中空アク
リル系繊維であり、従来の技術では非常に困難な細繊度
の中空アクリル系繊維である。細繊度であることによっ
てしなやかさが増すとともに、嵩高性、吸水性等が大幅
に向上する。またこの繊維を分離膜繊維として用いる際
に分離装置内での充填率を上げることが可能となり分離
装置の小型化が可能になる。さらに炭素繊維用プリカー
サ−としても活用が可能となるなど各種用途への展開を
大幅に拡大できる。
繊維軸方向に連続した中空部とは、繊維軸方向に途中で
分断されることなく連続しており、かつ繊維表面に開孔
していない空洞部のことであり、芯部とは、中心を含む
繊維内部のことである。すなわち、各種分離用途には中
空部が連続していることか必須である。特に炭素繊維用
プリカーサ−として使う場合には不連続なボイドの集合
では内部欠陥の原因となり物性が低下するので好ましく
ない。中空部の断面形状については、円形が好ましく、
より真円形に近いほど局所歪が生じにくいので好ましい
。中空率については好ましくは2〜90%、より好まし
くは4〜70%程度が一般的であり、目的に応じて調整
することが好ましい。
単繊維デニールは1.5デニール以下、より好ましくは
1デニール以下がよい。すなわち、細いほどしなやかさ
、嵩高性、吸水性1分離装置への充填率および炭素繊維
への焼成プロセス性がいずれも向上し好ましい。
次に、本発明中空アクリル系繊維の製法例を説明する。
すなわち、アクリル系繊維の紡糸方法には湿式紡糸法お
よび乾湿式紡糸法が採用できるが、好ましくは細繊度が
得られやすい乾湿式紡糸法がよい。いずれの場合も芯鞘
口金を用いて凝固、水洗あるいは延伸浴液に可溶なポリ
マーを芯部に入れることが重要である。
凝固、水洗あるいは延伸浴液に可溶なポリマーとは、凝
固浴液に用いられる各種溶媒、すなわちアセトン、メタ
ノール、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、ジメ
チルホルムアミドなどの有機溶媒あるいは塩化亜鉛、硝
酸、ロダンソーダ。
硝酸ロダン塩などの無機溶媒のいずれかに可溶なもの、
および水洗、延伸浴液に用いられる水、熱水、蒸気、グ
リセリンなどの溶媒のいずれかに可溶なものをいう。具
体的にはポリビニルエーテル。
ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール。
ポリプロピレングリコール、ポリアクリルアミド。
ポリアクリル酸、ポリビニルピロリドン、ポリエチレン
イミン、ポリリン酸ソーダなどの合成高分子、およびビ
スコース、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒド
ロキシエチルセルロース、カルボキシルメチルセルロー
ス、デキストリン、ジアルデヒドデンプン、カルボキシ
ルデンプンなどの半合成高分子、さらにデンプン、デキ
ストリン。
トラガントゴムなどの・天然高分子の中から選ばれるt
種ないし2種以上の混合物を示すものである。
鞘部に入れるアクリル系重合体としては、少なくとも8
5モル%以上のアクリロニトリルと15モル%以下の共
重合可能なビニル系モノマ、たとえばアクリル酸、メタ
クリル酸、イタコン酸およびそれらのアルカリ金属塩、
アンモニウム塩および低級アルキルエステル類、アクリ
ルアミドおよびその誘導体、アリルスルホン酸、メタリ
ルスルホン酸およびそれらの塩類またはアルキルエステ
ル類などとの共重合体を挙げることができる。
その重合法については、従来公知の溶液重合。
懸濁重合、乳化重合などを適用することができるが、重
合度としては極限粘度([η])で1.0以上、好まし
くは1.5以上にするのが一般的である。また、分離膜
用途として使う場合には、多孔状構造となるように添加
剤を加えることが有効である。
これら芯および鞘の吐出量を調節することにより、自由
に中空率を調節することができる。口金としては、公知
の芯鞘口金を用いることができるが、偏心タイプでは中
空部の位置が偏るので、同心タイプの口金が好ましい。
口金孔数については300〜10000程度が一般的で
あるが、生産性および口金コスト等から最適化すること
が好ましい。
延伸倍率については、2〜15倍程度が一般的であるが
、倍率か高すぎると中空がつぶれる場合があるので2〜
10倍程度が好ましい。延伸方式としては、浴延伸、乾
熱延伸あるいは湿熱延伸などを組み合わせることができ
るが、中空がつぶれにくい浴延伸あるいは湿熱延伸の組
み合わせが好ましい。乾燥緻密化工程においても、過激
に乾燥を行なうと中空がつぶれる場合があるので、60
〜150℃、好ましくは100〜130℃の低温で行な
うことが好ましい。
このようにして得られた本発明の中空アクリル系繊維は
、そのまま衣料用繊維2分離膜繊維および炭素繊維用プ
リカーサ−などとして広く展開することができる。
[実施例] 以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。
実施例1 アクリロニトリル(AN)99.4モル%とメタクリル
酸0.6モル%からなる共重合体を用いて、濃度が20
重量%のジメチルスルホキシド(DMSO)溶液(ポリ
マーA)を作製するとともに、重合度4000のポリビ
ニルアルコールを用いて濃度6重量%のDMSO溶液(
ポリマーB)を作製した。ポリマーAおよびポリマーB
をいずれも温度35℃に調整し、それぞれ鞘および芯用
ポリマーとして、孔径O1↓2mmφ、ホール数500
の同心タイプの芯鞘口金を通して一旦空気中に吐出して
約3−の空間を走らせた後、温度5℃。
濃度30%のDMSO水溶液中で凝固させた。引取速度
は40m/分であった。吐出量の比は芯部1に対して鞘
部は4であった。凝固糸条を水洗後、3段の温水延伸浴
で3倍に延伸しシリコーン系浦剤を付与した後、110
℃に加熱されたローラ表面に接触させて乾燥緻密化し、
さらに3. 7kg/dの加圧スチーム中で3倍に延伸
して単糸繊度1d、トータルデニール500Dの繊維束
を得た。
得られたアクリル系繊維は芯部に繊維軸方向に連続した
中空部を有し、同心タイプ真円状の中空アクリル系繊維
であった。中空率は約20%であった。
この中空繊維を分離用膜繊維として用いることにより、
従来の外径300μmの中空アクリル系繊維に比較して
充填率を10倍以上に上げることができた。
また、得られた繊維束を240〜270℃の空気中で加
熱して耐炎化繊維に転換し、ついで最高温度1400℃
の窒素雰囲気中で焼成することにより、安定して芯部に
繊維軸方向に連続した中空部を有する中空炭素繊維を製
造することができた。
しかも得られた中空炭素繊維の見掛比重は1.5と低く
、かつ強度が500 kg/mm2と高強度であった。
実施例2 実施例■において、ポリマーBとしてサンエイ糖化(株
)製のコーンスターチ(澱粉)の濃度12重量%のDM
SO溶液を用いた以外は実施例1と同様に紡糸して単糸
繊度1d、トータルデニル500Dのアクリル系繊維束
を得た。。得られたアクリル系繊維は芯部に繊維軸方向
に連続した中空部を有し、同心タイプ真円状の中空アク
リル系繊維であった。中空率も実施例1と同様に約20
%であった。
比較例1 実施例↓において芯部にもポリマーAを入れた以外は、
実施例↓と同様に製糸してアクリル繊維を作った。得ら
れたアクリル繊維は中空を有さず、中実繊維しか得られ
なかった。
得られた繊維束を実施例1と同様に焼成して炭素繊維と
したところ、得られた炭素繊維は中空部を有さす、見掛
比重か1.8と高いものしか得られなかった。
比較例2 実施例1において空気を芯に吹き込んだ以外は、実施例
1と同様に製糸したが、口金出でドリップが発生して安
定して紡糸することができなかった。
比較例3 実施例1において、芯および鞘ポリマーの吐出量をいず
れも2,5倍にする以外は実施例1と同様に製糸して、
単繊維デニールが2.5デニールの中空アクリル系繊維
を得た。得られた中空アクリル系繊維を実施例1と同様
に焼成したところ、同一耐炎化温度では蓄熱のために糸
切れしてしまい、最高温度を20℃下げて耐炎化を行な
った。
さらに実施例1と同様に最高温度1500℃の窒素雰囲
気中で焼成した結果、同一速度では糸切れが発生して安
定して焼成できなかった。焼成速度を↓/2に下げて焼
成した結果、得られた炭素繊維は芯部に繊維軸方向に連
続した中空部を有する中空炭素繊維ではあったが、毛羽
が多く強度も300 kg / wn 2と低いものし
か得られなかった。
[発明の効果] 本発明の中空アクリル系繊維は、従来の技術では非常に
困難な細繊度でしかも中空部が完全な中空アクリル系繊
維であり、従来の太い中空アクリル系繊維に対してしな
やかさが増すとともに嵩高性、吸水性などが向上し、さ
らに炭素繊維用プリカーサ−としての活用も可能となる
など各種用途への展開を大幅に拡大することが可能とな
った。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)単繊維デニールが1.5デニール以下であり、か
    つ芯部に繊維軸方向に連続した中空部を有することを特
    徴とする中空アクリル系繊維。
  2. (2)湿式あるいは乾湿式紡糸法において、芯鞘口金を
    用いて凝固、水洗あるいは延伸浴液に可溶なポリマーを
    芯部に入れることを特徴とする中空アクリル系繊維の製
    造方法。
JP3693890A 1990-02-16 1990-02-16 中空アクリル系繊維およびその製造方法 Pending JPH03241005A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002253939A (ja) * 2001-03-05 2002-09-10 Mitsubishi Rayon Co Ltd 中空糸膜の製造方法
JP2024500787A (ja) * 2020-12-23 2024-01-10 サイテック インダストリーズ インコーポレイテッド 制御されたモルフォロジーを有するポリアクリロニトリル系繊維の製造方法

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