JPS5953364B2 - 中空アクリル繊維の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は湿式紡糸による中空アクリル繊維の製造法に関
するものである。

繊維内部に多数の空孔を有するアクリル繊維は軽量、崇
高でソフトな触感を与えることが期待される。

従来、中空アクリル繊維を得るための技術としてアクリ
ロニトリル系重合体の溶解原液の中に特定の発泡剤を添
加し後工程の加熱処理で発泡させる方法が知られている
（特開昭５１−１４９９２２号公報）。

しかしこの方法では発泡による空孔が緻密化処理で消失
し易く更に残っても比較的大きな空孔が繊維断面あたり
高々１〜３個存在するに過ぎずとうてい繊維風合の根本
的変化は望むべくもなかつ７た。

また特公昭５４−４３６１８号公報及び特公昭５４−４
３６１９号公報にはアクリロニトリル系重合体原液の中
に流動パラフィン及び塩化パラフィンを添加して紡糸後
、溶剤を用いて該添加物質を除脱する技術が開示されて
いる。

１ 確かにこの方法によれば無数の微孔が発現し繊維の
軽量化は実現できる。

しかし生成する空孔が比較的小さいため光の乱反射を生
じ染色製品は失透調のくすんだ色合でアクリル繊維本来
の特徴である鮮やかな発色性を維持することは不可能で
あ）つな。

更に工業的見地から見ると、最終の原綿ないしは糸生地
から有機溶剤を用いて添加物質を除逸しなければならず
、後工程の繁雑さ、添加物及び抽出溶剤の回収をも考慮
すると経済上致命的欠陥を有しているのは明白で゛ある
。

本発明の目的とするところは、前述した様な欠点のない
新規な中空アクリル繊維の製造法を提供することにある
。

すなわち本発明はアクリル繊維の湿式紡糸において、９
９．５〜８５重量％のアクリロニトリル系重合体と０．
５〜１５重量％の数平均分子量１０万以上を有するポリ
アルキレンオキサイドの混合溶解原液を凝固浴に紡出す
ることを特徴とする中空アクリル繊維の製造法に係るも
のである。

本発明の方法によれば、添加混合したポリアルキレンオ
キサイドは繊維の凝固、水洗、延伸過程を通じて実質す
べて溶出され、しかも驚くべきことに、分子量１０万以
上を有するポリアルキレンオキサイドを用いることによ
り溶出によって生じた空孔が乾燥緻密処理後も焼き潰さ
れることなく残存しており、緻密化後孔径０．５〜３μ
の多数の中空部を有する繊維を得ることができる。

更に本発明の方法によって得られた繊維は多数の空孔の
ため軽くソフトで且つポリアルキレンオキサイドの溶出
により繊維表面が適度に荒れているためにドライタッチ
でされやかな触感が得られるのである。

また空孔が０．５〜３μと適度に大きいので繊維は失透
調を呈さす鮮やかな発色性も損なわれることがない。

更に特筆すべきことは混合紡糸添加物として無毒水溶性
のポリアルキレンオキサイドを用いるので、特殊な抽出
溶剤を全く使用しないで繊維製造工程中で１然に凝固剤
及び水の中に溶出させることが可能で排水の毒性の問題
なく工業的に極めて有利な製造法である。

本発明の構成を以下に詳しく説明する。

本発明において、アクリロニトリル系重合体と混合する
物質はポリアルキレンオキサイドであること及び該物質
の数平均分子量が１０万以上であることが必須の要件で
ある。

アクリロニトリル系重合体に重合体溶剤及び場合によっ
ては水にも可溶な高分子物質を添加して紡糸することは
公知であり、セルロースアセテート、メチルセルロース
、ヒドロキシエチルセルロース、ポリビニルピロリドン
、ポリアクリルアミド、ポリビニルアセテート、ポリビ
ニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリアミド
、特定の蛋白質ＡＳ樹脂等が知られている。

かかる技術の狙いとするところは制電性、染色性、吸湿
性等の付与であり、繊維中に積極的に導入することを主
旨としている。

たとえ繊維中から除去しようとする思想があったとして
も、事実ポリエチレングリコールは溶解性が高く溶出し
易い物質であるが、かかる低分子量のエチレンオキサイ
ドの重合物（一般に平均分子量数百以下の重合物はポリ
エチレングリコールと呼ばれ、平均分子量約１０万以上
の重合物は性質を異にし区別してポリエチレン。

オキサイドと呼ばれている）を用いたのでは本発明の目
的とする空孔は全く生成しないことは本発明によって明
らかである。

ここに本発明の著しい進歩性を強調することができる。

ポリアルキレンオキサイドの数平均分子量が１０万より
小さいと繊維製造工程中に細い分子のオーダーで溶出す
るのみであり空孔は生成しない。

この理由は明確ではないが本発明者らは次のように１推
定している。

ポリアルキレンオキサイドは選択されたアクリロニトリ
ル系重合体の溶剤に可溶であるが、アクリロニトリル系
重合体とポリアルキレンオキサイドの混合溶解原液を光
学顕微鏡で詳細に観察してみると、数平均分子量が１０
万以上の２ポリアルキレンオキサイドの場合、アクリロ
ニトリル系重合体の原液の中に、ポリアルキレンオキサ
イドが１〜１５μの径をもって球状に相分離した形で分
散溶解しているのが認められる。

この状態は強力な攪拌混合を行っても基本的には変化し
な１い。

この小さい島が、繊維形成過程で凝固浴、水洗浴、延伸
浴等でブロックとして溶出することによって０．５〜３
μの空孔が生成するものと思われる。

一方、分子量の小さいポリアルキレングリコールを添加
した場合は光学顕微鏡下では均一な相？としてしか観測
されず、紡糸して繊維にした場合、空孔は生成しないか
、生成したとしても緻密化処理で潰れるかまたはいくら
か残存したとしてもオングストローム単位の微孔にしが
ならないと考えられる。

いずれにせよ軽量感、ソフト感を有１する繊維風合は得
られない。

ポリアルキレンオキサイドの混合添加量は全固体重量に
対して０．５〜１５％が好ましい。

添加量が０．５％未満では空孔の数が十分でなく、一方
１５％を越えると空孔の数は著しく増加するものの、繊
維内に多数の弱点が生じ製造工程中で繊維切断が多発す
るばかりでなく、得られた繊維の機械的物性において実
用性を備えておらず好ましくない。

本発明のポリアルキレンオキサイドとしては、数平均分
子量が１０万以上のポリエチレンオキサイド、ポリプロ
ピレンオキサイド、ポリオキシエチレンポリオキシプロ
ピレンブロック重合体を使用することができる。

単独で添加しても、二種以上を混合添加してもよい。

また必要に応じて酸化チタン等、他の無機、有機の改質
剤を更に添加することも制約を受けない。

本発明に使用されるアクリロニトリル系重合体は８０重
量％以上のアクリロニトリルを含有するもので公知の懸
濁、乳化、溶液重合によって製造することができる。

該重合体はポリアクリロニトリルの他２０％未満の共重
合可能な単量体を１種以上共重合したものであってもよ
く、かかる単位体としてはメチルアクリレート、メチル
メタクリレート、酢酸ビニル、塩化ビニル、塩化ビニリ
デン、スチレン、ジメチルアミノエチルメタクリレート
、ビニルピリジン、アクリルアミド、メタリルスルホン
酸ナトリウム、アリルスルホン酸ナトリウム、スチレン
スルホン酸ナトリウム等を挙げることができるがこれに
限定されるものではない。

アクリロニトリル系重合体とポリアルキレンオキサイド
の混合方法しては次のいづれの方法を用いてもさしつか
えない。

１ 重合体 粉末同志を共通の溶剤に混合溶解する。

２ あらかじめいづれかの重合体を溶解した溶液にもう
一方を溶解する。

３ 別々に同じ溶剤に溶解した溶液同志を混合する。

紡糸に用いる溶剤はアクリロニトリル系重合体及びポリ
アルキレンオキイドの共通溶剤であることが必要である
。

かかる溶剤としては硝酸濃厚水溶液、塩化亜鉛濃厚溶液
、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメ
チルスルホキシドを用いることができるが共通溶剤であ
ればこれに限定されない。

また、混合原液の紡糸方法としては、湿式紡糸によるこ
とが必要である。

熱風で脱溶剤を膏う乾式紡糸法では繊維表面に緻密なス
キン層が形成されるため、ポリアルキレンオキサイドの
ような高分子量物質を後工程で溶出させることは甚だ困
難であり、繊維内に十分な空孔は生成しない。

混合原液は用いる溶剤に応じた凝固浴に紡出された後、
繊維形成に必要な水洗、延伸、乾燥、熱セツト等公知の
方法で処理される。

緻密化処理を受けた後でも生じた空孔が消滅せずに保持
されるのが本発明の特徴である。

ポリアルキレンオキサイドは凝固、水洗、熱水延伸いず
れの過程でも溶出するが、主として凝固浴で゛の溶出が
大きい様で゛ある。

原液の濃度、粘度や凝固浴組成、温度、浴内でゲル糸状
物にかかるドラフト等の紡糸条件によって溶出量をある
程度コントロールすることは可能であるが、特に重要な
意味はなく緻密化処理を受ける前の延伸生糸中に残存す
るポリアルキレンオキサイドの量は零かまたは極めて微
量であり混合された実質全てのポリエチレンオキサイド
が途中工程で溶出し多数の空孔を生じさせている。

本発明の製造法は、単一成分のアクリル繊維を得る紡糸
法の他、バイメタルや鞘芯構造を得るための多成分複合
紡糸法によってもよい。

この場合ポリアルキレンオキサイドは一成分からすべて
の成分のアクリロニトリル系重合体原液に混合されても
よく目的に応じて選択することができる。

本発明の方法によって得られた中空アクリル繊維は単独
であるいはポリエステル、ナイロン、木）綿、羊毛、絹
、麻、セルロース糸再生繊維等他の繊維素材と混紡、交
撚、交編、交織された生地に加工することができるが、
いずれも中空繊維の特徴が発揮され、軽く、ソフトでド
ライタッチな独特の風合が発現する。

１ 更に発色性も通常のアクリル繊維と同様に鮮やかで
ありなんらの遜色もない。

実施例 １ 懸濁重合によりアクリロニトリル／酢酸ビニル／アリル
スルホン酸ナトリウム（９０／９．８１０．２）重量％
）から成る共重合体を製造した。

該重合体１８部及び平均分子量５０万のポリエチレンオ
キサイド１部を７０％の硝酸８１部に混合溶解した。

溶解にはヘリカルリボン型の溶解機を用いた。

光学顕微鏡で原液状態を観察すると、均一に溶解したア
ク１リロニトリル系重合体の海の中にポリエチレンオキ
サイドが、１〜１５μの大きさで相分離した島状に分散
溶解しているのが認められた。

この原液を一５℃に冷却してギヤポンプで送液し孔径０
．０８ｍｍ、 ホール数５００００の紡口を通して、４
℃に保った濃度３２％の硝酸凝固浴に押し出した。

浴内のドラフトは０．６２に設定した。常法によって水
洗、熱水延伸（９倍）、乾燥、温熱セット、オイリング
を行い繊度２デニールの繊維を得た。

工程毎に繊維中に残存するポリエチレンオキサイドの量
を分析してみると凝固糸で１．１％ｏｗｆ、水洗糸で０
，３％ｏｗｆ、最終繊維で０．０５％ｏｗｆであり、添
加ポリエチレンオキサイドは実質すべて製造工程中に溶
出されていた。

得られた繊維面（第１図に示す）及び側面（第２図に示
す）を光学顕微鏡で観察すると繊維軸方向に０．５〜２
μの径の細長い空孔部が多数存在することが確認された
。

繊径測定から見掛比重を求めると０．９０であり、真比
重１．１７から約２６％軽量化されていることが判った
。

該繊維５１ｍｍの長さにカットし５２番単糸に紡績し、
染色後スムース地に編立てた。

絹地の風合を中空部のない通常のアクリル繊維と比較し
てみると、本発明による繊維から成る編地は、非常に柔
かく且つドライタッチであり独特の風合を有していると
共に、失透感もなく発色性においては通常のアクリル繊
維に較べて遜色のないものであった。

実施例 ２ アクリロニトリル／アクリル酸メチル／メタリルスルホ
ン酸ナトリウム（９２，２／７．２１０．６重量剖６％
）から成るアクリロニトリル系共重合体及び平均分子量
５０万のポリエチレンオキサイドから、混合比率を変え
て実施例１の方法に従って中空糸を製造した。

結果は第１表に示すように本発明の範囲でポリエチレン
オキサイドを添加して得られた繊維は中空状態及び繊維
物性共に良好であるのに反し、添加量が本発明の範囲よ
り少ない繊維は中空部が不足して軽量化の度合が不足し
ており、一方添加量が多過ぎる繊維は軽量化は十分であ
るが、製造工程中での繊維切断が多くまた繊維物性も不
満足なものであった。

実施例 ３ アクリロニトリル／アクリル酸メチル／メタリルスルホ
ン酸ナトリウム（９２，２／７．２１０．６重量％）か
ら成るアクリロニトリル系共重合体１２及び分子量の異
なるポリエチレンオキサイド（低分子量のものはポリエ
チレングリコールと呼ばれる）０．４部を、５５℃に保
った４０％の塩化亜鉛及び１２％の塩化ナトリウム混合
溶液８７．６部に混合溶解した。

この原液を０．０６ｍｍの孔径を有する紡口を通して５
℃に保った濃度１８％の塩化亜鉛凝固浴に紡出し、常法
により水洗、熱水延伸、乾燥、温熱セット処理を行い繊
度１．５デニールの繊維を得た。

得られた繊維の特性を第２表に示す。

本発明に係る必須条件の範囲外の分子量のポリエチレン
オキサイドを添加して得られた繊維には中空部は全く観
測されず従って見掛比重も通常のアクリル繊維と変らな
かった。

実施例 ４ アクリロニトリル／アクリル酸メチル／アクリルアミド
（８９／ ５ ／ ６重量％）から成るアクリロニトリ
ル系重合体１８部を６０℃に保ったジメチルスホキシド
８２部に溶解した。

この原液に第３表に示す各種高分子物質１．５部を加え
て攪拌し混合原液を調整した。

各種原液を口径０．１ｍｍの紡口を通して４０℃に保っ
た５２％ジメチルスルキシド凝固浴に紡出し次いで２０
℃に保った３０％のジメチルスルキシド浴を通した後、
水洗、熱水延伸、乾燥、温熱セットを行った。

その結果を第３表に示すが、本発明の方法以外の物質を
添加して得られた繊維には空孔の生成は認められなかっ
た。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の１実施態様によって得られた中空アクリ
ル繊維を光学顕微鏡下で観察した状態（倍率７００倍）
を模式的に示したものであり、第１図は該繊維の断面図
、第２図は側面図である。 図中、黒く塗りつぶした部分は空孔を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ アクリル繊維の湿式紡糸において、９９．５〜８５
   重量％のアクリロニトリル系重合体と０．５〜１５重量
   ％の数平均分子量１０万以上を有するポリアルキレンオ
   キサイドの混合溶解原液を凝固浴に紡出することを特徴
   とする中空アクリル繊維の製造法。 ２ ポリアルキレンオキサイドがポリエチレンオキサイ
   ド、ポリプロピレンオキサイド、ポリオキシエチレンポ
   リオキシプロピレンブロック重合体である特許請求の範
   囲第１項記載の中空アクリル繊維の製造法。 ３ アクリロニトリル系重合体が８０重量％以上のアク
   リロニトリルからなる重合体である特許請求の範囲第１
   項記載の中空アクリル繊維の製造法