JPS6022086B2 - アクリロニトリル系複合繊維の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は良好な捲縮特性を有する新規なアクリロニトリ
ル系複合繊維及びその製造方法に関するものであり、さ
らに詳しくは、極限粘度すなわち重合度の異なる２種の
アクリロニトリル系重合体を複合繊糸しその熱収縮性の
差を利用することによって得られる捲縦を潜在又は顕在
せしめたアクリロニトリル系繊維に関するものである。

従来よにアクリロニトリル系合成繊維（以下アクリロニ
トリルをＡＮと呼ぶ）は他の合成繊維に比べて羊毛に類
似する好ましい風合又は感触を有しており、その優れた
嵩高・性、保温性および適度な柔軟性を生かして衣料な
いしィンテリャ用途に広範な用途を開拓していることは
周知である。合成繊維に羊毛に類似する風合を与える技
術として、従来より複合繊維の製造技術が検討されその
結果多くの健れた技術的提案がなされてきた。このＡＮ
系複合繊維は単一のＡＮ係重合体よりなる繊維と比較し
てそのらせん捲線の発現により一段と羊毛に近い風合を
達成することが可能となった。かかる捲縮の発現には「
複合繊維を構成する２種のＡＮ系重合体成分の熱収縮性
ないしは水膨欄性及びその乾燥収縮性の差を利用するの
が従来より知られている方法であるが、その捲縮形態に
起因する好ましからざる点を内在していることが指摘さ
れる。

すなわち実用上好ましからざる点とは、捲縮繊維の寸法
安定性が充分でなくかつ捲縞数やその形態の安定性が悪
いことである。このため製品の風合変化が起り易い。上
記欠点の原因として、かかるＡＮ系複合繊維の場合普通
らせん捲縮の内側を構成する高収縮成分がＡＮ含有率の
低い重合体となるが、そのため初期ヤング率が内側成分
において充分でなく実用的に寸法変化の大きい議因とな
ることが考えられる。

すなわちＡＮ系重合体繊維においては一般にＡＮ以外の
モノマーの共重合量を増加すると共にそのの熱収縮性が
増大するため、ＡＮ共重合量の異なる２種のＡＮ系重合
体を複合紙糸することによって容易に所望の捲縮を付与
しうるが、一方において上述した如き欠点を招来するの
である。本発明者等はかかる従来方式によって得られる
ＡＮ複合繊維のより本質的な欠点を解消すべく種々の検
討を重ねていたところ、熱収縮差の発現方法として新規
な方法を見出し本発明に到達した。本発明の要旨とする
ところは、７５重量％以上のＡＮ系重合量を有し極限粘
度〔り〕ａ及び〔り〕ｂを有する２種のＡＮ系重合体を
〔り〕ｂ一〔り〕ａＺＯ．５なるように粗合せて複合縁
糸せしめた良好な捲縮特性を有する新規なＡＮ系複合繊
維にあり、とりわけ該２種の重合体組成が実質的に同一
組成である場合においても可能である点でその構成が極
めて特異である。

即ち、本発明はＡＮ系重合体繊維において極限粘度、即
ち重合度の差を活かした複合繊維にするのであり、従来
、このような技術の開発がなされなかった理由としては
重合度を比較的大きく変えても、従来の製造方式では熱
収縮性の差に重合度の差が反映されず捲縦発現力が得ら
れない点が最も基本的なところである。

本発明者等はＡＮ系重合体繊維の製造技術に関し広範な
検討を重ねた結果、延伸方式として高倍率の加圧スチー
ム延伸を適用すれば、極限粘度の差が延伸性及び熱収縮
性の差に十分に反映されることを見出し、引き続きこの
現象を応用し極限粘度の異なる２種のＡＮ系重合体を複
合級糸によりサイド／ゞィサィド型に複合紙糸し加圧ス
チーム延伸を適用したのち弛緩熱処理により収縮を与え
たところ、良好な捲縮形態を有する繊維が得られること
を見出した。

図面の第１図は該繊維の捲縮状態を表わす拡大投影図で
ある。以下本発明を詳しく説明する。

本発明を実施するに当たり、７５重量％以上のＡＮを含
有するＡＮ系重合体を用いる。

ＡＮ以外の成分が２５重量％を越えると一般に繊維の物
理的性質が劣り、本発明においても目的とする捲縞の安
定性が保たれない。ＡＮ重合体組成としてはＡＮホモ重
合物（ポリアクリロニトリル）及び２６重量％より少な
いその他のモノマーを共重合したＡＮ系共重合体を含む
。他のモノマーとしては特別の限定はなく公知の如何な
るモノマーも使用できるが、臭体例を示せば酢酸ビニル
の如きピニルェステル類、アクリル酸、メタクリル酸、
イタコン酸およびその譲導体、例えばアクリル酸メチル
やメタクリル酸メチル、アクリルアミド又はＮ−置換メ
タクリルアミド等のアミド誘導体、スチレン、メタクリ
ロニトリル、更に塩化ビニル、塩化ビニリデンや臭化ビ
ニル等のハロゲン含有モノマー、メタクリルスルホン酸
ソーダ、アリルスルホン酸ソーダ、スチレンスルホン酸
ソーダ等の酸性モノマーおよびそれらの塩類、ジメチル
アミノェチルメタクリレート、ビニルピリジン類等の塩
基性モノマーが挙げられ、これらは１種又は２種以上目
的によって共重合されうる。共重合量は上記したよ・う
に２５重量％より少なく、好ましくは１５重量％以下と
するのがよい。該ＡＮ重合体はその製造方式において特
別の制約はなく、通常、ラジカル重合触媒を使用し溶液
重合、水系懸濁重合又は乳化重合によってつくられる。
この際縛られる重合体の極限粘度（溶媒として０．１Ｎ
のロダンソ−ダを含むジメチルホルムアミドを使用し、
２５ｑ０で測定、以下〔り〕と表わす）は１．０以上に
規定される。

〔り〕が１．０より小さいと紡糸性の低下が顕著で得ら
れる繊維ももろくて弱い。一方〔り〕があまりに高いと
安定な級糸原液の調製が比較的困難で縁糸性も低下する
傾向にあり、本発明では好ましくは〔り〕１．３〜３．
０の範囲がよい。かかるＡＮ系重合体範囲において、複
合紙糸を前提に〔り〕ａと〔り〕ｂなる２種の山Ｎ系重
合体が選択されるが、少くとも両者の〔り〕の差〔り〕
ｂ−〔り〕ａを０．５以上とすることが本発明の必須条
件である。

図面の第２図は、組成がＡＮ／酢酸ビニル；９３／７重
量％でかつ種々の異なる〔り〕を有するＡＮ系重合体を
それぞれ単独に紡糸した織終に、加圧スチーム延伸を適
用した後、１３ぞ○の飽和水蒸気中で弛緩熱処理した繊
維の全延伸倍率と収縮率及びその〔刀〕への依在性を示
した図である。この図より〔り〕が低下するに伴ないそ
の収縮性の増大する傾向がよく分る。従って複合するに
当たって〔り〕の差を大きくとれば熱収縮差が大きくな
り捲縞発現力を増大せしめうるが、後述するように複合
繊維の加圧スチーム延伸性から該〔り〕の差は０．８〜
１．５の範囲が好ましい。以上述べた如く本発明に使用
するＡＮ系重合体の最も重要な点は用いる２種のＡＮ系
重合体の極限粘度の設定にあり、目的とする自己捲縮の
発現性を２種の重合体の極限粘度に一定の差をもたせる
ことによって実現させている。

従って従来行なわれている実質的に共重合成分量の差及
び共重合組成の差に基ず〈発現力は本発明においてはむ
しろ副次的な要素となるものであるが、本発明の主旨を
損なわない限りにおいて得られる繊維に他の特徴をもた
せるために２種の重合体の共重合体組成に差及び成分量
をつけてもよい。例えば前記したようなＡＮ以外の成分
をより多く含有する元来高収縮を示す成分の〔刀〕を加
能な限り大きい値とし、それに複合せしめるＡＮ含有量
の多い成分の〔り〕を小さくすれば、らせん捲縮の内外
層が前記した通常と異なり逆転せしめることができ特殊
な風合を有する繊維とすることができる。また異種の共
重合組成を用いる場合でも、捲縮の内側成分となる可き
イオン性共重合体を有する組成の〔り〕を可能な限り大
きい値とし、外側成分となる可き非イオン性共重合体を
有する組成の〔り〕を小さくすればらせん捲縮の内外層
が通常と異なり逆転せしむることも出来、特殊な風合を
有する繊維を製造する上での品質設計の自由度を拡げる
ことができる。一方、本発明をＡＮ系重合体の製造面か
ら一貫して考えると、複合に際して組成の異なる重合体
を必要に応じて種々取り揃えることは不経済な面が多い
が、共重合組成が同一で単に〔り〕の異なる重合体は一
般に上記した重合方式のわずかな変更で容易に調製でき
る。

例えば触媒の使用量のみの変更で所望の〔刀〕を有する
各種の重合体が製造可能である。更に又ＡＮ系重合体が
単一モノマーから成るポリアクリロニトリルであっても
、その〔り〕変更によって捲綾織総の材料とすることが
でき特筆すべき効果である。

以下本発明を実施するに際しての製造方法について説明
する。

該〔り〕の異なる２種のＡＮ系重合体を常法により複合
繊糸口金より湿式又は髭式紡糸し、水洗後そのままある
いは一旦熱水中で適度の予備延伸し、加圧スチーム延伸
装置に導かれる。

加圧スチーム延伸を適用する前の糸条中の残存溶剤量は
繊維重量に対して好ましくは２重量％以下とする。一方
、加圧スチーム延伸の前後いずれでもよいが、乾燥及び
繊密化処理することが糸質を向上し、透明性の良い繊維
を得るために好ましい。加圧スチーム延伸装置は如何な
るものでも差支えないが、ラピリンスシ‐‐ル方式が操
作上好ましく重用される。図面の第３図は、用いるＡＮ
系重合体の組成がいずれも同一（ＡＮ／酢酸ビニル＝９
３／７（重量％））で〔り〕のみ異なるＡＮ系重合体を
それぞれ単独に緑式級糸し、熱水中（９が０）で洗浄と
同時に５倍の予備延伸を施し、一旦表面温度１３５ｏ０
の乾燥ロール上で繊密化処理した糸条の、加圧スチーム
延伸性をスチーム圧力と最大延伸倍率（糸状が延伸によ
り破断に至る延伸倍率、ＭＤＲと称する）の関係で示し
たものである。

第３図から明らかにいずれも予備延伸倍率を加算した最
大全延伸倍率は極めて大きく３０〜４牙音‘こも及ぶ。
又、明らかに用いたＡＮ系重合体の〔り〕の差により、
夫々の繊維の延伸性が異なり、本発明の複合繊維を加圧
スチーム延伸するに際しての延伸倍率に注目しなければ
ならない。すなわち延伸による糸切れを抑制するために
は、複合する２つの重合体のそれぞれの延伸性（例えば
第３図）から適切なスチーム圧力（又は温度）を設定し
なければならず、好ましくは両重合体のＭＤＲが極大値
をとるスチーム圧力の中間領域から選ばれる。この際採
用する延伸倍率は前記した第２図にも示されるように、
その熱収縮率の差が顕著に生じる全延伸倍率を８倍以上
とするのがよい。また全延伸倍率が８倍以上の領域では
用いた２種の重合体繊維間の収縮率の差はほぼ一定であ
るので、均一な捲縮を有する繊維となし得ると共に、そ
のコントロール性も極めて良好である。加圧スチーム延
伸を受けた糸条は必要ならば適当な機被捲縮を付与し、
ついで弛緩熱処理工程に導かれる。

該工程は通常使用される公知の方式で十分可能であり、
これにより糸条に収縮を与え糸質のバランスを与えると
共に目的とする捲縮を発現せしめ同時にそれをセットす
る。この際収縮率は一般に１０〜５０％、好ましくは１
５〜４０％の範囲とする。このため適用される代表的な
方法として、自由長下１１０〜１４５ｏ０の飽和水蒸気
処理が挙げられる。かかる熱処理によって目的とする捲
縮は顕在するが次の紡績・加工の通過性から普通この捲
縮を一旦解除する（デクリンプ）ことが好ましく、その
ために適当な温度下に、例えば１００℃の水蒸気中、若
干の延伸を適用することにより確線を潜在せしめる。つ
いで再び適度の機核捲縦を付与したりする。一方目的と
する捲縮は染色加工等の…処理工程で再現することはよ
く知られていることである。かくして得られた繊維はト
ウ又はカットされてステープルとなる。

以上述べたような条件が製造プロセスの基本的なもので
あるが、それ以外に本発明の効果を損なわない限り、他
のポリマーをブレンドしたりあるいは無機物等を添加し
特別の機能を付与せしめることや、該プロセス上の装置
や工程順も任意に選択できる。

本発明によって得られる繊維はその捲縞を生かして、本
繊維単独又は他の天然繊維や合成繊維と混合し広範な用
途を開拓しうる。

特に高倍率の加圧スチーム延伸を適用用しているため、
糸質上タフネスが大きくかつヤング率が高いので、嵩高
性と並び腰のある製品風合を提供することが可能である
。しかもその捲縮安定性が良好な点で優れた製品となる
。以下実施例を挙げて説明するが、本発明は必ずしもこ
れらの実施例により制約されるものではない。

実施例 １ 組成がＡＮ／酢酸ビニル＝９３／７（％）であり、〔り
〕ａが１．４４，〔り〕ｂが２．０８なる２種のＡＮ系
重合体Ａ及びＢを過硫酸カリウムと亜硫酸ソーダ系レド
ツス触媒を用いて水系懸濁重合により調製した。

重合体Ａ及びＢをそれぞれジメチルアセトアミド（以下
ＤＭＡｃと称す）に溶解して重合体濃度２５％及び２０
％とする紙糸原液をつくり、この２種の原液を特許番号
第４７２８６２号に開示された方法に準じて、穴数８０
の分配装置と孔径０．０８凧、孔数２０００の抜糸口金
を使用して、ＤＭＡｃ５５％水溶液、温度４０ｑｏの級
糸格にＡ／Ｂ＝５０／５０になるように複合繊糸を行な
い５の／分の速度で引き取り重合体Ａ及びＢをサイド／
ゞィサイド型に接合せしめた。９び０の熱りＫ中で洗浄
しながら５倍の延伸を施したのち残存ＤＭＡｃ量が０．
１５％の糸条を加圧スチーム延伸装置に導き、３．０ｋ
９／洲−Ｇの圧力下に２．牙音の延伸を適用した。

ついで油剤処理し、表面温度１３０ｑｏの加熱ローラー
で乾燥・繊密化処理を施し、２５肋当たり１２ケの機機
捲糠を付与しコンテナ一に振り込んだ。この繊維をバッ
チ式に１斑℃の飽和水蒸気中で１０分間弛緩処理を行な
って３０％の収縮を与え３デニールの繊維（トウ）とし
た。次にこれを常圧の飽和蒸気中１．１４倍の延伸を施
しデクリンプを行ない、更に上記と同様の機核捲縞を与
え切断して潜在捲縮‘性のステープル（原綿１）とした
。

原綿１の特性を市販のＡＮ系複合繊維（ボンネルタィプ
５７）と対比して第１表に示す。

第１表 ここで糸賀測定はＪＩＳ Ｌ−１０７４に準じた。

測定雰囲気２０ｑ０ ６５％ＲＨ、試験回数２０の平均
値で表わす。染色性は染料としてｏｅｏｒｌｅｎｅＢＩ
雌斑を繊維重量に対して５％使用し、浴比１：５０ 煮
沸１２０分での染着率を示す。次に上記した染色処理後
の繊維の捲総特性をしらべて第２表に示した。

第２表 ここに捲縮堅牢度とは捲線が回復し得なくなる限界の張
力を意味し、又捲縮安定度とは捲縮率をＪＩＳＬ−１０
７４の方法で繰返し５回測定した場合の捲縮保持率（亭
昌員秦建霧菱Ｘ・〇。

％）を示す。以上の結果から明らかなように、通常のＡ
Ｎ系複合繊維と比較しても本発明の繊維は良好な糸質を
有しかつ捲瀦特性も優れていることが分る。実施例 ２
実施例１の本発明の繊維製造において、加圧スチーム延
伸後、該乾燥・繊密化処理し機核捲縮を付与した繊維を
、種々の温度の飽和水蒸気中で緩和処理を行ない得られ
る繊維の性能をしらべた。

結果を第３表に示す。第３表 実施例１の比較試料（ボンネル）を基準にして第３表の
性能を吟味すると、通生な捲縦数（１５〜２０ケ／２５
側）を与えかつ糸質等のバランスを得るには好ましい緩
和収縮率の範囲（１５〜４０％）の存在することが判る
。

実施例 ３ 組成がポリアクリロニトリルであり〔り〕ａが１．２５
なる重合体‘Ｃ｝と、〔り〕ｂが２．０４なる重合体帆
をそれぞれの濃度が２８％になるようにジメチルホルム
アミドーこ溶解した。

この紙糸原液を吐出温度１４０ｑｏにおいて２００℃の
熱風（並流）中に孔径０．１５肋のオリフィスを３０の
固有するノズルを通して乾式複合紡糸しサイドバィドサ
ィドに接合せしめた。形成された紙糸トゥに油剤水溶液
を付与し速度２５０の／分で捲取った。

この紡糸トウを２０の／分の速度で送り沸水中で２．劫
音延伸し、ついで沸水中で洗浄して残存溶剤量を０．３
５％としたのち、圧力２．２ｋ９／泳−Ｇのスチーム中
で４倍の延伸を適用して油剤処理し、機械的に捲縮をさ
せ、つにで水分重量が重合体に対して５２％の状態で霧
点９０℃、処理空気温度１４０℃の湿潤空気中で緩和状
態で乾燥した。このときの繊維の収縮率は２２．５％で
あった。得られた繊維の糸質は、繊度５．８５デニール
、強度２．７５夕／ｄ、伸度４４．３％であり、捲縞数
は１６．８ケノ２５肌であった。次にこの繊維をデクリ
ンプ処理し、再び機被捲縮を付与し本発明の繊維（ロ）
とした。

一方繊維ｎを鍵水中３０分間処理し捲綾を発現せしめた
ところ、捲縮数１７．４ケ／２５肌、捲縦堅牢度１．９
夕／ｄでその安定度は９２％であり優れた性能を有した
。

実施例 ４ 組成がＡＮ／メチルアクリレートノメタクリルスルホン
酸ソーダ＝９２．５／７．０／０．５（％）で、その〔
り〕ａが１．４５なる重合体脚及び〔り〕ｂが２．５０
なる重合体【可を実施例１と同様に湿式紙糸によりサイ
ド／ゞィサィドに接合せしめ、洗浄したのち、沸水中５
倍の予備延伸を行ない、ついで油剤を付与して表面温度
１４び０の乾燥ロールを通過させ、乾燥・繊密化したの
ち、圧力２．８ｋ９／地−Ｇの加圧スチーム中で２．ぴ
音の延伸を適用し（全延伸倍率ＩＭ苦）、次に機核捲縞
を施しケンスに振り込んだ。

１２５００の飽和水蒸気中で２５％の収縮を与えること
により単繊総織度１．５デニールの繊維を得た。

引き続きデクリンプし、再び、１０ケ／２５肋の機級捲
縮を付与しカットしてステープル（原綿ｍ）とした。比
較のために該鮫糸原液の吐出量を変更する以外は同様の
方法で紡糸し、加圧スチーム延伸倍率を１．４倍（全延
伸倍率７倍）とし、１３０こ○の飽和蒸気中で２５％収
縮せしめた原綿Ｗを得た。

原綿ｍおよびＮの特性を第４表に示す。第 ４表 第４表から、本発明の原綿ｍは充分な捲縮特性並びに良
好な糸質を有することがが明らかで、加圧スチーム延伸
倍率の低い比較原綿Ｗはその点劣つている。

実施例 ５ 組成がＡＮ／メチルアクリレートノメタクリルスルホン
酸ソーダ＝９２．５／６．８／０．７（％）で、その〔
り〕が２．３５なる重合体Ｇ ＡＮノメチルアクリレー
ト＝９５／５でその〔り〕が１．３２なる重合体〔Ｈ〕
を実施例３と同様に乾式級糸によりサイドバィサィド‘
こ接合せしめ、雛水中で２倍延伸した後、洗浄し残存溶
剤量０．２８％の繊維東を得た。

圧力３．２ｋ９／桝Ｇのスチーム中で５倍の延伸を適用
した後、油剤処理し、機械的に捲縞を賦与させ、ついで
水分量が繊維重量に対して５２％の状態で処理温度１４
０℃、霧点９０℃の湿潤空気中で緩和状態で乾燥した。
この時の繊維の収縮率は２５．３％であった。

得られた繊維の糸質は、織度５．３２デニール、強度２
．８３夕／ｄ、伸度４４．７％であり捲縮数は１７．２
ケ〜２５肋であった。次いでデクリンプ処理をし、再び
機機捲縮を付与し本発明の繊維（Ｖ）とした。

一方、繊維（Ｖ）を沸水中３０分間処理し捲糠を発現せ
しめたところ、捲縮数１９．０／２５側、捲縮堅牢度２
．０夕／ｄで、その安定度は８６であり、優れた性能を
有していた。

【図面の簡単な説明】

第１図は組成が同一で極限粘度の異なる２種のＡＮ系重
合体をサイドバイサィド型に複合織糸し捲縮を発現せし
めた繊維長２仇帆の本発明の繊維の拡大図、第２図は極
限粘度の異なる種々のＡＮ系重合体を単独に湿式紙糸し
、加圧スチーム延伸を適用したのち弛緩熱処理した際の
収縮率と全延伸倍率の関係を、第３図は同様に極限粘度
の異なるＡＮ系重合体の加圧スチーム延伸性（スチーム
圧力とＭＤＲの関係）を示す。 第１図 第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ７５重量％以上のアクリロニトリル重合量を有する
   極限粘度〔η〕＿ａ及び〔η〕＿ｂなる２種のアクリロ
   ニトリル系重合体を次の関係式を満足するように組合せ
   て複合紡糸した後、必要により予備延伸したのち、加圧
   スチーム延伸により全延伸倍率が８倍以上になるように
   延伸し、次いで弛緩熱処理により１５〜４０％の収縮処
   理を施すことを特徴とする良好な捲縮を有するアクリロ
   ニトリル系複合繊維の製造方法。 〔η〕＿ａ≧１．０，〔η〕＿ｂ≧１．５ 〔η〕＿
   ｂ−〔η〕＿ａ≧０．５