JPS6059324B2 - アクリル系合成繊維の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアクリル系合成繊維の製造法に関する。

更に詳しくはアクリロニトリル系ポリマーを第一段目及
び第二段目の凝固浴により連続的に湿式紡糸して、機械
的物性が優れ、発色性の良いアクリル系合成繊維の製造
法に関するものである。 従来、アクリロニトリル系ポ
リマーを有機溶剤あるいは無機溶剤等に溶解してなる紡
糸原液を溶剤の水溶液である凝固浴に紡糸口金より吐出
する湿式紡糸において、凝固浴濃度に遷移濃度が存在す
ることは例えば特公昭４５−１９３８号公報、特公昭４
８−３９７８４号公報などで公知である。すなわち遷移
濃度よりも低い濃度あるいは高い濃度であれば凝固糸条
の形成が可能であり、遷移濃度そのものであれば全く凝
固糸条の形成が不可能である。一般に工業的に用いられ
る凝固浴濃度は遷移濃度よりも低い濃度であるため凝固
速度は速く、凝固糸条の引取速度を紡糸口金での原液吐
出速度で除した値であるドラフト値を大きくとることが
困難であることから生産速度を速くすることができず、
また特殊な形状の紡糸口金を用いて特殊異形糸を製造す
る際には生産速度が低下するとともに細い繊度のものが
得がたいなどの欠点があつた。 一方、凝固浴濃度が遷
移濃度よりも高い濃度ではドラフト値を大きくとること
が可能なため、生産速度を速くし、また細い繊度の特殊
異形糸を高生産速度で生産することが可能のようてある
が、本質的に凝固速度が遅いため凝固俗流の抵抗や紡糸
原液中に含まれる除去が困難なゲル等の影響を１うけて
、凝固浴中での凝固糸条の切糸発生が起きやすいこと、
あるいは得られる繊維の機械的物性が十分でないこと、
あるいは繊維の発色性が十分でないこと等の欠点があつ
た。 本発明者らは上記の諸欠点を解決すべく鋭意研ｉ
究した結果、本発明を完成するに至つた。 すなわち、
本発明はアクリロニトリル系ポリマーを溶剤に溶解して
なる紡糸原液を紡糸口金より該溶剤の水溶液からなる凝
固浴に吐出する湿式紡糸において、第一段目の凝固浴濃
度を凝固の遷移濃度よりも高い濃度とし、凝固初期の凝
固糸条膨潤度低下が終了するまでに該遷移濃度よりも低
い濃度の第二段目の凝固浴に該凝固糸条を連続的に導く
ことを特徴とするアクリル系合成繊維の製造法てある。
本発明におけるアクリロニトリル系ポリマーとは、アク
リロニトリル単独重合体または６５重量％（以下、こと
わりのない限り重量％を示す）以上のアクリロニトリル
を含有するアクリロニトリル共重合体、あるいはこれら
の混合物からなるものて、アクリロニトリルの共重合成
分としては一般によく知られているアクリル酸エステル
系、メタクリル酸エステル系、ビニルエステル系、ビニ
ルピリジン系、アクリルアミド系、メタクリルアミド系
塩化ビニル系、ビニルスルホン酸系等が挙げられるが、
勿論これらに限定されるものではない。

これらアクリロニトリルあるいはアクリロニトリルと共
重合しうる単量体を重合する方法としては、従来公知の
方法、例えば水溶液におけるレドックス重合、不均一系
における懸濁重合、分散剤を使用する乳化重合、あるい
は均一系における溶液重合など、どのような重合方法で
も適用できる。このようなアクリロニトリル系ポリマー
をジメチルスルホキシド、ジメチルアセトアミド、ジメ
チルホルムアミド、エチレンカーボネート、γ一ブチロ
ラクトン等の有機溶剤あるいは硝酸、塩化亜鉛水溶液ロ
ダンソーダ水溶液のような無機溶剤に溶解して紡糸原液
を調整する。凝固浴の遷移．濃度及び凝固糸条膨潤度の
変化について、一例として溶剤を硝酸とした場合の説明
を第１図および第２図を用いて行なう。第１図は凝固浴
の濃度と最大ドラフト値を示すものであるが、凝固浴濃
度がゼロより大きくなるに従い最大ドラフト値は低；下
し、遷移濃度で極小をとる。遷移濃度より大なるに従い
急激に最大ドラフト値は増大し、遂には吐出された紡糸
原液の凝固が全く不能となりドラフト値は存在しなくな
る。第２図は凝固浴濃度を遷移濃度よりも高い濃度とし
た場合の凝固の進行１を凝固糸条の膨潤度変化で示した
ものである。膨潤度の測定は一般の遠心分離器を用い、
回転数３０００回／分、時間１Ｃ＠の遠心分離をおのお
のの凝固浴長での凝固糸条について行ない、得られた遠
心分離後の凝固糸条中に残つた溶剤の重量をポリマーの
重量で除した値を凝固糸条の膨潤度とした。但し、凝固
浴長ゼロの膨潤度は紡糸原液の溶剤の重量をポリマーの
重量で除した値を用いることにする。紡糸口金から吐出
された紡糸原液は最初膨潤度の低下が起る。最小値まて
到達すると今度は徐々に膨潤度の増加が起る。最小値に
到達するまでの凝固浴長は凝固浴濃度により変化するが
大体８〜１５ｃｍ程度である。膨潤度が低下する領域）
は見掛け上ゲル形成領域であつて、形成されたゲル状糸
条は機械的衝撃に極めて弱い。膨潤度の増加する領域は
見掛け上凝固糸条形成領域てあつて、形成された凝固糸
条は凝固工程以降の工程での処理に耐え得る機械的物性
が与えられる。この・ような変化が凝固浴中で連続的に
起つているのである。勿論、硝酸以外の他の溶剤であつ
ても殆んど同様の変化が起つているのである。本発明に
おいて最も重要な点はアクリロニトリル系ポリマーの溶
剤の水溶液からなる凝固浴の構・成にある。

すなわち、紡糸原液を紡糸口金より凝固浴中に吐出し、
凝固が完了する工程において凝固浴の第一段目を硝酸系
の凝固について説明した第１図に示すごとく凝固の遷移
濃度よりも高い濃度を用い、第２図に示したゲル形成領
域内、即ち凝固糸条の膨潤度の低下が完全に終わらない
うちに凝固の遷移濃度よりも低い濃度である第二段目の
凝固浴にゲル状糸条を連続的に導き、凝固糸条の形成を
完全に行なわせるのである。第二段目の凝固浴が第２図
に示した凝固初期の凝固糸条膨潤度低下が終了して膨潤
度の増加が始まつた後にある場合には本発明の効果は全
くみられない。すなわち、凝固浴中での凝固糸条の切糸
発生を無くすることができず、しかも得られる繊維の機
械的物性は十分満足できるものにならないのである。第
一段目の凝固浴長は凝固初期の凝固糸条膨潤度低下が終
了するまでの長さであればよいが、好ましくは短い方が
本発明の効果を最大限発揮できるのである。第３図は本
発明の一実施態様を示すものであるが、第一段目の凝固
浴は第二段目の凝固浴の中に設けられ、紡糸口金より吐
出された紡糸原液は垂直方向に曳き上げられる。

すなわち第一段目の凝固浴の比重が第二段目の凝固浴の
比重よりも大きい程、二つの凝固浴の分離が容易である
という工業的利点がある。本発明に用いる凝固浴は有機
溶剤、無機溶剤どちらの水溶液でも可能であるが、特に
、硝酸を用いた場合にこのような工業的利点か大きく、
有利である。紡糸に用いられる紡糸口金の形状は目的と
する繊維断面形状により決定される。

特殊な異形断面糸の紡糸口金は一般に加工精度の問題か
ら穿孔面積が大きくなる。従つて紡糸口金での原液吐出
速度は遅くなる傾向にあり、ドラフト値は大きくなる傾
向を持つ。このように紡糸口金を特殊異形とした場合に
はドラフト値を大きくせざるを得ず、ドラフト値を大き
くとれる本発明は極めて有効なのである。以上のように
、本発明によればドラフト値を大きくとることが安定し
て可能であるため生産速度を速くすることができ、また
、特殊異形糸を高生産速度で、しかも細い繊度のものと
することが可能である。

本発明により得られる凝固糸条を通常の水洗、延伸、乾
燥を行なつた繊維は十分な機械的物性を有しており、発
色性に優れ、編物、織物等、種々の形で製品にされる。
以下実施例により本発明をさらに詳しく説明する。

実施例１ アクリロニトリル９５％、アクリル酸メチル４．５％メ
タクリルスルホン酸ソーダ０．５％よりなる共重合体（
重量平均分子量７２０００）を６５％硝酸に０℃で溶解
して調整したポリマー濃度が１６．５％であるような紡
糸原液を０．０４７７！７７！×０．３瓢×０．３Ｔ＄
ＬのＬ字形の紡糸口金を通して３／Ｍｉｎの線速度でＯ
℃の硝酸水溶液中へ紡出した。

この時の凝固浴遷移濃度は３９％であり、凝固浴濃度４
４％での凝固初期糸条膨潤度の低下が終了する凝固浴長
は１０Ｃ！ｎであつた。その他の条件は第１表に示す条
件記号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの方法で実施した。この際の凝固
浴中での切糸発生回数および水洗後、銘℃の熱水中で延
伸し、最後に乾燥して得られた繊維の試験結果を第１表
に示し、その時の繊維断面形状を第４図イ，口に示す。
これらから明らかなように、本発明の方法では切糸発生
回数が極めて少なく、細いデニールの特殊異形糸が好ま
しい物性で得られた。また編物とした場合、発色性のす
ぐれた製品が得られた。実施例２実施例１と同様の共重
合体をジメチルアセトアミドに溶解しポリマー濃度を２
３％とした紡糸原液を調整した。

実施例１と同様のＬ字形の紡糸口金を通して５ｒｒ１／
Ｍｉｎの線速度で３５℃のジメチルアセトアミド水溶液
中へ紡出した。この時の凝固浴ノ遷移濃度は７３％であ
り、凝固浴濃度８２％での凝固初期糸条膨潤度の低下が
終了する凝固浴長は１５ｃｒｎであつた。その他の条件
は第２表に示す条件記号、Ｅ，Ｆ，Ｇの方法で実施した
。水洗後、９８℃の熱水中で延伸し、最後に乾燥して得
られた繊維門の試験結果を第２表に示し、その時の繊維
断面形状を第５図のイ，口に示す。これらから明らかな
ように本発明の方法では細いデニールの特殊異形糸が好
ましい物性で得られた。また、編物とした製品は発色性
に優れていた。

【図面の簡単な説明】

第１図は溶剤を硝酸とした場合の凝固浴の濃度と最大ド
ラフト値の関係を示す。 第２図は溶剤を硝酸とし、凝固浴濃度を遷移濃度よりも
高い濃度とした場合の凝固浴長と凝固糸条膨潤度の関係
を示す。第３図は本発明の一実施態様を示す。第４図は
硝酸を溶剤とした場合の繊維の断面形状を示し、イは本
発明方法による特殊異形糸、口は従来方法によるもので
ある。第５図はジメチルアセトアミドを溶剤とした場合
の繊維の断形状を示し、イは本発明方法による特殊異形
糸、口は従来方法によるものである。１・・・・・・紡
糸原液供給曲管、２・・・・・・紡糸口金、３・・・・
第一段目の凝固浴、４・・・・・・第二段目の凝固浴、
５・・・・・・凝固糸条、６・・・・・・第二段目の凝
固浴液供給管、７゛・・・・・・第一段目の凝固浴液供
給管、８・・・・・・オーバフロー、９・・・・・・凝
固糸条の変向ローラ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ アクリロニトリル系ポリマーを溶剤に溶解してなる
   紡糸原液を紡糸口金より該溶剤の水溶液からなる凝固浴
   に吐出する湿式紡糸において、第一段目の凝固浴濃度を
   凝固の遷移濃度よりも高い濃度とし、凝固初期の凝固糸
   条膨潤度低下が終了するまでに該遷移濃度よりも低い濃
   度の第二段目の凝固浴に該凝固糸条を連続的に導くこと
   を特徴とするアクリル系合成繊維の製造法。 ２ 溶剤が硝酸である特許請求の範囲第１項に記載のア
   クリル系合成繊維の製造法。 ３ 紡糸口金が特殊異形である特許請求の範囲第１項に
   記載のアクリル系合成繊維の製造法。 ４ 第一段目の凝固浴は第二段目の凝固浴の中に設けら
   れ、紡糸口金より吐出された紡糸原液が垂直方向に曳き
   上げられる特許請求の範囲第１項に記載のアクリル系合
   成繊維の製造法。