JPS6099003A - アクリル系繊維の製造方法 - Google Patents

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】 枝肉分野 本発明は、深みのある発色性を有するアクリル系繊維の
湿式紡糸法に関するものでめる。

従来技術 従来アクリル系繊維は、カチオン架科によって染色され
、ばれた耐候性、純やかな発色性を生かし、カーアン、
カーペットなどのインテリア分野毛布などの寝装分野、
ニット、ジャージイーなどの衣料分野で広く用いられて
いる。

最近の消費者ニーズの多様化にともない、アクリル系４
截維において、よシ深みのある発色性が要求されるに至
っている。

本発明者らは、このようなアクリル系禮オ（［のｔ朶み
のらる発色性に関し鋭意研元金進め、本発明に至ったも
のである。

発明の信成 即ち、本発明によれば、アクリロニトリルを少なくとも
８５重ｊｔ％以上、含４１するアクリロニトリル系重合
体を湿式紡糸するに靜し、臨界ｃｎ度以上の凝固浴に紡
出し、紡糸ドラフトを５以上としかつ凝固浴内での浸漬
長を：（０〜１５０．ｍの範囲で引き上げ、ついで臨界
濃度＋１〜＋９俤の範囲に設矩した延伸浴で２倍以上に
延伸することにより、深みのある発色性？有するアクリ
ル系ｔＱＵ’を得ることができたのである。

本発明で述べる臨界濃度とＱま、最大紡糸速度が最小、
或いは全く紡糸不可能となシ、その両側の濃度において
は紡糸可能領域を有する凝固浴の溶媒嬢度を意味する。

臨界濃度より高い濃度を有する凝固浴中での紡糸におい
ては、凝固繊維が凝固浴内で蛇行し、得られた繊維は白
濁し、透明性はまったく消失してしまう。したがって、
従来の紡糸においては臨界ｗｋ度よシ低い溶剤濃度中で
凝固を行なりていたのである。

本発明の効果を以下の技術思想にて説明する。

すなわち湿式凝固に際し、凝固浴に吐出された紡糸原ｇ
、は、溶剤濃度の低下にともない、重合体を析出するい
わゆる沈澱凝固として知られている。

沈澱凝固で生成した凝固繊維は、析出重合体間に多情の
凝固浴濃度の溶剤を含み、極めてＩ−ラスな構造を形成
している。溶剤が占める見間は、水洗による水とのｍｍ
後、乾燥工程において、水の蒸発とともにつぶれ、析出
重合体は密着し、アクリル糸ｌ栽維を形成する。

したかっ−（、繊維の光学的均一性を向上せしめるには
、析出重合体の密着部分の均一化が屯安である。本発明
者らは、凝固繊維會静剤に再度浸漬し、析出重合体を流
動化すると同時に延伸することで、析出重合体間の壁間
部分を圧扁し、析出重合体の密着性向上を計ったのであ
る。

凝固繊維の溶剤再浸漬処理は、析出重合体を流動化する
必要があり、かかる栄件下では、ｖｔ来（１１９式凝固
で得られる凝固繊維はｍｍしてし普う。

析出重合体は、細いｔｉど浴Ｍｌは速く、太いイ呈近く
なる。凝固繊維の析出重付体層の六回を太くし、内部を
細くすることで、凝固）或維のｃｄ屏切断を痒うことな
く、内部を流動化し、缶周させることができるのである
。かかる凝固繊維の枯這を形ｌ戊する凝固方法と、所に
の条件をもつ俗剤（６中での帆伸処理との一体的組合せ
によってはじめて、光学的均一性が畠く、深みのある発
色性ｔ−有するアクリル系繊維が得られる。

凝固繊維構造を、表ノーは太く、内ノーは細くする技術
手段は、臨界一度よりも１鵠い浴剤Ｉｆ々度紮もつ凝固
浴中で、従来よりも商い紡糸ドラフトで凝固せしめるこ
とで得られる。

繊維表層部に厚い層状に集合した析出重合体を有する凝
固繊維を溶剤浴中で延伸処理する場合は溶解することな
く、＾い延伸倍率で延伸することができ、延伸後の繊維
を走査型電子顕微鏡でｍ察すると、ｒＭ剤で占められて
いた望白部分は少なくなり、析出重合体が繊維断面全域
にわたり密層しているのが認められる。

溶剤浴中での繊維の延伸処理において、ｆｄ剤浴の溶剤
濃度および温度はいずれも上限があり、凝固繊維を溶解
しない範囲に設定されることはいうまでもない。

本発明で使用するアクリル系重合体は、８５重槍％（以
下チと略す）以上のアクリロニトリルと、アクリロニト
リルと共重合可能な単量体を、通常の方法で共重合して
得られる。

これら共厘合体の重合方法は、通常刈られているビニル
糸単量体の重合方法であればいずれでもよい。たとえは
レドックス触媒を用いた水相懸濁ｉｔム　１．）Ｉ＋ｊ
、−Ｉ！、３ツｊｋｄム　萌イレ６μｙ萌（−鐙ｆ田い
られる。しかし、本＠明はその重合方法および重合条件
によって何ら雨足されるものではない０本発明で使用す
る単量体の例としては、アクリル酸及ヒそのアルキルエ
ステル、メタクリル酸及びそのアルキルエステル、アク
リルアミド、メタクリルアミド、マレイミド、β−アミ
ノエチルメタクリレート、アクリルアミド、メタクリル
アミド、酢酸ビニル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、ア
リルスルフォン酸及びそのアンモニウム塩、金属塩、ア
ミン塩などがあけられるが、これらに限定されるもので
はない。

この様にして得られた重合体は、硝酸、塩化亜鉛系水溶
液、ロダン塩水溶液、ジメチルホルムアミドなどに溶解
して紡糸原液ｔつくる。殊に本発明においては硝酸水溶
液が好ましい。

硝酸をｒｄ剤とする場合は、硝酸ｌａ度６０・−８０チ
、好ましくは６３〜７０％の硝Ｍｅ液１００部に対し、
重合体を１０〜４０部、好ましくは１５〜２０部の割合
でｒ６解し、溶解に際しての原液温度は１硝ばによる酸
化反応をＪｌす制するため２０Ｃ以下に保ち、紡糸原液
が得られる。そして、この紡糸ＪＪＪ、液は臨界１反以
上の一度を有する凝固浴に紡出δれる。

硝酸を浴剤とする湿式紡糸での臨界濃度は、使用した溶
剤１６隻度、重合体濃度、凝固浴一度などによって変動
するものの、おおよそ３９チを中心とする。同様にジメ
チルポルムアミドを溶剤とする場合は、１鳩界一度は５
３チ付近に、また塩化亜鉛系水浴液全浴剤とする場合は
４０％付近にイｆ在する。

硝酸を浴剤とする紡糸は、硝酸濃度４０％以上、好まし
くは４８％以下にｔｂｉ整された凝固浴中に、紡糸ドラ
フトが５を超えて設定できるノズルを用いて紡出する。

ここで紡糸ドラフト率は、次式で示される。

紡糸ドラフト＝（巻き上げローラー速度）／（ノズル孔
よりの紡糸原液吐出線速度）凝固浴が臨界濃度未満の場
合には、紡糸ドラフトが５に達しないし、また得られる
繊維も深みのある発色性に乏しい。凝固浴一度が臨界濃
度＋９チを超えると、繊維間での接着、ｌ纒沼が祐生じ
易くなる。

紡糸ドラフトが５未満の場合、凝固浴内での繊維のたる
みが起こり、繊維が回転部へ巻き付いたシして紡糸操業
性が低下するとともに、イ（すられた繊維は深みのある
発色性に乏しいものとなる。

紡糸トラフＩｆ−５を超えて設定すると、凝固浴内で繊
維は一直線に張シ、得られる繊維は紡糸ドラフトが高い
ほど深みのある発色性に踏んだものとなる。

凝固浴内での浸漬長は、３０ｔｙｎより短いと（ゐ二〇
固が十分でなく、得られる繊維には繊（，１８間の接着
が認められ、好壕しくない。１５０Ｃｒｎ以上でｔよ＜
ＩＪｆ−１−・１浴内での浸漬時間が長くなυ、低分子
（，１爪付体の凝固浴へのｄけ出しが増し、好ましくな
い。

かくして得られた繊維を水洗し、ｉｉ＋　ｉ’Ｊ　’ｃ
　ノ’６生に除去したのち延伸し、乾燥した場合は、深
みのわる発色性は得られないが、凝固浴から取り出しだ
直後に、本発明の条件で溶１「す延伸２行なりことによ
って、はじめて深みのある丈巴性をイ〕するノ°クリル
系繊維を得ることができるのである。

本発明の凝固φ件を満足しない凝固繊維を、本′Ａ明に
規定する条住下に溶剤延伸処理を行なう場合には、溶剤
延伸浴で凝固繊維の浴解もしくは繊維間の接着が発生し
、同時に深みのある発色性にも乏しい繊維となる。

硝酸を用いる場合、好ましくは溶剤延伸浴の濃度は４０
％〜４８チの範囲でＡり９、浴温度は５０〜８５℃、延
伸倍率は２倍である。

溶剤延伸浴の（濃度が高い程深みのある発色性を得やす
い。臨界濃度＋１％未満の場合、深みのある発色性が乏
しくなると同時に、延伸性も悪くなる。臨界ａ度＋９チ
を超えると繊維間での接着、１１４着が発生し易くなる
。

溶剤延伸浴の温度が高い程深みのある発色性が得られる
が、５００未満の温度では、延伸性が低下し、８５℃を
超える温匿では、繊維間の接着が発生し易くなるから、
５０〜８５℃が好ましい。

溶剤延伸浴での延伸倍率が＾い程、深みのある発色性が
得られる。溶剤延伸浴中で２倍未満の延伸倍率で延伸し
た場合、深みのある発色性Ｑま乏しくなる。

本発明の範囲内で製造した繊維は、通當の水洗処理を行
ない溶剤を０１％未満に除去する。かかる水洗の方式と
しては、通゛／佐用いられる浸ひ゛（父流水洗、ネット
水洗、バイブロ水洗などいずれの方式でもかまわない。

溶剤を除去した鐵イイしりうち、溶剤延伸浴において十
分延伸しなかった繊維Ｑ」、強度が低いので、熱水中ま
たは水蒸気中で再延伸するのがよいが、この場合にも深
みのある発色１′トが低下することはない。すなわち、
ｒｄ剤夕ＬＩ；　１１１１　（にで２倍を超えて延伸し
た繊維であれは、用途に応じて再延伸を行なっても何ら
かまわない。

溶剤を除去した繊維あるいは溶剤を除去したのち再延伸
した繊維は、乾燥をイエない、繊維内に含まれる水分葡
除去する。乾燥の方法としては、通常用いられるドラム
乾燥機、シリンダー乾燥機、ネット乾燥機など公知のも
のを用いてもよい。

水分を除去した繊維は、次いで熱弛緩処理勿１工なう。

熱弛緩の方法としてｔま、刈ｌ圧水蒸気中、熱風中、熱
水中、熱板間などの加熱雰囲気下で収縮できればいずれ
の方法を用いてもかまわない。さらに、水分全除去した
繊維は、加圧水蒸気中で、延伸しても深みのある発色性
が低下することはない。

深みのある発色性は、視覚による官能的な評価基準でめ
９、定酸性に乏しい。

深みのある発色性に関し、鋭意研究を進めた結果、繊維
軸方向での光の透過光量に大きく依存することを見出し
た。挿々の比較例、実施例を含めた実験において得られ
た繊維の透過光量と深みのある発色性の関係は、第３図
のグラフ中斜線領域において相関が認められる。

透過光量の測定は、巣１図の繊維束固定装置で２間の長
さヶもつ繊維束をつくり、該繊維束をオリンパスＢＨ−
２型顕微鏡を用い、白色光光源でフィルターなしの状態
で１００倍に設足して行う・顕＃鋭］；で平均的な明る
さを示す部分に視野を合せ、露出時間を測定する。露出
時間の逆数が透過光量でりりａｓ　ｃ−’の単位で示さ
れる。

透過光量６（す定用の試料は、第１図の繊維束固定装置
（第２図はその側面を示す）の１部に繊維４を通し、つ
ぎに押え金具２で２００ｙの荷重７をかけ、押え金具２
を止めネジ３で固定し、しかるのち繊維束固定装置の平
面部より出ている（哉（，１１束の表５および裏６の部
分（第２図）ｒナイフで正確に切除してつくることがで
きる。

透過光量は、繊維の充填度に影響される。（、たがって
、透過光量全測定する繊維は、同一１８１面形状、四−
デニールの時のみ有意であることはＳ’９！Ｆ。

でも、ない。

深みのある発色度は、市販品の２．５級に対し、３．５
級以上であれば、その違いを一見して識別できる。

実施例 以下、実施例によシ本発明を更に詳しく説明する。

実施例１ 重合触媒として過硫敵アンモニウムと酸性能硫酸ソーダ
の組合せを用い、硫を設でＰｉｔ　２．５に＋Ｆｌ’Ｊ
ｒ　軽された水中で５５℃で５時間重合を行ない、アク
リロニトリル／メチルアクリレート／メタリルスルホン
酸ソーダ＝９１／８．５１０．５　（単量体の仕込み！
＆瀘比）なる重合体を得た。この重合体を０℃の６７％
硝酸水溶液１００ｇに対し、１６ｇの割合で溶解し、紡
糸原液とした。

ついで衣１の凝固浴硝酸濃度を有する５℃の凝固浴に孔
径０．２０朋、孔数１００のノズルを用いて吐出させ、
１２ｙｎ／朋の速度で凝固浴から取り出し、引きつづき
、硝ｔ１１．濃度４２チ、浴温度７０Ｃの浴剤夕也叩浴
で１０００倍に延伸した。凝固浴での浸漬長は５０ｃｒ
ｎとした。延伸を完ｒした繊維は、水洗後、１３０℃の
熱風中で十分乾燥し、１２０Ｃの水蒸気中で熱弛緩処理
を行った。

比較例１では凝固浴硝酸濃度が４０％未満であったが、
；疑固浴内紡糸ドラフト６．７では繊維が切れ、紡糸ド
ラフト０．７以下でしか繊維を取υ出すことができなか
った。また、凝固浴硝酸濃度が４９％である比軟例２で
は、繊維間の接着が多く、また透過ブｅ縫も低くなり、
品みのある発色性は得られなかった。

一方、本発明例１及び２では、凝固浴内での繊維切断や
、繊維間の接着もなく、得られたオむＩＥは、透過光量
が高く、深みのある＠色性を有していた。

１−１ ちなみに市販品の透過光量は６．．２　Ｘ　ｌ　Ｏｓｅ
ｅで、深みのある発色度は２５級でめる。

実施例２ 実施例１で得たへ合体才、５Ｃの６５俤１１１１酸水溶
液１００ｇに対し、１５ｇの割けでイｄ）アｔし、紡糸
原液とした。ついで、硝ば仏適度４２チ、浴温ＩＷ５℃
の凝固浴に、表２の札所を４１するノズルを用いて吐出
し、凝固浴でのｄ＆（長は７０ｃｒｎとし、１０ｍ１朋
の速度で凝固浴かし取り出したのら、ただちに硝酸濃度
４４％、浴温度７０Ｃの浴ｒｉｌｌ延伸浴で１０１０倍
に延伸した。延伸を光ｒした・１或ＫＩＥは、水洗後、
１３０’Ｃの熱風中で七分乾ブ栗し、１２０℃で熱弛緩
処理を行った。

凝固浴内ドラフトが５以下である比Ｉ収例３及び比較例
４では透明感に乏しかった。

本発明例３．４及び５では、極めて深みのｉｐ）る発色
性を有するアクリル系繊維をイ！Ｉることができた。

実施例３ 実施例１で得た重合棒金７℃の６７％硝酸水溶液１００
Ｉに対し、１８ｇの割付でｄ解し、紡糸原液とした。つ
いで硝酸η適度４２％、浴温度７℃の凝固浴に、０．３
１１Ｉ罵の孔径ケ有する紡糸ノズルケ用いて吐出し、凝
固糸の′ｆ５１漬長は７０ｃｍとし、２０ｍ／朋の速度
で凝固浴から取り出したのち、ただちに表３の溶剤延伸
浴硝酸濃度と浴温度で処理した。溶剤延伸浴では５倍延
伸し、浸ｔ［Ｉｔ＃１水洗機で十分水洗したのち、沸騰
水中で１．５倍延伸した。しかる後熱風乾燥機でＥ燥後
、１２５℃の水蒸気中で熱弛緩処理を行なりだ。

溶剤延伸浴硝酸４度が３８％と低い比較例５、溶剤延伸
浴硝酸濃度が５０％と晶い比較例６及び溶剤舛伸浴ｍ度
が４５℃と１氏い比奴例７はいずれ、も透過光量が低下
し、深みのある発色性は得られなかった。

溶剤延伸浴硝酸４度がそれぞれ４１％、４４％、４８％
である本発明例６，７及び８でｔま、透１両光量が大き
くなり、深みのある発色性をイ■する繊ｉ４ｆ−が得ら
れた。

またｍ剤延伸浴の温度が９０℃と高い比較例９では繊維
間の接着が発生し、また透過光量も低くなった〇 以下余日 実施例４ 実施例１と同様の重合方式で、アク＋７０二）　ＩＪル
／メチルアクリレート／アクリルアミド／メタリルスル
ホン酸ソーダ＝９０／６／３／Ｉ　Ｃ単Ｍ。

体の仕込みＡ量比）なる重合を行った。かくして得られ
た重合体を、６℃の６６％硝酸水溶液１００Ｉに対し、
１７ｇの割合で溶解し、紡糸原液とした。ついで４４％
の硝酸濃度を有する６℃の凝固浴に、孔径０．７ｍｙｉ
、孔数５０のノズルを用いて吐出させ、凝固糸の浸漬長
音２５ｃｒｎ、　１００ｃｍ。

１５０ｚ、２００ｃｍとし、１ｏｒｎ／ｍｉｎの連匣で
凝固浴から取り出し、引きつづき、硝酸濃度４２チ、浴
温度６５℃のｒｄ剤延伸浴で表４の延伸倍率に延伸した
。

溶剤延伸を完了した繊維は、ネット式水洗機を用い、無
緊張下で水洗し、繊維中の硝＃Ｒ−夏ｒＯ１１％以下と
した。しかる後、沸騰水、および１１０℃の水蒸気中で
表４の割合で延伸１−だ。かくして得られた繊維は、通
常の熱風乾燥機音用いて乾燥した後、１２８℃の水蒸気
で熱弛緩処理ヶ行った。

溶剤延伸浴での延伸倍率が１．５１音と低い比較例１Ｏ
は、透過光量も少なく、深みのある発色性に乏しかった
。一方、溶剤延伸を２．０倍以上行なった本発明例９．
ｌＯ及び１１は、水洗後、熱水延伸、高圧水蒸気延伸、
または熱水延伸と重圧水蒸気延伸の両方を行りても透過
光量は高く、←ｄみのある発色性を有するアクリル系繊
維が得られた。

凝固浴浸漬長の短い比較例１１では、深みのある発色度
は得られるものの、繊維間の接着が激しく、商品価値は
低い。凝固浴浸漬長の長い比較例１２では、凝固浴中へ
の重合体の溶出Ｆｔが番くよくない。

【図面の簡単な説明】

第１図は繊維束固定装置の正面図で、ｌは繊維束固定溝
、２は押え金具、３は止めネジ、である。 第２図は繊維束固定装置ａ、の側聞図で、４１：ｉ　１
部に設置した繊維束、５は繊維束固定輪１（の衣ＩＩ！
Ｉ＋　％６は裏側を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、　アクリロニトリルを少なくと８５Ｍ皿％以上含有
   するアクリロニトリル系重合体を湿式紡糸するに際し、
   謳昇ｔ＆Ｊｌ［以上の凝固浴に紡出し、紡糸ドラフトを
   ５以上としかつ凝固浴内での浸漬長を３０〜１５０ｃｒ
   ｎの範囲で引き上け、ついで臨界−肌＋１〜＋９％の範
   囲に設定した延伸浴で２倍以上に延伸することを特徴と
   するアクリル系繊維の製造方法。