JP2007126794A - Method for producing porous acrylic fiber - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a porous acrylic fiber giving textile products having large percentage of hollowness and small dispersion of the hollowness, at a high productivity, requiring neither special processing condition nor plant investment. <P>SOLUTION: The method for producing porous acrylic fiber comprises eluting a component (B) from an acrylic fiber by using an alkaline solution, wherein the acrylic fiber comprises a mixture of an acrylonitrile polymer (A) with the component (B) soluble in the alkaline solution. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は多孔質アクリル繊維の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing porous acrylic fibers.

アクリル繊維は柔軟性、保温性、発色性、耐候性などに優れることから、衣料や寝装具等に幅広く使用されている。しかしながら吸湿性、吸水性については天然繊維に比べ劣ることから、肌着、靴下、毛布などの用途においてはムレ感、べとつき感が生じ、商品価値に劣るものとなっている。   Acrylic fibers are widely used in clothing and bedding because they are excellent in flexibility, heat retention, color development, weather resistance, and the like. However, the hygroscopicity and water absorption are inferior to those of natural fibers, and in applications such as underwear, socks, and blankets, a feeling of stuffiness and stickiness is generated, resulting in poor commercial value.

このため、従来よりアクリル繊維の吸水性の改善技術が多数提案されており、その一つにアクリル繊維の横断面内に多数の微細孔を持つ多孔質アクリル繊維がある。多孔質アクリル繊維は内部の孔および単繊維間の微細な空隙での毛細管現象により吸水性を向上させるものであり、吸収した水は広大な表面に存在するため水は速やかに蒸発し、速乾性に優れるという利点もある。   For this reason, many techniques for improving the water absorption of acrylic fibers have been proposed, and one of them is a porous acrylic fiber having a large number of micropores in the cross section of the acrylic fiber. Porous acrylic fibers improve water absorption by capillarity in the internal pores and fine gaps between single fibers, and the absorbed water is present on a vast surface, so water evaporates quickly and quickly dries. There is also an advantage that it is excellent.

この多孔質アクリル繊維を製造する技術も従来より提案されており、例えば水溶性高分子を添加し製糸工程中で除去する方法(特許文献1参照)、異種成分を添加し界面でボイドを形成させる方法(特許文献2参照)、低分子量添加剤を発泡させる方法(特許文献3参照)などが公知技術として知られている。   Techniques for producing this porous acrylic fiber have also been proposed in the past. For example, a method in which a water-soluble polymer is added and removed during the yarn-making process (see Patent Document 1), and foreign components are added to form voids at the interface. A method (see Patent Document 2), a method of foaming a low molecular weight additive (see Patent Document 3), and the like are known as known techniques.

しかしこれらの手法は製糸工程中に多孔質化することに問題があった。すなわち、多孔質アクリル繊維を得ても、その後の捲縮加工やセット、カット、カードの工程や精紡から織り編み、染色加工までの工程の間に孔がつぶれてしまい、多孔質形状による特性発現を損なうという問題があった。また加工方法の改善により多孔質形状をある程度までなら維持することも可能であるが、その場合には特別な加工条件が必要となり、設備投資を要する、生産性が低下するなどの点から製造コストが高くなるという課題があった。   However, these methods have a problem in making them porous during the spinning process. In other words, even if porous acrylic fibers are obtained, the pores are crushed during the subsequent crimping, setting, cutting, carding processes, spinning, weaving, and dyeing processes. There was a problem of impaired expression. In addition, it is possible to maintain the porous shape to a certain extent by improving the processing method, but in that case, special processing conditions are required, making it necessary to invest in equipment and reduce production costs. There was a problem of increasing the cost.

ところで、帯電防止の観点からアクリルにエステル系ポリマーを添加する技術が提案されている(特許文献4参照)。しかし該技術はエステル系ポリマーの特性を利用する帯電防止技術であり、多孔質化するための技術ではない。   By the way, the technique which adds an ester-type polymer to an acrylic from the viewpoint of antistatic is proposed (refer patent document 4). However, this technique is an antistatic technique that utilizes the characteristics of an ester-based polymer and is not a technique for making it porous.

なお特許文献1には多孔質アクリル繊維を製造した後、アルカリで処理する技術が開示されている。この技術はアルカリ処理により側鎖を加水分解し、遷移金属を導入する技術であり、多孔質化するための技術ではない。
特開平03−124811号公報(第4頁) 特公昭60−011124号公報(第4頁) 特開2001−131821号公報(第2頁) 特開昭49−116327号公報(第1頁)
Patent Document 1 discloses a technique in which a porous acrylic fiber is produced and then treated with an alkali. This technique is a technique for hydrolyzing the side chain by alkali treatment and introducing a transition metal, and is not a technique for making it porous.
Japanese Patent Laid-Open No. 03-124811 (page 4) Japanese Examined Patent Publication No. 60-011124 (page 4) JP 2001-131821 (page 2) JP 49-116327 A (first page)

本発明の課題は、上記従来技術の問題点を解決できる多孔質アクリル繊維の製造方法を提供することにある。   The subject of this invention is providing the manufacturing method of the porous acrylic fiber which can solve the problem of the said prior art.

本発明はアクリロニトリル系ポリマー(A)とアルカリ溶液に可溶である成分(B)との混合体からなるアクリル繊維から、アルカリ溶液により成分(B)を溶出することを特徴とする多孔質アクリル繊維の製造方法である。   The present invention relates to a porous acrylic fiber characterized in that the component (B) is eluted with an alkaline solution from an acrylic fiber comprising a mixture of an acrylonitrile-based polymer (A) and a component (B) that is soluble in an alkaline solution. It is a manufacturing method.

本発明の多孔質アクリル繊維の製造方法により、製糸工程以降の繊維製品製造工程における孔のつぶれを抑制し、繊維製品とした場合でも中空率が高くかつ中空率のばらつきが小さい多孔質アクリル繊維が得られる。   The porous acrylic fiber manufacturing method of the present invention suppresses the collapse of the holes in the fiber product manufacturing process after the yarn production process, and even when the fiber product is used, the porous acrylic fiber has a high hollow ratio and a small variation in the hollow ratio. can get.

以下、本発明の多孔質アクリル繊維の製造方法について詳細に説明する。   Hereinafter, the manufacturing method of the porous acrylic fiber of this invention is demonstrated in detail.

本発明に用いる、多孔質アクリル繊維を形成するための前駆体繊維はアクリロニトリル系ポリマー(A)とアルカリ溶液に可溶である成分(B)との混合体からなる(以下、これをアクリル混合体繊維と呼ぶ)。両者の混合状態は、アルカリ溶液により成分(B)を溶出した後に多孔質化すなわち独立した孔を多数存在させるために、繊維横断面内において(A)成分が海、(B)成分が島となっている海島繊維であることが好ましい。さらには(A)成分からなる海部の中に(B)成分からなる独立相が繊維軸方向に筋状に伸びて微分散して島部を形成しているモルホロジーを有する海島ブレンド繊維であることが、多孔質アクリル繊維とした際に繊維軸方向に伸びた微細孔を多数形成し得ることからより好ましい。   The precursor fiber for forming the porous acrylic fiber used in the present invention comprises a mixture of an acrylonitrile polymer (A) and a component (B) that is soluble in an alkaline solution (hereinafter referred to as an acrylic mixture). Called fiber). The mixed state of both components is that after the component (B) is eluted with an alkaline solution, it becomes porous, that is, a large number of independent pores exist, so that (A) component is sea and (B) component is island in the fiber cross section. Preferably, the sea-island fiber is. Furthermore, it is a sea-island blend fiber having a morphology in which the independent phase composed of component (B) extends in a streak shape in the fiber axis direction and finely disperses to form islands in the sea composed of component (A). However, it is more preferable because a large number of fine holes extending in the fiber axis direction can be formed when a porous acrylic fiber is used.

繊維中でのアクリロニトリル系ポリマー(A)とアルカリ溶液に可溶である成分(B)の混合比率は、(B)成分が少ないと溶出後に十分多孔質化せず、また原料コスト低減の点から(B)成分の添加量は少ない方が好ましいため、アクリル混合体繊維全体に対し(B)成分が5〜50重量%であることが好ましく、より好ましくは15〜40重量%である。   The mixing ratio of the acrylonitrile polymer (A) and the component (B) soluble in the alkali solution in the fiber is not sufficiently porous after elution if the component (B) is small, and the cost of raw materials is reduced. Since the addition amount of the component (B) is preferably small, the component (B) is preferably 5 to 50% by weight, more preferably 15 to 40% by weight based on the entire acrylic mixture fiber.

アクリロニトリル系ポリマー(A)はアクリロニトリルホモポリマー及び/又は用途に応じてアクリロニトリルモノマーと他種モノマーとのアクリロニトリル系共重合体を用いることができる。他種モノマーの例としては、アクリル繊維の風合いや染色性を変える目的でスチレン、ビニルトルエン、酢酸ビニル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル、臭化ビニリデン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデンなどの不飽和モノマー類、さらにp−スルホフェニルメタリルエーテル、メタリルスルホン酸、アリルスルホン酸、スチレンスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸及びこれらのアルカリ金属塩などが挙げられる。そのほか、多孔質アクリル繊維を炭素繊維前駆体として用いる場合は、耐炎化工程でのアクリロニトリル系ポリマー(A)の環化の進行を促進する目的でカルボン酸基、もしくはそのエステル化物を有するモノマーもしくはアクリルアミド系モノマーを共重合してもよい。アクリロニトリルモノマーと他種モノマーとの比率は繊維の用途に応じて適宜選択可能であるが、好ましくはアクリロニトリル系共重合体中のアクリロニトリルモノマーが50重量%以上、より好ましくは80重量%以上である。アクリロニトリルモノマーの比率を上げることで、多孔質アクリル繊維においてもアクリル繊維独自の特性が保たれる。   As the acrylonitrile polymer (A), an acrylonitrile homopolymer and / or an acrylonitrile copolymer of an acrylonitrile monomer and another monomer can be used depending on the application. Examples of other types of monomers include styrene, vinyl toluene, vinyl acetate, vinyl chloride, vinylidene chloride, vinyl bromide, vinylidene bromide, vinyl fluoride, vinylidene fluoride, etc., for the purpose of changing the texture and dyeability of acrylic fibers. Unsaturated monomers, p-sulfophenyl methallyl ether, methallyl sulfonic acid, allyl sulfonic acid, styrene sulfonic acid, 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid and alkali metal salts thereof may be mentioned. In addition, when a porous acrylic fiber is used as a carbon fiber precursor, a monomer or acrylamide having a carboxylic acid group or an esterified product thereof for the purpose of accelerating the cyclization of the acrylonitrile-based polymer (A) in the flameproofing step. System monomers may be copolymerized. The ratio of the acrylonitrile monomer to the other monomer can be appropriately selected according to the use of the fiber, but the acrylonitrile monomer in the acrylonitrile copolymer is preferably 50% by weight or more, more preferably 80% by weight or more. By increasing the ratio of the acrylonitrile monomer, the unique properties of the acrylic fiber are maintained even in the porous acrylic fiber.

またアクリロニトリル系ポリマー(A)は、分子量の指標となる45℃における20重量%ジメチルスルホキシド溶液の粘度が100〜2000poiseであることが、優れた力学特性を得る点から好ましい。   In addition, the acrylonitrile-based polymer (A) preferably has a viscosity of 100 to 2000 poise in a 20% by weight dimethyl sulfoxide solution at 45 ° C., which is an index of molecular weight, from the viewpoint of obtaining excellent mechanical properties.

アルカリ溶液に可溶である成分(B)はアルカリ溶液に可溶であれば無機物、有機物、低分子、高分子などを使用することができるが、繊維製品の製造工程での孔のつぶれを抑制するためには製糸および高次加工での熱水を用いる工程で溶出されないことが好ましく、水には溶けずアルカリに可溶である酸化亜鉛や高級脂肪酸などが好適に用いられる。   Component (B) that is soluble in an alkaline solution can be inorganic, organic, low-molecular, or high-polymer as long as it is soluble in an alkaline solution, but it suppresses crushing of pores in the manufacturing process of textile products. In order to achieve this, it is preferable that the product is not eluted in the process of using hot water in yarn production and high-order processing, and zinc oxide and higher fatty acids that are insoluble in water and soluble in alkali are preferably used.

さらには(B)成分を繊維軸方向に筋状に微分散させるために、(B)成分はエステル系ポリマーであることが最も好ましい。このエステル系ポリマーとは主鎖にエステル結合を有しているポリマーであれば分子種、分子量に特に制限はないが、製糸工程においてエステル系ポリマーを筋状に分散させるためには、45℃における15重量%ジメチルスルホキシド溶液の粘度が2000poise以下であることが好ましい。   Furthermore, in order to finely disperse the component (B) in a streak shape in the fiber axis direction, the component (B) is most preferably an ester polymer. There is no particular limitation on the molecular species and molecular weight of the ester polymer as long as it has an ester bond in the main chain, but in order to disperse the ester polymer in a streak form in the yarn production process, The viscosity of the 15 wt% dimethyl sulfoxide solution is preferably 2000 poise or less.

エステル系ポリマーはアルカリ溶液による溶出速度を高める点からポリオール、特にはポリアルキレングリコールを共重合したブロックポリエーテルエステルとすることがより好ましい。さらに、アクリロニトリル系ポリマー(A)との相溶性を改善し、紡糸原液の安定性を向上する目的でこのブロックポリエーテルエステルにアクリロニトリル系ポリマー(A)と相溶性のよいモノマーをグラフト共重合することが最も好ましい。   The ester polymer is more preferably a block polyether ester copolymerized with a polyol, particularly polyalkylene glycol, from the viewpoint of increasing the elution rate with an alkaline solution. Furthermore, for the purpose of improving the compatibility with the acrylonitrile-based polymer (A) and improving the stability of the spinning dope, graft copolymerization of a monomer having good compatibility with the acrylonitrile-based polymer (A) is performed on this block polyether ester. Is most preferred.

エステル系ポリマーに共重合させるポリアルキレングリコールの分子量は、ポリエステルとの重合性の点から1000〜20000が好ましく、溶媒への溶解性の点、およびブロックポリエーテルエステルを均一な構造とするために3000〜6000とすることがより好ましい。またポリアルキレングリコールの混合比率は、エステル系ポリマーの全重量に対して1〜60重量%が好ましい。1重量%以上とすることで、アルカリ処理時の分解速度が促進され、60重量%以下とすることで得られる海島繊維の耐水性が向上する。ポリアルキレングリコールの具体的な例としては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコールなどが挙げられるが、中でも重合性およびアルカリ分解性の面からポリエチレングリコールを使用することが特に好ましい。   The molecular weight of the polyalkylene glycol copolymerized with the ester-based polymer is preferably 1000 to 20000 from the viewpoint of polymerizability with the polyester, and 3000 in order to make the block polyether ester have a uniform structure in view of solubility in a solvent. It is more preferable to set it to -6000. The mixing ratio of the polyalkylene glycol is preferably 1 to 60% by weight with respect to the total weight of the ester polymer. By setting the content to 1% by weight or more, the decomposition rate during alkali treatment is promoted, and the water resistance of the sea-island fibers obtained by setting the content to 60% by weight or less improves. Specific examples of the polyalkylene glycol include polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol and the like, and it is particularly preferable to use polyethylene glycol from the viewpoints of polymerizability and alkali decomposability.

ブロックポリエーテルエステルのポリエステル部の組成については、エステル系ポリマーの結晶性を抑え、原液調整時の溶媒への溶解性を向上させ、またアルカリ処理時の分解性を向上させる目的で、脂肪族ジオールに対し脂肪族ジカルボン酸、あるいは脂肪族ジカルボン酸と芳香族ジカルボン酸の混合物を組み合わせたものが好ましい。脂肪族ジオールの例としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール等が挙げられ、脂肪族ジカルボン酸としては、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジオン酸、芳香族ジカルボン酸としてはテレフタル酸、イソフタル酸、オルトフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、パラフェニレンジカルボン酸などがあげられる。また、ポリアルキレングリコールとの重合性を向上する目的でC6以下の脂肪族ジカルボン酸成分を含むことがより好ましい。   Regarding the composition of the polyester part of the block polyether ester, an aliphatic diol is used for the purpose of suppressing the crystallinity of the ester polymer, improving the solubility in a solvent when preparing the stock solution, and improving the decomposability during alkali treatment. In contrast, aliphatic dicarboxylic acids or a combination of aliphatic dicarboxylic acids and aromatic dicarboxylic acids are preferred. Examples of aliphatic diols include ethylene glycol, propylene glycol, butanediol, pentanediol, hexanediol, neopentyl glycol and the like, and aliphatic dicarboxylic acids include succinic acid, glutaric acid, adipic acid, suberic acid, Examples of azelaic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid and aromatic dicarboxylic acid include terephthalic acid, isophthalic acid, orthophthalic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, paraphenylene dicarboxylic acid and the like. Moreover, it is more preferable that a C6 or less aliphatic dicarboxylic acid component is included for the purpose of improving the polymerizability with polyalkylene glycol.

ブロックポリエーテルエステルにグラフト共重合するモノマーとしては、1種または2種以上のアクリロニトリル系ポリマー(A)と相溶性のよいモノマーであればよく、例えばアクリロニトリル、メタクリル酸メチルなどが挙げられる。   The monomer that is graft copolymerized with the block polyether ester may be any monomer that is compatible with one or more acrylonitrile-based polymers (A), and examples thereof include acrylonitrile and methyl methacrylate.

本発明のアクリロニトリル系ポリマー(A)とアルカリ溶液に可溶である成分(B)との混合体からなるアクリル繊維は、製糸、高次加工の工程通過性の観点から単糸繊度1.0〜100dtex、強度1.0〜10cN/dtex、伸度10〜100%が好ましい。   The acrylic fiber comprising the mixture of the acrylonitrile-based polymer (A) of the present invention and the component (B) that is soluble in an alkaline solution has a single yarn fineness of 1.0 to 1.0 from the viewpoint of processability in yarn production and high-order processing. 100 dtex, strength 1.0 to 10 cN / dtex, and elongation 10 to 100% are preferable.

このようなアクリル混合体繊維は公知の手法により製造することが可能であり、例えば45℃における20重量%ジメチルスルホキシド溶液の粘度が100〜2000poiseであるアクリロニトリル系ポリマー(A)のジメチルスルホキシド溶液に対し、アルカリ溶液に可溶である成分(B)を、(A)成分と(B)成分との合計重量に対する(B)成分の分率が5〜50重量%となるように混合させ、かつ20〜90℃における混合溶液の溶液粘度が20〜1000poiseとなるように調製する。この混合溶液を5〜70℃で20〜80重量%のジメチルスルホキシド/水混合溶液からなる凝固浴へと湿式あるいは乾湿式紡糸し、得られるアクリル混合体繊維を1〜100m/minで引き取り、続いて浴中で2〜20倍多段延伸させて、水洗、乾燥を行った後、スタッフィングなどの捲縮加工を行い、さらにスチームセットを行うことで得られる。   Such an acrylic blend fiber can be produced by a known method, for example, with respect to a dimethyl sulfoxide solution of an acrylonitrile-based polymer (A) in which the viscosity of a 20 wt% dimethyl sulfoxide solution at 45 ° C. is 100 to 2000 poise. The component (B) soluble in the alkaline solution is mixed so that the fraction of the component (B) is 5 to 50% by weight with respect to the total weight of the components (A) and (B), and 20 It is prepared so that the solution viscosity of the mixed solution at ˜90 ° C. is 20 to 1000 poise. This mixed solution is wet or dry-wet spun into a coagulation bath consisting of a 20 to 80% by weight dimethyl sulfoxide / water mixed solution at 5 to 70 ° C., and the resulting acrylic mixed fiber is taken up at 1 to 100 m / min. It is obtained by stretching two to 20 times in a bath, washing with water and drying, then performing crimping such as stuffing, and further performing steam setting.

本発明では、アクリロニトリル系ポリマー(A)とアルカリ溶液に可溶である成分(B)との混合体からなるアクリル混合体繊維から、アルカリ溶液により成分(B)を溶出することで多孔質アクリル繊維を得る。本発明で言う「溶出することで多孔質アクリル繊維を得る」とはアルカリ処理により繊維の重量が減少し、かつアルカリ処理前には繊維横断面内に実質的に孔が存在しない状態から、アルカリ処理後に繊維横断面内に多数の孔が存在する状態に変わることを指す。本発明ではアルカリ処理前は実質的に孔が存在せず、通常のアクリル混合体繊維と同様の製糸および高次加工を行っても孔がつぶれることはない。またアクリル混合体繊維の製糸条件によってはアクリル混合体繊維そのものにわずかな微細孔が存在する場合もあるが、本発明で用いる(A)成分と(B)成分の混合アクリル混合体繊維においても(A)成分部分にそのような微細孔を含んでも構わない。   In the present invention, porous acrylic fiber is obtained by eluting component (B) with an alkaline solution from an acrylic mixture fiber comprising a mixture of acrylonitrile-based polymer (A) and component (B) that is soluble in an alkaline solution. Get. According to the present invention, “obtaining porous acrylic fiber by elution” means that the weight of the fiber is reduced by the alkali treatment, and before the alkali treatment, there is substantially no pore in the fiber cross section. It refers to changing to a state in which a large number of pores exist in the fiber cross section after the treatment. In the present invention, substantially no pores are present before the alkali treatment, and the pores are not crushed even if the same yarn production and higher-order processing as those for ordinary acrylic mixed fibers are performed. Depending on the spinning conditions of the acrylic mixture fiber, the acrylic mixture fiber itself may have slight micropores. However, even in the mixed acrylic mixture fiber of the component (A) and the component (B) used in the present invention ( A) Such fine pores may be included in the component portion.

さらに本発明ではアルカリ溶液により(B)成分を溶出するが、(B)成分がエステル系ポリマーである場合、アルカリ処理によりエステル系ポリマーの主鎖は加水分解し溶出されるため、溶出速度は飛躍的に向上する。これは公知技術である水溶性高分子の熱水溶出に比べて処理時間の大幅な短縮をもたらし、設備や用役、エネルギーの大幅な削減が可能となるため最も好ましい形態である。   Further, in the present invention, the component (B) is eluted with an alkaline solution. However, when the component (B) is an ester polymer, the main chain of the ester polymer is hydrolyzed and eluted by the alkali treatment, so that the elution rate is dramatically increased. Improve. This is the most preferable mode because it significantly shortens the processing time compared to known hot water elution of a water-soluble polymer and can greatly reduce equipment, utility, and energy.

本発明に用いるアルカリ溶液とはpHが7よりも大きい溶液であり、処理速度向上の観点からpH12以上が好ましく、pH13以上がより好ましい。アルカリ溶液としては水酸化バリウム、水酸化カルシウム、水酸化銅、水酸化アルミ、アンモニア、炭酸水素ナトリウムなどの水溶液などを用いることができるが、強アルカリであり、電離度が高く、工業的に安価である水酸化ナトリウム、水酸化カリウムを用いた水溶液とすることが最も好ましい。   The alkaline solution used in the present invention is a solution having a pH higher than 7, preferably pH 12 or higher, more preferably pH 13 or higher from the viewpoint of improving the processing speed. As the alkaline solution, an aqueous solution of barium hydroxide, calcium hydroxide, copper hydroxide, aluminum hydroxide, ammonia, sodium hydrogen carbonate, or the like can be used, but it is a strong alkali, has a high degree of ionization, and is industrially inexpensive. Most preferably, the aqueous solution is sodium hydroxide or potassium hydroxide.

アルカリ溶液の濃度はアルカリ種、アルカリの電離度により異なるが、処理速度向上と工業的な歩留まり向上の観点から、0.03〜10重量%が好ましく、0.1〜6重量%がより好ましい。   Although the density | concentration of an alkaline solution changes with alkali seed | species and the ionization degree of an alkali, from a viewpoint of a processing rate improvement and an industrial yield improvement, 0.03 to 10 weight% is preferable and 0.1 to 6 weight% is more preferable.

アルカリ溶液による処理時間は繊維の形態、アルカリ溶液のpHにより異なるが、1〜180minが工業的な実用性から好ましく、10〜120minがより好ましい。また処理温度は10〜98℃、好ましくは20〜70℃とすることが溶出時間短縮とアルカリ溶液からの水の蒸発抑制の観点から適している。   The treatment time with the alkaline solution varies depending on the form of the fiber and the pH of the alkaline solution, but 1 to 180 min is preferable from industrial practicality, and 10 to 120 min is more preferable. The treatment temperature is 10 to 98 ° C., preferably 20 to 70 ° C., from the viewpoint of shortening the elution time and suppressing the evaporation of water from the alkaline solution.

アルカリ処理は連続糸、捲縮糸、カット綿、紡績糸、布帛、不織布などの形態で行うことができる。またアルカリ処理は繊維をアルカリ溶液の浴に連続して通過させても良く、液浴に繊維のかせや原綿、紡績糸チーズ、布帛を浸すバッチ処理でも良い。   The alkali treatment can be performed in the form of continuous yarn, crimped yarn, cut cotton, spun yarn, fabric, non-woven fabric or the like. The alkali treatment may be performed by continuously passing the fibers through a bath of an alkaline solution, or may be a batch treatment in which fiber skeins, raw cotton, spun yarn cheese, and fabric are immersed in a liquid bath.

アルカリ処理を行う工程は製糸後、捲縮加工後、カット後、紡績後、製織編後、精練後などが挙げられるが、多孔質化した後の孔のつぶれを抑制する点からは捲縮加工後およびそれ以降の工程が好ましい。   The process of alkali treatment includes post-yarning, crimping, cutting, spinning, weaving and knitting, after scouring, etc. Subsequent and subsequent steps are preferred.

本発明で得られる多孔質繊維とは横断面内に50個以上、好ましくは100個以上の空孔を有する繊維であり、繊維表面とつながっている孔があることが吸水性向上の観点からより好ましい。それぞれの空孔の円相当径の平均値(Dv)は空孔としての機能を発現するために0.05μm以上、吸水性を高めるためには5.0μm以下であることが好ましく、また最大の空孔の円相当径(Dmax)と空孔の円相当径の平均値(Dv)との比(Dmax/Dv)は1〜20、好ましくは1〜10であることが高い力学特性と吸水性を両立できる点からより好ましい。繊維横断面での空孔の面積の合計(Sv)と単繊維の外周により囲まれる面積(Sf)との比の百分率で表される中空率も高い力学特性と吸水性を両立できる点から5〜50%であることが好ましく、10〜40%がより好ましい。本発明における空孔の個数、空孔の円相当径、最大の空孔の円相当径(Dmax)、空孔の円相当径の平均値(Dv)、繊維横断面での空孔の面積の合計(Sv)、単繊維の外周により囲まれる面積(Sf)および中空率は実施例記載の手法により求められる値とする。   The porous fiber obtained in the present invention is a fiber having 50 or more, preferably 100 or more pores in the cross section, and from the viewpoint of improving water absorption, there are pores connected to the fiber surface. preferable. The average value (Dv) of the equivalent circle diameter of each hole is preferably 0.05 μm or more in order to exhibit the function as a hole, and 5.0 μm or less in order to increase the water absorption. The ratio (Dmax / Dv) of the equivalent circle diameter (Dmax) of the pores to the average value (Dv) of the equivalent circle diameter of the pores is 1 to 20, preferably 1 to 10, and has high mechanical properties and water absorption. Is more preferable from the viewpoint that both can be achieved. The hollow ratio expressed as a percentage of the ratio of the total area (Sv) of pores in the cross section of the fiber and the area surrounded by the outer periphery of the single fiber (Sf) is 5 from the viewpoint that both high mechanical properties and water absorption can be achieved. It is preferable that it is -50%, and 10-40% is more preferable. The number of pores in the present invention, the equivalent circle diameter of the pores, the equivalent circle diameter of the largest pore (Dmax), the average value of equivalent circle diameters of the pores (Dv), the area of the pores in the fiber cross section The total (Sv), the area surrounded by the outer periphery of the single fiber (Sf), and the hollow ratio are values determined by the method described in the examples.

本発明により得られる多孔質アクリル繊維は衣料、寝装具などの用途に用いるため単糸繊度1.0〜100dtex、強度1.0〜10cN/dtex、伸度10〜100%であることが好ましい。なお本発明で得られる多孔質アクリル繊維は、粗大な空孔が存在せず、微細な空孔からなるため、多孔質化しても優れた強度が得られる点も特徴である。   The porous acrylic fiber obtained by the present invention is preferably used for applications such as clothing and bedding, and has a single yarn fineness of 1.0 to 100 dtex, a strength of 1.0 to 10 cN / dtex, and an elongation of 10 to 100%. In addition, since the porous acrylic fiber obtained by this invention does not have a coarse void | hole and consists of a fine void | hole, it is the characteristics that the outstanding intensity | strength is acquired even if it makes it porous.

本発明により得られる多孔質アクリル繊維は多数の孔により高い中空率を持つことから吸水速乾性、軽量保温性に優れ、またアクリル繊維として使用し得る高い力学特性を持ち、さらに空孔の表面との連通部分により繊維表面に微細な凹凸が存在することから清涼感にも優れ、かつアルカリ処理によりアクリル側鎖が変性し、カチオン染料の吸着性も向上することから発色の鮮明性にも優れるため多様な用途に好適に用いられる。また多孔質アクリル繊維は単体で用いても良く、綿、麻、ウールなどの天然繊維、レーヨン、アセテートなどの化学繊維、ポリエステルやナイロンとの合成繊維と混紡あるいは混繊、交織、交編して用いることも可能である。用途例としては足ふきマット、タオル、ドライヤーカンバス、肌着、靴下などが挙げられる。また微細孔および多孔質繊維の表面に機能剤を吸着させることで、抗菌衣料、薬液徐放素材、細胞培地などにも用いることができる。   The porous acrylic fiber obtained by the present invention has a high hollowness due to a large number of pores, so it is excellent in water-absorbing quick-drying, lightweight heat retention, and has high mechanical properties that can be used as an acrylic fiber. Because there are fine irregularities on the fiber surface due to the communicating part of the fiber, it is excellent in refreshing feeling, and the acrylic side chain is modified by alkali treatment, and the adsorptivity of the cationic dye is also improved. It is suitably used for various applications. Porous acrylic fibers may be used alone, natural fibers such as cotton, hemp and wool, chemical fibers such as rayon and acetate, synthetic fibers with polyester and nylon, blended or mixed, interwoven, and knitted. It is also possible to use it. Examples of applications include foot cleaning mats, towels, dryer canvas, underwear, and socks. Further, by adsorbing a functional agent to the surface of the micropores and porous fibers, it can be used for antibacterial clothing, chemical solution sustained-release materials, cell culture media, and the like.

本発明の多孔質アクリル繊維の製造方法において最も好適な例は、アルカリ溶液に可溶である成分(B)としてアクリロニトリルをグラフト共重合したブロックポリエーテルエステルを用い、アクリロニトリル系ポリマー(A)成分が海、(B)成分が島であるアクリル混合体繊維を得て、スタッフィングなどの捲縮加工およびスチームセットを行った後に、pHが12以上の水酸化ナトリウム水溶液に20〜70℃、5〜120min浸漬させることで、横断面内の空孔の数が50個以上であり中空率が5〜50%の多孔質アクリル繊維を得る方法である。   In the method for producing the porous acrylic fiber of the present invention, the most suitable example is that a block polyether ester obtained by graft copolymerization of acrylonitrile is used as the component (B) that is soluble in an alkaline solution, and the acrylonitrile polymer (A) component is After obtaining an acrylic mixed fiber in which the sea and the component (B) are islands, and performing crimp processing such as stuffing and steam setting, it is added to a sodium hydroxide aqueous solution having a pH of 12 or more at 20 to 70 ° C. for 5 to 120 minutes. By soaking, a porous acrylic fiber having 50 or more voids in the cross section and a hollowness of 5 to 50% is obtained.

以下、実施例により本発明をより詳細に説明する。なお実施例中の各特性値は次の方法で求めた。
A.ポリマー溶液の粘度
BROOKFIELD社製DV−II+Pro VISCOMETERを用い、温度をBROOKFIELD製 TC500にて一定に制御した条件下で、せん断速度10〜20sec−1で測定した粘度値を溶液粘度とした。
B.繊維断面の形態および孔の計測
試料となる繊維をエポキシ樹脂に含浸した後にミクロトームを用いて繊維軸に垂直な面(縦断面の場合は繊維軸に水平な面)の超薄切片を作製し、透過型電子顕微鏡((株)日立製作所、H−7100FA)により4000倍の倍率で観察を行い、得られた画像から形態を観察し、また空孔あるいは繊維外周部の計測には画像処理ソフト(三谷商事(株)製、Winroof)で円形図形分離を行い、以下の計測を行った。
空孔の個数:観察像から独立した孔の個数を計測した。
空孔の円相当径:それぞれの空孔について円相当径を画像処理ソフトにより求めた。
最大の空孔の円相当径(Dmax):空孔の円相当径が最大のものを採用した。
最小の空孔の円相当径(Dmin):空孔の円相当径が最小のものを採用した。
空孔の円相当径の平均値(Dv):全ての空孔の円相当径を平均したものを求めた。
繊維横断面での空孔の面積の合計(Sv):全ての空孔の面積を合計した数値を用いた。
単繊維の外周により囲まれる面積(Sf):画像内の空孔全てを塗りつぶし、繊維の外周によって囲まれる部分の面積を画像処理ソフトにより求めた。
なお中空率は以下の式により求めた。
中空率(%)=(Sv/Sf)×100
C.単繊維繊度、強度、伸度
単繊維繊度はサーチ社製DenierComputerを用いて測定し、10本の単糸繊度の平均値をもって単繊維繊度とした。強度、伸度はオリエンテック社製テンシロンUTC−100を用いて初期長20mm、引張速度20mm/minで測定し、5回の測定の平均値をもって強度、伸度とした。
D.捲縮数
単繊維に対し1.8mg/dtexの荷重をかけた状態で長さL(mm)と山数(M)を測定し、以下の式で捲縮数を求める。
捲縮数(山/25mm)=M×25/L
実施例1
ジメチルスルホキシド(DMSO)を溶媒とする溶液重合法により、アクリロニトリル94重量%、アクリル酸メチル5重量%、メタリルスルホン酸ソーダ1重量%からなるアクリロニトリル系ポリマー(A)を重合し、(A)成分の20重量%DMSO溶液(S)を得た。(S)の45℃における粘度は200poiseであった。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. In addition, each characteristic value in an Example was calculated | required with the following method.
A. Viscosity of Polymer Solution Using a DV-II + Pro VISCOMETER manufactured by BROOKFIELD, the viscosity was measured at a shear rate of 10 to 20 sec −1 under the condition that the temperature was controlled constant with TC500 manufactured by BROOKFIELD.
B. Measurement of fiber cross-sectional shape and pores After impregnating the sample fiber with epoxy resin, a microtome is used to make an ultrathin slice of the plane perpendicular to the fiber axis (or the plane horizontal to the fiber axis in the case of a longitudinal section), Observation with a transmission electron microscope (Hitachi, Ltd., H-7100FA) at a magnification of 4000 times, the form is observed from the obtained image, and image processing software ( Circular figure separation was performed by Mitani Shoji Co., Ltd. (Winroof), and the following measurements were performed.
Number of holes: The number of holes independent from the observed image was measured.
Equivalent circle diameter of holes: The equivalent circle diameter of each hole was determined by image processing software.
Maximum equivalent circle diameter of holes (Dmax): The largest equivalent circle diameter of holes was adopted.
Minimum equivalent circle diameter (Dmin): The smallest hole equivalent circle diameter was adopted.
Average value of equivalent circle diameters of holes (Dv): The average of equivalent circle diameters of all holes was obtained.
Total area of pores in fiber cross section (Sv): A value obtained by summing the areas of all pores was used.
Area surrounded by the outer periphery of the single fiber (Sf): All the holes in the image were filled, and the area of the portion surrounded by the outer periphery of the fiber was obtained by image processing software.
In addition, the hollow ratio was calculated | required with the following formula | equation.
Hollow ratio (%) = (Sv / Sf) × 100
C. Single fiber fineness, strength, and elongation The single fiber fineness was measured using a Denier Computer manufactured by Search, and the average value of the ten single yarn finenesses was defined as the single fiber fineness. The strength and elongation were measured using Tensilon UTC-100 manufactured by Orientec Co., Ltd. at an initial length of 20 mm and a tensile speed of 20 mm / min, and the average value of five measurements was used as the strength and elongation.
D. Number of crimps The length L (mm) and the number of peaks (M) are measured in a state where a load of 1.8 mg / dtex is applied to a single fiber, and the number of crimps is obtained by the following equation.
Number of crimps (mountain / 25 mm) = M × 25 / L
Example 1
An acrylonitrile polymer (A) composed of 94% by weight of acrylonitrile, 5% by weight of methyl acrylate, and 1% by weight of sodium methallyl sulfonate is polymerized by a solution polymerization method using dimethyl sulfoxide (DMSO) as a solvent. Of 20% by weight in DMSO (S A ) was obtained. The viscosity of (S A ) at 45 ° C. was 200 poise.

次にアジピン酸5部、アゼライン酸12部に対してエチレングリコールを12部仕込み、エステル化反応を行い、プレポリマーを得た。このプレポリマーにポリエチレングリコール(分子量4000)48部を加えて重縮合を行い、ポリアジペート、ポリアゼレート、ポリエチレングリコールからなるブロックポリエーテルエステルを得た。このブロックポリエーテルエステル100部をDMSO737部に溶解し、アクリロニトリル30部をグラフト重合したエステル系ポリマー(B)の15.0重量%DMSO溶液(S)を得た。(S)の粘度は45℃において15poiseを示した。(S)を水に吐出して得たエステル系ポリマー(B)をpH13.5である水酸化ナトリウム水溶液に60℃、60min浸漬させたところ、ポリマーは完全に溶解したことからエステル系ポリマー(B)はアルカリ溶液に可溶であると言える。 Next, 12 parts of ethylene glycol was added to 5 parts of adipic acid and 12 parts of azelaic acid, and an esterification reaction was performed to obtain a prepolymer. To this prepolymer, 48 parts of polyethylene glycol (molecular weight 4000) was added and subjected to polycondensation to obtain a block polyether ester composed of polyadipate, polyazelate, and polyethylene glycol. The block polyether ester 100 parts was dissolved in DMSO737 parts, to obtain a 15.0 wt% DMSO solution of the ester-based polymer and 30 parts of acrylonitrile were graft polymerized (B) (S B). The viscosity of (S B ) was 15 poise at 45 ° C. When the ester polymer (B) obtained by discharging (S B ) into water was immersed in an aqueous sodium hydroxide solution having a pH of 13.5 at 60 ° C. for 60 minutes, the polymer was completely dissolved, so that the ester polymer ( It can be said that B) is soluble in an alkaline solution.

これらを(S)は630g/min、(S)は360g/minとなるようそれぞれ独立してギアポンプで計量吐出し、両者を段数14のミキサーで混合した。なお混合原液(S)の粘度は45℃で140poiseであった。この混合原液(S)を孔径0.06mmφ、ホール数30000の紡糸口金を使用し、40℃の40重量%DMSO/水混合溶液からなる凝固浴中に吐出し凝固させ、5.0m/minで引き取った後、70℃の30重量%DMSO/水混合溶液、90℃の10重量%DMSO/水混合溶液からなる2段の延伸浴で6.0倍延伸した後、25℃の水浴で水洗し、続いて160℃のホットドラムを通過させ60000dtex/30000fのアクリル混合体繊維を得た。このアクリル混合体繊維は(A)成分:(B)成分の重量比が70:30であり、単繊維繊度2.0dtex、強度2.1cN/dtex、伸度25%であった。 These were metered and discharged independently by a gear pump so that (S A ) was 630 g / min and (S B ) was 360 g / min, and both were mixed by a mixer having 14 stages. The viscosity of the mixed stock solution (S) was 140 poise at 45 ° C. This mixed stock solution (S) was discharged into a coagulation bath composed of a 40 wt% DMSO / water mixed solution at 40 ° C. using a spinneret having a hole diameter of 0.06 mmφ and a hole number of 30000, and coagulated at 5.0 m / min. After drawing, the film was stretched 6.0 times in a two-stage stretching bath composed of a 30 wt% DMSO / water mixed solution at 70 ° C. and a 10 wt% DMSO / water mixed solution at 90 ° C., and then washed with a 25 ° C. water bath. Subsequently, the mixture was passed through a hot drum at 160 ° C. to obtain a 60000 dtex / 30000 f acrylic mixed fiber. This acrylic mixed fiber had a weight ratio of component (A): component (B) of 70:30, single fiber fineness of 2.0 dtex, strength of 2.1 cN / dtex, and elongation of 25%.

このアクリル混合体繊維を入口圧力0.06MPa、出口圧力0.01MPaのスタッフィングボックスに導入した後、バッチセッターで105℃、30minのスチームセットを行った。スチームセット後の繊維横断面観察では(A)成分が海、(B)成分が島である海島構造が見られたが明確な孔は観察されず、この時点ではアクリル混合体繊維は多孔質化していなかった。またこの繊維の繊維縦断面観察では(A)成分の海部の中に(B)成分が独立した島部を形成し、繊維軸方向に筋状に伸びて微分散していることが確認された。このアクリル混合体繊維は捲縮数12山/25mm、単繊維繊度2.1dtex、強度1.8cN/dtex、伸度40%であった。   The acrylic mixture fiber was introduced into a stuffing box having an inlet pressure of 0.06 MPa and an outlet pressure of 0.01 MPa, and then steam set at 105 ° C. for 30 minutes using a batch setter. In the cross-sectional observation of the fiber after the steam setting, a sea-island structure in which the component (A) is the sea and the component (B) is the island was observed, but no clear pores were observed. At this point, the acrylic mixture fiber became porous. It wasn't. In addition, in the fiber longitudinal section observation of this fiber, it was confirmed that the (B) component formed an independent island in the sea part of the (A) component, and was stretched and finely dispersed in the fiber axis direction. . This acrylic mixed fiber had a number of crimps of 12 peaks / 25 mm, a single fiber fineness of 2.1 dtex, a strength of 1.8 cN / dtex, and an elongation of 40%.

このアクリル混合体繊維をかせとして1.5重量%(pH13.5)の水酸化ナトリウム水溶液(明成化学社製マーセリンPESを浴に対し0.4wt%添加)に浴比が1:100以上になるよう浸漬し、60℃、120minのアルカリ処理を行った。アルカリ処理前後で繊維(かせ)の重量は25wt%減量した。アルカリ処理後の繊維横断面観察を行ったところ、横断面内には190個の空孔が発生し多孔質化しており、また表面と連通している孔も見られた(連通孔は空孔とは見なさず、単繊維の外周の一部と見なす)。空孔の円相当径は最大(Dmax)で2.9μm、最小(Dmin)で0.072μm、平均値(Dv)は0.54μmであり、Dmax/Dvは5.4であった。また中空率は24%と高い中空率を示した(表1)。   Using this acrylic mixture fiber as a skein, a bath ratio of 1: 100 or more is added to a 1.5 wt% (pH 13.5) sodium hydroxide aqueous solution (Marserine PES manufactured by Meisei Chemical Co., Ltd. added to the bath by 0.4 wt%). Soaked at 60 ° C. for 120 min. Before and after the alkali treatment, the weight of the fiber (skein) was reduced by 25 wt%. When the cross section of the fiber after alkali treatment was observed, 190 pores were generated in the cross section to make it porous, and pores communicating with the surface were also seen (the communication holes were pores). Not considered as a part of the outer periphery of a single fiber). The equivalent circle diameter of the pores was 2.9 μm at the maximum (Dmax), 0.072 μm at the minimum (Dmin), 0.54 μm in the average value (Dv), and Dmax / Dv was 5.4. Further, the hollowness was as high as 24% (Table 1).

さらにこの多孔質アクリル繊維は単糸繊度1.6dtex、強度2.3cN/dtex、伸度40%であり、優れた力学特性を有していた。   Further, this porous acrylic fiber had a single yarn fineness of 1.6 dtex, a strength of 2.3 cN / dtex, and an elongation of 40%, and had excellent mechanical properties.

実施例2〜5
実施例1で用いた(A)成分、(B)成分からなるスチームセット後のアクリル混合体繊維を、アルカリ処理条件を表1に示すように変更すること以外は実施例1と同様の手法でアルカリ処理を行った。処理後の横断面観察結果を表1内に併せて示すが、pH、処理温度、処理時間を変更しても中空率の高い多孔質アクリル繊維が得られることが分かる。
Examples 2-5
In the same manner as in Example 1, except that the acrylic mixture fiber after the steam setting composed of the component (A) and the component (B) used in Example 1 is changed as shown in Table 1. An alkali treatment was performed. The cross-sectional observation results after treatment are also shown in Table 1, and it can be seen that porous acrylic fibers having a high hollow ratio can be obtained even when the pH, treatment temperature, and treatment time are changed.

Figure 2007126794
Figure 2007126794

実施例6
実施例1で用いた(S)を61部、(S)を14部の割合で仕込み、攪拌翼を用いて攪拌して混合原液(S)を得た。この混合原液の45℃での粘度は170poiseであった。この混合原液を7.5g/minとなるようギアポンプで計量し、孔径0.06mmφ、ホール数400の紡糸口金を使用し、45℃の45重量%DMSO/水混合溶液からなる凝固浴中に吐出し凝固させ、6.0m/minで引き取った後、75℃の30重量%DMSO/水混合溶液、95℃の15重量%DMSO/水混合溶液からなる2段の延伸浴で4.0倍延伸した後、25℃の水浴で水洗し、続いて140℃のホットドラムを通過させ600dtex/400fのアクリル混合体繊維を得た。このアクリル混合体繊維は(A)成分:(B)成分の重量比が85:15であり、単繊維繊度1.5dtex、強度1.8cN/dtex、伸度20%であった。
Example 6
61 parts of the (S A) that used in Example 1 to give (S B) were charged at a ratio of 14 parts, stirring to mix the stock solution by using a stirring blade (S). The viscosity of this mixed stock solution at 45 ° C. was 170 poise. This mixed stock solution is measured with a gear pump so as to be 7.5 g / min, and is discharged into a coagulation bath composed of a 45 wt% DMSO / water mixed solution at 45 ° C. using a spinneret having a hole diameter of 0.06 mmφ and a hole number of 400. It was solidified, taken up at 6.0 m / min, and stretched 4.0 times in a two-stage stretching bath consisting of a 30 wt% DMSO / water mixed solution at 75 ° C. and a 15 wt% DMSO / water mixed solution at 95 ° C. After that, it was washed with a 25 ° C. water bath and subsequently passed through a 140 ° C. hot drum to obtain 600 dtex / 400 f of acrylic mixed fiber. This acrylic mixture fiber had a weight ratio of component (A): component (B) of 85:15, single fiber fineness of 1.5 dtex, strength of 1.8 cN / dtex, and elongation of 20%.

このアクリル混合体繊維を入口圧力0.06MPa、出口圧力0.01MPaのスタッフィングボックスに導入した後、バッチセッターで105℃、45minのスチームセットを行った。スチームセット後の繊維横断面観察では(A)成分が海、(B)成分が島である海島構造が見られたが明確な孔は観察されず、この時点ではアクリル混合体繊維は多孔質化していなかった。またこの繊維の繊維縦断面観察では(A)成分の海部の中に(B)成分が独立した島部を形成し、繊維軸方向に筋状に伸びて微分散していることが確認された。このアクリル混合体繊維は捲縮数12山/25mm、単繊維繊度1.7dtex、強度1.7cN/dtex、伸度22%であった。   The acrylic mixture fiber was introduced into a stuffing box having an inlet pressure of 0.06 MPa and an outlet pressure of 0.01 MPa, and then steam set at 105 ° C. for 45 minutes with a batch setter. In the cross-sectional observation of the fiber after the steam setting, a sea-island structure in which the component (A) is the sea and the component (B) is the island was observed, but no clear pores were observed. At this point, the acrylic mixture fiber became porous. It wasn't. In addition, in the fiber longitudinal section observation of this fiber, it was confirmed that the (B) component formed an independent island in the sea part of the (A) component, and was stretched and finely dispersed in the fiber axis direction. . This acrylic mixed fiber had a number of crimps of 12 peaks / 25 mm, a single fiber fineness of 1.7 dtex, a strength of 1.7 cN / dtex, and an elongation of 22%.

このアクリル混合体繊維をかせとして実施例1と同様のアルカリ溶液に浸漬し、60℃、120minのアルカリ処理を行った。アルカリ処理前後で繊維(かせ)の重量は11wt%減量した。アルカリ処理後の繊維横断面観察を行ったところ、横断面内には104個の空孔が発生し多孔質化しており、また表面と連通している孔も見られた。空孔の円相当径は最大(Dmax)で2.8μm、最小(Dmin)で0.11μm、平均値(Dv)は0.35μmであり、Dmax/Dvは8.0であった。また中空率は10%と高い中空率を示した。   This acrylic mixture fiber was used as a skein and immersed in the same alkaline solution as in Example 1, and subjected to an alkali treatment at 60 ° C. for 120 min. The weight of the fiber (skein) was reduced by 11 wt% before and after the alkali treatment. When the cross section of the fiber after alkali treatment was observed, 104 pores were generated in the cross section to make it porous, and pores communicating with the surface were also seen. The equivalent circle diameter of the pores was 2.8 μm at the maximum (Dmax), 0.11 μm at the minimum (Dmin), 0.35 μm in average value (Dv), and Dmax / Dv was 8.0. Further, the hollow ratio was as high as 10%.

さらにこの多孔質アクリル繊維は単糸繊度1.5dtex、強度2.0cN/dtex、伸度21%であり、優れた力学特性を有していた。   Further, this porous acrylic fiber had a single yarn fineness of 1.5 dtex, a strength of 2.0 cN / dtex, and an elongation of 21%, and had excellent mechanical properties.

比較例1
重合度1700、ケン化度99モル%のポリビニルアルコール(PVA)をDMSOに溶解し、PVAの15重量%溶液(S)を調整した。(S)の45℃での粘度は2000poiseであった。
Comparative Example 1
Polymerization degree of 1,700, a saponification degree of 99 mol% polyvinyl alcohol (PVA) were dissolved in DMSO, and to adjust the PVA of 15 wt% solution of (S C). The viscosity of (S C ) at 45 ° C. was 2000 poise.

この(S)を(S)の代わりに用いること以外は、実施例6と同様の手法で混合原液(S)の調整、製糸、捲縮加工を行った。混合原液(S)の45℃での粘度は1900poiseであった。また捲縮加工後のアクリル混合体繊維は捲縮数12山/25mm、単繊維繊度1.5dtex、強度2.1cN/dtex、伸度21%であった。このアクリル混合体繊維の横断面観察では横断面内に明確な海島構造は見られなかったが、断面内に22箇所の孔が存在した。この時点での空孔の円相当径は最大(Dmax)で0.9μm、最小(Dmin)で0.35μm、平均値(Dv)は0.55μmであり、Dmax/Dvは1.6であった。また中空率は2.2%であった。 The mixed stock solution (S) was adjusted, knitted, and crimped by the same method as in Example 6 except that this (S C ) was used instead of (S B ). The viscosity of the mixed stock solution (S) at 45 ° C. was 1900 poise. The crimped acrylic mixture fiber had a number of crimps of 12 peaks / 25 mm, a single fiber fineness of 1.5 dtex, a strength of 2.1 cN / dtex, and an elongation of 21%. In the cross section observation of the acrylic mixed fiber, no clear sea-island structure was found in the cross section, but 22 holes were present in the cross section. At this time, the equivalent circle diameter of the hole is 0.9 μm at the maximum (Dmax), 0.35 μm at the minimum (Dmin), the average value (Dv) is 0.55 μm, and Dmax / Dv is 1.6. It was. The hollowness was 2.2%.

この繊維を実施例6と同様の手法でアルカリ処理を行った。アルカリ処理前後での重量減少は0.5wt%であり、実質的に重量は減少していなかった。アルカリ処理後の繊維横断面観察を行ったところ、横断面内には19個の空孔が見られたが、空孔の円相当径は最大(Dmax)で1.0μm、最小(Dmin)で0.41μm、平均値(Dv)は0.50μm、Dmax/Dvは2.0、中空率は2.0%であり、アルカリ処理による多孔化は行われなかった。   This fiber was subjected to alkali treatment in the same manner as in Example 6. The weight reduction before and after the alkali treatment was 0.5 wt%, and the weight was not substantially reduced. When the cross section of the fiber after alkali treatment was observed, 19 holes were found in the cross section, and the equivalent circle diameter of the holes was 1.0 μm at the maximum (Dmax) and at the minimum (Dmin). 0.41 μm, the average value (Dv) was 0.50 μm, Dmax / Dv was 2.0, the hollowness was 2.0%, and no porosity was formed by alkali treatment.

この実験に用いたPVAは熱水可溶であり、製糸工程中でPVAが溶出したため捲縮加工後のアクリル混合体繊維では空孔が見られたが、アルカリ処理では溶出する成分が残存していなかったため、アルカリ処理により多孔質化しなかったものと推測する。   The PVA used in this experiment is soluble in hot water, and PVA was eluted during the spinning process. Therefore, pores were observed in the acrylic mixed fiber after crimping, but the eluted components remained in the alkali treatment. Since it was not, it is estimated that it was not made porous by alkali treatment.

実施例7
実施例1で用いた(S)を83部、(S)を90部の割合で仕込み、攪拌翼を用いて攪拌して混合原液(S)を得た。この混合原液の45℃での粘度は110poiseであった。この混合原液を17.3g/minとなるようギアポンプで計量し、孔径0.12mmφ、ホール数100の紡糸口金を使用し、引取速度(凝固浴出のローラー速度)を6.5m/min、延伸倍率を4.6倍とすること以外は実施例6と同様の手法で製糸、捲縮加工を行った。製糸後のアクリル混合体繊維は1000dtex/100fであり、(A)成分:(B)成分の重量比が55:45であり、単糸繊度10dtex、強度1.3cN/dtex、伸度30%であった。また捲縮加工後のアクリル混合体繊維は捲縮数12山/25mm、単糸繊度12dtex、強度1.1cN/dtex、伸度34%であった。捲縮加工後の繊維横断面観察では(A)成分が海、(B)成分が島である海島構造が見られたが明確な孔は観察されず、この時点ではアクリル混合体繊維は多孔質化していなかった。またこの繊維の繊維縦断面観察では(A)成分の海部の中に(B)成分が独立した島部を形成し、繊維軸方向に筋状に伸びて微分散していることが確認された。
Example 7
83 parts of the (S A) that used in Example 1, to obtain a charge at a rate of (S B) of 90 parts, stirring to mix the stock solution by using a stirring blade (S). The viscosity of this mixed stock solution at 45 ° C. was 110 poise. This mixed stock solution is measured with a gear pump so as to be 17.3 g / min, a spinneret having a hole diameter of 0.12 mmφ and a hole number of 100 is used, and the take-up speed (roller speed at the coagulation bath) is 6.5 m / min. Yarn making and crimping were performed in the same manner as in Example 6 except that the magnification was 4.6 times. The acrylic mixed fiber after spinning is 1000 dtex / 100f, the weight ratio of the component (A) :( B) is 55:45, the single yarn fineness is 10 dtex, the strength is 1.3 cN / dtex, and the elongation is 30%. there were. The crimped acrylic mixed fiber had a number of crimps of 12/25 mm, a single yarn fineness of 12 dtex, a strength of 1.1 cN / dtex, and an elongation of 34%. In the cross-sectional observation of the fiber after crimping, a sea-island structure in which the component (A) is the sea and the component (B) is the island was observed, but no clear pores were observed. At this point, the acrylic mixture fiber was porous. It was not converted. In addition, in the fiber longitudinal section observation of this fiber, it was confirmed that the (B) component formed an independent island in the sea part of the (A) component, and was stretched and finely dispersed in the fiber axis direction. .

このアクリル混合体繊維を実施例6と同様の手法でアルカリ処理を行った。アルカリ処理前後で繊維(かせ)の重量は36wt%減量した。アルカリ処理後の繊維横断面観察を行ったところ、横断面内には212個の空孔が発生し多孔質化しており、また表面と連通している孔も多数見られた。空孔の円相当径は最大(Dmax)で4.6μm、最小(Dmin)で0.10μm、平均値(Dv)は0.82μmであり、Dmax/Dvは5.6であった。また中空率は31%と高い中空率を示した。   This acrylic mixture fiber was subjected to alkali treatment in the same manner as in Example 6. Before and after the alkali treatment, the weight of the fiber (skein) was reduced by 36 wt%. When the cross section of the fiber after alkali treatment was observed, 212 pores were generated in the cross section to make it porous, and many holes communicating with the surface were also seen. The equivalent circle diameter of the pores was 4.6 μm at the maximum (Dmax), 0.10 μm at the minimum (Dmin), 0.82 μm in average value (Dv), and Dmax / Dv was 5.6. The hollow ratio was as high as 31%.

さらにこの多孔質アクリル繊維は単糸繊度7.7dtex、強度2.1cN/dtex、伸度20%であり、優れた力学特性を有していた。   Further, this porous acrylic fiber had a single yarn fineness of 7.7 dtex, a strength of 2.1 cN / dtex, and an elongation of 20%, and had excellent mechanical properties.

実施例8
実施例1で用いたポリアジペート、ポリアゼレート、ポリエチレングリコールからなるブロックポリエーテルエステル15部をDMSO85部に溶解し(アクリロニトリルを加えない)エステル系ポリマー(B)の15.0重量%DMSO溶液(S)を得た。(S)の45℃での粘度は12poiseであった。この(S)を用いること以外は実施例1と同様の手法で製糸、捲縮加工を行った。なお混合原液の粘度は130poiseであった。製糸後のアクリル混合体繊維は60000dtex/30000fであり、(A)成分:(B)成分の重量比が70:30であり、単糸繊度2.0dtex、強度2.0cN/dtex、伸度26%であった。また捲縮加工後のアクリル混合体繊維は捲縮数12山/25mm、単糸繊度2.2dtex、強度1.9cN/dtex、伸度28%であった。捲縮加工後の繊維横断面観察では(A)成分が海、(B)成分が島である海島構造が見られたが明確な孔は観察されず、この時点ではアクリル混合体繊維は多孔質化していなかった。またこの繊維の繊維縦断面観察では(A)成分の海部の中に(B)成分が独立した島部を形成し、繊維軸方向に筋状に伸びて微分散していることが確認された。
Example 8
Polyadipates used in Example 1, Poriazereto, a block polyether ester 15 parts of a polyethylene glycol dissolved in DMSO85 parts (not added acrylonitrile) 15.0 wt% DMSO solution of the ester-based polymer (B) (S B ) The viscosity of (S B ) at 45 ° C. was 12 poise. Yarn production and crimping were performed in the same manner as in Example 1 except that (S B ) was used. The viscosity of the mixed stock solution was 130 poise. The acrylic mixed fiber after spinning is 60000 dtex / 30000f, the weight ratio of component (A): component (B) is 70:30, single yarn fineness 2.0 dtex, strength 2.0 cN / dtex, elongation 26 %Met. The crimped acrylic mixed fiber had a number of crimps of 12/25 mm, a single yarn fineness of 2.2 dtex, a strength of 1.9 cN / dtex, and an elongation of 28%. In the cross-sectional observation of the fiber after crimping, a sea-island structure in which the component (A) is the sea and the component (B) is the island was observed, but no clear pores were observed. At this point, the acrylic mixture fiber was porous. It was not converted. In addition, in the fiber longitudinal section observation of this fiber, it was confirmed that the (B) component formed an independent island in the sea part of the (A) component, and was stretched and finely dispersed in the fiber axis direction. .

このアクリル混合体繊維を実施例1と同様の手法でアルカリ処理を行った。アルカリ処理前後で繊維(かせ)の重量は28wt%減量した。アルカリ処理後の繊維横断面観察を行ったところ、横断面内には172個の空孔が発生し多孔質化しており、また表面と連通している孔も見られた。空孔の円相当径は最大(Dmax)で3.2μm、最小(Dmin)で0.095μm、平均値(Dv)は0.63μmであり、Dmax/Dvは5.1であった。また中空率は26%と高い中空率を示した。   This acrylic mixture fiber was subjected to alkali treatment in the same manner as in Example 1. The weight of the fiber (skein) was reduced by 28 wt% before and after the alkali treatment. When the cross section of the fiber after the alkali treatment was observed, 172 pores were generated in the cross section to make it porous, and pores communicating with the surface were also seen. The equivalent circle diameter of the pores was 3.2 μm at the maximum (Dmax), 0.095 μm at the minimum (Dmin), 0.63 μm in average value (Dv), and Dmax / Dv was 5.1. The hollow ratio was as high as 26%.

さらにこの多孔質アクリル繊維は単糸繊度1.6dtex、強度2.3cN/dtex、伸度23%であり、優れた力学特性を有していた。   Further, this porous acrylic fiber had a single yarn fineness of 1.6 dtex, a strength of 2.3 cN / dtex, and an elongation of 23%, and had excellent mechanical properties.

本発明の多孔質アクリル繊維の製造方法により、繊維製品とした場合でも中空率が高くかつ中空率のばらつきが小さい多孔質アクリル繊維を特別な加工条件、設備投資を必要とせず、高い生産性で得ることができる。得られた多孔質アクリル繊維は優れた吸水速乾性、軽量保温性、清涼感、鮮明発色性を有し、足ふきマット、タオル、ドライヤーカンバス、肌着、靴下、さらには微細孔および多孔質繊維の表面に機能剤を吸着させることで、抗菌衣料、薬液徐放素材、細胞培地などに好適に用いることができる。   The porous acrylic fiber manufacturing method of the present invention enables the porous acrylic fiber having a high hollow ratio and a small variation in the hollow ratio to be produced as a fiber product without requiring special processing conditions and capital investment, and with high productivity. Obtainable. The resulting porous acrylic fiber has excellent water absorption and quick drying, lightweight heat retention, refreshing feeling, and clear color development. By adsorbing the functional agent on the surface, it can be suitably used for antibacterial clothing, drug solution sustained-release materials, cell culture media and the like.

Claims (2)

アクリロニトリル系ポリマー(A)とアルカリ溶液に可溶である成分(B)との混合体からなるアクリル繊維から、アルカリ溶液により成分(B)を溶出することを特徴とする多孔質アクリル繊維の製造方法。   A method for producing a porous acrylic fiber, wherein the component (B) is eluted with an alkaline solution from an acrylic fiber comprising a mixture of an acrylonitrile-based polymer (A) and a component (B) that is soluble in an alkaline solution. . アルカリ溶液に可溶である成分(B)がエステル系ポリマーであることを特徴とする請求項1記載の多孔質アクリル繊維の製造方法。   The method for producing a porous acrylic fiber according to claim 1, wherein the component (B) soluble in the alkaline solution is an ester polymer.
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