JP2008081883A - Lightweight acrylic fiber and method for producing the same - Google Patents

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義嗣 船津
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lightweight acrylic fiber having sufficient strength and percentage of hollowness even after being formed into a fiber product, and also having excellent handleability; and to provide a method for producing the same. <P>SOLUTION: The lightweight acrylic fiber has a multilayered structure consisting of a layer (I) composed of an acrylonitrile-based polymer (A), and a layer (II) composed of an acrylonitrile-based polymer (A) having pores with an average diameter of ≥0.1 μm and ≤1 μm, and is obtained by laminating the layers (I) and (II) so that the average number of the total layers (N) of the layers (I) and (II) in a fiber cross-section may be larger than three, and the layers may form a stripe shape. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は軽量アクリル繊維およびその製造方法に関する。   The present invention relates to a lightweight acrylic fiber and a method for producing the same.

近年、社会の要求として老人や子供の衣類、寝装具の軽量化へのニーズが高まっている。特に各種合成繊維の中でも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おり、軽量化を狙った技術開発が活発に行われている。その一つにアクリル繊維の横断面内に多数の空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に空孔を有することで通常のアクリル繊維と比べて繊維自体が軽量性を有することに加え、保温性が向上するため、衣類、寝装具といった製品に応用できるとともに必要な繊維量を削減することができるというメリットを有する。   In recent years, needs for weight reduction of clothing and bedding for elderly people and children are increasing as social demands. In particular, among various synthetic fibers, acrylic fibers are widely used in clothing and bedding because they are excellent in flexibility, heat retention, color development, weather resistance, etc., and technological development aimed at weight reduction is actively carried out. ing. One of them is a porous acrylic fiber having a large number of pores in the cross section of the acrylic fiber. Porous acrylic fibers have pores inside, so that the fibers themselves are lighter than normal acrylic fibers, and heat retention is improved, so it can be applied to products such as clothing and bedding and is necessary It has the merit that the amount of fibers can be reduced.

この多孔質アクリル繊維を製造する技術としては、例えばアクリロニトリル系ポリマーの原液中に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)、異種ポリマーを添加し界面剥離により空孔を形成させる方法(特許文献2参照)、発泡剤を添加する方法(特許文献3参照)などが公知技術として知られている。   As a technique for producing this porous acrylic fiber, for example, a method in which a water-soluble polymer is added to a stock solution of an acrylonitrile-based polymer and removed in a yarn-making process (see Patent Document 1), a dissimilar polymer is added, and emptying is performed by interfacial peeling. Methods for forming pores (see Patent Document 2), methods for adding a foaming agent (see Patent Document 3), and the like are known as known techniques.

しかし、これらの手法で作成されたアクリル繊維は繊維全体に空孔が存在することで、繊維強度が低く、繊維のフィブリル化による劣化が著しく、実用に耐えなかった。   However, acrylic fibers prepared by these techniques have low fiber strength due to the presence of pores throughout the fiber, and the fiber fibrillation significantly deteriorates, making it unusable.

そこで、多孔質アクリル繊維を複合化し、強度を高める技術として、空孔を有する層と空孔を含まない層を芯鞘複合型にする方法(特許文献4参照)、3層積層型にする方法(特許文献5参照)、サイドバイサイド複合型にする方法(特許文献6参照)があるが、いずれの方法においても空孔を形成する方法としては、非相溶な異種ポリマーを混合することで界面剥離を起こして空孔を発生させる技術である。これらの方法で作成された多孔質アクリル繊維は繊維中に異種ポリマー成分が存在することで、発色性、捲縮堅牢度、風合いの点で問題があった。また繊維のカット、カード、織り編み加工時や、製品の使用に際して繊維が受ける摩擦や圧縮により空孔部分から異種ポリマーの剥離が起こり、粉塵が発生したり、孔が潰れるなどの問題を有していた。さらに、製造方法として複合口金を使用する場合、多ホール化が困難であり、生産性が低いといった問題があった。また、上記の手法はいずれも捲縮加工前に繊維に空孔を形成するため、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空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るため、設備投資を要する、生産性が低下するなどの問題があった。
特開平3−124811号公報(第4頁) 特公昭60−11124号公報(第4頁) 特開2001−131821号公報(第2頁) 特開2002−13029(1〜6頁) 特開2000−45126(1〜11頁) 特公昭63−060129(1〜13頁)
Therefore, as a technique for increasing the strength by combining porous acrylic fibers, a method of making a layer having pores and a layer not containing pores a core-sheath composite type (see Patent Document 4), a method of making a three-layer laminate type (See Patent Document 5), there is a method of making a side-by-side composite type (see Patent Document 6), but as a method of forming pores in any of the methods, interfacial peeling is performed by mixing incompatible dissimilar polymers. This is a technology for generating voids by causing The porous acrylic fibers prepared by these methods have problems in terms of color developability, crimp fastness, and texture due to the presence of different polymer components in the fibers. Also, when cutting, carding, weaving and knitting of fibers, or when the product is used, the friction and compression that the fiber receives causes separation of different polymers from the pores, generating dust and crushing the holes. It was. Furthermore, when a composite die is used as a manufacturing method, there is a problem that it is difficult to increase the number of holes and productivity is low. In addition, all of the above methods form pores in the fiber before crimping, so the subsequent processes from crimping, setting, cutting, carding, spinning, weaving, and dyeing There is a problem that the pores are crushed and the characteristic expression due to the porous shape is impaired. 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, so there are problems such as requiring capital investment and reducing productivity. there were.
Japanese Patent Laid-Open No. 3-124811 (page 4) Japanese Examined Patent Publication No. 60-11124 (page 4) JP 2001-131821 (page 2) JP2002-13029 (1-6 pages) JP 2000-45126 A (pages 1 to 11) JP-B 63-060129 (1-13 pages)

本発明の課題は、上記従来技術の問題点として挙げられていた繊維の強度、中空率を向上し、生産性に優れる軽量アクリル繊維およびその製造方法を提供することにある。   The subject of this invention is improving the intensity | strength of a fiber and the hollow rate which were mentioned as a problem of the said prior art, and providing the lightweight acrylic fiber which is excellent in productivity, and its manufacturing method.

前記課題を達成するために、本発明は以下の構成を要旨とするものである。   In order to achieve the above object, the present invention is summarized as follows.

本発明の第1の発明は、アクリロニトリル系ポリマー(A)からなる層(I)と、平均直径(Dv)が0.1μm以上1μm以下の空孔を有するアクリロニトリル系ポリマー(A)からなる層(II)からなり、繊維横断面において層(I)と層(II)の合計の平均層数(N)が3層を超えるように縞状に積層された多層複合構造を有することを特徴とする軽量アクリル繊維である。   The first invention of the present invention is a layer (I) comprising an acrylonitrile polymer (A) and a layer comprising an acrylonitrile polymer (A) having pores having an average diameter (Dv) of 0.1 μm or more and 1 μm or less ( II), and has a multilayer composite structure in which the total average number of layers (N) of layers (I) and (II) exceeds 3 in a fiber cross section Lightweight acrylic fiber.

本発明の第2の発明は、アクリロニトリル系ポリマー(A)の層(III)と、エステル系ポリマー(B)がアクリロニトリル系ポリマー(A)中に分散している層(IV)からなり、繊維横断面において層(III)と層(IV)の合計の平均層数(N)が3層を超えるように縞状に積層された多層複合構造を有することを特徴とする多層複合型アクリル繊維である。   The second invention of the present invention comprises a layer (III) of an acrylonitrile polymer (A) and a layer (IV) in which an ester polymer (B) is dispersed in the acrylonitrile polymer (A). A multilayer composite acrylic fiber characterized by having a multilayer composite structure in which a total average number of layers (N) of layers (III) and (IV) exceeds 3 layers in a plane is laminated. .

本発明の第3の発明は、請求項2記載の多層複合型アクリル繊維から、アルカリ溶液によりエステル系ポリマー(B)を溶出することを特徴とする請求項1記載の軽量アクリル繊維の製造方法である。   According to a third aspect of the present invention, in the method for producing a lightweight acrylic fiber according to the first aspect, the ester-based polymer (B) is eluted from the multilayer composite acrylic fiber according to the second aspect with an alkaline solution. is there.

本発明の第4の発明は、アクリロニトリル系ポリマー(A)の原液(a)と、エステル系ポリマー(B)をアクリロニトリル系ポリマー(A)と混合した原液(b)を多層分割して紡糸口金に導入し製糸することを特徴とする請求項2記載の多層複合型アクリル繊維の製造方法である。   According to a fourth aspect of the present invention, an undiluted solution (a) of an acrylonitrile-based polymer (A) and a undiluted solution (b) obtained by mixing an ester-based polymer (B) with an acrylonitrile-based polymer (A) are divided into multiple layers to form a spinneret. 3. The method for producing a multilayer composite acrylic fiber according to claim 2, wherein the yarn is introduced and yarn-formed.

本発明の軽量アクリル繊維はアクリル繊維の持つ特性を損ねることなく高い中空率と高い力学特性を両立する軽量保温性に優れた繊維であり、従来品と比較して取り扱い性に優れ、アクリル繊維製品の軽量化に貢献する。本発明の製造方法により、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、上述のような優れた特性を持つ軽量アクリル繊維を生産性に優れた方法で提供する。   The lightweight acrylic fiber of the present invention is a lightweight lightweight heat-insulating fiber that achieves both high hollowness and high mechanical properties without impairing the properties of the acrylic fiber. Contributes to weight reduction. By the production method of the present invention, the collapse of holes in the fiber product production process after the yarn production process is suppressed, and a lightweight acrylic fiber having the above-described excellent characteristics is provided by a method excellent in productivity.

以下、本発明の軽量アクリル繊維について詳細に説明する。   Hereinafter, the lightweight acrylic fiber of the present invention will be described in detail.

本発明における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共重合体である。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、軽量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が共重合されていてもよい。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85重量%以上、最も好ましくは90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、軽量アクリル繊維においてもアクリル繊維独自の優れた特性が保たれる。   The acrylonitrile-based polymer (A) in the present invention is an acrylonitrile homopolymer and / or a copolymer of an acrylonitrile monomer and another monomer 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 lightweight acrylic fiber is used as a carbon fiber precursor, a monomer or acrylamide type having a carboxylic acid group or an esterified product thereof for the purpose of promoting the progress of cyclization of the acrylonitrile polymer (A) in the flameproofing step The monomer 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 preferably the acrylonitrile monomer in the acrylonitrile copolymer is 50% by weight or more, more preferably 85% by weight or more, and most preferably Is 90% by weight or more. By increasing the ratio of acrylonitrile monomer, the excellent properties unique to acrylic fibers can be maintained even in lightweight acrylic fibers.

本発明の軽量アクリル繊維はアクリロニトリル系ポリマー(A)からなる層(I)と、平均直径(Dv)が0.1μm以上1μm以下の空孔を有するアクリロニトリル系ポリマー(A)からなる層(II)からなる。アクリロニトリル系ポリマー(A)からなる層(I)は通常の紡糸工程を経て緻密化しており、この層(I)が存在することで、空孔を有する層(II)のみでは達成しえなかった十分な強度が得られる。また、空孔を有する層(II)が存在することでアクリル繊維に軽量性が付与される。   The lightweight acrylic fiber of the present invention comprises a layer (I) comprising an acrylonitrile polymer (A) and a layer (II) comprising an acrylonitrile polymer (A) having pores having an average diameter (Dv) of 0.1 μm or more and 1 μm or less. Consists of. The layer (I) comprising the acrylonitrile-based polymer (A) is densified through a normal spinning process, and the presence of this layer (I) cannot be achieved only by the layer (II) having pores. Sufficient strength is obtained. Moreover, lightweight property is provided to an acrylic fiber by the layer (II) which has a void | hole.

また、両層は吸水性、保水性、保温性などの機能付与の目的でアクリロニトリル系ポリマー(A)以外の異種成分を20重量%以下含んでもよいが、アクリロニトリル系ポリマー(A)と界面剥離を起こして空孔を形成しやすい異種成分を含まない。これにより、従来の界面剥離によって空孔を形成する軽量アクリル繊維と比較して繊維の加工時や製品の使用時に粉塵が発生しにくく、発色性に優れ、また取り扱い性にも優れる。なお、界面剥離を起こしやすい異種成分の例としては、例えば酢酸セルロース、ポリ酢酸ビニルなどが挙げられる。   Both layers may contain 20% by weight or less of different components other than acrylonitrile polymer (A) for the purpose of imparting functions such as water absorption, water retention, and heat retention. It does not contain foreign components that are easy to wake up and form voids. Thereby, compared with the light weight acrylic fiber which forms a void | hole by the conventional interfacial peeling, it is hard to generate | occur | produce dust at the time of processing of a fiber or use of a product, it is excellent in coloring property, and it is excellent also in handleability. Examples of the heterogeneous component that easily causes interface peeling include cellulose acetate and polyvinyl acetate.

本発明の軽量アクリル繊維は繊維横断面において層(I)と層(II)の合計の平均層数(N)が3層を超えるように縞状に積層された多層複合構造を有する。本発明でいう多層複合構造とは、繊維横断面において層(I)と層(II)が縞状に積層された構造である。縞状に積層された構造とすることで、繊維側面は両層を構成する成分で構成される。繊維側面に層(II)が存在することで空孔に由来する軽量性や保温性以外に、吸水性、速乾燥性などが発現し、層(I)が存在することで耐フィブリル性、繊維強度が保たれる。   The lightweight acrylic fiber of the present invention has a multilayer composite structure in which the total number of layers (N) of layers (I) and (II) exceeds 3 in a fiber cross section. The multilayer composite structure referred to in the present invention is a structure in which layers (I) and (II) are laminated in a striped manner in the fiber cross section. By adopting a structure in which stripes are stacked, the fiber side surface is composed of components constituting both layers. In addition to the lightness and heat retention derived from the pores due to the presence of the layer (II) on the side of the fiber, water absorption, quick drying properties, etc. are manifested, and the presence of the layer (I) ensures fibril resistance and fibers Strength is maintained.

また、合計の平均層数(N)が3層を超えるように積層することで、繊維構造の均一性が向上し、安定した強度などの繊維物性および優れた発色性が得られる。好ましくは合計の平均層数(N)が3.5層以上15層以下で、より好ましくは4層以上8層以下である。合計の平均層数(N)を15層以下とすることで両層を構成する成分に由来する強度と軽量性が最大限に発揮される。なお、ここでいう合計の平均層数(N)とは実施例C.項に記載する方法により求められる値である。   Further, by laminating so that the total average number of layers (N) exceeds three layers, the uniformity of the fiber structure is improved, and fiber properties such as stable strength and excellent color developability can be obtained. The total average number of layers (N) is preferably 3.5 or more and 15 or less, more preferably 4 or more and 8 or less. By making the total average number of layers (N) 15 or less, the strength and lightness derived from the components constituting both layers are maximized. Here, the total average number of layers (N) referred to here is that in Example C.I. It is a value obtained by the method described in the item.

また、軽量アクリル繊維横断面において単繊維の外周により囲まれる面積に対して層(II)の占める面積分率としては軽量アクリル繊維の強度を保ち軽量性を発現する目的で20%以上90%以下が好ましく、より好ましくは30%以上80%以下である。   In addition, the area fraction of the layer (II) with respect to the area surrounded by the outer periphery of the single fiber in the cross section of the lightweight acrylic fiber is 20% or more and 90% or less for the purpose of maintaining the strength of the lightweight acrylic fiber and expressing the lightness. Is more preferable, and more preferably 30% or more and 80% or less.

本発明では層(II)中の空孔の平均直径(Dv)は0.1μm以上1μm以下であることを特徴とするが、空孔の平均直径(Dv)が0.1μm以上1μm以下であることで、繊維の強度を十分保った状態で軽量性が発現する。より好ましくは0.5μm以上1μm以下である。平均直径(Dv)が0.1μm未満の空孔によって繊維に軽量性を付与するためには多数の空孔を形成しなくてはならないが、多数の空孔を形成することで空孔間を隔てるポリマー層が肉薄となり繊維の強度低下が起きる。また、平均直径(Dv)が1μmを超えると、繊維中に1μmより大きい空孔が多く存在するために繊維構造が不均一となり強度低下を招く他、繊維の染色斑、捲縮斑などの原因となる。   In the present invention, the average diameter (Dv) of the pores in the layer (II) is from 0.1 μm to 1 μm, and the average diameter (Dv) of the pores is from 0.1 μm to 1 μm. As a result, lightness is exhibited in a state where the strength of the fiber is sufficiently maintained. More preferably, it is 0.5 μm or more and 1 μm or less. In order to give lightness to the fiber by pores having an average diameter (Dv) of less than 0.1 μm, a large number of pores must be formed. The separating polymer layer becomes thin and the strength of the fiber is reduced. If the average diameter (Dv) exceeds 1 μm, the fiber structure becomes non-uniform due to the presence of many pores larger than 1 μm in the fiber, leading to a decrease in strength, as well as causes such as fiber staining spots and crimped spots. It becomes.

なお、最大の空孔直径(Dvmax)と空孔の平均直径(Dv)との比(Dvmax/Dv)は1以上20以下、好ましくは1以上10以下であることが高い力学特性と軽量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軽量性を両立できる点から5%以上40%以下であることが好ましく、10%以上40%以下がより好ましい。また、空孔の個数としては軽量性の点から、繊維の横断面内に30個以上であることが好ましく、60個以上であることがより好ましい。本発明における空孔の個数、最大の空孔直径(Dvmax)、空孔の平均直径(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D.項記載の手法により求められる値とする。   The ratio (Dvmax / Dv) of the maximum hole diameter (Dvmax) to the average hole diameter (Dv) is 1 to 20 and preferably 1 to 10 with high mechanical properties and light weight. It is more preferable from the standpoint of compatibility. 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 light weight can be achieved. % Is preferably 40% or less and more preferably 10% or more and 40% or less. The number of pores is preferably 30 or more, more preferably 60 or more in the cross section of the fiber from the viewpoint of lightness. In the present invention, the number of holes, the maximum hole diameter (Dvmax), the average hole diameter (Dv), the total area (Sv) of holes in the fiber cross section, the area surrounded by the outer periphery of the single fiber ( Sf) and the hollowness ratio are described in the examples. The value obtained by the method described in the section.

本発明における軽量アクリル繊維は、製糸、高次加工の工程通過性の観点から単糸繊度1.0dtex以上100dtex以下、強度1.0cN/dtex以上10cN/dtex以下、伸度10%以上100%以下が好ましい。   The lightweight acrylic fiber according to the present invention has a single yarn fineness of 1.0 dtex to 100 dtex, a strength of 1.0 cN / dtex to 10 cN / dtex, and an elongation of 10% to 100% from the viewpoint of processability in yarn production and high-order processing. Is preferred.

本発明の軽量アクリル繊維は多数の孔を有する層と、実質的に孔を有さない層を有するため、高い中空率と高い力学特性を両立する軽量保温性に優れた繊維である。本発明の軽量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。用途例としてはカーテン、毛布、絨毯、足ふきマット、タオル、ドライヤーカンバス、セーター、肌着、靴下などが挙げられる。また繊維内部の空孔および繊維表面に機能性物質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。   Since the lightweight acrylic fiber of the present invention has a layer having a large number of pores and a layer having substantially no pores, it is a fiber excellent in lightweight heat retention that achieves both a high hollow ratio and high mechanical properties. The lightweight acrylic fiber of the present invention may be used alone, natural fiber such as cotton, hemp, wool, etc., chemical fiber such as rayon, acetate, etc., blended with synthetic fiber with polyester or nylon, mixed fiber, interwoven, knitted Can also be used. Examples of applications include curtains, blankets, carpets, foot towel mats, towels, dryer canvas, sweaters, underwear, socks and the like. Further, by adsorbing a functional substance to the pores inside the fiber and the fiber surface, it can be used for antibacterial clothing, drug solution sustained-release materials, cell culture media and the like.

次に、本発明の多層複合構造を有することを特徴とする多層複合型アクリル繊維について詳細に説明する。   Next, the multilayer composite type acrylic fiber having the multilayer composite structure of the present invention will be described in detail.

本発明における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共重合体である。他種モノマーの例、共重合比率等は前述のとおりである。   The acrylonitrile-based polymer (A) in the present invention is an acrylonitrile homopolymer and / or a copolymer of an acrylonitrile monomer and another monomer depending on the application. Examples of other types of monomers, copolymerization ratios, and the like are as described above.

本発明におけるエステル系ポリマー(B)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に特に制限はないが、多層複合型アクリル繊維をアルカリ溶液で処理することで、エステル系ポリマー(B)の溶出除去を行って空孔を形成する目的で、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がより好ましい。さらに、繊維の耐水性を保つ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)をグラフト共重合したエステル系ポリマー(B)が最も好ましい。   The ester-based polymer (B) in the present invention is not particularly limited as long as it is a polymer having an ester bond in the main chain, but the ester can be obtained by treating a multilayer composite acrylic fiber with an alkaline solution. From the viewpoint of increasing the elution rate, a block polyether ester copolymerized with a polyol, particularly a polyalkylene glycol, is more preferable for the purpose of elution and removal of the polymer (B). Further, an ester polymer (B) obtained by graft copolymerizing the block polyether ester with an acrylonitrile polymer (A) for the purpose of maintaining the water resistance of the fiber is most preferable.

共重合するポリアルキレングリコールの分子量は、溶出速度促進の観点から1000〜20000が好ましく、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(B)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、アルカリ溶液で多層複合型アクリル繊維を処理する際のエステル系ポリマー(B)の分解速度が促進され、60重量%以下とすることで多層複合型アクリル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、中でも溶出速度の点からポリエチレングリコールが特に好ましい。   The molecular weight of the copolymerized polyalkylene glycol is preferably 1000 to 20000, more preferably 3000 to 6000, from the viewpoint of promoting elution rate. The mixing ratio of the polyalkylene glycol is preferably 1 to 60% by weight based on the total weight of the ester polymer (B). When the content is 1% by weight or more, the decomposition rate of the ester polymer (B) when the multilayer composite acrylic fiber is treated with an alkaline solution is promoted, and when the content is 60% by weight or less, the water resistance of the multilayer composite acrylic fiber is increased. Improves. Specific examples of the polyalkylene glycol include polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol and the like. Among these, polyethylene glycol is particularly preferable from the viewpoint of elution rate.

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(B)の結晶性を抑え、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。特に炭素数6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。   As for the composition of the polyester part of the block polyether ester, an aliphatic dicarboxylic acid or an aliphatic dicarboxylic acid is compared with an aliphatic diol for the purpose of suppressing the crystallinity of the ester-based polymer (B) and improving the decomposability during alkali treatment. What combined the mixture of an acid and aromatic dicarboxylic acid is preferable. 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. In particular, it is more preferable to include an aliphatic dicarboxylic acid component having 6 or less carbon atoms.

本発明の多層複合型アクリル繊維はアクリロニトリル系ポリマー(A)の層(III)と、エステル系ポリマー(B)がアクリロニトリル系ポリマー(A)中に分散している層(IV)からなる。アクリロニトリル系ポリマー(A)からなる層(III)は通常の紡糸工程を経て緻密化しており、この層(III)が存在することで、エステル系ポリマー(B)がアクリロニトリル系ポリマー(A)中に分散している層(IV)単独では達成しえなかった十分な強度が得られる。また、層(IV)が存在することでアルカリ処理を行ってエステル系ポリマー(B)を除去することで空孔を形成し、多孔質となった軽量アクリル繊維を得ることができる。   The multilayer composite acrylic fiber of the present invention comprises a layer (III) of an acrylonitrile polymer (A) and a layer (IV) in which an ester polymer (B) is dispersed in the acrylonitrile polymer (A). The layer (III) composed of the acrylonitrile-based polymer (A) is densified through a normal spinning process, and the presence of this layer (III) allows the ester-based polymer (B) to be contained in the acrylonitrile-based polymer (A). Sufficient strength that cannot be achieved by the dispersed layer (IV) alone is obtained. In addition, the presence of the layer (IV) allows alkali treatment to remove the ester-based polymer (B) to form pores, thereby obtaining a porous lightweight acrylic fiber.

また、両層は吸水性、保水性、保温性などの機能付与の目的でアクリロニトリル系ポリマー(A)とエステル系ポリマー(B)以外の異種成分を20重量%以下含んでもよいが、アクリロニトリル系ポリマー(A)と界面剥離を起こして空孔を形成しやすい異種成分を含まないことが好ましい。そのようにすることで、繊維の加工時や製品の使用時に粉塵が発生しにくく、取り扱い性に優れる。なお、界面剥離を起こしやすい異種成分の例としては、例えば酢酸セルロース、ポリ酢酸ビニルなどが挙げられる。   Both layers may contain 20% by weight or less of different components other than acrylonitrile polymer (A) and ester polymer (B) for the purpose of imparting functions such as water absorption, water retention and heat retention. It is preferable not to include a heterogeneous component that tends to cause interfacial peeling and form pores with (A). By doing so, dust is not easily generated during fiber processing or product use, and the handleability is excellent. Examples of the heterogeneous component that easily causes interface peeling include cellulose acetate and polyvinyl acetate.

本発明のアクリル繊維は繊維横断面において層(III)と層(IV)の合計の平均層数(N)が3層を超えるように縞状に積層された多層複合構造を有する。本発明でいう多層複合構造とは、繊維横断面において層(III)と層(IV)が縞状に積層された構造である。このような縞状の多層複合構造とすることで、両層の収縮率の違いに由来して立体的な捲縮の発現が可能となる。合計の平均層数(N)が3層を超えるように積層されていることで、繊維構造の均一性が向上し、捲縮数のばらつきが少なく安定した繊維物性が得られるため紡績における工程通過性が向上する。また、繊維の優れた発色性が得られる。成分を異とする層の積層構造を保ち、これに由来する立体的で嵩高性に優れた特殊な捲縮を発現する目的で好ましくは合計の平均層数(N)は3.5層以上15層以下で、より好ましくは4層以上8層以下である。ここでいう合計の平均層数(N)とは実施例に記載する方法により求められる値である。   The acrylic fiber of the present invention has a multilayer composite structure in which the total number of layers (N) of the layers (III) and (IV) exceeds 3 in the fiber cross section. The multilayer composite structure referred to in the present invention is a structure in which layers (III) and (IV) are laminated in a striped manner in the fiber cross section. By adopting such a striped multilayer composite structure, three-dimensional crimps can be expressed due to the difference in shrinkage between the two layers. By laminating so that the total average number of layers (N) exceeds 3 layers, the uniformity of the fiber structure is improved, and stable fiber properties are obtained with little variation in the number of crimps. Improves. Further, excellent color developability of the fiber can be obtained. The total average number of layers (N) is preferably 3.5 or more and 15 for the purpose of maintaining a laminated structure of layers having different components and expressing a special crimp derived from the three-dimensional and bulky properties. Or less, more preferably 4 or more and 8 or less. The total average number of layers (N) here is a value determined by the method described in the examples.

多層複合繊維の横断面において単繊維の外周により囲まれる面積に対する層(IV)の占める面積分率としては多層複合型繊維をアルカリ処理することで得られる軽量アクリル繊維の高い力学特性と軽量性を両立できる点から20%以上90%以下が好ましく、より好ましくは30%以上80%以下である。   As the area fraction of the layer (IV) with respect to the area surrounded by the outer periphery of the single fiber in the cross section of the multilayer composite fiber, the high mechanical properties and lightness of the lightweight acrylic fiber obtained by alkali treatment of the multilayer composite fiber 20% or more and 90% or less are preferable from the point which can be compatible, More preferably, they are 30% or more and 80% or less.

なお、多層複合型繊維をアルカリ処理することで得られる軽量アクリル繊維の高い力学特性と軽量性を両立する目的でエステル系ポリマー(B)からなる島部の平均直径(De)は0.1μm以上1μm以下であることが好ましく、より好ましくは0.5μm以上1μm以下である。またエステル系ポリマー(B)からなる島部の最大直径(Demax)と島部の平均直径(De)との比(Demax/De)は1以上20以下であることが好ましく、より好ましくは1以上10以下である。また、繊維横断面におけるエステル系ポリマー(B)からなる島部の面積の合計(Se)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海島率も、多層複合型繊維をアルカリ処理することで得られる軽量アクリル繊維の高い力学特性と軽量性を両立できる点から5%以上40%以下であることが好ましく、10%以上40%以下がより好ましい。また、エステル系ポリマー(B)からなる島部が繊維断面中に30個以上存在することが好ましく、より好ましくは60個以上である。本発明におけるエステル系ポリマー(B)からなる島部の個数、最大の直径(Demax)、平均直径(De)、繊維横断面での島部の面積の合計(Se)、単繊維の外周により囲まれる面積(Sf)および海島率は実施例D.項に記載の手法により求められる値とする。   In addition, the average diameter (De) of the island part which consists of ester-type polymer (B) is 0.1 micrometer or more in order to make the high mechanical characteristic and lightweight property of the lightweight acrylic fiber obtained by alkali-treating a multilayer composite type fiber. It is preferably 1 μm or less, more preferably 0.5 μm or more and 1 μm or less. Further, the ratio (Demax / De) of the maximum diameter (Demax) of the island part made of the ester polymer (B) and the average diameter (De) of the island part is preferably 1 or more and 20 or less, more preferably 1 or more. 10 or less. In addition, the sea island ratio expressed as a percentage of the ratio of the total area (Se) of the island portion made of the ester polymer (B) in the fiber cross section to the area surrounded by the outer periphery of the single fiber (Sf) is also a multi-layer composite. It is preferably 5% or more and 40% or less, more preferably 10% or more and 40% or less, from the viewpoint that both high mechanical properties and light weight of the lightweight acrylic fiber obtained by alkali treatment of the mold fiber can be achieved. Moreover, it is preferable that the island part which consists of ester polymer (B) exists 30 or more in a fiber cross section, More preferably, it is 60 or more. Surrounded by the number of island parts made of the ester polymer (B) in the present invention, the maximum diameter (Demax), the average diameter (De), the total area of the island parts in the fiber cross section (Se), and the outer periphery of the single fiber Area (Sf) and sea island ratio are shown in Example D.3. The value obtained by the method described in the section.

本発明の多層複合型アクリル繊維は、製糸、高次加工の工程通過性の観点から単糸繊度1.0dtex以上100dtex以下、強度1.0cN/dtex以上10cN/dtex以下、伸度10%以上100%以下が好ましい。   The multilayer composite acrylic fiber of the present invention has a single yarn fineness of 1.0 dtex or more and 100 dtex or less, a strength of 1.0 cN / dtex or more and 10 cN / dtex or less, and an elongation of 10% or more and 100 from the viewpoint of processability in yarn production and high-order processing. % Or less is preferable.

本発明の多層複合型アクリル繊維は多層複合構造を有することで優れた捲縮性を発現し、多層複合構造でない従来のアクリル繊維と比較して風合い、嵩高性、発色性に優れる。また、アルカリにより容易に溶出可能なエステル系ポリマー(B)を用いているため、軽量アクリル繊維の好適な前駆体繊維として用いることができる。   The multilayer composite acrylic fiber of the present invention exhibits excellent crimpability by having a multilayer composite structure, and is superior in texture, bulkiness, and color development as compared with conventional acrylic fibers not having a multilayer composite structure. Moreover, since the ester polymer (B) which can be easily eluted with an alkali is used, it can be used as a suitable precursor fiber of a lightweight acrylic fiber.

以下、本発明の軽量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 lightweight acrylic fiber of this invention is demonstrated in detail.

本発明では、上述の多層複合型アクリル繊維からアルカリ溶液によりエステル系ポリマー(B)を溶出することで空孔を有する軽量アクリル繊維を得ることを特徴とする。本発明で言う「溶出することで空孔を有する軽量アクリル繊維を得る」とはアルカリ溶液で繊維を処理すること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空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空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には実質的に空孔が存在せず、通常のアクリル繊維と同様の製糸および高次加工を行っても空孔がつぶれることはない。   In the present invention, a lightweight acrylic fiber having pores is obtained by eluting the ester-based polymer (B) from the multilayer composite acrylic fiber with an alkaline solution. In the present invention, “to obtain a light acrylic fiber having pores by elution” means that the weight of the fiber is reduced by treating the fiber with an alkaline solution, and substantially before the alkali treatment in the fiber cross section. In this case, the state changes from a state in which no pores exist to a state in which a large number of pores exist in the fiber cross section after the alkali treatment. In the present invention, substantially no pores exist 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 fibers are performed.

さらに本発明ではアルカリ溶液によりエステル系ポリマー(B)を溶出するが、この際にエステル系ポリマー(B)は加水分解して低分子の状態で速やかに溶出される。このため、有機溶媒や熱水によるポリマーの抽出に比べて、溶出工程に必要な用役、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。また、従来の界面剥離により空孔形成を行う製造方法と比較して、本発明の製造方法によって得られる軽量アクリル繊維は加工、使用に際して粉塵が発生しにくいという優れた特徴を有する。   Furthermore, in the present invention, the ester-based polymer (B) is eluted with an alkaline solution. At this time, the ester-based polymer (B) is hydrolyzed and rapidly eluted in a low molecular state. For this reason, compared with the extraction of the polymer with an organic solvent or hot water, the utility and energy required for the elution step can be greatly reduced, which is the most preferable mode. In addition, the lightweight acrylic fiber obtained by the production method of the present invention has an excellent feature that dust is less likely to be generated during processing and use as compared with the conventional production method in which pores are formed by interfacial peeling.

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, and is 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. The aqueous solution using sodium hydroxide or potassium hydroxide is most preferable.

アルカリ溶液による処理時間は繊維の形態、アルカリ溶液の濃度により異なるが、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 alkali solution varies depending on the form of the fiber and the concentration of the alkali 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、紡績糸といった糸や綿、巻取りパッケージ、トウなどの形態や、不織布、編物、織物といったシートや製品など、いずれの形態で行うことができる。またアルカリ処理は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 carried out in any form such as continuous yarn, crimped yarn, cut cotton, spun yarn and other forms such as cotton, a wound package, and a tow, and a sheet and product such as non-woven fabric, knitted fabric, and woven fabric. The alkali treatment may be continuously passed through an alkaline solution bath, or may be a batch treatment in which a skein of fiber, raw cotton, spun yarn cheese, or fabric is 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.

本発明の製造方法によって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、アクリロニトリル系ポリマー(A)からなる層(I)と、平均直径(Dv)が0.1μm以上1μm以下の空孔を有するアクリロニトリル系ポリマー(A)からなる層(II)からなり、繊維断面において層(I)と層(II)の合計の平均層数(N)が3層を超えるように縞状に積層された多層複合構造を有することを特徴とする軽量アクリル繊維を高い生産性で得られる。   The production method of the present invention suppresses crushing of pores in the fiber product production process after the yarn production process, and a layer (I) made of the acrylonitrile-based polymer (A) and a void having an average diameter (Dv) of 0.1 μm to 1 μm. It consists of layer (II) made of acrylonitrile-based polymer (A) having pores, and is laminated in stripes so that the total average number of layers (N) of layer (I) and layer (II) exceeds 3 layers in the fiber cross section A lightweight acrylic fiber characterized by having a multilayered composite structure can be obtained with high productivity.

以下、本発明の多層複合型アクリル繊維の製造方法について詳細に説明する。   Hereafter, the manufacturing method of the multilayer composite type acrylic fiber of this invention is demonstrated in detail.

本発明における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共重合体である。他種モノマーの例、共重合比率等は前述のとおりである。   The acrylonitrile-based polymer (A) in the present invention is an acrylonitrile homopolymer and / or a copolymer of an acrylonitrile monomer and another monomer depending on the application. Examples of other types of monomers, copolymerization ratios, and the like are as described above.

この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。   The acrylonitrile-based polymer (A) preferably has a viscosity of 100 to 2000 poise of 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.

本発明のアクリロニトリル系ポリマー(A)の原液(a)はアクリロニトリル系ポリマー(A)を可溶な溶媒に溶解したポリマー溶液である。可溶な溶媒とは、例えばジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなどが挙げられる。原液(a)の濃度としては45℃における溶液の粘度が100〜2000poiseとなる濃度が紡糸安定性の面から好ましい。   The stock solution (a) of the acrylonitrile polymer (A) of the present invention is a polymer solution in which the acrylonitrile polymer (A) is dissolved in a soluble solvent. Examples of the soluble solvent include dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, dimethylacetamide, and the like. The concentration of the stock solution (a) is preferably a concentration at which the solution has a viscosity of 100 to 2000 poise at 45 ° C. from the viewpoint of spinning stability.

本発明におけるエステル系ポリマー(B)とは、前述のとおりである。   The ester polymer (B) in the present invention is as described above.

エステル系ポリマー(B)をアクリロニトリル系ポリマー(A)と混合した原液(b)を作る方法としては、アクリロニトリル系ポリマー(A)とエステル系ポリマー(B)と溶媒が均一に混合できればよく、例えば、両ポリマーを混合した後に両ポリマーに共通の良溶媒に溶解しても、一方のポリマーを溶解したポリマー溶液に、他方のポリマーを混合しても、両ポリマーの溶液同士の混合でもよい。混合方法としては、例えばフラスコやタンクなどの容器中で撹拌翼やホモミキサーによる混合を用いても良いし、エクストルーダーなどによるポリマー溶液の混合攪拌、あるいは配管中での静止型管内混合器による混合などを単独あるいは併用して用いることができる。得られる多層複合型繊維の優れた捲縮発現と、エステル系ポリマー(B)を溶出した後の軽量アクリル繊維の高い力学特性と軽量性を保つ目的で、エステル系ポリマー(B)の混合比率としては、原液(b)中のアクリロニトリル系ポリマー(A)とエステル系ポリマー(B)の合計重量に対して5重量%以上70重量%以下が好ましく、より好ましくは10重量%以上60重量%以下である。また、原液(b)の濃度としては45℃における溶液の粘度が100〜2000poiseとなる濃度が好ましい。     As a method for preparing a stock solution (b) in which an ester polymer (B) is mixed with an acrylonitrile polymer (A), it is sufficient that the acrylonitrile polymer (A), the ester polymer (B) and a solvent can be mixed uniformly. After mixing both polymers, they may be dissolved in a good solvent common to both polymers, the other polymer may be mixed with a polymer solution in which one polymer is dissolved, or the solutions of both polymers may be mixed together. As a mixing method, for example, mixing with a stirring blade or a homomixer may be used in a container such as a flask or tank, mixing and stirring of a polymer solution with an extruder or the like, or mixing with a static in-tube mixer in a pipe Etc. can be used alone or in combination. For the purpose of maintaining excellent crimp characteristics of the resulting multilayer composite fiber and high mechanical properties and light weight of the lightweight acrylic fiber after elution of the ester polymer (B), the mixing ratio of the ester polymer (B) is as follows. Is preferably 5% by weight or more and 70% by weight or less, more preferably 10% by weight or more and 60% by weight or less based on the total weight of the acrylonitrile-based polymer (A) and the ester-based polymer (B) in the stock solution (b). is there. The concentration of the stock solution (b) is preferably a concentration at which the viscosity of the solution at 45 ° C. is 100 to 2000 poise.

また、得られる多層複合型アクリル繊維の層間の剥離を防ぎ、均一な発色性を保つ目的で、原液(a)および原液(b)に使用するアクリロニトリル系ポリマー(A)は同一のものを使用することが好ましい。   In addition, the same acrylonitrile-based polymer (A) used for the stock solution (a) and the stock solution (b) is used for the purpose of preventing delamination between the resulting multilayer composite acrylic fibers and maintaining uniform color development. It is preferable.

アクリロニトリル系ポリマー(A)の原液(a)と、エステル系ポリマー(B)をアクリロニトリル系ポリマー(A)と混合した原液(b)を多層分割させる方法としては、両原液を口金直前の配管中で静止型管内混合器を用いて行う。用いる静止型管内混合器としては東レ(株)製の“ハイミキサー”、ノリタケ(株)製の“スタティックミキサー”、桜製作所(株)製の“スケヤミキサー”、特殊化工機械(株)製の“ロスISGミキサー”などを挙げることができる。これらの装置の中でも、構成エレメントが複雑でなく、紡糸原液の流動抵抗が比較的小さく、しかも紡糸原液流路における有効断面積の変化が少ないことで装置内での紡糸原液の異常滞留が生じ難いことから“スタティックミキサー”、“スケヤミキサー”が好ましく使用される。   In order to divide the stock solution (a) of the acrylonitrile-based polymer (A) and the stock solution (b) obtained by mixing the ester-based polymer (B) with the acrylonitrile-based polymer (A) into multiple layers, both stock solutions are placed in a pipe immediately before the die. Use a static in-tube mixer. As a static type in-pipe mixer to be used, "High Mixer" manufactured by Toray Industries, Inc., "Static Mixer" manufactured by Noritake Co., Ltd., "Skeya Mixer" manufactured by Sakura Seisakusho, " Loss ISG mixer ". Among these devices, the constituent elements are not complicated, the flow resistance of the spinning dope is relatively small, and the change in the effective cross-sectional area in the spinning dope channel is small, so that the abnormal stay of the spinning dope hardly occurs in the device. Therefore, “static mixer” and “skaya mixer” are preferably used.

静止型管内混合器のエレメント数としては、使用する口金の孔数に対応して、実施例で示す計算による単糸中理論層数(Ncal)が3より大きく15以下となるように選択することが好ましい。Ncalが3を超えるようにエレメント数を選択することで、得られる繊維中の合計の平均層数(N)が3を超え、層(III)と層(IV)の収縮率の違いに由来して捲縮加工を施した際に立体的で嵩高性に優れた捲縮が発現する。また、Ncalを15以下とすることで、得られる繊維の断面における層(III)と層(IV)の積層構造が保たれ、優れた捲縮発現性が保たれる。また、繊維構造の均一性を向上し、安定した繊維物性および優れた発色性を得る目的でより好ましくはNcalが3.5以上15以下、最も好ましくは4以上8以下とすることがよい。   The number of elements of the static type in-pipe mixer should be selected so that the theoretical number of layers in single yarn (Ncal) by calculation shown in the example is greater than 3 and 15 or less, corresponding to the number of holes in the cap used. Is preferred. By selecting the number of elements so that Ncal exceeds 3, the total average number of layers (N) in the resulting fiber exceeds 3, resulting from the difference in shrinkage between layers (III) and (IV). When crimped, a three-dimensional and bulky crimp is developed. Moreover, by making Ncal 15 or less, the laminated structure of the layer (III) and the layer (IV) in the cross section of the obtained fiber is maintained, and excellent crimp expression is maintained. Further, Ncal is preferably 3.5 or more and 15 or less, and most preferably 4 or more and 8 or less for the purpose of improving the uniformity of the fiber structure and obtaining stable fiber properties and excellent color developability.

本発明では、多層分割した原液を紡糸口金に導入し、製糸することを特徴とする。具体的には、多層分割された原液を紡糸口金より押し出し、アクリロニトリル系ポリマー(A)とエステル系ポリマー(B)の両ポリマーに対して固化能力のある溶媒、すなわち凝固溶媒で満たした凝固浴中に吐出する湿式紡糸、一旦空中を走行させてから凝固浴に導く乾湿式紡糸が適用できる。なお、紡糸口金としては、従来のアクリル繊維に用いられる通常の丸型、矩形口金などを用いることができる。このため、特殊な複合口金を使用する必要がなく、紡糸口金の多ホール化が非常に容易である。   In the present invention, the undiluted solution divided into multiple layers is introduced into a spinneret to produce a yarn. Specifically, the undiluted multi-layer solution is extruded from a spinneret, and in a coagulation bath filled with a solvent capable of solidifying both the acrylonitrile polymer (A) and the ester polymer (B), that is, a coagulation solvent. Wet spinning can be applied, and dry and wet spinning can be applied after running in the air and then leading to a coagulation bath. In addition, as a spinneret, the normal round shape used for the conventional acrylic fiber, a rectangular die, etc. can be used. For this reason, it is not necessary to use a special composite die, and it is very easy to increase the number of holes in the spinneret.

原液の吐出量としては、得られる繊維の単糸繊度が1.0〜100dtexとなるように設定することが製糸性および得られる繊維の加工性の点から好ましい。また、得られる多層複合型繊維の物性を保つ目的で、原液(a)と原液(b)の吐出量の比率としては、一定時間に吐出される原液(b)に含まれるポリマーの重量が、両原液中に含まれるポリマーの合計重量に対して、20重量%以上90重量%以下となるように設定することが好ましく、より好ましくは30重量%以上80重量%以下である。   The discharge rate of the stock solution is preferably set so that the single fiber fineness of the obtained fiber is 1.0 to 100 dtex from the viewpoints of yarn production and processability of the obtained fiber. In addition, for the purpose of maintaining the physical properties of the obtained multilayer composite fiber, the ratio of the discharge amount of the stock solution (a) and the stock solution (b) is the weight of the polymer contained in the stock solution (b) discharged in a certain time, It is preferably set to be 20% by weight or more and 90% by weight or less, more preferably 30% by weight or more and 80% by weight or less, with respect to the total weight of the polymers contained in both stock solutions.

凝固溶媒としてはアクリロニトリル系ポリマー(A)とエステル系ポリマー(B)の両成分に対する貧溶媒を含む溶液であればよく、溶媒回収の観点から、両成分に対する貧溶媒とポリマー原液調製の際に用いる溶媒との混合溶媒が特に好ましい。このような例としては、メタノール、エタノール、プロパノールなどのアルコール類や、水といった貧溶媒と原液調製時の溶媒との混合溶液が挙げられる。環境負荷の低減と、凝固溶媒を安全に取り扱うための設備費用面から、水と原液調製の際に用いる溶媒との混合溶液を用いることが最も好ましい。混合溶液の濃度としては、凝固溶媒中における原液調製時の溶媒の濃度が10重量%以上90重量%以下であることが好ましい。凝固溶媒中における原液調製時の溶媒の濃度を10重量%以上とすることで、凝固溶媒の回収、精製分離、再利用にかかる費用が削減でき、90重量%以下とすることで紡糸原液の速やかな固化が可能となる。より好ましくは20重量%以上80重量%以下である。凝固浴の温度は、操業性の点から0〜90℃で行うことが好ましく、より好ましくは5〜70℃である。また、凝固浴で原液を固化して得られる凝固糸の引き取り速度としては、操業性の観点から1〜100m/minが好ましい。得られた凝固糸は繊維強度を高める目的で延伸を行うことが好ましい。延伸は凝固に引き続き液浴延伸により多段階で行うことが好ましく、総延伸倍率は目的に応じ適宜調製することができるが2〜20倍程度が好ましい。また、工程の途中もしくは最後に適宜、乾燥、給油、洗浄を行っても良い。延伸に続き、水洗、乾燥を行った後、スタッフィング、スチームセットなどといった捲縮加工を行うことが最も好ましい。捲縮加工を施すことで繊維の多層複合構造に由来して立体的で嵩高性に優れた特殊な捲縮が発現する。   The coagulation solvent may be a solution containing a poor solvent for both components of the acrylonitrile polymer (A) and the ester polymer (B). From the viewpoint of solvent recovery, it is used for preparing the poor solvent and the polymer stock solution for both components. A mixed solvent with a solvent is particularly preferred. Examples thereof include alcohols such as methanol, ethanol, and propanol, and a mixed solution of a poor solvent such as water and a solvent used for preparing the stock solution. It is most preferable to use a mixed solution of water and a solvent used in the preparation of the stock solution from the viewpoint of reduction of environmental burden and equipment cost for safely handling the coagulation solvent. The concentration of the mixed solution is preferably 10% by weight or more and 90% by weight or less when the stock solution is prepared in the coagulation solvent. By setting the concentration of the solvent at the time of preparing the stock solution in the coagulation solvent to 10% by weight or more, it is possible to reduce the cost for recovery, purification, separation and reuse of the coagulation solvent. Can be solidified. More preferably, it is 20 weight% or more and 80 weight% or less. The temperature of the coagulation bath is preferably 0 to 90 ° C., more preferably 5 to 70 ° C. from the viewpoint of operability. The take-up speed of the solidified yarn obtained by solidifying the stock solution in a coagulation bath is preferably 1 to 100 m / min from the viewpoint of operability. The obtained coagulated yarn is preferably stretched for the purpose of increasing fiber strength. Stretching is preferably performed in multiple stages by liquid bath stretching following coagulation, and the total stretching ratio can be appropriately adjusted according to the purpose, but is preferably about 2 to 20 times. Moreover, you may perform drying, oil supply, and washing | cleaning suitably in the middle of the process or at the end. It is most preferable to carry out crimping such as stuffing or steam setting after rinsing and drying following stretching. By applying the crimping process, a special crimp that is three-dimensional and excellent in bulkiness appears due to the multilayer composite structure of fibers.

本発明の多層複合型アクリル繊維の製造方法により、アクリロニトリル系ポリマー(A)の層(III)と、エステル系ポリマー(B)がアクリロニトリル系ポリマー(A)中に分散している層(IV)からなり、繊維断面において層(III)と層(IV)の合計の平均層数(N)が3層を超えるように縞状に積層された多層複合構造を有することを特徴とする多層複合型アクリル繊維を特殊な口金を使わずに製造することが可能となり、従来の複合口金を使用した複合型アクリル繊維と比較して高い生産性で上述のような優れた多層複合型アクリル繊維を得ることができる。   From the layer (III) of the acrylonitrile-based polymer (A) and the layer (IV) in which the ester-based polymer (B) is dispersed in the acrylonitrile-based polymer (A) by the method for producing a multilayer composite acrylic fiber of the present invention. A multi-layer composite acrylic characterized by having a multi-layer composite structure in which the total number of layers (N) of layers (III) and (IV) exceeds three in a fiber cross section. It is possible to produce fibers without using a special base, and it is possible to obtain the above-mentioned excellent multilayer composite acrylic fiber with high productivity compared to a composite acrylic fiber using a conventional composite base. it can.

本発明の軽量アクリル繊維の製造方法において最も好適な例は、アクリロニトリル系ポリマー(A)の20重量%ジメチルスルホキシド溶液からなる45℃における粘度が100〜2000poiseの原液(a)と、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であるエステル系ポリマー(B)を混合した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からなる原液(b)を用い、両原液を口金直前の配管中で静止型管内混合器を用いて単糸中理論層数(Ncal)が3より多く15以下となるように多層分割した後、紡糸口金に導入して5〜70℃の20〜80重量%ジメチルスルホキシド水溶液からなる凝固浴中に吐出し、固化した後1〜100m/minで引き取り、引き続き延伸、水洗、乾燥を行った後に捲縮加工を施すことで立体的で嵩高性に優れた捲縮を持つ多層複合型アクリル繊維を得る。この多層複合型アクリル繊維をpHが13以上であり20〜70℃の水酸化ナトリウム水溶液に10〜120分間浸漬させることで繊維の横断面内に空孔が60個以上あり、空孔の平均直径(Dv)が0.1μm以上1μm以下、中空率が10〜40%の多孔質アクリル繊維を得る方法である。   The most preferred example of the method for producing lightweight acrylic fibers of the present invention is a stock solution (a) having a viscosity of 100 to 2000 poise at 45 ° C. comprising a 20% by weight dimethyl sulfoxide solution of acrylonitrile polymer (A), and 15 at 45 ° C. A stock solution (b) composed of a dimethyl sulfoxide solution of an acrylonitrile polymer (A) mixed with an ester polymer (B) having a viscosity of 2000 poise of a weight% dimethyl sulfoxide solution is used. After dividing into multiple layers so that the theoretical number of layers in single yarn (Ncal) is more than 3 and 15 or less using an in-pipe mixer, the mixture is introduced into a spinneret and 20-20 wt% dimethyl sulfoxide aqueous solution at 5 to 70 ° C. After being discharged into a coagulation bath, solidified and taken up at 1 to 100 m / min, Shin, washed with water to obtain a multilayer composite acrylic fibers with crimps excellent steric and bulkiness by performing crimping after the drying. By immersing this multilayer composite acrylic fiber in an aqueous sodium hydroxide solution having a pH of 13 or more and 20 to 70 ° C. for 10 to 120 minutes, there are 60 or more holes in the cross section of the fiber, and the average diameter of the holes (Dv) is a method of obtaining a porous acrylic fiber having 0.1 to 1 μm and a hollowness of 10 to 40%.

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。   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.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。
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.単糸中理論層数の計算
単糸中理論層数(Ncal)は次式によって求めた。
B. Calculation of the number of theoretical layers in a single yarn The number of theoretical layers in a single yarn (Ncal) was determined by the following equation.

Figure 2008081883
Figure 2008081883

ここで、Kは紡糸口金の外部形状により定まる定数であり、矩形状口金ではKの値は1、円形状口金ではKの値は1.1である。なお、紡糸原液流の分割層数としては、静止型管内混合器を構成するエレメントおよびそのエレメント数によるが、スタティックミキサーの場合はエレメント数をnとすると紡糸原液流の分割層数は次式の通りとなる。
紡糸原液流の分割層数=2
C.繊維断面における合計の平均層数および層の面積分率の計測
試料となる繊維をパラフィンに包埋した後に、ミクロトームを用いて繊維軸に垂直な面でスライスした薄片を作製し、この薄片を光学顕微鏡(オリンパス(株)製、BX60)によって400倍の倍率で観察を行い、写真を得た。得られた写真から合計で30本の繊維1本1本の断面における縞状に積層された層数を数えた値を平均し、合計の平均層数(N)とした。この際、繊維断面の外周線に接しておらず別の層の中に取り込まれている層については層数に加えなかった。
Here, K is a constant determined by the external shape of the spinneret. The value of K is 1 for a rectangular base and the value of K is 1.1 for a circular base. The number of divided layers in the spinning raw liquid flow depends on the elements constituting the static in-tube mixer and the number of elements. In the case of a static mixer, if the number of elements is n, It becomes street.
Number of divided layers of spinning dope stream = 2 n
C. Measurement of the total average number of layers and the area fraction of the layers in the fiber cross section After embedding the sample fiber in paraffin, use a microtome to make a slice sliced on a plane perpendicular to the fiber axis, and use this slice as an optical fiber. Observation was performed at a magnification of 400 times with a microscope (manufactured by Olympus Corporation, BX60), and a photograph was obtained. The total number of layers (N) was obtained by averaging the values obtained by counting the number of layers laminated in a stripe shape in the cross section of each of 30 fibers in total from the obtained photographs. At this time, a layer that was not in contact with the outer peripheral line of the fiber cross section and was taken into another layer was not added to the number of layers.

また、層(II)または層(IV)の面積分率の測定には、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、写真を得た。得られた写真を使って、繊維の外周で囲まれる繊維断面を切り抜き、この紙片の重量を計測した値(単位:g)をWとした。さらに、繊維断面において縞状にせきそうされた層の境界部分に沿って鋏で切り、層ごとに分け、層(II)または層(IV)の部分を集めて計測した重量(単位:g)をWとした。この際、繊維断面の外周線に接しておらず別の層の中に取り込まれている層については切り分けなかった。 In addition, for the measurement of the area fraction of layer (II) or layer (IV), an ultra-thin slice of a plane perpendicular to the fiber axis is prepared using a microtome after impregnating the epoxy fiber with a sample fiber and transmitted. A photograph was obtained by observation with a scanning electron microscope (Hitachi, Ltd., H-7100FA) at a magnification of 4000 times. Using the obtained photograph, cut out fiber cross-section surrounded by the outer periphery of the fiber, the value obtained by measuring the weight of the paper (unit: g) of the set to W 1. Furthermore, it was cut along the boundary portion of the layer that was almost striped in the fiber cross section, divided into layers, and the weight of the layer (II) or layer (IV) collected and measured (unit: g) It was referred to as W 2. At this time, a layer that was not in contact with the outer peripheral line of the fiber cross section and was taken into another layer was not cut out.

繊維の断面中に含まれる層(II)または層(IV)の占める面積分率としては次式を用いて計算し、合計5本の繊維から平均値を求めた。
層(II)または層(IV)の占める面積分率=W/W×100
D.繊維断面の形態観察および島部、空孔の計測
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、合計で5本の繊維断面形態の写真を得た。得られた写真を拡大して、5μm相当の長さが5cmになるようにして紙に印刷した。この拡大印刷した写真上にトレーシングペーパーを載せ、太さ0.5mmの水性ペンを用いて繊維断面の外周線と、空孔または島部の外周線を写し取った。この写し取った図をスキャナで読み取り、画像処理ソフト(三谷商事(株)製、winroof)を用いて各々の繊維断面について図形分離を行い、1本1本の繊維について以下の計測を行い、合計5本の繊維の平均値を求めた。
空孔の個数:独立した孔の個数を計測した。
空孔の直径:それぞれの空孔について円相当径を求めた。
空孔の最大直径(Dvmax):空孔の円相当径が最大のものを採用した。
空孔の平均直径(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。
島部の個数:独立した島部の個数を計測した。
島部の直径:それぞれの島部について円相当径を求めた。
島部の最大直径(Demax):島部の円相当径が最大のものを採用した。
島部の平均直径(De):全ての島部の円相当径を平均したものを求めた。
繊維横断面での島部の面積の合計(Se):全ての島部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):繊維の外周によって囲まれる部分の面積を求めた。
The area fraction occupied by the layer (II) or layer (IV) contained in the cross section of the fiber was calculated using the following formula, and the average value was obtained from a total of five fibers.
Area fraction occupied by layer (II) or layer (IV) = W 2 / W 1 × 100
D. Observation of fiber cross-section and measurement of islands and pores After impregnating the sample fiber with epoxy resin, a microtome was used to make an ultrathin section perpendicular to the fiber axis, and a transmission electron microscope (Corporation) Hitachi, H-7100FA) was observed at a magnification of 4000 times to obtain a total of five cross-sectional photographs of the fibers. The obtained photograph was enlarged and printed on paper so that the length corresponding to 5 μm was 5 cm. The tracing paper was placed on the enlarged printed photograph, and the outer peripheral line of the fiber cross section and the outer peripheral line of the holes or islands were copied using an aqueous pen with a thickness of 0.5 mm. This copied figure is read with a scanner, and graphic separation is performed on each fiber cross section using image processing software (Mitani Corporation, Winroof), and the following measurements are performed for each single fiber, for a total of 5 The average value of the fibers of the book was determined.
Number of holes: The number of independent holes was measured.
Hole diameter: The equivalent circle diameter was determined for each hole.
Maximum diameter of holes (Dvmax): A hole having the largest equivalent circle diameter was adopted.
Average diameter of holes (Dv): A value obtained by averaging the 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.
Number of islands: The number of independent islands was measured.
Diameter of island part: The equivalent circle diameter was determined for each island part.
Maximum diameter of island portion (Demax): The island portion having the largest equivalent circle diameter was adopted.
Average diameter of island (De): The average of equivalent circle diameters of all islands was obtained.
Total area of islands in fiber cross section (Se): A value obtained by summing the areas of all islands was used.
Area surrounded by the outer periphery of the single fiber (Sf): The area of the portion surrounded by the outer periphery of the fiber was determined.

なお中空率、海島率は以下の式により求めた。
中空率(%)=(Sv/Sf)×100
海島率(%)=(Se/Sf)×100
E.単繊維繊度、強度
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。強度の測定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とした。また、軽量アクリル繊維については強度の変動率も求めたが、強度の変動率は強度の標準偏差を強度の平均値で割り、百分率で表した値である。本発明において強度は2.0cN/dtex以上、強度のばらつきは15%以下を合格とした。
The hollowness ratio and sea island ratio were determined by the following equations.
Hollow ratio (%) = (Sv / Sf) × 100
Sea island rate (%) = (Se / Sf) × 100
E. Single fiber fineness and strength The single fiber fineness was measured using a Denier Computer manufactured by Search, and the average value of ten single yarn finenesses was defined as the single fiber fineness. The strength was 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 taken as the strength. Moreover, although the fluctuation rate of intensity | strength was calculated | required about the lightweight acrylic fiber, the fluctuation ratio of an intensity | strength is a value represented by dividing the standard deviation of intensity | strength by the average value of intensity | strength, and expressed as a percentage. In the present invention, the strength was 2.0 cN / dtex or more and the variation in strength was 15% or less.

F.捲縮数および捲縮数変動率
JIS L1015(1999年改正)に準じ、単繊維に対し1.8mg/dtexの荷重をかけた状態で長さLa(mm)と山数(M)を測定し、次式で捲縮数を算出し、20本の平均の値を得た。
捲縮数(山/25mm)=M×25/La
また、捲縮数のばらつきを表す捲縮数変動率(%)は捲縮数の標準偏差を捲縮数の平均値で割り、百分率で表した値を求めた。本発明において捲縮数変動率(%)は30%以下を合格とした。
F. Crimp number and crimp number fluctuation rate According to JIS L1015 (revised in 1999), the length La (mm) and the number of peaks (M) were measured with a load of 1.8 mg / dtex applied to a single fiber. The number of crimps was calculated by the following formula, and an average value of 20 was obtained.
Number of crimps (mountain / 25 mm) = M × 25 / La
In addition, the variation rate (%) of the number of crimps representing the variation in the number of crimps was obtained by dividing the standard deviation of the number of crimps by the average value of the number of crimps and expressing it as a percentage. In the present invention, the crimp number fluctuation rate (%) is 30% or less.

実施例1
原液(a)としては、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溶液を原液(a)として得た。原液(a)の45℃における粘度は200poiseであった。
Example 1
As the stock solution (a), an acrylonitrile-based polymer (A) comprising 94% by weight of acrylonitrile, 5% by weight of methyl acrylate, and 1% by weight of sodium methallyl sulfonate by a solution polymerization method using dimethyl sulfoxide (DMSO) as a solvent. Polymerization was performed to obtain a 20 wt% DMSO solution of the component (A) as a stock solution (a). The viscosity of the stock solution (a) at 45 ° C. was 200 poise.

エステル系ポリマー(B)としては、まず、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。次に、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、ポリエチレンアジペート、ポリエチレンアゼレート、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。さらに、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ものをエステル系ポリマー(B)とした。このエステル系ポリマー(B)の15.0重量%DMSO溶液を調製したところ、溶液の粘度は45℃において15poiseを示した。   As the ester polymer (B), first, 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. Next, 48 parts of polyethylene glycol (molecular weight 4000) was added to this prepolymer and subjected to polycondensation to obtain a block polyether ester composed of polyethylene adipate, polyethylene azelate, and polyethylene glycol. Further, 100 parts of this block polyether ester was dissolved in 737 parts of DMSO and 30 parts of acrylonitrile was graft-polymerized to obtain an ester polymer (B). When a 15.0 wt% DMSO solution of this ester polymer (B) was prepared, the viscosity of the solution showed 15 poise at 45 ° C.

原液(b)としては、原液(a)を17.4mL/min、エステル系ポリマー(B)の15.0重量%DMSO溶液を18.9mL/minとなるように、それぞれ独立したギアポンプで計量し、両者をエレメント数14のスタティックミキサーを使って配管内で混合し、原液(b)を得た。   The stock solution (b) was measured with an independent gear pump so that the stock solution (a) was 17.4 mL / min, and the 15.0 wt% DMSO solution of the ester polymer (B) was 18.9 mL / min. Both were mixed in a pipe using a static mixer having 14 elements to obtain a stock solution (b).

次に、原液(a)を13.4mL/minとなるようにギアポンプを用いて計量し、口金直前で原液(b)と合わせ、エレメント数8のスタティックミキサーを使用して配管内で原液を層状に積層し、口金孔数1000、口径0.065mmφの円形状口金より押し出し、40℃の40重量%DMSO/水混合溶液からなる凝固浴中に吐出した。このときの紡糸原液流の分割層数は256、単糸中理論層数(Ncal)は7.4である。凝固に引き続き糸条を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単糸繊度が3dtexのアクリル繊維を得た。   Next, the stock solution (a) is weighed using a gear pump so as to be 13.4 mL / min, combined with the stock solution (b) just before the die, and the stock solution is layered in the pipe using a static mixer with 8 elements. And extruded from a circular die having a number of nozzle holes of 1000 and a diameter of 0.065 mmφ, and discharged into a coagulation bath made of a 40 wt% DMSO / water mixed solution at 40 ° C. At this time, the number of divided layers of the spinning dope flow is 256, and the number of theoretical layers in single yarn (Ncal) is 7.4. After the solidification, the yarn is taken up at 5.0 m / min, and then 6.0 in a two-stage drawing bath composed of a 30 wt% DMSO / water mixed solution at 70 ° C. and a 10 wt% DMSO / water mixed solution at 90 ° C. After being stretched twice, it was washed with water in a 25 ° C. water bath and then passed through a 160 ° C. hot drum to obtain acrylic fibers having a single yarn fineness of 3 dtex.

得られた繊維を常圧水蒸気で糸条温度が75℃になるように予熱し、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て捲縮数12山/25mmの捲縮を付与した。その後、113℃、弛緩状態で捲縮発現処理をした。さらに、この捲縮発現処理後の糸条を蒸気温度100℃下で1.2倍の倍率で再延伸して捲縮を消失させ、さらに紡績時の絡合性を良くするためにスタッフィングボックスで12山/25mmの機械捲縮を付与し、70℃の熱風で乾燥した。   The obtained fiber is preheated with atmospheric pressure steam so that the yarn temperature becomes 75 ° C. and introduced into a stuffing box having an inlet pressure of 0.06 MPa and an outlet pressure of 0.01 MPa, and the number of crimps is 12 peaks / 25 mm. Was granted. Thereafter, crimp expression treatment was performed at 113 ° C. in a relaxed state. Further, the yarn after the crimp expression treatment is redrawn at a steam temperature of 100 ° C. at a magnification of 1.2 times to eliminate the crimp, and further in a stuffing box to improve the entanglement at the time of spinning. A 12 crimps / 25 mm mechanical crimp was applied and dried with hot air at 70 ° C.

得られた繊維の横断面観察から、アクリロニトリル系ポリマー(A)成分からなる層(III)と、エステル系ポリマー(B)がアクリロニトリル系ポリマー(A)中に分散している層(IV)が交互に縞状に積層されている構造が確認され、多層複合型アクリル繊維が得られていることがわかった。また、層(IV)においては、アクリロニトリル系ポリマー(A)が海、エステル系ポリマー(B)が島である海島構造が見られたが、いずれの層においても明確な孔は観察されず、この時点ではアクリル繊維は多孔質化していなかった。断面観察により、合計の平均層数(N)が7.2、断面中に含まれる層(IV)の占める面積分率としては68%であった。また、エステル系ポリマー(B)からなる島部の個数は162個、平均直径(De)は0.83μm、最大直径(Demax)は3.6μm、海島率は29.8%であった。   From observation of the cross section of the obtained fiber, the layer (III) composed of the acrylonitrile-based polymer (A) component and the layer (IV) in which the ester-based polymer (B) is dispersed in the acrylonitrile-based polymer (A) are alternated. As a result, it was found that a multilayer composite acrylic fiber was obtained. Further, in the layer (IV), a sea-island structure in which the acrylonitrile-based polymer (A) is the sea and the ester-based polymer (B) is the island was observed, but no clear pores were observed in any layer, At that time, the acrylic fiber was not made porous. According to cross-sectional observation, the total average number of layers (N) was 7.2, and the area fraction occupied by the layer (IV) included in the cross-section was 68%. In addition, the number of island parts made of the ester polymer (B) was 162, the average diameter (De) was 0.83 μm, the maximum diameter (Demax) was 3.6 μm, and the sea-island ratio was 29.8%.

また、得られた多層複合型アクリル繊維を沸水中で10分間処理することで捲縮を顕在化させた後、70℃の熱風乾燥機で30分乾燥した後、単糸強度、捲縮数、捲縮変動率を測定した結果を表1に示す。沸水処理後に、立体的な捲縮を発現し、嵩高性に優れる多層複合型アクリル繊維となった。   In addition, after the resulting multilayer composite acrylic fiber was treated in boiling water for 10 minutes to reveal crimps, it was dried with a hot air dryer at 70 ° C. for 30 minutes, and then the single yarn strength, the number of crimps, Table 1 shows the results of measuring the crimp fluctuation rate. After the boiling water treatment, a three-dimensional crimp was developed, and a multilayer composite acrylic fiber excellent in bulkiness was obtained.

実施例2
原液(a)としては実施例1と同じものを使用した。
Example 2
The same stock solution (a) as in Example 1 was used.

原液(b)としては、原液(a)を52.3mL/min、エステル系ポリマー(B)の15.0重量%DMSO溶液を56.6mL/minとなるように、それぞれ独立したギアポンプで計量し、両者をエレメント数14のスタティックミキサーを使って配管内で混合し、原液(b)を得た。   The stock solution (b) was measured with an independent gear pump so that the stock solution (a) was 52.3 mL / min and the ester-based polymer (B) 15.0 wt% DMSO solution was 56.6 mL / min. Both were mixed in a pipe using a static mixer having 14 elements to obtain a stock solution (b).

次に、原液(a)を40.3mL/minとなるようにギアポンプを用いて計量し、口金直前で原液(b)と合わせ、エレメント数8のスタティックミキサーを使用して配管内で原液を層状に積層し、口金孔数3000、口径0.065mmφの円形状口金より押し出し、40℃の40重量%DMSO/水混合溶液からなる凝固浴中に吐出した。このときの紡糸原液流の分割層数は256、単糸中理論層数(Ncal)は4.2である。凝固に引き続き、糸条を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単糸繊度が3dtexのアクリル繊維を得た。   Next, the stock solution (a) is weighed with a gear pump so as to be 40.3 mL / min, combined with the stock solution (b) just before the die, and the stock solution is layered in the pipe using a static mixer with 8 elements. And extruded from a circular die having a die hole number of 3000 and a diameter of 0.065 mmφ, and discharged into a coagulation bath made of a 40 wt% DMSO / water mixed solution at 40 ° C. At this time, the number of divided layers of the spinning dope is 256, and the number of theoretical layers in single yarn (Ncal) is 4.2. Following the solidification, the yarn is taken up at 5.0 m / min, and then is stretched in a two-stage drawing bath composed of a 30 wt% DMSO / water mixed solution at 70 ° C. and a 10 wt% DMSO / water mixed solution at 90 ° C. After stretching by 0 times, it was washed with a water bath at 25 ° C. and then passed through a hot drum at 160 ° C. to obtain an acrylic fiber having a single yarn fineness of 3 dtex.

得られた繊維を常圧水蒸気で糸条温度が75℃になるように予熱し、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て捲縮数12山/25mmの捲縮を付与した。その後、113℃、弛緩状態で捲縮発現処理をした。さらに、この捲縮発現処理後の糸条を蒸気温度100℃下で1.2倍の倍率で再延伸して捲縮を消失させ、さらに紡績時の絡合性を良くするためにスタッフィングボックスで12山/25mmの機械捲縮を付与し、70℃の熱風で乾燥した。   The obtained fiber is preheated with atmospheric pressure steam so that the yarn temperature becomes 75 ° C. and introduced into a stuffing box having an inlet pressure of 0.06 MPa and an outlet pressure of 0.01 MPa, and the number of crimps is 12 peaks / 25 mm. Was granted. Thereafter, crimp expression treatment was performed at 113 ° C. in a relaxed state. Further, the yarn after the crimp expression treatment is redrawn at a steam temperature of 100 ° C. at a magnification of 1.2 times to eliminate the crimp, and further in a stuffing box to improve the entanglement at the time of spinning. A 12 crimps / 25 mm mechanical crimp was applied and dried with hot air at 70 ° C.

得られた繊維の横断面観察ではアクリロニトリル系ポリマー(A)成分からなる層(III)と、エステル系ポリマー(B)がアクリロニトリル系ポリマー(A)中に分散している層(IV)が交互に縞状に積層されている構造が確認され、多層複合型アクリル繊維が得られていることがわかった。また、層(IV)においては、アクリロニトリル系ポリマー(A)が海、エステル系ポリマー(B)が島である海島構造が見られたが、いずれの層においても明確な孔は観察されず、この時点ではアクリル繊維は多孔質化していなかった。断面観察により、合計の平均層数(N)が4.1、断面中に含まれる層(IV)の占める面積分率としては73%であった。また、エステル系ポリマー(B)からなる島部の個数は157個、平均直径(De)は0.82μm、最大直径(Demax)は3.9μm、海島率は31.5%であった。   In the cross-sectional observation of the obtained fiber, the layer (III) composed of the acrylonitrile polymer (A) component and the layer (IV) in which the ester polymer (B) is dispersed in the acrylonitrile polymer (A) are alternately arranged. The structure laminated | stacked in stripe form was confirmed, and it turned out that the multilayer composite type acrylic fiber is obtained. Further, in the layer (IV), a sea-island structure in which the acrylonitrile-based polymer (A) is the sea and the ester-based polymer (B) is the island was observed, but no clear pores were observed in any layer, At that time, the acrylic fiber was not made porous. According to cross-sectional observation, the total average number of layers (N) was 4.1, and the area fraction occupied by the layer (IV) contained in the cross-section was 73%. Further, the number of island portions made of the ester polymer (B) was 157, the average diameter (De) was 0.82 μm, the maximum diameter (Demax) was 3.9 μm, and the sea-island ratio was 31.5%.

また、得られた多層複合型アクリル繊維を沸水中で10分間処理することで捲縮を顕在化させ、100℃で乾燥した後、単糸強度、捲縮数、捲縮変動率を測定した結果を表1に示す。沸水処理後に、立体的な捲縮を発現し、嵩高性に優れる多層複合型アクリル繊維となった。   In addition, the resulting multilayer composite acrylic fiber was treated in boiling water for 10 minutes to reveal crimps, dried at 100 ° C., and then measured for single yarn strength, number of crimps, and crimp fluctuation rate. Is shown in Table 1. After the boiling water treatment, a three-dimensional crimp was developed, and a multilayer composite acrylic fiber excellent in bulkiness was obtained.

実施例3
原液(a)としては実施例1と同じものを使用した。
Example 3
The same stock solution (a) as in Example 1 was used.

原液(b)としては、原液(a)を348.5mL/min、エステル系ポリマー(B)の15.0重量%DMSO溶液を377.5mL/minとなるように、それぞれ独立したギアポンプで計量し、両者をエレメント数14のスタティックミキサーを使って配管内で混合し、原液(b)を得た。   The stock solution (b) was measured with an independent gear pump so that the stock solution (a) was 348.5 mL / min and the 15.0 wt% DMSO solution of the ester polymer (B) was 377.5 mL / min. Both were mixed in a pipe using a static mixer having 14 elements to obtain a stock solution (b).

次に、原液(a)を268.5mL/minとなるようにギアポンプを用いて計量し、口金直前で原液(b)と合わせ、エレメント数9のスタティックミキサーを使用して配管内で原液を層状に積層し、口金孔数20000、口径0.065mmφの円形状口金より押し出し、40℃の40重量%DMSO/水混合溶液からなる凝固浴中に吐出した。このときの紡糸原液流の分割層数は512、単糸中理論層数(Ncal)は3.3である。凝固に引き続き、糸条を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単糸繊度が3dtexのアクリル繊維を得た。   Next, the stock solution (a) is weighed using a gear pump so as to be 268.5 mL / min, and is combined with the stock solution (b) just before the die, and the stock solution is layered in the pipe using a static mixer with 9 elements. Were extruded from a circular die having a number of nozzle holes of 20000 and a diameter of 0.065 mmφ, and discharged into a coagulation bath made of a 40 wt% DMSO / water mixed solution at 40 ° C. At this time, the number of divided layers of the spinning dope is 512, and the number of theoretical layers in single yarn (Ncal) is 3.3. Following the solidification, the yarn is taken up at 5.0 m / min, and then is stretched in a two-stage drawing bath composed of a 30 wt% DMSO / water mixed solution at 70 ° C. and a 10 wt% DMSO / water mixed solution at 90 ° C. After stretching by 0 times, it was washed with a water bath at 25 ° C. and then passed through a hot drum at 160 ° C. to obtain an acrylic fiber having a single yarn fineness of 3 dtex.

得られた繊維を常圧水蒸気で糸条温度が75℃になるように予熱し、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て捲縮数12山/25mmの捲縮を付与した。その後、113℃、弛緩状態で捲縮発現処理をした。さらに、この捲縮発現処理後の糸条を蒸気温度100℃下で1.2倍の倍率で再延伸して捲縮を消失させ、さらに紡績時の絡合性を良くするためにスタッフィングボックスで12山/25mmの機械捲縮を付与し、70℃の熱風で乾燥した。   The obtained fiber is preheated with atmospheric pressure steam so that the yarn temperature becomes 75 ° C. and introduced into a stuffing box having an inlet pressure of 0.06 MPa and an outlet pressure of 0.01 MPa, and the number of crimps is 12 peaks / 25 mm. Was granted. Thereafter, crimp expression treatment was performed at 113 ° C. in a relaxed state. Further, the yarn after the crimp expression treatment is redrawn at a steam temperature of 100 ° C. at a magnification of 1.2 times to eliminate the crimp, and further in a stuffing box to improve the entanglement at the time of spinning. A 12 crimps / 25 mm mechanical crimp was applied and dried with hot air at 70 ° C.

得られた繊維の横断面観察ではアクリロニトリル系ポリマー(A)成分からなる層(III)と、エステル系ポリマー(B)がアクリロニトリル系ポリマー(A)中に分散している層(IV)が交互に縞状に積層されている構造が確認され、多層複合型アクリル繊維が得られていることがわかった。また、層(IV)においては、アクリロニトリル系ポリマー(A)が海、エステル系ポリマー(B)が島である海島構造が見られたが、いずれの層においても明確な孔は観察されず、この時点ではアクリル繊維は多孔質化していなかった。断面観察により、合計の平均層数(N)が3.5、断面中に含まれる層(IV)の占める面積分率としては73%であった。また、エステル系ポリマー(B)からなる島部の個数は141個、平均直径(De)は0.84μm、最大直径(Demax)は3.8μm、海島率は30.7%であった。   In the cross-sectional observation of the obtained fiber, the layer (III) composed of the acrylonitrile polymer (A) component and the layer (IV) in which the ester polymer (B) is dispersed in the acrylonitrile polymer (A) are alternately arranged. The structure laminated | stacked in stripe form was confirmed, and it turned out that the multilayer composite type acrylic fiber is obtained. Further, in the layer (IV), a sea-island structure in which the acrylonitrile-based polymer (A) is the sea and the ester-based polymer (B) is the island was observed, but no clear pores were observed in any layer, At that time, the acrylic fiber was not made porous. According to cross-sectional observation, the total average number of layers (N) was 3.5, and the area fraction occupied by the layer (IV) included in the cross-section was 73%. The number of island parts made of ester polymer (B) was 141, the average diameter (De) was 0.84 μm, the maximum diameter (Demax) was 3.8 μm, and the sea-island ratio was 30.7%.

また、得られた多層複合型アクリル繊維を沸水中で10分間処理することで捲縮を顕在化させ、100℃で乾燥した後、単糸強度、捲縮数、捲縮変動率を測定した結果を表1に示す。沸水処理後に、立体的な捲縮を発現し、嵩高性に優れる多層複合型アクリル繊維となった。   In addition, the resulting multilayer composite acrylic fiber was treated in boiling water for 10 minutes to reveal crimps, dried at 100 ° C., and then measured for single yarn strength, number of crimps, and crimp fluctuation rate. Is shown in Table 1. After the boiling water treatment, a three-dimensional crimp was developed, and a multilayer composite acrylic fiber excellent in bulkiness was obtained.

比較例1
原液(a)としては実施例1と同じものを使用した。
Comparative Example 1
The same stock solution (a) as in Example 1 was used.

原液(b)としては、原液(a)を8.7mL/min、エステル系ポリマー(B)の15.0重量%DMSO溶液を9.4mL/minとなるように、それぞれ独立したギアポンプで計量し、両者をエレメント数14のスタティックミキサーを使って配管内で混合し、原液(b)を得た。   The stock solution (b) was measured with an independent gear pump so that the stock solution (a) was 8.7 mL / min and the ester-based polymer (B) 15.0 wt% DMSO solution was 9.4 mL / min. Both were mixed in a pipe using a static mixer having 14 elements to obtain a stock solution (b).

次に、原液(a)を6.7mL/minとなるようにギアポンプを用いて計量し、口金直前で原液(b)と合わせ、エレメント数6のスタティックミキサーを使用して配管内で原液を層状に積層し、口金孔数500、口径0.065mmφの円形状口金より押し出し、40℃の40重量%DMSO/水混合溶液からなる凝固浴中に吐出した。このときの紡糸原液流の分割層数は64、単糸中理論層数(Ncal)は2.6である。凝固に引き続き糸条を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単糸繊度が3dtexのアクリル繊維を得た。   Next, the stock solution (a) is weighed using a gear pump so as to be 6.7 mL / min, combined with the stock solution (b) just before the die, and the stock solution is layered in the pipe using a static mixer with 6 elements. And extruded from a circular die having a die number of 500 and a diameter of 0.065 mm. At this time, the number of divided layers of the spinning dope is 64, and the number of theoretical layers (Ncal) in single yarn is 2.6. After the solidification, the yarn is taken up at 5.0 m / min, and then 6.0 in a two-stage drawing bath composed of a 30 wt% DMSO / water mixed solution at 70 ° C. and a 10 wt% DMSO / water mixed solution at 90 ° C. After being stretched, it was washed in a water bath at 25 ° C. and then passed through a hot drum at 160 ° C. to obtain an acrylic fiber having a single yarn fineness of 3 dtex.

得られた繊維を常圧水蒸気で糸条温度が75℃になるように予熱し、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て捲縮数12山/25mmの捲縮を付与した。その後、113℃、弛緩状態で捲縮発現処理をした。さらに、この捲縮発現処理後の糸条を蒸気温度100℃下で1.2倍の倍率で再延伸して捲縮を消失させ、さらに紡績時の絡合性を良くするためにスタッフィングボックスで12山/25mmの機械捲縮を付与し、70℃の熱風で乾燥した。   The obtained fiber is preheated with atmospheric pressure steam so that the yarn temperature becomes 75 ° C. and introduced into a stuffing box having an inlet pressure of 0.06 MPa and an outlet pressure of 0.01 MPa, and the number of crimps is 12 peaks / 25 mm. Was granted. Thereafter, crimp expression treatment was performed at 113 ° C. in a relaxed state. Further, the yarn after the crimp expression treatment is redrawn at a steam temperature of 100 ° C. at a magnification of 1.2 times to eliminate the crimp, and further in a stuffing box to improve the entanglement at the time of spinning. A 12 crimps / 25 mm mechanical crimp was applied and dried with hot air at 70 ° C.

得られた繊維の横断面観察では、アクリロニトリル系ポリマー(A)成分からなる層(III)と、エステル系ポリマー(B)がアクリロニトリル系ポリマー(A)中に分散している層(IV)が2層以上積層されている構造の他に、アクリロニトリル系ポリマー(A)成分からなる層(III)とのみからなる断面や、エステル系ポリマー(B)のみからなる層構造を持たない断面が観察された。断面観察により、合計の平均層数(N)が2.8、断面中に含まれる層(IV)の占める面積分率としては74%であった。また、エステル系ポリマー(B)からなる島部の個数は136個、平均直径(De)は0.87μm、最大直径(Demax)は3.7μm、海島率は30.4%であった。また、層(IV)においては、アクリロニトリル系ポリマー(A)が海、エステル系ポリマー(B)が島である海島構造が見られたが、いずれの層においても明確な孔は観察されず、この時点ではアクリル繊維は多孔質化していなかった。   In the cross-sectional observation of the obtained fiber, the layer (III) composed of the acrylonitrile polymer (A) component and the layer (IV) in which the ester polymer (B) is dispersed in the acrylonitrile polymer (A) are 2 In addition to the structure in which more than one layer is laminated, a cross section composed only of the layer (III) composed of the acrylonitrile polymer (A) component and a cross section having no layer structure composed only of the ester polymer (B) were observed. . As a result of cross-sectional observation, the total average number of layers (N) was 2.8, and the area fraction occupied by the layer (IV) contained in the cross-section was 74%. The number of island parts made of ester polymer (B) was 136, the average diameter (De) was 0.87 μm, the maximum diameter (Demax) was 3.7 μm, and the sea-island ratio was 30.4%. Further, in the layer (IV), a sea-island structure in which the acrylonitrile-based polymer (A) is the sea and the ester-based polymer (B) is the island was observed, but no clear pores were observed in any layer, At that time, the acrylic fiber was not made porous.

また、得られた多層複合型アクリル繊維を沸水中で10分間処理することで捲縮を顕在化させ、100℃で乾燥した後、単糸強度、捲縮数、捲縮変動率を測定した結果を表1に示す。沸水処理後に捲縮を発現したが、繊維1本1本で捲縮数がばらつき、表1に示すとおり実施例1〜3と比較して、捲縮数変動率が非常に大きい。これは、単糸中理論層数(Ncal)が2.6と低いため、得られる繊維の断面を構成するポリマーの組成が1本1本の繊維で大きく異なり合計の平均総数(N)が2.8と低く、繊維1本1本で捲縮発現性に大きな違いが生じたと推測される。   In addition, the resulting multilayer composite acrylic fiber was treated in boiling water for 10 minutes to reveal crimps, dried at 100 ° C., and then measured for single yarn strength, number of crimps, and crimp fluctuation rate. Is shown in Table 1. Crimps were developed after the boiling water treatment, but the number of crimps varied by one fiber, and as shown in Table 1, the crimp number fluctuation rate was very large as compared with Examples 1 to 3. This is because the number of theoretical layers (Ncal) in a single yarn is as low as 2.6, so that the composition of the polymer constituting the cross section of the obtained fiber is greatly different for each fiber, and the total average number (N) is 2. It is estimated that there was a large difference in crimp development between each fiber.

Figure 2008081883
Figure 2008081883

実施例4〜6
実施例1〜3で得られた多層複合型アクリル繊維をかせとして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)の重量減量を表2に示す。アルカリ処理後の繊維横断面観察を行ったところ、いずれの繊維もアクリロニトリル系ポリマー(A)からなる層(I)と、空孔を多数有するアクリロニトリル系ポリマー(A)からなる層(II)が交互に縞状に積層されている構造が確認され、多層複合構造を有する軽量アクリル繊維が得られていることがわかった。おのおのの繊維について、合計の平均層数(N)、断面中に含まれる層(II)の占める面積分率、空孔の数、空孔の平均直径(Dv)、最大直径(Dvmax)、中空率を求めた結果を表2に示す。
Examples 4-6
The multilayer composite acrylic fiber obtained in Examples 1 to 3 was used as a skein and immersed in a 1.5 wt% (pH 13.5) sodium hydroxide aqueous solution so that the bath ratio was 1: 100 or more, and 60 ° C., 120 min. The alkali treatment was performed. Table 2 shows the weight loss of the fiber (skein) before and after the alkali treatment. When the cross section of the fiber after the alkali treatment was observed, the layer (I) made of acrylonitrile polymer (A) and the layer (II) made of acrylonitrile polymer (A) having many vacancies were alternately found in each fiber. It was found that lightweight acrylic fibers having a multilayer composite structure were obtained. For each fiber, the total average number of layers (N), the area fraction occupied by the layer (II) contained in the cross section, the number of holes, the average diameter (Dv) of the holes, the maximum diameter (Dvmax), hollow The results of the rate are shown in Table 2.

得られた軽量アクリル繊維はいずれも表2に示すとおり高い強度および安定した変動率を示し、優れた力学特性を有していた。   As shown in Table 2, all of the obtained lightweight acrylic fibers showed high strength and a stable fluctuation rate, and had excellent mechanical properties.

比較例2
比較例1で得られたアクリル繊維をかせとして実施例4〜6と同様のアルカリ処理を行った。アルカリ処理前後で繊維(かせ)の重量減量を表2に示す。アルカリ処理後の繊維横断面観察を行ったところ、アクリロニトリル系ポリマー(A)からなる層(I)と、空孔を多数有するアクリロニトリル系ポリマー(A)からなる層(II)が2層以上積層されている構造の他に、アクリロニトリル系ポリマー(A)成分からなる層(I)とのみからなる断面や、空孔を多数有するアクリロニトリル系ポリマー(A)からなる層(II)のみからなる多層複合構造を持たない断面が観察され、合計の平均層数(N)は2.9であった。この繊維について、断面中に含まれる層(II)の占める面積分率、空孔の数、空孔の平均直径(Dv)、最大直径(Dvmax)、中空率、強度、強度変動率を求めた結果を表2に示す。実施例4〜6の繊維と比較して強度が低く、また強度の変動率が大きく、単糸ごとに強度のばらつきが大きい。この理由としては合計の平均層数(N)が2.9と少ないことで、繊維の断面を構成するポリマーの組成が1本1本の繊維で大きく異なるため、繊維1本1本で強度に大きな違いが生じたと推測される。
Comparative Example 2
The same alkali treatment as in Examples 4 to 6 was performed using the acrylic fiber obtained in Comparative Example 1 as a skein. Table 2 shows the weight loss of the fiber (skein) before and after the alkali treatment. When the cross section of the fiber after the alkali treatment was observed, two or more layers (I) composed of the acrylonitrile polymer (A) and two (II) layers composed of the acrylonitrile polymer (A) having many pores were laminated. In addition to the structure described above, a multilayer composite structure consisting only of a layer consisting of only the layer (I) composed of the acrylonitrile-based polymer (A) component, or a layer (II) composed of the acrylonitrile-based polymer (A) having many pores A cross-section having no A was observed, and the total average number of layers (N) was 2.9. For this fiber, the area fraction occupied by the layer (II) contained in the cross section, the number of holes, the average diameter (Dv) of the holes, the maximum diameter (Dvmax), the hollow ratio, the strength, and the strength fluctuation rate were determined. The results are shown in Table 2. Compared with the fibers of Examples 4 to 6, the strength is low, the fluctuation rate of strength is large, and the variation in strength is large for each single yarn. This is because the total average number of layers (N) is as small as 2.9, and the composition of the polymer constituting the cross section of the fiber is greatly different for each fiber. It is speculated that a big difference has occurred.

Figure 2008081883
Figure 2008081883

本発明の軽量アクリル繊維は、繊維製品とした場合でも十分な強度と中空率を両立する他、従来品と比較して粉塵の発生がなく取り扱い性、発色性に優れ、カーテン、毛布、絨毯、足ふきマット、タオル、ドライヤーカンバス、セーター、肌着、靴下、さらには空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。また、本発明の多層複合型アクリル繊維は、優れた捲縮発現性を有する他、発色性に優れ、アルカリにより容易にエステル系ポリマー(B)が溶出されることから、上述の軽量アクリル繊維の前駆体繊維として好適に用いることができる。また、本発明の軽量アクリル繊維の製造方法により、上述のような軽量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。また、本発明の多層複合型アクリル繊維の製造方法により、上述のような優れた多層複合型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。   The lightweight acrylic fiber of the present invention has both sufficient strength and hollowness even when used as a textile product, and is excellent in handleability and color development without generation of dust compared to conventional products, curtains, blankets, carpets, Suitable for antibacterial clothing, chemical solution sustained-release materials, cell culture media, etc. by adsorbing functional agents on the surface of mats, towels, dryer canvas, sweaters, underwear, socks, and pores and porous fibers Can do. In addition, the multilayer composite acrylic fiber of the present invention has excellent crimp developability, excellent color developability, and the ester polymer (B) is easily eluted by alkali. It can be suitably used as a precursor fiber. Moreover, the lightweight acrylic fiber manufacturing method of the present invention can obtain the lightweight acrylic fiber as described above with high productivity without requiring special processing conditions and capital investment. In addition, according to the method for producing a multilayer composite acrylic fiber of the present invention, an excellent multilayer composite acrylic fiber as described above can be obtained with high productivity without requiring special processing conditions and capital investment.

Claims (4)

アクリロニトリル系ポリマー(A)からなる層(I)と、平均直径(Dv)が0.1μm以上1μm以下の空孔を有するアクリロニトリル系ポリマー(A)からなる層(II)からなり、繊維横断面において層(I)と層(II)の合計の平均層数(N)が3層を超えるように縞状に積層された多層複合構造を有することを特徴とする軽量アクリル繊維。   A layer (I) made of acrylonitrile polymer (A) and a layer (II) made of acrylonitrile polymer (A) having pores with an average diameter (Dv) of 0.1 μm or more and 1 μm or less, A lightweight acrylic fiber characterized by having a multilayer composite structure in which the total average number of layers (N) of layers (I) and (II) exceeds 3 layers is laminated. アクリロニトリル系ポリマー(A)の層(III)と、エステル系ポリマー(B)がアクリロニトリル系ポリマー(A)中に分散している層(IV)からなり、繊維横断面において層(III)と層(IV)の合計の平均層数(N)が3層を超えるように縞状に積層された多層複合構造を有することを特徴とする多層複合型アクリル繊維。   The layer (III) of the acrylonitrile-based polymer (A) and the layer (IV) in which the ester-based polymer (B) is dispersed in the acrylonitrile-based polymer (A) are composed of layers (III) and ( A multilayer composite acrylic fiber having a multilayer composite structure in which the total number of layers (N) of (IV) exceeds 3 layers, and is laminated in a striped pattern. 請求項2記載の多層複合型アクリル繊維から、アルカリ溶液によりエステル系ポリマー(B)を溶出することを特徴とする請求項1記載の軽量アクリル繊維の製造方法。   The method for producing a lightweight acrylic fiber according to claim 1, wherein the ester-based polymer (B) is eluted from the multilayer composite acrylic fiber according to claim 2 with an alkaline solution. アクリロニトリル系ポリマー(A)の原液(a)と、エステル系ポリマー(B)をアクリロニトリル系ポリマー(A)と混合した原液(b)を多層分割して紡糸口金に導入し製糸することを特徴とする請求項2記載の多層複合型アクリル繊維の製造方法。   A stock solution (a) of an acrylonitrile-based polymer (A) and a stock solution (b) obtained by mixing an ester-based polymer (B) with an acrylonitrile-based polymer (A) are divided into multiple layers, introduced into a spinneret, and then formed. The manufacturing method of the multilayer composite type acrylic fiber of Claim 2.
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