JP4084669B2 - 複合化繊維の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アクリロニトリル系ポリマーと酢酸セルロースとからなる複合化繊維の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アクリロニトリル系ポリマーと酢酸セルロースとは、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホオキシド等の共通溶剤に溶解することが可能であり、酢酸セルロースとアクリロニトリル系ポリマーと酢酸セルロースとが溶解した混合溶液（例えばポリマー濃度２０重量％）は、比較的原液安定性に優れ、相当長時間相分離しない安定な状態が保持される。この点を利用し、従来よりアクリロニトリル系ポリマーと酢酸セルロースを共通溶剤に混合溶解した原液を繊維状に賦形する試みがなされ、得られたアクリロニトリル系ポリマーと酢酸セルロースからなる複合化繊維は、涼感並びに吸湿性等の優れた性能を有するものとして知られている。
【０００３】
しかしながら、アクリロニトリル系ポリマーと酢酸セルロースとの混合溶液を４００倍程度の光学顕微鏡にて微視的に観察すると、ポリマー相が分離しており、必ずしも相溶性の良いものではない。このような混合溶液を紡糸原液として用い湿式紡糸を行う場合、アクリロニトリル系ポリマーのみを用いる通常のアクリル繊維の場合と比較して、延伸性が低い傾向にあり、また得られた複合化繊維の糸物性も通常のアクリル繊維に比較して低下する傾向にある。一般に、繊維強度を向上させるために紡糸工程での延伸倍率を高める手段がとられるが、複合化繊維の場合、延伸性が悪いためこのような手段をとることが困難であり、結果として高強度の複合化繊維を得ることが困難であった。
【０００４】
かかる問題を解決する手段として、アクリロニトリル系ポリマーと酢酸セルロースの双方に親和性のあるセグメントを有するＡ−Ｂ型ブロック共重合体をアクリロニトリル系ポリマーと酢酸セルロースとの混合溶液に添加することにより、両ポリマーの相溶性を高め、複合化繊維の機械物性を改善する試みが提案されている（特許文献１参照）。しかし、このＡ−Ｂ型ブロック共重合体添加による方法は、延伸性を向上させる効果はなく、機械的物性を若干改善する傾向にはあるものの、高強度の複合化繊維を得るには十分なものではない。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭５５−６２９５３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、アクリロニトリル系ポリマーと酢酸セルロースからなる複合化繊維を得る際の紡糸工程での延伸性を著しく向上させることにより、高強度及び細繊度のアクリロニトリル系ポリマーと酢酸セルロースとの複合化繊維を得ることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、アクリロニトリル系ポリマーと酢酸セルロースとを用い、湿式又は乾湿式紡糸して複合化繊維を製造するに際し、紡糸工程でのゲル膨潤状態の糸条に酢酸セルロースに対し可塑化能力を有する可塑剤を付与した後、乾熱延伸を施すことを特徴とする複合化繊維の製造方法にある。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明において用いられアクリロニトリル（以下ＡＮという）系ポリマーは、ＡＮとＡＮと共重合可能なビニルモノマーとから構成され、ＡＮが５０重量％以上含まれるポリマーである。
【０００９】
ＡＮと共重合可能なビニルモノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸或いはこれらのアルキルエステル、酢酸ビニル、アクリルアミド、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、グリシジルメタクリレート、グリシジルアクリレート、アリルスルホン酸ナトリウム、スチレンスルホン酸ナトリウム等が挙げられ、単独で或いは２種以上組み合わされていてもよく、品質、コストの面から特に酢酸ビニル、アクリル酸メチルが好ましく用いられる。
【００１０】
また、酢酸セルロースとしては、好ましくは酢化度４５〜６２％、より好ましくは酢化度５２〜５８％の酢酸セルロースが用いられる。
【００１１】
本発明においては、これらＡＮ系ポリマーと酢酸セルロースとを用い、湿式又は乾湿式紡糸して複合化繊維を製造するが、紡糸に当たっては予めＡＮ系ポリマーと酢酸セルロースとをこれらの共通溶剤に溶解した混合溶液を紡糸原液とする。紡糸原液におけるＡＮ系ポリマーと酢酸セルロースとの比（重量）は５：５〜８：２、好ましくは６：４〜７：３とすることが望ましい。また紡糸原液のポリマー濃度は１５〜２５重量、好ましくは２０重量％前後とする。
【００１２】
共通溶剤としては、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホオキシド等の有機溶剤が好ましく用いられる。紡糸原液はノズルより直接凝固浴に吐出され或いは一旦空気に吐出した後凝固浴に導かれ、凝固しゲル膨潤状態の糸条が形成される。凝固浴としては共通溶剤の水溶液が用いられる。
【００１３】
本発明においては、紡糸されたゲル膨潤状態の糸条に酢酸セルロースに対し可塑化能力を有する可塑剤を付与することが必須である。可塑剤としては、酢酸セルロースに対し可塑化能力を有するものであればよいが、リン酸トリフェニル、トリアセチン、フタル酸ジメチル、ジシクロヘキシルフタル酸、ブチルフタリルブチルグリコレート、ポリエチレングリコール、ビスフェノールＡ等が好ましく用いられ、これらは単独或いは２種以上組み合わされていてもよい。
【００１４】
可塑剤は、酢酸セルロースに対し０．２〜５０重量％、好ましくは０．５〜４０重量％付着させる。０．２重量％より少ない場合は、可塑化効果は小さく、５０重量％以上の場合は、逆に紡糸性が低下する。
【００１５】
可塑剤をゲル膨潤状態の糸条に付与する形態としては、可塑剤が液体の場合は、可塑剤単独で付与することもできるが、糸条への付着斑を極力抑えるためには、可塑剤の水溶液或いは水系乳化分散液として付与することが好ましい。水溶液或いは分散液中の可塑剤濃度は特に限定はない。また、その付与手法も特に限定はなく、代表的な手法としては、ディップ−ニップに代表される浸漬法やスプレー噴霧法等がある。糸条へ可塑剤を付与する手法として紡糸原液への添加があるが、本発明のゲル膨潤状態の糸条に付与する場合と比較し、紡糸原液の溶剤への可溶性が必要であり、凝固浴や洗浄漕での脱落が懸念される等の問題があり好ましくない。
【００１６】
ゲル膨潤状態の糸条への可塑剤の付与は、凝固浴で凝固し、洗浄槽で洗浄すると共に延伸するに至るいわゆる紡糸工程でのゲル膨潤状態の凝固糸条に可塑剤を付与する。また、本発明においては、可塑剤の付与されたゲル膨潤状態の糸条を、必要に応じ乾燥した後、乾熱延伸することが必須である。本発明は、可塑剤のゲル膨潤状態の糸条への付与により、糸条を構成する酢酸セルロースの延伸性、特に乾熱雰囲気下での延伸性を向上させるものである。
【００１７】
また、乾熱延伸は、通常蒸気又は電熱にて加熱されたロール間で乾熱延伸されるが、乾熱温度は１５０℃〜２００℃であることが好ましい。温度が１５０℃未満の場合は、延伸性が劣る傾向にあり、また２００℃以上の場合は、繊維の着色が著しくなる傾向にある。
【００１８】
【実施例】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。
【００１９】
（実施例１）
アクリロニトリル／酢酸ビニル＝９３／７（重量比）のアクリロニトリル系ポリマーと酢酸セルロース（ダイセル（株）製ＭＩフレーク）とを、重量比で７：３となるように混合しジメチルアセトアミドを共通溶剤として溶解してポリマー濃度２０重量％の紡糸原液を調製した。この紡糸原液を孔径６０μｍ、孔数１０００のノズルを用い、浴温４０℃、ジメチルアセトアミド４０％水溶液の凝固浴中に吐出させ、その凝固糸を洗浄、表１に示す倍率に湿熱延伸した後、更にゲル膨潤状態の凝固糸を可塑剤であるポリエチレングリコールの２０重量％水溶液に浸漬し、搾液して酢酸セルロースに対しポリエチレングリコールを７重量％付着させて乾燥し、加熱ロール間で乾熱１７０℃で表１に示す最大倍率の０．６倍に乾熱延伸して複合化繊維を得た。その製造過程での延伸性について測定した結果を表１に示した。また、繊維物性も表１に示した。
【００２０】
（実施例２）
実施例１において、ポリエチレングリコールの２０重量％水溶液をトリアセチンの２０重量％水系分散液に代えた以外は、実施例１と同様にして複合化繊維を得た。その製造過程での延伸性について測定した結果を表１に示した。また、繊維物性も表１に示した。
【００２１】
（実施例３）
アクリロニトリル／酢酸ビニル＝９３／７（重量比）のアクリロニトリル系ポリマーと酢酸セルロース（ダイセル（株）製ＭＩフレーク）とを、重量比で６：４となるように混合しジメチルアセトアミドを共通溶剤として溶解してポリマー濃度２０重量％の紡糸原液を調製した。この紡糸原液を孔径６０μｍ、孔数１０００のノズルを用い、浴温４０℃、ジメチルアセトアミド４０重量％水溶液の凝固浴中に吐出させ、その凝固糸を洗浄、表１に示す倍率に湿熱延伸した後、更にゲル膨潤状態の凝固糸を可塑剤であるポリエチレングリコールの２０重量％水溶液に浸漬し、搾液して乾燥し、加熱ロール間で乾熱１７０℃で表１に示す最大倍率の０．６倍に乾熱延伸して複合化繊維を得た。その製造過程での延伸性について測定した結果を表１に示した。また、繊維物性も表１に示した。
【００２２】
（実施例４）
実施例３において、ポリエチレングリコールの２０重量％水溶液をトリアセチンの２０重量％水系分散液に代えた以外は、実施例３と同様にして単繊維繊度 デニールの複合化繊維を得た。その製造過程での延伸性について測定した結果を表１２に示した。また、繊維物性も表１に示した。
【００２３】
（比較例１）
実施例１において、ポリエチレングリコールの２０重量％水溶液を付与しない以外は、実施例３と同様にして複合化繊維を得た。その製造過程での延伸性について測定した結果を表１に示した。また、繊維物性も表１に示した。 デニールであった。
【００２４】
（比較例２）
実施例３において、ポリエチレングリコールの２０重量％水溶液を付与しない以外は、実施例３と同様にして複合化繊維を得た。その製造過程での延伸性について測定した結果を表１に示した。また、繊維物性も表１に示した。
【００２５】
【表１】

【００２６】
表１によれば、実施例１〜４は、比較例１〜２に比べ、その湿熱延伸が同じ倍率であっても、乾熱延伸性が著しく向上しており、高強度、細繊度の複合化繊維を得られることが判る。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、涼感並びに吸湿性等の優れた性能を有するアクリロニトリル系ポリマーと酢酸セルロースからなる複合化繊維であって、従来達成できなかった高強度、細繊度の複合化繊維を安定に得ることができ、本発明の工業的意義は極めて大である。

Claims (3)

1. アクリロニトリル系ポリマーと酢酸セルロースとを用い、湿式又は乾湿式紡糸して複合化繊維を製造するに際し、紡糸工程でのゲル膨潤状態の糸条に酢酸セルロースに対し可塑化能力を有する可塑剤を付与した後、乾熱延伸を施すことを特徴とする複合化繊維の製造方法。
2. 酢酸セルロースに対し可塑化能力を有する可塑剤を水溶液或いは水系乳化分散液として用いる請求項１記載の複合化繊維の製造方法。
3. 酢酸セルロースに対し可塑化能力を有する可塑剤として、リン酸トリフェニル、トリアセチン、フタル酸ジメチル、ジシクロヘキシルフタル酸、ブチルフタリルブチルグリコレート、ポリエチレングリコール、ビスフェノールＡからなる群から選ばれる少なくとも一つを用いる請求項１又は２記載の複合化繊維の製造方法。