JP4102582B2 - アクリル系異形断面細繊度繊維の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、衣料用途、建寝装用途に適したアクリル系異形断面細繊度繊維の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、アクリル系繊維は、その優れた嵩高性、風合い、染色性等の特徴からカーテン、カーペット、ハイパイル、モケット、毛布等の建寝装分野、ニット、ジャージ等の衣料分野で広く用いられている。繊維の断面形状は、その最終製品の外観、特に風合いに大きく関与しており、製品の特徴を決定づけられ、アクリル繊維の断面には、真円型、空豆型、扁平型等があるが、その中でも楕円、特に亜鈴型（ドックボーン型）断面がソフト感、ハリコシ、ぬめり感等に特徴があり衣料、建寝装用途や最終製品に非常に良好な風合いを与える。
【０００３】
一方、最近の市場は、ソフト化傾向にあり、よりソフトで風合いのよいものが求められており、それ故ソフト感を与える２．０ｄｔｅｘ以下の細繊度繊維に対する要求が高く、アクリル繊維においても細繊度繊維が求められている。しかし、細繊度繊維の場合、紡績工程における生産性が低くなるとともに、糸切れや毛羽等加工性に問題が生じ易く、高生産性で、かつ高強力のアクリル系細繊度繊維に対する要求が非常に高いものである。
【０００４】
偏平或いは亜鈴型断面のような異形断面アクリル系繊維の場合、湿式紡糸法によるときは、例えば特開平１１-２１７７２３号公報の実施例にあるように目的の形状を有する異形ノズルを用いて製造されるのが普通であるが、この異形ノズルの製作は、通常の丸形ノズルに比較して加工が難しくコストが高くなるうえ、ノズル孔の加工精度の点から小孔径化にも限度があり、そのため製造できる単繊維繊度が制限されていた。つまり、異形断面アクリル系繊維においては、湿式紡糸法により細繊度繊維を得ることは非常に困難であった。
【０００５】
また、異形ノズルの形状を繊維上で形成維持するための紡糸条件を採用する必要があり、その場合には高強度の繊維は得られ難い傾向にあった。一方、特開平８−３３７９１７号公報にて、芯鞘複合型紡糸ノズルを用い凝固価の異なる成分を芯部と鞘部に用いることによる異形断面繊維の製造方法が提案されているが、この方法では特殊なノズル及びノズルホルダーを用いる必要があり、製造コストが高くなる上、やはり細繊度繊維を容易に得ることは困難であった。また特開平６−２２０７２０号公報で提案されているように乾式紡糸法によっては異形断面で細繊度のアクリル系繊維は得られるが、この場合も生産性が非常に低く製造コストが高くなってしまうという問題点があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、良好なハリコシ、ぬめり感があり、加工性に優れた良好な物性を有し、ソフトで風合いに優れた湿式紡糸法によるアクリル系異形断面細繊度繊維を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、アクリロニトリルを８０重量％以上含むアクリロニトリル系ポリマーをポリマー濃度１２〜３０重量％になるように有機溶剤に溶解した紡糸原液を用い、有機溶剤濃度が１５〜４５重量％の凝固浴中に、孔形状が円形で、１孔当たりの孔面積が２．０×１０ ^−３ 〜１５×１０ ^−３ ｍｍ ^２ であるノズルから吐出し、ノズルからの紡糸原液吐出速度に対する紡出糸の引取速度の比を０．１〜０．５の範囲として紡糸し、かつ凝固浴を出た糸条を７〜１５倍に延伸することを特徴とするアクリル系異形断面細繊度繊維の製造方法、にある。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明におけるアクリロニトリル（以下ＡＮと略す）系ポリマーは、ＡＮが８０重量％以上、好ましくは９０重量％以上含むポリマーであれば、ＡＮの単独ポリマーであってもよいが、２０重量％を超えない範囲で、ＡＮと共重合可能なビニルモノマーが共重合されたＡＮコポリマーであってもよい。ＡＮ系ポリマーにおけるＡＮ量が８０重量％未満の場合は、物性や耐熱性に劣る繊維となる。
【０００９】
ＡＮと共重合可能なビニルモノマーとしては、例えばアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸等の不飽和カルボン酸及びこれらの塩、アクリル酸メチル、アクリル酸ブチル等のメタクリル酸エステル類、メチルビニルケトン類、酢酸ビニル等のビニルエステル類、アクリルアミド及びそのアルキル置換体、ビニルスルホン酸、メタリルスルホン酸等の不飽和スルホン酸及びその塩類、スチレン、α−メチルスチレン等のスチレン及びそのアルキル又はハロゲン置換体、アリルアルコール及びそのエステル又はエーテル類、塩化ビニル、塩化ビニリデン等のハロゲン化ビニル又はハロゲン化ビニリデン等が挙げられる。
【００１０】
本発明のアクリル系異形断面細繊度繊維は、湿式紡糸法によって得られた繊維であって、単繊維の断面形状が扁平率１．５〜５．０の範囲にある異形をなしている。異形の断面形状としては特に楕円型、亜鈴型であることがソフト感に加え、ぬめり感を発揮させるうえで好ましい。なお、扁平率とは繊維断面での長辺ａと短辺ｂの比ａ／ｂをいう。扁平率が１．５未満では、異形効果が現れずソフト感がなく、扁平率が５．０を超えると、紡績等の加工性が低下する上、繊維自体に腰がなくなる。
【００１１】
更に、本発明のアクリル系異形断面細繊度繊維は、単繊維繊度が２．０ｄｔｅｘ以下で、かつ単繊維強度が３．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上である要件を備える。単繊維繊度が２．０ｄｔｅｘを超えると、ソフトな風合いが発揮されなくなる。また、単繊維強度が３．０ｃＮ／ｄｔｅｘ未満では、毛羽、糸切れ発生が起こり易く、加工性に劣る。
【００１２】
本発明のアクリル系異形断面細繊度繊維は、以下の方法により製造される。即ち、ＡＮ８０重量％以上含むＡＮ系ポリマーをポリマー濃度１２〜３０重量％になるように有機溶剤に溶解した紡糸原液を用い、有機溶剤濃度が１５〜４５重量％の凝固浴中に、孔形状が円形で、１孔当たりの孔面積が２．０×１０^−３〜１５×１０^−３ｍｍ^２であるノズルから吐出し、ノズルからの紡糸原液吐出速度に対する紡出糸の引取速度の比、即ち紡糸ドラフトを０．１〜０．５の範囲として紡糸し、かつ凝固浴を出た糸条を７〜１５倍に延伸することによりアクリル系異形断面細繊度繊維を製造することができる。
【００１３】
本発明の製造方法においては、紡糸原液のポリマー濃度、凝固浴の有機溶剤濃度及び紡糸ドラフトは、扁平率１．５〜５．０の異形断面繊維を得るうえで重要な要因であり、紡糸原液のポリマー濃度が１２重量％未満では、目的とする異形断面形状が得られず、紡糸原液のポリマー濃度が３０重量％を超えると、紡糸原液の安定性が悪く、紡糸性等に悪影響を与える。
【００１４】
凝固浴の有機溶剤濃度は、１５〜４５重量％、好ましくは２０〜３５重量％であり、凝固浴の有機溶剤濃度が１５重量％未満では、紡出糸の延伸性が悪くなり十分な糸物性が得られず、有機溶剤濃度が４５重量％を超えると、目的とする異形断面形状が得られない。また、紡糸ドラフトが０．１未満では、凝固浴中で糸条が弛み、接着繊維や繊度斑を発生させ、紡糸ドラフトが０．５を超えると、目的とする異形断面形状が得られない。
【００１５】
本発明の製造方法において、紡糸原液、凝固浴に用いる有機溶剤は、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、アセトン等のＡＮ系ポリマーを溶解する有機溶剤であればよい。紡糸原液、凝固浴に用いる有機溶剤は互いに異なってもよいが、有機溶剤コスト、回収プロセス簡略化のため、紡糸原液と凝固浴とで同じ溶剤にすることが好ましい。
【００１６】
凝固浴中に紡糸原液を吐出させるノズルとしては、目的の細繊度繊維を得るうえで１孔当たりの孔面積が２．０×１０^−３〜１５×１０^−３ｍｍ^２、好ましくは２．５×１０^−３〜１０×１０^−３ｍｍ^２であるノズルを用いる。孔面積が２．０×１０^−３ｍｍ^２未満では、ノズル製作が困難であるうえノズル詰まりによる紡糸安定性の低下を招き、孔面積が１５×１０^−３ｍｍ^２を超えると、目的の２．０ｄｔｅｘ以下の細繊度繊維を得ることが困難になる。
【００１７】
更に、本発明の製造方法においては、延伸は、特に繊維に強度を与えるうえで重要な工程であり、単繊維強度が３．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の繊維を得るためには、湿式紡糸工程で凝固浴を出た糸条を７〜１５倍に延伸することが必要である。倍率が７倍未満では、目的の単繊維強度が得られず、倍率が１５倍を超えると、紡糸工程で延伸切れ等が発生し易くなり紡糸性が劣る。
【００１８】
また、本発明の製造方法における延伸は、凝固浴を出た糸条を多段階で延伸することが紡糸性を安定させるうえで好ましく、好ましい多段階延伸としては、凝固浴を出た糸条を、有機溶剤濃度が７０重量％以下の２０〜７０℃の延伸漕で１．０〜３．０倍、より好ましくは１．０〜２．０倍に延伸した後、５０〜１００℃の湿熱下で３．０〜１２．０倍、より好ましくは４．０〜９．０倍に延伸し、油剤付与、乾燥緻密化後に更に１００〜２００℃の乾熱又は加圧蒸気下で１．０〜３．０倍、より好ましくは１．０〜２．５倍に延伸し、全延伸倍率で７〜１５倍に延伸する。
【００１９】
【実施例】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。
【００２０】
（実施例１〜４、比較例１〜６）
表１に示すＡＮ含有量で酢酸ビニル共重合のＡＮ系ポリマーを、ジメチルアセトアミド（以下ＤＭＡc）に溶解し、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、孔径が３０〜５０μｍ、孔形状が円形、１孔あたりの孔面積６．５×１０^−３ｍｍ^２、孔数３万のノズルを用い、表１に示すＤＭＡc濃度のＤＭＡc水溶液からなる浴温３５℃の凝固浴中に吐出し、表１に示す紡糸ドラフトで紡糸し、凝固糸を、表１に示す全延倍倍率に延伸した。なお、実施例１、２、４、比較例４〜６ではＤＭＡc濃度５０重量％以下の３５℃の延伸漕で１．０倍、８０℃の湿熱下で６．０倍、更に、油剤付与、乾燥緻密化処理後、１８０℃の乾熱下で１．５倍の全延伸倍率９倍に延伸し、実施例３、比較例１〜３では同じ延伸漕で１．２倍、同じ湿熱下で６．０倍、更に、油剤付与、乾燥緻密化処理後、同じ乾熱下で１．６７倍の全延伸倍率１２倍に延伸した。
【００２１】
得られたトウを２５０Ｋｐａ加圧蒸気圧中で緩和処理を行い、その後機械的クリンプを付与し、単繊維繊度１．０〜１．５ｄｔｅｘの繊維を得た。得られた繊維の紡糸性、断面形状及び単繊維の繊度、強度を表２に示した。
【００２２】
【表１】

【００２３】
【表２】

【００２４】
（比較例７〜9）
ＡＮ含有量９３重量％の酢酸ビニル共重合のＡＮ系ポリマーを、ＤＭＡcに溶解し、ポリマー濃度１０重量％に調製した紡糸原液を用い、表３に示すＤＭＡc濃度の凝固浴、紡糸ドラフトとした以外は、実施例１と同様にして単繊維繊度０．８ｄｔｅｘ、２．２ｃＮ／ｄｔｅｘの繊維を得た。なお、比較例７、８での全延伸倍率１２倍の延伸は、実施例３の延伸条件、比較例９での全延伸倍率９倍の延伸は、実施例１の延伸条件と同じ条件で行った。得られた繊維の繊維断面形状は表３に示すとおりであった。
【００２５】
【表３】

【００２６】
（比較例１０）
ＡＮ含有量９３重量％の酢酸ビニル共重合のＡＮ系ポリマーを、ＤＭＡcに溶解し、ポリマー濃度１５重量％に調製した紡糸原液を用い、実施例３と同様にして紡糸し、凝固糸を延伸漕で１．２倍、湿熱下で５．０倍、更に乾熱下で１．０倍の全延伸倍率６倍に延伸した。得られた繊維は、単繊維繊度が１．０ｄｔｅｘ、断面形状が扁平率２．８の亜鈴型ではあったが、単繊維強度が２．５ｃＮ／ｄｔｅｘであった。なお、実施例３で得られた繊維は、単繊維強度が３．６ｃＮ／ｄｔｅｘであった。
【００２７】
【発明の効果】
本発明のアクリル系異形断面細繊度繊維は、湿式紡糸法によったものであり、良好なハリコシ、ぬめり感があり、加工性に優れた良好な物性を有し、極めてソフトで風合いに優れたものであり、カーテン、カーペット、ハイパイル、モケット、毛布等の建寝装分野、ニット、ジャージ等の衣料分野で好適なるものである。また、紡糸原液濃度、凝固浴濃度、ノズル孔面積、紡糸ドラフト、延伸倍率を特定の組み合わせとした本発明の製造方法によれば、かかるアクリル系異形断面細繊度繊維を湿式紡糸法により生産性高く、低コストで製造することができる。

Claims (2)

1. アクリロニトリルを８０重量％以上含むアクリロニトリル系ポリマーをポリマー濃度１２〜３０重量％になるように有機溶剤に溶解した紡糸原液を用い、有機溶剤濃度が１５〜４５重量％の凝固浴中に、孔形状が円形で、１孔当たりの孔面積が２．０×１０ ^−３ 〜１５×１０ ^−３ ｍｍ ^２ であるノズルから吐出し、ノズルからの紡糸原液吐出速度に対する紡出糸の引取速度の比を０．１〜０．５の範囲として紡糸し、かつ凝固浴を出た糸条を７〜１５倍に延伸することを特徴とするアクリル系異形断面細繊度繊維の製造方法。
2. 凝固浴を出た糸条を、有機溶剤濃度が７０重量％以下の延伸漕で１．０〜３．０倍に延伸した後、湿熱下で３．０〜１２．０倍に延伸し、油剤付与、乾燥緻密化後に更に乾熱又は加圧蒸気下で１．０〜３．０倍に延伸し、全延伸倍率で７〜１５倍に延伸する請求項１記載のアクリル系異形断面細繊度繊維の製造方法。