JP4591281B2 - Umijima fiber, method for producing the same, and method for producing ultrafine acrylic fiber - Google Patents

Umijima fiber, method for producing the same, and method for producing ultrafine acrylic fiber Download PDF

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Description

本発明は、アクリロニトリル系ポリマーとエステル系ポリマーからなる海島繊維とその製造方法、および、それから得られる極細アクリル繊維の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a sea-island fiber composed of an acrylonitrile-based polymer and an ester-based polymer, a method for producing the sea-island fiber, and a method for producing an ultrafine acrylic fiber obtained therefrom.

従来の極細アクリル繊維の製造方法としては、極細口金、複合口金、ポリマーブレンドによる方法が公知である。極細口金による極細アクリル繊維の製造方法は、通常より孔径の小さな口金を使用し、製糸工程のみで細繊度の繊維を得る方法である。複合口金による極細アクリル繊維の製造方法は、複合口金を使用し、異種ポリマーとの複合紡糸を行った後、異種ポリマーを除去または割繊する事で極細のアクリル繊維を得る方法である。このうち、極細口金を使用する際には単糸繊度が小さいため、製糸工程における糸切れや巻きつきなどの工程トラブルが多発し、複合口金を使う場合は、多層の口金を使用してポリマーを口金面まで導出するため、従来のアクリル繊維の紡糸口金に比べて孔間距離を大きくとる必要があり、口金の多ホール化が難しく、生産性が悪いという問題があった。   As a conventional method for producing an ultrafine acrylic fiber, a method using an ultrafine die, a composite die, or a polymer blend is known. The method for producing ultrafine acrylic fibers by using an ultrafine die is a method of using a die having a smaller pore diameter than usual and obtaining fibers with a fineness only by the yarn making process. The method for producing ultrafine acrylic fibers using a composite die is a method of obtaining ultrafine acrylic fibers by using a composite die, performing composite spinning with a different polymer, and then removing or splitting the different polymer. Among these, when using an ultra-thin die, the single yarn fineness is small, so process troubles such as yarn breakage and wrapping frequently occur in the yarn making process. In order to lead out to the die surface, it is necessary to increase the distance between the holes as compared with the conventional spinneret of acrylic fiber, and there is a problem that it is difficult to increase the number of holes in the die and productivity is poor.

一方、ポリマーブレンドによる極細アクリル繊維の製造方法は、ブレンド繊維の製糸工程と、ブレンド繊維から異種ポリマーを除去する除去工程からなる。製糸工程においては、アクリル系ポリマーに異種ポリマーを混合して紡糸を行う事で、極細口金や複合口金といった特殊な口金を使用せず、ポリマーの相分離により海島構造を持ったブレンド繊維、すなわち異種ポリマーが海部、アクリル系ポリマーが繊維軸方向に筋状に伸びて島部を形成している海島繊維を得る。つづいて除去工程においては、得られた海島繊維から異種ポリマーを除去することで極細アクリル繊維を得る。この方法では、製糸工程において従来のアクリル繊維の口金、製糸工程を利用することが可能であり、複合口金で不可能であった口金の多ホール化が実現できる。また、得られる海島繊維の単糸繊度は従来のアクリル繊維と同等であるため、極細口金を使用する際に問題となる糸切れや巻きつきといった製糸工程のトラブルも改善された(特許文献1、2参照)。しかしながら、ポリマーブレンドによる極細アクリル繊維の製造方法においては、異種ポリマーの選択が非常に難しく、公知の技術においては以下に示すように製糸工程、あるいは除去工程における問題が課題として残されていた。たとえば、従来のアクリル繊維の製糸工程を利用する目的で、アクリル繊維の製糸工程で使用されている凝固液で固化可能な異種ポリマーとして、ポリ酢酸ビニル、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレートなどが用いられてきた。しかし、これらのポリマー種はアルカリや酸に対して耐薬品性があるため、海島繊維を得た後に異種ポリマーを除去するためにはメタノールやトリクロルエチレン、メタノール、アセトンといった人体に有害であり、爆発性があり、環境負荷が大きい溶剤を使用しなくてはならず、異種ポリマーの除去工程において、環境保護、安全確保のために溶媒回収、排気、防爆設備といった大きな設備投資が必要であった。さらに、これら異種ポリマーが難分解性のため、除去の際にポリマーの低分子化が困難であり、拡散の遅いポリマー分子の状態で溶剤による溶出を行い除去する必要があった。このため溶出効率が非常に悪く、除去工程には膨大な時間がかかり、極細アクリル繊維の生産性が悪い、また長大な設備を必要とするため設備費が高い、といった問題があった。   On the other hand, the method for producing ultrafine acrylic fibers by polymer blending comprises a yarn production process for blend fibers and a removal process for removing different polymers from the blend fibers. In the spinning process, by mixing different polymers with an acrylic polymer and spinning, blend fibers with a sea-island structure by polymer phase separation without using special caps such as ultrafine caps and composite caps, A sea-island fiber is obtained in which the polymer is a sea part and the acrylic polymer is stretched in the fiber axis direction to form an island part. Subsequently, in the removing step, ultrafine acrylic fibers are obtained by removing the different polymer from the obtained sea-island fibers. In this method, it is possible to use the conventional acrylic fiber die and the yarn making step in the yarn making process, and it is possible to realize multi-holes of the die that were impossible with the composite die. Moreover, since the single yarn fineness of the obtained sea-island fiber is equivalent to that of the conventional acrylic fiber, troubles in the yarn production process such as yarn breakage and winding, which are problematic when using an ultrafine die, have been improved (Patent Document 1, 2). However, in the method for producing ultrafine acrylic fibers by polymer blending, it is very difficult to select different polymers, and in the known technology, problems in the spinning process or removal process remain as problems as shown below. For example, polyvinyl acetate, polystyrene, polymethyl methacrylate, and the like have been used as heterogeneous polymers that can be solidified with the coagulation liquid used in the acrylic fiber spinning process for the purpose of utilizing the conventional acrylic fiber spinning process. . However, these polymer species are resistant to alkalis and acids, so it is harmful to human bodies such as methanol, trichloroethylene, methanol, and acetone to remove foreign polymers after obtaining sea-island fibers, and it explodes. In order to protect the environment and ensure safety, a large capital investment such as solvent recovery, exhaust, and explosion-proof equipment was required in the removal process of the different polymers. Furthermore, since these different types of polymers are difficult to decompose, it is difficult to reduce the molecular weight of the polymer during removal, and it is necessary to remove the polymer by elution with a solvent in the state of slowly diffusing polymer molecules. For this reason, the elution efficiency is very poor, the removal process takes enormous time, the productivity of the ultrafine acrylic fiber is poor, and the equipment cost is high because a long equipment is required.

これら除去工程の問題に対しては、異種ポリマーとしてビニルアルコール系ポリマーを使用した海島繊維を紡糸した後に、水中で叩解または高圧水流で割繊、もしくは樹脂と混練することで割繊し、極細アクリル繊維を得る製法が開示されている(特許文献3参照)。この製法では異種ポリマーの除去工程において水を使用する、もしくは除去を行わないため、除去工程の設備費用の削減、環境負荷の低減が可能である。しかしながら、該海島繊維を得るための製糸工程に以下に挙げる問題があった。異種ポリマーとしてビニルアルコール系ポリマーを使用する際の製糸工程における凝固溶媒としては、ビニルアルコール系ポリマーおよびアクリロニトリル系ポリマーに対して固化能力のあるアルコール類やケトン類といった有機溶剤が用いられていたが、アルコール類やケトン類は低沸点で引火性が低く爆発性がある。このため、製糸工程における安全確保の為に、従来のアクリル繊維の製造設備に加えて防爆、排気設備が必要であり、大きな設備投資が必要であった。さらに、得られる海島繊維自体の取り扱い性にも問題があり、海成分となるポリビニルアルコールが水に対して親和性を持つため、湿度が高いと単糸接着が起こり易く、海島繊維の状態で運搬、加工する際の雰囲気の湿度管理が必要であった。また、割繊や混練による極細化では、得られる極細繊維は異種繊維の混合物であり、アクリル繊維を単体で得ることができないために用途が限定されていた。   To solve the problem of these removal processes, after spinning sea-island fibers using vinyl alcohol polymer as a different polymer, it is split by beating in water or splitting with a high-pressure water stream, or kneading with resin, and an ultrafine acrylic The manufacturing method which obtains a fiber is indicated (refer to patent documents 3). In this production method, water is used or not removed in the removal process of the different polymer, so that the equipment cost of the removal process and the environmental load can be reduced. However, the yarn production process for obtaining the sea-island fibers has the following problems. As a coagulation solvent in the spinning process when using a vinyl alcohol polymer as a different polymer, organic solvents such as alcohols and ketones having a solidifying ability with respect to a vinyl alcohol polymer and an acrylonitrile polymer were used. Alcohols and ketones have low boiling points, low flammability, and explosive properties. For this reason, in order to ensure safety in the yarn production process, in addition to conventional acrylic fiber production facilities, explosion-proof and exhaust facilities are necessary, and a large capital investment is required. Furthermore, there is a problem with the handling property of the obtained sea-island fiber itself, and since polyvinyl alcohol, which is a sea component, has an affinity for water, single yarn adhesion is likely to occur when the humidity is high, and it is transported in the state of sea-island fiber. It was necessary to control the humidity of the atmosphere during processing. In addition, in ultrafine processing by splitting or kneading, the obtained ultrafine fiber is a mixture of different fibers, and the use is limited because acrylic fiber cannot be obtained alone.

上述のように、従来、アクリロニトリル系ポリマーと異種ポリマーのブレンドにより海島繊維を得たのち、異種ポリマー成分を除去、または割繊することで極細アクリル繊維を得る製造方法において、海島繊維を形成する製糸工程、または海島繊維から異種ポリマーを除去する除去工程で使用する有機溶媒を安全に取り扱うために膨大な設備投資が必要であること、また、除去工程における溶出効率の悪さが問題であった。また、得られる海島繊維自体の取り扱い性にも問題があった。これら製糸工程、除去工程の両方における問題を解決し、さらに取り扱いが容易な海島繊維を形成するためにアクリロニトリル系ポリマーにブレンドする異種ポリマーの選択が必須であり、これらの問題すべてを解決することが可能なポリマー種とアクリロニトリル系ポリマーからなる海島繊維とその製造方法、および極細アクリル繊維の製造方法の確立が望まれていた。
特開昭58−174622号公報(第1〜3頁) 特開平3−130411号公報(第1〜5頁) 特開平9−170115号公報(第1〜9頁)
As described above, conventionally, after obtaining sea-island fibers by blending an acrylonitrile-based polymer and a different polymer, the production of the ultra-fine acrylic fiber by removing or splitting the different polymer components, the yarn-forming process for forming the sea-island fibers. In order to safely handle the organic solvent used in the process or the removal process for removing the foreign polymer from the sea-island fibers, a huge capital investment is required, and the elution efficiency in the removal process is a problem. There was also a problem with the handling properties of the obtained sea-island fibers themselves. In order to solve these problems in both the spinning process and the removal process, and to form sea-island fibers that are easy to handle, it is essential to select a different polymer blended with the acrylonitrile-based polymer. It has been desired to establish a sea-island fiber comprising a possible polymer species and an acrylonitrile-based polymer, a method for producing the sea-island fiber, and a method for producing an ultrafine acrylic fiber.
JP 58-174622 A (pages 1 to 3) JP-A-3-130411 (Pages 1-5) JP-A-9-170115 (pages 1 to 9)

本発明の目的は、上記した従来技術の問題点を解決できる海島繊維とその製造方法、およびそれから得られる極細アクリル繊維の製造方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a sea-island fiber that can solve the above-described problems of the prior art, a method for producing the sea-island fiber, and a method for producing an ultrafine acrylic fiber obtained therefrom.

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)とエステル系ポリマー (B)とからなる海島繊維であって、ポリマー(A)を島成分、ポリマー(B)を海成分とすることを特徴とする海島繊維。   The first invention of the present invention is a sea-island fiber comprising an acrylonitrile-based polymer (A) and an ester-based polymer (B), wherein the polymer (A) is an island component and the polymer (B) is a sea component. A characteristic sea-island fiber.

本発明の第2の発明は、ポリマー(A)とポリマー(B)の重量の合計に対するポリマー(A)の重量の割合を30重量%未満になるよう混合したポリマー原液を、湿式紡糸あるいは乾湿式紡糸する第1の発明記載の海島繊維の製造方法である。   According to a second aspect of the present invention, a polymer stock solution mixed so that the ratio of the weight of the polymer (A) to the total weight of the polymer (A) and the polymer (B) is less than 30% by weight is obtained by wet spinning or dry / wet. The sea-island fiber manufacturing method according to the first aspect of the invention for spinning.

本発明の第3の発明は、第1の発明記載の海島繊維から、アルカリ溶液によりポリマー(B)を分解溶出することを特徴とする極細アクリル繊維の製造方法である。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for producing ultrafine acrylic fibers, characterized in that the polymer (B) is decomposed and eluted from the sea-island fibers described in the first aspect with an alkaline solution.

本発明の海島繊維は、従来のポリマーブレンドによる極細アクリル繊維の製造方法における海島繊維と比べ、吸湿による単糸接着が起きにくいため、運搬、加工性に優れている。なお、除去工程における溶媒の安全対策に必要な設備投資を大幅に削減する事が可能となる。   The sea-island fiber of the present invention is superior in transportation and workability because single yarn adhesion due to moisture absorption hardly occurs compared to sea-island fiber in the conventional method for producing ultrafine acrylic fiber by polymer blend. In addition, it becomes possible to significantly reduce the capital investment required for the solvent safety measures in the removal process.

本発明の海島繊維の製造方法により、そのような繊維を生産性に優れ、環境負荷の少ない方法で製造できる。   According to the method for producing sea-island fibers of the present invention, such fibers can be produced by a method having excellent productivity and low environmental load.

本発明の極細アクリル繊維の製造方法により、従来法と比較して短時間で効率良く海島繊維から海成分ポリマーを除去する事が可能であり、極細アクリル繊維の生産性が向上する。さらに、除去工程において有機溶剤を使用しないため、特別な防爆設備を必要としないことから、従来法と比べて設備費用の削減が可能である。さらに、本発明の製造方法では溶媒で溶出させたエステル系ポリマーの低分子量体は分離回収、再利用することができるため、高い歩留まりと省資源化に貢献できる。   By the method for producing ultrafine acrylic fibers of the present invention, it is possible to efficiently remove the sea component polymer from the sea-island fibers in a short time compared to the conventional method, and the productivity of the ultrafine acrylic fibers is improved. Furthermore, since no organic solvent is used in the removal process, no special explosion-proof equipment is required, so that the equipment cost can be reduced as compared with the conventional method. Furthermore, in the production method of the present invention, the low molecular weight substance of the ester polymer eluted with a solvent can be separated and recovered and reused, which can contribute to high yield and resource saving.

以下、本発明の海島繊維ついて詳細に説明する。   Hereinafter, the sea-island fiber of the present invention will be described in detail.

本発明の海島繊維は、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)とからなるブレンド繊維であり、エステル系ポリマー(B)からなる連続相、すなわち海部の中にアクリロニトリル系ポリマー(A)からなる独立相が繊維軸方向に筋状に伸びて微分散して島部を形成しているモルホロジーを有することを特徴とする。海島繊維の横断面におけるアクリロニトリル系ポリマー(A)からなる独立相、すなわち島部の最大直径が5μm以下、かつ平均直径が1μm以下であることが好ましい。島部の最大直径を5μm以下、かつ平均直径を1μm以下とすることで、この海島繊維から海成分のエステル系ポリマー(B)を除去した後に得られる極細アクリル繊維の風合いが非常にソフトになる。なお、横断面によっては島部の中に海成分が存在してもよい。海島繊維のモルホロジー観察、アクリロニトリル系ポリマー(A)を主成分とする独立相の最大直径および平均直径の測定については、実施例記載の方法により、繊維横断面の電子顕微鏡観察により行う。   The sea-island fiber of the present invention is a blend fiber composed of an acrylonitrile-based polymer (A) and an ester-based polymer (B), and is a continuous phase composed of an ester-based polymer (B), that is, an acrylonitrile-based polymer (A) in the sea part. It is characterized by having a morphology in which an independent phase composed of is extended in a streak shape in the fiber axis direction and finely dispersed to form islands. It is preferable that the independent phase comprising the acrylonitrile-based polymer (A) in the cross section of the sea-island fiber, that is, the maximum diameter of the island portion is 5 μm or less and the average diameter is 1 μm or less. By making the maximum diameter of the island part 5 μm or less and the average diameter 1 μm or less, the texture of the ultrafine acrylic fiber obtained after removing the sea-based ester polymer (B) from the sea-island fiber becomes very soft. . Depending on the cross section, sea components may be present in the island. The observation of the morphology of the sea-island fibers and the measurement of the maximum diameter and the average diameter of the independent phase mainly composed of the acrylonitrile-based polymer (A) are performed by electron microscope observation of the fiber cross section by the method described in Examples.

本発明に用いるアクリロニトリル系ポリマー(A)としては、アクリロニトリルホモポリマー及び/又は用途に応じてアクリロニトリルモノマーと他種モノマーとのアクリロニトリル系共重合体を用いることができる。他種モノマーの例としては、アクリル繊維の風合いや染色性を変える目的でスチレン、ビニルトルエン、酢酸ビニル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル、臭化ビニリデン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデンなどの不飽和モノマー類、さらにp−スルホフェニルメタリルエーテル、メタリルスルホン酸、アリルスルホン酸、スチレンスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸及びこれらのアルカリ金属塩などが挙げられる。そのほか、炭素繊維前駆体として用いる場合は、耐炎化工程でのアクリロニトリル系ポリマー(A)の環化の進行を促進する目的でカルボン酸基、もしくはそのエステル化物を有するモノマーもしくはアクリルアミド系モノマーを共重合してもよい。アクリロニトリルモノマーと他種モノマーとの比率は繊維の用途に応じて適宜選択可能であるが、好ましくはアクリロニトリル系共重合体中のアクリロニトリルモノマーが40重量%以上、より好ましくは80重量%以上である。アクリロニトリルモノマーの比率を上げることで、本発明の海島繊維から海成分を除去した後に得られる極細アクリル繊維のアクリル繊維独自の特性が保たれる。   As the acrylonitrile-based polymer (A) used in the present invention, an acrylonitrile homopolymer and / or an acrylonitrile-based copolymer of an acrylonitrile monomer and another monomer can be used depending on the application. Examples of other types of monomers include styrene, vinyl toluene, vinyl acetate, vinyl chloride, vinylidene chloride, vinyl bromide, vinylidene bromide, vinyl fluoride, vinylidene fluoride, etc., for the purpose of changing the texture and dyeability of acrylic fibers. Unsaturated monomers, p-sulfophenyl methallyl ether, methallyl sulfonic acid, allyl sulfonic acid, styrene sulfonic acid, 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid and alkali metal salts thereof may be mentioned. In addition, when used as a carbon fiber precursor, a monomer or acrylamide monomer having a carboxylic acid group or its esterified product is copolymerized for the purpose of accelerating the cyclization of the acrylonitrile polymer (A) in the flameproofing step. May be. The ratio of the acrylonitrile monomer to the other monomer can be appropriately selected according to the use of the fiber, but the acrylonitrile monomer in the acrylonitrile copolymer is preferably 40% by weight or more, more preferably 80% by weight or more. By increasing the ratio of the acrylonitrile monomer, the unique properties of the acrylic fiber of the ultrafine acrylic fiber obtained after removing the sea component from the sea-island fiber of the present invention are maintained.

本発明で用いるアクリロニトリル系ポリマー(A)は、45℃における20重量%ジメチルスルホキシド溶液の粘度が100〜1000poiseであるものが可紡性の点から好ましい。   The acrylonitrile-based polymer (A) used in the present invention preferably has a viscosity of 100 to 1000 poise in a 20% by weight dimethyl sulfoxide solution at 45 ° C. from the viewpoint of spinnability.

本発明で用いるエステル系ポリマー(B)としては、主鎖にエステル結合を含むポリマーをいう。エステル系ポリマー(B)を使用する事で、海島繊維の紡糸工程において凝固液にアルコール類やケトン類などの爆発性があり、環境負荷の大きい有機溶媒を使わずに、例えば、水により凝固が可能であり、特殊な設備を必要とせず、従来のアクリル繊維の製造方法が利用できる。また、エステル系ポリマー(B)はアルカリ溶液により容易に分解するため、海島繊維から極細アクリル繊維を製造する際のエステル系ポリマー(B)の除去工程においても有機溶剤を使用せず、例えばアルカリ溶液を使用してエステル系ポリマー(B)の低分子化と抽出を同時に行う事で効率良く除去が可能であり、従来のポリマーブレンドによる極細アクリル繊維の製造方法における海島繊維と比べ、除去工程における処理速度が飛躍的に向上し、また、製糸工程および除去工程で使用する溶媒の安全対策に必要な設備投資を大幅に削減する事が可能となる。さらに、海島繊維は吸湿による単糸接着が起きにくいため、運搬、加工性に優れている。   The ester polymer (B) used in the present invention refers to a polymer having an ester bond in the main chain. By using the ester-based polymer (B), the coagulating liquid has explosive properties such as alcohols and ketones in the spinning process of sea-island fibers, and it can be coagulated with water without using an organic solvent with a large environmental load. This is possible and does not require special equipment, and a conventional method for producing acrylic fibers can be used. In addition, since the ester-based polymer (B) is easily decomposed by an alkaline solution, an organic solvent is not used in the step of removing the ester-based polymer (B) when producing ultrafine acrylic fibers from sea-island fibers. Efficient removal is possible by simultaneously reducing the molecular weight and extracting the ester-based polymer (B) by using a polymer, and the treatment in the removal process compared to the sea-island fiber in the production method of ultrafine acrylic fiber by the conventional polymer blend The speed is dramatically improved, and the capital investment required for the safety measures for the solvent used in the yarn forming process and the removing process can be greatly reduced. Furthermore, sea-island fibers are excellent in transportation and processability because single yarn adhesion due to moisture absorption hardly occurs.

本発明のエステル系ポリマー(B)は主鎖にエステル結合を含むポリマーであればモノマー種、構造、重合度ともに特に限定しないが、原液調整時の溶媒への溶解性、および延伸性の点から、45℃における15重量%ジメチルスルホキシド溶液の粘度が1000poise以下であるものが好ましい。   The ester-based polymer (B) of the present invention is not particularly limited in terms of monomer type, structure, and degree of polymerization as long as it contains an ester bond in the main chain, but from the viewpoint of solubility in a solvent when preparing a stock solution and stretchability. The viscosity of a 15% by weight dimethyl sulfoxide solution at 45 ° C. is preferably 1000 poise or less.

また、本発明のエステル系ポリマー(B)は、海島繊維からアルカリ溶液を用いてエステル系ポリマー(B)を除去して極細アクリル繊維化する際にエステル系ポリマー(B)の分解速度を上げ、短時間で溶出させる目的で、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、アクリロニトリル系ポリマー(A)との相溶性を改善し、紡糸原液の安定性を向上する目的でこのブロックポリエーテルエステルにアクリロニトリル系ポリマー(A)と相溶性のよいモノマーをグラフト共重合することが最も好ましい。   The ester polymer (B) of the present invention increases the decomposition rate of the ester polymer (B) when the ester polymer (B) is removed from the sea-island fiber using an alkaline solution to form an ultrafine acrylic fiber. A block polyether ester copolymerized with a polyalkylene glycol is more preferable for the purpose of elution in a short time. Furthermore, for the purpose of improving the compatibility with the acrylonitrile-based polymer (A) and improving the stability of the spinning dope, graft copolymerization of a monomer having good compatibility with the acrylonitrile-based polymer (A) is performed on this block polyether ester. Is most preferred.

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

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

上記したグラフト共重合するモノマーとしては、1種または2種以上のアクリロニトリル系ポリマー(A)と相溶性のよいモノマーであればよく、例えば、アクリロニトリル、メタクリル酸メチルなどが挙げられる。   The monomer for graft copolymerization may be any monomer that is compatible with one or more acrylonitrile-based polymers (A), and examples thereof include acrylonitrile and methyl methacrylate.

本発明の海島繊維の繊度は、単糸繊度は0.1dtex以上500dtex以下が好ましい。単糸繊度を0.1dtex以上とすることで製糸工程での糸切れが少なくなり工程通過性が向上する、かつ500dtex以下とする事で除去工程における除去効率が高くなる。より好ましくは1dtex以上100dtex以下である。   As for the fineness of the sea-island fiber of the present invention, the single yarn fineness is preferably 0.1 dtex or more and 500 dtex or less. By setting the single yarn fineness to 0.1 dtex or more, yarn breakage in the yarn production process is reduced and process passability is improved, and by setting it to 500 dtex or less, the removal efficiency in the removal process is increased. More preferably, it is 1 dtex or more and 100 dtex or less.

つぎに、本発明の海島繊維の製造方法について詳細に説明する。   Below, the manufacturing method of the sea-island fiber of this invention is demonstrated in detail.

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)を混合してポリマー原液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、例えばエクストルーダーなどによる混練、ポリマー溶液の混合攪拌、あるいは紡糸口金直前での静的混練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。   As a method of mixing the acrylonitrile polymer (A) and the ester polymer (B) to make a polymer stock solution, it is sufficient that the acrylonitrile polymer (A), the ester polymer (B) and the solvent can be mixed uniformly. After mixing the polymers, they may be dissolved in a good solvent common to both polymers, the other polymer may be mixed with the polymer solution in which one polymer is dissolved, or the solutions of both polymers may be mixed together. As the mixing method, for example, kneading with an extruder, mixing and stirring of a polymer solution, or mixing with a static kneader immediately before the spinneret can be used alone or in combination.

ポリマー溶液に使用する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)に良共通の溶媒がよく、例えばジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシドが挙げられる。   The solvent used in the polymer solution is preferably a common solvent for the acrylonitrile polymer (A) and the ester polymer (B), and examples thereof include dimethylformamide, dimethylacetamide, and dimethylsulfoxide.

ポリマー原液の温度と濃度としては、製糸性と操業性の点から20〜90℃が好ましく、ポリマー原液の濃度は20〜90℃における粘度が20〜1000poiseとなるようにポリマー濃度を調節することが好ましい。   The temperature and concentration of the polymer stock solution are preferably 20 to 90 ° C. from the viewpoint of yarn production and operability, and the concentration of the polymer stock solution may be adjusted so that the viscosity at 20 to 90 ° C. is 20 to 1000 poise. preferable.

ポリマー原液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)の混合比率としては、原液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)の重量の合計に対するアクリロニトリル系ポリマー(A)の重量が30重量%未満である。30重量%未満とすることで、得られるブレンド繊維中のアクリロニトリル系ポリマー(A)を主成分とする独立相同士の融合による連続相化が抑えられ、最大直径が5μm以下、かつ平均直径が1μm以下となるため、ブレンド繊維からエステル系ポリマー(B)を除去した後に得られる極細アクリル繊維の風合いは非常にソフトになる。また、極細アクリル繊維の製造コストを抑える目的で混合比率を10重量%以上、30重量%未満とする事がより好ましい。   As a mixing ratio of the acrylonitrile polymer (A) and the ester polymer (B) in the polymer stock solution, the acrylonitrile polymer (A) with respect to the total weight of the acrylonitrile polymer (A) and the ester polymer (B) in the stock solution Is less than 30% by weight. By making it less than 30% by weight, continuous phase formation by fusion of independent phases mainly composed of acrylonitrile polymer (A) in the obtained blended fiber is suppressed, the maximum diameter is 5 μm or less, and the average diameter is 1 μm. Therefore, the texture of the ultrafine acrylic fiber obtained after removing the ester polymer (B) from the blend fiber becomes very soft. Moreover, it is more preferable that the mixing ratio is 10% by weight or more and less than 30% by weight for the purpose of reducing the production cost of the ultrafine acrylic fiber.

紡糸方法は混合したポリマー原液を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で満たした凝固浴中に吐出する湿式紡糸、ポリマー原液を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。   The spinning method is a wet spinning in which the mixed polymer stock solution is discharged into a coagulation bath filled with a solvent capable of solidifying both the acrylonitrile polymer (A) and the ester polymer (B). Dry-wet spinning that can be run and then led to a coagulation bath can be applied.

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整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整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、水と原液調整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、凝固液中における原液調整時の溶媒の濃度が10〜90重量%であることが好ましい。凝固液中における原液調整時の溶媒の濃度を10重量%以上とすることで、凝固液の回収、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凝固が、より好ましくは20〜80重量%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。   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 adjusting 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 mixed solutions 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 for preparing a stock solution from the viewpoint of reduction of environmental burden and equipment cost for safely handling the coagulation solvent. As the concentration of the mixed solution, it is preferable that the concentration of the solvent in preparing the stock solution in the coagulation liquid is 10 to 90% by weight. By adjusting the concentration of the solvent in the coagulation liquid to 10% by weight or more, the cost for collecting, purifying and reusing the coagulation liquid can be reduced, and by setting it to 90% by weight or less, the spinning solution is coagulated. Is more preferably 20 to 80% by weight. The temperature of the coagulation bath is preferably 0 to 90 ° C., more preferably 5 to 70 ° C. from the viewpoint of operability.

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。このようにして得られたブレンド繊維は、アクリロニトリル系ポリマー(A)が海成分、エステル系ポリマー(B)が島成分となった海島繊維である。さらに、得られた海島繊維中のアクリロニトリル系ポリマー(A)が構成する島部の直径を減少させアクリロニトリル系ポリマー(A)の配向を高めるために、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整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。   The take-up speed of the coagulated yarn is preferably 1 to 100 m / min from the viewpoint of operability. The blended fiber thus obtained is a sea-island fiber in which the acrylonitrile-based polymer (A) is a sea component and the ester-based polymer (B) is an island component. Furthermore, in order to reduce the diameter of the island part which the acrylonitrile-type polymer (A) in the obtained sea-island fiber comprises, and extending the orientation of an acrylonitrile-type polymer (A), it is preferable to extend | stretch. 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.

つづいて、海島繊維から極細アクリル繊維を製造する方法について詳細に説明する。   Next, a method for producing ultrafine acrylic fibers from sea-island fibers will be described in detail.

本発明では、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)からなる(A)を島成分、(B)を海成分とした海島繊維から、アルカリ溶液を用いてエステル系ポリマー(B)を分解溶出する事を特徴とする。分解溶出とは、エステル系ポリマー(B)のアルカリ分解反応による低分子量化と、それに引き続く低分子量化合物の溶液中への拡散による海島繊維からのエステル系ポリマー(B)の除去を意味する。分解溶出を行うことで、ポリマーの低分子量化を伴わない従来の除去工程と比べて、短時間での海成分の除去が可能となり、極細アクリル繊維の生産性が飛躍的に向上する。さらに、除去工程においてアルコール類やケトン類といった低沸点で爆発性のある有機溶剤を使用せずに行うことができ、特別な防爆設備を必要としないことから、従来法と比べて設備費用の削減が可能である。また、本発明の製造方法では溶媒で溶出したエステル系モノマーを分離回収、再利用することができるため、高い歩留まりと省資源化に貢献できる。   In the present invention, an ester-based polymer (B) is prepared from an sea-island fiber using (A) consisting of an acrylonitrile-based polymer (A) and an ester-based polymer (B) as an island component and (B) as a sea component using an alkaline solution. It is characterized by elution and elution. Decomposition and elution means lowering the molecular weight of the ester-based polymer (B) by an alkali decomposition reaction and subsequent removal of the ester-based polymer (B) from the sea-island fibers by diffusion of the low-molecular weight compound into the solution. By performing dissolution and elution, it is possible to remove sea components in a short time compared to the conventional removal process that does not involve lowering the molecular weight of the polymer, and the productivity of ultrafine acrylic fibers is dramatically improved. In addition, the removal process can be performed without using low-boiling explosive organic solvents such as alcohols and ketones, and no special explosion-proof equipment is required, reducing equipment costs compared to conventional methods. Is possible. Further, in the production method of the present invention, ester monomers eluted with a solvent can be separated, recovered and reused, which can contribute to high yield and resource saving.

本発明で使用するアルカリとしては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどが挙げられる。アルカリの溶剤としてはアクリロニトリル系ポリマー(A)に対して難溶性であれば特に限定されないが、環境負荷が低く、安全性が高く、分離回収が容易である溶媒が好ましく、水を使用することが最も好ましい。   Examples of the alkali used in the present invention include sodium hydroxide and potassium hydroxide. The alkali solvent is not particularly limited as long as it is hardly soluble in the acrylonitrile-based polymer (A), but a solvent that has low environmental burden, high safety, and easy separation and recovery is preferable, and water is used. Most preferred.

アルカリ溶液の濃度は0.1〜10重量%が好ましい。濃度が0.1重量%以上とする事でエステル系ポリマー(B)の分解溶出速度が上がり、濃度が10重量%以下とすることでアクリロニトリル系ポリマー(A)の分解反応を抑制できる。アルカリ溶液の温度は、エステル系ポリマー(B)の分解溶出速度を保ちつつ、アルカリ溶液からの水の蒸発を抑え、溶液濃度を一定に保つ目的で10〜100℃とすることが好ましい。   The concentration of the alkaline solution is preferably 0.1 to 10% by weight. When the concentration is 0.1% by weight or more, the decomposition elution rate of the ester polymer (B) is increased, and when the concentration is 10% by weight or less, the decomposition reaction of the acrylonitrile polymer (A) can be suppressed. The temperature of the alkaline solution is preferably 10 to 100 ° C. for the purpose of suppressing the evaporation of water from the alkaline solution and keeping the solution concentration constant while maintaining the decomposition and elution rate of the ester polymer (B).

本発明の分解溶出工程は、海島繊維を製糸して一旦巻き取った後に行っても良いし、製糸工程と連続して行ってもよい。また、処理する状態としては、長繊維あるいは短繊維状で処理しても良いし、かせ状やパッケージ、布帛状で処理してもよい。   The decomposition and elution step of the present invention may be performed after the sea-island fiber is wound up and wound up, or may be performed continuously with the yarn forming step. Moreover, as a state to process, you may process by the shape of a long fiber or a short fiber, and you may process by a skein shape, a package, and a fabric form.

本発明の海島繊維より得られる極細アクリル繊維は長繊維状態で得られるために織り編み・加工が可能であり、織編後に海成分を除去することで極細糸からなる布帛が得られ、ワイピングクロス等に用いることができる。また、海島繊維をステープル状に切断した後に海成分を除去、叩解することで、極細アクリル繊維の分散液が得られ、これを抄紙することでステンシルペーパー等に用いることができる。さらに、本発明の極細アクリル繊維の製造方法は海島繊維の製造と連続して海成分の除去処理が可能であり、極細アクリル繊維集合体長繊維が得られる。これを耐炎化、炭化することで耐炎繊維や炭素繊維を得ることができる。   Since the ultrafine acrylic fiber obtained from the sea-island fiber of the present invention is obtained in a long fiber state, it can be knitted and processed. By removing the sea component after weaving and knitting, a fabric made of ultrafine yarn can be obtained. Etc. can be used. In addition, after the sea-island fibers are cut into staples, the sea components are removed and beaten to obtain a dispersion of ultrafine acrylic fibers, which can be used for stencil paper and the like by papermaking. Furthermore, the method for producing ultrafine acrylic fibers of the present invention can remove sea components continuously with the production of sea-island fibers, and ultrafine acrylic fiber aggregate long fibers can be obtained. By making this flame resistant and carbonized, flame resistant fibers and carbon fibers can be obtained.

本発明の海島繊維および極細アクリル繊維の製造方法において最も好適な例は、45℃における20重量%ジメチルスルホキシド溶液の粘度が100〜1000poiseであるアクリロニトリル系ポリマー(A)のジメチルスルホキシド溶液と、45℃における15重量%ジメチルスルホキシド溶液の粘度が1000poise以下であるアクリロニトリルをグラフト共重合したブロックポリエーテルエステル(B)のジメチルスルホキシド溶液を混合し、アクリロニトリル系ポリマー(A)の混合比率がポリマー全量に対して30重量%未満で、かつ20〜90℃における混合溶液の溶液粘度が20〜1000poiseとなるように調製する。この混合溶液を5〜70℃で20〜80重量%のジメチルスルホキシド/水混合溶液からなる凝固浴へと湿式あるいは乾湿式紡糸し、得られるブレンド繊維を1〜100m/minで引き取り、続いて浴液中で多段で2〜20倍延伸させて、エステル系ポリマー(B)を主成分とする連続相の中にアクリロニトリル系ポリマー(A)を主成分とする独立相が繊維軸方向に筋状に伸びて微分散しており、かつアクリロニトリル系ポリマー(A)を主成分とする独立相の最大直径が5μm以下、かつ平均直径が1μmである海島繊維を得る製造方法である。得られた海島繊維を0.1〜10重量%の10〜100℃のアルカリ水溶液中に浸漬することでエステル系ポリマー(B)を分解溶出する極細アクリル繊維の製造方法である。   The most preferred example of the method for producing sea-island fibers and ultrafine acrylic fibers of the present invention is a dimethylsulfoxide solution of an acrylonitrile-based polymer (A) having a viscosity of 100 to 1000 poise of a 20 wt% dimethylsulfoxide solution at 45 ° C, and 45 ° C. A dimethyl sulfoxide solution of a block polyether ester (B) obtained by graft copolymerization of acrylonitrile whose viscosity of a 15% by weight dimethyl sulfoxide solution is 1000 poise or less is mixed, and the mixing ratio of the acrylonitrile-based polymer (A) is based on the total amount of the polymer It is prepared so that the solution viscosity of the mixed solution at 20 to 90 ° C. is less than 30% by weight and 20 to 1000 poise. This mixed solution is wet or dry-spun into a coagulation bath consisting of a 20 to 80% by weight dimethyl sulfoxide / water mixed solution at 5 to 70 ° C., and the resulting blended fiber is taken up at 1 to 100 m / min, followed by bathing. Stretched 2 to 20 times in multiple stages in the liquid, and the independent phase mainly composed of acrylonitrile polymer (A) is streaked in the fiber axis direction in the continuous phase mainly composed of ester polymer (B). This is a production method for obtaining sea-island fibers that are elongated and finely dispersed, and have an independent phase mainly composed of acrylonitrile-based polymer (A) having a maximum diameter of 5 μm or less and an average diameter of 1 μm. This is a method for producing ultrafine acrylic fibers in which the ester-based polymer (B) is decomposed and eluted by immersing the obtained sea-island fibers in an alkaline aqueous solution of 0.1 to 10% by weight of 10 to 100 ° C.

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が、本発明はこれらに限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. In addition, although each characteristic value in an Example was calculated | required with the following method, this invention is not limited to these.

A.ポリマー溶液の粘度
粘度測定法により、下記の測定装置および条件を用いて測定し、下記の剪断速度の範囲内で実測された粘度の値を溶液粘度として使用した。
粘度測定装置:BROOKFIELD製 DV−II+Pro VISCOMETER
恒温装置:BROOKFIELD製 TC500
剪断速度:10〜20sec−1
B.ブレンド繊維のモルホロジー観察
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)からなるブレンド繊維のモルホロジー観察は電子顕微鏡用のエポキシ樹脂に繊維束を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た。得られた切片を電子顕微鏡用のメッシュに載せ、透過型電子顕微鏡((株)日立製作所、H−7100FA)により海島相構造の観察を行った。アクリロニトリル系ポリマー(A)が島状に独立分散していることが観察された場合は、得られた画像を画像処理ソフト(三谷商事(株)製、Winroof)で図形分離を行い、島部それぞれの面積から円換算径を算出し、ランダムに選んだ島部100個の円換算径から島部の平均直径と最大直径の値を求めた。
A. Viscosity of polymer solution The viscosity was measured using the following measuring apparatus and conditions by the viscosity measurement method, and the viscosity value measured within the following shear rate range was used as the solution viscosity.
Viscosity measuring device: DV-II + Pro VISCOMETER made by BROOKFIELD
Thermostatic device: TC500 made by BROOKFIELD
Shear rate: 10-20 sec -1
B. Morphological observation of blended fibers Morphological observation of blended fibers composed of acrylonitrile polymer (A) and ester polymer (B) is performed by impregnating a fiber bundle into an epoxy resin for an electron microscope and then using a microtome. Ultrathin sections were prepared. The obtained slice was placed on a mesh for an electron microscope, and the sea-island phase structure was observed with a transmission electron microscope (Hitachi Ltd., H-7100FA). When it is observed that the acrylonitrile-based polymer (A) is dispersed in an island shape, the resulting image is separated by image processing software (Winroof, Mitani Corporation). The diameter in terms of circle was calculated from the area of the area, and the average diameter and the maximum diameter of the island were determined from the diameter in terms of circle of 100 randomly selected islands.

実施例1
アクリロニトリル系ポリマー(A)としては、ジメチルスルホキシドを溶媒とする溶液重合法により、アクリロニトリル100モル %を重合し、45℃において200poiseを示す20重量%アクリロニトリルホモポリマーのジメチルスルホキシド溶液を作製した。
Example 1
As the acrylonitrile polymer (A), 100 mol% of acrylonitrile was polymerized by a solution polymerization method using dimethyl sulfoxide as a solvent to prepare a dimethyl sulfoxide solution of 20 wt% acrylonitrile homopolymer showing 200 poise at 45 ° C.

エステル系ポリマー(B)としては、アジピン酸5部、アゼライン酸12部に対してエチレングリコールを12部仕込み、エステル化反応を行い、プレポリマーを得た。このプレポリマーにポリエチレングリコール(分子量4000)48部を加えて重縮合を行い、ポリアジペート、ポリアゼレート、ポリエチレングリコールからなるブロックポリエーテルエステル(BP)を得た。このブロックポリエーテルエステル100部をジメチルスルホキシド870部に溶解し、アクリロニトリル30部をグラフト重合したエステル系ポリマー(GP)のジメチルスルホキシド溶液を得た。この15.0重量%GP溶液の粘度は45℃において15poiseを示した。   As the ester polymer (B), 12 parts of ethylene glycol was added to 5 parts of adipic acid and 12 parts of azelaic acid, and an esterification reaction was performed to obtain a prepolymer. To this prepolymer, 48 parts of polyethylene glycol (molecular weight 4000) was added and subjected to polycondensation to obtain a block polyether ester (BP) composed of polyadipate, polyazelate, and polyethylene glycol. 100 parts of this block polyether ester was dissolved in 870 parts of dimethyl sulfoxide, and a dimethyl sulfoxide solution of an ester polymer (GP) obtained by graft polymerization of 30 parts of acrylonitrile was obtained. The viscosity of this 15.0 wt% GP solution was 15 poise at 45 ° C.

これらポリマー溶液を45℃下でアクリロニトリル系ポリマー(A)/エステル系ポリマー(B)の比率が25/75(重量)となるようにミキサーで混合し、45℃において25poiseの紡糸原液とした。この紡糸原液を、孔径0.065mmφ、ホール数400の紡糸口金を使用し、45℃の45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、6.0m/minで引き取り凝固糸を得た。凝固糸は引き続き、75℃の30重量%ジメチルスルホキシド水溶液、95℃の15重量%ジメチルスルホキシド水溶液からなる2段の延伸浴で5倍延伸した後、25℃の水浴で水洗して糸中に残存するジメチルスルホキシドを除いた後、800dtex/400fのブレンド繊維を得た。製糸性は良好であった。得られたブレンド繊維のモルホロジー観察により、アクリロニトリル系ポリマー(A)が島部となった海島繊維の形成が確認され、島部の平均直径は237nm、最大直径は3.7μmであった。ブレンド繊維を温度40℃、湿度90%の雰囲気下に24時間放置したところ、単糸同士の接着はみられなかった。このブレンド繊維を直径5cmのかせに巻き取り、3重量%60℃の水酸化ナトリウム水溶液中に10分間浸漬し、エステル系ポリマー(B)を分解溶出したところ、処理前後で繊維の重量は71%減量し、ブレンド繊維中のエステル系ポリマー(B)が95%除去されていることを確認した。   These polymer solutions were mixed with a mixer at 45 ° C. so that the ratio of acrylonitrile polymer (A) / ester polymer (B) was 25/75 (weight), and a 25 poise spinning stock solution was obtained at 45 ° C. This spinning dope was discharged into a coagulation bath composed of a 45% by weight dimethyl sulfoxide aqueous solution at 45 ° C. using a spinneret having a hole diameter of 0.065 mmφ and a hole number of 400, and taken up at 6.0 m / min to obtain a coagulated yarn. . The coagulated yarn was then stretched 5 times in a two-stage stretching bath consisting of a 30% by weight dimethyl sulfoxide aqueous solution at 75 ° C. and a 15% by weight dimethyl sulfoxide aqueous solution at 95 ° C., and then washed in a 25 ° C. water bath to remain in the yarn. After removing the dimethyl sulfoxide to be obtained, a blend fiber of 800 dtex / 400 f was obtained. The spinning property was good. Morphological observation of the obtained blended fiber confirmed the formation of sea-island fibers in which the acrylonitrile-based polymer (A) was an island, and the average diameter of the island was 237 nm and the maximum diameter was 3.7 μm. When the blended fiber was allowed to stand in an atmosphere of a temperature of 40 ° C. and a humidity of 90% for 24 hours, adhesion between the single yarns was not observed. The blended fiber was wound on a 5 cm diameter skein and immersed in a 3 wt% sodium hydroxide aqueous solution at 60 ° C. for 10 minutes to decompose and elute the ester polymer (B). The fiber weight was 71% before and after the treatment. The weight was reduced, and it was confirmed that 95% of the ester polymer (B) in the blend fiber was removed.

実施例2
実施例1において、アクリロニトリル系ポリマー(A)/エステル系ポリマー(B)の比率を10/90(重量)とした以外は実施例1と同様にした。製糸性は良好であり、得られたブレンド繊維のモルホロジー観察により、アクリロニトリル系ポリマー(A)が島部となった海島繊維の形成が確認され、島部の平均直径は214nm、最大直径は3.3μmであった。ブレンド繊維を温度40℃、湿度90%の雰囲気下に24時間放置したところ、単糸同士の接着はみられなかった。このブレンド繊維を直径5cmのかせに巻き取り、3重量%60℃の水酸化ナトリウム水溶液中に10分間浸漬し、エステル系ポリマー(B)を分解溶出したところ、処理前後で繊維の重量は86%減量し、ブレンド繊維中のエステル系ポリマー(B)が96%除去されていることを確認した。
Example 2
Example 1 was the same as Example 1 except that the ratio of acrylonitrile-based polymer (A) / ester-based polymer (B) was 10/90 (weight). The spinning property is good, and by observation of the morphology of the obtained blended fiber, formation of sea-island fibers in which the acrylonitrile-based polymer (A) is an island is confirmed, the average diameter of the island is 214 nm, and the maximum diameter is 3. It was 3 μm. When the blended fiber was allowed to stand in an atmosphere of a temperature of 40 ° C. and a humidity of 90% for 24 hours, no adhesion between the single yarns was observed. The blended fiber was wound on a 5 cm diameter skein and immersed in a 3 wt% sodium hydroxide aqueous solution at 60 ° C. for 10 minutes to decompose and elute the ester polymer (B). The fiber weight was 86% before and after the treatment. The weight was reduced, and it was confirmed that 96% of the ester polymer (B) in the blend fiber was removed.

実施例3
実施例1において、アクリロニトリル系ポリマー(A)/エステル系ポリマー(B)の比率を29/71(重量)とした以外は実施例1と同様にした。製糸性は良好であり、得られたブレンド繊維のモルホロジー観察により、アクリロニトリル系ポリマー(A)が島部となった海島繊維の形成が確認され、島部の平均直径は335nm、最大直径は4.8μmであった。ブレンド繊維を温度40℃、湿度90%の雰囲気下に24時間放置したところ、単糸同士の接着はみられなかった。このブレンド繊維を直径5cmのかせに巻き取り、3重量%60℃の水酸化ナトリウム水溶液中に10分間浸漬し、エステル系ポリマー(B)を分解溶出したところ、処理前後で繊維の重量は68%減量し、ブレンド繊維中のエステル系ポリマー(B)が95%除去されていることを確認した。
Example 3
Example 1 was the same as Example 1 except that the ratio of acrylonitrile polymer (A) / ester polymer (B) was 29/71 (weight). The spinning property is good, and by observation of the morphology of the obtained blended fiber, formation of sea-island fibers in which the acrylonitrile-based polymer (A) is an island is confirmed. The average diameter of the island is 335 nm and the maximum diameter is 4. It was 8 μm. When the blended fiber was allowed to stand in an atmosphere of a temperature of 40 ° C. and a humidity of 90% for 24 hours, adhesion between the single yarns was not observed. The blended fiber was wound on a 5 cm diameter skein and immersed in a 3 wt% sodium hydroxide aqueous solution at 60 ° C. for 10 minutes to decompose and elute the ester polymer (B). The fiber weight before and after the treatment was 68%. The weight was reduced, and it was confirmed that 95% of the ester polymer (B) in the blend fiber was removed.

実施例4
実施例1において、エステル系ポリマー(B)として、アクリロニトリルをグラフト共重合しないブロックポリエーテルエステル(BP)を使用したこと以外は実施例1と同様にした。製糸性は良好であったが、延伸工程における糸切れが1回/1時間発生した。得られたブレンド繊維のモルホロジー観察により、アクリロニトリル系ポリマー(A)が島部となった海島繊維の形成が確認され、島部の平均直径は362nm、最大直径は4.9μmであった。ブレンド繊維を温度40℃、湿度90%の雰囲気下に24時間放置したところ、単糸同士の接着はみられなかった。このブレンド繊維を直径5cmのかせに巻き取り、3重量%60℃の水酸化ナトリウム水溶液中に10分間浸漬し、エステル系ポリマー(B)を分解溶出したところ、処理前後で繊維の重量は73%減量し、ブレンド繊維中のエステル系ポリマー(B)が97%除去されていることを確認した。
Example 4
In Example 1, it carried out similarly to Example 1 except having used the block polyether ester (BP) which does not graft-copolymerize acrylonitrile as ester type polymer (B). Although the yarn-making property was good, the yarn breakage in the drawing process occurred once per hour. Morphological observation of the obtained blended fiber confirmed the formation of sea-island fibers in which the acrylonitrile-based polymer (A) was an island, and the average diameter of the island was 362 nm and the maximum diameter was 4.9 μm. When the blended fiber was allowed to stand in an atmosphere of a temperature of 40 ° C. and a humidity of 90% for 24 hours, no adhesion between the single yarns was observed. The blended fiber was wound on a 5 cm diameter skein and immersed in a 3 wt% sodium hydroxide aqueous solution at 60 ° C. for 10 minutes to decompose and elute the ester polymer (B). The fiber weight before and after treatment was 73%. The weight was reduced and it was confirmed that 97% of the ester polymer (B) in the blended fiber was removed.

比較例1
実施例1において、エステル系ポリマー(B)の代わりに重合度1700、ケン化度99モル%のポリビニルアルコール(PVA)の20重量%ジメチルスルホキシド溶液を使用したこと以外は実施例1と同様にした。この結果、凝固浴における凝固不良により製糸が不可能であった。
Comparative Example 1
Example 1 was the same as Example 1 except that a 20% by weight dimethyl sulfoxide solution of polyvinyl alcohol (PVA) having a polymerization degree of 1700 and a saponification degree of 99 mol% was used instead of the ester-based polymer (B). . As a result, yarn production was impossible due to poor coagulation in the coagulation bath.

比較例2
実施例1において、エステル系ポリマー(B)の代わりに重合度1700、ケン化度99モル%のポリビニルアルコール(PVA)の20重量%ジメチルスルホキシド溶液を使用し、45℃下でアクリロニトリル系ポリマー(A)/PVAの比率を25/75(重量)となるようにミキサーで混合し、45℃において25poiseの紡糸原液とした。この紡糸原液を、孔径0.065mmφ、ホール数400の紡糸口金を使用し、5℃の30重量%ジメチルスルホキシドから/プロパノールなる凝固浴中に吐出し、6.0m/minで引き取り凝固糸を得た。凝固糸は引き続き、20℃の30重量%ジメチルスルホキシド/プロパノール溶液、35℃の10重量%ジメチルスルホキシド/プロパノール水溶液からなる2段の延伸浴で6倍延伸した後、800dtex/400fのブレンド繊維を得た。得られたブレンド繊維のモルホロジー観察により、アクリロニトリル系ポリマー(A)が島部となった海島繊維の形成が確認され、島部の平均直径は423nm、最大直径は2.7μmであった。ブレンド繊維を温度40℃、湿度90%の雰囲気下に24時間放置したところ、繊維同士が接着した。ブレンド繊維を直径5cmのかせに巻き取り、100℃の沸騰水中に10分間浸漬した後に乾燥すると繊維同士が接着した。また、処理前後で繊維の重量は52%しか減量せず、ブレンド繊維中のポPVAが69%しか除去されていないことを確認した。繊維同士の接着は処理後の繊維中にPVAが残留している事を示し、10分間の除去処理ではPVAの溶出が十分でなく、この結果は、PVAの溶出には、エステル系ポリマー(B)のアルカリ溶液による分解溶出と比べて時間がかかる事を示す。
Comparative Example 2
In Example 1, instead of the ester polymer (B), a 20% by weight dimethyl sulfoxide solution of polyvinyl alcohol (PVA) having a polymerization degree of 1700 and a saponification degree of 99 mol% was used, and the acrylonitrile polymer (A ) / PVA was mixed with a mixer so that the ratio was 25/75 (weight), and a spinning solution of 25 poise was obtained at 45 ° C. This spinning dope was discharged into a coagulation bath of 30% by weight dimethyl sulfoxide at 5 ° C./propanol using a spinneret having a hole diameter of 0.065 mmφ and a hole number of 400, and taken up at 6.0 m / min to obtain a coagulated yarn. It was. The coagulated yarn was stretched 6 times in a two-stage drawing bath consisting of a 30% by weight dimethyl sulfoxide / propanol solution at 20 ° C. and a 10% by weight dimethyl sulfoxide / propanol aqueous solution at 35 ° C. to obtain a blend fiber of 800 dtex / 400 f. It was. Morphological observation of the obtained blended fiber confirmed the formation of sea-island fibers in which the acrylonitrile-based polymer (A) became islands. The average diameter of the islands was 423 nm and the maximum diameter was 2.7 μm. When the blended fiber was allowed to stand for 24 hours in an atmosphere at a temperature of 40 ° C. and a humidity of 90%, the fibers adhered to each other. The blended fibers were wound on a 5 cm diameter skein, immersed in boiling water at 100 ° C. for 10 minutes, and then dried to bond the fibers together. In addition, it was confirmed that the fiber weight was reduced by only 52% before and after the treatment, and only 69% of the pop-PVA in the blended fiber was removed. The adhesion between the fibers indicates that PVA remains in the treated fibers, and the removal treatment for 10 minutes is not enough to elute the PVA. This result shows that the ester polymer (B ) Shows that it takes longer than the decomposition elution with an alkaline solution.

比較例3
実施例1において、アクリロニトリル系ポリマー(A)/エステル系ポリマー(B)の比率を40/60とした以外は実施例1と同様にした。製糸性は良好であり、得られたブレンド繊維のモルホロジー観察により、アクリロニトリル系ポリマー(A)が海部を構成していることが観察され、アクリロニトリル系ポリマー(A)が島部となった海島繊維構造をとっていなかった。
Comparative Example 3
Example 1 was the same as Example 1 except that the ratio of acrylonitrile polymer (A) / ester polymer (B) was 40/60. Sea island fiber structure in which the yarn-making property is good, and it is observed by morphological observation of the obtained blended fiber that the acrylonitrile-based polymer (A) constitutes the sea part, and the acrylonitrile-based polymer (A) becomes the island part. I did not take.

Figure 0004591281
Figure 0004591281

本発明の海島繊維は耐水性を持ち、運搬、加工時の取り扱い性に優れる。また、従来のアクリル繊維の製造工程を利用して、安全かつ環境負荷が少ない方法により製造が可能である。また、この海島繊維から得られる極細アクリル繊維は連続した長繊維の形態を保っているために取り扱いが容易であり、エアフィルター、液体フィルター、セパレーター、メディカルフィルター、再生医療用培地、マスク、衣料、インテリア用品、補強材、紙、不織布、炭素繊維前駆体などさまざまな用途に利用することが可能である。   The sea-island fiber of the present invention has water resistance and is excellent in handling during transportation and processing. Moreover, it can be manufactured by a method that is safe and has a low environmental load by using a conventional manufacturing process of acrylic fiber. In addition, the ultra-fine acrylic fiber obtained from this sea-island fiber is easy to handle because it maintains the form of continuous long fiber, air filter, liquid filter, separator, medical filter, regenerative medical medium, mask, clothing, It can be used for various applications such as interior goods, reinforcing materials, paper, non-woven fabric, carbon fiber precursors.

Claims (3)

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)とからなる海島繊維であって、ポリマー(A)を島成分、ポリマー(B)を海成分とすることを特徴とする海島繊維。   A sea-island fiber comprising an acrylonitrile-based polymer (A) and an ester-based polymer (B), wherein the polymer (A) is an island component and the polymer (B) is a sea component. ポリマー(A)とポリマー(B)の重量の合計に対するポリマー(A)の重量の割合を30重量%未満になるよう混合したポリマー原液を、湿式紡糸あるいは乾湿式紡糸する請求項1記載の海島繊維の製造方法。   The sea-island fiber according to claim 1, wherein the polymer stock solution mixed so that the ratio of the weight of the polymer (A) to the total weight of the polymer (A) and the polymer (B) is less than 30% by weight is wet-spun or dry-wet-spun. Manufacturing method. 請求項1記載の海島繊維から、アルカリ溶液によりポリマー(B)を分解溶出することを特徴とする極細アクリル繊維の製造方法。   A process for producing ultrafine acrylic fibers, wherein the polymer (B) is decomposed and eluted from the sea-island fibers according to claim 1 with an alkaline solution.
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