JPH01111010A - アクリル系合成繊維の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はアクリル系合成繊維、特には抗ピリング性能に
優れるアクリル系合成繊維の新規な製造方法に関する。

〔従来の技術〕

アクリル系合成繊維が羊毛に類似した柔軟な風合と優れ
た染色性を具備し、衣料用素材あるいはインテリア製品
用素材等の分野に広範な利用分野を有することはよく知
られている。

しかしながら、かかる有用性に優れたアクリル系合成繊
維もある種の使用分野において、繊維性能を改質するた
めの工業的手段を確立することが早急に要望されていた
。

例えばアクリル系合成線維の耐摩耗性、耐フイブＩＪ　
ル性は衣料用素材等に要求される実用的な水準をはぼ満
足するものの、アクリル系合成繊維から得られる編織物
は、着用期間の経過とともに編織物の布面に短毛の交絡
した小球、所趙ピリングを発生し、その商品価値を大幅
に低下せしめる欠点が認められた。

このようなピリングの発生は、アクリル系合成繊維に特
有の問題ではなくナイロン、ポリエステル等に比較すれ
ば、むしろ少ないといえるが、これとても羊毛繊維より
得られた編紗物と比較すれば、相当顕著なピリングの形
成が認められ、アクリル系合成繊維が編織物形成素材と
して羊毛繊維に代替出来ない一つの原因となっていた。

もっともこれまでに、このようなピリングの発生を防止
するために、種々の手法が提案されてきた。しかし、こ
れらは、いずれもアクリル繊維を湿式紡糸にて製造する
過程において、特定の添加物を加えたり、更に特公昭５
５−４７１３１号公報に記載されているよ５に、延伸糸
の膨潤度、延伸倍率等を限定した特殊な条件を採用する
という手法であり、かなり複雑な製造工程が必要である
。

一方、アクリロニトリル系重合体を溶融賦形することは
、例えばアメリカ特許第２，４１２，０３４号明細書、
特公昭５２−２００７号公報で知られているが、溶融賦
形のために加熱処理を施すとニトリル基の環化反応が起
こり、不融化すると共に着色するという難点があるため
、溶融賦形法による繊維やフィルム、シート状物の製造
は困難とされて来た。

本発明はかかる溶融賦形法を採用しつつ有用なアクリル
系合成繊維を提供することにある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

アクリル系合成繊維の製造条件の変更によって、抗ピリ
ング性能を付与させた繊維を得ようとする技術的手段は
試みられているものの、未だ画期的な手法は提案されて
いない。

本発明者らは溶融紡糸法によって抗ピル繊維を製造すべ
く鋭意検討をおこなった結果、溶融紡糸して得られる未
延伸糸を特定倍率の延伸を施した後、熱緩和処理すると
いりた非常に簡便な手法によって、すぐれた抗ピル性能
を有するアクリル系合成繊維の製造方法を確立し、本発
明を完成した。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の要旨とするところは、アクリロニトリルを８０
重量％以上含有し、還元粘度が０．２〜１．０のアクリ
ロニトリル系重合体を１６０℃〜２３０℃の温度で５０
以上の紡糸ドラフトで溶融紡糸し、得られた未延伸糸を
１．１〜２．０倍延伸した後、１６０℃以下の温度で熱
緩和処理を施してアクリル系合成線維を製造することに
ある。

本発明のアクリロニトリル系重合体中の７クリロニトリ
ルの含有量は８０重量％以上であることが必要であり、
アクリロニトリルの含有量が８０重量％未満では溶融賦
形することにより得られた繊維は、結晶性に乏しく無配
向状態となり、繊維としての特性が劣る。一方、共重合
成分が少なくなるほど、溶融賦形性は悪くなるため、共
重合成分は８０重量％から９０重景％の範囲にあること
が望ましい。尚、ここで用いる共重合性単量体としては
共重合せしめる単独重合体のガラス転移温度（Ｔｙ）が
−６０℃〜＋３０℃の範囲の共重合可能なモノマー、例
えばメチルアクリレート（ＴＪＩ　＝　３℃）、　エチ
ルアクリレート（Ｔ７＝−２２℃）、Ｕ−プロピルアク
リレート（Ｔ７＝−４４℃）、ｎ−ブチルアクリレート
（ＴＪＥ＝−５６℃）、ｎ−へキシルメタクリレ−）（
ＴＪＩ＝−５℃）、ｎ−オクチルメタクリレート（Ｔ／
＝−２０℃）、酢酸ビニル（ＴＪＩ＝２９℃）、ビニリ
デンクロリド（Ｔ／＝−１７℃）等が好ましいが、一般
にアクリロニトリルと共重合可能なモノマー、例えばア
クリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、ヒドロキシアル
キルアクリレート又はメタクリレート、アクリルアミド
、メタクリルアミド等々が挙げられ、これらの重合性不
飽和単量体を単独で、あるいは併用して共重合させるこ
とが可能である。

また、本発明で用いるアクリロニトリル系重合体の還元
粘度は０．２〜１．０の範囲にあることが必要である。

還元粘度が０．２未満の重合体を用いると溶融賦形性が
良好でないばかりでなく得られる繊維の機械的強度が十
分なものでなく繊維としての利用価値は小さい。一方、
還元粘度が１．０を越えると溶融しなくなり、又溶融し
たとしても著しく溶融粘度が高いため、事実上溶融紡糸
することは不可能となる。

以上のような重合体組成及び還元粘度を有するアクリロ
ニトリル系重合体の重合方法としては懸濁重合法、乳化
重合法が挙げられるが、特にアニオン性界面活性剤とし
ての脂肪族石鹸、アルキル硫酸塩、ジアルキルスルホコ
ハク酸塩、スルホン化エステル、スルホン化アミドや非
イオン性界面活性剤としてのポリエチレングリコール、
ポリプロピレングリコール等の脂肪族エステル類などの
乳化剤を用い、分子量調節剤としてプロピルメルカプタ
ン、イソプロピルメルカプタン、ブチルメルカプタン、
ベンジルメルカプタン、オクチルメルカプタン、ラウリ
ルメルカプタン等を比較的多量に用いて重合するのが好
ましい。

又、アクリロニトリル系重合体を重合開始剤として過酸
化物と還元剤とのレドックス系開始剤を用いると、溶融
紡糸時の熱安定性が向上して着色の少ない繊維を製造す
ることができる。

開始剤の具体例としては過酸化水素−第一鉄塩、過硫酸
塩−酸性亜硫酸塩、クメンヒドロペルオキシド−第一鉄
塩、過酸化ベンゾイル−ジメチルアニリン等が挙げられ
る。

このようにして得られたアクリロニトリル系重合体は、
粉末状あるいは一度ペレット化し、ペレット状でスクリ
ュー式加熱溶融押出機に供給し、ギアポンプを用い、ノ
ズルより吐出させ繊維化する。

加熱溶融温度としては１６０℃〜２４０℃の範囲を用い
る。１６０℃未溝の加熱溶融温度では重合体が繊維化で
きるまで十分溶融せず、−方２４０℃を越えると重合体
が著しく分解を起こし、着色が始まるので好ましくない
。

この際、重合体の溶融温度以上での熱履歴時間が２分以
上１０分未満であることが溶融時の熱分解の発生を抑制
する点から好ましい。

溶融紡糸は１軸の押出機でも差支えないが、２軸以上の
多軸押出機を使用して、先端部４〜にの領域で重合体を
溶解することが熱履歴時間を２分以上１０分未満の範囲
にまで短縮でき、熱分解を防ぎ、繊維の着色を防ぐ点で
好ましい。

このようにして得られた重合体をノズルより吐出させ、
少なくとも５０以上の紡糸ドラフトをかけて紡糸し、得
られた未延伸糸を沸水中で１．１〜２．０倍の延伸を施
し、１６０℃以下の温度で熱緩和処理を行う。ここで、
紡糸ドラフトが５０未満で紡糸した場合、未延伸糸の結
晶性が発現しないため、たとえ延伸を施したとしても、
十分な機械的強度を有する繊維とすることができない。

また、５０以上の紡糸ドラフトを施した場合にも沸水中
での延伸、続いて２０％未満の熱緩和処理を施すことに
よって、はじめて本発明の抗ピル性能を有するアクリル
系合成繊維が得られる。

〔実施例〕

以下実施例により本発明を具体的に説明する。

（１）還元粘度（ηｒｅｄ　）はジメチルホルムアミド
１００Ｍに重合体０．５Ｆを溶解させ、２５℃にてオス
トワルド型粘度計を使用して測定したポリマー濃度０．
５％の還元粘度の値を示す。

（２）　　抗ビル性能評価はＩＣＩピリングテスタを用
いて、ピリング等級を測定した。すなわち約１０１０Ｘ
１２の試験片（編地）を無緊張下に直径２．５　（ｍ　
、長さ１５ｃＩｒＬのゴム管に巻き、木綿糸で端縁部が
重ならないように縫い付は両端をセロテープで固定し、
４個を１組としてコルクで内張りをした処理槽中に収納
し、該処理槽を６０　ｒｐｍの恒速で５時間回転する。

この後試験片を取り出し、ビルの発生状況を下記の基準
に従って視感判定する。

５級；ピルの発生および外観の変化かはとんど認められ
ないもの ４級；ピルの発生および外観の変化が軽度のもの ３級；ピルの発生および外観の変化が中程度のもの ２級；ピルの発生および外観の変化が相当認められるも
の １級；ピルの発生および外観の変化が極めて顕著に認め
られるもの 本評価法において４級以上であれば、抗ピル性は良好で
あると判定する。

（３）ＰＩ値は着色度のパラメーターを示し、光源とし
てＪＩＳ　Ｚ−８７２０に定められた標準光源Ｃを使用
して、刺激純度Ｐｅ（ＪＩＳＺ−８７０１）　　を求め
て次式から計算した。

ＰＩ（％）＝（１−Ｐａ）Ｘ１００ 実施例１ 窒素導入管、冷却管および定量ポンプを備えた重合容器
に、脱イオン水１００重量部、アニオン系Ｗ　面活ｔ　
剤、ラウリルベンゼンスルホーン酸ナトリウム１重量部
、過硫酸カリウム０．０５重量部、アクリロニトリル４
２．５重量部、メチルアクリレート７．５重量部、ラウ
リルメルカプタン２．７重量部を仕込み、５５℃に加熱
し、重合を開始し、３０分後よりアクリロニトリル８５
重量部、メチルアクリレ−）１５重量部、２ウリルメル
カプタン５．４重量部の混合体を２時間かけて滴下し、
終了後８０℃に昇温、１時間加熱し重合を完了した。

得られた重合ラテックスを常法に従って凝固、固化処理
し、６０℃で乾燥、白色粉末状の重合体を得た。

このようにして得られた粉末状のアクリロニトリル系重
合体（ηｒｅｄ　＝＝　０．３５　）　　をスクリュー
型溶融押出様に供給し、２２０℃にて表１のとおりに紡
糸ドラフト、延伸倍率、熱緩和条件を変えて紡糸し、得
られた繊維の物性を評価した。尚、本実施例においてア
クリロニトリル系重合体の熱履歴時間は８分であった。

比較例１ 水系懸濁型合法で得られたηｒｅｄ＝２．０　　のポリ
アクリロニトリルなジメチルホルムアミドに溶解し、乾
湿式紡糸法にて紡出し、得られた凝固糸を沸水中で６倍
延伸し、更に１２０℃で１０％の熱緩和を施した。

得られた繊維は、強度４．　Ｉ　Ｊ’／ｄ、伸度１５．
３％、弾性率９３．　Ｉ　Ｐ／ｄであり、抗ピル性を評
価したところ、３−４級であった。

実施例２ 窒素導入管、冷却管及び定量ポンプを備えた重合容器に
硫酸にてｐＨ２，４に調節した蒸留水２００．０重量部
、アニオン系界面活性剤のラウリルベンゼンスルホン酸
ナトリウムｚＯＩｉ量部、ラウリルメルカプタン９重量
部、アクリロニトリル１７０ｉ量部、メチルアクリレー
ト３０重量部を仕込み、４５℃に昇温後、過硫酸カリウ
ム及び亜硫酸水素アンモニウムを各１重量部ずつ添加し
、続いてアクリロニトリル６８０１量部、メチルアクリ
レート１２０重量部、ラウリルメルカプタン３６重量部
の混合溶液を１５０分で滴下し、そのままの温度で更に
６０Ｉ；＋重合を行った。その後、重合系の温度を６０
℃に昇温後、６０分重合を続け、重合を完了した。

得られた１合ラテックスを常法に従って凝固、固化処理
し、６０℃で乾燥、白色粉末状の重合体（ηｒｅｄ　＝
＝　　０．４４　）を得た。核粉末を２軸押出機によっ
て下表に示す条件にて、２２０℃にて加熱溶融し、定量
ポンプを用いてノズルより吐出させ、６００　ｍ１分の
紡速で紡糸しく紡糸トラフ）２００）、得られた未延伸
糸を沸水中で２倍の延伸を施し、１５０℃で２０％の熱
緩和処理をおこない、得られた繊維の白炭（ＰＩ値）を
測定した。

表　　２ 実施例３ 実施例２で得られたアクリロニトリル系重合体を、ペレ
タイザーを用いて２１０℃でペレット化した。このとき
の２１０℃の熱履歴時間は３分であった。続いて得られ
たペレットを、スクリュー式の溶融押出機に供給して、
２１０℃で溶融させ、定量ポンプを用いてノズルより吐
出させ、供給する重合体量と紡糸速度を変えて（紡糸ド
ラフトは１５０で一定）溶融押出機中での滞在時間を表
３のとおり変化させて紡糸した。

得られた未延伸糸を沸水中で２倍の延伸を施し、１５０
℃で２０％の熱緩和処理をおこない得られた繊維の白炭
（ＰＩ値）を測定した。

表３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、アクリロニトリルを８０重量％以上含有し、還元粘
   度が０．２〜１．０のアクリロニトリル系重合体を１６
   ０℃〜２４０℃の温度で５０以上の紡糸ドラフトで溶融
   紡糸し、得られた未延伸糸を１．１〜２．０倍延伸した
   後、１６０℃以下の温度で熱緩和処理を施すことを特徴
   とするアクリル系合成繊維の製造方法。 ２、アクリロニトリル系重合体がレドックス系開始剤の
   存在下に重合して得られたものであることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の製造方法。 ３、重合体の溶融温度以上での熱履歴時間が２分以上１
   ０分未満であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の製造方法。 ４、溶融紡糸を２軸以上の多軸押出機を使用することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の製造方法。 ５、多軸押出機の先端部１／２〜１／４の領域で重合体
   を溶融することを特徴とする特許請求の範囲第４項記載
   の製造方法。