JPH0112849B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は二成分アクリロニトリルポリマー繊維
製造のための溶融防糸法に関する。更に詳しくは
本発明は、アクリロニトリル含量の異なる二種の
繊維形成性アクリロニトリルポリマーをそれぞれ
別個に溶融形態でつくり、この溶融物を一緒に紡
糸口金オリフイスを通じ直接スチーム加圧された
帯域であつて発生期の押出物からの水の解放速度
を調節する条件下に保持された固化帯域中へ押出
し、そして発生期の押出物が固化帯域中にある間
に伸張して分子配向を与えることから成る方法に
関するものである。

本明細書中で用いられる“二成分繊維”とは、
総称的には同様であるが化学的または物理的には
異なる二種のポリマーを物理的に一緒に合同させ
て形成した繊維のことである。本発明においては
二種のポリマーはアクリロニトリルポリマーであ
り、従つて総称的には同様であるが、これらポリ
マーはアクリロニトリル含量を異にしその結果異
なる物理的性質を有する。

過去において二成分アクリロニトリルポリマー
繊維は湿式または乾式紡糸法により製造された。
これは、公知の有用な繊維形成性アクリロニトリ
ルポリマーは著しいポリマー崩壊なしには溶融す
ることができずその結果溶融紡糸法を適用し得な
かつたことに依る。近年のアクリロニトリルポリ
マー繊維分野における発展は、アクリロニトリル
ポリマーと水との単一相溶融物であつて温度が大
気圧下の水の沸点以上の温度で圧力が水を液状に
保つ圧力にある溶融物を紡糸口金を通じて繊維を
形成させることから成る溶融紡糸方法へと導い
た。例えば米国特許第3984601（Blicken−staff）、
同第3869204号（Goodmanら）及び同第4163770
号（Porosoff）を見よ。しかしながら、これら近
年の発展はいずれも二成分繊維の問題に関連する
ものではない。

その他の最近のアクリロニトリルポリマー分野
における発展は、これらポリマーの或る種のも
の、即ちアクリロニトリル含量が60〜70重量％の
ものは、ポリマーの崩壊なしに純粋なポリマー溶
融物として調製しうるという発見であつた。しか
しながらこれらポリマーの繊維としての性質は受
容できるものではなかつた。

二成分繊維は自己捲縮し望ましい嵩性に仕上げ
ることができるから多くの用途に対し高度に望ま
しいものである。これらの性質及びその他は、互
いに良好な付着力を示す二つのポリマー成分の異
なつた物理的性質に由来する。高度に望ましい性
質を有する二成分アクリロニトリルポリマー繊維
は湿式または乾式紡糸法によつて製造することも
できるが、ポリマーの溶剤の使用が必要なことは
溶剤の除去及び回収の問題があるので望ましくな
いことである。溶剤は製造費に関連しまた工程か
ら回収されないと環境汚染問題を起すという性格
のものである。生成繊維からのポリマー溶剤の除
去は繊維形成工程の完了時常に完全ではなく、残
留溶剤は後続の染色の如き繊維熱−湿処理中に浸
み出し、かくして繊維形成の後続工程において環
境汚染問題を引き起こす。従つて湿式及び乾式紡
糸に関連する問題点を避けた二成分アクリロニト
リルポリマー繊維の製造方法及び望ましい繊維物
性を有するそのような繊維に対する要求が存在す
る。

本発明によれば、第一の繊維形成性アクリロニ
トリルポリマーと水との単一相溶融物をつくり、
ここに該第一のアクリロニトリルポリマーは少く
とも約85重量％のアクリロニトリルを含有し、該
溶融物の温度は大気圧における水の沸点以上で圧
力は水を液状に保つ圧であり；第二の繊維形成性
アクリロニトリルポリマーの純粋溶融物をつく
り、ここに該第二のアクリロニトリルポリマーは
約60〜72重量％のアクリロニトリルを含有し、該
純粋溶融物は上記ポリマー−水の単一相溶融物と
同じ温度及び圧力にあり、そして該第一及び第二
のアクリロニトリルポリマーにおけるアクリロニ
トリル含量の差異は約30重量％以下であり；該ポ
リマー−水の単一相溶融物と該純粋溶融物とを一
緒に紡糸口金のオリフイスを通じて直接スチーム
加圧され発生期の押出物からの水の解放を調節す
る条件に保持された固化帯域中へ押出し；そして
発生期の押出物が該固化帯域中にある間にそれを
伸張して該ポリマーに分子配向を与えることから
成る、アクリロニトリル含量の異なる二種ポリマ
ーより成る二成分アクリロニトリルポリマー繊維
の製造法が提供される。

好ましい実施態様において、得られた繊維は乾
球温度約110〜150℃の範囲、湿球温度約60〜90℃
の範囲で示される条件下に乾燥され、そしてスチ
ームまたは沸騰水中で弛緩される。生成された繊
維は二成分繊維を構成する二種のアクリロニトリ
ルポリマーの異なる収縮性質を基ずき自己捲縮性
である。乾燥及び弛緩は繊維中に捲縮を発現させ
るであろう。一般に繊維は捲縮されていない形態
で提供するのが望ましいから、乾燥され弛緩され
た繊維は発現した捲縮が一時的に除去されるのに
丁度充分な緊張下に、加熱され再伸張される。

本発明によつて生成される二成分繊維は、合同
されたときポリマー成分は異なる溶融状態にあつ
たという事実にも拘らず、二つのポリマー成分の
間に良好な付着力をあらわす。二つのポリマーの
物理的性質はポリマーの組成を上記所定の範囲内
で変えることによつて変更することができ、それ
に従つて捲縮の程度を変更することができる。溶
融紡糸された二成分アクリロニトリルポリマー繊
維の紡織物特性は一般に湿式または乾式紡糸され
た同等の繊維の性質にくらべて良好である。この
二成分アクリロニトリルポリマー繊維の製造、加
工工程でポリマー溶剤は使用されないから、溶剤
回収または環境汚染の問題には何ら遭遇しない。

本発明方法を行なうに当り二種の繊維形成性ア
クリロニトリルポリマーの二つの異なつた溶融物
が用いられる。アクリロニトリル高含量のアクリ
ロニトリルポリマーをポリマー−水の単一相溶融
物の形でつくり、一方アクリロニトリル低含量の
アクリロニトリルポリマーを純粋なポリマー溶融
物即ち水または他の溶融補助剤を用いない溶融物
としてつくる。

アクリロニトリル高含量のアクリロニトリルポ
リマーは少くとも85重量％のアクリロニトリルを
含み、残部は共重合しうる−またはそれ以上のモ
ノマーである。このアクリロニトリル含量の繊維
形成性アクリロニトリルポリマーはこの技術分野
でその製造法と共に良く知られている。このよう
なポリマーの適当なポリマー−水の溶融物は、ポ
リマーと水の適当量を大気圧下の水の沸点以上の
温度に、水を液状に保つに充分な圧力において、
加熱することによつて容易に均質な単一相溶融物
としてつくることができる。ポリマーの組成及び
その他の要因に依存して水の量は一般にポリマー
と水との合計量に基ずき約10〜30重量％である。
少くとも自然発生圧を用いるとポリマーの崩壊温
度以下の安全な温度で溶融物ができる。

アクリロニトリル低含量のアクリロニトリルポ
リマーは約60乃至約72重量％のアクリロニトリル
を含み、残部は共重合しうる一またはそれ以上の
モノマーである。純粋なポリマー溶融物を与える
適当なコモノマーは、例えばエチルもしくはメチ
ルアクリレート、ブチルアクリレート、イソプロ
ピルメタクリレート、ビニルアセテート、イソブ
チレン、スチレン、ジクロロスチレン及びブタジ
エンである。これらポリマーもまた当技術分野で
その製法と共に知られている。この型のポリマー
は純粋なポリマーとして加熱されるときポリマー
の重大な崩壊を伴なうことなしに溶融物を形成
し、そして上記ポリマー−水溶融物を形成するの
に用いられる温度及び圧力において流体溶融物を
与えることができる。

前述した如く、二種のアクリロニトリルポリマ
ーのアクリロニトリル含量の差は30重量％を超え
るべきではなく、それは差がそれ以上になると二
種の型のポリマー間の付着力が乏しくなるからで
ある。二種のポリマーに対し特定されたアクリロ
ニトリル含量範囲の関係から、アクリロニトリル
含量の差の最低は約13％となろう。

二種の異なるポリマー溶融物を公知法により個
別につくる。そのような溶融物は典型的にはスク
リユー押出機または類似装置によつてつくられ
る。

二種のポリマー溶融物を得た後これらを一緒に
同じ紡糸口金のオリフイスを通じて押出す。この
押出し過程で二種のポリマー溶融物は紡出口金オ
リフイスを通過するとき溶融物の界面で合同す
る。このような押出しを行なうに当り、合同され
るべきそれぞれのポリマー溶融物の量は合同が完
結される方式によつて変る。通常のサイド・バ
イ・サイド二成分繊維を形成するには、繊維を構
成する二つのポリマー成分の等量を供給すること
ができ、または押出しされる二種のポリマー溶融
物のポンプ輸送速度を調整して変動する量を供給
することができる。そのようなサイド・バイ・サ
イド二成分繊維をつくるには一般にアクリロニト
リル高含量成分が繊維のポリマー全量の50重量％
またはそれ以上を構成することが好ましく、それ
はアクリロニトリル高含量ポリマー成分が一般に
より良好な紡績物特性を与えるからである。

別の実施態様は、ポリマー溶融物をプレートミ
キサーの如き静混合機を通じ低い混合度で通過さ
せてランダム二成分繊維をつくることであり、こ
の際アクリロニトリル高含量のポリマーは繊維の
ポリマー含有全量の約60乃至約90重量％を構成
し、アクリロニトリル低含量のポリマーは残余を
構成することが好ましく、アクリロニトリル低含
量のポリマーは好ましくはポリマー含有全量の約
18乃至32重量％を構成する。

押出し工程は、発生期の押出物からの水の解放
速度を調節する条件下に保たれたスチーム加圧固
化帯域中へ、紡糸口金からの押出物が直接押出さ
れ、そして公知法に従つて伸張しうる押出物を与
えるような方法で行なわれる。一般にこのような
条件は、押出しが行なわれる温度より約20℃乃至
約60℃低い温度を与えるような圧加の飽和スチー
ムを使用することによつて起る。固化帯域中の適
当なスチーム圧の条件下では発生期の押出物はそ
の中で伸張しうる状態にとどまるであろう。

発生期の押出物は固化帯域中にある間に伸張に
付されて、ポリマー配向に由来すると信じられる
改善された物理的性質を与える。伸張が行なわれ
る程度は数多くの要因、例えば所望の繊維性質の
改善程度その他によつて広範囲に変る。典型的に
は、伸張は一段階または多段階で全伸張比約25ま
たはそれ以上を与えるように行なわれるが、それ
はそのような伸張比によつてすぐれた紡織性能が
得られるからである。

伸張後、繊維は固化帯域から出て、所望の後続
加工工程に付される。一般に伸張された繊維を、
乾球温度約110℃〜約150℃、湿球温度約60℃〜約
90℃の範囲内に含まれる湿度の条件下に、乾燥す
ることが好ましい。このような条件下における乾
燥は繊維構造中に空所が形成されることを最少限
ならしめる傾向があり、繊維の透明性を改善す
る。また一般に乾燥後の伸張押出物を弛緩し20％
またはそれ以上収縮させて、得られた繊維に紡績
物特性の望ましい均衡を与えることが好ましい。
そのような弛緩は、可伸張度の性質に依存して、
スチーム中または沸騰水中で起る。

本発明を以下の実施例により更に詳しく説明す
る。記載の部及び％は断りのない限りすべて重量
基準である。

実施例 １ 二成分繊維をつくるのに用いられた二種のアク
リロニトリルポリマーは次の通り： ポリマーＡ アクリロニトリル 85部 メチルメタクリレート 12部を ポリビニルアルコール ３部上にグラフト 重量平均分子量 54000 ポリマーＢ アクリロニトリル 66.6部 メチルアクリレート 23.4部を ブタジエンラバー 10.0部上にグラフト 重量平均分子量 87500 ポリマーA82部及び水18部を用い温度175℃及
び自発圧力においてスクリユー押出機によりポリ
マー−水の溶融物をつくる。

ポリマーＢは175℃において第二のスクリユー
押出機を用い純粋なポリマー溶融物として調製す
る。

次に二つのポリマー溶融物を、サイド・バイ・
サイド配列にポリマーを押出す分散手段を備えた
紡糸装置の紡糸口金プレートの同じオリフイスを
通じて供給する。紡糸口金プレートは経160ミク
ロンの円形オリフイス80個を有し、ポリマー溶融
物の相対的供給速度は各ポリマー成分を50％づつ
含む繊維を与えるようなものである。二成分押出
物は紡糸口金オリフイスから、飽和スチームで温
度120℃に保持されたスチーム加圧固化帯域中へ
直接押出される。発生期の押出物は８の係数で引
かれそして固化帯域中にある間に第二の伸張段階
で伸張比10で延伸され、紡糸口金レを通過するポ
リマー溶融物の線速度に関し全伸張比80で伸張さ
れる。伸張の後、押出物は加圧シールを通じて固
化帯域から出て、巻取機に集められる。この紡糸
されたままの繊維のデニールはフイラメント当り
2.54デニールである。繊維は緊張なしの状態で乾
球温度75℃において乾燥される。乾燥された繊維
は次いで温度180℃のスチーム中の弛緩され、そ
の間に32％の繊維収縮が起る。この最終繊維はフ
イラメント当りのデニール3.7を有する。上述の
工程中に繊維は１インチ当り約18の高度に安定な
捲縮をあらわす。

実施例 ２ ポリマーＡは実施例１で用いたものと同じであ
る。ポリマーＢは下記組成のターポリマーであ
る。

アクリロニトリル 70部 メチルメタクリレート 26部 スチレン ４部 重量平均分子量 80000 二つの溶融物を実施例１における如くつくる。
溶融物をプレートミキサーを通じ最小の剪断力を
用いて加工し、そして経160ミクロンの紡糸口金
オリフイス80個を通じランダム二成分繊維として
押出す。二つのポリマー溶融物の割合は押出物が
ポリマーＡを70％、ポリマーＢを30％含むように
する。押出後の加工工程は実施例１におけると同
じである。最終の繊維は１インチ当り約６〜12個
の頻度の自然捲縮を有する。この繊維は二つのポ
リマーの屈折率が密接しているため高度に透明で
ある。

実施例 ３ ポリマーＢとして下記のコポリマーを使用した
他は同じ材料を用い実施例２の操作を繰返す。

アクリロニトリル 64部 ブチルアクリレート 36部 重量平均分子量 75000 紡糸口金を通じて押出す溶融物の割合はポリマ
ーA75部に対しポリマーB25部とする。加工完了
後の二成分繊維中には自然捲縮が発生している。

実施例 ４ ポリマーＢとして下記組成のポリマーを用いた
他は同じ材料を用い実施例２の操作を繰返す。

アクリロニトリル 70部 メチルメタクリレート 20部 ヒドロキシエチルアクリレート 10部 重量平均分子量 75000 溶融物の割合はポリマーA72部、ポリマーB28
部とする。得られた繊維は自然捲縮を有し、常用
のアクリロニトリルポリマー繊維よりも高い湿気
吸収性を有す。

実施例 ５ まべて同じ材料を用いて実施例１を繰返した
が、但し実施例１に記載の加工操作に続いて繊維
を約110℃の加熱炉を通過させ、そして伸張比約
1.05に対応する緊張下に巻き取る。この処理は発
現していた自然捲縮を一時的に除去する。巻き取
られた繊維は、染色に付されるとき、最初の加工
過程で自然に発現した捲縮と同じレベルの捲縮を
再びあらわす。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 第一の繊維形成性アクリロニトリルポリマー
   と水との単一相溶融物をつくり、ここに該第一の
   アクリロニトリルポリマーはポリビニルアルコー
   ル上へのアクリロニトリル及びメチルメタアクリ
   レートのグラフトポリマーであつて、少くとも約
   85重量％のアクリロニトリルを含有し、該溶融物
   の温度は大気圧における水の沸点以上で圧力は水
   を液状に保つ圧であり；第二の繊維形成性アクリ
   ロニトリルポリマーの純粋溶融物をつくり、ここ
   に該第二のアクリロニトリルポリマーは約60〜72
   重量％のアクリロニトリルを含有し、該純粋溶融
   物は上記ポリマー−水の単一相溶融物と同じ温度
   及び圧力にあり、そして該第一及び第二のアクリ
   ロニトリルポリマーにおけるアクリロニトリル含
   量の差異は約30重量％以下であり；該ポリマー−
   水の単一相溶融物と該純粋溶融物とを一緒に紡糸
   口金のオリフイスを通じて直接スチーム加圧され
   発生期の押出物からの水の解放を調節する条件に
   保持された固化帯域中へ押出し；そして発生期の
   押出物が該固化帯域中にある間にそれを伸張して
   該ポリマーに分子配向を与える；ことから成る、
   アクリロニトリル含量の異なる二種ポリマーより
   成るサイド・バイ・サイドまたはランダム二成分
   アクリロニトリルポリマー繊維の製造法。 ２ 発生期の押出物を乾球温度110〜150℃の範囲
   及び湿球温度60〜90℃の範囲において乾燥する段
   階を更に含んで成る、特許請求の範囲第１項記載
   の方法。 ３ 第一のアクリロニトリルポリマーはポリビニ
   ルアルコール３部上へのアクリロニトリル85部及
   びメチルメタクリレート12部のグラフトポリマー
   である、特許請求の範囲第１項記載の方法。 ４ 第二のアクリロニトリルポリマーはアクリロ
   ニトリル70部、メチルメタクリレート26部及びス
   チレン４部のターポリマーである、特許請求の範
   囲第１項記載の方法。 ５ 第二のアクリロニトリルポリマーはアクリロ
   ニトリル70部、メチルメタクリレート26部及びス
   チレン４部のターポリマーである、特許請求の範
   囲第４項記載の方法。 ６ 第二のアクリロニトリルポリマーはアクリロ
   ニトリル64部とブチルアクリレート36部とのコポ
   リマーである、特許請求の範囲第１項記載の方
   法。 ７ 第二のアクリロニトリルポリマーはブタジエ
   ンラバー10部上へのアクリロニトリル66.6部及び
   メチルアクリレート23.7部のグラフトポリマーで
   ある、特許請求の範囲第１項記載の方法。 ８ 第二のアクリロニトリルポリマーはアクリロ
   ニトリル70部、メチルメタクリレート20部及びヒ
   ドロキシルエチルアクリレート10部のターポリマ
   ーである、特許請求の範囲第１項記載の方法。