JPH02210027A - 失透防止性に優れた難燃化アクリル繊維の製造法 - 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〉 本発明は失透防止性に優れた難燃化アクリル繊維の製造
法に関する。

く従来の技術〉 アクリル繊維は、風合いや染色性が優れることから古く
から広範囲の用途で使用されている。

とくに近年は社会的要求の尚変化もあってその最大の欠
点である易燃性を改良し次官ハロゲンアクリルｆｉ１１
維、いわゆるモダクリル鑞維もその需要貨を伸ばしてき
ている。

アクリル繊維中にハロゲンを含有させる方法としてはア
クリロニトリルとハロゲン含有単量体を集点合させる方
式が一般的であシ、かかる共重合体より得られた繊維が
アクリル繊維の性能を損なうこともなくもつとも好まし
い。ハロゲン含有単量体としては塩化ビニル、塩化ビニ
リデン、臭化ビニル等が挙げられ、特に塩化ビ＝　リデ
ンは沸点がやや高いこともあって重合工程での取シ扱い
が容易であるとともに塩化ビニリデン共重合体より製造
された繊維の特性が難燃性能のレベルとのバランスから
みて一般のアクリル繊維に近い優れた力学的あるいは熱
的性質を保有している之め、有利に使用することができ
る。

共重合体中の塩素の含有量は難燃繊維としての有効な難
燃性能を保有させるためには２０重量％以上が必要であ
る。また５７Ｍ量％を含有させておけば現在の実用に供
される用途で大部分の製品に利用可能でろって、′に燃
助剤と組み合わせを含めるとこのｌＪｌ維はすべての用
途に応用がｃｉＪ能である。

かくして得られ友塩素含有アクリロニトリル系重合体は
従来のアクリル繊維の紡糸方式によって繊維に賦型され
るが、生産性あるいは熱履歴の少ない点から湿式紡糸方
式で繊維化することがもつとも望ましい。

しかしながら、かかる電合体を湿式紡糸方式に工って繊
維に賦型する場合、その凝固特性からボイドを生成しや
すい欠点がある。このボイドは乾燥工程で一旦焼きつぶ
されるものの湿熱緩和工程めるいは染色工程において再
び発生し、繊維を失透させ染色鮮明性を損なわせる。

このような問題を解決するｔめに、従来よジスルホン酸
基含有単量体を共重合させ重合体中にスルホン酸基を導
入させるかまたは凝固浴条件を調整することによって凝
固過程で発生するボイドをできるだけ少なくする手法が
多く利用されている。

スルホン酸基含有単量体は一般に高価格であることまた
アクリロニトリルとの反応性が低く多量のスルホン酸基
を含有させるためには多くのスルホン酸基含有単量体を
重合反応糸に供給する必要がありコストを増大させるた
め、工業的にはスルホン酸基の含有量を適切な範囲に調
整することが好ましい。

また凝固条件を調整することによっである程度の改良は
望めるものの凝固工程以降の延伸、洗浄工程における延
伸性の低下等悪影響を与えるなど十分な改良策とは言え
ない。

〈発明が解決しようとする課題〉 本発明の目的はこのような塩素含有アクリロニトリル系
重合体を紡糸してなる難燃化アクリル繊維の失透現象を
防止し、優れ之透明性を付与する工業的に有利な方法を
提供することにある。

く課題を解決する友めの手段〉 本発明は塩素を含有するＪ４１蓋体を塩素成分７重合体
音体の２０〜６７重菫％およびスルホン酸基を９　Ｘ　
１０−５へ１２Ｘ１０−５ｍｏｌ／９含有するアクリロ
ニトリル系重合体を浴媒に５０Ｃにおける粘度が１５０
〜３５０ボイズになるように溶解し几亘合体ｍ液をノズ
ルエ）凝固浴へ吐出し、繊維に賦型しｆｃ後、湿熱下で
４倍以上の延伸７に施し、さらに非イオン系界面活性剤
の組合わせからなる界面活性剤水分散浴液で浸漬処理を
施すことをＩ＋ｆ徴とする失透防止性に優れ窺難燃化ア
クリル繊維のＩ！！遺伝にある。

以下本発明の詳細な説明する。

本発明の第一の要件は、塩素を含有する単量体を塩素成
分がアクリロニトリル（以下ＡＮという）系１合体全体
の２０〜３７！ｆｉ％になるように含有させることにあ
る。塩素成分が２０重量％未瀾では十分な難燃性能が得
られず、また３７重量％を越えると重合体の製造が困難
になるとともに従来アクリル繊維が有していた優れ友綾
維性能を損う。

本発明の第二の要件は、塩素を官有するＡＮＮ系会合中
にスルホン酸基全９Ｘ１０　　Ｓｌ　２ＸＩＯｍＯ１／
Ｊ？含肩させることにある。スルホン酸基が９×１０　
塾ｏ１７＆未満では十分な失透防止性を得ることができ
ず、丑た逆にスルホンは基の含有量が１２ＸｔＯｍｏｌ
／Ｊｉ’を越えると繊維の失透防止性は向上するものの
、スルホン酸基含有単一体はＡＮとの反応性が低いこと
などからスルホン酸基含有単量体を多量に血合反応系に
供給する必要があり製造コストを増加させ、さらに電合
体の親水性が増す窺め重合工程において直通、洗浄性の
低下を起こし工業的に好ましくない。スルホン酸基を含
有させる九めのスルボン酸基含有単量体としては、メタ
アリルスルホン酸、ベンゼンスルホン酸筐りはそれらの
塩が用いられる。

その他共重合成分として用いられる不飽和単量体として
は種々知られ、これらは繊維の特性改良の九めによって
導入でき、例えばアクリル酸、メタアクリル酸、酢酸ビ
ニル、メタアクリルアミドあるいはそれらのエステル類
等を挙げることができるが、共重合賃は５．５重ｔ％以
下に限定すべきであ夛、これを越えての導入は繊維の耐
熱性を特徴とする特性を著しく低下させる。

本発明の第三の要件は、塩素を含有するＡＮ系重合体ｍ
液の５０Ｃにおける粘度が１５０〜′５５０ボイス、好
ましくは２００へ３００ボイズになるように重合体の比
粘度および重合体溶液中の重合体の！１度を１整するこ
とにある。重合体溶液の粘度が１５０ボイズ未満では繊
維に十分な失透防止性を与えることができない。逆に３
５０ボイズを越えるとノズル圧の上昇による可紡性の低
下を起こし操業性を損なう。

本発明で用談いられるＡＮ系重合体をｆｆｊ′ｓ可能な
浴剤としては、好ましくはジメチルアセトアミド、ジメ
チルホルムアミド、ジメチルスルホキシド等の有＊浴剤
が挙げられる。なお溶剤として無機塩類、強酸塩、アセ
トン等も利用可能であるが、条件設定にあたっては各々
に検討を要す。

本発明の第四の俄件は湿熱下で４倍以上の延伸を施すこ
とにある。一般に延伸を施すことによって繊維の強度が
向上し繊維に機械的な性能が付与されるが、本発明では
、湿熱下における延伸倍率を向上することによって優れ
友失透防止性を付与するものであシ、このため乾熱延伸
比をできるだけ低下させることが失透防止の几めには好
ましいが、繊維の機械的性質、特に結節強度を向上させ
るためには１．２〜１．５倍の乾熱延伸を施すことが好
ましい。

本発明の第五の要件は、非イオン系界面活性剤の組合わ
せからなる界面活性剤水分散溶液で浸漬処理を施すこと
にある。一般に紡糸された繊維は乾燥工程における繊維
の融着防止あるいは紡績時の工程通過性を向上する友め
に数柚の界面活性剤の組合わせからなる水分散溶液で浸
漬処理が施ｊされるが、イオン系界面活性剤を添加した
水浴液中で紡糸繊維を浸漬処理すると乾燥終了時の繊維
および湿熱緩和処理後の繊維の透明性は良好であるが、
染色工程を想定した海水処理を行なうと著しく透明性を
損なう。この理由は定かでないがイオン系界面活性剤は
水によく解は繊維中に浸透しやすく、繊維中に浸透した
界面活性剤は繊維中に存在するボイドの中に侵入する。

このボイドは乾燥工程で焼きつぶされることによって一
旦綾維は透明になる〃ζ繊維中に侵入した界面活性剤は
、海水処理時繊維中への水の侵入をたすけ、ボイド再発
の主要因となる。一方弁イオン系界面活性剤は水中では
分散し定状態を呈し、イオン系界面活性剤に比べると繊
維中へ浸透しにくいものと考えられる。この九め非イオ
ン系界面活性剤は繊維表面に付着するだけで、線維内部
には浸透せず、海水処理時ボイド再発を起こしにくい。

く実施例〉 以下、実施例により本発明を説明する。

実施例中の肝価法は以下のとおシである。

難燃性の評価は酸素指数法（ＪＩ８　　Ｋ７２０−ＩＡ
Ｉ号）に依った。

重合体比粘度の測定は０．５％ジメチルホルムアミド浴
ｇ、２ｓｃで行なつ友。

失透防止性の評価は以下に示す元透過率法により行なつ
几。

１時間製水処理し友細維を長さ３０蘭に切断し、これを
５ｇ採取し友て×工こ１００１１Ｘ２００　ｍ、厚さ１
ｇのフェルトをニードルパンチ法に↓シ作成する。

１０襲Ｘ２０ｇ１１のフェルト片、重電５０■を採取シ
、ベンジルアルコール５ゴを入れ友浮さ１０１１Ｂのガ
ラスセルに入れ、この時の透過率を分元元度計を用いて
４９０．５　ｎｍ　の波長で測定する。

この方法によれば少量のサンプルでしかも精度よく判定
できる。ま几透過率％で表示される数値の絶対値は小さ
いが海水処理線維の透過率が４０％以上あればその線維
の透明性は極めて良好であシ、失透防止性は十分と判断
される。

実施例１ Ａ　Ｎ　５８．５重量％、塩化ビニリデン４０重量％お
よびメタアリルスルホン酸１．５重量％からなる塩累含
有量２９重１％、スルホン酸基を１１Ｘ１０　　ｍｏｌ
／Ｊｉ’含Ｍし九比粘度の異なるＡＮ系重合体をジメチ
ルアセトアミドに４０Ｃで浴解し種々の濃度の重合体ｍ
Ｄ、を調製し友。

次にこの東合体溶欣を孔径０．１謡のノズルを用いて５
６重量％のジメチルアセトアミド−水系（温度３０Ｃ）
に紡出し、脱溶剤処理を施し几のち、製水中で５倍延伸
し、ンルビタンエステル系非イオン系界面活性剤０．８
重量％の水分散液中で浸漬処理し乾燥後、１４５Ｃで１
．２倍の乾熱延伸を施し友。得られ几紡糸トウを１．６
ｋｐ／ａａ２のスチーム下で湿熱緩和処理を行ない１０
デニールの繊維を得友。この繊維を先に述べ几酸素指数
法（ＬＯＩ）、透明法にニジ評価した。

この結果を表１に示しｔ０ 表１に示すように重合体溶液の粘度が１５０ボイズ以上
で製水処理後の透過率が４０％以上となる。２００ボイ
ズ以上では透過率が５０％を越え、さらに失透防止性が
向上する。しかし５５０ボイズを越えると繊維の透過率
はより向上するもののノズル圧の上昇を引き起こし可紡
性が低下した。

実施例２ Ａ　Ｎ　５８．５重蓋％、塩化ビニリデン４０１鈑％お
よびメタアリルスルホン＃！１．５重量％からなる塩素
含有量２９］ｋ量％、スルホン酸基を１１Ｘ１０　　ｍ
ｏｌ／Ｊｌ含有し、比粘度が１．０のＡＮ系重合体をジ
メチルアセトアミドに１合体濃度が２５重量％になるよ
うに４０Ｃで溶解した。この時の重合体溶液の粘度は５
０Ｃで２４０ボイズであった。次にこの重合体溶液を孔
径０．１謳のノズルを用いて５６重ｉｉ％のジメチルア
セトアミド−水系（温度５０Ｃ）に紡出し、脱溶剤処理
′ｆｒ施し友のち、沸水中での延伸倍率と乾熱延伸（１
４５Ｃ）倍率の比率を変え得られた紡糸トクを１．６ｋ
ｌ／（至）のスチーム下で湿熱緩和処理し、１０デニー
ルの繊維を得几。乾熱延伸はソルビタンエステル系非イ
オン系界面活性剤０．８重量％の水分散液中で浸漬処理
し乾燥した。この繊維を先に述べた酸素指数法（ＬＯＩ
λ透明法により評価した。この結果を表２に示し友。

表２に示すように４０％以上の透過率を得る几めには、
湿熱下での延伸倍率を４倍以上にする必要がある。

実施例３ Ａ　Ｎ　５８．５重量％、塩化ビニリデン４０亘量％お
よびメタアリルスルホン酸１．５重量％からなる塩素含
有量２９重量％、スルホン酸基を１１　Ｘ　１０　　ｍ
ｏｌ　／　Ｉ含有し、比粘度が１．０のＡＮ系重合体を
ジメチルアセトアミドに重合体濃度が２５３［童％にな
るように４０ｃで溶解した。この時の重合体溶液の粘度
は５０Ｃで２４０ボイズであった。次にこの重合体浴液
を孔径０．１謳のノズルを用いて５６ｆｉｊｉｉ％のジ
メチルアセトアミド−水系（温度３０ｃ）に紡出し、脱
溶剤処理を施したのち、沸水中で５倍延伸し極々の界面
活性剤からなる固形分Ｏ，ａ重ｔＸの水分散液中で浸漬
処理し乾燥後、１４５ｃで１．２倍の乾熱延伸を施した
。得られ几紡糸トウを１．６輸／　（１１１２のスチー
ム下で湿熱緩和処理を行ない１０デニールの繊維を得ｔ
、この繊維を先に述べた透明法によ〕評価した。この結
果を表５に示した。

実施例４ ＡＮおよびメタアリルスルホン酸ナトリウムの量を調整
し塩化ビニリデン４０重蓋％からな表４ れらの重合体の濃度が２５重蓋％になるようにジメチル
アセトアミドに４０Ｃで浴解し重合体溶液を調製し友。

次にこの重合体溶液を孔径０．１ｇのノズルを用いて５
６ｉｆｉ％のジメチルアセトアミド−水系（温度５０Ｃ
）に紡出し、脱溶剤処理と施したのち、滞水中で５倍延
伸し、ンルビタンエステル系非イオン系界面活性剤０．
８１童％の水分散液中で浸漬処理し乾燥後、１４５Ｃで
１．２倍の乾熱延伸を施した。得られ次紡糸トウを１．
６　ｋｐ　／　１）Ｉ２のスチーム下で湿熱緩和処理を
行ない１０デニールの繊維を得た。この繊維を先に述べ
之酸素指数法（ＬＯ工）、透明法にニジ評価しｔｏこの
結果を表４に示し九〇〈発明の効果） 本発明は従来から問題とされてい友塩素含有アクリル繊
維の失透防止性を向上する工業的に有利な手法を提供す
るもので、失透防止性を向上するに有効な反応性の低い
スルホン酸基含有単量体を多量に共重合させることなく
失透防止性に優れ之難燃化繊維を製造しうるものである
。

この発明によってアクリルｍ維の用途がさらに広がシ、
社会的環境の安全上に関連し定長方面の市場の袈ＪＡに
こたえることができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 塩素を含有する単量体を塩素成分で重合体全体の２０〜
   ３７重量％及びスルホン酸基を９×１０＾−＾５〜１２
   ×１０＾−＾５ｍｏｌ／ｇ含有するアクリロニトリル系
   重合体を溶媒に５０℃における粘度が１５０〜３５０ポ
   イズになるように溶解した重合体溶液をノズルより凝固
   浴へ吐出し、繊維に賦型した後、湿熱下で４倍以上の延
   伸を施し、非イオン系界面活性剤の組合わせからなる界
   面活性剤水分散溶液で浸漬処理を施すことを特徴とする
   失透防止性に優れた難燃化アクリル繊維の製造法。