JPH0369609A - 超極細繊維及びその製造法 - 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〕 本発明は新規なアクリル系超極細繊維及びその製造法に
関する。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕産業の
発達あるーは生活様式の変化にともない、清浄空気に対
する需要が近年増加してきてかり各種のエアフィルター
が提案されている。

特に電子産業分野では所謂サブミクロンオーダーの微粒
子の除去が求められて＞す、ろ過動率が高くろ過抵抗の
低いフィルターとして超極細ガラス繊維からのものが開
発されてしる。しかしながらガラス繊維の持つ脆性のた
めに繊維折れが発生しやすく、新たな汚染物の発生源と
なってし１うことと使用済みフィルターの焼却による減
容積が期待できたいことなどいくつかの問題点も指摘さ
れてｂる。このような事情から有機繊維製のフィルター
が強く望１れている。

フィルターは使用される環境に耐えうろことが重要であ
り、例えば酸、アルカリに対する耐久性、紫外線等に対
する耐光性等が必要であるが、有機繊維、例えばポリプ
ロピレン繊維やポリエステル繊維では十分にこの要求が
満たされなり０これに対してアクリロニトリルを主成分
とするポリマーからなる繊維は耐劣化性に優れており、
フィルター用として非常に優れた性能を有しているとい
える。

ところで微粒子の捕捉除去を完全に行うためにはＦＩＩ
維間の距離が十分に小さいことが必要であるが、反面ｍ
離間距離の縮小は単位ろ過面積あたりの空隙面積の減少
と々りろ過抵抗の上昇を招く６従って微粒子を効率的に
捕捉除去するためにはできる限り細い繊維でフィルター
を構成することが必要になる。１ミクロン以下の粒子を
ろ過する場合、慣性衝突効果以外にも静電効果も加わる
ので、実際に必要な繊維間距離は該粒子の直径以下とし
なくても良いことが本発明者らの研究の結果から分って
かり、繊維直径は２ミクロン以下好１しくは１ミクロン
以下であればよい。

従来アクリロニトリル系繊維から、このような超極細繊
維を製造することはきわめて困難とされてきた。その理
由としては、アクリロニトリル糸稙雑は他の繊維と違っ
て、湿式法または乾湿式法によって製造されるために、
溶融紡糸法で確立されている分割法や、溶出法に用いる
ことのできる複合型の繊維の製造法を採用するのが非常
に困難であることが挙げられている。

本発明は湿式又は乾湿式紡糸法を採用して、これ１で超
極細繊維の製造に際して溶融紡糸法で行われてきたよう
な相溶性の無い多成分ポリマーを高度に制御することに
よって上記の問題点を解決するものである。

かかる状況に鑑み本発明者らは高性能フィルター等に使
用できる直径２ミクロン以下、好１しくは１ミクロン以
下のアクリル繊維及び七の製造法を鋭意検討の結果本発
明に到達したものである。

〔課題を解決するための手段〕

即ち本発明の要旨とするところは、（１）アクリロニト
リルを８５　ｗｔ４以上含有するＭ量平均分子量が３０
万以上からなる繊維直径０．１〜２ミクロンのアクリル
系超極細繊維及び（２）アクリロニトリルを８５　ｗｔ
４以上含有する重量平均分子量が３０万以上のアクリロ
ニトリル系ポリマー（りを溶媒に溶解した溶液（Ａ）と
アクリロニトリルを５０　ｗｔ４以上含有する重量平均
分子量力（７〜１５万のアクリロニトリル系ポリマー（
ｎ）を溶媒に溶解した溶液（Ｂ）を乾湿式又は湿式複合
紡糸して得られた糸条物を１０倍以上延伸した後、ポリ
マー（１）を溶解除去して超極細繊維を製造することに
ある。

本発明は、第一に分子量の異なるアクリロニトリル系ポ
リマーを紡糸し高度に延伸すると、低分子量ポリマーで
はその延伸倍率には耐えられず切断し溶媒に容易に溶解
しうる繊維となるが、高分子量ポリマーでは延伸倍率に
耐えることができその結果極めて高度に配向した繊維と
なり更には紡糸に用いた溶媒にさえ溶解することが非常
に困難になること及び、第二に当然のことながら高分子
量ポリマーと低分子量ポリマーとは分子量が異なるだけ
で化学的には全く同一のものであるからこれらを用いて
複合紡糸をしたとき、溶解度パラメーターの異なる相溶
性の無ｂポリマー系を用いた場合に比べて制御性が非常
によいことの二点をたくみに組合せて充放したものであ
る。

ポリマー（１）からなる繊維が最終的に超極細繊維とし
て残るのであるから、分子量が高いほど曳糸性、延伸性
を保持した！！紡糸原液濃度を下げることができるので
有利である。分子量は重量平均分子量が３０万以上とす
ることが必要である。これようも低いとポリマー（ＩＩ
）からなる繊維の配向度差を十分にとることができず本
発明の目的を達成し得ない。このような観点からポリマ
ー（１）の重量平均分子量は、３０万以上好１しくば５
０万以上より好壕しくは１００万以上であるのがよく、
例えば特開昭６１−１１１３１０号公報等に記載の方法
により製造されたものが挙げられる。ポリマー（１）は
アクリロニトリルを８５　ｗｔ４以上含有することが繊
維の耐薬品性、耐光性の点から望ましい。

紡糸に用いる原液製造のための溶媒はジメチルホルムア
ミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、
ガンマ−ブチロラクトン等の有機溶媒又はチオシアン酸
塩の水溶液、硝酸の様な無機酸が挙げられる。

溶液（Ａ）の濃度は得られる繊維の直径の点からはでき
る限り低しことが望！しいが、曳糸性、未延伸糸の延伸
性の点から分子骨に応じて適宜選択されるものであり、
むしろ溶液粘度の観点から選ばれる。つ１り濃度はその
紡糸温度における粘度が２００ボイズ以上になるように
、好オしくは３００〜８００ポイズより好捷しくは４０
０〜６００ボイズとなるように選ぶのがよい。

一方ボリマー（ＩＩ）の分子量は、ポリマー（Ｉ）の分
子量よりも低く且つ差の大きな分子量を有することが必
要である。従ってポリマー（■）の重量平均分子量は１
５万以下とするのがよいが分子量が低すぎると曳糸性が
不十分で目的を達成することができないので７万以上と
するのがよい。

またポリマー（［）は最終的には溶解除去されるのでポ
リマー組成の大きな制約はない。しかし本発明は、溶解
度パラメーターが実質的に同一である２つのポリマーを
用いて複合紡糸することを基本としておりその点からポ
リマー（１）と同一組成であることが望！しｂが、必ず
しもこれに拘束されることはなくアクリロニトリルが５
゜ｗｔ４以上含１れておればよい。

ポリマー（［Ｉ）を溶解する溶媒としては、上記溶液（
Ａ）の製造に際して例示したものの中から適当に選択す
ればよく、溶液（ハと同一であっても文具っていてもよ
−。ポリマー濃度は、溶液（Ａ）の場合と同様に粘度か
ら選ばれるのであり、紡糸の安定性から紡糸温度にかけ
る粘度が溶液（Ａ）とほぼ同一になるようにするのがよ
ＩＪ−ｈ６溶液（Ａ）と溶液（Ｂ）を紡糸口金から同時
に吐出して乾湿式又は湿式紡糸して凝固液と接触させる
。

このとき吐出方向に対して垂直な断面での溶液（Ａ）と
溶液（□□□の吐出面積の比が（Ａ）／（Ｂ）＝　１１
５００〜１／１となるようにすると得られる繊維直径を
小さくするのに有利である。凝固液は、水或いはメチル
アルコール、エチルアルコール、インプロピルアルコー
ル等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン等
のケトン類を単独で或いは溶液（Ａ）ｉたは（Ｂ）の製
造に用いた溶媒と混合して用いる。

凝固液を用すないいわゆる乾式紡糸法も原理的には採用
することができるが選択しうる溶媒はｈずれも高沸点溶
媒であり、ポリマーの低濃度溶液から多景の溶媒を蒸発
除去することは生産効率の面から好オしくない。

製造された凝固糸は洗浄して未延伸糸とし、次に適当な
媒体たとえば水、グリセリン、エチレングリコール、空
気或いは加熱ロール、加熱プレートを用いて適当な温度
で延伸する。このとき延伸倍率を１８倍以上の倍率で延
伸すると、ポリマー（１）からなる部分は非常に高度に
配向した延伸糸状態になるのに対して、ポリマー（ｎ）
からなる部分はこのような延伸倍率に耐えることができ
ず部分的にｔ＆裂を生じ、配向度の低いポリマー（ｎ）
がポリマー（１）に支持された二切構進となる。

次にかかる延伸糸をアクリロニトリル糸ポリマーを溶解
しうる溶媒でポリマー（ＴＩ）を除去すればよい。この
とき用いる溶媒は、溶液（４）の製造に際して例示した
中から選ぶことができる。このような製造法を採用する
ことにより繊維直径２ミクロン以下好１しくば１ミクロ
ン以下より好適にばＣＬ８ミクロン以下、ｃＬ１ミクロ
ン以上の分子量３０万以上のアクリル系超極細繊維を容
易に製造することが可能と々る。

〔実施例〕

以下実施例により本発明を具体的に説明する。

「重量平均分子量」は希薄溶液粘度法で測定した。「繊
維直径」は電子顕微鏡で測定した。

実施例１ 重量平均分子量が３５万〜１５０万であるアクリロニト
リル１００　ｗｔ４のポリマー（Ｉ）をジメチルアセト
アミド（ＤＭＡ（りに溶解して溶液（Ａ）とした。この
ときのポリマー濃度は、５０℃にかける該溶液粘度が約
５００ボイスになるようにした。

他方重量平均分子量が１２万であるアクリロニトリル１
００　ｗｔ４のポリマー（ｆｆ）ｔ−ジメチルアセトア
ミドに２３　ｗｔ４となるように溶解して溶液（鶴とし
た。

次に直径４００ミクロンの吐出口（１）の中に、直径３
０ミクロンの吐出口（２）が１０個配列された複合紡糸
口金のうち、吐出口（１）から溶液（Ｂ）、吐出口（２
）から溶液（Ａ）をそれぞれＩ　Ｑ　ｃｃ／分、住６Ｃ
Ｃ／分の速度で吐出し、ジメチルアセトアミド／水（重
量比７０／３０）中で凝固し、続−て室温空中、７０℃
の温水中、沸騰水中の３段で合わせて１５倍ないし３２
倍延伸し、次いで１５０℃のローラーで連続的に乾燥し
、最後にジメチルアセトアミドに室温で３０分間浸漬処
理してポリマー（ＩＮ）を溶解除去したところ第１表の
ような結果が得られた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、アクリロニトリルを８５ｗｔ％以上含有する重量平
   均分子量が３０万以上からなる繊維直径０．１〜２ミク
   ロンのアクリル系超極細繊維。 ２、アクリロニトリルを８５ｗｔ％以上含有する重量平
   均分子量が５０万以上のアクリロニトリル系ポリマー（
   I ）を溶媒に溶解した溶液（Ａ）とアクリロニトリル
   を５０ｗｔ％以上含有する重量平均分子量が７〜１５万
   のアクリロニトリル系ポリマー（II）を溶媒に溶解した
   溶液（Ｂ）を乾湿式又は湿式複合紡糸して得られた糸条
   物を１０倍以上延伸した後、ポリマー（II）を溶解除去
   することを特徴とする超極細繊維の製造法