JPH04263613A - アクリル系繊維の乾熱延伸方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、延伸性に優れ、しかも
繊度斑の増大を抑えることができるアクリル系繊維の乾
熱延伸方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般にアクリル系繊維を製造するにあた
って、アクリロニトリル系共重合体と溶剤からなる紡糸
原液を湿式紡糸法などにより紡糸した後、洗浄、熱水延
伸、給油、乾燥などの処理がなされるが、これらの処理
だけでは強度が低く、耐フィブリル化性に劣り、光沢に
乏しいなどの欠陥があり、また紡糸速度の面からは生産
性が低く工業的には不利である。これらの欠点は、上記
処理後に引き続く乾熱延伸処理により改善されることが
知られており、しかも高倍率延伸をする程その効果が大
きいことも分かっている。

【０００３】かかる状況から、アクリル系繊維の延伸で
は、従来から熱ローラー間延伸やピン延伸、熱板延伸が
広く行われているが、延伸倍率を余り大きくすると糸切
れや毛羽が多発したり、繊度斑の増大を引き起こす。ま
た、複数の熱板を用い多段延伸により繊度斑の激増を解
消しようとする試み（特開昭５０−４２１２３号公報）
もあるが、やはりこの場合も２倍を越えるような高倍率
の延伸となると繊度斑が大きく増大し、満足できる延伸
倍率と繊度斑のレベルにまでは達していない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように、アクリル
系繊維の場合には延伸点が固定しにくく、乾熱延伸によ
ると繊度斑が大きく増大しやすくなり、これに起因する
絣状の染色斑や後加工におけるトラブルが多発し、アク
リル系繊維の品位を落としており、従来、高倍率延伸に
おいても糸切れや毛羽がなく安定に延伸可能で、かつ繊
度斑の増大が少ない満足できる乾熱延伸法はなかった。

【０００５】したがって本発明の目的は、延伸倍率を大
きくとっても繊度斑を増大させないアクリル系繊維の乾
熱延伸方法を開発することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明者らはか
かる目的を達成すべく、アクリル系繊維の乾熱延伸特性
、特に繊度斑について延伸の発生位置と、その位置にお
ける延伸倍率、延伸張力の関係、或いは延伸装置の温度
と延伸の発生位置との関係などについて鋭意研究を行っ
た結果、延伸は、繊維と熱ローラー、熱ピン、熱板など
の延伸装置の接触部で、延伸に必要な力がかかっている
加熱部分（以下、加熱接糸部と称す。）でのみ起こり、
加熱接糸部が長いほど繊度斑が増大する傾向にあるが、
ある程度の乾熱延伸を施した後では、加熱接糸部を長く
しても繊度斑の増大は抑えられることが分かり、ある特
定の条件に限定して乾熱延伸することにより、延伸倍率
を大きくとっても繊度斑を増大させない有効なアクリル
系繊維の乾熱延伸方法を見出し、本発明に到った。

【０００７】本発明は、速度差を持った給糸ローラー（
以下、ＦＲと略称する。）と延伸ローラー（以下、ＤＲ
と略称する。）間に、少なくとも１本の熱ピンと少なく
とも１個の熱板とを備えた延伸装置を用い、前記ＦＲと
ＤＲの速度比で表す全延伸倍率をＮ倍とする延伸をなす
にあたり、初めに前記熱ピン上で原長に対する式（１）
で表すＸ倍以上の延伸をした後、引き続き前記熱板上で
Ｎ／Ｘ倍以下の延伸をし、前記熱ピン上と前記熱板上で
全延伸倍率がＮ倍となるよう延伸することを特徴とする
アクリル系繊維の乾熱延伸方法に関するものである。 　　Ｘ＝｛（Ｎ−１）／２｝＋１　　　　　　　　　　
　　　　　　　　…　　（１）　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　（但し、Ｎ＝ＦＲ速度／ＤＲ速度）
図１及び図２は、上記乾熱延伸方法を実施するための代
表的な装置の概略を示し、図１に示す装置はＦＲ１０、
熱ピン１１、熱板１２、ＤＲ１３共に複数からなり、ア
クリル系繊維Ｆは前記各部材１０−１〜１０−ｊ、１１
−１〜１１−ｋ、１２−１〜１２−ｌ、１３−１１〜１
３−ｍをジグザク状に掛け回されて走行するようにされ
ている。一方、図２に示される延伸装置では１個のＦＲ
１０、２個の熱ピン１１−１，１１−２　、一枚の熱板
１２及び１個のＤＲ１３からなる。

【０００８】本発明の対象とするアクリル系繊維は、重
合体組成、重合度、紡糸条件などについて制限されるこ
とはないが、特に次のようにして作られたアクリル系繊
維に対しては本発明の効果がより著しい。

【０００９】つまり、アクリロニトリル１００〜６０重
量％と該アクリロニトリルと共重合可能な単量体０〜４
０重量％からなるアクリロニトリル系重合体を、この重
合体を溶かしうる溶剤、例えばジメチルスルホオキシド
、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、硝酸
水溶液、ロダンソーダ水溶液などに溶解して紡糸原液と
した後、湿式、乾湿式、乾式などの公知の紡糸法により
紡糸し、糸状形成後に５０〜１００℃の温水において溶
剤分１重量％以下とする洗浄処理及び８０〜１００℃に
おいて２倍以上の湿熱延伸を行った後、後続の熱処理時
における繊維間の融着や糸状ガイドとの摩擦を低下させ
るため油剤付与し、その後１２０〜１８０℃の温度で乾
燥処理を行って作られる、乾熱延伸処理のなされていな
い、所謂、未乾熱延伸糸である。

【００１０】本発明において、熱ピンとは図３に示す如
き断面を持つ円筒形もしくはこれに類する形状のもので
あり、糸と接触する円弧のなす角度（以下、接糸角と称
す。）θが熱ピン１１の１本当たり９０°以上であるよ
うに糸Ｆと接触させたものをいう。また、熱板１２とは
図１及び図２に示す如く平面の板状又は円筒形の円弧の
一部もしくは全部の曲面を利用する形状のものであり、
円曲面の場合は糸と接触する円弧のなす角度θが９０°
以下であるものをいう。

【００１１】本発明の乾熱延伸においては、熱ピン１１
と熱板１２を併用することが重要である。熱ピン１１と
熱板１２を全く使用しない単なる熱ローラー間での延伸
では、延伸張力がＦＲ１０上にかかり、延伸発生位置が
ＦＲ１０上の回転体上となるため、わずかな加熱斑やス
リップなどの変動要因の影響を受けやすく、延伸発生位
置が変動し繊度斑が大きくなり好ましくない。また熱ピ
ン１１のみの延伸では、熱ピン１１との接触により張力
差が付けやすく、延伸発生位置をピン１１上にのみ固定
しやすく、繊度斑の増加を小さく押さえやすいが、延伸
倍率を向上させるために熱ピン１１の径ｒを大きくしす
ぎると、延伸が長い区間で起こることになり、変動要因
を受けやすくなるため繊度斑は増大しやすい。また、熱
板１２のみの延伸では、加熱接糸部を長く取り易く延伸
倍率を大きくすることは出来るが、熱板１２前において
も大きな張力がかかり、延伸発生位置が熱板１２上だけ
でなくＦＲ１０上にも来ることと延伸が長い区間で起こ
るため繊度斑が増大しやすい。

【００１２】本発明では、未乾熱延伸のアクリル系繊維
を、先ず熱ピン１１の加熱接糸部において［｛（Ｎ−１
）／２｝＋１］倍以上の延伸を行い、熱板１２の加熱接
糸部においてＮ／Ｘ倍以下の延伸を行い、合計Ｎ倍まで
延伸させることが重要である。すなわちＮ＝２の場合で
考えると、熱ピン部でＸ＝１．５倍以上の延伸後、引き
続き熱板部で１．３３倍以下で延伸することとなる。換
言すると、延伸によりもとの長さから延びた長さの５０
％以上は、熱ピン上で延伸することが重要である。

【００１３】熱ピン部の延伸倍率がＸ倍よりあまり小さ
いと、繊度斑が大きく増大するため好ましくない。また
、熱ピン部の延伸をあまり大きくとろうとすると、全延
伸倍率Ｎを大きくとり難くなるので、特に好ましくは熱
ピン部において式（２）で表されるＸ’倍程度の延伸を
するのが良い。

【００１４】 Ｘ’＝｛２（Ｎ−１）／３｝＋１　　　　　　　　　　
…　　（２）熱ピン１１上と熱板１２上での各延伸倍率
をそれぞれの目標の倍率で延伸させるためには、本発明
の延伸装置の、例えば熱ピン１１や熱板１２の表面と糸
との摩擦係数や、熱ピン１１及び熱板１２の半径や曲率
半径、熱ピン１１、熱板１２、ＦＲ１０、ＤＲ１３など
の配置や糸の掛け方、熱ピン１１、熱板１２、ＤＲ１３
、ＦＲ１０の温度、接触長などにより、最終ＦＲ１０−
ｍと最初の熱ピン１１−１間や、最終の熱ピン１１−ｋ
と最初の熱板１２−１間、最終熱板１２−ｎと最初のＤ
Ｒ１３−１間など各区間での糸条張力をコントロールす
ることにより可能となる。例えば、熱ピン温度ｔＡ　を
熱板温度ｔＢ　より若干高めにしたり、熱ピン部での屈
曲角を大きくとることにより、コントロールがより容易
にできる。ただし、ｔＡ　をｔＢ　よりあまり高くしす
ぎると、延伸のほとんどが熱ピン部分にかかってくるた
め熱ピンのみの延伸と同様になりやすく、本発明の効果
が低下してしまう。

【００１５】本発明における熱ピン１１の加熱接糸部に
おける接糸の方法は、熱ピン１本でも、複数本に別れて
も構わないが、熱ピン１１の加熱接糸部の長さＬＡ　が
あまり短かすぎると、熱ピン部分での延伸倍率を大きく
することが困難になり、したがって全延伸倍率Ｎを大き
くし難くなる。また、ＬＡ　があまり長すぎると、熱ピ
ン１１による均一延伸が困難になり繊度斑が増大しやす
いので、Ｘ倍程度で安定した延伸ができる長さにとどめ
た方が良い。

【００１６】熱板１２の加熱接糸部は、熱板１枚の使用
でもよく、また複数の熱板１２−１〜１１−ｎが糸の両
面又は片面に接触するようにしても構わないが、その接
触長ＬＢ　があまり短すぎると全延伸倍率Ｎを大きくし
難くなり、また長すぎると変動要因を受けやすくなるの
で繊度斑が増大しやすくなる。ＬＡ　及びＬＢ　の大き
さは、延伸する糸の組成や紡糸条件、或いは目標倍率Ｎ
により一律には決められないが、一般にＬＢ　がＬＡ　
の１．５　〜３．０　倍程度が好適と言えよう。

【００１７】また、延伸の発生位置は、熱ピン部と熱板
部でのみ開始、終了させて、回転するＦＲ及びＤＲ上に
はかからないようにすることが重要であり、このことは
熱ピン直前のＦＲの温度ｔＦＲを熱ピン温度ｔＡ　より
低くしたり、熱板直後のＤＲの温度ｔＤＲを熱板温度ｔ
Ｂ　より低くすることにより達成が容易である。

【００１８】最適な熱ピン温度ｔＡ　及び熱板温度ｔＢ
　は、重合体の組成などによって異なるが、一般には１
７０〜２１０℃の範囲で選ぶことができる。あまり低す
ぎると十分な延伸倍率が得難く、あまり高すぎると繊維
を構成する重合体の熱運動のため糸が流動的になりすぎ
て延伸斑になりやすく、繊度斑が増大する傾向が著しく
なる。

【００１９】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明
する。実施例中、繊度斑はウースター斑（Ｕ％）として
下記の条件で測定した。 　　　　　　　　測定装置　　　　　　　　　　　　　
　　　：　　計測器工業Ｋ．Ｋ　製　　　　　　Ｃ型　
　　　　　　　サービス　　セレクター　　　　：　　
１／２　　　　ＩＮＥＲＴ　ＴＥＳＴ　　　　　　　　
　　　（ｓｅｒｖｉｃｅ　ｓｅｌｅｃｔｏｒ）　　　　
　　　　　糸速度　　　　　　　　　　　　　　　　　
　：　　２５　　　　ｍ／分　　　　　　　　レンジ　
　オブ　　スケール　　：　　１２．５　　　　％　　
　　　　　　　　　（ｒａｎｇｅ　ｏｆ　ｓｃａｌｅ）
　　　　　　　　　ツイスター　（ｔｗｉｓｔｅｒ）　
　　　：　　２０００　　ｒ．ｐ．ｍ　　　　　　　　
積分時間　　　　　　　　　　　　　　　　：　　２　
　分また、延伸発生位置と各位置での延伸倍率は、未乾
熱延伸糸に等間隔にカチオン染料で染色マークを付け、
乾熱延伸されている状態を高速度カメラで撮影し、延伸
中の各位置でのマーク間隔を測定し、未乾熱延伸糸のマ
ーク間隔と比較することで求めた。

【００２０】（実施例１）アクリロニトリル９３重量％
、酢酸ビニル６．５重量％及びメタリルスルホン酸ソー
ダ０．５重量％からなる共重合体をジメチルアセトアミ
ドに溶解し、共重合体濃度が２５重量％の紡糸原液を調
製した。この共重合体０．１ｇを１００ｍｌのジメチル
スルホキシドに溶解した２５℃における比粘度は、０．
１７であった。この紡糸原液を６０℃に保温し、孔直径
０．１８ｍｍ、孔数４０ｈｏｌｅからなる紡糸口金より
、紡糸口金表面と凝固浴液面の間隔を７ｍｍに保ち、ジ
メチルアセトアミド７０重量％、水３０重量％からなる
３５℃の凝固浴へ乾湿式紡糸し、糸状形成後、凝固浴か
ら７０ｍ／分の速度で引き取り、６０℃の温水における
洗浄処理で繊維中の残存ジメチルアセトアミドを０．１
％とした後、９５℃の熱水中でもとの長さの３倍に延伸
し、油剤を均一に付与し、１４０℃の加熱ロールで完全
に乾燥処理を行い、デニールの異なる未乾熱延伸糸を得
た。

【００２１】これらの未乾熱延伸糸を引き続き、図２の
熱ピン１１−１，１１−２　の半径ｒ１　，ｒ２　＝４
０ｍｍ，それぞれの接糸角θ１　，θ２　＝２２０°，
接糸長ＬＡ　＝３０７ｍｍ、熱板１２の曲率半径Ｒ＝２
０００ｍｍ，接糸長ＬＢ　＝１０００ｍｍであり、ＦＲ
１０、ＤＲ１３の表面を鏡面Ｃｒメッキ、熱ピン１１−
１，１１−２　、熱板１２の表面を粗度５ｓ　の梨地Ｃ
ｒメッキした、延伸装置で、ｔＦＲ＝１９５℃，ｔＡ　
＝２０５℃，ｔＢ　＝２００℃，ｔＤＲ＝５０℃，の条
件で延伸したとき、延伸切れを始める最大延伸倍率（Ｍ
ａｘ　Ｄｒａｆｔ　Ｒａｔｉｏ　，以下、ＭＤＲ　と称
す。）と、各未乾熱延伸糸を延伸倍率を変えて延伸し、
デニールを等しくした場合の各未乾熱延伸糸と乾熱延伸
後の糸のＵ％の値の差（Ｕ％増加）は表１のとおりであ
った。

【００２２】（比較例１）実施例１と同様にして得た未
乾熱延伸糸を、実施例１での延伸装置の熱ピン１１−１
，１１−２　、熱板１２を取り外したＦＲ１０とＤＲ１
３間のロール間延伸、及び実施例１での延伸装置の熱板
１２のみを取り外し、接糸角θ１　，θ２　で実施例１
と同じ温度条件での熱ピン延伸、実施例１での延伸装置
の熱ピン１１−１，１１−２　のみを取り外し、図２の
熱板１２のＶＩ位置の接線上にＩ位置が来るようＦＲ１
０の位置を変えた延伸装置により実施例１と同じ温度条
件での熱板延伸をした、それぞれについてのＭＤＲ　お
よびＵ％増加は表２〜表４のとおりであった。

【００２３】

【表１】

【００２４】

【表２】

【００２５】

【表３】

【００２６】

【表４】

【００２７】（実施例２、比較例２）実施例１と同様に
して得た未乾熱延伸糸Ｎｏ．３を実施例１と同じ延伸装
置で、ｔＦＲ＝１８０℃，ｔＤＲ＝３０℃とし、ｔＡ　
，ｔＢ　を変えた場合の、ＭＤＲ　およびＮ＝２．８倍
延伸時（Ｘ＝１．９）の熱ピン上での延伸倍率とその場
合のＵ％増加の関係は表５のとおりとなった。

【００２８】

【表５】

【００２９】（実施例３、比較例３）実施例１と同様に
して得た未乾熱延伸糸Ｎｏ．２を実施例１と同じ延伸装
置を使って、ｔＦＲ＝１９５℃，ｔＤＲ＝５０℃，ｔａ
　＝２００℃，ｔＢ　＝２００℃とし、熱ピン１の位置
を動かし、接糸角θ１　，θ２　を変え、Ｎ＝２．５倍
とした場合（Ｘ＝１．７５）の熱ピン上での延伸倍率と
その場合のＵ％増加の関係は、表６のとおりとなった。

【００３０】

【表６】

【００３１】（実施例４、比較例４）実施例１と同様に
して得た未乾熱延伸糸Ｎｏ．３を図２の熱ピンの接糸角
θ１，θ２　＝２２０℃、熱板の曲率半径Ｒ＝２０００
ｍｍ，ＬＢ　＝１０００ｍｍとした延伸装置で、ｔＦＲ
＝１９５℃，ｔＡ　＝２０５℃，ｔＢ＝２００℃，ｔＤ
Ｒ＝５０℃，の条件一定で、熱ピン半径ｒ１，ｒ２　を
変えた時の、ＬＡ　とＭＤＲ　の関係、およびＮ＝３．
０倍延伸時（Ｘ＝２．０）の、熱ピンでの延伸倍率とそ
の場合のＵ％増加の関係は表７のとおりとなった。

【００３２】

【表７】

【００３３】

【発明の効果】以上述べたように本発明は、特にアクリ
ル系繊維の乾熱延伸において、熱ピン、熱板を同時に用
い、特定の延伸条件をとることにより、繊度斑の増大が
極めて小さくできることを見出した点に特徴があり、本
発明に従えば、従来の乾熱延伸法に比べ、高倍率延伸が
可能になり、しかも高倍率延伸をしても繊度斑を小さく
できるという格別顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施する一般的な延伸装置の全体を示
す概略図である。

【図２】本発明を実施する典型的な延伸装置を示す概略
図である。

【図３】本発明における熱ピンの接糸角度の説明図であ
る。

【符号の説明】

１０　　　　ＦＲ（フロントローラー）１１　　　　熱
ピン １２　　　　熱板 １３　　　　ＢＲ（延伸ローラー） θ　　　　接糸角

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　速度差をもった給糸ローラーと延伸ロ
   ーラー間に、少なくとも１本の熱ピンと少なくとも１個
   の熱板とを備えた延伸装置を用い、前記給糸ローラーと
   前記延伸ローラーの速度比で表す全延伸倍率をＮ倍とす
   る延伸をなすにあたり、初めに前記熱ピン上で原長に対
   する式（１）で表すＸ倍以上の延伸をした後、引き続き
   前記熱板上でＮ／Ｘ倍以下の延伸をし、前記熱ピン上と
   前記熱板上で全延伸倍率がＮ倍となるよう延伸すること
   を特徴とするアクリル系繊維の乾熱延伸方法。 　　　　Ｘ＝｛（Ｎ−１）／２｝＋１　　　　　　　　
   　　　　　　　　　　…　　（１）　　　　　　　　　
   　（但し、Ｎ＝給糸ローラー速度／延伸ローラー速度）