JPH04333611A - ３次元架橋変性アクリル繊維 - 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】本発明は優れた耐熱寸法安定性、
耐薬品性並びに高ヤング率を示す３次元架橋変性アクリ
ル繊維に関する。耐熱寸法安定性並びに耐薬品性に優れ
た繊維は、セメント補強剤としてアスベストの代替品に
使用される。また、多価金属塩が銅または／および亜鉛
である場合は優れた抗菌性や消臭性を示す。

【０００２】

【従来の技術】セメント補強用合成繊維としては、既に
ビニロン、ポリエチレン、ポリプロピレン、アクリル、
カーボンファイバーが開発されている。この中で、カー
ボンフアイバーを除き湿熱１８０℃で寸法安定性に優れ
ているものはない。セメントの大きな用途としてスレー
トがあるが、スレートを生産する際固化促進のため湿熱
１８０℃でオートクレーブ養生をする。しかし、カーボ
ンファイバーは高価なため一般には使用しがたく、安価
で湿熱１８０℃で寸法安定性に優れているセメント補強
用合成繊維はなかった。

【０００３】また、特開平１−３１４７８０にアクリル
繊維を後加工で架橋した架橋アクリル系繊維が示されて
いる。この架橋アクリル繊維は、加水分解によりカルボ
キシル基とアミド基からなり、多価金属によりイオン架
橋した難燃繊維であると示されている。しかしながら、
この難燃繊維は、繊維の緻密化後架橋するため繊維表面
の架橋度が高く繊維内部の架橋度が低く３次元的に見れ
ば架橋は不均一であり、水膨潤性を示すという寸法安定
性上重大な欠点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の主たる目的は
、優れた耐熱安定性並びに耐薬品性を示すセメント補強
用繊維を提供することにある。並びに優れた抗菌性繊維
及び消臭性繊維を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的は、実質的に均
一に３次元架橋し、重合体を構成する単量体がニトリル
基およびアクリル酸基またはアクリル酸アルカリ金属塩
基またはアクリル酸多価金属塩基を含むビニルモノマー
からなり、溶剤可溶性部分が３０％以下である事を特徴
とする３次元架橋変性アクリル繊維によって達成される
。

【０００６】本発明に使用するアクリルポリマーは、ア
クリロニトリルを主要成分とする一般的なポリマーで良
い。好ましくは、耐アルカリ性に優れたポリマーが望ま
しい。すなわち、アクリロニトリルが９５重量％以上で
下記の第３モノマーが１重量％以上であるポリマーが好
ましい。より好ましくは、アクリロニトリルが９８重量
％以上で下記の第３モノマーが１重量％以上である。ま
た、アクリロニトリルを多く含むポリマーは、緻密な繊
維がえられやすく、セメントに混和しやすい太いデニー
ルの繊維が得られやすく好ましい。

【０００７】また、第２コモノマーとしてはメチルアク
リレート、酢酸ビニル、アクリルアミド、アクリル酸、
塩化ビニル、塩化ビニリデン等が使用できる。

【０００８】また、第３のモノマーとしてはアリルスル
ホン酸ナトリウム、メタクリルスルホン酸ナトリウム、
２−アクリルアミド２−メチルプロパンスルホン酸ナリ
トウム等が使用できる。

【０００９】ポリマーの重合方法は、溶液重合でもサス
ペンジョン重合でも良くとくに制限するものではないが
、高分子量をえるためにはサスペンジョン重合が好まし
い。

【００１０】繊維の紡糸方法は乾式紡糸、湿式紡糸、乾
湿式紡糸のいずれでも良くとくに制限はしないが、重量
平均分子量が１０万を越える高分子量の場合は乾湿式紡
糸が好ましい。

【００１１】常法により、例えばＤＭＦ湿式紡糸の場合
は約２０重量％のアクリルポリマーＤＭＦ溶液を水とＤ
ＭＦが各々５０重量％の凝固浴中に紡出した後、延伸、
水洗する。水洗後、３次元架橋を実質的に均一に行うた
めに、ゲル状態の繊維束を架橋剤水溶液中に浸漬し、乾
燥後オイリングしトウを得る。トウの架橋熱処理は、例
えば熱風乾燥機にて１３０℃以上の温度で、３０分間以
上熱処理を行う。好ましくは１４０℃以上、さらに好ま
しくは１５０℃以上で熱処理し、熱処理時間は好ましく
は６０分以上が良い。

【００１２】本発明に使用する架橋剤は、例えば過硫酸
アンモニウム（以下ＡＰＳと略記する。）、過硫酸カリ
ウム（以下ＫＰＳと略記する。）、過硫酸ナトリウム（
以下ＮＰＳと略記する。）等が良いが、これに限定する
ものではない。架橋剤水溶液の濃度は、連続工程でマン
グル絞りの場合には３重量％以上、好ましくは５重量％
以上が良い。架橋剤水溶液は繊維重量に対して１００重
量％以上付与する。架橋剤水溶液の濃度が低いと含液率
を高くする必要があり、後工程の乾燥効率が悪化する。 工程を不連続にするのであれば遠心脱水が効率的である
。遠心脱水の場合には、含液率は３０％程度に出来るの
で相応するように架橋剤水溶液の濃度を増加する。 すなわち繊維に対し３重量％以上架橋剤を含浸する。好
ましくは５重量％以上が良い。

【００１３】耐熱性並びに耐薬品性をさらに強化するた
めに、架橋処理後強アルカリまたは濃硫酸で加水分解を
する。加水分解後、例えば塩化亜鉛水溶液等のアクリル
の溶剤で洗浄し、可溶部分を溶解除去する。乾燥後得ら
れた繊維は、高度に架橋され優れた耐熱性と耐薬品性を
示し、水膨潤性は実質的になく優れた寸法安定性を示す
。

【００１４】加水分解に強アルカリを使用した場合で洗
浄用の溶剤が金属塩水溶液でなく、有機溶剤の場合は、
アクリル酸アルカリ金属塩基の３次元架橋変性アクリル
繊維が得られる。加水分解に濃硫酸を使用した場合で洗
浄用の溶剤が金属塩水溶液でなく、有機溶剤の場合はア
クリル酸基の３次元架橋変性アクリル繊維が得られる。

【００１５】可溶性部分が多量に繊維に残存すると繊維
の耐薬品性、寸法安定性に好ましくない。また、ヤング
率も低くなり補強材として好ましくない。洗浄を強化す
ることにより可溶性部分は減少する。可溶性部分は少な
いほど物性的には好ましいが、洗浄コストを勘案し用途
により選定すれば良い。可溶性部分が３０％を越えると
好ましくない。より好ましくは２０％以下である。

【００１６】得られた上記の３次元架橋変性アクリル繊
維を多価金属塩水溶液に浸漬することにより容易にアク
リル酸基またはアクリル酸アルカリ金属塩基は、例えば
銅や亜鉛等の多価金属塩に置換される。この置換反応は
加温することにより促進できる。

【００１７】得られた繊維の湿熱収縮率は、３分間以上
の時間を掛けてもほとんど変化しない。繊維の湿熱収縮
率が４％を越えると、セメントのオートクレーブ養生時
、繊維とセメントマトリックスとの接着性が低下し、補
強材としての効果が著しく損なわれる。好ましくは２％
以下である。

【００１８】

【発明の効果】本発明の高ヤング率３次元架橋変性アク
リル繊維は、セメント混和用補強剤としてスレート作成
時のオートクレーブ養生にも耐えられる優れた耐湿熱寸
法安定性を保持している。また銅や亜鉛の３次元架橋多
価金属塩変性アクリル繊維は、優れた抗菌性や消臭性を
示す。

【００１９】

【実施例】以下さらに詳細は実施例にて説明する。実施
例中『％』は『重量％』を示す。実施例中の綿のデニー
ル、ヤング率、湿熱収縮率測定は、ＪＩＳ　　Ｌ−１０
１５に準じて行った。湿熱収縮率測定の湿熱処理は、オ
ートクレーブを使用し、１８０℃飽和蒸気で１０分間処
理した。ポリマー中のアクリロニトリル、並びに第２コ
モノマーの組成は、ＩＲ分光光度計にて行った。また第
２コモノマーのうち塩素を含むものは、化学分析による
塩素の定量により行った。第３コモノマーの組成は、化
学分析によりスルホン酸基の定量により行った。

【００２０】抗菌性の評価は、衛生協議会のシェークフ
ラスコ法に準じ肺炎棹菌で評価した。消臭性の評価は、
試料１ｇを入れた１００ｍｌの試料瓶にエチルメルカプ
タンを３００ｐｐｍ入れ、３０分間、６０分間経過後の
試料ヘッド中のエチルメルカプタンをガスクロマトグラ
フィーで測定し、減量から求めた。繊維中の銅と亜鉛の
定量は、島津／ＧＲＵＮ固体試料原子吸光測定システム
ＳＭ−３０にて測定した。

【００２１】実施例１ アクリロニトリル（以下ＡＮと略記する。）、メチルア
クリレート（以下ＭＡと略記する。）、メタクリルスル
ホン酸ナトリウム（以下ＭＡＳと略記する。）を表１に
示す比率でモノマー濃度３０％に調製し、常法によりジ
メチルホルムアミドを溶剤とし、アゾビスブチロニトリ
ルを開始剤に使用したラジカル重合にてポリマー濃度１
８％、粘度６０ポイズのアクリルポリマードープを得た
。

【００２２】得られたアクリルポリマードープを常法に
より紡糸倍率８倍で湿式紡糸し、蒸熱延伸１．５倍の延
伸し、水洗後表２に示す繊維付着量になる条件で架橋処
理剤水溶液に浸漬しマングル絞りにて含浸させ、緊張乾
燥し５デニールのトウを得た。その後表２に示す条件で
乾熱架橋処理を行った。さらに加水分解を３０％水酸化
ナトリウム水溶液中９０℃で３０分間行った。水洗後ジ
メチルスルフォキシド７０℃で１０分間浴比１対１００
で振盪式恒温槽で可溶部分を溶解除去し、水洗後乾燥し
た。アクリロニトリルが多いほど、すなわち表４に示す
通り試験Ｎｏ．１，２，３の順に溶剤可溶部分が多かっ
た。コスト的にはアクリロニトリルが多いほうが可溶部
分が少ないため安くなる。

【００２３】表３に洗浄時間を変化させ、可溶性部分の
３次元架橋変性アクリル繊維物性への影響を調べた結果
を示した。加水分解後の繊維を水洗後ジメチルスルフォ
キシド７０℃で浴比１対１００で振盪式恒温槽で洗浄時
間を変化させ可溶部分を溶解除去し、水洗後乾燥した。 得られた繊維に残った溶剤可溶性部分はジメチルスルフ
ォキシド１００℃で１０分間浴比１対１００で振盪式恒
温槽で可溶性部分を溶解除去し、水洗後乾燥した繊維の
処理前後の重量を秤量し測定した。

【００２４】得られた表１試験Ｎｏ．３の表２の条件で
架橋した３次元架橋変性アクリル繊維の物性を表４に示
した。溶出減量は、原量アクリルの重量から製品の３次
元架橋変性アクリル繊維重量を引いた減量を原量アクリ
ルの重量で割り求めた。架橋度の低い表４試験Ｎｏ．１
，２，６，７の参考例では、耐熱安定性が４％を超えた
。また溶出減量も多かった。本発明の試験Ｎｏ．３，４
，５は、優れた耐熱寸法安定性と高いヤング率を示した
。

【００２５】表４試験Ｎｏ．５の３次元架橋変性アクリ
ル繊維を表５に示す条件の多価金属塩水溶液でボイルし
、水洗した後乾燥し、多価金属塩含有３次元架橋変性ア
クリル繊維を得た。表５に、得られた多価金属塩含有３
次元架橋変性アクリル繊維の物性を示した。表５の本発
明の試験Ｎｏ．１，２，３，４，５は、優れた消臭性と
抗菌性を示した。

【００２６】

【表１】

【００２７】

【表２】

【００２８】

【表３】

【００２９】

【表４】

【００３０】

【表５】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　実質的に均一に３次元架橋し、重合体
   を構成する単量体がニトリル基およびアクリル酸基また
   はアクリル酸アルカリ金属塩基またはアクリル酸多価金
   属塩基を含むビニルモノマーからなり、溶剤可溶性部分
   が３０％以下である事を特徴とする３次元架橋変性アク
   リル繊維。