JPH07207519A

JPH07207519A - セルロースアシレート繊維の製造法

Info

Publication number: JPH07207519A
Application number: JP311994A
Authority: JP
Inventors: Kaoru Iwata; 薫岩田
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1994-01-17
Filing date: 1994-01-17
Publication date: 1995-08-08

Abstract

(57)【要約】【目的】環境汚染を引き起こさない非ハロゲン系溶媒か
ら衣料用、タバコのフイルター用等に有用なセルロース
アシレート繊維を紡糸する方法を提供する。【構成】セルロースアシレートを１，３−ジオキソラン
を６０重量％以上含む溶媒に溶解して、該溶液から乾式
あるいは湿式紡糸することにより、丈夫で均一な繊維が
得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、非ハロゲン系溶媒を用
いたセルロースアシレート溶液組成物からの繊維の製造
法に関する。さらに詳しくは、環境汚染を引き起こさな
い非ハロゲン系溶媒である１，３─ジオキソランを主体
とする溶液組成物から、均質性に優れた繊維を乾式およ
び湿式紡糸する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】セルロースアセテートは、優れた染色
性、風合いを有する衣料用繊維やタバコのフイルターに
用いられる繊維等に大量に用いられている優れた樹脂で
ある。セルロースアセテートの性質は、重合度や酢化度
により顕著に異なる。一般に、酢化度や重合度が大きい
ほど機械的性質、耐熱性、吸湿・寸法安定性は優れてい
るが、加工性、溶解性に劣る。現在、高分子量セルロー
スアセテートは唯一塩化メチレンにしか高濃度溶解しな
いといわれ、塩化メチレンを主とする溶液から乾式紡糸
されている。しかしながら、近年、塩化メチレンを含む
ハロゲン系溶媒は発ガン性を含む環境汚染の観点から、
使用禁止の動向にある。この問題は、該溶媒が低沸点
（沸点４０℃）である点にも起因し、塩化メチレンに代
わる非ハロゲン系の紡糸溶媒の出現が待たれている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、前記
従来技術に鑑み、非ハロゲン溶媒を用いたセルロースア
シレート溶液組成物から均質性に優れた丈夫な繊維を製
造することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意検討した結果、１，３─ジオキソ
ランがセルロースアセテートの良溶媒であり、高濃度に
溶解しても溶液安定性に優れており、この溶液から容易
に乾式紡糸できることを見いだした。また、１，３─ジ
オキソランは水と任意の割合で混じるために湿式紡糸に
も適することも併せて見いだした。

【０００５】すなわち本発明は、１，３─ジオキソラン
を６０重量％以上含有する溶媒２０〜２５０重量部に対
して、１０重量部のセルロースアシレートを溶解した溶
液をノズルから押出し、吐出した糸条を加熱して溶媒を
蒸発させるか、あるいは水溶液中に導入して凝固させる
ことを特徴とするセルロースアシレート繊維の製造法で
ある。

【０００６】本発明において用いられるセルロースアシ
レートは、セルロースの水酸基の一部ないしは全部がア
シル化されたものの総称である。ここで、アシル基とし
て好適に用いられる基は、アセチル基、プロピオニル
基、ブチロイル基等の脂肪族アシル基、シクロヘキサン
カルボニル基等の脂環族アシル基等が挙げられる。より
好適にはアシル基がアセチル基、プロピオニル基、ブチ
ロイル基に対応するセルロースアセテート、セルロース
プロピオネート、セルロースブチレートが挙げられ、最
も好適にはセルロースアセテートが挙げられる。また、
アシル基は単独でも二種以上でもよい。そのアシル化率
は、使用目的により選択すればよいが、一般には繰り返
し単位中平均２．０以上、好ましくは２．２以上のアシ
ルセルロースが用いられる。それ以下では水酸基の割合
が増すに従って、溶解性が低下するために好ましくな
い。但し、繰り返し単位中のアシル基により置き換えら
れる水酸基の数は３個であるために、アシル化率の上限
は３．０である。

【０００７】本発明において用いられるアシルセルロー
スの分子量は、０．５ｇ／ｄｌの１，３−ジオキソラン
溶液を用いて２５℃で測定したη_sp／ｃの値が０．３〜
１０．０ｄｌ・ｇ、好ましくは０．５〜８．０ｄｌ／ｇ
の範囲のものが用いられる。これ以上では溶解性が低下
するばかりか、たとえ溶解しても低濃度で高溶液粘度に
なるために紡糸の目的には好ましくない。

【０００８】本発明において用いられる溶媒は、６０重
量％以上、好ましくは７０重量％以上が１，３─ジオキ
ソランであり、１，３─ジオキソラン単独溶媒でもよ
い。使用し得る他の溶媒としては、特に限定はなく、効
果を勘案して用いればよい。ここでいう効果とは、溶解
性や安定性を犠牲にしない範囲で溶媒を混合することに
よる、例えば蒸発速度や紡糸原液の粘度調節効果、風合
の改善などである。これらの効果の度合により混合溶媒
の種類や添加量を決定すればよく、また混合する溶媒と
して１種または２種以上用いてもよい。好適に用いられ
る他の溶媒としては、トルエン、キシレン等の炭化水素
溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノ
ン等のケトン系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエス
テル系溶媒、エチレングリコールジメチルエーテル、
１，４─ジオキサン、テトラヒドロフラン等のエーテル
系溶媒、塩化メチレン、１，２─ジクロロエタン等のハ
ロゲン系溶媒、メタノール、エタノール、イソプロパノ
ール等のアルコール類、水等が挙げられる。

【０００９】本発明の溶液組成物（紡糸原液）は、溶媒
２０〜２５０重量部、好ましくは３０〜２００重量部に
対して、セルロースアシレート１０重量部を含有する。
溶媒量がこれを越えると溶液の安定性は問題はないが、
セルロースアシレートの実行濃度が低いため好ましくな
いばかりか、溶液粘度が低いために連続糸が安定に得に
くく好ましくない。逆に溶媒量がこれ未満では溶液粘度
が高すぎて安定な流動性溶液が得にくく好ましくない。

【００１０】一般に、均質な繊維を得る上で紡糸原液の
濃度は極めて重要な因子である。その粘度は樹脂濃度、
分子量および溶媒の種類に依存するが、本発明の溶液組
成物の粘度は、１．０ｘ１０⁴〜５．０ｘ１０⁵ｃｐｓ、
好ましくは３．０ｘ１０⁴〜３．０ｘ１０⁵ｃｐｓの範囲
である。それを越えると均一に吐出することが困難とな
り、それ未満では連続的に吐出することが困難になるた
めに好ましくない。

【００１１】また、本発明においては必要に応じて染顔
料、艶消し剤、帯電防止剤、光劣化防止剤等の各種添加
剤を加えてもよい。

【００１２】本発明においてはジオキソランを主体とす
る溶媒にセルロースアシレートを溶解して得た紡糸原液
をノズルから押出し、吐出した糸条から溶媒を蒸発する
か、あるいは水溶液中に導入することにより凝固させる
ことにより紡糸する。前者は乾式紡糸とよび、後者は湿
式紡糸と呼ぶ。

【００１３】乾式紡糸においては、一般には紡糸原液を
計量ポンプで紡糸口へ供給し、紡糸筒内に吐出する。紡
糸筒内では、加熱空気の通風により溶媒が蒸発される。
通風方式は、（１）糸条の進行と同方向に流れる並流、
（２）糸条の進行と逆方向に流れる向流、（３）両者の
組合せ等が挙げられる。吐出ドープの温度は、一般に３
０〜７０℃の範囲が用いられる。加熱空気温度は５０〜
１５０℃、好ましくは７０〜１００℃の範囲が用いられ
る。また、加熱空気は紡糸筒内に大きな渦流を起こした
り、糸条を動揺させたりしないために、５ｍ／秒以下、
好ましくは３ｍ／秒以下の範囲が採用される。また、ド
ラフト、すなわち紡糸原液が口金を出てから巻き取られ
るまでの間に受ける伸張力の割合は、口金の孔の大きさ
と糸の断面積および原液濃度によってきまり、一般的に
は２．０〜４．０の範囲が用いられる。まき取り速度と
しては、通常、１００〜１０００ｍ／分の紡糸速度が採
用される。

【００１４】一方、湿式紡糸においては、ノズルから吐
出した糸条は水溶液（凝固浴）中に導入することにより
凝固し、しかる後洗浄、乾燥することにより紡糸され
る。湿式紡糸の場合も必要に応じてドラフトをかける。
一般には０．５〜３．０、好ましくは０．６〜２．０の
範囲が採用される。凝固浴は一般には１，３─ジオキソ
ランを含む水溶液が用いられる。必要に応じて他の少量
の成分、例えばアルコール類当の有機物あるいは無機塩
類を添加してもよい。凝固浴組成としては、水の割合が
２０〜９０重量％、好ましくは水が４０〜７５重量％が
適用される。凝固浴の温度は一般には５０℃以下、好ま
しくは４０℃〜─１０℃の範囲が採用される。紡糸され
た糸条は、次いで温水または熱水で洗浄される。かくし
て洗浄された糸条は、油剤を付与して乾燥される。乾燥
温度は通常８０〜１６０℃が選ばれる。乾燥の雰囲気は
空気中でも窒素ガス等の不活性ガス中でも差し支えな
い。まき取り速度は通常５〜１００ｍ／分の紡糸速度が
採用される。

【００１５】本発明は上記乾式紡糸と湿式紡糸の中間に
当たる半乾半湿紡糸も包含する。この方法は、一旦空気
中にドープを押しだして部分的に溶媒を蒸発乾燥した後
凝固液中に導入する方法である。

【００１６】また、本発明においては紡糸後に延伸をす
ることにより、繊維の力学特性を向上させることが出来
る。しかしアシルセルロースは剛直な分子構造の高分子
であるために、延伸倍率は高々２倍程度が限界である。

【００１７】

【発明の効果】本発明によれば、環境汚染を引き起こさ
ない非ハロゲン系溶媒であるジオキソランを主溶媒とし
て用いる高濃度溶液により、均質なセルロースアシレー
ト繊維を得ることが出来る。得られた繊維はフィラメン
ト、ステープルあるいはトウの形態で広く実用に供する
ことが出来る。

【００１８】

【実施例】以下に、実施例により本発明を詳述する。但
し、本発明はこれに限定されるものではない。

【００１９】［実施例１］平均アセチル基導入率２．８
個／繰り返し単位、η_sp／ｃ＝５．０ｄｌ／ｇのセルロ
ースアセテート１４．０重量部を１，３─ジオキソラン
８６．０重量部に撹拌しながら溶解し、透明粘ちょうな
紡糸原液を得た。この粘度は３０℃で、９．５ｘ１０⁴
ｃｐｓであった。また、この紡糸原液は、１日放置して
も粘度変化、白化等が起きず安定であった。これらの紡
糸原液を用いて乾式紡糸装置にて孔径５０μｍ、孔数５
０ケの紡糸ノズルから１５０ｄ／５０ｆの糸を得ること
を目標に紡出し、加熱して溶媒を除去して単繊維繊度
３．１２ｄの繊維を得た。吐出ドープ温度は６０℃、加
熱空気温度は９０℃で行った。この繊維の強度は１．３
ｇ／ｄであり、伸度は２８％であった。

【００２０】［実施例２］平均アセチル基導入率２．４
個／繰り返し単位、η_sp／ｃ＝３．８ｄｌ／ｇのセルロ
ースアセテート１４．０重量部を１，３−ジオキソラン
８６．０重量部に撹拌しながら溶解し、透明粘ちょうな
紡糸原液を得た。この粘度は３０℃で、６．６ｘ１０⁴
ｃｐｓであった。また、この紡糸原液は、１日放置して
も粘度変化や白化は認められずきわめて安定であった。
これらの紡糸原液を用いて実施例１に準拠して紡糸し、
加熱して溶媒を除去して単繊維繊度２．９０ｄの繊維を
得た。この繊維の強度は１．４ｇ／ｄであり、伸度は３
５％であった。

【００２１】［実施例３〜４］１，３−ジオキソランの
混合溶媒について、紡糸原液を調製して、実施例１の方
法に準拠して紡糸を行った。結果を表１に示す。いずれ
も安定な紡糸原液が得られ、また丈夫で均質な繊維が得
られた。

【００２２】

【表１】

【００２３】［実施例５］実施例１のセルロースアセテ
ートの代わりに、セルロースプロピオネート（導入率
２．８個／繰り返し単位、η_sp／ｃ＝２．９ｄｌ／ｇ）
を用いて２０重量％溶液を得た。この溶液から実施例１
の方法に準拠して強度１．１ｇ／ｄ、伸度４０％の繊維
を得た。

【００２４】［実施例６］実施例１の紡糸原液を孔径
０．０５ｍｍφ、孔数２００の紡糸ノズルからジオキソ
ラン３０重量％水溶液中に吐出し、凝固させたのち引き
取った。凝固浴の温度は０℃に保った。引続き９０℃の
熱水で洗浄して、油剤を付与した後１３０℃で乾燥する
ことにより単繊維繊度２．３２ｄの繊維を得た。この繊
維強度は１．３９ｇ／ｄ、伸度は２６％であった。

【００２５】［実施例７］実施例２の紡糸原液を孔径
０．０５ｍｍφ、孔数２００の紡糸ノズルからジオキソ
ラン３０重量％水溶液に吐出し、凝固させたのち引き取
った。凝固浴の温は０℃に保った。引続き９０℃の熱水
で洗浄して、油剤を付与した後１３０℃で乾燥すること
により単繊維繊度２．２５ｄの繊維を得た。この繊維強
度は１．３５ｇ／ｄ、伸度は２９％であった。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１，３─ジオキソランを６０重量％以上
含有する溶媒２０〜２５０重量部に対して１０重量部の
セルロースアシレートを溶解した溶液をノズルから押出
し、吐出した糸条を加熱して溶媒を蒸発させるか、ある
いは１，３−ジオキソランを含む水溶液中に導入して凝
固させることを特徴とするセルロースアシレート繊維の
製造法。
【請求項２】セルロースアシレートのアシル基が、繰
り返し単位中平均２〜３個含まれることを特徴とする請
求項１記載のセルロースアシレート繊維の製造法。
【請求項３】セルロースアシレートのアシル基がアセチ
ル基であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載
のセルロースアシレート繊維の製造法。