JPH0823083B2

JPH0823083B2 - アクリル繊維の製造法

Info

Publication number: JPH0823083B2
Application number: JP60266741A
Authority: JP
Inventors: 陽杉浦; 茂澤西; 昇小川
Original assignee: Japan Exlan Co Ltd
Current assignee: Japan Exlan Co Ltd
Priority date: 1985-11-26
Filing date: 1985-11-26
Publication date: 1996-03-06
Anticipated expiration: 2011-03-06
Also published as: JPS62125009A; US4818458A

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野本発明は、アクリル繊維の製造法に関し、更に詳しく
は特定のノズルを使用することにより均質な性能を有す
るアクリル繊維を高生産性にて製造する方法に関する。

（ロ）従来の技術アクリル繊維は羊毛に類似した崇高な風合、優れた物
理的性質や染色性を有しており、衣料、寝装等の用途分
野において広く使用されているが、工業上さらに生産性
向上の努力が続けられている。

かかる生産性向上の代表的技術として多ホール化（ノ
ズルの孔数を増大する）手段が挙げられるが、孔密度を
大きくする（孔ピッチを小さくする）と単繊維同志が膠
着し、またノズルを大きくすると紡出繊維束の内部にま
で凝固液が浸入しにくく凝固不均一となるため、多ホー
ル化に伴なう凝固不均一の問題を解決する手段としてア
ニュラー型ノズルが提案されている。

一方、繊維の品質向上や新たな性能付与の試みも続け
られており、例えば特公昭40−26212号公報に記載され
る乾湿式紡糸手段（紡糸原液を一旦不活性気体中に紡出
した後、凝固浴中に導入する）は、繊維構造が緻密で円
滑な表面と高度に光沢のある外観を有し且つ優れた物理
的性質をもつアクリル繊維を提供し得ることが知られて
いる。

（ハ）発明が解決しようとする問題点本発明者らは従来使用されてきたアニュラー型ノズル
の効果を調べたが、ノズル外周部側より供給された凝固
液はやはり紡糸繊維束の内部へ十分に供給されないばか
りか、一旦内部へ供給された凝固液は凝固浴出口で繊維
束が集束されると逃げ道がないため繊維束内部で循環
し、繊維束を乱すことが明らかになった。

また乾湿式紡糸手段は、いわゆるフィラメントの様に
孔数の少ない（高々、1,0000ホールまでの）ノズルを用
いる場合には、比較的操業上の問題なく前記した様な優
れた品質や性能をもった繊維を得ることができるが、多
ホール化につれて次のような種々の本質的欠陥を惹起す
ることが判明した。

（ｉ）紡出繊維束の外部と内部とで凝固が不均一にな
る。

（ii）ノズルより吐出された液体糸（不活性気体中を
走行する間には殆ど凝固しない）は、繊維同志の接触に
より容易に膠着し、一旦膠着すると容易には離れない。

（iii）紡出繊維束は太くなるほど、凝固液面が乱れ
易くなり、これが糸質変動の原因となる。

（iv）紡出繊維束の凝固液随伴下降流のため凝固液は
繊維束の中心部に向って流れるが、多ホール化につれ凝
固液は繊維束内部に供給されにくくなるため、繊維束内
部の液面が低くなると共に繊維束外部の液面は盛り上が
り、ホール間でのギャップ（ノズル面と凝固液面との距
離）差が顕著になり、ノズルが凝固液に浸漬したり、太
細、くっつき、デニール異常などの糸欠点が著しく増大
する。

本発明らは種々の実験から明確になった以上の様な問
題点を踏まえ、更に鋭意検討を進めた結果、本発明に到
達した。

即ち、本発明の目的は、凝固不均一、膠着、ギャップ
変動等に伴なう品質斑や糸欠点の問題なく均質な性能の
アクリル繊維を高生産性にて製造し得る手段を提供する
ことである。

（ニ）問題点を解決するための手段上述した本発明の目的は、アクリロニトリル（以下AN
という）系重合体紡糸原液を、外周から内周に亘る非穿
孔部を１個所有し、該非穿孔部の面積が穿孔可能ノズル
面積の1/12〜1/4の範囲内にあり且つ孔数が3,000以上の
アニュラー型ノズルを用い、ジェット延伸倍率２〜20で
乾湿式紡糸することにより、工業的有利に達成される。

以下、本発明を詳述するが、先ず、本発明にいうAN系
重合体とは、AN単独又は50重量％以上、好ましくは75重
量％以上のANと残部が少なくとも１種の他のエチレン系
不飽和化合物からなるものであり、他のエチレン系不飽
和化合物としては、ANと共重合し得る公知の不飽和化合
物、例えば塩化ビニル、臭化ビニル、弗化ビニル、塩化
ビニリデン等のハロゲン化ビニル及びハロゲン化ビニリ
デン類；（メタ）アリルアルコール及びこれらのエーテ
ル類；（メタ）アクリル酸、マレイン酸、イタコン酸等
の不飽和カルボン酸及びこれらの塩類；（メタ）アクリ
ル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アク
リル酸ブチル、（メタ）アクリル酸オクチル、（メタ）
アクリル酸メトキシエチル、（メタ）アクリル酸フェニ
ル、（メタ）アクリル酸シクロヘキシル等の（メタ）ア
クリル酸エステル類；メチルビニルケトン、フェニルビ
ニルケトン等の不飽和ケトン類；蟻酸ビニル、酢酸ビニ
ル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル類；アクリ
ルアミド及びそのアルキル置換体;N−メチロールアクリ
ルアミド；ビニルスルホン酸、（メタ）アリルスルホン
酸、ｐ−スチレンスルホン酸等の不飽和炭化水素スルホ
ン酸及びこれらの塩類;2−アクリルアミド−２−メチル
プロパンスルホン酸及びその塩類；アクリル酸スルホブ
チル、メタクリル酸スルホエチル、メタクリル酸スルホ
プロピル等の（メタ）アクリル酸のスルホアルキルエス
テル及びこれらの塩類；スチレン、α−メチルスチレ
ン、クロロスチレン等のスチレン及びそのアルキル又は
ハロゲン置換体；ビニルピリジン、ビニルイミダゾー
ル、ジメチルアミノエチルメタクリレート等の塩基性ビ
ニル化合物；（メタ）アクロレイン、シアン化ビニリデ
ン、グリシジル（メタ）アクリレート、メタクリロニト
リル等のビニル化合物等が挙げられる。

また、紡糸原液の作製に用いる溶媒としてはジメチル
スルホキシド、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセト
アミド、エチレンカーボネート等の有機溶媒；ロダンソ
ーダ、ロダンカリウム、ロダンアンモン、ロダンカルシ
ウム等のロダン塩の濃厚水溶液；塩化亜鉛、塩化リチウ
ム等の無機塩の濃厚水溶液；硫酸、硝酸等の無機酸の濃
厚水溶液などが挙げられるが、凝固均一性などの点から
無機溶剤を採用することが望ましい。

なお、紡糸原液の粘度としては、公知の範囲内におい
て適宜設定されるが、本発明の紡糸手段である乾湿式紡
糸手段を採用する場合には、30℃の温度で1,000〜20,00
0ポイズ、好ましくは3,000〜10,000ポイズの範囲内に設
定することが望ましく、かかる下限を下回るときは吐出
糸条の切断や品質斑などの問題があり、また該上限を越
えるときは紡糸操業性に問題がある。

次に、本発明の中心的構成要件であるノズルとして
は、その形状がアニュラー（環状）型であって、しかも
ノズルの外周から内周に亘る非穿孔部を１個所有しさら
に該非穿孔部の面積が該ノズルの穿孔可能面積に対し1/
12〜1/4を占有するものを使用する必要があり、かかる
ノズルを用いて初めて、孔数3,000以上、好ましくは5,0
00以上という多ホール化を行なっても、紡出繊維束内部
と外部での凝固不均一やそれにつれた品質斑や糸欠点な
どの問題を悉く解消することができる。

なお、かかるアニュラー形状は必ずしも真円である必
要はなく、また非穿孔部の形状も紡出繊維束の外側から
内側（中心部）に向かって凝固液が供給され得る限り任
意の形状を採り得る。さらに、かかる非穿孔部は複数箇
所形成させることも考え得るが、複数箇所から繊維束内
部へ流入した凝固液が衝突して液流を乱しデニール変動
などを来たすことがあるので、１箇所とすることが必要
である。

また、かかる非穿孔部の面積割合としては、非穿孔部
の面積が穿孔可能ノズル全面積に対して1/12〜1/4、好
ましくは1/9〜1/5の範囲内になるように設定する必要が
あり、かかる下限を下回る場合には紡出繊維束内部へ供
給される凝固流量が不十分となり、また上限を越える場
合には穿孔面積が減少するため多ホール化の目的を達成
し得なくなる。さらに、特に乾湿式紡糸手段を採用する
本発明では、該非穿孔部をノズル表面から切り欠くこと
により、凝固液が紡出繊維束内部へ流入する非穿孔部と
凝固液面との距離を大きくすることができるので、凝固
液流入時における液面の盛り上がりによって発生するノ
ズルの浸漬の問題を効果的に防止でき、好ましい。

また、該紡糸口金は、下記（IV）式を満足するように
アニュラーの幅と紡糸孔の間隔とを設定することによ
り、紡出繊維束の凝固液中への流入抵抗を減少させ、液
面変動を抑制することができるので望ましい。

さらに、乾湿式紡糸時におけるギャップとしては、概
ね１〜20mmの範囲であれば、操業性、品質共に良好な結
果を得ることができる。

なお、紡糸法として乾湿式紡糸手段を採用する本発明
では、さらに下記のような条件を満足させることによ
り、一層効果的に品質、操業性を向上させることができ
るので、望ましい。

凝固条件としては、下記（Ｉ）式を満足するロート導
管を備えた凝固浴中を通過させる。

かかる下限を下回る場合には、紡糸原液中に溶解して
いた空気がロート導管内を浮上し、凝固液面変動やノズ
ルの浸漬を起こし易く、また上限を越える場合には、ロ
ート導管内凝固液の乱流状態により、導管中を流下する
糸に乱れを生じ、これが凝固浴液面まで伝播し膠着やデ
ニール変動の原因となる。

また、延伸条件としては、下記（II）及び（III）式
を満足する条件下に延伸する。

（II）式及び（III）式の下限を外れる場合には、液
体糸にかかる張力が小さいため、わずかな凝固液面の動
きや凝固液中の流動状態の影響を受けて膠着を発生し易
く、また、特に（III）式の下限を外れる場合には、最
終的に得られる繊維の表面平滑性が低下し、獣毛風合の
アクリル繊維を形製させることができない。また、かか
る範囲の上限を越える場合には、凝固液面不安定、変形
斑などを生じ、繊維軸方向の太さ斑、デニール変動など
を来たす。

水洗、熱処理、乾燥などについては、常法に従って実
施することができる。

（ホ）作用本発明のノズルを使用することにより、多ホール化し
ても、繊維束は円筒状に紡出され、しかも非穿孔部から
凝固液が繊維束内部に容易に流入するので、均一な凝固
を行なうことができ、以て品質上の問題なく生産性を向
上させ得るものと考えられる。

（ヘ）実施例以下実施例により、詳細に本発明を説明する。なお、
実施例中に示す部及び百分率は、特に断りのない限り重
量基準による。

実施例１ AN91部、アクリル酸メチル９部及びアリルスルホン酸
ソーダ0.4部からなるAN系重合体を50％濃度のロダンソ
ーダ水溶液に溶解し、重合体濃度が20％であり、30℃で
の粘度が4,000ポイズの紡糸原液を作製した。

この紡糸原液を、面積割合が1/6の非穿孔部を１箇所
有するアニュラーノズル（孔径0.19mm、孔間隔1.6mm、
アニュラーの幅67mm、孔数16,000）を使用し、乾湿式紡
糸（ギャップ5mm）し、次いでロート導管（内径120mm、
凝固液流量50t/分）を備えた10℃、20％のロダンソー
ダ水溶液中に導入して凝固させ、冷延伸、水洗、熱延伸
を施こし（JS8倍、TS40倍）、続いて蒸熱処理、乾燥し
て単糸デニール3dの繊維（１）を作製した。

比較のために、非穿孔部を有さないアニュラーノズ
ル、面積割合が1/12の非穿孔部を点対称位置に二箇所有
するアニュラーノズルを用いる外は上記と同様にして繊
維（２及び３）を作製した。

これらの繊維の操業性及び品質を評価した結果を、第
１表に示す。

上表より、本発明が操業性の問題なく、均質かつ高品
質のアクリル繊維を提供し得る事実が理解される。

実施例２ロート導管内径及び凝固液流量を変える外は実施例１
（No.1）に従い、９種類の繊維を作製した。

評価結果を第２表に示す。

上表より、本発明が操業性、品質共に優れているのに
対し、Reが本発明の推奨範囲を外れる場合には、操業性
や品質に問題が出てくることが理解される。

実施例３延伸条件を変える外は実施例２（No.8）に従い、８種
類の繊維を作製した。

結果を第３表に示す。

上表より明らかなように、本発明に推奨する延伸条件
を採用する場合には、全く品質上の問題がないが、JS＜
20（No.13）ではデニール変動率が上昇気味となり、ま
たJS＜２では膠着傾向が見られる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アクリロニトリル系重合体紡糸原液を、外
周から内周に亘る非穿孔部を１個所有し、該非穿孔部の
面積が穿孔可能ノズル面積の1/12〜1/4の範囲内にあり
且つ孔数が3,000以上のアニュラー型ノズルを用い、ジ
ェット延伸倍率２〜20で乾湿式紡糸することを特徴とす
るアクリル繊維の製造法。