JPH0830284B2 - 難燃アクリル系複合繊維 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は優れた難燃性及び潜在捲縮発現性を有する難
燃アクリル系複合繊維に関するものである。

（従来の技術） 従来、一般のアクリル系繊維は羊毛に類似した崇高な
風合、優れた物理的性質、堅実な染色性や染色鮮明性を
有し、広範囲な用途に使用されている。しかしアクリル
系繊維は大多数の天然繊維や合成繊維と同じく易燃性で
あるため、例えば衣料、インテリア製品及び産業用及び
建装用等の用途に於ては火災の伝播を助けるなどその需
要範囲が狭ばめられていた。一方難燃アクリル系繊維は
難燃性、自己消火性という性能を有しているが、製品の
腰感、バルキー性、ヘタリ等の性能において通常のアク
リル系繊維に及ばず、量的に未だ十分使用されている状
況ではない。そこで難燃アクリル系繊維製品において、
上記欠点の改良の一方法として他の物性的にすぐれた繊
維例えばナイロンやポリエステルやポリアクリロニトリ
ル系繊維等を混紡して使用する事が一般に行なわれてい
るが、混紡により加工工程の増加や染色性の低下、風合
いの変化、難燃性の低下などの不都合な点が新たに生じ
てくる。

難燃アクリル系繊維単独での製品にバルキー性、腰感
及びヘタリ等の改良を行なう為には、同等の難燃性を有
した収縮綿や潜在捲縮性を有する繊維、特に後者が必要
であり、この潜在捲縮性を有する難燃アクリル系繊維と
通常の難燃アクリル系繊維との混合使用によって難燃性
を有し、かつ腰感、バルキー性、風合い、染色性等の良
好な製品を製造する事が可能となる。ところがこれまで
良好な潜在捲縮性と難燃性を兼ね備えた難燃アクリル系
複合繊維は得られておらず、又その検討もあまり行なわ
れていない。特開昭49−68014号公報は、アクリロニト
リルを85重量％以上含有したポリアクリロニトリル系重
合体と、難燃アクリル系重合体及びハロゲン化アンチモ
ン化合物との複合繊維であるが、ここで得られた繊維は
片成分にポリアクリロニトリル系重合体を使用する為に
難燃性を十分高める事が出来ない。難燃性を高める為に
他成分に含有する塩化ビニル含有量やハロゲン化アンチ
モンの含有率を上げると両成分間の混和性、相溶性の違
いにより紡糸口金内でのゲル化や、口金詰まり、糸切れ
が生じるし、又両成分の凝固性が大きく異なる為に両成
分を緻密に凝固させるような凝固浴条件の設定が困難で
ある。又紡出後でも両成分間の接着力不足の為に、延伸
・収縮等で両成分の剥離によるトラブルの発生など操業
性の大巾な低下と品質の大巾な低下が予想される。更に
製品においても染色性、耐熱性、光沢等消費性能の低下
や、紡績、織編時の糸切れ、毛羽立ちといった加工性能
の低下も予想される。特開昭59−82410号公報は難燃ア
クリル系重合体にポリウレタン重合体を添加紡糸した複
合繊維であるが、ここで得られた繊維は添加したポリウ
レタン重合体のため繊維のコストが高くなるばかりでな
く、染色後の発色性及び耐光性等がいまだ満足されるも
のでなかった。

（発明が解決しようとする問題点） 上述したように、難燃アクリル系重合体を両成分に用
いた十分良好な難燃性と潜在捲縮性を有する難燃アクリ
ル系複合繊維は未だ開発されていない。この理由として
は難燃アクリル系繊維が難燃性を向上させる為に大量の
ハロゲン含有モノマー或いは他の難燃剤、難燃性化合物
という繊維に対して一種の可塑剤となるものを有してお
り、複合繊維の両成分間の可塑成分（例えばハロゲン含
有モノマー）の量が小量変化しても十分な潜在捲縮性を
有するものが得られない事が挙げられる。両成分の可塑
性成分の量の差を十分な潜在捲縮性が発現するように拡
大すれば繊維の難燃性の低下や逆に難燃性はあるが耐熱
性の低下、強度の低下、染色性の低下といった品質の低
下や或いは曳糸性の不足、強度不足、耐熱性不足による
操業性の低下が生じてくる。

本発明者らは上記欠点を克服すべく鋭意検討の結果本
発明を完成するに到ったのである。

本発明の目的とする所は良好な風合い、バルキー性、
腰感等をもつすぐれた潜在捲縮性を有する難燃アクリル
系複合繊維を提供するにある。

（問題点を解決するための手段） すなわち本発明は、A,B両成分が偏心的に接合されて
なり、Ａ成分がアクリロニトリル40重量％以上とハロゲ
ン含有モノマー及びスルホン酸含有モノマー20〜60重量
％とよりなる重合体（Ｉ）であり、Ｂ成分がＡ成分重合
体（Ｉ）95〜60重量部にアクリロニトリル30〜75重量％
とメチルアクリレート70〜25重量％及び必要によりスル
ホン酸含有モノマー０〜10重量％とよりなる重合体（I
I）を５〜40重量部混合した重合体組成物よりなる難燃
アクリル系複合繊維である。

本発明の重合体（Ｉ）においてハロゲン含有モノマー
としては塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル、臭
化ビニリデン等が挙げられるが、これに限定されるもの
でない。特に塩化ビニル、塩化ビニリデンが好ましい。
ハロゲン含有モノマーが20重量％未満ではすぐれた難燃
性は得られず、一方60重量％を越えれば得られた繊維の
耐熱性、強度等の品質が低下するばかりか、難燃性も飽
和に達し経済的でない。従ってハロゲン含有モノマーの
量は20〜60重量％の範囲が操業性の点、品質の点、コス
トの点で好ましい。

本発明においてスルホン酸含有モノマーとしてはアリ
ルスルホン酸ナトリウム、メタリルスルホン酸ナトリウ
ム、スチレン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トリウム等が挙げ
られるが、これに限定されるものでない。重合体（Ｉ）
にこれらスルホン酸含有モノマーを0.5〜５重量％、好
ましくは１〜４重量％含有した方が、染色性の改良、紡
糸時の凝固性の大巾な改良、乾燥緻密化の大巾な改良及
び促進が可能であり、良好な光沢と染色性を有する繊維
が得られるのである。

本発明において重合体（II）中のアクリロニトリル及
びメチルアクリレートの含有率はアクリロニトリル30〜
75重量％、メチルアクリレート70〜25重量％である。ア
クリロニトリル30重量％未満、及びメチルアクリレート
が70重量％を越えると、得られた重合体の耐熱性が不良
でブレンドして複合紡糸した繊維の膠着が多くなる。一
方アクリロニトリルが75重量％を越え及びメチルアクリ
レート25重量％未満ではブレンドして複合紡糸した繊維
の捲縮発現性が悪くなる。

本発明において重合体（II）中にもスルホン酸含有モ
ノマーを含有させると、紡糸時の凝固性、及び得られた
複合繊維の光沢と染色性においてより好ましい。本発明
において重合体（II）中のスルホン酸含有モノマーとし
ては前記重合体（Ｉ）のスルホン酸含有モノマーと同様
に挙げられ、重合体（Ｉ）と重合体（II）のスルホン酸
含有モノマーは同一又は２種以上組合せ使用が可能であ
る。重合体（II）中のスルホン酸含有モノマーの含有量
は０〜10重量％が好ましく、スルホン酸含有モノマーが
10重量％を越えると、ブレンドして複合紡糸した際に凝
固浴に溶出するポリマーが多くなるとともに、得られた
繊維のＡ成分、Ｂ成分の染色性に大きな差が生じチラツ
キの原因となる。

本発明においてＢ成分の重合体（Ｉ）に対する重合体
（II）の混合割合は５〜40重量部、好ましくは７〜30重
量部さらに好ましくは10〜25重量部である。重合体（I
I）が５重量部未満ではA,B両成分を複合紡糸した繊維の
捲縮発現数が充分でない。また40重量部を越えると、A,
B両成分複合紡糸した繊維の膠着が多くなるとともに捲
縮発現数が多くなり過ぎ、混紡使用した場合の風合いも
悪くなる。

次に本発明繊維の製造法の一例を挙げて本発明を更に
詳しく説明する。

重合体（Ｉ）は塩化ビニル、塩化ビニリデン、或いは
臭化ビニル又はそれらの混合物からなるハロゲン含有モ
ノマー20〜60重量％とアクリロニトリルと少量の（例え
ば0.5〜５重量％）アリルスルホン酸ナトリウム、スチ
レンスルホン酸ナトリウム或いは２−アクリルアミド−
２−メチルプロパンスルホン酸ナトリウム等の染色性改
良モノマーとをジメチルホルムアミド、ジメチルスルホ
キシド或いはジメチルアセトアミド等の有機溶剤中にて
アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスジメチルパレロ
ニトリル等の重合開始剤にて重合させる。特に好ましく
は、アリルスルホン酸ナトリウム５〜40重量％、アクリ
ロニトリル10〜85重量％、ハロゲン含有モノマー10〜50
重量％の組成を有する重合体をジメチルホルムアミド中
にて上記重合方法にて重合し、その重合体を含有したジ
メチルホルムアミド溶液中にて更にハロゲン含有モノマ
ー20〜60重量％及びアクリロニトリル及び必要ならばア
リルスルホン酸ナトリウムを着色防止剤等他の添加剤の
存在下で重合させる。得られた重合ドープ中の未反応モ
ノマーの除去をロータリーエバポレーター或いは回転薄
膜式蒸発機にてなるべく低温にて行ない、その後重合体
濃度を20〜30重量％に調整し、添加剤の添加等を行ない
重合体（Ｉ）の紡糸原液を得る。

一方、重合体（II）はアクリロニトリル30〜75重量％
とメチルアクリレート70〜25重量％及びスルホン酸含有
モノマー０〜10重量％とをジメチルホルムアミド中にて
上記重合法にて重合し、得られた重合ドープ中の未反応
モノマーを除去し、その後重合体（II）の濃度を20〜30
重量％に調整する。

次に、重合体（Ｉ）の紡糸原液をＡ成分とし、重合体
（Ｉ）の紡糸原液に重合体濃度20〜30重量％の重合体
（II）の溶液を添加混合してＢ成分の紡糸原液を得る。
各々の紡糸原液は紡糸粘度の調整及び曳糸性の改良の為
に40〜60℃に保温されて複合繊維用口金へ別々の入口よ
り導かれる。口金は通常サイドバイサイド型複合口金を
用いる。口金のノズルの孔径と孔数は単糸デニールによ
り決められるが、３デニール程度であれば通常0.05〜0.
08mmの孔径のものを使用する。凝固浴は紡糸原液に使用
した有機溶剤の水溶液や、イソプロピルアルコール、エ
チレングリコール、ポリエチレングリコール等の有機溶
剤やその水溶液が通常使用される。その組成、温度等は
難燃アクリル系繊維を製造する場合と同一条件でも、若
干凝固を早める条件でもよい。ジメチルホルムアミドを
紡糸原液の溶剤として用いる場合、凝固浴条件はジメチ
ルホルムアミド45〜65重量％温度30℃以下の水溶液とす
るのが好ましい。

紡出された繊維は漸次有機溶剤濃度が低下する数個の
浴槽にて通常４〜８倍程度の１次延伸をうけ、その後水
洗、前オイル処理と行なう。次いで100〜180℃の熱風も
しくはホットローラーもしくは熱風とホットローラーの
併用で乾燥・緻密化を行なう。乾燥後或いは１次延伸後
で乾燥前に繊維物性の調整の為に２次延伸を行なう。２
次延伸は熱水中或いは蒸熱中にて1.05〜２倍程度行な
う。２次延伸以後は、捲縮発現性の向上、繊維物性の調
整、風合い調整、紡績性の向上等の為に収縮、延伸、後
オイル、機械クリンプ付与、クリンプセット等を行なっ
てもよい。

（発明の効果） こうして得られた本発明にかかる難燃アクリル系複合
繊維は良好な難燃性と潜在捲縮性とを兼ね備えた繊維で
あり、高度の難燃性とバルキー性、良好な風合、染色性
などが要求される毛布、シーツ、ベッドカバー、カーペ
ット、カーテン、等の寝装インテリア関係及び安全性、
着心地が要求される小児用、老人用の衣服特にパジャマ
等において十分にその性能を発揮できるものである。

（実施例） 次に実施例を示して本発明を具体的に説明する。尚、
実施例中の部、％は特に言及しない限り重量部、重量％
を示す。

捲縮特性はJIS L−1074により行なった。

難燃性は限界酸素指数（以下LOIと略称）で表わし
た。これは繊維を51mmにカットしハンドカードで解繊後
約0.5gの綿を採取し、これを約25cmの長さに均一に伸ば
し、加撚機により70回の撚りをかけた後２つ折りにして
撚り棒をつくる。次いで窒素ガスと酸素ガスの混合ガス
中にて撚り棒の上端に接炎し、試料が5cmだけ燃焼する
際の混合ガス中の酸素ガス濃度（体積）で次式により表
わす。

実施例１ アクリロニトリル（以下ANと略称）：塩化ビニリデン
（以下VDCと略称）：アリルスルホン酸ナトリウム（以
下SASと略称）＝57:30:13（％）の組成を有するポリマ
ーを、ジメチルホルムアミド（以下DMFと略称）を溶剤
としてアゾビスジメチルパレロニトリルを開始剤として
オートクレーブ中で重合した。次いで、この重合体３部
とAN28部、VDC24部とをDMF45部に溶解後パラトルエンス
ルホン酸亜鉛を少量着防剤とし添加し、アゾビスジメチ
ルパレロニトリルを開始剤に使いオートクレーブ中にて
55℃にて９時間重合させAN/VDC/SAS＝53/44/3の組成の
重合体（Ｉ）を得た。重合ドープはロータリーエバポレ
ーターにより真空蒸発させて未反応モノマーの除去・回
収を行なった。モノマー回収後の重合体溶液は透明な薄
黄色で粘調な状態であった。この粘調なドープに水/DMF
混合溶液を添加し、重合体濃度23.5％、水分率4.5％の
重合体（Ｉ）の紡糸原液を得た。

次に、AN、メチルアクリレート（以下MAと略称）、２
−アクリルアミド２−メチルプロパンスルホン酸ソーダ
（以下SAMと略称）をDMFに溶解後、アゾビスブチロニト
リルを開始剤に使いオートクレーブ中で70℃にて９時間
重合させた。次いで、未反応モノマーを除去回収を行っ
て得た透明薄黄色の粘調な重合ドープをDMFで希釈して
重合体濃度23.5％の重合体（II）の原液を得た。重合体
（Ｉ）の紡糸原液に重合体（II）の原液を各々の重合体
の重量比が第１表に示す比率になるよう混合し、Ｂ成分
の紡糸原液を得た。

重合体（Ｉ）をＡ成分として、A,B成分の紡糸原液は
サイドバイサイド型の複合紡糸用口金（ノズル孔径0.06
mm、孔数4000個）に各々別の入口から導入されて、DMF:
水＝53:47（％）18℃の凝固浴中へ紡出された。A,B成分
の吐出量比は1:1である。紡出された繊維はDMF濃度が30
％、15％と順次低下する２個の浴中にて脱溶剤と4.5倍
の１次延伸を行なった後、70℃の水洗槽にて十分洗浄さ
れ前オイル槽にて油剤付着しその後135℃のホットロー
ラーにて乾燥、緻密化された。乾燥後は100℃の蒸熱に
て1.4倍の２次延伸及び100℃の蒸熱下で0.95倍の緊張収
縮をうけ、後オイル付着、クリンプ付与後、乾燥され３
デニールの各種難燃アクリル系複合繊維を得た。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】A,B両成分が偏心的に接合されてなり、 （イ）Ａ成分がアクリロニトリル40重量％以上とハロゲ
   ン含有モノマー及びスルホン酸含有モノマー20〜60重量
   ％とよりなる重合体（Ｉ）であり、 （ロ）Ｂ成分がＡ成分重合体（Ｉ）95〜60重量部にアク
   リロニトリル30〜75重量％とメチルアクリレート70〜25
   重量％及び必要によりスルホン酸含有モノマー０〜10重
   量％とよりなる重合体（II）を５〜40重量部混合した重
   合体組成物である 難燃アクリル系複合繊維。
2. 【請求項２】ハロゲン含有モノマーが塩化ビニリデン及
   び／又は塩化ビニルである特許請求の範囲第１項記載の
   繊維。
3. 【請求項３】重合体（Ｉ）のスルホン酸含有モノマーが
   0.5〜５重量％である特許請求の範囲第１項記載の繊
   維。