JPS5843482B2 - アクリルケイゴウセイセンイノ セイゾウホウホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は改良された伸長弾性率を有するアクリル系合成
繊維の製造方法に関するものである。

更に詳しくは、共重合成分として、架橋性単量体を０．
５〜１０モル％含有するアクリル系共重合体からなる紡
糸原液を、紡糸口金を通して紡糸ドラフト１．２〜３．
０で吐出させ、不活性雰囲気中を走行させてから凝固浴
に導入して（以下「空中紡糸法」という）得られたアク
リル系合成繊維を架橋剤で処理した後、該繊維束を充填
密度が０．２５〜０．６０ ？／ｃｒｔｌになるように
かつ繊維束の法線方向に押圧力が加わるように熱処理機
中に押し込み熱処理することを特徴とする改良された伸
長弾性率を有するアクリル系合成繊維の製造法に関する
ものである。

アクリル系合成繊維はその固有の風合、感触等から羊毛
製品に近似の二次製品が得られ、メリヤス分野に広（進
出していることは周知の事である。

しかしながらアクリル系合成繊維は、織物分野には極く
僅かしか進出していないかあるいは殆んど進出していな
いのが現状である。

その最も大きな要因は、アクリル系合成繊維が防シワ性
に乏しいという点にある。

防シワ性とは、織物の実用価値を評価する基準であって
、これを欠如した織物は、着用時にシワが生じ易（、か
つ生じたシワは放置しても消えず、製品の品位を落し、
著しく商品価値を低下さる。

本発明者等は、アクリル系合成繊維の防シソ性を向上せ
しめるためには、少くとモ羊毛やポリエステル繊維構の
「３％伸長弾性率（防シワ性とすぐれた相関関係があり
、防シワ性を測る適当な目安とされている。

）」を有するアクリル系合成繊維とすることが必要であ
ることを究明し、この伸長弾性率の優れたアクリル系合
成繊維を如何にして製造することができるか、というこ
とについて種々研究を重ねてきた。

而してアクリル系合成繊維を構成する繊維構造に着目し
、系統的に研究を進めた結果、（１）架橋性単量体を所
定量含有する共重合体を用い（２）該共重合体からなる
紡糸原液を「空中紡糸法」により所定範囲の紡糸ドラフ
トで紡糸し、（３）得られた繊維を架橋剤で処理し、（
４）該繊維束を特定範囲の充填密度に保ち、かつ繊維束
の法線方向に押圧力が加わるように熱処理機中に押し込
み熱処理する、という特異な組合せによってのみ、繊維
の伸長弾性率が従来のアクリル系合成繊維に比べ飛躍的
に向上し、羊毛やポリエステル繊維構の値を有すること
を見い出し、本発明に到達した。

本発明を構成する第１の条件として、アクリル系共重合
体としては、架橋性単量体０．５〜１０モル％と少なく
とも８５モル％以上のアクリロニトリルからなる組成の
ものが用いられる。

第２の条件としては、上記組成を有する共重合体の紡糸
原液から繊維を形成させるにあたり「空中紡糸法」によ
って紡糸ドラフトを１．２〜３．０で紡糸することが必
要である。

第３の条件としては、上記組成を有し第２の条件によっ
て紡糸された繊維を架橋剤で処理し繊維構造中に架橋結
合を導入することが必要である。

第４の条件としては、上記第１ないし第３の条件によっ
て繊維化された繊維束を、充填密度が０．２５〜０．６
０ ？／ｃｒｔｉとなるようにかつ繊維束の法線方向に
押圧力が加わるように熱処理機中に押し込み熱処理をす
ることが必要である。

即ち本発明によれば、上記したような組成の共重合体を
使用し第２、第３及び第４の条件によって規制された範
囲内で繊維化処理することにより、はじめて羊毛やポリ
エステル繊維構の伸長弾性率を有するアクリル系合成繊
維を得ることが出来る。

本発明の第１の条件である架橋性単量体の共重合量は、
０．５〜１０モル％好ましくは１〜８モル％でありアク
リロニトリルの共重合量は、少なくとも、８５モル％以
上である。

本発明の架橋性単量体の共重合量が０．５モル％以下の
ときは、架橋密度が低く伸長弾性率の向上が不十分であ
り、一方１０モル％を越えると繊維の物理的性能が悪（
なり好しくない。

ここで、本発明の架橋性単量体としては、アクリルアミ
ド、メタクリルアミド、Ｎ−メチルアクリルアミド、Ｎ
−エチルアクリルアミド、マレイミド、アリルアルコー
ル、メタリルアルコール、β−ヒドロキシエチルメタク
リレート、２−クロロ−３−ヒドロキシエチルメタクリ
レート、２クロロ−３−ヒドロキシエチルメタクリレー
ト、β−アミンエチルメタクリレート、β＋−Ｎ−メチ
ルアミノ）エチルメタクリレート、アクリル酸、メタク
リル酸、イタコン酸等をあげることができる。

尚本発明にあっては、アクリロニトリルと共重合可能な
単量体、例えばアクリル酸メチル、メチクリル酸メチル
、塩化ビニル、塩化ビニリデン、酢酸ビニル、スチレン
、メタリルスルホン酸、ｐ−スチレンスルホン酸及びそ
れらの塩を併用することは可能である。

次に、本発明の第２の条件について説明する。

上記したような共重合体を用いて紡糸する場合、「空中
紡糸法」によりかつその紡糸ドラフトを１．２〜３．０
に設定することが必要である。

ここで紡糸ドラフトとは凝固浴から凝固糸を引きとる速
度を、紡糸原液を紡糸口金孔を通して吐出させる線速度
で除したものである。

「空中紡糸法」を採用した場合の紡糸ドラフトの伸長弾
性率の向上効果は、第１図に例示するとおりである。

即ち、第１図における曲線Ａはアクリロニトリル／アク
リルアミド／アクリル酸メチル−９５／３．５／１．５
（モル％）からなる共重合体を硝酸を用い紡糸原液とな
し「空中紡糸法」を採用し、各種紡糸ドラフトで紡糸し
、水洗し、沸騰水中で７倍延伸後、ホルマリンで架橋処
理し、乾燥後、充填密度０．３５ Ｓ’ ／ｃｎｉで繊
維束の法線方向に押圧力を加え、１１０℃スチームで熱
処理した繊維群について、紡糸ドラフトと３％伸長弾性
率の関係を示したものである。

「空中紡糸法」において紡糸ドラフトによりかかる顕著
な効果が認められる点については、該紡糸法にあっては
通常の湿式紡糸法に比べ、凝固糸条体において著しく構
造のチ密性が変化向上するという特性を有し、本発明の
第一、第三及び第四の条件と組合せたとき、顕著な相乗
作用をもたらす為である。

本発明の「空中紡糸法」における紡糸ドラフトは１．２
〜３．０の範囲に繊維することが必要であり、１．２未
満では凝固糸条の配向によるチ密化が不十分で、その後
の熱延侵、架橋処理等によっても、十分な効果が得られ
ない。

また３、０を越えると凝固浴内で糸条構造のルーズ化が
起り為に本発明の効果が不十分となる。

なお「空中紡糸法」を実施する態様としては、通常は紡
糸口金を凝固液面上に向けて取付け、紡糸原液を直下押
出し、空気その他の不活性雰囲気中を走行させる方法が
採用される。

しかし場合によっては、水平方向或いは下方から、又は
種々方向の組合せ方式での凝固液へ導入することもある
。

次に本発明の第３の条件について説明する。

上記したような共重合体を用い、上記した紡糸法により
規定された紡糸ドラフトで紡糸された糸条体は水洗延伸
等の工程を経て架橋剤℃処理され繊維構造中に架橋結合
を導入することが必要、である。

第１図における曲線Ｂは、曲線Ａの繊維群において、架
橋剤による処理を行なわず繊維中に架橋結合が導入され
ていない場合の紡糸ドラフトと３％伸長弾性率の関係を
示したものである。

架橋剤による処理により、かかる顕著な効果は架橋結合
の導入により繊維構造のチ密固定化が促進され本発明の
第一、第二及び第三の条件と組合さって顕著な相乗作用
をもたらす為であろう。

次に本発明の第４の条件について説明する。

上記第１、第２及び第３の条件によって得られた繊維は
、充填密度が０．２５〜０．６０ ｆ？／ｃｒＡとなる
ように、かつ繊維束の法線方向に押圧力が加わるように
熱処理機中に押し込み、熱処理することが必要である。

第２図はアクリロニトリル／メタクリルアミトンメタク
リル酸メチル／メタリルスルホン酸ソーダ＝９２／６．
０／１．８１０．２ （モル％）からなる共重合体を硝
酸溶剤を用いて「空中紡糸法」により紡糸ドラフト２．
３で紡糸水洗し沸騰水中で８倍に延伸し乾燥後テトラオ
キサンで架橋処理し乾燥した後熱処理機内に導き該繊維
束の充填密度を各種変更して繊維束の法線方向にかかる
押圧力を加え、１１０℃スチームで熱処理した繊維群（
曲線−〇）および上記共重合体を用いて同様に紡糸原液
となし、紡糸を凝固浴に浸漬させる通常の湿式紡糸法で
防糸し、以下Ｃの場合と同様に処理を行った繊維群（曲
線−Ｄ）について充填密度と３％伸長弾性率の関係を示
したものである。

第２図にみられる繊維束の充填密度の伸長弾性率に及ぼ
す顕著な効果は繊維の法線方向に押圧力を加えつつ熱処
理を行う場合、繊維構造のチ密固定化が著しく向上する
為と考えられる。

即ち熱処理するに際し繊維束の充填密度を０．２５〜０
．６０ｆｌ／ｃｄｌとすることにより繊維にかかる法線
圧を規定し繊維構造のチ密固定化をはかり繊維の伸長弾
性率を大巾に向上させるものである。

充填密度を０．２５ ？ ／ｃｔｒ１未満にすれば繊維
の法線方向にかかる押圧力が少な過ぎて繊維構造のチ密
化が不十分となり、反対に充填密度０．６０ｆ！／ｃｒ
ｄを越えれば法線圧が増大しすぎて繊維構造の固定化が
十分でなく、いずれも本発明の十分な効果が得られなく
なる。

本発明の熱処理は、処理繊維の構造のチ密固定化の適正
化をはかる意味から１００〜１４０℃好しくは、１０５
〜１３０℃のスチームで行なうのがよい。

乾熱例えば熱板による加熱は繊維の充填密度が高いため
、処理が均一に行なわれずまた効果も不十分である。

処理時間は温度によっても変るが少なくとも５秒間は必
要であり、それ以下では、本発明の目的が達成されない
。

処理時間の上限は約２０分間であり、それを越えると熱
着色がおこる。

第４図は、第４の条件を実施するための処理形能を示す
説明図であって、熱処理機８中の繊維束９の充填密度押
込ロール１０、引出しロール１１をコントロールするこ
とによって、繊維束の法線方向の拘束力即ち法線圧を規
定し、熱処理を行なうことができる。

これによって本発明の繊維構造のチ密固定化が適正に実
施される。

以下本発明の共重合体繊維を製造する為の具体的方法を
述べる。

本発明の架橋性単量体を含有するアクリル系共重合体は
塊状重合、溶液重合、懸濁重合、乳化重合または沈殿重
合を適用することによって容易に得られる。

かくしで得られた共重合体は、従来よりアクリロニトリ
ル系共重合体の溶剤として公知の硝酸、硫酸の如き無機
酸類あるいは塩化亜鉛、ロダンソーダの如き無機塩類あ
るいはジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、
ジメチルスルホキシド、エチレンカーボネートの如き有
機化合物またはこれらの１種または２種以上の混合物に
溶解して紡糸原液とする。

なお本発明の共重合体が溶解し得る溶剤中で重合せしめ
た溶液重合体の溶液は、そのまま紡糸原液として使用し
てもよい。

次いでこれら本発明のアクリレ系共重合体からなる紡糸
原液は「空中紡糸法」により凝固糸条とされる。

即ち第３図に例示するように、紡糸原液は紡糸原液導入
管１により紡糸口金２に導かれ紡孔３から吐出される。

吐出された紡糸原液４は互に接合することな（不活性雰
囲気の一定距離中を走行した後凝固浴液５に導かれ凝固
する。

この凝固した糸条体を変向バー６により方向を変え引張
りロール７により凝固浴より引出し次に水洗延伸工程に
供される。

上述した紡糸法において凝固液面から紡糸口金の紡口ま
での距離は一般に０．２〜５０ｃＩｒＬ程度が適当であ
る。

このようにして紡糸し、繊維化されたアクリル系合成繊
維を架橋剤により処理し、繊維中に架橋結合を導入させ
る。

これには種々の方法がある。一つの延伸後の乾燥糸条の
繊維に架橋剤を含む溶液中で比較的高温に加熱して行う
ものであり、一つは延伸後の水膨潤状態にある段階の繊
維に架橋剤を含む溶液を含浸させて行うものである。

いずれの方法によっても、十分に繊維中の架橋を生せし
めることが可能である。

本発明の架橋剤の好しい具体例としては、ホルムアルデ
ヒド、アセトアルデヒド、テトラオキサン、グリセリン
ジエポキサイド、ジメチロール尿素、トリメチロールメ
ラミン、ペンタエリスリトールビスアセタールなどがあ
げられるが、これに限定されるものではない。

本発明架橋剤は水または有機剤に溶解ないし分散させて
使用するか、場合によっては単独液状で使用する。

また必要ならば架橋促進剤として硫酸、リン酸、酢酸、
硫酸アンモン、塩化アンモン等を添加せしめてもよい。

本発明の架橋剤を使用する際の処理液の濃度は液処理繊
維中に含まれる架橋性単量体の量、本発明架橋剤の種類
、処理温度、処理時間等によって異なるが一般に０．１
モル／１以上特に０．３モル／１以上が好しい。

処理温度は２０℃以上特に３０〜１２０℃が適当である
。

処理時間は数秒〜数時間で十分である。

次に架橋処理工程を経た繊維束は乾燥及び必要ならキュ
ア一工程を施し油剤付与、機械捲縮を施した状態あるい
は機械捲縮をかげない状態で、充填密度が０．２５〜０
．６０ Ｙ ／ｃｆｌになるように熱処理機中に押し込
み１００〜１４０℃のスチーム中で５秒〜２０分間熱処
理され本発明の繊維が得られる。

以上のようにして得られた本発明のアクリル系合成繊維
は、従来のアクリル系合成繊維に比べ飛躍的に向上した
伸長弾性率を有し、しかも該繊維からなる織物製品の防
シワ性は羊毛やポリエステル繊維からなる織物製品に比
べ優るとも劣らないことが認められる。

以下実施例をあげて本発明を説明する。

実施例中の共重合体組成はモル％で示しポリマー濃度は
重量％で示す。

架橋剤の処理における架橋剤及び架橋促進剤の濃度はモ
ル％で示す。

繊維の３％伸長弾性率は引張試験機を用いて、その上下
のツカミ（空間距離２０ｍｍ）にはさみ、上部の近くで
紙片を切断し初荷重をかげたときの長さをはかる。

つぎに引張速度を２０％／−として初荷重をかけたとき
の長さに対して３％まで弓伸ばしくその時の伸び１ｍｍ
）１５秒間放置後荷重を除き２分放置後再び初荷重をか
げて残留伸び（１１關）をはかる。

伸長弾性率は次式で算出する。

実施例 １ 重合触媒としてヒドロキシルアミンスルホン酸ソーダと
酸性亜硫酸ソーダの組合せを用い硫酸でｐＨ２，５に調
節された水中で５５℃、８時間の重合を行い、表１の組
成の共重合体を得た。

該共重合体を０℃、６５％硝酸に溶解しポリマー濃度１
８％の紡糸原液とする。

この紡糸原液を凝固浴の液面上１．５ｃｒｒＬの所に位
置する紡糸口金をより紡糸ドラフト１．８で押し出し空
中を走行後直ちに０℃に保持された３０％硝酸水溶液中
に導入走行せしめて凝固させ水洗後沸騰水中で９倍に延
伸し後、ホルマリン２．０％、酢酸０．５％を含む水溶
液中に常温で含浸させ絞りローラーで水分率１５０％に
脱水後、１５０°Ｃの熱風乾燥機で乾燥し、充填密度０
．４０ ？ ／ｃｒ／ｌで繊維束の法線方向に押圧力を
加え、１１０℃スチームで５分間熱処理し表１の伸長弾
性率を有する繊維群を得た。

表１から明らかな如く本発明繊維の伸長弾性率は従来の
アクリル繊維に比べ飛躍的に向上しポリニス繊維とほぼ
同等な性能を示すことが解る。

実施例 ２ 実施例１と同様な重合方法によりアクリロニトリル（以
下ＡＮ）／アクリルアミド（以下ＡＡ ）／アクリル酸
メチル（以下ＭＡ ）＝９５／３．５／１．５からなる
共重合体を得た。

該共重合体をＯ℃７０％硝酸に溶解しポリマー濃度１６
％の紡糸原液としこの紡糸原液を凝固浴の液面上１ｃｆ
ｒＬの所に位置する紡糸口金より各種紡糸ドラフトで押
出し空中を走行後直ちに０℃、３５％の硝酸水溶液中に
導入せしめて凝固させ水洗後、沸騰水中で７倍に延伸し
乾燥後テトラオキサン３．０％酢酸１．０％を含む９０
℃の水溶液中で１時間処理し次いで１３０℃で乾燥及び
キュアーを行った。

かくして得られた繊維束な充填密度０，３５Ｓｉ’ ／
ｃｎｉで繊維束の法線方向に押圧力を加え１１０℃スチ
ーム中で２分間処理した繊維群（４）の伸長弾性率を測
定した結果を表２に示した。

また上記紡糸原液を用い上記と同様に紡糸繊維化した後
本発明の架橋剤による処理を行なわず繊維中に架橋結合
が導入されていない繊維について、上記と同様な条件で
熱処理を行った繊維ｗＢ）の伸長弾性率を測定した結果
を表２に示した。

表２の試料のうちからＡ−４（本発明）及びＢ４（対照
）を選び、ソ毛紡績法により４８番双糸となし日付け２
２０ ’ｆｆ／ｃｒＡの綾織物を作りスラックスに仕立
て着用を２ケ月間行った結果、Ｂ４（対照）からなるス
ラックスはシワの発生が顕著であったが、本発明繊維で
あるＡ−４からなるスラックスには、シワの発生が殆ん
ど認められず市販品ウールスラックスやポリエステル繊
維のスラックスと変らなかった。

実施例 ３ 実施例１と同様な重合方法によりＡＮ／メタクリルアミ
ド／メタクリル酸メチル／メタリルスルホン酸ソーダ＝
９２／６．０／１．８１０．２の共重合体を得た。

該共重合体を０℃、６５％硝酸に溶解しポリマ−濃度１
８％の紡糸原液となしこの紡糸原液を凝固浴の液面上２
ｃＩｆＬの所に位置する紡糸口金より紡糸ドラフト２．
３で押出し空中を走行後直ちに一５℃、３５％硝酸水溶
液中に導入走行せしめて凝固させ、水洗後沸騰水中で８
倍に延伸し乾燥後、テトラオキサン１．０％、酢酸１．
０％を含む１００℃の水溶液中で３０分間処理し次いで
１５０℃で乾燥した。

かくして得られた繊維束を熱処理機内に導き、充填密度
を各種変更して繊維束の法線方向にかかる押圧力をかえ
１１０℃スチームで熱処理した繊維構ム）の伸長弾性率
を測定した結果を表３に示す。

また上記共重合体を用いて同様に紡糸原液となし紡孔を
凝固浴に浸漬させる通常の湿式紡糸法で紡糸し以下Ｃの
場合と同様に処理を行った繊維群０の伸長弾性率の測定
値を表３に示す。

表３から明らかな如く本発明を構成する第一第二、第三
及び第四の条件を満足する場合のみ、伸長弾性率の飛躍
的向上が認められる。

【図面の簡単な説明】

第１図は「空中紡糸法」による紡糸ドラフトと３％伸長
弾性率の関係を示すグラフ、第２図は繊維束の充填密度
と３％伸長弾性率の関係を示すグラフである。 第３図は本発明の空中紡糸法の実施態様を例示する説明
図、第４図は本発明の方法で実施する熱処理形態を例示
する説明図である。 図中の符号は次の通り、１・・・・・・紡糸原液導入管
、２・・・・・・紡糸口金、３・・・・・・紡糸、４・
・・・・・紡糸原液、５・・・・・・凝固液、７・・・
・・・引張りロール、８・・・・・・熱処理機、９・・
・・・蛾維束、１０・・・・・・押込ロール、１１・・
・・・・引出しロール。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 共重合成分として、架橋性単量体を０．５〜１０モ
   ル％含有するアクリル系共重合体からなる紡糸原液を、
   紡糸口金を通して紡糸ドラフト１．２〜３．０で吐出さ
   せ、不活性雰囲気中を走行させた後凝固浴に導入し、凝
   固処理してアクリル系合成繊維束を得、これを架橋剤で
   処理し、次いで充填密度が０．２５〜０．６０ Ｓ’
   ／ｃｒｄになる。 ようにかつ該繊維束の法線方向に押圧力が加わるように
   熱処理機中に押し込み熱処理することを特徴とするアク
   リル系合成繊維の製造方法。