JPS59130315A - アクリロニトリル重合体を「鎔」融紡糸する連続液相工程 - Google Patents

アクリロニトリル重合体を「鎔」融紡糸する連続液相工程

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JPS59130315A
JPS59130315A JP59001429A JP142984A JPS59130315A JP S59130315 A JPS59130315 A JP S59130315A JP 59001429 A JP59001429 A JP 59001429A JP 142984 A JP142984 A JP 142984A JP S59130315 A JPS59130315 A JP S59130315A
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JP
Japan
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polymer
melt
evaporator
water
slurry
Prior art date
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Pending
Application number
JP59001429A
Other languages
English (en)
Inventor
チ・シ−・ヤング
フランチエスコ・デマリア
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wyeth Holdings LLC
Original Assignee
American Cyanamid Co
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Publication date
Application filed by American Cyanamid Co filed Critical American Cyanamid Co
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Pending legal-status Critical Current

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    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/02Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D01F6/18Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds from polymers of unsaturated nitriles, e.g. polyacrylonitrile, polyvinylidene cyanide

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)

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】 熔融紡糸により繊維を製造するのに有用なアクリロニト
リルの重合体の製造において、従来法では例えばマリソ
ン(Ha I l 1son)の米国特許第2,847
゜405号記載のように単量体を重合させることにより
重合体を製造する。重合体の塊が生じ、これを分離し、
洗浄し、乾燥して最終的な繊維の製造に必要な低水分含
量にする。
重合体の塊の乾燥は通常重合体洗浄区域から回咬された
重合体を一連の処理、例えば添加剤の添加、配合、ペレ
ット化笠に付した後に行われる。
この魂は通常ベレットの形でベルト乾燥機の上で乾燥さ
れた後、適当な貯蔵区域に運ばれるか、または直接熔融
紡糸g置に連ばれる。この塊の乾燥中に生じる水蒸気は
廃棄され、失われる。
紡糸の前に、重合体中の水分は通常約15重量%になる
ように必要な水分昂を配合することにより調節される。
得られた重合体と水との混合物は粉末のままに留まるの
で、紡糸を行う前に熔融物をつくらなければならない。
米国特許第3,991,153号においては、最高約3
5〜40平縫%の水を含む湿った重合体を、蒸発した水
の逃散を防ぐ多孔性のプラグを用いて押出し区域で圧縮
し熔融させることにより、最終的に繊維にされる重合体
熔融物の製造する方法が記載されている。米国特許第4
,283,385号においては上記の特許記載の押出5
し法の改良法が記載されており、この方法では垂直に配
置された圧縮区域が使…される。これらの両方の方法は
、一般的には有効であるが、依然として繊細なベレット
の取扱い、水分の厳密な調節、及び適切な押出し工程を
必要とする。
米国特許第号3,847,885号においては、過剰の
水の中で重合体の熔融物をつくる点で一ヒ記方法に関す
る問題点が解決されているが、この方法でも装ガ系を冷
却することが必要である。重合体の逆回化を行うと、必
要な水の臨界量がその中に捕捉されるという希望が生じ
る。
十記の方法はいずれも困難な点及び望ましくない#徴を
もっており、これがもし解決されれば、積年の問題点が
なくなり、エネルギー及び労力の両方でかなりの節約が
できるであろう。
本発明においては、重合体洗浄工程から回収される重合
体のスラリを直接高圧蒸発器に供給すると、従来法の押
出し法及び固体処理法における困難が解決できることが
見出だされた0本発明方法を用いれば、多くの固体取扱
い工程及び調製工程1、ψびにサイロ乃びコンベヤーの
ような装置が不必要になり、また押出し工程で生じる空
気の気泡も除去され、着色、交叉結合、及び環化の原因
になる重合体熔融[程における重合体の酸素との接触も
減少する。さらに、水の蒸発の際に生じる水蒸気は、こ
れを熔融紡糸操作の固化区域に循還させることにより減
少させることができる。
アクリロニトリル重合体繊維を製造する本発明の方法は
少なくとも1oz、好ましくは20〜30%の繊維形成
性アクリロニトリル固体と水および約0゜0〜約3,0
重冊%、好ましくは約0.1〜約0.3電縫%の陽イオ
ン性表面活性剤を含有するスラリを、約31)”150
pgig 、好ましくは約60〜約1100psiの圧
力、該スラリが徐々に屯−相の均一な熔融物になり汁つ
その水が連続的に蒸発して該熔融物中の水分が約25重
量%以下まで減少するような温度において、該重合体が
劣化しない時間の間連続的に茄発器に供給し;水分含量
の減少した該中−相の均−重合体熔融物を回収し;これ
を紡糸口金5− を通じて直接、生成した新鮮なフィラメントからの水分
の放出をコントロールしてその劣化を防ぐような条件下
に保たれた水蒸気油加圧固化区域に通すことを特徴にし
ている。温度及び滞留時間は各重合体に対して予め決定
しておかなければならない。何故ならば、重合体の分解
は温度及び滞留時間の関数だからである。温度が高いほ
ど、解重合が始まる前の許容し得る滞留時間は短くなる
しかし、一般に約2〜20分の反応時間、及び約160
〜210°Cの温度を用いることができる。
容易に判るように、に記の方法はすべて流体の工程であ
り、固体分が生成したり、それを取扱ったlする問題は
存在しない。重合体反応器から出て来る重合体は通常の
ように洗浄してすべての不、  純物が除去される。得
られた重合体と水とのスラリは、不揮発性の添加剤、例
えば陽イオン性表面活性剤を添加された後、所望の固体
分含量に調節され、直接蒸発器に送られる。
本発明方法においては、任意のm維生成性アク6− リロニトリ5し重合体を水と共に用い、処理して単一・
相の均一・な熔融物になし得るスラリをつくることがで
きる。このような重合体は当業界に公知であり、1−記
米国特許を検討することにより確かめることができる。
好適な重合体は少なくとも約50市惜%のアクリロニト
リルと少なくとも1重量%の桟重°合可能な単著体とを
含む重合体である。
学−相の均一な熔融物をつくるのに必要な水の適切な敬
は一般に約25重量%以下である。しかし、約12〜約
20重錯%が効果的であり、その正確な必要割合は特定
の重合体に依存し、適当な相図と蒸発器の操作条件から
容易に確かめることができる。
I−記記載の圧力範囲内で動作できる任意の蒸発器を本
発明方法に用いることができる。例えば[ディスク番パ
ック(disk pack) J型またはアトランティ
ック(Atlantic)■反応器のような多重スクリ
ュー・デウ′オラタイザー装置は効率良く使用できる。
しかし好適な装置は払拭フィルム蒸発器または配合機で
あり、スラリをローターの羽根によって拾いhげ、薄い
フィルムとして装置の加熱1、た壁のトに分布させる。
フィルムは連続的に混合され、ローターの羽根が通過す
る毎に新しい表面がつくられ、高速で熱汲び物質の移動
が促進される。この重合体−水混合物は熔融物になり、
これは蛯線−ヒの流動パターンをなして装器の排出端に
送られる。加熱された壁とローターの羽根との間のクリ
アランスを一定にすることにより、剪断力が一定になり
、過剰の氷が追出され、装置の頂部から除去される。
本発明方法においては任意の陽イオン性表面活性剤を1
−記の量で使用することができる。本発明に春用な表面
活性剤の一例としては、一般式但し式中R,,R2,及
びR3は夫々炭素数1〜4のアルキル基であり、R4は
CIO〜C1@のアルキル基であり、X−は任意の強酸
の陰イオンである、 を右する陽イオン性表面活性剤がある。その例としては
塩化トリメチルドデシルアンモニウム、塩化トリメチル
ココアアンモニウム等がある。
下記の実施例により本発明を例示する。これらの実施例
は単に例示のためのものであり、特許請求の範囲記載の
喉項以外本発明を限定するものではない、これらの実施
例において特記しない限りすべての割合は亜酸による。
実施例 l アクリロニトリル重合体原料は84,1部の7クリロニ
トリル、11,9部のメタクリル酸メチルを3.5部の
ポリビニルアルコールの存在下において重合させたグラ
フトi重合体である。この重合体の動力学的分子縫の平
均値は41.900である[vJ力学的分子壁の平均値
(Mk)はu = M k / Aの関係式から得られ
る。ここで、Uは50重量%のチオシアン酸ナトリウム
水溶液100■l中に1gの重合体を含9− む溶液の40℃における平均流下時間(秒)に粘度計の
因子を掛けた値であり、Aは既知分子量の重合体から求
められた溶液因子である]。
重合体を洗詐し遠心分離にかける。30%の重合体固体
性と0.25%の塩化トリメチルココアアンモニウムを
水中に含むスラリを適当な供給槽中でつくる。この槽を
攪拌しジャケットで加熱する。スラリか供給槽の底に沈
降するのを防ぐために再循還ラインを付加した。
重合体のスラリを80℃に予熱し、市販のルーツ(Lu
wa)社製フィルムドウルーダ−(Filmtrude
r)@に供給し、ここで過剰の水を蒸発させ、紡糸可能
  ′な熔融物をつくる。下記の表に操作条件を示す。
フィルムドウルーダ−■ 逢血炙五 ローグーの速度 (rpm)      350圧力 
     (psig)      74ジセケット温
度 (℃)      205/20210− 供並聾 速度     (ボンド/時)114 固体分      (%)30 温度      (’O’)      62漿融勿」
」J 速度     cボンド/時)38 固体分      (%)       87髪戊人声
5 速度     (ボンド/時)75 熔融した排出物を連続的に押出機に供給し、紡糸[1金
を通して飽和水蒸気で約23psigに保たれた氷ハ気
加圧固化区域に直接押出す。この中で二段階においてフ
ィラメントの伸張を行い、連続的に細かい品質のHIi
雄を得た。
実施例2 実施例1を繰返したが、フィルムドウルーダ−・罠の代
りに多重スクリュー・デヴオラタイザーを用いた。優れ
た結災が得られた。
実施例3 実施例1を繰返した。蒸発器から回収された水蒸気を固
化区域に循還させた。優れた結果が得られた。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、少なくとも約10%の繊維形成性アクリロニトリル
    固体と水および約0.1〜約3重量%の陽イオン性表面
    活性剤を含むスラリを、約30〜約15Qpsigの圧
    力、該スラリか徐々に単−相の均一な熔融物になり、且
    つその水が連続的にそれから蒸発して該熔融物中の水分
    が約25重量%以下まで減少するような温度において、
    該重合体が劣化しない時間の間連続的に蒸発器に供給し
    ;水分含槍の減少した該晰−相の均−重合体熔融物を回
    収し;これを紡糸口金を通じて直接、生成した新鮮なフ
    ィラメントからの水分の放出をコントロールしてその劣
    化を防ぐような条件下に保たれた水蒸気加圧固化区域に
    通し;そして得られた繊維を回収することを特徴とする
    アクリロニトリル重合体繊維のV端方法。 2、該蒸発器の圧力は約80〜100psi gの範囲
    にある特許請求の範囲第1項記載の方法。 3、該熔融物中の水分を該蒸発器の中で約12〜20重
    品・%にまで減少させる特許請求の範囲第1項記載の方
    法。 4、該スラリは約20〜30%の重合体固体を含んでい
    る特許請求の範囲第1項記載の方法。 5、該蒸発器は薄層フィルム蒸発器である特許請求の範
    囲第1項記載の方法。
JP59001429A 1983-01-13 1984-01-10 アクリロニトリル重合体を「鎔」融紡糸する連続液相工程 Pending JPS59130315A (ja)

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US457783 1999-12-09

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