JPS60155710A - 糸条形成法 - Google Patents

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】 本発明は、環状エステルをその分子に付加させることに
よって変性し、溶融状態における安定性を向上させた変
性酢酸セルロースを、溶融紡糸することを特徴とする糸
条形成法に関する。

酢酸セルロースは、現在工業的に乾式紡糸法によって糸
条に成形され、衣料用やシガレットフィルター用などに
広く使用されている。この乾式紡糸法は多量の溶剤を希
釈して紡糸するために、紡糸や溶剤回収に多大のエネル
ギーを要し、プラントも大きなものとする必要があるた
め、製造原価も比較的高いものである。これに対し、溶
融紡糸法は、エネルギーコストが低く、さらに細デニー
ル紡糸や中空糸紡糸に好都合であるなどの利点を有して
いる。これ′らの利点があるにも拘らず、酢酸セルロー
スに溶融紡糸法が適用できなかった理由は、酢酸セルロ
ースは、その融点付近まで加熱すると熱分解が起ってし
まうためである。

酢酸セルロースを可塑化する効果を有し、その融点を降
下させる物質、即ち可塑剤を酢酸セルロースに混合し、
熱分解温度以下で紡糸することは可能であり、最近特に
中空糸の製造を目的とした研究がなされている。（例え
ば、特公昭５３−１１５６４、特開昭５６−１００１３
０４　）しかしながら、一般に可塑剤が紡糸後も糸条中
に存在すると、その機械的性質・熱的性質などが良くな
いため、用途によっては、そのｉｔでは実用に不適尚で
ある。従って、上記方法で紡糸した中空糸においては、
糸条を溶剤で処理して可塑剤を溶出除去するなどの方法
もとられているが、これでは溶剤や可塑剤の回収のだめ
のコストがかかってしまう。

本発明者等は、熱分解を伴わずに溶融紡糸ができるよう
酢酸セルロースを変性して内部可塑化し、且つ得られる
糸条が未変性の酢酸セルロースを乾式紡糸して得る糸条
と略同等の物性を有するものとすることを目的として、
鋭意研究した。その結果、酢酸セルロースに環状エステ
ルを付加したものが、溶融紡糸性、加工性、糸条の物性
などにおいてすぐれたものであることを見出し、本発明
に到達した。

即ち、本発明は遊離水酸基を有する酢酸セルロースに対
して、その無水グルコース単位あたり０５〜４．０モル
の環状エステルを付加させて得られる変性酢酸セルロー
スを１７０〜３５０℃で溶融し、空気中に紡出すること
を特徴とする糸条形成法に関するものである。

酢酸セルロースの環状エステルの付加は、その遊離水酸
基に対して行わしめるものであり、その方法は、環状エ
ステルの開環重合触媒の存在下、両者を適当な溶媒中で
加熱することによって得られる。その方法は本願と同じ
出願人によって出願された特願昭５７−１９７３３３号
明細書に記載されている。適当な触媒として、例えばテ
トラブチルチタネート、ジプチル錫ラウレートなどの有
機金属化合物、塩化錫などの金属ハロゲン化物、アルカ
リ金属、三級アミンなどを用いることができる。

また、環状エステルとしては、δ−バレロラクトン、ε
−カプロラクトン、エナントラクトン、ドデカノラクト
ンなどのラクトンおよびα−メチル−ε−カプロラクト
ン、β−メチル−ε−カプロラクトンなどのアルキル基
側鎖を有するラクトンなどが好適である。なかでも、ε
−カプロラクトンは比較的反応が進行しやすく、酢酸セ
ルロースの内部可塑化効果が犬であり、生成物の溶剤溶
解性、耐熱性などが良好であって、本発明の目的に特に
適している。

酢酸セルロースに対する上記環状エステルの付加量は、
酢酸セルロースの無水グルコース単位あたり０５〜４０
モルが適当である。付加モル数が０５以下では環状エス
テルの付加による内部可塑化効果が小さく、４．０以上
では生成物における酢酸セルロースの特性が失なわれる
。

環状エステルを付加することによる酢酸セルロースの内
部可塑化効果は、生成物の溶融温度を下げるとともに、
熱分解温度を上昇させるものである。この熱分解製置の
上昇は、他の変性方法にみられない顕著なものであって
、本発明の方法は、この変性酢酸セルロースの熱的性質
を利用した先乗形成方法である。

変性酢酸セルロースの熱的性質を明らかにするために次
の実験を行った。即ち、未変性の酢酸セルロース、未変
性の酢酸セルロースと可塑剤との混合物、変性セルロー
スのそれぞれを試験管中で加熱し、熱分解開始温度と曳
糸性発現温度を観測した。

試料的２ｇを試験管内に投入し、約４朋ダの棒状ガラス
温度計で攪拌しながら、毎分５〜１０℃で昇温した。温
度計を時々引き上げて状態を観察し、曳糸性を認める温
度付近になってからは毎分２℃程度の昇温とした。曳糸
性発現温度とは、溶融物の付着した温度計を約１０儂／
分程度の速さで１．ＯＣｍはど引き十げ、その間に切断
なく曳糸する現象が認められる温度である。

さらに、２°Ｃ／分程度の昇温を続け、こげ臭や著るし
い着色の発生する温度を熱分解開始温度とした。以上の
観測結果を２ｐ、１表に示す。

この加熱試験は、溶融紡糸温度条件の設定に利用するこ
とができる。即ち、曳糸性発現温度と熱分解開始温度の
中間の温度領域を紡糸温度に採用すれば良い。

第１表の結果から、酢酸セルロースは可塑剤の添加なし
では溶融紡糸が不可能であり、可塑剤を添加した場合で
も紡糸条件の設定は選択の巾がせまく、技術的に困難な
ものであることがわかる。

これに対し、環状エステルを付加することにより変性し
た酢酸セルロースは安定に紡糸できる温度第１表 領域が広く、紡糸が容易である。変性した酢酸セルロー
スの溶融紡糸温度は、その酢酸セルロースの変性の仕方
によっても異なるが、はぼ１７０〜３５０°Ｃの範囲に
設定することができる。

このような変性酢酸セルロースを溶融紡糸して得る糸条
は、未変性酢ヤセルロースの乾式紡糸によって得た糸条
あるいは可塑剤を加えて溶融紡糸した後、脱可塑剤処理
をして得た糸条とほぼ同等の強伸度を有し、実用上充分
な物性を有するものであった。

さらにこのような変性酢酸セルロースは、他の合成高分
子とともにジ−スコア、あるいはサイドバイサイド型枠
合糸を溶融紡糸法で製造することも可能であり、種々の
旨機能糸条を得る方法を与えるものである。

以下に実施例をあげて本発明を説明する。

比較例１゜ アセチル基ＤＳ２．４３．車合度約１８０の酢酸セルロ
ース１００重−計部に対し、可塑剤としてトリアセチン
３５重量部、安定剤とじてＥＰＯＭＩＣ−Ｒ−１４０（
三井石油化学）とＩｒｇａｎｏｘｌｏｌｏ　（チバガイ
ギー）の等景況合物１．３重量部を加え、１９０℃で溶
融し、口径０３５ｎの紡糸孔から常温雰囲気中へ紡出し
、’８５０ｍ１分の速さで巻取った。得られたフィラメ
ントの物性を第２表に示す。

比較例２ 可塑剤としてトリアセチンに代えＰＥＧ−４００を４０
重量部使用、巻取速度は４７０ｍ１分としたほかは、実
施例と同様にしてフィラメントを得た。

比較例３ 比較例２で得られたフィラメントを多量の水中に常温で
浸漬し、可塑剤を抽出した抽出浴を４回更新し、乾燥し
た。得られたフィラメントの物性を第２表に併せて示す
。

実施例１〜２ カプロラクトン変性酢酸セルロースを以下の方法で製造
した。

七域柿造　福　＃卦　房需冷＃興か右漬　ゆ　ネ鼻π乾
燥した反応器に、予め十分に乾燥した酢酸セルロース（
ダイセル化学製アセチル基置換度２．２）１００部、ε
−カプロラクトン６０部、キシレ／８０部を仕込み、１
４０℃で溶解させた。

乾燥した窒素雰囲気下、上記溶液に１％のテトラブチル
チタネート（（Ｃ４Ｈ９０）４　Ｔｉ）を含むキシレン
溶液６６ｍｙを加え、１４５℃で１９時間攪拌し、反応
させた。生成した淡黄色透明な重合体をアセトンに溶解
し、四塩化炭素を加えて再沈澱した四塩化炭素で充分洗
滌し、真空乾燥して、ラクトン変性酢酸セルロースを得
た。

生成物のプロトンＮＭＲ及びアセチル基定量から、この
ものはアセチル基Ｄ　Ｓ２．１　、ラクトン付加Ｍ　Ｓ
　１．、１のそれぞれの置換度を有するものであること
をみとめた。

この変性酢酸セルロースを２５０°Ｃで溶融し、口径０
．３　ｍｍの紡糸孔から常温雰囲気中へ紡出し、ａ　３
　ｍ、７分（実施例１）及び３６ｍ／分（実施例２）の
速度で巻取り、それぞれモノフィラメントを得た。

実施例３ カプロラクトン変性酢酸セルロースの製造は以下の通り
とした。即ち、実施例１に用いたと同じ装置を用い、酢
酸セルロース（ダイセル化学製アセチル基置換度２．４
　）’１．００部、ε−カプロラクトン９５部、キシレ
ン６０部を溶解し１％テトラブチルチタネートを含むキ
シレン溶液９５ｙｎｆｉを加え、１４５℃で２２時間反
応させた。その他の条件は実施例１に準じ、アセチル基
Ｄ　Ｓ２．２　、ラクトン付加Ｍ　Ｓ　２．０の置換度
を有する変性酢酸セルロースを得た。

この変性酢酸セルロースを実施例１と同じ条件で紡糸し
、モノフィラメントを得た。

比較例４〜５゜ 実施例１で製造し、浴融紡糸したと同じラクトン変性酢
酸セルロース乾式紡糸した。少量の水を含むアセトン中
２７％濃度になるよう溶解し、口径０．１１朋（比較例
４）及び００８間（比較例５）、１４ホールスの口金か
ら７０°Ｃの空り中に紡出し、３２０ｆｒｌ／分の速さ
で巻き取った。

上記比較例及び実施例で得た糸条の物性測定結果を第２
表にまとめて示す。

以上、ε−カプロラクトンを開環グラフト重合（付加）
させた変性酢酸セルロースは、安定に溶融紡糸すること
ができ、その糸条物性は未変性酢酸セルロースを乾式紡
糸して得たフィラメント、あるいは可塑剤を混合して溶
融紡糸し、脱可塑剤処理をして得たフィラメントの物性
にそれぞれ匹敵するものであり、実用上充分な強伸度を
有するものであることがみとめられた。

特許出願人 ダイセル化学工業株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）遊離水配糸を有する酢酸セルロースに対して、そ
   の無水グルコース単位あたり０５〜４０モルの環状エス
   テルを付加させて得られる変性酢酸セルロースを、１７
   ０〜３５０℃で溶融し、空気中に紡出することを特徴と
   する糸条形成法。
2. （２）環状エステルがε−カプロラクトンである特許請
   求の範囲第１項記載の糸条形成法。