JPS6018333B2 - 耐熱アクリロニトリル系繊維の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は物性の改良されたアクリロニトリル系鞘芯繊総
に関する。

その目的とするところは良好な湿熱形態安定性を有し、
紡績性、染色性に優れたアクリロニトリル系鞘芯繊維を
提供するにある。一般にァクリロニトリル系繊維は、羊
毛に類似した風合を有し、良好な耐摩耗性、高度な光安
定性、優れた染色性をもつ極めて羊毛製品に近似の二次
製品が得られているが、湿熱形態安定性が悪く、あるタ
イプの織物用途について特にウオシュウェア性が要求さ
れる場合大きな問題となっていた。

すなわち従来のアクリル系繊維で作られた織物及び衣服
は熱洗浄、染色操作等にさらされた時、熱変形を起こし
織目が歪んだり、シワができたりして商品価値をいちじ
るしく悪くしていた。湿熱形態安定性の改良の試みとし
ては、架橋性単量体を共重合したアクリロニトリル系共
重合体を架橋処理した繊維や、メタクリロニトリルとア
クリロニトリル共重合体とポリアクリロニトリル重合体
を用いた鞘抗Ｓ型複合繊維が知られている。しかしなが
らこれらの繊維は、衣料用またはインテリア用等の実用
繊維に最も重要視される染色性が低下するという大きな
欠点があった。この欠点を改善しようとしてこの重合体
に他の非電離性単量体を共重合させる試みもされたが、
その場合は虚熱形態安定性の劣るアクリル系繊維しか得
られず、採用し得べくもなかった。本発明者等は、上詰
問題を解決すべく鋭意研究を進めた結果本発明を完成し
、所期の目的とする湿熱形態安定性に優れ且つ紡績性並
びに染色性の良好なァクリロニトリル系鞘芯繊総を得る
に至った。

本発明の要旨とするところは、９７モル％ム久上のアク
リロニトリルを含有するアクリロニトリル系共重合体を
芯とし、８５モル％以上、９６モル％以下のアクリロニ
トリルを含有するアクリロニトリル系共重合体を鞘とし
、鞘芯級糸口金を用いて紙出した糸状体を５〜８倍の範
囲で熱延伸した後乾燥し、しかる後１〜１．４倍に延伸
することを特徴とするアクリロニトリル系鞘芯繊維の製
造法である。

以下本発明の構成、実施態様、及び効果について更に詳
細に説明する。

本発明において鞘部を構成するアクリロニトリル系重合
体は８５モル％以上９６モル％以下のアクリロニトリル
と他の共重合可能なビニル系単量体を通常の方法で共重
合したものであればいずれでもよいが、アクリロニトリ
ルの含有量が８５モル％未満では耐熱性が低下し、９６
モル％より多量では紡績性、染色性が悪くなる。

また芯部に供するアクリロニトリル系共重合体は、９７
モル％以上のアクリ。

ニトリルを含有する必要があり、好ましくは聡モル％以
上である。９７モル％未満の場合は熱セットによって緑
熱形態安定性が低下し本発明の目的が達成できない。

つぎにこれら共重合体の重合方法は、通常知られている
ビニル系単量体の重合方法であればいずれでもよく、た
とえばレドツクス触媒を用いた水相懸濁重合によっても
得ることができ、その重合方法及び重合条件によって何
ら限定されない。本発明で使用するアクリロニトリル以
外の英重合単量体の具体的例としては下記のものがあげ
られる。即ちアクリルアミド、メタクリルフミド、Ｎ−
メチルアクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ−エチル
メタクリルアミド、マレイミド、アリルアルコール、メ
タリルアルコール、８−ヒドロキシエチルメタクリレー
ト、２ークロロー３ーヒドロキシブロピルメタクリレー
ト、メタリルアミン、８ーアミノエチルメタクリレート
、８一（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、ィタコン酸、メチルアクリレ
ート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、
Ｑーメチルアクリロニトリル、Ｑ−シアノァクリロニト
リル、酢酸ビニル、塩酸ビニル、塩化ビニリデン、スチ
レンなどである。

ただしこれらに限定されるものではない。上述した如く
規定された共重合体組成を有する重合体２成分は、従釆
よりアクリロニトリル系共重合体の溶剤として知られて
いる酢酸、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等、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紙糸原液と
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級糸原液として使用し
てもよい。

次いで、これら鞘芯繊維を構成するアクリロニトリル系
重合体からなる２種の紡糸原液は、通常の縦芯紡糸口金
を通して鞘芯状にした状態で湿式紡糸または乾式薮糸さ
れ、凝固糸条体を形成した後水洗、一次延伸、乾燥、二
次延伸、熱セット工程に供される。

一次延伸は加熱蒸気、沸騰水中のいずれでもよく、延伸
倍率が５倍未満の場合は湿熱形態安定性が悪く、８倍を
越えると得られる繊維の曲げ強度が低下し、紡績工程で
の繊維切断が多くなり良くない。

一次延伸を終了した繊維は、つぎに乾燥処理を施すこと
が必要である。

一般に繊維構造は乾燥処理を施すことが必要である。一
般に繊維構造は乾燥処理により著しく繊密化され得るが
、乾燥時の緊張度によって繊維性能は著しい影響を受け
るものであり、鞘芯繊維の場合もこの点が重要な役割を
果すものである。乾燥時の緊張度が過大な時は、繊維性
能の低下をきたし引張伸度の低下が特に顕著にあらわれ
、高次加工における紡績性を著しく不良ならしめる。以
上の結果から乾燥時の弛緩率１０〜３０％にすることが
本発明重合体組成の場合最もも好ましい。上記乾燥処理
により組織を繊密化した繊維は、次に二次延伸処理に付
す。

これによって該繊維ははじめて良好な湿熱形態安定性を
発現するに至る。二次延伸における繊維の加熱は、加熱
蒸気、泡騰水、赤外線など種々の手段を用い得る。

二次延伸倍率は１．０〜１．８倍に設定する必要があり
、好ましくは１．１〜１．４倍である。二次延伸倍率が
１．の音未満の場合は、湿熱形態安定性が悪く、１．８
倍を越えると得られた繊維の曲げ強度が低下し、紡績工
程での繊維切断が多くなり良くない。次に該繊維は油剤
附与、機械捲縦などの処理を施した後、１００〜１３０
ｑＣの常法による熱処理に附す。

該繊維は必要ならば、適当な長さの短繊維に切断して紡
績工程にかけられる。

紡績工程での繊維切断は繊維の曲げ強度が小さい場合紡
績工程で大きな問題を引き起す。

すなわちこの切断された短繊維は、繊維策から容易に脱
落し、積層し、一時に系中に取り込まれたりして紡績糸
の切断を引き起してしまう、この様な紡績工程での繊維
切断のしやすさは、単繊維の曲げ強伸度積によっておお
よそ推定でき、これが２０以上であれば問題はない。紡
績工程での繊維切断の程度は、出来上った糸を所定の長
さほぐし、繊維を一本−本取り出し、その長さを測定す
ることで明確となる。

通常７０〜１２７肋のバイアスカットを行なうので、２
インチ以下の長さを有する繊維の含有量をもって示すこ
とができ、１０％以下であることが好ましい。本発明の
製造法で得られたアクリル繊維は、良好な湿熱形態安定
性を有するほかに、染色後の発色性も良好であり、かつ
繊維の曲げ強度も高いので、紡績性が著しく良好であり
、本発明所期の目的を充分達することができた。その効
果の具体的例を以下の実施例によって詳細に示す。なお
、実施例において湿熱形態安定性は、１００℃熱水中で
の繊維の変形率で表わす。

すなわちデニールが予め決められた２〜１４弧の長さの
繊維の両端をループを形づくるようにクランプに取付け
、そのループから鍵り（２３つｏの水中でデニール当り
０．０５Ｗこなるように計算された）を吊り下げガラス
管中にセットし、カセトメータ−で室温乾燥時の長さ（
Ｓ，）を測る。次いでガス管内に沸騰冷却させた純水を
試料が完全にかぶる位置まで入れクランプの上部でガラ
ス管を熔融封印し、カセトメーターで室温湿熱時の長さ
を測る。

次に該ガラス管の外部よりマグネットで試料繊維に荷重
がかからぬようにして１００℃に保持されたグリセリン
浴中につける。５分間放置後マグネットを取り除き荷重
をかけ２び分後の長さ（Ｓ２をカセトメーターで測定す
る。

変形率は次のように計算される。変形率（％）＝主寿三
×・皿 変形率１０％以上では、耐熱性は良くなく、できるだけ
小さい方が良いが４〜８％であれば本発明の目的を達成
でき、熱洗浄、染色操作等にさらしても織目が歪んだり
、シワが目立つことはない。

染色性の評価を染着率で行なう場合、本発明繊維のよう
な鞘芯型では芯部への染料の固定は少なくほとんど鞘部
に固定されてしまう。したがって染着率と見かけの色の
濃さは１：１に対応せず、実際の外観色濃度に合った評
価法が必要となり、発色性として以下の評価方法を使用
した。すなわち実施例１において得られた共重合体Ａを
硝酸溶剤を用いて得られた約３デニールの繊維に２．５
狐当り１２山の機械捲縦を与え、１１０００のスチーム
中で加熱処理する。

かくして得られた繊維はセブロングリーンＢ（Ｅ．１デ
ュポン社製染料の登録商標）の１５％ｏ．ｗ．ｆ．を吸
尽させた繊維の色濃度を１５０とし、０％ｏ．ｗ．ｆ．
の繊維を０としてこの間を１％ｏ．ｗ．ｆ．づつ梁料吸
尽量の違った繊維を製造し基準試料とする。以下実施例
で評価する発色性は、これら基準試料と色濃度比較を行
ないランク付けする。実施例中の％は特記しない限り重
量％を表わす。

実施例 １ 重合触媒として過硫酸アンモニウムと酸性亜硫酸ソーダ
の組合せを用い、硫酸でｐＨ２．５に調整された水の中
で５５℃、５時間重合を行ない下記の合体を得た。

Ａ アクリロニトリル（以下ＡＮ）／メチルアクリレー
ト（以下ＭＡ）／メタリルスルホン酸ソーダ（以下ＭＳ
）＝８９／１０．０ノ１．０（モル％）Ｂ ＡＮ／ＭＡ
：９８／２Ｃ ＡＮ／アクリルアミド（以下ＡＡ）／Ｍ
Ａ／ＭＳ＝９０／５／４５／０．５Ｄ ＡＮ／ＭＡ／Ｍ
Ｓ／＝９６．５／３．０／０．５Ｇ ＡＮ／ＭＡ＝９７
／３Ｆ ＡＮ＝１００ これら６種の英重合体を０℃の６５％硝酸水溶液に溶解
して級糸原液凶、【Ｂ’、‘ｑ、帆、（Ｇ）、■を調整
した。

次いでこれら原液を第１表のように組み合せ、各組合せ
からなる紙糸原液を孔径０．岬仰ぐ、孔数５０の鞘芯紡
糸口金を用いて−２℃、３３％硝酸水溶液中に鞘／芯＝
３／７の吐出比で吐出凝固させ、水洗後沸騰水中で７倍
に延伸し、１３ぴ０の熱風乾燥機で１５％の弛緩を与え
ながら乾燥した。

次に１０〆０のスチーム中で１．ぴ音に延伸し、しかる
後２．反ス当り１２山の機被捲縮を与え、１００ｏｏの
スチ‐ム中で加熱処理し、約３デニ‐ルの鞘応繊維を得
た。かくして得られた繊維はセプロングリーンＢ（Ｅ．
Ｉ．デュポン社製染料の登録商標）の２０％ｏ．ｗ．ｆ
．を用い、１０がｏで３０分ボイル染色し、染着率を測
定した。同時に湿熱形態安定性をみるため熱水中での変
形率を前記の方法で測定した。次いで該繊維に紡績オイ
ルを０．４％ｏ．ｗ．ｆ．付着し、７０−１２７側にバ
イアスカットを行ない、しかる後談繊維の紡績、紡績を
行なって１／４８の紡績糸とした。しかる後この紡績糸
を２机の長さでほぐし５．０８仇（２インチ）以下の長
さにを有する単繊維の機成割合を調べた。同時に紡績前
の繊維の曲げ強伸度積を測定し第１表にまとめた。

第 １ 表 本発明例１、２、３、４は曲げ強伸度積がそれぞれ３４
３７、３ふ３６タ′ｄ・％と高く、２インチ以下の単繊
総合有率も７、６、６、７．５％と低く、紡績工程での
フライも少ない。

変形率も６．１、６．６％と低く湿熱形態安定性に優れ
、発色性も良好である。比較例１、２は芯部の共重合体
含有量が多く曲げ強伸度積は大きく２インチ以下の単繊
総合有率は少ないが、変形率が大きく本発明目的を達成
できない。また比較例３は、鞘部の共重合体含有量が少
なく、変形率は６．０％と低いが染着率が低く発色性が
悪い。

実施例 ２ 実施例１で得た共重合体Ａ、Ｂを０℃の６５％硝酸水溶
液に溶解して紡糸原液風、佃を調整した。

次いでこれら原液を第２表に示すように組み合せ、各組
み合せからなる紡糸原液を孔雀０．０８肌？、孔数５０
の鞘芯紡糸口金を用いて−２００、紙％硝酸水溶液中で
第２表に示す割合で鞘芯原液を吐出し、凝固させ、水洗
後沸騰水中で同表に示す倍率で延伸し、１３０３０の熱
風乾燥機で１５％の弛緩を与えながら乾燥した。次に１
０〆０のスチーム中で第２表の倍率で延伸し、しかる後
２．５肌当り１２山の機核捲縦を与え、１１０ｑｏのス
チームで加熱処理し、約３デニールの鞘応繊維を得た。
かして得られた繊維は、実施例１と同様の方法で染色し
、染着率と発色性を評価するとともに、変形率、曲げ強
伸度積を測定し、紡績後の２インチ以下の単繊維含有率
を測定した。第 ２ 表本発明例３、４、５は曲げ強伸
度積は大きいが変形率小さく良好な発色性及び紡績性を
有する。

一方比較例４は曲げ強伸度が小さく２インチ以下の単繊
維含率が高い。変形率も悪い。また比較例５では一次延
伸での延伸切れが多く、２インチ以下の単繊維含率が高
くなってよくない。比較例６では芯部の構成比率が小さ
く、変形率も大きくてよくない。実施例 ３ 実施例１と同機にして重合を行ない、下記の共重合体を
得た。

Ｅ ＡＮ／８ーヒドロキシエチルアクリレート／塩化ビ
ニル／ＭＳ＝９０／６／３．５／０．５共重合体Ｅ、Ｂ
を８０午０のジメチルホルムアミド水溶液に溶解して紙
糸原液を作成しこれら級糸原液を第３表の如く組み合せ
て孔蓬０．０８肋◇、孔数５０の鞘芯紙糸口金を通して
５０％ジメチルホルムアミド水溶液中に押し出し凝固さ
せ水洗した洗浄沸騰水中で第３表に示す倍率で延伸し、
１３０ｑｏの熱風乾燥後、１２０℃のスチームで熱弛緩
処理し、約３デニールの鞘芯繊維を得た。

得られた繊維は実施例１と同様の方法で２インチ以下の
単繊総合有率、曲げ強伸度積、染着率、発色性の測定を
行なった。

本発明例６は発色性もよく、変形率も小さく、一方曲げ
鞄伸度積は大きく２インチ以下の単繊維含有率は少ない
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ９７モル％以上のアクリロニトリルを含有するアク
   リロニトリル系共重合体を芯とし、８５モル％以上、９
   ６％以下のアクリロニトリルを含有するアクリロニトリ
   ル系共重合体を鞘とし、鞘芯紡糸口金を用いて紡出した
   糸状体を５〜８倍の範囲で熱延伸した後乾燥し、しかる
   後１．０〜１．４倍に延伸することを特徴とする耐熱ア
   クリル繊維の製造法。