JPS6035445B2 - アクリロニトリル系合成繊維の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は故質されたアクリ。

ニトリル系合成繊維の製造法に関する。更に詳しくは後
加工性の良好な抗ピル性のァクリロニトリル系合成繊維
を工業的に有利に製造するために、原糸製造段階におい
て紡糸、延伸および熱処理条件を特定化する方法を採用
することにある。衣料の着用時に発生するピルはその美
観ないしは風合を著しく損ねることはよく知られている
。

特にァクリロニトリル系合成繊維は従来よりその主なる
用途がスパンニット分野であるためピルの発生が顕著で
、抗ピル化が強く要請されておりすでに種々の技術的提
案もなされている。それらの手法を大別するとピル発生
の主因となる毛羽を生ぜしめない方法と毛羽が発生して
もそれがピルを形成する以前に脱落せしめる方法が考え
られているが、前者は一般に抗ピル性において恒久性に
乏しくかつ方法上編織物の構造もしくは組織の形態面の
制約に依存しており実用上広範な製品展開が期待できな
い等の欠点があり、恒久的な抗ピル性を与えるために、
後者すなわち毛羽が絡みピルを形成する前に毛羽が縞織
品より脱落せしめる繊維としておくことが有効である。
このための具体的な方法としては、繊維製造工程におい
て糸に低い延伸倍率を採用したりあるいは単機縦に局所
的な欠陥を付与することによって、単綴総の強度特性を
低下させる方法がある。

これによって実用的な望ましい抗ピル性が得られた例は
必ずしも少なくはないが、反面単繊総強度の低下に起因
して紡績通過性が劣り、とりわけフライの発生、糸斑の
増大および紡績糸強力の低下を招き製品の品質低下のみ
ならず高次加工性を損ない致命的な問題となっている。
この点より一般に繊維の強度は約１９ノｄ以上好ましく
は１．５９ノｄが必要である。本発明者等は、衣料用繊
維として、特にその柔軟で嵩高な風合から広く消費者に
好まれているアクリロニトリル系重合体の乾式紡糸繊維
が抗ピル性の欠如からその用途が大中に制約されている
ことに注目し、恒久性がありしかも後加工性の良好な抗
ピル性を有する繊維を得ることについて検討をすすめた
結果、通常の衣料用紙紙に劣らない単繊維強度を有する
抗ピル繊維の製造方法を見出し本発明に到達した。本発
明の要旨とするところは、８５重量％以上のアクリロニ
トリル（以下ＡＮと呼ぶ）を含有するＡＮ系重合体の級
糸原液を乾式級糸し、得られた未延伸糸を洗浄したのち
あるいは洗浄と同時に、熱水中下記実効延伸比０．３５
〜０．８の範囲で延伸したのち、乾燥及び緩和熱処理を
施して５〜４０％の収縮を与え、ついで温度１６０〜２
００００で１．１〜２．３倍延伸したのち談延伸温度以
上の温度で定長熱処理することを特徴とする抗ピル性Ａ
Ｎ系合成繊維の製造法にある。

本発明によつて得られるアクリロニトリル系重合体繊維
は充分な引張り強度と伸度を有し、紡績等の後加工時に
於てもフライの発生などはなく後加工性に極めて優れて
いる。

本発明によって得られる繊維はその結節強力（ＤＫＳと
称す）と結節伸度（ＤＫＥと称す）の積（ＤＫＳ×ＤＫ
Ｅ値）が極めて低い値を示す。通常の乾式紡糸法によっ
て作成した繊維のＤＫＳ×ＤＫＥ値は４０〜８０の値と
なるが、本発明の方法によって作成した繊維のＤＫＳ×
ＤＫＥ値は２０以下、更には１０以下のものとすること
ができ、極めて抗ピル性良好なものとなっている。乾式
紡糸繊維は一般にその繊密な構造により平滑な表面と良
好な透明性等を有し衣料用繊維として好ましい特性を有
する反面、抗ピル性が劣っており製品用途を制限する重
大な原因となっている。

本発明の繊維は従来公知の抗ピル繊維の製法とは異なり
、乾式紡糸された未延伸糸に、一旦特定倍率の熱水延伸
を施したのみ乾燥および綾天０熱処理を行なって繊維に
所定の収縮を与え、ついで特定の温度範囲で２次延伸し
更にその延伸温度以上の温度で定長熱処理することによ
ってＤＫＳ×ＤＫＥ値の極めて低い繊維を作り得、抗ピ
ル性良好な繊維とし得ているのである。単繊縦強度の低
下をきたすことなく、充分な引張強度を有し、後加工性
の良好な抗ピル性を有する繊維を得る方法としては、特
関昭５１−１０２１２び号公報明細書に示された技術が
ある。

当該技術は繊維形成用アクリロニトリル系重合体として
アクリロニトリル９４重量％以上、強酸性基含有単量体
０．５〜３．５重量％、及び他の単量体２．５〜５．５
重量％なる組成のものを用い、このアクリロニトリル系
重合体を湿式紙糸後４〜７倍熱延伸、乾燥後、さらに９
０〜１８０こ０で１．１〜２．４倍延伸し、該延伸温度
よりも高い温度で定長セットすることをその内容として
いる。この技術は湿式紡糸法を採用した際には可成り有
効な方法ではあるが、紙糸法として乾式紡糸法を採用す
ることによって得られた繊維は、糸加工時に於けるフラ
イの発生が多いこと、繊維の滋水収縮率が高いため染色
いこくいこと、また沸水処理後の抗ピル性が原糸に比べ
低下することなどの故良べき点があったのであるが本発
明は抗ピル性良好な繊維の製法として乾式瓶糸後、延伸
、緩和、２次延伸及び定長熱処理よりなる製糸工程をと
ることによって上記した如き不都合の生じない抗ピル性
繊維を得た点に大きな特徴がある。

以下、本発明を更に詳しく説明する。出発となるＡＮ系
重合体は少なくとも８５重量％のＡＮを含有することが
必要である。

ＡＮ含有率がこれより少ない場合衣料用繊維として必要
な繊維物性、とりわけ形態位定性が保たれない。該ＡＮ
系重合体としては１５重量％より少ない、好ましくは３
〜８重量％の他の共重合性単量体を含有する。該単量体
としては具体的にアクリル酸メチル、メタアクリル酸の
メチル等の（メタ）アクリル酸ェステル類、酢酸ビニル
、スチレン、アクリルアミド類および（メタ）アクリル
酸、（メタ）アリルスルホン酸やビニルベンゼンスルホ
ン酸とそれらの塩類、ジメチルアミノェチル（メタ）ア
クリレート、ビニルピリジン類が挙げられる。

これらは目的により１種又は２種以上使用して差支えな
いが、とくに上記単量体のうち、中性単量体の共重合量
が５．５〜８重量％なるものがとくにに本発明に於ては
好ましい。該重合体は通常の如何なる方法によっても製
造できる。重合体の重合度はその比粘度（重合体０．１
夕を０．１Ｎのロダンソーダを含有するジメチルホルム
アミド１００仇とに溶解し、２５００で測定）で表わし
て０．１０〜０．２０の範囲が好ましい。重合体紡糸原
液は、該重合体を通常のポリアクリロニトリルの溶剤、
例えば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等の有機溶剤あるいは硝酸の濃厚
水溶液等の無機系溶剤に重合体濃度２０〜４０重量％と
なるように溶解してつくられる。

乾式紡糸は公知の方法でよく、上記綾糸原液をオリフィ
スを通じて高温度の空気又は不活性ガス中に吐出し溶剤
を適度に蒸発させ未延伸糸を得る。

未延伸糸中の残存溶剤量は重合体重量に対してほぼ１０
〜４０％が好ましい。禾延伸糸は洗浄したのちあるいは
洗浄と同時に熱水中で実効延伸比０．３５〜０．８の範
囲で延伸する。

延伸温度は８０〜１００ｏＣ、好ましくは９５００以上
がよい。洗浄後の残存溶剤量は普通２％以下となる。上
言己延伸比が０．３５より小さいと得られる繊維に十分
な強力が付与できず、又０．８を越えると延伸中に糸切
れを起し安定な操業が不可能となる。本発明の目的を効
果的に達成するには上記範囲においてその延伸倍率が高
い程好ましい。熱水延伸された糸条はついで乾燥及び緩
和熱処理を施す。乾燥は通常表面温度約１１５〜１５０
ｏｏの熱ロール上を緊張下に通過せしめるのが代表的な
方法である。この場合は繊維の繊密化も同時に達成され
る。一方、乾燥と同時に緩和熱処理することも可能であ
り、熱水延伸後の糸条を無緊張下に湿潤状態のまま相対
湿度約１０〜４０％、温度１１０〜１６００○の範囲の
加熱空気中で処理することも好ましい方法である。

又別の緩和熱処理の方法として、上記一旦乾燥された糸
条を温度約１００〜１４００Ｃの加圧スチーム中で熱処
理する方法も又簡便で有効である。

上記した如き熱処理によって繊維に５〜４０％の収縮を
与えることが必要であり、好ましくは１０〜３０％とす
る。

この緩和収縮処理により衣料用繊維として必要な染色性
、形態安定性等の基本性能が付与される。収縮率が上記
範囲外にある場合は該物性と目的とする抗ピル性とのバ
ランスが損なわれる。即ちその収縮率が５％より小さい
場合充分な染色性が得られないし、４０％を越える収縮
率を与えると本発明のその後のプロセスを通しても最終
的にＤＫＳ×ＤＫＥ値が大きくなり抗ピル性の低下を招
来する。かくして得られた緩和系のＤＫＳ×ＤＫＥ値は
約４０〜８０の範囲にありその抗ピル性は満足すべきも
のではない。

緩和糸は引き続き温度１６０〜２００ｑｏの範囲で１．
１〜２．３倍の２次延伸が施される。

これによってＤＫＳ×ＤＫＥ値が大中な低下を示し抗ピ
ル性が向上する。延伸は１対の加熱された熱ロール間、
あるいは熱板上や加熱スチーム中でもよい。延伸温度が
１６０ｑ○より低いと２次延伸性が低く、毛羽発生の原
因となったり延伸斑を生じたりする。一方、２次延伸温
度が２００ｑｏを越えると繊維に着色傾向が大きくなり
かつ単繊総間の融着が生じ製品価値を低下する。２次延
伸倍率は１．１以上採用することにより目的とする効果
が得られるが、その倍率が２．３を越えると一般に糸切
れが頻発し安定な操業がなし得ない。

２次延伸された糸条は直ちにその延伸温度以上で数秒〜
数分間定長処理される。

この定長熱処理を行なわない場合や該延伸温度より低い
温度での処理は、得られる原糸ないいま紡績糸の淡水収
縮率が過大となり例えば染色時１０〜２５％も収縮する
結果、ＤＫＳ×ＤＫＥ値が再び増大し目的とする抗ピル
性能が消失する。定長熱処理の加熱方法としては、熱風
、熱ロール等公知のいずれの方法でも差支えないが、と
りわけ２次延伸と絹合せて１対の加熱ロールで延伸し後
段の加熱ロール上を所定時間定長下に通過させる方法が
有利である。かくして得られた繊維はそのままあるいは
適当に機級捲縮を付与し、トゥ又は切断されステープル
として次の紡積等の工程へ導かれる。本発明の繊維は単
独にあるいは他の合成繊維又は天然繊維と混合して広範
な用途に実用しうる。

以上本発明の基本条件を説明したが、それ以外に種々の
公知の付加的条件を採用することもあり得る。例えば紡
糸原液に酸化チタンや水酸化アルミニウムの如き無機化
化合物や水又はエチレングリコール等のＡＮ系重合体の
非溶剤を添加したり、複合織糸やブレンド綾糸の手法を
応用することも差支えない。以下本発明を実施例により
具体的に説明する。

実施例中の％は重量％を表わす。比較例 １ 組成がＡＮ／アクリル酸メチル／メタリルスルホン酸ソ
ーダ一＝９３．５／６／０．５（％）で、その比粘度が
０．１５のＡＮ系重合物体を、濃度３０％になるように
常法によりジメチルホルムアミドに溶解し、炉過、脱泡
を行って級糸原液とした。

吐出温度１３５ｏｏにおいて１８５ｑｏの熱風中に、孔
径０．１５側め、孔数５００の紙糸ノズルを通して紡糸
し、形成されたフィラメントに油剤水溶液を適用し２５
０机／分で捲きとった。得られた未延伸糸中の残存溶剤
量は２０．５％であった。この未延伸糸を送り速度３０
の／分で淡水中で洗浄したのち、沸水中４倍（実効延伸
比０．４３）延伸し、油剤を付着し磯級捲縮を付与した
のち、一定速度で走行するネットコンベヤー上に均一に
振り込み、霧点９０００、処理空気温度１４０℃の湿潤
空気中で乾燥及び緩和熱処理を行ない単繊維織度３デニ
ール｛ｄ）の繊維を得た。

このときの繊維の収縮率は２４．５％であった。得られ
た繊維の物性を第１表に示す。第 １ 表 ＊ 強伸度特性はＪＩＳＬＩ０７４に準じて測定。

糸長４仇肋、引張速度１００％／分、測定本数２０の平
均値 ＊＊ 得られた繊維を解綿して試料とする。

カチオン染料であるＤｅｏｒｌｅｎｅＢｌｕｅ ５０を
試料に対して５重量％含む梁液（ｐＨ４．０，裕比１：
５０）中１００００で批ｒ染色後の梁料吸尽率（％）で
表わす。

＊＊＊ 次の如き簡便法（原綿を試料とする）で行なっ
た。

繊維を約１０肌にカットしたのち鱗綿し、その１０夕を
別に準備したポリエステル靴下編地の袋に詰め込み、口
部を木綿糸で しばる。

これをＩＣＩピリングテスターに入れ１母音間処理し編
地を通して表面に露出した毛羽及びピルの発生状態を観
察す る。

抗ピルのグレード（級）は次の基準母により判定する。

なおこの判定基準を縞織物に対するＪＩＳＩＣＩピリン
グ試験法と対応させると多くの実験から参考欄に示した
ようになる。

判定グレード■蝿 観察状態 参考（ＪＩＳ去）Ａ
・・…・毛羽、毛玉の発生ほとんどない ４〜５ Ｂ・・・・・・毛羽、毛玉の発生や や多い ３ Ｃ・・・・・・毛羽、毛玉の発生著 しい １〜２ 同様の乾式紡糸方法で、原液の吐出量と熱水延伸倍率を
それぞれ変更し、第２表の単繊維織度幻の繊維を得た。

なお繊維の収縮率は緩和条件修正により約２５％に統一
した。第 ２ 表 実験Ｎｏ．１〜４において、本発明の実効延伸比の範囲
の延伸を適用すると十分な強伸度を与えるが、ＤＫＳ×
ＤＫＥ値が大きく抗ピル性も劣っている。

一方、実験Ｎｏ．２は従来のいわゆる低延伸倍率低強力
タイプでありＤＫＳ×ＤＫＥは小さく抗ピル性も好まし
い水準に近いが強伸度が極めて低く紡績時フライの発生
が多くかつその後の加工性も劣つており実用性が知し、
。

又実験船．４は毛羽や糸切れが多かった。実施例 １ 紡糸原液の吐出量を変更する以外は比較例１と同機に乾
式紡糸を行ない、ついで９８つ○の熱水中で洗浄した後
、潔水中で６倍（実効延伸比０．６２）延伸し、ついで
この湿潤糸条に油剤を付与し機械捲縮を与え、比較例１
と同様に緩和熱処理を行なった。

繊維の収縮率は２５．３％であった。ついでこの糸条を
１８５００の表面温度を有する１対の加熱ロール間で種
々の延伸倍率で２次延伸を施し、直ちに上記加熱ロール
の後段（１８５ｏ０）で定長下糸条を１９砂・滞在させ
ることにより各繊維サンプルを得た。各繊維の性能を第
３表に示す。第 ３ 表 第３表で明らかなように本発明の２次延伸を適用するこ
とにより（実験Ｎｏ．６，７）、ＤＫＳ×ＤＫＥ値が大
中に減少し抗ピル性が充分達成される。

又強伸度のバランスも高く紡績加工性に何ら問題が認め
られなかった。更に比較のために、上記方法において２
次延伸温度を変更する実験を行なった。延伸倍率はいず
れも１．３としかつ定長熱処理温度は延伸温度と同一で
ある。各々の結果を第４表に示した。第 ４ 表 一方、実験ＮＯ．１１の条件において（すなわち１９０
℃で２次延伸）、延伸温度より低い温度で定長処理を行
なった場合、繊維の瀦水収縮率がいずれも１０％を越え
、再びＤＫＳ×ＤＫＥ値が増大し同時に抗ピル性の低下
を伴なつた。

それらの結果を第５表に示す。第 ５ 表 沸水収縮後の抗ピル性の低下は、染色加工後なし、しは
製品使用中の抗ピル性の欠如を意味し実用的でない。

実施例 ２ 比較例１と同様の方法で乾式紡糸を行ない、単繊維織度
１０．９の禾延伸糸を得た。

洗浄と同時に５倍の延伸（実効延伸比０．５４）を適用
したのち油剤を付与し、ついで表面温度１３５『０の乾
燥ロールで乾燥・繊密化処理を行なった。機級捲縞を付
与しコンテ一に振り込んだ。１２がｏの加圧スチーム中
で１０分間緩和処理を行なって繊維に３０％の収縮を与
えた。

ついで送り速度５０の／分で連続的に１対の１９０℃の
加熱ロール間で１．５音延伸した。この際談加熱ロール
間の糸条は１００ご０のスチーム雰囲＊気を通過せしめ
た。延伸後の糸条は後段の加熱ロール（１９０℃）で１
の砂間定長処理された。次に再び機級捲縮を付与し目的
とする単機紙織度幻の原糸を得た（実験Ｎｏ．１６）。
比較のため上記緩和熟処理を施さない実験を行なった。

即ち縦糸原液吐出量のみ変更し同様に単繊維織度ＩＷの
未延伸糸をつくった。ついで洗浄と同時に５倍の延伸（
実効延伸比０．５７）を適用し、油剤付着後乾燥したの
ち、上誌と同様に２次延伸及び定長熱処理を行なって単
繊総織度幻の原糸を得た（実験Ｎｏ．１７）。両者の物
性を第６表に比較した。第 ６ 表 第６表から、本発明の繊維は低いＤＫＳ×ＯＫＥ値を有
し抗ピル性に優れており強仲度特性も通常のアクリロニ
トリル系合成繊維と遜色がなも・。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ８５重量％以上のアクリロニトリルを含有するアク
   リロニトリル系重合体の紡糸原液を乾式紡糸し、得られ
   た未延伸糸を洗浄したのちあるいは洗浄と同時に、熱水
   中下記実効延伸比０．３５〜０．８の範囲で延伸し、つ
   いで乾燥及び緩和熱処理を施して５〜４０％の収縮を与
   え、さらに温度１６０〜２００℃で１．１〜２．３倍延
   伸したのち、該延伸温度以上の温度で定長熱処理するこ
   とを特徴とするアクリロニトリル系合成繊維の製造法。 ▲数式、化学式、表等があります▼