JPS6094615A - アクリル系重合体組成物の溶融紡糸法 - 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、アクリル系重合体組成物の溶融紡糸法に関す
るものである。その目的とするところは、安価に透明且
つ高物性のアクリル系重合体繊維を紡糸する方法を提供
することにある。

アクリロニトリルを主成分とするアクリル系重合体は加
熱して溶融することが困難な重合体であり１その紡糸方
法は、溶媒に溶解して湿式或いは乾式法によるのが一般
的である。

従来からアクリル系重合体を水を可塑剤として溶融紡糸
しようとする試みは数多くなされており、（１）′Ｎ合
体−水溶融物を水蒸気加圧した固化域に押出す方法（％
開昭５０−４６９１７号公報、米国特許４，１　ｓ　３
，７７０　）、（２）水と親水性を有する重合体の混合
物を可塑剤とする方法（特公昭５３−１３０１０号公報
）、等が提案されている。しかしながら上記の方法は工
業的に応用する上で、また製造された繊維の物性上、次
の様な欠点を有している。

即ち、上記（１）の方法では、繊維を高圧域から低圧域
へ移送する間に繊維に損傷を与え、このために引続く処
理が妨害され生産性が低下するほか、設備にコストがか
がシ、厳密な条件操作を要する等の欠点もある。（２）
の方法では、確かに巨視的なディトをほとんど含まない
繊維が得られるが、全く含まない繊維を得るのは困難で
あり、なお且つ微視的なダイトを数多く含み、ために失
透しゃすい繊維となり染色鮮明度が劣り、機械物性的に
も不満足な繊維しか得られないという欠点を有している
。

本発明者らは、かかる種々の問題点を解決すべく鋭意研
究を重ねた結果、特定の配合組成物が溶融紡糸に適して
おり、更に該組成物を特定の孔断面積の紡糸オリフィス
よシ押出すことにょシ、巨視的なＩイドが全くないこと
は勿論、微視的なディトもほとんど含まず、故に各物性
的にも優れた繊維が安定して製造されることを見出し、
本発明に到達した。

即ち本発明は、アクリロニトリルを少なくとも４０重量
係含むアクリル系重合体１００重量部と水５〜４０重量
部、親水性を有する重合体０．１〜３０重量部とから成
るアクリル系重合体組成物を加熱溶融せしめた後、１つ
の孔の断面積が０．００１５−〜０．０８−の紡糸オリ
フィスよシ押出すことを特徴とする、アクリル系重合体
組成物の溶融紡糸法を提供せんとするものである。

以下、本発明を更に詳しく説明する。

本発明でいうアクリル系重合体とは、アクリロニトリル
単独又はアクリロニトリルを少なくとも４０重量係、よ
り好ましくは６０重量％以上結合金有し、残部が少なく
とも１種のエチレン系不飽和化合物からなるものである
。ここでエチレン系不飽和化合物とは、塩化ビニル、臭
化ビニル、弗化ビニル；塩化ビニリデン等のハロゲン化
ビニル及びハロゲン化ビニリデン類；アクリル酸、メタ
クリル酸、マレイン酸、イタコン酸等の不飽和カル２ン
酸及びこれらの塩類ニアクリル酸メチル、アクリル酸エ
チル、アクリル酸ブチル、アクリル酸オクチル、アクリ
ル酸メトキシエチル、アクリル酸フェニル、アクリル酸
シクロヘキシル等のアクリル酸エステル類、メタクリル
酸ゾチル、メタクリル酸オクチル、メタクリル酸メトキ
シエチル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸シクロ
ヘキシル等のメタクリル酸エステル類：メチルビニルケ
トン類；蟻酸ビニル、酢酸ビニル、ゾロピオン酸ビニル
、酪酸ビニル、安息香酸ビニル等のビニルエステル類；
メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル等のビニ
ルエーテル類ニアクリルアミド及びそのアルキル置換体
；ビニルスルホン酸、ｐ−スチレンスルホン酸等の不飽
和スルホン酸及びそれらの塩類；スチレン、α−メチル
スチレン、クロロスチレン等のスチレン及びそのアルキ
ル又はハロゲン置換体：アリルアルコール及びそのエス
テル又はエーテル類；ビニルピリジン、ビニルイミダゾ
ール、ジメチルアミノエチルメタクリレート等の塩基性
ビニル化合物類；アクロレイン、メタクロレイン、シア
ン化ビニリデン、グリシジルメタクリレート、メタクリ
レートリル等のビュル化合物等であシ、これ等の混合物
を含む。

本発明の目的を達成するためには、このアクリル系重合
体と水及び親水性重合体の配合比率が重要である。従来
技術のようにアクリル系重合体と水だけの組成物から繊
維を製造しようとする場合には、微視的ダイトは勿論の
こと、巨視的なダイトさえ、その発生を抑えることが極
めて困難であり、本発明でいう失透現象のない物性的に
も優れ　５− た繊維を安定して得ることはできない。

なおここに首う巨視的なダイトとは繊維の単糸径を上回
るような肉眼でも判別される大きな発泡ディトのことを
示し、微視的なダイトとは凡そ単糸径の１／ｌＯから１
／１００の電子顕微鏡でないと判別されないような繊維
の内部及び表面に存在する小さなダイトのことを言う。

本発明の紡糸法においては、アクリル系重合体に水と親
水性重合体を配合してなることが重要な特徴であり、ま
た水の量はアクリル系重合体１００重量部に対して５〜
４０重量部である。水が４０重量部以上になると、発泡
が著しくなり巨視的ディトが多数発生するほか、水が分
離して押出機の原料供給ホラＡ−の方に逆流し、原料ポ
リマー組成物の喰込みが不良になる等のトラブルが多発
する。水の量が５重量部以下の場合は、溶融粘度が増大
し紡糸が困難になる。また粘度を下げるために紡糸温度
を高くすることは、分解着色が著しく好ましくない。

親水性重合体の配合効果は、紡糸時の溶融粘度　６− を調節することと共に、水を部分的に包含しその瞬間的
な蒸発を抑制するところにあると思われる。

本発明の親水性重合体とは水溶性重合体或いは水膨潤性
重合体を指し、例えば、ポリエチレングリコール、ポリ
ビニルアルコール、低分子量のポリゾロピレングリコー
ル、ポリエチレングリコールとポリゾロピレングリコー
ルの共重合体、ポリアクリルアミド、カルブキシメチル
セルロースナトリウム塩、ヒドロキシエチルセルロース
及ヒこれらの混合物等が使用できるが、発泡の抑制効果
、紡糸性等の点から就中ポリエチレングリコールが好ま
しい。

該親水性重合体の配合量は′アクリル系重合体１００重
量部に対して０．１〜３０重量部である。

配合量が３０重量部以上では、これ以上量を増やしても
その効果は小さく、却って繊維中に残留する親水性重合
体の量が増え、表面に滲み出てきたり、繊維の表面形態
を損ねる等の欠点が目立ってくる。一方０．１重量部以
下では、配合しないのと同様になり、前記の効果が現わ
れない。

　７一 本発明の更に重要な特徴は、以上の如くして得られたア
クリル系重合体と水及び親水性重合体よシ成る組成物を
加熱溶融せしめた後、１つの孔の断西積が０．００１５
−〜０．０８１４ｉｔの紡糸オリフィスより押出すこと
にある。これにより初めて、本発明の最終的な目的であ
る、巨視的なボイドは勿論のこと微視的ボイドさえもほ
とんど含まず、故に諸物性的にも優れた繊維を安定的に
得ることができるのである。

紡糸オリフィスの１つの孔の断面積が０．０８−よシ大
きくなると、微視的ボイドが増えてくるだけでなく、特
に巨視的ディトが発生し始める。また、１つの孔の断面
積は、微視的−イドを、より少なくする為に、小さい程
好ましいが、０．００１５−以下になると、紡糸孔の詰
−ｇ等が発生するので、採用し得ないものとなる。

加熱溶融して押出す方法としては、種々の手段を用いる
ことが出来る。即ち、（イ）特定比率のアクリル系重合
体、水、親水性重合体をＩ−ルミル等の適当な混合機に
て均一混合せしめるか、予め親　８− 水性重合体を水に溶解させた液とアクリル系重合体を同
様に均一混合せしめて得た粉粒状の組成物を調整し、こ
の組成物をオートクレーブの如き密閉可能な容器であっ
て、弁を介して紡糸オリフィスに接続する排出口を有す
る容器中で密閉下又は加圧雰囲気下で加熱溶融し、溶融
抜弁を開けてオリフィスより押出す方法、（ロ）前記（
イ）の粉粒体組成物をプランジャー型押出機のシリンダ
ー中で密閉下に加熱溶融し、しかる後、シランジャーを
降下させて押出す方法、ｅ→前記（イ）の粉粒状組成物
を成形用スクリュー押出機のホッパーに供給し、加熱帯
域中を移送しながら加熱溶融し紡糸オリアイスより押出
す方法、に）スクリュー押出機を用いる場合、アクリル
系重合体をホッパーから供給し、親水性重合体を溶解し
た水溶液を押出機の途中適当な個所に注入孔を設けて注
入し５、シかる後加熱帯域中を移送しながら加熱溶融し
押出す方法等が採用出来る。上記いずれの方法でも本発
明の゛目的は達せられるが、通常の一軸又は二軸のスク
リュー押出機を用いるのが便利である。

　９− 加熱温度は１２０℃以上２２０℃以下、好ましくは１５
０℃以上２００℃以下である。１２０℃以下では溶融し
離〈紡糸が困難となり、２２０℃以上では重合体の分解
着色が著しく実用的でない。

同、紡糸オリフィスから押出す際は必要に応じてギャー
ボンゾ等の計量器を用いることが出来る。

紡糸オリフィスとしては単一孔のもの、複数孔のもの、
円形断面のもの、非円形（いわゆる異形）断面のもの等
りずれでも用いることができる。又押出し雰囲気は常温
の空気、乾熱雰囲気、飽和水蒸気雰囲気の何れを選択し
ても構わない。

このようにして押出された糸条物は必要に応じて延伸操
作が施される。この場合の延伸倍率は、得られる繊維の
物性及び太さ等により適宜選択される。又引続き連続的
に又は一旦捲取った後９０℃以上の高温雰囲気下で通常
の延伸、熱処理を施すことも必要に応じて行なうことが
できる。

かくして得られたアクリル系繊維は巨視的ディトが全く
ないばかりでなく、微視的ぽイドに基づく繊維中の微細
な欠点部分もほとんど含まないた−　ｌ〇　− めに１引張強伸度のような一般的物性に優れているだけ
でなく、染色時に失透に基因する光沢不足の現象がなく
、極めて鮮明色に染色されるという長所を有しておシ、
従来技術の溶融紡糸方法によるアクリル系繊維の水準を
大幅に上回るものと言えよう。

以下、実施例によシ本発明をさらに具体的に説明するが
、本発明は、これら実施例の記載によってなんらその範
囲を限定するものではない。

なお実施例に記載している巨視的ディト数、微視的Ｉイ
ド数、染色鮮明度とは下記の方法にて測定、または判定
したものである。

夏、巨視的ｌイド数 得られた単糸１０ｍ当たシの巨視的ぜイドの数を肉眼で
数える。

■、微視的ゼダイ数 得られた単糸の断面を走査型電子顕微鏡で倍率２０００
倍で観察し、単糸径の１７１００以上の大きさの微視的
ぜイドの数を数える。

■、染色鮮明度 染料としてＭＥＲＥＤ３（住友化学社製）を用い、１０
０℃で１時間染色し、乾燥後の糸について次の５段階法
にて肉眼判定を行なう。

５級　非常に鮮明 ４級　やや鮮明 ３級　普通 ２級　やや不鮮明 １級　非常に不鮮明 実施例１ アクリロニトリル９２重量係、アクリル酸メチル７．５
重量係、メタリルスルホン酸ナトリウム０．５重量係よ
りなるアクリル系重合体１００重量部に対して、水１３
重量部、平均分子量７５００のポリエチレングリコール
７重量部を配合し、昶−ルミルを用いて均一混合し九粉
粒体組成物を作製した。３つの加熱帯域を有する単軸の
スクリュー押出機にてホツノ９−よシ該組成物を供給し
、押出し紡糸を行なった。ホツノぞ一側から数えて１番
目の加熱帯域を１２０℃、２番目のそれを１７０℃、３
番目のそれを１８０℃、紡糸オリフィス部を２００℃に
設定した。紡糸オリフィスは直径０．３關（断面積＝　
０．０７　ｌ−）の細孔を２００個有るものを用いて、
吐出量１５．０９７分で押出した。

この押出物をドラフト倍惠３で巻取り糸条物を得た。こ
の糸条物を沸騰水中にて３倍に延伸して所定の繊維を得
た。このようにして得られたアクリル系繊維は透明であ
り、その性能を第１表に示す３比較例１ 実施例１と同じ配合による粉粒体組成物を作製し、実施
例１と同様の装置にて該組成物を直径０、５　ｔｍ　（
断面積ｏ、ｔ９ｓｘｊ）の孔を４個有する紡糸オリスイ
スから吐出量１３．８Ｉｉ／分で押出し、ドラフト倍率
５で巻取シ、実施例１と同じ延伸条件で延伸して繊維を
得た。このようにして得られたアクリル系繊維は失透し
ておシ、その性能は第１表に示す如くであった。

実施例２ 実施例１と同様の組成を有するアクリル系重合体１００
重量部に対して、水１５重量部、平均分子量ａ、ｏｏｏ
のポリエチレングリコール１０重量　１３一 部を配合した組成物を実施例１と同様の方法で作製し、
実施例１と同様の押出機条件にて、直径０、１　ｍｙｐ
ｒ　（断面積＝　Ｏ，ｏｏ７９ｓ＋ｄ）　ｔ　ｏ　ｏ個
有する紡糸オリフィスよ如、吐出量１３．５．ｌｉ’／
分で押出した。

この押出物をドラフト倍率３倍で巻覗った後、沸騰水中
にて３倍に延伸して所定の繊維を得た。このようＫして
得られたアクリル系繊維は透明であシ、その性能は第１
表に示す如くであった。

比較例２ 実施例２と同じ配合による組成物を作製し、同じ押出機
及び条件にて、直径０．４朋（断面積０．１２５−）の
孔を６個有する紡糸オリフィスから吐出量１２．０，９
７分で押出し、ドラフト倍率４で捲取り、実施例２と、
同じ延伸条件で延伸して繊維を得た。

この様にして得られたアクリル系繊維は失透しており、
その性能は第１表に示す如くであった。

実施例３ 実施例１と同様の組成を有するアクリル系重合体１００
重量部に対して、水１３重量部、平均分子！　２，２，
０００のポリビニルアルコール１３重量部　１４− を配合し、Ｉ−ルミルを用いて均一混合した粉粒体組成
物を作製した。この組成物をホツＡ−側から数えて１番
目の加熱帯域を１２０℃、２番目のそれを１６０℃、３
番目のそれを１７０℃、紡糸オリフィス部を１８０℃に
それぞれ設定した単軸スクリュー押出機にて紡糸した。

紡糸オリフィスは直径０．０８　ｉｎの細孔を３０個有
するものを用いて、吐出量４．２９７分で押出しを行な
゛つた。この押出物をドラフト倍率４で巻取った後、沸
騰水中にて２．５倍に延伸して透明なアクリル系繊維を
得た。その性能を第１表に示す。

比較例３ 実施例３と同じ配合による組成物を同じ押出機及び条件
にて、直径０．０４　ｍｙｎ　（断面積０．００１３１
ｉ１）の細孔を１００個有する紡糸オリフィスよシ、吐
出量６．ｓ　ｇ　／分で押出しを行なった。押出し直後
よ９１００個の細孔のうち５個に詰ま如が発生し、５分
後には１２個に増え、更［１５分後には約手数の細孔か
ら糸状物が紡出されなくな如、吐出圧もａｏｏｘｙ７’
−に達し、実質的に紡糸できなくなった。

実施例４ アクリロニトリル９２重量部、アクリル酸メチル８重量
係よシなるアクリル糸重合体１００重量部に対して、水
８重量部、平均分子量１，５００のポリエチレングリコ
ール１５重量部を配合した組成物を高化式フローテスタ
ー（島津製作所ｇ　ＣＦＴ−５ＯＯ）にて紡糸した。１
８０℃に保持されたシリン／に試料を充填した後、直径
０．２　ｍｍ　（断面積０．０３１１１１）のオリフィ
スに栓をして２分間保ち、その後手早くオリフィスの栓
を外して吐出量０．４９ＡＩｍで押出し紡糸を開始した
。この糸条物をドラフト倍率３で巻取った後、１５０℃
の乾熱尽日気中にて３倍に延伸して所定の繊維を得た。

このアクリル系繊維は透明であり、第１表の如き性能を
示した。

実施例５ 実施例４のアクリル系重合体を押出機のホッパーより供
給し、該アクリル系重合体ｉｏｏ重量部に対して２重量
部のヒドロキシエチルセルロースを２０重量部の水に溶
かした水溶液を、ホッパーから数えて１番目の加熱帯域
に設けた注入口より５０ＫＰ／ｃ＋４の圧力で注入して
繊維を得た。注入口以外の押出装置及び条件は実施例３
と同様である。

紡糸オリフィスは直径０．０５ｍｍ（断面積＝０．００
１９−）の細孔を１００個有するものを用いて、吐出量
２．３１１ｉ−で押出した。この糸条物を実施例４と同
じドラフト倍率、延伸方法及び倍率にて処理して、所定
のアクリル繊維を得た。この繊維は透明であり第１表の
如き性能を示した。

以下余白 　１７− １８−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　アクリロニトリルを少なくとも４０重量憾含むア
   クリル系重合体１００重量部と水５〜４０重量部、親水
   性を有する重合体０．１〜３０重量部とから成るアクリ
   ル系重合体組成物を加熱溶融せしめた後、１つの孔の断
   面積が０．００１５−〜ｏ、ｏｓｍｄの紡糸オリスイス
   よシ押出すことを特徴とするアクリル系重合体組成物の
   溶融紡糸法 ２、親水性を有する重合体がポリエチレングリコールで
   ある特許請求の範囲第１項記載の溶融紡糸法