JPS61108709A - 多孔性再生セルロ−ス繊維の製造方法 - 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】 ビ）産業上の利用分野 本発明は多孔性再生セルロース繊維の製造方法に関する
。さらに詳しくは、セルロース銅アンモニア溶液を凝固
性液体中に紡出口より吐出させ、かつ、凝固前に繊維状
吐出物の外表面にミクロ相分離を生起させることを特徴
とする多孔性再生セルロース繊維の製造方法に関する。

（ロ）従来の技術 衣料用繊維の諸持性（風合、染色性、吸水性。

吸湿性、光沢など）は、繊維の微細構造、断面形状など
に影響される。従って、衣料用繊維の緒特性を改善する
目的で繊維の微細構造や断面形状が種々検討されている
。例えば、鮮明染色性向上のために、繊維表面に０．２
μｍから１１ｔｒ１１の凹凸を形成させたポリエステル
繊維や、吸水性向上のために、繊維内に孔を形成させた
アクリル繊維などがこれまでに開発されている。しかし
ながら、これら従来技術は、多孔質部の領域を任意に調
整することや多孔質部の空孔基を大幅に変化させること
は困難である。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 本発明は、再生セルロース繊維で構成され、繊維の表面
および内部に多孔質部を有する繊維を、セルロース銅ア
ンモニア溶液よりミクロ相分離法により製造する技術を
提供することを目的とする。

なお、本発明に言う「多孔性」とは、孔径２０　ｎｍ以
上の孔が単位面積ｃＩｎ２当９１０６個以上存在するこ
とを意味する。

に）問題点を解決するための手段 本発明に係る多孔性再生セルロース繊維の製造方法は、
セルロース銅アンモニア溶液を用字イ紡出口より押し出
し、凝固し、再生し、水洗し、乾燥し、巻取る一連の紡
糸工程において、該紡糸原液に対して凝固性を示す液体
（以下、凝固剤という。）中で凝固させる過程で、凝固
前に繊維状の紡糸原液の少なくとも外表面にミクロ相分
離と生起させることを特徴とする。

ここで「ミクロ相分離」とは、溶液中にセルロースの濃
厚相あるいは希薄相が直径０．０１μｍ〜数μｍの粒子
として分散し、安定化している状態を意味する。また、
ミクロ相分離の生起は、紡糸中の糸の失透現象によりて
直接肉眼観察するか、あるいは紡糸後の糸の電子顕微鏡
観察により直径１μｍ以下、０．０２μｍ以上の粒子の
存在で確認される。

本発明の第１の特徴は、セルロース銅アンモニア溶液を
紡糸原液として用いる点にある。養セルロース鋼アンモ
ニア溶液中のアンモニア濃度は６〜２４重量％、銅濃度
は０．５〜５重量％、ショ糖などその他の微量成分の濃
度は１重量−以下の任意の濃度に調整することができる
。セルロース濃度は３〜１２重量％、好ましくは４〜１
０重量％の範囲である。３重量％未満では、多孔性繊維
として紡糸することが困難であシ、また、セルロース濃
度が１２重量％を超えると均一に溶解することが難しく
、粘度が上昇するため押し出しが困難となる。

凝固剤としては、セルロース銅アンモニア溶液に対して
ミクロ相分離を生起させる組成をもつ溶液を用いる。凝
固剤は、２８重量％のアンモニア水溶液への溶解度が１
０重量％以上あシ、かつ、セルロースを膨潤させること
がなく水酸基を持たない有機溶媒を少なくとも一種含ん
でいる。

以下余日 上記要件を満たし、かつ、沸点が１００℃以下の有機溶
媒の少なくとも１種を、紡糸原液中にダル化点または３
０重量％以下の濃度まであらかじめ混入すると、ミクロ
相分離の生起に要する時間が短縮され、高速紡糸が容易
となシ、より短時間で繊維中心部まで多孔質とすること
が可能となる。

凝固剤の組成は、上記要件を満たす有機溶媒と水、アン
モニアから成ることが望ましい。アンモニアが含まれな
くとも多孔性とはなるが、水に対えると凝固性が低下し
、紡糸が困難となる傾向が出る。水に対する有機溶媒の
濃度は２０重量％以上、１６０重量−以下が良い。２０
重量−未満ではミクロ相分離を生起させることが出来な
りか、生起するのに長時間を有する。また、１６０重量
％を超えると、凝固が急速に起シ、ミクロ相分離を凝固
前に生起させることが困難となる。

上記要件を満たす有機溶媒の例としては、炭素数が４以
下のケトン類、すなわち、アセトン、メチルエチルケト
ンがある。この２種のケトンについては、いずれを単独
で使用してもあるいは２種を混合しても多孔質部は形成
式れる。特に、アセトンはより望ましい。

銅アンそニア溶液へ溶解させるセルロースの粘度平均分
子量は多孔質繊維の強度保持の点から１×１０５以上で
あることが望ましい。

なお、本発明において「銅アンモニア溶液」とは、銅と
アンモニアを主成分とする溶液で、シュバイツアー試薬
と呼ばれる濃紺色の水溶液であり、実質的にセルロース
を溶解することのできる溶媒系を意味する。銅板外の陽
イオンあるいはアンモニア以外の溶媒、その他微量の溶
質と一部混入したものも含む。また、セルロース濃度と
は、セルロースの銅アンモニア溶液中での重量濃度を意
味する。再生用の酸は、回収あるいは腐蝕等を考慮して
希硫酸（たとえば、２重量％濃度）を用いることが望ま
しい。

（ホ）発明の効果 本発明方法で得られる多孔性再生セルロース繊維は液体
保持性および空気保持性が良く、大表面積をもつなどの
特性をもつ。従って、このセルロース繊維の利用分野、
用途としては、（イ）クロマトグラフィー用担体、（ロ
）電気泳動用担体、（ハ）導火線、に）吸湿・吸着体、
（ホ）保温体・断熱体など上記特性を活用した様々な用
い方がある。特に、クロマトグラフィー用担体や電気泳
動用担体として用いる際に繊維軸方向に展開あるいは泳
動させると展開あるいは泳動方向以外への拡散がなく、
極微量の試料でも正確に分離し、検出できる。

実施例に先立ち、各種物性の測定方法を以下に示す。

く平均分子量〉 銅アンモニア溶液中（２０℃）で測定された極限粘度数
〔η］（ｄ／、！ｉ’）を下式（１）に代入することに
より、平均分子量（粘度平均分子ｆ４　）　Ｍｖを算出
する。

Ｍｖ　＝　Ｃη）　Ｘ　３．２　Ｘ　１０３（１）〈平
均空孔率Ｐｒ） 得られた多孔性再生セルロース繊維に含まれる水分をア
セトンで置換し、次いで、風乾して得られた繊維を真空
中で乾燥して水分率を０．５％以下にする。乾燥後の繊
維の外径Ｄ　（ｃｍ　）　、長さＬ（ロ）１重量ｗｉ）
とすると、Ｐｒは下式（２）で与えられる。

（へ）実施例 以下、実施例により本発明を具体的に説明する。

〈実施例１〜４〉 セルロースリンター（平均分子！２．３　ｘ　１０５）
を公知の方法で調整したアンモニア濃度６．８重量％、
銅濃度３．１重量％の銅アンモニア溶液中に１００重量
％ら３重量％で溶解し、濾過脱泡を行ない紡糸原液とし
た。該紡糸原液を直径０．４簡φの紡出口より１．２　
ｄ／分の割合で、アセトンの水との比率が８２．７ｆａ
量係、アンモニアの水との比率が１．０重８％の水／ア
セトン／アンモニア混合溶液中に直接吐出し、巻取った
。吐出直後の透明彎色状の繊維は次第に白色化し、ミク
ロ相分離を生起し、ひきつづいて凝固が起り繊維として
の形状が維持されていた。その後２重ｔチ硫酸水溶液で
再生し、次論で水洗した。得られた多孔性繊維の各物性
の測定結果を表１に示す。

以下余白 表１ セルロース 実施例　濃度（ｔｉｑ６）　　外径（μｍ）　空孔率（
チ）く比較例１〜４〉 実施例１〜４で用いた紡糸原液を紡出口より２重量％硫
酸中に直接吐出し、巻取りた。吐出後の繊維は直ちに再
生され、繊維表面はち密な平滑面となシ、多孔質繊維と
はならない。

〈実施例５〉 実施例３で用いたセル”ロース濃度６重量％の原液を用
い、直径０．４■φの紡出口より、（アセトン／水）／
（アンモニア／水）の比率を変えた水／アセトン／アン
モニア混合溶液中に直接吐出し、巻取った。アンモニア
の水に対する濃度が５重量％を越えると、凝固性が悪く
なり、繊維の形態を保持させて巻取ることが困難となる
。また、水に対するアセトンの濃度が１６０重量％を越
えると繊維表面に均質膜が形成され、多孔質となり難く
、２０重量−以下では凝固性が悪く、繊維の形態を保持
させて巻取ることができない。結果を表２に示す。

以下余白 表２ アンモニア／水　　　　　アセトン／水゛　　空孔率、
ｒ（重量ｑｂ）（重量％）（！＠ ６．３　　　　　　　　　８１．５　　　　　　　−４
．８　　　　　　　　　８０．１　　　　　　１５．０
１．０　　　　　　　　　８２．５　　　　　　３９．
０１．０　　　　　　　　　１３０　　　　　　２９．
６１．０　　　　　　　　　１５０　　　　　　１９．
０１．０　　　　　　　　　　１７０　　　　　　１２
．３１．０　　　　　　　　　　　４０　　　　　　１
２．５１．０　　　　　　　　　　　２５　　　　　　
　１１．０１．０　　　　　　　　　　　１５　　　　
　　　　−〈実施例６〉 実施例３で用いたセルロール濃度６重量％の原液を直径
０．４ｍｓ＋φの紡出口より１．　Ｏｍｅ　７分でメチ
ルエチルケトンの水とぐ比率が２５．０重量％、アンそ
ニアの水との比率が１．０重量％の水／メチルエチルケ
トン／アンモニア混合液中に直接吐出し、巻取りた。吐
出直後の透明青色状の繊維は、・次第に白色化し、ミク
ロ相分離を生起し、ひきつづいて凝固が起り繊維として
の形状が維持された。アセトンに比較して凝固するまで
に時間を要し、また、空孔基は１０％以下であった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、セルロース銅アンモニア溶液からなる紡糸原液を紡
   出口より押し出し、凝固・再生・水洗・乾燥・巻取りす
   る紡糸工程に於て、紡出口より吐出させた紡糸原液を該
   紡糸原液に対して凝固性を示す液体中で繊維状に凝固さ
   せる過程で、該紡糸原液の凝固前に繊維状の該紡糸原液
   の少なくとも外表面にミクロ相分離を生起させることを
   特徴とする多孔性再生セルロース繊維の製造方法。 ２、２８重量％のアンモニア水溶液への溶解度が１０重
   量％以上で、かつ、セルロースを膨潤させることがなく
   、水酸基をもたない有機溶媒を少なくとも１種含み、し
   かも該セルロース銅アンモニア溶液に対してミクロ相分
   離を生起させる組成を有する混合溶液からなる凝固性液
   体を用いる特許請求の範囲第１項記載の多孔性再生セル
   ロース繊維の製造方法。 ３、該紡糸原液中に、沸点が１００℃以下で、水に対す
   る溶解度が１０重量％以上で、かつ、水酸基を持たない
   有機溶媒の少なくとも１種を該紡糸原液のゲル化点また
   は３０重量％以下の濃度まで添加する特許請求の範囲第
   １項または第２項記載の多孔性再生セルロース繊維の製
   造方法。 ４、該紡糸原液中のセルロース濃度が３〜１２重量％で
   ある特許請求の範囲第１項〜第３項のいずれかに記載の
   多孔性再生セルロース繊維の製造方法。 ５、凝固性液体が、有機溶媒／アンモニア／水系からな
   り、水に対するアンモニア濃度が５重量％以下であり、
   水に対する有機溶媒の濃度が２０重量％以上１６０重量
   ％以下である特許請求の範囲第１項〜第４項のいずれか
   に記載の多孔性再生セルロース繊維の製造方法。 ６、有機溶媒としてアセトンを用いる特許請求の範囲第
   １項〜第５項のいずれかに記載の多孔性再生セルロース
   繊維の製造方法。 ７、銅アンモニア溶液へ溶解させるセルロースの平均分
   子量（粘度平均分子量）が１×１０＾５以上である特許
   請求の範囲第１項〜第６項のいずれかに記載の多孔性再
   生セルロース繊維の製造方法。