JPS61119710A - 高強度、高弾性率アクリル系繊維の製造法 - Google Patents

高強度、高弾性率アクリル系繊維の製造法

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JPS61119710A
JPS61119710A JP24044184A JP24044184A JPS61119710A JP S61119710 A JPS61119710 A JP S61119710A JP 24044184 A JP24044184 A JP 24044184A JP 24044184 A JP24044184 A JP 24044184A JP S61119710 A JPS61119710 A JP S61119710A
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fiber
spinning
stretching
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JP24044184A
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Hiroyoshi Tanaka
宏佳 田中
Yoshiyuki Tanaka
良幸 田中
Hiroshi Tamaoki
廣志 玉置
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Toray Industries Inc
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Toray Industries Inc
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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】 「産業上の利用分野」 本発明は、高強度、高弾性率アクリル系繊維の製造法、
特に高重合度アクリロニトリル(以下、八Nと略す)系
重合体からなる高配向度のアクリル系11雑の製造法に
関する。
「従来の技術」 従来、アクリル系繊維は、その優れた染色性、耐候性お
よび高収縮性などによって衣料用をはじめカーペラ1〜
、カーテンなどの建装用U&維素祠として大量に生産、
販売されている。
しかしながら、この様な優れた繊維物性を右づるアクリ
ル系繊維もポリエステルやポリアミド系繊維に比べると
、機械的強度が低いために、その用途が限られ、たとえ
ばタイヤコード、魚網、工桑用繊維素材などの分野には
使用されてぎていないのが現状である。
これまでに提案されてぎた上記アクリル系繊組の欠点で
ある機械的性質を改良する方法としては、たとえばAN
を主成分とし、ビニル系モノマを共重合成分として使用
し、これらを無機塩温厚水溶液中に溶解し、触媒の存在
下に紫外線を照射して重合せしめ、得られた重合体溶液
を紡糸ドラフトが3〜4の条件下に紡糸することによっ
て、方向性組織を有する表皮部分を有する繊維を製造す
る方法(特開昭51−75119@公報)、相対粘度が
2.5〜6.0のΔN系重合体を乾式または湿式紡糸し
、湿式延伸した後、緊張下に加熱ロール上で乾燥し、次
いで140〜200℃の乾熱下に少なくとも1:1.5
の接触延伸を行って有効延伸倍率が1:9以上の繊維を
形成させ、その後170〜280℃の乾熱処理を行うこ
とによって、弾性率1300ON/lex  (約14
.8g/d)、強a50cN/lex  (約5.7p
/d)、最大15%引裂き伸び率を有する繊維とする方
法(特開小57 51810丹公報)などが知られてい
る。
しかしながら、前者の特開昭51−75119号公報に
開示されている方法は、無機塩水溶液中でモノマを紫外
線照射して重合するという特殊な重合法を採用1−るた
めに、耐腐蝕性の強い重合設備を必要とし、かつ重合中
に発生する由含熱を除去するための特殊な手段を必要と
するなど、明らかに設備面および製造条件の上で工業的
に実施し得る方法とはいえない。
また、後者の特開昭57−51810号公報に〃■示さ
れている方法は、この発明が開示している製造プロセス
d′3よび条件をそのまま採用しても、得られる繊維の
物性および性能は、低い水i(の繊維に止まり、ポリエ
ステル繊維のような工業用または産業用繊組としての物
性、性能を具備する・bのではない。
「発明の解決しj、うとする問題点」 すなわち、本発明者らの検討したところでは、ΔN系ポ
リマはホロ的にその重合度が増大するにつれて、紡糸P
1−おにび延伸性が低下づるが、この重合度がある水;
1(を越えると、これらの紡糸あるいは延伸性の低下が
大きく、安定に紡糸または延伸を実施することが困II
Iになる。この11な紡糸または延伸性の低下を回避す
るために、たとえば紡−4= 糸原液のポリマ濃度を小さくし、紡糸原液の粘度を適正
化すると、紡糸性はある程度向上するが、延伸性が低下
し本発明の目的とする機械的強度〕1)れl:組紐を得
ることが出来ない。
したがって、従来公知のアクリル系繊維のWAil法に
よって得られる繊維は、機械的性質の改良は認められる
としても、その程度は低い水準に止まるものであった。
本発明の目的は、高重合度のAN系ポリマから機械的強
度が飛躍的に改良された工業用および産業用として有用
な高強度、高い弾性率のアクリル系繊維の製造法を提供
するにある。
「問題点を解決するための手段」 本発明は、極限粘度が少なくとも2.01好ましくは2
.5以上、さらに好ましくは3.0以上の高重合度AN
系ポリマの紡糸原液を乾・湿式紡糸して凝固繊維糸条を
形成し、得られた凝固繊維糸条を湿熱、蒸熱および乾熱
のそれぞれ雰囲気を異にする延伸雰囲気およびずこれら
の雰囲気中における延伸倍率を異にする条件下に、少な
くとも3段の延伸を行ない、高強度、高り111性率の
AN系IlNを製造する方法であり、このような方法を
採用することににつて上記問題点を解決したものである
本発明に採用Jる紡糸法としては、乾・湿式紡糸法、す
t5わち紡糸原液を一旦空気、窒素ヘリウム、アルゴン
などの気体雰囲気中に吐出した後、該紡糸原液に対して
凝固性を右する液体凝固浴、たとえばAN系ポリマの溶
媒の水溶液中に導入して凝固を完了させる紡糸法が好ま
しく適用される。
AN系ポリマの溶剤としては、ジメチルスルホキシド(
DMSO) 、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメ
チルアセタミド(DMAc)などの有・機溶媒、塩化亜
鉛、ロダンソーダ、lil′I酸などの無機塩温厚水溶
液またはこれらの混合溶媒などを挙げることができるが
、好ましくは高重合度ΔN系ポリマに対する溶解力の大
きい溶剤、特にDMSOlがよい。
この乾・湿式紡糸によって、極限粘度が2.0以上とい
う高い重合度のAN系ポリマを安定に紡糸、延伸性に優
れた凝固繊維糸条、すなわち未延伸繊維糸条とするため
には、該紡糸にお【プる紡糸ドラフトを0.1〜1.0
1好ましくは0.2〜0.8の範囲内に設定するのがに
い。また、この乾・湿式紡糸における紡糸口金面と凝固
浴液面間の距離は、通常2〜2Qmm、好ましくは3〜
15mmの範囲内ir、 kt@よく、この範囲にりも
短かくなると、該乾・湿式紡糸を安定に実施することが
勤しくなるし、該範囲よりも大きくなるとマルチフィラ
メントを構成する単繊維のハ1!着や糸切れが発生し易
くなるので好ましくない。
しかしながら、本発明の特徴は、上記乾・湿式紡糸によ
って得られた凝固繊維糸条を延伸雰囲気および延伸倍率
の相違する少なくとも3段の多段延伸を行なう点にあり
、このにうな延伸手段おにび条件を採用することによっ
て、前記高重合度のAN系ポリマから機械的強度特に引
張り強度および弾性率において従来のアクリル系In 
11の水準を大幅に越えたIa Ilf物性を有するア
クリル系繊維とすることができるのである。
J=なわち、本発明は、極限粘度が少なくとも2゜0以
上、好ましくは2.5以上、ざらに好ましくは3.0以
」−という高重合■αのΔN系ポリマを含有する紡糸原
液を紡糸1′ラフトが0.1〜1.0という特定の条件
下に乾・湿式紡糸することによって、紡糸性良(、安定
に紡糸すると同時に、延伸性の良好な凝固繊組糸条を形
成せしめ、この凝固繊維糸条を以下に詳述する雰囲気お
よび延伸倍率の相違ザる多段延伸を施づのである。
この多段延伸におりる最初の延伸手段および条件は、前
記の凝固41 Ml糸条をたとえば90〜100°Cの
温度範囲の熱水のような湿熱下で、延伸倍率を2〜10
倍、好ましくは4〜8倍に設定して延伸することである
。この−次延伸は、前記の乾・湿式紡糸された凝固繊維
糸条を水洗し、熱水などの湿熱下が延伸してもにいし、
上記温度範囲に保持された熱水を用いて水洗しながら延
伸してもにい、延伸倍率が2倍にりも小さくなるか10
倍を越える場合は、この延伸に後続する延伸が困ケ11
になり、最終的に本発明の目的とする高延伸倍率の延伸
繊維糸条を形成することが難しくなる。
次で得られた延伸繊維糸条は、この−次延伸後、そのま
ま直接または一旦乾燥した後、100〜180℃の温度
範囲のスチームなどの蒸熱中で有効延伸倍率が少なくと
も12倍、好ましくは13〜18倍になるように延伸さ
れる。この場合も蒸熱延伸における有効延伸倍率が余り
大き過ぎたり、小さ過ぎたりすると、最終延伸倍率が目
的とする最終延伸倍率のm帷の形成が困難になったり、
糸切れ、毛羽などが発生し、品質の良好な繊維糸条が得
られなくなるので好ましくない。
そして、このような延伸が施されたli維糸条は、乾燥
後または乾燥と同時に、さらに180〜220℃の温度
範囲に保たれた乾燥空気、熱板、熱ロールなどを使用す
る乾熱下で、1.Oo/d以上、好ましくは1.5(]
/d以上の延伸張力下に、1゜05倍以上、好ましくは
1.1〜2.0倍に延伸される。この乾熱下の延伸は、
本発明の目的とする高度の機械的強度を発現させる上で
重要であり、前記蒸熱下での延伸によって仮に延伸倍率
を太きくすることができたとしても、この乾熱下の延伸
を施さないときは、得られる繊維糸条の機械的強度は十
分な−6のではないのである。
かくして得られる本発明の繊維糸条は、その引張り強度
が少なくとも10(] /d 、弾性率が約1809/
d以上という従来の市販アクリル系繊維の繊維物性の水
準を大幅に越えた極めて優れた組紐物性を有する。しか
も本発明ににれば、単糸繊度が2デニール(d )以下
、好ましくは1d以下の細繊度で、しかも単繊維間に融
着のほとんどないマルチフィラメン1〜を生産性良く、
製造することができるメリットがある。
以下、本発明おj:びその侵れた効果を実施例によりさ
らに具体的に説明する。
実施例 1 AN100%をDMSOを溶媒として溶液重合し、極限
粘度が3.1のANホモポリマ溶液を作成した。
得られたポリマ溶液を紡糸原液として乾・湿式紡糸した
ここで、乾・湿式紡糸におtブる紡糸り金筋と凝”lA
浴液面との間、すなわち空間部の距離は5mmに設定し
、凝固浴として15°Cの50%D M S O水溶液
を使用し、凝固浴からの凝固繊維糸条の引取り)重度を
10m /分に設定し、さらに熱水中で5倍に延伸した
得られた凝固繊維糸条、すなわち未延伸繊維糸条を水洗
して繊維中のDMSOを除去し、油剤を付与した後、1
10°Cで乾燥、緻密化した。得られた一次延伸繊維糸
条を加圧スチーム中で2.5倍に二次延伸した後、19
0℃の乾熱下、1.2倍に延伸し、最終有効全延伸倍率
が15倍の延伸11 If糸条を得た。、得られた繊維
糸条の物性を測定した結果、単糸繊度が1.Odの単繊
離間融着の実質的にない細繊度繊維糸条であり、引張り
強度は12.2(1/d、弾性率は205q/dという
従来のアクリル系繊維にみられない高い機械的性質を有
していることが判った。
他方、比較のため、上記加圧スチーム中での延伸倍率を
3倍とし、最終の乾熱下の延伸を施さなかった以外は同
様にして、有効全延伸倍率が15倍の延伸III糸条を
作成した。tGられたこの延伸繊維糸条の物111を同
様に測定した結果、単繊維繊度は1.Od、引張り強度
は9.H+/d、弾性率は160q/dであった。
さらに、比較のため乾熱下の最終延伸を実施しないで、
加圧スチームににる二次延伸条件を変更して高倍率の延
伸を行って延伸倍率の大ぎいの繊維糸条を作成した。得
られた高倍率延伸繊維糸条の物性を測定した結果、最も
物性に優れた繊維糸条でもその引張り強度は9.6g/
d、弾性率167o/dであり、加圧スチーム延伸条件
のみを変更し延伸倍率を大きくしても機械的強度は向上
しないことが判った。
実施例 2 実施例1で得られた一次延伸後の乾燥繊維糸条を用いて
、加圧スチーム中で二次延伸(給糸速度67m/分)し
、さらに190℃の乾熱下で、1゜1倍の延伸を行い、
有効全延伸倍率が15倍の延伸繊維糸条を作成した。
この場合に最終引取り速度を変更して延伸を行った結果
、最終引取り速度を200m/分としても安定した延伸
が可DBであり、高速延伸を行うことができることが判
明した。また、得られた延伸繊維糸条の物11は、+1
1繊紺繊度が1.0d、強度が11.7!]/d、弾性
率が19!5c+/dであった。
実施例 3 ΔN99.7モル%、2−アクリルアミド−2−メfル
プIIパンスルホンfiQ0.3〔ル%をDMSOを溶
媒として溶液重合し、極限粘度が4.5の紡糸原液を作
成した。
この紡糸原液を実施例1と同様にして乾・湿式紡糸し、
水洗し、85℃の熱水中で6倍に延伸し、油剤を付与し
た後、120℃で乾燥、緻密化した。
得られた乾燥繊維糸条を加圧スチーム中で2.818に
延伸し、さらに乾熱下で1.2’(i’iに延伸し、有
効全延伸倍率が20.1倍の繊維糸条を得た。
得られた延伸11帷糸条の物性を測定した結果、単繊維
繊度は0.7d、引張り強度は13.1+r/d 、弾
性率は215g/dであった。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)極限粘度が少なくとも2.0のアクリロニトリル
    を主成分とするアクリロニトリル系重合体溶液を紡糸原
    液として使用し、該重合体溶液を紡糸して凝固糸条を形
    成せしめ、得られた凝固糸条を水洗もしくは水洗と同時
    に湿熱下で2〜10倍に一次延伸した後、乾燥し、次い
    で蒸熱下で有効延伸倍率が少なくとも12倍になるよう
    に該一次延伸繊維糸条を二次延伸し、さらに乾熱下、延
    伸張力1.0g/d以上の条件下で1.05倍以上の後
    延伸を行って有効延伸倍率が13倍以上の繊維糸条とす
    ることを特徴とする高強度、高弾性率アクリル系繊維の
    製造法。
  2. (2)特許請求の範囲第1項において、紡糸手段として
    アクリロニトリル系重合体溶液を空気または不活性雰囲
    気中に吐出し、しかる後凝固浴中に導入する乾・湿式紡
    糸法を採用することを特徴とする高強度、高弾性率アク
    リル系繊維の製造法。
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JPS61167013A (ja) * 1985-01-10 1986-07-28 Mitsubishi Rayon Co Ltd アクリロニトリル系繊維
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