JPS62262B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は改質合成繊維の製造方法に関するもの
であり、更に詳しくは特定条件下で紡糸した中空
糸にエチレン性不飽和単量体をグラフト重合する
ことにより改良された性質を有する合成繊維を製
造する方法に関する。 従来、合成繊維にエチレン性不飽和単量体をグ
ラフト重合することにより合成繊維を改質するこ
とは公知である。しかし、合成繊維に対する公知
のグラフト重合においては、合成繊維構造の高緻
密性のためにグラフト重合効率が低く、かつグラ
フト重合に長時間を必要とする等の欠点を有し、
実用化が困難である。このようなことからグラフ
ト重合効率を改善する試みもいくつかなされ、未
延伸または半延伸状の繊維でのグラフト重合では
効率の改良も認められるが、糸質が低下し実用に
供し得ないことも判明している。 本発明者等は合成繊維のすぐれた物性を損うこ
となく、高いグラフト重合効率で、かつ経済的に
グラフト重合させ、しかも少量のグラフト重合率
で良好な改質効果を有する合成繊維を製造するべ
く鋭意研究の結果、本発明の方法に到達した。す
なわち、本発明は溶融紡糸により成形された中空
繊維の横断面方向に複屈折率の断面異方性が生じ
るように、紡糸口金直下で紡出された糸条に対し
片側方向から冷却気流を吹き当てて非対称冷却す
ることにより得られた中空率0.05〜0.6の中空繊
維にエチレン性不飽和単量体をグラフト重合させ
ることを特徴とする。 本発明の方法によるときは、常に再現性のある
安定したグラフト重合が得られること、グラフト
重合に要する時間が短縮できること、ホモポリマ
ーの生成が少ないこと等の利点を有するほか、単
量体の稀薄溶液を用いる浴比の大きい系でのグラ
フト重合においてさえも高いグラフト重合効率を
得ることができること、更に少量のグラフト重合
率で良好な改質効果、たとえば親水性エチレン性
不飽和単量体をグラフト重合するときは吸水性、
吸湿性等の効果を得ることができる特徴を有す
る。また、グラフト重合による合成繊維本来の有
する優れた機械的性質の低下が小さいことも本発
明の特徴の一つである。このように優れた多くの
特徴が得られる理由については、グラフト重合に
供する繊維の微細構造に強い断面異方性を有し、
かつ比表面積が大きいことに起因するものと考え
られるが、効果が顕著なことから全く驚いたこと
である。 本発明における溶融紡糸に用いられる原料ポリ
マーとしては、ポリエステル、ポリアミド、ポリ
オレフイン等が挙げられるが、ことにポリエステ
ル、ポリアミドが好ましい。該ポリマーはホモポ
リマー、コポリマーのいずれでもよく、また２種
以上の混合ポリマーであつてもよい。かかるポリ
マーを溶融紡糸するに当つては中空繊維を製造可
能な形状の紡糸孔を、紡糸可能な間隔で配列した
紡糸口金を用いる。もちろん本発明においては中
空率が0.05〜0.6の範囲の中空繊維を製造するこ
とができる紡糸孔を有する紡糸口金を用いる。こ
こでいう中空率は次式によつて表わされる。 中空率＝繊維断面の中空部の面積／繊維断面の全面積 なお、中空率が0.05以下では繊維が中空であつ
ても断面異方性を大きくする効果がほとんど得ら
れず、またグラフト重合後の親水化効果も小さ
い。また、中空率が0.6以上になると紡糸操作が
著しく困難となり実用的でない。 本発明においては上記紡糸口金から紡出された
直後の糸条に対し直交する片側方向から冷却気流
を吹き当てる。この際、気流温度は通常室温でよ
い。また気流の流速は通常0.4m／秒以上、好ま
しくは0.7m／秒以上とする。気流温度にもよる
が流速が0.4m／分未満になると繊維の断面異方
性効果が減少する。また気流の角度は糸条進行方
向に対し垂直な方向±45度の範囲の角度であれば
よい。更に糸条に気流を吹き当てる位置はできる
だけ紡糸口金に近い所がよい。すなわち、紡出糸
条の細化が進行しない間に非対称冷却を行うため
である。かくして得られた未延伸糸の各単繊維は
平均複屈折度の差によつて検出される高度の断面
異方性を示す。未延伸糸の延伸は断面異方性を消
失させないため通常好ましくは120℃以下の温度
で行われる。かくして得られた延伸糸は冷却気流
の風上側と風下側とにおいて複屈折率すなわち分
子配列度に差を生じる。風下側は複屈折率すなわ
ち分子配列度が低い繊維を生じる。中空繊維にお
いては繊維の風上側と風下側との温度差が中実繊
維と比較して著しく大きくなることから高度の断
面異方性を有する繊維となる。該繊維は更に弛緩
処理通常100℃以上軟化点以下の温度での加熱に
より捲縮が付与されるが、本発明においては通常
延伸後の繊維または捲縮発現後の繊維に対しグラ
フト重合が行うのが好ましいが未延伸または半延
伸の繊維にグラフト重合した後延伸することもで
きる。また該繊維を含有する繊維製品にグラフト
重合してもよいのはもちろんである。 グラフト重合方法は特に限定されるものではな
いが、重合開始剤、エチレン性不飽和単量体およ
び所望により繊維膨潤剤を含む水性液中に上記繊
維を浸漬し処理する方法が好ましい。用いられる
重合開始剤としては過硫酸カリウム、過硫酸アン
モニウム、ベンゾイルパーオキサイド、ジクミル
パーオキサイド、キユメンハイドロパーオキサイ
ド、アゾビスイソプチロニトリルのようなラジカ
ル開始剤が挙げられる。また、用いられるエチレ
ン性不飽和単量体としてはアクリル酸、メタクリ
ル酸およびそれらのエステル誘導体、アクリルア
ミド、メタクリルアミド、スチレンおよびそれら
の誘導体、Ｎ―ビニルピロリドン、アクリロニト
リル、ポリエチレングリコール（メタ）アクリレ
ート等が例示されるが、これらに限定されるもの
ではなく改質目的に応じて適宜選択して用いられ
る。しかし、特に好ましい単量体はアクリル酸、
メタクリル酸、アクリルアミド、ポリアルキレン
グリコール（メタ）アクリレートのような親水性
エチレン性不飽和単量体である。また、繊維膨潤
剤としてはアルコール類、フエノール類、ケトン
類、エーテル類、芳香族炭化水素類が挙げられる
が、これらに限定されるものではない。上記の各
薬剤の使用量は対象となる繊維素材、グラフト重
合方法、所望するグラフト重合率等によつても異
なるが、浸漬処理の場合浴液濃度で通常重合開始
剤が0.05〜５重量％、エチレン性不飽和単量体が
0.1〜5.0重量％、膨潤剤が０〜5.0重量％が好まし
い。 上記のグラフト重合液中に浸漬処理する方法を
更に詳しく説明すると、グラフト重合液中に繊維
を浸漬加熱する方法、浸漬後過剰の処理液を脱液
してから所望により乾燥し、次いで加熱する方法
等が挙げられる。後者の方法における加熱手段と
しては乾燥、蒸熱いずれでもよく、また単量体の
種類によつては２枚の不活性シート間に挾んで加
熱する方式により連続加工することもできる。し
かし、グラフト重合効率等本発明の効果を最もよ
く発揮させるためには前者の浸漬加熱法が特に好
ましい。グラフト重合の温度は重合方法、単量
体、重合開始剤および繊維素材の種類等によつて
も異なるが、通常40〜150℃である。 本発明の方法によれば少量のグラフト重合率で
良好な親水性、吸水性を与える特徴を有するが、
その理由については中空化による繊維内部表面積
の増加や断面異方性に基づく微細構造の乱れの大
きい部分にグラフト重合が片寄つて生成すること
に起因することも考えられるが定かでない。 以下、実施例により本発明を説明する。なお、
実施例中の部のおよび％は重量部および重量％を
表わす。 実施例 １ ジメチルテレフタレート100部、エチレングリ
コール60部とからエステル交換および重縮合して
得られた固有粘度0.60のポリエステルを第１図イ
に示す断面の紡糸孔60個を孔中心間隔８mm以上で
配列した紡糸口金を用いて280℃の温度で紡出
し、単繊維デニール25dになるよう600m／分で捲
きとつた。その際紡出糸条の冷却は、口金直下で
20℃の冷却風をｍ／秒で糸条にほぼ直交して吹き
当てることによつて行つた。この未延伸糸を80℃
で4.2倍に延伸した後、160℃で３分間無緊張熱処
理を行つた。かくして得られた繊維を長さ64mmに
切断した。なお、この中空繊維の中空率は0.12で
あつた。また比較例として通常の円形紡糸孔の口
金を使用する以外は本実施例と同様にして試料Ａ
を、更に本実施例の紡糸孔を有する口金を使用
し、口金直下での冷却風を糸条に当てない以外本
実施例と同様にして試料Ｂを作成した。かくして
得られた中空繊維10部をガーゼにくるんで下記処
理液中に浸漬し、密閉容器中、窒素ガス雰囲気下
で105℃、60分間グラフト重合を行つた。

【表】 次いで沸とう水で５時間抽出し、グラフト重合
体を得た。該グラフト重合体を無水炭酸ソーダ２
ｇ／、トリポリリン酸ソーダ0.3ｇ／を含む
水溶液中、浴比１：50で60℃、20分間処理した
後、水洗、乾燥し、更に180℃で30秒間フアイナ
ルセツトした。得られた改質ポリエステル繊維の
性能を評価し、第１表に示した。

【表】 第１表から明らかなように、本発明の方法によ
りグラフト重合率が著しく向上するばかりでな
く、グラフト重合率に対する吸湿率、抱水率もか
なり高いことがわかる。 実施例 ２ 実施例１と同じポリエステルを使用し、第１図
ロで示す断面の紡糸孔30個を孔中心間間隔10mm以
上で配列した紡糸口金を用いて、280℃で紡出し
単繊維デニール20dになるように500m／分の速度
で捲きとつた。紡出糸条の冷却は、口金直下で20
℃の冷却風を1.2m／秒の流速で糸条にほぼ直交
して吹き当てることにより行つた。この未延伸糸
を80℃で4.1倍に延伸した後直ちに160℃で２分間
の無緊張熱処理を行つた後、64mmの長さにカツト
した。かくして得られた中空繊維の中空率は0.2
であつた。また、比較例として重合度の異なるポ
リエチレンテレフタレートをバイメタル式に複合
紡糸した後、80℃で延伸し単繊維デニール6dの
糸条を得た後、160℃で２分間無緊張熱処理を行
つた後、64mmの長さにカツトした。かくして作成
したポリエステル繊維を試料Ｃとした。 ここで得た２種のポリエステル繊維を、実施例
１の処理液におけるエチレン性不飽和単量体をメ
タクリル酸1.2部単独にした以外は全く同じ条件
でグラフト重合した後、これも実施例１と同じ条
件でアルカリ中和を行つた。かくして得られたポ
リエステル繊維の性能を第２表に示す。

【表】 実施例 ３ 実施例１と同様にして紡糸延伸した中空繊維
を、実施例１の処理液におけるエチレン性不飽和
単量体をメタクリル酸0.8部単独にした以外は全
く同じ条件でグラフト重合した後、実施例１と同
じ条件でアルカリ中和した。かくして得られたポ
リエステル繊維の性能を評価し比較例Ａの性能と
第３表に比較表示した。

【表】 第３表から明らかなように、本発明の方法によ
り同一グラフト重合率で優れた吸湿率、抱水率、
引張強度を与えた。また染色繊維の耐光堅牢度も
比較例Ａと比べて良好であつた。 実施例 ４ 硫酸粘度3.4のナイロン６チツプを用いて第１
図の断面を有する紡糸口金（60ホール）ノズルで
紡糸温度260℃捲取速度400m／分で紡糸した。糸
条の冷却は紡糸口金直下で15℃の冷却風を1m／
秒の速度で糸条にほぼ直交して吹きあてた。得ら
れた未延伸糸の単糸は30デニールであつた。この
未延伸糸を20℃の空気中で延伸速度20％／分の速
度で5.3倍に延伸した。 得られたナイロン繊維をガーゼにくるんで実施
例１と同じ方法でグラフト重合を行つた。 得られた改質ナイロン繊維の性能を第２表に示
す。 実施例 ５ アイソタクチツク分を主成分とするポリプロピ
レン（固有粘度1.55）を第１図の断面を有する紡
糸口金（60ホール）を通して溶融紡糸法により紡
糸温度240℃で捲取速度400m／分で紡糸した。 糸条の冷却は紡糸口金直下で15℃の冷却風を
1.0m／秒の速度で糸条にほぼ直交に吹きあて
た。得られた未延伸糸の単糸は30デニールであつ
た。この未延伸糸を20℃の空気中で延伸速度20
％／分の定速で3.0倍延伸した。 得られたポリプロピレン繊維をガーゼにくるん
で実施例１と同じ方法でグラフト重合を行なつ
た。 グラフト繊維の性能は第２表に示した。

【表】 【図面の簡単な説明】

第１図は紡糸孔の断面を例示した断面拡大図で
あり、イは円形中空糸、ロは三角形中空糸を得る
紡糸孔である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 溶融紡糸により成形された中空繊維の横断面
   方向に複屈折率の断面異方性が生じるように、紡
   糸口金直下で紡出された糸条に対し片側方向から
   冷却気流を吹き当てて非対称冷却することにより
   得られた中空率0.05〜0.6の中空繊維にエチレン
   性不飽和単量体をグラフト重合させることを特徴
   とする改質合成繊維の製造方法。 ２ 中空繊維がポリエステル、ポリアミドである
   特許請求の範囲第１項記載の製造方法。 ３ エチレン性不飽和単量体が親水性エチレン性
   不飽和単量体である特許請求の範囲第１項記載の
   製造方法。