JPS6226332B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、イオン交換性アクリル系合成繊維の
製造法、更に詳しくは、イオン交換基導入可能な
エポキシ基を有するビニル単量体の１種又は２種
以上からなる単独重合体又は共重合体或は該ビニ
ル単量体と共重合可能なビニル単量体との共重合
体とアクリルニトリル系重合体とを有機溶剤に溶
解してなる紡糸原液を紡糸し、次いで得られた繊
維にイオン交換基を導入することを特徴とするイ
オン交換性繊維の製造法に関する。

従来、イオン交換樹脂はスチレン−ジビニルベ
ンゼン共重合体にイオン交換能を付与して使用さ
れている。このものは高い交換容量を有する反
面、交換速度が遅く、使用形態に制限が有り、処
理水中での固定が難かしく、又樹脂の膨潤の程度
により、徐々に細化が起り流失につながる等の欠
点を有している。他方、イオン交換繊維は繊維状
という形態が特徴となり、大きな表面積は交換速
度の増加となり、不織布状、織布状又筒内の充填
使用等、任意の状態の使用が可能である。

本発明者らは、エポキシ基を有する化合物を用
い、その反応性に着目し、イオン交換基の導入を
試みた結果、本発明に到達した。すなわち、アク
リロニトリル30重量％以上含有する重合体100部
とイオン交換基導入可能なエポキシ基を有するビ
ニル単量体の単独化合物又は共重合体10〜150部
から成る混合物を有機溶剤に溶解させて紡糸原液
とし次いで紡糸し、得られた繊維にカチオン又は
アニオン交換基を導入することを特徴とするイオ
ン交換能を有する繊維の製造法を内容とする。以
下、詳細説明する。

本発明で用いるアクリル系重合体は、アクリロ
ニトリル30重量％以上含有する重量％であること
が好ましい。他のこれと共重合し得るビニル単量
体をこれと共重合してもよいが、それには、塩化
ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル、臭化ビニ
リデン、アクリル酸エステル、メタクリル酸エス
テル、アクリルアミド、メタクリルアミド、また
はそれらのモノまたはジアルキル置換体、スチレ
ンまたはそのα−またはβ−置換体、ビニルアセ
テート、ビニルピロリドン、ビニルピリジンまた
はそのアルキル置換体、アクリル酸、メタクリル
酸、イタコン酸、パラスチレンスルホン酸、アク
リルスルホン酸、メタリルスルホン酸、パラメタ
クリロイルオキシベンゼンスルホン酸、メタクリ
ロイルオキシプロピルスルホン酸、またはこれら
の金属塩類およびアミン塩類等がある。この重合
体は、重合開始剤として既知の化合物例えばパー
オキシド系化合物、アゾ系化合物または各種のレ
ドツクス系化合物を用い、通常のビニル重合方法
により得られる。

本発明に用いるエポキシ基を有するビニル単量
体は、グリシジルアクリレート、グリシジルメタ
クリレート、アリルグリシジルエーテル、メタリ
ルグリシジルエーテル等であり、共重合可能なビ
ニル単量体は、アクリル酸メチル、メタクリル酸
メチル、酢酸ビニル、アクリロニトリル、塩化ビ
ニル、塩化ビニリデン、スチレン、ビニルピロリ
ドン等である。エポキシ基を有する単独重合体又
は共重合体は、通常の触媒の存在下で、溶液重
合・水系重合・乳化重合のいずれの重合方法を採
用しても得られる。工業的に有利な製造方法とし
ては溶液重合方法が特に好ましい。ここで用いら
れる溶剤としては、アセトン、アセトニトリル、
ジメチルホルムアミドおよびジメチルスルホオキ
シド等がある。

ここで、エポキシ基を有する重合体の共重合率
およびアクリル系重合体に対する混合比率は、イ
オン交換容量と繊維の製造条件を考慮して、適当
に選択することが好ましい。即ち、イオン交換容
量は、エポキシ基の含有量にほぼ比例して変化す
るが、反面エポキシ基を有する重合体の混合比率
の増加に伴い、可紡性および繊維の機械的性質の
低下を招くことが明らかとなつた。特に、エポキ
シ基を有する重合体が好ましい理由は、エポキシ
基の反応性が高く、容易にイオン交換能を付与す
ることが可能であることに加え、湿式紡糸方法と
採用するに当り、凝固浴への溶出を防げるからで
ある。又同様に、イオン交換能付与の反応におい
ても溶出が防げる。

次に、アクリル系重合体100部に対してエポキ
シ基を有する重合体10〜150部の割合で混合し、
有機溶剤を用いて溶解し、紡糸原液とし、この原
液を用いて通常の湿式紡糸法を採用し、水−有機
溶剤の凝固浴へノズルを通し、吐出し、所定の延
伸、乾燥を行い目的の繊維を得る。

この得られた繊維はステープル又はトウ状でエ
ポキシ基の反応性を利用し、通常の有機反応を用
いアニオンおよびカチオン交換基の導入が可能で
ある。即ち、アニオン交換基の導入では、低級ア
ミンが好ましく、水系で20〜100℃、15分〜10時
間の範囲で反応を有利に進めることが可能であ
る。ここで用いる低級アミンは繊維中に存在する
エポキシ基10部に対して５部から100部の範囲よ
り選ばれる。他方、カチオン交換基の導入は、亜
硫酸塩または亜硫酸素塩が好ましく、水を主成分
とする系で20〜120℃、30分〜20時間の範囲で反
応を進めることが出来る。この時、エポキシ基含
有繊維に対して膨潤効果を有するセルソルブ系に
代表される膨潤剤またはエチレングリコールを用
いることが好ましい。又亜硫酸塩または亜硫酸水
素塩は、繊維中に存在するエポキシ基10部に対し
て５部から100部の範囲より選ばれる。

この様にして得られるイオン交換性繊維はステ
ープル、トウの状態で使用できる繊維状の特徴を
有している。そして、エポキシ基含有繊維の有す
る反応性に着目し、アニオンおよびカチオン交換
能を付与されたものである。この繊維は、表面積
が大きく、イオン交換速度が早く、繊維状の特徴
を活かし、不織布、織布等の形態をとり得ること
が可能であり、水処理装置として用いるとき、装
置の小型化に役立ち、単位体積当りの水処理能力
が高まる。

以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明す
る。なお、実施例中、部とあるのは重量部を意味
する。

実施例 １ アクリロニトリル41部、塩化ビニル58部とメタ
クロイルオキシベンゼンスルホン酸ナトリウム１
部よりなる共重合体（シクロヘキサノンの2.0
ｇ／溶液の30℃における比粘度0.234）50部と
アクリロニトリル10部とグリシジルメタクリレー
ト90部よりなる共重合体（アセトンの8.0ｇ／
の溶液の30℃における比粘度0.18）50部とをアセ
トン250部に溶解し原液とた。この原液を用い0.0
mmφ×6000孔の口金を通して、10℃の20％アセト
ン水溶液中に紡糸し、50℃の10％アセトン水溶液
中で2.5倍に延伸後、60℃で水洗し、乾燥を行い
最終繊度2dの繊維を特た。次いで、クリンプを
付与し、原料トウとした。

実施例 ２ 実施例１で得られた原料トウ10部を、上部に冷
却部を持つオーバーマイヤーに充填し、ジエチル
アミン20部を加え水系で60℃、10時間の反応を行
つた。反応終了後、充分に水洗を行い、中性塩分
解能を測定したところ、2.40mg−eq／ｇを示し
た。このイオン交換能を有するトウを51mmにカツ
トし、カード通過性をテストした結果、良好であ
り、フアイバーロツカーを用いて所定の目付けの
不織布が出来ることを確認した。

実施例 ３ 実施例１で得られた原料トウを64mmにカツト
し、実施例２と同様な装置に50部充填し、水50
部、エチレングリコール50部と亜硫酸水素ナトリ
ウム30部を加え、100℃、15時間の反応を行い、
終了後、50℃の水で充分洗浄を繰り返した。得ら
れた繊維は、1.52mg−eq／ｇの中性塩分解能を有
していた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ アクリロニトリル30重量％以上と他のこれと
   共重合可能なビニル単量体の一種又は二種以上か
   らなる共重合体100部とイオン交換基導入可能な
   エポキシ基を有するビニル単量体の単独重合体又
   は共重合体10〜150部から成る混合物を有機溶剤
   に溶解させて紡糸原液とし、次いで紡糸し、得ら
   れた繊維にカチオン又はアニオン交換基を導入す
   ることを特徴とするイオン交換能を有する繊維の
   製造法。 ２ カチオン交換基の導入にあたり、亜硫酸塩ま
   たは亜硫酸水素塩、及び濃度50重量％以上のエチ
   レングリコール水溶液を用いて反応させる特許請
   求の範囲第１項記載の製造法。 ３ アニオン交換基の導入にあたり、低級アミン
   の水溶液を用いて反応させる特許請求の範囲第１
   項記載の製造法。