JPS63190077A - アクリル系吸水繊維の製造方法 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、アクリル系吸水繊維の製造方法に関するもの
である。

〈従来の技術〉 近年、高分子吸水体に関する報告が数多くなされている
。中には、高度の吸水性能を有する繊維の製造法も報告
されている。

例えば、特開昭５７−７７３１２号公報には、フィラメ
ント形成物質がアクリロニトリル及びアクリロニトリル
と共重合できるモノマ一単位から成シ、かつ遊離カルボ
キシル基を持つフィラメントを、水の不存在下でカルボ
キシル基が少々くとも部分的に塩の形に転換させられる
様な量の塩基性物質と反応させる方法によυ高吸水繊維
を得ている。

その実施例によれば、塩基性物質として、アンモニアガ
スを使用した場合１７．８重量％カルぜキシル基を含有
する２、９　ｄ　ｔｅｘの繊維１ｃおける、水保持能力
（％）と、中和反応時間（分）との関係は下記の通シで
ある。

また、特開昭５７−７７３１３号公報によれば、そのフ
ィラメント形成物質がアクリロニトリル単位及びアクリ
ロニトリルと共重合しうる別の単位と並んで１０〜３０
重量％のカルぜキシル基を含むアクリルポリマーから成
る繊維が、０．ＩＮ水酸化ナトリウム水溶液において５
００％よシ大きな液体保持能力をもつ事を特徴としてい
る。

また、特開昭５４−１３８６９３号公報においては、ア
クリロニトリル系重合体から成る繊維に、６．０ｍｏ１
７Ｋｇ以上の高濃度アルカリ金属水酸化物水溶液、また
は０．５ｍｏｌ／Ｋｆ以上の濃度の電解質塩類を共存せ
しめた低濃度アルカリ金属水酸化物水溶液を作用させて
繊維の外層部を架橋親水化させて水膨潤性繊維を得る方
法が開示されている。

しかし、上記特開昭５７−７７３１２号公報においては
、水下存在下における中和反応速度は遅く、５分程度の
中和反応時間では３００分後の水保持能力に対し、１８
．７％であシ、吸水繊維の製造時間が非常にかかる。ま
た、ｑ＃開昭５７−７７３１３号公報では、０、ＩＮ水
酸化ナトリウム水溶液で処理した場合、繊維が吸水性を
示すが、この膨潤した繊維の乾燥には、長時間を要する
。さらに、特開昭５４−１３８６９３号公報においては
、アクリロニトリル系重合体の架橋親水化処理後、繊維
の膨潤によって、乾燥に要する時間が増大するとい−う
欠点を有している。

す表わち、特開昭５４−１３８６９３号公報の実施例１
によれば、アクリロニトリル系繊維を苛性ソーダ水溶液
で処理後、該繊維中の残溜アルカリを水洗除去した後、
乾燥させて白色乃至微黄色を呈する水膨潤性繊維を得て
いるが、この繊維は１７４ＣＣ／ｌの水膨潤度を有する
ために、残溜アルカリの水洗除去時においても水膨潤し
ておシ、乾燥には長時間を必要とする。さらに、アクリ
ロニトリル系繊維の処理条件は特開Ｆｉｆ４５４−１３
８６９３号公報の実施例１〜４によれば、苛性ソーダ水
溶液中で煮沸しなければならず、好ましくは５０℃以上
の温度がよいと記載されておシ、高温で反応を行なわ々
ければならない。また、この様な加水分解反応によって
吸水繊維を得る方法では、加水分解の程度をコントロー
ルする事が難しく、実用上一定の品質の吸水繊維を得る
事ができない。

〈発明が解決しようとする問題点〉 本発明は従来技術の如く、中和処理時間が長く、しかも
中和処理時に水によシ繊維が膨潤して乾燥時間が長いと
いう欠点を解決し、一定の吸水率を有するアクリル系吸
水繊維の製造方法を提供するものである。

〈問題点を解決するための手段〉 本発明者は、中和処理時の反応時間の短縮、中和処理系
の乾燥時間の短縮および一定吸水率を示すアクリル系吸
水繊維を得るために鋭意研究を重ね九結果、驚くべき事
に、アルコール水溶液を使用し、アルカリ金属水酸化物
と、カルゼキシル基含有アクリル系合成繊維の中和反応
を行なうことによシ、中和処理時の繊維の膨潤を抑制し
た状態で、水による速い中和反応を常温付近で行なわせ
る事が可能であるという知見を得て本発明に至ったもの
である。

す力わち、本発明はアクリロニトリルを５０重量％以上
含有し、かつカルゼキシル基を１０〜３０重量％含有す
る重合体から成る繊維を、アクリル金属水酸化物を含有
するアルコール水溶液によって中和する事を特徴とする
アクリル系吸水繊維の製造方法である。

本発明でいう重合体は、共重合体であっても、重合体加
水分解物てらってもよい。共重合体としては、アクリロ
ニトリルおよびカルゼキシル基含有ビニルモノマーから
成るがさらにアクリロニトリルと共重合可能なビニル系
モノマーを添加してもよい。カルゼキシル基含有ビニル
モノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸
、α−クロロアクリル酸、α−ブロムアクリル酸、α−
フロロアクリル酸、α−７シルアミドアクリル酸、α−
アセトアミドアクリル酸、α−カルぎベンジルオキシア
ミドアクリル酸、α−ホルムアミドアクリル酸、α−カ
ル２エトキシアミドアクリル酸、α−７タルイミドアク
リル酸、α−エチルアクリル酸、クロトン酸、マレイン
酸、フマル酸、イタコン酸などを挙げる事ができる。但
しこれらに限定されるものでは危い。また、アクリロニ
トリルと共重合可能なビニル系モノマーとしては、例え
ば、メチルアクリレート、酢酸ビニル、メチルメタクリ
レート、スチレン、アクリルアミド、メタクリルアミド
、塩化ビニル、塩化ビニＩＪ　７’ン、２−ビニルピリ
ジンなどを挙げる事ができる。但しこれらに限定される
ものでは力い。また、重合体加水分解物としては、例え
ば、アクリロニトリル、単独重合体、または、アクリロ
ニトリルおよび、アクリロニトリルと共重合可能表、ビ
ニルモノマーから成る共重合体を、４０〜５０重量％の
硫酸中で酸加水分解によって得る事が可能である。ここ
で、アクリロニトリルと共重合可能なビニルモノマーと
しては、メチルアクリレート、酢酸ビニル、メチルメタ
クリレート、スチレン、アクリルアミド、メタクリルア
ミド、塩化ビニル、塩化ビニリデン、２−ビニルピリジ
ン表どを挙げる事ができる。但し、これらに限定される
ものではない。

使用する重合体中のアクリロニトリル含有率が５０重量
％未満では、アルカリ金属水酸化物との中和によって得
られるアクリル系吸水繊維の紡績不織布等への後加工性
が低下する。すなわち、アクリル系吸水繊維の引張強度
および耐熱収縮性が悪化し、規定通シの寸法の繊維製品
が製造できなくなる。さらに、アクリロニトリルの含有
率が増加すると、繊維の引張強度および耐熱収縮性が向
上する事から、好ましくは、アクリロニトリル含有率が
６５重量２以上の重合体を使用する事によシ本発明を効
果的に実施する事ができる。

本発明の方法は、カルゼキシル基を１０〜３０重量％含
有する重合体からなる繊維であシ、１０重量％未満では
、吸水繊維としての吸水性能が発現できず、また、３０
重量％よシ多くなると吸水性能が増加するが、アクリル
系吸水繊維の引張強度および耐熱収縮性が悪化し、規定
通シの寸法の繊維製品が得られない。

これらの重合体を繊維化する方法は、例えばジメチルア
セトアミド、ジメチルスルホキシド、硝酸、ロダン塩、
ジメチルアセトアミド等のポリアクリロニトリルに対す
る溶媒を用い、公知の方法に従って乾式または、湿式紡
糸法で行ない、さらに、湿式の場合には水洗を行なう。

その後、乾熱もしくは湿熱下で延伸し繊維を得る事がで
きる。

但し、これらに、限定されるものではカい。

繊維中のカル−キシル基を中和するためのアルカリ金属
水酸化物は、水酸化リチウム、水酸化カリウム、水酸化
ナトリウムのうち１種または、２種以上の組合せを用い
る事ができる。

アルカリ金属水酸化物の濃度は、最低限繊維中のカルぜ
キシル基と当量以上のアルカリ金属水酸化物を含有すれ
ばよいが、アルカリ金属水酸化物を含有するアルコール
水溶液が中和処理時において、均一相を維持できる濃度
でなければならず、これらの条件の中で任意に選定でき
る。

アルカリ金属水酸化物以外の例えば、水酸化カルシウム
、水酸化マグネシウムを使用した場合、カルゼキシル基
および、金属イオン相互の架橋が発現するために、吸水
性能が大きく低下し、好ましく表い。

本発明において、アルコール水溶液は、アルコール３０
〜９０重量％、水６０〜ｌＯ重量％、さらに水、アルコ
ールに可溶カ有機液体１１！！または２種以上組合せて
、０〜３０重量％含有する液体が好ましい。

本発明で、アルコールとは、メタノール、エタノール、
インプロノぐノール、ｎ−プロパツール、２−ブタノー
ル、ｔａｒｔ−ペンタノール、アリルアルコール、フロ
ノソキルアルコール、ナトノ脂肪族アルコールであり、
特にメタノール、エタノール及びプロピルアルコールが
好ましく、またここで、水、アルコールに可溶表有様液
体とは、例えば、１．２−エタンジオール、１．２−フ
ロノ瘤ンジオール、１．３−ブタンジオール、グリセリ
ン、ジオキサン、テトラヒドロフラン、アセトンなどが
あげられる。

但し、これらに限定されるものではない。

アルコールを３０〜９０重量％に限定したのは、３０重
量２未満では中和処理時の繊維の膨潤が激しく乾燥時間
が長くなると同時に繊維間の接着も多く表るためてあシ
、９０重量％を越えると繊維の中和処理に要する時間が
長くなり、実用的でない。

また水を６０〜１０重量％とするのは、６０重量％より
多いと中和処理時の繊維の膨潤が激しく乾燥時間が長く
なると同時に繊維間の接着も多くなるためである。

また、１０重量％未満では中和処理に要する時間が長く
かかるため実用的でない。水、アルコールに可溶な有機
液体を３０重量％以下にするのは、３０重量％よシ多い
とアルカリ金属水酸化物の導入によって、アルコール水
溶液が２相に分離し、アルコールによる膨潤抑制効果が
得られず、中和処理時の繊維の膨潤がおさえられ磨くな
る。その結果、乾燥時間が長くなシ、かつ接着が多くな
る。

アルカリ金属水酸化物含有アルコール水溶液によって中
和処理された繊維は、そのまま乾燥を行なっても良く、
また、繊維に付着するアルカリ金属水酸化物を、除去す
るために、水を含む均一相の有機液体で洗浄を行ない、
その後乾燥を行なっても良い。

〈実施例〉 本発明の実施例を示すが、本発明は、これら実施例によ
って何ら限定されるものではない。

尚、実施例中での膨潤度、実用乾燥時間、吸水率及び接
着糸量は次のように定義されるものである。

膨潤度； 実用乾燥時間； ４０℃、風速５ｍ／秒（断面積７５　ｃｍ２）の熱風発
生機内にプレスロール機処理後の糸を入れ、測定を行な
った。ただし、得られる繊維が吸水繊維であるため、繊
維付着水分率を０重ｉ％まで乾燥を行なった場合におい
ても室温で放置後、吸湿する事から、実用上の乾燥終了
時を繊維付着水分率１５重量％になる時間とした。すな
わち、実用乾燥時間は熱風発生機投入から、繊維付着、
水分率１５重量％になるまでの時間によって決定した。

なお繊維付着水分率は下式によって求めた。

吸水率； 得られた吸水繊維を１００℃で恒温になるまで乾燥後、
ｏ、ｓｐ（繊維長約３ｔｙｎに切断する）を計量し使用
する。

２５℃、５００ｃｃの蒸留水中に、計量した吸水繊維を
入れ、１時間吸水させる。その後、３３０メツシユのス
テンレス製金鋼に吸水した繊維を移し、１０分間静置し
水切シを行ない、吸水繊維を秤量、する。吸水率は下式
の様に決定した。

接着量は得られた吸水繊維を繊維長約５ｃ１ｎ、重量約
Ｏ，Ｓ　を分取し、手によシ開繊作業を行ない、下記の
様に順位付けした。

接着糸量と評価方法 小・・・・・・単繊維間の接着糸量が手の開繊作業によ
って完全に消失するもの。

中・・・・・・単繊維間の接着糸量が手の開繊作業によ
っても約１〜１０％全繊維に対し残留するもの。

多・・・・・・単繊維間の接着糸量が手の開繊作業によ
っても１０％よル多く全繊維に対して残留するもの。

本試験は、紡績におけるカーディング工程の予備評価法
でもラシ、接着糸量評価が小でなければ良好な糸形状を
有する紡績糸が得られまいものでおる。

実施例１〜１４、比較例１〜５ アクリロニトリル７５重量％、アクリル酸２５重量％よ
り成るアクリロニトリル系繊維（単糸デニール；、約２
ｄ、３５℃のジメチルホルムアミド溶液中の固有粘度：
１．２０）の５１，４０ａｎの繊維束を第１表に示すエ
チルアルコール水溶液組成、アルカリ金属水酸化物組成
にてエチルアルコール水溶液５００　を中に浸漬し、第
１表に示す中和処理温度、中和処理時間で処理した。次
いで、得られた中和処理後の繊維を、室温２５℃でロー
ル直径２０ｃｍ、長さ３０百、１対の２ムロール（圧力
３Ｋｇ／ｃｍ”、処理速度２ｍ／分）のプレスロール機
によシ、過剰のエチルアルコール水溶液を除去し、各側
について処理繊維の一部を１００℃で恒温になるまで乾
燥して膨潤度の測定と吸水率の測定を行表った。

また、その残部は４０℃で風乾して実用乾燥時間の測定
を行ない、得られた乾燥繊維について、接着糸量の測定
を行なった。その結果を第２表に示す。実施例１〜１４
は、第２表に示す様に各々１００倍以上の吸水率を示し
、乾燥時間も１ｏ分以内でアシ、かつ紡績工程通過性を
予想する接着糸°量評価も全点が小である吸水繊維が得
られた。しかし、比較例１に示す様に水単独使用の場合
においては、糸がゼリー状となジ、糸形態を保て危い。

また、比較例２．３に示す様に、エチルアルコール／水
系においては、エチルアルコールの重量％が３０％未滴
では、糸が一部ゲル状化し、接着糸量が増加し、エチル
アルコールの重量％が９ｏ％を超える場合においては、
糸の中和が完全には行表われないために、吸水率が低下
しく比較例３では８倍）実用と々ら表い。

さらに、比較例４に示す様に水酸化カルシウムの添加は
、カル−キシル基間の架橋が発生し、吸水率が大幅に低
下し、吸水繊維として実用と々らない。比較例５に示す
様に、エタノール以外の水、エチルアルコールに可溶な
有機液体の重量％が３゜％を超える場合、中和処理液が
、水および、有機液体に相分離するために、本来のエチ
ルアルコールによる繊維の中和時における膨潤抑制効果
が得られず、膨潤度増大、接着糸量が多となシ、実用と
ならない。

以下余白 第　　２　　表 実施例１５〜２１、比較例６〜７ 第３表に示す処理条件以外は実施例１と同じ条件で実験
を行表った。その結果を第４表に示す。

実施例１５〜２１は、第４表に示す様に各々１００倍以
上の吸水率を示し、乾燥時間も１０分以内であシ、かつ
紡績工程通過性を予想する接着糸量評価も全点が小であ
る吸水繊維が得られた。しかし、メチルアルコールの重
量％が９０５Ｘ；を超える場合においては、糸の中和が
完全には行なわれないために、吸水率が低下しく比較例
６では２倍）実用となら々い。また、比較例７に示す様
に、エタノール以外の水、エチルアルコールに可溶表有
様液体の重量％が３０％を超える場合、中和処理液が、
水および、有機液体に相分離するために、本来のエチル
アルコールによる繊維の中和時〈おける膨潤抑制効果が
得られず、膨潤度増大、接着糸量が多となシ、実用とな
ら表い。

以下余白 実施例２２〜２５、比較例８ アクリロニトリル、アクリル酸、酢酸ビニル及びイタコ
ン酸を過硫酸カリウム、亜硫酸水素ナトリウム触媒とし
て用い、水系懸濁重合を行表い、第５表に示す組成の共
重合体を得た。これらの共重合体を、ジメチルホルムア
ミドを溶剤として用い、常法によって湿式紡糸、水洗お
よび、８０℃の熱水中で６倍に延伸を行表い、乾燥後、
単繊維デニール約２ｄの繊維を得た。

この繊維（５，Ｏｆ、　４０ｃｍの長さ）を、エチルア
ルコール水溶液（重量比：エチルアルコール／水＝７／
３　）　５００　ｆおよびエチルアルコール水溶液に対
し２．０重量％のＮａＯＨを添加し、中和温度３０℃、
中和時間３分間で中和を行なった。得られた繊維の膨潤
度、乾燥時間、吸水率、接着糸量を、前記の方法に従い
測定した。その結果を第６表に示す。

実施例２２に示す様に１アクリル酸含有率１６重量％に
おいては、吸水率１０倍であシ、吸水繊維として最低限
の性能を有している。しかし、比較例８に示す様にアク
リル酸含有率が１３重量％では吸水率が３．０倍でアシ
、吸水繊維として実用的では力い。また、実施例２３に
おいては、吸水率が２７０倍と高いが接着糸量が中とな
シ、紡績性が若干低下するが、実用上問題とカら々い。

実施例２４　、２５ではそれぞれ膨潤度が低く、乾燥時
間も短かく、かつ良好々吸水性能を有する繊維が得られ
た。

第　　５　　表 ※ムＮ：７クリロニトリル、ＡＡ＝アクリル酸、ｖＡＣ
＝酢酸ビニル、ＩＴ人＝イタコン酸 第　　６　　表 〈発明の効果〉 本発明によれば、高度に吸水性を有するアクリル系繊維
を製造する際、中和処理時の繊維の膨潤を抑制すること
ができ、中和処理時間乾燥時間も短かく、工業的に有利
に吸水繊維を製造することができる。更に、得られた繊
維は高吸水性能を有していると同時Ｋ特に乾燥繊維の単
糸の接着が少なく、紡績工程で殆んど問題を起すことの
ないすぐれた原綿特性を有している。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、アクリロニトリルを５０重量％以上含有し、かつカ
   ルボキシル基を１０〜３０重量％含有する重合体から成
   る繊維を、アルカリ金属水酸化物を含有するアルコール
   水溶液によつて中和する事を特徴とするアクリル系吸水
   繊維の製造方法 ２、アルコール水溶液がメチルアルコール、エチルアル
   コール及びプロピルアルコールから選ばれる少なくとも
   １種を含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   のアクリル系吸水繊維の製造方法 ３、アルカリ金属水酸化物が水酸化リチウム、水酸化カ
   リウム及び水酸化ナトリウムから選ばれる少なくとも１
   種であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   アクリル系吸水繊維の製造方法 ４、アクリロニトリルを６５重量％以上含有する事を特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載のアクリル系吸水繊
   維の製造方法