KR19980080358A

KR19980080358A - 흡수성 아크릴섬유

Info

Publication number: KR19980080358A
Application number: KR1019980008990A
Authority: KR
Inventors: 노리유키 고하라; 츠네오 가타야마; 오사무 야마시타; 류이치 가사하라; 히로미 야스이
Original assignee: 이케다. 도쿠오; 닛폰 에쿠스란 고교 가부시키가이샤
Priority date: 1997-03-27
Filing date: 1998-03-17
Publication date: 1998-11-25
Also published as: JP3728862B2; TW363091B; KR100475423B1; JPH10273821A

Abstract

(목적) 내열성, 형상유지성, 크림프 안정성이 좋고, 종래의 아크릴 섬유와 동일한 후가공이 가능한 흡수성 아크릴 섬유를 제공하는데 있다.

(구성) 적어도 85중량%의 아크릴로니트릴 단위를 함유한 아크릴로니트릴계 중합체와 셀룰로오스를 각기 티오시안산염 수용액에 용해하고 아크릴로니트릴계 중합체 80∼95중량%와 셀룰로오스 20∼5중량%를 혼합, 습식방사함에 따라, 건조, 크림프 세트등의 열처리에 의하여 소실됨이 없이 마크로보이드를 함유시킴으로써 얻어지는 흡수성 아크릴 섬유.

(효과) 건조, 크림프 세트등의 열처리가 가능하고 내열성, 형상유지성, 크림프 안정성이 좋고, 종래의 아크릴섬유와 아무런 손색없이 사용할 수가 있다.

Description

흡수성 아크릴 섬유

본 발명은 의류용도, 인테리어용도, 산업자재용도에 사용되는 흡수성 아크릴 섬유에 관한 것이다.

목면, 양모등의 천연섬유는 흡수율 20∼40중량%라고 하는 높은 흡수성을 나타내지만, 일반의 합성섬유는 흡수성이 부족하고, 천연섬유와 비교하여 상품가치가 낮다. 합성섬유의 흡수성능을 개량하기 위하여 종래부터 많은 검토가 되어 왔다. 그중에서도 섬유를 다공질 구조로 함에 따른, 모세관 현상을 이용한 섬유가 수많이 제안되어 왔다.

예컨대, 특개소 47-25418호 공보, 특공소 47-15901호 공보, 특공소 48-6649호 공보 및 특공소 48-6650호 공보에는 아크릴 섬유 제조공정중에서의 팽윤 겔토우중의 미소한 보이드 또는 마이크로보이드를 잔존시키도록 온화한 건조조건을 선택함에 따라서 다공질의 아크릴 섬유를 제조하는 방법이 기재되어 있다. 또는 특개소 47-25416호 공보, 특공소 48-8285호 공보, 특공소 48-8286호 공보에는 아크릴 섬유의 제조공정중에서의 팽윤 겔토우에 수용성 화합물을 충전하고, 건조, 후처리의 후에 충전물을 용출시켜, 보이드를 재생하는 것이 기재되어 있다.

상기의 방법에 공통되는 점은, 아크릴 섬유의 제조공정중에서의 팽윤 겔토우가 본래 함유하는 마이크로보이드를 최종제품으로 잔존시킨 다공성 아크릴 섬유를 제조하는 기술인 것이다.

그렇지만, 이 팽윤 겔토우에 함유되는 마이크로보이드는, 열적으로 극히 불안정한 것이기 때문에, 섬유제조공정에 있어서 극히 불안정한 것이기 때문에,섬유제조공정에 있어서 특히 건조, 크림프세트에 있어서는 고온처리를 행할 수가 없고, 최종제품의 내열성, 형태유지성, 크림프 안정성이 부족하고, 제품의 상품가치를 현저하게 저하시키는 원인이 되고 있다. 그러나 이같은 원인을 배제한 흡수성 아크릴 섬유는 아직 달성되고 있지 않은 것이 현실이다.

이와 같은 실상에 있어서 본 발명자등은 상기의 문제점을 해결하기 위해 예의 검토한 결과, 아크릴로니트릴계 중합체와 셀룰로오스를 함께 티오시안산염 수용액에 용해하고 방사원액으로 한후, 습식방사를 행하고, 그 응고성의 차에 의거하여 발생하는 마크로보이드를 아크릴 섬유중에 유지시킴으로써 달성되는 것을 발견하였다. 즉 본 발명은, 적어도 85중량%의 아크릴로니트릴 단위를 함유한 아크릴로니트릴계 중합체 80∼95중량% 및 셀룰로오스 20∼5중량%로 이루어지는 폴리머의 혼합물로 이루어지고, 흡수율이 20중량% 이상인 것을 특징으로 하는 흡수성 아크릴 섬유에 관한 것이다.

이하,본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명에 채용하는 아크릴 섬유의 원료인 아크릴로니트릴계 중합체로서는 아크릴로니트릴 비율이 85중량%인 이상이면 특별한 제한은 없고 단독 중합체, 공지의 모노머와의 공중합체를 사용할 수가 있다. 아크릴로니트릴(이하, AN이라고도 함) 비율이 85중량% 미만이 되면 아크릴 섬유의 열안정성이 현저하게 저하하고, 용이하게 착색하기 위하여 최종상품의 품위가 저하할때가 있다.

공중합에 사용되는 코모노머로서는 다른 중합성 불포화 비닐화합물등, 아크릴로니트릴과 공중합하는 것이라면 특별히 제한이 없고, 예컨대 알킬아크릴레이트, 알킬메타크릴레이트, 아크릴산, 메타크릴산, 메타크릴로니트릴, 아크릴아미드, 아세트산비닐, 염화비닐, 브롬화비닐, 플루오로비닐, 비닐알킬레이트, 염화비닐리덴, 브롬화비닐리덴, 스티렌, 스티렌술폰산, 알릴술폰산, 메탈릴술폰산, 스티렌술폰산염, 알릴술폰산염, 메탈릴술폰산염, 에틸렌, 프로필렌 등을 사용할 수가 있다.

본 발명에 사용되는 셀룰로오스는 특별히 한정되지 않지만, 티오시안산염 수용액에의 용해성에서, 미리 셀룰로오스중의 결정구조를 혼란케 하기 위한 전처리를 시행한 무정형 셀룰로오스이고, 평균중합도 50∼500의 것이 바람직하다.

이와 같이 하여 제작된 AN계 중합체 및 셀룰로오스는, 용제로서 티오시안산염 수용액에 용해하여 방사원액으로 하고, 공지의 노즐로 습식방사된다. 티오시안산염으로서는 티오시안산칼슘, 티오시안산마그네슘, 티오시안산리튬, 티오시안산스트론튬, 티오시안산나트륨이 바람직하게 사용된다.

셀룰로오스의 첨가량은 폴리머 총량의 5∼20중량%이고, 바람직한 것은 7∼15중량%이다. 셀룰로오스의 첨가량이 5중량% 미만의 경우는 흡수율이 낮고, 20중량%를 초과하는 경우는 흡수율은 증가하지만, 방사시의 사절의 증가나 실의 기계적 물성의 저하가 일어난다.

본 발명의 흡수성 아크릴 섬유는 상기의 폴리머를, 방사된 섬유가 그 단섬유 중에 아크릴로니트릴계 중합체와 셀룰로오스의 다층 구조를 갖는 상태로 혼합하여 습식방사함으로써 얻어진다. 방사법으로는 통상의 습식방사 및 건습식 방사의 어느것도 바람직하게 채용할 수 있다. 응고액으로서 티오시안산염/수계의 용액중에 방출하고, 단계적으로 탈용제 및 수세를 행하고, 이어서 7∼12배의 연신을 행하고, 건조, 치밀화를 행한 후, 권축, 크림프 세트를 행한다.

크림프 세트는 120∼150℃, 10초∼15분간의 조건에서 행하지만, 더욱 바람직하게는 125∼140℃가 좋다. 흡수율은 125℃에서 급속히 증가하지만, 처리온도가 지나치게 높아지면 섬유가 교착할때가 있다. 처리시간은 고온일수록 짧은 것이 좋지만, 수축얼룩, 염색얼룩을 피하기 위하여 15초 이상이 바람직하다. 또, 흡수율은 다음의 방법으로 측정하였다. 섬유 10g을 개섬한후 거즈로 싸서 계멸활성제(노이겐 HC 1㎖/1ℓ)중에서 60℃, 30분간 세정한 후 유수로 세정하고 탈수하였다. 계속해서 이온교환수중에서 30분간 자비처리하고 유수로 세정후 탈수하였다. 110℃에서 20분간 건조한 후, 30℃로 조정한 이온교환수에 침지하고 3시간 방치하였다. 원심탈수기(고구산 원심기(주)사제 TYPE H-770A)의 눈금을 3에 맞춰서 3분간 탈수하고, 섬유를 거즈에서 꺼내서 중량을 측정하였다. 다음에 90℃에서 30분간 건조한 후에 중량을 측정하였다. 흡수율은 식 1에 의하여 산출한 것을 말한다.

(작용)

본 발명은 본질적으로 응고성이 다른 아크릴로니트릴계 중합체와 셀룰로오스라고 하는 2종류의 폴리머를 공통의 용제인 티오시안산염 수용액에 용해한 혼합폴리머용액을 습식방사함으로써 섬유중에 그 응고성의 차에 의하여 마크로보이드를 발생시켜, 아크릴로니트릴계 중합체 단독으로는 건조나 크림프세트에 의하여 소실하는 보이드를, 셀룰로오스 친수성에 의하여 보이드내에 유지시킨 물과 셀룰로오스가 갖고 있는 내열성에 의하여 열처리후에도 잔존시켜, 모세관 현상에 의한 흡수성을 부여하는 것이다.

(실시예)

이하에 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위해 실시예를 표시하지만, 이것들은 단지 예시적인 것이고, 본 발명의 요지는 이것들에 의하여 한정되는 것은 아니다.

또한 실시예중, 부 및 100분율은 특히 예고가 없는 한 중량기준으로 표시한다.

실시예 1

아크릴로니트릴, 아크릴산메틸을 90중량% 대 10중량%의 비율로 중합한 아크릴로니트릴계 중합체와 중합도 200의 셀룰로오스와의 비율을 96/4∼65/35의 비율로 혼합하고, 이것을 60중량% 티오시안산칼슘 수용액에 용해하고 폴리머농도 15%의 방사용 원액을 제작하였다. 이것을 25℃, 15중량%의 티오시안산칼슘 수용액을 응고액으로 하여 습식 방사한 후 수세, 10배의 열연신을 행하고 긴장하에 가열롤러에서 130℃로 건조, 치밀화를 행하고, 130℃, 3분간의 습열처리를 시행하고, 5종류의 아크릴섬유시료를 얻었다. (시료 No. 1∼5) 흡수율, 인장강신도를 표 1에 표시한다.

[표 1]

No.	아크릴로니트릴계 중합체/셀룰로오스	흡수율	인장강도	인장신도	방사, 연신시사절
1	96/4	18%	3.5g/d	35%	없음
2	95/5	22%	3.3g/d	33%	없음
3	80/20	30%	2.9g/d	30%	없음
4	70/30	35%	2.2g/d	20%	있음
5	65/35	38%	0.9g/d	12%	있음

셀룰로오스 함유율이 4중량% 이하의 섬유는, 건조 및 크림프 세트에 상당하는 열처리를 시행하면 흡수율이 20중량% 이하이며 흡수성 섬유라고는 말할 수 없는 것에 대하여, 5중량%이상 함유하는 것에서는 동일한 처리를 시행한 후에도 강신도의 밸런스가 유지되고, 더구나 20중량% 이상의 높은 흡수율을 나타냈다. 또, 실험 No.2의 섬유에 건조, 치밀화후 크림프 처리를 행하고 130℃에서 크림프 세트를 실시한 바, 자비후에도 소실하지 않는 내열적으로 안정한 크림프를 부여할 수 있었다. 셀룰로오스 함유율 20중량% 이하이면 방사, 연신은 안정하게 실시할 수 있지만, 20중량%를 초과하면 연신에서의 사절이 빈발하였다. 더욱이 35중량%에서는 연신이 안되기 때문에 인장강도가 0.9g/d로 저하하였다.

실시예 2

아크릴로니트릴, 아크릴산메틸을 95중량% 대 5중량%의 비율로 중합한 아크릴로니트릴계 중합체와 중합도 200의 셀룰로오스와의 비율을 90/10의 비율로 혼합하고, 이것을 60중량% 티오시안산칼슘 수용액에 용해하고, 폴리머 농도 15%의 방사용 원액을 제작하였다. 이것을 25℃, 15중량%의 티오시안산칼슘 수용액을 응고액으로 하여 습식 방사한후 수세, 10배의 열연신을 행하고 긴장하게 가열롤러로서 130℃에서 건조, 치밀화를 행하고, 120∼150℃에서, 3분간의 습열처리를 행하고, 5종류의 아크릴섬유시료를 얻었다. (시료 No. 6∼10) 흡수율, 교착유무를 표 2에 표시한다.

[표 2]

No.	아크릴로니트릴계중합체/셀룰로오스	습열처리온도	흡수율	교착
6	90/10	120℃	20%	없음
7	90/10	125℃	22%	없음
8	90/10	130℃	22%	없음
9	90/10	140℃	28%	없음
10	90/10	150℃	23%	있음

습열처리온도가 150℃이상에서는 물이 가소제가 되고 아크릴로니트릴의 용융이 시작되기 때문에 교착이 일어난다. 140℃이하에서는 교착이 없는 섬유가 얻어진다.

실시예 3

아크릴로니트릴, 아세트산 비닐을 84중량% 대 16중량%의 비율 및 85중량% 대 15중량%의 비율로 갖는 아크릴로니트릴계 중합체와, 20중량% 수산화나트륨 수용액중에 5시간 참지한 후 묽은 황산으로 중화, 수세, 건조한 중합도 200의 셀룰로오스와의 비율을 90/10 및 80/20의 비율로 혼합하고, 이것을 60중량% 티오시안산나트륨 수용액에 용해시키고 폴리머 농도 15%의 방사용 원액을 제작하였다. 이것을 25℃, 15중량%의 티오시안산나트륨 수용액을 응고액으로 하고 습식 방사한 후 수세, 10배의 열연신을 행하고 긴장하에 가열롤러에서 130℃에서 건조, 치밀화를 행하고, 130 ℃, 3분간의 습열처리를 시행하고, 5종류의 아크릴섬유시료를 얻었다. (시료 No. 11∼14) 흡수율, 섬유의 백도를 표 3에 표시한다.

[표 3]

No.	AN계 중합체중 AN 함유율	아크릴로니트릴계 중합체/셀룰로오스	흡수율	섬유백도
11	84%	90/10	24%	×
12	84%	80/20	26%	×
13	85%	90/10	25%	○
14	85%	80/20	28%	○

아크릴로니트릴계 중합체의 아크릴로니트릴 함유율이 84중량% 이하에서 아크릴로니트릴계 중합체의 내열성이 낮기 때문에 130℃의 건조, 치밀화 및 습열처리에 의하여 착색이 일어나고, 결과로서 얻어진 섬유의 백도가 저하하였다. 한편, 85중량% 이상의 아크릴로니트릴계 중합체에서는 착색은 거의 없고 양호한 섬유를 얻었다.

실시예 4

아크릴로니트릴, 아세트산비닐을 84중량% 대 16중량%의 비율 및 85중량% 대 15중량%의 비율을 갖는 아크릴로니트릴계 중합체와, 20중량% 수산화나트륨 수용액중에 5시간 침지시킨후 묽은 황산으로 중화, 수세, 건조한 중합도 200의 셀룰로오스를 각기 용제에서의 용해를 시험한 결과를 표 4에 표시한다.

[표 4]

	아크릴로니트릴계중합체	셀룰로오스
농초산	용해	용해안됨
염화아연수용액	용해	용해안됨
동암모니아용액	용해안됨	용해
NMMO	용해안됨	용해
티오시안산칼슘수용액	용해	용해
티오시안산나트륨수용액	용해	용해

초산, 염화아연수용액에서는 아크릴로니트릴계 중합체는 용해하지만 셀룰로오스는 용해하지 않고, 동암모니아용액, NMMO에서는 셀룰로오스는 용해되지만 아크릴로니트릴계 중합체는 용해하지 않았다. 한편, 티오시안산칼슘 및 나트륨 수용액에서는 아크릴로니트릴계 중합체, 셀룰로오스의 양자를 용해시킬수가 있었다.

이상 기술한 바와 같이 종래에는 아크릴 섬유의 제조공정중에서의 팽윤 겔토우가 본래 함유하는 마이크로보이드를 최종제품에 잔존시켜서 흡수성 아크릴 섬유를 제조하고 있었지만, 이 팽윤 겔토우에 함유되는 마이크로보이드는, 열적으로 극히 불안정한 것이고, 섬유제조공정에 있어서 특히 건조, 크림프 세트에 있어서는 고온처리를 행할 수가 없고, 최종제품의 내열성, 형태유지성, 크림프 안정성이 부족하고, 제품의 상품가치를 현저하게 저하시키는 것이었다. 본 발명은 본질적으로 응고성이 다른 아크릴로니트릴계 중합체와 셀룰로오스라고 하는 2종류의 폴리머를 공통의 용제인 티오시안산염 수용액으로 용해한 혼합폴리머 용액을 습식방사함으로써, 그 응고성의 차에 의하여 마크로보이드를 발생시켜, 이에 의거한 모세관 현상에 의하여 흡수성을 부여하는 것이고, 내열성, 형태유지성, 크림프 안정성이 좋고, 종래의 아크릴 섬유와 동일한 후가공이 가능한 흡수성 아크릴 섬유를 제공하는 것으로 공업적 의의가 크다고 할 것이다.

Claims

적어도 85중량%의 아크릴로니트릴 단위를 함유한 아크릴로니트릴계 중합체 80∼95중량% 및 셀룰로오스 20∼5중량%로 이루어지는 폴리머의 혼합물로 이루어지고, 흡수율은 20중량% 이상인 것을 특징으로 하는 흡수성 아크릴 섬유.
제 1 항에 있어서, 아크릴로니트릴계 중합체 및 셀룰로오스를 용해하여 방사원액으로 할 때에, 용제로서 티오시안산염 수용액을 사용하는 것을 특징으로 하는 흡수성 아크릴 섬유.