KR860000605B1

KR860000605B1 - 표면평활성(表面平滑性)이 우수한 아크릴계 섬유의 제조방법

Info

Publication number: KR860000605B1
Application number: KR8205092A
Authority: KR
Inventors: 시게루 사와니시; 요오조오 시오미; 아끼라 야마네
Original assignee: 와다나베 고오노스께; 니혼 엑스란 고오교오 가부시끼가이샤
Priority date: 1982-01-26
Filing date: 1982-11-11
Publication date: 1986-05-22
Also published as: KR840002472A; US4448740A; JPS58132107A; JPS6361409B2

Abstract

내용 없음.

Description

표면평활성(表面平滑性)이 우수한 아크릴계 섬유의 제조방법

본 발명은 표면평활성이 우수한 아크릴계섬유의 제조방법에 관한것이며, 더욱 상세하게는 특정의 아크릴로니트릴(이하 AN이라고 약칭함)계 중합체 방사원액을 특정조건하에 방출(紡出), 응고, 수세, 습열연신(濕熱延伸)하므로써 표면평활성이 우수하고 수모조(獸毛調)의 풍합(감촉과 외관)을 가진 아크릴계 섬유를 제조하는 방법에 관한 것이다.

아크릴계 섬유의 제조방법은 대별하여 습식방사법(紡絲法)과 건식방사법으로 분류되고 일반적으로 후자의 방법에 의해 제조된 섬유의 표면은 평활성이 뛰어나며 유연성, 매끄러운 감등 수모조의 풍합을 지니고 있는 데에 대하여 습식방사법을 채용할 경우에는 섬유표면에 무수한 주름이 생성되기 때문에 이러한 풍합에 있어서 반드시 만족할만한것은 아니었다. 따라서 건식방사셀비등의 새로운 설비투자를 할 필요없이 습식방사법에 의해서 섬유표면에 주름이 없는 평활한 섬유를 제조할수 있다면 공업적의의는 극히 큰것이다.

본 발명자들은 이러한 현실정을 감안하여 습식방사법에 있어서의 섬유표면의 주름생성거동에 대하여 예의 검토한 결과, 응고시에 있어서의 응고연신 혹은 응고겔사(Gel絲)시행하는 2차 전이점 이하의 온도에서의 연신이 주름의 생성에 크게 관여하고 있으며 이러한 응고 연신을 작게하고 또한 2차전이점 이하의 온도에서의 연심을 실질적으로 하지 않으므로써 표면평활성, 유연성, 매끄러운감, 광택, 염색물의 발색성등이 우수한 수모조 풍합을 지니는 아크릴계섬유를 제조할 수 있다는 사실을 발견하여 본 발명에 도달하였다.

즉, 본발명의 목적은 섬유표면의 평활성에 우수한 수모조풍합을 지니는 아크릴계 섬유를 습식방사법에 의해서 제조하는 방법을 제공하데 있다.

본 발명의 다른목적은 유연제처리에 의한 매끄러움의 개량효과가 크고, 투명성, 광택, 염색물의 발색성등이 우수한 아크릴계 섬유의 제조법을 제공하는데 있으며, 본 발명의 또다른 목적은 다음에 기재하는 본 발명의 구체적인 설명에 의해 명백해 질 것이다.

이와같은 본 발명의 상기목적은 40℃에서 40-200포이즈의 점도를 가진 50-70℃의 AN계합체 방사원액을(a)노즐 세공모세관길이가 0. 5mm이하의 경우에는 방사드래프트를 0. 05-0. 2, 또 (b)0. 5mm를 넘는 경우에는 0. 13-2. 0인 조건으로 습식상사하에 실질적으로 연신하지 않는 조건으로 응고, 수세한후, 80℃이상의 온도에서 4배이상 습연연신하므로써 달성되고, 이러한 제조법의 채용에 의해서 비로소 습식방사법을 채용할 경우에 특유의 섬유표면에 무수한 주름을 생성하는 일이 없이 표면평활성이 우수하며 발색성비가 105%이상인 아크릴계 섬유가 얻어지게 되었다.

다음에 본 발명은 상술하지만 먼저 본 발명의 AN계 중합체 방사원액은 30℃에서 40-200포이즈의 점도 특성을 가진것을 채용할 필요가 있으며 이러한 범위내에 있는 점도의 방사원액을 채용하므로써 노즐내압성등의 문제가 없고, 투명성, 발색성이 우수한 섬유를 제공할 수가 있다. 또 이 방사원액의 온도로서는 50-70℃의 범위내의 조건을 채용할 필요가 있으며, 이러한 온도범위의 하한을 벗어날 경우에는, 예컨데 밸러스 효과(토출직후의 실가닥의 부풀음)에 기인한 응고연신을 방지할 수가 없기때문에 섬유표면에 대한 주름 형성을 억제할 수가 없으며 또 방사원액온도가 이러한 범위의 상한을 넘는경우에는 응고시에 보이드를 형성하여 투명성 및 발색성이 우수한 섬유를 제공할 수가 없다.

또한 본 발명에서 사용하는 AN계 중합체는 AN을 50중량%이상, 바람직하기는 80중량%이상을 함유하는 중합체이며 AN과 공중합가능한 단량체로서는 아세트산비닐, 아크릴아미드, 아크릴산 및 그 에스테르류 메타크릴산 및 그의 에스테르류, 염화비닐, 염화비닐리덴, 취화비닐, 메탈릴술폰산소오다, 비닐벤젠술폰산 소오다등을 들수가 있다. 이들의 중합체를 방사할 방사용제로서는 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미디, 메틸술폭시드등의 유기용제, 질산, 로단소오다, 염화아연의 수용액등의 무기용제를 들수가 있다.

다음에 방사조건인바 이중에서 노즐세공 모세관길이와의 관계에 있어서 방사드래프트조건을 설정하는 것이 특히 중요하며, (a)노즐세공 모세관길이가 0. 5mm이하의 경우에는 0. 05-0. 2, 바람직하기는 0. 06-0. 15의 범위내의 방사드래프트조건을, 또(b)이 모세관길이가 0. 5mm이하의 경우에는 0. 13-2. 0, 바람직하기는 0. 15-1. 0의 조건을 채용할 필요가 있다. 이러한 조건을 채용하여 비로소 밸러스효과 및 토츨실가닥의 인취(孔取)에 따른 응고연신에 의해서 발생하는 섬유축에 따른 다수의 주름을 가진 표면구조의 형성을 억제할수가 있다. 또한 방사드래프트를 상기 범위에 설정하는데는 인취로울러속도, 토출량, 노즐공경(孔徑)을 조정하는등의 방법을 채용할 수가 있으며 또한 밸러스효과에 기인하는 응고연신을 억제하기 위하여 일정한 드래프트 조건하에서 토출량을 낮추는것이 바람직하며 따라서 인취로울러속도를 10m/min이하로 억제하는것이 바람직하다. 또 응고속도를 느리게 하는것이 본 발명의 목적달성상 바람직하며, 이러한 관점에서 방사용제로서 무기용제, 특히 로단소오다수용액을 채용하는 것이 바라직하다.

또한 상기(a)의 경우에는 이형단면의 세공을 가진 노즐을 사용하더라도 밸러스효과에 의해 최종적으로 둥근단면의 섬유를 형성하기 솜웁기 때문에 특히 이형단면섬유를 얻기 위해서는 상기(b)의 조건을 채용하므로써 표면이 평활하며 광택성과 함께 반짝이는 성질이 우수한 섬유를 제조할수가 있다.

또 아크릴계 섬유제조시에 있어서 통상 세공정에서 냉연신을 하는것이나, 이러한 냉연신에 의해서 섬유표면에 주름을 형성하기 때문에, 본 발명의 목적달성상 연신을 하지않고 수세, 탈용매할 필요가 있다.

다음에 상기있 같이하여 방출, 응고, 수세된 미연신겔사를 80℃이상의 온도에서 4배이상, 바람직하기는 8-16배 습열연신할 필요가 있다.

이러한 습열연신을 하는 분위기로서는 80℃이상의 온도의 열수, 포화수증기, 과열수증기, 증기와 공기의 혼합분위기등을 들수가 있으며 그중에서도 열수를 채용하는것이 공업상 바람직하다.

상기 습열연신온도가 상기범위의 하한을 벗어날 경우에는 연신성이 나쁘며, 또 섬유표면의 주름생성을 억제할 수가 없어 바람직하지 않다. 또 상기 특정점도범위의 방사원액을 채용하고 또한 연신배율이 상기 범위의 하한에 미달되는 경우에는, 실용상 만족할만한 물성(物性)을 가진 섬유를 제공할 수가 없으며 또 생산성 면에서도 바람직하지 않다.

상기와 같이하여 만들어진 섬유는 다시 상법에 따라서 습열완화처리, 습열 혹은 건열분위기속에서의 재연신, 권축(捲縮)부여, 유제처리, 건조등의 제공정을 적의 채택할 수가 있다.

상술과 같은 본 발명에 추장(推奬)할 각구성을 결합채택하므로써 발색성비가 105%이상, 바람직하기는 110%이상이며, 표면평활성이 우수한 아크릴계 섬유를 습식방사법에 의해서 제조하는 것이 가능케 되었다. 또한 발색성비(K/S 비)는 다음과 같이하여 측정한 치이다.

측정용 섬유에 아이젠 카이론블루우 K-2 GLH(保土谷 화학제 카티온염료)를 0.5% o.w.f(o.w.f란 섬유 건조중량에 대한 흡착염료의 중량비율)완전흡진시킨후, 섬유를 60℃, 60분간 건조시켰다. 이어서 건조후의 염색물의 반사농도(K₁/S₁치)를 헌터형 반사광량계 : 컬러머신 CM-20형(컬러머신KK제)으로 측정하여 다음식에 의하여 K/비를 산출하였다.

또한 상기식에 있어서의 분모의 수치(K₂/S₂)는 통상의 아크릴계 섬유(엑스탄 R)의 상기 처방에 따라서 얻어진 염색물의 반사농도를 나타내며, 이러한 K/S 비가 클수록 최종섬유의 발색성이 양호하다는 것을 의미한다.

상기와 같이 하등 특별한 설비를 요하지 않고 종래의 습식방사설비를 사용하여 습식방사법 특유의 섬유표면에 무수한 주름을 생성시키는 일이 없고 표면평활성이 우수하고 또한 발색성이 우수한 아크릴계 섬유를 제조할 수 있는 점이 본 발명이 특기할만한 효과이다.

또 유연제처리에 의해 매끄러움이 개량효과가 크고 투명성, 광택등이 우수한 아크릴계 섬유를 제조할 수 있는 점도 본 발명의 현저한 효과이며 이러한 수모조의 풍합을 갖춘 섬유는 예컨대 수모혼용 소재로서 극히 유용한 것으로 된다.

다음에 실시예에 의해서 본 발명을 더욱 상세히 설명하겠으나 실시예에 의해서 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또한 실시예중의 %는 모두 중량기준이다.

[실시예 1]

AN 90%‘아크릴산메틸 9. 8% 및 메탈릴술폰산소오다 0. 2%로된 AN계 공중합체(30℃의 디메틸포름아미드중에서의 극한점도 : 1.10)를 50%농도의 로단소오다수용액에 용매하여 중합체농도가 12. 0%이며 30℃에서 점도가 60포이즈의 방사원액을 조정하였다. 65℃로 유지된 이 방사원액을 노즐직경 0. 04mm

, 50구멍의 금속제노즐(모세관길이 : 0. 07mm)로부터 -3℃, 18%의 로단오다 수용액속에 압출하여 3m/min의 로울러속도로 방사드래프트 0. 068로 인취하였다. 응고용액중의 겔사는 느즈러지는 일도 없고 하등 이상없이 방사할 수 있었다. 계속해서 무긴장하에서 수세탈용매를 한후, 비등수안에서 12. 0배 연신하여 이어서 건구(乾球)온도/습구(濕球)온도=120℃/60℃의 분위기하에서 건조한후 130℃의 포화수증기속에서 완화열처리를하여 3테니어의 섬유(A)를 만들었다. 노즐 세공경, 로울러 인취속도 및 방사드래프트를 제1표에 기재와 같이 변화시키는외는 상기법과 동일하게 하여 3종류의 섬유(B-D)를, 또 비등수안에서의 연신배율을3. 8배로, 또 노즐세공경, 로울러 인취속도, 및 방사드래프트를 제1표에 기재와 같이 변화시키는 외는 상기법과 동일하게하여 섬유(E)를, 다수 수세탈용매로 1. 5배 연신(냉연신)한후 비등수안에서 8. 0배 연신하는 외는 상기법에 따라서 섬유(F)를, 그리고 또 40℃ 및 75℃의 방사원액을 사용하는 외는 상기법에 따라서 2종류의 섬유(G 및 H)를, 또 30°에서 30포이즈의 방사원액(종합체농도 : 10%)를 사용하여, 방사드래프트를 0. 056으로 하는 외는 상기법에 따라서 섬유(Ⅰ)를 각각 만들었다.

이와같이 하여 얻어진 9종류의 섬유의 강신도, 투면도, K/S비등을 측정한 결과를 제 1 표에 병기하였다. 또한 발색성비를 구하는 기준으로서 엑스란R K 8 섬유. 3, 데니어(Denier)둥근단면의 섬유를 채용하였다.

[제1표]

(주)투명도(%) : 에틸알코올로 30℃의 굴절율을 1. 504로 조정한 트리크레실 포스페이트 17. 0gr에 길이 2mm로 커트한 시료 파이버 0. 105gr을 분산시켜 5cm셀을 사용하여 420mμ의 투과율을 측정하여 이 치를 투명도로서 표시하였다.

제1표의 결과에서 본 발명품(N0. A-C)에 있어서는 강신도특성에 문제가 없고, 우수한 투명성 및 발색성을 가지고 있는 사실이 이해되었다. 이에 대하여 방사드래프트조건이 본 발명이 범위를 벗어나는 섬유(D), 냉연신을 처리한 섬유(F) 및 방사원액온도가 본 발명의 하한을 벗어나는 섬유(G)에 있어서는 섬유표면에 무수한 주름이 생성되어 있어 발색성이 열등한 것밖에 얻어지지 않으며, 또 습열연신배율이 본 발명을 벗어나는 섬유(E) 및 방사원액점도가 본 발명을 벗어나는 섬유(Ⅰ)에 있어서는 투명성, 발색성 모두 뒤떨어지지는것밖에 얻지 못하였다.

[실시예 2]

플라스틱에 이형노즐(방사구멍 최대폭/중앙이 잘룩한 최협폭(最狹幅)=2. 0, 장경/최협폭=8. 0, 면적 : 0. 0413m㎡모세관길이 : 3mm)을 사용다여 다음 제2표에 기재한 조건외에는 실시예 1의 처방에 따라서 섬유(J)를 만들었다. 또 비교를 위하여 모세관길이가 0. 3mm의 노즐을 사용하여 다음 제2표 기재의 조건외는 상기 치방에 따라서 섬유(K)를 만들었다.

얻어진 2종류의 섬유의 특성을 평가한 결과를 제2표에 표시하였다. 또한 발색성비의 기준은 엑스란R F756섬유, 15데니어 고치형 단면섬유이다.

[제2표]

제2표에서 명백한 바와같이 본 발명에 있어서는 발색성 및 반짝이는 성질이 우수한 섬유(J)를 제공할수가 있었으나 본 발명을 만족시키지 않는 섬유(K)에서는 섬유표면에 주름이 있어 만족할수 없는 발색성의 것밖에 얻어지지 않았다.

Claims

30℃에서 40-200포이즈의 점도를 가진 50-70℃의 아크릴로니트릴계 중합체 방사원액을 하기의 방사(紡絲)드래프트조건으로 습식방사하여 실질적으로 연산하지 않는 조건으로 응고, 수세한 후, 80℃이상의 온도에서 4배이상 습열 연신하는것을 특징으로 하는 발색성비가 105%이상인 표면평활성이 우수한 아크릴계섬유의 제조방법.

(a) 노즐세공모세관길이가 0. 5mm이하의 경우 0. 05-0.2

(b) 노즐세공모세관길이가 0. 5mm를 넘는경우 0. 13-2. 0