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技術 アクリル系繊維の製造法

出願人 株式会社カネカ
発明者 横山浩香下能範小林正明
出願日 1996年10月4日 (23年7ヶ月経過) 出願番号 1996-264079
公開日 1998年4月28日 (22年0ヶ月経過) 公開番号 1998-110326
状態 特許登録済
技術分野 合成繊維
主要キーワード 熱処理ローラー 自動連 回時間 熱処理ローラ 静電気防止 酢酸ビニル系重合体 メタリルスルホン酸ソーダ アクリロニトリル系繊維
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この項目の情報は公開日時点(1998年4月28日)のものです。
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課題

アクリロニトリル系繊維湿式紡糸で製造する際、傷糸発生や断糸を増加させることなく紡糸速度を上げて、各工程滞留時間内で水洗、乾燥を完了し、安定して操業する方法を提供すること。

解決手段

アクリロニトリルを30〜80重量%、塩化ビニルおよび塩化ビニリデンの少なくとも1種を70〜20重量%含有するアクリロニトリル系重合体アセトン等の有機溶媒に溶解した紡糸原液に、酢酸ビニル含量50重量%以上の酢酸ビニルエチレンとの共重合体を、アクリロニトリル系重合体に対して0.1〜10重量%となるように均一に含有させた紡糸液を、有機溶媒と水との混合溶媒からなる凝固浴中に紡出する。

概要

背景

従来、アクリロニトリル系重合体湿式紡糸アクリロニトリル系繊維を製造するに際し、生産性を上げるべく紡糸速度を上げた場合、浴液抵抗等による糸切れ繊維断面崩れ、あるいは、凝固工程、水洗工程、乾燥工程等の各工程の滞留時間不足による品質の発生等により、操業を安定に維持することが難しくなる。このような理由から、従来では、湿式紡糸で製造されるアクリロニトリル系繊維においては紡糸速度を高く出来ないという問題があった。特に、長繊維フィラメント)は、溶融紡糸で製造されるナイロンポリエステルに比較し紡糸速度が低く生産性が低いため、価格が高くなるという問題点があった。そこで流管凝固浴を用いて紡出糸と浴液を一緒に落下させることにより、浴液の抵抗を減らし紡糸速度を上げる等、生産性向上のために設備上の工夫が種々なされている。しかしながら、この流管式凝固浴を用いて紡糸速度を上げる方法では、浴液の速度制御が難しく整備が複雑になるという問題があった。

概要

アクリロニトリル系繊維を湿式紡糸で製造する際、傷糸発生や断糸を増加させることなく紡糸速度を上げて、各工程滞留時間内で水洗、乾燥を完了し、安定して操業する方法を提供すること。

アクリロニトリルを30〜80重量%、塩化ビニルおよび塩化ビニリデンの少なくとも1種を70〜20重量%含有するアクリロニトリル系重合体をアセトン等の有機溶媒に溶解した紡糸原液に、酢酸ビニル含量50重量%以上の酢酸ビニルエチレンとの共重合体を、アクリロニトリル系重合体に対して0.1〜10重量%となるように均一に含有させた紡糸液を、有機溶媒と水との混合溶媒からなる凝固浴中に紡出する。

目的

本発明の目的は、アクリロニトリル系繊維を湿式紡糸で製造するにあたり、傷糸発生や断糸を増加させることなく紡糸速度を上げて、各工程滞留時間内で水洗、乾燥を完了し、安定して操業する方法を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
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請求項1

アクリロニトリル系重合体有機溶媒に溶解してなる紡糸原液に、酢酸ビニル単独又は酢酸ビニルと酢酸ビニルと共重合しうる重合性不飽和単量体の少なくとも1種からなる酢酸ビニル系重合体を、前記アクリロニトリル系重合体に対して0.1〜10重量%となるように均一に含有せしめた紡糸液を、凝固浴中に紡出することを特徴とするアクリロニトリル系繊維製造法

請求項2

前記アクリロニトリル系重合体が、アクリロニトリルを30〜80重量%、塩化ビニルおよび塩化ビニリデンの少なくとも1種を70〜20重量%含有することを特徴とする請求項1記載のアクリロニトリル系繊維の製造法。

請求項3

前記酢酸ビニル系重合体中の酢酸ビニルの含量が50重量%以上で、かつ酢酸ビニルと共重合しうる重合性単量体エチレンであることを特徴とする請求項1記載のアクリロニトリル系繊維の製造法。

請求項4

前記有機溶媒がアセトンであることを特徴とする請求項1記載のアクリロニトリル系繊維の製造法。

請求項5

凝固液として、前記有機溶媒と水との混合溶媒を用いてなる請求項1又は請求項4記載のアクリル系繊維の製造法。

請求項6

アクリロニトリル系重合体と、酢酸ビニル単独又は酢酸ビニルと酢酸ビニルと共重合しうる重合性単量体の少なくとも1種からなる酢酸ビニル系重合体とを、前記アクリロニトリル系重合体に対して酢酸ビニル系重合体が0.1〜10重量%となるように均一に含有せしめた紡糸液を用いて湿式紡糸により製造されたアクリロニトリル系繊維。

技術分野

0001

本発明は、湿式紡糸によるアクリロニトリル系繊維製造法に関するものである。さらに詳しくは、紡糸速度を上げても傷糸の発生や断糸の少ない、アクリロニトリル系繊維の製造法に関する。

背景技術

0002

従来、アクリロニトリル系重合体を湿式紡糸でアクリロニトリル系繊維を製造するに際し、生産性を上げるべく紡糸速度を上げた場合、浴液抵抗等による糸切れ繊維断面崩れ、あるいは、凝固工程、水洗工程、乾燥工程等の各工程の滞留時間不足による品質の発生等により、操業を安定に維持することが難しくなる。このような理由から、従来では、湿式紡糸で製造されるアクリロニトリル系繊維においては紡糸速度を高く出来ないという問題があった。特に、長繊維フィラメント)は、溶融紡糸で製造されるナイロンポリエステルに比較し紡糸速度が低く生産性が低いため、価格が高くなるという問題点があった。そこで流管凝固浴を用いて紡出糸と浴液を一緒に落下させることにより、浴液の抵抗を減らし紡糸速度を上げる等、生産性向上のために設備上の工夫が種々なされている。しかしながら、この流管式凝固浴を用いて紡糸速度を上げる方法では、浴液の速度制御が難しく整備が複雑になるという問題があった。

発明が解決しようとする課題

0003

本発明の目的は、アクリロニトリル系繊維を湿式紡糸で製造するにあたり、傷糸発生や断糸を増加させることなく紡糸速度を上げて、各工程滞留時間内で水洗、乾燥を完了し、安定して操業する方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

0004

そこで本発明者らは前記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、アクリロニトリル系重合体を有機溶剤に溶解した紡糸原液に、酢酸ビニル又は酢酸ビニルと酢酸ビニルと共重合しうる重合性不飽和単量体の少なくとも1種からなる酢酸ビニル系重合体を、アクリロニトリル系重合体に対して0.1〜10重量%となるように均一に含有せしめた紡糸液凝固浴中に紡出することにより、紡糸速度を上げても傷糸の発生や断糸を少なくできることを見いだし、本発明を完成するに至った。

0005

本発明において、アクリロニトリル系重合体を有機溶剤に溶解した紡糸原液に酢酸ビニル系重合体を加えることによる効果は、酢酸ビニル系重合体がアクリロニトリル系重合体中に均一に分散含有されることにより凝固浴中での凝固が早くなり、浴液抵抗で傷糸発生や断糸しないよう糸が早期に強固となること、及び、水洗工程での糸の膨潤が少なくなるため乾燥工程への水分持ち込みが少なくなり、乾燥が早くなることであり、これにより、紡糸速度を上げても安定した操業が可能となる。

発明を実施するための最良の形態

0006

本発明に用いるアクリロニトリル系重合体としては、ポリアクリロニトリルアクリロニトリルとアクリロニトリルと共重合可能な1種又は2種以上のビニル又はアリル化合物等の重合性単量体との共重合体が挙げられる。前記アクリロニトリルと共重合可能な単量体としては、具体的には、例えば(メタアクリル酸メチルエチルブチルオクチル、メトキシエチルフェニルシクロヘキシル、等のエステル類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル酪酸ビニル等のビニルエステル類;(メタ)アクリルアミド及びその誘導体;(メタ)アクリル酸、マレイン酸、、イタコン酸等の不飽和カルボン酸及びこれらの塩類ビニルスルホン酸、(メタ)アリスルホン酸、P−スチレンスルホン酸、アクリルアミドプロパンスルホン酸等の不飽和スルホン酸及びこれらの塩類;塩化ビニル、臭化ビニル、弗化ビニル塩化ビニリデン、臭化ビニリデン等のハロゲン化ビニル及びハロゲン化ビニリデンスチレンメチルビニルケトンメチルビニルエーテル、(メタ)アリルアルコールビニルピリジンジメチルアミノエチルメタクリレートシアン化ビニリデン、メタクリロニトリルグリシジル(メタ)アクリレート等のビニル化合物類等が挙げられる。

0007

前記アクリロニトリル系重合体の組成としては、アクリロニトリルを30〜80重量%含有し、塩化ビニル及び塩化ビニリデンの少なくとも1種を70〜20重量%含有するアクリロニトリル系重合体が好適であり、より好適にはアクリロニトリルが40〜70重量%で塩化ビニル及び塩化ビニリデンの少なくとも1種が60〜30重量%である。このような組成とするのは、難燃性を維持するために塩化ビニルや塩化ビニリデンの含量は20重量%以上が好ましく、一方、光沢、触感嵩高性等、アクリロニトリル系繊維としての特質を維持するには、アクリロニトリルの含量は30重量%以上が好ましいからである。尚、その他の共重合可能な単量体の含有量は、5〜60重量%、好ましくは10〜55重量%である。

0008

このようなアクリロニトリル系重合体を溶解して紡糸原液を作製するための有機溶媒としては、ジメチルホルムアミドジメチルアセトアミドジメチルスルホキシドアセトン等を挙げることができる。これらの有機溶媒のなかでも、紡糸時の傷糸の発生や断糸を少なくして紡糸速度を上げるという本発明の目的を有利に達成し得ることから、アセトンが望ましい。

0009

尚、上記有機溶媒中に溶解するアクリロニトリル系重合体のポリマー濃度については何ら制約はないが、工業的観点から概ね10〜35重量%が好ましく、15〜30重量%の範囲に設定することがさらに望ましい。

0010

本発明では、上記のようなアクリロニトリル系重合体の有機溶媒溶液に酢酸ビニル系重合体を添加混合して紡糸原液として使用する。この酢酸ビニル系重合体は、酢酸ビニル単独重合体ポリ酢酸ビニル)、又は、酢酸ビニルと共重合可能な1種又は2種以上の重合性単量体との共重合体が挙げられる。前記酢酸ビニルと共重合する単量体としては、例えば(メタ)アクリル酸のメチル、エチル、ブチル、オクチル、メトキシエチル、フェニル、シクロヘキシル、等のエステル類;プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル等のビニルエステル類;(メタ)アクリル酸、マレイン酸、イタコン酸等の不飽和カルボン酸及びこれらの無水物;塩化ビニル、臭化ビニル、弗化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニリデン等のハロゲン化ビニル及びハロゲン化ビニリデン;スチレン、メチルビニルケトン、ビニルピリジン、ジメチルアミノエチルメタクリレート、シアン化ビニリデン、メタクリロニトリル、グリシジル(メタ)アクリレート等のビニル化合物、エチレンプロペンブテンジクロロエチレンクロロプロペン等のオレフィン及びハロゲン化オレフィン類、一酸化炭素が挙げられる。

0011

本発明の目的を有利に達成する前記酢酸ビニル系重合体の組成としては、酢酸ビニル単独重合体(ポリ酢酸ビニル)もしくは組成の50重量%以上が酢酸ビニルで、残りがエチレンからなる重合体が好ましい。

0012

上記のようなアクリロニトリル系重合体及び酢酸ビニル系重合体を得る方法としては、通常のビニル重合法、即ちスラリー重合乳化重合溶液重合等いずれの方法も適用され、特に制限されることはない。アクリロニトリル系重合体の分子量としては、湿式紡糸にて繊維形成可能であれば特に制限はないが、好ましくは約40,000〜100,000である。又、酢酸ビニル系重合体の分子量としては、低分子量すぎると紡糸の際に溶出する等でトラブルの原因となるので1,000以上が好ましく、更に好ましくは10,000以上である。又、有機溶媒に対する溶解性や、有機溶媒に溶解した時の粘度等から300,000以下が好ましい。酢酸ビニル系重合体は固体のままでも、又、は適当な有機溶媒に溶かしても、更には、水量が少なければ重合後の水分散体のままで用いても良いが、アクリロニトリル系重合体と同じ有機溶媒に溶かして用いるのが好ましい用い方である。

0013

上記のように、本発明では、アクリロニトリル系重合体の有機溶媒溶液に酢酸ビニル系重合体を加えることで、凝固が早くなり、浴液抵抗で傷糸が発生したり断糸したりしないよう糸が早期に強固となり、又、水洗での糸の膨潤が少なくなるため乾燥への水分持ち込みが少なくなり、乾燥が早くなるのであるが、このような効果を奏するための、アクリロニトリル系重合体の有機溶媒溶液に含有せしめる酢酸ビニル系重合体の量としては、アクリロニトリル系重合体に対して0.1〜10重量%の範囲であれば良い。0.1重量%以下では目的とする上記のような効果が得られず、10重量%以上では効果の増加が見られないばかりか、かえって、酢酸ビニル系重合体量の増加に伴うアクリロニトリル系重合体量の減少により、繊維にした時の耐熱性下等の品質上の問題が大きくなるからである。好ましくは、酢酸ビニル系重合体の含有量は、アクリロニトリル系重合体に対して0.3〜5重量%であり、更に好ましくは0.5〜3重量%である。

0014

紡糸にあたっては、凝固液として重合体溶液(紡糸原液)の調整に用いたものと同系の有機溶媒の水溶液を通常使用するが、有機溶媒の混合系でも差し支えない。凝固液の種類によっても異なるが、浴濃度は一般に15〜65重量%であり、又、浴温度は10〜30℃である。

0015

本発明を適用して製造されるアクリロニトリル系繊維の単糸繊度は特に制限はないが、一般には0.5〜100デニールである。一般に単糸繊度が大きいほど凝固、脱溶媒、乾燥に時間がかかり、紡糸速度を上げることが困難となるので、そのような場合に本発明の効果が顕著となる。又、全体の繊度や、短繊維であるか、長繊維であるかといったことにも制限はないが、特に全体の繊度が小さい長繊維(マルチフィラメント)は、紡糸速度を上げて生産性を上げることが望まれるので、このような場合にも本発明の効果が顕著となる。

0016

尚、通常、紡糸速度を上げると糸切れ(断糸)やそれに起因するローラー類への巻き付き、ガイド等での毛玉生成が起こり、安定運転でき、かつ品質上許容される程度まで紡糸速度を下げざるを得なくなる。糸切れや毛玉の発生は目視や触感等でも感知できるが、工程にセンサーを入れることで自動連続的に監視が可能となる。

0017

以下、本発明のアクリロニトリル系繊維の製造法について、実施例により更に具体的に説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではない。

0018

(実施例1)アクリロニトリル50重量%、塩化ビニル49重量%、及びアリルスルホン酸ナトリウム1重量%の組成よりなるアクリロニトリル系重合体(分子量60,000)を乳化重合で得た後、重合体濃度が25重量%になるようアセトンに溶解した。この溶液に、分子量約100,000のポリ酢酸ビニルを、前記アクリロニトリル系重合体に対して2重量%相当添加混合し紡糸原液とした。これを25℃、25重量%のアセトン水溶液中に、孔径0.3mm、孔数24の口金を通して紡出し、60m/分の速度で引き上げ、水洗後、乾燥での膠着防止と最終繊維の静電気防止等を目的としたオイリングを実施し、120℃で10)分間乾燥し、130℃で250%熱延伸し、さらに140℃で3分間熱処理して、繊度720デニール/24フィラメントのアクリロニトリル系繊維のマルチフィラメントを巻き取った。この工程中、1日の連続運転でもローラー巻き付き等のトラブルは無く、又、巻き取り機の前に、東レ社製フレイカウンクー(モデルDT−104A)のセンサーを置いたが、フィラメントの欠陥は平均0.4個/時間と許容範囲内であった。

0019

(実施例2)アクリロニトリル60重量%、塩化ビニリデン38.5重量%、及びメタリルスルホン酸ソーダ1.5重量%の組成からなるアクリロニトリル系重合体を、N,Nジメチルホルムアミド中で溶液重合し(分子量?)、22重量%の濃度で得た。この溶液に酢酸ビニル60重量%、エチレン40重量%からなる分子量50,000の酢酸ビニル系重合体を、前記アクリロニトリル系重合体に対し0.5重量%相当添加混合し紡糸原液とした。これを25℃、60重量%のN,Nジメチルホルムアミド水溶液中に、孔径0.1mm、孔数500の口金を通して紡出し、35m/分の速度で引き上げ、水洗後、120℃で10分間乾燥し、130℃で300%熱延伸して140℃5分熱処理し、3デニール/500フィラメントのアクリロニトリル系マルチフィラメントを得た。この工程中、1日の連続運転でもローラー巻き付き等のトラブルは無く、又、東レ社製フレイカウンター(モデルDT−104A)での欠陥測定でも許容範囲であった。

0020

(比較例1)ポリ酢酸ビニルを添加混合しない以外は、実施例1と全く同様に紡糸を実施した。紡糸開始後1時間もせずに熱処理ローラーに巻き付きが発生して全断糸となった。又、それまで巻き取ったマルチフィラメントにも多数の傷糸が混入していた。

0021

(比較例2)酢酸ビニル系重合体を添加混合しない以外は、実施例2と全く同様に紡糸を実施した。ローラー巻き付きによる全断線までにはいたらなかったが、東レフレイカウンター(モデルDT−104A)での欠陥測定では30回/時間と費用不可能のレベルであった。

0022

(比較例3)比較例1においてはポリ酢酸ビニル無添加のため、凝固浴出の速度とが60M/の条件では多数の傷糸が発生し、紡糸開始1時間もせずに熱処理ローラに巻き付きが発生して全断糸となった。そこで、フレイカウンターでの傷糸測定回数をみながら徐々に速度を下げるアクションを行ったところ、25M/分の速度で傷糸測定回数が1〜2回時間となり、許容レベルに入ってきた。

発明の効果

0023

以上のように、本発明によれば、湿式紡糸によるアクリル系繊維の製造にあたり、紡糸原液に酢酸ビニル系重合体を添加混合することにより、傷糸発生や断糸を増加させることなく紡糸速度を上げて、安定して操業することができる。

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