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JPS595124B2 - アクソロニトリル系繊維 - Google Patents
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JPS595124B2 - アクソロニトリル系繊維 - Google Patents

アクソロニトリル系繊維

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Publication number
JPS595124B2
JPS595124B2 JP14685374A JP14685374A JPS595124B2 JP S595124 B2 JPS595124 B2 JP S595124B2 JP 14685374 A JP14685374 A JP 14685374A JP 14685374 A JP14685374 A JP 14685374A JP S595124 B2 JPS595124 B2 JP S595124B2
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JP
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fibers
minutes
fiber
mol
dry
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JP14685374A
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紘 酒井
利昭 東
稔 門脇
陞 野村
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Toray Industries Inc
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Toray Industries Inc
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  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアクリロニトリル系繊維、さらに詳しくはアク
リロニトリルを主成分とし、共重合成分としてメイコン
酸あるいはブテントリカルボン酸と次式で示される化合
物(以下化合物A)をそれぞれ0.3〜3モル%の範囲
量で含有する重合体か5 らなり、且つ架橋構造を有す
るアクリロニトリル系繊維に関する。
CH2=C−C 101N0CH2CH20H (ただし、上式中、RはHまたは炭素数1〜4アルキル
基である。
)15−般にアクリロニトリル(以下AN)系繊維は他
の合成繊維、例えばポリアミド系もしくはポリエステル
系繊維に比べ結晶性が低いために、熱安定性が悪く高温
時に力学的変化を生じ易く耐熱性の不足が指摘されてい
る。
ク0 この欠点を改善すべく従来種々の提案がなされて
きた。
それらの一つとして□系繊維に架橋結合を導入して、繊
維自体の耐熱性を向上させようとする一連の試みがなさ
れており、この場合架橋性モノマの共重合が一般的であ
る。しかしながら、ク5 架橋性モノマを共重合すると
通常重合紡糸過程で架橋反応が進み易く、重合過程で架
橋が進むと紡糸原液がゲル化して紡糸困難となり、また
紡糸過程で架橋が進むと延伸が難しくなるという問題が
あつた。それ故重合紡糸工程では架橋反応が進行刃 せ
ず、糸条形成後の乾燥あるいは熱処理工程で架橋反応が
起るような方法が望ましい。この目的のために例えば特
公昭46−33132号公報には本発明で使用する化合
物Aを1〜6モル%の範囲量で含有するAN系重合体を
湿式紡糸ぢ した後、水膨潤状態において強酸を含む水
溶液で処理し、しかる後100〜200℃の温度範囲で
乾燥することが提案されている。
しかしながら、この方法によつて得られる繊維糸条には
微量ながら処理酸が残存し、その後の糸条処理に影響が
あるばかりでなく、強酸水溶液を使用する工程では処理
容器を酸によつて腐触させるという問題がある。そこで
本発明者らは重合・成形工程では架橋反応が進まず、糸
条形成後の乾燥あるいは熱処理工程で容易に架橋反応が
進行し好適な耐熱性を付与するような?系繊維フイルム
について鋭意研究を進めた結果、本発明に至つたもので
ある。
すなわち、本発明の目的は著しく耐熱性に優れた架橋構
造を有するAN系繊維を提供することにある。本発明の
AN系繊維は?を主成分とし、共重合成分としてイタコ
ン酸あるいはプテントリカルボン酸および化合物Aを使
用するが、化合物AにおいてRはHもしくは炭素数1〜
4のアルキル基であり、好ましい化合物Aとして2−ヒ
ドロキシエチルメタクリレートを挙げることができる。
かかる共重合成分のモノマ全体に体する共重合量はそれ
ぞれ0.3〜3モル%、好ましくは0.5〜2.0モル
%でより好ましくはイタコン酸あるいはブテントリカル
ボン酸の使用量(モル)が化合物Aの使用量(モル)を
越えないようにすることである。ここで共重合成分がそ
れぞれ0.3モル%より少ないと熱処理が十分な場合で
も架橋が不十分で熱安定性の優れた繊維が得られないし
、一方3モル%より多いと架橋が繊維形成前に進行して
成形加工が困難となるため不適当である。
なお本発明のAN系繊維は上記イタコン酸あるいはブテ
ントリカルボン酸および化合物Aに加えて染色性付与の
ため少量のイオン性モノマや物性変更の目的で他のビニ
ルモノマを適当量共重合させること、あるいは他の重合
体をブレンドすることも可能である。
本発明のAN系繊維に係る重合体の重合方法としては通
常の溶液重合または水系重合のいずれをも適用できるが
、水系重合の場合には重合体ケークの乾燥工程で熱が加
わるため架橋反応が進行する恐れがあり、この点では直
接紡糸原液が得られる溶液重合法が有利である。
また該重合体の紡糸成形方法は乾式あるいは湿式を問わ
ず従来公知の方法がすべて適用できるが、特に該重合体
の溶剤と水との凝固溶を使用する湿式法が望ましい。
得られた凝固糸条は延伸・水洗などの処理を受け、つい
で100〜200℃で乾燥される。
乾燥温度は高い方が好ましいが、あまり高過ぎては繊維
が着色するようになる。架橋反応はこの高温処理の最中
に進行するが、架橋反応を一段と進行させるためには乾
燥後乾熱処理工程を通すのが好ましい。なおこのような
紡糸または成形、乾燥、乾燥処理工程においてその他当
業者に周知の種々の方法が採り得るのはもちろんである
。本発明の,ハ系繊維は通常の溶剤、例えばジメチルス
ルホキシドやジメチルホルムアミドに不溶であることか
ら架橋構造を有していることがわかる。
この架橋構造が糸条形成後の乾燥あるいは熱処理工程で
形成されるという特徴は、本発明の前記重合体に特有で
、例えばイタコン酸あるいはブテントリカルボン酸のか
わりにアクリル酸を共重合してもこの特徴は得られない
し、イタコン酸あるいはブテントリカルボン酸を単独、
または化合物Aを単独に共重合してもこの特徴は得られ
ず、この特徴は本発明のANを主成分とし、イタコン酸
あるいはブテントリカルボン酸および化合物Aを共重合
成分とする,系共重合体においてのみ認められるもので
ある。
それて本発明で得られるAN繊維は極めて優れた熱安定
性を有しているため、特に本発明に係るAN系繊維を用
いた製品を熱セツトした場合でも風合が変化せず、また
低伸度特性および抗ピル性を有する点でその効果は著し
い。
以下実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。
なお本例中、クリープ曲線は常法により試料を60Dに
精秤し、繊維を引揃えて一端を把持し、他端に10yの
荷重をかけ、所定温度にキープした加熱浴中60分間の
クリープ、さらに除重後30分間のクリープ回復を示し
たものである。またクリープ率(60分)およびクリー
プ回復率(30分)は次式により求めた。〔式中1。
は試料長(20mm)、11はクリープ60分後の試料
長、12はクリープ回復30分後の試料長である。〕参
考例 1 ジメチルスルホキシド(DMSO)中でアゾビスイソブ
チロニトリル(AIBN)を重合触媒として用い、溶液
重合法によつてアクリロニトリル(AN)−イタコン酸
(IA)−2−ヒドロキシエチルアクリレート(HEA
)、AN−ブテントリカルボン酸(BTCA)−2−ヒ
ドロキシエチルメタクリレート(HEMA)、AN−A
,.AN−HEMAlおよびAN−アクリル酸(AH)
一部MAからなる各共重合体原液をそれぞれ作製した。
これらの原液の重合にあたり、AN以外の共重合組成の
モノマ全体に対する共重合量はそれぞれにつき1モル%
とした。これら5種の原液にはいずれもゲル化現象は認
められなかつた。
これらの重合原液を水中に糸状甫沈澱し、再沈澱ポリマ
を熱風乾燥機にて約120℃で絶乾し、その乾燥ポリマ
についてDMSOに対する溶解性を調べた。
その結果は次の第1表に示す通り、AN−1AHEAお
よびAN−BTCA−HEMAの共重合乾燥ポリマにつ
いてのみDMSO不溶になつていることがわかつた。
実施例 1 DMS0中でAIBNを重合触媒として用い、溶液重合
法によつてAN−HEMA−1A−アリルスルホン酸ソ
ーダ(SAS)からなる共重合体原液を作製した。
この原液の重合にあたり、モノマ仕込み比はAN97.
7モル%、HEMAl.Oモル%、IAl.Oモル%、
SASO.3モル%であり、得られた重合体濃度は22
.3%、40℃における粘度は229ポイズであつた。
同様にしてAN94.7モル%、アクリル酸メチル(M
EH)5.0モル%、SASO.3モル%からなる通常
のAN系共重合体原液を比較品として作製した。
この時の重合体濃度は22.8%、40℃における粘度
は251ポイズであつた。これらの原液を孔径0.08
φMm、孔数400の口金を用いて30℃のDMSO5
5%水溶液に5m/Miの速度で吐出凝固させた後、9
8℃のDMSO3O%水溶液中で6倍に延伸し、50℃
の温水で十分に洗浄しDMSOを除去した。これらの繊
維は熱風乾燥機で10%の弛緩を与えながら所定の条件
、即ち140゜C20分、160℃30分の条件で乾燥
熱処理を行ない、それぞれ2.9dの乾燥繊維とした。
これらの乾燥繊維について加温DMSOに対する溶解試
験を行なうと本発明に係るAN/HEMA/IA/SA
SからなるAN系繊維はもはや溶解せず、殆んど完全な
繊維形態をとどめた。
これに対してAN/MEA/SASからなる通常のA系
重合体は簡単に溶解した。また前記乾燥繊維の90゜C
の水中および140゜Cのシリコンオイル中におけるク
リープ回線、クリープ率(60分)およびクリープ回復
率(30分)を調べたところ第1,2図および第2表の
ような結果を示した。
第1図は90℃の水中におけるクリープ曲線であり、1
はAN/HEMA/IA/SAS共重合体繊維を140
゜C、20分間乾熱処理したもの(本発明品)、2はA
N/HEMA/IA/SAS共重合体繊維を160℃、
30分間乾熱処理したもの(本発明品)、3はAN/M
EA/SAS共重合体繊維を140℃、20分乾熱処理
したもの(比較品)である。
第2図は140℃のシリコンオイル中におけるクリープ
曲線であり、1〜3は第1図の場合と同様である。
これらの結果から明らかなように本発明に係るAN系繊
維は通常のAN系繊維に比較して高温下の変形が小さい
さらに前記乾燥繊維を110℃、30分間蒸熱処理した
場合の強度は特性を東洋測器(株)製強伸度測定装置を
用いて調べたところ、第3,4図および第3表のような
結果を示した。
第3図は乾燥繊維(蒸熱処理前)の強伸度曲線であり、
1はAN/HEMA/IA/SAS共重合体繊維を14
0℃、20分間乾熱処理したもの、2はAN/HEMA
/ IA/SAS共重合体繊維を16『C、30分間乾
熱処理したもの(本発明品)、3はAN/MEA/SA
S共重合体繊維を140℃、20分間乾熱処理したもの
(比較品)である。
第4図は乾燥繊維を110℃、30分間蒸熱処理した場
合の強伸度曲線であり、1〜3は第3図の場合と同様で
ある。これらの結果から明らかなように本発明に係るA
N系繊維が蒸熱処理に対して比較的その影響を受けず、
特にこれらの繊維のもつ低伸度特性はそのまま保持され
ることがわかる。
実施例 2 実施例1と同様な方法で、IAおよびHEMAの仕込み
濃度を第4表に示すように変え、それぞれ重合液を作製
し、これらを孔径0.08mmφ、孔数400孔の口金
でDMSO−水系紡糸浴に紡糸し、6倍延伸した後、水
洗し熱風乾燥機で10%の弛緩を与えながら160℃、
30分乾燥熱処理して乾燥繊維を得た。
これらの乾燥繊維のDMSOに対する溶解性を調べ、繊
維がDMSOに溶けな(哨リ合をゲル分率として求めた
ところ、第4表中に示す通りになつた。
なお、AN93.Oモル%−IA3.5モル%一HEM
A3.5モル%仕込み条件の場合は、原液中でわずかな
がら架橋が進行し、紡糸しにくくなり、得られる繊維も
着力゛起こり、繊維として実用的でなかつた。実施例
3 実施例1と同様な方法で、AN97.7モル%2−ヒド
ロキシエチルアクリレート(HEA)1.0モル%−1
A1.0モル%−SASO.3モル%からなる共重合体
原液を作製した。
得られた原液の重合体濃度は22.5%40℃における
粘度は269ポイズであつた。これを孔径0.08mm
φ、孔数400孔の口金でDMSO一水系紡糸浴に紡糸
し、6倍延伸して後水洗し熱風乾燥機で10%の弛緩を
与えながら、所定の条件即ち140℃、30分、150
℃、30分、160℃、30分の各条件で乾燥熱処理を
行ない、それぞれ乾燥繊維を得た。これらの乾燥繊維に
ついて、90℃の水中におけるクリープ曲線、クリープ
率(60分)およびクリープ回復率(30分)を調べた
ところ、第5図および第5表のような結果を示した。第
5図は乾燥繊維の90℃水中におけるクリープ曲線であ
り、1はAN/HEA/IA/SAS共重合体繊維を1
40℃、30分間乾熱処理したもの、3は同共重合体繊
維を160℃、30分間乾熱処理したものである。
これらの結果から明らかなように、本発明に係るAN系
繊維が極めて優れた熱付法安定性をもち、熱処理温度の
上昇とともに、さらにその特性は強調されることがわか
つた。
実施例 4 実施例1と同様な方法でAN97.7モル%ブテントリ
カルボン酸(BTCA)0.5モル%−SASO.3モ
ル%からなる共重合体原液を作製した。
得られた原液の重合体濃度は21.4%、40℃におけ
る粘度は216ポイズであつた。これを孔径0.08m
77!φ、孔数400孔の口金でDMSO一水系紡糸浴
に紡糸し、6倍延伸して後水洗し、熱風乾燥機で10%
の弛緩を与えながら、所定の条件即ち140℃、30分
、150℃、30分、160℃、30分の各条件で乾燥
熱処理を行ない、それぞれ乾燥繊維を得た。
これらの繊維について、DMSOに対する溶解性を調べ
、繊維がDMSOに溶けない割合をゲル分率として求め
たところ、第6表のような結果を示した。
【図面の簡単な説明】
第1図は乾燥繊維の90℃水中におけるクリープ曲線で
あり、1はAN/HEMA/IA/SAS共重合体繊維
を140゜C、20分間乾熱処理したもの(本発明品)
、2はAN/HEMA/IA/SAS共重合体繊維を1
60℃、30分間乾熱処理したもの(本発明品)、3は
AN/ME)A/SAS共重合体繊維を140℃、20
分間乾熱処理したもの(比較品)である。 第2図は乾燥繊維の140℃シリコンオイル中のクリー
プ曲線であり、1〜3は第1図の場合と同様である。 第3図は乾燥繊維(蒸熱処理前)の強伸度曲線であり、
1はAN/HEMA/IA/SAS共重合体繊維を14
0℃、20分間乾熱処理したもの(本発明品)、2はA
N/HEMA/IA/SAS共1重合体繊維を160℃
、30分間乾熱処理したもの(本発明品)、3はAN/
′MEA/SAS共重合体繊維を140℃、20分間乾
熱処理したもの(比較品)である。 第4図は乾燥繊維を110℃、30分間蒸熱処理した場
合の強伸度曲線であり、1〜3は第3図の場合と同様で
ある。 第5図は乾燥繊維の90℃水中におけるクリープ曲線で
あり、1はAN/HEA/IA/SAS共重合体繊維を
140℃、30分間乾熱処理したもの、2は同共重合体
繊維を150℃、30分間乾熱処理したもの、3は同共
重合繊維を160℃、30分間乾熱処理したものである

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 アクリロニトリルを主成分とし、共重合成分として
    イタコン酸あるいはブテントリカルボン酸と次式で示さ
    れる化合物をそれぞれ0.3〜3モル%の範囲量で含有
    する重合体からなり、且つ架橋構造を有するアクリロニ
    トリル系繊維。 ▲数式、化学式、表等があります▼ (ただし、上式中、RはHまたは炭素数1〜4のアルキ
    ル基である。 )。
JP14685374A 1974-12-23 1974-12-23 アクソロニトリル系繊維 Expired JPS595124B2 (ja)

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