JP2000119913A

JP2000119913A - アクリル系原液着色繊維の製造用紡糸原液の製造方法

Info

Publication number: JP2000119913A
Application number: JP29156898A
Authority: JP
Inventors: Sho Takahashi; 捷高橋; Kimitoshi Tanaka; 公利田中
Original assignee: Toho Rayon Co Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1998-10-14
Filing date: 1998-10-14
Publication date: 2000-04-25

Abstract

(57)【要約】【課題】フタロシアニン系顔料が均一に且
つ高度に分散された紡糸原液を得る。【解決手段】紡糸原液の製造法は、平均粒子径
０．０５〜１μｍのフタロシアニン系顔料の水分散液に
塩化亜鉛を添加して、塩化亜鉛濃度を５０〜５５％、ｐ
Ｈを３〜４とし、更に適量の紡糸原液を添加することに
よってマスターバッチ液を調製し、該マスターバッチ液
を紡糸原液に混合することによって顔料の均一分散した
紡糸原液を製造することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、紡糸性に優れたア
クリル系原液着色繊維の製造用紡糸原液の製造方法に関
するものである。より詳細には、顔料の凝集や紡糸工程
での糸切れ性を改善した、塩化亜鉛系水溶液を溶媒とし
てアクリル系原液着色繊維を製造するための紡糸原液の
製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、塩化亜鉛系水溶液を溶剤としてア
クリル系繊維を製造する方法は広く知られ、工業的規模
で実施されている。このような溶媒を使用し、アクリル
系原液着色繊維を製造する方法として、アクリル系重合
体で被覆された顔料を、５〜２０℃で且つ低濃度の塩化
亜鉛系水溶液に一旦分散させ、次いで、更に塩濃度を高
めて、顔料を被覆している重合体を溶解し、顔料を分散
した低濃度重合体溶液となし、次いでこの顔料を分散し
た低濃度重合体溶液に顔料分散前の紡糸用重合体溶液の
一部を加えて均一に混合してマスターバッチ液とし、こ
れを更に紡糸用重合体溶液に添加し紡糸する方法が知ら
れている（特公昭４８−４３５７７号）。

【０００３】この方法では、顔料を重合体で被覆する工
程や、重合体を溶解する工程等が必要となり、原液着色
繊維の製造コストが高くなるという問題点がある。

【０００４】

【本発明が解決しようとする課題】塩化亜鉛系水溶液を
紡糸溶媒とした、顔料分散性のよい、原液着色紡糸原液
の製造は、偏にマスターバッチ液の調製にかかっている
と言っても過言ではないくらい、マスターバッチ液の調
製は重要な意義を持つ。

【０００５】顔料分散性のよいマスターバッチ液の調製
ができれば、紡糸時にこれを重合体溶液と混合し円滑な
紡糸を行うことができる。

【０００６】

【発明の目的】本発明の目的は、フタロシアニン系顔料
を使用し、塩化亜鉛系水溶液を紡糸溶媒としてアクリル
系繊維を製造する際、顔料分散性に優れたマスターバッ
チ液を調製し、もって顔料が紡糸原液中で凝集を起こす
ことなく、また、原液工程の通過障害や紡糸工程の糸切
れなどの問題を引き起こすことなく、安定状態で紡糸を
行うことができるアクリル系原液着色繊維の製造用紡糸
原液を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は次の構成からな
る。

【０００８】フタロシアニン系顔料を着色剤とした、ア
クリル系原液着色繊維の製造用紡糸原液を製造するに当
たり、フタロシアニン系顔料の水分散液（ＦＳ）に塩化
亜鉛を加え、塩化亜鉛を５０〜５５％含む顔料分散塩化
亜鉛系水溶液（ＦＬ）とし、この顔料分散塩化亜鉛系水
溶液（ＦＬ）に別途調整されたアクリル系重合体を含む
塩化亜鉛系水溶液（ＰＤ）を加えて、マスターバッチ液
（ＭＤ）とし、該マスターバッチ液（ＭＤ）と前記アク
リル系重合体を含む塩化亜鉛系水溶液（ＰＤ）とを混合
し原液着色紡糸原液（ＦＤ）を調製することを特徴とす
るアクリル系原液着色繊維の製造用紡糸原液の製造方
法。

【０００９】原液着色繊維の製造の際紡糸原液の調製に
当たり、顔料若しくは染料を含む溶液、即ちマスターバ
ッチ液を先ず調製し、このマスターバッチ液を、紡糸直
前に紡糸用重合体溶液と混合して紡糸原液とし、これを
紡糸して原液着色繊維を製造する事は広く行われてお
り、このマスターバッチ液における顔料の分散性は直接
紡糸原液における顔料の分散性に影響することは知られ
ている。

【００１０】本発明においても、このマスターバッチ液
（ＭＤ）を調製し、次いでこのマスターバッチ液（Ｍ
Ｄ）を、アクリル系重合体を含む塩化亜鉛系水溶液（Ｐ
Ｄ）と混合し原液着色紡糸原液（ＦＤ）を調製するもの
である。ここで使用されるアクリル系重合体を含む塩化
亜鉛系水溶液（ＰＤ）には、顔料分散塩化亜鉛系水溶液
（ＦＬ）と混合されるアクリル系重合体を含む塩化亜鉛
系水溶液（ＰＤ）と、マスターバッチ液（ＭＤ）に混
合されるアクリル系重合体を含む塩化亜鉛系水溶液（Ｐ
Ｄ）とがあるが、この両者は同一成分でも、異なる成
分であってもよいが、同一のものであることが好まし
い。

【００１１】本発明によると、顔料分散性の良いマスタ
ーバッチ液（ＭＤ）を調製する事ができ、結果的に、分
散性の優れた、紡糸性の良い原液着色紡糸原液（ＦＤ）
を得ることができる。

【００１２】本発明の工程をフローチャートに示すと図
１の通りである。本発明においてアクリル系重合体と
は、アクリロニトリルを主成分として通常用いられる共
単量体との共重合体であり、特に制限されない。

【００１３】塩化亜鉛系水溶液は、アクリル系重合体の
溶媒としては古くより知られ、塩化亜鉛の他に塩化ナト
リウム、塩化カルシウム等の塩化物を含むこともでき
る。本発明においては、これらを総称し、塩化亜鉛、若
しくは塩化亜鉛系水溶液として記す。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下本発明について詳細に説明す
る。本発明におけるフタロシアニン系顔料は、銅フタロ
シアニンブルー、銅フタロシアニングリーン等である。
平均粒子径が０．０５〜１μmのものが好適であり、通
常は、濃度５〜５０重量％の水分散液状態で入手するこ
とができ、顔料の分散性を高めるために少量の界面活性
剤を含むこともある。これをフタロシアニン系顔料の水
分散液（ＦＳ）とする。

【００１５】この水分散液（ＦＳ）における、顔料の平
均粒子径は１μmを超えると、紡糸工程での糸切れを生
じ、安定状態で紡糸を行うことができないばかりか、得
られる繊維の物性も低下する。０．０５μm未満の場合
は、顔料が高価になり、経済的に有利でない。

【００１６】水分散液（ＦＳ）に塩化亜鉛を濃度５０〜
５５重量％になるまで加えて一旦、顔料分散塩化亜鉛系
水溶液（ＦＬ）とし、次いでアクリル系重合体を含む塩
化亜鉛系水溶液（ＰＤ）を加えて混合し、マスターバッ
チ液（ＭＤ）とする。当工程を経ないで一度に分散使用
とすると、顔料が凝集したり、分散液がゲル化するため
に、均一なる分散は期待できない。

【００１７】本発明においては、顔料分散塩化亜鉛系水
溶液（ＦＬ）、マスターバッチ液（ＭＤ）調製の一連の
分散過程を、使用する溶剤の濃度、ｐＨ、顔料の形態に
着目し、塩化亜鉛系水溶液の場合について、最適条件を
明らかにした。即ち、マスターバッチ液の調製法とし
て、このフタロシアニン系顔料の水分散液（ＦＳ）に塩
化亜鉛を濃度５０〜５５重量％になるまで加え、この分
散液のｐＨを３．０〜４．０に調製する。分散液のｐＨ
を３．０〜４．０に調製するには、水酸化ナトリウムや
水酸化カリウムを添加することによっても行うことがで
きる。

【００１８】この顔料分散塩化亜鉛系水溶液（ＦＬ）
に、別途調整されたアクリル系重合体を含む塩化亜鉛系
水溶液（ＰＤ）を加えて、マスターバッチ液（ＭＤ）と
する。このマスターバッチ液（ＭＤ）は、重合体濃度を
顔料に対して３０〜１５０重量％となるようにアクリル
系重合体を含む塩化亜鉛系水溶液（ＰＤ）を加えて混
合、撹拌して、顔料を均一に分散させる事によって調製
される。

【００１９】通常、アクリル系重合体を含む塩化亜鉛系
水溶液（ＰＤ）は塩濃度５７〜６０重量％であり、顔料
分散塩化亜鉛水溶液（ＦＬ）は、これより低い５０〜５
５重量％の塩化亜鉛水溶液として、分散させることが重
要である。塩化亜鉛濃度が５５重量％を超えると、塩化
亜鉛水溶液のｐＨを３．０以上とするのが困難となり、
顔料の分散性が低下する。また５０重量％未満の場合
は、次工程でアクリル系重合体を含む塩化亜鉛系水溶液
（ＰＤ）を加えたときに重合体がゲル化する。

【００２０】顔料分散液のｐＨが４．０を超えると、水
酸化亜鉛が析出するため、均一な分散が困難で、また、
ｐＨが３．０未満の場合は、顔料が凝集して１μm以下
の平均粒子径が得られ難い。

【００２１】顔料分散塩化亜鉛系水溶液（ＦＬ）、アク
リル系重合体を含む塩化亜鉛系水溶液（ＰＤ）、塩化亜
鉛系水溶液は、例えば、塩化亜鉛単独水溶液、塩化亜鉛
と塩化ナトリウムの混合塩水溶液等を挙げることができ
るが、顔料分散塩化亜鉛系水溶液（ＦＬ）とアクリル系
重合体を含む塩化亜鉛系水溶液（ＰＤ）とは同一組成で
あることが好ましい。

【００２２】マスターバッチ液（ＭＤ）中の顔料濃度
は、通常２〜１０重量％であり、好ましくは、３〜５重
量％の範囲に調製されるのがよい。顔料が１０重量％を
超えると、顔料が凝集し、平均粒子径が１μｍを超え、
次工程の紡糸に際し障害を生じ易くなる。また、２重量
％未満では、分散液が希薄となり生産性が低下し、経済
的に有利でない。

【００２３】マスターバッチ液（ＭＤ）のアクリル系重
合体濃度については、顔料に対して、３０〜１５０重量
％、好ましくは、５０〜１００重量％である。アクリル
系重合体濃度が、顔料に対し１５０重量％を超えると、
分散性はそれ以上に向上することはなく、粘度が高くな
って、アクリル系重合体を含む塩化亜鉛系水溶液（Ｐ
Ｄ）との混合分散が困難となり、得られる繊維の物性を
低下させる原因となる。また、顔料に対し３０重量％未
満の場合は、粘度が低過ぎて、顔料の分散安定性が悪く
なる傾向を示す。

【００２４】更に、マスターバッチ液（ＭＤ）の粘性
は、１〜２０ホ゜イス゛（４５℃）となるように調製するこ
とが、顔料の凝集を防止し、顔料の分散安定性及びアク
リル系重合体を含む塩化亜鉛系水溶液（ＰＤ）との親和
性を高めるために有効である。このようにして得られた
マスターバッチ液（ＭＤ）は、ホモミキサーやスタチッ
クミキサー等によって、アクリル系重合体を含む塩化亜
鉛系水溶液（ＰＤ）に混合して、紡糸原液（ＦＤ）と
し、紡糸を行うことができる。

【００２５】本発明は、上記マスターバッチ液（ＭＤ）
の混合により、顔料を分散したアクリル系重合体の原液
着色紡糸原液（ＦＤ）を通常の方法によって紡糸するこ
とができる。塩化亜鉛系溶剤を用いてアクリル系重合体
を含む塩化亜鉛系水溶液（ＰＤ）を製造するには、溶解
法、溶液重合法の何れの方法によっても得ることがで
き、重合体はアクリロニトリルを主成分として通常用い
られる共単量体との共重合体であり特に制限されない。

【００２６】

【実施例】次に実施例を示し、本発明を具体的に説明す
る。実施例中「％」は、「重量％」を示し、顔料の平均
粒子径は、「レーザ回折式粒度分布測定装置 LA-500」
（堀場製作所製）で粒度分布を測定し、そのメジアン径
で示した。

【００２７】

【実施例１】フタロシアニン系顔料の水分散液（ＦＳ）
「ＮＡ-570 Blue」（大日精化工業製）に塩化亜鉛を添
加して、塩化亜鉛濃度５２重量％の分散液（ＦＬ）を調
製した。この分散液のｐＨは３．２であった。この分散
液（ＦＬ）に、アクリロニトリル９０％、アクリル酸メ
チル１０％よりなる共重合体を１０％含む５９％塩化亜
鉛水溶液からなる重合体溶液（ＰＤ）を加えて、顔料濃
度４％、重合体濃度４％のマスターバッチ液（ＭＤ）を
作製した。このマスターバッチ液（ＭＤ）の顔料の平均
粒子径は０．５μｍであり、１週間静置していても相分
離も無く、安定していた。このマスターバッチ液（Ｍ
Ｄ）を、顔料濃度が１．２％（対重合体重量）になるよ
うに、紡糸直前にホモミキサーを使用してアクリル系重
合体を含む塩化亜鉛系水溶液（ＰＤ）と混合分散し、原
液着色紡糸原液（ＦＤ）とした。これを通常の方法によ
り、紡糸、延伸、後処理し、３テ゛ニール、強度３．５g/d、
結節強度２．３g/d、伸度３５％、結節伸度２５％の繊
維を得た。紡糸工程状況は、糸切れもなく安定状態で紡
糸を行うことができた。この繊維は、マリンブルー色を
した色斑のない良好な原液着色繊維であった。

【００２８】

【実施例２】実施例１において、フタロシアニン系顔料
の水分散液「ＮＡ-570 Blue」（大日精化工業製）に、
塩化亜鉛を種々の割合で添加して、塩化亜鉛濃度の異な
る分散液（ＦＬ）を調製し、４０％の水酸化ナトリウム
を添加することにより、ｐＨを３.２に調整した（実験
Ｎｏ１〜４）。実験Ｎｏ５,６については、ｐＨを３.０
以上にすると、水酸化亜鉛が析出した。

【００２９】この分散液にアクリロニトリル９０％、ア
クリル酸メチル１０％よりなる共重合体を１０％含む、
５９％塩化亜鉛水溶液からなる重合体溶液（ＰＤ）を所
定量加えてマスターバッチ液（ＭＤ）を作製した。この
マスターバッチ液の顔料の粒度分布を測定し、結果を表
１に示した。

【００３０】

【表１】注）固定条件顔料濃度＝４％、重合体濃度＝４％、分散液のｐＨ＝
３．２

【００３１】表１の結果から、塩化亜鉛濃度が５０〜５
５％のとき、平均粒子径が１μｍ以下となり分散状態が
良好であることが解る。

【００３２】

【実施例３】実施例１（実験No３）の条件に於いて、塩
化亜鉛添加後の分散液のｐＨを変更し、マスターバッチ
液を作製して、その特性を評価した。

【００３３】

【表２】注）固定条件顔料濃度＝４％、重合体濃度＝４％、分散液のｐＨ＝
３．２

【００３４】結果を表２に示したが、ｐＨが３．０〜
４．０のとき、顔料の平均粒子径が１μｍ以下となり、
分散状態が良好である。しかしながら、ｐＨが上記範囲
を外れると顔料の粒子径は何れも１μｍを超える結果と
なった。

【００３５】

【実施例４】実施例１（実験No３）の条件に於いて、フ
タロシアニン系顔料の濃度を変更し、マスターバッチ液
を作製して、その特性を評価した。

【００３６】

【表３】注）固定条件重合体濃度＝４％、塩化亜鉛濃度＝５２％、分散液のｐ
Ｈ＝３．２

【００３７】結果を表３に示したが、顔料濃度が１０％
以下のとき、平均粒子径が１μｍ以下となり、分散性良
好であるが、顔料濃度が２％未満では、製造コストが高
くなるだけでなく、マスターバッチ液の粘度が１ホ゜イス゛
以下となり、分散安定性も低下傾向を示す。従って、顔
料濃度が２〜１０％が好適範囲であることが解る。

【００３８】

【実施例５】実施例１（実験No３）の条件に於いて、重
合体濃度を変更し、マスターバッチ液を作製して、その
特性を評価した。

【００３９】

【表４】注）固定条件顔料濃度＝４％、塩化亜鉛濃度＝５２％、分散液のｐＨ
＝３．２

【００４０】結果を表４に示したが、重合体濃度が１．
２〜６％のとき、即ち、顔料濃度の３０〜１５０％のと
きが、平均粒子径及び粘度が好適範囲にあることが解
る。

【００４１】

【比較例１】実施例１（実験No３）の条件に於いて、マ
スターバッチ液調製手順を変更して、実験を行った。即
ち、塩化亜鉛濃度、ｐＨ、重合体濃度等を予め調製した
溶液中に、前記顔料の水分散液（ＦＳ）を投入し、ホモ
ミキサーで混合分散した結果、顔料の凝集が起こり、平
均粒子径は、２．３７μmと大きくなった。

【００４２】

【発明の効果】本発明方法によると、従来不可能とされ
ていたフタロシアニン系顔料の水分散タイプを塩化亜鉛
水溶液溶剤に均一微分散粒子のまま分散することが可能
となり、塩化亜鉛系水溶液を溶媒としてアクリロニトリ
ル系原液着色繊維の製造が可能となった。

【００４３】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の工程をフローチャートにて示したも
のである。

【符号の説明】

ＦＳ：フタロシアニン系顔料の水分散液ＦＬ：顔料分散塩化亜鉛系水溶液ＰＤ、ＰＤ：アクリル系重合体を含む塩化亜鉛系水
溶液ＭＤ：マスターバッチ液ＦＤ：原液着色紡糸原液

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フタロシアニン系顔料を着色剤とした、ア
クリル系原液着色繊維の製造用紡糸原液を製造するに当
たり、フタロシアニン系顔料の水分散液（ＦＳ）に塩化
亜鉛を加え、塩化亜鉛を５０〜５５％含む顔料分散塩化
亜鉛系水溶液（ＦＬ）とし、この顔料分散塩化亜鉛系水
溶液（ＦＬ）に別途調整されたアクリル系重合体を含む
塩化亜鉛系水溶液（ＰＤ）を加えて、マスターバッチ液
（ＭＤ）とし、該マスターバッチ液（ＭＤ）とアクリル
系重合体を含む塩化亜鉛系水溶液（ＰＤ）とを混合し原
液着色紡糸原液（ＦＤ）を調製することを特徴とするア
クリル系原液着色繊維の製造用紡糸原液の製造方法。
【請求項２】水分散液（ＦＳ）中のフタロシアニン系顔
料の平均粒子径が０．０５〜１．０μmであることを特
徴とする請求項１の製造方法。
【請求項３】塩化亜鉛を５０〜５５％含む顔料分散塩化
亜鉛系水溶液（ＦＬ）のｐＨを３．０〜４．０に調整す
ることを特徴とする請求項１の製造方法。
【請求項４】アクリル系重合体を含む塩化亜鉛系水溶液
（ＰＤ）の重合体濃度が５〜１５重量％であることを特
徴とする請求項１の製造方法。
【請求項５】マスターバッチ液（ＭＤ）に含まれるフタ
ロシアニン顔料は２〜１０％であることを特徴とする請
求項１の製造方法。
【請求項６】マスターバッチ液（ＭＤ）に含まれるアク
リル系重合体は、フタロシアニン系顔料に対して３０〜
１５０％であることを特徴とする請求項１の製造方法。
【請求項７】マスターバッチ液（ＭＤ）の粘度が、１〜
２０ホ゜イス゛/４５℃であることを特徴とする請求項１の製
造方法。