JPH02221407A

JPH02221407A - アクリルフィラメントを製造する湿式紡糸法の改良

Info

Publication number: JPH02221407A
Application number: JP1334617A
Authority: JP
Inventors: Paul Mark Funk; ポール　マーク　ファンク
Original assignee: Monsanto Co
Current assignee: Monsanto Co
Priority date: 1988-12-23
Filing date: 1989-12-22
Publication date: 1990-09-04
Anticipated expiration: 2014-04-26
Also published as: EP0375650A3; ES2048866T3; JP2887349B2; EP0375650A2; DE68911115T2; DE68911115D1; ATE97961T1; CA2006568A1; EP0375650B1; US4913869A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（１）産業上の利用分野本発明は、従来のアクリルフィラメントを製造する湿式
紡糸法の改良に関し、改良紡糸性能（例えば、少ないフ
ィラメント切れ及びラップ）及び生産性（すなわち時間
当たりのフィラメント重量）の向上が得られる。ここで
、アクリルの語は、アクリロニトリル単位、−ＣＨ２−
ＣＨ（ＣＮ）−からなる全ての合成繊維を形成する長鎖
ポリマーを意味する。

（２）従来技術商業的に特に重要なアクリルポリマーは、少なくとも８
５重量％のアクリロニトリル単位と、残余とからなるも
ので、この残余は、ビニルアセテート、メチルメタクリ
レート若しくはビニルアセテートのいずれか、及びメチ
ルビニルピリジンからなる。

従来は、アクリルフィラメントを製造する湿式紡糸法は
、適当な溶媒に溶解させた溶液（即ち、紡糸原液）を、
凝固浴中に浸された複数の紡糸口金を通して、アクリル
ポリマーを押し出しする一連の工程からなっていた。

通常、紡糸口金には、少なくとも２０，０００個（例え
ば、６０，０００から１００，０００個）の穴がある。

凝固浴は、水及びポリマー用溶剤からなる。通常、凝固
浴で使用される溶剤は、紡糸原液で使用されるものと同
じである。普通、溶剤には、ジメチルアセタミド（ＤＭ
Ａｃ　）、ジメチルアセタミド（ＤＭＦ）のような有機
溶剤、及びナトリウムチオシアネート、又は硝酸のよう
な無機溶剤がある。アズスパン（ａｓ　−５ｐｕｎ　）
フィラメントは浴から引き抜かれ、溶剤を除去するため
水で洗浄され、分子配向をフィラメントに与えるため、
熱水浴（６０°Ｃから１００°Ｃ）中で、アズスパン長
の数倍に湿式スト、レッチされ乾式ローラートレーン上
で乾燥される。本願明細書において、乾式ローラートレ
ーンとは、複数の少なくとも２０＠の蛇行して連なって
設けられた回転ローラーであって、この上を、つながっ
たフィラメントがローラーからローラーへ通過し、部分
的にローラーを包みこんでいるものをいう。少なくとも
数個のローラーは、ローラーを循環する加圧蒸気によっ
て加熱されている。種々の処理条件（紡糸原液、凝固浴
、湿式ストレッチ、温度、フィラメントの速度等）は、
目的とするデニールの好ましいフィラメントが得られる
よう設定する。乾燥工程に引き続いて、従来方法ではフ
ィラメントは、更に処理される。例えば、縮みを与え、
加熱徐冷し、切断して、ステーブル又はトウとして集め
られる。

以前は、アクリルフィラメントは、通常３から１８デニ
ールの範囲で製造されていた。従って、従来からの湿式
紡糸方法での紡糸口金穴の径は、前記デニールのフィラ
メントを製造するのに適した寸法であった。しかしなが
ら、最近、小さいｄｐｆアクリルフイラメン゛トが重要
となってきた。残念ながら、小さいデニールフィラメン
トは、現存する湿式紡糸装置を使って経済的及びうまく
製造することはできない。例えば、フィラメントに与え
る湿式ストレッチを増加させて、小さなデニールを得よ
うとしても、この方法の紡糸性能は、かなり低下する。

他方、現存する紡糸口金をより小さな穴をもつ紡糸口金
に変えることは、費用がかかる。また、フィラメントを
加熱ストレッチして、例えば、小さなデニールを得よう
としたが、乾式ローラートレーンの最後のローラー上で
うまく行かなかった。すなわち、フィラメントは、乾式
ローラー上で乾式ローラーストレッチに耐えられるだけ
の十分な温度まで加熱できず、フィラメントは切れ、こ
の方法では紡糸性能は、低下する。

（小さいｄｐｆフィラメントは、より大きなｄｐｆフィ
ラメントと較べてボンド当たりの表面積が大きく、もっ
と乾燥する必要がある）。乾式ローラーを増加すること
は、たとえ場所的に問題なくても、この方法の全体の費
用が、かなり増加してしまう。これと同様な理由で、現
存の装置の生産性は、その乾燥性能によって限定される
。すなわち、もし、より多量のフィラメントを乾式ロー
ラーにかけるか又はその割合、すなわち、時間当たりの
フィラメント処理量を増やせば、現存の乾式ローラート
レーンは、フィラメントを乾燥することが出来ない。

（３）課題を解決するための手段本発明は、アクリルフィラメントを製造する伝統的な湿
式紡糸方法を改良するものである。

この方法は、上記した伝統的な方法とは次の点で異なる
。

乾式ローラートレーン中の少なくとも２組の連続するロ
ーラーを、各組間のフィラメントにストレッチを与える
ような外周速度で操作するものである。乾式ローラース
トレッチと湿式ストレッチの数及び量は、目的とするデ
ニールのフィラメントが得られるよう設定する。本発明
の改良方法によれば、乾式ローラー上のフィラメントの
ストレッチは、乾式ローラー上のフィラメントの張力を
増大させ、これによりローラーからフィラメントへの熱
の伝達が改良される。良好な熱の伝達は、ローラー上の
フィラメントの効率良い（迅速な）乾燥を意味する。従
って、フィラメントの乾燥速度が増加し、もし乾式ロー
ラーストレッチがない場合よりも、もっと多量のフィラ
メント及びｌ又は小さいデニールのフィラメントが乾燥
（製造）できる。したがって、従来のアクリル湿式紡糸
装置の生産性は、本発明の改良方法を行うことに向上す
る。

また、この改良法は、全体のストレッチを同じくしなが
ら湿式ストレッチを減少せしめ、これによって、本方法
の紡糸性能を改良する。これらの利点は、現存する装置
によって達成できる。驚くべきことに、トレーン全体に
配給されたたくさんの小さなストレッチの代わりに（そ
の総計は、単一のストレッチを合計したものである場合
）、単一のストレッチを乾式ローラートレーンの最終の
ローラー上で行ったときには、前記の利点は出て来ず、
特に小さいデニールフィラメントの場合には、しばしば
フィラメント切れが見られた。

本発明の改良方法は、特に現存するアクリル湿式紡糸装
置に使用が適しているけれども、新しい装置にも使用で
きる。

本発明の改良方法は、アクリルフィラメントを製造する
従来の湿式紡糸法の乾式ローラートレーンのローラーを
改良することによって、連続した少なくとも２組の加熱
されたローラーを各組ローラーの間で、フィラメントに
ストレッチを与えるような外周速度で操作するようにし
て達成されるものである。本発明の改良方法を実施する
のに適した乾式ローラーは、添付の図で示した。ここで
、乾式ローラー１−４８は、蛇行して連続して配置され
ている。フィラメント５０は、図に示すように、各ロー
ラー上を部分的に包みこんで、通過する。各ローラーは
、公知のものである。すなわち、中空、ステンレススチ
ール製、外径的３５．６ｃｍ（１４インチ）、長さ１０
６．７　ｃｍ　（４２インチ）である。

ローラーの表面温度を制御するため、冷水、又は蒸気の
ような流体を従来技術に従って各ローラー間に循環させ
ても良い。通常、ローラ１，２及び３は、加熱も冷却も
されていないローラーであり、ローラー４−４４は、加
熱ローラーであり、ローラー４５−４８は、冷却ローラ
ーである。別々のストレッチを連続した加熱ローラーの
間でフィラメント５０に行う。例えば、ローラー１２と
１３の間、及びローラー１６と１７の間である。乾式ロ
ーラーのトレーン中で、好ましくは、４回のストレッチ
、更に好ましくは、５回から１０回のストレッチをフィ
ラメント５０に行う。適当に選択した外周速度でローラ
ーを操作し、ストレッチをフィラメントに与える。例え
ば、ローラー１−１２を速゛度（Ｓｏ）で、ローラー１
３−１６をより大きい速度（Ｓ２）で、ローラー１７−
４８を８２より大きい速度（Ｓ３）で、操作することに
よって、ローラー１２と１３の間、及びローラー１６と
１７の間で、ストレッチをフィラメント５０に与える。

これらストレッチの量は、他の各ストレッチと同一であ
っても良いし、異なっていても良い。

そして、乾式ローラートレーンからのフィラメントを更
に従来の方法で処理する。すなわち、トウのかたちに集
め、縮みを与え、蒸気で加熱徐冷し、切断して長さを揃
え、梱包する。

下記の実施例によって、本発明を更に詳細に開示する。

％は、特に断らない限り、重量％とする。

（４）　　実施例この実施例では、従来の湿式紡糸装置を用いて、本発明
の改良方法に従ってアクリルフィラメントを製造した。

９２．５％のアクリロニトリルと７．５％のビニアセテ
ートからなるコポリマーを、２５％のコポリマー溶液（
紡糸原液）を得るのに十分な量でＤＭＡｃ中に溶解した
。温度１０５°Ｃで、この紡糸原液を２４個の紡糸口金
を通して押し出した。これらは、直径０．０６　ｍｍ　
（２，５ミル）の穴１００，０００個を有する。各紡糸
口金は、ＤＭＡｃ濃度５１％（製紡中、水を添付してこ
の濃度を維持する）の水性ＤＭＡｃ凝固浴中に浸してい
る。この浴の温度は、約３４°Ｃに維持する。

それぞれの得られたフィラメント束（トウ）を、浴から
出して、水で洗浄してＤＭＡｃを除去し、９０°Ｃの水
中で４．６２倍湿式ストレッチした。各トウに仕上げを
施した。トウを図でしめされた配置を有する乾式ローラ
ートレーンを通過させた。ローラー１−３は、加熱して
おらず、ローラー４−４４は、蒸気によって表面温度１
６０°Ｃに加熱し、ローラー４５−４８は、冷却水によ
って表面温度５５°Ｃに冷却している。１．０５倍のス
トレッチをローラー１２と１３の間、１６と１７の間、
２０と２１の間、２４と２５の間、ローラー２８と２９
の間、３２と３３の間、３６と３７の間、４０と４１の
間に行い、乾式ローラートレーン上の合計のストレッチ
が１．５２倍であるストレッチをフィラメントに行った
。ローラー４８の外周速度は、５４ＲＰＭであり、これ
は、フィシ・メント速度６０　ｍｐｍ　（１９６ｆｐｍ
　）又は、製造速度６４９　ｋｇ　／　ｈｒ（１４３０
１ｂ／ｈｒ）に相当する。その後、フィラメントに縮み
を与え、加熱徐冷し、切断してデニール１．２のステー
プルとした。この方法による紡糸性能は、優れていた。

乾式ローラートレーン上で、１度のストレッチを行い（
ローラー４０−４１の間は、１．２１７倍のストレッチ
）、かつ前記の場合と同じ合計ストレッチ倍数とするた
め湿式ストレッチを４．９２倍に増加させたことを除い
て、前記の方法を反復したが、紡糸性能は、満足できな
かった。同じｄｐｆ（すなわち、１．２）を保ちながら
、湿式ストレッチ及び乾式ローラーストレッチを変える
ことによって、紡糸性能を改善しようとしたが、成功し
なかった。

更に他の関連した実験で、この場合、操作速度を５４ｒ
ｐｍから６５　ｒｐｍに上げ、これによって、生産速度
を１７２１　ｌｂｇ／ｈｒ（７８１ｋｇ／ｈｒ）に上げ
た点を除いて、上記した方法を反復した。紡糸性能のは
つきりした低下は見られなかった。

また、更に別の関連した実験で、処理速度、紡糸口金の
種類（穴の直径及び数）、湿式ストレッチ、及び乾式ロ
ーラーストレッチを選択して、ある場合には、デニール
１．５を、またある場合には、デニール３．０を、また
更に他の場合には、デニール５．０のステープルが得ら
れるようにした点を除いて、上記した方法を反復した。

それぞれの場合、紡糸性能は優れていた。

更に別の関一連した実験で、少ない乾式ローラーストレ
ッチを行った点を除いて上記した方法を反復した。ある
場合には、２回のストレッチ（各々１．２３Ｘ　）、ま
たある場合には、４回のストレッチ（各々１．１１Ｘ）
、また更に他の場合には、６回のストレッチ（各々１．
０７２　Ｘ　）を行った。２回のストレッチは、１回の
ストレッチに較べて紡糸性能の改善が見られたが、４回
以上のストレッチの場合より良くなかった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の改良方法を実行する乾式ローラード
レーンの略図である。５０は、フィラメントである。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）アクリルポリマーの溶液を、水及び同ポリマー用
溶剤からなる凝固浴中に浸漬されているひとつ以上の紡
糸口金を通して押し出し、フィラメントを形成し、形成されたフィラメントを紡糸
し、溶剤を除去するため水で洗浄し、分子配向を与える
ため熱水浴中で湿式ストレッチし、乾燥し、蛇行して連
なった少なくとも２０個の回転ローラーからなる乾式ロ
ーラートレーン上でつぶし、該フィラメントは、各ロー
ラー上を部分的に包みこんで、ローラ上のフィラメント
の滑りを防ぐために十分な張力を持たせて、ローラーか
らローラーへと通過させるようにしているアクリルフィ
ラメントの製造方法において、連続する加熱ローラーか
らなる少なくとも２組のローラーを、乾式ローラースト
レッチがローラーの各組間のフィラメントに与えられる
ような外周速度で操作し、乾式ローラーストレッチと湿
ストレッチの数及び量を、目的とするデニールのフィラ
メントが得られるよう関係付けられていることを特徴と
するフィラメント切れ及びラップを減少させる及び／又
は生産性を向上させるための同方法の改良方法。
（２）前記紡糸口金は、少なくとも２０，０００個の穴
を持つ特許請求の範囲第１項の方法。
（３）紡糸口金が使用されて、少なくとも３６０，００
０本のフィラメントを作る特許請求の範囲第２項の方法
。
（４）前記紡糸原液及び前記凝固浴中の溶剤が、ジメチ
ルアセタミド又は、ジメチルホルマミドである特許請求
の範囲第２項の方法。
（５）前記回転ローラー上で、少なくとも２回のストレ
ッチを行う特許請求の範囲第２項の方法。
（６）前記回転ローラー上で、少なくとも４回のストレ
ッチを行う特許請求の範囲第２項の方法。
（７）前記回転ローラー上で、少なくとも６回のストレ
ッチを行う特許請求の範囲第２項の方法。
（８）前記回転ローラー上で、少なくとも８回のストレ
ッチを行う特許請求の範囲第２項の方法。
（９）前記回転ローラー上で行われるストレッチは全て
、ほぼ同じ強さである特許請求の範囲第２項の方法。
（１０）前記改良によって、生産性の向上がもたらされ
る特許請求の範囲第２項の方法。
（１１）前記ポリマーは、少なくとも９０重量％のアク
リロニトリル単位と、少なくとも５重量％のビニルアセ
テート単位からなることを特徴とする特許請求の範囲第
２項の方法。
（１２）前記デニールは、５未満である許請求の範囲第
１項の方法。
（１３）前記デニールは、２未満である許請求の範囲第
１項の方法。