JPH03294515A - 透明性に優れた高度難燃化アクリル繊維の製造方法 - Google Patents

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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は透明性に優れた高度難燃化アクツル＃ａＨの製
造方法に関する。

〈従来の技術〉 アクリル繊維は、風合いや染色性が憬れることから古く
から広範囲の用途で使用されている。特に近年は社会的
要求の高度化もあってその最大の欠点である易燃性を改
良したハロゲン含有アクリル繊維、いわゆるモダクリル
繊維も広く使用されている。さらに高度な難燃性を得る
ために、ハロゲン含有アクリロニトリル重合体中のハロ
ゲン含有量を増加することでも難燃性を高めることが可
能であるが、アクリル繊維の本来有する優れた風合いお
よび物性を損なう力め、高度難燃化アクリル繊維を得る
手法としては酸化アンチモン等の難燃助剤を添加する手
法が好ましい。しかし、酸化アンチモン等の難燃助剤は
ハロゲン含有アクリロニトリル重合体を溶解する溶剤に
対して溶解性を有しないのが一般的であり、このため酸
化アンチモン等の難燃助剤を添加した高度難燃化アクリ
ル繊維は透明性を有しないものが大半である。

〈発明が解決しようとする課題〉 本発明は酸化アンチモンを難燃助剤として使用される塩
化ビニリデンまたは塩化ビニルを含有する難燃化アクリ
ル繊維における透明性を改善した高度難燃化アクリルａ
ｍの製造方法を提供することにある。

く課題を解決するための手段〉 本発明の要旨とするところは、アクリロニトリル５０〜
７０重量％、ハロゲン含有単量体３８〜４３重量％、ス
ルホン酸基含有単量体０．　５〜２重量％、および他の
不飽和単量体０〜５．５重量％からなる重合体よりなり
、かつ重合体に粒径１００ｍμ以下の五酸化アンチモン
を含有する高度難燃化アクリル繊維を製造するにあたり
、五酸化アンチモンを予め重合体溶剤に分散させた後、
重合体を該分散液に溶解させてなる紡糸用原液を用いて
紡糸することを特徴とする透明性に優れた高度難燃化ア
クリル繊維の製造方法にある。

アクリロニトリル重合体中にハロゲンを含有させる方法
としてはアクリロニトリルとハロゲン含有単量体を共重
合させる方式が一般的であり、共重合体より得られた繊
維がアクリル繊維の性能を損なうことなく最も好ましい
。ハロゲン含有単量体としては塩化ビニル、塩化ビニリ
デン、臭化ビニル等が挙げられる。

特に塩化ビニリデンは沸点がやや高いこともあって重合
工程での取扱が容易であると共に塩化ビニリデン共重合
体より製造された繊維の特性が難燃性能のレベルとのバ
ランスからみて一般のアクリル繊維に近い優れた力学的
あるいは熱的性質を保有しているため、有利に使用する
ことができる。

ハロゲン含有単量体の含有量は、難燃繊維としての有効
な難燃性能を保有させるためには３８重量％以上が必要
であり、また多くとも４３重量％含有していれば五酸化
アンチモン等の難燃助剤と組み合わせることによって高
度な難燃性能を必要とする用途を含め、現在の実用に共
される大部分の製品に応用が可能である。

かくして得られたアクリロニトリル系重合体は従来のア
クリル繊維の紡糸方式にて繊維に賦型されるが、生産性
あるいは熱履歴の少ない点から湿式紡糸方式で繊維化す
ることが最も望ましい。

しかしアクリロニトリル系重合体を湿式紡糸方式によっ
て繊維に賦型する場合その凝固特性からボイドを生成し
やすい欠点がある。

このボイドは乾燥工程で一旦焼きつぶされるものの温熱
緩和工程あるいは染色工程において再び発生し、繊維を
失透させ染色鮮明性を損なわせる。

このような問題を解決するために、従来よりスルホン酸
基含有単量体をアクリロニトリル系重合体中に共重合さ
せ重合体中にスルホン酸基を導入させる手法が有効であ
り、スルホン酸基含有単量体の含有量は０．　５〜３重
量％、好ましくは１．０〜３．０重量％であその他の共
重合成分としての不飽和単量体は種々知られているが、
これらは繊維の特性改良のためによって導入できる単量
体で、例えばアクリル酸、メタアクリル酸、酢酸ビニル
、メタアクリルアミドあるいはそれらのエステル類等を
挙げることができる。ただし共重合量は５．５重量％以
下に限定すべきであり、これ以上の導入は繊維の耐熱性
を特徴とする特性を著しく低下させる。

本発明においては繊維の難燃性を高めるために五酸化ア
ンチモンを繊維重合体中に含有させる必要がある。五酸
化アンチモンの含有量は必要とされる難燃性能レベルに
応し設定されるが、その量はハロゲン含有アクリロニト
リル系重合体中のハロゲン呈と密接な関係がある。現在
社会的に必要とされる難燃性能は酸素指数法（ＪＩＳ　
　Ｋ７２０−ＩＡＩ号）で測定されるＬＯＩ値が３３以
上であり、この数値を超えるレベルであれば十分な難燃
性を有するといえる。本発明に使用されるハロゲン含有
アクリロニトリル重合体を使用し、Ｌ○Ｉ３３を達成す
るためには五酸化アンチモンの量は１．０重量％以上、
好ましくは３゜０重量％以上である。

五酸化アンチモンはその屈折率が本発明に使用されるハ
ロゲン含有アクリロニトリル重合体の屈折率に近似する
ことから、他の酸化アンチモンに比較して繊維の透明性
を損なわない。しかし、繊維の透明性を確保するために
粒径１００ｍμ以下の五酸化アンチモンを使用する必要
がある。

このような五酸化アンチモンは一般には粒子自体の凝集
を防止するために分散処理が施されている。しかし、本
発明に使用される重合体にこのような五酸化アンチモン
を添加する場合、繊維の透明性を維持するためには五酸
化アンチモン粒子の凝集を防止する方式を講じる必要が
ある。特開昭６２−５７９１１号公報に五酸化アンチモ
ンを予めハロゲン含有アクリロニトリル系重合体溶液と
溶解分散処理した溶液をハロゲン含有アクリロニトリル
系重合体溶液に添加する方式が提案されている。確かに
この方式は五酸化アンチモンの凝集によるノズル詰まり
を防止し、良好な紡糸性を与えることはできるが、得ら
れた繊維は透明性を損なうものであった。

この問題に対して、本発明者らが鋭意検討した結果、五
酸化アンチモン粒子をハロゲン含有アクリロニトリル系
重合体溶液に添加する場合、重合体溶液の粘度が高いた
め、五酸化アンチモンの添加場所で凝集が発生し、繊維
の透明性を損なうことが分かった。また特開昭６２−５
７９１１号公報に記載されているように五酸化アンチモ
ン溶液の粘度をハロゲン含有アクリロニトリル系重合体
溶液の粘度に近づけても五酸化アンチモンの凝集による
繊維の透明性を損なう現象を防ぐことはできない。これ
はノズル詰まりを防止する上で必要な五酸化アンチモン
粒子の大きさに比較して繊維に透明性を与える上で必要
な五酸化アンチモンの大きさは更に小さく、紡糸工程中
での五酸化アンチモンの凝集を防ぐためには、高度に分
散性を維持する必要があることを示唆している。

しかして、五酸化アンチモンの分散性を維持する方策を
鋭意検討した結果、五酸化アンチモンを添加する場所で
の極度な粘度変化がないこと、更にできるだけ五酸化ア
ンチモンの濃度が低い状態で分散処理を行うことが必要
であることが判明した。

本発明は、このような状況で五酸化アンチモンを供給す
る方式としては、ハロゲン含有アクリロニトリル系重合
体を溶剤に溶解する前に予め五酸化アンチモンを溶剤で
分散処理した後重合体を五酸化アンチモン分散の溶剤で
溶解する方式が最良策であることを見い出し、本発明を
完成させるに至った。また溶液重合等でハロゲン含有ア
クリロニトリル系重合体を製造する場合でも、予め五酸
化アンチモンを溶剤で分散処理した溶液に単量体を添加
し、重合することも本発明での繊維を得る方法として可
能な手法といえる。

更に、水を媒体として重合する場合においても同様なこ
とが可能であるが、製造効率の面で本発明方式が最も優
れている。

五酸化アンチモンの溶剤に対する分散方式としては一般
に使用される方式であれば適用可能であり、特に規制す
るものではない。

ハロゲン含有アクリロニトリル系重合体の溶剤としては
、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメ
チルスルホキシドおよびアセトンが使用される。

五酸化アンチモンを含有したハロゲン含有アクリロニト
リル系重合体溶液は一般に公知の湿式紡糸方式で繊維を
容易に製造することができるが、ｔａ維の失透による透
明性の低下に注意する必要がある。この問題は本発明の
目的とは異なるが、上述した如くハロゲン含有アクリロ
ニトリル系重合体中にスルホン酸基含有単量体を添加共
重合することで対応することが可能である。

本発明による繊維の耐光性、防錆性の向上あるいは失透
再発を防止する目的で五酸化アンチモン以外の添加剤を
添加することも、繊維の透明性を損なわないものであれ
ば可能であり、特に規制するものではない。

〈実施例〉 以下実施例により本発明を更に具体的に説明する。なお
、実施例中の％、部は重量％、重量部を意味し、また実
施例中の評価法は以下の通りである。

難燃性の評価は酸素指数法（ＪＩＳ　　Ｋ７２０−ＩＡ
Ｉ号）に依った。

重合体比粘度の測定は０．１重量％ジメチルホルムアミ
ド溶液、２５℃で行った。

繊維の透明性の評価は以下に示す光透過軍法により行っ
た。

１時間清水処理した繊維を長さ３０ｍｍに切断し、これ
を５ｇ採取し、たてＸよこ１０１００ｍｍＸ２００．　
　厚さ１ｍｍのフェルトをニードルパンチ法により作成
する。

１０１０ｍｍＸ２０のフェルト片、重量５０ｍｇを採取
し、ベンジルアルコール５ｍｌを入れた厚さ１０ｍｍの
ガラスセルに入れ、この時の透過率を分光光度計を用い
て４９０゜５部ｍの波長で測定する。

この方法によって測定され透過率が４０％以上あればそ
の繊維の透明性は極めて良好である。

実施例１ 水５０部、粒子径２０〜５０ｍμの五酸化アンチモン５
０部からなる五酸化アンチモン水分散液６部をジメチル
アセトアミド７５部に添加し、１時間混合撹拌した後、
アクリロニトリル５８．５％、塩化ビニリデン４０％、
メタクリルスルホン酸ソーダ１．５％からなる重合体（
比粘度０．１８）を２５部添加し、混合Ｉ麦５０　’Ｃ
で溶解し、紡糸原液を得た。

この紡糸原液を孔径０．０６ｍｍのノズルを用いて５０
％のジメチルアセトアミド−水の混合液中（３０°Ｃ）
に紡出し、脱溶剤処理を施した後熱水中で６倍延伸し、
油剤を＃ＩＡ維表面表面着させた後、乾燥および温熱緩
和処理を施し１．７５デニールの繊維を得た。

この繊維の透明性を上記手法で評価したところ、６１％
の透過率を有し、良好な透明性が得られた。またＬＯＩ
も３３．５と憬れた難燃性を有していた。

実施例２ ジメチルアセトアミド６０部、粒子７１２０〜５０ｍμ
の五酸化アンチモン４０部からなる五酸化アンチモン分
散液７．５部をジメチルアセトアミド７５部に添加し、
１時間混合撹拌した後、アクリロニトリル５８．５％、
塩化ビニリデン４０％、メタクリルスルホン酸ソーダ１
．５％からなる重合体（比粘度０゜１８）を２５部溢加
し、混合後５０″Ｃで溶解し、紡糸原液を得た。この紡
糸原液を孔径Ｏ１Ｑ６ｍｍのノズルを用いて５０％のジ
メチルアセトアミド−水の混合液中（３０’Ｃ）に紡出
し、脱溶剤処理を施した後熱水中で６倍延伸し、油剤を
線維表面に付着させた後、乾燥および温熱緩和処理を施
し１．７５デニールの繊維を得た。

この繊維の透明性を上記手法で評価し力ところ、６０％
の透過率を有し、良好な透明性が得られた。またＬＯＩ
も３３，５と優れた難燃性を有していた。

比較例１ ジメチルアセトアミド７５部にアクリロニトリル５８．
５％、塩化ビニリチン４０％、メタクリルスルホン酸ソ
ーダ１．　５％からなる重合体（比粘度０．１８）を２
５部添加し、ニーダ−で混合した後、ジメチルアセトア
ミド６０部、粒子径２０〜５０ｍμの五酸化アンチモン
４０部からなる五酸化アンチモン分散液７．５部を添加
し再度１詩間混合接５０°Ｃで溶解し、紡糸原液を得た
。この紡糸原液を孔径０．０６ｍｍのノズルを用いて５
０％のジメチルアセトアミド−水の混合液中（３０°Ｃ
）に紡出を行ったところ、紡糸直後よりノズル圧が上昇
し、紡糸不能となった。

比較例２ ジメチルアセトアミド７５部にアクリロニトリル５８．
５％、塩化ビニリデン４０％、メタクリルスルホン酸ソ
ーダ１．５％からなる重合体（比粘度０．１８）を２５
部添加し、ニーダ−で混合した後、ジメチルアセトアミ
ド７５部、粒子径２０〜５０ｍμの五酸化アンチモン２
５部からなる五酸化アンチモン分散液１２部を添加し再
度１時間混合後５０°Ｃで溶解し、紡糸原液を得た。こ
の紡糸原液を孔径０．０６ｍｍのノズルを用いて５０％
のジメチルアセトアミド−水の混合液中（３０°Ｃ）に
紡出し、脱溶剤処理を施した後熱水中で６倍延伸し、油
剤を繊維表面に付着させた後、乾燥および温熱緩和処理
を施し１．７５デニールの繊維を得た。

紡糸中、ノズル圧が徐々に上昇したが紡糸は可能であっ
た。

この繊維はＬＯＩが３３．５と優れた難燃性を有してい
たが透明性を上記手法で評価したところ、５％と透過率
が低く、繊維もダル調であった。

比較例３ ジメチルアセトアミド５２部に、ジメチルアセトアミド
６０部、粒子径２０〜５０ｍμの五酸化アンチモン４０
部からなる五酸化アンチモン分散液３７．５部を漂加し
分散処理を施した後、アクリロニトリル５８．５％、塩
化ビニリデン４０％、メタクリルスルホン酸ソーダ１．
５％からなる重合体（比粘度０゜１８）１０部を添加混
合し５０°Ｃで溶解後ホモジナイザー（三九機械工業■
製、Ｈ３−ＩＣ）で５回分散処理し五酸化アンチモン分
散溶液を調整した。

ジメチルアセトアミド７５部にアクリロニトリル５８．
５％、塩化ビニリデン４０％、メタクリルスルホン酸ソ
ーダ１．　５％からなる重合体（比粘度０．１８）を２
５部添加し、ニーダ−で混合した後、上記五酸化アンチ
モン分散溶液を２０部添加し再度混合後５０°Ｃて溶解
し、紡糸用原液を得た。

この紡糸原液を孔径０．０６ｍｍのノズルより５０％の
ジメチルアセトアミド−水の混合液中（３０°Ｃ）に紡
出し、脱溶剤処理を施した（産熱水中で６倍延伸し、油
剤を繊維表面に付着させた後、乾燥および温熱緩和処理
を施し１．７５デニールの繊維を得た。

紡糸中、ノズル圧の上昇はなく紡糸操業性は良好であり
繊維はＬＯＩが３３．５と優れた難燃性を有していたが
この繊維の透明性を上記手法で評価したところ、１０％
と透過率が低く・、繊維もダル調であった。

実施例３ ジメチルアセトアミド６０部、粒子径２０〜５０ｍμの
五酸化アンチモン４０部からなる所定量の五酸化アンチ
モン分散液をジメチルアセトアミド７５部に添加し、１
時間混合撹拌したｆｌ、アクリロニトリルと塩化ビニリ
デンの含有量を変更し、メタクリルスルホン酸ソーダ１
．５％からなる重合体（比粘度０゜１８）を２５部添加
し、混合接５０°ＣＴ溶解し、紡糸原液を得た。この紡
糸原液を孔径０゜０６ｍｍのノズルを用いて５０％のジ
メチルアセトアミド−水の混合液中（３０°Ｃ）に紡出
し、脱溶剤処理を施した情熱水中で６倍延伸し、油剤を
繊維表面に付着させた後、乾燥および温熱緩和処理を施
し１，７５デニールの繊維を得た。

この繊維の透明性および難燃性を評価したところ、表１
に示す結果が得られた。必要な五酸化アンチモンの量は
ハロゲン含有アクリロニトリル系重合体中の塩化ビニリ
デン含有量と密接な関係があることがわかる。

本発明の方法で製造した繊維は五酸化７ンチモンの添加
量に関わらず、すべて優れた透明性が得られた。

表１ 比較例４ 水５０部、粒子径１００〜２００ｍμの五酸化アンチモ
ン５０部からなる五酸化アンチモン分散液６部をジメチ
ルアセトアミド７５部に添加し、１時間混合撹拌した後
、アクリロニトリル５８．５％、塩化ビニリデン４０％
、メタクリルスルホン酸ソーダ１．５％からなる重合体
（比粘度０．１８）を２５部添加し、混合後５０℃で溶
解し、紡糸原液を得た。この紡糸原液を孔径０．０６ｍ
ｍのノズルを用いて５０％のジメチルアセトアミド−水
の混合液中（３０℃）に紡出し、脱溶剤処理を施した後
熱水中で６倍延伸し、油剤を繊維表面に付着させた後、
乾燥および温熱緩和処理を施し１．７５デニールの繊維
を得た。

この繊維はＬＯＩ３３．５と憬れた難燃性を有していた
が、透明性を上記手法で評価したところ、透過率は１３
％で透明性は不十分であった。

比較例５ 水５０部、粒子径２０〜５０ｍμの三酸化アンチモン５
０部からなる五酸化アンチモン分散液６部をジメチルア
セトアミド７５部に添加し、１時間混合撹拌した後、ア
クリロニトリル５８．５％、塩化ビニリデン４０％、メ
タクリルスルホン酸ソーダ１．５％からなる重合体（比
粘度０．１８）を２５部添加し、混合後５０°Ｃで溶解
し、紡糸原液を得た。この紡糸原液を孔径０．０６ｍｍ
のノズルを用いて５０％のジメチルアセトアミド−水の
混合液中（３０’Ｃ）に紡出し、脱溶剤処理を施した後
熱水中で６倍延伸し、油剤を繊維表面に付着させた後、
乾燥および温熱緩和処理を施し１．７５デニールの繊維
を得た。

この繊維はＬＯＩ３３．５と憬れた難燃性を有していた
が、透明性を上記手法で評価したところ、透過率は３％
で透明性は不十分であり、繊維もダル調であった。

〈発明の効果〉 本発明は高度な難燃性を有するアクリル繊維を製造する
にあたり、五酸化アンチモンの凝集による繊維の透明性
低下の問題を解決したものであり、これはカーテン等に
要求される憬れた難燃性および透明性を有した繊維を提
供することを可能にし、難燃繊維としての用途を拡大し
ろるものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　アクリロニトリル５０〜７０重量％、ハロゲン含有単
   量体３８〜４３重量％、スルホン酸基含有単量体０．５
   〜２重量％及び他の不飽和単量体０〜５．５重量％から
   なる重合体よりなり、かつ重合体に粒径１００ｍμ以下
   の五酸化アンチモンを含有する高度難燃化アクリル繊維
   を製造するにあたり、五酸化アンチモンを予め重合体溶
   剤に分散させた後、重合体を該分散液に溶解させてなる
   紡糸用原液を用いて紡糸することを特徴とする透明性に
   優れた高度難燃化アクリル繊維の製造方法。