JP2005120512A

JP2005120512A - 清涼感を有するアクリル系複合繊維及びその製造方法

Info

Publication number: JP2005120512A
Application number: JP2003356048A
Authority: JP
Inventors: Koichi Oboshi; 晃一大星; Kenji Kikuchi; 謙児菊池; Shuichi Yamanaka; 秀一山中
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2003-10-16
Filing date: 2003-10-16
Publication date: 2005-05-12

Abstract

【課題】太陽光を遮蔽するとともに衣服内温度の上昇を抑えることによる清涼感を保ちつつ、紡績性の問題をも解決しうるアクリル系複合繊維を提供するものである。
【解決手段】アクリル系重合体が繊維軸方向に沿って２層以上接合された、芯鞘構造、サイドバイサイド構造または多層構造を有するアクリル系複合繊維であって、該複合構造が酸化チタン含有量３．０重量％以上である層および酸化チタン含有量１．０％以下である層を含むことを特徴とするアクリル系複合繊維。
【選択図】なし

Description

本発明は、優れた紡績性、太陽光遮蔽性、衣服内温度抑制効果を持つアクリル系複合繊維およびその製造方法に関するものである。

アクリルニトリルを主としたポリマーからなるアクリル系合成繊維は、十分ではないものの太陽光遮蔽効果を有してはいるが、そのポリマーのみからなる繊維を衣料用、インテリア用あるいは屋外用などの各種布帛として使用すると、それら布帛を太陽光が透過することにより、衣料の場合には皮膚が日焼けしたり、またインテリア用、屋外用などの場合には布帛に被覆された物体が変質することがある。

そこで、一般的な手法として光と熱の遮蔽性を調整するため、紫外線吸収剤をコーティング付与する方法（特許文献１）や酸化チタン等の白色顔料をポリマ−基質に均一混合し紡糸する方法が行われてきた。

しかしながら、紫外線吸収剤をコーティングする方法は、洗濯耐久性がなく、風合が粗剛になるという欠点があり、また酸化チタン等の白色顔料をポリマー基質に均一配合する方法において、十分な太陽光、熱の遮断を求める場合には、白色顔料を多量に含有させることが一般的であるがその場合、十分な太陽光、熱遮遮蔽性、白さは得ることができるが、多量の白色顔料を配合するため、繊維表面に白色顔料が多く存在してしまうため、紡績工程や製織工程での繊維通過部（糸道）との摩擦により、白色顔料の脱落堆積、それに起因するローラ巻き付きや毛羽の発生、シゴキネップの発生など、各種のトラブルが発生し、重大な工程通過性の不良という問題と、糸質劣化による製品品位低下を引き起こし、生産機会の損失によるコストアップが大きな問題となっている。
特開平５−１７９５６８号公報

本発明の目的は、太陽光を遮蔽するとともに衣服内温度の上昇を抑えることによる清涼感を保ちつつ、上記の紡績性の問題を解決しうるアクリル系複合繊維を提供するものである。

上記課題を達成する本発明のアクリル系複合繊維は、アクリル系重合体が繊維軸方向に沿って２層以上接合された、芯鞘構造、サイドバイサイド構造または多層構造を有するアクリル系複合繊維であって、該複合構造が酸化チタン含有量３．０重量％以上である層および酸化チタン含有量１．０％以下である層を含むことを特徴とするものである。

また、本発明のアクリル系複合繊維の製造方法は、少なくとも一つの酸化チタン含有量３．０重量％以上のアクリル系重合体、および少なくとも一つの酸化チタン含有量１．０％以下のアクリル系重合体を、繊維軸方向に沿って２層以上に接合して複合紡糸することを特徴とするものである。

本発明のアクリル系複合繊維は、酸化チタンを３．０重量％以上含有する層と１．０％以下の層によりなる複合構造を有するため、十分な太陽光を遮蔽するとともに衣服内温度の上昇を抑えることによる清涼感を保ちつつ、紡績性の問題をも解決しうるアクリル系複合繊維を提供することができる。

本発明に使用するアクリル系重合体は、特に限定されるものではないが、少なくとも５０重量％のアクリロニトリルを構成単位として含有するものであり、繊維形成能を有するものが好ましい。

すなわち、アクリロニトリルを５０重量％以上と他のビニル系モノマー、例えばアクリル酸、メタクリル酸、あるいはこれらのアルキルエステル類、酢酸ビニル、塩化ビニル、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、スチレン、塩化ビニリデン、アリルスルホン酸ソーダ、メタリルスルホン酸ソーダ、ビニルスルホン酸ソーダ、スチレンスルホン酸ソーダ、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸ソーダなどを適時組み合わせたものを５０重量％以下の割合で共重合せしめたものがあげられる。特にアクリロニトリル８０重量％以上と２０重量％以下のビニル系モノマーおよびスルホン酸基含有モノマーの共重合体、またはアクリロニトリルを５０重量％以上と塩化ビニリデンおよびスルホン酸基含有モノマーを２０〜５０重量％以下含有する共重合体が好ましい。

アクリル系重合体は、懸濁重合、溶液重合、乳化重合等のいずれの方法によって製造されたものでもよい。また、アクリル系重合体の溶液の溶媒は上記アクリル系重合体を溶解するものであればよく、ジメチルスルホキシド、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、アセトン等の有機系溶媒や硝酸、ロダン酸ソーダ、塩化亜鉛等の無機塩水溶液等の無機系溶媒が好ましく用いられる。アクリル系重合体の溶液におけるアクリル系重合体の割合は、１０〜２５重量％が好ましい。

本発明のアクリル系複合繊維の断面形状は、特に限定されるものではなく、丸型、β型、三角、扁平、ドックボーン型、多葉型等のうちいずれの形状であってもよい。また、繊維の形態は、長さ方向に均一なものや太細のあるものでもよい。

また、本発明のアクリル系複合繊維の繊度は、特に限定されるものではないが、衣料用として用いることを考慮すると単繊維繊度は０．５デシテックス〜１１デシテックス程度が望ましい範囲である。特に過酷な条件にも耐え得なければならないスポーツ衣料用布帛の場合には、１デシテックス〜５．６デシテックスがより望ましく、柔らかな肌触りや風合いを重視するインナー衣料用布帛の場合には、０．５デシテックス〜３．３デシテックスがより望ましい。

本発明のアクリル系複合繊維は、酸化チタンの含有量が異なる２種以上のアクリル系重合体からなり、優れた太陽光、熱遮蔽性能を得る場合、酸化チタン含有量の最も多いアクリル系重合体の酸化チタン含有量は、３．０重量％以上であり、好ましくは５．０重量％以上である。また、上限として酸化チタン含有量が１０．０重量％を越えてしまうと、太陽光、熱遮蔽性能が飽和に達してしまうので、コスト的に不利なだけであるばかりか、酸化チタン含有量の多さに起因する紡糸工程での濾材の目詰まり等が発生し、繊維物性が低下するばかりか紡糸性も低下するので、酸化チタン含有量の上限としては、８．０重量％以下が好ましい。また、酸化チタン含有量が１．０重量％未満では十分な太陽光、熱遮蔽性能が得られない。一方、酸化チタン含有量の最も少ないアクリル系重合体では、紡績性を改善するために酸化チタン含有量は、１．０重量％以下でり、好ましくは０．６重量％以下であり０重量％でもよい。

アクリル系複合繊維の形態としては、芯鞘構造、サイドバイサイド構造、多層構造のいずれであってもよい。芯鞘構造において芯部と鞘部は同心円状に複合されていてもよく、偏芯して複合されていてもよい。また、多芯鞘の複合構造でもよい。多層構造における繊維断面の分割数は２〜１０層、好ましくは３〜６層がよい。

次に、本発明のアクリル系複合繊維の製造方法は、酸化チタン含有量の最も多いアクリル系重合体（Ａ）および酸化チタン含有量の最も少ないアクリル系重合体（Ｂ）の酸化チタンの含有の異なる少なくとも２種のアクリル系重合体を用いる。酸化チタンを含むアクリル系重合体の調製方法は、酸化チタンを分散装置を用いて重合体溶解用の溶媒に分散させた溶液を、そのままアクリル系重合体の溶解溶液に添加する方法、または酸化チタンを分散装置を用いて溶媒に分散させた溶液とアクリル系重合体の溶解溶液を混合し分散した混合液を予め調製し、この混合溶液をアクリル系重合体の溶解溶液に添加する方法のいずれであってもよい。この酸化チタンを含むアクリル系重合体を用いアクリル系複合繊維として芯鞘構造を得る場合には、芯部に上記重合体（Ａ）を鞘部に上記重合体（Ｂ）を用い芯鞘複合紡糸用口金に導入し口金孔より吐出する。また、アクリル系複合繊維として多層構造を得る場合には、上記重合体（Ａ）および（Ｂ）を多層化エレメントに供給して層分割した後、単一紡糸口金に導入し該口金孔より吐出する。一方、アクリル系複合繊維としてサイドバイサイド構造を得る場合には、上記重合体（Ａ）および（Ｂ）をサイドバイサイド複合紡糸用口金に導入し該口金孔より吐出する。凝固方法としては、紡糸口金孔から吐出された重合体を空気または不活性雰囲気中に吐出した後、熱で溶媒を気化し凝固する乾式紡糸、または紡糸口金孔から吐出された重合体を凝固浴中に直接吐出する湿式紡糸および紡糸口金孔から吐出された重合体を一旦空気または不活性雰囲気中に吐出した後、凝固浴に導入する乾湿式紡糸が採用でき、紡糸以降熱延伸、水洗、乾燥緻密化させ油剤を付与し、捲縮および熱緩和処理を施した後、カットされ紡績用繊維を得ることができる。

以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例における布帛の太陽光遮蔽率、衣服内温度抑制効果は下記の方法により求めたものである。
（１）太陽光遮蔽率（ＵＶカット率）
作製した布帛を分光光度計により波長２８０ｎｍ〜４００ｎｍの透過する面積を測定し、その比率で表す。透過率が小さいほど太陽光遮蔽効果が大きい。１００からその透過率の値を差し引いた値を太陽光遮蔽率とする。
（２）衣服内温度抑制（クーリング性）
作製した布帛にレフランプで光を照射し、照射側と反対側の温度変化を測定する。温度上昇が小さいほど衣服内温度の上昇を抑える効果が大きい。

実施例１
アクリロニトリル９４．２モル％、アクリル酸メチル５．５モル％、メタリルスルホン酸ソーダ０．３モル％からなるアクリル系重合体をジメチルスルホキシド（以下、ＤＭＳＯと略称する）系連続重合により得た。この重合体をＤＭＳＯに溶解して、重合体濃度が２２．４重量％の紡糸原液とした。

酸化チタン含有量の最も多いアクリル系重合体（Ａ）に、酸化チタンの含有量が３．０重量％、酸化チタン含有量の最も少ないアクリル系重合体（Ｂ）に、酸化チタンの含有量が０重量％となるよう重合体濃度が２２．４重量％の紡糸原液とそれぞれ調製し、上記（Ａ），（Ｂ）のアクリル系重合体を多層化エレメントを用いて層分割した後、丸孔口金より５５重量％のＤＭＳＯ水溶液に湿式紡糸した。さらに熱水延伸、水による洗浄、乾燥緻密化を行い捲縮を付与した後、３８ｍｍにカットして単繊維繊度１．７デシテックスのアクリル系複合繊維を得た。

実施例２
酸化チタン含有量の最も多いアクリル系重合体（Ａ）に酸化チタンの含有量が、５．０重量％となるように調製すること以外は実施例１と同様にしてアクリル系複合繊維を得た。

比較例１
アクリロニトリル９４．２モル％、アクリル酸メチル５．５モル％、メタリルスルホン酸ソーダ０．３モル％からなるアクリル系重合体をＤＭＳＯ系連続重合により得た。この重合体をＤＭＳＯに溶解して、重合体濃度が２２．４重量％の紡糸原液とした。

酸化チタン含有量の最も多いアクリル系重合体（Ａ）に、酸化チタンの含有量が３．０重量％、酸化チタン含有量の最も少ないアクリル系重合体（Ｂ）にも、酸化チタンの含有量が３重量％となるよう重合体濃度が２２．４重量％の紡糸原液と調製し、丸孔口金より５５重量％のＤＭＳＯ水溶液に湿式紡糸した。さらに熱水延伸、水による洗浄、乾燥緻密化を行い捲縮を付与した後、３８ｍｍにカットして単繊維繊度１．７デシテックスのアクリル系複合繊維を得た。

比較例２
酸化チタン含有量の最も多いアクリル系重合体（Ａ）および酸化チタン含有量の最も少ないアクリル系重合体（Ｂ）に、酸化チタンを含有しないこと以外は比較例１と同様にして、アクリル系複合繊維を得た。

上述の実施例１、２および比較例１、２で得られた４種類のアクリル系複合繊維の各々から、それぞれ２／３４番手の紡績糸とし、横編みにより編地を編成した。得られた編地について、太陽光遮蔽率、衣服内温度抑制を評価した結果を表１に示す。

表１から、実施例１および２は、太陽光遮蔽率が高く温度上昇が小さいので衣服内温度の上昇を抑える効果（クーリング性）も良好であり、熱遮蔽性に優れている。これに対して、比較例１は、太陽光遮蔽率が高くクーリング性も良好であり、熱遮蔽性に優れているが紡績性の劣ることがわかる。比較例２は、紡績性には優れてはいるが、太陽光遮蔽率が低く、クーリング性ともに劣っていることがわかる。

本発明のアクリル複合繊維は、太陽光遮蔽、衣服内温度の上昇を抑える性能を有する衣料、靴下等幅広い用途に使用することが出来る。

Claims

アクリル系重合体が繊維軸方向に沿って２層以上接合された、芯鞘構造、サイドバイサイド構造または多層構造を有するアクリル系複合繊維であって、該複合構造が酸化チタン含有量３．０重量％以上である層および酸化チタン含有量１．０％以下である層を含むことを特徴とするアクリル系複合繊維。
少なくとも一つの酸化チタン含有量３．０重量％以上のアクリル系重合体、および少なくとも一つの酸化チタン含有量１．０％以下のアクリル系重合体を、繊維軸方向に沿って２層以上に接合して複合紡糸することを特徴とするアクリル系複合繊維の製造方法。