JP2018096009A - 合成繊維及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
本発明は、発色性に優れた合成繊維及びその製造方法を提供する。
【解決手段】
本発明は、上記の課題を解決せんとするものであって、本発明の発色性に優れる合成繊維は、繊維１００質量％に対し、溶剤の残存比率が０．００１質量％以上０．０２０質量％以下であり、繊維横断面上に存在する１μｍ^２以上のボイドが１０個以下／１００μｍ^２、かつ繊維横断面の円形化指数が０．７以上、（円形化指数：繊維横断面の径の最短軸長さを繊維横断面の径の最長軸長さで除した値）である合成繊維である。
【選択図】 なし

Description

本発明は、優れた発色性を有する合成繊維とその製造方法に関するものである。

合成繊維はそれぞれの特徴に応じた用途で使用されており、例えばアクリル系繊維は羊毛に似た風合いを持つことから、セーターや靴下などの衣料製品、あるいは獣毛調の風合いや光沢を生かした獣毛調立毛製品のパイル素材に用いられてきた。

衣料用途として用いられる繊維においては染色性が重要となり、その要素として染着性（染料の入りやすさ）と発色性（染色物の色の濃淡、つやなど）がある。

染色性向上のための手段として、繊維中の微小な空隙（ボイド）をコントロールすることによる改善が検討されてきた。

特許文献１では、アクリル系繊維の断面における径が０．２〜１０μｍのボイドを２０％以上含ませることで染着性を向上させる方法が提案されている。

一方、発色性の課題とは異なるが、合成繊維の製造では、重合体を溶解させて紡糸したり、得られた繊維を処理する目的で溶剤に浸漬する工程を有したりすることがあり、これらの溶剤の削減についても検討がなされてきた。

特許文献２では、溶媒の蒸散を防止し、回収コストを低減することを目的に、残存溶媒量を低減したアクリル繊維の製造方法を提示している。また、特許文献３では残存溶媒量を減らすことで高い抗ピル性を有する布帛を得る方法が示されている。

特開２００４−３３２１７９号公報 特開平５−１５６５１２号公報 特開２０１４−１２９６１６号公報

特許文献１の方法では染着性、すなわち染料の吸尽率は向上するものの、ボイド部分に局所的に染料が吸尽されるだけで染料が偏在してしまうことから、発色性の向上には必ずしもつながらず、総じて染色性としては十分な効果が得られがたい場合があった。

特許文献２では、残存溶媒量は０．８質量％以下とされるものの、本文献に記載の方法では実質的には０．１質量％程度の溶媒が残存しており、良好な発色性を得るには不十分であった。

特許文献３では残存溶媒量の抑制により耐変褪色性を向上させるという記述はあるものの、記載された方法をそのまま実施しても十分な染色性は得られなかった。

本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、発色性に優れた合成繊維及びその製造方法を提供することが課題である。

本発明は、上記の課題を解決せんとするものであって、本発明の発色性に優れる合成繊維は、繊維１００質量％に対し、溶剤の残存比率が０．００１質量％以上０．０２０質量％以下であり、繊維横断面上に存在する１μｍ^２以上のボイドが１０個以下／１００μｍ^２、かつ繊維横断面の円形化指数が０．７以上（円形化指数：繊維横断面の外接最小長方形の短辺の長さを長辺の長さで除した値）である合成繊維に関する。

また本発明は、前記の合成繊維の製造方法であって、重合体を溶剤に溶解した紡糸溶液を用いて紡糸する湿式紡糸、または乾湿式紡糸法により紡糸され、糸条の水洗工程を含む合成繊維の製造方法であり、糸条が水洗工程を通過する際、該工程の一部または全部において、単一、あるいは複数に分割された個々の糸条の幅が１ｍ以下であり、その時の個々の糸条の総繊度（ｋｔｅｘ）と幅（ｍ）の比が５０〜３００ｋｔｅｘ／ｍであることを特徴とする合成繊維の製造方法に関する。

本発明によれば、発色効率が良好な繊維を得ることができ、染料の吸尽量に対して優れた発色性を有する合成繊維を提供することができる。これにより、衣料用途に好適な合成繊維が得られ、また、染料が少なくても発色性に優れることから、染色加工におけるコスト削減、及び加工時間の短縮が可能となる。

本発明の合成繊維は、繊維１００質量％に対し、溶剤の残存比率が０．００１質量％以上０．０２質量％以下であり、繊維横断面上に存在する１μｍ^２以上のボイドが１０個以下／１００μｍ^２、かつ繊維横断面の円形化指数が０．７以上、（円形化指数：繊維横断面の径の最短軸長さを繊維横断面の径の最長軸長さで除した値）であることを特徴とするものである。

本発明の合成繊維の形態は、フィラメント、ステープル、トウなど、いずれの態様であってもよく、また、紡績糸や織物、編地などの高次加工品の態様であってもよい。

本発明における溶剤とは一般的に、繊維を溶解せしめる有機化合物であり、好ましくは４０℃において繊維を１０質量％以上溶解可能であるものが挙げられる。

本発明の合成繊維を構成する素材は繊維形成が可能であれば特に限定はなく、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、ポリフェニレンサルファイド、ポリアクリロニトリル、ポリアミド、及びこれらのポリマーを構成するモノマーの２種以上からなる共重合体などが挙げられる。中でも溶剤を用いた溶液重合により製造されるポリマーや、溶剤を用いて紡糸し得るポリマーである場合に特に有効であり、さらには風合いや発色性に優れることから、ポリアクリロニトリルの共重合体（アクリル系重合体）が好適に用いられる。

また、これらのポリマーは、粘度、熱的特性、相溶性等を鑑みて、他の構成モノマーを含む共重合体であってもよい。例えば、アクリル系重合体であれば、アクリル酸、メタクリル酸またはこれらのエステル類、アクリルアミド、メタクリルアミド、酢酸ビニル、塩化ビニル、塩化ビニリデンなどのオレフィン系モノマー、あるいはアリルスルホン酸、ビニルスルホン酸、アクリルスルホン酸、メタリルスルホン酸及びＰ−スチレンスルホン酸などの不飽和スルホン酸またはこれらの塩類などを用いることができ、特にアクリル酸メチルやメタリルスルホン酸ナトリウムが好ましく用いられる。

また、本発明で用いられる重合体には、必要に応じ、添加剤として、重合開始剤、ｐＨ調整剤及び分子量調整剤等を配合することができる。

上記のような構成からなる重合体は、後述の製造方法によって合成繊維とすることができ、その特徴を次に示す。

本発明の合成繊維は、繊維横断面上に存在する１μｍ^２以上のボイドが１０個以下／１００μｍ^２であり、好ましくは５個以下／１００μｍ^２、さらに好ましくは３個以下／１００μｍ^２である。１μｍ^２以上のボイドが１０個超／１００μｍ^２であると、染料がボイド部分に偏在してしまうことで発色性が低下したり、染め斑が発生してしまう。なお、下限としては０個／１００μｍ^２が好ましいが、製造におけるコスト等も勘案すると、１個以上／１００μｍ^２で十分な発色性向上の効果が得られる。

なお、上記合成繊維の繊維横断面上に存在する１μｍ^２以上のボイドは具体的には後述するように、繊維横断面のＳＥＭ観察により測定されるものとする。

また、本発明の合成繊維の横断面上に存在する０．１μｍ^２以上のボイドが３０個以下／１００μｍ^２であることが好ましく、１０個以下／１００μｍ^２であることがさらに好ましい。０．１μｍ^２以上のボイドが３０個以下であることで、微小なボイドの存在による入射光の乱反射が抑制され、良好な発色性が得られる。なお、下限としては０個／１００μｍ^２が好ましいが、製造におけるコスト等も勘案すると現実的には５個以上／１００μｍ^２で十分な発色性向上の効果が得られる。

上記合成繊維の横断面上に存在する０．１μｍ^２以上のボイドは具体的には後述するように、繊維横断面のＳＥＭ観察により測定されるものとする。

本発明の合成繊維の円形化指数は０．７以上であり、好ましくは０．８以上である。ここで、円形化指数とは、繊維の横断面の外接最小の長方形における短辺の、長辺に対する比である。０．７以上であることでより円形に近くなり、入射光の乱反射が抑制され、良好な発色性が得られる。

上記合成繊維の円形化指数は具体的には後述するように、繊維横断面の外接最小長方形の短辺と長辺の比により測定されるものとする。

円形化指数が上記を満たす以外の形状は、特に限定されるものではなく、断面については丸型、β型、三角、扁平、ドックボーン型、多葉型等、いずれの形状であってもよい。また、成分構成については、単一成分からなるもの、不均一に混合されたもの、あるいは芯鞘やサイドバイサイド、多層構造などの複合構造であってもよく、また長さ方向に均一なものや太細のあるものでもよい。

本発明の合成繊維中に存在する溶剤の比率は、繊維１００質量％に対し０．００１質量％以上０．０２０質量％以下であり、好ましくは０．００１質量％以上０．０１５質量％以下、さらに好ましくは０．００１質量％以上０．０１０質量％以下である。溶剤の比率が０．０２０質量％以下であれば、繊維のボイド中に溶剤が滞留して染料の吸着を妨げることもなく、均一な染色が可能となる。また、０．００１質量％未満の場合も良好な発色性が得られるが、洗浄装置が過大になることや、処理排水の増加などの生産上の制約が大きくなることから好ましくない。なお、合成繊維中に存在する溶剤の比率は、後述の通りガスクロマトグラフィー（以下、ＧＣという。）により測定される。

上記溶剤としては、例えば合成繊維の製造過程で取り込まれる溶剤等が挙げられる。例えば有機溶媒等の溶剤中、溶液重合により得られる重合体、あるいは共重合体（以下(共)重合体と称する場合もある。）を用いる場合において、(共)重合体中に残存する溶媒、若しくは有機溶媒等の溶剤に(共)重合体を溶解した(共)重合体溶液を用いて、湿式紡糸、乾湿式紡糸等により合成繊維を製造する場合において、合成繊維中に残存する溶媒等が挙げられる。

上記の特徴を満たす合成繊維の製造方法としては、本発明の合成繊維が得られる限り特に制限はないが、例えば以下のような製造方法をとることができる。

本発明で用いることができるポリマーの重合方法は特に制限はなく、懸濁重合法、乳化重合法、界面重合法、及び溶液重合法等、一般的な重合方法を用いることが可能であり、なかでも重合時に溶剤を用いる場合には合成繊維中に溶剤が残存し得るため、本発明効果が特に有効に発揮される。また、重合工程で有機溶媒を使用する場合は、ジメチルスルホキシド（以下、ＤＭＳＯという。）、ジメチルアセトアミド（以下、ＤＭＡｃという。）、ジメチルホルムアミド、及びＮ−メチル−２−ピロリドン等の有機溶媒を使用することができる。アクリル系繊維においてはＤＭＳＯ系湿式紡糸において紡糸性に優れ、緻密性にも優れることから、重合方法もＤＭＳＯを使った溶液重合法が望ましい。なお、ＤＭＳＯは４０℃の条件下において通常アクリル系繊維を１０質量％以上溶解する溶剤であり、ＤＭＳＯは本発明においてアクリル系繊維の溶剤となりうるものである。

本発明の合成繊維における紡糸方法は、溶融紡糸法、乾式紡糸法、湿式紡糸法、及び乾湿式紡糸法などが採用でき、紡糸時に溶剤を用いる場合には、合成繊維中に溶剤が残存し得る点で本発明効果が特に有効に発揮される。中でも紡糸浴液の温度と濃度を調整することでボイドのサイズ、個数の制御が容易であることから、湿式紡糸法、乾湿式紡糸法が好適である。

重合体を溶剤に溶解して紡糸する場合、その重合体の濃度は紡糸性を考慮した範囲で任意に設定できる。例えば、湿式紡糸法及び乾湿式紡糸法に用いるアクリル系共重合体の割合は、紡糸溶液として２０〜２５質量％、溶剤の割合を７５〜８０質量％にすることが好ましく、より好ましくはアクリル系重合体の割合が２１〜２４質量％、溶剤の割合は７６〜７９質量％である。重合体の濃度が２０質量％以上であれば、凝固の際の脱溶剤量が少なく発生するボイドが小さくなり、また、重合体の濃度が２５質量％以下であれば良好な紡糸性が得られる。

湿式紡糸法、乾湿式紡糸法を用いる場合、紡糸浴液の温度は３０℃〜４５℃が好ましく、より好ましくは３５〜４０℃である。温度が３０℃以上とすることで繊維形成後の延伸性が良好で優れた紡糸性が得られ、また４５℃以下とすることで適切な凝固速度が得られ形成されるボイドのサイズを抑制することが可能である。

また、湿式紡糸等を行う際、繊維を凝固させるための凝固浴とするために用いる紡糸浴液としては、溶剤／貧溶媒の混合液が用いられるのが通常であるが、溶剤の分離、回収が比較的容易であるという点から溶剤／水混合溶液が好ましい。溶剤／水の混合溶液を用いる場合、紡糸浴液の溶剤濃度は５０〜７０質量％が好ましく、５５〜６５質量％がより好ましい。溶剤濃度が５０質量％以上とすることで適切な凝固速度が得られ形成されるボイドのサイズを抑制することが可能であり、７０質量％以下とすることで繊維間の接着等を回避することが可能である。

紡糸工程以降、延伸、水洗、乾燥緻密化させ油剤を付与し、捲縮及び熱緩和処理を施すことができる。

水洗工程では、紡糸糸条を水相中で、あるいは流水と接触させることにより水洗を行うが、紡出後の紡糸糸条は通常引き揃えられた状態で水洗に供される。紡糸糸条が水洗工程を通過する際、該工程の一部または全部において、糸条の幅を１ｍ以下とすることが水洗効率を向上させ、溶剤の含有量を効果的に低減することができる。そのためには紡糸糸状の幅を単一のまま、あるいは複数に分割することが好ましい。糸条の幅のさらに好ましい範囲としては、水洗液が糸条間から流れ落ちることが容易となり水洗効率がアップするという点から０．８ｍ以下である。下限としては分割のためのガイドを増やす必要が無い点から０．１ｍ以上であることが好ましい。さらに、その際の個々の糸条の総繊度（ｋｔｅｘ）と幅（ｍ）の比が好ましくは５０〜３００ｋｔｅｘ／ｍ、より好ましくは１００〜２５０ｋｔｅｘ／ｍである。糸条の幅、及び糸条の総繊度（ｋｔｅｘ）と幅（ｍ）の比がこの範囲にあることで、糸条としての強度を持たせることができ、単糸切れやローラー巻付などの操業トラブルを回避しつつ、水洗に用いる洗浄液を糸条の内部まで十分浸透させ、洗浄効率をアップさせることが可能となる。合成繊維中の溶剤含有量が多い場合には、この水洗工程にて、分割する糸条の数を増やす、糸条の幅を小さくする、総繊度（ｋｔｅｘ）と幅（ｍ）の比を小さくする、水洗を長く行う等、水洗功率あるいは水洗の程度を大きくすればよい。

水洗した糸条を乾燥緻密化する工程において、弛緩率が０〜７％であることが好ましく、２〜６％がより好ましい。弛緩率とは、乾燥緻密化工程入りの糸条速度と乾燥緻密化工程出の糸条速度の比であり、次式で示される。
乾燥緻密化工程の弛緩率（％）＝（乾燥緻密化工程入りの糸条速度−乾燥緻密化工程出の糸条速度）／乾燥緻密化工程入りの糸条速度×１００

乾燥緻密化工程での弛緩率が上記の範囲であると、糸条の収縮に伴い適切な張力をかけることができ、内部の微小ボイドを効果的に縮小させることが可能となる。乾燥緻密化工程における乾燥方法は特に制限は無く、熱ローラー、熱風吹付け等の方法を取ることができる。合成繊維中のボイドをより小さくするには、乾燥緻密化工程の乾燥温度を上げることや、乾燥時間を長くするといった方法が挙げられる。

また、溶液重合等で製造されるポリマーを溶融紡糸する場合においては、例えば溶液重合後ポリマーを十分に洗浄、乾燥して溶剤含有量を十分に低減することが有効であり、溶融紡糸時には延伸等の工程でボイドが生じやすいので、粗大なボイドの発生を抑制し得る条件で行えばよい。

かくして得られる本発明の合成繊維は、染色時に染料の吸尽量に対して優れた発色性を有することから、衣料用途に好適に用いることができる。

以下、本発明を実施例によりさら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。

（１）残存溶剤の定量評価
残存溶剤については、ＧＣ−ＦＩＤ（ガスクロマトグラフィー−水素炎イオン化検出器）により定量した。以下に測定手順を示す。

試料０．３ｇをリアクチバイアル（１０ｍＬ）に秤量し、メタノール／クロロホルム（１／１）を５ｍＬ加え、加熱（１００℃、２時間）して抽出液を得た。この抽出液を全量回収し、窒素パージで０．５ｍＬ程度に濃縮後、メタノール／クロロホルム（１／１）で洗いこみながら全量をメスフラスコ（２ｍＬ）に移し入れ、メタノール／クロロホルム（１／１）で２ｍＬに定容し、この溶液を試料溶液とした。

ＧＣはＧＣ５８９０（アジレントテクノロジー社）、カラムはＤＢ―ＷＡＸ、３０ｍ×０．２５ｍｍ、膜厚０．２５μｍ（アジレントテクノロジー社）を用い、検出器はＦＩＤ（水素炎イオン化検出器）、検出器温度は２５０℃で測定した。純度９９．０質量％以上の純品試薬を用いて検量線を作成し、ピーク面積から定量を行った。

（２）ボイドの評価
約０．５ｇの繊維を、繊維軸方向（繊維の長手方向）が平行になるように手で引きそろえて繊維束をつくり、これを樹脂で固め、繊維軸に垂直方向にミクロトームで切断し、繊維軸方向に対し垂直方向（繊維横断面）の薄片を得、これをスライドガラス上に貼り付けた後に脱樹脂処理を行うことで観察サンプルを作成した。走査型電子顕微鏡ＶＥ−９８００（ＫＥＹＥＮＣＥ社）を用い、倍率１００００倍、視野範囲１５±５μｍ²で観察し、サイズが１μｍ^２以上、０．１μｍ^２以上であるボイドの個数をそれぞれ測定して１００μｍ^２あたりの個数に換算した。繊維１本につき任意の１箇所を測定し、３０箇所の測定データから得られた値の平均値を採用した。この際のサイズは繊維横断面写真を等倍、あるいは適切な倍率に拡大して印刷し、ボイドの最大直径を測定した。

また、総面積の測定は、上記と同様の手順で観察を行い、サイズが０．０５μｍ^２以上のボイドの面積と個数を測定し、その合計値を１００μｍ^２あたりの数値に換算し、３０箇所の測定データから得られた値の平均値を採用した。

サイズの測定は前述の方法と同様、繊維横断面写真を等倍、あるいは適切な倍率に拡大して印刷し、ボイドの最大直径を測定した。

（３）円形化指数の評価
上記顕微鏡測定で得られた繊維断面写真から外接最小長方形を作成し、その長辺と短辺の比から円形化指数を求めた。
円形化指数＝外接最小長方形の短辺／外接最小長方形の長辺

（４）発色性の評価
３ｇの繊維を下記の組成の染色液に対し、浴比１：１００で９８℃、１時間染色により染色サンプルを作製した。
・Ｍａｘｉｌｏｎ Ｂｌｕｅ ＧＲＬ ０．５％ｏｗｆ
・“カチオーゲン”（登録商標） ＡＮ スーパー ２．０％ｏｗｆ
・酢酸ナトリウム ０．５％ｏｗｆ
染色サンプル１．５ｇを手で引きそろえ、分光測色計ＣＭ―３７００ｄ（ミノルタ株式会社製）を用い、波長６３０ｎｍでの反射率Ｒを測定した。その反射率Ｒから表面濃度Ｋ／Ｓ値を次のクベルカ・ムンクの式を使って求めた。
Ｋ／Ｓ＝（１―Ｒ）^２／２Ｒ

発色性の評価はＫ／Ｓの値が０．５５以上で「◎」、０．５０以上０．５５未満で「○」、０．４５以上０．５０未満で「△」、０．４５未満を「×」とし、◎と○を合格とした。

また、官能評価として次の方法を実施した。上記染色サンプルを５人の判定員が目視判定し、Ｋ／Ｓが０．５０の染色サンプルをブランクとして、色に深みがあり発色性が良好と判断されるものを○、ブランク対比で色が鈍くぼやけていると判断されるものを×とし、５人全員が○をつけた場合の判定結果を「◎」、○が３人以上である場合の判定結果を「○」、×が３人以上いた場合の判定結果を「×」として、「◎、○」を発色性合格、「×」を不合格と評価した。

［実施例１］
アクリロニトリル９３．８質量％、アクリル酸メチル５．０質量％、メタリルスルホン酸ソーダ１．２質量％からなるアクリル系重合体をＤＭＳＯ系溶液重合により得た。この重合体をＤＭＳＯに溶解して、重合体濃度が２２．４質量％の紡糸原液とし、孔径０．０５０ｍｍの丸孔口金を用いて、温度３９℃、濃度６４質量％のＤＭＳＯ水溶液からなる紡糸浴液に湿式紡糸した。さらに熱水中で延伸した後、糸条を分割することで水洗工程での１つの糸条の幅を０．６５ｍ、そのときの糸条の総繊度と幅の比を１５０ｋｔｅｘ／ｍとして流水により水洗した。続いて１７０℃の熱風乾燥により弛緩率５％で乾燥緻密化を行い、油剤付与、捲縮付与、乾燥、切断することにより、円形化指数０．８９のアクリル系繊維を得た。

これにより得られたアクリル系繊維の、繊維１００質量％に対する溶剤の残存比率は０．００３質量％であり、１μｍ^２以上のボイド数は０．０２個／１００μｍ^２、０．１μｍ^２以上のボイド数は８．５個／１００μｍ^２、ボイドの総面積は１．４μｍ^２／１００μｍ^２であった。また、前記発色性評価の結果、Ｋ／Ｓは０．６２であった。

［実施例２］
アクリロニトリル９３．８質量％、アクリル酸メチル５．０質量％、メタリルスルホン酸ソーダ１．２質量％からなるアクリル系重合体をＤＭＳＯ系溶液重合により得た。この重合体をＤＭＳＯに溶解して、重合体濃度が２２．４質量％の紡糸原液とし、孔径０．０５０ｍｍの丸孔口金を用いて、温度４０℃、濃度６８質量％のＤＭＳＯ水溶液からなる紡糸浴液に湿式紡糸した。さらに熱水中で延伸した後、糸条を分割することで水洗工程での１つの糸条の幅を０．６５ｍ、そのときの糸条の総繊度と幅の比を２８０ｋｔｅｘ／ｍとして流水により水洗した。続いて１７０℃の熱風乾燥により弛緩率５％で乾燥緻密化を行い、油剤付与、捲縮付与、乾燥、切断することにより、円形化指数０．９２のアクリル系繊維を得た。

これにより得られたアクリル系繊維の、繊維１００質量％に対する溶剤の残存比率は０．０１７質量％であり、１μｍ^２以上のボイド数は０．０１個／１００μｍ^２、０．１μｍ^２以上のボイド数は１．７個／１００μｍ^２、ボイドの総面積は０．２μｍ^２／１００μｍ^２であった。また、前記発色性評価の結果、Ｋ／Ｓは０．６０であった。

［実施例３］
アクリロニトリル９３．８質量％、アクリル酸メチル５．０質量％、メタリルスルホン酸ソーダ１．２質量％からなるアクリル系重合体をＤＭＳＯ系溶液重合により得た。この重合体をＤＭＳＯに溶解して、重合体濃度が２２．４質量％の紡糸原液とし、孔径０．０５０ｍｍの丸孔口金を用いて、温度４０℃、濃度５５質量％のＤＭＳＯ水溶液からなる紡糸浴液に湿式紡糸した。さらに熱水中で延伸した後、糸条を分割することで水洗工程での１つの糸条の幅を０．３０ｍ、そのときの糸条の総繊度と幅の比を７０ｋｔｅｘ／ｍとして流水により水洗した。続いて１７０℃の熱風乾燥により弛緩率２％で乾燥緻密化を行い、油剤付与、捲縮付与、乾燥、切断することにより、円形化指数０．９３のアクリル系繊維を得た。

これにより得られたアクリル系繊維の、繊維１００質量％に対する溶剤の残存比率は０．０１４質量％であり、１μｍ^２以上のボイド数は０．６個／１００μｍ^２、０．１μｍ^２以上のボイド数は２０．４個／１００μｍ^２、ボイドの総面積は４．６μｍ^２／１００μｍ^２であった。また、前記発色性評価の結果、Ｋ／Ｓは０．５２であった。

［実施例４］
アクリロニトリル９３．８質量％、アクリル酸メチル５．０質量％、メタリルスルホン酸ソーダ１．２質量％からなるアクリル系重合体をＤＭＳＯ系溶液重合により得た。この重合体をＤＭＳＯに溶解して、重合体濃度が２２．０質量％の紡糸原液とし、孔径０．０５０ｍｍの丸孔口金を用いて、温度３５℃、濃度６５質量％のＤＭＳＯ水溶液からなる紡糸浴液に乾湿式紡糸した。さらに熱水中で延伸した後、糸条を分割することで水洗工程での１つの糸条の幅を０．６５ｍ、そのときの糸条の総繊度と幅の比を２３０ｋｔｅｘ／ｍとして流水により水洗した。続いて１７０℃の熱風乾燥により弛緩率７％で乾燥緻密化を行い、油剤付与、捲縮付与、乾燥、切断することにより、円形化指数０．７２のアクリル系繊維を得た。

これにより得られたアクリル系繊維の、繊維１００質量％に対する溶剤の残存比率は０．００７質量％であり、１μｍ^２以上のボイド数は１０．４個／１００μｍ^２、０．１μｍ^２以上のボイド数は８．５個／１００μｍ^２、ボイドの総面積は２．８μｍ^２／１００μｍ^２であった。また、前記発色性評価の結果、Ｋ／Ｓは０．５４であった。

［実施例５］
イソフタル酸クロライドとメタフェニレンジアミンの界面重合法により製造したアラミド系重合体をＤＭＡｃに溶解して、重合体濃度が２２．０質量％の紡糸原液とし、孔径０．０５０ｍｍの丸孔口金を用いて、温度４０℃、濃度５０質量％のＤＭＡｃ水溶液からなる紡糸浴液に湿式紡糸した。さらに熱水中で延伸した後、糸条を分割することで水洗工程での１つの糸条の幅を０．４０ｍ、そのときの糸条の総繊度と幅の比を９０ｋｔｅｘ／ｍとして流水により水洗した。続いて１３０℃の熱ローラー乾燥により弛緩率２％で乾燥緻密化を行い、円形化指数０．８７のアラミド系繊維を得た。

これにより得られたアラミド繊維の、繊維１００質量％に対する溶剤の残存比率は０．０１９質量％であり、１μｍ^２以上のボイド数は３．１個／１００μｍ^２、０．１μｍ^２以上のボイド数は１１．５個／１００μｍ^２、ボイドの総面積は４．８μｍ^２／１００μｍ^２であった。また、前記発色性評価の結果、Ｋ／Ｓは０．５２であった。

［比較例１］
アクリロニトリル９３．８質量％、アクリル酸メチル５．０質量％、メタリルスルホン酸ソーダ１．２質量％からなるアクリル系重合体をＤＭＳＯ系溶液重合により得た。この重合体をＤＭＳＯに溶解して、重合体濃度が２２．４質量％の紡糸原液とし、孔径０．０５０ｍｍの丸孔口金を用いて、温度３８℃、濃度６５質量％のＤＭＳＯ水溶液からなる紡糸浴液に湿式紡糸した。さらに熱水中で延伸した後、糸条を分割することで水洗工程での１つの糸条の幅を０．５０ｍ、そのときの糸条の総繊度と幅の比を３２０ｋｔｅｘ／ｍとして流水により水洗した。続いて１７０℃の熱風乾燥により弛緩率３％で乾燥緻密化を行い、油剤付与、捲縮付与、乾燥、切断することにより、円形化指数０．８１のアクリル系繊維を得た。

これにより得られたアクリル系繊維の、繊維１００質量％に対する溶剤の残存比率は０．０３５質量％であり、１μｍ^２以上のボイド数は１．４個／１００μｍ^２、０．１μｍ^２以上のボイド数は１０．４個／１００μｍ^２、ボイドの総面積は３．５μｍ^２／１００μｍ^２であった。また、前記発色性評価の結果、Ｋ／Ｓは０．４６であった。

［比較例２］
アクリロニトリル９３．８質量％、アクリル酸メチル５．０質量％、メタリルスルホン酸ソーダ１．２質量％からなるアクリル系重合体をＤＭＳＯ系溶液重合により得た。この重合体をＤＭＳＯに溶解して、重合体濃度が２２．４質量％の紡糸原液とし、孔径０．０５０ｍｍの丸孔口金を用いて、温度３２℃、濃度６８質量％のＤＭＳＯ水溶液からなる紡糸浴液に湿式紡糸した。さらに熱水中で延伸した後、糸条を分割せずに水洗工程での１つの糸条の幅を１．３０ｍ、そのときの糸条の総繊度と幅の比を１５０ｋｔｅｘ／ｍとして流水により水洗した。続いて１７０℃の熱風乾燥により弛緩率５％で乾燥緻密化を行い、油剤付与、捲縮付与、乾燥、切断することにより、円形化指数０．７８のアクリル系繊維を得た。

これにより得られたアクリル系繊維の、繊維１００質量％に対する溶剤の残存比率は０．０９１質量％であり、１μｍ^２以上のボイド数は２．８個／１００μｍ^２、０．１μｍ^２以上のボイド数は１５．４個／１００μｍ^２、ボイドの総面積は４．９μｍ^２／１００μｍ^２であった。また、前記発色性評価の結果、Ｋ／Ｓは０．４４であった。

［比較例３］
アクリロニトリル９３．８質量％、アクリル酸メチル５．０質量％、メタリルスルホン酸ソーダ１．２質量％からなるアクリル系重合体をＤＭＳＯ系溶液重合により得た。この重合体をＤＭＳＯに溶解して、重合体濃度が２２．４質量％の紡糸原液とし、孔径０．０５０ｍｍの丸孔口金を用いて、温度５５℃、濃度５２質量％のＤＭＳＯ水溶液からなる紡糸浴液に湿式紡糸した。さらに熱水中で延伸した後、糸条を分割することで水洗工程での１つの糸条の幅を１．１０ｍ、そのときの糸条の総繊度と幅の比を３２０ｋｔｅｘ／ｍとして流水により水洗した。続いて１７０℃の熱風乾燥により弛緩率１０％で乾燥緻密化を行い、油剤付与、捲縮付与、乾燥、切断することにより、円形化指数０．８１のアクリル系繊維を得た。

これにより得られたアクリル系繊維の、繊維１００質量％に対する溶剤の残存比率は０．０３３質量％であり、１μｍ^２以上のボイド数は１２．５個／１００μｍ^２、０．１μｍ^２以上のボイド数は２７．５個／１００μｍ^２、ボイドの総面積は３１．６μｍ^２／１００μｍ^２であった。また、前記発色性評価の結果、Ｋ／Ｓは０．４２であった。

［比較例４］
アクリロニトリル９３．８質量％、アクリル酸メチル５．０質量％、メタリルスルホン酸ソーダ１．２質量％からなるアクリル系重合体をＤＭＳＯ系溶液重合により得た。この重合体をＤＭＳＯに溶解して、重合体濃度が２２．４質量％の紡糸原液とし、孔径０．０５０ｍｍの丸孔口金を用いて、温度４０℃、濃度６２質量％のＤＭＳＯ水溶液からなる紡糸浴液に湿式紡糸した。さらに熱水中で延伸した後、糸条を分割することで水洗工程での１つの糸条の幅を０．６５ｍ、そのときの糸条の総繊度と幅の比を３１０ｋｔｅｘ／ｍとして流水により水洗した。続いて１７０℃の熱風乾燥により弛緩率８％で乾燥緻密化を行い、油剤付与、捲縮付与、乾燥、切断することにより、円形化指数０．７２のアクリル系繊維を得た。

これにより得られたアクリル系繊維の、繊維１００質量％に対する溶剤の残存比率は０．０２４質量％であり、１μｍ^２以上のボイド数は１．２個／１００μｍ^２、０．１μｍ^２以上のボイド数は３１．９個／１００μｍ^２、ボイドの総面積は４．９μｍ^２／１００μｍ^２であった。また、前記発色性評価の結果、Ｋ／Ｓは０．４２であった。

［比較例５］
アクリロニトリル９３．８質量％、アクリル酸メチル５．０質量％、メタリルスルホン酸ソーダ１．２質量％からなるアクリル系重合体をＤＭＳＯ系溶液重合により得た。この重合体をＤＭＳＯに溶解して、重合体濃度が２２．４質量％の紡糸原液とし、孔径０．０５０ｍｍの丸孔口金を用いて、温度５０℃、濃度６２質量％のＤＭＳＯ水溶液からなる紡糸浴液に湿式紡糸した。さらに熱水中で延伸した後、糸条を分割することで水洗工程での１つの糸条の幅を１．４０ｍ、そのときの糸条の総繊度と幅の比を９０ｋｔｅｘ／ｍとして流水により水洗した。続いて１７０℃の熱風乾燥により弛緩率３％で乾燥緻密化を行い、油剤付与、捲縮付与、乾燥、切断することにより、円形化指数０．８３のアクリル系繊維を得た。

これにより得られたアクリル系繊維の、繊維１００質量％に対する溶剤の残存比率は０．０３５質量％であり、１μｍ^２以上のボイド数は２．１個／１００μｍ^２、０．１μｍ^２以上のボイド数は１２．５個／１００μｍ^２、ボイドの総面積は４．１μｍ^２／１００μｍ^２であった。また、前記発色性評価の結果、Ｋ／Ｓは０．４４であった。

［比較例６］
アクリロニトリル９３．８質量％、アクリル酸メチル５．０質量％、メタリルスルホン酸ソーダ１．２質量％からなるアクリル系重合体をＤＭＳＯ系溶液重合により得た。この重合体をＤＭＳＯに溶解して、重合体濃度が２２．４質量％の紡糸原液とし、孔径０．０５０ｍｍの丸孔口金を用いて、温度４０℃、濃度４５質量％のＤＭＳＯ水溶液からなる紡糸浴液に乾湿式紡糸した。さらに熱水中で延伸した後、糸条を分割することで水洗工程での１つの糸条の幅を０．２０ｍ、そのときの糸条の総繊度と幅の比を３３０ｋｔｅｘ／ｍとして流水により水洗した。続いて１７０℃の熱風乾燥により弛緩率３％で乾燥緻密化を行い、油剤付与、捲縮付与、乾燥、切断することにより、円形化指数０．７９のアクリル系繊維を得た。

これにより得られたアクリル系繊維の、繊維１００質量％に対する溶剤の残存比率は０．０３１質量％であり、１μｍ^２以上のボイド数は２．１個／１００μｍ^２、０．１μｍ^２以上のボイド数は３２．４個／１００μｍ^２、ボイドの総面積は４．８μｍ^２／１００μｍ^２であった。また、前記発色性評価の結果、Ｋ／Ｓは０．４０であった。

［比較例７］
アクリロニトリル９３．８質量％、アクリル酸メチル５．０質量％、メタリルスルホン酸ソーダ１．２質量％からなるアクリル系重合体をジメチルホルムアミド系溶液重合により得た。この重合体をジメチルホルムアミドに溶解して、重合体濃度が２２．４質量％の紡糸原液とし、孔径０．０５０ｍｍの丸孔口金を用いて乾式紡糸した。さらに熱水中で延伸した後、糸条を分割することで水洗工程での１つの糸条の幅を０．１０ｍ、そのときの糸条の総繊度と幅の比を３５０ｋｔｅｘ／ｍとして流水により水洗した。続いて１７０℃の熱風乾燥により弛緩率５％で乾燥緻密化を行い、油剤付与、捲縮付与、乾燥、切断することにより、円形化指数０．６２のアクリル系繊維を得た。

これにより得られたアクリル系繊維の、繊維１００質量％に対する溶剤の残存比率は０．１００質量％であり、１μｍ^２以上のボイド数は１．７個／１００μｍ^２、０．１μｍ^２以上のボイド数は１４．９個／１００μｍ^２、ボイドの総面積は３．７μｍ^２／１００μｍ^２であった。また、前記発色性評価の結果、Ｋ／Ｓは０．４９であった。

［比較例８］
イソフタル酸クロライドとメタフェニレンジアミンの界面重合法により製造したアラミド系重合体をＤＭＡｃに溶解して、重合体濃度が２２．０質量％の紡糸原液とし、孔径０．０５０ｍｍの丸孔口金を用いて、温度４０℃、濃度３０質量％のＤＭＡｃ水溶液からなる紡糸浴液に湿式紡糸した。さらに熱水中で延伸した後、糸条を分割することで水洗工程での１つの糸条の幅を０．１５ｍ、そのときの糸条の総繊度と幅の比を３３０ｋｔｅｘ／ｍとして流水により水洗した。続いて１３０℃の熱ローラー乾燥により弛緩率２％で乾燥緻密化を行い、円形化指数０．９１のアラミド繊維を得た。

これにより得られたアラミド繊維の、繊維１００質量％に対する溶剤の残存比率は０．０５９質量％であり、１μｍ^２以上のボイド数は１１．８個／１００μｍ^２、０．１μｍ^２以上のボイド数は１１．４個／１００μｍ^２、ボイドの総面積は１４．３μｍ^２／１００μｍ^２であった。また、前記発色性評価の結果、Ｋ／Ｓは０．４４であった。

Claims (7)

1. 繊維１００質量％に対し、溶剤の残存比率が０．００１質量％以上０．０２０質量％以下であり、繊維横断面上に存在する１μｍ^２以上のボイドが１０個以下／１００μｍ^２、かつ繊維横断面の円形化指数が０．７以上、（円形化指数：繊維横断面の外接最小長方形の短辺の長さを長辺の長さで除した値）である合成繊維。
2. 合成繊維がアクリル系繊維である請求項１または２に記載の合成繊維。
3. 繊維断面状に存在する０．１μｍ^２以上のボイドが３０個以下／１００μｍ^２である請求項１または２記載の合成繊維。
4. 繊維横断面上に存在するボイドの総面積が５μｍ^２以下／１００μｍ^２である請求項１〜３いずれかに記載の合成繊維。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の合成繊維の製造方法であって、重合体を溶剤に溶解した紡糸溶液を用いて紡糸する湿式紡糸、または乾湿式紡糸法により紡糸され、糸条の水洗工程を含む合成繊維の製造方法であり、糸条が水洗工程を通過する際、該工程の一部または全部において、単一の、あるいは複数に分割された個々の糸条の幅が１ｍ以下であり、その時の個々の糸条の総繊度（ｋｔｅｘ）と幅（ｍ）の比が５０〜３００ｋｔｅｘ／ｍであることを特徴とする、合成繊維の製造方法。
6. 紡糸浴液の温度が３０℃〜４５℃、溶剤濃度が５０〜７０質量％であることを特徴とする請求項５記載の合成繊維の製造方法。
7. 水洗した糸条を乾燥緻密化する工程において、糸条速度の弛緩率（（乾燥緻密化工程入りの糸条速度−乾燥工程出の糸条速度）／乾燥工程入りの糸条速度×１００）が０〜７％であることを特徴とする請求項５または６記載の合成繊維の製造方法。