JP3656311B2

JP3656311B2 - 抗ピル性極細アクリル系繊維及びその製造方法

Info

Publication number: JP3656311B2
Application number: JP05738496A
Authority: JP
Inventors: 直哉百田; 政勝真藤
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1996-03-14
Filing date: 1996-03-14
Publication date: 2005-06-08
Anticipated expiration: 2016-03-14
Also published as: JPH09250024A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、優れた風合いと抗ピル性を有し、良好な品質、性能の繊維製品が得られる抗ピル性極細アクリル系繊維およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アクリル系繊維は他の汎用合成繊維であるポリアミド系繊維およびポリエステル系繊維などと同様に衣料用素材あるいはインテリア製品用素材等の広範な分野に利用されている。
【０００３】
しかしながら、かかる優れた有用性を有するアクリル系繊維も他面において熱セット性、寸法安定性が低く、耐フィブリル化や耐フロスティング性が小さく、ポリアミド系繊維およびポリエステル系繊維の場合と同様に編・織物などにおいて、その表面にピルが発生し、外観を著しく損ない商品価値を低下させるという実用上の欠点がある。
【０００４】
さらにアクリル系繊維の製造には湿式紡糸技術が広く採用されているが、この湿式紡糸法によるアクリル系繊維は一般にその繊維表面が平滑でなく凹凸が多く、得られる繊維製品はぬめり性に乏しく粗硬であるといわれている。
【０００５】
もっとも、これ迄にこのような繊維製品の外観や品位上の改良について数多くの提案がなされている。例えば特公昭５１−３４００６号公報には特定量のスルホン酸基を有するビニルモノマを含むアクリル系重合体を用い、繊維配向が後の熱処理によって破壊されないようにする手段によって抗ピル性を有するアクリル系繊維を得る方法、また特公昭５７−３５２８５号公報には製糸工程要件を一体的に結合してはじめて抗ピル性が達成できることが開示されている。
【０００６】
しかしながら両者とも汎用性に乏しく、特にウールにアクリル系繊維を混紡した混紡糸のようなルーズな目付けの編組織構造では抗ピル性繊維製品として満足できるものは得られない。
【０００７】
さらに従来提案された抗ピル性極細アクリル繊維の製造方法の多くは、該繊維製造の生産性を大きく損なうものであり、高付加価値の製品が得られても非常にコスト高となるという問題があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、優れた風合いと抗ピル性を有し、良好な品質、性能の繊維製品が得られる抗ピル性極細アクリル系繊維、特にウールにアクリル系繊維を混紡した混紡糸のようなルーズな目付けの編組織構造で使用しても抗ピル性を有しかつ優れた風合いと良好な品質とを有する抗ピル性極細アクリル系繊維、したがって汎用性に富み高度の付加価値を有する抗ピル性極細アクリル系繊維を提供せんとするものである。
【０００９】
また、本発明の目的は、繊維製造の生産性を実質的に損なうことなく、かかる抗ピル性極細アクリル系繊維を取得する製造方法を提供せんとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意検討の結果、下記する本発明を見出すに至ったのである。
［１］少なくとも９４モル％のアクリルニトリルと、該アクリルニトリルと共重合性を有するモノエチレン性ビニル系モノマ２〜５モル％およびスルホン酸基含有ビニル系モノマ０．２〜０．７モル％を含むアクリルニトリル系重合体からなり、短繊維繊度が０．３〜０．７デニールで、引張り強度３．０ｇ／デニール以上、結節強度１．９〜３．０ｇ／デニール、円形化指数が少なくとも０．７以上および抗ピル性が３．５級以上である抗ピル性極細アクリル系繊維。
【００１１】
ただし、円形化指数は、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。
【００１２】
繊維断面形状が例えば、真円の場合は円形化指数は１．０となる。なお測定は顕微鏡や超薄切片の写真撮影などによる方法を用いることができ、単糸本数３０本についての平均値を求める。
【００１３】
また、抗ピル性は、ＪＩＳＬ１０７６Ａ法に従って測定された値である。
【００１４】
［２］少なくとも９４モル％のアクリルニトリルと、該アクリルニトリルと共重合性を有するモノエチレン性ビニル系モノマ２〜５モル％およびスルホン酸基含有ビニル系モノマ０．２〜０．７モル％を含むアクリルニトリル系重合体の溶液を用い湿式紡糸法により抗ピル性極細アクリル系繊維を製造するに際し、該重合体濃度が２０〜２５重量％の紡糸原液を溶媒濃度が少なくとも６５重量％の凝固浴に原液温度６０〜９０℃、紡糸ドラフト１．５〜２．２で紡糸した後、延伸倍率３．５〜５倍で延伸し、しかる後、乾燥緻密化時の収縮率を５％以下にして緻密化し、次いで少なくとも１６０℃で緊張熱処理することを特徴とする上記［１］に記載する抗ピル性極細アクリル系繊維の製造方法。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明において、単繊維繊度は、優れた風合と抗ピル性の付与を可能とすめために０．３〜０．７デニールの範囲である必要である。また、引張り強度は、実用に耐える値が必要であり、３．０ｇ／デニール以上であることが必要である。
本発明において、結節強度は、１．９〜３．０ｇ／デニールの範囲であることが必要である。１．９ｇ／デニール未満であると、実用性に乏しくなり、また、３．０ｇ／デニールを超えると、曲げ強度が高くなり過ぎる結果として、抗ピル性が不十分となり、好ましくない。
【００１６】
また、本発明において、繊維断面は円形化指数が少なくとも０．７以上が必要であり好ましくは０．８以上がよい。円形化指数が０．７より小さいと該繊維の表面が平滑でなくなり、単繊維同志が絡まりやすくピルを形成しやすく、また、ぬめり性および発色性も低下するので好ましくない。。
【００１７】
本発明において、抗ピル性は、３．５級以上である必要がある。ここで抗ピル性は、ＪＩＳＬ１０７６Ａ法に従って測定された値である。この測定方法は、つぎの通りである。すなわち、ゴル管（長さ１５０ｍｍ、外径３１ｍｍ）に巻き付けた編物からなる試験片をコルク・シートを内張りした箱内（内側の一辺が２３ｍｍの立方体）で、箱の回転によって、試験片相互又はコルク面とランダムに接触させて摩擦作用を加え、ピルを発生させる。作用は穏やかて、時間をかけてゆっくりとピルを発生させる。もみ及び屈曲作用は加わらない。本発明においては、ＪＩＳＬ１０７６Ａ法で５時間試験したことを、ＩＣＩ５Ｈｒと省略する。
【００１８】
本発明のアクリルニトリル系重合体は少なくとも９４モル％のアクリルニトリル（以下ＡＮという）からなる重合体で、６モル％以内で他の共重合性不飽和ビニル化合物と共重合される。
【００１９】
ＡＮ含有量が９４モル％未満の場合は、製糸工程で予め付与された緊張状態でのヒートセット性が高次加工工程における染色あるいは蒸熱処理等によって著しく低下することがあり好ましくない。
【００２０】
ＡＮ系重合体中に含まれる共重合成分としては、アクリル酸，メタクリル酸又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、塩化ビニリデンおよびビニルスルホン酸、アクリルスルホン酸，メタリルスルホン酸，Ｐ−スチレンスルホン酸などの不飽和スルホン酸又はこれらの塩類などの酸性モノマなどが挙げられる。
【００２１】
スルホン酸基を有するビニルモノマの共重合率は通常０．２〜０．７モル％、好ましくは０．３〜０．５モル％がよい。０．２モル％未満では染色性が不良であり一方０．７モル％をこえると延伸性が低下したり、単糸間の膠着を生じ易くなる。また中性単量体の共重合率は、通常２〜５モル％、好ましくは３〜４．５モル％がよい。２モル％未満では紡糸性が低下し、５モル％をこえると最終製品の抗ピル性能に悪影響を及ぼす。
【００２２】
本発明の重合方法は懸濁重合法，乳化重合法，溶液重合法等のうちいずれでも良いが、その効果が有機溶媒のジメチルスルホキシド（以下ＤＭＳＯという）系湿式紡糸において特に顕著であることから重合方法もＤＭＳＯを使った溶液重合が望ましい。該重合体濃度は紡糸原液として２０〜２５重量％にする必要がある。該重合体濃度が２０重量％より少ないと得れる繊維が失透し光沢が失われるとともに発色性低下をきたす。一方重合体濃度が２５重量％をこえると紡糸性が著しく悪化する。かくして作製された紡糸原液は、通常の湿式紡糸装置を使用して紡糸される。なお、紡糸浴としてはＤＭＳＯ、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等の有機溶媒、特にＤＭＳＯ水溶液が好ましい。該紡糸原液をＤＭＳＯ水溶液中に紡出する際、紡糸ドラフトは１．５〜２．２の範囲が用いられ、好ましくは１．７５〜２．０５である。紡糸ドラフトが１．５未満だと口金から引取ローラーまでの糸が弛み、凝固浴液の乱流で糸が揺れ口金面で糸が切れるので好ましくなく、また、紡糸ドラフトが２．２を超えると糸が張りすぎ口金面で糸が切れるので好ましくない。
【００２３】
また、該紡出繊維の繊維断面は円形化指数が少なくとも０．７以上が必要であり好ましくは０．８以上がよい。円形化指数が０．７より小さいと該繊維の表面が平滑でなくなり、単繊維同志が絡まりやすくピルを形成しやすい。またぬめり、発色性も低下する。
【００２４】
繊維断面が上記の円形化指数を保持するには、凝固浴濃度としては６５〜８０重量％，好ましくは７０〜７５重量％の前記溶媒を含有する高濃度浴が望ましい。又、凝固浴温度としては一般に３０〜６０℃，好ましくは４０〜５０℃の温度範囲である。
【００２５】
凝固浴濃度が高いところでは凝固浴温度を相対的に低目に設定しても、円形化指数の良好なものが得られ易く、表面平滑性が良好になる。なお、凝固浴濃度７０〜７５重量％，凝固浴温度４０〜５０℃の範囲で最も平滑性に富んだ繊維が安定して製造できる。
【００２６】
上記凝固浴条件に加えて、原液温度を６０〜９０℃，好ましくは７０〜８０℃、紡糸ドラフトを１．７５〜２．０５の範囲にすることによって、はじめて表面平滑に富み、かつ抗ピル性にすぐれた極細アクリル系繊維の製造が可能となる。かくの如くして作製された凝固糸条は例えば３０％以下のＤＭＳＯ水溶液中で、３．５〜５倍、好ましくは４．０〜４．５倍に延伸される。この延伸倍率が３．５倍より小さいと紡糸操業性が低下する。一方、延伸倍率が５倍を越えると得られる繊維の曲げ強度が高くなり抗ピル性能の良い繊維を得ることが困難になる。
【００２７】
延伸された糸条は温水，例えば４０〜６０℃の水中で該糸条中に含まれている溶媒を除去した後、１６０℃以上，好ましくは１６０〜１６５℃の乾熱下、５％以下，好ましくは０〜３％の収縮率に保ちながら、乾燥・緻密化緊張熱処理が施される。収縮率が５％を越える場合、又は熱処理温度が１６０℃より低い場合には紡糸ドラフトを１．５〜２．２にして該繊維の繊維配向を高めた効果が維持されず、高次加工工程において顕著に配向緩和が起こり曲げ強度が高くなり抗ピル性が悪化する。なお、乾燥緻密化と緊張熱処理は、通常分離せずに熱風乾燥機で行われるが、分離して緊張熱処理工程、好ましくは緊張熱処理工程を追加する方法を用いてもよい。
【００２８】
従来の極細アクリル系繊維では、たとえ緊張状態で乾燥しても、そこで与えられた配向はその後の熱処理，例えば染色等の熱処理で容易に配向緩和し、最終的にはある一定の弛緩状態に落ち付いて抗ピル性能が乏しくなるが、本発明で得られる極細アクリル系繊維は好適な物性、例えば結節強度１．９〜３．０ｇ／デニール、引張り強度３．０ｇ／デニール以上、および沸水収縮率４％以下の繊維を得ることができる。
【００２９】
本発明によれば製造条件を最適化しつつその相乗効果を最大限に発揮させることにより、抗ピル性のみならずぬめり、光沢、発色性等を具備し、汎用性に富み、商品価値の高い繊維が生産性よく安定的に得られる。
【００３０】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明は、これらに限定されるものではない。。
【００３１】
［実施例１］〜［実施例２］、［比較例１］〜［比較例８］
第１表に記載する製造条件に基づいて単繊維度が０．５デニールの極細アクリル系繊維を作製した。なお、酸性モノマとしてはメタリルスルホン酸ソーダを０．４モル％共重合し、中性単量体としてアクリル酸メチルを用いた。紡糸原液濃度１は２２重量％、凝固浴濃度を７３％、凝固浴温度を４８℃で行い、得られた繊維の円形化指数、操業安定性の評価結果を第１表に示す。なお操業安定性の評価は第２表に示す基準に従った。
【００３２】
また上記条件で得られた各々の極細アクリル系繊維を通常の方法により、番手が１／５２の紡績糸とし、しかる後常法により編成，染色を行った。得られた編地の抗ピル性能評価結果を第１表に示す。第２表に操業性評価基準を示す。
【００３３】
【表１】

【表２】

第１表の結果から明らかなように、本発明に係る諸工程要件を一体的に採用して製造された極細アクリル系繊維（実施例１〜２）が十分にかつ優れた抗ピル性能を保持していることが理解される。
【００３４】
［実施例３］、［比較例９］〜［比較例１４］
ＤＭＳＯ中で溶液重合によりＡＮ／アクリル酸メチル／メタリルスルホン酸ソーダ＝９５．６／４．０／０．４モル％なる組成の紡糸原液を作製した。なお、該原液の濃度は２３重量％であった。
【００３５】
この紡糸原液を原液温度７５℃、延伸倍率４．５倍及び第３表に記載する紡糸条件に基づいて、単繊維繊度が０．５デニールの極細アクリル系繊維を作製した。得られた繊維の円形化指数及び操業性を表３に示す。
【００３６】
該極細アクリル系繊維を実施例１，２と同様の方法において紡績、編成、染色後、抗ピル性評価を行った。
【００３７】
その結果を第３表に示す。
【００３８】
【表３】

表１及び表３の結果から本発明に係る諸工程要件を一体的に採用して製造された極細アクリル系繊維（実施例１〜３）が十分にかつ優れた抗ピル性能を保持し、工場規模の生産における操業安定性を確保しつつ抗ピル性極細アクリル系繊維の紡糸が可能であることが理解される。
【００３９】
［実施例４］〜［実施例６］、［比較例１５］〜［比較例１８］
アクリル系高収縮繊維（短繊維繊度が１．３デニール）と、実施例１，２の繊維及び比較例１，４，９，１０の繊維をそれぞれ低収縮繊維として第４表に記載する混紡割合で番手１／４２のバルキー糸を作製した。しかる後常法によりルーズな目付で編成し、染色後、抗ピル性ならびに編地風合いの評価を行った。その結果を第４表に示す。
【００４０】
【表４】

第４表の結果から明らかなように、本発明の極細アクリル系繊維は優れた抗ピル性ならびに風合いを示すことが理解される。

Claims

少なくとも９４モル％のアクリルニトリルと、該アクリルニトリルと共重合性を有するモノエチレン性ビニル系モノマ２〜５モル％およびスルホン酸基含有ビニル系モノマ０．２〜０．７モル％を含むアクリルニトリル系重合体からなり、単繊維繊度が０．３〜０．７デニールで、引張り強度３．０ｇ／デニール以上、結節強度１．９〜３．０ｇ／デニール、円形化指数が少なくとも０．７以上および抗ピル性が３．５級以上である抗ピル性極細アクリル系繊維。ただし、円形化指数は、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。
少なくとも９４モル％のアクリルニトリルと、該アクリルニトリルと共重合性を有するモノエチレン性ビニル系モノマ２〜５モル％およびスルホン酸基含有ビニル系モノマ０．２〜０．７モル％を含むアクリルニトリル系重合体の溶液を用い湿式紡糸法により抗ピル性極細アクリル系繊維を製造するに際し、該重合体濃度が２０〜２５重量％の紡糸原液を溶媒濃度が少なくとも７０重量％の凝固浴に原液温度６０〜９０℃、紡糸ドラフト１．５〜２．２で紡糸した後、延伸倍率３．５〜５倍で延伸し、しかる後、乾燥緻密化時の収縮率を５％以下にして緻密化し、次いで少なくとも１６０℃で緊張熱処理することを特徴とする請求項１記載の抗ピル性極細アクリル系繊維の製造方法。