JP3720645B2

JP3720645B2 - 光沢を抑えたアクリル繊維及びその製造方法

Info

Publication number: JP3720645B2
Application number: JP22849699A
Authority: JP
Inventors: 行生笠坊; 亮越智
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp; Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp; Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 1999-08-12
Filing date: 1999-08-12
Publication date: 2005-11-30
Anticipated expiration: 2019-08-12
Also published as: JP2001055621A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、毛捌き性に優れ且つ添加剤を使用することなく色の深みを発現し、光沢を抑えた発色性に優れるアクリル繊維及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アクリル繊維はその風合い及び発色性の良さから、衣料、寝装分野など幅広く用いられている。又、ハイパイル、ボア分野ではより獣毛に近づけるため、繊維の断面形状の変更などにより特徴を出している。これらの分野では、毛捌き性、腰の強さ等が要求され、毛捌き性については繊維の表面の摩擦が少ないほど優れた特徴を出すことから、一般的には白色度を強調させるため、酸化チタン等の添加剤を使用したダル系素材が毛捌き性に優れているとされている。しかしながら、この場合にはアクリル繊維の特徴である発色性が、添加剤により阻害されて十分生かされていない。特開平１１−２１７６９号公報では外観上の光沢及び繊維の着色を任意に選択し、さらにオルガノポリシロキサンを付着させて表面を平滑にし、繊維表面にヌメリ感を与え獣毛に近いものにすることが開示されている。
【０００３】
しかしながら、光沢を抑え発色性に優れ、且つ毛捌き性の良好なアクリル繊維は、表面を平滑にしてヌメリを与えるよりむしろ、表面に積極的に凹凸をつけてパイル又はボア地にしたときの繊維同士の接触面積を減らすことが必要である。係る観点から、例えば、特開昭６４−３３２１０号公報には繊維の繊維表面に凹凸を有することにより、より自然な光沢をもつ乾式アクリル繊維の製造方法が開示されている。しかし、該製造方法では紡糸ノズルの孔形状を特殊な形にすることにより、表面に皺を付与するものであるため、得られる繊維の表面凹凸はかなり限定される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題を解決するためのものであり、表面の凹凸を強調させ毛捌き性に優れ且つ添加剤を使用することなく光沢を抑えたアクリル繊維及びそれらを工業的に製造するための方法を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の要旨は、繊維表面に皺上の凹凸を有し、平均傾斜角が１５〜２０度であり、前記凹凸の底部と頂点の最大高低差が０．１５〜０．３５μｍであり、繊維束表面の４５度鏡面光沢方法での光沢度が１０〜２０％であることを特徴とするアクリロニトリル系合成繊維にあり、第２の要旨は、湿式紡糸するに際し、凝固糸引き取り速度／紡糸原液のノズル孔からの吐出線速度を０．７〜１．１で引き取った後、溶剤水溶液中で１．１〜１．８倍延伸し、全延伸倍率が５．５〜９．０とすることを特徴とするアクリル繊維の製造方法にある。
【０００６】
【発明の実施の形態】
（アクリロニトリル系重合体）
本発明におけるアクリロニトリル系重合体はアクリロニトリル（以下ＡＮと略記する）を８５〜９５重量％以上含有する単独重合体または共重合体あるいはこれらの重合体の混合重合体を意味する。共重合体とはＡＮと共重合しうる全ての単量体との共重合生成物を意味し、ＡＮと共重合される単量体としてはメチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、ヘキシル（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリル酸エステル類、塩化ビニル、臭化ビニル、塩化ビニリデン等のハロゲン化ビニル類、（メタ）アクリル酸、イタコン酸、クロトン酸等の酸類およびそれらの塩類、マレイン酸イミド、フェニルマレイミド、（メタ）アクリルアミド、スチレン、α−メチルスチレン、酢酸ビニル等あるいはスチレンスルホン酸ソーダ、アリルスルホン酸ソーダ、β−スチレンスルホン酸ソーダ、メタアリルスルホン酸ソーダ等のスルホン基を含む重合性不飽和単量体、２−ビニルピリジン、２−メチル−５−ビニルピリジン等のピリジン基を含む重合性不飽和単量体等があるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【０００７】
単量体の混合物を共重合する適当な方法は、例えば水溶液におけるレドックス重合または不均一系における懸濁重合および分散剤を使用した乳化重合、その他どのような重合方法であってもよく、これら重合方法の相違によって本発明が制約されるものではない。
【０００８】
（繊維軸と直交した繊維表面の微細な凹凸の平均傾斜角と皺の最大高低差）
本発明のアクリル繊維は、繊維表面に微細な凹凸を有する皺が存在し、繊維軸方向に垂直な断面において隣接する該凹凸の平均傾斜角（以下、平均傾斜角という）が１５〜２０度であり、皺の底部と皺の頂点の最大高低差（以下、最大高低差という）が０．１５〜０．３５μｍである。平均傾斜角が１５〜２０度であること及び最大高低差が０．１５〜０．３５μｍであることの要件を満足することによって繊維同士の接触面積が減り、毛捌き性が向上し、パイル、ボア地にしたときソフト感があり、且つ表面凹凸により繊維の光沢を抑えることができる。平均傾斜角が１５度より小さい場合は、凹凸の数若しくは皺の数が多くなり、繊維相互の接触面積が増加することになり毛捌き性が悪化する。平均傾斜角が２０度より大きい場合は凹凸の数若しくは皺の数が減少し繊維相互の接触面積が増加する。最大高低差が０．１５μｍより小さい場合、毛捌き性が不良なものになり、ヌメリ感も生じ風合いにも悪影響する。０．３５μｍより大きい場合、繊維が割れやすくなり紡糸性及び紡績性が低下する等加工性に問題が生ずることとなる。
【０００９】
（平均傾斜角と最大高低差の測定方法）
一本の繊維をスライドガラス上に無緊張状態で両面テープで固定し、セイコーインスツルメンツ社製Ｎａｎｏｐｉｃｓ（卓上小型プローブ顕微鏡）を使用する。平均傾斜角と最大高低差の測定方法の概要は、図１に示すように、皺の底部を基点として縦軸に凹凸の高さ、横軸に繊維外周方向の長さとすることにより繊維表面の形状を波形化して表す。横軸方向に、微細な間隔で垂線を描き、垂線と該波形との交点とを直線で結び、該直線と垂線とによって得られる９０°以下の角度（ａ）の総平均で平均傾斜角とする。また、得られた凸部の最大値と凹部の最小値の差を最大高低差とする。
測定条件
測定モード：ダンピングモード
観察範囲：４μｍ
スキャン速度：９０ｓｅｃ／ｆｒａｍｅ
１画面のデータ点数：５１２ピクセル×２５６ライン
【００１０】
（繊維束表面の４５度鏡面光沢方法での光沢度）
繊維の光沢については、パイル、ボア地にしたときの色合いを考えた場合、繊維束表面の４５度鏡面光沢方法での光沢度が１０〜２０％であることが必要である。２０％より大きい場合は色に深みがでず、１０％より小さい場合は光沢が低すぎ発色性が生かされない。
【００１１】
（光沢度測定方法）
トータルデニールが１５０〜２００ｄの繊維束（紡糸トウ）を、図２に示すように幅５０ｍｍ、厚さ３ｍｍのアクリル樹脂板に繊維同士が重なることなく緻密になるよう巻き付け、巻き付け幅４０ｍｍのサンプルを作成する。ＮＩＰＰＯＮＤＥＮＳＨＯＫＵ社製ＶＧＳ−３００Ａを使用し、光束の入射方向をサンプルの繊維軸と直角方向となるようにして、ＪＩＳ−Ｚ−８７４１による４５度鏡面光沢法にて光沢度の測定を行う。
【００１２】
（繊維断面扁平率）
繊維断面形状はパイル、ボア地にしたときの風合い、腰の強さを考えた場合、その扁平率（繊維断面における長軸／短軸の値）が５〜１５であることが好ましい。パイル、ボア地を作成した場合、扁平率が５より低い場合は腰が弱くなり、１５より大きい場合は繊維が割れやすくなり、割れた繊維によりチクチク感など風合いに斑ができる。
【００１３】
（アクリル繊維の製造方法）
本発明のアクリロニトリル系合成繊維の製造方法は、アクリロニトリル系重合体の有機溶剤からなる紡糸原液を溶剤濃度２０〜４０％、温度３０〜５０℃の有機溶剤水溶液からなる凝固液中に吐出させて凝固糸にする。扁平糸を得るためには、紡糸原液を長方形の孔形状を有する異形紡糸ノズルより吐出する。次いで該凝固糸を延伸して本発明のアクリル繊維を得る。延伸方法としては、溶剤水溶液中での延伸、湿熱延伸、乾熱延伸方法などが挙げられるが、溶剤水溶液中での延伸と湿熱延伸との組み合わせが好ましい。
【００１４】
本発明においては、凝固糸引き取り速度／紡糸原液のノズル孔からの吐出線速度を０．７〜１．１で引き取った後、凝固浴と同じ温度、濃度の２段目の凝固浴中及び湿熱中で全延伸倍率が５．５〜９．０倍になるように延伸することが必要である。
【００１５】
凝固糸引き取り速度／紡糸原液のノズル孔からの吐出線速度が０．７より低い場合、表面皺が強調されすぎるため繊維表面が白化したように見え光沢が低下し、目的とする製品は得られず、１．１倍より高い場合、ノズル面での糸切れが多くなり紡糸安定性の低下を引き起こす。
【００１６】
２段目の凝固浴中及び湿熱中で全延伸倍率が５．５倍より低い場合、目的とする表面凹凸のついた繊維が得られず、９．０倍より大きい場合は、紡糸安定性の低下を引き起こす。
【００１７】
また、溶剤水溶液中での延伸倍率が１．１より小さいと、目的とする表面凹凸のついた繊維が得られ難くなり、１．８より大きいと、溶剤水溶液中での単糸切れが発生し紡糸安定性の低下を引き起こす傾向にある。繊維表面の凹凸及び皺並びに紡糸安定性を考慮に入れた場合、溶剤延伸の倍率は１．３〜１．６がより好ましい。
【００１８】
本発明の製造方法では、紡糸溶剤としてをジメチルアセトアミドの有機溶剤（以下、ＤＭＡｃという。）を用いた場合には、溶剤の加水分解による紡糸原液の性状悪化が少ない点で、紡糸性ばかりでなく、原綿品質が安定化するので好ましい。
【００１９】
また、アクリロニトリル系重合体を紡糸する際、アクリロニトリルの含有量が８５重量％未満の場合、原綿を熱処理した時収縮率が高く、原綿が堅くなり風合いが損なわれる。９５重量％より多い場合、ＤＭＡＣでの重合体溶解が困難であり紡糸原液中に未溶解のが重合体粒子が残り、紡糸性悪化の原因となる。
【００２０】
【実施例】
［実施例１］
ＡＮ９２％、酢酸ビニル８％からなる単量体組成液を過硫酸アンモンと亜硫酸水素ナトリウムよりなる水系懸濁重合により重合した。得られた重合体の平均分子量は１３０，０００であり、この重合体をＤＭＡｃに溶解して濃度２４％の紡糸原液を作製した。この紡糸原液を孔数１０，０００、口径０．０３５ｍｍ×０．３ｍｍの紡糸口金を通して温度４０℃、濃度３０％のＤＭＡｃ水溶液である第１凝固液中に凝固糸引き取り速度／紡糸原液のノズル孔からの吐出線速度が０．７３の条件で吐出し、凝固繊維を５．０ｍ／ｍｉｎで引取った後、引続き第１凝固液と同じ温度、濃度の溶剤水溶液（第２凝固液）中で１．６倍延伸し、水洗と同時に３．０倍、熱水中で１．６７倍延伸した。次にオイリングし、温度１５０℃の熱ロールで乾燥を行い、ケン縮、熱処理、切断して単繊維太さ５．５ｄｔｅｘの原綿を得た。結果は表１に示す。
【００２１】
［実施例２］
第１凝固液中に凝固糸引き取り速度／紡糸原液のノズル孔からの吐出線速度０．９８の条件で吐出し凝固繊維を６．０ｍ／ｍｉｎで引取った後、引続き第１凝固液と同じ温度、濃度の第２凝固液中で１．２倍延伸した以外は、［実施例１］と同様の方法でアクリル繊維を得た。結果は表１に示す。
【００２２】
［比較例１］
第１凝固液中に吐出し凝固糸引き取り速度／紡糸原液のノズル孔からの吐出線速度１．１８の条件で凝固繊維を８．０ｍ／ｍｉｎで引取った後、第２凝固浴は使用せずに、水洗と同時に３．０倍、熱水中で１．６７倍延伸した以外は、［実施例１］と同様の方法でアクリル繊維を得た。結果は表１に示す。
【００２３】
［比較例２］
第１凝固液中に吐出し凝固糸引き取り速度／紡糸原液のノズル孔からの吐出線速度１．４７の条件で凝固繊維を１０．０ｍ／ｍｉｎで引取った後、第２凝固浴は使用せずに、水洗と同時に３．０倍、熱水中で１．３３倍延伸した以外は、［実施例１］と同様の方法でアクリル繊維を得た。結果は表１に示す。
【００２４】
［比較例３］
紡糸原液中にＴｉＯ_２を重合体に対し０．５％添加した以外は、比較例１と同様の方法でアクリル繊維を得た。結果は表１に示す。
【００２５】
［比較例４］
第１凝固液中に凝固糸引き取り速度／紡糸原液のノズル孔からの吐出線速度０．５９の条件で吐出し凝固繊維を４．０ｍ／ｍｉｎで引取った後、引続き第１凝固液と同じ温度、濃度の第２凝固液中で２．０倍延伸した以外は、［実施例１］と同様の方法でアクリル繊維を得た。結果は表１に示す。
【００２６】
［比較例４］
第１凝固液中に吐出し凝固糸引き取り速度／紡糸原液のノズル孔からの吐出線速度１．６８の条件で凝固繊維を１１．４ｍ／ｍｉｎで引取った後、引続き第１凝固液と同じ温度、濃度の第２凝固液中で１．５倍延伸し、水洗と同時に２．０倍、熱水中で１．１６倍延伸した以外は、［実施例１］と同様の方法でアクリル繊維を得た。結果は表１に示す。
【００２７】
【表１】

【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、表面の凹凸を強調させ、毛捌き性に優れ且つ添加剤を使用することなく光沢感を抑え、特にアクリル素材に使用した場合には、繊維の特徴である発色性を生かしたアクリロニトリル系合成繊維を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】繊維表面形状の一部を示す概念図
【図２】（イ）光沢度を測定するための概念図
（ロ）光沢度を測定する際のサンプルモデル図
【符号の説明】
（ａ）：傾斜角（平均傾斜角は各山毎に傾斜角を測り平均した。）
（ｂ）：高低差（最大高低差は最も低い部分と最も高い部分の差）
１：光源部
２：受光部
３：繊維束
４：アクリル樹脂板

Claims

繊維表面に皺上の凹凸を有し、平均傾斜角が１５〜２０度であり、前記凹凸の底部と頂点の最大高低差が０．１５〜０．３５μｍであり、繊維束表面の４５度鏡面光沢方法での光沢度が１０〜２０％であることを特徴とするアクリロニトリル系合成繊維。
繊維断面（繊維断面における長軸／短軸の値）の扁平率が５〜１５である請求項１記載のアクリル繊維。
湿式紡糸するに際し、凝固糸引き取り速度／紡糸原液のノズル孔からの吐出線速度を０．７〜１．１で引き取った後、溶剤水溶液中で１．１〜１．８倍延伸し、全延伸倍率が５．５〜９．０とすることを特徴とするアクリル繊維の製造方法。
紡糸溶剤としてジメチルアセトアミドを使用する請求項３記載のアクリル繊維の製造方法。
８５〜９５重量％のアクリロニトリルを含有するアクリロニトリル系重合体を紡糸する請求項３または４記載のアクリル繊維の製造方法。