JP3852325B2

JP3852325B2 - アクリル系異型断面繊維およびその製造方法

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Publication number: JP3852325B2
Application number: JP2001341761A
Authority: JP
Inventors: 浩伸宮西; 謙児菊池; 政勝真藤
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2001-11-07
Filing date: 2001-11-07
Publication date: 2006-11-29
Anticipated expiration: 2021-11-07
Also published as: JP2003147631A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、繊維横断面が略Ｃ型のアクリル系異型断面繊維およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、軽量性、嵩高性及び吸水性を付与する目的で繊維横断面をＣ字型としたポリエステル繊維、ポリアミド繊維などの溶融紡糸法によって得られる合成繊維は特開昭５５−１０３３１１号公報、特開昭５６−１６９８１７号公報等に提案されているが、湿式紡糸によるアクリル系繊維については極めて少ない。特開平２−１９５０９号公報には湿式紡糸によるアクリル系繊維の繊維横断面をＣ字型として提案されているが、繊維横断面を良好に保つことが困難であり、実用化されていないのが現状である。アクリル繊維はソフトな肌触りと良好な染色性から、衣料用として広く使用されており、アクリル繊維に吸水性を付与する試みは、特開昭５７−１３９５１０号公報にはアルカリ水溶液での沸水処理する方法、特開平１−１０４８２９号公報には２層以上に多層化する方法、特開平５−３１１５０８号公報には繊維を多孔質化する方法、特開平３−２４９２１５号公報には芯鞘複合紡糸する方法等が知られているが、いずれも特殊なポリマーや製造方法が必要である。また、アクリル繊維は着用や洗濯による摩擦を受けると、ピリング（以下、ピルという）と呼ばれる毛玉が発生し、品質、外観が大きく損なわれる問題がある。このため、これまでにもピルの発生を防止する方法として種々の提案がなされている。抗ピル性を発現させるためには、紡績糸を構成する単繊維の強度、伸度、あるいは、結節強度、結節伸度を小さくし、ピルを形成する以前に脱落せしめる改質方法が提案されてきた。特開昭５７−１２１６１０号公報には繊維製造工程において低い延伸倍率を採用する方法、特開昭５６−１２８３２４号公報には繊維に局所的な欠陥を付与することによって繊維の強度を低下させることが試みられ、いずれにしても特殊な製造方法が必要とされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、かかる従来技術の背景に鑑み、繊維横断面を良好に保ち、新規な風合いと軽量性、嵩高性、さらには、吸水性、抗ピル性を有するアクリル系異型断面繊維とその製造方法を提供することにある。
【０００４】
なお、本発明において、繊維横断面とは、繊維長さ方向に直角な断面方向での横断面をいうものである。
【０００５】
また、本発明において抗ピル性を有するとは、後述するＪＩＳの抗ピル性試験において３級以上を示すものであることをいい、好ましくは４級以上を示すものであることを言う。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、かかる課題を解決するために、次の構成を有する。
［１］繊維横断面が略Ｃ型であって、かつ、下記の条件を満足することを特徴とする吸水性を有するアクリル系異型断面繊維。
【０００７】
５μｍ≦Ｒ≦６０μｍ
２５゜≦θ≦１８０゜
４０％≦Ｓ≦８０％
ただし、Ｒは繊維想定外接円の直径、θは繊維想定外接円の中心と略Ｃ型の２つの先端を結ぶ線分のなす角度、Ｓは繊維想定外接円に対する繊維横断面の面積比率である。
［２］繊維横断面が記の条件を満足する略Ｃ型であって、かつ、結節強度(cN/dtex)と結節伸度(%)の積が８０以下であることを特徴とする抗ピル性を有するアクリル系異型断面繊維。
【０００８】
１μｍ≦ｔ≦２５μｍ
５μｍ≦Ｒ≦６０μｍ
２５゜≦θ≦１８０゜
ただし、ｔは最大厚み、Ｒは繊維想定外接円の直径、θは繊維想定外接円の中心と略Ｃ型の２つの先端を結ぶ線分のなす角度である。
［３］少なくとも９２モル％のアクリロニトリルと該アクリロニトリルと共重合性を有するエチレン性ビニルモノマーおよびスルホン酸含有モノマー２〜８モル％を含むアクリル系重合体の溶液を紡糸ドラフト０．７〜２．０、延伸倍率３．５〜８倍で延伸し、乾燥緻密化後に１００〜１６０℃で湿熱処理をする湿式紡糸を行ってアクリル系異形断面を得ることを特徴とする上記［１］あるいは［２］記載のアクリル系異型断面繊維の製造方法。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明についてさらに詳しく説明をする。
【００１０】
本発明において、繊維横断面が略Ｃ型とは、図１に示すような形状例を有しているものであり、略Ｃ型の両端は、角があってもなくてもよい。
【００１１】
すなわち、図１は、本発明にかかる繊維横断面が略Ｃ型のアクリル系異形断面繊維の横断面の形状の各種の例を図示した概略モデル横断面図である。
【００１２】
また、図２は、本発明にかかる繊維横断面が略Ｃ型アクリル系異形断面繊維の横断面の形状の実例がわかりやすいように走査型電子顕微鏡で斜視図方向から撮影した横断面斜視顕微鏡写真である。
【００１３】
本発明において、紡績性を損なわず、新規な風合い、軽量性、嵩高性に吸水性を持たせるために、繊維想定外接円の直径Ｒ、繊維想定外接円の中心と略Ｃ型の２つの先端を結ぶ線分のなす角度θ、繊維想定外接円に対する繊維横断面の面積比率Ｓは、
５μｍ≦Ｒ≦６０μｍ
２５゜≦θ≦１８０゜
４０％≦Ｓ≦８０％
を満たす必要がある。繊維想定外接円の直径Ｒは、５μｍ以上、６０μｍ以下が必要である。Ｒが５μｍ未満だと嵩高性の点から好ましくなく、６０μｍを超えると軽量性の点から好ましくない。繊維想定外接円の中心と略Ｃ型の２つの先端を結ぶ線分のなす角度θは２５゜以上、１８０゜以下が必要である。２５゜より小さいと繊維横断面を良好に保つことが困難となり好ましくなく、１８０゜を超えると、毛細管現象による吸水性が損なわれ、好ましくない。繊維横断面を良好に保ち、吸水性を付与する観点から、６０゜≦θ≦１２０゜がより好ましい。
【００１４】
繊維想定外接円に対する繊維横断面の面積比率Ｓは、４０％以上、７０％以下であることが必要である。４０％より小さいと、紡績工程でフィブリル化する可能性が大きくなり、繊維横断面維持が困難となり好ましくなく、８０％より大きいと軽量性、嵩高性の点から好ましくない。繊維横断面の維持と、軽量性嵩高性の観点から、５０％≦Ｓ≦７０％がより好ましい。
【００１５】
Ｒ、θ、Ｓはいずれも繊維糸条横断面拡大写真から求めることができる。
【００１６】
本発明において、紡績性を損なわず、新規な風合い、軽量性、嵩高性に抗ピル性を持たせるためには、最大厚みｔ、繊維想定外接円の直径Ｒ、繊維想定外接円の中心と略Ｃ型の２つの先端を結ぶ線分のなす角度θは、
１μｍ≦ｔ≦２５μｍ
５μｍ≦Ｒ≦６０μｍ
２５゜≦θ≦１８０゜
であることを満たす必要があり、かつ、結節強度（ｃＮ／ｄｔｅｘ）と結節伸度（％）の積が８０以下が必要である。
【００１７】
ここで、図１に示すように、最大厚みｔとは外輪郭線の垂線が外輪郭線および内輪郭線と交わる点を結ぶ線分の長さであり、ｔは１μｍ以上、２５μｍ以下が必要である。１μｍより薄くなると繊維横断面を維持することが困難であり好ましくなく、２５μｍであると軽量性、嵩高性の点から好ましくない。繊維横断面維持の観点から、ｔは３μｍ以上が好ましい。繊維想定外接円の直径Ｒは、５μｍ以上、６０μｍ以下が必要である。Ｒが５μｍ未満だと嵩高性の点から好ましくなく、６０μｍを超えると軽量性の点から好ましくない。
【００１８】
本発明において、結節強度（ｃＮ／ｄｔｅｘ）と結節伸度（％）の積は８０以下が必要である。結節強度（ｃＮ／ｄｔｅｘ）と結節伸度（％）の積が８０を超えると、抗ピル性が悪化し好ましくない。抗ピル性の観点から、結節強度（ｃＮ／ｄｔｅｘ）と結節伸度（％）の積は７０以下が好ましく、さらには６０以下がより好ましい。
【００１９】
本発明におけるアクリル系異型断面繊維は、繊維の長さ方向に沿って空隙を有していることが、軽量性、嵩高性の点から好ましいものと言え、本発明者らの知見によれば、その空隙が繊維横断面における空隙直径０．１μｍ以上である空隙を含むことが軽量性、嵩高性、吸水性、抗ピル性の点からより好ましいものである。
【００２０】
一方で、本発明者らの他の知見によれば、本発明におけるアクリル系異型断面繊維は、繊維の長さ方向に沿って空隙を有していないものである場合にも好ましいものであり、特に、その場合、紡績工程等の高次加工工程を通過しても該繊維の横断面形状を良好に維持できる点で好ましい。
【００２１】
本発明におけるアクリル系重合体は、少なくとも９２モル％のアクリロニトリルと該アクリロニトリルと共重合性を有するエチレン性ビニルモノマーおよびスルホン酸含有モノマー２〜８モル％を含むのがよい。アクリロニトの含有量が９２モル％より少ないと、通常の物性が得られず好ましくない。また、該アクリロニトリルと共重合性を有するエチレン性ビニルモノマーとしては、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、塩化ビニル等のハロゲン化ビニル、酢酸ビニル等のビニルエステル、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、スチレン、ハロゲン化ビニリデン、ビニルエーテルなどが挙げられ、スルホン酸含有モノマーとしては、アリルスルホン酸ナトリウム、メタリルスルホン酸ナトリウム、ビニルスルホン酸ナトリウム、スチレンスルホン酸ナトリウム、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸ナトリウムなどが挙げられる。スルホン酸含有モノマーは、０．２〜２．０モル％共重合されることが好ましい。アクリル系重合体の溶液の溶剤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（以下、ＤＭＳＯと略す。）、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、アセトンなどの有機溶媒やロダン塩水溶液、塩化亜鉛水溶液、硝酸水溶液などが使用される。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１９〜２５重量％が好ましい。
【００２２】
本発明におけるアクリル系異型断面繊維は、例えば、図１あるいは図３に示すような新規な円弧状あるいはＣ型原綿であり、上記のようなアクリル系重合体溶液を、口金孔の形状が図３に示すようなＣ字型である口金を使用し、凝固浴の溶剤濃度が５０〜７０重量％、水あるいはアルコール等の凝固剤濃度が３０〜５０重量％の浴中に押し出し、紡糸ドラフトが０．７〜２．０で引き取った後、延伸倍率３．５〜８．０倍で延伸し、水洗を行い、前オイル付与を経て乾燥緻密化させ、後オイルを付与し、クリンパーにより捲縮を付与した後に１００℃〜１６０℃で熱処理する湿式紡糸法によって得ることができる。
【００２３】
本発明において、湿式紡糸における紡糸ドラフトは０．７〜２．０が好ましく、１．０〜１．８がより好ましい。紡糸ドラフトが０．７未満の場合、凝固浴中で糸がたるむ可能性があり好ましくなく、２．０を超える場合は口金面での糸切れが多くなり好ましくない。
【００２４】
少なくとも、本発明者らの知見によれば、紡糸ドラフト１．１近辺で紡糸すると、直径０．１μｍ以上の空隙を有する本発明のアクリル系繊維が得られ、紡糸ドラフト１．７近辺で紡糸すると実質的に空隙のない本発明のアクリル系繊維が得られることを見出しており、その境界は必ずしも明確でないが、紡糸ドラフトを０．７〜１．３として紡糸する場合、実質的に、繊維の長さ方向に沿って直径０．１μｍ以上の空隙を形成させることができ、紡糸ドラフトを１．４〜２．０として紡糸をする場合は、実質的に空隙を形成させることなく本発明のアクリル系繊維を製造することができるとの知見を得ているものである。
【００２５】
本発明において得られる繊維横断面が略Ｃ型のアクリル系異型断面繊維を用いた紡績糸は一般的な紡績方法で得ることができる。紡績糸において、繊維横断面が略Ｃ型のアクリル系異型断面繊維の混率が１００％であると、紡績時のフライが多くなり、紡績性がやや低下するものの紡績糸は得ることができるが、機械的に大きな衝撃を与えないようにし、異形断面の保持に努めることが好ましい。紡績糸における略Ｃ型のアクリル系異型断面繊維の混率は１００％まで可能ではあるが、好ましくは３０〜７０％である。
【００２６】
本発明において得られる繊維横断面が略Ｃ型のアクリル系異型断面繊維を用いた布帛も一般的な織り方法あるいは編み方法で得ることができ、同様に、機械的に大きな衝撃を与えないようにし、異形断面の保持に努めることが好ましい。
【００２７】
本発明者らの知見によれば、本発明において得られる繊維横断面略Ｃ型のアクリル系異型断面繊維が６５％の混率で紡績し紡績糸を得た後、該紡績糸で編み地を編成したところ、新規な風合いと軽量性、嵩高性に優れ、さらには、吸水性、抗ピルを兼ね備えた布帛を得ることができ、カーペット、マット、毛布、立毛布帛、セーター、靴下、肌着、ジャージィ等に好適に用いることができる。
【００２８】
なお、本発明において、吸水性を有するアクリル系異形断面繊維として説明をしているが、その意味は、繊維自体が水を吸うというよりも該繊維の繊維集合体が毛細管現象などの物理現象によって繊維集合構造体中の空間に水を吸い上げる力を有する繊維であることを言う。
【００２９】
【実施例】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。
【００３０】
なお、繊維の吸水性の測定はＪＩＳＬ１９０７滴下法、結節強度、結節伸度の測定は、ＪＩＳＬ１０１３、抗ピルの測定はＩＣＩ法（５Ｈｒ）による抗ピル試験（ＪＩＳＬ１０７６に準ずる）に拠った。
（１）Ｒ（繊維想定外接円の直径）：
繊維横断面の走査型電子顕微鏡撮影図から測定
（２）θ（繊維想定外接円の中心とＣ型の２つの先端を結ぶ線分のなす角度）：
繊維横断面の走査型電子顕微鏡撮影図から測定したものであり、ｎ数を５〜１０にして平均したものである。
（３）Ｓ（繊維想定外接円に対する繊維横断面の面積比率）：
繊維横断面の走査型電子顕微鏡撮影図から測定したものであり、ｎ数を５〜１０にして平均したものである。
（４）ｔ（最大厚み）：
繊維横断面の走査型電子顕微鏡撮影図から、略Ｃ型をなす繊維の肉厚としての厚さを測定したものであり、ｎ数を５〜１０にして平均したものである。
【００３１】
実施例１
アクリロニトリル９４．７モル％、アクリル酸メチル５モル％、メタリルスルホン酸ナトリウム０．３モル％からなるアクリル系重合体のＤＭＳＯ溶液を図３に示すＣ型口金（Ａ＝０．０８ｍｍ、Ｂ＝０．１４ｍｍ、Ｘ＝１２０゜）を用いて凝固浴ＤＭＳＯ濃度５５％の凝固浴に紡糸ドラフト１．１で引き取り、延伸浴中で５．５倍に延伸した。この後、通常の水洗、オイル付与、乾燥、後油剤付与、クリンパーを経て、１０２℃で熱処理を実施し、単糸約３．３デシテックスのアクリル系異型断面繊維を得た。
【００３２】
実施例２
アクリロニトリル９４．７モル％、アクリル酸メチル５モル％、メタリルスルホン酸ナトリウム０．３モル％からなるアクリル系重合体のＤＭＳＯ溶液を図３に示すＣ型口金（Ａ＝０．０８ｍｍ、Ｂ＝０．１４ｍｍ、Ｘ＝１２０゜）を用いて凝固浴ＤＭＳＯ濃度５５％の凝固浴に紡糸ドラフト１．７で引き取り、延伸浴中で５．５倍に延伸した。この後、通常の水洗、オイル付与、乾燥、後油剤付与、クリンパーを経て、１０２℃で熱処理を実施し、図２に示すような単糸約２．２デシテックスのアクリル系異型断面繊維を得た。
【００３３】
実施例３
実施例１で得られたアクリル系異型断面繊維を６２〜９３ｍｍにカットし、カットしたアクリル系異型断面繊維の短繊維６５％と、通常の収縮率２０％のアクリル繊維３５％から紡績糸（２／３２番手）を得、横編みにより編み地を得た。
【００３４】
実施例４
実施例３と同様の紡績糸を天竺編により編み地を得た。
【００３５】
比較例１
通常の３．３デシテックスのアクリル系繊維を６２〜９３ｍｍにカットした短繊維６５％と、通常の収縮率２０％のアクリル繊維３５％から紡績糸（２／３２番手）を得、横編みにより編み地を得た。
【００３６】
比較例２
比較例１と同様の紡績糸を天竺編みにより編み地を得た。
【００３７】
これらの各実施例のアクリル系異型断面繊維と編み地等について、風合い、軽量性、嵩高性を評価したところ、新規な風合いを有し、軽量性、嵩高性に優れ、吸水性、抗ピル性を有するものであった。各実施例について評価した結果を表１〜表３に示した。
【００３８】
【表１】

【００３９】
【表２】

【００４０】
【表３】

【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、繊維横断面が略Ｃ型であり、繊維横断面を良好に保つアクリル系異形断面繊維によって、新規な風合いを得ることができ、また、軽量性、嵩高性に加えて、吸水性、抗ピル性を付与することが可能となる。本発明にかかる繊維は、カーペット、マット、毛布、立毛布帛、セーター、靴下、肌着、ジャージィなどに好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明にかかる、繊維横断面が円弧状に湾曲しているアクリル系異形断面繊維の横断面の形状の１例を図示した概略モデル横断面図である。
【図２】図２は、本発明にかかる、繊維横断面が略Ｃ型のアクリル系異形断面繊維の横断面の形状の実例がわかりやすいように斜視方向から走査型電子顕微鏡で撮影した繊維横断面顕微鏡拡大写真である。
【図３】図３は、本発明にかかる、繊維横断面が略Ｃ型のアクリル系異形断面繊維を製造するための口金孔の形状例を図示した概略モデル図である。

Claims

繊維横断面が略Ｃ型であって、かつ、下記の条件を満足することを特徴とする吸水性を有するアクリル系異型断面繊維。
５μｍ≦Ｒ≦６０μｍ
２５゜≦θ≦１８０゜
４０％≦Ｓ≦８０％
ただし、Ｒは繊維想定外接円の直径、θは繊維想定外接円の中心と略Ｃ型の２つの先端を結ぶ線分のなす角度、Ｓは繊維想定外接円に対する繊維横断面の面積比率である。
繊維横断面が下記の条件を満足する略Ｃ型であって、かつ、結節強度（ｃＮ／ｄｔｅｘ）と結節伸度(%)の積が８０以下であることを特徴とする抗ピル性を有するアクリル系異型断面繊維。
１μｍ≦ｔ≦２５μｍ
５μｍ≦Ｒ≦６０μｍ
２５゜≦θ≦１８０゜
ただし、ｔは最大厚み、Ｒは繊維想定外接円の直径、θは繊維想定外接円の中心と略Ｃ型の２つの先端を結ぶ線分のなす角度である。
アクリル系異型断面繊維が、実質的に、繊維の長さ方向に沿って空隙を有し、その空隙が繊維横断面における直径が０．１μｍ以上である空隙を含むことを特徴とする請求項１または２記載のアクリル系異型断面繊維。
アクリル系異型断面繊維が、実質的に、繊維の長さ方向に沿って空隙を有していないものであることを特徴とする請求項１または２記載のアクリル系異型断面繊維。
請求項１、２、３または４記載のアクリル系異型断面繊維を含む紡績糸。
請求項１、２、３または４記載のアクリル系異型断面繊維を含む布帛。
少なくとも９２モル％のアクリロニトリルと該アクリロニトリルと共重合性を有するエチレン性ビニルモノマーおよびスルホン酸含有モノマー２〜８モル％を含むアクリル系重合体の溶液を紡糸ドラフト０．７〜２．０、延伸倍率３．５〜８倍で延伸し、乾燥緻密化後に１００〜１６０℃で湿熱処理する湿式紡糸を用い、繊維横断面が下記の条件を満足する略Ｃ型であるアクリル系繊維を得ることを特徴とする吸水性を有するアクリル系異型断面繊維の製造方法。
５μｍ≦Ｒ≦６０μｍ
２５゜≦θ≦１８０゜
４０％≦Ｓ≦８０％
ただし、Ｒは繊維想定外接円の直径、θは繊維想定外接円の中心と略Ｃ型の２つの先端を結ぶ線分のなす角度、Ｓは繊維想定外接円に対する繊維横断面の面積比率である。
繊維横断面が下記の条件を満足する略Ｃ型であって、かつ、結節強度(cN/dtex)と結節伸度(%)の積が８０以下であるアクリル系繊維を得ることを特徴とする請求項７記載の抗ピル性を有するアクリル系異型断面繊維の製造方法。
１μｍ≦ｔ≦２５μｍ
５μｍ≦Ｒ≦６０μｍ
２５゜≦θ≦１８０゜
ただし、ｔは最大厚み、Ｒは繊維想定外接円の直径、θは繊維想定外接円の中心と略Ｃ型の２つの先端を結ぶ線分のなす角度である。