JP3945888B2 - アクリル繊維トウ素材及びその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、良好なトウ牽切性と優れた柔軟性を有するアクリル繊維トウ素材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、他の合成繊維に比較して羊毛に類似した柔軟な風合い、嵩高性並びに優れた染色性を有することから、衣料用及びインテリア用に広く用いられているが、近年、アクリル繊維に対するさらなる風合い改良が要求され、獣毛の中でも最高級の柔軟性を有すると評価されるカシミヤ製品並みの風合いが要求されている。またアクリル繊維のみならず化学繊維や合成繊維の紡績方法として、近年トウ紡績法が、その生産性の高さと、特にカード工程では制約される細デニール等のブレークスルーの手段として高付加価値糸の生産に使用されるようになってきた。
【０００３】
アクリル繊維の風合い改良方法としては、例えば特開昭６２−４５７８９号公報にて繊維の柔軟処理による方法が開示され、特開昭６４−２６７１０号公報及び特開昭６４−２６７１２号公報にて繊維の断面異形化による方法が開示されている。しかしながら、これら方法により得られるアクリル繊維製品は、柔軟性は改良されるものの、トウ紡績においては、牽切ロールに巻き付きが生じ易い等牽切性の面で問題がある。一方、特開昭６４−７７６８１号公報にて開示の表面仕上に付与剤によるトウ牽切性の改良方法があるが、柔軟性については、特に洗濯耐久性の点で満足できるものではない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、高級衣料用繊維として使用可能な、良好なトウ牽切性と紡績糸とし織編物としたときに優れた柔軟性を呈するアクリル繊維トウ素材を提供することにあり、またかかるアクリル繊維トウ素材を工業的に得ることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、アクリロニトリルを５０重量％以上含有するポリマーからなる繊維であって、繊維断面が曲線のみで形成され、繊維断面に１．０μｍを超える深さの凹部を２個以上有し、前記凹部のうちの少なくとも２個が繊維断面の対極方向にあり、かつ０．０５〜１．０μｍの深さの凹部を１０個以上有し、繊維断面が扁平率１．５〜５の扁平形状であるアクリル繊維からなることを特徴とするアクリル繊維トウ素材、及び、アクリロニトリルを５０重量％以上含有するポリマーからなるアクリル繊維を湿式紡糸法により製造するに際し、有機溶剤含有の凝固浴及び孔形状が亜鈴型の異形紡糸ノズルを用いる、または紡糸ドラフトを０．５〜２．０とする、或いは有機溶剤含有の凝固浴及び孔形状が亜鈴型の異形紡糸ノズルを用い、かつ紡糸ドラフトを０．５〜２．０とする前記アクリル繊維トウ素材の製造方法、にある。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明のトウ素材を構成するアクリル繊維は、アクリロニトリルを５０重量％以上含有するポリマーからなる。ポリマーは、アクリロニトリルを５０重量％以上含有するならば、アクリロニトリルと、アクリロニトリルと共重合可能な不飽和モノマとのコポリマーであってもよい。
【０００７】
アクリロニトリルと共重合可能な不飽和モノマとしては、例えばアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸２ーエチルヘキシル、アクリル酸２ーヒドロキシエチル、アクリル酸ヒドロキシプロピル等のアクリル酸エステル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸ｔ−ブチル、メタクリル酸ｎ−ヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸２ーヒドロキシエチル、メタクリル酸ヒドロキシプロピル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル等のメタクリル酸エステル、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、アクリルアミド、Ｎ−メチロールアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、スチレン、ビニルトルエン、酢酸ビニル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル、臭化ビニリデン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン等の不飽和モノマ等が挙げられる。
【０００８】
さらに、染色性等改良の目的で共重合されるモノマとして、ｐ−スルホフェニルメタリルエーテル、メタリルスルホン酸、アリルスルホン酸、スチレンスルホン酸、２ーアクリルアミドー２ーメチルプロパンスルホン酸、及びこれらのアルカリ金属塩等が挙げられる。アクリロニトリルを含有するポリマーのアクリロニトリルの含有量が５０重量％未満では、染色鮮明性、発色性等のアクリル繊維としての特徴が発揮されず、また熱特性をはじめとする他の物性も低下する傾向となる。
【０００９】
ポリマーの分子量は、特に限定されないが、分子量１０万〜１００万であることが望ましい。分子量が１０万未満では、紡糸性が低下すると同時に原糸の糸質も悪化する傾向にあり、分子量が１００万を超えると、紡糸原液に最適粘度を与えるポリマー濃度が低くなり、生産性が低下する傾向にある。
【００１０】
本発明のトウ素材を構成するアクリル繊維は、繊維断面が曲線のみで形成され、繊維断面に１．０μｍを超える深さの凹部を２個以上有し、かつ０．０５〜１．０μｍの深さの凹部を１０個以上有する。
【００１１】
アクリル繊維製品が柔軟性を呈するためには、繊維間の摩擦係数が低いことが必要であるが、繊維断面にエッジが存在すると、単繊維同士が引っかかるため、繊維間の高い摩擦係数により、繊維の風合いは、柔軟性とは逆にシャリ感が強くなる。そのため、繊維断面はエッジのない曲線のみで形成されることが柔軟性を得る上で必要である。また、繊維製品が柔軟性を呈するためには、各単繊維が容易に曲がるという曲げ剛性の小さいことが重要であり、曲げ剛性を小さくするためには、繊維断面に特定の深さの凹部を有することが有効である。
【００１２】
アクリル繊維トウが良好なトウ牽切性を有するためには、繊維と繊維とが強く押しつけられたときに大きな速度で滑ることと、併せて牽切ロール等への巻き付きが発生しないことが重要である。良好なトウ牽切性を得るためには、繊維間及びまたは繊維とロール間の摩擦係数を低くすることが有効であり、摩擦係数を低下させる方法の一つとして、繊維の接触面積を減少させる方法がある。繊維の接触面積を減少させるためには、繊維断面に特定の深さの凹部が特定個数有ることが有効である。
【００１３】
本発明においては、アクリル繊維が、その繊維断面に１．０μｍを超える深さの凹部を２個以上有し、かつ０．０５〜１．０μｍの深さの凹部を１０個以上有するものであり、１．０μｍを超える深さの凹部及び０．０５〜１．０μｍの深さの凹部をそれぞれ２個以上及び１０個以上有することにより、良好なトウ牽切性と柔軟な風合いを呈する。凹部の深さが０．０５μｍ未満では、凹部の個数に関係なくトウ牽切性の向上効果が得られない。また、０．０５〜１．０μｍの深さの凹部が１０個未満では、トウ牽切性及び柔軟性の向上効果は不十分である。
【００１４】
本発明のアクリル繊維には、繊維断面に１．０μｍを超える深さの凹部を２個以上有することが必要であるが、１．０μｍを超える深さの凹部のうちの少なくとも２個が繊維断面の対極方向に有することが柔軟性を効果的に向上させる点で好ましく、凹部のうちの少なくとも２個が繊維断面の対極方向になく偏在している場合は、さほどの柔軟性の向上効果がない。また、１．０μｍを超える深さの凹部は、繊維長手方向に連続して形成されていることが好ましく、曲げ剛性の低下と繊維同士及びまたは牽切ロールとの接触面積の減少により、トウ牽切性及び柔軟性の向上に寄与する。
【００１５】
アクリル繊維は、繊維断面が扁平率１．５〜５の扁平形状であることが好ましい。本発明でいう扁平率とは、繊維断面を平行する２本の直線で挟んだとき、直線の間隔が最大となるときの間隔をａ、最小となるときの間隔をｂとした場合、ｂに対するａの比率を示す。繊維断面の扁平率が１．５未満では、単繊維が曲がり難く良好な柔軟性が得られず、扁平率が５を超えると、繊維同士及びまたは牽切ロールとの接触面積が増大し、トウ牽切性が悪化する傾向となる。
【００１６】
さらに、繊維断面の扁平形状が亜鈴型であることが、トウ牽切性及び柔軟性を効果的に向上させる点から好ましく、アクリル繊維一般にみられるそら豆型では、トウ牽切性及び柔軟性の向上効果が得られ難い。本発明におけるアクリル繊維は、単繊維繊度がトウ牽切性及び柔軟性を効果的に発揮させる点から０．５〜１０デニールであることが好ましい。
【００１７】
本発明におけるアクリル繊維は、アクリロニトリルを５０重量％以上含有するポリマーからなるアクリル繊維を湿式紡糸法により製造するに際し、有機溶剤含有の凝固浴を用い、孔形状が亜鈴型の異形紡糸ノズルを用いることにより製造される。湿式紡糸自体は、アクリロニトリルを５０重量％以上含有するポリマーを溶剤に溶解してなる紡糸原液を、溶剤と水との凝固浴に紡糸ノズルより吐出し、凝固、脱溶剤、延伸することにより行う。
【００１８】
紡糸原液及び凝固浴に用いられる溶剤としては、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、γーブチロラクトン、アセトン等の有機溶剤、硝酸、ロダン酸ソーダ、塩化亜鉛等の無機溶剤が挙げられ、好ましくは有機溶剤が用いられる。
【００１９】
本発明の製造方法においては、湿式紡糸の際、特に凝固浴として有機溶剤含有の凝固浴を用い、かつ特に紡糸ノズルとして孔形状が亜鈴型の異形紡糸ノズルを用いることが本発明でのアクリル繊維を製造するうえで好ましいことである。
【００２０】
凝固浴としては、組成が有機溶剤を３０〜６０重量％含有する水溶液で、温度が３０〜６０℃であることが好ましい。有機溶剤が３０重量％未満では、繊維中にボイドが生成し、染色時の発色性が悪くなり、有機溶剤が６０重量％を超えると、紡糸性が低下し、糸切れ等の工程トラブルが発生し易くなる。温度が３０℃未満では、紡糸性が低下し、糸切れ等の工程トラブルが発生し易くなり、６０℃を超えると、繊維中にボイドが生成し、染色時の発色性が悪くなる。
【００２１】
アクリロニトリル含有ポリマーの溶剤溶液を紡糸原液として用い、湿式紡糸してアクリル繊維を得る場合には、紡糸ドラフトや凝固浴組成で繊維構造が決定されるが、本発明でのアクリル繊維の製造において、有機溶剤含有の凝固浴を用いた場合には、紡糸ドラフトを好ましくは０．５〜２．０、より好ましくは０．８〜１．６に設定する。紡糸ドラフトが０．５未満では、得られる繊維の断面形状の制御が困難となり、紡糸ドラフトが２．０を超えると、紡糸性が低下し繊維表面のフィブリル化や糸切れ等の工程トラブルが生じ易くなる。
【００２２】
かかる紡糸ドラフト条件によれば、凝固糸が形成される過程の繊維断面において、断面収縮と脱溶剤が同時に起こりながら抗張力で延伸されるため急激な凝固が生じ、繊維断面に１．０μｍを超える深さの凹部及び０．０５〜１．０μｍの深さの凹部がそれぞれ形成される。
【００２３】
紡出した未延伸糸は、熱水中で延伸倍率３〜６倍に延伸する。延伸倍率が３倍未満では、得られる繊維の機械的強度が低下し、紡績性、製品の耐久性が低下すし、延伸倍率が６倍を超えると、糸切れ等の工程トラブルが生じ易くなる。得られた延伸糸は、常法により油剤処理、乾燥緩和処理等を施して本発明のアクリル繊維トウ素材とする。
【００２４】
【実施例】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。なお、実施例における評価項目は次の方法により測定した。
【００２５】
〔トウ牽切性〕
繊維トウをトウ牽切機にてカットする際、トウ牽切における平滑性、工程安定性の評価として牽切ロールへの繊維トウの巻き付き発生の有無を目視にて下記３段階評価した。
○：巻き付き無し
△：殆ど巻き付き無し
×：巻き付き有り
【００２６】
〔柔軟性〕
１／５２ＭＣの紡績糸から作成した天竺組織の編地を官能試験にて下記３段階評価した。また、洗濯耐久性の評価として洗濯１０回後の編地についても行った。なお、洗濯は家庭用洗濯機にてＪＩＳ Ｌ０２１７、洗い方番号１０３に準じて行った。
○：良好
△：普通
×：不良
【００２７】
（実施例１、比較例１）
水系懸濁重合法により得た還元粘度１．８５のアクリロニトリル９３重量％、アクリル酸メチル６重量％及びメタリルスルホン酸ソーダ１重量％からなるポリマーを、ジメチルアセトアミドに溶解し、ポリマー濃度２０重量％の紡糸原液を得た。この紡糸原液を孔形状が亜鈴型及び丸型の紡糸ノズルにて、ジメチルアセトアミド３０重量％の水溶液、温度４０℃の凝固浴条件、紡糸ドラフト１．１で湿式紡糸し、沸水中で洗浄して脱溶剤しながら延伸を施し、油剤を付着させ、１５０℃の熱ローラーで乾燥した。次いで１．５ｋｇ／ｃｍ²の加圧スチーム中で緩和処理し、繊維断面が扁平率２．５の亜鈴型及びそら豆型の単繊維繊度３．３ｄＴｅｘ（３デニール）、トータル繊度１２０万ｄＴｅｘ（１０８万デニール）の繊維トウをそれぞれ得た。
【００２８】
得られた繊維トウをトウ牽切機であるストレッチブレーキングマシン（ザイデル社製、６７１−Ｓ型）にて牽切し、さらに１／５２ＭＣの紡績糸を作成して天竺組織の編地を製編した。繊維断面の凹部、繊維トウのトウ牽切性及び編地の柔軟性についての評価結果を表１に示した。
【００２９】
【表１】

【００３０】
（実施例２、比較例２）
実施例１及び比較例１において、紡糸ドラフトを表２に示す紡糸ドラフトに変更した以外は実施例１及び比較例１と同様にして繊維トウをそれぞれ得た。得られた繊維トウを実施例１及び比較例１と同様にして、繊維断面の凹部、繊維トウのトウ牽切性及び編地の柔軟性についての評価結果を表２に示した。
【００３１】
【表２】

【００３２】
（実施例３、比較例３〜６）
実施例１において、表３に示す繊維断面での深さ１．０μｍの凹部の存在方向と繊維断面の扁平率に変更した以外は実施例１と同様にして繊維トウをそれぞれ得た。得られた繊維トウを実施例１と同様にして、繊維断面の凹部、繊維トウのトウ牽切性及び編地の柔軟性についての評価結果を表３に示した。
【００３３】
【表３】

【００３４】
【発明の効果】
本発明のアクリル繊維トウ素材は、高級衣料用繊維として使用可能な、良好なトウ牽切性と、紡績糸とし織編物としたときに優れた柔軟性を呈するものであり、また本発明方法によればかかるアクリル繊維トウ素材を工業的に安定に得ることができる。

Claims (6)

1. アクリロニトリルを５０重量％以上含有するポリマーからなる繊維であって、繊維断面が曲線のみで形成され、繊維断面に１．０μｍを超える深さの凹部を２個以上有し、前記凹部のうちの少なくとも２個が繊維断面の対極方向にあり、かつ０．０５〜１．０μｍの深さの凹部を１０個以上有し、繊維断面が扁平率１．５〜５の扁平形状であるアクリル繊維からなることを特徴とするアクリル繊維トウ素材。
2. １．０μｍを超える深さの凹部が繊維長手方向に連続して形成されている請求項１記載のアクリル繊維トウ素材。
3. 繊維断面の扁平形状が亜鈴型である請求項１または請求項２記載のアクリル繊維トウ素材。
4. アクリロニトリルを５０重量％以上含有するポリマーからなるアクリル繊維を湿式紡糸法により製造するに際し、有機溶剤含有の凝固浴を用い、孔形状が亜鈴型の異形紡糸ノズルを用いることを特徴とする請求項１、請求項２または請求項３記載のアクリル繊維トウ素材の製造方法。
5. アクリロニトリルを５０重量％以上含有するポリマーからなるアクリル繊維を湿式紡糸法により製造するに際し、紡糸ドラフトを０．５〜２．０とする請求項１、請求項２または請求項３記載のアクリル繊維トウ素材の製造方法。
6. アクリロニトリルを５０重量％以上含有するポリマーからなるアクリル繊維を湿式紡糸法により製造するに際し、有機溶剤含有の凝固浴を用い、孔形状が亜鈴型の異形紡糸ノズルを用い、紡糸ドラフトを０．５〜２．０とする請求項１、請求項２または請求項３記載のアクリル繊維トウ素材の製造方法。