JPH1181130A

JPH1181130A - 架橋アクリル系吸湿繊維及びその製造方法

Info

Publication number: JPH1181130A
Application number: JP24593097A
Authority: JP
Inventors: Sho Takahashi; 捷高橋; Hideo Matsumoto; 秀雄松本
Original assignee: Toho Rayon Co Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1997-08-28
Filing date: 1997-08-28
Publication date: 1999-03-26
Anticipated expiration: 2017-08-28
Also published as: JP3030769B2

Abstract

(57)【要約】【課題】飽和吸湿率１０％以上、乾強度２．０ｇ／ｄ
以上、膨潤度２００％以下を有する架橋アクリル系吸湿
繊維を提供すること。【解決手段】アクリル繊維にヒドラジン処理して架橋
構造を導入し、次いで炭酸ナトリウムを用いて加水分解
する方法により、窒素含有率を１５〜２０重量％にコン
トロールして、２０℃、６５％ＲＨにおける飽和吸湿率
が１０重量％以上、水膨潤度２００重量％以下、乾強度
が２.０ｇ／ｄ以上の架橋アクリル系吸湿繊維を得るこ
とができる。また、この繊維はカード掛け等の加工性に
優れたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、吸湿、放湿を可逆
的に繰り返し行うことができ、低膨潤で、且つカード掛
け等の加工に耐える架橋アクリル系吸湿繊維に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】アクリル系繊維は最も汎用されている合
成繊維の一種であり、通常の市販アクリル系繊維の吸湿
率は１〜２重量％程度と、コットンなどの天然繊維に比
べ低いものである。

【０００３】このようなアクリル系繊維について吸湿・
放湿を繰り返し行うことができ、衣料、寝装分野への適
用が可能な繊維素材が求められる。

【０００４】アクリル系繊維へのヒドラジンによる架橋
構造の導入は、特開昭５０−１８５７３等により提案さ
れており、公知の技術である。また、吸湿・放湿性付与
のために、ヒドラジン架橋処理後の繊維中に残存するニ
トリル基をカルボキシル基又はカルボキシル基の金属塩
に変換することによって架橋アクリル系吸湿繊維とする
ことが、特開平５−１３２８５８、特開平９−５９８７
２等において提案されている。

【０００５】この架橋アクリル系吸湿繊維は、２０℃、
６５％ＲＨでの飽和吸湿率が２５〜５０重量％と非常に
高い吸湿能力を示すものである。

【０００６】しかし、高吸湿性を備え且つ吸湿後の膨潤
性を抑える為、アクリロニトリルのニトリル基をヒドラ
ジンにより架橋及びアルカリ金属水酸化物により加水分
解するものであるが、この課程での反応条件が過酷であ
り、その結果、元来の繊維強度を著しく低下させるた
め、通常衣料用に供給されているアクリル系繊維を出発
原料繊維に使用した場合、得られる吸湿繊維の乾強度は
２.０ｇ／ｄ未満となり、紡績性特に紡績工程のカーデ
ィング時にスライバー切れが発生し易く、実質的に紡績
工程に供することが出来ない。

【０００７】更に、このような架橋アクリル系吸湿繊維
が市販されているが、原料繊維には存在したアクリロニ
トリル成分のニトリル基は、赤外分光分析法の吸収スペ
クトルによると消失変性されている。

【０００８】架橋アクリル系吸湿繊維の高強度化のため
には、出発原料繊維として超高分子量のアクリル重合体
を使用した高強度アクリル繊維を使用する方法がある
が、この方法によると、原料繊維自体が高価になるとい
う問題点を含んでいる。

【０００９】即ち超高分子量の重合体の紡糸には、乾湿
式などの紡糸法を採用しなければならず、このような紡
糸方法は特殊なもので生産効率が悪いため生産量も低
く、コスト高になる。

【００１０】

【発明が解決しようとする問題点】架橋化及びアルカリ
処理に供される出発原料繊維として、通常の汎用されて
いるアクリル繊維が使用できれば、より廉価に架橋アク
リル系吸湿繊維を供給することができ、需要の増大、製
品の多様化にとって有用である。

【００１１】また、繊維の高強度化を図ることが出来れ
ば、紡績性が改良され、用途の拡大が期待できる。本発
明の目的は、吸湿、放湿を可逆的に繰り返し行うことが
でき、吸湿後の形態安定性に優れ、且つカード掛け等の
加工に耐える架橋アクリル系吸湿繊維及び、その製造法
を提供することにある。別の目的は、通常の汎用アクリ
ル系繊維を使用しても、十分な性能を有する架橋アクリ
ル系吸湿繊維を廉価に提供するものである。

【００１２】

【問題を解決するための手段】請求項１、繊維中の窒素
含有率が１５〜２０重量％で、乾強度が２.０ｇ／ｄ以
上、２０℃、６５％ＲＨにおける飽和吸湿率１０重量％
以上、水膨潤度２００重量％以下である架橋アクリル系
吸湿繊維。

【００１３】請求項２、アクリル繊維にヒドラジンを用
いて窒素含有率の増加が０.１〜１.０重量％となるよう
架橋構造を導入し、次いで、炭酸ナトリウムを用いて加
水分解することを特徴とする、請求項１記載の架橋アク
リル系吸湿繊維の製造法。

【００１４】本発明の架橋アクリル系吸湿繊維は、従来
の低強度化が改善され、優れた加工性を有する架橋アク
リル系吸湿繊維である。また、本発明法では、汎用のア
クリル系繊維を出発原料として使用し、架橋アクリル系
吸湿繊維を得る事が可能であり、低コストで商品化する
ことが出来る。もちろん、高強度アクリル繊維、超高分
子量のアクリル繊維等も使用することは出来る。

【００１５】本発明の架橋アクリル系吸湿繊維は、ヒド
ラジン架橋による繊維中の窒素含有率の増加を０.１〜
１.０重量％にコントロールし、次いで、加水分解処理
後の窒素含有率を１５〜２０重量％にすることにより得
られる。それに対して、従来法では、ヒドラジン架橋時
に窒素含有率の増加を１.０〜８.０重量％とし、最終的
に得られた繊維の窒素含有率は１０重量％程度まで減少
させている。

【００１６】さらに本発明繊維は、赤外分光分析の吸収
スペクトルによってアクリロニトリル成分のニトリル基
を検知することができるが、従来品では検知できない。
すなわち、本発明繊維が高い窒素含有率を示すのは、残
存するニトリル基によることをあらわしている。このよ
うに、ニトリル基を残存させることで、乾強度が２.０
ｇ／ｄ以上で、カード掛け等の加工に耐える紡績性に優
れた繊維が得られる。

【００１７】本発明の架橋アクリル系吸湿繊維は、次の
ようにして得ることが出来る。アクリル繊維にヒドラジ
ンを用いて、窒素含有率が０.１〜１.０重量％増加する
よう架橋処理する。次いで、炭酸ナトリウムを用いて、
窒素含有率が１５〜２０重量％となるよう加水分解処理
を行う。

【００１８】ここで窒素含有率の増加量は、重合体に含
まれる窒素の含有量自体を示し、元素分析によって求め
られる窒素の比の増加量である。

【００１９】本発明で使用される出発原料のアクリル繊
維としては、アクリロニトリル単独又は他のモノマーと
の共重合体であり、アクリロニトリルを７０重量％以
上、好ましくは８０重量％以上含むものであり、窒素含
有率としては、１８〜２６重量％である。

【００２０】共重合成分のモノマーとしては、アクリル
酸、メタクリル酸、イタコン酸、アリルスルフォン酸、
メタリルスルフォン酸又はこれらの塩類、エステル類、
アクリルアミド、酢酸ビニル、ハロゲン化ビニル及びハ
ロゲン化ビニリデン、等及びこれらの組み合わせが挙げ
られ、通常使用されているコモノマー類であり特に制限
されない。

【００２１】また、本発明の出発原料のアクリル繊維
は、通常市販されている汎用のアクリル繊維が使用され
るが、産業用途に開発された高強度タイプ等の特殊アク
リル繊維を用いることも出来る。

【００２２】繊維の特性は、乾強度２.５〜１５.０ｇ
／ｄのものが使用出来る。特に好ましくは、３.０〜
８.０ｇ／ｄである。繊維の太さは、特に制限され
ないが１〜５デニール程度が好ましい。

【００２３】出発アクリル繊維へのヒドラジン処理によ
る架橋構造の導入は、繊維中の窒素含有率の増加が０.
１〜１.０重量％となる条件であれば、如何なる方法も
採用することが出来る。この窒素含有率の増加は、ニト
リル基の架橋の度合いを示す指標として認識される。

【００２４】ヒドラジンは、水溶液で使用され、水溶液
濃度を０.５〜５.０重量％に調整したものを使用するの
が良く、特に好ましくは、２.０〜５.０重量％である。
水溶液濃度が０.５重量％未満だと窒素含有率の増加が
０.１重量％に達し難くなる。一方、５.０重量％以上の
場合は窒素含有率の増加が１.０重量％を越え易くな
る。処理温度８５〜１００℃で３〜６時間の範囲にて処
理する方法が、安全性、取扱い性の面から望ましい。処
理は加圧下で行う必要はないが、特に禁止するものでは
ない。処理の温度及び時間は、繊維の窒素増加量が所定
の範囲になるように調製して行われる。使用するヒドラ
ジンは、無水ヒドラジン、水化ヒドラジン等何れのもの
でも使用でき、特に制限はない。

【００２５】なお、窒素含有率の増加が０.１重量％に
満たない場合は、後の加水分解処理後に得られた繊維の
膨潤性が大きくなり、実用上問題となる。一方、１.０
重量％を越えた場合、水膨潤度は２００重量％以下とな
るが、最終的に満足する繊維強度が得られない。

【００２６】上記の条件にて架橋処理を行った繊維は次
いで、加水分解処理を行い残存ニトリル基の一部をカル
ボキシル基又はアミド基に変性する。

【００２７】ニトリル基の加水分解処理は炭酸ナトリウ
ム濃度を５〜３０重量％、好ましくは、１０〜２０重量
％に調整した水溶液で行う。

【００２８】水溶液濃度が５重量％以下の場合は、加水
分解が十分に行われ難い。一方、３０重量％以上の場合
は特に製造上の問題はないが、安全性の面から好ましく
ない。

【００２９】加水分解処理後の繊維の窒素含有率を１５
〜２０重量％にコントロールするには、１０〜２０重量
％の炭酸ナトリウム水溶液で、温度８０〜１００℃で１
〜３時間の範囲で処理する方法が望ましい。

【００３０】なお、水酸化ナトリウム等のアルカリ金属
水酸化物を用いた場合は、加水分解条件が過酷で、反応
をコントロールすることが困難である。そのため、ニト
リル基が実質的に消失し、目的とする窒素含有率に到達
せず、繊維の強度、膨潤性等において目的とする性能が
得られないが、本発明により得られた最終吸湿繊維の赤
外分光分析法吸収スペクトルにはニトリル基の吸収が認
められる。

【００３１】

【発明の効果】本発明による製造方法で得られた架橋ア
クリル系吸湿繊維は、乾強度２.０ｇ／ｄ以上を有し、
紡績性に優れており、しかも、２０℃６５％ＲＨでの飽
和吸湿率１０重量％以上であるにも拘わらず、水膨潤度
２００％以下の特性を有するため、衣料、寝装分野への
幅広い適用が可能となった。

【実施例】以下に本発明を具体的に説明する。実施例中
の「％」とあるのは、断りのない限り「重量％」であ
る。また、窒素含有率（％）、吸湿率（％）、水膨潤度
（％）、カード性は、以下の方法により求めたものであ
る。

【００３２】（１）窒素含有率（％）元素分析にて求めた。なお、窒素含有率の増加とは、ヒ
ドラジン架橋後の繊維の窒素含有率（％）と原料繊維の
窒素含有率（％）の差である。

【００３３】（２）吸湿率（％）試料繊維を１０５℃、２時間乾燥させ、重量（Ｗ１）を
測定する。次に、該試料を２０℃６５％ＲＨの恒温槽に
恒量になるまで入れておき、重量（Ｗ２）を測定し、次
式により吸湿率を求めた。

【００３４】吸湿率（％）＝｛（Ｗ２−Ｗ１）／Ｗ１｝×１００

【００３５】（３）水膨潤度（％）試料繊維を２５℃純水中に２４時間浸漬後、遠心脱水機
（国産遠心機株式会社製 H-100F2使用、３０００rpm×
５分）により、付着水を除去し、重量（Ｗ３）を測定す
る。次に１０５℃の熱風乾燥機にて恒量になるまで乾燥
させ、重量（Ｗ４）を測定し、次式により水膨潤度を求
めた。

【００３６】水膨潤度（％）＝｛（Ｗ３−Ｗ４）／Ｗ４｝×１００

【００３７】（４）カード性試料繊維を１０ｇをカード機（大和機工製Ｃ-２００
使用）へ投入し、開繊性、脱落状態、単繊維切れを目視
により判定する。

【００３８】カード性評価良好 ○＞△＞× 不良

【実施例１〜３、比較例１〜５】アクリロニトリル８
９.６％、アクリル酸メチル９.５％、メタアリルスルホ
ン酸ソーダ０.９％の共重合体よりなる、単繊維デニー
ル５.０ｄ、単繊維強度３.５ｇ／ｄの市販アクリル系繊
維を原料繊維１として用いた。この繊維の窒素含有率は
２３.７％であった。

【００３９】該原料繊維１を表−１の条件により架橋、
加水分解処理し、水洗、乾燥の後、得られた吸湿繊維の
各性能を測定した。

【００４０】

【表１】

【００４１】実施例１〜３の繊維は、吸湿性と低膨潤
度、且つ高い繊維強度を両立しており、カード掛けにも
十分耐えるものであった。

【００４２】それに対し、ヒドラジンによる架橋が少な
い比較例１の繊維は、水膨潤度が大きくなり、繊維強度
も低下した。

【００４３】ヒドラジン濃度の高い比較例２の繊維で
は、吸湿性、水膨潤度は満足するものの、十分な繊維強
度が得られない。

【００４４】比較例３，４に挙げたヒドラジン処理と水
酸化ナトリウムの組み合わせでは、繊維は大きく膨潤
し、目的とする繊維は得られなかった。

【００４５】比較例５の繊維では、吸湿率は高いが、窒
素含有率の増加が１.０％以上のため、十分な繊維強度
が得られなかった。

【実施例４】実施例１の繊維１ｇを温度・湿度の異なる
２つのデシケータへ交互に入れ、試料繊維の吸湿率を測
定したところ、図１に示すように、吸・放湿を繰り返す
ことが確認された。

【００４６】

【実施例５、比較例６、７】アクリロニトリル９５.０
％、アクリル酸メチル５.０％の共重合体よりなる単繊
維デニール１.０ｄ、単繊維強度６.６ｇ／ｄのアクリル
系繊維を原料繊維２とした。この繊維の窒素含有率は
２５.１％であった。

【００４７】該原料繊維２を表−２の条件に従って処理
し、水洗、乾燥後に得られた繊維の各性能を測定した。

【００４８】

【表２】

【００４９】実施例５の繊維は、高い吸湿性と低膨潤性
を両立し、強度、カード性も満足するものである。

【００５０】それに対し、加水分解の十分でない比較例
６の繊維は、強度は高いものの、十分な吸湿率が得られ
ていない。また、ヒドラジン架橋による窒素含有率の増
加の大きい比較例８の繊維は、吸湿率は高いものの、十
分な強度が得られなかった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明繊維の吸湿率曲線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】繊維中の窒素含有率が１５〜２０重量％
で、乾強度が２.０ｇ／ｄ以上、２０℃、６５％ＲＨに
おける飽和吸湿率が１０重量％以上、水膨潤度が２００
重量％以下である架橋アクリル系吸湿繊維。
【請求項２】アクリル繊維にヒドラジンを用いて窒素含
有率の増加が０.１〜１.０重量％となるよう架橋構造を
導入し、次いで、炭酸ナトリウムを用いて加水分解する
ことを特徴とする、請求項１記載の架橋アクリル系吸湿
繊維の製造法。