JPS6018331B2 - 多孔性の難燃アクリル系合成繊維 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は多孔性の雛燃アクリル系合成繊維に関するもの
である。

線、羊毛、絹等の天然繊維は２０〜４０％の吸水性があ
り、人間の体内から発する汗を十分吸収するため着用時
の決藤さが得られるが、合成繊維は缶９函性及び吸湿性
に欠けると共に吸水性、吸汗性を有しない点で商品価値
として天然簾繊維に劣る。

特に肌着、くつ下、毛布など寝装具、及びスポーツウェ
ア等において吸水一吸汗性がなければ、体外に発した汗
は繊維表面に凝縮付着し、ベトッキ、冷感、体温調節機
能の低下など、着用時の不快さは免れないｏこうした合
成繊維における吸水−吸汗性のなさを解決する為に従来
より種々の改良がなされてきた。

改良方法の大部分は繊維中に微４・な空孔を形成させた
り、繊維表面に凹凸を形成させたりするものである。例
えば袴関昭４７−２鼠１８号公報、特公昭４７−１５９
０１号公報、持公昭４８一６畝９号公報、侍公昭４８−
６６５び号公報にはアクリル繊維の製造工程中での膨欄
ゲルトウ中の微小なボィドを残存させるよう温和な乾燥
条件を選択する事により多孔質のアクリル繊維を製造す
る方法が記載されている。又、特開昭４７−２５４１６
号公報、特公昭４８−８２８５号公報、侍公昭４８−８
２８６号公報にはアクリル繊維の製造工程中での膨渡ゲ
ルトウに水溶性化合物を充填し、乾燥、後処理の後で、
充填物を溶出させ、ボィドを再生することが記載されて
いる。

上記の方法に共通する点は、アクリル繊維の製造工程中
での膨油ゲルトウの本来含有するミクロポィドを最終製
品に残存させた多孔性アクリル繊維を目的物とすること
にある。この膨潤ゲルトウに含有されるミクロボィドは
夕熱的に極めて不安定なものである。

特にアクリロニトｌｊル含有率８の重量％以下のモダク
リル系共重合体においてはもっとも不安定である。この
為に繊維製造工程において特に乾燥、収縮、クリンプセ
ット工程において高温処理を行なう事が出来ず、最終製
品の耐熱性、形態保持性、クリンプ安定性に乏しく、製
品の商品価値を著しく低下させる。

得られた製品中のボィドは、ボィド半径１０〜１０００
Ａと極めて微小である。こうした微小なボィドを無数に
、かつ繊維中均一に含有する為に繊維は強伸度が小さく
光沢に乏しく、かつ染色後の色もくすんでいる等欠点が
多いものである。又、無数の微小なボィドが均一に存在
する為に、繊維の耐熱性が悪く、高温染色、スチーミン
グ処理、アイロン処理等においてボィドが消滅し吸水性
の低下、色合いの変化、形態保持性の低下など重大な品
質の低下がみられる。更にこうしたミクロボィドにより
吸水性を発現させようとする事はミクロボイド同士がお
互いに独立して存在しやすく繊維中へ水を吸収する通路
となり‘こくい点で効果的でない。

即ちある程度の吸水性を持たせる為にはかなりの量のミ
クロボイド含有率が必要となり、この事が更に繊維性能
、商品価値を低下させるという欠陥を有している。又、
ミクロボィドの発生を更に助長し、かつ安定化させて吸
水性をもたせようとする試みが特閥昭５４−２３７２３
号公報、５４一１０１９２び号公報等に開示されている
がこれも上述した欠陥を有する。本発明者らは、従来の
多孔性合成繊維の欠点を徹底的に究明し、かつその改善
に鋭意努力の結果、本発明にかかる多孔性の鰍燃アクリ
ル系合成繊維を完成するに到ったものである。本発明の
目的は、優れた吸水性を有し、且つ良好な糸質を有する
多孔性の難燃アクリル系合成繊維を提供するにある。

本発明は酢酸ビニル系重合体、塩化ビニル系重合体から
選ばれた少なくとも１種の重合体２〜５０重量％とモダ
クリル系重合体５０〜聡重量％とよりなり且つ両者が相
分離状態で存在し、空孔率Ｖが０．０５〜０．７５ｃ刀
字／夕で空孔の表面積Ａが１５枕′？以下である多孔性
の難燃アクリル系合成繊維である。

本発明の多孔性雛燃アクリル系合成繊維は、モダクリル
系重合体５０〜９母重量％、好ましくは７０〜９５重量
％と酢酸ビニル系重合体及び塩化ビニル系重合体から選
ばれた少なくとも１種の重合体２〜５の重量％、好まし
くは５〜３の重量％とよりなる。繊維中において両者は
その非相溶性から相分離状態、即ち本発明では通常モダ
クリル系重合体のマトリックス成分中に前述した他の重
合体が分散して存在しており、その相分離による空孔が
本発明繊維の吸水性に、主として貢献するものである。
酢酸ビニル系重合体及び塩化ビニル系重合体からなる群
より選ばれた少なくとも１種の重合体（以後ブレンドマ
ーと略称する）の量が２重量％禾満ではモダクリル系重
合体との相分離の量が不充分なため吸水性の付与が充分
でない。

一方５の重量％を超えると相分離形態が大きくなり、繊
維の強伸度、染色性、光沢、耐熱性等の低下を生じる為
に避けなければならない。酢酸ビニル重合体としては、
ポリ酢酸ビニル、ポリ酢酸ビニルの部分ケン化物、酢酸
ビニルを主成分とした共重合体例えばエチレン／酢酸ピ
ニル共重合体、又、塩化ビニル系重合体としては塩化ビ
ニル／酢酸ビニル共重合体等が使用できる。

これらの重合体の重合度は溶液状態で著しく粘度が高い
ものでなければよく、特に限定されない。本発明に使用
するモダクリル系重合体としては塩化ビニル及び／又は
塩化ビニリデンを２０〜６の重量％、５重量％未満の共
重合可能なモノマ−、及びアクリロニトリルよりなるも
のである。

共重合可能なモノマーとしては例えばアクリル酸メチル
、メタクリル酸メチル、アクリル酸ェナル等のアクリル
酸又はメタクリル酸のアルキルェステル類、アクリルア
ミド及びメタクリルアミド等のビニル系ァミド類及びそ
れらのＮーモノ置換ァミド類或いはＮＮ−ジ置換ァミド
類、酢酸ビニル、スチレンスルホン酸、アリルスルホン
酸、メタリルスルホン酸などのスルホン酸含有のビニル
系不飽和単量体類及びそれらの塩類又は臭化ビニル、臭
化ビニリデン等が挙げられる。特にアリルスルホン酸又
はメタリルスルホン酸又はそれらの塩類を０．５〜３．
０重量％共重合せしめるか或いはこれらを多量含む親水
性重合体を混合する事により、単に染色性を向上するに
留まらず、無数の微４・のボィドの発生を抑止する事に
より耐熱性の低下を抑え、更にマクロな空孔を有し且つ
吸水性に優れた多孔性の繊維が得られる。塩化ビニル及
び／又は塩化ピニリデンの含有量が２の重量％未満では
難燃性の不足や、雛燃アクリル系合成繊維特有の柔かし
、風合し、が不足し、一方６広重量％を超えると重合性
、可紡性、耐熱性及び糸質の低下がある為に好ましくな
い。

更に本発明の繊維には、ブレンドマーの分散性改良や染
色性、光沢、制覇性の向上の為に少量の添加物を含む事
が出釆る。

又紡績油剤はそれらのもつ空孔の為に通常の鎌燃アクリ
ル系合成繊維よりは幾分多く必要とする。本発明の難燃
アクリル系合成繊維は繊維中にブレン．ドマーが繊維軸
方向に筋状又は球状に相分離状態で分離しており、その
内部及びモダクリル系重合体との界面に空孔を有する。

本発明の簸燃アクリル系合成繊維は空孔の表面積Ａが１
５〆′タ以下、好ましくは０．０２〜１０〆／夕で空孔
率Ｖが０．０５〜０．７３〆／夕、好ましくは０．０５
〜〇．鮒派をミ好ましくは斜上、稀こ服し他群上でぁる
。

繊維中の空孔の表面積Ａ（め／夕）は、液体窒素温度に
おいて繊維に窒素ガスを吸着させ、ＢＥＴ式により繊維
の全表面積を求め、その値から繊維外皮の表面積を差し
引く事によって求めた。

ここで測定に供する繊維の量としては、測定される全表
面積の１の以上になるよう調整した。

又、空孔率Ｖ（洲／夕）は、繊維と同一組成の十分に繊
密に作成したフィルムの密度ｐ（夕／地）を測定し、か
つ写真法によって求めた繊維の空孔を含んだ平均断面積
Ｓ（地）とし、■式より求めた繊維の空孔を含まない部
分の真の平均断面積をＳｏ（仇）として■式により求め
られるものである。Ｄｅ ■ Ｓ０＝節凧厭左 但し戊は繊維のデニールである。

Ｖ＝すぎ。

■空孔率Ｖが０．０３杖／タ未満では繊維の吸
水性が十分でなく一方０．７５塊／夕を超えると繊維の
強度、伸度が低下するばかりでなく、光沢、染色性にも
悪影響を及ぼすので避けなければならない。

又、空孔の表面積Ａが１５め／夕を超えると繊維内に微
小な空孔が増加し、強度、伸度が低下するのみでなく、
染色性、耐熱性を低下させるので避けなければならない
。翼をま志満で鰍船杯充分となるか・ 又は強度、伸度のみならず耐熱性、染色性等が低下し好
ましくない。

機略等の鍛練総射ると、お茅 満となると繊維中の空孔が４・さくなり、その大きさは
例えば球に換算すると、半径１０００Ａ禾満となって優
れた吸水を有するに到らず、又、強伸度も低下し好まし
くない。

本発明の多孔性の難燃アクリル系合成繊維は通常酢酸ビ
ニル系重合体及び塩化ピニル系重合体から選ばれた少な
くとも１種の重合体（以下ブレンドマーとする）２〜５
の重量部、好ましくは５〜３０重量部とモダクリル系重
合体５０〜聡重量部、好ましくは７０〜９５重量部とよ
りなる重合体を含有する繊糸原液を高々３０ｏｏ、好ま
しくは２５００、更に好ましくは２ぴ０の凝固裕中に紙
出し微細空孔の形成が抑制された繊維となし続いて１次
延伸をして得られた巨大孔隙構造を分散含有する繊維を
乾燥して、実質的に微細空孔を消滅せしめ、次いで２次
延伸を行ない巨大孔隙構造を助長せしめる事によって製
造される。

モダクリル系重合体及びブレンドマーの量がこの範囲を
逸脱すると優れた吸水性、糸質及び染色性を有する多孔
性の難燃アクリル系合成繊維は得られない。

本発明繊維の製造に当ってモダクリル系重合体と異種重
合体の混合はいずれの方法でもよく、例えば両方の溶液
をホモミキサー等を用いて縄群混合する方法がとられる
。

本発明に適用される溶剤は使用する重合体を溶解するも
のが使用可能であるが、好ましくは通常モダクリル系合
成繊維の使用されるジメチルホルムアミド、ジメチルス
ルホキシド、ジメチルアセトアミド、アセトン、エチレ
ンカーポネート等の有機溶剤及びロダン塩、塩化亜鉛、
及び硝酸の濃厚水溶液等の無機溶剤である。

特にモダクリル系重合体及びブレンドマーの溶解性、及
び紡糸原液の粘度、安定性、取扱いやすさ等より有機溶
剤が好ましい。凝固格としては紙糸原液に使用した溶剤
の水溶液やインプロピルアルコール、ケロシン等の有機
溶剤の使用が可能であるが、溶剤の回収、精製の点で前
者が好ましい。

又、織糸原液中には、酸化アンチモン等の難燃性向上剤
を添加してもよい。紡出は通常のモダクリル或いはアク
リル系合成繊維と同様に直接凝固裕中へ紡出する湿式抜
糸法や、一旦空中に続出したゞちに凝固浴中へ通す乾湿
式紡糸法により行なう。紡糸ドラフトは通常の条件で差
し支えないがミクロボイドの発生を抑制する為に湿式紙
糸においては低い方が好ましい。凝固浴温度は好ましく
は高々３ぴ０、更に好ましくは２ｙｏ以下、特に好まし
くは２ぴ○以下である。１次延伸は好ましくは２．５〜
８倍更に好ましくは３〜６倍である。

１次延伸を行なった糸は通常ブレンドマーの筋状或いは
球状の分散及びモダクリル系共重合体との相分離により
発生した空孔が、より明確になっている。

又、この繊維中には、通常の膨ミー園ゲルトゥが本来含
有するミクロボィドも多数含まれている。このミクロボ
ィドは一般的に繊維の吸水性への寄与は小さく、繊維の
耐熱性、染色性、光沢などを低下させる為に好ましくな
い。この為ミクロボィドと巨大空孔（大きなボイド）が
混在する繊維を乾燥し、ミクロポィドを消去するが、こ
の場合の乾燥条件としては、通常１００〜１８ぴ○の温
度で乾燥することにより、ミクロボィドのみを消去し相
分離による大きなボィドは残す事が出来る。乾燥には、
繊維と高温の金属面が接するような熱ローラー型乾燥機
を使用するのが好ましい。又、補助的に１２０〜１７ぴ
０の温度をもつ熱風の吹き付けによる乾燥も併用すれば
、乾燥の均一性向上という点ではより好ましいものとな
る。乾燥上りの繊維のもつ水分率は、好ましくは１．０
％以下である。

乾燥後の繊維は、繊維中のモダクリル系共重合体とブレ
ンドマーの相分離をより明確にし吸水性を向上させるた
め及び適度の繊維物性をもたせる為に、綱熱下に２次延
伸を行なう。

２次延伸倍率は通常５倍以下、好ましくは１．０５〜２
倍である。

２次延伸後、通常、湿熱収縮、オィリング、クリンプ付
与、クリンプセツト等の良好な紡績性及び性能を付与す
る後処理工程を経て、最終製品となる。

本発明により得られる多孔性鱗燃アクリル系合成繊維の
特長は、大きな吸水率、吸水速度をもつ事、吸水時の湿
潤強伸度がすぐれる事、良好な光沢をもつ事、染色時の
色が鮮明な事等が挙げられる。

天然繊維においては、湿潤時のバルキー性、豚感がなく
なるが、本発明による多孔性アクリル系合成繊維におい
ては、繊維中の空孔に水を吸い込むという物理的な吸水
機構である為に、繊維のバルキー性、脇感の低下がなく
その上に吸水性、透水性、透緑性にすぐれている。更に
難燃性を有するモダクリル系重合体例えば塩化ビニル及
び／又は塩化ビニリデンを、２０〜６０重量％含有する
モダクリル系重合体が、５０〜繋重量部含まれる為に、
難燃性にもすぐれたものである。

この難燃性を向上させる為に酸化アンチモン等の簸燃剤
を数重量％添加しても吸水性、可紡性、糸質等低下させ
る事なく目的とする多孔性の雛燃アクリル系合成繊維が
得られる。更に本発明による多孔性モダクリル系合成繊
維は、空孔率が０．０＆＊／夕〜０．７暴力／夕であり
、軽量性、保温性が極めてすぐれる。

こうした従来にない多くのすぐれた性能を持つ本発明の
多孔性鰍燃アクリル系合成繊維の用途としては、内外衣
としての一般衣料はもちろんスポーツウェア、ふとん線
、カーテン等寝袋、インテリアなどに最適である。

又、綿代替品として綿が使用されていた分野にも十分使
用できる。特に、吸水性と難燃性が要求される分野にも
最も適した素材である。以下、実施例を示して本発明を
詳細に説明する。

尚、実施例中で用いる部及び％は、特に断わらない限り
重量部及び重量％を表わす。又、吸水率はＤＩＮ一般８
１４によって測定した。実施例 １ アクリロニトリル：塩化ビニリデン：アリルスルホン酸
ナトリウム＝５５．５：４２．０：２．５（％）の組成
をもつモダクリル系重合体８５部と第１表に示す各種重
合体１５部とよりなる重合体を重合体濃度２５％になる
ようＤＭＦに溶解した縁糸原液をＤＭＦ：水＝５５：４
５（％）１蟹○の凝固裕中に紙出し１次延伸を４．３苦
行ない水洗の後、１２５℃の熱ローラー型乾燥機と、１
４０午０の熱風を併用して乾燥し、次いで１１０ｑｏの
湿熱下で１．５倍の２次延伸を行なった。

クリンブ付与、クリンプセツト後３デニールの繁燃アク
リル系合成繊維を得た。結果を第１表に示す。尚各種重
合体の粘度は各種重合体を重合体濃度２０％になるよう
ＤＭＦに溶解した溶液の粘度を５０ｏｏで測定したもの
である。第１表 （注） ■ 平均重合度 ３００ ■ 平均重合度 ９００ ■ ポリマー組成：エチレン／酢酸ピニル＝３０／７○
■ ポリマー組成：酢酸ビニル／塩化ビニル＝１３／８
７■ ポリマー組成：酢酸ビニル／塩化ビニル＝２５／
７５■ ポリマー組成：酢酸ビニル／塩化ビニル＝３０
／７０実施例 ２ アクリロニトリル：塩化ビニリデン：アリルスルホン酸
ナトリウム＝５５．５：４２．０：２．５（％）の組成
をもつモダクリル系重合体（１００一Ｃ）部と、塩化ビ
ニル系重合体（重合度ＤＰ＝４８０、ポリマ−組成：塩
化ビニル／酢酸ビニル＝９０／１０）Ｃ部よりなる重合
体を重合体濃度２５％になるようジメチルホルムアミド
（以下ＤＭＦと略称する）に溶解した紙糸原液をＤＭＦ
：水＝６０：４０（％）、１５ｏ０の凝固裕中に紙出し
、１次延伸を５倍行ない水洗の後、１２０００の熱ロー
ラー型乾燥機にて乾燥し、次いで１００ｑＣの緑熱下２
次延伸を１．５倍行なった。

クリンプ付与、クリンプセット後３デニールの戦燃アク
リル系合成繊維を得た。結果を第２表に示す。繊維の難
燃性は５１側にカットした０．５夕の繊維を約２＆双の
スライバー状にし、次いで加燃機により４０回の撚りを
かけた後、２つ折りにし撚り榛をつくり、常法により酸
素指数（０．１．）を測定し評価した。

第 ２ 表

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 酢酸ビニル系重合体、塩化ビニル系重合体からなる
   群より選ばれた少なくとも１種の重合体２〜５０重量％
   、２０〜６０重量％の塩化ビニル及び／又は塩化ビニリ
   デンを含有するモダクリル系重合体５０〜９８重量％と
   よりなり、且つ両者が相分離状態で存在し、空孔率Ｖが
   ０．０５〜０．７５ｃｍ＾３／ｇで空孔の表面積Ａが１
   ５ｍ＾２／ｇ以下である多孔性の難燃アクリル系合成繊
   維。 ２ Ｖ／Ａが１／３０以上の主として巨大空孔を有する
   特許請求の範囲第１項記載の繊維。 ３ 空孔率Ｖが０．０５〜０．６０ｃｍ＾３／ｇである
   特許請求の範囲第１項記載の繊維。 ４ 空孔の表面積Ａが０．０２〜１０ｍ＾２／ｇである
   特許請求の範囲第１項記載の繊維。