JPS6050883B2 - 新規なアクリロニトリル系合成繊維およびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は繊維の表面に独特の凹凸（しわ）を有する新規
なアクリロニトリル系合成繊維およびその製造方法に関
するものである。

更に詳しくは、繊維表面において円周方向に高さ０．１
μ以上の凹凸が周期的に配列し、かつこれと直交する多
数の小じわを有する新規なアクリロニトリル系合成繊維
並びにその製造方法に関する。

アクリロニトリル系合成繊維（以下アクリロニトリルを
ＡＮと呼ぶ）は、良好な発色性と嵩高な風合を有するこ
とにもとずいて衣料品ないしはインチリヤ分野などに広
範な用途を開拓しているが、反面繊維性能上幾つかの改
善を要する点も指摘されている。

特に吸湿性が不足しておりかつ天然繊維と異なる風合を
もつために、若干の消費者には好まれない。従来より店
系合成繊維の風合を天然繊維のそれに類似させるために
多くの努力がなされた。

このうち羊毛の風合を付与すべく複合繊維の技術が発達
し実用上多くの価値を得るに至つているが、ノその他の
獣毛繊維あるいは木綿の風合への近似については多大の
努力がはられれているにもかかわらず充分に成功してい
ない。良質の獣毛繊維はスケールと呼ばれる鱗片状の凹
凸を繊維の表面にもつているためその製品の風合が良好
となると考えられているがＡＮ系合成繊維は上記スケー
ルに相当するものをもつていない。

一方、木綿の風合も独特のもので、その製品は柔軟でか
つかさかさ感のあるドライなタッチを呈する。

従つて良質の獣毛製品や木綿の風合をもつＡ系合成繊維
製品を得るためには、繊維の表面構造に着目することが
重要である。このため従来より、後処理方法によつてＡ
Ｎ系合成繊維の風合を天然繊維の風合に類似させるべく
多くの努力がなされており、例えば特公昭４７−８７７
５が提案されている。しかしながら該後処理方法は比較
的煩雑な工程と多大の労力を有し、しかも十分な処理時
間を要し生産性が低いという欠点をもつと共に十分な特
性を有する繊維というにはいま一つの感がある。本発明
者等は、ＡＮ系合成繊維に上記スケール等に類似する感
触を有する繊維とするには繊維表面に特定構造のしわを
与えればよいことに注目して検討を進めた結果独特の凹
凸を有する新規な表面構造を有するＡＮ系合成繊維を見
出し本発明に到達した。

本発明で規定する新規な凹凸を有するＡＮ系合成繊維の
一例を第１図又は第２図として繊維表面の電子顕微鏡写
真（写真倍率×３０００）で示した。

本発明の繊維はこれらの写真に示されるごとく、繊維表
面の円周方向に連続して隆起した部分が多数並列的に存
在する波状形凹凸を有し、その凹凸の高さは少くとも０
．１μ以上、周期０．５〜５μの範．囲で、かつこの横
じわと直交して多数の小じわを有するＡ系合成繊維であ
る。通常の湿式紡糸で得られるＡＮ系合成繊維の繊維表
面の電子顕微鏡写真を第３図として示したが、その表面
は繊維軸に平行な小じわ（縦じわ）！が発現するが第１
，２図に示した独特の横じわは発現されていない。

本発明の繊維はその表面に上記横じわと縦じわが交叉し
て存在しておりかつこの構造が規則的な配列をした横じ
わを有している点に大きな特徴が・ある。

該横じわを構成する凹凸の高さは少くとも０．１μ以上
であることが必要である。凹凸の高さは電子顕微鏡写真
に示される繊維の稜線（上下部）における凹凸状態から
測定される。凹凸の高さが０．１μより小さい場合本発
明の目的とするドライなタッチ（かさかさ感）の風合や
十分に達成されない。又、該凹凸の周期は０．５〜５μ
の範囲であることが必要で、この周期が０．５ｐより小
さい周期ではかさかさ感が過大となり好ましくないと共
に、これを製造する際繊維の破断近傍まで延伸すること
が必要となり、安定した状態で本発明の繊維を作ること
が難しい。一方その周期が５ｐより大きいと凹凸の高さ
が不足する場合と同様のノ効果しか得られない。一方、
該縦じわは本発明の風合効果を一層高めると共に、これ
によつて繊維の摩擦係数が減少し紡績等の加工性が向上
する。

なお上記条件範囲の凹凸であればその厳密な均斉度は風
合上特に問題−とならない。本発明のＡ系合成繊維は種
々の方法によつて作り得るが次に示す特定の方法によつ
て製造する場合に最も効率的に、かつその特性を最も発
現した繊維とすることができる。

すなわちハ系重合体を湿式紡糸し、必要ならば予備延伸
し、ついで下記（１）に示す実効延伸比０．７以上にな
るように加圧水蒸気中の延伸を適用して全延伸倍率を１
５倍を越えるように延伸し、次いで少くとも１０％の収
縮処理をあたえるようにする。Ａ系合成繊維の製造にお
いて延伸法として加圧水蒸気延伸を用いることはすでに
知られているがこの方法は通常の熱水延伸等に比し極め
て高倍率の延伸が可能である。

しかしながら、加圧水蒸気延伸といえども通常採用され
る延伸倍率は高々１０〜托倍であり、この程度の延伸倍
率では本発明の繊維を作ることは不可能である。本発明
者等は、通常のハ系合成繊維を製造するために適用され
る延伸範囲を越えて全延伸倍率が１皓以上という極めて
高倍率の延伸を行なうことによつて初めて前記した独特
の表面凹凸構造を有する繊維を作ることに成功したので
ある。

この凹凸の発現性は繊維の延伸時に破断に至る最大延伸
倍率（ＭＤＲという）に対し実質的に０．７以上の延伸
を適用する場合に見出され、この構造の再現性も良好で
ある。この際、加圧水蒸気中での延伸は、他の延伸方法
に比べてＭＤＲの絶対値が大きいため、実効延伸比０．
７以上の延伸倍率を適用しても破断に至るまで延伸速度
にかなり大きな余裕があり、しかも驚くべきことにその
高倍率延伸領域において延伸操作性が良好である点で工
業的に意義がある。高倍率加圧水蒸気延伸によつて何故
上記した表面凹凸を発現するのか現在のところ詳しく説
明できないが、その高温水蒸気により延伸と同時に緩和
が起こり両者の相乗効果が表面特性に反映するものと思
われる。

以下本発明の製造方法について更に詳しく説明する。

Ａ系重合体としては、ＡＮホモ重合物及び層を主体とす
る共重合体あるいは重合体混合物などを含む。

繊維を構成する重合体組成は特に限定されないが少くと
もＡＮを狽重量％含有することが好ましく、更にいえば
衣料用途として有用な重合体中約８０重量％以上のＡＮ
を含む繊維が有利である。該重合体は通常の水系懸濁重
合又は溶液重合で調製されるがそれ以外の何れの重合方
法で重合したものであつても差し支えない。

重合体の好ましい重合度は重合体比粘度（重合体０．１
ｇを０．１Ｎのロダンソーダを含むジメチルホルムアミ
ド１００ｍ１に溶解し２５℃で測定、以下同様）で表わ
してほぼ０．１３〜０．２３の範囲であるものが好しい
。かかる重合体を使用して通常行なわれる湿式紡糸法に
より糸条が形成される。紡糸のための溶剤はジメチルア
セトアミド（以下ＤＭＡＣと呼ぶ）、ジメチルホルムア
ミド、ジメチルスルホキシド等の有機溶剤やその他の公
知のポリアクリロニトリルの溶剤がいずれも使用可能で
ある。乾式紡糸で得た糸条においては本発明条件の加圧
水蒸気延伸を適用しても、その理由は明かでないが、繊
維表面に横じわが発現し難い。

本発明に云う湿式紡糸とは半乾半湿式紡糸、すなわち気
体媒質中に位置する紡糸ノズルを通して一旦一定距離を
通過せしめた后ついで湿式凝固浴に導ひく紡糸方式も含
むものである。

凝固糸条は、十分に脱浴剤した后直ちに加圧水蒸気中で
延伸するか、あるいは適当な媒体、例えば熱水、紡糸溶
剤の水溶液あるいはエチレングリコール等の熱媒浴て適
度の予備延伸を施したのち上記加圧水蒸気中の延伸が適
用される。

かかる予備延伸は本発明において必須条件ではないが、
予め適度の予備延伸を施こすことにより次に行なう加圧
水蒸気延伸を加えた最大全延伸倍率が一段と向上するた
め、より大きな延伸倍率が採用でき、特に生産性の向上
の面から好ましい。加圧水蒸気延伸前の糸条は、残存溶
剤量が重合体重量に対してほぼ２重量％以内であること
が好ましく、それを越えると延伸后糸条の微融着が生じ
製品風合が損なわれる。

延伸装置はラビリンスシール方式の延伸筒を用いるのが
良いが必ずしも限定されない。

延伸筒内加圧水蒸気はゲージ圧力０．５〜５ｋ９／ＣＩ
Ｌ−Ｇの範囲が好ましい。この範囲で延伸性が顕著に向
上する。適用延伸倍率は前記した如く実効延伸比で０．
７以上の範囲である。一方、加圧水蒸気延伸前に一旦糸
条の乾燥・緻密化処理を行なつてもよい。

これによつて延伸性はほとんど影響されないしかつ本発
明の表面凹凸は十分に達成される。但しこの際は上記予
備延伸を予じめ行なう方が好ましい。未延伸糸条をいき
なり乾燥すると糸条の融着を惹起する。加圧水蒸気延伸
された糸条は、以下通常の乾燥又は緻密化処理を行なう
。

かくして表面に凹凸を有する本発明のＭＪ系合成繊維と
なる。本発明者等は、上述したような特定の延伸条件の
適用によつて本発明の新規な表面構造を有する繊維を極
めて効率よく、かつ安定に製造し得たのであるが、更に
本発明の繊維の横方向の凹凸の高さを顕著にするには繊
維軸方向に少くとも１０％の”収縮率を与えるように適
当な処理を施すことによつて、該凹凸の高さが約０。

２ｐ以上の均斉のとれた状態を呈することを見出した。

第２図は第１図に示される加圧水蒸気延伸処理した繊維
を、スチーミング処理し３０％の収縮を与えて得られる
繊維・の表面写真である。又第４図は、第１図に示され
る繊維を用いてジメチルホルムアミドの５０％水溶液で
沸騰下に１紛間処理し、２４．３％の収縮を与えて得ら
れた繊維表面の状態である。このように、適当な収縮処
理とは、スチーミング、湿熱又は乾ノ熱の熱処理、ある
いは又ハ系合成繊維を膨潤しうる薬剤による処理等いず
れを用いてもよく、これらを組み合わせることも可能で
ある。特に繊維の生産性あるいは工程の簡便さの点で、
加圧水蒸気延伸后通常んＪ系合成繊維の製造工程で採用
される緩和熱処理をこれに当てることが好ましく、この
緩和処理によつてＡＮ系合成繊維として必要な機械的性
質も同時に整えられる。かかる収縮処理により顕著に発
現した表面凹凸は、本発明の風合効果をよソー層強調す
る。

なお該膨潤処理に用いられる薬剤としては、前記したよ
うなポリアクリロニトリル系の溶剤とその他の非溶剤と
の混合物あるいはアルカリ又は酸の水溶液等が挙げられ
る。これらの薬剤で処理した場合はその后に十分な水洗
処理が必要である。かくして得られた繊維は単独でもあ
るいは木綿、レーヨン、羊毛その他のＡＮ系合成繊維、
ポリエステル系およびポリアミド系合成繊維など公知の
他種繊維との混紡、交撚、交編、交繊のための極めて優
れた素材となる。本発明の繊維を用いてつくられた製品
は、その表面の凹凸により、従来のＡＮ系合成繊維とは
異なつたドライな感触を与えるとともに、製品内におけ
る単繊維の移動を抑制し抱合性が良好なため紡績性が向
上すると共に耐ビリング特性をも兼ね備えた製品が得ら
れる。

又、本発明の方法によつて単繊維繊度の小さい、例えば
０．８〜１．５デニールの繊維となし加工し最終製品を
得た場合、上記したドライなタッチに更に柔軟性が付与
され、木綿からなる製品に極めて良く近似した手ざわり
が得られ好ましい。

以上本発明の、繊維表面に新規なしわを有するハ系合成
繊維は風合素材としてバラエテイーに富んだ製品を与え
る可能性をもつた価値の高い繊維である。かかるＡＮ系
合成繊維を簡便にかつ安，定に製造するために、従来取
り上げられなかつた延伸領域の加圧水蒸気延伸を採用す
る点で製造方法としても新しい領域を開拓したといえる
。なお本発明の方法もしくは表面凹凸は、トウ、ステー
ブルあるいはフィラメントのいずれにも適．用でき、か
つ複合紡糸等その他の公知のＡＮ系合成繊維の製造技術
や、細繊度、高強力等の物性上においても種々組み合わ
されることも可能である。以下本発明を実施例により更
に詳しく説明す・る。

実施例１ 組成がＡＮ９鍾量％および酢酸ビニル７重量％で、その
比粘度０．１６５のＡＮ共重合体２４部をＤＭＡＣ７６
部に溶解し、口過・脱泡して紡糸原液とした。

この紡糸原液を孔数２０００ケ、孔径０．０７５喘φの
紡糸ノズルを通して、４０′Ｃに保持されたＤＭＡＣ５
５％水溶液からなる凝固浴に８ｒｒＩ．／分のひき取り
速度で湿式紡糸し、ついで沸水中で洗浄しながら５倍の
予備延伸を施した。この際沸水中でのＭＤＲは１０．８
倍であつた。

この熱水延伸糸は油剤水溶液を通過させた后表面温度１
３５℃を有する乾燥ロール上を走行させ乾燥・】緻密化
処理を行ない、ついでラビリンスシール方式の延伸筒（
筒長１７ＴＬ，）を用いて、ゲージ圧力２．５ｋ９／Ｃ
ｌｔ−Ｇの加圧水蒸気中で５倍の延伸倍率（実効延伸比
０６７４）を適用した。ひき続き機械捲縮を付与して速
度２００ｒｒＬ，／分でケンス取りを行なつた。

単繊維繊度約２．１デニールである〔繊維Ａ〕。繊維Ａ
の表面状態は第１図に示した。

横方向に配列する凹凸の高さは約０．１？その周期は３
〜４μであつた。次に繊維Ａを自由長下１０分間２．４
ｋ９／ｃ逍−Ｇのスチーミングを施し３０％の収縮を与
え、単繊維繊度約３デニールの繊維Ｂを得た。繊維Ｂの
表面状態は第２図に示されるように繊維Ａに比しその横
じわがより顕著である。その凹凸の高さはほぼ０．２１
μでその周期は２〜３μであつた。なお、参考のために
行なつた上記沸水中での延伸のみ、あるいは実効延伸比
が本発明より低い０．６５の加圧水蒸気延伸では本発明
の横じわの発現は認められなかつた。繊維ＡおよびＢの
単繊維性能を第１表に示す。

測定はテンシロン■型引張り試験機を用い、測定雰囲気
２０゜Ｃ６５％ＲＨｌ引張り速度１００％／分、測定本
数は１０本である。第１表の結果から、本発明の繊維Ａ
，Ｂはいずれも比較的高強度繊維となつていることが分
る。

実施例２実施例１の本発明の繊維Ａを、ＤＭＦ５Ｏ％水
溶液中に投入し１紛間沸騰処理を行なつた。

収縮率は２４．３％であつた。ついで温水で洗浄し風乾
したところ、第４図に示す如き表面を有する繊維を得た
。周期は２〜３μでありその高さは約２ｐであり、繊維
の縦方向の小じわが交叉した独特のしわ繊維てある。実
施例３ ＡＮ９１．５重量％、アクリル酸メチル８重量％および
メタリルスルホン酸ソーダ０．５重量％からなる眉系共
重合体（比粘度０．１５５）を実施例１と同様に紡糸し
た（但し原液の吐出量は実施例１の１１３量とした）。

ついで沸水中で洗浄と同時に５倍の予備延伸を施し、残
存溶剤量０．２重量％の状態で、ゲージ圧力２．０ｋ９
／ｃ逍−Ｇの加圧水蒸気中で５倍の延伸を適用し（実効
延伸比０。７２）、引き続き油剤処理したのち表面温度
１２５゜Ｃの乾燥ロール上を走行させて乾燥・緻密化処
理を行ない、捲縮を付与し、最終的に２．３５ｋ９／ｃ
！ｌ−Ｇのスチーミング処理して繊維に３０％の収縮を
与え単繊維繊度１デニールの繊維を得た（繊維Ｃ）。

繊維Ｃの表面状態は第５図に示される如く、凹凸の高さ
は０．１５μその周期は３．５〜４．５ｐであつた。そ
の単繊維性能は、繊度１．０２デニール、強度４．５ダ
／ｄ、伸度３４．３％であつた。繊維Ｃを用いて加工し
て得た編地の手ざわりは柔らかくてかつ木綿的な惑覚を
与えた。実施例４ 実施例３と同一共重合体と溶斉！ＩＤＭＡＣを用いて、
重合体濃度２５ｗｔ％の紡糸原液を調製し、これを凝固
浴上５ｉｎｍの位置に置れた孔径０．１５ｗＬφ孔数６
０ケのノズルを通して一旦空気中に紡出し、そのままＤ
ＭＡＣ７Ｏ％水溶液４０’Ｃ（７）凝固浴に導き５０ｍ
／分の速度でひき取り、温水で洗浄したのち、更に沸水
中で洗浄し糸条中の残存溶剤量０．４Ｗｔ％の状態でゲ
ージ圧力２。

０ｋ９／ｃイーＧの加圧水蒸気中で１５．５倍の延伸（
実効延伸比０．７６）を適用した。

ついで乾燥ロール上で緻密化処理したのち２７０゜Ｃに
加熱された熱板上を走行させ繊維に１０％の収縮を与え
、最終的に約７００７ＴＬ，／分の極めて高速下に捲き
取りフィラメントを得た（繊維Ｄ）。繊維Ｄの性能は、
単繊維繊度１．５３デニール、強度４．８ダ／ｄ、伸度
２０．４％であり、その繊維表面形状は第６図に示すご
とくしわ繊維でありその凹凸の高さは約０．１２ｐ）そ
の周期は２〜４μであつた。フィラメントＤを仮撚加工
して得られる加工糸から編地をつくりその風合をしらべ
たところ従来の眉系フィラメントでは得られなかつた柔
軟でかつドライなタッチを示した。

【図面の簡単な説明】

第１図から第６図まで、繊維表面の走査型電子顕微鏡写
真である（倍率３００晧）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 繊維表面において、周方向に連続して隆起した部分
   が多数並列的に存在する波状形凹凸を有し、その凹凸の
   高さは少くとも０．１μ以上、周期０．５〜５μで、か
   つこれと直交して多数の小じわを有するアクリロニトリ
   ル重合単位を４０重量％以上含む新規なアクリロニトリ
   ル系合成繊維。 ２ アクリロニトリル系重合体を湿式紡糸し、必要なら
   ば予備延伸し、ついで下記（１）に示す実効延伸比０．
   ７以上になるように加圧水蒸気中の延伸を行なつて、全
   延伸倍率が１５倍を越えるように延伸し、次いで少くと
   も１０％の収縮処理をあたえて、繊維表面において周方
   向に連続して隆起した部分が多数並列的に存在する波状
   形凹凸を有し、その凹凸の高さは少くとも０．１以上、
   周期０．５〜５μでかつ、これと直交して多数の小じわ
   を有する繊維とすることを特徴とする新規なアクリロニ
   トリル系合成繊維の製造方法。 実効延伸比＝ 適用延伸倍率／延伸により繊維が破断に至る最大延伸倍
   率・・・（１）