JPS61113815A - 耐洗濯制電性に優れたアクリル系重合体繊維およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、繰返し洗濯後の制電性に優れたアクリル系重
合体繊維及びその製造方法に関するものである。

「従来の技術」と「発明が解決しようとする問題点」 アクリル系重合体繊維は、通常、１０”（Ω・ａＩＩ）
以上の体積固有抵抗値を持ち、その帯電を防ぐために、
帯電防止能を持つ油剤を塗布することが一般に行なわれ
ている。しかし、この場合の繊維は、初期には優れた制
電性？示すものの、洗濯を繰返すことにより著しく制電
性が低下するのが通例である。これに対して、親水性基
を持つビニルモノマーを共重合させて耐久的な制電能を
与えようという試みも為されているが、これとても繰返
し洗濯後の制電性低下は大きく、また制電性ビニルモノ
マーのコストが高く、更にこのビニルモノマーにより重
合時泡が発生するという製造上の問題も有している、 本発明者らは、かかる種々の問題点を解決すべく鋭意研
究？重ねた結果、特定の配合組成を有するアクリル系重
合体組成物ζ特定の紡糸条件により溶融押出しした繊維
が、安価且つ恒久的な制電性能を有するアクリル系重合
体繊維を提供し得ることｔ初めて見出し、本発明に到達
した。

「問題点？解決するための手段」 即ち、本発明は、アクリロニトリルを少なくとも４０重
量係含むアクリル系重合体繊維であって、該繊維１００
重量部に対して親水性を有する重合体０．１〜２０重量
部を含み、且つ体積固有抵抗値が下肥式、 ｌｏｇ　Ｒ≦０．１８Ｘ＋ｌ０．７ 〔ここで、Ｒは０．３重量％の洗剤？含む２０℃の水２
０ｔに該繊維ｔｌｔ加えた後洗濯機で５０分分間拌し、
その後２０℃の水２０ｔＶＣ該繊維１ｇを加え、洗濯機
にて１００分間濯ぎ、攪拌を行なっ７：後、７０℃で１
時間乾燥処理？行ない、その後２３℃、相対湿度４３％
雰囲気に１７時間以　　　　　１上放置した後、該雰囲
気下でＩＩＩＪ足した体積固有抵抗値（Ω・ｃｍ　）　
ｋ表わし、Ｘは上記洗濯５０分間及び濯ぎ１００分間′
に１回とした場合の回数？表わす０〕 で表わされることを特徴とする耐洗濯制電性に優れたア
クリル系重合体線維とその製造方法？提供するものであ
る。

以下、本発明を更に詳しく説明する。

本発明でいうアクリル系重合体とは、アクリロニトリル
単独又はアクリロニトリルを少なくとも４０重重量％よ
り好ましくは６０重量ｔｌＪ以上、更に好ましくは８０
重ｉｔ％以上結合金有し、残部が少なくとも１種のエチ
レン系不飽和化合物からなるものである。ここでエチレ
ン系不飽和化合物とは、塩化ビニル、臭化ビニル、弗化
ビニル、塩化ビニリデン等のハロゲン化ビニル及びハロ
ゲン化ビニリデン類；アクリル酸、メタクリル酸、マレ
イン酸、イタコン酸等の不飽和カルボン酸及びこれらの
塩類ニアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル
酸ブチル、アクリル酸オクチル、アクリル酸メトキシエ
チル、アクリル酸フェニル、アクリル酸シクロヘキシル
等のアクリル酸エステル類；メタクリル酸ブチル、メタ
クリル酸オクチル、メタクリル酸メトキシエチル、メタ
クリル酸７エ二ル、メタクリル酸シクロヘキシル等のメ
タクリル酸エステル類；メチルビ三ルケトン類；蟻酸ヒ
ニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、
安息香酸ビニル等のビニルエステル類；メチルビニルエ
ーテル、エチルビニルエーテル等ノビニルエーテル類ニ
アクリルアミド及びそのアルキル置換体；ヒニルスルホ
ン酸、ｐ−スチレンスルホン酸、メタリルスルホン酸、
アクリルアミドメチルプロパンヌルホン酸等の不飽和ス
ルホン酸及びそれらの塩類；スチレン、α−メチルスチ
レン、クロロスチレン等のスチレン及びそのアルキル又
はハロゲン置換体；アリルアルコール及びそのエステル
又ハニーチル類；ビニルヒリシン、ヒニルイミダゾール
、ジメチルアミノエチルメタクリレート等の塩基性ビニ
ル化合物類；アクロレイン、メタクロレイン、シアン化
ビニリデン、グリシジルメタクリレート、メタクリロニ
トリル等のビニル化合物等であり、これ等の混合物を含
む。

本発明のアクリル系重合体繊維は、該繊維ｌＯＯ重量部
に対して親水性を有する重合体ｉ　０．１〜２０重量部
の量で含んでいなければならない。

０．１重量部以下では制電性の効果が現われず、また２
０重量部以上ではこれ以上量が増しても効果は小さく、
却って糸表面がべたつく等の欠点が目立ってくる。

更に、本発明のアクリル系重合体繊維は、本発明で定義
するところの洗濯回数ｋｘとした場合の・体積固有抵抗
値Ｒが下記式、 １０ｇＲ≦０．ｌ　８　ｘ　＋　Ｉ　０．７で表わされ
る範囲でなければならない。Ｒがこの範囲外のものは耐
洗濯制電性の良い繊維とは言えず、またＸが１８以上の
数値になるとアクリル繊維単味の１０１４レベルに体積
固有抵抗値が近づくが、本発明で定義Ｔるところの洗濯
回数１回は通常の家庭における洗濯回数の約１０回分に
相当するため、そのような回数は実質的に意味を持たず
、１　　　　　上記の式を満１こせば十分恒久的な制電
性を有Ｔると言える。

本発明のアクリル系重合体繊維を得る方法としては、公
知の湿式或いは乾式紡糸方法が挙げられるが、本発明で
は、アクリロニトリル全少なくとも４０重量幅含むアク
リル系重合体ｉｏｏ重量部と水５〜４０重量部、親水性
？有する重合体０．５〜３０重量部とから成るアクリル
系重合体組成物を加熱溶融せしめた後、１つの孔の断面
積がｏ、ｏｏｉｓ−〜０．０８−の紡糸オリフィスより
剪断速度５００〜１００，０ＯＯｓｅｃ″″１で押出す
こと？特徴とする溶融紡糸方法を提供せんとするもので
ある。

本発明の目的ｔ−ａＷ、するためには、親水性重合体の
存在及びアクリル系重合体と水と親水性重合体の配合比
率が重要である。親水性重合体の配合がないと本発明の
目的とする制電性の良い繊維が得られないばかりでなく
、紡糸時の溶融粘度が上昇し、紡糸バック圧が上昇した
り、また紡口出の場所における水の駒間的な蒸発のため
に発泡が生゛１１）じ、物性的に良好な繊維が得られな
い等のトラブルを招く〇 水の量はアクリル系重合体１００重量部に対して５〜４
０重量部である。水が４０重量部以上になると発泡が著
しくなるほか、水が分離して押出機の原料供給ホッパー
の方に逆流し、原料ポリマー組成物の喰込みが不良にな
る等のトラブルが多発する０水の量が５重′Ｉｋ部以下
の場合は、溶融粘度が増大し、紡糸が困難になる◎また
粘度を下げるために紡糸温度【高くすることは、分解着
色が著しく好ましくない。

親水性重合体の配合量はアクリル系重合体１００重量部
に対して０．５〜３０重量部である。配合量が３０重量
部以上では、これ以上量を増やしても制電性効果は小さ
く、却って繊維中に残留する親水性重合体の量が増え、
表面に滲み出てきたり、繊維の表面形態を損ねる等の欠
点が目立ってくる。

一方、０．５重量部以下では、配合しないのと同様にな
り、訓電性の効果が現われない。

本発明の親水性重合体とは水溶性重合体或いは水１１＠
性重合体を指し、例えば、ポリエチレングリコール、ポ
リビニルアルコール、低分子量のポリプロピレングリコ
ール、ポリエチレングリコールとポリプロピレングリコ
ールの共重合体、ポリアクリルアミド、カルボキシメチ
ルセルロースナトリウム塩、ヒドロキシエチルセルロー
ス及びこれらの混合物等が使用できるが、制電性、紡糸
性。

コスト等の点から就中ポリエチレングリコールが好まし
い〇 更にポリエチレングリコールとしては、数平均分子量が
６００以上の物が望ましい。数平均分子量が６００未満
のポリエチレングリコールを配合した組成物から紡糸し
て得られるアクリル系重合体繊維は、繰返し洗濯時の訓
電性低下が速く、また得られる繊維中にはボイドが生じ
やすいという欠点がある。

本発明の製造方法の更に重要な特徴は、以上の如くして
得られたアクリル系重合体と水及び親水性重合体より成
る組成物を加熱溶融せしめた狐１つの孔の断面積が０．
００１５−〜０．０８−の紡糸オリフィスより剪断速度
５００〜１００，０００Ｓｅｅ　”　’　で押出すこと
にある。

紡糸オリスイスの１つの孔の断面積が０．０８Ｊより大
きくなると、繊維中にボイドが生じて失透しやすい糸が
得られるばかりでなく、紡糸オリアイス出口で発泡が生
じて紡糸不能となる。１つの孔の断面積は小さい程好ま
しいが％０．０Ｏ１５ａＪ以下になると、紡糸孔の詰ま
り等が発生するので採用し得ないものとなる。

また、剪断速度が１００，０００ｓａ＋″″１　を越え
ると、紡糸オリフィス断面積が０．０１３ｊｔ−越えた
場合と全く同じトラブルを生じる。５００ｓｅｃ−”ｋ
下回ると、紡糸が困難となるばかりでなく、あまりの低
速紡糸となり、生産性の点でも実質的に意味を為さない
ものと、なる。

加熱浴融して押出す方法としては、種々の手段を用いる
ことが出来る。即ち、（イ）特足比率のアクリル系重合
体、水、親水性重合体をボールミル等の適当な混合機に
て均一混合せしめるか、予め親水性重合体を水に溶解さ
せた液とアクリル系重合体を同様に均一混合せしめて得
た粉粒状の組成物を調製し、この組成物をオートクレー
ブの如き密閉可能な容器であって、弁を介して紡糸オリ
フイヌに接続する排出口？有する容器中で密閉下又は加
圧雰囲気下で加熱醇融し、溶融抜弁？開けて第１７　フ
イスよジ押出す方法、（ロ）前記【イ）の粉粒体組成物
をプランジャー型押出機のシリンダー中で密閉下に加熱
溶融し、しかる後、プランジャーケ降下させて押出す方
法、（ハ）前記（イ）の粉粒状組成物？成形用スクリュ
ー押出機のホッパーに供給し、加熱帯域中？移送しなが
ら加熱溶融し、紡糸オリフィスより押出丁方法、に）ス
クリエー押出機を用いる場合、アクリル系重合体ｔホッ
パーから供給し、親水性重合体を溶解した水浴液ｒ押出
機の池中の適当な個所に注入孔を設けて注入し、しかる
後加熱帯域中を移送しながら加熱醇融し、押出す方法等
が採用出来る。上記いずれの方法でも本発明の目的は達
せられるが、通常の一軸又は二軸のスクリュー押出機？
用いるのが便利である。

加熱温度に、１ｇ０℃以上２２０℃以下、好ましくは１
５０℃以上２００℃以下である。１ｇ０℃以下では溶融
し難く、紡糸が困難となり、２２０℃以上では重合体の
分解着色が著しく実用的でない。尚、紡糸オリアイスか
ら押出す際は必要に応じてギマーボンプ等の計量器を用
いることが出来る。紡糸オリフィスとしては単一孔のも
の、複数孔のもの、円形断面のもの、非円形Ｃいわゆる
異形）断面のもの等いずれでも用いることができる〇ま
た。押出し雰囲気としては常温の空気、乾熱雰囲気、飽
和水蒸気雰囲気の何れを選択してもよい。

このようにして押出された糸条物は必要に応じて延伸操
作が施される。この場合の延伸倍率は、得られる繊維の
物性及び太さ等により適宜選択される０また、引続き連
続的に又は一旦捲取った後９０℃以上の高温雰囲気下で
通常の延伸、熱処理を施すことも必要に応じて行なうこ
とができる。

かくして得られたナクリル系重合体繊維が耐洗濯制電性
に優れる理由については明らかでないが、恐らく親水性
重合体が抽出されにくい構造で繊維中に存在するためと
推測される。本発明の製造方法により得られた繊維は恒
久的制電性能？有するのみならず、発泡は勿論のこと繊
維中の微細なボイドも殆んど含まないため、引張強伸度
のみならずループ強伸度に優れ、また染色時に失透に基
づく光沢不足が現われるというような現象もない−「実
　施　例」 以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、
本発明は、これら実施例の記載によって何等その範囲七
限足されるもので＃：Ｃない。

なお実施例に記載する体積固有抵抗値ＣΩ・鑵）は、全
て、前記に規定した洗濯条件及び測定前の前処理条件に
則り処理した後、横筒電機製作所ｃ株〕製のｒ　Ｈｉｇ
ｈ　Ｒｅ５ｔ　５ｔａｎｃｅ　Ｍｅｔｅｒ　４３２９　
Ａ　Ｊにより測定したものである。

また繊維中の親水性を有する重合体の割合は、該繊維ｔ
ジメチルホルムアミドに溶解した後、その溶液を過剰の
水中に投入し析出したアクリル系重合体ｔ−濾過した戸
液を、水系ゲル浸透クロマトグラフィーにかけることに
より定量を行ない、重量％で表わした。

実施例１ アクリロニトリル９２重量％、アクリル酸メチル７．５
重量％、メタリルスルホン酸ナトリウム０．５重量係よ
りなるアクリル系重合体１００重量部に対して、水１３
重量部、平均分子量２０，０００のポリエチレングリコ
ール１０重量部を配合し、ボールミルを用いて均一混合
した粉粒体組成物を作製した。３つの加熱帯域を有する
単軸のスクリュー押出機にてホッパーより該組成物を供
給し、押出し紡糸上行なった０ホツパー側から数えて１
番目の加熱帯域’ｋ１ｇ０℃、２番目のそれ’ｉ　１７
０℃、３番目のそれ２ｉｇｏ℃、紡糸オリフィス部’に
２００℃に設定した。紡糸オリフィスとして直径０．２
　ｗｍ　（断面積＝０．０３１−）の細孔ｖＩ−４０個
有するものを用い、剪断速［２０，０００ｓｓｅ−”で
押出し九。この糸条物をドラフト倍率３で巻取った後、
沸騰水中にて２．５倍に延伸して透明なアクリル系繊維
を得た。

この繊維の体積固有抵抗値は９．０Ｘ１０’Ω・、　　
　　　　ａであり、１回洗濯、２回洗濯後の体積固有抵
抗値は各々１．１Ｘ１０１０．５．５ＸＩＯ１０Ω・倒
であった０ まえ繊維中のポリエチレングリコールの割合は、それぞ
れ３．６繋、１．３鴫、１．０憾であった。

比較例１ 実施例１と同じ配合による粉粒体組成物を作製し、実施
例１と同様の装置にて該組成物を直径０．４■（断面積
０．１ｇ６■２）の孔ｉ１０個有する紡糸オリアイスか
ら剪断速度８．０ＯＯｓｅｃ″″１で押出し、ドラフト
倍率４で巻取りた。この糸条物を実施例１と同じ延伸条
件で延伸して得られた繊維はその中に細かいボイドを多
数含んで失透しており、そのために染色しても非常に鮮
明度の低い繊維しか得られなかった０ 比較例２ 実施例１と同じ配合組放物？同じ押出機及び条件にて、
直径０．０３　ｗｍ　（断面積０．０００７−）の細孔
ｉｉ１５０個有する紡糸オリフィスより剪断速度５４，
０００ｓｅｃ−’で押出したところ、押出した直後から
細孔の詰まりが発生し、１０分後には約手　　　　　　
　′（数の細孔から糸状物が紡出さｎなくなり、実質的
に紡糸が不可能になった。

実施例２ 実施例１と同様の組成を有するアクリル系重合体１００
重量部に対して、水１５重量部、平均分子量４００のポ
リエチレングリコールｌＯ重量部？配合し几組成物？実
施例１と同様の方法で作製し、実施例１と同様の押出機
条件にて、直径０．１ｔｍｃ゛断面積＝０．００７９ｇ
ｊ）の細孔ｉ１００個個有る紡糸オリフィスより、剪断
速度１５，０００冠′″１　で押出した。この押出物ｔ
ドラフト倍率３倍で巻取った後、沸騰水中にて３倍に延
伸して所定の繊維を得た。このようにして得られたアク
リル系繊維は透明であり、体積固有抵抗値は２．３×１
０８０ＩＪａｎであった。また１回洗濯、２回洗濯後の
体積固有抵抗ｉは各々１．７Ｘ１０１°と１．０×１ｇ
１ｌΩ・備であった。

また繊維中のポリエチレングリコールの割合は。

それぞれ２．１％、０．９％、０．６４であった。

実施例３ 実施例１と同様の組成を有するアクリル系重合体１００
重量部に対して、水１３重量部、平均分子量２２．００
０のポリビニルアルコール１３重量部を配合し、ボール
ミル？用いて均一混合した粉粒体組成物を作製した。こ
の組成物をホヅパー側から数えて１番目の加熱帯域’ｔ
１ｇ０℃、２番目のそれを１６０℃、３番目のそれ’！
＋−１７０℃、紡糸オリアイス部を１９０℃にそれぞれ
設定した単軸スクリュー押出機にて紡糸し尼０紡糸オリ
フィスは直径０．０８　ｗｍ　（断面積０．　Ｏ０５０
ｒｕｉ　）の細孔を３０個有するものを用いて、剪断速
度３３．０００ｓｅｃ　−１で押出し？行なった。この
押出物をドラフト倍率４で巻取った後、ｍ１８水中にて
２．５倍に延伸して透明なアクリル系繊維を得た。この
線維の体積固有抵抗値、及び１回、３回、５回洗濯後の
体積固有抵抗値は、それぞれ、１．２ＸＩＯ”、３．９
ＸｌＯ”、９．３　ｘ　ｌ　Ｏ′。、１．Ｉ　Ｘ　ｌ　
Ｏ”Ωａｍであった。

また繊維中のポリビニルアルコールの割合ハ、各々４．
５％、１．４％、０．９％、０．８憾であった。

実施例４ アクリロニトリル９２Ｊ！量係、アクリル酸メチル８重
量憾より成る重合体１００重量部に対して、水８重量部
、平均分子量２．０００のポリエチレングリコール１５
重量部を配合した組成物を。

実施９′ｌ１３と同じ押出機、加熱条件、紡糸オリフィ
スを用い、剪断速度７．０００　ｗｅ　−”　　で押出
し、これをドラフト倍率２で巻取った後、１５０℃の乾
熱雰囲気中にて３倍に延伸して、所定の透明なアクリル
系繊維を得た。この繊維の洗濯前及び１回。

３回、５回、１０回洗濯後の体積固有抵抗値は、−それ
ぞれ、４．３ＸＩＯ’　、９．５ＸｌＯ’　　、７．８
Ｘ１０”、１．９　Ｘ　１０１１．２．Ｉ　Ｘ　Ｉ　Ｏ
”　Ｑ　＠　ｃｍ”Ｃあった０ なお繊維中のポリエチレングリコールの割合は、各々ｌ
　０．５、２，６、１，２、０，８、０，７％であった
。

また乾熱延伸後の繊維を沸騰水中でセットした後の糸の
ループ強伸度は各々４．２　Ｐ／ｄ、　１５　％であっ
た。これに対して通常の湿式法で紡糸されたアクリルフ
ィラメントを同様に沸騰水中でセットし次系のループ強
伸度は２．０ｆ／ｄと２．４憾であつた〇 比較例３ 実施例４と同じ配合組成物ケ、同じ押出機、加熱条件、
紡糸オリスイスにより、剪断速度２００．０００ｓｅｃ
　−’　　で押出した。この糸状物を実施例４と同じド
ラフト倍率及び延伸倍率でアクリル繊維？得たが、この
繊維は失透しており、染色鮮明性も著しく劣るものであ
った。

全く同様の方法で、剪断速度のみ４００　ｓｅｃ　−’
の条件で押出したところ、黄色っ、ぼい繊維が紡出され
、紡糸オリアイスの詰まりが５分後から始まり、２０分
後には実質的に紡糸できないほどに第１７　アイスが詰
まってしまっ几。

「発明の効果」 本実施例に示Ｔ如く、本発明のアクリル系重合体繊維に
おいては、１回目の洗濯では表面に付着していた親水性
重合体が除かれる結果、当然の如く体積固有抵抗値が大
きく上昇する゛が、その後は繰返し洗濯しても体積固有
抵抗値の増加は極めて少なく、実質的に恒久的な制電性
を有する繊維が得られたと言える。また、該繊維ｒ有効
に得る製造方法も得られた０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、アクリロニトリルを少なくとも４０重量％含むアク
   リル系重合体繊維であって、前記繊維１００重量部に対
   して親水性を有する重合体０．１〜２０重量部を含み、
   且つ体積固有抵抗値が下記式、 ｌｏｇＲ≦０．１８ｘ＋１０．７ 〔ここで、Ｒは０．３重量％の洗剤を含む２０℃の水２
   ０ｌに該繊維を１ｇ加えた後洗濯機で５０分間攪拌し、
   その後２０℃の水２０ｌに該繊維１ｇを加え、洗濯機に
   て１００分間濯ぎ、攪拌を行なった後、７０℃で１時間
   乾燥処理を行ない、その後２３℃、相対湿度４３％雰囲
   気に１７時間以上放置した後、該雰囲気下で測定した体
   積固有抵抗値（Ω・ｃｍ）を表わし、ｘは上記洗濯５０
   分間及び濯ぎ１００分間を１回とした場合の回数を表わ
   す。〕 で表わされることを特徴とする耐洗濯制電性に優れたア
   クリル系重合体繊維。 ２、アクリロニトリルを少なくとも４０重量％含むアク
   リル系重合体１００重量部と水５〜４０重量部、親水性
   を有する重合体０．５〜３０重量部とから成るアクリル
   系重合体組成物を加熱溶融せしめた後、１つの孔の断面
   積が０．００１５ｍｍ＾２〜０．０８ｍｍ＾２の紡糸オ
   リフィスより剪断速度５００〜１００，０００ｓｅｃ＾
   −＾１で押出すことを特徴とする、耐洗濯制電性に優れ
   たアクリル系重合体繊維の製造方法。 ３、親水性を有する重合体がポリエチレングリコールで
   ある特許請求の範囲第２項記載の製造方法。 ４、ポリエチレングリコールの数平均分子量が６００以
   上である特許請求の範囲第３項記載の製造方法。