JPWO2006043661A1

JPWO2006043661A1 - 中空アクリル系合成繊維

Info

Publication number: JPWO2006043661A1
Application number: JP2006543092A
Authority: JP
Inventors: 三好　正明; 正明三好; 陽啓大本
Original assignee: Kaneka Corp
Current assignee: Kaneka Corp
Priority date: 2004-10-22
Filing date: 2005-10-21
Publication date: 2008-05-22
Anticipated expiration: 2025-10-21
Also published as: JP5014799B2; WO2006043661A1

Abstract

太い繊度で軽量かつソフトで毛さばきが良く、つや消し効果のあるアクリル系合成繊維を得る。繊維断面の長軸／短軸が３以上の断面でかつ中空部を有し、５８０〜６００ｎｍにおける単繊維の光透過率が７０％以下である中空アクリル系合成繊維により解決できる。また、アクリロニトリル系共重合体からなる紡糸原液を、円、楕円及び菱形から選択される少なくとも１種の形状を３個以上連ねた孔を有する紡糸口金を通じて凝固浴に紡出後、低温乾燥させ、さらに１２０〜１８０℃で熱処理することによって得られるものも好ましい。【選択図】なし

Description

本発明は、主にパイル用途に適した、軽量かつソフトで毛さばきがよく、またつや消し効果のある、中空アクリル系合成繊維に関する。

アクリル系合成繊維は、そのソフト感等の風合及び加工の容易さから、ボアー、シール、フリース、ハイパイル等の分野に広く使用されている。パイル用途の中でも、特に衣料に用いられるものは、軽量であることが望まれており、従来から繊維の軽量化に向け、様々な提案がされている。例えば、２つの紡糸原液を芯鞘紡糸し、芯鞘間に中空部を有する中空アクリル繊維（特許文献１）、Ｃ字型ノズルを用いて紡糸した、略Ｃ字型断面を有するアクリル系合成繊維（特許文献２）、スキン層とコア層を形成させ、その後熱処理を行うことにより中空部を形成させるアクリル系合成繊維（特許文献３、４）などが提案されている。しかしながら、これらは２つの紡糸原液を用い芯鞘ノズルを使用するという複雑な工程を要すること（特許文献１）や、円形に近い断面しか出来ない（特許文献２、３、４）ため、特に太い繊度において触感が硬く、また毛さばきが良くない等の問題があった。
特開平９−７８３５５特開２００３−９６６１８特開昭６１−２８０１４再公表特許ＷＯ００／７０１３３

本発明の目的は、太い繊度において、軽量かつソフトで毛さばきが良く、またつや消し効果のある、アクリル系合成繊維を得ることである。

すなわち本発明は、繊維断面の長軸／短軸が３以上の断面でかつ中空部を有することを特徴とする中空アクリル系合成繊維であり、５８０ｎｍ〜６００ｎｍにおける単繊維の光透過率が７０％以下であるものが好ましい。

また、アクリロニトリル系重合体の紡糸原液を円、楕円及び菱形から選択される少なくとも１種の形状を３個以上連ねた孔を有する紡糸口金を用いて紡糸して得られるものも好ましい。

本発明の中空アクリル系合成繊維は、軽量かつソフトで毛さばきに優れ、また、繊維内部に空孔を有するため、つや消し、いわゆるダル感発現効果がある。このため、特に、太い繊度のパイル用繊維に適しており、軽量かつソフトで高品位なパイル布帛が出来る。

本発明に使用する紡糸口金の孔形状の例である。本発明における凝固浴出の繊維断面のスキンコア構造のモデル図である。本発明において中空化工程を経た後の繊維断面写真である。

符号の説明

１：スキン層
２：コア層

本発明におけるアクリロニトリル系共重合体は、アクリロニトリル３０〜９２重量％、とアクリロニトリルと共重合可能な１種または２種以上のビニル基含有モノマー８〜７０重量％を主成分として共重合してなるものを使用する。
アクリロニトリルと共重合可能なビニル基含有モノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル、臭化ビニリデン、酢酸ビニルのようなビニルエステル類、或いはビニルピロリドン、ビニルピリジン及びそのアルキル置換体、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、アクリル酸アミド、メタクリル酸アミド又はそれらのモノ及びジアルキル置換体、アリルスルホン酸、メタリルスルホン酸、ｐ−スチレンスルホン酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、イソプレ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。

このアクリロニトリル系共重合体を有機溶媒、例えば、アセトン、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、あるいは、無機溶媒、例えば塩化亜鉛、硝酸、ロダン塩等に溶解させて、紡糸原液とするが、無機又は有機の顔料あるいは防錆、着色防止、耐光性等に効果のある安定剤、あるいは無機または有機の光沢、白度を調整する添加剤等を使用してもよい。

次に、図１に示すような円、楕円あるいは菱形から選択される少なくとも１種の形状を３個以上連ねた孔を有する紡糸口金を通じて凝固浴に紡出する。これらのノズルを使用することにより、凝固浴において形成されるスキンコア構造は図２のように、各々の円、楕円あるいは菱形の内部にそれぞれ比較的大きなコア部を有する構造となる。ここで、スキン層を形成させるためには、浴中の有機溶媒もしくは無機溶媒又は両者の濃度は好ましくは１〜５０重量％、さらに好ましくは５〜３５重量％であり、また温度は好ましくは−１０℃〜＋５０℃、さらに好ましくは０℃〜＋３０℃である。その後、１０〜５５℃の低温浴を通し、さらに５５〜９５℃、好ましくは６０〜８０℃の熱水浴を通し、これら浴中にて、１．１〜１０倍、好ましくは２〜８倍の延伸を行う。その後、さらに湿潤糸条中の溶媒含率を減少させるため、９０〜１００℃の飽和水蒸気中を通してもよい。

溶媒含率を減少させた方が、後の中空化工程において、中空化率が高くなる傾向がある。水洗浴出あるいは飽和水蒸気工程出の湿潤糸条は通常、含液率が６０〜２００重量％程度あるが、それを５〜７０℃、好ましくは２０〜５０℃で低温乾燥を行い、含液率を５〜４０重量％、好ましくは１５〜３０重量％にする。この時、水及び溶媒はコア部に多く存在すると考えられる。この含液率を調整した糸条を中空化工程に通すが、この工程により、コア部に存在する水及び溶媒を瞬時に膨張、揮発させ、コア部に空隙を生じさせる。従い、中空化工程は糸条を急加熱出来るものであればよく、熱風等による一般的な乾熱処理、湿熱処理、あるいはポリエチレングリコール、グリセリン等のような有機化合物を利用した恒温浴等が挙げられる。乾熱及び湿熱処理においては、１２０〜１８０℃、恒温浴においては１００〜１４０℃で行うことが好ましい。これにより、図３のようなコア部に空隙が生じた繊維が得られる。中空化工程の後、必要に応じて、延伸、熱処理を行い、概ね扁平断面形状の中空部を有する繊維が得られる。

以下に実施例を示し、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。尚、実施例の記載に先立ち、測定法等について説明する。

（繊維の中空化率の測定法）
試料となる繊維束の断面形状を、走査型電子顕微鏡にて、約１００個の繊維断面が入る倍率にて撮影し、１００個の繊維断面において、空隙率が５％以上のものを中空化しているとみなし、次式によって算出した。
中空化率（％）＝［（空隙率が５％以上の繊維数）／（測定した繊維数）］×１００
なお、空隙率は、繊維断面において空孔または網目状になっている中空部分の面積（Ａ）と中空部以外の面積（Ｂ）より、以下の式により算出した。
空隙率（％）＝［Ａの面積／（Ａ＋Ｂの面積）］
なお、中空部が破裂し、空隙部が繊維表面に向けて開口している断面については、繊維強度や風合の点から好ましくないため、このような断面の繊維の存在割合が１０％を超えるものは、中空繊維として適切な性能を有しないと判断した。
また、つや消し効果の評価は、単繊維の光透過率の測定により実施した。

（単繊維光透過率の測定法）
オリンパス株式会社製金属システム顕微鏡を用いて、試料となる繊維の光透過率を、それぞれ単繊維５本について各２箇所、合計１０点で測定を行い評価した。対物レンズの倍率は５０倍とし、測定領域はφ＝２０μｍで行った。なお、光源には透過・明視野・ハロゲンランプを用い、５８０〜６００ｎｍの範囲で測定を行い、これら波長での透過率の平均をその試料の光透過率とした。

（含液率及び含溶媒率の測定）
測定する繊維約２ｇを純水２００g中に浸漬し、還流冷却管を使用し９５℃で３０分間煮沸する事より繊維中の溶媒を溶出させた。その後、浸漬していた繊維を取り出し、１１０℃で２時間乾燥させ、その繊維の重量を測定した。一方、溶媒を溶出させた溶液中における溶媒濃度を（株）島津製作所製ガスクロマトグラフィー（ＧＣ−１４Ｂ）により測定した。浸漬前の繊維重量をＦｗ、乾燥後の繊維重量をＦｄ、ガスクロマトグラフィーより測定した、溶液中の溶媒濃度をＣとし、次式により算出した。
含液率（％）＝［（Ｆｗ−Ｆｄ）／Ｆｄ］×１００
含溶媒率（％）＝［Ｃ×（２００＋Ｆｗ−Ｆｄ）／Ｆｄ］×１００。

（実施例１）
アクリロニトリル／塩化ビニル／スチレンスルホン酸ナトリウム＝４９．５／５０／０．５からなるアクリロニトリル系共重合体を重合体濃度２９％になるようにアセトンに溶解した紡糸原液（紡糸原液Ａ）を、直径が０．１４ｍｍの円を４つ連ねた孔形状のホール数５０のノズルを通して、アセトン／水＝３０／７０、２０℃の凝固浴に紡出し、ついでアセトン／水＝２５／７５、２５℃の浴に通し、ここで１．５倍の延伸を行った。さらに、４０℃の水洗浴に通した後、７５℃の熱水中に通し、ここで２倍の延伸を行った。この段階における含液率は９５重量％、含アセトン率は９重量％であった。次に、４０℃の低温乾燥を７分間行うことにより、含液率を２０重量％、含アセトン率を５％に低下させた。その後、該繊維を１６０℃の乾熱処理工程に１０秒滞留させて、水及びアセトンを膨張揮発させ、中空部を発現させた。その後さらに、１３０℃で２倍に延伸し、１４５℃で熱処理を行った。得られた繊維は長軸／短軸＝４／１の２２ｄｔｅｘであり、中空化率は９２％、光透過率は６０％であった。

（実施例２）
実施例１の紡糸原液Ａを、長軸／短軸＝１．５／１（長軸＝０．１５ｍｍ）の楕円を４つ連ねた、実施例１と同様の方法で紡糸し、低温乾燥後の含液率を２０重量％、含アセトン率を４％に低下させた。その後、中空化処理、延伸熱処理を行い、得られた繊維は長軸／短軸＝５／１の２０ｄｔｅｘであり、中空化率は９０％、光透過率は６４％であった。

（実施例３）
実施例１の紡糸原液Ａを、直径が０．１４ｍｍの円を４つ連ねた孔形状のホール数５０のノズルを通して、アセトン／水＝３０／７０、２０℃の凝固浴に紡出し、ついでアセトン／水＝３５／６５、２５℃の浴に通し、ここで２倍の延伸を行った。さらに、４０℃の水洗浴に通した後、７５℃の熱水中に通し、ここで２倍の延伸を行った。この段階における含液率は８７重量％、含アセトン率は７重量％であった。次に、４０℃の低温乾燥を６分間行うことにより、含液率を１８重量％、含アセトン率を４％に低下させた。その後、該繊維を１６０℃の乾熱処理工程に１０秒滞留させて、水及びアセトンを膨張揮発させ、中空部を発現させた。その後さらに、１３０℃で１．５倍に延伸し、１４５℃で熱処理を行った。得られた繊維は長軸／短軸＝４／１の２２ｄｔｅｘであり、中空化率は８９％、光透過率は６２％であった。

（実施例４）
アクリロニトリル／塩化ビニリデン／スチレンスルホン酸ナトリウム＝５０．０／４９０／１．０からなるアクリロニトリル系共重合体を重合体濃度３０％になるようにアセトンに溶解した紡糸原液（紡糸原液Ｂ）を、直径が０．１４ｍｍの円を４つ連ねた孔形状のホール数５０のノズルを通して、アセトン／水＝３０／７０、２０℃の凝固浴に紡出し、ついでアセトン／水＝３０／７０、２５℃の浴に通し、ここで１．５倍の延伸を行った。さらに、４０℃の水洗浴に通した後、７５℃の熱水中に通し、ここで２倍の延伸を行った。
さらに、９６℃の飽和水蒸気中を２分間通し、この段階における含液率は１０３重量％、含アセトン率は２重量％であった。次に、４０℃の低温乾燥を６分間行うことにより、含液率を２１重量％、含アセトン率を１％に低下させた。その後、該繊維を１６５℃の乾熱処理工程に１０秒滞留させて、水及びアセトンを膨張揮発させ、中空部を発現させた。その後さらに、１３５℃で１．５倍に延伸し、１５０℃で熱処理を行った。得られた繊維は長軸／短軸＝４／１の２２ｄｔｅｘであり、中空化率は９５％、光透過率は５７％であった。

（実施例５）
実施例４の紡糸原液Ｂを、直径が０．０８ｍｍの円を５つ連ねた孔形状のホール数１５０のノズルを通して、アセトン／水＝３０／７０、２０℃の凝固浴に紡出し、ついでアセトン／水＝３０／７０、２５℃の浴に通し、ここで１．５倍の延伸を行った。さらに、４０℃の水洗浴に通した後、７５℃の熱水中に通し、ここで２倍の延伸を行った。さらに、９６℃の飽和水蒸気中を２分間通し、この段階における含液率は９２重量％、含アセトン率は２重量％であった。次に、４０℃の低温乾燥を６分間行うことにより、含液率を１６重量％、含アセトン率を１％に低下させた。その後、該繊維を１６５℃の乾熱処理工程に１０秒滞留させて、水及びアセトンを膨張揮発させ、中空部を発現させた。その後さらに、１３５℃で１．５倍に延伸し、１５０℃で熱処理を行った。得られた繊維は長軸／短軸＝５／１の１０ｄｔｅｘであり、中空化率は９３％、光透過率は６６％であった。

（比較例１）
実施例１の紡糸原液Ａを、長軸／短軸＝８／１（長軸＝０．６６ｍｍ）の、実施例１と同様の方法で紡糸し、低温乾燥後の含液率を１５重量％、含アセトン率を４％に低下させた。その後、１６０℃で中空化処理を行ったが、中空部の破裂が起こり、大部分が扁平形状をとどめない断面となった。その後、延伸熱処理を行ったが、最終繊維においても扁平形状をとどめない断面が大部分となり、中空部が破裂した繊維の存在割合は５５％、光透過率は６０％であった。

（比較例２）
実施例１の紡糸原液Ａを、長軸／短軸＝８／１（長軸＝０．６６ｍｍ）の、実施例１と同様の方法で紡糸し、低温乾燥後の含液率を５重量％、含アセトン率を２％に低下させた。その後、１６０℃で中空化処理を行ったが、中空化率は２７％と低く、光透過率は８１％であった。

得られた中空化率、光透過率及び中空部が破裂した断面の存在割合について表１に示した。

Claims

繊維断面の長軸／短軸が３以上の断面でかつ中空部を有し、５８０ｎｍ〜６００ｎｍにおける単繊維の光透過率が７０％以下であることを特徴とする中空アクリル系合成繊維。
アクリロニトリル系重合体の紡糸原液を円、楕円及び菱形から選択される少なくとも１種の形状を３個以上連ねた孔を有する紡糸口金を用いて紡糸してなる、請求項１記載の中空アクリル系合成繊維。