KR102190232B1 - 가교 아크릴레이트계 섬유 및 이 섬유를 함유하는 섬유 구조물 - Google Patents

가교 아크릴레이트계 섬유 및 이 섬유를 함유하는 섬유 구조물 Download PDF

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Abstract

가교 아크릴레이트계 섬유는 고흡습 성능을 가지는 것이 알려져 있으며, 의류 분야나 산업자재 분야에서 이용되고 있다. 그러나, 이 섬유는 고흡습성으로 할수록 벌키성이나 형태안정성이 낮아진다는 특성을 가지고 있기 때문에, 고흡습 성능과, 카드 가공성이나 벌키성을 양립하는 것이 어렵다는 문제를 가지고 있다. 본 발명의 목적은 종래기술에서는 제공되고 있지 않던 의류·침구 분야에 있어서 흡습 발열성이나 축축함을 저감시키는 흡습 성능과 보온성을 향상시키는 벌키성을 겸비하고, 또 카드 공정에 있어서 양호한 웹을 얻을 수 있는 흡습성 섬유 및 이 섬유를 함유하는 섬유 구조물을 제공하는 것에 있다. 본 발명의 목적은 가교 구조 및 2~10mmol/g의 카복실기를 가지고, 권축률이 7% 이상인 것을 특징으로 하는 가교 아크릴레이트계 섬유에 의해 달성된다.

Description

가교 아크릴레이트계 섬유 및 이 섬유를 함유하는 섬유 구조물{CROSS-LINKED ACRYLATE FIBER AND FIBER STRUCTURE CONTAINING SAME}
본 발명은 권축 성능, 그 중에서도 벌키성 및 얽힘성이 우수한 특성과 높은 흡습 성능을 겸비하는 가교 아크릴레이트계 섬유에 관한 것이다.
가교 아크릴레이트계 섬유는 pH 완충성, 제전성, 보수성 등의 조화 기능이나 고흡습률, 고흡습속도, 고흡습률차 또는 그것에 유래하는 조온·조습 기능을 가지는 것이 알려져 있어(예를 들면, 특허문헌 1, 2), 의류 분야나 산업자재 분야에서 이용되고 있다.
그러나, 가교 아크릴레이트계 섬유는 고흡습률을 가지기 때문에 벌키성 및 형태안정성이 낮다는 특징을 가지고 있다. 이 때문에, 카드 가공이 어렵고, 또, 안솜 등의 벌키성이 요구되는 용도 등으로의 전개가 진행되지 않는 상황에 있었다.
일본 특개 평7-216730호 공보 일본 특개 평5-132858호 공보
본 발명의 목적은 종래기술에서는 제공되고 있지 않던 고흡방습성과, 가공성 또는 벌키성을 양립하는 섬유를 제공하는 것에 있다. 또, 본 발명의 추가적인 목적은 예를 들면 의류·침구 분야 등에 있어서 유용한 흡습 발열성이나 축축함을 저감시키는 흡습 성능과, 보온성을 향상시키는 벌키성을 겸비하는 섬유 구조물을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 상기 목적은 하기 수단에 의해 달성된다.
(1) 가교 구조 및 2~10mmol/g의 카복실기를 가지고, 권축률이 7% 이상인 것을 특징으로 하는 가교 아크릴레이트계 섬유.
(2) 카복실기량이 5~10mmol/g인 것을 특징으로 하는 (1)에 기재된 가교 아크릴레이트계 섬유.
(3) 권축률이 10% 이상인 것을 특징으로 하는 (1) 또는 (2)에 기재된 가교 아크릴레이트계 섬유.
(4) 카복실기의 반대이온으로서 다가 금속 이온을 가지는 것을 특징으로 하는 (1) 내지 (3) 중 어느 한 항에 기재된 가교 아크릴레이트계 섬유.
(5) 섬유 전체에 카복실기가 존재하고 있는 것을 특징으로 하는 (1) 내지 (4) 중 어느 한 항에 기재된 가교 아크릴레이트계 섬유.
(6) 2종류의 아크릴로나이트릴계 중합체로 이루어지는 사이드·바이·사이드 구조를 가지는 아크릴로나이트릴계 섬유에 1분자 중의 질소수가 2 이상인 질소 함유 화합물에 의한 가교 처리 및 가수분해 처리를 시행하여 얻어진 것인 것을 특징으로 하는 (1) 내지 (5) 중 어느 한 항에 기재된 가교 아크릴레이트계 섬유.
(7) (1) 내지 (6) 중 어느 한 항에 기재된 가교 아크릴레이트계 섬유를 함유하는 섬유 구조물.
(8) (1) 내지 (6) 중 어느 한 항에 기재된 가교 아크릴레이트계 섬유를 함유하는 안솜.
본 발명의 가교 아크릴레이트계 섬유는 높은 흡습 성능과 벌키성을 겸비하고, 몸으로부터 발생하는 체액 유래의 축축함을 저감하고, 또한 보온성에 의한 쾌적한 온습도 환경을 실현한다. 또 얽힘성을 가지고, 카드 공정에서의 웹 작성을 용이하게 하는 것이 가능하다. 이러한 본 발명의 가교 아크릴레이트계 섬유는 의류나 침구의 안솜 등에 적합하게 이용할 수 있다.
이하에 본 발명을 상세하게 설명한다. 본 발명의 가교 아크릴레이트계 섬유는 가교 구조 및 2~10mmol/g의 카복실기를 가지고, 권축률이 7% 이상인 것을 특징으로 하는 섬유이다. 카복실기는 가교 아크릴레이트계 섬유에 있어서 흡방습성, 흡습 발열성 등의 특성을 발현시키는 요인이며, 섬유 중에 2~10mmol/g, 보다 바람직하게는 5~10mmol/g, 더욱 바람직하게는 5~8mmol/g의 범위에서 함유시킨다. 카복실기량이 2mmol/g을 밑돌면 다른 섬유와 혼용한 섬유 구조물 등에 있어서 흡습 성능이 충분히 얻어지지 않게 되고, 10mmol/g을 넘으면 흡습 또는 흡수시에 취약하게 되어, 섬유형상이나 흡습 성능을 유지할 수 없게 된다.
권축률은 JIS L1015로 규정되며, 권축률이 높을수록 섬유와 섬유가 서로 얽히기 쉽고, 웹, 부직포, 방적사 등의 섬유 집합체로 했을 때에 벌키성이 된다. 본 발명의 섬유에 있어서 권축률은 7% 이상이며, 바람직하게는 10% 이상이다. 권축률이 7%를 밑돌면 카드 공정에서의 섬유끼리의 연결이 나빠지고, 또, 섬유 집합체로 했을 때의 벌키성이 낮고, 다른 섬유와 혼용한 안솜 등에 있어서 충분한 두께가 있는 형상이 얻어지지 않게 된다.
본 발명의 가교 아크릴레이트계 섬유의 벌키성으로서는 이불이나 의류의 안솜용으로 사용하는 경우, 후술하는 비용적으로서 바람직하게는 35cm3/g 이상, 보다 바람직하게는 40cm3/g 이상을 가지고 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 가교 아크릴레이트계 섬유의 흡습 성능으로서는 다른 섬유와 혼용한 섬유 구조물에 있어서, 실용적인 혼율 수준에서 유의한 흡습 성능을 얻는 관점에서, 후술하는 흡습률로서 바람직하게는 15% 이상, 보다 바람직하게는 25% 이상, 더욱 바람직하게는 35% 이상인 것이 바람직하다. 이러한 흡습률의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 카복실기 도입량에 한계가 있는 점에서, 대략 70%가 상한이 된다.
본 발명의 가교 아크릴레이트계 섬유의 원료 섬유인 아크릴로나이트릴계 섬유는 아크릴로나이트릴계 중합체로부터 공지의 방법에 준하여 제조된다. 이 중합체의 조성으로서는 아크릴로나이트릴이 40중량% 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 50중량% 이상, 더욱 바람직하게는 80중량% 이상이다. 후술하는 바와 같이, 아크릴로나이트릴계 섬유를 형성하는 아크릴로나이트릴계 공중합체의 나이트릴기와 하이드라진계 화합물 등의 질소 함유 화합물을 반응시킴으로써, 섬유 중에 가교 구조가 도입된다. 가교 구조는 섬유 물성에 크게 영향을 준다. 아크릴로나이트릴의 공중합 조성이 지나치게 적은 경우에는 가교 구조가 적어지지 않을 수 없게 되고, 섬유 물성이 불충분하게 될 가능성이 있지만, 아크릴로나이트릴의 공중합 조성을 상기 범위로 함으로써 양호한 결과가 얻어지기 쉬워진다.
아크릴로나이트릴계 중합체에 있어서의 아크릴로나이트릴 이외의 공중합 성분으로서는 아크릴로나이트릴과 공중합 가능한 단량체이면 특별히 한정되지 않고, 구체적으로는 메탈릴설폰산, p-스티렌설폰산 등의 설폰산기 함유 단량체 및 그 염, (메타)아크릴산, 이타콘산 등의 카복실산기 함유 단량체 및 그 염, 스티렌, 아세트산비닐, (메타)아크릴산에스터, (메타)아크릴아마이드 등의 단량체 등을 들 수 있다.
권축률이 높은 가교 아크릴레이트계 섬유를 얻기 위한 방법으로서, 원료 섬유의 아크릴로나이트릴계 섬유를 2종 이상의 아크릴로나이트릴계 중합체를 복합한 것으로 하는 수단이 유효하다. 예를 들면, 아크릴로나이트릴 중합 비율에 차가 있는 2종의 아크릴로나이트릴계 중합체를 복합한 아크릴로나이트릴계 섬유를 원료 섬유로 함으로써, 각 아크릴로나이트릴계 중합체의 영역에 있어서의 가교 구조의 도입량에 차가 생기고, 가수분해 처리시의 수축의 정도에 차가 발생하여 권축을 발현시키는 것이 가능하게 된다. 아크릴로나이트릴계 중합체의 복합 구조는 사이드·바이·사이드로 접합된 것이어도, 랜덤으로 혼합되어 이루어지는 것이어도 상관없지만, 2종의 아크릴로나이트릴계 중합체를 사이드·바이·사이드로 접합한 것이 바람직하다. 이 경우, 충분한 권축률을 얻기 위해서는 2종의 아크릴로나이트릴계 중합체의 아크릴로나이트릴 중합 비율의 차를 바람직하게는 1~10%, 더욱 바람직하게는 1~5%로 하고, 2종의 아크릴로나이트릴계 중합체의 복합 비율을 바람직하게는 20/80~80/20, 더욱 바람직하게는 30/70~70/30으로 한다.
또, 본 발명에 채용하는 아크릴로나이트릴계 섬유의 형태로서는 단섬유, 토우, 실, 편직물, 부직포 등 어느 형태의 것이어도 되고, 또, 제조 공정 중도품, 폐섬유 등에서도 채용할 수 있다.
아크릴로나이트릴계 섬유에 가교 구조를 도입하기 위한 가교제로서는 종래 공지의 어느 가교제도 사용할 수 있지만, 질소 함유 화합물을 사용하는 것이 가교 반응의 효율 및 취급의 용이성의 점에서 바람직하다. 이 질소 함유 화합물은 1분자 중에 2개 이상의 질소 원자를 가지는 것이 필요하다. 1분자 중의 질소 원자의 수가 2개 미만이면 가교 반응이 생기지 않기 때문이다. 이러한 질소 함유 화합물의 구체예로서는 가교 구조를 형성할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않지만, 2개 이상의 1급 아미노기를 가지는 아미노 화합물이나 하이드라진계 화합물이 바람직하다. 2개 이상의 1급 아미노기를 가지는 아미노 화합물로서는 에틸렌다이아민, 헥사메틸렌다이아민 등의 다이아민계 화합물, 다이에틸렌트라이아민, 3,3'-이미노비스(프로필아민), N-메틸-3,3'-이미노비스(프로필아민) 등의 트라이아민계 화합물, 트라이에틸렌테트라민, N,N'-비스(3-아미노프로필)-1,3-프로필렌다이아민, N,N'-비스(3-아미노프로필)-1,4-뷰틸렌다이아민 등의 테트라민계 화합물, 폴리비닐아민, 폴리알릴아민 등으로서 2개 이상의 1급 아미노기를 가지는 폴리아민계 화합물 등이 예시된다. 또, 하이드라진계 화합물로서는 수첨가 하이드라진, 황산 하이드라진, 염산 하이드라진, 브롬화수소산 하이드라진, 하이드라진카보네이트 등이 예시된다. 또한, 1분자 중의 질소 원자의 수의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 12개 이하인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 6개 이하이며, 특히 바람직하게는 4개 이하이다. 1분자 중의 질소 원자의 수가 상기 상한을 넘으면, 가교제 분자가 커지고, 섬유 내에 가교 구조를 도입하기 어려워지는 경우가 있다.
가교 구조를 도입하는 조건으로서는 특별히 한정되는 것은 아니고, 채용하는 가교제와 아크릴로나이트릴계 섬유와의 반응성이나 가교 구조의 양, 흡습률, 흡습률차, 섬유 물성 등을 감안하여 적당히 선정할 수 있다. 예를 들면, 가교제로서 하이드라진계 화합물을 사용하는 경우는 하이드라진 농도로서 0.5~40중량%가 되도록 상기한 하이드라진계 화합물을 첨가한 수용액에 상기 서술한 아크릴로나이트릴계 섬유를 침지하고, 50~120℃, 5시간 이내로 처리하는 방법 등을 들 수 있다.
가교 구조가 도입된 섬유에는 알칼리성 금속 화합물에 의한 가수분해 처리가 시행된다. 이 처리에 의해, 섬유 중에 존재하고 있는 나이트릴기가 가수분해되고 카복실기가 형성된다. 구체적인 처리 조건으로서는 상기 서술한 카복실기량 등을 감안하여 처리 약제의 농도, 반응 온도, 반응 시간 등의 제조건을 적당히 설정하면 되는데, 바람직하게는 0.5~10중량%, 더욱 바람직하게는 1~5중량%의 처리 약제 수용액 중, 온도 50~120℃에서 1~10시간 처리하는 수단이 공업적, 섬유 물성적으로도 바람직하다. 또한, 상기 서술한 가교 도입 처리 및 가수분해 처리는 각각의 처리 약제를 혼합한 수용액을 사용하여 일괄하여 처리하는 것도 가능하다.
여기서, 카복실기에는 그 반대이온이 수소 이온 이외의 양이온인 염형 카복실기와, 그 반대이온이 수소 이온인 H형 카복실기가 있다. 그 비율은 임의로 조정하는 것이 가능한데, 높은 흡습률을 얻기 위해서 카복실기의 40% 이상을 염형 카복실기로 하는 것이 바람직하다.
염형 카복실기를 구성하는 양이온의 종류로서는 리튬, 나트륨, 칼륨 등의 알칼리 금속, 마그네슘, 칼슘 등의 알칼리 토류 금속, 망간, 구리, 아연, 은 등의 그 밖의 금속, NH4, 아민 등의 양이온을 들 수 있고, 1종 또는 복수종을 필요한 특성에 따라서 선택할 수 있다. 특히, 다가의 금속 이온인 마그네슘, 칼슘, 아연 등을 채용한 경우에는 권축률이 높아지는 경향이 있어 적합하다. 예를 들면, 2종의 아크릴로나이트릴계 중합체를 사이드·바이·사이드로 접합한 아크릴로나이트릴계 섬유에 대하여, 상기 서술한 가교 도입, 가수분해를 시행하여 카복실기를 형성하고, 반대이온으로 마그네슘, 칼슘, 아연 등의 다가 금속 이온을 선택하면 권축률 10% 이상의 가교 아크릴레이트계 섬유가 얻어지기 쉬워진다.
염형 카복실기와 H형 카복실기의 비율을 상기한 범위로 조정하는 방법으로서는 질산염, 황산염, 염산염 등의 금속염에 의한 이온 교환 처리, 질산, 황산, 염산, 폼산 등에 의한 산 처리, 또는 알카리성 금속 화합물 등에 의한 pH 조정 처리 등을 시행하는 방법을 들 수 있다.
또, 본 발명의 가교 아크릴레이트계 섬유에 있어서는, 섬유 전체에 카복실기를 존재시키도록 하면, 섬유의 취화나 점착성을 억제하면서, 보다 많은 카복실기를 도입할 수 있으므로, 실용성이 높고, 흡습 성능도 높은 섬유로 할 수 있다. 다량의 카복실기를 섬유의 일부분에 집중시켜 존재시킨 경우, 흡습이나 흡수에 의해 그 부분이 물러지거나, 점착성을 띠거나 하는 경우가 있다.
한편, 카복실기를 섬유 표층부에만 존재시킨 경우에는, 섬유 중심부에 있어서는 카복실기가 거의 존재하지 않기 때문에, 흡습 등에 의한 취화가 억제되어 섬유가 쓰러지기 어려워지고, 벌키성의 향상에 기여할 수 있다. 단, 상기 서술한 바와 같이, 섬유의 취화나 점착성의 관점에서 카복실기량은 억제된다.
상기 서술한 바와 같이 하여 얻어지는 본 발명의 가교 아크릴레이트계 섬유는 높은 흡습률을 가지고, 또한 실용적인 벌키성 및 카드 가공성을 얻기 위해서 충분한 권축을 가지는 특징을 가지는 것이다. 이 때문에, 본 발명의 가교 아크릴레이트계 섬유를 섬유 구조물의 구성 섬유로서 함유시킨 경우, 그 권축에 의해 얻어지는 벌키성에 의해 보온성이 높아짐과 아울러, 몸으로부터 발생하는 체액 유래의 축축함이 저감되어 쾌적한 습도 환경이 실현되는 것이 생각된다.
본 발명의 가교 아크릴레이트계 섬유는 단독으로 또는 다른 소재와 조합하여 섬유 구조물을 형성시킴으로써 보다 유용한 것이 된다. 이러한 섬유 구조물의 외관 형태로서는 솜, 실, 편지, 직물, 부직포, 파일 포백, 종이형상물 등이 있다. 이 구조물 내에 있어서의 본 발명의 가교 아크릴레이트계 섬유의 함유 형태로서는 다른 소재와의 혼합에 의해 실질적으로 균일하게 분포시킨 것이나, 복수의 층을 가지는 구조의 경우에는 어느 하나의 층(단수여도 복수여도 됨)에 본 발명의 가교 아크릴레이트계 섬유를 집중시켜 존재시킨 것이나, 각각의 층에 본 발명의 가교 아크릴레이트계 섬유를 특정 비율로 분포시킨 것 등이 있다.
본 발명의 섬유 구조물에 있어서 병용할 수 있는 다른 소재로서는 특별히 제한은 없고, 공용되고 있는 천연 섬유, 유기 섬유, 반합성 섬유, 합성 섬유가 사용되고, 또한 무기 섬유, 유리 섬유 등도 용도에 따라서는 채용할 수 있다. 구체적인 예로서는 솜, 마, 비단, 양모, 나일론, 레이온, 폴리에스터, 아크릴 섬유 등을 들 수 있다. 또, 병용되는 다른 소재는 깃털, 수지, 입자 등의 소재여도 된다.
본 발명의 섬유 구조물은 상기에 예시한 외관 형태, 함유 형태 및 다른 소재의 조합으로서 무수한 것이 존재한다. 어떠한 구조물로 할지는 최종 제품의 사용 태양(예를 들면 시즌성, 운동성이나 내의인지 중의인지 외의인지, 필터, 커튼이나 카페트, 침구나 쿠션, 인솔 등으로서의 이용 방법 등), 요구되는 기능, 이러한 기능을 발현하는 것에 대한 가교 아크릴레이트계 섬유의 기여 방법 등을 감안하여 적당히 결정된다. 예를 들면, 섬유 구조물이 안솜인 경우이면, 폴리에스터, 양모, 깃털 등과의 조합을 들 수 있다. 이불용 안솜의 경우 본 발명의 가교 아크릴레이트계 섬유와 깃털을 중량비로 5:95~75:25의 비율로 혼용하는 사례를 들 수 있다.
본 발명의 안솜의 제조 방법은 특별히 한정되는 것은 아니며, 종래 공지의 일반적인 안솜의 제조법을 적용할 수 있다. 예를 들면, 원료솜을 해섬기로 예비 해섬·혼합한 후, 카드기로 웹형상으로 가공하는 방법을 적용할 수 있다. 또, 형태 안정성을 부여할 목적에서 니들 펀치 또는 워터 펀치 등의 섬유를 얽는 공정, 열융착 수지를 사용한 섬유간 접착 공정을 추가해도 된다.
실시예
이하, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명한다. 실시예 중의 부 및 백분률은 한정이 없는 한 중량 기준으로 나타낸다. 실시예 중의 특성의 평가 방법은 이하와 같다.
(1) 카복실기량
섬유 시료 약1g을 50ml의 1mol/l 염산 수용액에 30분간 침지한다. 다음에 섬유 시료를 욕비 1:500로 물에 침지한다. 15분 후, 욕 pH가 4 이상인 것을 확인하면 건조시킨다(욕 pH가 4 미만인 경우는 다시 수세한다). 다음에, 충분히 건조시킨 섬유 시료 약0.2g을 정밀칭량하여(W1[g]), 100ml의 물을 가하고, 또한 15ml의 0.1mol/l 수산화나트륨 수용액, 0.4g의 염화나트륨 및 페놀프탈레인을 첨가하여 교반한다. 15분 후, 여과에 의해 시료 섬유와 여액으로 분리하고, 계속해서 시료 섬유를 페놀프탈레인의 정색이 없어질 때까지 수세한다. 이 때의 수세수와 여액을 합친 것을 페놀프탈레인의 정색이 없어질 때까지 0.1mol/l 염산수용액으로 적정하고, 염산수용액 소비량(V1[ml])을 구한다. 얻어진 측정값으로부터 다음 식에 의해 전체 카복실기량을 산출한다.
카복실기량[mmol/g]=(0.1×15-0.1×V1)/W1
(2) 20℃×65% RH 흡습률
섬유 시료 약2.5g을 열풍 건조기로 105℃, 16시간 건조하여 중량을 측정한다(W2[g]). 다음에, 이 섬유 시료를 온도 20℃, 65% RH로 조절한 항온항습기에 24시간 넣는다. 이와 같이 하여 흡습한 섬유 시료의 중량을 측정한다(W3[g]). 이들 측정 결과로부터 다음 식에 의해 20℃×65% RH 흡습률을 산출한다.
20℃×65% RH 흡습률[%]=(W3-W2)/W2×100
(3) 권축률
JIS L1015에 의해 측정 산출한다.
(4) 비용적(벌키성)
JIS L1097에 의해 측정 산출한다.
(5) 카드 통과성
섬유 길이 70mm의 시료 섬유 50g을 온도 30±5℃, 50±10% RH로 조절한 실내에서 다이와키코 가부시키가이샤제 샘플 롤러 카드기(형번 SC-300L)를 사용하여 카드 웹을 작성한다. 얻어진 웹 형상에 대해서 하기의 기준으로 평가한다.
○ : 얽힘성이 충분하며, 얼룩이 없는 웹이 얻어진다.
△ : 얽힘성이 다소 부족하고, 웹에 얼룩이 생긴다.
× : 얽힘성이 현저하게 부족하여 섬유끼리가 연결되지 않아 웹이 얻어지지 않는다.
[실시예 1]
아크릴로나이트릴 90중량%, 아크릴산메틸에스터 10중량%의 아크릴로나이트릴계 중합체 Ap(30℃ 다이메틸폼아마이드 중에서의 극한점도[η]=1.5), 아크릴로나이트릴 88중량%, 아세트산비닐 12중량%의 아크릴로나이트릴계 중합체 Bp([η]=1.5)를 각각 48중량%의 로단소다 수용액으로 용해하여 방사원액을 조제했다. 일본 특공 소39-24301호에 의한 복합 방사 장치에 Ap/Bp의 복합 비율이 1/1이 되도록 각각의 방사원액을 이끌고, 상법에 따라 방사, 수세, 연신, 권축, 열 처리를 하여, 단섬유 섬도 3.3dtex의 중합체 Ap와 Bp를 복합시킨 사이드·바이·사이드형 원료 섬유를 얻었다.
이 원료 섬유에 수첨가 하이드라진의 20중량% 수용액 중에서 98℃×5시간 가교 도입 처리를 행하고 세정했다. 가교 도입된 섬유를 3중량% 질산 수용액 중에 침지하고, 90℃×2시간 산 처리를 행했다. 계속해서 3중량% 수산화나트륨 수용액 중에서 90℃×2시간의 가수분해 처리를 행하고, 3.5중량% 질산 수용액으로 처리하고 수세했다. 얻어진 섬유를 물에 침지하고, 수산화나트륨을 첨가하여 pH11로 조정한 후, 섬유에 포함되는 카복실기량의 2배에 상당하는 질산마그네슘을 용해시킨 수용액에 50℃×1시간 침지함으로써 이온 교환 처리를 실시하고, 수세, 건조함으로써 Mg염형 카복실기를 가지는 실시예 1의 가교 아크릴레이트계 섬유를 얻었다. 얻어진 섬유의 평가 결과를 표 1에 나타낸다. 또, 이 섬유의 적외선 흡수 측정을 행했더니 나이트릴기에 유래하는 2250cm-1 부근의 흡수가 보이지 않고, 섬유 전체에서 나이트릴기의 가수분해가 진행되고, 카복실기가 도입된 것을 확인할 수 있었다.
[실시예 2, 3]
실시예 1에 있어서 아크릴로나이트릴계 중합체 Ap/Bp의 복합 비율을 표 1에 나타내는 범위에서 변화시키는 것 이외에는 마찬가지로 하여 단섬유 섬도 3.3dtex의 사이드·바이·사이드형 원료 섬유를 얻었다. 이 원료 섬유를 사용하여, 실시예 1과 동일한 방법으로 가교 도입 처리 이후의 처리를 행하고, Mg염형 카복실기를 가지는 실시예 2 및 3의 가교 아크릴레이트계 섬유를 얻었다. 이들 섬유의 평가 결과를 표 1에 나타낸다. 또, 이들 섬유의 적외선 흡수 측정에 있어서도 실시예 1의 가교 아크릴레이트계 섬유와 마찬가지로, 나이트릴기에 유래하는 2250cm-1 부근의 흡수는 보이지 않았다.
[실시예 4]
실시예 1에 있어서, 질산마그네슘 대신에 질산칼슘을 사용하는 것 이외에는 마찬가지로 하여 Ca염형 카복실기를 가지는 실시예 4의 섬유를 얻었다. 이 섬유의 평가 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 5]
실시예 1에 있어서 얻어진 사이드·바이·사이드형 원료 섬유에 수첨가 하이드라진 0.5중량% 및 수산화나트륨 2중량%를 함유하는 수용액 중에서 100℃×1시간, 가교 도입 처리 및 가수분해 처리를 동시에 행하고, 8중량% 질산 수용액으로 처리하고 수세했다. 얻어진 섬유를 물에 침지하고, 수산화나트륨을 첨가하여 pH9로 조정한 후, 섬유에 포함되는 카복실기량의 2배에 상당하는 질산마그네슘을 용해시킨 수용액에 50℃×1시간 침지함으로써 이온 교환 처리를 실시하고, 수세, 건조함으로써, Mg염형 카복실기를 가지는 실시예 5의 섬유를 얻었다. 얻어진 섬유의 평가 결과를 표 1에 나타낸다. 또한, 이러한 섬유의 적외선 흡수 측정에 있어서는, 나이트릴기에 유래하는 2250cm-1 부근에 흡수가 있고, 섬유 표층부에 있어서는 나이트릴기의 가수분해가 진행되고 있지만, 섬유 중심부에 있어서는 나이트릴기가 잔존하고 있는 것이 확인되었다.
[비교예 1]
실시예 1에 있어서, 아크릴로나이트릴계 중합체 Ap를 48중량%의 로단소다 수용액으로 용해한 방사원액만을 사용하는 것 이외에는 마찬가지로 하여, 단섬유 섬도 3.3dtex의 중합체 Ap만으로 구성된 원료 섬유를 얻었다. 이 원료 섬유를 사용하여, 실시예 1과 동일한 방법으로 가교 도입 처리 이후의 처리를 행하여, 비교예 1의 섬유를 얻었다. 이 섬유의 평가 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 6]
실시예 1에 있어서, 질산마그네슘에 의한 이온 교환 처리를 실시하지 않는 것 이외에는 마찬가지로 하여, Na염형 카복실기를 가지는 실시예 4의 섬유를 얻었다. 이 섬유의 평가 결과를 표 2에 나타낸다.
[비교예 2]
비교예 1에 있어서, 질산마그네슘에 의한 이온 교환 처리를 실시하지 않는 것 이외에는 마찬가지로 하여, Na염형 카복실기를 가지는 비교예 2의 섬유를 얻었다. 이 섬유의 평가 결과를 표 2에 나타낸다.
실시예
1		 실시예
2		 실시예
3		 실시예
4		 실시예
5		 비교예
1
중합체 Ap의 비율 0.5 0.3 0.7 0.5 0.5 1.0
중합체 Bp의 비율 0.5 0.7 0.3 0.5 0.5 0
반대이온 Mg Mg Mg Ca Mg Mg
카복실기량 [mmol/g] 6.56 6.40 6.63 6.42 3.20 6.75
흡습률 [%] 39.3 40.2 39.7 25.8 15.1 39.1
권축률 [%] 15.1 17.1 14.7 11.6 10.4 6.7
비용적(벌키성)[㎤/g] 40 41 36 47 53 32
실시예
6		 비교예
2
중합체 Ap의 비율 0.5 1.0
중합체 Bp의 비율 0.5 0
반대이온 Na Na
카복실기량 [mmol/g] 6.42 6.28
흡습률 [%] 41.0 40.8
권축률 [%] 8.2 3.9
카드 가공성 ○ ×
표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1~5는 높은 흡습률과 벌키성을 양립하고 있으므로, 보온성을 유지하면서 조습 기능이 있는 안솜으로서 사용하는 것이 가능하다. 이에 대해 비교예 1에 있어서는 동등한 흡습률이지만 벌키성은 낮아진다. 또, 표 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 6에 있어서는 양호한 카드 가공성이 얻어지지만, 비교예 2에서는 권축률이 낮고, 카드 가공성이 불량했다.

Claims (8)

  1. 가교 구조 및 2~10mmol/g의 카복실기를 가지고, 권축률이 7% 이상으로서, 섬유 전체에 카복실기가 존재하고 있는 가교 아크릴레이트계 섬유로서,
    아크릴로나이트릴계 섬유를 1분자 중의 질소수가 2 이상인 질소 함유 화합물이 함유된 수용액에 침지하여 가교 처리를 시행한 후에, 알칼리성 금속 화합물이 함유된 수용액에 침지하여 가수분해 처리를 시행함으로써 얻어지는 것인 것을 특징으로 하는 가교 아크릴레이트계 섬유.
  2. 제 1 항에 있어서, 카복실기량이 5~10mmol/g인 것을 특징으로 하는 가교 아크릴레이트계 섬유.
  3. 제 1 항에 있어서, 권축률이 10% 이상인 것을 특징으로 하는 가교 아크릴레이트계 섬유.
  4. 제 1 항에 있어서, 카복실기의 반대이온으로서 다가 금속 이온을 가지는 것을 특징으로 하는 가교 아크릴레이트계 섬유.
  5. 제 1 항에 있어서, 아크릴로나이트릴계 섬유가 2종류의 아크릴로나이트릴계 중합체로 이루어지는 사이드·바이·사이드 구조를 가지는 아크릴로나이트릴계 섬유인 것을 특징으로 하는 가교 아크릴레이트계 섬유.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 가교 아크릴레이트계 섬유를 함유하는 섬유 구조물.
  7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 가교 아크릴레이트계 섬유를 함유하는 안솜.
  8. 삭제
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