TWI707996B

TWI707996B - 吸濕發熱性纖維

Info

Publication number: TWI707996B
Application number: TW106132542A
Authority: TW
Inventors: 小野宏; 中村成明; 家野正雄
Original assignee: 日商東洋紡股份有限公司; 日商日本益克斯隆工業股份有限公司
Priority date: 2016-09-26
Filing date: 2017-09-22
Publication date: 2020-10-21
Also published as: CN109642349A; TW201817930A; WO2018055868A1; CN109642349B

Abstract

本發明提供一種吸濕發熱性纖維，其具有關於吸濕發熱性之初期溫度的上升快，而且具有高水準的膨鬆度。該吸濕發熱性纖維係包含：具有交聯結構及Na鹽型或K鹽型的羧基(salt-type carboxyl group)之表層部、與由丙烯腈含有率不同的二種類之丙烯腈系聚合物所構成的並列(side-by-side)型結構之中心部的複合纖維；其特徵為複合纖維的橫剖面中之表層部所佔有的面積為5%以上且小於20%，而且20℃、相對濕度65%之環境下的飽和吸濕率為20%以上。

Description

吸濕發熱性纖維

本發明有關於一種吸濕發熱性纖維，其具有關於吸濕發熱性之初期溫度的上升快，而且具有高水準的膨鬆度，對於人體可早期實際感受舒適的溫暖環境。

作為吸濕發熱性纖維，交聯丙烯酸酯系纖維在衣料領域或工業原料領域中最廣為使用。已知此種交聯丙烯酸酯系纖維具有pH緩衝性、抗靜電性、保水性等之調和機能或高吸濕率、高吸濕速度、高吸濕率差或來自其的調溫‧調濕機能(例如，專利文獻1、2)。

然而，交聯丙烯酸酯系纖維由於具有高吸濕率，故具有因其所吸濕的水分而膨鬆度及形態安定性降低之特徵。因此，梳理加工困難，而且對於棉胎等之要求膨鬆度的用途等之進展係處於無法進行之狀況。

對於此種狀況，申請人提案一種交聯丙烯酸酯系纖維，其係對於具有由2種類的丙烯腈系聚合物所構成的並列(side-by-side)結構之丙烯腈系纖維，施予藉由含氮化合物的交聯處理及水解處理而得(專利文獻3)。此纖維係以實用的水準兼具吸濕發熱性與膨鬆度，但從膨鬆度高來看，採用Mg、Ca等的多價金屬鹽型之交聯丙烯酸酯系纖維，因此關於吸濕發熱性，在吸濕後難以在短時間上升至高溫，使用於棉被的棉胎等時，有使用者無法立即實際感受溫暖度之問題，而有進一步改善之餘地。

先前技術文獻 專利文獻

專利文獻1 日本特開平7-216730號公報

專利文獻2 日本特開平5-132858號公報

專利文獻3 WO2015/041275號公報

本發明係為了解除包含此種專利文獻3的習知技術之問題而創造者，提供一種吸濕發熱性纖維，其具有關於吸濕發熱性之初期發熱溫度之上升快，而且具有高水準的膨鬆度。

本發明人為了達成上述目的而專心致力地檢討，結果發現作為交聯聚丙烯酸酯系纖維，採用Na鹽型或K鹽型，而提高初期的吸濕發熱性，同時採用將展現吸濕發熱性的表層部減小之特定複合結構、與提高表層部的羧基量之技術，而彌補Na鹽型或K鹽型的缺點之膨鬆度低，藉此可一邊維持高膨鬆度一邊展現由吸濕發熱性所產生的初期之高上升溫度，終至完成本發明。

具體而言，係發現作為交聯聚丙烯酸酯系纖維，除了採用關於吸濕發熱性比Mg鹽型或Ca鹽型的多價金屬鹽型更優異之Na鹽型或K鹽型的鹼金屬鹽型之外，亦使中心部成為由特定二種類的丙烯腈系聚合物所構成之並列結構，將其周圍之發揮吸濕發熱性的表層部盡量減小，採取提高膨鬆度的複合結構，於表層部之形成時，藉由於比以往更低濃度的鹼金屬化合物之緩和條件下進行水解處理，並於比以往更高溫的嚴苛條件下進行其後的酸處理，而即使在窄的表層部中也使羧基以比以往更高的濃度存在，可展現高的吸濕發熱性。

此外，圖1中顯示依據ISO18782：2015之測定方法及條件所測定之Na鹽型或Mg鹽型的交聯聚丙烯酸酯系纖維之經過每小時之溫度推移的圖表。如由圖1所知，可知關於以交聯聚丙烯酸酯系纖維的吸濕發熱性為基礎之初期上升溫度，Na鹽型係優於Mg鹽型。

即，本發明係以上述的知識見解為基礎而完成者，具有以下(1)~(4)之構成。

(1)一種吸濕發熱性纖維，其係包含：具有交聯結構及Na鹽型或K鹽型的羧基之表層部、與由丙烯腈含有率不同的二種類之丙烯腈系聚合物所構成的並列型結構之中心部的複合纖維；其特徵為複合纖維的橫剖面中之表層部所佔有的面積為5%以上且小於20%，而且20℃、相對濕度65%之環境下的飽和吸濕率為20%以上。

(2)如(1)記載之吸濕發熱性纖維，其總羧基量為3.5mmol/g以上。

(3)如(1)或(2)記載之吸濕發熱性纖維，其依據ISO18782：2015所測定的上升溫度為4~10℃。

(4)如(1)~(3)中任一項記載之吸濕發熱性纖維，其比容積為15~50cm³/g。

本發明之吸濕發熱性纖維具有下述效果：具有以往的Mg鹽型及Ca鹽型等之多價金屬鹽型交聯聚丙烯酸酯系纖維所無法達成之由吸濕發熱性所產生的初期之高上升溫度，同時兼具高水準的膨鬆度。此種效果係由Na鹽型或K鹽型的交聯聚丙烯酸酯系纖維所具有的早期顯示高上升溫度之吸濕發熱性、特定的複合結構與高濃度的羧基量之存在所帶來者。本發明之吸濕發熱性纖維藉由其高膨鬆度與迅速地溫度上升之高吸濕發熱性，可使所引進的大量濕空氣迅速地吸濕發熱，使其立刻變化成低濕度的溫暖的空氣，因此若使用作為寢具用品、秋冬戶外衣料的棉胎，則穿著者可在極快的階段中實際感受溫暖度與保溫性。

圖1係顯示依據ISO18782：2015的測定方法及條件所測定之Na鹽型或Mg鹽型的交聯聚丙烯酸酯系纖維之經過每小時之溫度推移的圖表。

用以實施發明的形態

以下詳細說明本發明之吸濕發熱性纖維。

本發明之吸濕發熱性纖維係包含：具有交聯結構及Na鹽型或K鹽型的羧基之表層部、與由丙烯腈含有率不同的二種類之丙烯腈系聚合物所構成的並列型結構之中心部的複合纖維；其特徵為複合纖維的橫剖面中之表層部所佔有的面積為5%以上且小於20%，而且20℃、相對濕度65%之環境下的飽和吸濕率為20%以上。藉由此種特徵，可高水準地帶來：迅速地吸濕而顯示高發熱性之吸濕發熱性、與帶來持續的保溫性之膨鬆度之兩者。

本發明之吸濕發熱性纖維必須為具有一價金屬的Na鹽型或K鹽型之羧基的交聯聚丙烯酸酯系纖維。Mg鹽型或Ca鹽型的二價金屬鹽型係帶來高的吸濕發熱性的同時，膨鬆度亦適度地高，但由於吸濕發熱時的初期上升溫度低，故於希望早期實際感受溫暖度或保溫性之情況下有問題。又，Zn鹽型等其它的二價金屬鹽型，則由於原本吸濕發熱性差，得不到舒適的環境，故不佳。Na鹽型或K鹽型的一價金屬鹽型由於吸濕發熱時的初期上升溫度高，故可早期實際感受溫暖度。惟，Na鹽型或K鹽型的交聯聚丙烯酸酯系纖維在通常的纖維形態下膨鬆度不足，保溫性無法持續，因此於本發明中採取如後述之特殊的複合結構。

本發明之吸濕發熱性纖維必須為包含「具有交聯結構及Na鹽型或K鹽型的羧基之表層部」與「由丙烯腈含有率不同的二種類之丙烯腈系聚合物所構成的並列型結構之中心部」的複合纖維，且複合纖維的橫剖面中之表層部所佔有的面積為5%以上且小於20%。本發明之吸濕發熱性纖維，其特徵為具有包含中心部與其周圍的表層部之複合結構，在中心部中藉由儘可能將硬的結構作成大的而有助於膨鬆度的提升，在表層部中藉由使交聯結構及Na鹽型或K鹽型的羧基存在而使其擔負高的吸濕發熱性之任務。於本發明中，由於盡量將吸濕發熱性纖維的橫剖面中之表層部所佔有的面積減少至小於20%，故會被認為無法實現高的吸濕發熱性，但由於以如後述之方法而即使在表層部中也增加羧基量，故能展現高的吸濕發熱性。惟，表層部所佔有的面積小於5%，則由於無法充分發揮高的吸濕發熱性而不佳。本發明之吸濕發熱性纖維，關於總羧基量可具有3.5mmol/g以上，最大可至10mmol/g左右。實際上，此羧基量係實質上全部的量存在於表層部。又，關於後述之實施例所規定的吸濕率，可達成20%以上，進一步可達成30%以上，最大可至70%左右。

本發明之吸濕發熱性纖維係使用丙烯腈系纖維作為原料纖維，丙烯腈系纖維可由丙烯腈系聚合物以眾所周知之方法製造。丙烯腈系聚合物較佳為丙烯腈為50重量%以上，更佳為80重量%以上。丙烯腈之含量少時，交聯結構變少，有纖維物性降低之虞。交聯結構可藉由使丙烯腈系聚合物的腈基與肼系化合物等的含氮化合物反應而導入至纖維中。

本發明之吸濕發熱性纖維具有以並列而接合丙烯腈含有率不同的2種之丙烯腈系聚合物的複合結構。如此，藉由以並列而配置丙烯腈含有率具有差異的2種之丙烯腈聚合物，而水解處理時的收縮程度產生差異，可使其展現捲縮，就結果而言可有助於膨鬆度的提升。此外，為了充分提升膨鬆度，2種之丙烯腈系聚合物間的丙烯腈含有率之差較佳為1~8重量%，更佳為1~5重量%，2種之丙烯腈系聚合物的複合比率(重量比)較佳為20/80~80/20，更佳為30/70~70/30。

對於如上述的複合結構之纖維，在表層部中導入交聯結構。於交聯結構之導入中，可使用習知的交聯劑，但從交聯結構的導入效率之點來看，較佳為使用含氮化合物。作為含氮化合物，較佳為使用具有2個以上的一級胺基之胺基化合物或肼系化合物。作為具有2個以上的一級胺基之胺基化合物，可例示乙二胺、六亞甲基二胺等之二胺系化合物、二伸乙三胺、3,3’-亞胺基雙(丙胺)、N-甲基-3,3’-亞胺基雙(丙胺)等之三胺系化合物、三伸乙四胺、N,N’-雙(3-胺基丙基)-1,3-丙二胺、N,N’-雙(3-胺基丙基)-1,4-丁二胺等之四胺系化合物、聚乙烯胺、聚烯丙胺等之具有2個以上的一級胺基之聚胺系化合物等。又，作為肼系化合物，可例示水合肼、硫酸肼、鹽酸肼、氫溴酸肼、肼碳酸酯等。此外，1分子中的氮原子之數的上限未特別限定，但較佳為12個以下，更佳為6個以下，特佳為4個以下。若1分子中的氮原子之數超過上述上限，則交聯劑分子變大，有變得難以在纖維內導入交聯結構之情況。作為導入交聯結構之條件，未特別限定，可考慮所採用的交聯劑與丙烯腈系纖維之反應性或交聯結構之量等，而適宜選定。例如，使用肼系化合物作為交聯劑時，可舉出於以就肼濃度而言成為0.1~10重量%之方式添加上述肼系化合物之水溶液中，浸漬上述的丙烯腈系纖維，在80~150℃處理2~10小時之方法等。

導入交聯結構後，施予藉由鹼性金屬化合物的水解處理，將存在於纖維的表層部之腈基予以水解，形成羧基。作為具體的處理條件，只要考慮上述的羧基量等，適宜設定處理藥劑的濃度、反應溫度、反應時間等之諸條件即可，但較佳為在0.5~10重量%、更佳為在1~5重量%的處理藥劑水溶液中，以溫度80~150℃處理2~10小時的手段，此在工業上、纖維物性上亦較佳。於本發明中，上述之交聯導入處理及水解處理，相較於如上述地依順序進行，較佳為使用混合有各自的處理藥劑之水溶液，一併同時處理。再者，於本發明中，在此之同時處理中，較佳為於比以往更低濃度的鹼金屬化合物之緩和條件下進行，於比以往更高溫的嚴苛條件下進行其後的酸處理。藉由如此進行，本發明之吸濕發熱性纖維可採取在窄的表層部中存在比以往更多的羧基，在中心部中保留有比較硬的丙烯腈系聚合物之結構。

於所形成的羧基中，有其相對離子為氫離子以外的陽離子之鹽型羧基、與其相對離子為氫離子的H型羧基。為了得到高的吸濕率，理想為使羧基的50%以上成為鹽型羧基。構成鹽型羧基的陽離子為鈉或鉀的鹼金屬。採用多價的金屬離子之鎂、鈣、鋅等時，雖然膨鬆度高，但由吸濕所產生的初期上升溫度低，因此不佳。例如，本發明之吸濕發熱性纖維係對於將丙烯腈含有率不同的二種類之丙烯腈系聚合物並列地接合的丙烯腈系纖維，於如上述的本發明特有之條件下施予交聯導入、水解，形成羧基，在相對離子中選擇鈉或鉀而得。

作為將鹽型羧基與H型羧基之比率調整至上述範圍之方法，可舉出施予藉由硝酸鹽、硫酸鹽、鹽酸鹽等之金屬鹽的離子交換處理、藉由硝酸、硫酸、鹽酸、甲酸等之酸處理、或藉由鹼性金屬化合物等的pH調整處理等之方法。

本發明之吸濕發熱性纖維其橫剖面中之表層部所佔有的面積為5%以上且小於20%，較佳為10%以上且小於20%。若表層部的面積小於上述範圍，則無法使羧基充分地存在於纖維中，無法發揮高的吸濕發熱性。又，若超過上述範圍，則因吸濕而纖維變得容易緊貼，在膨鬆度產生問題。本發明之纖維的表層部之佔有面積極少，羧基實質上不存在的中心部之面積佔大部分，因此由吸濕所導致的纖維之緊貼或由採用Na鹽型或K鹽型所導致的膨鬆度之降低的影響小，可達成高的膨鬆度。又，Na鹽型或K鹽型的交聯聚丙烯酸酯系纖維係如圖1所示，具有比Mg鹽型等的二價金屬鹽更高的吸濕發熱性(尤其初期上升溫度)之特徵，於本發明可直接享受該特徵。

本發明之吸濕發熱性纖維由於包含上述特殊的複合結構之Na鹽型或K鹽型的交聯聚丙烯酸酯系纖維，故在20℃×65%RH之環境下，可在5分鐘以內容易達成6.0~40%之範圍的吸濕率。特別地，本發明之吸濕發熱性纖維在接觸人類的皮膚時之最初的5分鐘以內，可實際感受高的吸濕發熱效果(高的上升溫度)。

又，本發明之吸濕發熱性纖維由於包含上述特殊的複合結構之Na鹽型或K鹽型的交聯聚丙烯酸酯系纖維，故可達成50~100cm³/g之範圍的比容積。如此的高膨鬆度係藉由特殊的複合結構之Na鹽型或K鹽型的交聯聚丙烯酸酯系纖維所具有之高的膨鬆度而帶來者。當比容積低時，由於無法引進充分的空氣，有保溫性變得不充分之虞。當比容積高時，僅因施加少的力而會容易發生變形，有保形性不足之虞。

本發明之吸濕發熱性纖維可單獨或與其它材料組合，以習知的方法形成纖維結構物。作為此種纖維結構物之外觀形態，有棉、紗、針織物、梭織物、不織布、起毛織物、紙狀物等。作為該結構物內的本發明之吸濕發熱性纖維的含有形態，可舉出藉由與其它材料的混合，而實質上均勻分布者；具有複數的層之結構時，於任一層(可為單數，也可為複數)中使本發明之吸濕發熱性纖維集中而存在者；或於各層中使本發明之吸濕發熱性纖維以特定比率分布者等。

作為於纖維結構物中可與本發明之吸濕發熱性纖維併用的其它材料，例如可舉出天然纖維、有機纖維、半合成纖維、合成纖維，再者，按照用途亦可採用無機纖維、玻璃纖維等。作為具體的併用材料，可舉出棉、麻、絲、羊毛、尼龍、嫘縈、聚酯、丙烯酸纖維等。又，所併用的材料亦可為羽毛、樹脂、粒子等之材料。

例如，若纖維結構物為棉胎時，與聚酯之組合為合適的。具體而言，提供一種棉胎，其係含有40~90重量%的聚酯纖維且含有10~60重量%的Na鹽型及/或K鹽型的交聯聚丙烯酸酯系纖維之棉胎；其特徵為Na鹽型及/或K鹽型的交聯聚丙烯酸酯系纖維係包含「具有交聯結構及Na鹽型及/或K鹽型的羧基之表層部」與「由丙烯腈含有率不同的二種類之丙烯腈系聚合物所構成的並列型結構之中心部」的複合纖維，且複合纖維的橫剖面中之表層部所佔有的面積為5%以上且小於20%。

如以上，本發明之吸濕發熱性纖維藉由按照需要與其它材料併用而作為纖維結構物，可享受能早期實際感受的吸濕發熱性與高的膨鬆度之優點，具有以往所沒有之所謂能實際感受早期的低濕度之溫暖度的舒適性。因此，使用本發明之吸濕發熱性纖維的寢具用品(被子、墊褥、枕頭等)或秋冬用外部衣料，由於吸附自人體所放出的水分而早期地以高溫發熱，立刻變溫暖，而且可藉由由高膨鬆度所產生的保溫性而持續地實際感受此溫暖度。

[實施例]

藉由以下的實施例，具體地說明本發明，惟本發明不受此等所限定。此外，實施例中之比率只要沒有預先指明，則以重量基準表示。實施例中的特性之評價方法係如以下。

(1)羧基量

將約1g的纖維試料浸漬於50ml的1mol/l鹽酸水溶液中30分鐘。接著，將纖維試料以浴比1：500浸漬於水中。15分鐘後，確認浴pH為4以上後，使其乾燥(浴pH小於4時，再度水洗)。接著，將經充分乾燥之纖維試料精秤約0.2g(W1[g])，添加100ml的水，進一步添加15ml的0.1mol/l氫氧化鈉水溶液、0.4g的氯化鈉及酚酞，進行攪拌。15分鐘後，藉由過濾而分離成試料纖維與濾液，接著將試料纖維水洗直到酚酞的呈色消失。將合併此時的水洗水與濾液者，以0.1mol/l鹽酸水溶液滴定直到酚酞的呈色消失，求出鹽酸水溶液消耗量(V1[ml])。由所得之測定值，藉由下式算出總羧基量。

羧基量[mmol/g]=(0.1×15-0.1×V1)/W1

(2)20℃×65%RH吸濕率

將約2.5g的纖維試料在熱風乾燥器中以105℃乾燥16小時，測定重量(W2[g])。接著，將該纖維試料置入經調節至溫度20℃、65%RH的恒溫恒濕器中5分鐘。測定如此進行而吸濕的纖維試料之重量(W3[g])。由此等的測定結果，藉由下式算出20℃×65%RH吸濕率。

20℃×65%RH吸濕率[%]=(W3-W2)/W2×100

(3)比容積

將50g的纖維試料輕微開纖後，以梳理機開纖，進行積層。以成為10cm×10cm之大小的方式切出6個試驗片，置入淺盤中，於恒溫恒濕機內放置24hr以上。自恒溫恒濕機中取出，以使質量成為10.0g~10.5g的方式進行堆疊，準確地秤量所製作的試驗片。於試驗片上載置 10cm×10cm的壓克力板，載置500g的砝碼30秒，接著去除此砝碼，放置30秒。將此操作重複3次，去除500g的砝碼，放置30秒後，測定四個角落的高度，求出平均值，藉由下式算出比容積。

比容積(cm³/g)=10×10×試料之四個角落的高度之測定平均值(mm)/10/試驗片的質量(g)

(4)表層部所佔有的面積比例

將試料纖維以浴比成為1：80的方式浸漬於相對於纖維重量含有2.5%的陽離子染料(Nichilon Black G 200)及2%的乙酸之染色浴中，煮沸處理30分鐘後，進行水洗、脫水、乾燥。將所得之染色完畢的纖維垂直於纖維軸而薄地切割，以光學顯微鏡觀察纖維剖面。此時，由丙烯腈系聚合物所構成的中心部被染成黑色，具有大量羧基的表層部係染料無法被充分固定而成為綠色。測定纖維剖面中的纖維之直徑(D1)、及以自綠色開始變色成黑色的部分作為邊界之被染成黑色的中心部之直徑(D2)，藉由以下之式算出表層部面積比例。此外，以10個樣品的表層部面積比例之平均值作為試料纖維的表層部面積比例。

表層部面積比例(%)=[{((D1)/2)²π-((D2)/2)²π}/((D1)/2)²π]×100

(5)上升溫度

依據ISO18782：2015，測定試料纖維的上升溫度。

[實施例1]

將90重量%的丙烯腈及10重量%的丙烯酸甲酯之丙烯腈系聚合物Ap(30℃二甲基甲醯胺中的極限黏度[η]=1.5)、88重量%的丙烯腈及12重量%的乙酸乙烯酯之丙烯腈系聚合物Bp([η]=1.5)，分別以48重量%的硫氰化鈉水溶液溶解，調製紡紗原液。以Ap/Bp的複合比率(重量比)成為50/50之方式，將各自的紡紗原液導引至按照日本特公昭39-24301號的複合紡紗裝置，依照常見方法進行紡紗、水洗、延伸、捲縮、熱處理，得到單纖維纖度3.3dtex之使聚合物Ap與Bp複合之並列型原料纖維。

對於該原料纖維，在含有0.5重量%的水合肼及1.4重量%的氫氧化鈉之水溶液中，以100℃×2小時同時進行交聯導入處理及水解處理，於8重量%硝酸水溶液中進行120℃×3小時處理，進行水洗。將所得之纖維浸漬於水中，添加氫氧化鈉，調整至pH9，藉由水洗、乾燥，而得到具有Na鹽型羧基的Na鹽型交聯聚丙烯酸酯系纖維(表層部面積13%)。表1中顯示所得之交聯聚丙烯酸酯系纖維的詳細與評價結果。此外，於此種纖維之紅外線吸收測定中，確認來自腈基的2250cm^-1附近有吸收，雖在纖維表層部中進行腈基的水解，但在纖維中心部中殘存腈基。

[實施例2]

除了於實施例1中，將交聯導入‧水解處理所用的氫氧化鈉之濃度從1.4重量%變更為1.2重量%以外，以同樣的方法得到Na鹽型交聯聚丙烯酸酯系纖維(表層部面積8%)。表1中顯示所得之交聯聚丙烯酸酯系纖維的詳細與評價結果。

[實施例3]

除了於實施例1中，將交聯導入‧水解處理所用的氫氧化鈉之濃度從1.4重量%變更為1.6重量%以外，以同樣的方法得到Na鹽型交聯聚丙烯酸酯系纖維(表層部面積18%)。表1中顯示所得之交聯聚丙烯酸酯系纖維的詳細與評價結果。

[實施例4]

除了於實施例1中，使用氫氧化鉀代替為了調整至pH9而添加的氫氧化鈉以外，以同樣的方法得到K鹽型交聯聚丙烯酸酯系纖維(表層部面積13%)。表1中顯示所得之交聯聚丙烯酸酯系纖維的詳細與評價結果。

[實施例5]

除了於實施例4中，將交聯導入‧水解處理所用的氫氧化鉀之濃度從1.4重量%變更為1.2重量%以外，以同樣的方法得到K鹽型交聯聚丙烯酸酯系纖維(表層部面積8%)。表1中顯示所得之交聯聚丙烯酸酯系纖維的詳細與評價結果。

[實施例6]

除了於實施例4中，將交聯導入‧水解處理所用的氫氧化鉀之濃度從1.4重量%變更為1.6重量%以外，以同樣的方法得到K鹽型交聯聚丙烯酸酯系纖維(表層部面積18%)。表1中顯示所得之交聯聚丙烯酸酯系纖維的詳細與評價結果。

[實施例7]

除了於實施例1中，將丙烯腈系聚合物Ap的組成變更為92重量%的丙烯腈及8重量%丙烯酸甲酯以外，以同樣的方法得到Na鹽型交聯聚丙烯酸酯系纖維。表1中顯示所得之交聯聚丙烯酸酯系纖維的詳細與評價結果。

[實施例8]

除了於實施例1中，將Ap/Bp的複合比率(重量比)從50/50變更為40/60以外，以同樣的方法得到Na鹽型交聯聚丙烯酸酯系纖維。表1中顯示所得之交聯聚丙烯酸酯系纖維的詳細與評價結果。

[實施例9]

除了於實施例1中，將Ap/Bp的複合比率(重量比)從50/50變更為60/40以外，以同樣的方法得到Na鹽型交聯聚丙烯酸酯系纖維。表1中顯示所得之交聯聚丙烯酸酯系纖維的詳細與評價結果。

[比較例1]

除了於實施例1中，將交聯導入‧水解處理所用的氫氧化鈉之濃度從1.4重量%變更為0.5重量%以外，以同樣的方法得到Na鹽型交聯聚丙烯酸酯系纖維(表層部面積3%)。表1中顯示所得之交聯聚丙烯酸酯系纖維的詳細與評價結果。

[比較例2]

除了於實施例1中，將交聯導入‧水解處理所用的氫氧化鈉之濃度從1.4重量%變更為1.8重量%以外，以同樣的方法得到Na鹽型交聯聚丙烯酸酯系纖維(表層部面積25%)。表1中顯示所得之交聯聚丙烯酸酯系纖維的詳細與評價結果。

[比較例3]

將90重量%的丙烯腈及10重量%的丙烯酸甲酯之丙烯腈系聚合物Ap(30℃二甲基甲醯胺中的極限黏度[η]=1.5)、88重量%的丙烯腈及12重量%的乙酸乙烯酯之丙烯腈系聚合物Bp([η]=1.5)，分別以48重量%的硫氰化鈉水溶液溶解，調製紡紗原液。以Ap/Bp的複合比率成為50/50之方式，將各自的紡紗原液導引至按照日本特公昭39-24301號的複合紡紗裝置，依照常見方法進行紡紗、水洗、延伸、捲縮、熱處理，得到單纖維纖度3.3dtex之使聚合物Ap與Bp複合之並列型原料纖維。

對於該原料纖維，在含有0.5重量%的水合肼及1.4重量%的氫氧化鈉之水溶液中，以100℃×2小時同時進行交聯導入處理及水解處理，於8重量%硝酸水溶液中進行120℃×3小時處理，進行水洗。將所得之纖維浸漬於水中，添加氫氧化鈉，調整至pH9後，藉由於溶解有相當於纖維中所含有的羧基量之2倍的硝酸鎂之水溶液中，進行50℃×1小時浸漬，而實施離子交換處理，藉由水洗、乾燥，而得到具有Mg鹽型羧基的Mg鹽型交聯聚丙烯酸酯系纖維(表層部面積13%)。表1中顯示所得之交聯聚丙烯酸酯系纖維的詳細與評價結果。

[比較例4]

將90重量%的丙烯腈及10重量%的丙烯酸甲酯之丙烯腈系聚合物Ap(30℃二甲基甲醯胺中的極限黏度[η]=1.5)、88重量%的丙烯腈及12重量%的乙酸乙烯酯之丙烯腈系聚合物Bp([η]=1.5)，分別以48重量%的硫氰化鈉水溶液溶解，調製紡紗原液。以Ap/Bp的複合比率成為50/50之方式，將各自的紡紗原液導引至按照日本特公昭39-24301號的複合紡紗裝置，依照常見方法進行紡紗、水洗、延伸、捲縮、熱處理，得到單纖維纖度3.3dtex之聚合物Ap與Bp複合之並列型原料纖維。

對於該原料纖維，在含有0.5重量%的水合肼及1.4重量%的氫氧化鈉之水溶液中，以100℃×2小時同時進行交聯導入處理及水解處理，於8重量%硝酸水溶液中進行120℃×3小時處理，進行水洗。將所得之纖維浸漬於水中，添加氫氧化鈉，調整至pH9後，藉由於溶解有相當於纖維中所含有的羧基量之2倍的硝酸鈣之水溶液中，進行50℃×1小時浸漬，而實施離子交換處理，藉由水洗、乾燥，而得到具有Ca鹽型羧基的Ca鹽型交聯聚丙烯酸酯系纖維(表層部面積13%)。表1中顯示所得之交聯聚丙烯酸酯系纖維的詳細與評價結果。

[比較例5]

對於實施例1所得之並列型原料纖維，在含有0.5重量%的水合肼及2.0重量%的氫氧化鈉之水溶液中，以100℃×1小時同時進行交聯導入處理及水解處理，進一步於8重量%硝酸水溶液中進行100℃×1小時處理，進行水洗。將所得之纖維浸漬於水中，添加氫氧化鈉，調整至pH9後，藉由於溶解有相當於纖維中所含有的羧基量之2倍的硝酸鎂之水溶液中，進行50℃×1小時浸漬，而實施離子交換處理，藉由水洗、乾燥，而得到具有Mg鹽型羧基的Mg鹽型交聯聚丙烯酸酯系纖維(表層部面積35%)。表1中顯示所得之交聯聚丙烯酸酯系纖維的詳細與評價結果。此外，比較例5之水解處理係在比實施例1更嚴苛條件下進行，酸處理係在比實施例1更緩和的條件下進行。

如由表1可知，實施例1~9之吸濕發熱性纖維兼備高的吸濕發熱性(吸濕率及上升溫度)與高的膨鬆度(比容積)，相對於此，Na鹽型交聯聚丙烯酸酯系纖維的表層部面積少之比較例1係吸濕性差，Na鹽型交聯聚丙烯酸酯系纖維的表層部面積多之比較例2係膨鬆度差，Mg鹽型交聯聚丙烯酸酯系纖維之比較例3、4有吸濕性差的問題。又，於習知條件下所製造之不具有如本發明之特殊結構的Mg鹽型交聯聚丙烯酸酯系纖維之比較例5有吸濕性差的問題。

產業上的可利用性

本發明之吸濕發熱性纖維由於兼具能早期實際感受之高吸濕發熱性與帶來保溫性之高膨鬆度，故可在接觸人的皮膚之寢具用品或衣料品等中舒適地使用。

Claims

一種吸濕發熱性纖維，其係包含：具有交聯結構及Na鹽型或K鹽型的羧基之表層部、與由丙烯腈含有率不同的二種類之丙烯腈系聚合物所構成的並列(side-by-side)型結構之中心部的複合纖維；其特徵為複合纖維的橫剖面中之表層部所佔有的面積為5%以上且小於20%，而且20℃、相對濕度65%之環境下的飽和吸濕率為20%以上。
如請求項1之吸濕發熱性纖維，其總羧基量為3.5mmol/g以上。
如請求項1之吸濕發熱性纖維，其依據ISO18782：2015所測定的上升溫度為4~10℃。
如請求項2之吸濕發熱性纖維，其依據ISO18782：2015所測定的上升溫度為4~10℃。
如請求項1至4中任一項之吸濕發熱性纖維，其比容積為15~50cm³/g。