(57)【要約】【課題】  優れた紫外線遮蔽性を有するとともに、優れた光沢感と透明感とを有するアクリル繊維を提供することを課題とする。【解決手段】  平均粒子径が８０ｎｍ以下であるルチル型酸化チタンを１〜３重量％含有するアクリル繊維であって、繊維軸方向に対し入射角４５度での光沢度３０以上、強度２ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、伸度１５％以上であるアクリル繊維である。好ましくは、波長２８０〜３２０ｎｍの紫外線の遮蔽率９０％以上、波長３２０〜４００ｎｍの紫外線の遮蔽率６０％以上、波長４００〜７００ｎｍの可視光の透過率５０％以上である、上記アクリル繊維である。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
平均粒子径が８０ｎｍ以下であるルチル型酸化チタンを１〜３重量％含有するアクリル繊維であって、繊維軸方向に対し入射角４５度での光沢度３０以上、強度２ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、伸度１５％以上であるアクリル繊維。
【請求項２】
波長２８０〜３２０ｎｍの紫外線の遮蔽率９０％以上、波長３２０〜４００ｎｍの紫外線の遮蔽率６０％以上、波長４００〜７００ｎｍの可視光の透過率５０％以上である、請求項１記載のアクリル繊維。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、優れた紫外線遮蔽性を有するとともに、優れた光沢感と透明感とを有するアクリル繊維に関する。
【背景技術】
【０００２】
紫外線は、可視光線よりも波長の短い２００〜４００ｎｍの電磁波であり、生理学的特性からさらに長波長紫外線（ＵＶ−Ａ、波長３２０〜４００ｎｍ）、中波長紫外線（ＵＶ−Ｂ、波長２８０〜３２０ｎｍ）、短波長紫外線（ＵＶ−Ｃ、波長２００〜２８０ｎｍ）に区分される。この内ＵＶ−Ｃは、最も人体への影響が強いもののオゾン層により吸収され地表にはほとんど到達しないため、地表における紫外線対策は、ＵＶ−ＡおよびＵＶ−Ｂが対象となる。
【０００３】
ＵＶ−Ａは、真皮層に作用し蛋白を変性させ皮膚の老化（シミ、しわ）を引き起こす。ＵＶ−Ｂは、皮膚細胞の遺伝子、ＤＮＡに直接ダメージを与え皮膚がんの原因ともなる。ＵＶ−Ｂも元来はオゾン層により吸収されほとんど地表には到達していなかったが、近年、フロンガスによるオゾン層の破壊が進んだことで地表に到達する量が増加しており、皮膚ガン発生率の増加といった問題が生じている。オゾン層の破壊は、依然として続いていることから、この状況は、今後も継続すると予想される。このため、紫外線対策の重要度は、今後ますます増していき、紫外線遮蔽製品の要求は、拡大していくと予想される。
【０００４】
紫外線を遮蔽する技術としては、酸化チタンなどの無機酸化物の練り込みによる手法が一般的である。
【０００５】
特許文献１には、酸化チタンを３％、酸化亜鉛を１％練り込むことで優れた紫外線遮蔽性を有する布帛を得られることが記載されている。しかし、通常の酸化チタンを練り込むと繊維は、ダル調の光沢となり、鮮やかな発色性と透明感を得ることができず、用途が限定されていた。
【０００６】
そこで、光沢と透明感を維持しつつ優れた紫外線遮蔽性を得る方法としては、特許文献２には、トリアジン系やベンゾトリアゾール系の紫外線吸収剤を用いることが開示されている。
【０００７】
しかしながら、このような有機系吸収剤は繊維が着色する原因となる上に、洗濯時に剤が脱落しやすいため、恒久的な紫外線遮蔽性を得ることが困難になるといった問題があった。
【０００８】
また、特許文献３には、平均粒径１０〜１００ｎｍのアナターゼ型酸化チタン練り込みにより優れた紫外線遮蔽性と透明性を有する繊維を得られることが記載されているが、アナターゼ型の酸化チタンは、光触媒活性が高いため経時的に繊維が劣化していくといった問題を有していた。
【特許文献１】特開平５−１４８７３４号公報
【特許文献２】特開２００３−４１４３４号公報
【特許文献３】特開平９−３１６７２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、光沢、透明感といった外観特性を維持しつつ、優れた紫外線遮蔽性能を恒久的に有するアクリル繊維を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の要旨は、平均粒子径が８０ｎｍ以下であるルチル型酸化チタンを１〜３重量％含有するアクリル繊維であって、繊維軸方向に対し入射角４５度での光沢度３０以上、強度２ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、伸度１５％以上であるアクリル繊維にある。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のアクリル繊維は、平均粒子径が８０ｎｍ以下であるルチル型酸化チタン規定量含有することにより、優れた紫外線遮蔽性と光沢、透明感、鮮明性に優れた外観を有する繊維製品を提供しうるものである。またその特性から、夏物衣料用素材として性能を発揮することを可能とするものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
『アクリル繊維』
本発明のアクリル繊維を構成するアクリロニトリル系重合体は、少なくとも８５重量％以上のアクリロニトリル単位を含有することが好ましい。アクリロニトリル単位の含有率が８５重量％未満の場合は、衣料用途の繊維として必要な物性、特徴を欠くことがある。アクリロニトリル系重合体を構成するアクリロニトリル以外の単量体としては、アクリル酸、メタクリル酸、及びそれらの誘導体、酢酸ビニル、アクリルアミド、メタクリルアミド、塩化ビニル、塩化ビニリデン、さらに目的によってはビニルベンゼンスルホン酸ソーダ、メタリルスルホン酸ソーダ、アクリルアミドメチルプロパンスルホン酸ソーダ等のイオン性不飽和単量体を用いることができる。
【００１３】
『ルチル型酸化チタン』
本発明における紫外線遮蔽物質としては、平均粒径が８０ｎｍ以下、好ましくは、３０ｎｍ〜８０ｎｍの範囲にあるルチル型結晶構造である酸化チタンである。平均粒径を８０ｎｍ以下とすることで、紫外線遮蔽性と光沢感の維持の両立が可能となる。平均粒径が３０ｎｍ未満では、紫外線遮蔽性と光沢感の両立は可能であるが、酸化チタンが凝集しやすくなる上、一般的な分散設備を用いた分散が困難となるため製造法上好ましくない。
【００１４】
ところで、平均粒径が８０ｎｍ以下であればアナターゼ型の酸化チタンを用いた場合であっても優れた紫外線遮蔽性と光沢感を得ることは可能であるが、光触媒活性も高くなるため着色や強度低下などといった問題を引き起こしやすい。
【００１５】
『ルチル型酸化チタンの含有量』
本発明における繊維中のルチル型酸化チタンの含有率は、１〜３重量％であることが、繊維の劣化を抑え、紫外線遮蔽性と光沢感を両立し得る上で必要である。１重量％未満においては、優れた光沢感を得ることはできるが十分な紫外線遮蔽性を得ることができない。一方、３重量％を超えた場合は、優れた紫外線遮蔽性と光沢は得られるが、光触媒作用により繊維が劣化しやすい上、製造コストも高くなるため好ましくない。
【００１６】
『アクリル繊維の断面形状・表面形態』
本発明のアクリル繊維の断面形状は、特に制限されるものではなく、丸断面のほか、楕円、扁平、三葉、六葉、三角、Y字、そら豆、中空等の断面形状でもなんら問題はない。本発明のアクリル繊維の表面形態は、平滑であることが光沢感の得るため望ましいが、４５度入射時の光沢度が３０以上あれば皺が形成されていても問題はない。
【００１７】
『光沢度』
本発明のアクリル繊維の光沢度は、繊維軸方向に対して、光が入射角４５度での光沢度が３０以上であることが必要である。光沢度が３０未満では、衣料用素材として十分な差別化を行うことが困難となる。
【００１８】
本発明のアクリル繊維は、波長２８０〜３２０ｎｍの中波長紫外線（ＵＶ−Ｂ）遮蔽性が９０％以上であり、波長３２０〜４００ｎｍの長波長紫外線（ＵＶ−Ａ）遮蔽性が６０％以上であることが好ましい。ＵＶ−Ｂ領域の紫外線遮蔽率が９０％未満、ＵＶ−Ａ領域の紫外線遮蔽率が６０％未満の場合は、紫外線を遮蔽可能な夏物衣料として加工するためにはさらに高目付けで製造する必要があり、重量感とベタツキ感を生じさせる製品となりやすい。
【００１９】
また、波長４００〜７００ｎｍの可視光透過率は、５０％以上であることが好ましい。５０％未満では、いわゆるダル調の製品に近くなり、本発明の目的とする光沢感を維持したアクリル繊維が得られづらい。
【００２０】
本発明のアクリル繊維を用いて製造された布帛は、優れた紫外線遮蔽性能を有する上に光沢感を有し、透明感や鮮明性に優れているため、衣料用素材に広く用いることが可能となる。
【００２１】
『強度』
本発明のアクリル繊維は、後工程での工程通過性の良くする上で、強度が２ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、伸度が１５％以上であることが必要である。強度が２ｃＮ／ｄｔｅｘ未満では後工程での毛羽、糸切れが発生しやすく問題となる。
【００２２】
また、伸度が１５％未満の場合も同じく後工程通過性に問題が生じる。
【００２３】
『製造方法』
＜溶媒＞
本発明に使用される紡糸原液の溶媒は、アクリロニトリル系重合体を溶解できる溶媒であれば特に限定されるものではなく、例えば、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等が挙げられる。また、紡糸原液中のアクリロニトリル系共重合体の固形分濃度は、溶媒の種類、重合体の重合度、組成比等により好適な範囲は異なるが、おおむね２０〜２８質量％であればよい。固形分濃度が２０質量％未満の場合は、紡出性が著しく悪化するため好ましくなく、一方２８質量％を超えると紡糸原液の経時安定性が悪くなり紡糸性が低下するので好ましくない。
【００２４】
＜紡糸方法＞
本発明の繊維の製造方法は本発明の目的を達成できる方法であれば特に限定されず、湿式紡糸、乾湿式紡糸、乾式紡糸法などを取ることが可能であるが、一般的に湿式紡糸法か乾湿式紡糸法が用いられる。
【００２５】
＜紡糸口金＞
紡糸原液は紡糸口金を通じて、紡糸原液の溶媒と水を主とする紡糸凝固浴に導かれる。紡糸凝固浴条件は特に限定されないが、例えば溶剤としてジメチルアセトアミドを用いた場合、紡糸凝固浴としては、温度０〜４５℃、溶剤濃度１０〜７５％が好ましい。得られた凝固糸は本発明記載の方法、及び、公知の方法で延伸、洗浄、乾燥、熱緩和処理を施し、バランスのとれた力学特性を付与した本発明のアクリル繊維が得られる。
【実施例】
【００２６】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。
【００２７】
[紫外線遮蔽性の測定]
日立製作所製Ｕ−３４００型分光光度計を用いて、３００〜４００ｎｍの波長領域を波長スキャン速度１２０ｎｍ／分で、付属設備として直径６０ｍｍの積分球を用い光透過率を測定した。３００〜３２０ｎｍの領域をＵＶ−Ｂ、３２０〜４００ｎｍの領域をＵＶ−Ａとし、次式により紫外線遮蔽性を求めた。
【００２８】
ＵＶ−Ａ遮蔽性（％）＝１００−ＵＡ
ＵＶ−Ｂ遮蔽率（％）＝１００−ＵＢ
ただし、ＵＡ＝波長３２０〜４００ｎｍの領域の光透過率の平均値であり、ＵＢ＝波長３００〜３２０ｎｍの領域の光透過率の平均値である。
【００２９】
[可視光透過率の測定]
紫外線遮蔽性の測定と同様の装置にて、波長４００〜７００ｎｍの領域の光透過率を測定しその平均値で求めた。
【００３０】
[光沢度の測定]
ＪＩＳ−Ｚ８７４１（鏡面光沢度測定法）に準拠して行った。測定は、アクリル板に２．８本／ｍｍの密度になるようにトラバースさせながら、張力０．３ｇ／ｄｔｅｘで５往復試料原糸を巻きつけたカード巻きを作成し、変角光沢計ＶＧＳ−３００Ａ（日本電色工業株式会社製）を用いて繊維軸方向に対する４５°鏡面光沢について測定した。測定は５点実施し、その平均値を求めた。
【００３１】
[耐光性]
ＪＩＳ−Ｌ１０１３−８．２１（化学繊維フィラメント糸試験法  耐光性）に準拠して、紫外線照射前後の強度保持率を求めた。９０％以上の保持率を示すものを良好と認めた。暴露試験は、６３℃±３℃、２００時間の条件にてスガ試験機器製紫外線ロングライフフェードメーターＦＡＬ−５を用いておこなった。
【００３２】
[平均粒径の測定]
操作型電子顕微鏡画像から求めた。任意の単繊維５本を観察し、その断面中の酸化チタン粒子の粒径を計測し平均値を求めた。
【００３３】
[強伸度の測定]
ＪＩＳ−Ｌ１０１３−８．５（引張強さ及び伸び率）に準拠して求めた。測定は、ＯＲＩＥＮＴＥＣ社製ＲＴＭ−１００を用いて測定した。
【００３４】
（実施例１）
アクリロニトリル単位９３重量％、酢酸ビニル単位６重量％、スチレンスルホン酸ナトリウム単位１重量%からなるアクリロニトリル系共重合体を固形分濃度２６質量％となるようにジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）に溶解し、アクリロニトリル系共重合体溶液を得た。
【００３５】
このアクリロニトリル系共重合体溶液に、ＤＭＡｃに平均粒径４８ｎｍのルチル型酸化チタンを２０質量％含有・分散した分散液を、最終のアクリル繊維中のルチル型酸化チタン含有率が１．５質量％となるように添加し紡糸原液とした。この紡糸原液を孔径０．１５ｍｍ、孔数６０個のノズルから空気層を介して、４０℃の７３質量％のジメチルアセトアミド水溶液を満たした凝固浴に吐出した。この後、水洗、沸水中での３倍延伸、乾燥後更に乾熱状態で２倍延伸を行い、引き続き熱板緩和を施して単繊維繊度が２．８ｄｔｅｘであるアクリル系原糸を得た。得られた原糸について、光沢度、強伸度、耐光性について測定した。さらにこの原糸を３ｍｍ長に切断し、ポリビニルアルコール繊維をバインダーとしアクリル繊維９０質量％、ポリビニルアルコール繊維１０質量％の割合で目付け５０ｇ／ｍ２の抄紙を作製し、評価結果を表１に示した。
【００３６】
（実施例２、比較例１）
ルチル型酸化チタンを平均粒径７２ｎｍ（実施例２）、同４００ｎｍ（比較例１）のルチル型酸化チタンに代えた以外は実施例１と同様に操作し紙を得た。評価結果を表１に示した。
【００３７】
（比較例２）
アクリロニトリル系共重合体溶液の固形分濃度を１５質量％、沸水中での延伸倍率を２．２倍、乾燥後の乾熱延伸を１．６倍とした以外は、実施例２と同様にして、単繊維繊度２．８ｄｔｅｘのアクリル繊維を得た。これを実施例１と同様に操作して、紙を得た。評価結果を表１に示した。
【表１】
2006200062.tif 000002
（実施例３および比較例３〜５）
【００３８】
ルチル型酸化チタンを２０質量％含有・分散した分散液の添加量をかえて、最終のアクリル繊維中のルチル型酸化チタン含有率が、それぞれ０質量％（比較例３）、０．７（比較例４）、１質量％（実施例３）、８質量％（比較例５）となるように変更した以外は、実施例１と同様にして、紙を得た。評価結果を表２に示した。
【表２】
2006200062.tif 000003