(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電率１０−３Ｓ／ｃｍ以上の導電性微粒子を５０体積％以上８０体積％以下含有するアクリロニトリル系ポリマーからなる芯部とアクリロニトリル系ポリマーからなる鞘部より構成され、繊維中に前記導電性微粒子を５質量％以上１５質量％以下含有し、印加電圧１０００Ｖ下での単繊維電気抵抗平値が１．３×１０５Ｍ・Ω以下であり、かつ、繊維の結節強度［ＤＫＳ（ｃＮ／ｄｔｅｘ）］と結節伸度［ＤＫＥ（％）］の積の値が１０以上３５以下である導電性アクリル系繊維の製造方法であって、アクリロニトリル系ポリマーを有機溶剤に溶解した鞘成分紡糸原液と、導電率１０−３Ｓ／ｃｍ以上の導電性微粒子およびアクリロ二トリル系ポリマーを質量比で４以上２０以下となるように調整した芯成分紡糸原液とを、アクリル系繊維中に前記導電性微粒子が５質量％以上１５質量％以下含有するように芯鞘型紡糸口金を用いて湿式紡糸し、６０℃以上の熱水中で、４．０倍以上５．５倍以下で延伸し、さらに、１０％以上２５％未満で緩和熱処理して得られる、導電性アクリル系繊維の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維製品に優れた制電性能と抗ピル性能、及び蓄熱性能を付与することのできる導電性アクリル系繊維に関する。
【背景技術】
【０００２】
アクリル系繊維は、柔軟なタッチ、保温性、形態安定性、耐光性、高染色性などに優れた特徴を有しており、ナイロン、ポリエステル繊維等の合成繊維と同様に、衣料製品、インテリア分野の繊維製品に多用されている。
しかし、アクリル系繊維を含む合成繊維は、一般的に電気絶縁性であるため、接触や摩擦により発生した静電気は、合成繊維から容易に漏洩しない。この静電気は、衣服のまとわりつき、汚れの付着、衣服着脱時の不快感等を発生するので、静電性能を有する繊維素材がかねてより要望されていた。
また、アクリル系繊維を使用した衣服、特にセーターやジャージ、インナーには、着用時にピリングが発生しやすいといった問題がありこの点についても改善が求められてきた。  静電性能を付与する方法としては、繊維表面に導電材料を後加工により付与する方法、繊維自身に導電材料を使用する方法、導電材料を繊維内部に練り込む方法など繊維自体に導電性能を付与させる種々の提案がなされている。特許文献１、特許文献２には、芯鞘複合紡糸を用い白色系の導電性微粒子を芯部に練り込んだ導電性芯鞘型複合繊維が開示されている。
いわゆる抗ピル性能を付与する方法としては、特許文献３などの様に繊維自体の物性を制御する方法などが数多く提案されている。
一方、近年、消費者の多機能化された繊維製品を要望する流れのなか、抗ピル性能と制電性能を併せもつ繊維製品の開発が望まれている。
上記特許文献１、特許文献２で開示されている導電性繊維の場合、製品に十分な導電性能を付与することは可能であるが、その反面、繊維製品の抗ピル性能を低下させてしまうという問題があった。    
【特許文献１】特開平８−３３７９２５号公報
【特許文献２】特開平９−３２４３２０号公報
【特許文献３】特開昭５７−１２１６１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、繊維製品に十分な制電性能と抗ピル性能、及び蓄熱性能を付与することが可能な導電性アクリル系繊維を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、導電率１０−３Ｓ／ｃｍ以上の導電性微粒子を５０体積％以上８０体積％以下含有するアクリロニトリル系ポリマーからなる芯部とアクリロニトリル系ポリマーからなる鞘部より構成され、繊維中に前記導電性微粒子を５質量％以上１５質量％以下含有し、印加電圧１０００Ｖ下での単繊維電気抵抗平値が１．３×１０５Ｍ・Ω以下であり、かつ、繊維の結節強度［ＤＫＳ（ｃＮ／ｄｔｅｘ）］と結節伸度［ＤＫＥ（％）］の積の値が１０以上３５以下である導電性アクリル系繊維の製造方法であって、アクリロニトリル系ポリマーを有機溶剤に溶解した鞘成分紡糸原液と、導電率１０−３Ｓ／ｃｍ以上の導電性微粒子およびアクリロ二トリル系ポリマーを質量比で４以上２０以下となるように調整した芯成分紡糸原液とを、アクリル系繊維中に前記導電性微粒子が５質量％以上１５質量％以下含有するように芯鞘型紡糸口金を用いて湿式紡糸し、６０℃以上の熱水中で、４．０倍以上５．５倍以下で延伸し、さらに、１０％以上２５％未満で緩和熱処理して得られる、導電性アクリル系繊維の製造方法を要旨とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明は、特にセーター、ジャージ、インナーなど衣料用途において、優れた制電性能と抗ピル性能、及び蓄熱性能を兼備した繊維製品を提供する事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】
【０００６】
以下に本発明を詳細に説明する。
本発明において、芯成分と鞘成分を構成するアクリロニトリル系ポリマーは、通常のアクリル系繊維の製造に用いられるアクリロニトリル系ポリマーであればよく、特に限定しない。芯成分と鞘成分を構成するアクリロニトリル系ポリマーは、同一組成であっても異なる組成であってもよいが、そのモノマーの構成は、少なくとも５０質量％のアクリロニトリルを含有していることが必要である。これによりアクリル系繊維本来の特性を発現することができる。アクリロニトリルと共重合するモノマーとしては、通常アクリル系繊維を構成するアクリロニトリル系ポリマーを構成するモノマーであれば特に限定しないが、例えばアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸２−ヒドロキシエチルなどに代表されるアクリル酸エステル類、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸イソプロピルなどに代表されるメタクリル酸エステル類、さらにアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、アクリルアミド、スチレン、ビニルトルエン、酢酸ビニル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル、臭化ビニリデン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデンなどが挙げられる。
また、アクリロニトリル系ポリマーにｐ−スルホフェニルメタリルエーテル、メタリルスルホン酸、アリルスルホン酸、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、及びこれらのアルカリ塩を共重合することは、染色性の改良のために好ましい。
【０００７】
本発明の導電性アクリル系繊維の芯部は、導電率１０−３Ｓ／ｃｍ以上の導電性微粒子を５０体積％以上８０体積％以下含有するアクリロニトリル系ポリマーからなる。含有量を５０体積％以上とすることにより、後述の抗ピル性付与条件で製造した際においても、そのアクリル系繊維中に導電性微粒子の連続相が形成される。また、８０体積％以下とすることにより安定した紡糸が可能で、十分な糸質が得られる。また、導電性アクリル繊維中に前記導電性微粒子が５質量％以上１５質量％以下含有することが必要である。含有量が５質量％以上とすることにより、芯部に目標とする導電性能を得るのに十分な導電性微粒子の連続相が安定して形成される。一方、含有量が１５質量％を超えると、抗ピル性付与の製造条件下では、繊維物性が低下するため、加工性不良となり、また、導電性アクリル系繊維の白度の点でも商品性が低下するため好ましくない。  導電率１０−３Ｓ／ｃｍ以上の導電性微粒子は、白度の高い金属酸化物であることが好ましく、この様な導電性微粒子としては、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム及び酸化錫または酸化亜鉛で表面を被覆した酸化チタンが挙げられる。
更に導電性を高める添加剤を併用する方法として、酸化錫、酸化インジウムに対して酸化アンチモンを、酸化亜鉛に対してアルミニウム、カリウム、イソジウム、ゲルマニウム、錫などの金属酸化物を併用する方法が挙げられる。
導電性微粒子の形態には、特に限定はないが、平均粒径が３μｍ以下であることが原液の濾過工程、紡糸工程の安定性から好ましい。
【０００８】
本発明の導電性アクリル系繊維は、印加電圧１０００Ｖ下での単繊維電気抵抗平値が１．３×１０５Ｍ・Ω以下が必要であり、１．０×１０５Ｍ・Ω以下であることがより好ましい。印加電圧１０００Ｖ下での単繊維電気抵抗平値が１．３×１０５Ｍ・Ω以下とすることで、導電性アクリル系繊維を繊維製品に少量混合するだけで十分な制電性能を付与することができる。１．３×１０５Ｍ・Ωを越える場合であっても、繊維製品に制電性を付与することは可能であるが、その場合、繊維製品中の導電性アクリル系繊維の混合率を高める必要があり、繊維製品の色調や風合いに悪影響を与える場合があり好ましくない。
【０００９】
更に、本発明の導電性アクリル系繊維は、その繊維の結節強度［ＤＫＳ（ｃＮ／ｄｔｅｘ）］と結節伸度［ＤＫＥ（％）］の積の値が１０以上３５以下であることが必要であり、１５以上３０以下であることがより好ましい。この結節強度と結節伸度の積の値は、繊維製品の抗ピル性付与するための指標であり、３５以下とすることにより、導電性アクリル系繊維を混紡した繊維製品に、目標とする抗ピル性能を付与する事ができる。１０以上とすることによりアクリル系繊維が脆くなり過ぎるのを抑え、紡績工程での折損によるフライ発生や脱落が抑えられる。特にこの値が１５以上３０以下の場合には、紡績工程、特にトウコンバーターでの加工性に優れるため、より好ましい。一方、この値が１０未満では、加工工程において、導電性アクリル繊維の脱落が顕著となり、製品の制電性能が低下する。
【００１０】
本発明の導電性アクリル系繊維の単繊維繊度は、特に制限はないが、衣料用途に用いる場合には、０．５ｄｔｅｘ以上４ｄｔｅｘ以下が好ましく、１．０ｄｔｅｘ以上３．３ｄｔｅｘ以下であることがさらに好ましい。
単繊維繊度が０．５ｄｔｅｘ以上とすることにより紡績工程でのネップ発生を抑えることができ、４ｄｔｅｘ以下とすることにより繊維製品の風合いを損ねることもない。
【００１１】
本発明の導電性アクリル系繊維は、例えば以下の製造方法で得ることができる。まず、鞘成分及び芯成分の紡糸原液を調整する。鞘成分の紡糸原液は、上記のアクリロニトリル系ポリマーを有機溶剤に溶解し調整する。一方、芯成分の紡糸原液は、上記の導電性微粒子と上記のアクリロニトリル系ポリマーを質量比で４以上２０以下となるように混合して有機溶剤に溶解し調整する。上記質量比を４以上にすることにより、導電性アクリル系繊維を後述の抗ピル性付与条件で製造した際においても、そのアクリル系繊維中に導電性微粒子の連続相が安定して形成される。一方、２０以下とすることにより紡糸を行うときに導電性微粒子の分散性を十分なものに保つとともに紡糸原液の曳糸性の低下を抑え、凝固糸引き取り時あるいは延伸時に芯部の破断の発生を抑制できる。この芯部の破断は、導電性アクリル系繊維の導電性を低下させる。
【００１２】
上記の各紡糸原液を調整するための有機溶剤は、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシドなどの有機溶剤を好ましく用いることができるが、特に限定されるものではない。アクリル系繊維の紡糸で一般的に用いられるその他の溶剤も選択することができる。
【００１３】
各紡糸原液の固形分濃度、温度は、特に制限はないが、固形分濃度が低過ぎると紡糸後の繊維中にボイドが発生しやすく、結果として繊維物性の低下と導電性能の低下を招く恐れがあるので、鞘成分の紡糸原液中の固形分濃度は５質量％以上であることが好ましく、また芯成分の紡糸原液中の固形分濃度は３０質量％以上であることが、芯部の導電パス形成の為、好ましい。
【００１４】
次に、準備した鞘成分、芯成分の紡糸原液を、芯鞘型紡糸口金を用いて、導電性アクリル系繊維中に含まれる導電性微粒子の含有量が５質量％以上１５質量％以下となるように鞘部と芯部の比率を設定し、溶剤と水からなる凝固浴中に吐出して繊維化する。５質量％以上とすることにより、後述する抗ピル性付与に必要な延伸、緩和条件下においても、芯部に、目標とする導電性能を得るのに十分な導電性微粒子の連続相が形成される。一方、導電性微粒子の含有量が１５質量％を超えると、抗ピル性付与の製造条件下では、繊維物性が低下するため、加工性不良となり、また、導電性アクリル系繊維の繊維白度の点でも商品性が低下するので、好ましくない。
【００１５】
上記凝固浴の溶剤濃度、温度に特に制限はないが、溶剤濃度は２０質量％以上６０質量％以下、温度は３０℃以上５５℃以下であることが好ましい。
凝固浴の溶剤濃度を２０質量％以上とすることで、紡糸安定性を一定のレベルに保つことができる。また６０質量％を超えると、凝固速度が遅く、単繊維間の接着が発生しやすくなる為、好ましくない。
凝固浴の温度を３０℃以上とすれば、安定した紡糸性が得られるが、５５℃を超えると、アクリル系繊維が脆くなり、繊維物性の低下を招くので、好ましくない。
【００１６】
凝固浴を出た糸条は、６０℃以上の熱水中で、４．０倍以上５．５倍以下で延伸されるとともに洗浄脱溶媒され、引き続き、油剤付与、乾燥工程を施した後に緩和処理が施される。延伸倍率が４．０倍以上であれば、紡績等の加工に対して十分な繊維物性のアクリル系繊維が得られるが、一方、５．５倍を超えると、抗ピル性が低下するので好ましくない。
また、乾燥、緩和熱処理は、従来アクリル系繊維の製造に用いられる、熱ロールやネットプロセスによる乾燥とアニール、熱板緩和、スチーム緩和といった緩和方法を単独または組み合わせて行うことができる。緩和熱処理における収縮率は、抗ピル性と導電性能を両立させるためには１０％以上２５％未満とすることが必要である。収縮率が、１０％未満であれば、導電性が不充分となり、２５％以上であれば、抗ピル性が低下する。
【００１７】
本発明の紡績糸は、本発明の導電性アクリル系繊維を１質量％以上１５質量％以下と他の繊維８５質量％以上９９質量％以下から構成される。
導電性アクリル系繊維を１質量％以上とすれば、繊維製品に十分な制電性能を付与することができ、１５質量％以下とすることで繊維製品の色調や風合いを損ねることはない。
混紡する他の繊維としては、通常のアクリル系繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、レーヨンなどの化学繊維、綿、ウール、シルク等の天然繊維が上げられ、特に制限はない。
また、本発明の紡績糸より得られる編地の摩擦耐電圧は、３０００Ｖ以下である。これにより静電気を原因とする衣類のまとわりつき、汚れの付着、衣服着脱時の不快感等の従来の問題を解決することができる。
更に、本発明の紡績糸は、その抗ピル性能が３級以上、好ましくは３．５級以上の抗ピル性を有する。抗ピル性が３級以上であることにより、本発明の紡績糸を用いた繊維製品に、実用面で十分な抗ピル性能を付与することができる。尚、本発明での抗ピル性は  ＪＩＳ  Ｌ１０７６  Ａ法に従って測定された値である。
また本発明の紡績糸は、紡績糸中の導電性微粒子の含有量が０．５質量％以上となるように本発明の導電性アクリル系繊維を混紡することで、繊維製品に実用的な蓄熱性能を付与することが可能である。ここで言う繊維製品に実用的な蓄熱性能とは、下記の方法で測定した蓄熱量ΔＴが３℃以上であることを指し、冬場の繊維製品の使用環境を想定すると、５℃以上であることがより好ましい。
『蓄熱量ΔＴの測定方法』
（１） 導電性アクリル系繊維を含有する紡績糸Ａからなる編地Ａ（１５×１５ｃｍ）と、比較対照品として一般のアクリル系繊維からなる紡績糸Ｂからなる編地Ｂ（１５×１５ｃｍ）を作成する。
（２） 温度２２℃、湿度６５％環境下で、上記編地Ａおよび編地Ｂに照射距離３０ｃｍとして３００Ｗのアイランプの光を１０分間照射し、各々の表面温度を測定する。
（３） １０分後の編地Ａの表面温度をＴａ、編地Ｂの表面温度をＴｂとし、その差をΔＴ、即ち  ΔＴ＝Ｔａ−Ｔｂを、紡績糸Ａの蓄熱量ΔＴとした。
【実施例】
【００１８】
以下、本発明の導電性アクリル系繊維のより具体的な実施形態として、実施例を挙げて詳細に説明する。
なお、実施例において、単繊維電気抵抗値、摩擦帯電圧の測定、結節強度、結節伸度、抗ピル性など特性値は、以下の方法で測定を実施した。
【００１９】
（単繊維の電気抵抗値の測定法）
得られた導電性アクリル系繊維を正確に１ｃｍ離して銀ペースト（藤倉化成株式会社製ドータイト）により金属端子に接着した。
この金属端子間に温度２０℃、相対湿度４０ＲＨ％の雰囲気において１０００Ｖの直流電圧を印加し、金属端子間の抵抗値を測定した（東亜電波株式会社製ＳＭ−８２１０）。
【００２０】
（編地の摩擦帯電圧測定法）
得られた導電性アクリル系繊維と市販のアクリル系繊維とを用いて紡績糸を形成し、その紡績糸で１６ゲージの天竺編地を作製した。得られた天竺編地を用いてＪＩＳ−Ｌ−１０９４−１９８０に定められている摩擦帯電圧測定法に基づいて、温度２０℃、相対湿度４０ＲＨ％の雰囲気にて摩擦帯電圧の測定を行った。
【００２１】
（編地の蓄熱性能評価）
各サンプルを混紡して得られる紡績糸で、１６ゲージの天竺編地を作製しその編地を15×15ｃｍ角の測定試料とする。その試料を、先述の方法にて、蓄熱量ΔTを測定した。
（使用ランプ  岩崎電気株式会社製  リフレクターフラッド写真用散光形  ＰＲＦ３００Ｗ）
【００２２】
（繊維の結節強度、結節伸度）
ＪＩＳ  Ｌ１０１５の方法に従って測定した。
【００２３】
（抗ピル性）
１６ゲージの天竺編地を、ＪＩＳ  Ｌ１０７６  Ａ法に従って測定した。
【００２４】
(トウカッティング性評価)
得られた導電性アクリル系繊維の１００ｋｔｅｘトウをトウコンバーター機（SEYDEL社製SEYDEL682）を用い、トータル延伸倍率4.0倍、処理速度200m/minにて処理を行った。
【００２５】
（鞘成分の紡糸原液の調整）
鞘成分の紡糸原液（ａ１）として、アクリロニトリル単位９４質量％、アクリル酸メチル単位５．５質量％、メチルスルホン酸ナトリウム単位０．５質量％からなるアクリロニトリル系ポリマーを、固形分濃度が２０質量％となるようにジメチルアセトアミドに溶解した有機溶剤溶液を作製した。
鞘成分の紡糸原液（ａ２）として、アクリロニトリル単位９３質量％、酢酸ビニル単位７質量％からなるアクリロニトリル系ポリマーを、固形分濃度が２０質量％となるようにジメチルアセトアミドに溶解した有機溶剤溶液を作製した。
【００２６】
（芯成分の紡糸原液の調整）
アクリロニトリル単位９３質量％、酢酸ビニル単位７質量％からなるアクリロニトリル系ポリマーと、導電性酸化チタン微粒子（石原産業株式会社製ＥＴ−５００Ｗ：粒径０．２〜０．３μｍ、導電率０．４Ｓ／ｃｍ）と、ジメチルアセトアミドとを固形分濃度、導電性酸化チタン微粒子とアクリロニトリル系ポリマーとの質量比（Ａ）／（Ｂ）がそれぞれ表１に示す値となるように混合することによって、２種類の紡糸原液（ｂ１、ｂ２）を得た。
【００２７】
【表１】
0004773849.tif 000002
【００２８】
（実施例１〜７、比較例１〜６）
鞘成分の紡糸原液ａ１、ａ２と、芯成分の紡糸原液ｂ１、ｂ２とを、表２に示した組み合わせで以下の条件で紡糸し、導電性アクリル系繊維を得た。得られた導電性アクリル系繊維の評価結果を表３に示した。
鞘成分の紡糸原液と芯成分の紡糸原液とを、孔数が５０００、孔径φが０．０７ｍｍの芯鞘型紡糸口金により、導電性アクリル系繊維中の導電性酸化チタン微粒子の含有量が表２に示す値となるようにそれぞれ芯部と鞘部の比率を設定して、表２に示す紡糸条件にて凝固、９５℃の熱水中での延伸、脱溶剤、油剤付与、乾燥緻密化の各処理を施した後、熱収縮処理にて加圧水蒸気下、表２に示す温度で熱収縮させることにより、単繊維繊度４．０ｄｔｅｘの導電性アクリル繊維を製造した。
【００２９】
【表２】
0004773849.tif 000003
【００３０】
【表３】
0004773849.tif 000004
【００３１】
（実施例８〜１５、比較例７〜１３）
また、実施例１、２、比較例２、４、５にて得られた繊維を７６ｍｍのカット綿とし、単繊維繊度３．３ｄｔｅｘの市販のアクリル系繊維（三菱レイヨン株式会社製  Ｈ６１５  カット長７６ｍｍ）およびウール（６４ｓ）を、表４に示す質量比率で混綿してメートル番手４８番単糸の紡績糸を作成し、得られた紡績糸を用いて１６ゲージの天竺編地を作製した。その後、作製した各天竺編地に対して、上記で説明した摩擦帯電圧測定および抗ピル性を評価した。その結果を表４に示した
【００３２】
【表４】
0004773849.tif 000005
【００３３】
表４に示したように、本発明の導電性アクリル系繊維は、繊維製品に優れた制電性、及び抗ピル性能を付与することができる。
（実施例１６〜１９、比較例１４〜１８）
また、実施例１、２、にて得られた繊維を７６ｍｍにカット綿とし、単繊維繊度３．３ｄｔｅｘの市販のアクリル系繊維（三菱レイヨン株式会社製  Ｈ６１５  カット長７６ｍｍ）およびウール（６４ｓ）を、表４に示す質量比率で、混綿してメートル番手３２番単糸の紡績糸を作成し、得られた紡績糸を用いて１２ゲージの天竺編地を作製した。また、単繊維繊度３．３ｄｔｅｘ市販のアクリル系繊維（三菱レイヨン株式会社製  Ｖ１７  カット長７６ｍｍ）１００％からなるメートル番手３２番単糸の紡績糸を用いて１２ゲージの天竺編地を作製し、これを比較対照品として上記で説明した蓄熱性の評価を実施した。
【００３４】
【表５】
0004773849.tif 000006
【００３５】
表５に示したように、導電性微粒子を０．５質量％以上含有するように本発明の導電性アクリル系繊維を混紡した繊維製品は、優れた蓄熱性を有することが確認できる。
【００３６】
（実施例２０〜２１、比較例１９〜２０）
実施例１、２および比較例５、６で得られた繊維を１００Ｋｔｅｘの繊維束（トウ）とし、トウコンバーター（SEYDEL社製：SEYDEL682）による処理を行い、カッティング性（カット時のフライ発生量、糸切れ、ネップ発生状況の目視判定）について評価した。その結果を表５に示す。
【表６】
0004773849.tif 000007
【００３７】
表６に示したように、本発明の導電性アクリル系繊維は比較品に比べ、トウコンバーターでのカッティング性に非常に優れた特性を示すことがわかる。