(57)【要約】      （修正有）【課題】軽量性、保温性、吸湿性に富んだアクリル繊維を複雑な紡糸方法に拠らず、かつ高い熱的安定性、捲縮保持性を有しつつ安定して提供すること。【解決手段】繊維軸断面に複数かつランダムに繊維軸方向に連続した空隙(ポーラス)を有し、かつ単繊維表面の一部に繊維軸方向に連続した凸部および凹部を交互に有する櫛目形状を有することを特徴とするアクリル繊維、および９０モル％以上のアクリルニトリルと１０モル％以下の不飽和ビニル化合物との共重合体を有機溶媒に溶解せしめた溶液にポリエーテルエステルブロックポリマーを有機溶媒に溶解せしめた溶液とを混合してグラフト重合せしめた溶液を紡糸原液として湿式紡糸法にて紡糸して繊維を得、該繊維をその後アルカリ溶液に接触させるアクリル繊維の製造方法。【選択図】図１
2007231449.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維軸断面に複数かつランダムに繊維軸方向に連続した空隙(ポーラス)を有し、かつ単繊維表面の一部に繊維軸方向に連続した凸部および凹部を交互に有する櫛目形状を有することを特徴とするアクリル繊維。
【請求項２】
繊維の空隙率が、１〜３０％であることを特徴とする請求項１に記載のアクリル繊維。
【請求項３】
９０モル％以上のアクリルニトリルと１０モル％以下の不飽和ビニル化合物との共重合体を有機溶媒に溶解せしめた溶液にポリエーテルエステルブロックポリマーを有機溶媒に溶解せしめた溶液とを混合してグラフト重合せしめた溶液を紡糸原液として湿式紡糸を行い、得られた繊維をアルカリ水溶液中に浸漬・撹拌させることを特徴とする請求項１記載アクリル繊維の製造方法。
【請求項４】
請求項１または２に記載のアクリル繊維からなる繊維製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軽量性、保温性、吸湿性に優れ、かつ高次加工性が良好で安定した製造が可能であるアクリル繊維及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アクリル繊維は、発色性、嵩高性に優れ、衣料分野を始め、装身具分野、インテリア分野等に広く用いられている。近年、消費者のアクリル繊維に対する更なる快適志向に対し軽量性、保温性、吸湿性の付与を目的とした試みが多数なされてきた。例えば、芯部と鞘部で異なるポリマーあるいは共重合成分を異にしたポリマーを使用して芯鞘紡糸を行い、製造工程にて芯部と鞘部が界面剥離することで、中空部を形成することが提案された（特許文献１、２、３）。また紡糸原液に酢酸セルロース、ポリアルキレンオキサイド等をを添加し、紡出後、延伸工程でポリマー間に相分離を起こし、ミクロボイドを形成することが提案された（特許文献４，５）。しかし、芯鞘紡糸による方法では、ポリマー間の高度な粘度調整が要求される上、芯鞘構造の特性上、良好な紡糸性を得る為には紡糸口金のホール数が制限される。さらにミクロボイドを紡糸工程で形成する方法では、ミクロボイドが熱的に不安定な為、乾燥、捲縮付与時において十分な高温処理が行えない。これにより、得られる繊維の形態安定性、捲縮保持性が懸念される。これを改善する為にチオシアン酸塩水溶液を溶剤とする方法（特許文献６）が提案されたが、溶媒の回収工程が煩雑となる。
【特許文献１】特開平７−７０８２４号公報（特許請求の範囲）
【特許文献２】特開２００２−１３０２９号公報（特許請求の範囲）
【特許文献３】特開平７−９０７２１号公報（特許請求の範囲）
【特許文献４】特公昭６０−１１１２４号公報（特許請求の範囲）
【特許文献５】特公昭５９−５３３６５号公報（特許請求の範囲）
【特許文献６】特開平１０−２７３８２１号公報（特許請求の範囲）
【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、繊維機能性として軽量性、保温性、吸湿性を付与した新規なアクリル繊維を提供することであり、さらに該繊維を特殊な紡糸方法に拠らず、かつ安定して製造することが可能である方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明者らは、紡糸原液にアルカリ溶出性ポリマーを添加、撹拌・分散させた後に紡出する事で得られた繊維を高次加工段階でのアルカリ処理により、添加ポリマーを溶出させることで、繊維形状に特殊な空隙（ポーラス）が形成されることを見いだした。これにより軽量性、保温性、吸湿性に富んだアクリル繊維が得られることも見出した。
【０００５】
すなわち、本発明は、繊維軸断面に複数かつランダムに繊維軸方向に連続した空隙(ポーラス)を有し、かつ単繊維表面の一部に繊維軸方向に連続した凸部および凹部を交互に有する櫛目形状を有することを特徴とするアクリル繊維であり、さらに、９０モル％以上のアクリルニトリルと１０モル％以下の不飽和ビニル化合物との共重合体を有機溶媒に溶解せしめた溶液にポリエーテルエステルブロックポリマーを同有機溶媒に溶解せしめた溶液とを混合してグラフト重合せしめた溶液を紡糸原液として湿式紡糸法にて紡糸して繊維を得、該繊維をその後アルカリ溶液に接触させることを特徴とする請求項１記載アクリル繊維の製造方法である。
【発明の効果】
【０００６】
かくして本発明によれば、高い空隙率から軽量性、保温性、吸湿性に富んだアクリル繊維を複雑な紡糸方法によらず、かつ安定して得ることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明のアクリル繊維は９０モル％以上のアクリルニトリルと１０モル％以下の不飽和ビニル化合物との共重合体を有機溶媒に溶解せしめた溶液にポリエーテルエステルブロックポリマーを混合してグラフト重合せしめた溶液を紡糸原液として湿式紡糸法にて紡糸することによって得られる。
【０００８】
すなわち本発明のアクリル繊維はアクリルポリマーにアルカリ溶出性ポリマーを添加することで得られる。本発明で使用するアクリルポリマーは、少なくとも９０モル％のアクリルニトリル（以下ＡＮという）からなる重合体で、１０モル％以内で他の共重合性不飽和ビニル化合物と共重合可能である。共重合せず単独の重合体も使用可能である。
【０００９】
ＡＮ系重合体中に含まれる共重合成分としては、アクリル酸，メタクリル酸又はこれらのエステル類、アクリルアミド、メタクリルアミド、酢酸ビニル、塩化ビニル、塩化ビニリデンおよびビニルスルホン酸、アクリルスルホン酸，メタリルスルホン酸，Ｐ−スチレンスルホン酸などの不飽和スルホン酸又はこれらの塩類などの酸性モノマなどが挙げられる。スルホン酸基を有するビニルモノマの共重合率は通常０．２〜０．７モル％、好ましくは０．３〜０．５モル％がよい。０．２モル％未満では染色性が不良であり一方０．７モル％をこえると延伸性の低下、或いは単糸間の膠着を生じ易くなる。また中性単量体の共重合率は、通常２〜７モル％、好ましくは３〜６モル％がよい。
【００１０】
本発明で使用するアクリルポリマーの重合方法は懸濁重合法，乳化重合法，溶液重合法等のうちいずれでも良いが、その効果が有機溶媒のジメチルスルホキシド（以下ＤＭＳＯという）系湿式紡糸において特に顕著であることから重合方法もＤＭＳＯを使った溶液重合が好ましい。
【００１１】
本発明にて使用するアルカリ溶出性ポリマーは、ＡＮのグラフト重合が可能であれば特に限定されるものではないが、アルカリ溶出性ポリマーとしてはポリエーテルエステルを選択することが好ましい。ポリエステル成分としては、アジピン酸、アゼライン酸、エチレングリコールからなるエステル化合物、ポリエーテル成分としては、ポリエチレングリコールが例として挙げられる。ポリエーテルエステルはブロックポリマーとなっていることが好ましい。これらの２成分から成る重合物をＡＮ系重合体と同じ有機溶媒中に溶解させ、ＡＮを添加混合して、グラフト重合を行う。このように得られた重合液にはＡＮ系重合体が共存する。かかる重合液を紡糸原液とする。このときのポリエーテルエステルブロックポリマー添加量としては、紡糸原液全体に対し、５〜４０重量％、好ましくは２５〜３０重量％が良い。
【００１２】
ポリエーテルエステルブロックポリマーに有機溶媒中にて、アクリロニトリルをグラフト重合させることで、水凝固性を付与することができる。これによりポリエーテルエステルブロックポリマーが凝固浴中で溶出すること無く、また製造工程中でミクロボイドを発生すること無く、アクリル共重合体とともに繊維形状の形成が可能となる。
【００１３】
紡糸原液としての重合体濃度は２０〜２５重量％が望ましい。重合体濃度が２０重量％より少ないと得られる繊維が失透し光沢が失われるとともに発色性低下をきたす。一方重合体濃度が２５重量％をこえると紡糸性が著しく悪化する。かくして調製された紡糸原液は、通常の湿式紡糸装置を使用して紡糸される。なお、紡糸浴としてはＤＭＳＯ、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等の有機溶媒、特にＤＭＳＯ水溶液が好ましい。
【００１４】
紡糸原液をＤＭＳＯ水溶液中に紡出する際、紡糸ドラフトは通常１．５〜２．２の範囲が用いられ、好ましくは１．７５〜２．０５である。紡糸ドラフトが１．５未満であると口金から引取ローラーまでの糸が弛み、凝固浴液の乱流で糸が揺れ口金面で糸が切れるので好ましくなく、紡糸ドラフトが２．２を超えると糸が張りすぎ口金面で糸が切れるので好ましくない。
【００１５】
凝固浴濃度としては５５〜７５重量％，好ましくは５７〜６５重量％の前記溶媒を含有する高濃度浴が望ましい。又、凝固浴温度としては一般に３０〜５０℃，好ましくは３５〜４５℃の温度範囲である。凝固浴濃度が高いところでは凝固浴温度を相対的に低目に設定することで、繊維断面が真円に近いものが得られ易く、表面平滑性が良好になる。繊維の断面形状についても特に限定されることはなく、異形断面であってもよい。
【００１６】
上記凝固浴条件に加えて、原液温度を６０〜９０℃、好ましくは７０〜８０℃、紡糸ドラフトを１．７５〜２．０５の範囲にすることが好ましい。かくして調製された凝固糸条はＤＭＳＯ水溶液中で、３．５〜５倍、好ましくは４．０〜４．５倍に延伸される。この延伸倍率が３．５倍より小さいと紡糸操業性が低下する。延伸された糸条は温水、例えば４０〜６０℃の水中で該糸条中に含まれている溶媒を除去した後、１５０℃以上、好ましくは１５５〜１６５℃の乾熱下、収縮率５％以下、好ましくは０〜３％の収縮率に保ちながら、乾燥・緻密化緊張熱処理が施される。加えて緻密化処理した繊維を少なくとも１６０℃以上で無緊張熱処理をすることで、収縮による糸条間の絡みが低減され、ピリングの発生を抑制する。なお、乾燥緻密化と無緊張熱処理は、通常分離せずに熱風乾燥機で行われるが、分離して無緊張熱処理工程を追加する方法を用いてもよい。
【００１７】
その後は、捲縮付与・熱セット・乾燥を経て任意長にカットまたはトウとしてアクリル繊維が得られる。得られた繊維は、高次加工にてアルカリ水溶液に浸漬・撹拌させ、アルカリ可溶分を溶出させる。これをアルカリ処理という。高次加工におけるアルカリ処理はカットまたはトウ状など、アクリル繊維の形状による制約は受けない。
【００１８】
アルカリ処理の条件としては、０．０３〜６．０ｗｔ％ＮａＯＨ水溶液中で、温度３０〜９０℃、処理時間１０〜１８０分、好ましくは０．３ｗｔ％ＮａＯＨ水溶液、温度６０℃、処理時間６０分程度が良い。アルカリ濃度が濃いとアクリル繊維の黄変が懸念される。温度が高い場合、また処理時間が長い場合についても同様である。
【００１９】
処理後は１０分程水洗した後、風乾させることで空隙（ポーラス）率１５〜２５％を有する軽量性、保温性、吸湿性に富んだアクリル繊維が得られる。
【００２０】
かくして本発明の繊維が得られる。本発明の繊維は、繊維軸断面に複数かつランダムに繊維軸方向に連続した空隙(ポーラス)を有し、かつ単繊維表面の一部に繊維軸方向に連続した凸部および凹部を交互に有する櫛目形状を有することを特徴とする。すなわち、繊維軸すなわち長手方向に空隙(ポーラス)を有する。該空隙は繊維軸方向に沿って長く形成され、繊維軸断面に複数ありかつランダムに存在する。また、本発明の繊維は、短繊維の表面の一部に繊維軸方向に連続した凸部および凹部を交互に有する櫛目形状を形成している。この空隙と櫛目構造が相俟って優れた、軽量性、保温性、吸湿性を達成することができる。
【００２１】
また、本発明の繊維において、空隙率が１〜３０％であることが好ましい。ここで空隙率とは、繊維軸に垂直な断面写真から空隙部分の面積を算出し、全断面積に占める割合いを算出したものである。
【実施例】
【００２２】
以下、実施例及び比較例を示すことで本発明を具体的に説明するが、本発明は、これらに限定されるものではない。実施例及び比較例中の軽量性、保温性、吸湿性は次の方法に基づいて測定した。
【００２３】
軽量性
軽量性については、アルカリ処理前後の重量減量率により定量的に評価した。重量減量率の算出方法は下記の式に基づいて実施した。
重合減量率  ＝  （Ｍ１−Ｍ２）／Ｍ１  ×  １００
Ｍ１：アルカリ処理前の絶乾重量（ｇ）
Ｍ２：アルカリ処理後の絶乾重量（ｇ）
絶乾重量は、真空乾燥機（８０℃）にて８Ｈｒ乾燥させた重量とする。
【００２４】
空隙率
空隙率については、下記の式に基づいて算出した。
アルカリ処理後における本発明繊維の任意箇所における繊維軸に垂直な断面写真を撮影し（倍率３０００倍）、その写真における空隙部分の面積を図積分によりそれぞれ算出し、全断面積に占める割合を算出した。任意２０箇所におけるそれぞれの割合の平均を空隙率とした。
空隙率  ＝  Ａ  ／  Ｂ  ×１００
Ａ：図積分により算出した空隙部分の断面積
Ｂ：繊維軸に垂直な横断面積。
【００２５】
保温性
保温性については、クロー（ＣＬＯ）値により評価した。１ＣＬＯとは気温２１．２℃、湿度５０％、風速１０ｃｍ／ｓの大気中で、椅子に腰かけて安静にしている成人男子が、平均皮膚温３３℃の快適な状態を継続できるのに必要な衣服の熱抵抗値と定義されている。したがって、この数値が高いほど保温性に優れることを示す。試料サンプルはアルカリ処理後の本発明繊維を用いて作成した試料（該繊維と綿を８０：２０の割合で混綿・紡績することで得られた３０番手の紡績糸を用いて、作成した筒編み状の編み地、目付２１０ｇ/ｍ２）を使用し、精密迅速熱物性測定装置を用いてＣＬＯ値を測定した。
【００２６】
吸湿性
吸湿性については以下の式で定めた吸湿率（ΔＭＲ）を用いて定量的に評価した。保温性の評価に用いた同様の試料を使用した。
ΔＭＲ＝（Ｎ２−Ｎ１）／Ｎ０
Ｎ０：試料の絶乾重量（ｇ）
Ｎ１：２０℃×６５％ＲＨ雰囲気下での試料重量（ｇ）
Ｎ２：３０℃×９５％ＲＨ雰囲気下での試料重量（ｇ）。
【００２７】
実施例１
ＡＮの共重合成分として、アクリル酸メチル、メタリルスルホン酸ソーダを、モル比において９５．５／４．２／０．３の比率で混合し、それぞれＤＭＳＯ溶媒中に調製した。該液に重合開始剤を添加、重合条件に基づき温調を行い、重合させてＡＮ系重合体の重合原液Ａを得る。これとは別にアジピン酸、アゼライン酸、エチレングリコールからなるエステル化合物とポリエチレングリコールをＤＭＳＯ中に溶解させ、ＡＮとグラフト重合させることで、ポリエーテルエステルとＡＮの共重合原液Ｂを得た。ポリマー濃度２３％の重合原液Ａとポリマー濃度２２％の重合原液Ｂを８：２の割合で添加した。これによりポリマー濃度２２．８重量％の紡糸原液を得た。
【００２８】
得られた紡糸原液を濃度６５％、温度３５℃のＤＭＳＯ水溶液中に紡糸口金より吐出させ、常法に従って水洗、延伸、乾燥、熱処理を施して２．２ＤＴＥＸのアクリル繊維を得た。紡糸を実施するに際し、口金詰りや糸切れといったトラブルはなく、紡糸性は安定していた。得られた繊維を０．３ｗｔ％ＮａＯＨ水溶液の濃度の水酸化ナトリウム水溶液中に浸漬・撹拌してアルカリ処理することで、アルカリ易溶ポリマーが溶出する事で、繊維内部に空隙(ポーラス)を有する本発明繊維を得た。この繊維の形状の写真を図１に示す。この繊維の重量減率２３ｗｔ％であった。この繊維と綿を８０：２０の割合で混綿し、３０番手の紡績糸を得た。この紡績糸を用いて、表１に示す目付の筒編み地状の試料サンプルを作製し、重量減率、保温性、吸湿性を測定し、結果を表１に示す。
【００２９】
実施例２
実施例１で作成した重合原液Ａ及びＢを使用し、重合原液Ａのポリマー濃度を２２．４％として、原液Ｂのポリマー濃度を２０％として添加した。これによりポリマー濃度２１．５重量％の紡糸原液を得た。得られた紡糸原液を用いて、実施例１と同様の方法により、筒編み状の試料サンプルを作成し、表１に示す評価の測定をそれぞれ実施した。結果を表１に示す。
【００３０】
比較例１
ＡＮのみからなるアクリル繊維（繊度２．２ＤＴＥＸ）及び綿を８０：２０の割合で混綿し、３０番手の紡績糸を得た。この紡績糸を用いて、実施例１と同様にして筒編み地状の試料サンプルを作成し、表１に示す評価の測定をそれぞれ実施した。結果を表１に示す。
【００３１】
比較例２
ＰＥＴ繊維（繊度２．２ＤＴＥＸ）及び綿を８０：２０の割合で混綿し、３０番手の紡績糸を得る。この紡績糸を用いて、実施例１と同様にして筒編み地状の試料サンプルを作成し、表１に示す評価の測定をそれぞれ実施した。結果を表１に示す。
【００３２】
比較例３
綿を１００重量％使用した３０番手の紡績糸を用いて、実施例１と同様にして筒編み地状の試料サンプルを作成し、表１に示す評価の測定をそれぞれ実施した。結果を表１に示す。
【００３３】
【表１】
2007231449.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明の繊維より得られる編み地は、繊維が有する機能を具備することから、インナーウェア類、裏地類、資材類までの幅広い分野に適応可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】実施例１で製造したアクリル繊維の繊維軸に垂直な断面を斜めから見た繊維の形状を示す写真（倍率３０００倍）
【図１】
2007231449.tif 000004