(57)【要約】【課題】  アンチモンまたはハロゲン化物を使用すること無く、難燃性の付与が可能であり、かつアクリル繊維が持つ肌さわり、腰感、光沢、透明性といった本来の風合いを損なわないアクリル繊維を提供する。【解決手段】ハイドロタルサイトを単繊維重量当り３ 〜 ２０ｗｔ％含有することを特徴とするアクリル繊維、および少なくとも９０モル％以上のアクリロニトリルと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させた溶液に、ハイドロタルサイトのスラリーを添加して紡糸原液とし、これを湿式紡糸することを特徴とするアクリル繊維の製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハイドロタルサイトを単繊維重量当り３ 〜 ２０ｗｔ％含有することを特徴とするアクリル繊維。
【請求項２】
ハイドロタルサイトの平均粒子径が０．３ 〜 ３．０μｍ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】
少なくとも９０モル％以上のアクリロ二トリルと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させた溶液に、ハイドロタルサイトのスラリーを添加して紡糸原液とし、これを湿式紡糸することを特徴とするアクリル繊維の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、従来アクリル繊維が有する肌触り、腰感、光沢、透明性といった風合いを損なうこと無く難燃性を有するアクリル繊維及びその製造方法に関するものである。特に、環境に負荷をかける懸念があるハロゲン化物もしくは人体への毒性を有するアンチモンを使用すること無く、高い難燃性を有す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】
アクリル繊維は他の合成繊維であるポリエステル系繊維およびナイロン繊維等と同様に衣料用素材あるいはインテリア製品用素材等の広範な分野に利用されている。このように汎用性に優れたアクリル繊維に対する難燃性への社会的要求はますます高くなっている。
【０００３】
合成繊維への難燃性付与の検討はこれまで多くのものが知られている。アクリル繊維に関しては、アクリロニトリルと塩化ビニル又は塩化ビニリデンを共重合させた上に三酸化アンチモン及びメタスズ酸あるいはアンチモン、アルミニウム、錫、亜鉛のうち、1種を添加することにより難燃性を付与する方法が開示されている (特許文献１、２、３) 。またハロゲン含有アクリロニトリルにアルミニウム塩を添加することで難燃性を付与する方法が開示されている (特許文献４)。
【０００４】
しかし、これらの方法ではいずれも人体への毒性を有するアンチモンや環境に負荷をかけるハロゲンを含有する点で好ましくない。
【特許文献１】特公昭５９−３０８０３号公報（特許請求の範囲）
【特許文献２】特公平１−２９８８８号公報（特許請求の範囲）
【特許文献３】特開平５−２７９９１５号公報（特許請求の範囲）
【特許文献４】特公平７−４２６０７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】
【０００５】
本発明の目的は、アクリル繊維が従来から持つ肌さわり、腰感、光沢、透明性といった風合いを保持しつつ、アンチモンまたはハロゲン化物等を含有すること無く、難燃性に優れたアクリル繊維とその製造方法を提供せんとするものである。本発明は、このような要求を満たし、かつアクリル繊維の風合いを損なうことのない難燃化されたアクリル繊維およびその製造方法について鋭意検討した。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、アクリル繊維に難燃性を付与すべく鋭意検討の結果、天然粘度鉱物であるハイドロタルサイト(以下ＨＴという)を添加することにより難燃性に優れたアクリル繊維が得られることを見出した。さらに本発明者は、ＨＴを添加するにあたり、添加する重合原液と同溶媒中に撹拌、均一に分散させた後に重合原液と混合・撹拌させることで重合原液中にＨＴを効率かつ均一に分散させることにより紡糸性を害すること無く、安定して該難燃性アクリル繊維が得られることを見出した。
【０００７】
すなわち本発明は、ハイドロタルサイトを単繊維重量当り３ 〜 ２０ｗｔ％含有することを特徴とするアクリル繊維であり、少なくとも９０モル％以上のアクリロ二トリルと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させた溶液に、ハイドロタルサイトのスラリーを添加して紡糸原液とし、これを湿式紡糸することを特徴とするアクリル繊維の製造方法である。
【０００８】
本発明の好ましい態様としては、ハイドロタルサイトの平均粒子径が０．３ 〜 ３．０μｍである。
【発明の効果】
【０００９】
かくして、本発明によれば、アンチモンまたはハロゲン化物を使用すること無く、難燃性の付与が可能であり、かつアクリル繊維が持つ肌さわり、腰感、光沢、透明性といった本来の風合いを損なわないアクリル繊維を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明のアクリル繊維はアクリルポリマーにＨＴを含有・紡糸する事で得られる。本発明で使用するアクリルポリマーは、アクリロ二トリル重合体であり、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。
【００１１】
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。
【００１２】
本発明に用いるＨＴはマグネシウムとアルミニウムからなる複合金属水酸化物である。この物質は燃焼時においてもそれ自体が燃焼することなく分解する。この分解時の吸熱反応と分解し、かつ熱容量の大きな水分子を放出するため、燃焼を阻害する効果がある。かかる物質を繊維中に練り込むことで、アンチモン等を添加すること無く、アクリロニトリル９０モル％以上からなるアクリル繊維を提供することが可能である。
【００１３】
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。
【００１４】
本発明にて難燃剤として添加するＨＴは次の特徴を有するものである。
（１）Ｍｇ６Ａｌ２（ＯＨ）１６ＣＯ３・４Ｈ２Ｏを基本構造に持つ。
（２）平均粒子径分布が０．３〜３μｍ、好ましくは０．８〜１．５μｍである。
【００１５】
かかる特徴を有するＨＴを紡糸原液と同様の溶媒に分散させることでＨＴスラリーを調製する。好ましいスラリーの固液比は重量％で３０：７０である。分散はホモミキサーもしくはプロペラ撹拌機を用いて溶媒中に分散させる。このときスラリーの粘度を適切に調整するため、上述した重合原液を添加させる。このようなスラリー状態で重合原液に添加・混合することで、ＨＴの重合原液への均一分散が可能となり、口金圧上昇などの紡糸トラブルを回避できる。このときのスラリー添加量としてはポリマー１００重量部に対し３〜２０重量部、好ましくは５〜１５重量部である。
【００１６】
紡糸原液としての重合体濃度は２０〜２５重量％が望ましい。該重合体濃度が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。該紡糸原液を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未満だ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。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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【実施例】
【００１９】
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。
実施例中、難燃性、風合い、染色性は次の方法によって測定したものである。
【００２０】
難燃性
難燃性の評価については、ＬＯＩ値を測定することで行った。ＬＯＩ値とはＬｉｍｉｔｅｄ  Ｏｘｙｇｅｎ  Ｉｎｄｅｘ（限界酸素指数）の略号で燃焼に必要な酸素濃度を示す。空気中の酸素濃度は２０．９％であるため、繊維が燃え続けるためには必要とする酸素濃度がこれを下回ることが条件となる。逆に、ＬＯＩ値が２１以上である繊維は火源がない限り単独では燃え続けることはできないため、自己消化性に優れるといえる。ＬＯＩ値の測定は次の通りに実施した。３８ｍｍにカットした測定繊維を解繊し、綿状にした後１．０ｇ採取する。該綿を加撚機にかけて７５回撚りをかけた後、さらに撚りをかけて細状にしたものを測定サンプルとした。続いて濃度機知の窒素ガスと酸素ガスの混合雰囲気下にて該サンプルの一方を接炎させて、試料が５ｃｍ燃え続けるために必要な酸素濃度（％）を測定した。
【００２１】
風合い
肌さわり、腰感、光沢、バルキー性の４つの項目から総合的に官能評価した。難燃剤未添加綿と比較して、4項目とも同等のものを◎：良好、任意の3項目について同等のものを○：良、任意の2項目について同等のもの△：劣る、それ以外のものを×：不良とした。
【００２２】
染色性
カチオン染料であるビスマルクブラウンを濃度０．５％に調整した水溶液を沸騰させ、浴比(４０：１)でサンプル綿を投入し、２０分間煮沸した後、良く水洗し、乾燥させる。染色・乾燥後はサンプル綿を良く開繊する。該染色綿の明度(Ｌ値)を測定し、難燃剤未添加の場合と比較してその差が±１．０以内であれば◎：最良、２．０以内であれば○：良、５以内であれば△：劣る、５以上であれば×：不良とした。
【００２３】
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の比率で混合させた原液をそれぞれ調製した。これをＤＭＳＯ溶媒中にて重合させた。加えてＤＭＳＯ中にＨＴを均一分散させたスラリーを別途作製する。このとき増粘剤として上述した重合原液を添加した。その添加比率はＨＴ/ＤＭＳＯ/重合原液 ＝ ２７／７０／３（重量％）である。このように調製したスラリーをかかる重合原液にＤＭＳＯ中に均一分散させたＨＴをスラリーとして添加・撹拌させることで紡糸原液を作製した。このとき添加したスラリーはＨＴがポリマー当たり１５重量％含有するように添加した。これによりポリマー濃度２０．２重量％の紡糸原液を得た。
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、上述した常法に従って水洗、延伸、乾燥、熱処理を施して２．２DTEXの繊維を得た。紡糸の際は、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。また高次加工についても問題は無かった。得られた繊維それぞれの難燃性を評価した結果を表１に示す。
【００２４】
実施例２及び３
製法は実施例１と同様に行い、スラリーの添加量をポリマーに対し、それぞれ１０、５重量％になるように添加させた。紡糸性・高次加工性はともに問題無かった。得られた繊維それぞれの難燃性を評価した結果を表１に示す。
【００２５】
比較例１及び２
塩化ビニル又は塩化ビニリデンを３５重量％、アクリロニトリルと共重合させた重合原液に、スラリーとしてメタスズ酸、三酸化アンチモンをそれぞれ添加したものを紡糸原液として紡糸した。添加については実施例１と同様の方法にて行った。実施例と同様の紡糸条件で紡糸を実施したが、繊維間に膠着が見られ、高次評価は不良であった。得られた繊維それぞれの難燃性を評価した結果を表１に示す。
【００２６】
【表１】
2007100225.tif 000002