(57)【要約】      （修正有）【課題】アクリル系合成繊維製品に優れた抗ピルング性と紫外線遮蔽性を付与できる機能性アクリル系合成繊維を提供する。【解決手段】アクリル系合成繊維は、アクリル系共重合体に対し、一次粒子径が０．１５〜１．０μｍであるアルミノ珪酸塩（Ａ）と、酸化マグネシウム又は酸化亜鉛（Ｂ）から成る混合物を、５〜１１質量％含有するアクリル系合成繊維であって、前記のアルミノ珪酸塩（Ａ）に対する酸化マグネシウム又は酸化亜鉛（Ｂ）の質量混合比率が２０〜４０％のアクリル系合成繊維。アクリル系共重合体が、アクリロニトリルを９４．５ｍｏｌ％以上とビニル系モノマーとスルホン酸基含有モノマーとの３成分からなる共重合体であり、ビニル系モノマーが２〜５ｍｏｌ％を占めるアクリル系合成繊維で、引っ張り強度が２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上で、結節強度が０．７〜２．４ｃＮ／ｄｔｅｘで、結節伸度が５〜２０％であることが好ましいアクリル系合成繊維。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクリル系共重合体に対し、一次粒子径が０．１５μｍ以上１．０μｍ以下であるアルミノ珪酸塩（Ａ）と、酸化マグネシウムまたは酸化亜鉛（Ｂ）から成る混合物を、少なくとも５質量％以上１１質量％以下含有し、前記アルミノ珪酸塩（Ａ）に対する酸化マグネシウムまたは酸化亜鉛（Ｂ）の質量混合比率が２０〜４０％であることを特徴とするアクリル系合成繊維。
【請求項２】
アクリル系共重合体が、アクリロニトリルを９４．５ｍｏｌ％以上と、ビニル系モノマーおよびスルホン酸基含有モノマーの３成分からなる共重合体であり、かつ前記ビニル系モノマーが２〜５ｍｏｌ％を占めるアクリル系合成繊維であって、引っ張り強度が２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上で、結節強度が０．７〜２．４ｃＮ／ｄｔｅｘであり、かつ結節伸度が５〜２０％であることを特徴とする請求項1記載のアクリル系合成繊維。
【請求項３】
請求項１または２に記載のアクリル系合成繊維の製造方法であって、紡糸工程において３．０〜５．０倍に延伸され、乾燥緻密化時に収縮率を５％以下で緻密化し、かつ１５５〜１７５℃の温度で熱処理されることを特徴とするアクリル系合成繊維の製造方法。
【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および抗ピリング性（以下、抗ピル性と略記することがある。）を兼備したアクリル系合成繊維およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アクリル系合成繊維は、羊毛に似た優れた嵩高性、風合いおよび染色鮮明性等の特性を有し、ニットやジャージ等の衣料分野ならびにインテリア分野など幅広い用途がある。特に、衣料用途においては、春夏向けに朝晩の冷え込みや冷房対策にサマーセーターやカーディガン等へのアクリル繊維の用途展開をみせている。このような商品開発においては、外観における審美性および紫外線遮蔽性への要望が強い。特に、審美性については、アクリル系合成繊維からなる繊維製品は、着用中に生地表面の単繊維が絡み合ったピルと呼ばれる毛玉が発生しやすく、繊維の外観を著しく損ない、商品価値を低下させるという実用上の課題があった。
【０００３】
このような課題については、従来から抗ピル性向上を目的に様々な技術開発がなされている。抗ピル性が良好であるとは、を形成する前段階の毛羽もしくはピル形成後のいずれかにおいても、擦過による外力にて毛羽およびピルが容易に脱落すること定義する。具体的な繊維物性としては、低結節強度および低結節伸度が挙げられる。例えば、繊維物性および繊維断面の異形度を規定したりすることにより、アクリル系合成繊維に抗ピル性を付与する試みが数多くなされている（特許文献１参照。）。また別に、板状またはルチル型のような形状あるいは結晶構造の異なる酸化チタンを添加することにより、高い紫外線遮蔽性を付与する試みがなされている（特許文献２と３参照。）。しかしながら、これらの試みや提案は、抗ピル性と紫外線遮蔽性を兼備することには至っていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２９５６１５号公報
【特許文献２】特開平６-２０７３１１号公報
【特許文献３】特開２００６−２０００６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで本発明の目的は、アクリル系合成繊維製品に優れた抗ピル性と紫外線遮蔽性を付与することができるアクリル系合成繊維を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決せんとするものであって、本発明のアクリル系合成繊維は、アクリル系共重合体に対し、一次粒子径が０．１５μｍ以上１．０μｍ以下であるアルミノ珪酸塩（Ａ）と、酸化マグネシウムまたは酸化亜鉛（Ｂ）から成る混合物を、少なくとも５質量％以上１１質量％以下含有し、前記のアルミノ珪酸塩（Ａ）に対する酸化マグネシウムまたは酸化亜鉛（Ｂ）の質量混合比率が２０〜４０％であることを特徴とするアクリル系合成繊維である。
【０００７】
本発明のアクリル系合成繊維の好ましい態様によれば、前記のアクリル系共重合体は、アクリロニトリルを９４．５ｍｏｌ％以上と、ビニル系モノマーおよびスルホン酸基含有モノマーの３成分からなる共重合体であり、かつ前記のビニル系モノマーが２〜５ｍｏｌ％を占めるアクリル系合成繊維であって、引っ張り強度が２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上で、結節強度が０．７〜２．４ｃＮ／ｄｔｅｘであり、かつ結節伸度が５〜２０％のアクリル系合成繊維である。
【０００８】
本発明の前記のアクリル系合成繊維は、紡糸工程において３．０〜５．０倍に延伸され、乾燥緻密化時に収縮率を５％以下で緻密化し、かつ１５５〜１７５℃の温度で熱処理されることにより製造することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、特にセーターやカーディガンなどの衣料用途において、優れた抗ピル性と紫外線遮蔽性を兼備したアクリル系合成繊維と繊維製品が得られる。
【００１０】
本発明によって得られたアクリル系合成繊維は、優れた抗ピル性を有するとともに高い紫外線遮蔽性を有していることから、従来のインナーやインテリア用途に限らず、幅広い商品展開を可能とすることができ、産業上の意義は大きい。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明のアクリル系合成繊維は、アクリル系共重合体に対し、一次粒子径が０．１５μｍ以上１．０μｍ以下あるアルミノ珪酸塩（Ａ）と、酸化マグネシウムまたは酸化亜鉛（Ｂ）から成る混合物を、少なくとも５質量％以上１１質量％以下含有し、前記のアルミノ珪酸塩（Ａ）に対する酸化マグネシウムまたは酸化亜鉛（Ｂ）の質量混合比率が２０〜４０％であることを特徴とするアクリル系合成繊維である。
【００１２】
本発明のアクリル系合成繊維は、アクリロニトリル（ＡＮ）を好ましくは９４．５ｍｏｌ％以上９７．５ｍｏｌ％以下の割合で含有し、ビニル系モノマーおよびスルホン酸基含有モノマーの３成分からなる共重合体で構成されており、かつビニル系モノマーが好ましくは２〜５ｍｏｌ％を占め、その繊維内部に一次粒子径が１．０μｍ以下であるアルミノ珪酸塩および酸化マグネシウムまたは酸化亜鉛から成る混合物を少なくとも５質量％以上１１質量％以下含有する。アルミノ珪酸塩については下記一般式を満たすものであれば良く、特に制限を設けるものではない。
一般式：xM2O・yAl2O3・zSiO2・nH2O
加えて、その繊維物性は、引っ張り強度が好ましくは２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上で、結節強度が０．７〜２．４ｃＮ／ｄｔｅｘであり、好ましくは０．９〜１．９ｃＮ/ｄｔｅｘ、結節伸度が好ましくは５〜２０％のアクリル系合成繊維である。
【００１３】
また、本発明の前記のアクリル系合成繊維の製造方法は、アクリル系合成繊維を湿式紡糸して製造する際に、紡糸工程で３．０〜５．０倍に延伸され、乾燥緻密化時に収縮率を５％以下で緻密化し、かつ１５５〜１７５℃で熱処理されることを特徴とするアクリル系合成繊維の製造方法である。
【００１４】
以下次に、本発明のアクリル系合成繊維とその製造方法について、詳細に説明する。
【００１５】
本発明のアクリル系合成繊維は、アクリロニトリル（ＡＮ）を好ましくは９４．５ｍｏｌ％以上含有するアクリル系共重合体を紡糸原液とする。ＡＮが９４．５ｍｏｌ％未満では、繊維としての耐熱性が低下し、製糸した場合の原糸のヒートセット性が高次加工工程における染色あるいは蒸熱処理等によって著しく低下する傾向がある。
【００１６】
また、このアクリル系共重合体については、ＡＮとその共重合体成分としてビニル系モノマーおよびスルホン酸基含有モノマーをそれぞれ含有する。
【００１７】
本発明で用いられるビニル系モノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸あるいはこれらのアルキルエステル、酢酸ビニル、アクリルアミド、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、塩化ビニルおよび塩化ビニリデン等が挙げられるが、アクリル酸メチルが特に好ましい。
【００１８】
また、本発明で用いられるスルホン酸基含有モノマーとしては、メタリルスルホン酸ナトリウム、アリルスルホン酸ナトリウム、スチレンスルホン酸ナトリウム、ビニルスルホン酸、アクリルスルホン酸およびＰ−スチレンスルホン酸などの不飽和スルホン酸モノマーなどが挙げられるが、メタリルスルホン酸ナトリウムが特に好ましい。
【００１９】
本発明におけるアクリル系共重合体の重合方法については、溶液重合法、懸濁重合法および乳化重合法等のいずれも用いることができる。
【００２０】
紡糸原液の溶媒としては、アクリル系共重合体を溶解し得る、例えば、ジメチルスルホキシド、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、硝酸水溶液、ロダン塩水溶液および塩化亜鉛水溶液等が挙げられるが、連鎖移動定数ならびに安全性の観点から、ジメチルスルホキシド（以下、ＤＭＳＯと略記することがある。）が好ましく用いられる。この共重合体濃度は、紡糸生産性、原液安定性および繊維の光沢感等を考慮すると、２０〜２５質量％にすることが好ましい。
【００２１】
このように得られたアクリル系共重合体に、アルミノ珪酸塩（Ａ）と、酸化マグネシウムまたは酸化亜鉛（Ｂ）から成る混合物を添加混合させることにより、紡糸原液を作製する。本発明で用いられる混合物は、アルミノ珪酸塩（Ａ）に、酸化マグネシウムまたは酸化亜鉛（Ｂ）からなる酸化物を混合したものであり、前記のアルミノ珪酸塩（Ａ）に対する酸化マグネシウムまたは酸化亜鉛（Ｂ）の質量混合比率は２０〜４０％、好ましくは２５〜３５％である。混合比率が２０％を下回ると紫外線における比較的低波長域(３２０nm以下)での遮蔽率が低下し、４０％を上回ると抗ピル性の低下に繋がる。
【００２２】
混合物の添加方法としては、混合物をあらかじめアクリル系共重合体と同溶媒のＤＭＳＯ中に一旦分散させる。（この状態を分散液Ａと略記する。）。このとき混合物の凝集を防ぎ、かつ均一に分散させる観点から、混合物の一次粒子径は１．０μｍであり、好ましくは０．８μｍ以下である。一次粒子径が１．０μｍを超えると凝集を起因とする紡糸口金孔詰まりを発生させるなど、紡糸時における操業安定性が低下する。
【００２３】
分散液Ａ作製時、混合物の分散方法としては、例えばボールミル等を用いることが可能である。
【００２４】
混合物の濃度は、良好な分散状態を得る上で２０〜６０％であることが好ましい。このように調整した分散液Ａを上記のように共重合したアクリル系共重合体に対し、混合物含有量が５質量％未満となるように添加した場合、混合物の凝集ならびに紡糸原液の低粘度化ならびに低濃度化を引き起こし、安定した紡糸が望めない。そのため、分散液Ａに上記のアクリル系共重合体を添加し、ボールミル等による分散方法を用いて混合させたスラリーＢを作製する。このとき添加するアクリル系共重合体は、分散液Ａに対し、質量比で１．５〜１．６５倍の割合で添加し混合することが望ましい。
【００２５】
このように調整したスラリーＢとアクリル系共重合体を混合し、紡糸原液とする。このような方法によれば、アクリル系共重合体に対し、スラリーＢの相溶性が既に高いことから、混合においてはボールミル等の分散方法を選択する必要がなく、配管型静的混合機を使用することで均一に分散しつつ、紡糸口金に供給できるため、連続紡糸が可能となる。
【００２６】
このようにして作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。凝固浴としては、紡糸原液の溶媒として使用していられるＤＭＳＯと水との混合液が好ましく用いられる。その際のＤＭＳＯ濃度は、曳糸性および単糸間の接着防止の観点から３０〜６５質量％であることが好ましい。同じく、紡糸原液温度を好ましくは６０〜８０℃、より好ましくは６５〜７５℃とすることにより、紡糸安定性が得られる。
【００２７】
凝固浴を出た糸条は３０％以下の濃度のＤＭＳＯ水溶液中で、好ましくは３．５〜５．０倍に延伸される。この延伸倍率が３．０倍より小さくなると、紡績し得るに十分な繊維物性が得られず、またこの延伸倍率が５倍を超えると抗ピルル性が低下する傾向にある。
【００２８】
延伸された糸条は、好ましくは４０〜６０℃の温度の温水中で溶媒を除去された後、緩和熱処理される。その際の収縮率は、好ましくは５％以下であることが好ましい。収縮率が大きくなりすぎると、抗ピル性が悪化する傾向を示す。このときの熱処理温度は１５５〜１７５℃であることが好ましく、熱処理温度が１５５℃より低い温度では抗ピル性が悪化し、熱処理温度が１７５℃以上では原綿の色調が黄味を帯びる傾向が顕著となる。
【００２９】
熱処理に要する時間は、繊維の単繊維繊度ならびに紡糸量に依存するが、本発明においてはアルミノ珪酸塩および酸化マグネシウムまたは酸化亜鉛から成る混合物を添加していることにより、熱処理時における内部からの熱放射が期待できるため、より効率的に熱処理が進行することから、混合物を添加せずに熱処理する場合に比べて、処理時間の短縮あるいは機器縮小等が可能となる。
【００３０】
本発明によれば、アルミノ珪酸塩および酸化マグネシウムまたは酸化亜鉛から成る混合物を繊維中に５質量％以上１１質量％以下含有させることにより、優れた抗ピル性および紫外線に対する高遮蔽性を兼備するアクリル系合成繊維を得ることが可能となる。該繊維を用いることで、カーディガン、セーター、ジャケット、Ｔシャツ、ポロシャツ、ストール、およびパンツなどへの幅広い用途展開が期待できる。
【実施例】
【００３１】
次に、実施例に基づき、本発明のアクリル系合成繊維について具体的に説明する。機能性の指標となる引っ張り強度、結節強度、結節伸度、抗ピル性、紫外線遮蔽率、および紡糸性等の操業性については、それぞれ次の測定方法に基づき測定または評価した。
【００３２】
（１）[引っ張り強度、結節強度および結節伸度]：
ＪＩＳ Ｌ １０１５化学繊維ステープル試験方法に準拠して測定し、１０回測定の平均値をそれぞれの結果とした。
【００３３】
（２）[抗ピル性測定方法]：
繊維長を３８ｍｍに切断し、短繊維紡績により番手が１／５２の紡績糸を作成し、任意の編成によって得られた編地を試験片とし、ＪＩＳ Ｌ １０７６Ａ法に従い、操作時間５時間の試験により抗ピル性を評価した。
【００３４】
（３）[紫外線遮蔽率測定]：
実施例および比較例で得たアクリル系複合繊維から、それぞれ2/34番手の紡績糸を作製し、横編みにより目付が２５０ ±２０ g/m2の編地を編成した。この編地に対し、分光光度計を使用し、紫外線各波長領域２８０〜４００ｎｍにおける編地の透過率（％）を測定し、その平均値を計算する。計算結果により、次の式に従い遮蔽率（％）を算出する。
・遮蔽率（％）＝１００−透過率（測定波長領域における平均値として算出）。
【００３５】
算出した遮蔽率については、次の基準に基づき評価する。
【００３６】
(評価基準)
本発明により得られたアクリル系合成繊維で作成した試験片の透過率が、常法により作成したアクリル系合成繊維で作成した編地の透過率の５０％以下の場合、遮蔽率に応じて次の等級に基づき評価した。該評価に基づき、９０％以上(A級)を合格とした。
【００３７】
(評価等級)
９０％以上 ・・・ Ａ級
８０％以上 ・・・ Ｂ級
５０％以上 ・・・ Ｃ級
（４）[操業性]：
操業性については、紡糸性と工程安定性の観点から評価した。紡糸性とは口金面での糸切れの有無であり、工程安定性とは延伸ローラーへの単糸巻付きの有無である。両方を兼ね備える場合を合格(○)とした。
○：紡糸性、工程安定性ともに良好。 (生産収率９０%以上)
△：紡糸性、工程安定性のいずれかが不良。  (生産収率７０%以上９０％未満)
×：紡糸性、工程安定性のいずれも不良。    (生産収率７０%未満)
[実施例１]
アクリロニトリルを主成分とし、ビニル系モノマーにアクリル酸メチル、スルホン酸モノマーにメタリルスルホン酸ソーダを選択し、ＤＭＳＯを溶媒とする溶液重合によりアクリル系重合体を得た。このときのアクリロニトリル（ＡＮ）とアクリル酸メチルの共重合比率は、それぞれ９５．６ｍｏｌ％、４．０ｍｏｌ％にて共重合を実施した。このときの共重合体濃度は、２２質量％であった。得られた共重合体を紡糸口金に供給する過程で別途調整したスラリーＢを共重合体質量に対し、含有する粒子成分が１０質量％になるように添加した。このとき調整したスラリーＢとして混合した粒子成分としては、アルミノ珪酸塩として天然ゼオライトと酸化亜鉛を選択し、混合比を８：２とした。スラリーＢを添加後に配管型静的混合機によって均一混合させたものを紡糸原液とし、任意のホール数の紡糸口金を使用し、湿式紡糸方法によって紡糸を実施した。このときの凝固浴濃度は、ＤＭＳＯ濃度６０％であった。吐出したポリマーについては、４．０倍に延伸し、糸条からDMSOを水洗後、乾熱下１７０℃の温度で５％収縮させつつ、乾燥緻密化させることでアクリル系合成繊維を製糸した。結果を表１と表２に示す。
【００３８】
[実施例２]
実施例1と同じ共重合成分を使用し、実施例1と同じ手法によってアクリル系共重合体を得た。共重合比率は、それぞれ９７．３ｍｏｌ％、２．０ｍｏｌ％にてポリマー重合を実施した。得られた共重合体を紡糸口金に供給する過程で別途調整したスラリーＢを共重合体質量に対し、含有する粒子成分が５．０質量％になるように添加した。このとき調整したスラリーＢとして混合した粒子成分としては、アルミノ珪酸塩として天然ゼオライトと酸化マグネシウムを選択し、混合比を７：３とした。スラリーＢを添加後に配管型静的混合機によって均一混合させたものを紡糸原液とし、任意のホール数の紡糸口金を使用し、湿式紡糸方法によって紡糸を実施した。吐出したポリマーについては、５．０倍に延伸し、糸条からＤＭＳＯを水洗後、乾熱下１６０℃の温度で３％収縮させつつ乾燥緻密化させることでアクリル系合成繊維を製糸した。結果を表１と表２に示す。
【００３９】
[比較例１〜４]
比較例1については、実施例1と同じ共重合成分を使用し、粒子添加物としては、二酸化チタンのみを繊維質量に対し５％添加した。その他の製造条件は実施例1と同様の条件を用いた。比較例２については、実施例1と同じ共重合成分、共重合比率にてポリマー重合を実施した。粒子添加物としては、アルミノ珪酸塩として天然ゼオライトのみを１０質量％となるように添加した。その他の製造条件は実施例1と同様の条件を用いた。
【００４０】
比較例３については、共重合成分のビニル系モノマーとして酢酸ビニルを選択し、共重合比率は、それぞれ９７．３ｍｏｌ％、２．０ｍｏｌ％にて共重合を実施した。得られた共重合体を紡糸口金に供給する過程で別途調整したスラリーＢを共重合体質量に対し、含有する粒子成分が５．０質量％になるように添加した。このとき調整したスラリーＢとして混合した粒子成分としては、アルミノ珪酸塩として天然ゼオライトと酸化マグネシウムを選択し、混合比を７：３とした。製造条件においては、口金より吐出したポリマーを７．０倍に延伸し、糸条からＤＭＳＯを水洗後、乾熱下１７０℃の温度で１０％収縮させつつ乾燥緻密化させた。比較例４については、共重合成分のビニル系モノマーとして酢酸ビニルを選択し、実施例1と同じ共重合比率にてポリマー重合を実施した。得られた共重合体を紡糸口金に供給する過程で別途調整したスラリーＢを共重合体質量に対し、含有する粒子成分が１０．０質量％になるように添加した。このとき調整したスラリーＢとして混合した粒子成分としては、アルミノ珪酸塩として天然ゼオライトと酸化亜鉛を選択し、混合比を８：２とした。製造条件においては、口金より吐出したポリマーを４．０倍に延伸し、糸条からＤＭＳＯを水洗後、乾熱下１５０℃の温度で５％収縮させつつ乾燥緻密化させた。
結果を表１と表２に示す。
【００４１】
表２の結果から、本発明の実施例１と２により製造されたアクリル系合成繊維が優れた抗ピル性能を有し、かつ高い紫外線遮蔽性を兼備していることが理解できる。
【００４２】
【表１】
2017166108.tif 000002
【００４３】
【表２】
2017166108.tif 000003