JPH03161506A - 高保水性アクリル繊維およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野１ 本発明は，高保水性アクリル繊維およびその製造方法に
関するものであって、より詳細には、繊維の側面に特定
のボイドを有する保水性と同時に後加工性に優れた繊維
物性を有するアクリル繊維およびその製造方法に関する
． 【従来の技術Ｊ アクリル繊維は風合いや染色性に優れることから，衣料
、インテリアの分訃で広く利用されているが，近年では
これらの特性に加えて保温性や防炎性、制電性，吸水性
、保水性さらに消臭性等の機能付与が求められている．
一般に合成繊維は、吸水性，保水性の面で天然繊維に劣
っており、アクリル繊維についても例外ではない． アクリル繊維の吸水性，保水性の向上に関しては従来よ
り検討がなされ、吸水性、保水性を高めたアクリル繊ｍ
およびその製造方法が種々提案されている（特公昭６０
−１１１２４号公報、特公昭６１−４２００５号公報等
）．これらは微細なボイドの形成による吸水性アクリル
繊維に関するもので、繊維中に微細な空隙を与え、この
毛細管現象により、吸水性を向上させるとともに空隙の
保有によって保水性を向上させたものである．しかしこ
れらのアクリル繊維を製造するためには、その原液工程
において，繊維中に空隙を与えるための添加物を混合す
る必要がある．例えば特公昭６０−１１１２４号公報記
載の方法では，酢酸セルロースを紡糸原液に添加し繊維
中に空隙を与えているが，酢酸セルロースを添加した紡
糸原液は．アクリロニトリル系重合体単独の紡糸原液に
比較して当然ながら原液の安定性および紡糸性に劣り、
保水性，吸水性を向上したアクリル繊維の製造方法とし
ては工業的に十分満足されたものではない．また特公昭
６１−４２００５号公報記載の方法においては非揮発性
溶媒を添加し、乾式紡糸した後該溶剤を抽出することに
よって繊維中に空隙を与えている．アクリル繊維の製造
工程では一般に紡糸溶剤を回収することによって製造コ
ストの低下を計っているが，このような手法は溶剤回収
工程に多大な付加をかけるものであり特公昭６０−１　
１　１　２４号公報記載の方法同様に工業的には完成さ
れた技術とは言い難い． また繊維中に空隙を与えることは，保水性、吸水性の向
上には有効に働くものの、本米アクリル繊維が有する磯
城的強度を損ない易く，紡績性等の後加工通過性に問題
が生じるという欠点がある． 以上のごとく、近年高い保水性、吸水性を有するアクリ
ル繊維の要求が高まっている中で、繊維性能および製造
方法の経済性等を考慮された高保水性アクリル繊維は得
られていないのが現状である． 【発明が解決しようとする課題］ 本発明の目的は，高い保水性ならびに吸水性を有し，し
かも従来アクリルＪＪＩＮ１が有する機輔的強度を保持
し，紡績等の後加工性に優れたアクリル繊維を提供する
ことにあるとともに，工業的に有利な高保水性アクリル
繊維の製造方法を提供することにある． ［課題を解決するための手段Ｊ 本発明の要旨とするところは、繊維の側面に部分的に開
孔した繊維軸方向に実質的に連続した２〜４個の巨大な
ボイドを有し，かつ繊維断面に占めるボイド部の面積が
３％以上，保水率が２５％以上、強度が２．０ｇ／ｄ以
上，および結節強度が２．０　ｇ／ｄ以上である高保水
性アクリル繊維，８よびアクリロニトリル系重合体の濃
度が２２重量％以上であるアクリロニトリル系重合体溶
液を４ヶの突出部を有し，突出部の長さと突出部の幅の
比率が０．８／１．０〜１．５７１．０である十字形ノ
ズルより、溶剤濃度が５０〜６５重量％である凝固浴中
に、引き取り線速度／吐出線速度（以下「ＪＳ」と称す
）が０．６０〜０．８５になるように吐出し、繊維賦型
を行なうことを特徴とする高保水性アクリル！ａＨ１の
製造方法にある． 以下本発明を更に詳細に説明する． 本発明のアクリル繊維の最も大きな特徴は、それぞれが
繊維の利面に導通していて、かつ繊維軸方向に実質的に
連続している巨大なボイド（以下マクロボイドという）
を２〜４＠有している点にある．これによって外部の液
体を速やかに繊維中に導き入れることができる．さらに
周辺に分敗された微細なボイド（以下ミクロボイドとい
う）を有し，マクロボイド通じて導入された液体が各ミ
クロボイドに分配されることによって，高い保水性を｛
９ることかできる．ここで繊維軸方向に実質的にｉＩ＆
ｉ！Ｌ，ているとは，ボイドの断面方向の寸法に比較し
て、その繊維軸方向の寸法が圧倒的に大きく断面方向の
寸法の数十倍以上あって、見掛け上のボイドが連続して
見えることを意味する．さらにマクロボイドとは、繊維
断面で観察される不定型のボイドについて断面積から算
出した直径がおよそ１μ一以上，好ましくは３ｕ■以上
の大きなボイドをいう．またこれらマクロボイドは繊維
側面に近いところに設置されているべきである．ボイド
寸法が大きいことは液体の吸い込みと保水に有利であり
，本発明の効果を発揮するための必須条件である．一方
ミクロボイドとは上記寸法以下のボイドのものを意味す
るが、多くは０．５ｇ園以下のものである．ｍ維軸方向
に実質的に連続したマクロボイドを有することは本発明
の重要な特徴であり，これによって各部分で吸収された
液体が速やかに繊維全体にいきわたり、保水量や吸水量
のみだけでなく、その速度を早くすることができる．マ
クロボイドの数はこの吸水の速さに関係し，２〜４個必
要であり，かくすることによって，衣料やインテリア用
途で使用する時の透濯性能を高くすることができる．本
発明が目的とする保水性能を確保するためには、繊維の
断面に占めるボイド部面積は３％以上、好ましくは４％
以上であることを要する．さらに本発明の繊維は、中央
部が従来のアクリル繊維と同様に空隙のない緻密な構造
を有することからアクリル繊維が有するｍ械的強度を維
持し，紡績工程等の後加工性に優れたものである． 本発明で１得られる繊維の一例をモデル状態図で示す第
１図において，ｌは本発明のアクリル繊維で，２はマク
ロボイド、３はマクロボイドの１部がスリット上に繊Ｈ
ＩＩＩＩ面に開孔している状態，４はミクロボイドを示
すものである．５はアクリル繊維によく認められる繊維
表面のしわであるが、本発明では一般に深いしわをもっ
ている．このような形態で構成されている本発明の繊維
が持つ物性は、後に示す評価法による保水率２５％以上
、繊維強度２．０ｇ／ｄ以上，１ａ維の結節強度２．０
ｇ／ｄ以上のものである．これらの性能を持つ繊維であ
って、はじめて通常のアクリル繊維が有する機械的強度
を維持し，しかも高度の保水性を与えることができる． 本発明の繊維を製造するための第一の特徴は、突出部の
長さと突出部の幅の比率がＯＪ　／１．０〜１．５　／
ｌ．Ｑ　．好ましくは０．９　／Ｉ．［１〜１．５　／
１．０である４ヶの突出部を有する十字形ノズルより該
重合体溶液を吐出し繊＃ｌＩＩ！ｊＩ型することにある
．このようなノズルの断面形状の例を第２図に示した．
ノズルの突出部の長さ八と突出部の幅Ｂの比が０．８７
１．０未満だと、｛得られた繊維は円形の断面を有する
繊維となるが，マクロボイドはつぶれ、十分に満足する
吸水性を有する繊維が得られなくなり、逆に１．５７１
．０を超えると、得られた繊維の断面はノズルの原形を
保持しマクロボイドが生成しない．本発明の繊維は、該
ノズルから吐出された重合体原液が十分凝固する前にノ
ズルの隣接する外端の繊維軸方向の一部が結合すること
によってマクロボイドが得られるものである．このため
ノズルの突出部がくびれた形状や台形、更に三角形の一
端が結合したノズルでも紡糸条件を適宜選択することに
よって本発明の繊維を｛ｌることが可能である． 本発明の繊維を製造するための第２の特徴は，ＪＳを０
．６０〜０．８５の範囲に設定することにある．本発明
の繊維を｛ｌる上でＪＳは重要なファクターである．Ｊ
Ｓが０，６０未満では得られた繊維の断面形状が円形断
面と成りボイドのつぶれた状態となって十分な吸水性を
有する繊維が得られない．逆にＪＳが０．８５を超える
と得られた繊維の断面形状はノズルの形状を保ち十字の
断面を有する繊維となって、マクロボイドのない繊維と
なる．本発明のｕＡ維を製造するための第３の特徴はア
クリロニトリル系重合体が２２重盟％以上の紡糸原液を
使用することにある．本発明の繊維の製造方法において
は，一般に紡糸原液中のアクリロニトリル系重合体の濃
度が低いほど、マクロボイド、ミクロボイドを生成し易
く、得られたｊａＨ１の保水性は向上するが，ボイドの
生成が繊維の中央部に達し繊維の磯城的強度をｔｉなう
ものとなる．本発明の繊維の要件である強度２．０　ｇ
／ｄ以上、結節強度２．０　ｇ／ｄ以上の繊維を得るた
めには、紡糸に供される紡糸原液中のアクリロニトリル
系重合体濃度は少なくとも２２重量％以上必要である．
紡糸原液中のアクリロニトリル系重合体濃度の上限は特
に制限されるものではないが、紡糸ＪＳが０．６０〜０
．８５の範囲であれば適宜瓜合体濃度を設定出来る．し
かし，実際に重合体濃度を高くすると紡糸ＪＳが上がり
，紡糸ＪＳを低下するためにはノズル孔の面積を小さく
する必要がある．このような条件設定は紡糸ノズルにか
かる圧力を高めることになり，紡糸を安定に行なう上で
は好ましくない．このため現実的な重合体濃度の上限と
しては約２７重量％程度が目安となる．本発明の繊維を
製造するための第４の特徴は凝固浴中の溶剤濃度が５０
〜６５重量％，好ましくは５０〜６０重１％であること
にある，凝固浴中の溶剤濃度が５０重黴％以下になると
、得られた繊維は比較的ノズルの形状に近い断面を有し
マクロボイドの少ない繊維となり、本発明繊維の目的で
ある高い保水性を｛守ることができない。また、凝固浴
中の溶剤の澗度が６５ｆｆｌｆｆｉ％を超えると紡糸性
が不良となり、本発明が目的とする前記特性を有する繊
維を得ることができない． 本発明の繊維の製造に使用される溶剤としては，通常湿
式紡糸に用いられる溶剤であれば特に限定されるもので
はない．これら溶剤としては、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、アセト
ン等の有機溶剤、ａ硝酸、ロダン塩水溶液、塩化亜鉛水
溶液等の無機系溶媒も使用できるが、ボイドの形成のし
易さから有ｉ溶媒が有ｆリに使用される．また凝固浴中
に含まれる凝固剤としては、水、アルコール等が使用さ
れるが工業的には水が最も好ましい。本発明の繊維を得
るための擬固浴中の溶剤の濃度範囲は、有機溶剤・水の
凝固浴の範囲を示したものであり．無機溶剤または水以
外の凝固剤を使用する場合にはそれぞれ凝固浴の濃度を
設定する必要がある． 本発明に使用されるアクリロニトリル系重合体とはアク
リロニトリルを主成分とする共重合体を意味するもので
ある．アクリロニトリルと共重合可能な不飽和単１体と
しては，アクリル酸、メタアクリル＃およびこれらの誘
導体、酢酸ビニル、アクリルアミド，塩化ビニル，塩化
ビニリデン等が挙げられる．更に目的によってはビニル
ベンゼンスルホン酸，メタクリルスルホン酸またはそれ
らの塩やポリエチレングリコール成分を有するアクリル
酸系誘導体等を含有したアクリロニトリル系重合体を使
用することも可能である．本発明のＭＩＭ１にも用いら
れるアクリロニトリル系重合体は前述した如くであるが
，該重合体の瓜合度は通常使用される範囲のものであれ
ば特に限定されるものではないが，０．ｌ重量％ジメチ
ルホルムアミド溶液中２５℃で測定した比粘度で１．４
〜２．０程度のものが好適に使用される．アクリロニト
リル系重合体は溶剤に溶解されて所定の濃度の紡糸Ｒ液
が得られる６紡糸原液の溶解温度または溶解方式は一般
に使用される公知の条件がｔ票用できる． かくして｛１られた屯合体溶液は，紡糸口金より吐出し
繊維に賦型される．凝固浴中の温度はアクリロニトリル
繊維を製造する上で一般的な範囲であれば問題なく、通
常１５〜５０℃が適用される． 得られた凝固系は延伸，洗浄を施され、油剤を付与させ
た後に乾燥される．乾燥後の繊維は湿熱緩和を施され、
アクリル繊維としての適切な性能が与えられる．乾燥繊
維の温熱緩和工程はアクリル繊維に適切な機械的強度、
特に結節強度を与える上で重要である．本発明の繊維は
通常アクリルｍｍを製造する上で施される沼熱緩和条ｆ
↑によって容易に得ることができる。この｝牟熱緩和条
件は，使用するアクリロニトリル系重合体の温熱特性に
よって適宜条件を設定する必要がある．以上得られた繊
維の保水串および繊維断面に占めるボイド部の而消は以
下の方法で測定した．（保水率冫 常法により稍錬した繊維を水中に２４時間漬ｉｎした後
、ｌ　ＯＯＯＧの加速度のもとてｌＯ分間延伸脱水した
原綿の重１１ｔ（Ｗ，ｌを測定する．この繊維を１１０
℃で３時間熱風乾燥した後の重量（Ｗヨ）を秤量して以
下の式から算出する．？ｍ維断面に占めるボイド部の面
積） 走査型電子閉Ｉｉｊ瑣によりＩＩ形した繊維の断面写真
から任意に５１［１の繊維を選択し、それぞれの繊維断
面に占めるボイド部の面ｆｔ．（Ａ＋．）および繊維断
面偵（Ａ■）をｉｆｆｌ定し、以下の式から算出した． 繊維断面に占めるボイド部の面ｍ（％）［実施例Ｊ 以下実施例により本発明を！Ｔ細に説明する．実施例！ アクリロニトリル９３重皿％と酢酸ビニル７重量％から
なる比粘度１．７５＋０．１％ジメチルホルムアミド（
ＤＭＦ）溶液，２５℃測定）のアクリロニトリル系重合
体をジメチルアセトアミドに溶解し固形分濃度２４臣攪
％の紡糸原液をえた．これを突出部の長さと突出部の幅
の比率を変えた！ｌ’１２図８に示す十字形ノズルより
ジメチルアセトアミドと水が５５／４５瓜ｍ％からなる
凝固槽にＪＳａ．７２〜０．７７で紡出し、沸水中で５
培延伸し洗浄，乾燥した後濶熱緩和を施し，３デニール
のｉａＩｎをえた．得られたｌａ維は！Ｉ’！ｌ図に示
すようなマクロボイドを有しており，このＭＩ＃｛ｌの
保水性ならびに繊維の断面に占めるボイド部面ｔ内を算
出した．この結果を表１に示した． 実廊例２ アクリロニトリル９３重量％と酢酸ビニル７重量％から
なる比粘度１．７５＋０．１％ＤＭＦ溶液、２５℃測定
）のアクリロニトリル系重合体をジメチルアセトアミド
に溶解し固形分濃度２４重量％の紡糸原液をえた．これ
を突出部の長さと突出部の幅の比率が！．０の第２図ａ
に示す一辺が３０μの十字形ノズルよりジメチルアセト
アミドと水が５５／４５改量％からなる凝固槽にＪＳを
変更して紡出し、沸水中で延伸、洗洋、乾燥した後，湿
Ｐ８ＮＩ和を施し、３デニールの繊維をえた．得られた
繊維の保水率およびｊａＨｉ断而に占めるボイド部面積
を算出した．この結果を表２に示した．実施例３ アクリロニトリル９３重皿％と酢酸ビニル７重量％から
なる比粘度ｔ．７ｓ（ｏ．ｔ％ＤＭＦ溶液，２５℃測定
）のアクリロニトリル系重合体をジメチルアセトアミド
に溶解し固形分瀾度２４重量％の紡糸原液をえた．これ
を突出部の長さと突出部の幅の比率が１．０の第２図ａ
に示す一辺が３０μの十字形ノズルより、表４に示すジ
メチルアセトアミドと水からなる凝固浴中にＪＳ０．７
４で紡出し，沸水中で５倍延伸し洗浄，乾燥した後，温
熱緩和を施し，３デニールの繊維をえた．得られた繊維
の保水串さらに繊維の断面に占めるボイド部面頃を算出
した．この結果を表３に示した． 実施例４ アクリロニトリル９３重量％と酢酸ビニル７１ｋ量％か
らなる比粘度１．７５１Ｇ。ｌ％ＤＭＦ溶液、２５℃測
定）のアクリロニトリル系重合体をジメチルアセトアミ
ドに溶解し各種固形分濃度の紡糸原液をえた．これを突
出部の長さと突出部の幅の比率が１．０である第２図ａ
に示す十字形（突出部の幅３０μ）ノズルより，ジメチ
ルアセトアミドと水が５　５／４　５ｆｆｌ１％からな
る凝固浴中に紡出し、沸水中で５倍延伸し洗浄、乾燥し
た後、湿熱緩和を施し、３デニールの繊維をえた．得ら
れた繊維の保水率さらに繊維の断面に占めるボイド部面
積を算出した．この結果を表４に示した．［発明の効果
Ｊ 本発明によってえられるアクリル繊維は、衣料用途、イ
ンテリア用途において、ボイドを多く有することから保
湿性および保水性の高い繊維製品として利用することが
でき、しかもアクリル繊維が本来有する８ｉ城的性能を
保持することから紡績等の後工程においても通常のアク
リル繊維の手法が適用できる．また本発明の製造方法は
特定の添加物を使用することなく、従来のアクリル繊維
を製造する工程で効率よく製造できるという、経済性の
見地からみても工業的なＭ義の大きな発明である．

【図面の簡単な説明】

第ｌ図は本発明の繊維の繊維断面を示すモデル状態図，
第２図は本発明のアクリル繊維の製造に用いられる紡糸
ノズルの断面形状の例を示したものである． 第 １ 図 手 続 補 正 書 （自発） 平成 ２年 ２月１３日 特許出願の表示 平成１年特許願第２９８３８９号 ２． 発明の名称 高保水性アクリルｕＡＨ１およびその製造方法３， 補正をする者 事件との関係

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）繊維の側面に部分的に開孔し繊維軸方向に実質的
   に連続した２〜４個の巨大なボイドを有し、かつ繊維断
   面に占めるボイド部面積が３％以上、保水率が２５％以
   上、強度が２．０ｇ／ｄ以上、および結節強度が２．０
   ｇ／ｄ以上である高保水性アクリル繊維。
2. （２）アクリロニトリル系重合体の濃度が２２重量％以
   上であるアクリロニトリル系重合体溶液を、４ケの突出
   部を有し、突出部の長さと突出部の幅の比率が０．８／
   １．０〜１．５／１．０である十字形ノズルより、溶剤
   濃度が５０〜６５重量％である凝固浴中に、引き取り線
   速度／吐出線速度が０．６０〜０．８５になるように吐
   出し、繊維賦型を行なうことを特徴とする高保水性アク
   リル繊維の製造方法。