JPH08325834A - アクリル系極細繊維およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 染料の繊維中への浸透をアニール緩和により
高めることなく、染料の吸着量が多く見かけ染料濃度を
高めることができ、染色堅牢性が改良され、低温での染
色が可能で、吸湿性に富む、アクリル系極細繊維とその
製造方法を提供することにある。 【構成】 ２−アクリルアミド−２−メチルプロパンス
ルホン酸および／またはその塩を０．４〜１．４モル％
共重合し、比粘度が０．０５〜０．５であるアクリロニ
トリル系重合体をからなる繊度０．０１〜０．５デニー
ルの極細アクリル繊維である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はアクリル系極細繊維およ
びその製造法に関する。さらに詳しくは、濃色染色性、
低温での染色性、吸湿性に優れたアクリル系極細繊維お
よびその製造法に関する。

【０００２】

【従来の技術】アクリル系繊維は鮮明な発色性と柔軟な
風合いを生かして、衣料、寝装、インテリアなどに広く
用いられてきた。しかし柔軟な風合いを高めるべく繊維
を細くするにしたがって、見かけの染料濃度が小さくな
る。そのため、従来の共重合アクリロニトリル系共重合
体からなるアクリル系極細繊維では、アニール緩和工程
によって繊維中のアクリル系共重合体の配向を緩め、カ
チオン染料の繊維中への浸透を高めることにより見かけ
染料濃度を高め、染色性を発現させている。しかし、極
細繊維では、アニール緩和工程での繊維同士の接着頻度
が太いデニールの繊維に比べて極端に高くなり、工程安
定性を悪くしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、染料
の繊維中への浸透をアニール緩和により高めることな
く、染料の吸着量が多く見かけ染料濃度を高めることが
でき（以下、濃色染色性）、染色堅牢性が改良され、低
温での染色が可能で、吸湿性に富む、アクリル系極細繊
維とその製造方法を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、上記課題を解決し
得ることを見出し本発明に到達した。

【０００５】すなわち、本発明の第１の要旨は、２−ア
クリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸および／
またはその塩を０．４〜１．４モル％共重合した、比粘
度が０．０５〜０．５であるアクリロニトリル系共重合
体からなる繊度０．０１〜０．５デニールのアクリル系
極細繊維にあり、第２の要旨は、２−アクリルアミド−
２−メチルプロパンスルホン酸および／またはその塩を
０．４〜１．４モル％共重合した、比粘度が０．０５〜
０．５であるアクリロニトリル系共重合体と溶剤とから
なる紡糸原液を紡糸口金から吐出し、凝固した後糸を洗
浄延伸し、さらに２次延伸を施して全延伸倍率を４倍以
上とすることを特徴とするアクリル系極細繊維の製造方
法にある。

【０００６】以下に、本発明を詳細に説明する。本発明
のアクリル系極細繊維は、２−アクリルアミド−２−メ
チルプロパンスルホン酸および／またはその塩を０．４
〜１．４モル％共重合したアクリロニトリル系共重合体
からなることが、濃色染色性、低温での染色性、吸湿性
等の改善のために必要である。

【０００７】２−アクリルアミド−２−メチルプロパン
スルホン酸および／またはその塩の共重合率が１．４モ
ル％を越えると染料を過剰量添加しても染着速度と染料
吸着量が飽和するため性能の向上が見られないばかりで
なく、重合工程において生成重合体の粒子化が顕著で洗
浄の効率や脱水濾過性が急速に悪化し、重合触媒残渣が
多く残留することとなりひいては、紡糸工程での糸切れ
頻度が増加するので好ましくない。また、２−アクリル
アミド−２−メチルプロパンスルホン酸および／または
その塩の共重合率が０．４モル％未満ではアニール緩和
を施さないと染料の吸着量が少なく見かけ染料濃度を高
めることができないので、本発明の目的からはずれたも
のとなる。

【０００８】アクリル系繊維中で２−アクリルアミド−
２−メチルプロパンスルホン酸および／またはその塩の
部位は光劣化を受けやすくそれに伴って染料の分解が促
される傾向にあるので、アクリロニトリル系共重合体１
００重量部に対して耐光安定剤を０．０１〜５重量部添
加することにより、染色堅牢性をさらに向上することが
できる。

【０００９】耐光安定剤としては、ベンゾフェノン系、
サリチル酸フェニル系、ベンゾトリアゾール系、ヒンダ
ードアミン系などの公知の添加剤を使用できる。

【００１０】添加量０．０１重量部未満では染色堅牢度
は改善されない。また、５重量部以上では経済的でない
ばかりか繊維の紡糸性悪化、強伸度低下などの原因につ
ながる。ここで使用する耐光安定剤としては、２−ヒド
ロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ
−４−オクチルオキシベンゾフェノン、２−（２−ヒド
ロオキシ−５−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、
２−〔２−ヒドロオキシ−３−（３，４，５，６−テト
ラヒドロフタルイミドメチル）−５−メチルフェニル〕
ベンゾトリアゾール、２−（２−ヒドロオキシ−３−ｔ
−ブチル−５−メチルフェニル）−５−クロロベンゾト
リアゾール、２−（２−ヒドロオキシ−５−ｔ−オクチ
ルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２−ヒドロオ
キシ−３，５−ジ−ｔ−アミルフェニル）ベンゾトリア
ゾール、２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル−３，５−ジ
−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンゾエート、ビス
（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）セ
バケート、ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−
４−ピペリジル）セバケートなどが挙げられる。この中
で２−（２−ヒドロオキシ−５−メチルフェニル）ベン
ゾトリアゾールが好ましい。

【００１１】上記アクリロニトリル系共重合体の比粘度
は、紡糸延伸性を確保できる０．０５〜０．５であるこ
とが必要であり、さらに好ましくは０．１〜０．２５で
ある。比粘度が０．０５未満の場合は、曳糸性が低下し
て凝固浴での引き取りが困難になる。また０．５を越え
ると、紡糸原液の粘度をを紡糸最適範囲に保つために、
原液固形分を低く保持することが必要となり、紡糸トウ
の膨潤度すなわち水分率が上昇して紡糸トウが白化する
ばかりか乾燥エネルギー負荷が大きくなり好ましくな
い。

【００１２】本発明において、比粘度η_spは、アクリロ
ニトリル系共重合体０．１ｇを１００ｍｌのジメチルホ
ルムアミドに溶解したアクリロニトリル系共重合体溶液
の粘度ηと溶媒の粘度η₀から次式にて算出した。粘度
測定はいずれもウベローデ型粘度計で、２５℃において
行った。 η_sp＝（η−η₀）／η₀

【００１３】本発明のアクリル系極細繊維を構成するア
クリロニトリル系共重合体は、主成分であるアクリロニ
トリルと上記した２−アクリルアミド−２−メチルプロ
パンスルホン酸および／またはその塩のほかに、これら
モノマーと共重合するビニル系単量体を５．０モル％以
下で共重合していてもよい。

【００１４】共重合可能なビニル単量体としては、メチ
ル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレー
ト、プロピル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）ア
クリレート、ヘキシル（メタ）アクリレート等の（メ
タ）アクリル酸エステル類、塩化ビニル、臭化ビニル、
塩化ビニリデン等のハロゲン化ビニル類、（メタ）アク
リル酸、イタコン酸、クロトン酸等の酸類およびそれら
の塩類、マレイン酸イミド、フェニルマレイミド、（メ
タ）アクリルアミド、スチレン、α−メチルスチレン、
酢酸ビニルなどが挙げられ、極細アクリル繊維の紡糸性
を向上させることから、アクリル酸メチル、酢酸ビニル
が好ましく、アクリル酸メチルがより好ましい。

【００１５】本発明のアクリル系極細繊維は、上記構成
により繊度が０．０１〜０．２デニールの範囲にあって
も濃色染色性、低温での染色性、吸湿性等の向上が図れ
るのである。

【００１６】次に本発明のアクリル系極細繊維の製造方
法について説明する。本発明のアクリロニトリル系共重
合体は、水系懸濁重合、乳化重合、溶液重合など公知の
いずれの方法でも重合することが可能であるが、未反応
モノマーが少なく紡糸の際に未反応モノマーが凝固浴を
汚染しない水系懸濁重合、乳化重合が好ましく、連続生
産が可能で生産効率の高い水系懸濁重合方式がさらに好
ましい。

【００１７】アクリロニトリル系共重合体は、公知の洗
浄、脱水、乾燥工程を経由して、これを溶解する溶媒に
溶解して紡糸原液とする。アクリロニトリル系共重合体
を溶解する溶媒としては、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、硝酸水溶
液、ロダン塩水溶液、塩化亜鉛水溶液などの溶剤が使用
できる。

【００１８】本発明のアクリル系極細繊維の紡糸は、湿
式、乾式、半乾湿式紡糸方式のいずれの方式でも実施で
きるが、湿式紡糸方式が好ましい。紡糸口金から紡糸原
液を吐出し、凝固した糸は、洗浄延伸後さらに２次延伸
を施され、全延伸倍率を４倍以上とすることとが０．０
１〜０．２デニールの極細繊維を得る上で重要である。

【００１９】

【実施例】以下に本発明を実施例によりさらに具体的に
説明する。なお、実施例中において、アクリロニトリル
はＡＮ、アクリル酸メチルはＭＡ、酢酸ビニルはＡＶ、
２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸ソ
ーダはＡＭＰＳとそれぞれ表記した。

【００２０】なお、重合率測定、脱水濾過性、比粘度、
極限粘度、紡糸性、収縮率、染料吸着率（濃色染色性評
価）、染色堅牢度、吸湿性および繊度は以下の方法によ
り評価した。

【００２１】（重合率測定）重合釜反応溢流口より採取
した重合体水系分散液を、重合体分を濾別して重合体収
率を重合率とした。

【００２２】（脱水濾過性）オリバー型連続濾過装置に
おける重合スラリーのフィルター付着性を目視にて評価
した。

【００２３】（比粘度）比粘度η_spは、アクリロニトリ
ル系共重合体０．１ｇを１００ｍｌのジメチルホルムア
ミドに溶解したアクリロニトリル系共重合体溶液の粘度
ηと溶媒の粘度η₀から次式にて算出した。粘度測定は
いずれもウベローデ型粘度計で、２５℃において行っ
た。

【００２４】η_sp＝（η−η₀）／η₀

【００２５】（紡糸性）紡糸性については以下の箇所を
肉眼で観測し評価した。 凝固浴 オリフィス口金での糸切れ、凝固浴での延伸性 洗浄延伸 洗浄浴での延伸性、洗浄性 ２次延伸 予熱ローラーでの２次延伸性 ○ 工程通過性良好 × 口金での糸切れ、洗浄性不良、ロールへの巻き付
き、延伸性不良、接着繊維の発生など

【００２６】（収縮率）１３０℃のアニール緩和での紡
糸トウの収縮率を測定した。

【００２７】（染料吸着率−濃色染色性評価）４０％ow
fの過剰量のカチオン染料Ｃａｔｈｉｏｎ Ｂｌｕｅ
Ｋ−ＧＬＨ（保土ヶ谷化学製）、浴比１／５０、ｐＨ＝
４．５の条件になるように染色液を調製し、脱脂したサ
ンプル原綿を３０分間で１００℃まで昇温、９０分間１
００℃で加熱した。染色した綿を流水中で２０分間洗浄
して乾燥した後、ジメチルホルムアミドで溶解して、６
００nmの吸光度からあらかじめ作成した検量線から染料
吸着量を求めた。

【００２８】（染色堅牢度）１０％owfのカチオン染料
Ｃａｔｈｉｏｎ Ｂｌｕｅ Ｋ−ＧＬＨ（保土ヶ谷化学
製）（浴比１／５０、ｐＨ＝４．５、３０分間で１００
℃まで昇温、９０分間１００℃で加熱した）で染色した
原綿を、カーボンアーク燈光に４８時間曝露させた（Ｊ
ＩＳ−Ｌ−０８４２法による）。染色堅牢度は染色堅牢
度試験方法に基づき、変退色グレースケール（ＪＩＳ−
Ｌ−０８０４）により５級から１級までを評価した。

【００２９】（吸湿性）吸湿性の試験は、１０５℃で恒
量になるまで乾燥させた繊維を、２４℃、５５％ＲＨ
（相対湿度）の雰囲気下に２４時間放置し、その雰囲気
下で重量を測定し、その重量増加分を重量％として算出
した。

【００３０】（繊度）繊度はＪＩＳ−１０１５に準拠し
て測定した。

【００３１】（実施例１） （アクリロニトリル系共重合体の重合）重合釜（攪拌翼
使用）に、脱イオン交換水と所定比のモノマー混合物を
水／モノマー＝４．５／１（重量比）で仕込み、モノマ
ー１００重量部に対してレドックス重合開始剤過硫酸ア
ンモニウム１．５重量部、亜硫酸水素ナトリウム６．０
重量部、硫酸第一鉄（ＦｅＳＯ₄・７Ｈ₂Ｏ）０．０００
５重量部、硫酸０．７重量部をそれぞれ脱イオン交換水
に溶解し連続的に供給した。反応液のｐＨが３になるよ
うに硫酸供給量で調節し、重合反応液温度を６０℃に保
ち、十分な攪拌を行い、所定の比粘度が得られる分子量
となるように滞在時間を実験ごとに代え、重合釜反応溢
流口より連続的に重合体水系分散液（重合スラリー）を
取り出した。重合スラリーには、シュウ酸アンモニウム
０．５重量部、重炭酸アンモニウム１．５重量部を１０
０重量部の脱イオン交換水に溶解した重合停止剤水溶液
を、重合スラリーｐＨが５．５〜６．０になるように加
え、オリバー型連続濾過装置で未反応モノマーおよび重
合助剤残渣を重合体から分離した。得られた湿潤重合体
をペレット状に成形した後、通気乾燥機で乾燥して、ア
クリロニトリル系共重合体を得た。

【００３２】（紡糸）アクリロニトリル系共重合体を濃
度が２０重量％となるようにジメチルアセトミド（以下
ＤＭＡＣ）に溶解して紡糸原液とした。紡糸原液は５０
℃に調温した後、濾過精度１０μｍの燒結金属フィルタ
ーで２段濾過し、孔径５０μm、孔数７００００の紡糸
口金から、５５℃３０％ＤＭＡＣ水溶液の凝固浴中に吐
出した。凝固浴での紡糸原液の引き取り速度／吐出線速
度のドラフトを２〜６倍の範囲で調節した。さらに紡糸
トウ中の残存ＤＭＡＣ濃度が０．０５％以下になるよう
に沸水中での洗浄延伸倍率を２、２．５倍の範囲で調節
した。洗浄後の紡糸トウに油剤を付与し、１３０℃の乾
燥ローラーにて乾燥後、１８０℃の予熱ローラーで１．
２５〜２．０倍の２次延伸処理をおこない、クリンプを
付与した。

【００３３】得られた極細アクリル繊維は表１、表２、
表３に示す特性値を有していた。

【００３４】

【表１】

【００３５】

【表２】

【００３６】

【表３】

【００３７】（実施例２）実施例１と同様の方法で重合
した各種重合体と所定量の耐光安定剤２−（２−ヒドロ
オキシ−５−メチルフェニル）ベンゾトリアゾールを重
合体濃度が２０重量％となるようＤＭＡＣに溶解して紡
糸原液とした。５０℃に調温した後、実施例１と同様に
して紡糸した。得られた極細アクリル繊維は表４に示す
特性値を有していた。

【００３８】

【表４】

【００３９】（実施例３）実施例１と同様の方法で重合
した各種重合体を紡糸し、アニール緩和をかけない紡糸
トウ原綿の８０℃および１００℃での染着速度を比較し
た。測定方法として、染色液を１０％owfのカチオン染
料Ｃａｔｈｉｏｎ Ｂｌｕｅ Ｋ−ＧＬＨ（保土ヶ谷化
学製）、浴比１／５０、ｐＨ＝４．５の条件になるよう
に調製し、サンプル原綿を１２０分間８０℃で加熱し
た。染色を開始してから１０分、２０分、４０分、６０
分、１２０分の染色液を抜き取って６００nmの吸光度を
測定し、あらかじめ作成した検量線により染色液中の染
料濃度を求め、原綿に染着して減少した染料濃度から染
着率を算出した。得られた極細アクリル繊維は表５に示
す特性値を有していた。

【００４０】

【表５】

【００４１】

【発明の効果】以上説明した本発明によれば、アニール
緩和工程を省略しても十分な濃色染色性を有し、低温で
の染色性、染色堅牢性、吸湿性を改善した極細アクリル
系繊維が得られる。また、アニール緩和工程を経ずに極
細繊維の濃色染色性を発現することができるため、紡糸
工程での熱緩和工程を省略あるいは簡略化することが可
能となる。したがって、これまでアクリル系極細繊維の
紡糸緩和工程でトラブルの要因となってきた繊維の接着
を回避しつつ、極細繊維の見かけの染料濃度を高くする
ことが可能となる。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２−アクリルアミド−２−メチルプロパ
   ンスルホン酸および／またはその塩を０．４〜１．４モ
   ル％共重合した、比粘度が０．０５〜０．５であるアク
   リロニトリル系共重合体からなる繊度０．０１〜０．５
   デニールのアクリル系極細繊維。
2. 【請求項２】 ２−アクリルアミド−２−メチルプロパ
   ンスルホン酸および／またはその塩を０．４〜１．４モ
   ル％共重合した、比粘度が０．０５〜０．５であるアク
   リロニトリル系共重合体１００重量部と耐光安定剤０．
   ０１〜５重量部からなる繊度０．０１〜０．５デニール
   のアクリル系極細繊維。
3. 【請求項３】 耐光安定剤が２−（２−ヒドロオキシ−
   ５−メチルフェニル）ベンゾトリアゾールである請求項
   ２記載のアクリル系極細繊維。
4. 【請求項４】 ２−アクリルアミド−２−メチルプロパ
   ンスルホン酸および／またはその塩を０．４〜１．４モ
   ル％共重合した、比粘度が０．０５〜０．５であるアク
   リロニトリル系共重合体と溶剤とからなる紡糸原液を紡
   糸口金から吐出し、凝固した後糸を洗浄延伸し、さらに
   ２次延伸を施して全延伸倍率を４倍以上とすることを特
   徴とするアクリル系極細繊維の製造方法。
5. 【請求項５】 ２−アクリルアミド−２−メチルプロパ
   ンスルホン酸および／またはその塩を０．４〜１．４モ
   ル％共重合した、比粘度が０．０５〜０．５であるアク
   リロニトリル系共重合体１００重量部と耐光安定剤０．
   ０１〜５重量部と溶剤とからなる紡糸原液を紡糸口金か
   ら吐出し、凝固した後、糸を洗浄延伸し、さらに２次延
   伸を施して全延伸倍率を４倍以上とすることを特徴とす
   るアクリル系極細繊維の製造方法。
6. 【請求項６】 耐光安定剤が２−（２−ヒドロオキシ−
   ５−メチルフェニル）ベンゾトリアゾールである請求項
   ５記載のアクリル系極細繊維の製造方法。