JPS5953365B2 - 吸水性アクリル系繊維 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は吸水性アクリル系繊維に関するものである。

アクリル系繊維は、風合が羊毛に類似してお。

す、また優れた発色性を有している等、衣料用繊維とし
て優れた多くの特徴を有する繊維である。

しかしながら羊毛や木綿等の天然繊維に比較して、アク
リル系繊維の吸水性及び吸湿性は著るしく少ない。

羊毛や木綿からなる繊維製品が発汗時や、高い湿度環境
でも心地良い着用感を与えるのは、これらの繊維の吸水
、吸湿性能が優れている為であるといわれている。

最近、アクリル系繊維の吸水性を改善して、天然繊維に
類似した吸水能のあるアクリル系繊維が提案されている
。

例えば、特開昭５２−７０１１３号公報には、６５％相
対湿度／２１℃において少なくとも２％の水分率及び少
なくとも１０％の保水度をもつ鞘芯構造をもつ乾式紡糸
した繊維が開示されている。

また特開昭５４−２３７２３号公報は、１００〜３００
０人の微細構造を有する多孔質のコア層と緻密なスキン
層からなり、かつ少なくとも３５％の保水率と１００℃
１時間乾熱処理した時の保水率の低下が２０％以下であ
る繊維を開示している。

これらのアクリル系繊維はいずれも中心部が多孔質であ
り、外周部が緻密層をなす鞘芯構造であって、多孔質層
、即ち、鞘部にある多数の微細孔に物理的に水を吸い込
むことによって吸水性能を発揮するところに特徴を有す
る。

しかし上記アクリル系繊維は、繊維に単に微細な孔を多
数あけたものであって、アクリル系繊維自身が水に対し
て親和性を有するようになったものではない。

従って微細な孔に水を吸い込むという点では確かに吸水
性能を有するが羊毛や木綿のような、水に対して親和性
を有する繊維の吸水、吸湿性能とは本質的に相違してい
る。

そのために、上記アクリル系繊維からなる繊維製品は発
汗時等、高湿度環境での着用感が、必ずしも満足し得る
迄に至らず改良の余地が残されている。

本発明者らは、か・る欠点を改良するために鋭意研究を
重ねた結果、本発明を完成したものである。

すなわち、本発明は少なくとも８０重量％のアクリロニ
トリルを含むアクリル系重合体と、該重合体に対して０
．３〜３０重量％の数平均分子量１０万以上のポリアル
キレンオキサイドとから成り、微細な空孔を有すること
を特徴とするアクリル系繊維である。

本発明は優れた吸水性、吸湿性を有し、高湿度環境にお
ける着用性能が改良されたアクリル系繊維を提供するに
ある。

以下、本発明を更に詳しく説明する。

本発明のアクリル系繊維を構成するアクリル系重合体は
、少なくとも８０重量％のアクリロニトリルと２０重量
％までのアクリロニトリルと共重合可能な不飽和二重結
合を有する単量体との共重合体、または全体としてアク
リロニトリルを少なくとも８０重量％含有する２種また
はそれ以上の重合体の混合物である。

上記アクリル系重合体は例えばアクリロニトリルと、２
０重量％以下のメチルアクリレート、メチルメタクリレ
ート、酢酸ビニル、塩化ビニル、臭化ビニル、塩化ビニ
リデン、臭化ビニリデン、スチレン、アクリルアミド、
ジメチルアミノエチルメタクリレート、ビニルピリジン
、アクリル酸、メタクリル酸、アクリルスルホン酸、メ
タリルスルホン酸、スチレンスルホン酸及びこれら酸の
塩、から選ばれた少なくとも１種類との重合体または、
これらの重合体の少なくとも２種類の混合物であるが、
これらの重合体に限定されるものではない。

本発明のアクリル系繊維を構成する他の成分であるポリ
アルキレンオキサイドの分子量は、数平均分子量が１０
万以上であることが必要であり、これより小さくなると
、その作用効果の発現が少なくなってくる。

一方、ポリアルキレンオキサイドの数平均分子量の上限
については特に制限はなく、実用上入手し得る範囲のも
のであればよい。

上記のポリアルキレンオキサイドが繊維中に含有される
量は、本発明の効果を発現させるために、アクリル系重
合体に対して０．３〜３０重量％が必要であり、０．３
重量％より少ない場合には、効果が十分に発現されなく
なる。

一方、ポリアルキレンオキサイドの含有量が、アクリル
系重合体に対して３０重量％を越えると、繊維の強度や
伸度物性が損われるようになるので好ましくない。

好ましい含有量は、０．５〜１０重量％である。

ポリアルキレンオキサイドの具体例は、数平均分子量が
１０万以上のポリエチレンオキサイド、ポリプロピレン
オキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリオキシエ
チレンポリオキシプロピレンブロック重合体等である。

このポリアルキレンオキサイドは、この化合物自身が親
水性であり、これをアクリル系重合体に混合することに
よってアクリル系繊維が、水に対して親和性を有するよ
うになる。

しかしポリアルキレンオキサイドの混合によって親水化
されたアクリル系繊維の水に対する性能、即ち、吸水及
び吸湿性能は極めて低く、これだけでは、実用的に価値
ある親水性アクリル系繊維を得ることはできない。

これは、従来より提案されてきた他の親水性物質の混合
による親水性アクリル系繊維が実用的に成功しなかった
のと全く同一である。

然るに、ポリアルキレンオキサイドとして、数平均分子
量が１０万以上のものを混合し、かつアクリル系繊維自
身に空孔を生じさせた場合には、数平均分子量１０万以
上のポリアルキレンオキサイドを単に混合したアクリル
系繊維の吸水、吸湿性能と、単に空孔のみをあけたアク
リル系繊維の和以上に、吸水性、吸湿性があり、しかも
高湿度環境における該繊維からなる製品は、従来の空孔
のみを有するアクリル系繊維の製品にはみられない快適
な着用感を与えるものである。

この作用効果は、明らかに、ポリアルキレンオキサイド
と空孔との相互作用によるものと考えられ、該化合物を
他の親水性物質におきかえた場合には得られないもので
ある。

このように、数平均分子量１０万以上のポリアルキレン
オキサイドを含有し、空孔を有するアクリル系繊維が示
す特異な作用効果が発現する理由は明らかではないが繊
維中に微分散されているこのポリアルキレンオキサイド
自身が水を主に吸うものであるが、この水の吸収状態が
繊維内部に空孔のある場合は大きく異なる、要するに水
との親和性が良く速く水を吸い、更にその吸収量が極め
て多い事である。

このメカニズムについては解明されていないが、繊維中
のポリアルキレンオキサイドが水を吸収して膨潤する際
に空孔があると、その分十分に水を吸収して空孔一杯に
膨潤出来るためではないかと推定される。

要するに綿が水を吸収して膨潤する機構に似ていると考
えられる。

このような繊維の着心地感の良さは、汗をかいた時に身
体の表面から繊維内部への水の移行が速く、皮膚表面に
水がなくなるために、湿潤感がなくドライタッチとなり
着心地が良いものと思われる。

次に、本発明のアクリル系繊維の有するもう一つの特徴
は繊維中に微細な空孔を有していることである。

アクリル系繊維がこの微細な空孔を有していることによ
って、上記ポリアルキレンオキサイドとの相互作用が発
現し、上記のような、水に対する特異な吸水、吸湿性を
有するアクリル系繊維となる。

本発明のアクリル系繊維の有する上記の微細な空孔は、
単なる気泡状のもの、繊維軸方向に沿っである長さを持
ったものでもよい。

この微細な空孔は、繊維の横断面に均一に分布していて
もよく、あるいはその中心部又は外周部に集中していて
もよい。

また更に、この微細な空孔は、その一部が繊維の内部か
ら表面に開口していてもよい。

その孔径は０．１〜５μである。

孔径が０．１μ未満では吸水、吸湿性能が少なくなり好
ましくない。

但し、本発明より微細な空孔が混在してもよい。

一方、その孔径が５μより大きい場合は、繊維の強度や
伸度などの物性が損われ好ましくない。

次に、本発明のアクリル系繊維の製造方法について説明
する。

本発明のアクリル系繊維は、アクリル系重合体とポリア
ルキレンオキサイドとを含有する紡糸原液を紡糸口金よ
り、溶剤に対応した凝固浴中に紡出し、その後水洗、延
伸、乾燥、熱処理などの工程を通して製造される。

アクリル系重合体及びポリアルキレンオキサイドを含ん
だ紡糸原液は、アクリル系重合体の溶剤に、それらを同
時に混合する、あるいはそれらのうちのいずれか一方を
一方を先に溶解し、他方を後で添加して調整する等、い
ずれでもよい。

アクリル系重合体の紡糸原液を調整するための溶剤は、
ポリアルキレンオキサイドの溶剤あるいはそれを微分散
することのできるアクリル系重合体の溶剤が好ましい。

このような溶剤は従来より知られているアクリル系重合
体の溶剤を用いることができる。

このような溶剤としては、ジメチルホルムアミド、ジメ
チルアセトアミド、ジメチルスルホキサイドのような有
機溶剤、ロダン塩あるいは塩化亜鉛の無機塩濃厚水溶液
、硝酸水液のような無機塩系あるいは無機酸系の溶剤を
挙げることができる。

次に、上記の紡糸原液は紡糸口金の細孔を通して凝固媒
体中に押し出して、凝固させ、糸状体を形成する。

この場合、凝固媒体としては、溶剤の希薄水溶液（湿式
紡糸法という）、空気のような気体及び水又は溶剤の希
薄水溶液の併用（半乾式紡糸法という）、あるいは気体
のみ（乾式紡糸法という）が適宜用いられる。

本発明において紡糸原液中に添加するポリアルキレンオ
キサイドの量は、紡糸法や、アクリル系繊維の中に含ま
れる上記化合物の量及び目標吸水、吸湿性能等によって
適宜選定すればよい。

前記の紡糸法によって生成した凝固糸状体は、溶剤を除
去するために水洗され、その後延伸、油剤付与、乾燥等
の工程を経たのち、更に必要に応じて熱処理工程を経て
最終製品となる。

これらの諸工程は、いずれも公知の方法を適宜選定し、
採用すれは゛よい。

前記方法にてなぜ空孔が形成されるかについては定かで
はないが、紡糸原液中のポリオキシアルキレンオキサイ
ドが主にブロックで存在しており、凝固糸条体中にこの
ブロックがそのまま存在し、該ブロックが乾燥工程で糸
条の乾燥と同時に糸条よりも過大に体積収縮を生じ、そ
の結果数ブロック部分に空孔を生成するものと考えられ
る。

本発明のアクリル系繊維の特徴は、吸水性、吸湿性が優
れているが、それによって他の繊維物性、例えば強度、
伸度、発色性、耐フィブリル化性等においては、アクリ
ル系繊維本来の特性をそのまま保有している優れたアク
リル系繊維である。

以下、実施例によって本発明のアクリル系繊維を説明す
る。

尚、実施例中の原液及び繊維中のポリエチレンオキサイ
ド（ＰＥＯ）はアクリル系重合体に対する重量％で示す
。

また各性能の測定方法は以下に示す通りである。

空孔の径： 繊維を凍結切断し、透過型電子顕微鏡にて４００倍の写
真として、この写真より求める。

吸水率： 測定用繊維約１ｄｉｒをよく開繊し、室温にて水に１０
分間浸漬する。

１０分間浸漬後、遠心分離機にて遠心加速度１０００
Ｘ ｇで３分間脱水する。

この脱水繊維重量を求める。

（５１ｇ ）更にこの繊維を１２０℃の熱風乾燥機に
て３時間乾燥する。

乾燥後の繊維重量を求める。

（３２ｇ ）吸水率Ｑ（％ｏｗｔ）は下記式より求め
る。

吸湿率： 吸湿率（％）は繊維を８０℃にて絶乾し、繊維重量を求
める（５３ｇ ）その後、９０％湿度、２２℃の中に２
４時間放置後、再度繊維重量を求める（８４ｇ）吸湿率
は下式より求める。

実施例 １ アクリロニトリル９２重量％、アクリル酸メチル７．７
重量％及びアリルスルホン酸ナトリウム０．３重量％か
ら成るアクリル系重合体と、数平均分子量６０万のポリ
エチレンオキサイド（ＰＥＯで略示する）を７０重量％
の硝酸に溶解して紡糸原液を調整した。

紡糸原液中で、光学顕微鏡での観察結果から、ポリエチ
レンオキサイドが粒子径０．３〜１３μの大きさで、島
状に分散しているのが認められた。

この紡糸原液を一３℃に冷却して、孔径０．０８ｍｍ、
孔数３００００の紡口により、３℃に保った３２重量％
の硝酸水溶液中に紡出し凝固させた。

凝固糸状体を水洗し、８．５倍に熱水中で延伸し、乾燥
したのち、１０５℃のスチーム中でセットし、繊度３ｄ
のアクリル系繊維を得た。

得られた繊維の緒特性を第１表に示す。

第１表から明らかに、本発明のアクリル系繊維は優れた
吸水、吸湿性を有していると同時に、繊維の強度、伸度
などの物性は、通常の繊維と比べて遜色のないものであ
った。

また、発色性、風合ともに良好であり、失透感は認めら
れなかった。

一方比較例１の繊維はＰＥＯ含有率が少なく、吸水、吸
湿性能において本発明の繊維より劣っており、実用的な
有用性に欠けるものであり、また比較例２の繊維は、Ｐ
ＥＯ量が過大のため繊維の強度、伸度に問題があり、実
用的物性に欠けるものであった。

第１図は本発明例２の繊維断面電顕写真（２５００倍）
を示す。

実施例 ２ アクリロニＩ・リル９２．２重量％、酢酸ビニル７．３
重量％、スチレンスルホン酸ナトリウム０．５重量％か
ら成るアクリル系重合体、第２表に示す数平均分子量の
ポリエチレンオキサイド（ＰＥＯと表示する）を５５℃
に保った４０重量％の塩化亜鉛水溶液に溶解して紡糸原
液を調整し、孔径０．０６ｍｍ、孔数１００００の紡口
より５℃に保った１８重量％の塩化亜鉛水溶液中に押し
出して、凝固させて、糸状体を得た。

得られた糸状体を水洗し、延伸、乾燥及び熱処理を経て
、繊度１．５ｄの繊維を得た。

その結果を第２表に示す。

数平均分子量の小さいポリエチレンオキサイド（一般に
は数平均分子量が致方のものは、ポリエチレングリコー
ルと称されている）を使用して得られた繊維は、空孔径
が小さく、また繊維中のＰＥＯ量が少なく、本発明の効
果が認められなかった。

実施例 ３ アクリロニトリル９４重量％、アクリル酸メチル５．５
重量％及びスチレンスルホン酸ナトリウム０．５重量％
からなるアクリル系重合体を、６２℃に保った第３表に
示す各種の高分子化合物を含有するジメチルホルムアミ
ドに混合して紡糸原液を調整した。

これらの紡糸原液を孔径０．１ｍｍ、孔数１０００の紡
口から１６０℃の空気中に乾式紡糸し、熱水中で水洗し
ながら３．５倍延伸し、更に水洗を行ない、次いで乾燥
、熱処理を行なって繊維を得た。

得られた各繊維の物性を第３表に示す。

第３表から明らかに、本発明の数平均分子量１２万のポ
リプロピレンオキサイドを使用した繊維は吸水、吸湿性
ともにに優れておりまた繊維物性も通常の繊維と比べて
遜色のないものであり、風合、発色性も優れていた。

また本発明でいうポリオキシエチレンポリオキシプロピ
レンブロック重合体（数平均分子量１５万）も同様な物
性であった。

それに対して本発明以外の物質を添加した繊維は、孔径
が小さく殆んどそれらが認められず１、吸水、吸湿性能
が認められなかった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による吸水性アクリル系繊維
の断面を示す電子顕微鏡写真である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ アクリロニトリルを少なくとも８０重量％含有する
   アクリル系重合体と、該重合体に対して０．３〜３０重
   量％の数平均分子量１０万以上のポリアルキレンオキサ
   イドとから成り、微細な空孔を有することを特徴とする
   吸水性アクリル系繊維。 ２ 空孔が孔径０．１〜５μである特許請求の範囲第１
   項記載の吸水性アクリル系繊維。 ３ ポリアルキレンオキサイドがポリエチレンオキサイ
   ド、ポリプロピレンオキサイド、ポリオキシエチレンポ
   リオキシプロピレンブロック重合体である特許請求の範
   囲第１項記載の吸水性アクリル系繊維。