JPS63227809A - 高保水性アクリル系繊維 - 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〉 本発明はボイド（空孔）を有し保水性に優れたア４　リ
ル系繊維に関する。

〈従来の技術〉 アクリル系繊維は風合や染色性に優れることから、衣料
、インテリアの分野で広く利用され℃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
、さらには消臭性等の機能付与が求められている。アク
リル系繊維の機能付与にはポリマー改質すなわちポリマ
ーの共重合化による対応が多いが、一方防菌、防臭、防
汚等繊維賦形後、絹織物とした後に薬剤によって処理す
る方法も多くおこなわれている。これらの薬剤処理にあ
たりては加工されるべき繊維は表面積が大きくかつ保液
性が高いものが有利であるが、現在このような配慮のも
とに設計された繊維はまだ市場に紹介されていない。従
来から吸水性繊維についてはいくつか提案されている（
特公昭５９−５３３６５号公報、特公昭６１−４２００
５号公報等）が、これらは微細なボイドの形成による吸
水性アクリル系繊維に関するもので、保液性能や薬剤に
よる後加工処理を考慮した繊維の設計はなされていない
し、また当然ながら嵩高性や保温性についても通常のア
クリル系繊維並の水準にしかない。

〈発明が解決しようとする問題点〉 本発明の目的の第１は繊維の製造工程から編織物の各段
階において機能的な薬剤を保持させやすい高吸水性また
は高保水性のアクリル系繊維を提供することにある。第
２にはインテリアあるいは衣料用途において保温性が高
く透湿性の優れた嵩高なアクリル系繊維を提供すること
にある。

く問題点を解決するための手段〉 本発明の要旨とするところは、繊維の側面に部分的に開
孔し繊維軸方向に実質的に連続した能が１５０％以上で
ある高保水性アクリル系繊が３０％以上である高保水性
高吸水性アクリル系繊維にある。

以下本発明を更に詳細に説明する。

本発明の繊維の最も大きな特徴は、それぞれが繊維の側
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５）を少なく
とも３つ以上有していることである。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
らに周辺に分散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を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でなる。ここで繊維軸
方向に実質的に連続し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、見かけ上ボイドが
連続してみ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形のボイド（空孔）につい
て断面積から算出した仮想直径がおおよそ１部以上、好
ましくは３部以上の大きなボイドである。又これらマク
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込みと保液
に有利であり、本発明の特徴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以下のものであるが
、多くは０．５μ以下のものである。繊維軸方向に実質
的に連続したマクロボイドは本発明の重要な特性であり
、これによって各部分で吸収された液体が速やかに繊維
全体にいきとおり、保液量や吸水量のみでなく、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
液の早さに関係し３ヶ以上は必要である。また衣料やイ
ンテリア材料で使用する時の透湿性能も高くすることが
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５％以上、好まし
くは１０％以上であることを要す。

本発明で得られる繊維の一例を第１図に例示する。第１
図において１は本発明のアクリル系繊維で、２はマクロ
ボイド、３はミクロボイド、４はマクロボイドの１部が
スリット状に繊維側面に開孔している状態を示すもので
ある。５はアクリル系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木兄くは４０％以上
の高いレベルにある。これらの性能をもつ繊維であって
、はじめ又通常のアクリル系繊維にはみられない高度の
保水性、吸水性を有効な機能とした新しい用途の創出を
可能とする。

本発明の繊維によりてもたらされる利用例の１つとして
農業用資材について説明すると以下のとおりである。す
なわち肥料の中では窒素系肥料が最も水にとけやすく、
一般に施肥にあたりて流出し易いため、その対策として
現在種々の化学的物理的改良が施されているが、本発明
の繊維は高い保液性能をもつことからこのよ５に流出し
易い窒素肥料を吸着保持させて人工土壌として利用する
ことが可能である。これによりて安価な硫安も効果的な
遅効性肥料として使うことができる。なお本発明では当
然ながら窒素系肥料にかぎらず各種の配合肥料を水溶液
状にして含浸させることもできる。このような肥料を含
む本発明の繊維は、その特性をもとに嵩高で含気率の高
い土壌の形成に役立ち植物の発育が促進される。

肥料の保持方法としては、繊維を編織物あるいは不織布
に形成した後肥料水溶液を含浸させることもできるが、
より好ましくは繊維の製造工程で湿熱延伸後の未乾燥状
態の繊維に肥料水溶液を滲みこませた後乾燥することで
肥料を保持させる方法が推奨される。これは湿熱延伸後
の繊維では無数のミクロボイドが存在し、この中に速や
かに肥料含有液を滲みこませたのちに乾燥をおこなうと
、大部分のミクロボイドが肥料をとじこめた状態で融着
されて人工土壌として施工された時の肥料溶出をいりそ
う遅くすることができるためである。またこの際マクロ
ボイドの導通部分もその１部は融着される方向にあり、
肥料溶出をおさえる方向に働く。本発明の繊維では保液
速度が早く工程内で肥料液を速やかに含浸させることが
できるため有利である。

利用にあたっての繊維の形態は厚くて含気性の高い不織
布状のプ四ツクや要所を糸で固定した綿の塊状物、積層
したｌａ＠物あるいは単なる綿の塊等種々の形をとるこ
とができる。

その他の利用例としては殺虫剤含浸布、防汚剤や汚れ吸
着剤含浸布、治具剤含浸布等があげられる。また、高い
保液性をもとに水溶中のバイオリアクターとして酵素を
固定する担体とし法によって評価した値である。

吸水率：常法により精練した繊維を水中に２４時間浸漬
した後、ＩＯＣの加速度のもとで１０分間遠心脱水して
重量（Ｗｌ　／　）を測定し、それを１１０℃で２時間
熱風乾燥した後の１量（Ｗｌ、）を秤量して下式で算出
する。

保水率；評価の対象である繊維をニードルパンチ方式で
２５０　Ｐ／？Ｆ！″の目付の不織布とした後、１０ｃ
ｒＩＬ平方のサンプルを切出して２５℃の水中に２４時
間浸漬し、引上げて１００メツシユのステンレス金網に
はさみ、Ｚ　ｋＣ９／ａｎ”　　０）圧力（荷重）を加
えて５分間絞り、秤量した重量（Ｗｓ／）とその絶乾重
量（Ｗ４／　）より下式で算出される。

本発明の繊維の製造例について概述すると以下の如くな
る。

繊維を構成するアクリル系重合体は、アクリロニトリル
５０重量％以上と、それと共重合可能な不飽和単量体と
の共重合体であって、不飽和単量体としては、例えばア
クリル酸、メタクリル酸及びこれらの誘導体、酢酸ビニ
ル、アクリルアミド、メタクリルアミド、塩化ビニリデ
ン、塩化ビニル等があげられる。さらに目的によっては
ビニルベンゼンスルホン酸ソーダ、メタクリルスルホン
酸ソーダ等のイオン性不飽和単量体等も共重合成分とし
て利用することができる。アクリロニトリルは親水性を
もつが、さらに水分への親和性を付与するうえでポリエ
チレングリコール成分をもつアクリル酸系共重合成分を
利用することも可能である。重合は常法の懇情重合また
は溶液重合によって重合体とすることができ、とくに限
定されない。

繊維の賦形は湿式紡糸法が有利に使用できる。

溶剤はジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、
ジメチルスルホオキシド等の有機溶剤、硫酸、ロダン塩
水溶液、塩化亜鉛水溶液も同様に使用できるが、ボイド
の形成し易さからは有機溶剤がより有利に使用できる。

紡糸原液は通常の濃度で調製できるが、特に繊維の吸水
性を高める目的で重合体濃度を通常の８０％以下に希薄
化して設定することも効果的である。紡糸ノズルは第２
図（イ）、（ロ）のノズルの断面形状に示すような十字
型ノズルをはじめとした多角片をもつノズルを利用する
ことができる。紡糸凝固液条件は使用するポリマーの共
重合成分や対象繊維の太さによりて若干の違いはあるが
、通常のアクリル系繊維の製造条件に準じて選定できる
。紡糸した繊維は延伸、洗浄、そして乾燥されるが、場
合によっては熱水中で延伸後、そのままカット処理及び
シート状に加工される。乾燥繊維は用途によっては熱緩
和処理され、力学的にバランスのとれた繊維とされてス
テープルカットされ、商品加工用の原料として供される
が、カットしない状態でシート化して目的とする形態に
加工することもできる。

〈実施例〉 以下実施例によって本発明を具体的に説明する。

実施例１ アクリロニトリ／Ｉ／９３重量％と酢酸ビ３　／Ｉ／　
７％からなるアクリル系共重合体をジメチルアセトアミ
ドに溶解して固形分濃度１９％−の原液を調製した。こ
れを第２図イ）の十字塁ノズルにおいてＬとＤがそれぞ
れ１５０μ及び５０μであるノズルを使りて紡出し、延
伸、乾燥して、約１０デニール／フイラメントの繊維を
得た。繊維の形態は第１図に模式的に示すものであった
。

すなわち繊ｍ＠面に導通したマクロボイド（断面寸法数
μ）を３〜４個有し、かつミクロボイドな無数にもりて
いた。繊維断面に占めるボイド面積は約８％であった。

繊維の保水率は１７２％、吸水率は５１％と高い保水性
と吸水性を保有していた。市販アクリル系繊維の１０デ
ニールの繊維を不織布にして測定した保水率は１０３多
、吸水率は僅かに１０％でありた。

上記繊維を目付２５０　Ｐ／−の不織布として１０％の
硫安水溶液に浸漬して後乾燥した後の重量変化から換算
すると、この不織布は固体硫安として２７重量％の多量
の肥料成分を含有するものでありた。市販アクリル繊維
の場合はたかだか８重量％の含有でありた。

実施例２ 実施例Ｉの繊維製造にあたりて油浴処理槽に５％の硫安
水溶液を準備して湿熱延伸後、約２秒間その中に繊維を
連続して浸漬して乾燥した。

このようにして得た繊維中には約２０重量％の硫安が含
まれているが、これを不織布に成凰して土中に施工する
と肥料保持性の高い応用ベッドとして非常に好ましいも
のであった。

実施例３ 実施例１と同様の繊維製造条件において使用口金のノズ
ル寸法をＬ＝９０μ、Ｄ＝３０μとして３デニールのス
テープルを得た。繊維の保水率は４８５％、吸水率は４
３％、繊維断面に占めるボイド面積は４．５％でありた
。この繊維を６８番の糸に紡績したのち、肌着を試作し
て着用テストをした結果、すぐれた保温性と透湿性が認
められた。

〈発明の効果〉 本発明による繊維は、衣料用途、インテリア維製品とに
利用できるだけでなく、各種薬剤を多量に含有させ、そ
の薬効を利用する産業資材用途、さらには肥料を含有さ
せた農芸用人工土壌等巾広く応用できる高保水性のアク
リル系繊維として極めて有用なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の繊維の例の繊維断面を同時に示すモデ
ル状態図、第２図（イ）、（ロ）は本発明の繊維の製造
に用いる紡糸ノズル形状の例の断面図である。 ２・・・マクロボイド ３・・・ミクロボイド ４・・・開孔部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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３ケ以上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を５％以上とした保水率が１５０
   ％以上である高保水性アクリル系繊維。 ２）繊維の側面に部分的に開孔し繊維軸方向に連続した
   ３ケ以上の巨大なボイドとともに微細なボイドを共存さ
   せた保水率が１５０％ 以上、吸水率が３０％以上である特許請求の範囲第１項
   記載の高保水性アクリル系繊維。３）巨大ボイドに肥料
   を含有させてなる特許請求の範囲第１項又は第２項記載
   の高保水性アクリル系繊維。