JPH10273821A - 吸水性アクリル繊維 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐熱性、形状保持性、クリンプ安定性がよ
く、従来のアクリル繊維と同様の後加工が可能な吸水性
アクリル繊維を提供する。 【構成】 少なくとも８５重量％のアクリロニトリル単
位を含有したアクリロニトリル系重合体とセルロースを
それぞれチオシアン酸塩水溶液に溶解しアクリロニトリ
ル系重合体８０〜９５重量％とセルロース２０〜５重量
％をブレンド、湿式紡糸することにより、乾燥、クリン
プセット等の熱処理により消失することのないマクロボ
イドを含有させることにより得られる吸水性アクリル繊
維。 【効果】 乾燥、クリンプセット等の熱処理が可能で耐
熱性、形状保持性、クリンプ安定性がよく、従来のアク
リル繊維と何の遜色なく使用することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、衣料用途、インテ
リア用途、産業資材用途に用いられる吸水性アクリル繊
維に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】木綿、羊毛などの天然繊維は吸水率２０
〜４０重量％という高い吸水性を示すが、一般の合成繊
維は吸水性に乏しく、天然繊維と比べて商品価値が低
い。合成繊維の吸水性能を改良するために従来より多く
の検討がなされてきた。なかでも繊維を多孔質構造とす
ることによる、毛細管現象を利用した繊維が数多く提案
されている。

【０００３】例えば、特開昭４７−２５４１８号公報、
特公昭４７−１５９０１号公報、特公昭４８−６６４９
号公報および特公昭４８−６６５０号公報にはアクリル
繊維製造工程中での膨潤ゲルトウ中の微小なボイドまた
はミクロボイドを残存させるような温和な乾燥条件を選
択することにより多孔質のアクリル繊維を製造する方法
が記載されている。また、特開昭４７−２５４１６号公
報、特公昭４８−８２８５号公報、特公昭４８−８２８
６号公報にはアクリル繊維の製造工程中での膨潤ゲルト
ウに水溶性化合物を充填し、乾燥、後処理の後で充填物
を溶出させ、ボイドを再生することが記載されている。

【０００４】上記の方法に共通する点は、アクリル繊維
の製造工程中での膨潤ゲルトウが本来含有するミクロボ
イドを、最終製品に残存させた多孔性アクリル繊維を製
造する技術であることである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この膨
潤ゲルトウに含有されるミクロボイドは、熱的に極めて
不安定なものであるため、繊維製造工程において特に乾
燥、クリンプセットにおいては高温処理を行うことが出
来ず、最終製品の耐熱性、形態保持性、クリンプ安定性
に乏しく、製品の商品価値を著しく低下させる原因とな
っている。しかし、かかる原因を排除した吸水性アクリ
ル繊維は未だ達成されていないのが現実である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】かかる実状において本発
明者らは上記の問題点を解決するため鋭意検討した結
果、アクリロニトリル系重合体とセルロースを共にチオ
シアン酸塩水溶液に溶解し紡糸原液としたのち、湿式紡
糸を行い、その凝固性の差に基づいて発生するマクロボ
イドをアクリル繊維中に保持させることにより達成され
ることを見いだした。即ち本発明は、少なくとも８５重
量％のアクリロニトリル単位を含有したアクリロニトリ
ル系重合体８０〜９５重量％およびセルロース２０〜５
重量％からなるポリマーの混合物からなり、吸水率が２
０重量％以上であることを特徴とする吸水性アクリル繊
維、に関するものである。以下、本発明を詳細に説明す
る。

【０００７】

【発明の実施形態】本発明に採用するアクリル繊維の原
料であるアクリロニトリル系重合体としてはアクリロニ
トリル比率が８５重量％以上であれば特に制限はなく単
独重合体、公知のモノマーとの共重合体を用いることが
できる。アクリロニトリル（以下、ＡＮともいう）比率
が８５重量％未満になるとアクリル繊維の熱安定性が著
しく低下し、容易に着色するため最終商品の品位が低下
することがある。

【０００８】共重合に用いられるコモノマーとしては他
の重合性不飽和ビニル化合物など、アクリロニトリルと
共重合するものであれば特に制限はなく、例えばアルキ
ルアクリレート、アルキルメタクリレート、アクリル
酸、メタクリル酸、メタクリロニトリル、アクリルアミ
ド、酢酸ビニル、塩化ビニル、臭化ビニル、フッ化ビニ
ル、ビニルアルキレート、塩化ビニリデン、臭化ビニリ
デン、スチレン、スチレンスルホン酸、アリルスルホン
酸、メタリルスルホン酸、スチレンスルホン酸塩、アリ
ルスルホン酸塩、メタリルスルホン酸塩、エチレン、プ
ロピレン等を使用することができる。

【０００９】本発明に使用されるセルロースは特に限定
はされないが、チオシアン酸塩水溶液への溶解性から、
予めセルロース中の結晶構造を乱すための前処理を施し
た無定形セルロースであり、平均重合度５０〜５００の
ものが好ましい。

【００１０】このようにして作製されたＡＮ系重合体お
よびセルロースは、溶剤としてチオシアン酸塩水溶液に
溶解して紡糸原液となし、公知のノズルで湿式紡糸され
る。チオシアン酸塩としてはチオシアン酸カルシウム、
チオシアン酸マグネシウム、チオシアン酸リチウム、チ
オシアン酸ストロンチウム、チオシアン酸ナトリウムが
好適に使用される。

【００１１】セルロースの添加量はポリマー総量の５〜
２０重量％であり、好ましくは７〜１５重量％である。
セルロースの添加量が５重量％未満の場合は吸水率が低
く、２０重量％を越える場合は、吸水率は増加するが、
紡糸時の糸切れ増加や糸の機械的物性の低下が起こる。

【００１２】本発明の吸水性アクリル繊維は上記のポリ
マーを、紡糸された繊維がその単繊維中にアクリロニト
リル系重合体とセルロ−スの多層構造を有する状態にブ
レンドして、湿式紡糸することにより得られる。紡糸法
としては通常の湿式紡糸および乾湿式紡糸のいずれも好
適に採用できる。凝固液としてチオシアン酸塩／水系の
溶液中に紡出し、段階的に脱溶剤および水洗を行い、次
いで７〜１２倍の延伸を行い、乾燥、緻密化を行った
後、捲縮、クリンプセットを行う。

【００１３】クリンプセットは１２０〜１５０℃、１０
秒〜１５分間の条件でおこなうが、更に好ましくは１２
５〜１４０℃がよい。吸水率は１２５℃から急速に増加
するが、処理温度が高くなり過ぎると繊維が膠着するこ
とがある。処理時間は高温ほど短くてよいが、収縮斑、
染色斑を避けるために１５秒以上が好ましい。尚、吸水
率は次の方法で測定した。繊維１０ｇを開繊したのちガ
ーゼに包み界面活性剤（ノイゲンＨＣ １ｍｌ／１ｌ）
中で６０℃、３０分間洗浄したのち流水で洗浄し脱水し
た。引き続きイオン交換水中で３０分間煮沸処理し流水
で洗浄後脱水した。１１０℃で２０分間乾燥したのち、
３０℃に調整したイオン交換水に浸漬し３時間静置し
た。遠心脱水機（国産遠心機（株）社製ＴＹＰＥ Ｈ−
７７０Ａ）の目盛りを３に合わせて３分間脱水し、繊維
をガーゼから取り出し重量を測定した。次に９０℃で３
０分間乾燥したのちに重量を測定した。吸水率は式１に
よって算出したものを言う。

【００１４】

【式１】

【００１５】

【作用】本発明は、本質的に凝固性の異なるアクリロニ
トリル系重合体とセルロースという２種類のポリマーを
共通の溶剤であるチオシアン酸塩水溶液に溶解したブレ
ンドポリマー溶液を湿式紡糸することにより、繊維中に
その凝固性の差によりマクロボイドを発生させ、アクリ
ロニトリル系重合体単独では乾燥やクリンプセットによ
り消失するボイドを、セルロースの親水性によりボイド
内に保持させた水とセルロースの有する耐熱性により、
熱処理後にも残存させ、毛細管現象による吸水性を付与
するものである。

【００１６】

【実施例】以下に本発明の理解を容易にするため実施例
を示すが、これらはあくまで例示的なものであり、本発
明の要旨はこれらにより限定されるものではない。な
お、実施例中、部及び百分率は特に断りのない限り重量
基準で示す。

【００１７】実施例 １ アクリロニトリル、アクリル酸メチルを９０重量％対１
０重量％の割合で重合したアクリロニトリル系重合体と
重合度２００のセルロースとの比率を、９６／４〜６５
／３５の割合でブレンドし、これを６０重量％チオシア
ン酸カルシウム水溶液に溶解しポリマー濃度１５％の紡
糸用原液を作製した。これを２５℃、１５重量％のチオ
シアン酸カルシウム水溶液を凝固液とし湿式紡糸したの
ち水洗、１０倍の熱延伸を行い緊張下ヒーターローラー
にて１３０℃で乾燥、緻密化を行い、１３０℃、３分間
の湿熱処理を施し、５種類のアクリル繊維試料を得た。
（試料Ｎｏ．１〜５）吸水率、引っ張り強伸度を表１に
示す。

【００１８】

【表１】

【００１９】セルロース含有率が４重量％以下の繊維
は、乾燥およびクリンプセットに相当する熱処理を施す
と吸水率が２０重量％以下と吸水性繊維とは言いがたい
ものであるのに対し、５重量％以上含有するものでは同
様の処理を施した後も強伸度のバランスが保たれ、しか
も２０重量％以上の高い吸水率を示した。また、実験Ｎ
ｏ．２の繊維に乾燥、緻密化後クリンプ処理を施し１３
０℃でクリンプセットを実施したところ、煮沸後にも消
失しない耐熱的に安定なクリンプが付与できた。セルロ
ース含有率２０重量％以下であれば紡糸、延伸は安定に
実施できたが、２０重量％を越えると延伸での糸切れが
頻発した。さらに３５重量％では延伸が出来ないため引
っ張り強度が０．９ｇ／ｄに低下した。

【００２０】実施例 ２ アクリロニトリル、アクリル酸メチルを９５重量％対５
重量％の割合で重合したアクリロニトリル系重合体と重
合度２００のセルロースとの比率を９０／１０の割合で
ブレンドし、これを６０重量％チオシアン酸カルシウム
水溶液に溶解しポリマー濃度１５％の紡糸用原液を作製
した。これを２５℃、１５重量％のチオシアン酸カルシ
ウム水溶液を凝固液とし湿式紡糸したのち水洗、１０倍
の熱延伸を行い緊張下ヒーターローラーにて１３０℃で
乾燥、緻密化を行い、１２０〜１５０℃で、３分間の湿
熱処理を施し、５種類のアクリル繊維試料を得た。（試
料Ｎｏ．６〜１０）吸水率、膠着有無を表２に示す。

【００２１】

【表２】

【００２２】湿熱処理温度が１５０℃以上では水が可塑
剤となりアクリロニトリルの溶融が始まるため膠着が起
こる。１４０℃以下では膠着のない繊維が得られた。

【００２３】実施例 ３ アクリロニトリル、酢酸ビニルを８４重量％対１６重量
％の割合および８５重量％対１５重量％の割合で有する
アクリロニトリル系重合体と、２０重量％水酸化ナトリ
ウム水溶液中に５時間浸漬したのち希硫酸で中和、水
洗、乾燥した重合度２００のセルロースとの比率を９０
／１０および８０／２０の割合でブレンドし、これを６
０重量％チオシアン酸ナトリウム水溶液に溶解しポリマ
ー濃度１５％の紡糸用原液を作製した。これを２５℃、
１５重量％のチオシアン酸ナトリウム水溶液を凝固液と
し湿式紡糸したのち水洗、１０倍の熱延伸を行い緊張下
ヒーターローラーにて１３０℃で乾燥、緻密化を行い、
１３０℃、３分間の湿熱処理を施し、５種類のアクリル
繊維試料を得た。（試料Ｎｏ．１１〜１４）吸水率、フ
ァイバー白度を表３に示す。

【００２４】

【表３】

【００２５】アクリロニトリル系重合体のアクリロニト
リル含有率が８４重量％以下ではアクリロニトリル系重
合体の耐熱性が低いため１３０℃の乾燥、緻密化および
湿熱処理により着色が起こり、結果として得られた繊維
の白度が低下した。一方、８５重量％以上のアクリロニ
トリル系重合体では着色はほとんどなく良好な繊維が得
られた。

【００２６】実施例 ４ アクリロニトリル、酢酸ビニルを８４重量％対１６重量
％の割合および８５重量％対１５重量％の割合で有する
アクリロニトリル系重合体と、２０重量％水酸化ナトリ
ウム水溶液中に５時間浸漬したのち希硫酸で中和、水
洗、乾燥した重合度２００のセルロースをそれぞれ各種
溶剤での溶解を試みた結果を表４に示す。

【００２７】

【表４】

【００２８】硝酸、塩化亜鉛水溶液ではアクリロニトリ
ル系重合体は溶解するもののセルロースは溶解せず、銅
アンモニア溶液、ＮＭＭＯではセルロースは溶解するも
ののアクリロニトリル系重合体は溶解しなかった。一
方、チオシアン酸カルシウムおよびナトリウム水溶液で
はアクリロニトリル系重合体、セルロースの両方を溶解
することができた。

【００２９】

【発明の効果】以上述べたように、従来はアクリル繊維
の製造工程中での膨潤ゲルトウが本来含有するミクロボ
イドを、最終製品に残存させて吸水性アクリル繊維を製
造していたが、この膨潤ゲルトウに含有されるミクロボ
イドは、熱的に極めて不安定なものであり、繊維製造工
程において特に乾燥、クリンプセットにおいては高温処
理を行うことが出来ず、最終製品の耐熱性、形態保持
性、クリンプ安定性に乏しく、製品の商品価値を著しく
低下させるものであった。本発明は、本質的に凝固性の
異なるアクリロニトリル系重合体とセルロースという２
種類のポリマーを共通の溶剤であるチオシアン酸塩水溶
液に溶解したブレンドポリマー溶液を湿式紡糸すること
により、その凝固性の差によりマクロボイドを発生さ
せ、これに基づく毛細管現象により吸水性を付与するも
のであり、耐熱性、形態保持性、クリンプ安定性がよ
く、従来のアクリル繊維と同様の後加工が可能な吸水性
アクリル繊維を供するもので工業的意義の大なるものが
ある。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも８５重量％のアクリロニトリル
   単位を含有したアクリロニトリル系重合体８０〜９５重
   量％およびセルロース２０〜５重量％からなるポリマー
   の混合物からなり、吸水率が２０重量％以上であること
   を特徴とする吸水性アクリル繊維。
2. 【請求項２】アクリロニトリル系重合体およびセルロー
   スを溶解し紡糸原液とする際に、溶剤としてチオシアン
   酸塩水溶液を使用したことを特徴とする請求項１記載の
   吸水性アクリル繊維。