JP2009161863A - 抗ピリング性アクリル系繊維及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】優れた抗ピリング性とソフトな風合いを有する細繊度の抗ピリング性アクリル系繊維を提供し、また抗ピリング性アクリル系繊維を生産性が高く、かつ製糸安定性良好に得る製造方法を提供する。
【解決手段】アクリロニトリル(ＡＮ)と共重合可能なエチレン性ビニルモノマー２〜４モル％、スルホン酸基含有ビニルモノマー０．１〜０．４モル％共重合のＡＮ系重合体からなるアクリル系繊維であって、(1)単繊維繊度０．４４〜０．９９ｄｔｅｘ、(2)引張強度１．４〜２．６ｃＮ／ｄｔｅｘ、(3)引張伸度３０％以下、(4)結節強度１．０〜１．６５ｃＮ／ｄｔｅｘ、(5)結節伸度２０％以下の抗ピリング性アクリル系繊維、及びこの繊維を限定された製糸条件の湿式紡糸法。
【選択図】なし

Description

本発明は、織編物としたときに優れた抗ピリング性を発揮する細繊度の抗ピリング性アクリル系繊維及びその製造方法に関する。

アクリル系繊維は、他の合成繊維に較べウールに類似した柔軟な風合い、保温性、嵩高性並びに優れた染色性を有し、衣料分野、インテリア分野等に多く用いられている。しかしながら、アクリル系繊維からなる織編物は、衣服等にしたとき着用中にその表面に毛羽、短毛等が絡まりピリングとよばれる毛玉が発生し易く、織編物の外観を著しく損なうという実用上の欠点がある。

アクリル系繊維におけるピリングの発生という欠点を改善するため、従来より多くの提案がなされている。例えば、特許文献１には、特定量のスルホン酸基含有ビニルモノマーを共重合させたアクリロニトリル系重合体を用い、繊維配向が後の熱処理によって破壊されないようにして抗ピリング性を付与する方法、特許文献２には、製糸工程要件を一体的に結合することにより抗ピリング性が達成できること、特許文献３には、特定量のスルホン酸基含有ビニルモノマーを共重合させたアクリロニトリル系重合体を用い、特定の条件下で紡糸する方法、さらに、特許文献４には、特定量のスルホン酸基含有ビニルモノマーを共重合させたアクリロニトリル系重合体を用い、特定の条件下で紡糸して特定範囲の繊維物性とする方法が開示されている。

しかしながら、いずれの方法も汎用性に乏しく、特にウールにアクリル系繊維を混紡し、その混紡糸にてルーズな目付の編組織としたときには、抗ピリング性繊維製品として満足できるものは得られず、さらに、これらの方法を含め従来より提案の方法は、繊維製造の生産性が低く、高付加価値の繊維製品が得られたとしても、非常にコスト高となるという問題があった。また、従来の方法では１ｄｔｅｘ未満の細繊度領域において抗ピリング性能自体が発現し難いという問題があった。

特公昭５１−３４００６号公報 特公昭５７−３５２８５号公報 特開昭５９−１１６４０９号公報 特開平９−２５００２４号公報

本発明の目的は、優れた抗ピリング性とソフトな風合いを有する細繊度の抗ピリング性アクリル系繊維を提供することにあり、さらにかかる抗ピリング性アクリル系繊維を、生産性が高く、かつ製糸安定性良好に得ることにある。

本発明の要旨は、アクリロニトリルと共重合可能なエチレン性ビニルモノマー２〜４モル％及びスルホン酸基含有ビニルモノマー０．１〜０．４モル％が共重合されたアクリロニトリル系重合体からなるアクリル系繊維であって、以下の要件（１）〜（５）を満足する抗ピリング性アクリル系繊維、
（１）単繊維繊度０．４４〜０．９９ｄｔｅｘ
（２）引張強度１．４〜２．６ｃＮ／ｄｔｅｘ
（３）引張伸度３０％以下
（４）結節強度１．０〜１．６５ｃＮ／ｄｔｅｘ
（５）結節伸度２０％以下
及び、アクリロニトリルと共重合可能なエチレン性ビニルモノマー２〜４モル％及びスルホン酸基含有ビニルモノマー０．１〜０．４モル％が共重合されたアクリロニトリル系重合体を溶剤に溶解して紡糸原液とし、湿式紡糸法によりアクリル系繊維を製造するに際し、重合体濃度を１８〜２５質量％とした紡糸原液を、溶剤濃度５０〜６０質量％の溶剤水溶液からなる浴温４０〜５０℃の凝固浴に吐出させ、紡糸ドラフト０．８〜１．６で紡糸した後、沸水中で延伸倍率４〜５倍で延伸し、乾燥緻密化時の熱収縮率を５％以下にして乾燥緻密化処理し、次いで、無緊張下で温度１３０℃以下の飽和蒸気にて緩和熱処理して熱収縮率を１５％以下とする前記の抗ピリング性アクリル系繊維の製造方法、にある。

本発明によれば、優れた抗ピリング性とソフトな風合いを有し、良質な品質、性能の織編物からなる繊維製品を得ることが可能なアクリル系繊維を提供することができ、また、かかる抗ピリング性アクリル系繊維を生産性が良好で、かつ安定して得ることができる。

本発明の抗ピリング性アクリル系繊維を構成するアクリロニトリル系重合体は、アクリロニトリルにアクリロニトリルと共重合可能なエチレン性ビニルモノマー２〜４モル％及びスルホン酸基含有ビニルモノマー０．１〜０．４モル％が共重合されたアクリロニトリルを９５．６〜９７．９モル％含有する重合体である。アクリロニトリルの含有率が９５．５モル％未満では、製糸工程で予め付与されたヒートセット性が後の染色加工、スチーム処理等の高次加工の工程で著しく低下するおそれがある。

アクリロニトリルと共重合可能なエチレン性ビニルモノマーとしては、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル等の（メタ）アクリル酸エステル、酢酸ビニル、スチレン、アクリル酸アミド、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、グリシジルメタクリレート等が挙げられる。このエチレン性ビニルモノマーの共重合量が、２モル％未満では、製糸の際の紡糸原液のゲル化が進行し易く工程管理が困難となり、５モル％を超えると、繊維が収縮し易くなるため、熱収縮率を１５％以下となるよう緩和熱処理を行う際の温度を低くせざるをえず、緩和斑が発生し易くなるだけでなく染色斑を引き起こし易くなる。

また、スルホン酸基含有ビニルモノマーとしては、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、ビニルスルホン酸、イソプレンスルホン酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、またはこれらの金属塩或いはアミン塩等が挙げられる、このスルホン酸基含有ビニルモノマーの共重合量が、０．１モル％未満では、十分な染色性能が発揮されず、０．４モル％を超えると、延伸性の低下や単繊維間の膠着が生じ易くなる。本発明におけるエチレン性ビニルモノマー及びスルホン酸基含有ビニルモノマーが共重合されたアクリロニトリル系重合体は、特にその重合方法には限定なく公知の方法によるものでよいが、水媒体中での行う懸濁重合法によって得ることが望ましい。

本発明の抗ピリング性アクリル系繊維は、その単繊維繊度が０．４４〜０．９９ｄｔｅｘである。単繊維繊度が０．４４ｄｔｅｘ未満では、紡糸工程の安定性が悪化し、また紡績工程の通過性も悪化し、０．９９ｄｔｅｘを超えると、ソフトな風合いが得られなくなる。

また、本発明の抗ピリング性アクリル系繊維は、次の繊維物性を有することが必要である。すなわち、引張強度が１．４〜２．６ｃＮ／ｄｔｅｘ、引張伸度が３０％以下、結節強度が１．０〜１．６５ｃＮ／ｄｔｅｘ、結節伸度が２０％以下であること必要である。
引張強度が１．４ｃＮ／ｄｔｅｘ未満では、紡績工程で、フライの発生が多くなり、工程通過性が悪化し、２．６ｃＮ／ｄｔｅｘを超えると、紡績糸からはみ出した繊維が切れず毛玉の原因となる。引張伸度が３０％を超えると、伸びた繊維が毛玉の生成を促進する。

また、結節強度が１．０ｃＮ／ｄｔｅｘ未満では、紡績工程での通過性が悪化し、１．６５ｃＮ／ｄｔｅｘを超えると、生成した毛玉の脱落を妨げる。また結節伸度が２０％を超えても、生成した毛玉の脱落を妨げる。

次に、本発明の抗ピリング性アクリル系繊維の製造方法について説明する。
本発明の抗ピリング性アクリル系繊維は、アクリロニトリルと共重合可能なエチレン性ビニルモノマー２〜４モル％及びスルホン酸基含有ビニルモノマー０．１〜０．４モル％が共重合されたアクリロニトリル系重合体をその溶剤に溶解して重合体濃度を１８〜２５質量％とした紡糸原液を、溶剤水溶液からなる凝固浴に吐出させ、紡糸した後、沸水中で洗浄・延伸し、乾燥緻密化処理し、次いで、無緊張下で飽和蒸気にて緩和熱処理する湿式紡糸法により得ることができる。
以下、製造方法における条件についてより具体的に説明する。

本発明の製造方法において、紡糸原液の調製の際にはアクリロニトリル系重合体の溶剤としてジメチルアセトアミドが好ましく用いられる。アクリロニトリル系重合体の溶剤としては、他にジメチルホルムアミドやジメチスルホキシドが知られているが、これらの溶剤を用い、本発明の製造方法における紡糸条件にて湿式紡糸すると、本発明のアクリル系繊維の繊維物性を得ることが困難であるだけでなく、紡糸安定性に欠ける。紡糸の際に用いる紡糸ノズルとしては、孔形状、孔数には特に限定はないが、孔径が０．０３０〜０．０６０ｍｍであることが細繊度の繊維を得るうえで好ましい。孔径が、０．０３０ｍｍ未満であると、孔詰まりが発生し易く、また目標とする物性が得られ難く、０．０６０ｍｍを超えると、凝固浴中での糸切れが発生し易くなる。

また、本発明の製造方法においては、凝固浴が重要であり、凝固浴は、アクリロニトリル系重合体の溶剤、好ましくはジメチルアセトアミドの水溶液であって、溶剤濃度を５０〜６０質量％とすることが必要である。溶剤濃度が５０質量％未満では、凝固浴における糸切れが多くなり、紡糸性を低下させ、また６０質量％を超えても、凝固浴における糸切れが多くなり、紡糸安定性が悪化する。凝固浴の温度は、４０〜５０℃とする。浴温が４０℃未満では、引張伸度、結節伸度が大きくなり抗ピリング性が低下し、５０℃を超えると、引張伸度、結節伸度が小さくなり、紡績工程の通過性が悪化する。

紡糸原液を紡糸ノズルから凝固浴中に吐出させて引き取りながら紡糸する際の紡糸ドラフトは、０．８〜１．６、好ましくは０．９〜１．４であり、紡糸ドラフトが０．８未満では、繊維配向を高める効果が少なく、結節強度、結節伸度が高くなり、抗ピリング性を低下させることになり、紡糸ドラフトが１．６を超えると、凝固浴での糸切れが多くなり、紡糸性が低下する。また、得られた繊維も、引張強度、結節強度が小さくなり、紡績工程の通過性が悪化する。

凝固浴で凝固させた後、凝固糸を沸水中で残留する溶剤を除くために洗浄しながら延伸倍率４〜５倍で延伸する。沸水中での延伸の際は、延伸倍率が４倍未満では、繊維に十分な機械的強度を付与することができず、５倍を超えると、繊維配向が進み機械的強度が高くなり、抗ピリング性能を得ることができなくなる。延伸糸を油浴処理した後、乾燥緻密化時の熱収縮率が５％以下になるように乾燥緻密化処理する。乾燥緻密化時の収縮率が５％を超える場合には、紡糸ドラフトを０．８〜１．６にして予め繊維配向を高めた効果が維持できず、後の加工工程において配向緩和が顕著に起こり曲げ強度が高くなり、抗ピリング性が悪化する。

乾燥緻密化処理後の緩和熱処理は、繊維を無緊張下で飽和蒸気により行うが、熱収縮率が１５％以下となるように温度１３０℃以下の飽和蒸気にて緩和熱処理する。飽和蒸気温度が１３０℃を超える場合は、熱収縮率が１５％以下となっても、目的とする繊維物性が得られず、また飽和蒸気温度が１３０℃以下であっても、熱収縮率が１５％を超えると、目的とする繊維物性が得られない。

本発明の製造方法で得られたアクリル系繊維は、所定の長さにカットして短繊維とされた後、この短繊維を原綿として紡績工程で紡績糸とされるが、紡績工程においては、本発明のアクリル系繊維の効果を損なわない範囲で、他の繊維、例えば本発明のアクリル系繊維以外のアクリル系繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維等の合成繊維、レーヨン等の化学繊維、ウール、絹、綿等の天然繊維と混紡して紡績糸とすることもできる。

以下、本発明を実施例により具体的に説明する。なお、実施例における繊維物性、評価項目の測定は次の方法に拠った。

（引張強度・伸度、結節強度・伸度）
ＪＩＳ Ｌ１０１５化学繊維ステープル試験方法に準拠して測定し、 回測定の平均値でそれぞれ示す。

（紡糸安定性）
次の評価基準で示す。
○：紡糸性良好
△：紡糸はできるが、安定な生産は困難
×：紡糸不能、繊維での評価できず

（紡績工程通過性）
次の評価基準で示す。
○：工程での問題なし
△：紡績はできるが、安定な生産は困難
×：紡績不能、編地での評価できず

（風合い）
触感判定により次の評価基準で示す。
○：十分なソフト感がある
△：ソフト感がやや乏しい
×：ソフト感がなく、感触が悪い

（抗ピリング性）
ＪＩＳ Ｌ１０７６ Ａ法にて５時間試験（ＩＣＩ法）により評価し、等級で示す。

（実施例１）
アクリロニトリル９７．０モル％、酢酸ビニル２．８モル％、メタリルスルホン酸ソーダ０．２モル％からなるアクリロニトリル系重合体をジメチルアセトアミド（DMAc）に溶解し、重合体濃度２４質量％の紡糸原液を調製した。この紡糸原液を、孔径０．０４５ｍｍ、孔数５００００の紡糸ノズルを用いて、DMAc濃度５６質量％水溶液、温度４５℃の凝固浴中に吐出させ、紡糸ドラフト１．１で紡糸し、沸水中で洗浄しながら延伸倍率４．５倍で延伸した。次いで油剤を付着させて１６５℃の熱ローラーで収縮率０％となるように乾燥緻密化し、さらに１１０℃の加圧蒸気中で無緊張下で緩和熱処理を行ない、熱収縮率を１０％とし、単繊維繊度が０．８８ｄｔｅｘのアクリル系繊維（以下、単にアクリル繊維という）を得た。得られたアクリル繊維の引張強度、引張伸度、結節強度、結節伸度を表１に示す。得られたアクリル繊維を原綿として、通常の方法で紡績して番手１／５２の紡績糸を作成した後、この紡績糸にて編地を編成し、編地を常法によりカチオン染料で染色した。上記アクリル繊維を得るに当たっての紡糸安定性、紡績工程通過性、得られた染色編地における風合い、抗ピリング性の評価結果を表１に示した。

（実施例２、比較例１〜１０）
表１、表２に示す重合体組成、製糸条件で、実施例１におけると同様な湿式紡糸法により細繊度のアクリル繊維を得た。得られたアクリル繊維の引張強度、引張伸度、結節強度、結節伸度を表１、表２に示す。また、実施例１における同様に、紡糸安定性、紡績工程通過性、風合い、抗ピリング性の評価結果を表１、表２に示す。なお、表２中にDMSOとあるのはジメチルスルホキシドの意味である。

（実施例３〜６、比較例１１〜１４）
実施例１、２でそれぞれ得たアクリル繊維、比較例１、３、９、１０でそれぞれ得たアクリル繊維を低収縮性アクリル繊維として用い、高収縮性アクリル繊維（三菱レイヨン社製、単繊維繊度１．７ｄｔｅｘ、熱収縮率１８％）と、表３に示す混紡率（質量％）で組み合わせて番手１／４２のバルキー糸を作成した。このバルキー糸にて常法によりルーズな目付で編地を編成し、染色した。得られた染色編地における風合い、抗ピリング性の評価結果を表３に示す。

本発明の抗ピリング性アクリル系繊維は、織編物の素材として用いるときには、優れた抗ピリング性とソフトな風合いを繊維製品に付与し得るものであり、特にセーター、肌着、ジャージ等の衣料用途において、抗ピリング性とソフトな風合いを有する衣料として好適に用いられるものであり、衣料用途のみならず、優れた抗ピリング性とソフトな風合いが求められる他の繊維製品にも、本発明の抗ピリング性アクリル系繊維単独で用いられ、或いは他の繊維と併用されうるものである。また、本発明の抗ピリング性アクリル系繊維は、生産性が良好で、かつ安定して製造し得る。

Claims (3)

1. アクリロニトリルと共重合可能なエチレン性ビニルモノマー２〜４モル％及びスルホン酸基含有ビニルモノマー０．１〜０．４モル％が共重合されたアクリロニトリル系重合体からなるアクリル系繊維であって、以下の要件（１）〜（５）を満足する抗ピリング性アクリル系繊維。
   （１）単繊維繊度０．４４〜０．９９ｄｔｅｘ
   （２）引張強度１．４〜２．６ｃＮ／ｄｔｅｘ
   （３）引張伸度３０％以下
   （４）結節強度１．０〜１．６５ｃＮ／ｄｔｅｘ
   （５）結節伸度２０％以下
2. アクリロニトリルと共重合可能なエチレン性ビニルモノマー２〜４モル％及びスルホン酸基含有ビニルモノマー０．１〜０．４モル％が共重合されたアクリロニトリル系重合体を溶剤に溶解して紡糸原液とし、湿式紡糸法によりアクリル系繊維を製造するに際し、重合体濃度を１８〜２５質量％とした紡糸原液を、溶剤濃度５０〜６０質量％の溶剤水溶液からなる浴温４０〜５０℃の凝固浴に吐出させ、紡糸ドラフト０．８〜１．６で紡糸した後、沸水中で延伸倍率４〜５倍で延伸し、乾燥緻密化時の熱収縮率を５％以下にして乾燥緻密化処理し、次いで、無緊張下で温度１３０℃以下の飽和蒸気にて緩和熱処理して熱収縮率を１５％以下とする請求項１記載の抗ピリング性アクリル系繊維の製造方法。
3. 紡糸原液及び凝固浴における溶剤として、ジメチルアセトアミドを用いる請求項２記載の抗ピリング性アクリル系繊維の製造方法。