TWI481753B - 抗靜電性丙烯腈纖維及其製造方法 - Google Patents

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Description

抗靜電性丙烯腈纖維及其製造方法
本發明係關於可使用於衣料、寢具、室內裝飾等各式各樣用途之加工性、耐久性優異的抗靜電性丙烯腈纖維(acrylic fiber)及其製造方法。
丙烯腈纖維於保溫性、形態安定性、耐光性、手感、染色性等具有優異性質，由於此優異的物性、天然纖維沒有的容易照護性，而廣泛被利於衣料、室內裝飾用途。然而，此等丙烯腈纖維亦並不是沒有問題點，因缺乏吸濕性，經摩擦容易產生靜電，衣服因靜電力容易附著塵埃，脫衣服時有放電而給與不快感等的課題。迄今為止亦已進行解決該課題用之各種嘗試。最一般性係使用於纖維表面上賦與具有防靜電力的油劑的方法，但此方法雖於初期顯示優異的抗靜電性能，但經由染色、重複漂白、洗滌等經常有顯著的抗靜電性能降低的情形。作為於抗靜電性能上具有耐久性的嘗試，例如，專利文獻1已提案將具有糖基的乙烯基單體共聚合的丙烯腈系共聚物紡絲的方法。然而，如此之方法因必須將丙烯腈系共聚物與特定之異種單體共聚合而無法避免聚合操作之煩雜性，又，因共聚合親水性質強的單體，於紡絲工程上，尤其自凝固到水洗工程時此種共聚物容易溶出，回收再利用的溶劑之污染變的顯著。
又，已提案經由將具有導電性的微粒子，例如導電性碳，其他金屬化合物混入纖維，而獲得所謂導電性纖維的方 法。例如，專利文獻2提案使碳黑分散含有的丙烯腈系共聚物有機溶劑溶液與丙烯腈系共聚物紡絲原液混合、紡絲的方法。然而，如此方法所得之纖維因使用碳而變成黑色或灰色，因而顯著抑制其作為衣料、室內裝飾用的利用範圍。又，專利文獻3提示使用導電率為10-3S/cm以上之導電性物質而經由芯鞘複合紡絲法作成導電性丙烯腈纖維的方法，但其製造上因必須具有複雜形狀的芯鞘紡絲設備，有所謂設備費用變高，生產性亦顯著降低的問題。又，專利文獻4提案將丙烯腈系共聚物與丙烯腈系抗靜電性聚合物混合時，添加鹼金屬鹽及水於有機溶劑中溶解作成紡絲原液之紡絲方法。然而，以該方法作成的纖維而成的編成物之半衰期長，作為抗靜電性纖維不完全。又，該方法有所謂鹼金屬離子離子鍵結於染著座席，於紡絲‧水洗工程或染色工程，鹼金屬離子會容易脫落的問題。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：特開平8-325832號公報
專利文獻2：特開平9-31747號公報
專利文獻3：特開平8-337925號公報
專利文獻4：特開昭63-211316號公報
發明摘述
本發明之目的係提供解決上述先前技術之問題點，抗靜 電性優異，且經紡織、染色工程亦未降低抗靜電性的抗靜電性丙烯腈纖維，及至少一部份含有該抗靜電性丙烯腈纖維的纖維構造體。又，本發明之目的係提供維持高生產性同時無生產工程上之煩雜性之該抗靜電性丙烯腈纖維之製造方法。
本發明者為達成上述目的而專心檢討的結果，遂而完成以下所示之本發明。
即，本發明為抗靜電性丙烯腈纖維，其特徵為由含有80~100重量%之丙烯腈為構成成分之丙烯腈系聚合物90~99重量%，與含有10~70重量%之丙烯腈作為構成成分之丙烯酸系抗靜電性樹脂10~1重量%而成的抗靜電性丙烯腈纖維，相對於纖維，含有鹼金屬離子150ppm以上。
本發明之抗靜電性丙烯腈纖維之較佳態樣如以下所示。
(i)體積固有電阻值為103~106Ω．cm。
(ii)丙烯酸系抗靜電性樹脂為含有90~30重量%之以下述式[I]所示共聚合成分作為構成成分的丙烯酸系聚合物，鹼金屬離子為鋰離子。
式中，R為氫原子或碳數1~5之烷基，R'為氫原子或碳數1~18之烷基、苯基或此等之衍生物，15<1<50，0≦m<1。
(iii)以陽離子染料染色後之纖維相對於染色前之纖維的鹼金屬離子保持率為40%以上。
(iv)相對於纖維，以陽離子染料染色後之鹼金屬離子含量為80ppm以上。
又，本發明為一種抗靜電性纖維構造體，其特徵為至少一部份含有上述抗靜電性丙烯腈纖維。
本發明之抗靜電性纖維構造體之較佳態樣為以陽離子染料染色後之摩擦帶電壓之半衰期為3秒以下，且摩擦帶電壓為2kV以下。
又，本發明為一種抗靜電性丙烯腈纖維之製造方法，其特徵為將紡絲原液濕式紡絲(該紡絲原液含有由含以80~100重量%之丙烯腈作為構成成分的丙烯腈系聚合物90~99重量%，與含有以10~70重量%之丙烯腈作為構成成分的丙烯酸系抗靜電性樹脂10~1重量%而成的聚合物混合物)，將所得的纖維水洗、延伸後，以鹼金屬鹽水溶液處理，接著緻密化。
本發明之抗靜電性丙烯腈纖維之製造方法之較佳態樣如以下所示。
(i)水洗、延伸後之未乾燥纖維之水分率為50~130重量%，在水洗、延伸處理與鹼金屬鹽水溶液處理之間，進行於100~130℃溫度的溫熱處理。
(ii)於緊張下進行緻密化處理。
(iii)於濕潤狀態下進行緻密化處理。
依據本發明，可以簡單而有效率的方法提供優異抗靜電性及具有耐久性之抗靜電性丙烯腈纖維。經由至少一部份含有該抗靜電性丙烯腈纖維，可提供具有優異抗靜電性的纖維構造體。
實施發明用之形態
首先，說明本發明之抗靜電性丙烯腈纖維。
本發明所使用的丙烯腈系聚合物可為向來公知之丙烯腈纖維之製造中所用者，但必須含有80~100重量%之丙烯腈作為構成成分，較佳為88~100重量%。丙烯腈之含量未滿足上述範圍時，有可能使鹼金屬離子導入後述的纖維內部變困難。
關於上述丙烯腈系聚合物，作為丙烯腈以外之可使用的構成成分，以乙烯基化合物為宜，作為代表例，可列舉丙烯酸、甲基丙烯酸、或此等之酯類；丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺或此等之N-烷基取代物；乙酸乙烯酯等之乙烯酯類；氯化乙烯、溴化乙烯、偏氯乙烯等之鹵化乙烯或亞乙烯類；乙烯磺酸、丙烯磺酸、甲基丙烯磺酸、p-苯乙烯磺酸等之不飽和磺酸或此等之鹽類等。又，上述丙烯腈系聚合物，只要滿足上述組成，亦可使用複數種作為構成成分。
構成本發明之抗靜電性丙烯腈纖維的樹脂，較佳含有磺酸基、羧酸基等之陰離子性基者。與許多丙烯腈纖維同樣地可以陽離子染料染色者為較佳。作為作成含有陰離子性基的聚合物的方法，例如為使丙烯腈與含有該陰離子性基的單體(即，含有陰離子性基之單體)共聚合，或使丙烯腈聚合時所使用的氧化還原觸媒，尤其是使用酸性亞硫酸鹽作為還原劑而於聚合物末端導入磺酸基等之陰離子性基的方法。
本發明所使用的丙烯酸系抗靜電性樹脂為許多含有聚伸烷基氧化物鏈、聚醚醯胺鏈、聚醚酯鏈等醚氧的有機高分 子化合物。又，丙烯酸系抗靜電性樹脂必須含有10~70重量%，較佳為15~50重量%，更佳為15~30重量%之丙烯腈作為構成成分。丙烯腈之含量未滿足上述範圍的場合，因與上述丙烯腈系聚合物之相溶性會惡化，經相分離而成為引起纖維之機械物性降低的原因。又，本發明之纖維中所含有的鹼金屬離子，因與樹脂內之醚氧配位結合而被保持於纖維內部，發揮抗靜電性，丙烯腈之含量超出上述範圍的場合，因鹼金屬離子未能被充分地保持而自纖維內部溶出，可能無法獲得充分抗靜電性。
作為使上述丙烯酸系抗靜電性樹脂中含有許多醚氧的方法，可列舉使側鏈上組合醚氧的乙烯基單體與丙烯腈共聚合的方法，或使具有反應性官能基的乙烯基單體與丙烯腈共聚合後，使含有醚氧的反應性化合物接枝反應的方法等等。於前者之方法，作為使丙烯腈共聚合的乙烯基單體，較佳為使用上述之式[I]所示單體30~90重量%，更佳為50~85重量%，再更佳為70~85重量%為所欲的。又，與丙烯腈之共聚合之際，除上述之乙烯基單體之外，亦可與其他之乙烯基化合物共聚合。作為此例，例如，推薦使用少量之交聯性單體於後述之樹脂之水膨潤度之調整。
作為側鏈上組合上述醚氧的乙烯基單體之適合例，可列舉2-甲基丙烯醯基氧基乙基異氰酸酯與聚乙二醇單甲基醚之反應生成物等，作為式[I]所示單體之較佳例，可列舉甲氧基聚乙二醇(30莫耳)甲基丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇(30莫耳)丙烯酸酯、聚乙二醇-2,4,6-三-1-苯基乙基苯基醚甲基丙烯酸酯(數量平均分子量約1600)等。又，作為後者之方法 之具有反應性官能基的乙烯基單體之較佳例，可列舉2-羥基乙基甲基丙烯酸酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、N-羥基甲基丙烯醯胺、N,N-二甲基胺基乙基甲基丙烯酸酯、縮水甘油基甲基丙烯酸酯、2-甲基丙烯醯基氧基乙基異氰酸酯等，作為含有醚氧的反應性化合物之較佳例，可列舉聚乙二醇單甲基醚、聚乙二醇單甲基丙烯酸酯等。
該丙烯酸系抗靜電性樹脂，具有10~300g/g，較佳為20~150g/g之水膨潤度，不溶於水及丙烯腈系聚合物之溶劑，但於溶劑中具有可微分散的物理性質者於達成本發明之目的上為所欲的。又，水膨潤度之調整上使用各式各樣之方法，可列舉如前述之共聚合交聯性單體的方法，或變更式[I]所示的單體之1或m個數值等之方法。
作為合成丙烯腈系聚合物的方法，並無特別限制，可利用周知之聚合手段的懸浮聚合法、乳化聚合法、溶液聚合法等。又，作為合成丙烯酸系抗靜電性樹脂的方法亦可利用同樣之聚合方法，依據場合，如上述，為了導入醚氧亦可利用接枝反應。
於本發明之抗靜電性丙烯腈纖維中所佔有的丙烯腈系聚合物及丙烯酸系抗靜電性樹脂之比率，必須使丙烯腈系聚合物為90~99重量%，丙烯酸系抗靜電性樹脂為10~1重量%。超過此範圍外的場合，紡絲時會發生噴嘴阻塞，斷絲等製造上之問題。
本發明之抗靜電性丙烯腈纖維，為使充分的發揮抗靜電性，纖維內部中鹼金屬離子必須殘存150ppm以上，較佳為180ppm以上，更佳為200ppm以上。又，鹼金屬離子過多的 場合，因有與染著座席的反應量變多而導致染色性之降低的情形，以500ppm以下者為較佳。又，本發明之抗靜電性丙烯腈纖維之體積固有電阻值為103~106Ω．cm者為較佳。若於該範圍內則可充分的表現抗靜電性能。
再者，本發明之抗靜電性丙烯腈纖維，為使充分的發揮抗靜電性，以陽離子染料染色後之纖維相對於染色前之纖維，陽離子金屬離子之保持率為40%以上者較佳，更佳為50%以上，再更佳為55%以上。又，染色後之鹼金屬離子之絕對量相對於纖維，以80ppm以上者較佳，更佳為100ppm以上，再更佳為150ppm以上。作為本發明所使用的鹼金屬離子，較佳為Li、Na、K，尤以離子半徑小的鋰離子為較佳。又，作為此鹼金屬鹽，於水之解離性高者為佳，以過氯酸鹽、碳酸鹽、過氧化鹽為較佳，過氯酸鹽為特佳。
其次，說明本發明之抗靜電性丙烯腈纖維之製造方法。
本發明之抗靜電性丙烯腈纖維，纖維中必須使含有鹼金屬離子，儘可能多的鹼金屬離子局部存於丙烯酸系抗靜電性樹脂者為較佳。再者，鹼金屬離子未自纖維脫落的方式，使含有鹼金屬離子後，使存於纖維的空隙(void)極力減少者為所欲的。因此，本發明之製造方法，特徵為將含有上述丙烯腈系聚合物與丙烯酸系抗靜電性樹脂而成的聚合物混合物的紡絲原液以通常方法濕式紡絲，水洗、延伸後，將緻密化前之纖維以鹼金屬鹽水溶液處理，之後緻密化。
緻密化前之纖維，於纖維中存有空隙，可通過此空隙使鹼金屬離子局部存在於纖維中之丙烯酸系抗靜電性樹脂。之後，經由緻密化，纖維中之鹼金屬離子，尤其局部化於丙烯 酸系抗靜電性樹脂的鹼金屬離子之脫落會被抑制，染色或洗濯之耐久性會提升，而獲得充分的抗靜電性能。
丙烯腈纖維之製造工程中，有延伸後、高溫調濕熱之一次緻密化或弛緩狀態下進行濕熱處理的情形，但本發明中所謂的緻密化係與此等之處理相異，意指經由較一次緻密化或濕熱處理之溫度更高溫之乾熱的乾燥緻密化，經由蒸氣或熱水等的濕潤緻密化之處理。該緻密化可利用熱風乾燥機、滾筒乾燥機等之乾燥機、高壓釜、Overmeyer染色機等之壓力容器等。
於本發明之製造方法，鹼金屬鹽水溶液之處理方法未特別限定，例如，可列舉在添加目標量之使含於纖維中的鹼金屬鹽的處理槽中浸漬，以壓輥等規定的擠擰方法、將鹼金屬鹽水溶液噴霧而賦與的方法，或利用Overmeyer染色機等並經由浸漬法的處理方法。又，以鹼金屬鹽水溶液之處理，於緻密化前為宜，即使對於延伸後有所謂的凝膠膨潤狀態的纖維，一次緻密化後或濕熱處理後之纖維亦可。
例如，對於一次緻密化後之纖維，利用捲邊機預熱槽等的處方例如下所示。即，將已添加目標量之使對纖維束(tow)或纖維絲(filament)吸附的鹼金屬鹽的處理液投入捲邊機預熱槽，將纖維束或纖維絲浸漬於該處理液中，接著利用捲邊機等經由規定的擠擰，使纖維束或纖維絲中含有目標量之鹼金屬離子，之後，經濕熱處理、緻密化處理而將鹼金屬離子封鎖。
又，對於濕熱處理後之纖維，利用Overmeyer染色機的處方例如下所示。即，將已添加目標量之使對纖維束或纖維 絲吸附的鹼金屬鹽的處理液投入染色機，於該處理液中浸漬纖維束或纖維絲並進行處理，使纖維束或纖維絲中含有目標量之鹼金屬離子，之後，將該處理液溫度提升的高溫處理液中經由濕潤緻密化處理，將鹼金屬離子封鎖。之後，視必要賦與紡織油劑，以熱風乾燥機等進行乾燥。
又，對濕熱處理後之纖維，利用油劑處理槽的處方例如下所示。即，將已添加目標量之使對纖維束或纖維絲吸附的鹼金屬鹽的處理液投入油劑處理槽，於該處理液中浸漬纖維束或纖維絲，利用軋輥(nip roller)等經由規定的擠擰，使纖維束或纖維絲含有目標量之鹼金屬離子，視必要，賦與紡織油劑，之後，經由乾燥緻密化處理而將鹼金屬離子封鎖。
經由該方法，獲得具有優異染色耐久性的抗靜電性纖維，再者，由於使儘可能多的鹼金屬離子局部化於纖維中之丙烯酸系抗靜電性樹脂者為較佳，以鹼金屬鹽水溶液處理的纖維具有親水性之微空隙，且各微空隙於纖維內部連結，於表面具有連通的構造者為所欲的。經由作成該構造，將鹼金屬鹽水溶液，利用毛細管現象可使其有效率地浸透至纖維內部。之後，進行封鎖該微空隙用的緻密化，該緻密化於緊張下進行，可賦與更優異的耐久性，獲得遠遠超過向來之抗靜電性纖維具有的抗靜電性能的纖維。又，因濕潤狀態下微空隙容易毀壞，濕潤緻密化亦為有效的手段。以下，關於該方法，說明於溶劑中使用硫氰酸(rhodanic acid)蘇打等之無機鹽的情形之例子。
首先，將丙烯腈系聚合物溶解後，將丙烯酸系抗靜電性樹脂直接或製作作為水分散體添加混合的紡絲原液，自噴嘴 紡出後，經凝固、水洗、延伸之各工程後，將延伸後之未乾燥纖維之水分率作成50~130重量%，較佳為60~120重量%。接著，以100℃~130℃進行溫熱處理，較佳為105℃~115℃之溫度。延伸後之未乾燥纖維之水分率低於上述範圍的情形，無法獲得使纖維內部中各微空隙連結且於纖維表面上連通者，超過上述範圍的情形，纖維內部會形成許多大空隙，降低可紡性，而為不佳。又，控制延伸後之未乾燥纖維之水分率的方法很多，但控制於上述範圍者，以作成凝固浴溫度0℃~15℃程度，延伸倍率為7~15倍左右為所欲的。於濕熱處理低於上述範圍之溫度的場合，無法獲得熱安定的纖維，超過上述範圍之溫度時，短時間之處理使後述的鹼金屬離子充分浸透用之微空隙有不足的情形。其中所謂濕熱處理係意指於飽和水蒸氣或過熱水蒸氣的環境下進行加熱的處理。
其次將如此所得的纖維束或纖維絲以鹼金屬鹽水溶液處理使其含有鹼金屬離子。此方法未特別限定，可利用上述的方法等。其中為使鹼金屬離子含浸於纖維內部，於60~100℃，較佳為80~98℃進行1~30分鐘處理為所欲的。
又，作為緻密化處理之條件，以較一次緻密化或濕熱處理之溫度更高溫者為宜，具體而言，於110℃~210℃進行熱處理為所欲的，120~210℃為更佳。再更佳為使用滾筒乾燥機等於緊張下，或於濕潤狀態下進行處理。進行110℃以上之熱處理時纖維中所存在的微空隙會閉塞，對於鹼金屬離子被封入纖維內部的脫落的耐久性會提升。為多孔質的場合，容易引起靜電，有所謂加工時操作困難的問題，但經由使微空隙閉塞，表面會變滑而難以引起靜電而作成加工時容易處理 的抗靜電性纖維。
進一步若必要時，緻密化處理後進行捲曲、切割等之後處理，而獲得本發明之抗靜電性丙烯腈纖維。紡織油劑只要為丙烯腈纖維用之紡織油劑即可，無特別限定。
又，在本發明之纖維中添加公知之添加劑者無任何妨礙。
例如，可使用難燃劑、耐光劑、紫外線吸收劑、顏料等之添加劑。
如此所得之本發明之抗靜電性丙烯腈纖維含有150ppm以上之金屬離子，以陽離子染料染色後之纖維相對於染色前之纖維的鹼金屬離子保持率為40%以上，又，以陽離子染料染色後之鹼金屬離子含量為80ppm以上。因此，本發明之纖維，作為最終製品即使經由重複洗濯等亦幾乎未降低抗靜電性能，稱為恒久的抗靜電性丙烯腈纖維。
本發明為至少一部分含有該抗靜電性丙烯腈纖維的纖維構造體。本發明之纖維構造體，具有所謂以陽離子染料染色後之摩擦帶電壓之半衰期為3秒以下，且摩擦帶電壓為2kV以下的優異抗靜電性，又，即使5次洗濯後，具有所謂摩擦帶電壓之半衰期為3秒以下，摩擦帶電壓為2kV以下的耐久性亦優異的抗靜電性。
本發明之纖維構造體中上述抗靜電性丙烯腈纖維之混合比率，視最終纖維製品中必要的抗靜電性而被適宜設定，未特別限定，為1重量%以上，較佳為5重量%以上，更佳為10重量%以上。
又，作為本發明之纖維構造體中與抗靜電性丙烯腈纖維 混合的其他纖維，未特別限定，可使用天然纖維、有機纖維、半合成纖維、合成纖維，再者亦可使用無機纖維、玻璃纖維等，依據用途而可採用。若例示特佳纖維，可列舉羊毛、木綿、絹、麻等之天然纖維，維尼綸(vinylone)、聚酯、聚醯胺、丙烯腈纖維等之合成纖維或黏膠絲(viscose)、乙酸纖維、纖維素纖維等。
本發明之抗靜電性丙烯腈纖維及纖維構造體，可利用於冀望抗靜電性的各式各樣領域，例如，可利用於貼身衣服、襯衣、女用貼身內衣褲、嬰兒製品、緊身帶、胸罩、襪子、緊身衣褲、緊身衣、運動短褲等衣料品全部，毛衣、運動服、成套西裝、運動衣服、圍巾、手帕、厚手套、人工毛皮、嬰兒製品等之中外衣料用途，被襯、被套、枕、靠墊、布製玩偶、面罩、失禁尿褲、濕紙巾等之衛生材料、車座、內裝等之車內用品、化妝室套、化妝室墊、寵物用廁所等之廁所用品、氣體處理過濾器、過濾袋等之原材料用途，鞋墊、兒童連褲睡衣(sleeper)、手袋、毛巾、抹布、護具、不織布等。
實施例
以下，由實施例具體說明本發明，但本發明之範圍未限於此等實施例。實施例中之份及百分率只要未指出，則以重量基準表示。又，於實施例記述的染色條件、洗濯條件、特性值之測定方法如以下所示。
(1)染色條件
將陽離子染料(保土谷化學工業(股)公司製Cath.Red 7BNH)、4級銨鹽系之陽離子緩染劑(Bayer公司製Astragal PAN)、乙酸及乙酸鈉各自相對於纖維重量以成為0.02%、 1.8%、2%、1%的方式調製的染色液升溫至60℃。將試料纖維投入此染色液，一邊攪拌一邊以20分鐘升溫至100℃。之後一邊保持於100℃之狀態，一邊染色30分鐘，緩慢冷卻、水洗、乾燥。
(2)鹼金屬離子含量之測定
進行鹼金屬鹽處理的纖維之酸分解，經IPC發光分光分析法測定纖維中所含有的鹼金屬離子量。
(3)染色性評價
將試料纖維切成51mm之規定長度，於含有陽離子染料(Malachite Green)2%omf(%omf為相對於纖維質量的百分率)及乙酸2%omf的染色浴浸漬75℃×60分鐘後，進行皂洗、水洗、乾燥。使所得的纖維0.1g溶解於γ-丁內酯25ml，於分光光度計測定吸光度(A)。另一方面，將經由煮沸使陽離子染料(Malachite Green)1%omf完全吸收的丙烯腈纖維0.1g溶解於γ-丁內酯25ml，於分光光度計測定吸光度(B)。將以上之測定值代入以下公式計算染料飽和值。染料飽和值越高越佳，一般認為1.5以上為良好。
染料飽和值(%omf)=A/B
(4)體積固有電阻值之測定
預先以通常方法測定纖維之纖度(作為T tex)及比重d。其次，將纖維於0.1% Noigen HC水溶液中浴比為1：100於60℃×30分鐘記分(scoring)處理，以流水洗淨後，於70℃乾燥1小時。將此纖維以6~7cm左右的長度切斷，放置於20℃，相對濕度65%之環境下3小時以上。將所得的纖維(纖維絲)以5根作為一束，纖維束之一方的端部塗布5mm左右 之導電性接著劑。於此纖維束施加900mg/tex之荷重的狀態下，自離塗布導電性接著劑的位置5cm左右的位置塗布上述導電性接著劑(此時之導電性接著劑間之距離為L(cm))，作為測定試驗料。於該測定試驗料施加900mg/tex之荷重的狀態下，於導電性接著劑塗布部接續電極，施加直流500V時之電阻R(Ω)以High RESISTANCE METER 4329A(YOKOGAWA-HEWLETT-PACK ARD製)測定，由下式算出體積固有電阻。
體積固有電阻(Ω‧cm)=(R×T×10-5)/(L×d)
(5)洗濯條件
依據JIS-L-0217之103法(家庭用洗衣機用)，使用花王股份有限公司製ATTACK作為洗劑，重複洗滌試驗料編地5次。
(6)摩擦帶電壓之測定
依據JIS-L-1094(摩擦帶電壓測定法)，經由京大化研式摩擦帶電壓測定器(Rotary static tester)(興亞商會公司製)，評價試料編地之染色後之摩擦帶電壓及染色後洗濯5次後之摩擦帶電壓。帶電壓測定器使用條件為施加電壓1000V，施加時間30秒，試驗料回轉數1000rpm。
(7)摩擦帶電壓之半衰減期之測定
依據JIS-L-1094(摩擦帶電壓測定法)，經由靜電衰減測定器(Static honestmeter)(宍戸商會公司製)評價試驗料編地之染色後之摩擦帶電壓及染色後洗濯5次後之摩擦帶電壓。摩擦帶電壓測定器之使用條件為鼓回轉數400rpm，摩擦時間60秒，摩擦布綿。
(8)延伸後之未乾燥纖維之水分率之測定
延伸後，將溫熱處理前之未乾燥纖維浸漬於純水中後，以離心脫水機(國產遠心機(股)公司製TYPE H-770A)離心加速度1100G(G表示重力加速度)下脫水2分鐘。測定脫水後重量(為W3)後，將該未乾燥纖維於120℃乾燥15分鐘，測定重量(為W2)，依下式計算。
延伸後之未乾燥纖維之水分率(%)=(W3-W2)/W2×100
(實施例1)
將丙烯腈90重量%、丙烯酸甲酯9重量%、甲基丙烯酸磺酸鈉1重量%經由水系懸浮聚合，作成丙烯腈系聚合物。又，將丙烯腈30重量%、甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯70重量%經由水系懸浮聚合，作成丙烯酸系抗靜電性樹脂。將丙烯腈系聚合物溶解於濃度45重量%之硫氰酸蘇打水溶液後，添加混合分散於水中的丙烯酸系抗靜電性樹脂，作成丙烯腈系聚合物與丙烯酸系抗靜電性樹脂之重量比為95：5的紡絲原液。將該原液於15重量%、1.5℃的硫氰酸蘇打水溶液中擠出，其次將所得的纖維水洗，經由12倍延伸，作成1.7dtex之原料纖維。將此原料纖維浸漬於過氯酸鋰10重量%浴，80℃×1分鐘處理後，以軋輥規定地擠擰，110℃×10分鐘蒸氣濕熱處理，以120℃熱風乾燥機乾燥緻密化，獲得抗靜電性丙烯腈纖維。實施例1之抗靜電性丙烯腈纖維之構成之詳細與評價結果示於表1。
(實施例2)
除將丙烯腈系聚合物之組成作成丙烯腈88重量%、乙酸乙烯酯12重量%、丙烯酸系抗靜電性樹脂之組成作成丙烯腈30重量%、2-甲基丙烯醯基氧基乙基異氰酸酯12重量%、聚 乙二醇單甲基醚58重量%以外，與實施例1同樣地作成原料纖維。將此原料纖維浸漬於過氯酸鋰10重量%浴，80℃×1分鐘處理後，以軋輥規定地擠擰，110℃×10分鐘蒸氣濕熱處理，以120℃熱風乾燥機乾燥緻密化，獲得抗靜電性丙烯腈纖維。實施例2之抗靜電性丙烯腈纖維之構成之詳細與評價結果示於表1。
(實施例3)
使用與實施例1相同的紡絲原液，將該原液於15重量%、1.5℃之硫氰酸蘇打水溶液中擠出，接著水洗所得的纖維，12倍延伸後，經由110℃×10分鐘蒸氣濕熱處理而作成原料纖維。將此原料纖維浸漬於過氯酸鋰0.03重量%浴，98℃×30分鐘處理後，以軋輥規定地擠擰，130℃輥乾燥機乾燥緻密化，獲得抗靜電性丙烯腈纖維。實施例3之抗靜電性丙烯腈纖維之構成之詳細與評價結果示於表1。
(實施例4)
除將丙烯腈系聚合物之組成作成丙烯腈88重量%、乙酸乙烯酯12重量%以外，與實施例3同樣地作成原料纖維。
將此原料纖維浸漬於過氯酸鋰0.03重量%浴，98℃×30分鐘處理後，以軋輥規定地擠擰，130℃輥乾燥機乾燥緻密化，獲得抗靜電性丙烯腈纖維。實施例4之抗靜電性丙烯腈纖維之構成之詳細與評價結果示於表1。
(實施例5)
與實施例4同樣地作成原料纖維。將此原料纖維浸漬於過氯酸鋰0.1重量%浴，98℃×1分鐘處理後，進行10分鐘以120蒸氣濕熱處理而濕潤緻密化，之後，以熱風乾燥機乾燥，獲 得抗靜電性丙烯腈纖維。實施例5之抗靜電性丙烯腈纖維之構成之詳細與評價結果示於表1。
(實施例6)
與實施例4同樣地作成原料纖維。將此原料纖維浸漬於過氯酸鋰0.03重量%浴，98℃×10分鐘處理後，再於120℃×10分鐘處理液中濕潤緻密化，之後，以熱風乾燥機乾燥，獲得抗靜電性丙烯腈纖維。實施例6之抗靜電性丙烯腈纖維之構成之詳細與評價結果示於表1。
(實施例7)
除了變更輥乾燥機之滾筒間之速度，使纖維緊張的狀態，進行170℃乾燥緻密化以外，與實施例3同樣地進行獲得抗靜電性丙烯腈纖維。實施例7之抗靜電性丙烯腈纖維之構成之詳細與評價結果示於表1。
(實施例8)
除了變更輥乾燥機之滾筒間之速度，使纖維緊張的狀態，進行170℃乾燥緻密化以外，與實施例4同樣地進行獲得抗靜電性丙烯腈纖維。實施例8之抗靜電性丙烯腈纖維之構成之詳細與評價結果示於表1。
(比較例1、2)
除了未添加丙烯酸系抗靜電性樹脂以外，各自以與實施例7、8同樣之方法作成紡絲原液，進行紡絲‧鹼金屬鹽處理‧緊張下乾燥緻密化，獲得比較例1、2之丙烯腈纖維。比較例1、2之抗靜電性丙烯腈纖維構成之詳細與評價結果示於表1。
(比較例3)
實施例1之紡絲原液中加入過氯酸鋰0.5重量%，作成紡 絲原液。該原液於15重量%、1.5℃之硫氰酸蘇打水溶液中擠出，但發生斷絲而不可能紡絲。
由表1可知，因實施例1、2對丙烯酸系抗靜電樹脂局部化的鹼金屬離子之比率少，染色後之保持率低。然而，因當初含量高，即使染色後亦保持充分量之鹼金屬離子。實施例3、4中，雖然當初之鹼金屬離子之含量少，但因經由微空隙之形成而促進鹼金屬離子對丙烯酸系抗靜電樹脂之局部化，染色後之鹼金屬離子保持率、殘存量皆良好，關於染色性亦良好。實施例5、6，經由濕潤緻密化而染色後之鹼金屬離子保持率、殘存量皆良好，關於染色性亦良好。實施例7、8於緊張化下進行乾燥緻密化，鹼金屬離子之脫落被最小限度地抑制，染色後之鹼金屬離子保持率、殘存量增加，染色性亦良好。又，實施例1~8之體積固有電阻值為103~106Ω．cm程度，可謂具有抗靜電性能。比較例1、2，未使含有丙烯酸系抗靜電性樹脂，被導入的鹼金屬離子之量亦少，又，染色後之鹼金屬離子之保持率、殘存量亦成為極低。體積固有電 阻值亦為1014Ω．cm程度而談不上具有抗靜電性能。比較例3，將過氯酸鋰加到紡絲原液而嘗試紡絲，但紡絲原液部分地凝膠化而發生噴嘴阻塞或斷絲，無法獲得良好的纖維。
(實施例9~16、比較例4~6)
使用實施例1~8及比較例1、2之抗靜電性丙烯腈纖維而依據常法紡織，獲得編號1/48，拈數(number of twist)660、獲得任意混率之丙烯酸混拈絲。作為一起混紡者係使用通常之丙烯腈纖維的K8-1.7T51(日本益克斯隆工業股份有限公司製)。再者，以14G2P橡膠編織獲得實施例9-16及比較例4、5之丙烯酸編地試驗料。又，作為比較例6使用100%之K8-1.7T51作成編地試料。實施例9~16、比較例4~6之編地構成的詳細與評價結果示於表2。
由表2可知，於實施例9~16，即使低混率於編地中也 含有抗靜電性丙烯腈纖維，可發揮優異的抗靜電性，又關於耐久性亦為充分。另一方面，使用纖維中未含有丙烯酸系抗靜電樹脂的比較例1、2之纖維的比較例4、5之編地，儘管纖維中些微鹼金屬離子被導入，抗靜電性與只使用通常之丙烯腈纖維的比較例6相等，非可謂為具有抗靜電性的編地。

Claims (12)

  1. 一種抗靜電性丙烯腈纖維(acrylic fiber)，其係包含90~99重量%之含有80~100重量%之丙烯腈作為構成成分的丙烯腈系聚合物與10~1重量%之含有10~70重量%之丙烯腈作為構成成分的丙烯酸系抗靜電性樹脂的抗靜電性丙烯腈纖維，其特徵為，相對於纖維，使鹼金屬離子含有150ppm以上。
  2. 如申請專利範圍第1項之抗靜電性丙烯腈纖維，其中體積固有電阻值為103~106Ω．cm。
  3. 如申請專利範圍第2項之抗靜電性丙烯腈纖維，其中丙烯酸系抗靜電性樹脂為含有90~30重量%之下列式[I]所示共聚合成分作為構成成分的丙烯酸系聚合物，鹼金屬離子為鋰離子， 式中，R為氫原子或碳數1~5之烷基；R'為氫原子或碳數1~18之烷基、苯基或此等之衍生物；15<1<50，0≦m<1。
  4. 如申請專利範圍第1項之抗靜電性丙烯腈纖維，其中丙烯酸系抗靜電性樹脂為含有90~30重量%之下列式[I]所示共聚合成分作為構成成分的丙烯酸系聚合物，鹼金屬離子為鋰離子， 式中，R為氫原子或碳數1~5之烷基；R'為氫原子或碳數1~18之烷基、苯基或此等之衍生物；15<1<50，0≦m<1。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之抗靜電性丙烯腈纖維，其中以陽離子染料染色後之纖維相對於染色前之纖維，鹼金屬離子保持率為40%以上。
  6. 如申請專利範圍第5項之抗靜電性丙烯腈纖維，其中相對於纖維，以陽離子染料染色後之鹼金屬離子含量為80ppm以上。
  7. 一種抗靜電性纖維構造體，其特徵為至少一部分含有如申請專利範圍第1至6項中任一項之抗靜電性丙烯腈纖維。
  8. 如申請專利範圍第7項之抗靜電性纖維構造體，其中以陽離子染料染色後之摩擦帶電壓之半衰期為3秒以下，且摩擦帶電壓為2kV以下。
  9. 一種抗靜電性丙烯腈纖維之製造方法，其特徵係將含聚合物混合物的紡絲原液濕式紡絲，將所得的纖維水洗、延伸後以鹼金屬鹽水溶液處理，接著緻密化；該聚合物混合物係包含90~99重量%之含有80~100重量%之丙烯腈作為構成成分的丙烯腈系聚合物與10~1重量%之含有10~70重量%之丙烯腈作為構成成分的丙烯酸系抗靜電性樹脂。
  10. 如申請專利範圍第9項之抗靜電性丙烯腈纖維之製造方法，其中於水洗、延伸後之未乾燥纖維之水分率為50~130重量%，及在水洗、延伸處理與以鹼金屬鹽水溶液之處理之間，進行100~130℃之溫度的溫熱處理。
  11. 如申請專利範圍第9或10項之抗靜電性丙烯腈纖維之製造方法，其中於緊張下進行緻密化處理。
  12. 如申請專利範圍第9或10項之抗靜電性丙烯腈纖維之製造方法，其中於濕潤狀態下進行緻密化處理。
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