改良されたアクリル系複合繊維の製造法
【課題】アクリル系繊維本来の風合いや染色性を維持しつつ、新たな機能を有し且つ紡・編み等の後加工にも耐える複合繊維を提供する。
【解決手段】それぞれ特定の機能性物質を含有し、粘度の異なるアクリル系Ａ成分及びＢ成分を、Ａ−Ｂ−Ａの３層積層構造として紡糸口金に導くアクリル系複合繊維の製造方法。
【効果】例えば、Ａ成分に挟まれたＢ成分の中に芳香機能を発現する物質が含有される場合なら、繊維全域に含有される時よりも芳香の持続性に優れる。
【解決手段】それぞれ特定の機能性物質を含有し、粘度の異なるアクリル系Ａ成分及びＢ成分を、Ａ−Ｂ−Ａの３層積層構造として紡糸口金に導くアクリル系複合繊維の製造方法。
【効果】例えば、Ａ成分に挟まれたＢ成分の中に芳香機能を発現する物質が含有される場合なら、繊維全域に含有される時よりも芳香の持続性に優れる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は染色加工性や紡績・編立て加工性に優れ、例えば導電性、制電性、遠赤外効果性、消臭性、抗菌性、吸湿性、吸水性、イオン発生性等各種の機能が付与されたアクリル系複合繊維、及びその製造法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、アクリル系繊維に機能性を付与する手段としては、繊維一本一本の全体にわたって機能化する技術や、サイドバイサイド型アクリル系複合繊維の片成分を機能化する技術、更には芯鞘型アクリル系複合繊維の芯成分を機能化する技術が一般的に知られている。又該繊維を製造する方法としては、ポリマ−からの機能化や機能性物質を紡糸原液に含有させる方法、更には繊維製品に機能性物質を薬剤加工によって付与する方法が採用されている。尚、本発明で言う機能化とは導電性、制電性、遠赤外効果性、消臭性、抗菌性、吸湿性、吸水性、イオン発生性等各種の機能を繊維に付与することを言う。
【０００３】
しかしながら、かかる従来技術によって繊維に機能を付与しようとする場合においては、繊維一本一本の全体にわたって機能化する技術によって得られる繊維は、該機能性物質が鉱物等である場合、繊維表面に機能性物質が凹凸状に存在し、後加工工程における金属磨耗が激しく繊維製品への加工を困難にするばかりでなく、発色性の低下や風合いを悪化させ、繊維製品としての品位を低下させる。
【０００４】
又、付与される機能性物質がイオン性の官能基を有していたり、機能性物質により繊維中にボイド構造を形成させたりする場合、発色性の低下や染色性の変動、更には染色堅牢度（耐光性、耐熱性、耐汗性、耐洗濯性等）の低下を来し、繊維製品としての品位を低下させる。
【０００５】
一方、サイドバイサイド型アクリル系複合繊維の片成分を機能化する技術によって得られる繊維は、繊維一本一本の全体にわたって機能化する技術に比較し、機能性物質が繊維表面に露出する割合が減少するので、前述した金属磨耗や染色特性の低下や風合い低下による繊維製品としての品位低下の欠点は軽減されるが十分ではない。そこで、サイドバイサイド型において更に機能性物質の繊維側面表面積に占める割合を減少させることにより、繊維製品の商品化を容易にしたり繊維製品の品位を向上させようとする試みは、結局機能性物質の付与する量を減少させることになり、機能性そのものが不十分となる。
【０００６】
更に、芯鞘型アクリル系複合繊維の芯成分を機能化する技術によって得られる繊維は、繊維製品の商品化を困難にしたり製品品位を低下させる原因となる機能性物質を繊維の芯成分とし、鞘成分で該芯成分を覆って繊維表面を形成しているため先の欠点は解消されるものの、機能性物質が繊維表面に全く露出していないため該機能性物質の種類によってはその目的とする効果が有効に発揮されない。又、機能性物質を繊維断面の中央に芯成分として繊維１本１本に配置するためには、紡糸口金の紡出孔１個１個に対応して各々芯成分と鞘成分の紡糸原液を別個に供給する紡糸装置が必要であり、設備費が高く紡糸口金の多孔化や高生産化も困難で生産コストが高い欠点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明者らは前述の如き従来技術に付随する欠点を改善すべく研究を繰り返した結果本発明に至ったものである。すなわち本発明の目的とするところは、アクリル繊維本来のソフトで嵩高な風合いや、鮮明な色沢と堅牢性を有し、且つ紡績・編み立て加工性、及び染色加工性に優れた機能化されたアクリロニトリル系複合繊維を提供すること、及びその製造法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる本発明の目的は、繊維断面が、アクリロニトリル系ポリマ−又はアクリロニトリル系ポリマ−に機能性物質ａを含有してなるＡ成分と、アクリロニトリル系ポリマ−またはアクリロニトリル系ポリマ−に機能性物質ｂを含有してなるＢ成分からなり、該Ａ、Ｂ成分はＡ成分によってＢ成分が挟み込まれるように配置された３層積層構造をとっていることを特徴とする改良されたアクリル系複合繊維によって達成される。更に、好ましくはＡ成分とＢ成分が繊維側面表面積に占める割合が、９５〜６７％と５〜３３％の範囲であることを特徴とする改良されたアクリル系複合繊維によってより良く達成される。
【０００９】
該アクリル系複合繊維はアクリロニトリル系ポリマ−又はアクリロニトリル系ポリマ−に機能性物質ａを含有してなるＡ成分及びアクリロニトリル系ポリマ−又はアクリロニトリル系ポリマ−に機能性物質ｂを含有してなるＢ成分を含有する２種の紡糸原液を、Ａ成分紡糸原液によってＢ成分紡糸原液を挟んだ状態で紡糸口金紡出孔裏面導入孔に導く紡糸装置を用いることを特徴とする改良されたアクリル系複合繊維の製造法によって達成される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明はＡ−Ｂ−Ａの３層積層構造からなるアクリル系複合繊維に関するものであり、染色加工性や紡績・編立て加工性に悪い影響を及ぼすような機能性物質を３層積層構造の中心層に配置することによって、染色・紡績・編立て加工性に優れた機能性アクリル系繊維製品を提供できることが第１の効果である。更に、第２の効果は繊維側面表面に露出する機能性物質の量をその機能の性質によって調整し、目的とする繊維製品が提供できることである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を詳述する。まず本発明は、アクリル系複合繊維の繊維断面が、アクリロニトリル系ポリマ−又はアクリロニトリル系ポリマ−に機能性物質ａを含有してなるＡ成分と、アクリロニトリル系ポリマ−又はアクリロニトリル系ポリマ−に機能性物質ｂを含有してなるＢ成分からなり、該Ａ、Ｂ成分はＡ成分によってＢ成分が挟み込まれるように配置された３層積層構造を有していることが前提である。尚、本発明で言う３層積層構造とは、繊維断面においてＡ成分がＢ成分によって２分割されたＡ、Ｂ、Ａの３層を形成し、挟まれたＢ成分が繊維表面の２ケ所に別れて露出している構造を言う。
【００１２】
かくの如きＢ成分の繊維断面における存在形態とすることにより、Ｂ成分に含有される機能性物質ｂあるいは後述するＢ成分を構成する機能性共重合体自体の有する特定の機能が、繊維表面に機能性成分を必要最小限に露出することによって、有利に発現されるのである。このようなかたちでの機能の発現は、単なるサイドバイサイド型構造複合繊維や芯鞘型構造複合繊維では期待できない。
【００１３】
上述の様に、本発明においてＡ成分はアクリロニトリル系ポリマ−単独でも良し、アクリロニトリル系ポリマ−に機能性物質ａを含有してなるものでもよい。同じようにＢ成分も、アクリロニトリル系ポリマ−単独でもそれに機能性物質ｂを含有せしめたものでもよい。そして、機能性物質ａ及び／又はｂを含有せしめることにより機能性を付与することに加えて、ベ−スとなるアクリロニトリル系ポリマ−自体にもコモノマ−の選定により機能を付与する、即ち機能性共重合体とすることも可能である。この様にすることにより、機能性物質ａ及び／又はｂによって付与される機能以外の機能も有することになり、又機能性物質ａ及びｂのいずれも含有されない場合にもポリマ−自体による機能性を有する繊維となるのである。
【００１４】
かかるＡ成分になり得るアクリロニトリル系ポリマ−としては、一般に良く知られた水系縣濁重合などによって得られる、主成分のアクリロニトリルモノマ−を８５〜９５重量％含有し、第２成分コモノマ−がアクリル酸メチルエステル、酢酸ビニ−ル、メタクリル酸モノマ−等でなる２成分系通常共重合体や、該第２成分コモノマ−及び／又は以下に述べる機能性第３成分コモノマ−との２成分又は３成分系機能性共重合体が挙げられる。
【００１５】
かかる機能性第３成分コモノマ−としてメタアリルスルホン酸、アリルスルホン酸、スチレンパラスルホン酸などの酸性基含有モノマ−を選べば、共重合体に塩基性染料可染性を与えたり、或いは得られた繊維に対して施されたカチオン系柔軟剤の耐洗濯性を向上させるなどの機能付与が出来る。
【００１６】
また、該機能性第３成分コモノマ−をジメチルアミノエチルアクリレ−ト、ジエチルアミノエチルアクリレ−ト、ジエチルアミノプロピルメタアクリレ−ト、ジメチルアミノブチルアクリレ−トなどのアミノ基を有するアクリル酸エステルまたはメタアクリル酸エステル類や、メタアクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド、メタアクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムニトライドなどの４級アンモニウム基を有するアクリル酸エステルまたはメタアクリル酸エステル類など塩基性基含有モノマ−にする事によって、共重合体に酸性染料可染性という機能付与が出来る。
【００１７】
更に、該機能性第３成分コモノマ−をビニルクロライド、ビニリデンクロライド、ビニルブロマイド、ビニリデンブロマイドなどハロゲン化ビニルモノマ−にする事によって、難燃機能の付与が出来る。
【００１８】
一方、Ｂ成分を構成するアクリロニトリル系ポリマ−としては、先に述べたＡ成分になり得るアクリロニトリル系ポリマ−と同様に、主成分であるアクリロニトリルモノマ−を８５〜９５重量％含有し、第２成分コモノマ−及び機能性第３成分コモノマ−等から選ばれたアクリロニトリルとの２成分又は３成分からなる通常共重合体や機能性共重合体が挙げられる。かかるポリマ−を含むＡ成分とＢ成分を組み合わせるに際して、Ａ成分中のアクリロニトリル系ポリマ−とＢ成分中のポリマ−としては、上述した通常共重合体又は機能性共重合体から選択するが、Ｂ成分側として通常共重合体を選ぶ場合は必ず後述する機能性物質ｂを併用しなければならない。これは、Ａ−Ｂ−Ａの３層積層構造によってＢの機能性が有効に発現するという、後述する本願発明の作用及び効果が発揮されなくなるからである。Ｂ成分側として機能性共重合体を選ぶ場合には、かかる制約は無い。
【００１９】
尚、Ａ成分側のポリマ−の選択には何らの制約も無く、ポリマ−自体の持つ機能を本発明繊維に併せ付与しようとするときに機能性共重合体を選べばよい。又、Ａ成分側のポリマ−とＢ成分側のポリマ−とは、異なっていても良いし全く同一であってもよい。全く同一のポリマ−を採用すれば、多くの銘柄のポリマ−を保有しなくても良いことから経済上のメリットが大きい。
【００２０】
次に、アクリロニトリル系ポリマ−と併用されてＡ成分を構成する機能性物質ａとは、繊維ラスタ−を調整するための少量の酸化チタンや抗菌性を有する銀化合物等の如く、繊維に機能を付与する物でありながら繊維表面にあっても染色特性や後加工工程での金属磨耗に影響の少ない物質が例示される。一方、Ｂ成分側に採用される機能性物質ｂとは遠赤外効果性を発現するセラミックス、例えば多量の酸化チタンや酸化ジルコニュ−ム、炭化ジルコニュ−ム、酸化珪素等・イオン発生性を発現するトルマリン等鉱物の粉砕物・導電性物質である多量の酸化スズ等・制電性物質である高分子制電剤、例えばメトキシポリエチレングリコ−ル（３０モル）メタアクリレ−トとアクリロニトリルの共重合物、吸湿性・吸水性物質であるカルボン酸基を高度に含有した高分子ラテックス、例えばポリアクリロニトリル系ラテックスを高度に加水分解した水膨潤性ラテックス等である。
【００２１】
次に本発明はかかる機能性物質ｂを含有したＢ成分がＡ成分に挟まれながら繊維表面の２ケ所を占有しているものであるが、該Ａ成分とＢ成分が繊維側面表面積に占める割合が、９５〜６７％と５〜３３％の範囲にあることが好ましい。繊維中にＡ，Ｂ，Ａと積層されたＢ成分の一部が、２ケ所繊維表面に露出していてもＢ成分の繊維側面表面積に占める割合（以下
繊維表面占有率と言う）が５％未満であると、事実上芯成分の表面への露出の無い芯鞘型アクリル系複合繊維の構造に近いためＡ成分によって挟まれているＢ成分に含有する機能性物質によっては機能発現効率が低いことがある。例えば機能性物質が消臭性・抗菌性・吸湿性・吸水性等を付与するためにイオン性の官能基を有する物質であったり、それからもたらされる繊維中のボイド構造によってその機能を発揮させようとする場合には、対象とする臭い・菌・蒸気・水等の物質との接触面積が小さいために効果が有効に発揮され難い。他方芳香性を付与する目的のケ−スなどでは、持続性に優れる効果を示すこともある。
【００２２】
一方、Ｂ成分の繊維表面占有率が３３％を越える場合においては、Ａ成分によって挟まれているＢ成分に含有する機能性物質の種類によっては染色性の低下を来し、繊維製品としての品位を低下させることがある。例えば機能性物質が消臭性・抗菌性・吸湿性・吸水性・制電性等を付与するためのイオン性の官能基を有する物質であったり、それからもたらされる繊維中のボイド構造によってその機能を発揮させようとする場合には、その機能性物質の有するイオン性の官能基やそれに由来するボイド構造によっては染色性の変動や、発色性の低下、及び染色堅牢度（耐光性、耐熱性、耐汗性、耐洗濯性等）の低下を来し易い。
【００２３】
又、同じように例えば機能性物質が遠赤外効果性・イオン発生性・導電性等を付与するための無機物の粒子や鉱物である場合には、繊維表面に該機能性物質が凹凸状に存在するために紡績工程でのカ−ド針布やリングガイドや、編み立て工程での編み針の磨耗が激しく、繊維製品への加工を困難にするばかりでなく、繊維表面の凹凸によって光の乱反射が起こり発色性を低下させたり、風合いを悪化させたりし、繊維製品としての品位低下を来す事がある。
【００２４】
しかしながら、上述と異なって後加工工程が短く簡単な不織布用途であったり、染色したりしない産業資材用途である場合や、衣料用途であってもその機能が外観や風合いよりも優先される特殊な用途では、その機能を有効に発揮させるためにＢ成分の繊維表面占有率が３３％を超える方が有利な場合もある。
【００２５】
更に本発明の複合繊維では、アクリロニトリル系ポリマ−又はアクリロニトリル系ポリマ−に機能性物質ａを含有してなるＡ成分及びアクリロニトリル系ポリマ−又はアクリロニトリル系ポリマ−に機能性物質ｂを含有してなるＢ成分を含有する２種の紡糸原液を、Ａ成分紡糸原液によってＢ成分紡糸原液を挟んだ状態で紡糸口金紡出孔裏面導入孔に導く紡糸装置を用いることによって製造される。
【００２６】
本発明になる機能化されたアクリル系複合繊維の製造には、基本的に個々の紡糸口金紡出孔裏面導入孔にＢ成分紡糸原液がＡ成分紡糸原液に挟まれた状態、即ちＡ−Ｂ−Ａの３層でなる紡糸原液が供給し得る紡糸装置が必要である。かかる紡糸装置の一例としては、Ａ成分紡糸原液とＢ成分紡糸原液が個別に流入する流入口を有し、内部に左記流入口からの２種紡糸原液を受け入れて多数の層でなる紡糸原液層を形成し、該紡糸原液層を紡糸口金紡出孔裏面導入孔に供給する作用をはたす原液分配装置を収容する函体が挙げられる。図１に本発明で用いられる紡糸装置の一例として上記の原液分配装置を収容する函体と紡糸口金を模式的に表した断面図の一例を示す。以下図１を使って説明する。
【００２７】
原液分配装置としては、３の倍数にあたる枚数の原液仕切り板５を適宣の間隔をおいて好ましくは平行に積層配設して固定したものである。前記の適宣の間隔部分が形成された紡糸原液層の１層の流路となる。３の倍数の原液仕切り板を、一方の端からｌ１，ｍ１，ｎ１，ｌ２，ｍ２，ｎ２，ｌ３，ｍ３，ｎ３，…………と仮に称すると、前記函体１に流入したＡ，Ｂ２種の成分紡糸原液は、原液分配装置によりｌ・ｍ間及びｎ・ｌ間にＡ成分紡糸原液が、ｍ・ｎ間にＢ成分紡糸原液が導かれて、該装置を離れるときにはＡ・Ｂ・Ａ・Ａ・Ｂ・Ａ・Ａ・Ｂ・Ａ・……でなり、ｌ−ｍ，ｍ−ｎ，ｎ−ｌ間の間隔を厚さとする多層の紡糸原液層を形成することになる。
【００２８】
尚、ｌ−ｍ，ｍ−ｎ，ｎ−ｌの特定の仕切り板５の間にＡ又はＢの特定の成分紡糸原液を導くのは、仕切り板自体及び仕切り板間に挿入する間隔部材に穿設して形成する凾体から受け入れる成分紡糸原液の導入路によって行われる。次に、かくして原液分配装置を収容する函体１により形成された多層の紡糸原液層を受け入れる紡糸口金２は、繊維断面はＢ成分がＡ成分に挟まれているという本発明の目的の達成のため、前記原液分配装置と特定の関係を有するものでなければならない。即ち紡糸口金は、一方の表面に紡出孔４を、裏面側に紡出孔と同芯軸の導入孔３を有するものであり、且つ裏面導入孔３の中心が前記原液分配装置の原液仕切り板ｍ・ｎ間にくるものでる。以上の原液分配装置と紡糸口金でなる紡糸装置を用いれば、本願発明の繊維は容易に製造することができる。
【００２９】
更に、繊維断面及び繊維側面表面に占めるＡ成分とＢ成分の割合を変化させる手段としては、Ａ・Ｂ成分紡糸原液の粘度を一定に保ちながらＡ・Ｂ成分紡糸原液中の繊維化後の固形物比率を変えて、例えばＡ・Ｂ成分紡糸原液中重合体の濃度を変える方法や、同じようにＡ・Ｂ成分紡糸原液の粘度を一定に保ちながら紡糸装置に供給するＡ・Ｂ成分紡糸原液の吐出量比を変えたりする方法、及びその組み合わせ等がある。特に、Ａ成分紡糸原液とＢ成分紡糸原液中の繊維化後の固形物比率は一定のままでありながら、両原液に粘度差例えばＡ＞Ｂ或いはＢ＞Ａにすることによって、繊維側面表面積に占めるＢ成分の割合を前記固形物比率から通常得られるよりも、大きくあるいは小さくすることができるが、この手段は発現させたい機能の種類によっては卓越した効果を示す。
【００３０】
具体的には、例えばＢ成分に含有させる機能性物質ｂが消臭性・抗菌性・吸湿性・吸水性等の機能を付与する物質であり、その機能を必要最小限の量で十分発揮させようとする場合、対象とする臭い・菌・蒸気・水等の物質との接触面積を大きく取るのが有利でありそのためには、Ｂ成分の繊維側面表面への露出を大きくする必要があり、これは上述の技術でＢ成分紡糸原液の原液粘度をＡ成分紡糸原液の原液粘度より低くすることで実現できる。反対に機能性物質ｂがイオン性の強い官能基であったり、ボイド構造の発生を伴う物質であったり、遠赤外効果性・イオン発生性・導電性等の機能を付与できる無機物の粒子や鉱物である場合、Ｂ成分の繊維側面表面への露出を繊維製品への後加工性の制約から小さくするのが有利であり、Ｂ成分紡糸原液の原液粘度をＡ成分紡糸原液の原液粘度より高くすることによって目的とした表面への露出が実現でき、機能化された高品位で繊維製品への後加工性に優れたアクリル系複合繊維がより良く達成される。
【００３１】
また、機能を付与する手段が機能性共重合体である場合においても、その機能を必要最小限の量で十分発揮させようとする場合、Ｂ成分の繊維側面表面への露出を大きくすれば良いが、これは上述の技術でＢ成分紡糸原液の原液粘度をＡ成分紡糸原液の原液粘度より低くすることで実現できる。反対にその機能性共重合体がイオン性の強い官能基を有するものであったりボイド構造の発生を伴うものである場合、それを含有するＢ成分の繊維側面表面への露出を繊維製品への後加工性の制約から小さくするのが有利であり、この要求はＢ成分紡糸原液の原液粘度をＡ成分紡糸原液の原液粘度より高くすることによって達成されるのである。
【００３２】
更に具体的には、Ａ成分紡糸原液の原液粘度とＢ成分紡糸原液の原液粘度差は、前にものべたがＡ／ＢまたはＢ／Ａの粘度比で５倍以下が好ましく、かかる原液粘度差を持たせる手段としては、Ａ・Ｂアクリロニトリル系通常共重合体や機能性共重合体の分子量、Ａ・Ｂ紡糸原液中重合体の濃度、Ａ・Ｂ紡糸原液中溶剤の濃度に差を持たせる方法、あるいはこれらの組み合わせによる方法がある。
【実施例】
【００３３】
以下実施例により本発明を具体的に説明するが、以下の実施例の内容は本発明を具体的に説明するものであって、本発明がこれにより何ら限定を受けるものでは無い。尚、実施例中、制電性能、染着度、染色堅牢度特性は次の測定法により求めた値である。
【００３４】
（１）制電性能 ＪＩＳ Ｌ１０９４−１９８８による
Ａ法：（半減期測定法）
Ｂ法：（摩擦帯電圧測定法）
判定：
〇 Ａ法（半減期）によるＴ0.5 （後記）が１５秒未満で且つＢ法（摩 擦帯電圧）によるＶ（後記）が４ｋＶ未満である場合。
△ Ａ法（半減期）が１５〜６０秒の範囲で且つＢ法（摩擦帯電圧）が ４〜７ｋＶの範囲であるか、又はＡ，Ｂ法のいずれか一方はこの範 囲内にあるが、他方は範囲外である場合。
× Ａ法（半減期）が６０秒を超え且つＢ法（摩擦帯電圧）が７ｋＶを
超える場合。
【００３５】
（２）染着度
染浴（母液）：染料 Sumicacryl Orange 3R 3.5%owf
浴比 ：１／１００
温度・時間 ：９０℃ｘ６０分
測定 ：残液比色法 分光光度計（５４０ｎｍ）
【００３６】
（３）染色堅牢度
試料：染色編み地
Ａ法：耐熱堅牢度
測定：染色編み地を乾熱１３０℃で３０分間処理し、処理前後の色差を視感判定。
判定：
○：処理前後の色差がグレ−スケ−ルで３．５級以上
△：処理前後の色差がグレ−スケ−ルで２．５級以上〜３．５級未満
×：処理前後の色差がグレ−スケ−ルで２．５級未満
Ｂ法：湿摩擦堅牢度
測定：染色編み地に摩擦布（水分率１００％の白綿布）を２００ｇ／２５cm2 の摩擦圧で３０往復／分で１００回互いに摩擦し、摩擦布の着色程度を汚染用グレ−スケ−ルと視感で比較判定する。
判定：
○：摩擦布の汚染用グレ−スケ−ルでの等級が３．５級以上
△：摩擦布の汚染用グレ−スケ−ルでの等級が２．５級以上〜３．５級未満
×：摩擦布の汚染用グレ−スケ−ルでの等級が２．５級未満
【００３７】
Ｃ法：汗堅牢度
測定：染色編み地を白綿布に挟み２辺を固定した試料を下記人口汗液に３０分浸漬後絞り、３７℃で４時間乾燥後白綿布の汚染程度を汚染用グレ−スケ−ルと視感で比較判定する。
人口汗液：水 １ｌにＬヒスチジン塩酸塩（１水塩）０．５ｇ・塩化ナトリュウム５．０ｇ・リン酸２ナトリュウム（１２水塩）５．０ｇ・0.1mol水酸化ナトリュウム溶液２５ｍｌを混合溶解する。
判定：
○：白綿布の汚染用グレ−スケ−ルでの等級が３．５級以上
△：白綿布の汚染用グレ−スケ−ルでの等級が２．５級以上〜３．５級未満
×：白綿布の汚染用グレ−スケ−ルでの等級が２．５級未満
【００３８】
（４）用語の略号
Ｄａ ：Ａ成分紡糸原液
Ｄｂ ：Ｂ成分紡糸原液
Ｓａ ：繊維断面積に占めるＡ成分の割合 （％）
Ｓｂ ：繊維断面積に占めるＢ成分の割合 （％）
Ｌａ ：繊維側面表面積に占めるＡ成分の割合 （％）
Ｌｂ ：繊維側面表面積に占めるＢ成分の割合 （％）
Ｔ0.5 ：制電性能 Ａ法 半減期 （秒）
Ｖ ：制電性能 Ｂ法 摩擦帯電圧 （ｋＶ）
【００３９】
実施例 １
複合繊維のＡ成分になる紡糸原液（Ｄａ）はアクリロニトリル９０重量％、アクリル酸メチルエステル９．５重量％、メタアリルスルホン酸ソ−ダ０．５重量％を含有する３成分系機能性共重合体を用い、該機能性共重合体をロダンソーダ４８重量％水溶液で機能性共重合体濃度が１２重量％となるように溶解したものである。尚、該紡糸原液（Ｄａ）の３０℃における粘度は４０００ mPa・s であった。
【００４０】
次にＢ成分になる紡糸原液（Ｄｂ）はアクリロニトリル９０重量％、アクリル酸メチルエステル９．５重量％、メタアリルスルホン酸ソ−ダ０．５重量％を含有する３成分系機能性共重合体９５重量％と、制電機能を付与する為の機能性物質ｂとしてのメトキシポリエチレングリコ−ル（３０モル）メタアクリレ−ト７５重量％とアクリロニトリル２５重量％を含有する２成分系機能性共重合体５重量％を、ロダンソーダ４８重量％水溶液に両共重合体合計の共重合体濃度が１２重量％となるよう混合溶解して作製した。尚、該紡糸原液（Ｄｂ）の３０℃における粘度は３９００ mPa・s であった。
【００４１】
ついで既述した本発明で採用される紡糸装置にＤａ，Ｄｂ両原液の吐出量比が表１に示す範囲になるように２種の紡糸原液をそれぞれ導き、紡糸口金から０℃、１０重量％ロダンソーダ水溶液中に湿式紡糸し、得られた湿潤フィラメントは沸水中で１０倍延伸後、１１５℃の熱風中で乾燥する。得られた繊維を１１０℃の加圧水蒸気中で熱処理を行い３ｄのＡ−Ｂ−Ａでなる３層積層構造複合繊維を作製した。一方、比較例として特公昭３９−２４３０１号による紡糸装置を用い、先と同じように湿式紡糸してＡ−Ｂの２層積層構造であるサイドバイサイド型複合繊維を作製した。
【００４２】
かくして得られた繊維は通常の３ｄアクリロニトリル繊維（東洋紡績（株）エクスラン
Ｋ８−３ｄ）と３０重量％対７０重量％の比率で常法に従って混紡し、メートル番手２０番手双糸の紡績糸を作製し、綛染後さらに５ゲージ２プライで天竺の編地に形成した。かくして得られた複合繊維原綿と編地は表２に示すごとき特性であった。尚、本実施例を含む以下の実施例は繊維に制電機能を付与する例であり、複合繊維原綿と編地の評価特性として当然のことながら制電機能と、制電機能剤を添加することによって起こる繊維の粗構造化と高水膨潤性からくる染色特性の悪化程度を評価するために染着度と染色堅牢度を選んだ。
【００４３】
【表１】
【００４４】
【表２】
【００４５】
表１、表２の記載から比較例である試料Ｎｏ５〜７のサイドバイサイド型紡糸装置を用いた場合には、本発明である試料Ｎｏ１〜４同様に機能性物質ｂを含有するＢ成分の繊維断面積に占める割合が大きくなるに従い高い制電性能を示すが、試料Ｎｏ５〜７の場合においては繊維断面積比（Ｓｂ）が本発明と同じでも繊維側面表面積比（Ｌｂ）が大きくなり本発明から得られる繊維に比べ染着度が大きく（即ち染着速度が速く）染色むらが起こりやすく、また染色堅牢度も低下している。一方、本発明からなる試料Ｎｏ２〜４は機能性物質ｂの添加によって目的とする十分な制電機能を有し、染むらの発生し難い適度な染着度と高い染色堅牢度という優れた染色特性を示すことが容易に理解される。また本発明であるが、試料Ｎｏ１は繊維側面表面積比（Ｌｂ）が小さく、制電機能が機能性繊維として十分満足できる水準（Ｔ0.5 １５未満・Ｖ ４ＫＶ未満）にないという欠陥があるが、繊維製品としての優れた染色特性を示す。
【００４６】
実施例 ２
実施例１と同一の紡糸原液（Ｄａ，Ｄｂ）及び３層積層構造形成用紡糸装置を用い、Ｄａ，Ｄｂ両原液の吐出量比が表３に示す範囲になるように２種類の紡糸原液をそれぞれ導き、紡糸口金から０℃、１０重量％ロダンソーダ水溶液中に湿式紡糸し、得られた湿潤フィラメントは沸水中で１０倍延伸後、１１５℃の熱風中で乾燥する。得られた繊維を１１０℃の加圧水蒸気中で熱処理を行い３ｄの３層積層構造複合繊維（試料Ｎｏ８〜１１）を作製した。
【００４７】
かくして得られた繊維は通常の３ｄアクリロニトリル繊維と３０重量％対７０重量％の比率で常法に従って混紡し、メートル番手２０番手双糸の紡績糸を作製し、綛染後さらに５ゲージ２プライで天竺の編地に形成した。かくして得られた複合繊維原綿と編地は表４に示すごとき特性であった。表３，４には、参考のために実施例１の試料Ｎｏ１，３の値も併記した。
【００４８】
【表３】
【００４９】
【表４】
【００５０】
表３、表４の記載から、繊維側面表面積比（Ｌｂ）が５を下回る試料Ｎｏ８からの繊維製品は、本実施例がめざす制電性能は不足ではあるものの優れた染色堅牢度を示す。（機能性物質ｂが制電機能付与剤である本例では、試料Ｎｏ８は成績が悪い。しかし、機能性物質ｂが例えば芳香機能付与剤であるような場合は、試料Ｎｏ８の如くＬｂが低い方が芳香の除放性や経時耐久性が優れる。）また、繊維側面表面積比（Ｌｂ）が３３を超えている試料Ｎｏ１１では十分な制電機能が得られるが、染色堅牢度が劣る。従ってこの特性を生かした分野への応用を図るべきである。一方、試料Ｎｏ９，１０は目的とする制電機能を有し、且つ満足する染色特性を示すことが容易に理解できる。
【００５１】
実施例 ３
複合繊維のＡ成分になる紡糸原液（Ｄａ）はアクリロニトリル９０重量％、アクリル酸メチルエステル９．５重量％、メタアリルスルホン酸ソ−ダ０．５重量％を含有する３成分系機能性共重合体を用い、該機能性共重合体をロダンソーダ４８重量％水溶液で機能性共重合体濃度が９．５，１０．５，１２．０，１２．５重量％となるように溶解し、３０℃における紡糸原液粘度が表５のごとく変化したものを準備した。
【００５２】
次にＢ成分になる紡糸原液（Ｄｂ）はアクリロニトリル９０重量％、アクリル酸メチルエステル９．５重量％、メタアリルスルホン酸ソ−ダ０．５重量％を含有する３成分系機能性共重合体９５重量％と、メトキシポリエチレングリコ−ル（３０モル）メタアクリレ−ト７５重量％とアクリロニトリル２５重量％を含有する２成分系機能性共重合体５重量％をロダンソーダ４８重量％水溶液に両共重合体合計の共重合体濃度が９．５，１０．５，１２．０，１２．５重量％となるように溶解し、３０℃における紡糸原液粘度が表５のごとく変化したものを準備した。
【００５３】
ついで実施例１で使用した３層積層構造形成用紡糸装置にＤａ，Ｄｂ両原液の吐出量比が表５に示す範囲になるように２種の紡糸原液をそれぞれ導き、紡糸口金から０℃、１０重量％ロダンソーダ水溶液中に湿式紡糸し、得られた湿潤フィラメントは沸水中で１０倍延伸後、１１５℃の熱風中で乾燥する。得られた繊維を１１０℃の加圧水蒸気中で熱処理を行い３ｄの３層積層構造複合繊維（試料Ｎｏ１２〜１５）を作製した。
【００５４】
かくして得られた繊維は通常の３ｄアクリロニトリル繊維と３０重量％対７０重量％の比率で常法に従って混紡し、メートル番手２０番手双糸の紡績糸を作成し、綛染後さらに５ゲージ２プライで天竺の編地に形成した。かくして得られた複合繊維原綿と編地は表６に示すごとき特性であった。表５，６には、参考のために実施例１の試料Ｎｏ２の値も併記した。
【００５５】
【表５】
【００５６】
【表６】
【００５７】
表５、表６の記載から試料Ｎｏ１４は紡糸原液ＤａとＤｂの紡糸原液粘度比がＤａ／Ｄｂ＝５．１であり、Ｂ成分が繊維側面表面に拡がることから染色特性の低下が起こり、また紡績工程でＢ成分が剥離し、ダストとして脱落する等の欠陥が生じる。一方、紡糸原液粘度比がＤｂ／Ｄａ＝５．１である試料Ｎｏ１５は機能成分の繊維側面表面積比（Ｌｂ）が低くなり制電機能が低下することが容易に理解できる。更に、試料Ｎｏ１２，２，１３から紡糸原液粘度がＤａ＞Ｄｂ，Ｄａ≒Ｄｂ，Ｄａ＜Ｄｂと変化させることによってＢ成分の繊維側面表面積比（Ｌｂ）が減少する方向に変化し、Ｌｂが小さくなるにしたがい制電性能は低下するが、染色特性は向上する。すなわちＤａ，Ｄｂ両紡糸原液の粘度を選択することで繊維側面表面積比を自由に変え、繊維製品の品質を目的に応じて自由に変え得ることが理解できる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】図１は、本発明に使用した一実施例における原液分配装置を収容する函体と紡糸口金を模式的に表した断面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１：原液分配装置を収容する函体
２：紡糸口金
３：紡糸口金紡出孔裏面導入孔
４：紡糸口金紡出孔
５：原液仕切り板（ｌ１，ｍ１，ｎ１，ｌ２，ｍ２，ｎ２・・・・・）
Ａ：Ａ成分紡糸原液
Ｂ：Ｂ成分紡糸原液
【技術分野】
【０００１】
本発明は染色加工性や紡績・編立て加工性に優れ、例えば導電性、制電性、遠赤外効果性、消臭性、抗菌性、吸湿性、吸水性、イオン発生性等各種の機能が付与されたアクリル系複合繊維、及びその製造法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、アクリル系繊維に機能性を付与する手段としては、繊維一本一本の全体にわたって機能化する技術や、サイドバイサイド型アクリル系複合繊維の片成分を機能化する技術、更には芯鞘型アクリル系複合繊維の芯成分を機能化する技術が一般的に知られている。又該繊維を製造する方法としては、ポリマ−からの機能化や機能性物質を紡糸原液に含有させる方法、更には繊維製品に機能性物質を薬剤加工によって付与する方法が採用されている。尚、本発明で言う機能化とは導電性、制電性、遠赤外効果性、消臭性、抗菌性、吸湿性、吸水性、イオン発生性等各種の機能を繊維に付与することを言う。
【０００３】
しかしながら、かかる従来技術によって繊維に機能を付与しようとする場合においては、繊維一本一本の全体にわたって機能化する技術によって得られる繊維は、該機能性物質が鉱物等である場合、繊維表面に機能性物質が凹凸状に存在し、後加工工程における金属磨耗が激しく繊維製品への加工を困難にするばかりでなく、発色性の低下や風合いを悪化させ、繊維製品としての品位を低下させる。
【０００４】
又、付与される機能性物質がイオン性の官能基を有していたり、機能性物質により繊維中にボイド構造を形成させたりする場合、発色性の低下や染色性の変動、更には染色堅牢度（耐光性、耐熱性、耐汗性、耐洗濯性等）の低下を来し、繊維製品としての品位を低下させる。
【０００５】
一方、サイドバイサイド型アクリル系複合繊維の片成分を機能化する技術によって得られる繊維は、繊維一本一本の全体にわたって機能化する技術に比較し、機能性物質が繊維表面に露出する割合が減少するので、前述した金属磨耗や染色特性の低下や風合い低下による繊維製品としての品位低下の欠点は軽減されるが十分ではない。そこで、サイドバイサイド型において更に機能性物質の繊維側面表面積に占める割合を減少させることにより、繊維製品の商品化を容易にしたり繊維製品の品位を向上させようとする試みは、結局機能性物質の付与する量を減少させることになり、機能性そのものが不十分となる。
【０００６】
更に、芯鞘型アクリル系複合繊維の芯成分を機能化する技術によって得られる繊維は、繊維製品の商品化を困難にしたり製品品位を低下させる原因となる機能性物質を繊維の芯成分とし、鞘成分で該芯成分を覆って繊維表面を形成しているため先の欠点は解消されるものの、機能性物質が繊維表面に全く露出していないため該機能性物質の種類によってはその目的とする効果が有効に発揮されない。又、機能性物質を繊維断面の中央に芯成分として繊維１本１本に配置するためには、紡糸口金の紡出孔１個１個に対応して各々芯成分と鞘成分の紡糸原液を別個に供給する紡糸装置が必要であり、設備費が高く紡糸口金の多孔化や高生産化も困難で生産コストが高い欠点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明者らは前述の如き従来技術に付随する欠点を改善すべく研究を繰り返した結果本発明に至ったものである。すなわち本発明の目的とするところは、アクリル繊維本来のソフトで嵩高な風合いや、鮮明な色沢と堅牢性を有し、且つ紡績・編み立て加工性、及び染色加工性に優れた機能化されたアクリロニトリル系複合繊維を提供すること、及びその製造法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる本発明の目的は、繊維断面が、アクリロニトリル系ポリマ−又はアクリロニトリル系ポリマ−に機能性物質ａを含有してなるＡ成分と、アクリロニトリル系ポリマ−またはアクリロニトリル系ポリマ−に機能性物質ｂを含有してなるＢ成分からなり、該Ａ、Ｂ成分はＡ成分によってＢ成分が挟み込まれるように配置された３層積層構造をとっていることを特徴とする改良されたアクリル系複合繊維によって達成される。更に、好ましくはＡ成分とＢ成分が繊維側面表面積に占める割合が、９５〜６７％と５〜３３％の範囲であることを特徴とする改良されたアクリル系複合繊維によってより良く達成される。
【０００９】
該アクリル系複合繊維はアクリロニトリル系ポリマ−又はアクリロニトリル系ポリマ−に機能性物質ａを含有してなるＡ成分及びアクリロニトリル系ポリマ−又はアクリロニトリル系ポリマ−に機能性物質ｂを含有してなるＢ成分を含有する２種の紡糸原液を、Ａ成分紡糸原液によってＢ成分紡糸原液を挟んだ状態で紡糸口金紡出孔裏面導入孔に導く紡糸装置を用いることを特徴とする改良されたアクリル系複合繊維の製造法によって達成される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明はＡ−Ｂ−Ａの３層積層構造からなるアクリル系複合繊維に関するものであり、染色加工性や紡績・編立て加工性に悪い影響を及ぼすような機能性物質を３層積層構造の中心層に配置することによって、染色・紡績・編立て加工性に優れた機能性アクリル系繊維製品を提供できることが第１の効果である。更に、第２の効果は繊維側面表面に露出する機能性物質の量をその機能の性質によって調整し、目的とする繊維製品が提供できることである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を詳述する。まず本発明は、アクリル系複合繊維の繊維断面が、アクリロニトリル系ポリマ−又はアクリロニトリル系ポリマ−に機能性物質ａを含有してなるＡ成分と、アクリロニトリル系ポリマ−又はアクリロニトリル系ポリマ−に機能性物質ｂを含有してなるＢ成分からなり、該Ａ、Ｂ成分はＡ成分によってＢ成分が挟み込まれるように配置された３層積層構造を有していることが前提である。尚、本発明で言う３層積層構造とは、繊維断面においてＡ成分がＢ成分によって２分割されたＡ、Ｂ、Ａの３層を形成し、挟まれたＢ成分が繊維表面の２ケ所に別れて露出している構造を言う。
【００１２】
かくの如きＢ成分の繊維断面における存在形態とすることにより、Ｂ成分に含有される機能性物質ｂあるいは後述するＢ成分を構成する機能性共重合体自体の有する特定の機能が、繊維表面に機能性成分を必要最小限に露出することによって、有利に発現されるのである。このようなかたちでの機能の発現は、単なるサイドバイサイド型構造複合繊維や芯鞘型構造複合繊維では期待できない。
【００１３】
上述の様に、本発明においてＡ成分はアクリロニトリル系ポリマ−単独でも良し、アクリロニトリル系ポリマ−に機能性物質ａを含有してなるものでもよい。同じようにＢ成分も、アクリロニトリル系ポリマ−単独でもそれに機能性物質ｂを含有せしめたものでもよい。そして、機能性物質ａ及び／又はｂを含有せしめることにより機能性を付与することに加えて、ベ−スとなるアクリロニトリル系ポリマ−自体にもコモノマ−の選定により機能を付与する、即ち機能性共重合体とすることも可能である。この様にすることにより、機能性物質ａ及び／又はｂによって付与される機能以外の機能も有することになり、又機能性物質ａ及びｂのいずれも含有されない場合にもポリマ−自体による機能性を有する繊維となるのである。
【００１４】
かかるＡ成分になり得るアクリロニトリル系ポリマ−としては、一般に良く知られた水系縣濁重合などによって得られる、主成分のアクリロニトリルモノマ−を８５〜９５重量％含有し、第２成分コモノマ−がアクリル酸メチルエステル、酢酸ビニ−ル、メタクリル酸モノマ−等でなる２成分系通常共重合体や、該第２成分コモノマ−及び／又は以下に述べる機能性第３成分コモノマ−との２成分又は３成分系機能性共重合体が挙げられる。
【００１５】
かかる機能性第３成分コモノマ−としてメタアリルスルホン酸、アリルスルホン酸、スチレンパラスルホン酸などの酸性基含有モノマ−を選べば、共重合体に塩基性染料可染性を与えたり、或いは得られた繊維に対して施されたカチオン系柔軟剤の耐洗濯性を向上させるなどの機能付与が出来る。
【００１６】
また、該機能性第３成分コモノマ−をジメチルアミノエチルアクリレ−ト、ジエチルアミノエチルアクリレ−ト、ジエチルアミノプロピルメタアクリレ−ト、ジメチルアミノブチルアクリレ−トなどのアミノ基を有するアクリル酸エステルまたはメタアクリル酸エステル類や、メタアクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド、メタアクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムニトライドなどの４級アンモニウム基を有するアクリル酸エステルまたはメタアクリル酸エステル類など塩基性基含有モノマ−にする事によって、共重合体に酸性染料可染性という機能付与が出来る。
【００１７】
更に、該機能性第３成分コモノマ−をビニルクロライド、ビニリデンクロライド、ビニルブロマイド、ビニリデンブロマイドなどハロゲン化ビニルモノマ−にする事によって、難燃機能の付与が出来る。
【００１８】
一方、Ｂ成分を構成するアクリロニトリル系ポリマ−としては、先に述べたＡ成分になり得るアクリロニトリル系ポリマ−と同様に、主成分であるアクリロニトリルモノマ−を８５〜９５重量％含有し、第２成分コモノマ−及び機能性第３成分コモノマ−等から選ばれたアクリロニトリルとの２成分又は３成分からなる通常共重合体や機能性共重合体が挙げられる。かかるポリマ−を含むＡ成分とＢ成分を組み合わせるに際して、Ａ成分中のアクリロニトリル系ポリマ−とＢ成分中のポリマ−としては、上述した通常共重合体又は機能性共重合体から選択するが、Ｂ成分側として通常共重合体を選ぶ場合は必ず後述する機能性物質ｂを併用しなければならない。これは、Ａ−Ｂ−Ａの３層積層構造によってＢの機能性が有効に発現するという、後述する本願発明の作用及び効果が発揮されなくなるからである。Ｂ成分側として機能性共重合体を選ぶ場合には、かかる制約は無い。
【００１９】
尚、Ａ成分側のポリマ−の選択には何らの制約も無く、ポリマ−自体の持つ機能を本発明繊維に併せ付与しようとするときに機能性共重合体を選べばよい。又、Ａ成分側のポリマ−とＢ成分側のポリマ−とは、異なっていても良いし全く同一であってもよい。全く同一のポリマ−を採用すれば、多くの銘柄のポリマ−を保有しなくても良いことから経済上のメリットが大きい。
【００２０】
次に、アクリロニトリル系ポリマ−と併用されてＡ成分を構成する機能性物質ａとは、繊維ラスタ−を調整するための少量の酸化チタンや抗菌性を有する銀化合物等の如く、繊維に機能を付与する物でありながら繊維表面にあっても染色特性や後加工工程での金属磨耗に影響の少ない物質が例示される。一方、Ｂ成分側に採用される機能性物質ｂとは遠赤外効果性を発現するセラミックス、例えば多量の酸化チタンや酸化ジルコニュ−ム、炭化ジルコニュ−ム、酸化珪素等・イオン発生性を発現するトルマリン等鉱物の粉砕物・導電性物質である多量の酸化スズ等・制電性物質である高分子制電剤、例えばメトキシポリエチレングリコ−ル（３０モル）メタアクリレ−トとアクリロニトリルの共重合物、吸湿性・吸水性物質であるカルボン酸基を高度に含有した高分子ラテックス、例えばポリアクリロニトリル系ラテックスを高度に加水分解した水膨潤性ラテックス等である。
【００２１】
次に本発明はかかる機能性物質ｂを含有したＢ成分がＡ成分に挟まれながら繊維表面の２ケ所を占有しているものであるが、該Ａ成分とＢ成分が繊維側面表面積に占める割合が、９５〜６７％と５〜３３％の範囲にあることが好ましい。繊維中にＡ，Ｂ，Ａと積層されたＢ成分の一部が、２ケ所繊維表面に露出していてもＢ成分の繊維側面表面積に占める割合（以下
繊維表面占有率と言う）が５％未満であると、事実上芯成分の表面への露出の無い芯鞘型アクリル系複合繊維の構造に近いためＡ成分によって挟まれているＢ成分に含有する機能性物質によっては機能発現効率が低いことがある。例えば機能性物質が消臭性・抗菌性・吸湿性・吸水性等を付与するためにイオン性の官能基を有する物質であったり、それからもたらされる繊維中のボイド構造によってその機能を発揮させようとする場合には、対象とする臭い・菌・蒸気・水等の物質との接触面積が小さいために効果が有効に発揮され難い。他方芳香性を付与する目的のケ−スなどでは、持続性に優れる効果を示すこともある。
【００２２】
一方、Ｂ成分の繊維表面占有率が３３％を越える場合においては、Ａ成分によって挟まれているＢ成分に含有する機能性物質の種類によっては染色性の低下を来し、繊維製品としての品位を低下させることがある。例えば機能性物質が消臭性・抗菌性・吸湿性・吸水性・制電性等を付与するためのイオン性の官能基を有する物質であったり、それからもたらされる繊維中のボイド構造によってその機能を発揮させようとする場合には、その機能性物質の有するイオン性の官能基やそれに由来するボイド構造によっては染色性の変動や、発色性の低下、及び染色堅牢度（耐光性、耐熱性、耐汗性、耐洗濯性等）の低下を来し易い。
【００２３】
又、同じように例えば機能性物質が遠赤外効果性・イオン発生性・導電性等を付与するための無機物の粒子や鉱物である場合には、繊維表面に該機能性物質が凹凸状に存在するために紡績工程でのカ−ド針布やリングガイドや、編み立て工程での編み針の磨耗が激しく、繊維製品への加工を困難にするばかりでなく、繊維表面の凹凸によって光の乱反射が起こり発色性を低下させたり、風合いを悪化させたりし、繊維製品としての品位低下を来す事がある。
【００２４】
しかしながら、上述と異なって後加工工程が短く簡単な不織布用途であったり、染色したりしない産業資材用途である場合や、衣料用途であってもその機能が外観や風合いよりも優先される特殊な用途では、その機能を有効に発揮させるためにＢ成分の繊維表面占有率が３３％を超える方が有利な場合もある。
【００２５】
更に本発明の複合繊維では、アクリロニトリル系ポリマ−又はアクリロニトリル系ポリマ−に機能性物質ａを含有してなるＡ成分及びアクリロニトリル系ポリマ−又はアクリロニトリル系ポリマ−に機能性物質ｂを含有してなるＢ成分を含有する２種の紡糸原液を、Ａ成分紡糸原液によってＢ成分紡糸原液を挟んだ状態で紡糸口金紡出孔裏面導入孔に導く紡糸装置を用いることによって製造される。
【００２６】
本発明になる機能化されたアクリル系複合繊維の製造には、基本的に個々の紡糸口金紡出孔裏面導入孔にＢ成分紡糸原液がＡ成分紡糸原液に挟まれた状態、即ちＡ−Ｂ−Ａの３層でなる紡糸原液が供給し得る紡糸装置が必要である。かかる紡糸装置の一例としては、Ａ成分紡糸原液とＢ成分紡糸原液が個別に流入する流入口を有し、内部に左記流入口からの２種紡糸原液を受け入れて多数の層でなる紡糸原液層を形成し、該紡糸原液層を紡糸口金紡出孔裏面導入孔に供給する作用をはたす原液分配装置を収容する函体が挙げられる。図１に本発明で用いられる紡糸装置の一例として上記の原液分配装置を収容する函体と紡糸口金を模式的に表した断面図の一例を示す。以下図１を使って説明する。
【００２７】
原液分配装置としては、３の倍数にあたる枚数の原液仕切り板５を適宣の間隔をおいて好ましくは平行に積層配設して固定したものである。前記の適宣の間隔部分が形成された紡糸原液層の１層の流路となる。３の倍数の原液仕切り板を、一方の端からｌ１，ｍ１，ｎ１，ｌ２，ｍ２，ｎ２，ｌ３，ｍ３，ｎ３，…………と仮に称すると、前記函体１に流入したＡ，Ｂ２種の成分紡糸原液は、原液分配装置によりｌ・ｍ間及びｎ・ｌ間にＡ成分紡糸原液が、ｍ・ｎ間にＢ成分紡糸原液が導かれて、該装置を離れるときにはＡ・Ｂ・Ａ・Ａ・Ｂ・Ａ・Ａ・Ｂ・Ａ・……でなり、ｌ−ｍ，ｍ−ｎ，ｎ−ｌ間の間隔を厚さとする多層の紡糸原液層を形成することになる。
【００２８】
尚、ｌ−ｍ，ｍ−ｎ，ｎ−ｌの特定の仕切り板５の間にＡ又はＢの特定の成分紡糸原液を導くのは、仕切り板自体及び仕切り板間に挿入する間隔部材に穿設して形成する凾体から受け入れる成分紡糸原液の導入路によって行われる。次に、かくして原液分配装置を収容する函体１により形成された多層の紡糸原液層を受け入れる紡糸口金２は、繊維断面はＢ成分がＡ成分に挟まれているという本発明の目的の達成のため、前記原液分配装置と特定の関係を有するものでなければならない。即ち紡糸口金は、一方の表面に紡出孔４を、裏面側に紡出孔と同芯軸の導入孔３を有するものであり、且つ裏面導入孔３の中心が前記原液分配装置の原液仕切り板ｍ・ｎ間にくるものでる。以上の原液分配装置と紡糸口金でなる紡糸装置を用いれば、本願発明の繊維は容易に製造することができる。
【００２９】
更に、繊維断面及び繊維側面表面に占めるＡ成分とＢ成分の割合を変化させる手段としては、Ａ・Ｂ成分紡糸原液の粘度を一定に保ちながらＡ・Ｂ成分紡糸原液中の繊維化後の固形物比率を変えて、例えばＡ・Ｂ成分紡糸原液中重合体の濃度を変える方法や、同じようにＡ・Ｂ成分紡糸原液の粘度を一定に保ちながら紡糸装置に供給するＡ・Ｂ成分紡糸原液の吐出量比を変えたりする方法、及びその組み合わせ等がある。特に、Ａ成分紡糸原液とＢ成分紡糸原液中の繊維化後の固形物比率は一定のままでありながら、両原液に粘度差例えばＡ＞Ｂ或いはＢ＞Ａにすることによって、繊維側面表面積に占めるＢ成分の割合を前記固形物比率から通常得られるよりも、大きくあるいは小さくすることができるが、この手段は発現させたい機能の種類によっては卓越した効果を示す。
【００３０】
具体的には、例えばＢ成分に含有させる機能性物質ｂが消臭性・抗菌性・吸湿性・吸水性等の機能を付与する物質であり、その機能を必要最小限の量で十分発揮させようとする場合、対象とする臭い・菌・蒸気・水等の物質との接触面積を大きく取るのが有利でありそのためには、Ｂ成分の繊維側面表面への露出を大きくする必要があり、これは上述の技術でＢ成分紡糸原液の原液粘度をＡ成分紡糸原液の原液粘度より低くすることで実現できる。反対に機能性物質ｂがイオン性の強い官能基であったり、ボイド構造の発生を伴う物質であったり、遠赤外効果性・イオン発生性・導電性等の機能を付与できる無機物の粒子や鉱物である場合、Ｂ成分の繊維側面表面への露出を繊維製品への後加工性の制約から小さくするのが有利であり、Ｂ成分紡糸原液の原液粘度をＡ成分紡糸原液の原液粘度より高くすることによって目的とした表面への露出が実現でき、機能化された高品位で繊維製品への後加工性に優れたアクリル系複合繊維がより良く達成される。
【００３１】
また、機能を付与する手段が機能性共重合体である場合においても、その機能を必要最小限の量で十分発揮させようとする場合、Ｂ成分の繊維側面表面への露出を大きくすれば良いが、これは上述の技術でＢ成分紡糸原液の原液粘度をＡ成分紡糸原液の原液粘度より低くすることで実現できる。反対にその機能性共重合体がイオン性の強い官能基を有するものであったりボイド構造の発生を伴うものである場合、それを含有するＢ成分の繊維側面表面への露出を繊維製品への後加工性の制約から小さくするのが有利であり、この要求はＢ成分紡糸原液の原液粘度をＡ成分紡糸原液の原液粘度より高くすることによって達成されるのである。
【００３２】
更に具体的には、Ａ成分紡糸原液の原液粘度とＢ成分紡糸原液の原液粘度差は、前にものべたがＡ／ＢまたはＢ／Ａの粘度比で５倍以下が好ましく、かかる原液粘度差を持たせる手段としては、Ａ・Ｂアクリロニトリル系通常共重合体や機能性共重合体の分子量、Ａ・Ｂ紡糸原液中重合体の濃度、Ａ・Ｂ紡糸原液中溶剤の濃度に差を持たせる方法、あるいはこれらの組み合わせによる方法がある。
【実施例】
【００３３】
以下実施例により本発明を具体的に説明するが、以下の実施例の内容は本発明を具体的に説明するものであって、本発明がこれにより何ら限定を受けるものでは無い。尚、実施例中、制電性能、染着度、染色堅牢度特性は次の測定法により求めた値である。
【００３４】
（１）制電性能 ＪＩＳ Ｌ１０９４−１９８８による
Ａ法：（半減期測定法）
Ｂ法：（摩擦帯電圧測定法）
判定：
〇 Ａ法（半減期）によるＴ0.5 （後記）が１５秒未満で且つＢ法（摩 擦帯電圧）によるＶ（後記）が４ｋＶ未満である場合。
△ Ａ法（半減期）が１５〜６０秒の範囲で且つＢ法（摩擦帯電圧）が ４〜７ｋＶの範囲であるか、又はＡ，Ｂ法のいずれか一方はこの範 囲内にあるが、他方は範囲外である場合。
× Ａ法（半減期）が６０秒を超え且つＢ法（摩擦帯電圧）が７ｋＶを
超える場合。
【００３５】
（２）染着度
染浴（母液）：染料 Sumicacryl Orange 3R 3.5%owf
浴比 ：１／１００
温度・時間 ：９０℃ｘ６０分
測定 ：残液比色法 分光光度計（５４０ｎｍ）
【００３６】
（３）染色堅牢度
試料：染色編み地
Ａ法：耐熱堅牢度
測定：染色編み地を乾熱１３０℃で３０分間処理し、処理前後の色差を視感判定。
判定：
○：処理前後の色差がグレ−スケ−ルで３．５級以上
△：処理前後の色差がグレ−スケ−ルで２．５級以上〜３．５級未満
×：処理前後の色差がグレ−スケ−ルで２．５級未満
Ｂ法：湿摩擦堅牢度
測定：染色編み地に摩擦布（水分率１００％の白綿布）を２００ｇ／２５cm2 の摩擦圧で３０往復／分で１００回互いに摩擦し、摩擦布の着色程度を汚染用グレ−スケ−ルと視感で比較判定する。
判定：
○：摩擦布の汚染用グレ−スケ−ルでの等級が３．５級以上
△：摩擦布の汚染用グレ−スケ−ルでの等級が２．５級以上〜３．５級未満
×：摩擦布の汚染用グレ−スケ−ルでの等級が２．５級未満
【００３７】
Ｃ法：汗堅牢度
測定：染色編み地を白綿布に挟み２辺を固定した試料を下記人口汗液に３０分浸漬後絞り、３７℃で４時間乾燥後白綿布の汚染程度を汚染用グレ−スケ−ルと視感で比較判定する。
人口汗液：水 １ｌにＬヒスチジン塩酸塩（１水塩）０．５ｇ・塩化ナトリュウム５．０ｇ・リン酸２ナトリュウム（１２水塩）５．０ｇ・0.1mol水酸化ナトリュウム溶液２５ｍｌを混合溶解する。
判定：
○：白綿布の汚染用グレ−スケ−ルでの等級が３．５級以上
△：白綿布の汚染用グレ−スケ−ルでの等級が２．５級以上〜３．５級未満
×：白綿布の汚染用グレ−スケ−ルでの等級が２．５級未満
【００３８】
（４）用語の略号
Ｄａ ：Ａ成分紡糸原液
Ｄｂ ：Ｂ成分紡糸原液
Ｓａ ：繊維断面積に占めるＡ成分の割合 （％）
Ｓｂ ：繊維断面積に占めるＢ成分の割合 （％）
Ｌａ ：繊維側面表面積に占めるＡ成分の割合 （％）
Ｌｂ ：繊維側面表面積に占めるＢ成分の割合 （％）
Ｔ0.5 ：制電性能 Ａ法 半減期 （秒）
Ｖ ：制電性能 Ｂ法 摩擦帯電圧 （ｋＶ）
【００３９】
実施例 １
複合繊維のＡ成分になる紡糸原液（Ｄａ）はアクリロニトリル９０重量％、アクリル酸メチルエステル９．５重量％、メタアリルスルホン酸ソ−ダ０．５重量％を含有する３成分系機能性共重合体を用い、該機能性共重合体をロダンソーダ４８重量％水溶液で機能性共重合体濃度が１２重量％となるように溶解したものである。尚、該紡糸原液（Ｄａ）の３０℃における粘度は４０００ mPa・s であった。
【００４０】
次にＢ成分になる紡糸原液（Ｄｂ）はアクリロニトリル９０重量％、アクリル酸メチルエステル９．５重量％、メタアリルスルホン酸ソ−ダ０．５重量％を含有する３成分系機能性共重合体９５重量％と、制電機能を付与する為の機能性物質ｂとしてのメトキシポリエチレングリコ−ル（３０モル）メタアクリレ−ト７５重量％とアクリロニトリル２５重量％を含有する２成分系機能性共重合体５重量％を、ロダンソーダ４８重量％水溶液に両共重合体合計の共重合体濃度が１２重量％となるよう混合溶解して作製した。尚、該紡糸原液（Ｄｂ）の３０℃における粘度は３９００ mPa・s であった。
【００４１】
ついで既述した本発明で採用される紡糸装置にＤａ，Ｄｂ両原液の吐出量比が表１に示す範囲になるように２種の紡糸原液をそれぞれ導き、紡糸口金から０℃、１０重量％ロダンソーダ水溶液中に湿式紡糸し、得られた湿潤フィラメントは沸水中で１０倍延伸後、１１５℃の熱風中で乾燥する。得られた繊維を１１０℃の加圧水蒸気中で熱処理を行い３ｄのＡ−Ｂ−Ａでなる３層積層構造複合繊維を作製した。一方、比較例として特公昭３９−２４３０１号による紡糸装置を用い、先と同じように湿式紡糸してＡ−Ｂの２層積層構造であるサイドバイサイド型複合繊維を作製した。
【００４２】
かくして得られた繊維は通常の３ｄアクリロニトリル繊維（東洋紡績（株）エクスラン
Ｋ８−３ｄ）と３０重量％対７０重量％の比率で常法に従って混紡し、メートル番手２０番手双糸の紡績糸を作製し、綛染後さらに５ゲージ２プライで天竺の編地に形成した。かくして得られた複合繊維原綿と編地は表２に示すごとき特性であった。尚、本実施例を含む以下の実施例は繊維に制電機能を付与する例であり、複合繊維原綿と編地の評価特性として当然のことながら制電機能と、制電機能剤を添加することによって起こる繊維の粗構造化と高水膨潤性からくる染色特性の悪化程度を評価するために染着度と染色堅牢度を選んだ。
【００４３】
【表１】
【００４４】
【表２】
【００４５】
表１、表２の記載から比較例である試料Ｎｏ５〜７のサイドバイサイド型紡糸装置を用いた場合には、本発明である試料Ｎｏ１〜４同様に機能性物質ｂを含有するＢ成分の繊維断面積に占める割合が大きくなるに従い高い制電性能を示すが、試料Ｎｏ５〜７の場合においては繊維断面積比（Ｓｂ）が本発明と同じでも繊維側面表面積比（Ｌｂ）が大きくなり本発明から得られる繊維に比べ染着度が大きく（即ち染着速度が速く）染色むらが起こりやすく、また染色堅牢度も低下している。一方、本発明からなる試料Ｎｏ２〜４は機能性物質ｂの添加によって目的とする十分な制電機能を有し、染むらの発生し難い適度な染着度と高い染色堅牢度という優れた染色特性を示すことが容易に理解される。また本発明であるが、試料Ｎｏ１は繊維側面表面積比（Ｌｂ）が小さく、制電機能が機能性繊維として十分満足できる水準（Ｔ0.5 １５未満・Ｖ ４ＫＶ未満）にないという欠陥があるが、繊維製品としての優れた染色特性を示す。
【００４６】
実施例 ２
実施例１と同一の紡糸原液（Ｄａ，Ｄｂ）及び３層積層構造形成用紡糸装置を用い、Ｄａ，Ｄｂ両原液の吐出量比が表３に示す範囲になるように２種類の紡糸原液をそれぞれ導き、紡糸口金から０℃、１０重量％ロダンソーダ水溶液中に湿式紡糸し、得られた湿潤フィラメントは沸水中で１０倍延伸後、１１５℃の熱風中で乾燥する。得られた繊維を１１０℃の加圧水蒸気中で熱処理を行い３ｄの３層積層構造複合繊維（試料Ｎｏ８〜１１）を作製した。
【００４７】
かくして得られた繊維は通常の３ｄアクリロニトリル繊維と３０重量％対７０重量％の比率で常法に従って混紡し、メートル番手２０番手双糸の紡績糸を作製し、綛染後さらに５ゲージ２プライで天竺の編地に形成した。かくして得られた複合繊維原綿と編地は表４に示すごとき特性であった。表３，４には、参考のために実施例１の試料Ｎｏ１，３の値も併記した。
【００４８】
【表３】
【００４９】
【表４】
【００５０】
表３、表４の記載から、繊維側面表面積比（Ｌｂ）が５を下回る試料Ｎｏ８からの繊維製品は、本実施例がめざす制電性能は不足ではあるものの優れた染色堅牢度を示す。（機能性物質ｂが制電機能付与剤である本例では、試料Ｎｏ８は成績が悪い。しかし、機能性物質ｂが例えば芳香機能付与剤であるような場合は、試料Ｎｏ８の如くＬｂが低い方が芳香の除放性や経時耐久性が優れる。）また、繊維側面表面積比（Ｌｂ）が３３を超えている試料Ｎｏ１１では十分な制電機能が得られるが、染色堅牢度が劣る。従ってこの特性を生かした分野への応用を図るべきである。一方、試料Ｎｏ９，１０は目的とする制電機能を有し、且つ満足する染色特性を示すことが容易に理解できる。
【００５１】
実施例 ３
複合繊維のＡ成分になる紡糸原液（Ｄａ）はアクリロニトリル９０重量％、アクリル酸メチルエステル９．５重量％、メタアリルスルホン酸ソ−ダ０．５重量％を含有する３成分系機能性共重合体を用い、該機能性共重合体をロダンソーダ４８重量％水溶液で機能性共重合体濃度が９．５，１０．５，１２．０，１２．５重量％となるように溶解し、３０℃における紡糸原液粘度が表５のごとく変化したものを準備した。
【００５２】
次にＢ成分になる紡糸原液（Ｄｂ）はアクリロニトリル９０重量％、アクリル酸メチルエステル９．５重量％、メタアリルスルホン酸ソ−ダ０．５重量％を含有する３成分系機能性共重合体９５重量％と、メトキシポリエチレングリコ−ル（３０モル）メタアクリレ−ト７５重量％とアクリロニトリル２５重量％を含有する２成分系機能性共重合体５重量％をロダンソーダ４８重量％水溶液に両共重合体合計の共重合体濃度が９．５，１０．５，１２．０，１２．５重量％となるように溶解し、３０℃における紡糸原液粘度が表５のごとく変化したものを準備した。
【００５３】
ついで実施例１で使用した３層積層構造形成用紡糸装置にＤａ，Ｄｂ両原液の吐出量比が表５に示す範囲になるように２種の紡糸原液をそれぞれ導き、紡糸口金から０℃、１０重量％ロダンソーダ水溶液中に湿式紡糸し、得られた湿潤フィラメントは沸水中で１０倍延伸後、１１５℃の熱風中で乾燥する。得られた繊維を１１０℃の加圧水蒸気中で熱処理を行い３ｄの３層積層構造複合繊維（試料Ｎｏ１２〜１５）を作製した。
【００５４】
かくして得られた繊維は通常の３ｄアクリロニトリル繊維と３０重量％対７０重量％の比率で常法に従って混紡し、メートル番手２０番手双糸の紡績糸を作成し、綛染後さらに５ゲージ２プライで天竺の編地に形成した。かくして得られた複合繊維原綿と編地は表６に示すごとき特性であった。表５，６には、参考のために実施例１の試料Ｎｏ２の値も併記した。
【００５５】
【表５】
【００５６】
【表６】
【００５７】
表５、表６の記載から試料Ｎｏ１４は紡糸原液ＤａとＤｂの紡糸原液粘度比がＤａ／Ｄｂ＝５．１であり、Ｂ成分が繊維側面表面に拡がることから染色特性の低下が起こり、また紡績工程でＢ成分が剥離し、ダストとして脱落する等の欠陥が生じる。一方、紡糸原液粘度比がＤｂ／Ｄａ＝５．１である試料Ｎｏ１５は機能成分の繊維側面表面積比（Ｌｂ）が低くなり制電機能が低下することが容易に理解できる。更に、試料Ｎｏ１２，２，１３から紡糸原液粘度がＤａ＞Ｄｂ，Ｄａ≒Ｄｂ，Ｄａ＜Ｄｂと変化させることによってＢ成分の繊維側面表面積比（Ｌｂ）が減少する方向に変化し、Ｌｂが小さくなるにしたがい制電性能は低下するが、染色特性は向上する。すなわちＤａ，Ｄｂ両紡糸原液の粘度を選択することで繊維側面表面積比を自由に変え、繊維製品の品質を目的に応じて自由に変え得ることが理解できる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】図１は、本発明に使用した一実施例における原液分配装置を収容する函体と紡糸口金を模式的に表した断面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１：原液分配装置を収容する函体
２：紡糸口金
３：紡糸口金紡出孔裏面導入孔
４：紡糸口金紡出孔
５：原液仕切り板（ｌ１，ｍ１，ｎ１，ｌ２，ｍ２，ｎ２・・・・・）
Ａ：Ａ成分紡糸原液
Ｂ：Ｂ成分紡糸原液
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクリロニトリル系ポリマ−又はアクリロニトリル系ポリマ−に機能性物質ａを含有してなるＡ成分及びアクリロニトリル系ポリマ−又はアクリロニトリル系ポリマ−に機能性物質ｂを含有してなるＢ成分を含有し、かつ粘度差を有する２種の紡糸原液を、Ａ成分紡糸原液によってＢ成分紡糸原液を挟んだ状態で紡糸口金紡出孔裏面導入孔に導く紡糸装置を用いることを特徴とする改良されたアクリル系複合繊維の製造法。
【請求項１】
アクリロニトリル系ポリマ−又はアクリロニトリル系ポリマ−に機能性物質ａを含有してなるＡ成分及びアクリロニトリル系ポリマ−又はアクリロニトリル系ポリマ−に機能性物質ｂを含有してなるＢ成分を含有し、かつ粘度差を有する２種の紡糸原液を、Ａ成分紡糸原液によってＢ成分紡糸原液を挟んだ状態で紡糸口金紡出孔裏面導入孔に導く紡糸装置を用いることを特徴とする改良されたアクリル系複合繊維の製造法。
【図１】
【公開番号】特開２００７−９２２７０（Ｐ２００７−９２２７０Ａ）
【公開日】平成１９年４月１２日（２００７．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３１０１３４（Ｐ２００６−３１０１３４）
【出願日】平成１８年１１月１６日（２００６．１１．１６）
【分割の表示】特願平１０−２２８５９９の分割
【原出願日】平成１０年７月２８日（１９９８．７．２８）
【出願人】（０００００４０５３）日本エクスラン工業株式会社 (58)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月１２日（２００７．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月１６日（２００６．１１．１６）
【分割の表示】特願平１０−２２８５９９の分割
【原出願日】平成１０年７月２８日（１９９８．７．２８）
【出願人】（０００００４０５３）日本エクスラン工業株式会社 (58)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]