JP3635183B2 - 消臭性アクリル繊維 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐光堅牢性に優れた消臭性アクリル繊維に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光触媒、特に酸化チタンを光触媒として用いた各種消臭・防臭素材は、光触媒の酸化分解機能によりその効果が永続的であることから、種々の用途への開発が行われている。例えば、特公平４−４６６０９号公報にて、光触媒の酸化チタンにＰｔ等をドープした高活性光触媒を基布等に担持させ車室内臭気浄化装置に応用した例、また特開平５−２５３５４４号公報等にて、光触媒の酸化チタンをバインダーと共に熱処理して抗菌・汚れ防止タイルを得る方法等が開示されている。また、繊維分野においても、特開平８−２８４０１１号公報にて、酸化チタン等の光触媒と吸着剤を基材ポリマーに同時に練り込み、光照射の有無に影響され難い消臭性繊維が開示されている。
【０００３】
一方、アクリル系繊維は、その基材ポリマーと通常カチオン染料と呼ばれる発色性と耐光性に優れた塩基性染料との組み合わせにより、汎用合成繊維の中では最も光に対する染色堅牢性及び強度保持率に優れ、衣料、インテリア、資材等に幅広く用途展開されている。しかしながら、従来技術においては、アクリル系繊維に光触媒が含まれる場合には、光触媒による有機物、特に染料の分解が避けられず、衣料において商品性能上最も重要な耐光堅牢度、糸質の強度低下を抑制すると共に、光触媒による消臭機能を付与した消臭アクリル系繊維については未だ提案がない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、優れた耐光堅牢性を有しながら、同時に優れた消臭性能を有する消臭性アクリル繊維を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、光触媒を０．５〜１０重量％含有するアクリロニトリル系重合体を鞘部とし、抗酸化剤を０．１〜１０重量％含有するアクリロニトリル系重合体を芯部とする鞘芯構造を有し、鞘部の重合体の比率が１〜５０重量％であることを特徴とする消臭性アクリル繊維にある。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明において、鞘部及び芯部の基体となるアクリロニトリル系重合体は、アクリロニトリルを５０重量％以上含有するアクリロニトリル単独重合体、若しくはアクリロニトリルとこれと共重合可能な不飽和単量体とのアクリロニトリル共重合体である。アクリロニトリル系重合体中のアクリロニトリルが５０重量％未満では、アクリル繊維の特徴である染色鮮明性、発色性が低下すると共に、熱特性をはじめとする他の物性も低下する。また、鞘部及び芯部において、基体となるアクリロニトリル系重合体が必ずしも同一組成である必要はなく、両者が適度の接合性を有する範囲で互いに異なる組成のアクリロニトリル系重合体であってもよい。
【０００７】
アクリロニトリルと共重合可能な不飽和単量体としては、アクリル酸、メタクリル酸、またはこれらのアルキルエステル類、酢酸ビニル、アクリルアミド、塩化ビニル、塩化ビニリデン等が挙げられ、さらにまた、ビニルベンゼンスルホン酸ソーダ、メタリルスルホン酸ソーダ、アクリルアミドジメチルプロパンスルホン酸ソーダ等のイオン性不飽和単量体が挙げられる。
【０００８】
本発明においては、鞘部が、光触媒を含有するアクリロニトリル系重合体にて構成され、鞘部のアクリロニトリル系重合体における光触媒の含有量は、アクリロニトリル系重合体に対し０．５〜１０重量％である。光触媒の含有量が０．５重量％未満では、消臭性能が不十分であり、１０重量％を超えると、耐光堅牢度或いは強度保持率の低下を招く。
【０００９】
光触媒としては、活性酸素を生成し得るバンドギャップを有する半導体であれば、特に限定されないが、アクリル繊維の発色性を損なわないためには、白度の高いものであることが望ましく、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化モリブデン等の酸化物半導体が好ましく用いられ、特にアナターゼ型酸化チタンが安価で高い光触媒活性を有することから好ましく用いられる。
【００１０】
また、本発明においては、芯部が、抗酸化剤を含有するアクリロニトリル系重合体にて構成され、芯部のアクリロニトリル系重合体における抗酸化剤の含有量は、アクリロニトリル系重合体に対し０．１〜１０重量％である。抗酸化剤の含有量が０．１重量％未満では、耐光堅牢度が低下し、１０重量％を超えると、経済的でないばかりか、繊維の強度低下を招く。
【００１１】
抗酸化剤としては、ラジカル連鎖禁止機能を有するものであれば、特に限定されないが、アクリル繊維の着色を避けるためには、フェノール系抗酸化剤が好ましく用いられる。フェノール系抗酸化剤としては、２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、ブチル化ヒドロキシアニソール、１，３，５−トリス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）−ｓ−トリアジン−２，４，６−（１Ｈ，３Ｈ，５Ｈ）トリオン、１，１，３−トリス（２−メチル−４−ヒドロキシ−５−ｔ−ブチルフェニル）ブタン、４，４’−ブチリデンビス（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、オクタデシル−３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート、テトラキス［メチレン（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］メタン、トリエチレングルコース−ビス［３−（３−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）プロピオネート］等が挙げられる。
【００１２】
本発明の消臭性アクリル繊維は、光触媒を含有するアクリロニトリル系重合体を鞘部とし、抗酸化剤を含有するアクリロニトリル系重合体を芯部とする鞘芯構造を有しており、かつ鞘部のアクリロニトリル系重合体の比率が１〜５０重量％、好ましくは２〜２５重量％である。本発明の消臭性アクリル繊維における鞘芯構造は、必ずしも鞘部が繊維表面に沿って厚みが一定或いは完全に連続している必要はなく、また例えば花弁型、星型のように芯部の一部が繊維表面に露出していてもよい。また、鞘部のアクリロニトリル系重合体の比率が１重量％未満では、消臭性能が不十分であり、５０重量％を超えると、耐光堅牢度及び繊維強度が著しく低下する。
【００１３】
本発明の消臭性アクリル繊維は、アクリル繊維本来の優れた発色性及び耐光堅牢度が４級以上という優れた耐光堅牢性を有しながら、同時に光触媒の酸化分解機能に基づく優れた消臭性能を有する。
【００１４】
本発明の消臭性アクリル繊維を製造するに際しては、特にその紡糸法に限定はなく、通常のアクリル複合繊維を製造するのと同様に、鞘芯型複合紡糸ノズルを用い、湿式紡糸法、乾湿式紡糸法或いは乾式紡糸法により製造される。本発明の消臭性アクリル繊維の製造時における鞘部、芯部のアクリロニトリル系重合体の溶剤としては、アクリロニトリル系重合体を紡糸可能な濃度に溶解し得るものであれば、特に限定されないが、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド等の有機溶剤、硝酸、ロダンソーダ、塩化亜鉛等の無機溶剤が挙げられる。複合紡糸に際しては、重合体濃度が２０〜４０重量％の溶液を、鞘部用、芯部用の紡糸原液としてそれぞれ用いる。
【００１５】
鞘部とするアクリロニトリル系重合体への光触媒の添加及び芯部とするアクリロニトリル系重合体への抗酸化剤の添加は、添加した光触媒或いは抗酸化剤の再凝集により紡糸性の悪化や切り替えロスを避けるため、できるだけ紡糸ノズル直前の位置において、溶剤に分散させた状態或いは予め調製済みの高濃度マスターバッチの形で各紡糸原液に添加することが好ましい。また、特に光触媒の添加の際は、溶剤への分散、分散液の保存或いは分散液の添加時に遮光することが重要である。
【００１６】
また、消臭性能、耐光堅牢度及び繊維強度保持率を低下させない範囲で、抗菌剤、吸着剤等の各種機能付与剤や顔料、染料等を紡糸原液へ添加し、或いは繊維製造工程中の凝固浴、洗浄浴、油浴等へ添加することもでき、また、通常のアクリル繊維を製造するに際して採用されると同様の、凝固浴、凝固方法等の紡糸工程条件、延伸、洗浄、乾燥、緩和等の製糸工程条件が適用される。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。なお、耐光堅牢度、消臭性能の測定は、次の方法に拠った。
【００１８】
〈耐光堅牢度〉
製編したアクリル繊維編地を、スコアロール４００（花王社製、界面活性剤）１ｇ／リットル、液比１：５０の水溶液に浸漬し、７０℃で２０分の精練処理した。次いで、編地１００重量部に対しアイゼン カチロン ブルーＫＧＬＨ（保土ヶ谷化学工業社製、カチオン染料）０．５重量部、酢酸２重量部、酢酸ソーダ０．５重量部、液比１：５０の染液に浸漬し、３０分で１００℃に昇温し、１００℃で６０分の染色をした後、水洗、風乾して評価用試料とした。評価用試料の耐光堅牢度の測定は、フェードメーター照射を行い、ＪＩＳ Ｌ−８４２に準拠して判定した。
【００１９】
〈消臭性能〉
前記評価用試料１ｇを容積５リットルのテドラーバッグに入れ密栓した。次いで、シリンジを用いてアンモニアを含む空気を注入しアンモニア初期濃度を１００ｐｐｍとした。２７Ｗの白色蛍光灯から１５ｃｍ離してテドラーバッグを静置して評価用試料全体に光（紫外線）を照射し、１時間経過後のテドラーバッグ内のアンモニア濃度をガス検知管（ガステック社製、アンモニア用３Ｌ型）を用いて測定し、アンモニア除去率を算出した。
【００２０】
（実施例１〜４、比較例１〜５）
水系懸濁重合法により、アクリロニトリル９２．５重量％／酢酸ビニル７重量％／メタリルスルホン酸ソーダ０．５重量％の比のモノマーより、比粘度０．１７（重合体０．１ｇを０．１Ｎのロダンソーダを含有するジメチルホルムアミド１００ミリリットルに溶解し、２５℃で測定）のアクリロニトリル系重合体を得た。次いでこのアクリロニトリル系重合体をジメチルアセトアミドに溶解し、重合体濃度２５重量％の原液Ａを調製した。また、平均粒径約０．２μｍ、比表面積約５０ｍ²／ｇのアナターゼ型酸化チタン（日本エアロジル社製、ＴＩＴＡＮＩＵＭ ＤＩＯＸＩＤＥ Ｐ２５）１６重量部及び前記アクリロニトリル系重合体１０重量部をジメチルアセトアミド７４重量部に分散させたマスターバッチ原液Ｂを遮光下に調製した。
【００２１】
紡糸ノズル直前に設置のスタティックミキサーにて、原液Ａに、原液Ｂを、表１に示す濃度にその添加量を変更して、混合分散させて鞘部紡糸原液Ｃを調製した。また、原液Ａに、フェノール系抗酸化剤（旭電化工業社製、アデカスタブＡＯ−５０）を、表１に示す濃度にその添加量を変更して、混合分散させて芯部紡糸原液Ｄを調製した。
【００２２】
この２種の紡糸原液Ｃ、Ｄを、孔径０．２ｍｍの円形孔を６０個有する鞘芯型複合紡糸ノズルより、表１に示すように鞘芯比を変更して、吐出し、６ｍｍの空気層を経て、ジメチルアセトアミド７３重量％／水２７重量％の４０℃の凝固浴に導いた。次いで凝固浴外のロールにて６０ｍ／分に引き取り、温水中で洗浄した後、沸騰水中で３倍に一次延伸した。糸条を十分乾燥した後、乾熱で２倍の二次延伸と２６０℃の熱板にて１０％の緩和を行って１５０デニール／６０フィラメントの単繊維繊度が２．５デニール、単繊維断面がほぼ円形の鞘芯構造のフィラメント糸を得た。得られたフィラメント糸を製編及び染色して評価用サンプルとし、表１に耐光堅牢度、消臭性能の測定結果を示した。
【００２３】
【表１】

【００２４】
（実施例５〜７、比較例６〜８）
水系懸濁重合法により、アクリロニトリル９３．５重量％／アクリル酸メチル６重量％／メタリルスルホン酸ソーダ０．５重量％の比のモノマーより、比粘度０．１６のアクリロニトリル系重合体を得た。次いでこのアクリロニトリル系重合体をジメチルホルムアミドに溶解し、重合体濃度３０重量％の原液Ｅを調製した。また、平均粒径約０．２μｍ、比表面積約５０ｍ²／ｇのアナターゼ型酸化チタン（日本エアロジル社製、ＴＩＴＡＮＩＵＭ ＤＩＯＸＩＤＥ Ｐ２５）１６重量部及び前記アクリロニトリル系重合体１４重量部をジメチルホルムアミド７０重量部に分散させたマスターバッチ原液Ｆを遮光下に調製した。
【００２５】
紡糸ノズル直前に設置のスタティックミキサーにて、原液Ｅに、原液Ｆを、表２に示す濃度にその添加量を変更して、混合分散させて鞘部紡糸原液Ｇを調製した。また、原液Ｅに、フェノール系抗酸化剤（旭電化工業社製、アデカスタブＡＯ−５０）を、表２に示す濃度にその添加量を変更して、混合分散させて芯部紡糸原液Ｈを調製した。
【００２６】
この２種の紡糸原液Ｇ、Ｈを、孔径０．２ｍｍの円形孔を６００個有する鞘芯型複合紡糸ノズルより、表２に示すように鞘芯比を変更して、２３０℃の不活性ガス中に吐出し、鞘芯構造の未延伸糸を得た。この未延伸糸を集束し、４８万デニールの繊維束とし、熱水中で４倍に延伸し、熱水中で洗浄、油剤処理を施した後、繊維束を無緊張下で相対湿度１０％、温度１５０℃で乾燥、緩和処理を行い、さらに機械捲縮を付与し、長さ５１ｍｍにカットした。得られた短繊維は、単繊維繊度が３デニール、単繊維断面が亜鈴形で芯部の一部が表面に露出の鞘芯構造を有していた。得られた短繊維の紡績糸を製編及び染色して評価用サンプルとし、表２に耐光堅牢度、消臭性能の測定結果を示した。
【００２７】
【表２】

【００２８】
【発明の効果】
本発明の消臭性アクリル繊維は、アクリル繊維本来の優れた発色性と共に優れた耐光堅牢性を有しながら、同時に優れた永続性のある消臭性能を有し、衣料、インテリア、資材等の素材として好適なるものであり、また、羊毛等の獣毛、綿、麻等の天然繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、アセテート繊維等の合成或いは化学繊維との混紡、混繊若しくは混抄による複合化も可能であり、広範囲な分野に用途展開を可能とする。

Claims (3)

1. 光触媒を０．５〜１０重量％含有するアクリロニトリル系重合体を鞘部とし、抗酸化剤を０．１〜１０重量％含有するアクリロニトリル系重合体を芯部とする鞘芯構造を有し、鞘部の重合体の比率が１〜５０重量％であることを特徴とする消臭性アクリル繊維。
2. 光触媒がアナターゼ型酸化チタンである請求項１記載の消臭性アクリル繊維。
3. 耐光堅牢度が４級以上の耐光堅牢性を有する請求項１又は請求項２記載の消臭性アクリル繊維。