丙烯酸類收縮纖維的製作方法
2023-05-27 18:19:46
專利名稱：丙烯酸類收縮纖維的製作方法
技術領域：
本發明涉及可以在低溫下染色的丙烯酸類收縮纖維。
背景技術：
以往，丙烯酸類纖維具有獸毛一樣的手感，由於其特徵而被使用於玩具、衣料等毛絨商品中，其中，為了使之具有毛絨感、天然格調的外觀，從外觀上看，由收縮纖維構成絨毛部分，由非收縮纖維構成針毛部分的例子很多。
在毛絨(パイル)布帛中，由於要求外觀特性，因此，收縮纖維也要求各種色調，但收縮纖維只存在由紡絲工序著色而製造的有限的色調。
迄今為止，公開了由以下方法等得到的高收縮的丙烯酸類合成纖維特開平4-119114號公報中公開了一種丙烯酸類合成纖維，該纖維由80重量％或80重量％以上的丙烯腈和0.5～5重量％的含有磺酸基的單體以及5～15重量％的乙烯基類單體的聚合物製成，在溼式紡絲時，紡絲拉伸4～10倍之後，在乾燥時，收縮30％或30％以上，再進行1.2～2.0倍的乾熱拉伸；另外，特開2003-268623號公報中公開了一種丙烯酸類合成纖維，該纖維由90～95重量％的丙烯腈、0～0.5重量％的含有磺酸的乙烯基單體以及10～4.5重量％的其他乙烯基單體的聚合物製成，在進行2～6倍的紡絲拉伸並乾燥之後，在加壓水蒸氣中鬆弛30％或30％以上，再進行1.6～2.2倍的乾熱拉伸。本發明人等的見解是，這些收縮纖維在80℃或80℃以上的染色中，在染色時會收縮，在使毛絨加工時塗布在毛絨背面的粘接劑乾燥的同時，由於表現出因收縮率差引起的長短差異的拉幅工序的熱，收縮變得不充分，未表現出長短差異。另外，在不足80℃的染色中，不能得到充分的染色性，因此，不存在兼備染色性和染色後的收縮的條件。
另外，還公開了在纖度為0.01～0.5分特的極細的丙烯酸纖維中，通過共聚0.4～1.4摩爾％的對苯乙烯磺酸(Na)或2-丙烯醯胺基-2-甲基丙烷磺酸(Na)以及甲基丙烯醯氧基苯磺酸(Na)等含有磺酸基的單體，可以改良在低溫下的染色性(特開平8-325833號公報、特開平8-325834號公報、以及特開平8-325835號公報)。但是，在這些方法中，當纖度粗時則難以得到充分的低溫染色性。
這些問題依然沒有解決，因此，仍然沒有得到在染色後也具有高收縮率的可染色的丙烯酸類收縮纖維。
發明內容
本發明獲得了可以解決上述現有技術的問題，並可以在低溫染色，染色後也具有高收縮率的丙烯酸類收縮纖維。
為解決上述問題而進行研究的結果發現，通過將混合2種丙烯酸類聚合物而成的原液進行紡絲，可以得到能夠在低溫染色並具有高的染色後的收縮率的丙烯酸類收縮纖維。
即，本發明涉及一種可以染色的丙烯酸類收縮纖維，該丙烯酸類收縮纖維由50～99重量份的聚合物(A)和1～50重量份的聚合物(B)構成，所述聚合物(A)由80～97重量％的丙烯腈、0～2重量％的含有磺酸基的單體以及3～20重量％的可以與它們共聚的單體構成，所述聚合物(B)由0～89重量％的丙烯腈、1～40重量％的含有磺酸基的單體以及10～99重量％的可以與它們共聚的單體構成，並且該聚合物(A)和該聚合物(B)的總量為100重量份。
聚合物(A)以及聚合物(B)中的含有磺酸基的單體的總含量優選聚合物(A)以及聚合物(B)的單體總量的0.1～10重量％。
另外，本發明涉及一種丙烯酸類收縮纖維，該纖維由含有丙烯腈80～97重量％的聚合物構成，在不足80℃的染色時的相對飽和值為0.2或2.0以上。
上述丙烯酸類收縮纖維在不足80℃下染色後，通過在130℃下乾熱處理5分鐘產生的收縮率優選20％或20％以上。
具體實施例方式
本發明涉及一種可以染色的丙烯酸類收縮纖維，該丙烯酸類收縮纖維由50～99重量份的聚合物(A)和1～50重量份的聚合物(B)構成，所述聚合物(A)由80～97重量％的丙烯腈、0～2重量％的含有磺酸基的單體以及3～20重量％的可以與它們共聚的單體構成，所述聚合物(B)由0～89重量％的丙烯腈、1～40重量％的含有磺酸基的單體以及10～99重量％的可以與它們共聚的單體構成，並且該聚合物(A)和該聚合物(B)的總量為100重量份。
在聚合物(A)中，丙烯腈的含量為80～97重量％，更加優選85～95重量％。丙烯腈的含量不足80重量％時，得到的纖維的耐熱性降低，超過97重量％時，耐熱性過高，不能得到充分的染色性、收縮率。
作為聚合物(A)中的含有磺酸基的單體，優選烯丙基磺酸、甲基丙烯醯磺酸、苯乙烯磺酸、乙烯基磺酸、異戊二烯磺酸、2-丙烯醯胺基-2-甲基丙烷磺酸或它們的金屬鹽類以及胺鹽類等，可以單獨或2種或2種以上混合使用。從得到的纖維中容易產生空隙(ボイド)的觀點來看，聚合物(A)中的含有磺酸的單體的含量優選0～2重量％，更加優選0.5～1.5重量％。
作為聚合物(A)中的其他可以共聚的單體，優選丙烯酸或甲基丙烯酸以及它們的低級烷基酯、N-或N，N-烷基取代的氨基烷基酯或縮水甘油酯、丙烯醯胺或甲基丙烯醯胺以及它們的N-或N，N-烷基取代物、以丙烯酸、甲基丙烯酸或衣康酸等為代表的含有羧基的乙烯基單體以及它們的鈉鹽、鉀鹽或銨鹽等陰離子性乙烯基單體、以丙烯酸或甲基丙烯酸的季銨烷基酯(4級化アミノアルキルエステル)為首的陽離子性乙烯基單體，或者，含有乙烯基的低級烷基醚、以醋酸乙烯為代表的含有乙烯基的低級羧酸酯、以氯乙烯、偏氯乙烯、溴乙烯、偏溴乙烯等為代表的滷代乙烯以及偏滷代乙烯類、以及苯乙烯等，可以將這些單體單獨或2種或2種以上混合使用。聚合物(A)中其他可以共聚的單體的含量為3～20重量％，優選5～15重量％。超過20重量％時，得到的纖維的耐熱性降低，不足3重量％時，不能得到收縮率。
聚合物(B)中的丙烯腈的含量為0～89重量％，更加優選5～70重量％。超過89重量％時，耐熱性變高，不能得到充分的染色性、收縮率。
作為聚合物(B)中的含有磺酸基的單體，可以使用作為聚合物(A)中的含有磺酸基的單體的上述化合物。聚合物(B)中的含有磺酸的單體的含量為1～40重量％，更加優選2～30重量％。超過40重量％時，纖維中產生空隙或膠著，並引起強度降低或染色時的溶解析出，因此不優選。另外，不足1重量％時，不能得到充分的染色性能。
作為聚合物(B)中的其他可以共聚的單體，可以使用作為聚合物(A)中的其他可以共聚的單體的上述化合物。聚合物(B)中的其他可以共聚的單體的含量為10～99重量％，更加優選20～80重量％。不足10重量％時，耐熱性變得過高，不能得到充分的染色性。
本發明的丙烯酸類收縮纖維由50～99重量份聚合物(A)以及1～50重量份聚合物(B)構成，優選70～95重量份聚合物(A)以及5～30重量份聚合物(B)。但是，聚合物(A)以及聚合物(B)配合為合計100重量份。聚合物(B)不足1重量份時，不能得到的充分的染色性，超過50重量份時，纖維產生空隙或膠著，強度降低，因此不優選。
在本發明的丙烯酸類收縮纖維中，聚合物(A)和聚合物(B)中的含有磺酸基的單體的總含量優選為聚合物(A)和聚合物(B)的單體總量的0.1～10重量％，更加優選0.2～5重量％。不足0.1重量％時，不能得到充分的染色性，超過10重量％時，纖維產生空隙或膠著，強度降低，因此不優選。
本發明中的聚合物(A)和聚合物(B)可以使用已知的化合物，例如，過氧類化合物、偶氮類化合物、或各種氧化還原類化合物作為聚合引發劑，通過乳液聚合、懸浮聚合、溶液聚合等通常的乙烯基聚合方法得到。
另外，聚合物(A)和聚合物(B)可以溶解在有機溶劑，例如乙腈、二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺、二甲亞碸或無機溶劑，例如，氯化鋅、硝酸、雙硫氰酸鹽等中，製成紡絲原液。只要不對紡絲帶來障礙，還可以在該紡絲原液中使用氧化鈦或用於著色的顏料這樣的無機和/或有機的顏料、具有防鏽、著色紡絲、耐氣候性等有效的穩定劑。
這樣得到的本發明的丙烯酸類收縮纖維可以在低溫下染色。染色溫度優選50～90℃，更加優選60～80℃。染色溫度不足50℃時，不能充分染色，超過90℃時，染色時引起纖維收縮，染色後，不能通過乾熱處理得到充分的收縮率。
本發明中所說的相對飽和值是纖維的染色能力的指標，在任意溫度下，經60分鐘，使用任意的過飽和濃度的Malachite Green以1∶200(＝纖維重量∶染液重量)的浴比，對纖維進行染色，求出飽和染色量，由飽和染色量求出相對飽和值。飽和染色量、相對飽和值通過下述式(1)和(2)求出。
(飽和染色量)＝((Ao-A)/Ao)×X)(1)A染色後的殘留染液的吸光度(波長618nm)Ao染色前的染液的吸光度(波長618nm)XMalachite Green的過飽和濃度(％omf)(相對飽和值)＝(飽和染色量)×400/463(2)由於本發明的丙烯酸類收縮纖維的相對飽和值為0.2或0.2以上就可以進行淡色的染色，因此不足80℃的染色的相對飽和值優選0.2或0.2以上。另外，由於相對飽和值為0.8或0.8以上時就可以進行從淡色到濃色甚至黑色的染色，因此相對飽和值更加優選0.8或0.8以上。
另外，從染色牢固性、發色性以及經濟性的觀點來看，優選使用陽離子染料進行染色。作為陽離子染料，可以使用以往已知的染料，沒有特別的限制。可以舉出，例如，チバ·スペシヤルテイ·ケミカルズ(株)製造的Maxilon系列或保土ケ谷(株)製造的Cathilon系列等。另外，陽離子染料的使用量沒有特別的限制，但在上述染色溫度範圍內，相對於丙烯酸類收縮纖維100重量份，0.1～3.0重量份是現實的，故優選。染色促染劑沒有特別的必要，但可以根據已知的技術例使用以往已知的染色促染劑。對於染色機，可以使用以往的染色機。
本發明的丙烯酸類收縮纖維經過染色工序之後，在毛絨加工中的拉幅工序中進行乾熱處理並收縮。此時的纖維的收縮率通過下式(3)求出。
染色後的收縮率(％)＝((Ldo-Ld)/Ldo)×100(3)Ld乾熱處理後的纖維長度Ldo染色後(乾熱處理前)的纖維長度另外，由於拉幅工序是在乾熱130℃左右，因此，收縮率使用均熱爐在130℃下進行5分鐘乾熱處理來測定。
本發明的丙烯酸類收縮纖維在130℃下乾熱處理5分鐘產生的收縮率優選20％或20％以上，更加優選25％或25％以上。收縮率不足20％時，加工成毛絨布帛時，與非收縮原棉的長短差異變小，因此，長短差異未被突出，不能得到具有天然感或創意性的外觀的特性的毛絨布帛。
本發明的丙烯酸類收縮纖維通過常規方法的溼式或乾式的紡絲法通過噴絲頭紡出，進行拉伸、乾燥。另外，視需要還可以進行拉伸、熱處理。此外，將得到的纖維在70～140℃下拉伸為1.3～4.0倍，可以得到收縮纖維。
本發明的丙烯酸類收縮纖維可以在低溫下染色，即使在染色後也具有高收縮率。因此，可以在衣料、玩具(布制玩偶等)以及室內裝飾用等寬的領域內，設計出色調富於變化的新的商品。
實施例下面，通過實施例具體地說明本發明，但本發明並不受它們的任何限制。另外，實施例中的「份」以及「％」只要沒有特別說明，分別表示重量份和重量％。
製造例1在內容積20L的耐壓聚合反應裝置中，加入233份二甲基甲醯胺(DMF)、90份丙烯腈(AN)、9.5份丙烯酸甲酯(MA)、0.5份2-丙烯醯胺基-2-甲基丙烷磺酸鈉(以下記作SAM)，進行氮氣置換。將聚合機內溫度調整為65℃，加入0.5份作為引發劑的2，2-偶氮雙(2，4二甲基戊腈)(AIVN)，開始聚合。中途，追加1.0份AIVN，同時進行2小時聚合，之後，升溫到70℃，進行10小時聚合，得到聚合物(A)(AN/MA/SAM＝90/9.5/0.5(重量比))的30％溶液。
然後，在內容積5L的耐壓聚合反應裝置中，加入233份DMF、40份AN、50份MA、10份SAM，進行氮氣置換。將聚合機內溫度調整為65℃，加入0.5份作為引發劑的AIVN，開始聚合。中途，1.0份追加AIVN，同時進行2小時聚合，之後，升溫到70℃，進行2小時聚合，得到聚合物(B)(AN/MA/SAM＝40/50/10(重量比))的濃度30％溶液。
將混合成聚合物的重量比為聚合物(A)∶聚合物(B)＝90∶10的比例的溶液作為紡絲原液，通過0.08mmφ、8500孔的噴絲頭，將紡絲原液噴至20℃、50％的DMF水溶液中，通過溶劑濃度依次降低的5個洗淨拉伸浴，拉伸為2.1倍以後，在70℃下水洗。然後，對得到的纖維賦予油劑之後，在120℃的氛圍氣體下進行乾燥，並用熱輥在120℃的乾熱氛圍氣體下進行1.7倍的拉伸處理，得到4.4分特的拉伸絲(收縮纖維)。
製造例2～18通過與製造例1同樣的方法製造表1所示的聚合物(A)的組成、聚合物(B)的組成以及二者的混合比的紡絲原液並進行紡絲，得到拉伸絲。
表1
實施例1～12以及比較例1～14將醋酸和醋酸鈉分別加入到200cc的2.5％omf的Malachite Green染液中，並使其濃度分別為0.05g/L、0.02g/L，調整pH為3～4。通過該染液將1g製造例1～18得到的收縮纖維在表2記載的溫度下分別進行60分鐘染色，測定此時的相對飽和值、染色後的收縮率。結果示於表2。
表2
在實施例1～12中，所有纖維都顯示出充分的染色性能和染色後的收縮率。另一方面，比較例1～14中，難以滿足染色性和染色後的收縮性二者。另外，在比較例7～14中，即使聚合物(A)中的SAM或AN的比例變化，該傾向也幾乎沒有變化。
工業實用性本發明的丙烯酸類收縮纖維可以在低溫下染色，即使在染色後也具有高收縮率。因此，可以在衣料、玩具(布制玩偶等)以及室內裝飾用等寬的領域內，設計出色調富於變化的新的商品。
權利要求
1.一種可染色的丙烯酸類收縮纖維，該丙烯酸類收縮纖維由50～99重量份的聚合物(A)和1～50重量份的聚合物(B)構成，所述聚合物(A)由80～97重量％的丙烯腈、0～2重量％的含有磺酸基的單體以及3～20重量％的可與它們共聚的單體構成，所述聚合物(B)由0～89重量％的丙烯腈、1～40重量％的含有磺酸基的單體以及10～99重量％的可與它們共聚的單體構成，並且該聚合物(A)和該聚合物(B)的總量為100重量份。
2.按照權利要求1所述的丙烯酸類收縮纖維，其中，聚合物(A)和聚合物(B)中的含有磺酸基的單體的總含量為聚合物(A)和聚合物(B)的單體總量的0.1～10重量％。
3.一種丙烯酸類收縮纖維，該丙烯酸類收縮纖維由含有80～97重量％丙烯腈的聚合物構成，並且在不足80℃染色時的相對飽和值為0.2或0.2以上。
4.按照權利要求1、2或3所述的丙烯酸類收縮纖維，該纖維在不足80℃染色後，在130℃乾熱處理5分鐘產生的收縮率為20％或20％以上。
全文摘要
本發明得到了可以在低溫染色，即使染色後也具有高收縮率的丙烯酸類收縮纖維。本發明提供一種可以染色的丙烯酸類收縮纖維，該丙烯酸類收縮纖維由50～99重量份的聚合物(A)和1～50重量份的聚合物(B)構成，所述聚合物(A)含有80～97重量％的丙烯腈、0～2重量％的含有磺酸基的單體以及3～20重量％的可以與它們共聚的單體，所述聚合物(B)含有0～89重量％的丙烯腈、1～40重量％的含有磺酸基的單體以及10～99重量％的可以與它們共聚的單體，並且該聚合物(A)和該聚合物(B)的總量為100重量份。
文檔編號D01F6/38GK1890411SQ200480036368
公開日2007年1月3日 申請日期2004年12月24日 優先權日2003年12月26日
發明者川村光平, 西田宗平, 黑田稔, 戎敏明, 三步一真彥 申請人:株式會社鍾化