アクリル繊維

塩基性染料で染めたアクリル糸

アクリル繊維は、平均分子量が約10万（約1900個のモノマー単位）のポリマー（ポリアクリロニトリル）から作られる合成繊維です。米国で「アクリル」と呼ばれる繊維は、ポリマーに少なくとも85％のアクリロニトリルモノマーが含まれていなければなりません。典型的なコモノマーは、酢酸ビニルまたはアクリル酸メチルです。デュポン社は1941年に最初のアクリル繊維を開発し、 「オーロン」という名前で商標登録しました。^{[ 1 ]}アクリル繊維は1940年代半ばに初めて開発されましたが、大量生産されたのは1950年代になってからでした。強くて暖かいアクリル繊維は、セーターやトラックスーツ、ブーツや手袋の裏地、家具用織物やカーペットなどによく使用されます。フィラメントとして製造され、その後、羊毛のような短い繊維長に切断され、糸に紡がれます。

モダクリルは、アクリロニトリル含有量が35%以上85%以下の変性アクリル繊維です。モダクリルに使用される塩化ビニリデンまたは臭化ビニルは、繊維に難燃性を付与します。モダクリルの最終用途には、フェイクファー、かつら、ヘアエクステンション、防護服などがあります。

生産

このポリマーは、水性懸濁液中でのフリーラジカル重合によって生成されます。この繊維は、N,N-ジメチルホルムアミド（DMF）やチオシアン酸ナトリウム水溶液などの溶媒にポリマーを溶解し、多孔紡糸口金を通して計量供給し、得られたフィラメントを同じ溶媒の水溶液中で凝固させる（湿式紡糸）か、加熱不活性ガス流中で溶媒を蒸発させる（乾式紡糸）ことによって製造されます。洗浄、延伸、乾燥、および捲縮処理によって加工が完了します。アクリル繊維は、通常0.9～15デニールの範囲で、カットステープルまたは50万～100万フィラメントのトウとして製造されます。最終用途としては、セーター、帽子、手編み糸、靴下、敷物、日よけ、ボートカバー、室内装飾品などがあります。また、この繊維は炭素繊維の「 PAN」前駆体としても使用されます。アクリル繊維の生産は極東、トルコ、インド、メキシコ、南米が中心ですが、DralonやFisipeなど、ヨーロッパの多くの生産者が現在も操業を続けています。米国の生産者は生産を終了しましたが（摩擦材、ガスケット、特殊紙、導電性、スタッコなどの特殊用途を除く）、アクリル繊維のトウとステープルは今でも米国で紡糸されています。 かつての米国のアクリルブランドには、Acrilan（Monsanto社）、Creslan（American Cyanamid社）などがありました。現在も使用されている他のブランドには、Dralon（Dralon GmbH社）、Drytex（Sudamericana de Fibras社）などがあります。 1950年代後半、Courtaulds社は、後に「Courtelle」と呼ばれることになるアクリル繊維の溶剤重合法による生産の研究を開始しました。メチルアクリレート（6%）とアクリロニトリルをチオシアン酸ナトリウムの50%溶液中で重合し、水浴で紡糸して様々なデニールの「クールテル」繊維を製造するためのドープを製造した。チオシアン酸ナトリウム溶液は再濃縮され、再利用された。反応は連続プロセスであり、反応物の約5%がリサイクルされた。このリサイクルプロセスは、溶媒のリサイクルと同様に、プロセス中に汚染物質の蓄積をもたらした。コベントリーのロックハースト・レーンにある化学工学研究所とリトル・ヒースの試作パイロットプラントにおける多大な研究により、これらのリサイクル問題は克服された。その結果、このプロセスはグリムズビーの新しい生産工場で商業的に成功を収めた。

繊維用途

アクリルは軽量で柔らかく、暖かく、ウールのような手触りです。^{[ 2 ]}また、短繊維紡糸機で紡糸することで、綿などの他の繊維に似た性質を持たせることもできます。アクリルには、着色または顔料で押し出されるものもあれば、「エクリュ」（別名「ナチュラル」「生白」「無染色」）で押し出されるものもあります。顔料繊維は最も色の耐久性が高く、他の合成繊維や天然繊維に比べて非常に弾力性があります。カシミアに似た素材感のため、アクリルはカシミアの安価な代替品として衣料品に使用されています。一部のアクリル生地は毛羽立ちや毛玉ができやすい場合がありますが、毛玉ができにくいものもあります。アクリルは発色が良く、洗濯可能で、一般的に低アレルギー性です。最終用途としては、靴下、帽子、手袋、スカーフ、セーター、家庭用織物、日よけなどがあります。また、フェイクファーや様々なニット製品にも使用できます。

アクリルは合成繊維であるため、衣類の蛾の幼虫はそれを消化できません。しかし、ウールと混紡されたアクリル繊維や汚れたアクリル繊維は、混紡繊維が含まれているため、食べられる可能性があります。^{[ 3 ]}

アクリルは、編み物やかぎ針編みをするクラフト作家にとって、手芸に欠かせない主力繊維です。アクリル糸は、天然繊維に比べて価格が一般的に低く、柔らかさやフェルト化しやすい性質など、天然繊維に見られる特性の一部が欠けているため、「安物」と思われがちです。この繊維は、完成した衣服を「リラックス」させたり、形を整えたりするために熱を必要とし、ウールなどの代替繊維ほど濡れても温かくなりません。また、編むと「きしむ」と感じたり、糸に「伸縮性」がないため編み心地が悪いと不満を言う手編み愛好家もいます。一方で、アクリルは洗濯機で洗え、色落ちしにくいという特徴があります。そのため、頻繁に洗濯が必要なベビー服など、特定のアイテムには適しています。しかし、天然繊維に比べて燃えやすいため、ベビーや子供向けのアイテムを作る際には注意が必要です。

マイクロプラスチックの放出

英国プリマス大学の研究チームは、家庭用洗濯機で異なる温度と異なる洗剤の組み合わせで数種類の合成繊維を洗濯した場合に何が起こるかを12か月かけて分析し、脱落したマイクロファイバーの量を測定した。その結果、アクリルは1回の洗濯で約73万個の微細な合成粒子（マイクロプラスチック）を放出することがわかった。これはポリエステルと綿の混紡生地の5倍、純粋なポリエステルの約1.5倍に相当した。^{[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]}生態学者マーク・ブラウンの研究によると、地球規模で海岸線に合成繊維の廃棄物があり、下水流出路の近くに最も集中していることが明らかになった。海岸線で見つかった人工素材のうち、85%はマイクロファイバーで、衣類に使用される素材（ナイロンやアクリルなど）の種類と一致していた。^{[ 8 ]}

歴史

20世紀半ば、デュポン社（米国）は、当時普及していたナイロンに品質と特性で匹敵する新素材の開発に積極的に取り組んでいました。デュポン社は1948年、ナイロンと特性において競合できる織物を作るため、この素材を初めて開発しました。この研究の結果、ポリマーから単離された合成繊維「オーロン」が誕生しました。この素材は驚くほど実用的で、多くの特性において当時の多くの人工繊維や天然繊維を凌駕していました。しかし、この新素材には大きな欠点がありました。それは、繊維を染色できないことでした。デュポン社の化学者たちは、4年後の1952年にようやくこの問題を解決しました。彼らは、以前に発明された合成繊維の新たなバージョンを開発し、すべての要件を満たしました。そして最も重要なのは、完璧に染色できたことです。アクリル繊維の特徴的な特性は、燃焼時に溶けて酸っぱい臭いのする刺激臭のある煙を放出することです。アクリル繊維には長所と短所がありますが、その特性からファッションや繊維業界で人気を博しています。

参照

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参考文献

1. 1941–69: Changing Times. Orlon® : 1941 Archived July 9, 2015, at the Wayback Machine . Dupont Corporation
2. スタウファー、ジーン（2004年）『布地でスマートに縫う』DRGホールセール、ISBN 9781592170180。
3. Dedic, Bette Jo; Potter, Mike (1995年2月). 「布地の昆虫害虫：衣類の蛾とカーペットビートル」(PDF) .ケンタッキー大学：農学・食品・環境学部. 2016年1月6日閲覧。
4. 聞いたことのない最大の環境問題との孤独な闘いの内側 | Guardian Sustainable Business . The Guardian (2014年10月27日). 2017年1月26日閲覧。
5. ウィリアムズ、アラン（2016年9月27日）「洗濯により数千個のマイクロプラスチック粒子が環境に放出される、と研究が示す」プリマス大学。 2016年10月9日閲覧。
6. Napper, IE; Thompson, RC (2016). 「家庭用洗濯機からの合成マイクロプラスチック繊維の放出：布地の種類と洗濯条件の影響」. Marine Pollution Bulletin . 112 ( 1– 2): 39– 45. Bibcode : 2016MarPB.112...39N . doi : 10.1016/j.marpolbul.2016.09.025 . hdl : 10026.1/8163 . PMID 27686821 . 
7. 研究によると、1回の洗濯で70万本のマイクロプラスチック繊維が放出される可能性がある | 環境. The Guardian (2016年9月27日). 2017年1月26日閲覧。
8. ブラウン、マーク・アンソニー（2011年9月6日）「世界中の海岸線におけるマイクロプラスチックの蓄積：発生源と吸収源」『環境科学技術』45 (21): 9175–9179 . Bibcode : 2011EnST...45.9175B . doi : 10.1021/es201811s . PMID 21894925. S2CID 19178027 .