JP2000220028A - 形態保持性に優れた水溶性熱可塑性ポリビニルアルコールフィラメント - Google Patents

形態保持性に優れた水溶性熱可塑性ポリビニルアルコールフィラメント

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JP2000220028A
JP2000220028A JP11019544A JP1954499A JP2000220028A JP 2000220028 A JP2000220028 A JP 2000220028A JP 11019544 A JP11019544 A JP 11019544A JP 1954499 A JP1954499 A JP 1954499A JP 2000220028 A JP2000220028 A JP 2000220028A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 形態保持性に優れた水溶性のポリビニルアル
コールフィラメント(長繊維)を溶融紡糸法で安定して提
供する。 【解決手段】 粘度平均重合度が200〜500、鹸化
度が90〜99.99モル%、ビニルアルコールユニッ
トに対するトライアッド表示による水酸基3連鎖の中心
水酸基のモル分率が70〜99.9モル%であり、融点
が160℃〜230℃であるポリビニルアルコール
(A)からなり、かつ(A)100重量部に対してアル
カリ金属イオン(B)がナトリウムイオン換算で0.0
003〜1重量部含有され、湿熱溶解温度が50〜13
5℃、繊維強度が1g/デニール以上であり(湿熱溶解
温度−25℃)における湿熱収縮率が30%以下である
水溶性熱可塑性ポリビニルアルコールフィラメント。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は水溶性の熱可塑性ポ
リビニルアルコールフィラメントに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ポリビニルアルコール(以下、P
VAと略称することもある)系水溶性繊維としては、
1)原液溶媒と固化浴のいずれもが水系である湿式・乾
湿式紡糸法による繊維、2)原液溶媒が水系である乾式
紡糸法による繊維、3)原液溶媒と固化浴のいずれもが
非水溶媒系の湿式・乾湿式紡糸(ゲル紡糸)法による繊
維が知られている。これらのPVA系水溶性繊維は、ス
テープルまたはショートカット繊維として乾式不織布や
紡績糸、製紙分野で用いられたり、マルチフィラメント
として織物や編物に用いられている。特にマルチフィラ
メントはケミカルレースの基布として重要な位置を占め
ている。また、PVA系水溶性繊維は、近年の環境問題
において、環境にやさしい生分解性繊維としても注目さ
れている。
【0003】しかしながら、一般的にこれら紡糸方法で
は、例えば、500m/分を超える高速紡糸が困難であ
ること、繊維断面を異形度の大きい複雑な異形断面にす
ることが困難であること、紡糸工程で使用される各種溶
剤の回収のための設備が必要であることなどの点におい
て、溶融紡糸法に比較すると種々の制限を受け、特別な
配慮が必要であることは否めなかった。
【0004】PVAを溶融紡糸法で繊維化した例として
は、例えば、少量のオレフィンを共重合したPVAと疎
水性高分子物質とを、前者が鞘成分、後者が芯成分とな
るようにして複合溶融紡糸し、得られた芯鞘型複合繊維
から織物を作成し、次いで複合繊維中の共重合PVA成
分を水溶液で溶解除去することにより、クレープ調織物
を製造することが特開昭50−152062号公報に提
案されており、また、特開昭50−152063号公報
においては、PVAと可塑剤との混合物を鞘成分とし、
疎水性高分子物質を芯成分とする芯鞘型複合繊維を用い
て織物を作成し、次いで鞘成分を水溶液で溶解除去する
ことによりクレープ調織物を製造する技術が提案されて
いる。
【0005】上記の従来技術のように、水溶性のPVA
を一成分とする複合紡糸繊維を用いて織編物などの布帛
を製造する場合は、PVA除去後に複合繊維の芯成分が
布帛の形態を保持することとなるが、水溶性繊維の用途
には、ケミカルレースや中空紡績糸の製造技術のよう
に、繊維が完全に除去されることが要求される場合も多
く、そのような場合は、複合繊維ではなく水溶性PVA
単独で構成される繊維が要求される。また、一般的に使
用されているケミカルレース用水溶性PVAは水溶解温
度が低く、布帛処理工程での形態保持性に劣ることが現
状である。複合紡糸の場合は、水溶性PVAとして繊維
形成性がないようなものであっても、該PVAと組合せ
られるもう一方の重合体が繊維形成性を有していれば繊
維化が可能であるが、単独繊維を製造する場合は、PV
A自体が充分な繊維形成性を有していなければならず、
単独紡糸するためには、一からの重合体設計及び紡糸条
件の設定が必要となり、複合紡糸技術の延長として単独
紡糸を考えることは困難である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
した従来の水溶性PVA繊維が有する課題を解決するも
のであり、湿式法、乾湿式法、乾式法、溶剤紡糸法にお
ける生産性の限界、繊維断面形状の制限、回収設備の設
置を伴わず、形態保持性に優れた水溶性のポリビニルア
ルコールフィラメント(長繊維)を溶融紡糸法で安定して
提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、粘度
平均重合度が200〜500、鹸化度が90〜99.9
9モル%、ビニルアルコールユニットに対するトライア
ッド表示による水酸基3連鎖の中心水酸基のモル分率が
70〜99.9モル%であり、融点が160℃〜230
℃であるポリビニルアルコール(A)からなり、かつ
(A)100重量部に対してアルカリ金属イオン(B)
がナトリウムイオン換算で0.0003〜1重量部含有
され、湿熱溶解温度が50〜135℃、繊維強度が1g
/デニール以上であり、(湿熱溶解温度−25℃)にお
ける湿熱収縮率が30%以下であり、形態保持性に優れ
ることを特徴とする水溶性熱可塑性ポリビニルアルコー
ルフィラメントである。また、本発明は、かかるフィラ
メントを含む織編物を該フィラメントの湿熱収縮率が3
0%以下となる温度条件で精練又はリラックス処理し、
得られた織編物を湿熱溶解温度以上の水溶液で処理する
ことを特徴とする形態保持性に優れた織編物の製造方法
である。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明のポリビニルアルコールフ
ィラメントにおけるポリビニルアルコールとは、ポリビ
ニルアルコールのホモポリマーは勿論のこと、例えば、
共重合、末端変性、および後反応により官能基を導入し
た変性ポリビニルアルコールも包含するものである。本
発明に用いられるPVAの粘度平均重合度(以下、単に
重合度と略記する)は200〜500であり、230〜
470が好ましく、250〜450が特に好ましい。重
合度が200未満の場合には紡糸時に十分な曳糸性が得
られず、繊維化できない。重合度が500を越えると溶
融粘度が高すぎて、紡糸ノズルからポリマーを吐出する
ことができない。また重合度500以下のいわゆる低重
合度のPVAを用いることにより、水溶液でフィラメン
トを溶解するときに溶解速度が速くなるばかりでなくフ
ィラメントが溶解する時の収縮率を小さくすることがで
きる。
【0009】PVAの重合度(P)は、JIS−K67
26に準じて測定される。すなわち、PVAを再鹸化
し、精製した後、30℃の水中で測定した極限粘度
[η]から次式により求められるものである。 P=([η]×103/8.29)(1/0.62) 重合度が上記範囲にある時、本発明の目的がより好適に
達せられる。
【0010】本発明のPVAの鹸化度は90〜99.9
9モル%でなければならない。93〜99.98モル%
が好ましく、94〜99.97モル%がより好ましく、
96〜99.96モル%が特に好ましい。鹸化度が90
モル%未満の場合には、PVAの熱安定性が悪く熱分解
やゲル化によって満足な溶融紡糸を行うことができない
のみならず、後述する共重合モノマーの種類によっては
PVAの水溶性が低下し、本発明の水溶性フィラメント
を得ることができない場合がある。一方、鹸化度が9
9.99モル%よりも大きいPVAは安定に製造するこ
とができず、安定した繊維化もできない。
【0011】本発明において、トライアッド表示による
水酸基3連鎖の中心水酸基とは、PVAのd6−DMS
O溶液での500 MHz 1H−NMR(JEOL G
X−5OO)装置、65℃測定による水酸基プロトンの
トライアッドのタクティシティを反映するピーク(I)
を意味する。ピーク(I)はPVAの水酸基のトライア
ッド表示のアイソタクティシティ連鎖(4.54pp
m)、ヘテロタクティシティ連鎖(4.36ppm)お
よびシンジオタクティシティ連鎖(4.13ppm)の
和で表され、全てのビニルアルコールユニットにおける
水酸基のピーク(II)はケミカルシフト4.05ppm
〜4.70ppmの領域に現れることから、本発明のビ
ニルアルコールユニットに対するトライアッド表示によ
る水酸基3連鎖の中心水酸基のモル分率は、100×
(I)/(II)で表されるものである。本発明において
は、水酸基3連鎖の中心水酸基の量を制御することで、
PVAの水溶性、吸湿性など水に関わる諸物性、強度、
伸度、弾性率など繊維に関わる諸物性、融点、溶融粘度
など溶融紡糸性に関わる諸物性をコントロールできる。
これはトライアッド表示による水酸基3連鎖の中心水酸
基は結晶性に富み、PVAの特長を発現させるためと思
われる。
【0012】本発明のフィラメントにおけるPVAのト
ライアッド表示による水酸基3連鎖の中心水酸基の含有
量は70〜99.9モル%であり、72〜99モル%が
好ましく、74〜97モル%がより好ましく、75〜9
6モル%がさらに好ましく、76〜95モル%が特に好
ましい。PVAのトライアッド表示による水酸基3連鎖
の中心水酸基の含有量が70モル%未満である場合に
は、ポリマーの結晶性が低下し、繊維強度が低くなると
同時に、溶融紡糸時に繊維が膠着して巻取り後に巻き出
しできない場合がある。また本発明で目的とする水溶性
の熱可塑性フィラメントが得られない場合がある。PV
Aのトライアッド表示による水酸基3連鎖の中心水酸基
の含有量が99.9モル%より大の場合には、ポリマー
の融点が高いため溶融紡糸温度を高くする必要があり、
その結果、溶融紡糸時のポリマーの熱安定性が悪く、分
解、ゲル化、ポリマーの着色が起こる。
【0013】本発明に用いられるPVAの融点(Tm)
は160〜230℃であり、170〜227℃が好まし
く、175〜224℃がより好ましく、180〜220
℃が特に好ましい。融点が160℃未満の場合にはPV
Aの結晶性が低下し繊維強度が低くなると同時に、PV
Aの熱安定性が悪くなり、繊維化できない場合がある。
一方、融点が230℃を越えると溶融紡糸温度が高くな
り紡糸温度とPVAの分解温度が近づくためにPVA繊
維を安定に製造することができない。
【0014】PVAの融点は、DSCを用いて、窒素
中、昇温速度10℃/分で250℃まで昇温後、室温ま
で冷却し、再度昇温速度10℃/分で250℃まで昇温
した場合のPVAの融点を示す吸熱ピークのピークトッ
プの温度を意味する。
【0015】PVAは、ビニルエステル単位を鹸化する
ことにより得られる。ビニルエステル単位を形成するた
めのビニル化合物単量体としては、ギ酸ビニル、酢酸ビ
ニル、プロピオン酸ビニル、バレリン酸ビニル、カプリ
ン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、
安息香酸ビニル、ピバリン酸ビニルおよびバーサティッ
ク酸ビニル等が挙げられ、これらの中でもPVAを得る
点からは酢酸ビニルが好ましい。
【0016】本発明のポリビニルアルコールフィラメン
トを構成する重合体は、ポリビニルアルコールのホモポ
リマーであっても共重合単位を導入した変性PVAであ
ってもよいが、溶融紡糸性、水溶性、繊維物性の観点か
らは、共重合単位を導入した変性ポリビニルアルコール
を用いることが好ましい。共重合単量体の種類として
は、例えば、エチレン、プロピレン、1−ブテン、イソ
ブテン、1−ヘキセン等のα−オレフィン類、アクリル
酸およびその塩、アクリル酸メチル、アクリル酸エチ
ル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸i−プロピル
等のアクリル酸エステル類、メタクリル酸およびその
塩、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタク
リル酸n−プロピル、メタクリル酸i−プロピル等のメ
タクリル酸エステル類、アクリルアミド、N−メチルア
クリルアミド、N−エチルアクリルアミド等のアクリル
アミド誘導体、メタクリルアミド、N−メチルメタクリ
ルアミド、N−エチルメタクリルアミド等のメタクリル
アミド誘導体、メチルビニルエーテル、エチルビニルエ
ーテル、n−プロピルピニルエーテル、i−プロピルビ
ニルエーテル、n−ブチルビニルエーテル等のビニルエ
ーテル類、エチレングリコールビニルエーテル、1,3
−プロパンジオールビニルエーテル、1,4−ブタンジ
オールビニルエーテル等のヒドロキシ基含有のビニルエ
ーテル類、アリルアセテート、プロピルアリルエーテ
ル、ブチルアリルエーテル、ヘキシルアリルエーテル等
のアリルエーテル類、オキシアルキレン基を有する単量
体、ビニルトリメトキシシラン等のビニルシリル類、酢
酸イソプロペニル、3−ブテン−1−オール、4−ペン
テン−1−オール、5−ヘキセン−1−オール、7−オ
クテン−1−オール、9−デセン−1−オール、3−メ
チル−3−ブテン−1−オール等のヒドロキシ基含有の
α−オレフィン類、フマール酸、マレイン酸、イタコン
酸、無水マレイン酸、無水フタル酸、無水トリメリット
酸または無水イタコン酸等に由来するカルボキシル基を
有する単量体;エチレンスルホン酸、アリルスルホン
酸、メタアリルスルホン酸、2−アクリルアミド−2−
メチルプロパンスルホン酸等に由来するスルホン酸基を
有する単量体;ビニロキシエチルトリメチルアンモニウ
ムクロライド、ビニロキシブチルトリメチルアンモニウ
ムクロライド、ビニロキシエチルジメチルアミン、ビニ
ロキシメチルジエチルアミン、N−アクリルアミドメチ
ルトリメチルアンモニウムクロライド、N−アクリルア
ミドエチルトリメチルアンモニウムクロライド、N−ア
クリルアミドジメチルアミン、アリルトリメチルアンモ
ニウムクロライド、メタアリルトリメチルアンモニウム
クロライド、ジメチルアリルアミン、アリルエチルアミ
ン等に由来するカチオン基を有する単量体が挙げられ
る。これらの単量体の含有量は、通常20モル%以下で
ある。
【0017】これらの単量体の中でも、入手のしやすさ
などから、エチレン、プロピレン、1−ブテン、イソブ
テン、1−ヘキセン等のα−オレフィン類、メチルビニ
ルエーテル、エチルビニルエーテル、n−プロピルビニ
ルエーテル、i−プロピルビニルエーテル、n−ブチル
ビニルエーテル等のビニルエーテル類、エチレングリコ
ールビニルエーテル、1,3−プロパンジオールビニル
エーテル、1,4−ブタンジオールビニルエーテル等の
ヒドロキシ基含有のビニルエーテル類、アリルアセテー
ト、プロピルアリルエーテル、ブチルアリルエーテル、
ヘキシルアリルエーテル等のアリルエーテル類、オキシ
アルキレン基を有する単量体、3−ブテン−1−オー
ル、4−ペンテン−1−オール、5−ヘキセン−1−オ
ール、7−オクテン−1−オール、9−デセン−1−オ
ール、3−メチル−3−ブテン−1−オール等のヒドロ
キシ基含有のα−オレフィン類に由来する単量体が好ま
しい。
【0018】特に、共重合性、溶融紡糸性およびフィラ
メントの水溶性の観点からエチレン、プロピレン、1−
ブテン、イソブテンの炭素数4以下のα−オレフィン
類、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、n
−プロピルビニルエーテル、i−プロピルビニルエーテ
ル、n−ブチルビニルエーテル等のビニルエーテル類が
より好ましい。炭素数4以下のα−オレフィン類および
/またはビニルエーテル類に由来する単位は、PVA中
に1〜20モル%存在していることが好ましく、さらに
4〜15モル%が好ましく、6〜13モル%が特に好ま
しい。さらに、α−オレフィンがエチレンである場合に
おいて、繊維物性が高くなることから、特にエチレン単
位が4〜15モル%、より好ましくは6〜13モル%導
入された変性PVAを使用することが好ましい。
【0019】本発明で使用されるPVAは、塊状重合
法、溶液重合法、懸濁重合法、乳化重合法などの公知の
方法が挙げられる。その中でも、無溶媒あるいはアルコ
ールなどの溶媒中で重合する塊状重合法や溶液重合法が
通常採用される。溶液重合時に溶媒として使用されるア
ルコールとしては、メチルアルコール、エチルアルコー
ル、プロピルアルコールなどの低級アルコールが挙げら
れる。共重合に使用される開始剤としては、α,α′−
アゾビスイソブチロニトリル、2,2′−アゾビス
(2,4−ジメチル−バレロニトリル)、過酸化ベンゾ
イル、n−プロピルパーオキシカーボネートなどのアゾ
系開始剤または過酸化物系開始剤などの公知の開始剤が
挙げられる。重合温度については特に制限はないが、0
℃〜150℃の範囲が適当である。
【0020】本発明のフィラメントにおけるアルカリ金
属イオン(B)の含有割合は、PVA(A)100重量
部に対してナトリウムイオン換算で0.0003〜1重
量部であり、0.0003〜0.8重量部が好ましく、
0.0005〜0.6重量部がより好ましく、0.00
05〜0.5重量部が特に好ましい。アルカリ金属イオ
ンの含有割合が0.0003重量部未満の場合には、得
られたフィラメントが十分な水溶性を示さず未溶解物が
残る場合がある。またアルカリ金属イオンの含有量が1
重量部より多い場合には溶融紡糸時の分解及びゲル化が
著しく繊維化することができない。アルカリ金属イオン
としては、カリウムイオン、ナトリウムイオン等があげ
られる。
【0021】本発明において、特定量のアルカリ金属イ
オン(B)をPVA中に含有させる方法は特に制限され
ず、PVAを重合した後にアルカリ金属イオン含有の化
合物を添加する方法、ビニルエステルの重合体を溶媒中
において鹸化するに際し、鹸化触媒としてアルカリイオ
ンを含有するアルカリ性物質を使用することによりPV
A中にアルカリ金属イオンを配合し、鹸化して得られた
PVAを洗浄液で洗浄することにより、PVA中に含ま
れるアルカリ金属イオン含有量を制御する方法などが挙
げられるが後者のほうが好ましい。なお、アルカリ金属
イオンの含有量は、原子吸光法で求めることができる。
【0022】鹸化触媒として使用するアルカリ性物質と
しては、水酸化カリウムまたは水酸化ナトリウムがあげ
られる。鹸化触媒に使用するアルカリ性物質のモル比
は、酢酸ビニル単位に対して0.004〜0.5が好ま
しく、0.005〜0.05が特に好ましい。鹸化触媒
は、鹸化反応の初期に一括添加しても良いし、鹸化反応
の途中で追加添加しても良い。鹸化反応の溶媒として
は、メタノール、酢酸メチル、ジエチルスルホキシド、
ジメチルホルムアミドなどがあげられる。これらの溶媒
の中でもメタノールが好ましく、含水率を0.001〜
1重量%に制御したメタノールがより好ましく、含水率
を0.003〜0.9重量%に制御したメタノールがよ
り好ましく、含水率を0.005〜0.8重量%に制御
したメタノールが特に好ましい。洗浄液としては、メタ
ノール、アセトン、酢酸メチル、酢酸エステル、ヘキサ
ン、水などがあげられ、これらの中でもメタノール、酢
酸メチル、水の単独もしくは混合液がより好ましい。洗
浄液の量としてはアルカリ金属イオン(B)の含有割合
を満足するように設定されるが、通常、PVA100重
量部に対して、300〜10000重量部が好ましく、
500〜5000重量部がより好ましい。洗浄温度とし
ては、5〜80℃が好ましく、20〜70℃がより好ま
しい。洗浄時間としては20分間〜10時間が好まし
く、1時間〜6時間がより好ましい。
【0023】また本発明の目的や効果を損なわない範囲
で、必要に応じて銅化合物等の安定剤、着色剤、紫外線
吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、難燃剤、
可塑剤、潤滑剤、結晶化速度遅延剤を重合反応時、また
はその後の工程で添加することができる。特に熱安定剤
としてヒンダードフェノール等の有機系安定剤、ヨウ化
銅等のハロゲン化銅化合物、ヨウ化カリウム等のハロゲ
ン化アルカリ金属化合物を添加すると、繊維化の際の溶
融滞留安定性が向上するので好ましい。
【0024】また必要に応じて平均粒子径が0.01μ
m以上5μm以下の微粒子を0.05重量%以上10重
量%以下、重合反応時、またはその後の工程で添加する
ことができる。微粒子の種類は特に限定されず、たとえ
ばシリカ、アルミナ、酸化チタン、炭酸カルシウム、硫
酸バリウム等の不活性微粒子を添加することができ、こ
れらは単独で使用しても2種以上併用しても良い。特に
平均粒子径が0.02μm以上1μm以下の無機微粒子
が好ましく、紡糸性、延伸性が向上する。
【0025】本発明のポリビニルアルコールからなるフ
ィラメントの製造においては、公知の溶融紡糸装置を用
いることができる。すなわち、溶融押出機でPVAのペ
レットを溶融混練し、溶融したポリマー流を紡糸頭に導
き、ギヤポンプで計量し、紡糸ノズルから吐出させた糸
条を巻き取ることで得られるが、本発明のポリビニルア
ルコールフィラメントといえども、熱溶融時、滞留部が
存在すればゲル化を生じるため極力滞留部が生じないよ
うに設計することが重要である。
【0026】延伸は公知の手法を用いることができる。
即ち紡糸ノズルから吐出された糸条をそのまま高速で巻
きとる方法あるいは紡糸ノズルから吐出された後に一旦
巻きとってから延伸する方法あるいは紡糸に引き続いて
直結で延伸される方法があるが本発明においてはいずれ
でもよい。本発明において重要なことは湿熱溶解温度が
50℃〜135℃になるようにポリマースペックを設定
することと繊維強度が1g/デニール以上であり、(湿
熱溶解温度−25℃)(以下、この温度をTαと略称す
ることがある)における湿熱収縮率が30%以下になる
ように繊維化条件を設定することである。このTαは、
製編織工程での精練、リラックス工程の温度を想定して
おり、かかる温度で収縮率を小さく抑えることが、長繊
維(フィラメントヤーン)からなる布帛に良好な形態安定
性を付与する上で極めて重要なことである。強度が1g
/デニール以下では、織編工程、加工工程での毛羽断糸
が多発し加工工程性に劣ることとなる。湿熱溶解温度が
50℃以下では布帛の精練、リラックス工程での形態保
持性が劣ることとなり、その後の加工工程でのさまざま
なトラブルを引きおこす要因となり目的のものが得られ
難い。(湿熱溶解温度−25℃)における湿熱収縮率が
30%を超えると布帛の風合が固くなったり、布帛の長
さ、幅方向での生地欠点をひきおこす要因となり好まし
くない。
【0027】また、本発明の繊維断面形状は特に限定さ
れず、湿式紡糸、乾式紡糸、乾湿式紡糸と異なり、通常
の溶融紡糸の手法を用いてノズルの形状により真円状に
も中空にも異型断面にもできる。繊維化や製織化での工
程通過性の点からは真円が好ましい。
【0028】紡糸された繊維には、通常油剤が付与され
るが、本発明のフィラメントは水溶性であり、吸湿性も
高いフィラメントであるので、水を含まないストレート
油剤を付与することが好ましい。油剤成分は水を含まな
い静電剤成分と平滑剤成分とからなるが、たとえば、ポ
リオキシエチレンラウリルホスフェートジエタノールア
ミン塩、ポリオキシエチレンセチルホスフェートジエタ
ノールアミン塩、アルキルイミダゾリウムエトサルフェ
ート、ポリオキシエチレンラウリルアミノエーテルカチ
オン化物、モノステアリン酸ソルビタン、トリステアリ
ン酸ソルビタン、ポリオキシエチレンモノステアリン酸
ソルビタン、ポリオキシエチレントリステアリン酸ソル
ビタン、ステアリン酸グリセライド、ポリオキシエチレ
ンステアリルエーテル、ポリエチレングリコールステア
レート、ポリエチレングリコールアルキルエステル、ポ
リオキシエチレンカスターワックス、プロピレンオキサ
イド/エチレンオキサイド(PO/EO)ランダムエー
テル、PO/EOブロックエーテル、PO/EO変性シ
リコーン、ヤシ脂肪酸ジエタノールアミド、高分子アマ
イド、ブチルセロソルブ、鉱物油、中性油から選んで配
合したものを用いることが出来る。油剤を付与する方法
は、通常行われているローラータッチ、烏口による方法
でよい。溶解処理温度は水溶性フィラメントの湿熱溶解
温度や用途に応じて適宜調整すればよいが、処理温度は
高いほど処理時間が短くなる。熱水を用いて溶解する場
合には、50℃以上で処理するのが好ましく、60℃以
上がさらに好ましく、70℃以上が特に好ましく、80
℃以上が最も好ましい。またPVAからなる溶融紡糸フ
ィラメントの溶解処理は該フィラメントの分解を伴うも
のであってもよい。なお、水溶液には、通常は軟水が用
いられるがアルカリ水溶液、酸性水溶液等であってもよ
いし、界面活性剤や浸透剤を含んだものであってもよ
い。
【0029】本発明で使用されるPVAは生分解性を有
しており、活性汚泥処理あるいは土壌に埋めておくと分
解されて水と二酸化炭素になる。該PVAは水溶液の状
態で活性汚泥で連続処理すると2日〜1ケ月でほぼ完全
に分解される。生分解性の点から該フィラメントの鹸化
度は90〜99.99モル%が好ましく、92〜99.
98モル%がより好ましく、93〜99.97モル%が
特に好ましい。また該フィラメントの1,2−グリコー
ル結合含有量は1.2〜2.0モル%が好ましく、1.
25〜1.95モル%がより好ましく、1.3〜1.9
モル%が特に好ましい。PVAの1,2−グリコール結
合量が1.2モル%未満の場合には、PVAの生分解性
が悪くなるばかりでなく、溶融粘度が高すぎて紡糸性が
悪くなる場合がある。PVAの1,2−グリコール結合
含有量が2.0モル%以上の場合にはPVAの熱安定性
が悪くなり紡糸性が低下する場合がある。
【0030】PVAの1,2−グリコール結合含有量は
NMRのピークから求めることができる。鹸化度99.
9モル以上に鹸化後、十分にメタノール洗浄を行い、次
いで90℃減圧乾燥を2日間したPVAをDMSO−D
6に溶解し、トリフルオロ酢酸を数滴加えた試料を50
0MHzのプロトンNMR(JEOL GX−500)
を用いて80℃で測定する。ビニルアルコール単位のメ
チン由来ピークは3.2〜4.0ppm(積分値A)、
1,2−グリコール結合の1つのメチン由来のピークは
3.25ppm(積分値B)に帰属され、次式で1,2
−グリコール結合含有量を算出できる。ここでEtは変
性量(モル%)を表す。 1,2-グリコール結合含有量(モル%)=100B/{100A/(100
-Et)}
【0031】このような本発明のPVAフィラメント
は、上述したように衣料用用途として、織物用、編物用
マルチフィラメントとして好適であり、ケミカルレース
基布あるいは構造加工糸の一糸条として使用することが
出来る。又一般衣料用途としてのアルカリ減量し難い天
然繊維、ポリ乳酸繊維との混繊に好適である。勿論、産
業資材用途、農業資材用途として用いても差し支えな
い。
【実施例】次に本発明を具体的に実施例で説明するが、
本発明はこれら実施例に限定されるものではない。な
お、実施例中の部及び%はことわりのない限り重量に関
するものである。
【0032】[PVAの分析方法]PVAの分析方法は
特に記載のない限りはJIS−K6726に従った。変
性量は変性ポリビニルエステルあるいは変性PVAを用
いて500 MHz1H−NMR(JEOL GX−50
0)装置による測定から求めた。アルカリ金属イオンの
含有量は原子吸光法で求めた。本発明のPVAのトライ
アッド表示による3連鎖の水酸基量の割合は以下の測定
により求めた。PVAを鹸化度99.5モル%以上に鹸
化後、十分にメタノール洗浄を行い、次いで90℃減圧
乾燥を2日間したPVAを用いて、d6−DMSOに溶
解した後、500 MHz 1H−NMR(JEOL G
X−500)装置により65℃測定を行った。PVA中
のビニルアルコールユニットの水酸基由来のピークはケ
ミカルシフト4.05ppmから4.70ppmの領域
に現われ、この積分値をビニルアルコールユニット量
(II)とする。PVAのトライアッド表示による水酸基
3連鎖の中心水酸基はそれぞれアイソタクティシティ連
鎖の場合4.54ppm、ヘテロタクティシティ連鎖の
場合4.36ppmおよびシンジオタクティシティ連鎖
の場合は4.13ppmに現れる。この3者の積分値の
和をトライアッド表示による水酸基3連鎖の中心水酸基
(I)とする。本発明のPVAのビニルアルコールユニ
ットに対するトライアッド表示による水酸基3連鎖の中
心水酸基のモル分率は、100×(I)/(II)で表さ
れる。 [融点(Tm)]PVAの融点は、DSC(メトラー
社、TA3000)を用いて、窒素中、昇温速度10℃
/分で250℃まで昇温後室温まで冷却し、再度、昇温
速度10℃/分で250℃まで昇温した場合のPVAの
融点を示す吸熱ピークのピークトップの温度で表した。
【0033】[湿熱溶解温度]本発明のPVAフィラメ
ントの湿熱溶解温度は、フィラメントに2mg/デニー
ルの荷重をかけて、目盛りつきの板と共にフィラメント
の浸水長が約10cmとなるように水中に浸漬し、水温
20℃から昇温速度1℃/分の条件で昇温したときにフ
ィラメントが溶断する温度とした。また、湿熱収縮率も
かかる条件下でのフィラメントの長さ変化を測定し、T
αにおける試料長と元の長さとの比で求めた。
【0034】[フィラメントの強度、伸度]JIS L
1013に準拠して測定した。
【0035】実施例1 [エチレン変性PVAの製造]攪拌機、窒素導入口、エ
チレン導入口および開始剤添加口を備えた100L加圧
反応槽に酢酸ビニル29.0kgおよびメタノール3
1.0kgを仕込み、60℃に昇温した後30分間窒素
バブリングにより系中を窒素置換した。次いで反応槽圧
力が5.9kg/cm2となるようにエチレンを導入仕
込みした。開始剤として2,2′−アゾビス(4−メト
キシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)(AMV)を
メタノールに溶解した濃度2.8g/L溶液を調製し、
窒素ガスによるバブリングを行って窒素置換した。上記
の重合槽内温を60℃に調製した後、上記の開始剤溶液
170mlを注入し重合を開始した。重合中はエチレン
を導入して反応槽圧力を5.9kg/cm2に、重合温
度を60℃に維持し、上記の開始剤溶液を用いて610
ml/hrでAMVを連続添加して重合を実施した。1
0時間後に重合率が70%となったところで冷却して重
合を停止した。反応槽を開放して脱エチレンした後、窒
素ガスをバブリングして脱エチレンを完全に行った。次
いで減圧下に未反応酢酸ビニルモノマーを除去しポリ酢
酸ビニルのメタノール溶液とした。得られた該ポリ酢酸
ビニル溶液にメタノールを加えて濃度が50%となるよ
うに調製したポリ酢酸ビニルのメタノール溶液200g
(溶液中のポリ酢酸ビニル100g)に、46.5g
(ポリ酢酸ビニル中の酢酸ビニルユニットに対してモル
比(MR)0.10)のアルカリ溶液(NaOHの10
%メタノール溶液)を添加して鹸化を行った。アルカリ
添加後約2分で系がゲル化したものを粉砕器にて粉砕
し、60℃で1時間放置して鹸化を進行させた後、酢酸
メチル1000gを加えて残存するアルカリを中和し
た。フェノールフタレイン指示薬を用いて中和の終了を
確認後、濾別して得られた白色固体のPVAにメタノー
ル1000gを加えて室温で3時間放置洗浄した。上記
洗浄操作を3回繰り返した後、遠心脱液して得られたP
VAを乾燥機中70℃で2日間放置して乾燥PVAを得
た。
【0036】得られたエチレン変性PVAの鹸化度は9
8.4モル%であった。また該変性PVAを灰化させた
後、酸に溶解したものを用いて原子吸光光度計により測
定したナトリウムの含有量は、変性PVA100重量部
に対して0.03重量部であった。
【0037】また、重合後未反応酢酸ビニルモノマーを
除去して得られたポリ酢酸ビニルのメタノール溶液をn
−ヘキサンに沈殿、アセトンで溶解する再沈精製を3回
行った後、80℃で3日間減圧乾燥を行って精製ポリ酢
酸ビニルを得た。該ポリ酢酸ビニルをDMSO−d6に
溶解し、500MHzプロトンNMR(JEOL GX
−500)を用いて80℃で測定したところ、エチレン
の含有量は10モル%であった。上記のポリ酢酸ビニル
のメタノール溶液をアルカリモル比0.5で鹸化した
後、粉砕したものを60℃で5時間放置して鹸化を進行
させた後、メタノールソックスレーを3日間実施し、次
いで80℃で3日間減圧乾燥を行って精製されたエチレ
ン変性PVAを得た。該PVAの平均重合度を常法のJ
IS K6726に準じて測定したところ330であっ
た。該精製PVAの1,2−グリコール結合量および水
酸基3連鎖の水酸基の含有量を500MHzプロトンN
MR(JEOL GX−500)装置による測定から前
述のとおり求めたところ、それぞれ1.50モル%およ
び83%であった。
【0038】さらに該精製された変性PVAの5%水溶
液を調整し厚み10ミクロンのキャスト製フィルムを作
成した。該フィルムを80℃で1日間減圧乾燥を行った
後に、DSC(メトラー社、TA3000)を用いて、
前述の方法によりPVAの融点を測定したところ206
℃であった。
【0039】上記で得られた変性PVAを溶融押し出し
機を用いて240℃で溶融混練し、紡糸直結延伸で繊維
化を実施した。ギヤポンプで計量し、丸ノズル孔径0.
20mm、ホール数36のノズルから吐出させ、第1ロ
ーラー速度1200m/分(ローラー温度80℃)、第
2ローラー速度2500m/分(ローラー温度140
℃)、巻取速度2480m/分の条件で巻取った。得ら
れたSDY糸(75d−36f)の物性は、強度2.8
g/d、伸度37.5%、湿熱溶解温度78℃、Tα5
3℃での湿熱収縮率17%であった。この糸を経糸、緯
糸として経密度110本/in、緯密度80本/inで
平織物を作成し、Tαで精練を実施した。形態保持性、
織物外観いずれも良好であった。
【0040】実施例2〜7 実施例1で用いたPVAの代わりに表1に示すPVAを
用いた以外は実施例1と同様にしてPVA延伸糸を得
た。繊維化条件とフィラメント物性を表2に示す。いず
れも形態保持特性、織物外観いずれも良好であった。
【0041】
【表1】
【0042】
【表2】
【0043】比較例1〜4 実施例1で用いたPVAの代わりに表1に示すPVAを
用いた以外は実施例1と全く同様にしてPVA延伸糸を
得た。いずれも曳糸性不良あるいは熱分解ゲル化の問題
で繊維化工程性が不良であった。少量試作可能であった
比較例3は湿熱溶解温度が低く、加工工程、通過性が不
良であった。
【0044】比較例5〜6 実施例1で用いたPVAの代わりに表1に示すPVAを
用いたこと以外は実施例1と全く同様にしてPVA延伸
糸を得た。比較例5は繊維化工程性が良好であったが、
湿熱溶解不能であった。比較例6は繊維化工程性も不良
であったが、Tαでの湿熱収縮率も高く、織物外観もシ
ワが多く発生し不良であった。
【0045】実施例8 実施例1で用いたPVAを実施例1と同様の紡糸温度で
熱溶融させ、高速巻取(捲取速度3000m/分)を実
施した。繊維化工程性、形態保持性、織物外観いずれも
良好であった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平川 清司 岡山県倉敷市酒津1621番地 株式会社クラ レ内 (72)発明者 河本 正夫 岡山県倉敷市酒津1621番地 株式会社クラ レ内 (72)発明者 藤原 直樹 岡山県倉敷市酒津1621番地 株式会社クラ レ内 Fターム(参考) 4L031 AB01 AB04 AB32 AB33 CA00 DA00 DA20 4L035 BB31 BB36 EE01 EE02 EE04 EE08 FF10 HH10

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 粘度平均重合度が200〜500、鹸化
    度が90〜99.99モル%、ビニルアルコールユニッ
    トに対するトライアッド表示による水酸基3連鎖の中心
    水酸基のモル分率が70〜99.9モル%であり、融点
    が160℃〜230℃であるポリビニルアルコール
    (A)からなり、かつ(A)100重量部に対してアル
    カリ金属イオン(B)がナトリウムイオン換算で0.0
    003〜1重量部含有され、湿熱溶解温度が50〜13
    5℃、繊維強度が1g/デニール以上であり(湿熱溶解
    温度−25℃)における湿熱収縮率が30%以下である
    ことを特徴とする形態保持性に優れた水溶性熱可塑性ポ
    リビニルアルコールフィラメント。
  2. 【請求項2】 ポリビニルアルコールが、炭素数4以下
    のαオレフィン単位および/またはビニルエーテル単位
    を1〜20モル%含有する変性ポリビニルアルコールで
    ある請求項1に記載の水溶性熱可塑性ポリビニルアルコ
    ールフィラメント。
  3. 【請求項3】 ポリビニルアルコールがエチレン単位を
    4〜15モル%含有する変性ポリビニルアルコールであ
    る請求項2に記載の水溶性熱可塑性ポリビニルアルコー
    ルフィラメント。
  4. 【請求項4】 1,2−グリコール結合の含有量が1.
    2〜2.0モル%である請求項1〜3のいずれか1項に
    記載の水溶性熱可塑性ポリビニルアルコールフィラメン
    ト。
  5. 【請求項5】 マルチフィラメントヤーンである請求項
    1〜4のいずれか1項に記載の水溶性熱可塑性ポリビニ
    ルアルコールフィラメント。
  6. 【請求項6】 請求項1〜5に記載のフィラメントを含
    む織編物を湿熱収縮率が30%以下となる温度条件で精
    練又はリラックス処理し、得られた織編物を湿熱溶解温
    度以上の水溶液で処理することを特徴とする形態保持性
    に優れた織編物の製造方法。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001003255A (ja) * 1999-06-23 2001-01-09 Kuraray Co Ltd 農薬包装用水溶性不織布
JP2001003249A (ja) * 1999-06-23 2001-01-09 Kuraray Co Ltd 洗剤包装用水溶性不織布
JP2001113646A (ja) * 1999-10-18 2001-04-24 Kuraray Co Ltd 多層フィルムおよびその製造方法
JP2001181405A (ja) * 1999-12-27 2001-07-03 Kuraray Co Ltd ビニルアルコール系重合体からなる溶融成形品
US20240141082A1 (en) * 2021-03-08 2024-05-02 Sekisui Chemical Co., Ltd. Poly(vinyl alcohol) resin

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