JPH02307908A - 光沢高強度ポリビニルアルコール系繊維およびその製造法 - Google Patents

光沢高強度ポリビニルアルコール系繊維およびその製造法

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JPH02307908A
JPH02307908A JP12768589A JP12768589A JPH02307908A JP H02307908 A JPH02307908 A JP H02307908A JP 12768589 A JP12768589 A JP 12768589A JP 12768589 A JP12768589 A JP 12768589A JP H02307908 A JPH02307908 A JP H02307908A
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洋文 佐野
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吉持 駛視
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、光沢のある高強度ポリビニルアルコール(以
下PVAと略記)系繊維およびその製造法に関するもの
であり、特に産業資材用および複合材の強化用に適した
PVA系繊維を得ようとするものである。
(従来の技術) 従来PVA系繊維はポリアミド、ポリエステル、ポリア
クリロニトリル系繊維に比べ強度、弾性率が高く、その
主用途である産業資材用、複合材強化用の繊維としては
もちろん最近ではアスベスト代替繊維としてセメント補
強材等にも利用されている。
高強度、高弾性率のPVA系繊維を得る方法としては高
分子量ポリエチレンのゲル紡糸−超延伸の考え方を応用
した有機溶剤−乾湿式紡糸の特開昭59−100710
号公報、特開昭61−108711号公報、特開昭61
−252313号公報、あるいは有機溶剤−湿式紡糸の
特開昭83−99315号公報などが公知である。これ
らの寸法はノズルより吐出される溶液を冷却ゲル化しメ
タノールなどで溶剤を抽出した後、高音率に延伸して1
5g/d以上の繊維を得るものであるが溶剤抽出が速い
ため不均一ゲルとなり易(、かつ高倍率に延伸するため
横じま(白化)によるボイドや欠陥部を生じ、さらに分
子鎖の配向が高すぎて屈曲疲労性や衝撃に対し十分満足
した値は得られなかった。
一方特開昭82−149909号公報、特開昭62−1
49910号公報にみられるごとくホウ酸を含むP■A
水溶液を乾湿式紡糸でアルカリ性水溶液により凝固させ
る方法ら公知であるが冷却だけではゲル化しないため均
一ゲルは得がたく耐疲労性や耐衝撃性に優れた繊維を得
るのが難しい。
高強度、高弾性率のPVA系繊維を得るには高倍率に延
伸し高配向結晶の構造にしなければならないが、通常不
均一構造により延伸時の横じま(白化)が生じ、それだ
けでは屈曲、摩擦、衝撃など?こ耐えることができかな
った。
(発明が解決しようとする課題) 従って本発明は遅延凝固で均一透明なゲルを得ることに
より横じまのほとんどない光沢のある高強度高弾性率P
VA系繊維を得んとするものである。
(課題を解決するための手段) すなわち本発明は 「(1)平均重合度3000以上からなるPVA系繊維
において繊維表面に繊維軸と直角方向に横じまがないか
あるいは100μ長さ当り平均10本以下であり、かつ
単l&維引張強変113g/d以上、単繊維結節強度3
.5g/d以上である高強度PVA系繊維。
(2)平均重合度3000以上のPVA系ポリマーを、
多価アルコール系溶剤を少なくとも20重量%含む溶剤
に溶解し、乾湿式または湿式紡糸にて凝固させる際に凝
固浴の50重量%以上がエタノールであり、かつ温度を
20℃以下にして急冷させ遅延凝固を行ない、次いで常
法により湿延伸、抽出、乾燥などを施し、該溶剤をほと
んど除去したあと220℃を超える温度で総延伸倍率が
17倍以上になるように延伸することを特徴とする高強
度PVA系繊維の製造法。」 に関するものである。
本発明の要件は次の点にある。
(1)多価アルコール系溶剤を少なくとも20重量%含
む溶剤に溶解する。
(2)乾湿式または湿式紡糸にて凝固させる際に凝固浴
の50重量%以上がエタノールであり、かつ30℃以下
に急冷し遅延凝固を行なう。
(3)常法により湿延伸、抽出、乾燥などを施し、溶剤
をほとんど除去したあと高温で高倍率に乾熱延伸する。
即ち本発明はエタノールを含んだ凝固浴で遅延凝固を行
ないボイド、欠陥部の少ないPVA系繊維の均一透明ゲ
ル化を促進させ分子鎖のからみの少ない状懇で固定させ
るもので、延伸時白化らなくさらに横じまもほとんどな
く光沢があり、得られた繊維は高強度、高結節強度で耐
疲労性、耐衝撃性が向上し、ゴム資材、複合材、ローブ
など産業資材に適したものとなる。
以下本発明の内容をさらに詳細に説明する。
本発明にいうPVA系ポリマーとは30℃の水溶液で粘
度法に上り求めた平均重合度が3000以上のものであ
り、ケン化度が99.5モル%以上で分岐度の低い直鎖
状のものである。PVAの平均重合度が高いほど高強度
繊維が得やすく好ましくは6000以主、さらに好まし
くはtoaoo以上である。重合度が高いほど欠陥部に
なりやすい分子鎖末端が少な(、かつ結晶間を連結する
タイ分子が多(高強度繊維になりやすい。延伸糸のケン
化度が99.5モル%未満では分子鎖の乱れが大きすぎ
結晶化が進まず融点が低下して耐熱性が下るなどの問題
を生じやすい。またホウ酸、酸化防止剤、顔料、油剤な
どを添加しても何ら問題ないが添加量は性能低下を起こ
さない程度に抑えるのが好ましい。
PVA系ポリマーの溶剤としては多価アルコール系溶剤
を20重量%以上含む必要がある。多価アルコール系溶
剤としてはグリセリン、エチレングリコール、ジエチレ
ングリコール、トリエチレングリコール、トリメチレン
グリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、
3−メチルペンタン−1,3,5−トリオールなどが挙
げられる。これら急冷によるゲル化が起るような多価ア
ルコール系溶剤が20重量%未満では均一なゲル繊維が
得がたく高強度、高結節強度にならない。好ましくは5
0重量%以上、さらに好ましくは70重量%以上である
。他の溶剤を添加する場合、その溶剤として例えば水、
ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、ジメチ
ルホルムアミドなどが考えられる。
紡糸方式は乾湿式または湿式いずれでもよいが急冷によ
り狗−ゲル繊維を得るには乾湿式が望ましい。
凝固浴は50重量%以上がエタノールである必要がある
。エタノールが50重量%未満では凝固速度が早くなり
均一ゲル化が起らず、延伸時白化して横しまが現われ結
節強度、耐疲労性が低下する。
また遅延凝固を起して均一ゲル化を可能にするには凝固
浴中に10重量%以上の該溶剤を含有させるのが好まし
い。さらに凝固温度は30℃以下好ましくは20℃以下
である。30℃を超えると凝固速度が早くなり上記と同
様の現象が生じ好ましくない。
以上の条件で均一なゲル繊維が得られる。
遅延凝固を行なうとゲル繊維の溶剤残存量が多くなり、
このままの状態で湿延伸を行なうと断面がつぶれて変形
しやすくなり、結節強度は低く耐疲労性が悪くなる。し
たがって湿延伸の前までに溶剤の抽出を行ない溶剤残存
量を少なくするのが好ましい。乾燥工程前に2〜5倍の
湿延伸を行なう。湿延伸を行なうのは繊維間の謬看を少
なくし、微結晶をこわして非晶化するためである。
次いで水洗により溶剤を除去した後乾燥を行なうが、乾
燥は結晶化を抑え膠着を防ぐために130℃以下で行な
い該溶剤のほとんど全部を除去する。
その後220℃以上好ましくは230〜260℃で延伸
を行なう。延伸は何れの方式でもよく1段、2段以上、
乾熱、オイルバス、窒素ガス中ゾーン延伸のいずれでも
よい。延伸温度が220℃未満では配向結晶化が進まず
延伸倍率も低くなって高強度のものは得られない。また
260℃以上ではPVAの分解が激しくなりまた分子鎖
のフローが起って高強度とならない。延伸は総延伸倍率
17倍以上になるように行なう。17倍未満では分子鎖
の配向が不十分で低強度のものしか得られない。本発明
で得られる延伸糸は均一で断面が円形であり、マクロボ
イドもできず横しまがほとんどないため光沢があり結節
強度も高レベルである。因みに単繊維引張強度は18g
/d以上、単繊維結節強度は3.5g/d以上である。
(実施例) 以下実施例により本発明を具体的に説明するが、本1発
明は実施例のみに限定されるものではない。
なお以下に述べる実施例中における各種の物性値は以下
の方法で測定されたものである。
1)横じまの本数 顕微鏡観察により行ない、10点以上の平均値を採用し
た。
2)単繊維引張強度 JISLLOL3に準じ、予めn湿された繊維を試長2
0c+*で、0.25g/dの初荷重および50%/分
の引張速度にて破断強度を求め、10点以上の平均値を
採用した。デニールは重量法により測定した。
3)単繊維結節強度 単繊維引張強度とほぼ同様、試長10cmで、100%
/分の引張速度にて破断強度を求め、10点以上の平均
値を採用した。
4)ベルト屈曲疲労試験 HIDデニールのヤーンに27.8回/’l[1cmの
撚りをかけ、さらに2本合わせて27,8回/loc+
eの上撚りをかけてコードを作成する。次いでRFL(
レゾルシンホルマリンラテックス)のディップコードを
作り巾25mmのゴムベルトに該コード20本を2FJ
に並べて加硫する。引き続き25φプーリーに荷重42
kgで装着し、往復速度179回/分で10万回屈曲し
た後の強力を測定し、屈曲館のディップコード強力より
強度保持率(10回の平均値)を算出した。
実施例1および比較例1 平均重合度1700G、ケン化度99.6モル%のPV
Aを6重量%になるようにグリセリンに180℃にて溶
解した。なお溶解機は密閉系で系内は減圧後hガスを流
しPVAの着色分解を抑えた。次いで該溶液を190℃
にして孔径0.15mm、ホール数80のノズルより吐
出速度36cc/分で吐出させ、25mm下の凝固浴に
落下せしめて乾湿式紡糸を行なった。凝固浴組成はエタ
ノール/メタノール/グリセリン= 70/ 10/ 
20であり、温度は0℃とした。次いで40℃に保った
エタノール/メタノール= 87/ 13の浴中で溶剤
を抽出するとともに、3.5m/分のローラー速度で引
取り4倍の湿延伸を行なった。引続き水洗しgO℃の熱
風で3%の収縮を入れて乾燥した。最後に254℃の温
度で総延伸倍率19.0倍となるよう延伸を行なった。
得られた延伸糸は光沢があり横じまは100μ当り平均
5本と少なく、また単糸引張強度は21 、88/d、
単糸結節強度は5.8g/dと高強度繊推となった。さ
らにベルト屈曲疲労試験においては10万回屈曲後の強
度保持率は75%と高いものであった。
比較例【とじて実施例1で凝固浴組成をメタノール/グ
リセリン=8/2、凝固温度0℃とした場合を実施した
。凝固は急速におこり254℃の温度で総延伸倍率18
.5倍となるよう延伸したところ白化が生じ横じまは1
00μ当り46本と増大した。
単糸引張強度は21.2g/d、単糸結節強度は5.1
g/dであったが、ベルト屈曲疲労試験で10万回屈曲
後の強度保持率は58%と低いものになった。
実施例2 平均重合度7700.ケン化度99.8モル%のPVA
を10重量%になるようにエチレングリコールに140
℃にて溶解した。次いで該溶液を110℃にして組成を
エタノール/メタノール/エチレングリコール−60/
 to/ 30にし一5℃に保った凝固浴に落下せしめ
て乾湿式紡糸を行なった。その後の操作は実施例1と同
様にした。最後の乾熱処理は250℃で総延伸音率19
,5倍となるよう行なった。延伸糸は光沢があり横じま
は100μ当り平均2本と非常に少なく、また単糸引張
強度は20.2g/d、単糸結節強度は4.9g/dと
高強度のものとなった。さらにベルト屈曲疲労試験にお
いては10万回屈曲後の強度保持率は67%と高レベル
であった。
実施例3 平均重合度12flQO,ケン化度9g、7モル%のP
VAを8重量%になるようにエチレングリコール/水=
515重量比の溶剤に添加し、同時にホウ酸を0.5重
量%/PVA加えて100℃にて溶解した。
次いで該溶液を80℃にして組成をエタノール/メタノ
ール/エチレングリコール/水= 80/ 10/ 5
15にし20℃に保った凝固浴に吐出させ、湿式紡糸を
行なった。その後の操作は実施例1と同様にした。得ら
れた延伸糸は光沢かあり横じまは100μ当り3本と少
なく、単糸引張強度は19.8g/d、単糸結節強度は
4 、5g/dと高強度のらのであった。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)平均重合度3000以上からなるPVA系繊維に
    おいて繊維表面に繊維軸と直角方向に横じまがないかあ
    るいは100μ長さ当り平均10本以下であり、かつ単
    繊維引張強度18g/d以上、単繊維結節強度3.5g
    /d以上である高強度ポリビニルアルコール系繊維。
  2. (2)平均重合度3000以上のPVA系ポリマーを、
    多価アルコール系溶剤を少なくとも20重量%含む溶剤
    に溶解し、乾湿式または湿式紡糸にて凝固させる際に凝
    固浴の50重量%以上がエタノールであり、かつ温度を
    30℃以下にして急冷させ遅延凝固を行ない、次いで常
    法により湿延伸、抽出、乾燥などを施し、該溶剤をほと
    んど除去したあと220℃を超える温度で総延伸倍率が
    17倍以上になるように延伸することを特徴とする高強
    度ポリビニルアルコール系繊維の製造法。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61108712A (ja) * 1984-11-02 1986-05-27 Toray Ind Inc 高強度・高弾性率ポリビニルアルコ−ル系繊維の製造方法
JPS61202488U (ja) * 1985-06-11 1986-12-19
JPS62238812A (ja) * 1986-04-08 1987-10-19 Toray Ind Inc 高強度高弾性率ポリビニルアルコ−ル系繊維の製造法

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