JPH03206112A - ポリビニルアルコール系合成繊維の製造法 - Google Patents

ポリビニルアルコール系合成繊維の製造法

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JPH03206112A
JPH03206112A JP9284590A JP9284590A JPH03206112A JP H03206112 A JPH03206112 A JP H03206112A JP 9284590 A JP9284590 A JP 9284590A JP 9284590 A JP9284590 A JP 9284590A JP H03206112 A JPH03206112 A JP H03206112A
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surfactant
spinning
solution
pva
organic solvent
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JP9284590A
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English (en)
Inventor
Akio Omori
大森 昭夫
Shunpei Naramura
楢村 俊平
Tomoyuki Sano
佐野 友之
Hirofumi Sano
洋文 佐野
Akira Kubotsu
窪津 彰
Fumio Nakahara
文夫 中原
Kenji Nagamatsu
永松 健治
Hirotoshi Miyazaki
宮崎 弘年
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Kuraray Co Ltd
Original Assignee
Kuraray Co Ltd
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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】 〔産業上の利弔分野〕 本発明は,ポリビニルアルコール系ボ+J?(以下PV
Aと略記する)からなる卓越した性能を有する合或繊維
に関するものである。
〔従来の技術〕
PVA繊維は.汎用繊維の中では最も高強刀・高弾性で
あり,セメントや石コウなどの水硬性物質,またプラス
千ックやゴム等有機成型物の補強用として,あるいはロ
ーブなど広く産業資材に用いられている。
近年このような分野にpいて,汎用繊維でありながらア
ラミド繊維等のいわゆるスーパー繊維と同等の5Ii度
・弾性率を有する繊維が求められてぃるO PVAでもこれをi!威すべ〈檀々の試みが行なわれて
いる。例えば、本出願人は.ボウ酸またはホウ酸虐を含
有するPVA水溶液を脱水耗を有する55〜95℃とい
う高温のアルカリ性凝固浴中へ湿式紡糸することによっ
て、従来の湿式紡糸技術では得ることができなかつ高強
度・高弾性率を有する繊維が得られる技術を先に特許出
顧し提案した。筐た本発明者らはジメチルスルホキシド
(以下DMSOと略記する)と水の混合溶媒にPVAと
硼酸を添加溶解l一た紡糸原液を苛性ソーダとで硝の混
合水溶液中へ湿式紡糸することによっても高性能繊維が
得られることも,先に特許出願して提案した。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、か力・る方法では,高性能繊mが得られるが,
繊維製造の面からいえば延伸性が不安定な場酋b生じ.
工業的生産にはさらなる改善が望1れた。更に.これま
での技術で得られる繊維には容易に白化現象が認められ
た。繊維が白化するということは光の波長オーダーのマ
クロなボイドが存在することであり,このため,繊維の
密度が低く強度・弾性率のみならず,耐水性や耐疲労性
に1謝しても不利である。白化の機構については現在の
ところ明確でないが,PVA分子間の相互作用が強いた
め、延伸時の応力により内部構造の破壊が生じていると
推察される。
本発明は上記の如き課題を解決せんとするものである。
本発明者等は界面活性剤を紡糸原液に比較的多量に添加
することによって,たとえ繊維に白化が生じてもその延
伸を安定化させ,更には用いる界面活性剤を選択するこ
とにより、白化を抑止し、より高強力・高弾性で耐水性
・耐疲労性に優れたPVA系鐵雑が得られることを見い
出し、本発明に至ったものでろる。
一方,PVA水溶液に界面活性剤を微量に添加すること
は公知である。例えば、特公昭43−7429号公報に
はノ二オンあるいはアニオン界面活性剤のlfilたは
,同系.異系の2種以上を微量添加した紡糸原液を用い
ることにより,大型ノズルの使用を可能とならしめる技
術が記赦されているが,該界面活性剤の添加率は原液に
対して0.015〜0.15重量うであり,実画例から
PVAに対する添加率に換算して%1ぜいぜい05重量
聾にすぎず、不発明より、ケタ這いに添加率が低い。更
に,界面活性剤を添加する目的は大型ノズル使用時の紡
糸調子の安定化であり、本発明の目的とは全く異なり、
実際上の効果としても本発明の目的とする前記効果は得
られない。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は「重合度が1500以上のPVAを有機溶媒ま
たは有機溶媒と水の混合溶媒に溶解した溶液に,1種筐
たは2種以上の界面活性剤をポリマーに対して1〜20
重量嘩添加したものを紡糸W.液とし,これを.アルカ
リ性水系凝固浴へ湿式紡糸することを特徴とするPVA
繊維の製造法0」であ灼,1たrx合度が1500以上
のポリビニル7ルコール系ポリマーを有機溶媒または有
機溶媒と水の混合溶媒に溶解し,かつホウ酸またはホウ
酸塩を含有させた溶液に,1aまたは2種以上の界面活
性剤をポリマーに対して1〜20重童チ添加したものを
紡糸原液とし,これを温度が55〜95℃のアルカリ性
水系凝固袷へ湿式紡糸することを%徴とするボ1)ビニ
ルアルコール系合戚繊緒の製造法。」である。
用’.Aるk’VAuXf&度1500以上.好1しく
は3000以上,吏に好1しくは5000以上であるO
PVAs−度は重合度に応じて適宜調畳すればよい。一
般にPVAの重合度が高くなると延伸性が阻害される場
合が多いが.本発明の方法では全く問題はない。萱たア
ルカリ性の水系凝固浴を用いることによりPVAの禾ケ
ン化部分がケン化されるため,クン化度は特に制約を受
けないが、低すき゜るとケル化し難いので95モル%以
上が好117い。
かかるアルカリ性水系凝固浴へPVAの有機溶媒溶液ま
たは有機溶媒と水の混合溶媒の溶液を紡糸する際に,紡
糸原液にホウ111またはホウ酸塩を添加することは公
知であるが、本発明にひいてもこれらを用いることがで
き.1たPH調整のために酢酸,酒石酸、シュウ酸等有
磯喰の添加も無窮博しつかえない。寸2ウ酸μたはホウ
酸塩の添7JI]皺トL テit、P V A K Z
’J シテ+’l 5 〜5 M童% 7)”高強刀・
高弾性率禮aを侍る上で好1置い、添加する界面活性剤
としては,アニオン,カチオン,両性,ノニオンのいか
なるものを,単aあるいは、複酋して用いてもよい。た
だし複合することにより沈澱を生ずるような岨合せ(例
えばアニオンとカチオンの組合せ)は好ましくない。
界面活性剤の添加率はPvAに対して1〜20重重伜が
過当である。1重皇聳よりも少ない場合には,:f:の
効来が少な<b+%度に延伸することができず,力・つ
,延伸に伴なう白化も顕著となるので¥f1し〈ない。
逆に201童僑を越える添加嘉に1いては,凝向が不十
分となるため,単繊維間で膠着が生じ、捷た延伸による
分子配同が進まず,期待する程0物性は得られない。
界面活性剤を添加したPVA溶液,とりわけ,界面活′
a剤を添加することによって層分離が生じ粒子分形b又
丁るよつな糸にトいては、延伸性の向上及び白化の抑止
力か顕著であり,4!に好ゴしい。
かかる粒子杉戚舵を有する界面活性剤としてはノニオン
系の活性剤が特に有効で、1たPVAK対して3N菫%
以上疾加丁ることかより好1しい〇ノニオン系としては
,高級アルコールエチレンオキサイド付加*.アルキル
フェノールエf L/ 7オキサイド付加物,脂肪酸エ
チレンオキサイド付加物,多価アルコール脂肪酸エステ
ルエチレンオキサイド付加物,高級アルキルアミンエチ
レンオキサイド付加物等のポリエチレングリコール型と
,グリセロール,ペンタエリスリトール.ソルビトール
,グルコース,庶糖などの多価アルコールの脂肪酸エス
テル.多価アルコールのアルキルエーテル等の多価アル
コール型のいずれであってもよ(,}iLR値として6
以上が好ましい。
本発明の如(PVAの溶媒が有機溶媒系の場合にはDM
SoJPグリセリンに限定された溶解度を有する界面活
性剤が紡糸原液で微細な々一分散となシ易いOで好まし
い。そのような好適な界面活性剤は多価アルコール型で
るり,中でもms,’hと環状多価アルコールの脂肪酸
エステルが好ましい。
また原液中の粒子径が大なる場曾.繊維中に欠点を生じ
物性を低下せしめるため、これを小さくする必要がるる
。粒子&は.100μ以下.好まレ〈は50μ以下、更
に好1しくは20μ以下である。細粒化する手段として
は,ミキサー等により攪拌あるいは振動を与える機械的
方法と,了二オン,カチオン.又は,両性界面活性剤を
ノニオン界面活性剤に対して1〜50重量%の割合で併
用する化学的方法がある。
紡糸原液の温度は60〜140℃が好1しく,特に70
〜100℃が好1しい。
界面活性剤を添加した紡糸原液は,出来るだけ短時間の
内に紡糸することが肝要で.5時間以内,好1しくは1
時間以内,さらに好筐しくは30分以内に紡糸すること
が望ましい。そのために,PVAを浴解し,脱泡が完了
した後のPVA溶液にバッチまたはインラインで界面活
性剤を添加混合して、直ちに紡糸することが推奨される
PVAの溶媒として有機溶媒を用いて高性能繊維を製造
する場合、その紡糸原液を吐出させ凝固させる凝固浴と
しては,例えば特公昭43−16675号公報あるいは
特開昭6(1−126312号公報で示されるように,
メタノール.エタノール1たハコれらとPVAの溶媒と
の混合溶媒がしばしば用いられるが.いずれにしてもこ
れら凝固浴工程中で.吐出糸条中に含有させた界面活性
剤を全て抽出してしまっては、本発明の効果を達する繊
維が得られないこととなる。したがって,凝固浴は,界
面活性剤を積極的に抽出しない物質で構底することが好
lしく、本発明にかいては水系凝固浴が採用される。ま
たこの考え方は,凝固浴ばかりでなく,それ以降の延伸
を終えるまでの諸工程にあっても同様であり.積極的に
界面活性剤を抽出しない処理工程を採用することが好1
し〈。最終的に延伸前の紡糸原糸は0. 5 fi量多
以上の界面活性剤が含有されることが好ましい。
水系凝固浴は、通常の芒硝浴や,{ji安浴ではスキン
ーコアが生或し,g伸性を低下せしめるため、ゲル化能
のめるアルカリ性とすることが必要である。アルカ+7
成分としては,水酸化ナト1ノウムf水酸化カリウム、
その他の苛性アルカリが主として用いられる。これに芒
硝などの脱水能を有する塩類を併用することも無論可能
である。アルカリ単独浴の場合は2 5 0 f/l以
上,好ましくは300f/l以上の濃度で,塩類を併用
する場合はアルカリ5f/J以上、塩類は2 0 0 
f/l以上で,塩類の濃度は飽和に近い程好ましい。ま
た凝固浴の温度は特に限定されるものではないが、紡糸
原液にホウ酸又はホウ酸塩を用いる場合は55〜95℃
が好1しい。紡糸方式は、通常の湿式あるいは乾湿式(
紡糸原液を一旦空気等の気体中に吐出し,直ちに吐出糸
条を凝固浴中に導き凝固させる方法)のいずれの方式を
も採用することができる。
凝固後の処理としては,中和,温熱延伸、水洗乾燥,乾
熱延伸を常法に従って実施すればよいが全延伸倍率は1
8倍以上,好1し〈は20倍以上とすることが本発明の
目的の高強力・高弾性率なPVA@維を得る上で好まし
い。
本発明では紡糸原液に好通な界面活性剤を多量添加し、
それを維持した糸栄としているため高い倍率で延伸を行
うことができ,し力・も通常h高延伸するとNL維が白
化するのに対し,白化し雌い傾向にろる。白化ほボイド
の生成を意味し,内部構造の破象を意味する。界面活性
剤を添加した微分散状W.液から紡糸すると何故延伸倍
率が上がり.白化し龜〈なるかは不明であるが、微分散
状態の粒子によりPVA固化過程で無数のセクションに
分割され,無数のセクションが延伸によって無数の7イ
プリルとなる。7イブリル間ではすべりが生じて白化す
ることなく超延伸が可能となるものと考えられる。従っ
て本発明で得られた繊維は第1図の写真に示すように無
数のフイブリルの集合体よりなっている点に大きな特徴
がある。
〔発明の効果〕
かかる方法で得られる繊維は卓越した機械的性質を有し
,%に,粒子が存在する紡糸原液を用いた場合,得られ
るl#t維(1透明でホイドが少ないため耐水性や耐疲
労性にも優れている。したがってセ71 ント,プラス
チックやゴム等の補強用繊維として好萱し〈用いられる
。とりわけ、従来,PvA系繊維では不十分であった耐
疲労性が改讐されるため,タイヤコードとしても吋適で
める0加えてローブやケーブル等の一般産業資材用途と
じても有効である。
以下実施例を以て.本発明′Ii−説明する。
尚,紡糸原液中の粒子の存在の有無,及びH&雑の機械
的性質は,曳下の方法で測定し,た。
紡糸原液中の粒子の存在の有無レよび粒子径微分干渉顕
微鏡又は.位相差顕微鏡による観察を行ない.肉眼で判
定した0 繊維の強度,伸度pよひ弾性藁 温#20℃,相対湿度65%の雰囲気下でJIS−L−
1017に準拠し、試料長205+のマルチフィラメン
トヤーンを引張り速度1 05+/分でインストロン試
験機にて測定ovJM弾性率は、その件長〜荷重曲線よ
h求めた。
繊維の白化の有無 肉眼で判定した0 5j!21’[liflJl〜2,比較例1〜3重合度
330U, ケン化!99.5 %cDPVAと8酸を
,DMSOと水の混合溶媒(1k混合割合L)MSO/
水=7/3)K9 0℃で浴ML.pVA濃度11%.
硼酸2.2%/P’J).の紡糸原液を侍た0庶糖と炭
素数16の脂肪酸のエステルよりなる多価アルコール系
ノニオン界面活性剤を50℃でDMSOK溶解してxo
Sflj液を得た。90℃のPVA紡糸原液と界面活性
剤溶液を別々のキアボンブで計量し,配管途中の36エ
レメントのスタチツクミキサーで攪拌しながら直ちにノ
ズルを通して苛性ソーダf3f/lと芒硝250タ/l
よりなる80℃の凝固浴中に湿式紡糸し、4m/分の速
度で離浴せしめた。この際界面活性剤の添加量がO%/
PVA(比較例1)、0.5嘩/PVA (比較例2)
、4%/PVA(実MNI )、8%/PVA(実施例
2).25優/PVA(比較例3)となるよう界面活性
剤溶液を吐出するギアボンブの流量を変更した0なp比
較例lは界面活性剤を含まない従来の対照である。得ら
れた離浴糸を常法に従ってローラー延伸,中和、温熱延
伸、水洗,乾燥した。次いで236℃で乾熱i伸を施こ
した0試料を採取する延伸率は毛羽が出始める倍率の0
95掛けとした。これらの結果を第1表にホしたO この衣から明きらかな工うに,本発明の範囲に釦いての
み全延伸倍率が太き(なり,得られる繊維の機械的性質
が優れ,白化も生じず光沢に優れている。これら実施例
の繊維は耐水性、耐疲労性も良好であった。な釦実施例
1の繊#!を透過型干渉顕微鏡を使用し,589nmの
単色光を用いて干渉縞の観察をし.その写真を第1図に
示した。写真より単繊維内部にNR維軸に沿って細いス
リット状の干渉縞の乱れが観祭され.不繊維がミクロフ
イブリルの集合体より構或されていることがわかる。一
万比較例1の埴維について同椋な観察を行なった所繊維
軸方向の細いスリット状の干渉縞の乱れはほとんど観察
されず,繊維軸κ垂交方向にも無数の筋が認められ,フ
イブリルというよりポイドの発生にともなう構造破壊が
観察された0
【図面の簡単な説明】
第1図は,実施例lで得られた繊維の内部高次構造をみ
るための透過型干渉顕微境での干渉縞写真(倍率150
0倍)である。 第 1 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、重合度が1500以上のポリビニルアルコール系ポ
    リマーを有機溶媒または有機溶媒と水の混合溶媒に溶解
    した溶液に、1種または2種以上の界面活性剤をポリマ
    ーに対して1〜20重量%添加したものを紡糸原液とし
    、これを、アルカリ性水系凝固浴へ湿式紡糸することを
    特徴とするポリビニルアルコール系合成繊維の製造法。 2、重合度が1500以上のポリビニルアルコール系ポ
    リマーを有機溶媒または有機溶媒と水の混合溶媒に溶解
    し、かつホウ酸またはホウ酸塩を含有させた溶液に、1
    種または2種以上の界面活性剤をポリマーに対して1〜
    20重量%添加したものを紡糸原液とし、これを、温度
    が55〜95℃のアルカリ性水系凝固浴へ湿式紡糸する
    ことを特徴とするポリビニルアルコール系合成繊維の製
    造法。
JP9284590A 1989-04-27 1990-04-06 ポリビニルアルコール系合成繊維の製造法 Pending JPH03206112A (ja)

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