JPH03213510A - ポリビニルアルコール系繊維及びその製造法 - Google Patents
ポリビニルアルコール系繊維及びその製造法Info
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- JPH03213510A JPH03213510A JP319590A JP319590A JPH03213510A JP H03213510 A JPH03213510 A JP H03213510A JP 319590 A JP319590 A JP 319590A JP 319590 A JP319590 A JP 319590A JP H03213510 A JPH03213510 A JP H03213510A
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- Artificial Filaments (AREA)
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。
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)
本発明は高強度・高初期弾性率を有し、しかも耐熱水性
に優れたポリビニルアルコール(以下。
に優れたポリビニルアルコール(以下。
PVAと略記する。)系重合体からなる繊維、並びに、
引張り強度に優れた導電性ポリビニルアルコール系繊維
、及びそれらの製造法に関するものである。
引張り強度に優れた導電性ポリビニルアルコール系繊維
、及びそれらの製造法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度。
高初期弾性率を有し、ゴムホース、コンベアベルト、セ
メント強化用繊維、資材用縫糸9畳糸、漁網、陸上網1
重布、ロープ等の産業資材用繊維として広く用いられて
いる。
メント強化用繊維、資材用縫糸9畳糸、漁網、陸上網1
重布、ロープ等の産業資材用繊維として広く用いられて
いる。
しかしながら、PVA繊維は熱水に対する抵抗性が低い
ため、熱水に対する耐久性が要求される産業資材用途へ
の適用が阻まれる原因となっている。
ため、熱水に対する耐久性が要求される産業資材用途へ
の適用が阻まれる原因となっている。
特に、アスベストに発ガン性があることが明らかになっ
てからは、アスベストを補強繊維としていた。いわゆる
アスベストスレート板やケイ酸カルシウム板等の建築材
料にアスベスト代替としてPVA繊維を使用することが
検討されているが。
てからは、アスベストを補強繊維としていた。いわゆる
アスベストスレート板やケイ酸カルシウム板等の建築材
料にアスベスト代替としてPVA繊維を使用することが
検討されているが。
PVA繊維は熱水に対する抵抗性が低いため9次のよう
な問題があった。
な問題があった。
すなわち、PVA繊維はセメントとのなじみがよく、か
つ、高強度を有するものの、これらの建築材料はオート
クレーブ養生によって大量生産されるため、従来のPV
A繊維では下記の理由によりオートクレーブ養生によっ
て繊維が著しく劣化し、得られる建築材料の強度が低く
なり実用に供しえないものとなる。
つ、高強度を有するものの、これらの建築材料はオート
クレーブ養生によって大量生産されるため、従来のPV
A繊維では下記の理由によりオートクレーブ養生によっ
て繊維が著しく劣化し、得られる建築材料の強度が低く
なり実用に供しえないものとなる。
オートクレーブ養生は、セメント、ケイ石、フライアッ
シュ、石膏等の水硬性無機物質の成形体をオートクレー
ブ内にて高温・高圧の飽和水蒸気で加熱し、水硬性無機
物質を水熱反応によって硬化させる処理であり1通常、
養生温度は130〜160℃、養生時間は4〜24時間
の範囲である。したがって、従来のPVA繊維は耐熱水
性が劣るため。
シュ、石膏等の水硬性無機物質の成形体をオートクレー
ブ内にて高温・高圧の飽和水蒸気で加熱し、水硬性無機
物質を水熱反応によって硬化させる処理であり1通常、
養生温度は130〜160℃、養生時間は4〜24時間
の範囲である。したがって、従来のPVA繊維は耐熱水
性が劣るため。
上記のような条件でのオートクレーブ養生に耐えること
ができず、得られる建築材料の強度が低くなるものであ
る。
ができず、得られる建築材料の強度が低くなるものであ
る。
PVA繊維は、原料のPVAの重合度が高い程。
得られる繊維の耐熱水性が高くなることが知られている
。したがって1重合度の高いPVAを用いれば、耐熱水
性の優れたPVA繊維が得られることは自明であるが、
産業資材用途への広い適用が可能となるような、140
℃以上という高い耐熱水性を得るためには重合度100
00以上の超高重合度PVAを用いなければならなかっ
た。ところが、このような超高重合度PVAは商業的な
入手が困難なばかりか、溶媒への溶解性が悪いために紡
糸が困難であり、高強度の繊維が得られないという問題
があった。
。したがって1重合度の高いPVAを用いれば、耐熱水
性の優れたPVA繊維が得られることは自明であるが、
産業資材用途への広い適用が可能となるような、140
℃以上という高い耐熱水性を得るためには重合度100
00以上の超高重合度PVAを用いなければならなかっ
た。ところが、このような超高重合度PVAは商業的な
入手が困難なばかりか、溶媒への溶解性が悪いために紡
糸が困難であり、高強度の繊維が得られないという問題
があった。
このため、特開昭61−108713号公報には、トリ
フルオロ酢酸ビニルを原料として作製したシンジオタク
チック構造に富んだPVAのジメチルスルホキシド(以
下、DMS○と略記する。)溶液。
フルオロ酢酸ビニルを原料として作製したシンジオタク
チック構造に富んだPVAのジメチルスルホキシド(以
下、DMS○と略記する。)溶液。
あるいはグリセリン溶液を乾・湿式紡糸、あるいはゲル
紡糸することにより耐熱水性に優れたPVA繊維を得る
方法が開示されている。
紡糸することにより耐熱水性に優れたPVA繊維を得る
方法が開示されている。
しかしながら、この方法では確かにある程度耐熱水性と
強度、初期弾性率に優れたPVA繊維が得られるものの
、耐熱水性は高々120℃でしかなく、シかもトリフル
オロ酢酸ビニルを原料とするPVAは極めて高価である
ばかりか、商業的に入手することが困難であり、工業的
な規模では実施し難いという欠点がある。
強度、初期弾性率に優れたPVA繊維が得られるものの
、耐熱水性は高々120℃でしかなく、シかもトリフル
オロ酢酸ビニルを原料とするPVAは極めて高価である
ばかりか、商業的に入手することが困難であり、工業的
な規模では実施し難いという欠点がある。
一方、商業的に入手可能なPVAを用いて耐熱水性を改
良しようとする試みとして、特開昭63120107号
公報には、延伸糸条を一10〜7%のストレッチ率下で
アセタール化度が5モル%以上、15モル%以下になる
ようにアセタール化処理する方法が開示されている。
良しようとする試みとして、特開昭63120107号
公報には、延伸糸条を一10〜7%のストレッチ率下で
アセタール化度が5モル%以上、15モル%以下になる
ようにアセタール化処理する方法が開示されている。
しかしながら1本発明者らが詳細に追試した結果、この
方法とても、得られる繊維の耐熱水性は120℃程度に
すぎず、しかもアセタール化処理時に延伸糸条にホルマ
リンのようなアルデヒド類を導入して反応させるもので
あるため、目的のアセタール化度を得るためには長時間
の処理が必要であることが明らかとなり、前記の方法と
同様に工業的な規模では実施しがたいという欠点がある
。
方法とても、得られる繊維の耐熱水性は120℃程度に
すぎず、しかもアセタール化処理時に延伸糸条にホルマ
リンのようなアルデヒド類を導入して反応させるもので
あるため、目的のアセタール化度を得るためには長時間
の処理が必要であることが明らかとなり、前記の方法と
同様に工業的な規模では実施しがたいという欠点がある
。
また、特開平1−104815号公報には、ゲル状未延
一 伸繊維を7倍以上に熱延伸した後、ホウ酸水溶液で処理
し、引き続いて熱延伸することにより、耐熱水性の高い
PVA繊維を製造する方法が記載されている。しかしな
がら、この方法でも得られる繊維の耐熱水性は高々12
5℃でしかなく、セメント補強用としてオートクレーブ
養生に耐えるものではなかった。
一 伸繊維を7倍以上に熱延伸した後、ホウ酸水溶液で処理
し、引き続いて熱延伸することにより、耐熱水性の高い
PVA繊維を製造する方法が記載されている。しかしな
がら、この方法でも得られる繊維の耐熱水性は高々12
5℃でしかなく、セメント補強用としてオートクレーブ
養生に耐えるものではなかった。
さらに、特開平1−156517号公報には、3倍以上
に延伸した糸条に架橋性薬剤を付着させた後、3倍以上
に乾熱延伸して耐熱水性の高いPVA繊維を製造する方
法が記載されている。しかしながら。
に延伸した糸条に架橋性薬剤を付着させた後、3倍以上
に乾熱延伸して耐熱水性の高いPVA繊維を製造する方
法が記載されている。しかしながら。
この方法でも得られる繊維もセメント補強用としてオー
トクレーブ養生に耐える程の耐熱水性を有するものでは
なかった。しかも、この方法で用いられる架橋性薬剤と
しての有機系過酸化物は非常に高価なため、コストアッ
プになるだけでなく。
トクレーブ養生に耐える程の耐熱水性を有するものでは
なかった。しかも、この方法で用いられる架橋性薬剤と
しての有機系過酸化物は非常に高価なため、コストアッ
プになるだけでなく。
空気中の酸素は前記薬剤による架橋反応の停止剤として
作用するため、架橋効率が悪いという欠点があった。
作用するため、架橋効率が悪いという欠点があった。
一方、従来より、繊維製品の静電気障害を解消6
するには、導電性を有する繊維を少量混入する方法が有
効であることが知られている。一般に、このような導電
性を有する繊維としては、導電性のカーボンブラック粒
子を含有する重合体からなる導電性繊維が用いられてい
る。しかしながら、従来の導電性繊維は、熱可塑性の重
合体(例えばポリアミド、ポリエステル、フルオロカー
ボン等)と、これらの重合体に導電性カーボンブラック
粒子を混入した熱可塑性重合体から形成された複合繊維
であるため、その引張り強度は高々4g/dに過ぎなか
った。
効であることが知られている。一般に、このような導電
性を有する繊維としては、導電性のカーボンブラック粒
子を含有する重合体からなる導電性繊維が用いられてい
る。しかしながら、従来の導電性繊維は、熱可塑性の重
合体(例えばポリアミド、ポリエステル、フルオロカー
ボン等)と、これらの重合体に導電性カーボンブラック
粒子を混入した熱可塑性重合体から形成された複合繊維
であるため、その引張り強度は高々4g/dに過ぎなか
った。
また、高い引張り強度を有する導電性繊維としては炭素
繊維が知られており、その引張り強度は20g/d以上
にも達している。しかしながら、炭素繊維は製造工程が
複雑で、特殊な酸化、炭化工程等を要するために極めて
高価格であり、汎用導電性繊維としては用いられていな
いのが実情である。
繊維が知られており、その引張り強度は20g/d以上
にも達している。しかしながら、炭素繊維は製造工程が
複雑で、特殊な酸化、炭化工程等を要するために極めて
高価格であり、汎用導電性繊維としては用いられていな
いのが実情である。
PVA繊維は、前述したとおり汎用繊維の中では最も高
強度・高初期弾性率を有しているので。
強度・高初期弾性率を有しているので。
PVA繊維に導電性を賦与することができれば産業資材
用繊維として極めて有用であることは明かである。
用繊維として極めて有用であることは明かである。
しかしながら、導電性粒子を含有しないPVAからなる
導電性繊維は従来全く知られておらず。
導電性繊維は従来全く知られておらず。
その可能性を示唆する文献等も見られない。
(発明が解決しようとする課題)
上述したように、PVA繊維の本質的な欠点である耐熱
水性を改良し、しかも高強度・高初期弾性率を付与しよ
うとする試みが種々なされているが、いずれも耐熱水性
の向上が充分ではないという欠点があり、セメント補強
用としてオートクレーブ養生に耐える程度の極めて高い
耐熱水性を有するPVA繊維は知られていなかった。
水性を改良し、しかも高強度・高初期弾性率を付与しよ
うとする試みが種々なされているが、いずれも耐熱水性
の向上が充分ではないという欠点があり、セメント補強
用としてオートクレーブ養生に耐える程度の極めて高い
耐熱水性を有するPVA繊維は知られていなかった。
また、従来の汎用導電性繊維は、引張り強度が低いとい
う問題があり、引張り強度の高い炭素繊維は極めて高価
であり、産業資材用繊維として広く用いることは困難で
あるという問題があった。
う問題があり、引張り強度の高い炭素繊維は極めて高価
であり、産業資材用繊維として広く用いることは困難で
あるという問題があった。
したがって1本発明の第1の課題は、高強度・高初期弾
性率を有し、しかもセメント補強用としてオートクレー
ブ養生に耐える程度の耐熱水性を有するPVA系繊維を
提供することにある。
性率を有し、しかもセメント補強用としてオートクレー
ブ養生に耐える程度の耐熱水性を有するPVA系繊維を
提供することにある。
また9本発明の第2の課題は、高強度であり。
かつ、導電性を有するPVA系繊維を提供することにあ
る。
る。
さらに1本発明の第3の課題は、商業的に入手可能な重
合度のPVA繊維から、上記の耐熱水性PVA系繊維及
び導電性PVA系繊維を生産性よく製造する方法を提供
することにある。
合度のPVA繊維から、上記の耐熱水性PVA系繊維及
び導電性PVA系繊維を生産性よく製造する方法を提供
することにある。
(課題を解決するための手段)
本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意検討し
た結果、PVA繊維を脱水反応促進用の触媒の存在下に
熱処理することにより、繊維の非晶部に存在する水酸基
に脱水反応を生じさせ、非晶部の水酸基を実質的に減少
させることが耐熱水性の改良、並びに導電性の賦与に有
効であることを知見して本発明に到達した。
た結果、PVA繊維を脱水反応促進用の触媒の存在下に
熱処理することにより、繊維の非晶部に存在する水酸基
に脱水反応を生じさせ、非晶部の水酸基を実質的に減少
させることが耐熱水性の改良、並びに導電性の賦与に有
効であることを知見して本発明に到達した。
すなわち1本発明は次の構成を要旨とするものである。
(1)ポリビニルアルコール系重合体からなり、引張り
強度が10g/d以上、初期弾性率が200g/d以上
で− あり、かつ、耐熱水性が140℃以上であることを特徴
とする耐熱水性ポリビニルアルコール系繊維。
強度が10g/d以上、初期弾性率が200g/d以上
で− あり、かつ、耐熱水性が140℃以上であることを特徴
とする耐熱水性ポリビニルアルコール系繊維。
(2)ポリビニルアルコール系重合体からなり、引張り
強度が7g/d以上、電気抵抗値が1.0X108Ω/
cm以下であることを特徴とする導電性ポリビニルアル
コール系繊維。
強度が7g/d以上、電気抵抗値が1.0X108Ω/
cm以下であることを特徴とする導電性ポリビニルアル
コール系繊維。
(3)重合度1500以上、 7000以下のポリビニ
ルアルコールからなる繊維に脱水反応促進用の触媒を付
与した後、150℃以上の温度で熱処理することを特徴
とするポリビニルアルコール系繊維の製造法。
ルアルコールからなる繊維に脱水反応促進用の触媒を付
与した後、150℃以上の温度で熱処理することを特徴
とするポリビニルアルコール系繊維の製造法。
以下1本発明をさらに詳しく説明する。
高強度・高初期弾性率を有し、特に耐熱水性に優れた本
発明の耐熱水性PVA系繊維、並びに。
発明の耐熱水性PVA系繊維、並びに。
引張り強度に優れた導電性PVA系繊維のプリカーサ−
となるPVA繊維は、特に限定されるものではないが1
例えば本発明者らが先に提案した特願平1−12203
0に記載の乾・湿式(ゲル)紡糸方法に準じてその最適
条件下に製造することができる。
となるPVA繊維は、特に限定されるものではないが1
例えば本発明者らが先に提案した特願平1−12203
0に記載の乾・湿式(ゲル)紡糸方法に準じてその最適
条件下に製造することができる。
すなわち1重合度1500以上のPVAをDMSOを主
成分とする溶媒に溶解して調製した紡糸原液0 を乾・湿式紡糸し、得られた未延伸糸を延伸してPVA
繊維を製造するに際し、紡糸原液出口側に突出する形状
の吐出孔を有する紡糸口金を用いて乾・湿式紡糸するこ
とにより製造することができる。
成分とする溶媒に溶解して調製した紡糸原液0 を乾・湿式紡糸し、得られた未延伸糸を延伸してPVA
繊維を製造するに際し、紡糸原液出口側に突出する形状
の吐出孔を有する紡糸口金を用いて乾・湿式紡糸するこ
とにより製造することができる。
また、従来公知の紡糸方法1例えば、ホウ酸又はホウ酸
塩を含有したPVA水溶液を紡糸原液とし、水酸化アル
カリと硫酸ナトリウム等を凝固浴とする従来の紡糸方法
(湿式紡糸方法)によっても製造することが可能である
。
塩を含有したPVA水溶液を紡糸原液とし、水酸化アル
カリと硫酸ナトリウム等を凝固浴とする従来の紡糸方法
(湿式紡糸方法)によっても製造することが可能である
。
このように1本発明の耐熱水性PVA系繊維並びに導電
性PVA系繊維のプリカーサ−となるPVA繊維は種々
の方法によって製造することが可能であるが、用いるP
VAの重合度は1500以上である必要がある。重合度
が1500よりも小さいと。
性PVA系繊維のプリカーサ−となるPVA繊維は種々
の方法によって製造することが可能であるが、用いるP
VAの重合度は1500以上である必要がある。重合度
が1500よりも小さいと。
最終製品の引張り強度が目的とする値よりも小さくなる
ので不適当である。また1重合度の上限は。
ので不適当である。また1重合度の上限は。
ポリマーコストの点から7000以下である。
本発明においては、上記のPVA繊維に脱水反応促進用
の触媒を付与した後、熱延伸あるいは熱処理することに
より、非晶部の水酸基を減少させることが極めて重要で
ある。
の触媒を付与した後、熱延伸あるいは熱処理することに
より、非晶部の水酸基を減少させることが極めて重要で
ある。
すなわち、PVA繊維の湿熱による溶解は、繊維中の非
晶部の水酸基と水分子が結合することによって進行する
。したがって、耐熱水性を向上させるには、非晶部の分
率を減少させるか、非晶部の水酸基を減少させることが
必要である。しかしながら、いかに高重合度のポリマー
を用いて高配向させたとしても、非晶部の存在しない完
全結晶体は得られるものではなく、耐熱水性の改良にも
おのずと限界がある。
晶部の水酸基と水分子が結合することによって進行する
。したがって、耐熱水性を向上させるには、非晶部の分
率を減少させるか、非晶部の水酸基を減少させることが
必要である。しかしながら、いかに高重合度のポリマー
を用いて高配向させたとしても、非晶部の存在しない完
全結晶体は得られるものではなく、耐熱水性の改良にも
おのずと限界がある。
これに対して、非晶部の水酸基を減少させる方法は、高
重合度のポリマーを用いる必要もなく有利であり、さら
に、耐熱水性に劣る非晶部を選択的に改質するものなの
で効果的である。
重合度のポリマーを用いる必要もなく有利であり、さら
に、耐熱水性に劣る非晶部を選択的に改質するものなの
で効果的である。
触媒の存在下でPVA繊維を熱処理すると、下式に示す
ようなPVAの水酸基による分子内脱水反応1分子間脱
水反応、あるいはその両方の脱水反応が生じる。分子内
の水酸基が脱水反応して生成したPVA変性物は共役二
重結合からなるポリビニレン構造を有するものであり1
分子間の水酸基が脱水反応して生成したものは分子間架
橋構造を有するものとなる。
ようなPVAの水酸基による分子内脱水反応1分子間脱
水反応、あるいはその両方の脱水反応が生じる。分子内
の水酸基が脱水反応して生成したPVA変性物は共役二
重結合からなるポリビニレン構造を有するものであり1
分子間の水酸基が脱水反応して生成したものは分子間架
橋構造を有するものとなる。
1
H
また、一般に、共役二重結合を有する分子構造を持つ高
分子は、そのパイ電子が分子鎮中を自由に動きまわれる
ために導電性を示すことが知られている。上記のように
して熱処理して得られるPVA系繊維は1分子内の水酸
基が脱水して生成した共役二重結合を有するため、良好
な導電性を示すようになる 本発明で使用する脱水反応促進用の触媒としては9例え
ば、リン酸や塩酸等の無機酸、フタル酸クロライドやア
ジピン酸クロライド等の有機酸ハロゲン化物、p−トル
エンスルホン酸やテレフタル酸等の有機酸など種々の触
媒を用いることができ3 るが、特に塩酸やp−)ルエンスルホン酸が好適に用い
られる。
分子は、そのパイ電子が分子鎮中を自由に動きまわれる
ために導電性を示すことが知られている。上記のように
して熱処理して得られるPVA系繊維は1分子内の水酸
基が脱水して生成した共役二重結合を有するため、良好
な導電性を示すようになる 本発明で使用する脱水反応促進用の触媒としては9例え
ば、リン酸や塩酸等の無機酸、フタル酸クロライドやア
ジピン酸クロライド等の有機酸ハロゲン化物、p−トル
エンスルホン酸やテレフタル酸等の有機酸など種々の触
媒を用いることができ3 るが、特に塩酸やp−)ルエンスルホン酸が好適に用い
られる。
これらの酸の溶剤としては、水、アルコール。
ケトン類を用いることができるが、塩酸の場合にlt水
、p−トルエンスルホン酸の場合にはメタノールが好適
に用いられる。
、p−トルエンスルホン酸の場合にはメタノールが好適
に用いられる。
本発明は、上記のような水酸基による脱水反応を応用し
たものであるから、脱水反応を促進しないホウ酸、ホウ
砂、あるいは有機過酸化物等は触媒として使用できない
。
たものであるから、脱水反応を促進しないホウ酸、ホウ
砂、あるいは有機過酸化物等は触媒として使用できない
。
本発明で使用する触媒の酸濃度は、後工程における熱処
理条件と連動して設定されるが、耐熱水性PVA系繊維
を目的とする場合には0.01〜5規定が好ましく、よ
り好ましくは0.1〜3規定である。酸濃度が0.01
規定よりも薄いと、脱水反応又は架橋反応を十分に進行
させるために長時間の熱処理が必要となり好ましくない
。一方、5規定より高い場合には、引張り強度が低下す
る傾向にあり好ましくない。
理条件と連動して設定されるが、耐熱水性PVA系繊維
を目的とする場合には0.01〜5規定が好ましく、よ
り好ましくは0.1〜3規定である。酸濃度が0.01
規定よりも薄いと、脱水反応又は架橋反応を十分に進行
させるために長時間の熱処理が必要となり好ましくない
。一方、5規定より高い場合には、引張り強度が低下す
る傾向にあり好ましくない。
また、PVA系導電性繊維を目的とする場合に14
は3〜10規定が好ましく、より好ましくは5〜7規定
である。酸濃度が3規定よりも薄いと、脱水反応が十分
に進行せず、目的とする導電性が得難<、10規定より
高い場合には引張り強度の低下が著しく 7g/d以上
の引張り強度が得難い。
である。酸濃度が3規定よりも薄いと、脱水反応が十分
に進行せず、目的とする導電性が得難<、10規定より
高い場合には引張り強度の低下が著しく 7g/d以上
の引張り強度が得難い。
本発明においては、熱処理に先立ちPVA繊維に上記の
触媒を付与するのであるが、触媒を繊維に付与する方法
は特に限定されないものの、触媒の溶液中に浸漬させる
方法、いわゆるオイリングローラで付与する方法、触媒
溶液を噴霧する方法等を用いることができる。中でも繊
維を上記触媒の溶液中を走行させる方法は、触媒濃度、
繊維の形状及び走行速度等に応じて触媒溶液中での走行
時間を加減することにより触媒の付与量を調整できるの
で都合がよい。
触媒を付与するのであるが、触媒を繊維に付与する方法
は特に限定されないものの、触媒の溶液中に浸漬させる
方法、いわゆるオイリングローラで付与する方法、触媒
溶液を噴霧する方法等を用いることができる。中でも繊
維を上記触媒の溶液中を走行させる方法は、触媒濃度、
繊維の形状及び走行速度等に応じて触媒溶液中での走行
時間を加減することにより触媒の付与量を調整できるの
で都合がよい。
また、触媒を付与する時期としては、繊維がある程度の
耐熱水性を有するようになった後が好ましく、具体的に
は熱延伸後に付与するのがよい。
耐熱水性を有するようになった後が好ましく、具体的に
は熱延伸後に付与するのがよい。
本発明の第1の発明である高強度・高初期弾性率を有し
、しかも耐熱水性の優れたPVA系繊維。
、しかも耐熱水性の優れたPVA系繊維。
並びに、第2の発明である導電性PVA系繊維を得るた
めには、上記で触媒が付与されたPVA繊維を熱処理す
ることが必要である。
めには、上記で触媒が付与されたPVA繊維を熱処理す
ることが必要である。
熱処理の方法としては、触媒が付与された糸条(好まし
くは延伸糸条)を連続して熱風加熱炉等の熱処理機中を
走行させる方法や、−旦捲き取った後、熱処理機中でバ
ッチで処理する方法等が挙げられる。
くは延伸糸条)を連続して熱風加熱炉等の熱処理機中を
走行させる方法や、−旦捲き取った後、熱処理機中でバ
ッチで処理する方法等が挙げられる。
熱処理は150℃以上、繊維の融点以下の温度範囲、好
ましくは180〜260℃の温度範囲で糸条に張力をか
けた状態で、1〜60秒間、好ましくは3〜20秒間行
なう。熱処理温度が150℃よりも低く。
ましくは180〜260℃の温度範囲で糸条に張力をか
けた状態で、1〜60秒間、好ましくは3〜20秒間行
なう。熱処理温度が150℃よりも低く。
かつ処理時間が1秒間より短いと脱水反応あるいは架橋
反応が不充分となり、目的とする高耐熱水性、並びに導
電性が得られない。また、熱処理温度が260℃よりも
高く、かつ熱処理時間が60秒間よりも長い場合、及び
糸条に張力をかけずに熱処理する場合には糸条の強度低
下が著しくなるので好ましくない。熱処理時の糸条の張
力は特に限定されるものではないが、連続式で熱処理す
る場合。
反応が不充分となり、目的とする高耐熱水性、並びに導
電性が得られない。また、熱処理温度が260℃よりも
高く、かつ熱処理時間が60秒間よりも長い場合、及び
糸条に張力をかけずに熱処理する場合には糸条の強度低
下が著しくなるので好ましくない。熱処理時の糸条の張
力は特に限定されるものではないが、連続式で熱処理す
る場合。
熱処理機前後のローラ速度比をストレッチ率が0〜10
%となるように設定するのが好ましい。
%となるように設定するのが好ましい。
本発明によれば、商業的に入手可能な重合度が1500
以上、 7000以下のPVAを用いて、高強度・高初
期弾性率及び高耐熱水性を有するPVA系繊維、並びに
導電性PVA系繊維を容易に生産性よく製造することが
可能である。
以上、 7000以下のPVAを用いて、高強度・高初
期弾性率及び高耐熱水性を有するPVA系繊維、並びに
導電性PVA系繊維を容易に生産性よく製造することが
可能である。
また、このようにして得られる本発明の耐熱水性PVA
系繊維は、 10g/d以上の引張り強度と200g/
d以上の初期弾性率を有し、かつ、耐熱水性が140℃
以上という従来全く知られていない特性を有しており、
PVA繊維の代表的な用途である漁網やローブは勿論の
こと、オートクレーブ養生によって生産されるセメント
、コンクリート製建築材料の補強用としても適用可能で
ある。
系繊維は、 10g/d以上の引張り強度と200g/
d以上の初期弾性率を有し、かつ、耐熱水性が140℃
以上という従来全く知られていない特性を有しており、
PVA繊維の代表的な用途である漁網やローブは勿論の
こと、オートクレーブ養生によって生産されるセメント
、コンクリート製建築材料の補強用としても適用可能で
ある。
また9本発明の導電性PVA系繊維は、引張り強度が7
g/d以上、好ましくは8g/d以上、電気抵抗値が1
.0×108Ω/cm以下とい′う従来全く知られてい
ない特性を有しており、紙積やカーペット等の床カバー
や自動車のシート等の静電気障害の解消=17 用繊維として好適である。
g/d以上、好ましくは8g/d以上、電気抵抗値が1
.0×108Ω/cm以下とい′う従来全く知られてい
ない特性を有しており、紙積やカーペット等の床カバー
や自動車のシート等の静電気障害の解消=17 用繊維として好適である。
(作 用)
本発明において、140℃以上という高い耐熱水性を有
するPVA系繊維、並びに導電性PVA系繊維が得られ
るのは、塩酸やp−)ルエンスルホン酸のような触媒の
存在下でPVAを熱処理すると。
するPVA系繊維、並びに導電性PVA系繊維が得られ
るのは、塩酸やp−)ルエンスルホン酸のような触媒の
存在下でPVAを熱処理すると。
PVAの水酸基が分子内あるいは分子間で脱水反応を生
じ、共役二重結合からなるポリビニレン構造あるいは分
子間架橋構造を有するものとなるためと認められる。
じ、共役二重結合からなるポリビニレン構造あるいは分
子間架橋構造を有するものとなるためと認められる。
また1本発明においては、触媒を外部から付与するので
、ポリビニレン構造や分子間架橋構造が繊維の外部から
内部に向かって成長し、このため耐熱水性や導電性の特
に要求される繊維表面が強い耐熱水性や導電性を有する
ようになり好適である。
、ポリビニレン構造や分子間架橋構造が繊維の外部から
内部に向かって成長し、このため耐熱水性や導電性の特
に要求される繊維表面が強い耐熱水性や導電性を有する
ようになり好適である。
なお9本発明における引張り強度と初期弾性率はJIS
−L−1013に準じて、つかみ間隔25cm、引張り
速度30cm/分で測定するものであり、また、耐熱水
性の測定は以下の方法により行なうものである。
−L−1013に準じて、つかみ間隔25cm、引張り
速度30cm/分で測定するものであり、また、耐熱水
性の測定は以下の方法により行なうものである。
8
装置:パーキンエルマー社製DSC−2C型示差走査熱
量計 昇温速度:10℃/分 試料セル:高耐圧(50気圧)セル 試料調製法:長さ約5mmに切断した繊維ザンプル5m
gを水10mgと共に試料セル中に封入する。
量計 昇温速度:10℃/分 試料セル:高耐圧(50気圧)セル 試料調製法:長さ約5mmに切断した繊維ザンプル5m
gを水10mgと共に試料セル中に封入する。
耐熱水性:上記の方法で得られる融解曲線のピーク温度
をもって耐熱水性と定義する。
をもって耐熱水性と定義する。
また、電気抵抗値は、長さ1000mの試料からランダ
ムに10cm長の糸条を30回サンプリングし、各々に
ついてlkvの直流電圧を印加したときに測定される抵
抗値のうち、最も高い値を示したものである。
ムに10cm長の糸条を30回サンプリングし、各々に
ついてlkvの直流電圧を印加したときに測定される抵
抗値のうち、最も高い値を示したものである。
(実施例)
次に1本発明を実施例により具体的に説明する。
実施例1
重合度5100のPVA (ケン化度99.9モル%)
の12重量%DMSO溶液を調製し、この紡糸原液を。
の12重量%DMSO溶液を調製し、この紡糸原液を。
内径0.7mmのステンレス製円筒状細管210本を紡
糸原液出口側に3mm突出するように埋め込んだ紡糸口
金を用いて、吐出線速度4m/分、紡糸ドラフト4.0
でメタノール凝固浴中に10mmのエアギャップを通し
て乾・湿式紡糸し、メタノールでDMSOを抽出した後
、乾燥して未延伸糸を得た。
糸原液出口側に3mm突出するように埋め込んだ紡糸口
金を用いて、吐出線速度4m/分、紡糸ドラフト4.0
でメタノール凝固浴中に10mmのエアギャップを通し
て乾・湿式紡糸し、メタノールでDMSOを抽出した後
、乾燥して未延伸糸を得た。
次いで、この未延伸糸を1人ロ温度180℃、出口温度
255℃に設定された熱風浴で延伸し、この延伸糸を連
続して1規定塩酸中を約5秒量定行させ、触媒となる塩
酸を付与した。さらにこの糸条を、内部温度が210℃
に設定された熱処理機中を定長(ストレッチ率0%)で
5秒間走行させることにより熱処理し、 1490d/
21Ofの繊維を得た。
255℃に設定された熱風浴で延伸し、この延伸糸を連
続して1規定塩酸中を約5秒量定行させ、触媒となる塩
酸を付与した。さらにこの糸条を、内部温度が210℃
に設定された熱処理機中を定長(ストレッチ率0%)で
5秒間走行させることにより熱処理し、 1490d/
21Ofの繊維を得た。
製造条件及び得られた耐熱水性繊維の物性を第1表に示
すが、この繊維の耐熱水性は153℃であり、極めて優
れた耐熱水性を有していた。
すが、この繊維の耐熱水性は153℃であり、極めて優
れた耐熱水性を有していた。
実施例2,3.比較例1
第1表に示すように1重合度1700.7000及び1
300のPVAのDMSO溶液を調製し、この紡糸原液
を用いて、実施例1と同様の乾・湿式紡糸及び延伸を行
い、延伸糸を得た。なお、実施例2.3゜比較例1では
、それぞれステンレス製円筒状細管の内径を0.6mm
、 0.8mm、0.5mmとした紡糸口金を用いた。
300のPVAのDMSO溶液を調製し、この紡糸原液
を用いて、実施例1と同様の乾・湿式紡糸及び延伸を行
い、延伸糸を得た。なお、実施例2.3゜比較例1では
、それぞれステンレス製円筒状細管の内径を0.6mm
、 0.8mm、0.5mmとした紡糸口金を用いた。
得られた延伸糸に、実施例1と同様の塩酸付与。
熱処理を行なった。得られた耐熱水性繊維の性能を第1
表に示す。
表に示す。
比較例2
塩酸を付与しない以外は実施例1と同様にして1510
d/21Ofの繊維を製造した。
d/21Ofの繊維を製造した。
得られた繊維の耐熱水性は115℃と低いものであった
。
。
実施例4
重合度5100のPVAを用い、これに対して2,1重
量%のホウ酸を添加し、pHを4.2に調製した水溶液
を紡糸原液とし、孔数500の紡糸口金から紡糸ドラフ
ト0.25で硫酸ナトリウム350g/ 1 、苛性ソ
ーダ40g/lを含有する凝固浴中に湿式紡糸を行なっ
た後、硫酸ナトリウム250g/β、硫酸308/lの
中和塔で中和しながら4.5倍の第1段延伸(紡糸延伸
)を行い、さらに水洗した後、乾燥した。
量%のホウ酸を添加し、pHを4.2に調製した水溶液
を紡糸原液とし、孔数500の紡糸口金から紡糸ドラフ
ト0.25で硫酸ナトリウム350g/ 1 、苛性ソ
ーダ40g/lを含有する凝固浴中に湿式紡糸を行なっ
た後、硫酸ナトリウム250g/β、硫酸308/lの
中和塔で中和しながら4.5倍の第1段延伸(紡糸延伸
)を行い、さらに水洗した後、乾燥した。
1
得られた乾燥繊維を、乾熱245℃で4倍延伸し。
引続き1規定塩酸中を約5秒量定行させて塩酸を付与し
た後、実施例1と同様に熱処理し、 1510d150
0fの繊維を得た。
た後、実施例1と同様に熱処理し、 1510d150
0fの繊維を得た。
得られた耐熱水性繊維の物性を第1表に示す。
実施例5
実施例1で得られた未延伸糸を、入口温度180t。
出口温度255℃に設定された熱風浴で延伸し、この延
伸糸を連続して0.5規定p−)ルエンスルホン酸(P
−TSA)のメタノール溶液中を約5秒量定行させた後
、この糸条を内部温度が210℃に設定された熱処理機
中で約5秒量定行させて熱処理した。
伸糸を連続して0.5規定p−)ルエンスルホン酸(P
−TSA)のメタノール溶液中を約5秒量定行させた後
、この糸条を内部温度が210℃に設定された熱処理機
中で約5秒量定行させて熱処理した。
得られた耐熱水性繊維の物性を第1表に示す。
=22
28一
実施例6
実施例1で得た未延伸糸を、入口温度180℃、出口温
度255℃に設定された熱風浴で延伸し、この延伸糸を
連続して5規定P−TSAメタノール溶液中を約10秒
量定行させ、脱水反応触媒となるP−TSAを付与した
。
度255℃に設定された熱風浴で延伸し、この延伸糸を
連続して5規定P−TSAメタノール溶液中を約10秒
量定行させ、脱水反応触媒となるP−TSAを付与した
。
さらにこの糸条を、内部温度が250℃に設定された熱
処理機中をストレッチ率1%で5秒量定行させて熱処理
し、 1530d/21Ofの導電性繊維を得た。
処理機中をストレッチ率1%で5秒量定行させて熱処理
し、 1530d/21Ofの導電性繊維を得た。
得られた繊維の物性を第2表に示すが、この糸条の電気
抵抗値は8. OX 10’Ω/cmであり、極めて優
れた導電性を有していた。
抵抗値は8. OX 10’Ω/cmであり、極めて優
れた導電性を有していた。
実施例7,8.比較例3
実施例2,3.比較例1で得られた延伸糸に。
実施例6と同様のP−TSA付与及び熱処理を行なった
。
。
得られた導電性繊維の性能を第2表に示す。
比較例4
P−TSA酸溶液の濃度を11規定にした以外は実施例
6と同様な操作を施したところ、得られた繊維24− は電気抵抗値は3.0X107Ω/cmと導電性を有す
るものであったが、引張り強度は6.1g/dにすぎな
かった。
6と同様な操作を施したところ、得られた繊維24− は電気抵抗値は3.0X107Ω/cmと導電性を有す
るものであったが、引張り強度は6.1g/dにすぎな
かった。
比較例5
熱処理温度を140℃とした以外は実施例6と同様な操
作を施したところ、得られた繊維の電気抵抗値は5.Q
xlQIOΩ/cmであり、導電性が劣るものであった
。
作を施したところ、得られた繊維の電気抵抗値は5.Q
xlQIOΩ/cmであり、導電性が劣るものであった
。
実施例9
実施例4で得られた乾燥繊維を、乾熱245℃で4倍延
伸し、引続き5規定P−TSAメタノール溶液中を約1
秒量定行させ、触媒となるP−TSAを付与した。さら
にこの糸条を実施例6と同様に熱処理し、 1510d
1500fの導電性繊維を得た。
伸し、引続き5規定P−TSAメタノール溶液中を約1
秒量定行させ、触媒となるP−TSAを付与した。さら
にこの糸条を実施例6と同様に熱処理し、 1510d
1500fの導電性繊維を得た。
得られた繊維の物性を第2表に示す。
実施例10
実施例6で得られた未延伸糸を、入口温度180t。
出口温度255℃に設定された熱風浴で延伸し、この延
伸糸を連続して5規定塩酸中を約1秒量定行させた後、
内部温度250℃に設定された熱処理機5− 中を約3秒量定行させて熱処理した。
伸糸を連続して5規定塩酸中を約1秒量定行させた後、
内部温度250℃に設定された熱処理機5− 中を約3秒量定行させて熱処理した。
得られた導電性繊維の物性を第2表に示す。
26−
(発明の効果)
本発明の耐熱水性PVA系繊維は、引張り強度や初期弾
性率が優れているばかりでなく、140℃以上という従
来にない極めて高い耐熱水性を有しているので、PVA
繊維の代表的な用途である漁網やロープは勿論のこと、
従来は適用が困難であったオートクレーブ養生によって
大量生産されるスレート板やケイ酸カルシウム板等の建
築材料の補強用繊維としても使用することが可能となり
、使用範囲が著しく拡大される。さらには本発明の耐熱
水性PVA系繊維は、タイヤ、タイミングベルト、■ベ
ルト等のゴム補強材料、あるいはプラスチックの補強材
料にも使用可能であり、その有用性は極めて大きいもの
である。
性率が優れているばかりでなく、140℃以上という従
来にない極めて高い耐熱水性を有しているので、PVA
繊維の代表的な用途である漁網やロープは勿論のこと、
従来は適用が困難であったオートクレーブ養生によって
大量生産されるスレート板やケイ酸カルシウム板等の建
築材料の補強用繊維としても使用することが可能となり
、使用範囲が著しく拡大される。さらには本発明の耐熱
水性PVA系繊維は、タイヤ、タイミングベルト、■ベ
ルト等のゴム補強材料、あるいはプラスチックの補強材
料にも使用可能であり、その有用性は極めて大きいもの
である。
また1本発明の導電性PVA系繊維は、導電性が優れて
いるばかりでなく、7g/d以上という従来の汎用導電
性繊維にはない極めて高い引張り強度を有しているので
、紙積やカーペット等の床カバベツドカバー、カーテン
、外衣製品、特にクリーンルーム内の作業服あるいは自
動車のシート8 や椅子等の外張り布帛等に混入することにより静電気障
害を解消することができる。
いるばかりでなく、7g/d以上という従来の汎用導電
性繊維にはない極めて高い引張り強度を有しているので
、紙積やカーペット等の床カバベツドカバー、カーテン
、外衣製品、特にクリーンルーム内の作業服あるいは自
動車のシート8 や椅子等の外張り布帛等に混入することにより静電気障
害を解消することができる。
さらに1本発明の製造法によれば、商業的に入手可能な
重合度を有するPVAから、引張強度。
重合度を有するPVAから、引張強度。
初期弾性率及び耐熱水性に優れたPVA系繊維並びに導
電性PVA系繊維を容易に生産性よく製造することが可
能である。
電性PVA系繊維を容易に生産性よく製造することが可
能である。
Claims (3)
- (1)ポリビニルアルコール系重合体からなり、引張り
強度が10g/d以上、初期弾性率が200g/d以上
であり、かつ、耐熱水性が140℃以上であることを特
徴とする耐熱水性ポリビニルアルコール系繊維。 - (2)ポリビニルアルコール系重合体からなり、引張り
強度が7g/d以上、電気抵抗値が1.0×10^8Ω
/cm以下であることを特徴とする導電性ポリビニルア
ルコール系繊維。 - (3)重合度1500以上、7000以下のポリビニル
アルコールからなる繊維に脱水反応促進用の触媒を付与
した後、150℃以上の温度で熱処理することを特徴と
するポリビニルアルコール系繊維の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP319590A JPH03213510A (ja) | 1990-01-09 | 1990-01-09 | ポリビニルアルコール系繊維及びその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP319590A JPH03213510A (ja) | 1990-01-09 | 1990-01-09 | ポリビニルアルコール系繊維及びその製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03213510A true JPH03213510A (ja) | 1991-09-18 |
Family
ID=11550632
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP319590A Pending JPH03213510A (ja) | 1990-01-09 | 1990-01-09 | ポリビニルアルコール系繊維及びその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03213510A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5380588A (en) * | 1991-06-24 | 1995-01-10 | Kuraray Company Limited | Polyvinyl alcohol-based synthetic fiber |
-
1990
- 1990-01-09 JP JP319590A patent/JPH03213510A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5380588A (en) * | 1991-06-24 | 1995-01-10 | Kuraray Company Limited | Polyvinyl alcohol-based synthetic fiber |
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