JPH03807A

JPH03807A - ポリビニルアルコールモノフイラメント及びその製造法

Info

Publication number: JPH03807A
Application number: JP1130799A
Authority: JP
Inventors: Masatsugu Mochizuki; 政嗣望月; Kazutaka Koda; 甲田　和孝; Shiro Murakami; 志朗村上; Naohiko Nagata; 永田　直彦; Mitsuo Kawaguchi; 光男川口
Original assignee: BIOMATERIAL UNIVERSE KK; Unitika Ltd
Current assignee: BIOMATERIAL UNIVERSE KK; Unitika Ltd
Priority date: 1989-05-24
Filing date: 1989-05-24
Publication date: 1991-01-07
Anticipated expiration: 2013-02-10
Also published as: JP2710408B2; US5091254A; EP0399528A3; EP0399528A2

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）本発明はポリビニルアルコール（以下、ＰＶＡと略記す
る。）モノフィラメントヤーン及びその製造法に関し、
さらに詳しくは１００デニール以上の繊度を有する高強
度・高初期弾性率ＰＶＡモノフィラメントヤーン及びそ
のものを生産性よく製造する方法に関するものである。

（従来の技術）最近、超高分子量ポリマー溶液をいわゆるゲル紡糸し、
得られた未延伸糸を高倍率に延伸することにより、高強
度・高初期弾性率繊維を得る方法が開発され、注目を浴
びている。

ゲル紡糸技術を適用したポリエチレン繊維は。

アラミド繊維を超える強度、初期弾性率を有しており、
すでに実用段階に入ろうとしている。しかしながら、ポ
リエチレン繊維は融点が低いため耐熱性が劣るという欠
点を有しており、産業資材用途への拡大が阻まれる原因
となっている。

ＰＶＡＩ維は汎用繊維中１強度、初期弾性率の点で優れ
ており、耐熱性にふいても２３０〜２４０℃以上の融点
を有しているので産業資材用途において極めて有用であ
る。

従来、ＰＶＡ繊維の強度と初期弾性率を改善する方法に
関して、多くの提案がなされている。例えば、特開昭５
９−１３０３１４号公報には１分子量５０万以上の超高
重合度ＰＶＡのグリセリン溶液をゲル紡糸し、得られた
未延伸糸を２０倍程度延伸する方法が開示されている。

しかしながらこの方法では。

超高重合度ＰＶＡの商業的な入手が困難であるばかりか
、このような超高重合度ＰＶＡは、溶媒に溶解した場合
の溶液粘度が高くなりすぎるので紡糸性が悪く、紡糸性
をよくするためにはポリマー濃度を低くする必要がある
ので、生産性が低いという欠点がある。

また、特開昭６０−１２６３１２号公報や特開昭６１−
１０８７１１号公報、特開昭６１−２１５７１１号公報
には１重合度１５００以上のＰＶＡをジメチルスルホキ
シド（以下、ＤＭＳＯと略記する。）、あるいはグリセ
リンに溶解した紡糸原液を、下式で定義される紡糸ドラ
フトが０．０５〜１．０となるように乾・湿式紡糸、あ
るいはゲル紡糸し、得られた未延伸糸を２０倍以上延伸
する方法が開示されている。

紡糸ドラフト＝Ｖ、／Ｖ。

（ただしＩＶＯはノズルから吐出されるときの吐出糸条
の線速度Ｉ　Ｖｌは紡糸引取り速度である。）しかしな
がら、これらの方法では、吐出線速度を上げて紡糸ドラ
フトを１以下とするために紡糸孔の孔径を０．０８ｍｍ
というような極めて細いものとしなければならず、紡糸
口金の製作が難しいばかりか、単糸繊度が１０デニール
以下の細デニールの繊維しか得られない。事実、上記公
報（特開昭６１−２１５７１１号公報）に記述されてい
るように、高強度・高初期弾性率ＰＶＡ繊維とするため
には単糸繊度を５ｄ以下にとどめることが必須と考えら
れており、商業的に入手可能な重合度を有するＰＶＡか
ら製造された。単糸繊度が１０デニール以上の高強度・
高初期弾性率ＰＶＡ繊維は従来全く知られていない。

また１本発明者等は、先に引張り強度が１３ｇ／ｄ以上
、初期弾性率が３００ｇ／ｄ以上であり、かつ、単糸繊
度が１０デニール以上、１００デニール未満であるＰＶ
Ａ繊維の製造法に関する提案を行なったが、この方法で
も単糸繊度が大きくなると１強度、初期弾性率の低下は
避けられず、単糸襟度が１００デニール以上になると９
強度が９ｇ／ｄ程度のものしか得られなかった。

（発明が解決しようとする課題）上述したように、高強度・高初期弾性率を有するＰＶＡ
ｍ維の製造法は種々提案されているが。

いずれの方法においても、繊度が１００デニール以上の
モノフィラメントヤーンで高強度・高初期弾性率が達成
された例はなく、単糸繊度が大きくなるに従い２強度、
初期弾性率は低下するというのが通念であった。

本発明の第１の課題は、繊度が１００デニール以上の太
繊度でありながら、高強度・高初期弾性率を有するＰＶ
Ａモノフィラメントヤーンを提供することであり、また
１本発明の第２の課題は、上記のＰＶＡモノフィラメン
トヤーンを生産性よく製造する方法を提供することであ
る。

（課題を解決するための手段）本発明者等は、商業的に人手可能な重合度を有するＰＶ
Ａを用いて上記課題を解決するために鋭意検討した結果
、紡糸孔から吐出された直後の複数の糸状体を、乾・湿
式紡糸における不活性雰囲気層中で密着、一体化させて
一本の糸状体とした後に固化させてモノフィラメントを
形成させると。

単糸繊度が大きくなっても強度や初期弾性率が低下しな
いことを見出して本発明に到達した。

すなわち９本発明は９次の構成を要旨とするものである
。

（１）重合度１５００以上、　７０００以下のＰＶＡか
らなり。

引張り強度がＬｏｇ／ｄ以上、初期弾性率が２００ｇ／
　６以上であり、かつ、繊度が１００デニール以上であ
ることを特徴とするＰＶＡモノフィラメントヤーン。

（２）重合度１５００以上、　７０００以下のＰＶＡを
溶媒に溶解して調製した紡糸原液を乾・湿式紡糸し、得
られた未延伸糸を延伸してＰＶＡモノフィラメントヤー
ンを製造するに際し、複数の紡糸孔を有する紡糸口金を
用い、紡糸口金から吐出させた直後の複数の糸状体を不
活性雰囲気層において密着。

体化させて実質的に一本の糸状体とした後、凝固浴又は
冷却浴に導入することを特徴とするＰＶＡモノフィラメ
ントヤーンの製造法。

以下６本発明をさらに詳しく説明する。

本発明の製造法で用いるＰＶＡの重合度は１５００以上
が必要であり、好ましくは３０００以上、さらに好まし
くは４５００以上であるが、上限としてはポリマーコス
トの面から、　７０００以下が好ましい。重合度が１５
００よりも小さいと、得られる繊維の強度が１０ｇ／ｄ
より小さくなり２本発明の目的を達成できない。またＰ
ＶＡのケン化度は９９％以上のものが好ましい。

このようなＰＶＡを溶媒に溶解して紡糸原液を調製する
のであるが、溶媒としてはグリセリン。

エチレングリコール、プロピレングリコール等の飽和脂
肪族多価アルコール、またはＤＭＳＯ，ジメチルホルム
アミド、ジメチルイミダゾリジノン。

水等及びこれらの混合物から選択すればよく、その内で
も特にＤＭＳＯ，水又はこれらの混合物が好適に用いら
れる。本発明においては、この溶媒にＰＶＡの耐熱剤、
顔料、架橋剤等を適宜混入して用いてもよい。

紡糸原液のＰＶＡの濃度は、２〜３５重量％の範囲に調
整するのが好ましい。濃度が２重量％未滴になると曳糸
件が低下し、一方、３５重量％を超えると、未延伸糸の
延伸性が低下、する傾向を示すので好ましくない。

本発明においては、上記の溶媒にＰＶＡを溶解して調製
した紡糸原液を乾・湿式紡糸して未延伸糸を形成させる
のであるが、その際、第１，２図で示したように、複数
の紡糸孔１を有する紡糸口金を使用し、紡糸口金の複数
の紡糸孔から吐出した直後の複数の糸状体を不活性雰囲
気層において密着、一体化させて、実質的に単一の糸状
体とすることが本発明の目的を達成する上で極めて重要
である。

すなわち１本発明において、１本の延伸モノフィラメン
トヤーンに着目した場合、従来のように単数の紡糸孔か
ら吐出された単数の糸状体からなるものではなく、複数
の紡糸孔から吐出された複数の糸状体からなるものであ
り、この複数の糸状体を乾・湿式紡糸における不活性雰
囲気層中で密着、一体化させて実質的に単数の糸状体と
するのである。

本発明においては、延伸後のモノフィラメントヤーンの
繊度（デニール：Ｄ）と、そのモノフィラメントが由来
する紡糸孔の孔数（ｎ）や孔径（ｄａ）等の間の関係は
特に限定されるものではなく、基本的には目的とするモ
ノフィラメントヤーンの繊度に応じて紡糸孔の孔数（ｎ
）を増減すればよいが、孔径（ｄａ）は０．０５〜３．
０ｍｍのものを使用するのが好ましく、また、Ｄ及びｎ
に関しては、Ｄ／ｎが１を超え、５０以下、特に５以上
、２０以下となるように設定するのが好ましい。

上記のように９本発明においては、紡糸孔から吐出され
た直後の複数の糸状体を、不活性雰囲気層中で密着、一
体化させることが重要なので、密着性を向上させるため
に必要ならば不活性雰囲気層中を長くしたり、雰囲気温
度を紡糸原液と同じ温度に保温してもよい。

不活性雰囲気層で密着、一体化させて１本になった糸状
体は、直ちに凝固浴あるいは冷却浴に導入されて固化糸
条となり、引続き抽出液による抽出工程を経て未延伸糸
が形成される。

凝固浴及び抽出液としては、メタノール、エタノール等
のアルコールや、アセトン等のケトンを用いることがで
きるが、とりわけメタノールが好適に用いられる。

また、デカリンや、パラフィン油のようなＰＶＡに対し
て凝固力を持たず、ＰＶＡの溶媒と相溶性のない溶媒か
らなる冷却浴に導入し、固化糸条とした後に前記の抽出
液による抽出工程に導いてもよい。

本発明においては、上記で得られた未延伸系を一旦捲取
るか又は連続して延伸工程に供給し、延伸する。

なお５本発明においては、乾・湿式紡糸工程と延伸工程
との開に、乾燥、油剤処理等必要ならばその他の工程を
適宜導入してもよい。

延伸方法としては１種々の方法を適用することができる
が１例えば、ヒートプレート等の加熱体に未延伸糸を接
触させながら延伸する方法、熱媒中で延伸する方法、誘
電加熱方式で延伸する方法が挙げられる。これらの方法
では、１段又は２段以上の多段で延伸することができる
が、２段以上の多段で延伸するのが好ましい。また、多
段延伸する場合は、第ｍ段延伸と、第（ｍ＋１）段延伸
（ｍは１以上の整数）との間で水分付与、油剤付与等を
行なってもよい。

本発明の目的である。繊度が１００デニール以上であり
、かつ、高強度・高初期弾性率を有するＰＶＡモノフィ
ラメントヤーンを得るには、全延伸倍率を１０倍以上と
するのが好ましく、より好ましくは１５倍以上にするの
がよい。

本発明によれば、商業的に入手可能な重合度のＰＶＡを
用いて、高強度・高初期弾性率を有する。

繊度が１００デニール以上のＰＶＡモノフィラメントヤ
ーンを、低コストで生産性よく製造することが可能であ
る。

このようにして得られる本発明のＰＶＡモノフィラメン
トヤーンは、繊度が１００デニール以上でありながら、
１０ｇ／ｄ以上の引張り強度と、２００ｇ／ｄ以上の初
期弾性率を有する繊維であり、このため、ＰＶＡ繊維の
代表的な用途である漁網やローブとしての用途拡大が図
れるばかりでなく、セメント、プラスチック等の補強材
料やアスベスト代替品としての使用も可能であり、各種
の産業資材用途に好適な繊維である。

（作用）本発明において、繊度が１００デニール以上でありなが
ら、　１０ｇ／　ｄ以上の引張り強度と２００ｇ／ｄ以
上の初期弾性率を有するＰＶＡモノフィラメントヤーン
が得られる理由は明確ではないが２次のように考えられ
る。

すなわち、紡糸原液中のＰＶＡ分子鎖は、紡糸孔から吐
出される際、紡糸孔内の速度勾配により生ずる剪断力を
受け９分子鎮間士の絡み合いが解きほぐされる作用を受
ける。しかしながら、従来のように、モノフィラメント
ヤーンが単数の紡糸孔から吐出された単数の糸状体から
なる場合には。

目的とするモノフィラメントヤーンの繊度が大きくなる
と、紡糸孔の孔径が大きくなることと、それに伴って吐
出線速度が小さくなることとの相乗効果により１分子鎖
の受ける剪断力、ひいては分子鎮間の絡み合いの解きほ
ぐし効果が幾何級数的に小さくなり９分子鎮間士の絡み
合いの多く残った未延伸糸構造となってしまうのである
。

一方２本発明のように、複数の紡糸孔から吐出された複
数の糸状体を不活性雰囲気層中で密着。

一体化させてモノフィラメントヤーンにすると。

ＰＶＡ分子鎖が紡糸孔から吐出される際に受ける剪断力
、絡み合いの解きほぐし作用を高いレベルに保ったまま
糸条繊度を太き（することが可能となり、得られる未延
伸糸は分子鎮間の絡み合いが少なく、高い延伸性を有す
る構造となるので、延伸により高強度・高初期弾性率の
モノフィラメントヤーンとなるものと推定される。

なお９本発明における引張り強度と初期弾性率は、　Ｊ
ＩＳ−Ｌ−１０ｉ３に準じて、つかみ間隔２５ｃｍ、引
張り速度３０ｃｍ／ｍｉｎで測定するものである。

（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１〜４．比較例１〜２第１表に示すように重合度１７００．．３３００．５１
００及び７０００のＰＶＡのＤＭＳＯ溶液を調製し、孔
径０．５ｍｍの紡糸孔３０個を有する紡糸口金を用いて
メタノール浴中に乾・湿式紡糸した後、メタノールでＤ
ＭＳＯを抽出、乾燥して未延伸糸を得た。

次いで、得られた未延伸糸を第１段延伸温度１８０℃、
第２段延伸温度２５０℃で延伸し、モノフィラメントヤ
ーンを得た。

また、比較例１として９重合度１３００のＰＶＡからモ
ノフィラメントヤーンを製造した。さらに。

比較例２として、実施例１〜４で用いた紡糸口金と同じ
孔断面積（５，８９ｍｍ　２）の単一の紡糸孔を有する
紡糸口金を用いる以外は実施例３と同様にしてＰＶＡモ
ノフィラメントヤーンを製造した。

第１表に製造条件及び得られたＰＶＡモノフィラメント
ヤーンの糸質を示す。

実施例５〜７実施例３と同一の紡糸原液を使用し、孔径０．４１１に
の紡糸孔をそれぞれ３０個、５０個、８０個有する３つ
の紡糸口金を用いて。同様に乾・湿式紡糸及び延伸を行
なった。

得られたモノフィラメントヤーンの糸質を第１表に示す
。

第１表から明らかなように９本発明のＰＶＡモノフィラ
メントヤーンは、　１００６デニール以上の太繊度であ
りながら、高強度・高初期弾性率を有するものであった
。

（発明の効果）本発明のＰＶＡモノフィラメントヤーンは、繊度が１０
０デニール以上でありながら、Ｌｏｇ／ｄ以上の引張り
強度と、２００ｇ／ｄ以上の初期弾性率を有するという
、従来にない全く新規なＰＶＡモノフィラメントヤーン
であり、ＰＶＡ繊維の代表的な用途である漁網やローブ
としての用途拡大が図れるばかりでなく、セメント、プ
ラスチック等の補強材料やアスベスト代替品としての使
用も可能であり、各種の産業資材用途に好適な繊維であ
る。

また１本発明のＰＶＡモノフィラメントヤーンの製造法
によれば、上記の利点を有するＰＶＡモノフィラメント
ヤーンを生産性よ（、低コストで製造することが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は９本発明において用いられる。複数の紡糸孔を
有する紡糸口金の一実施態様を示す断面図、第２図は、
第１図のＡ−Ａ方向の断面図である。１：紡糸孔特許出願人　ユ　ニ　チ　カ　株　式　会　社筏　　　
　　　　　　　　義　　　　　　　人株式会社バイオマ
テリアルユニバース

Claims

【特許請求の範囲】

（１）重合度１５００以上、７０００以下のポリビニル
アルコールからなり、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、繊度が１０
０デニール以上であることを特徴とするポリビニルアル
コールモノフィラメントヤーン。
（２）重合度１５００以上、７０００以下のポリビニル
アルコールを溶媒に溶解して調製した紡糸原液を乾・湿
式紡糸し、得られた未延伸糸を延伸してポリビニルアル
コールモノフィラメントヤーンを製造するに際し、複数
の紡糸孔を有する紡糸口金を用い、紡糸口金から吐出さ
せた直後の複数の糸状体を不活性雰囲気層において密着
、一体化させて実質的に一本の糸状体とした後、凝固浴
又は冷却浴に導入することを特徴とするポリビニルアル
コールモノフィラメントヤーンの製造法。