JPH049204B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

Ａ 本発明の技術分野 本発明は、極細で強度が高く耐水性のすぐれた
ポリビニルアルコール系合成繊維とその製造方法
に関するものである。 Ｂ 従来技術とその問題点 極細繊維の典型的な用途として合成皮革があ
る。この主たる製造方法は、熱溶融性の２種のポ
リマーチツプを溶融混合紡糸した海島状の繊維を
不織布等の２次元加工物とした後海成分を抽出
し、島成分のみとした極細繊維成形物となすもの
である。この製造法は、極細繊維より直接２次元
成形物を製造することは困難と思われるので当を
得た方法ではあるが、かかる方法で得られる極細
繊維は強度が低いので、合成皮革ならともかく、
産業資材用途としては性能的に不向きであり、さ
らに非常に高価である。 一方ポリビニルアルコール（以下PVAと略記）
系繊維についても極細繊維製造の試みがなされて
いる。 何えば特公昭47−31376は完全ケン化PVAと低
ケン化PVAを常法により混合紡糸し、延伸熱処
理した通常デニールの繊維を叩解によりフイブリ
ル状の極細とした製紙用繊維を得んとするもので
ある。この方法は大きな側鎖を有する部分ケン化
PVAを使用するために延伸しにくく、かつ結晶
化が著しく阻害される。従つて叩解前においてす
らも強度が低くく、耐水性も低いが、さらに機械
的な叩解により非晶中に分子及び結晶の配向が乱
されたり、結晶が破壊されるために、その傾向は
いつそう助長されることになる。 又特開昭54−77720にも極細繊維の製造方法が
開示されている。これも高ケン化PVAと低ケン
化PVAを混合紡糸する方法で、得られた通常デ
ニールの繊維より低ケン化PVAを水洗により溶
解除去し、１／数10〜１／数100デニールの極細
繊維を得んとするものである。この製造法と前者
製造法との差は通常デニールを極細デニールにす
る手段が、叩解という機械的な力を借りて低ケン
化PVAを溶出させつつフイブリル化するか、水
洗により著しく膨潤させて洗い出すかの差であ
り、低強度で耐水性が低いという繊維物性には差
がない。 又特公昭58−38526も同様で、部分ケン化PVA
として低重合度PVAを使用することに特徴があ
るが、得られる繊維物性は同様で低強力、低耐水
性である。この出願の実施例にはPVA系の極細
フイブリルが例示されているが、水洗前の通常デ
ニール繊維においてもわずか3.4ｇ／drと記載さ
れている。 更に、特開昭54−30930は低ケン化PVAのかわ
りに非晶性の水溶性高分子を使用するものである
が、基本的には同様である。 いづれにしても公知の極細PVA系繊維は、強
度成分となる結晶性PVAに低結晶性で水への易
溶性高分子を混合紡糸した通常デニールのPVA
繊維から何等かの方法で易溶解性成分を溶出除去
しつつ極細化する方法であり、得られる繊維はい
づれも強度、耐水性が低いことに加えて溶解除去
する工程が必要なこと、溶解除去成分が損失とな
ること等のために高価なものとなる。 一方、極細で高強度の耐水性にすぐれた安価な
PVA系繊維のニーズが高まつている。例えばセ
メント硬化体のような脆性物性やプラスチツクの
ような低強力塑性物質の補強分野がそうである。 補強には基本的には繊維が強いことが重要であ
るが、加えてマトリツクスとの接着力も大きな因
子である。繊維を細くすることはマトリツクスと
の接触面積を著しく増加させることになり、従つ
て接着力が大きく向上し、補強効果を高めること
になる。さらに成形の際の工程通過性を著しく改
善する。 マトリツクスが水硬化性物質の場合は特に耐水
性も重要である。即ち成形中や凝結過程で比較的
高温水にさらされるので膨潤し、強度低下があつ
てはならない。 又通常のPVA系繊維は高強力のために主とし
て産業資材用途として使用されている。該繊維は
ヤング率も非常に高いため、ヤーン、コード、ロ
ープ網、織物等が剛直であるという特徴がある
が、用途によつては欠点となる。かかる場合は単
繊維デニールを細くすることが効果的である。加
えて細くすることにより強力利用率が大きくなつ
て、製品の強度がいつそう大きくなり一挙両得で
ある。 さらには近年病院やエレクトロニクス産業等で
は無菌、無塵室が必要とされ、高性能フイルター
の要求が強い。この目的には極細繊維の不織布が
有効である。 Ｃ 本発明の目的 以上一例を述べたが、高強度で耐水性のすぐれ
たPVA系繊維の極細繊維が、しかも安価なもの
が望まれている。 本発明の目的は極細で強度が高く耐水性のすぐ
れたPVA繊維を提供せんとするものである。 Ｄ 本発明の構成 本発明は、公知の高価な溶解除去法によるもの
ではなく通常の紡糸方式にても特定した条件を採
用すれば製造可能なることを見い出し到達したも
のである。 即ち本発明は単糸デニールが0.05〜0.5drで、
引張り強度が9.0ｇ／dr以上、水中軟化点105℃以
上を満足するPVA系繊維であり、かかるPVA系
繊維は特定な条件下でなされる湿式紡糸において
のみ得られるものである。 以下本発明の繊維を得る製造法について詳細に
説明する。 本発明に使用するPVAは、平均重合度が1200
〜3000、ケン化度が96％以上（後述のアルカリ性
凝固浴中でほぼ完全にケン化される程度のケン化
度以上）のものを使用し、該PVAを、PVAに対
して0.5〜５重量％の硼酸もしくは硼酸塩と、溶
解後の原液PHが５以下になるような量の酸等と共
に、常法により水に溶解し、８〜14重量％の濃度
（粘度１〜20ポイズ）の比較的低粘度とした水溶
液とし、紡糸原液とする。PVA濃度が８％未満
では紡糸不能であり、また14％を越えると紡糸調
子が著しく悪化する。より好ましくは10〜13％で
ある。 該紡糸原液を単孔直径が0.02〜0.04mmの細孔径
口金よりバスドラフト10〜60％の範囲内でアルカ
リ性高濃度芒硝浴へ吐出させ洩糸する。本明細書
でバスドラフトとは、次式で定義されるものであ
る。 バスドラフト％＝離浴速度−吐出速度／吐出速度×100 湿式紡糸用口金の孔径は溶融紡糸、乾式紡糸の
それに比し一般に小さいが、PVA系繊維の湿式
紡糸の場合は、これまでの常識は0.05mmが最低と
されていた。その理由は、それ以下では紡糸調子
が著しく不安定になるからである。本明細者等は
極細繊維を得るには口金孔径をさらに小さくする
必要があると考え、紡糸調子向上方法について
種々検討した。その結果、原液の過を高度に行
つて異物をなくすることも必要であるが、それ以
上にバスドラフトを10〜60％、より好ましくは０
〜−50％にすることが安定な紡糸調子を確保する
上で非常に重要であることを見い出した。しかし
ながら孔径が0.02mm以下ではやや不安定であつ
た。 吐出量はデニールが0.05〜0.5drになるように
調整する。0.05drより細くて繊維が細すぎて紡糸
筒内で切れたりして調子が不安定で安定生産が出
来ないし、又使用面からも、例えばセメント、プ
ラスチツクの補強や製紙用を考慮した場合、分散
上の問題より１mm以下に切断する必要があるが、
工業的には不可能であり意味がない。又0.5drを
越えては期待する細デニールの効果が充分でな
い。 かかる紡糸後の繊維はローラー延伸後中和し、
引続いて残存硼酸が0.1〜0.6％／PVAになるよう
に水洗し、芒硝浴中で湿熱延伸するか又はローラ
ー延伸後中和し、湿熱延伸して残存硼酸を0.1〜
0.6％／PVAとなす。残存硼酸が0.6％／PVAよ
り大では延伸性が著しく阻害され所望の強度、耐
水性を得ることが出来ない。又0.1％／PVAより
小にするには、厳しい水洗条件を取らざるを得
ず、従つて繊維が著しく膨潤し、品質の低下を招
くことになる。 湿潤部の全延伸倍率は少なくとも３倍、好まし
くは４倍以上行う。 しかる後に乾燥を行い引続き全延伸倍率が10倍
以上になるように乾熱延伸をする。さらに必要に
応じ熱収縮、熱処理を行い水中軟化点を105°以上
となす。10倍以上延伸をしないと9.0ｇ／dr以上
の強度が得られない。引張強度が9.0ｇ／dr以下
では補強用繊維としてはその効果が充分でなく、
又一般的な産業資材としての適性も欠くことにな
る。 又水中軟化点は特にセメント等の水硬化物質の
補強用途に用いる場合重要であり、105℃より低
くては成形工程で膨潤が起こり、本来の強度が低
下し、従つて補強効果が著しく低下することにな
る。又一般的な用途においても水系で後加工する
場合が多く105℃加工処理後の乾燥で繊維が膨潤
し強度低下をきたしたり、表面が一部溶解し膠着
する等の問題を引き起こす結果となる。尚本明細
書で水中軟化点とは、次の測定法によつて求めた
ものである。 水中軟化点：繊維束デニールが約1000drになるよ
うに任意に取り出し、引揃えた上で繊維束デニ
ールの1/500ｇのおもりを一端につけて目盛板
上におもりより10cmのところに固定する。これ
を水のはいつた加圧可能なガラス管に垂直にし
て水中に浸漬する。常温より約１分間に１℃の
速度で昇温し、繊維束が10％収縮するか又は溶
断する時の温度。 かくして得られたPVA系繊維はデニールが
0.05〜0.5dr、強度9.0ｇ／dr以上、水中軟化点105
℃以上のすぐれた物性を有している。 以下実施例をもつて本発明を説明する。 実施例１〜２、比較例１〜２ 重合度1750、ケン化度99.0モル％のPVAを、
硼酸、酢酸をPVAに対してそれぞれ1.5、0.3重量
％の量で加えて共に溶解し、13重量％の水溶液と
し紡糸原液とした。 この紡糸原液を、孔直径0.03mm、孔数10000の
口金より力性ソーダ50ｇ／、芒硝300ｇ／の
凝固浴中へ吐出させ糸篠を形成せしめた。この時
の吐出量を変更してバスドラフトを−10％（実施
例１）、−40％（実施例２）、＋20％（比較例１）、−
70％（比較例２）とした。離浴速度10ｍ／分と
し、ローラー間で2.5倍に延伸し、中和後1.8倍の
湿式延伸を施した後、残存硼酸が0.3％／PVAに
なるように水洗し、さらに集束処理して乾燥し
た。しかる後2.8倍の乾熱延伸を行なつて全延伸
倍率を12.6倍とし、２％の熱収縮を施した。 紡糸調子は10錘で８時間連続紡糸を行い、判断
した。品質測定結果を含めて表−１に示した。

【表】 本実施例での紡糸調子は非常によく、又品質的
にもすぐれている。 比較例での条件は、紡糸調子が悪く、短時間し
か続けられず、工業的な実施は不可能である。 実施例３、比較例３〜４ 重合度1650、ケン化度99.9モル％のPVAを、
硼酸、酢酸をPVAに対してそれぞれ2.0、0.3重量
％の量で加えて共に溶解し、濃度を11重量％（実
施例３）、７重量％（比較例３）、16重量％（比較
例４）の各水溶液を作成し紡糸原液とした。該原
液を孔直径0.03mm、孔数10000の口金を用い、力
性ソーダ20ｇ／、芒硝350ｇ／の凝固浴へ吐
出させて糸篠を形成せしめた。バスドラフトは−
40％とし、離浴速度は10ｍ／分とした。この紡糸
繊維を２倍にローラー延伸し、中和後水洗して残
存する硼酸を0.4％／PVAとし、芒硝浴で処理し
た後、湿熱延伸を施し、湿潤部の全延伸倍率を
4.5倍とした。さらに乾燥後乾熱延伸をして全延
伸倍率を12.5倍とした。但し12.5倍の延伸ができ
ないものは切断延伸倍率を求めてその８割の倍率
とした。引続き２％の熱収縮を施し、オイリン
グ、乾燥後、品質を測定した。 その結果を表−２に示した。

【表】 実施例は比較例に比し、紡糸性良好で高品質で
ある。 実施例４〜５、比較例５ 原液濃度を13.0％としたこと及び全延伸倍率を
13.5倍（実施例４）、10.5倍（実施例５）、8.5倍
（比較例５）としたこと以外は実施例３と同一条
件にした。結果を表−３にまとめた。

【表】 Ｅ 本発明の効果とその用途 本発明の繊維は、極細で強度が高く耐水性が優
れたPVA繊維であり、かつ安価に製造出来るた
めその用途は広く、セメント等の水硬性物質の補
強、プラスチツクの補強、湿式不織布（例えば高
緊度紙、地合のすぐれた薄葉紙、ノーバインダー
紙の抄紙が可能でありそれぞれの特性を生かした
用途）、乾式不織布用途、更に一般的な産業資材
用途、医療用途等への展開も可能である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 単糸デニールが0.05〜0.5drで、引張り強度
   9.0ｇ／dr以上、水中軟化点105℃以上を満足する
   ポリビニルアルコール系極細繊維。