JPH0726412A - ポリビニルアルコール繊維の製造方法 - Google Patents
ポリビニルアルコール繊維の製造方法Info
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- JPH0726412A JPH0726412A JP19397693A JP19397693A JPH0726412A JP H0726412 A JPH0726412 A JP H0726412A JP 19397693 A JP19397693 A JP 19397693A JP 19397693 A JP19397693 A JP 19397693A JP H0726412 A JPH0726412 A JP H0726412A
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Landscapes
- Artificial Filaments (AREA)
- Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高強度,高弾性率のポリビニルアルコール
(PVA)繊維を工業的に生産性よく製造する方法を提
供する。 【構成】 平均重合度1500以上のPVAを2〜35重量%
含有する紡糸原液を溶液紡糸し,得られた未延伸糸を,
加熱ローラと熱風ヒータを使用して2段以上,n段まで
の多段熱延伸する。多段熱延伸に際し,熱風ヒータの全
炉長の和が (10×n)m以下となる熱風ヒータを使用し,
紡糸から1段目の熱延伸までの延伸倍率を全延伸倍率の
20〜80%,全延伸倍率を15倍以上とし,最終巻取り速度
100〜600m/minで延伸する。
(PVA)繊維を工業的に生産性よく製造する方法を提
供する。 【構成】 平均重合度1500以上のPVAを2〜35重量%
含有する紡糸原液を溶液紡糸し,得られた未延伸糸を,
加熱ローラと熱風ヒータを使用して2段以上,n段まで
の多段熱延伸する。多段熱延伸に際し,熱風ヒータの全
炉長の和が (10×n)m以下となる熱風ヒータを使用し,
紡糸から1段目の熱延伸までの延伸倍率を全延伸倍率の
20〜80%,全延伸倍率を15倍以上とし,最終巻取り速度
100〜600m/minで延伸する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,高強度,高弾性率のポリ
ビニルアルコール(以下,PVAと称する。)繊維を工業
的に生産性よく製造する方法に関するものである。
ビニルアルコール(以下,PVAと称する。)繊維を工業
的に生産性よく製造する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】PVA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て強度,弾性率
共に高いので,主として産業資材用として用いられてい
るが,最近では,アスベスト代替繊維としてセメント補
強材等にも使用されている。
ル,ポリアクリロニトリル系繊維に比べて強度,弾性率
共に高いので,主として産業資材用として用いられてい
るが,最近では,アスベスト代替繊維としてセメント補
強材等にも使用されている。
【0003】産業資材用として好適な高強度,高弾性率
のPVA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−超延伸と同じような考え方に基づき,分
子量50万以上のPVAを使用する方法が特開昭59−1303
14号公報に記載されているが,この公報には延伸速度に
関する記載はない。
のPVA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−超延伸と同じような考え方に基づき,分
子量50万以上のPVAを使用する方法が特開昭59−1303
14号公報に記載されているが,この公報には延伸速度に
関する記載はない。
【0004】また,特開平2-154008号公報には, 平均重
合度1500以上のPVAより作製された未延伸糸を用いて
延伸変形速度0.05〜5min-1で熱延伸したことが記載され
ており,その実施例2では, 炉長25mの熱風ヒータを最
高温度 254℃で使用し,フィード速度23m/min,最終巻取
り速度128.8m/minで倍率5.6倍(全延伸倍率28.0倍)に
熱延伸している。特開平2-169709号公報にも同じように
延伸変形速度を0.1 〜5min-1とし,ヒータの実測最高温
度を 200〜 280℃として熱延伸したことが記載されてお
り,その実施例3では,25mの熱風ヒータを最高温度24
4 ℃で使用し,延伸変形速度2.81 min-1, フィード速度
18m/min,最終巻取り速度88.2m/min で倍率4.9倍に熱延
伸している。
合度1500以上のPVAより作製された未延伸糸を用いて
延伸変形速度0.05〜5min-1で熱延伸したことが記載され
ており,その実施例2では, 炉長25mの熱風ヒータを最
高温度 254℃で使用し,フィード速度23m/min,最終巻取
り速度128.8m/minで倍率5.6倍(全延伸倍率28.0倍)に
熱延伸している。特開平2-169709号公報にも同じように
延伸変形速度を0.1 〜5min-1とし,ヒータの実測最高温
度を 200〜 280℃として熱延伸したことが記載されてお
り,その実施例3では,25mの熱風ヒータを最高温度24
4 ℃で使用し,延伸変形速度2.81 min-1, フィード速度
18m/min,最終巻取り速度88.2m/min で倍率4.9倍に熱延
伸している。
【0005】さらに,特開昭62ー41341号公報には,例え
ば実施例2において最終延伸速度が220m/minと,高速で
延伸した例の記載もあるが,延伸ゾーンが非常に長くな
り(上記の実施例2の延伸ゾーンは 250mである。),
これは明らかに操業上も,作業上もさらに経済的にも好
ましいものではない。
ば実施例2において最終延伸速度が220m/minと,高速で
延伸した例の記載もあるが,延伸ゾーンが非常に長くな
り(上記の実施例2の延伸ゾーンは 250mである。),
これは明らかに操業上も,作業上もさらに経済的にも好
ましいものではない。
【0006】PVA繊維の工業的な生産ラインの最終巻
取り速度は100m/min前後であり,前記の公報等で開示さ
れた技術を適用して100m/min以上の最終巻取り速度とし
ても,熱延伸ゾーンが非常に長くなり,実用性に乏しい
ものである。
取り速度は100m/min前後であり,前記の公報等で開示さ
れた技術を適用して100m/min以上の最終巻取り速度とし
ても,熱延伸ゾーンが非常に長くなり,実用性に乏しい
ものである。
【0007】高強度,高弾性率PVA繊維を工業的に,
現在よりさらに生産性よく得るためには,下記の点を満
足する技術の開発が必要である。 高倍率に延伸して,高配向化,高結晶化の構造にす
る。 実用的な装置を用いた高速延伸方法。
現在よりさらに生産性よく得るためには,下記の点を満
足する技術の開発が必要である。 高倍率に延伸して,高配向化,高結晶化の構造にす
る。 実用的な装置を用いた高速延伸方法。
【0008】一般に,高強度にするためには分子鎖の高
配向化と高結晶化が不可欠であり,そのためには高倍率
延伸が必要である。しかしながら,PVA繊維はポリエ
ステル繊維やナイロン繊維と異なり,最終巻取り速度が
100m/minを超える頃から延伸可能な倍率が極端に低下し
てしまい,高強度,高弾性率繊維が得られないという傾
向がある。このような現在の状況に対して,上記2つの
条件を満足する技術は今だ提案されていない。
配向化と高結晶化が不可欠であり,そのためには高倍率
延伸が必要である。しかしながら,PVA繊維はポリエ
ステル繊維やナイロン繊維と異なり,最終巻取り速度が
100m/minを超える頃から延伸可能な倍率が極端に低下し
てしまい,高強度,高弾性率繊維が得られないという傾
向がある。このような現在の状況に対して,上記2つの
条件を満足する技術は今だ提案されていない。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は,上記の問題
を解決し,強度及び弾性率の優れたPVA繊維を,今ま
では不可能であった工業的に有利な延伸速度で製造する
ための方法を提供することを技術的な課題とするもので
ある。
を解決し,強度及び弾性率の優れたPVA繊維を,今ま
では不可能であった工業的に有利な延伸速度で製造する
ための方法を提供することを技術的な課題とするもので
ある。
【0010】
【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,本発明に到達し
た。
題を解決するために鋭意検討した結果,本発明に到達し
た。
【0011】すなわち, 本発明は次の構成を有するもの
である。 (1) 平均重合度1500以上のPVAを2〜35重量%含有す
る紡糸原液を溶液紡糸し,得られた未延伸糸を,加熱ロ
ーラと熱風ヒータを使用して2段以上,n段までの多段
熱延伸するに際し,熱風ヒータの全炉長の和が (10×n)
m以下となる熱風ヒータを使用し,紡糸から1段目の熱
延伸までの延伸倍率を全延伸倍率の20〜80%,全延伸倍
率を15倍以上とし,最終巻取り速度 100〜600m/minで延
伸することを特徴とするPVA繊維の製造方法。 (2) 上記(1) で得られた繊維であって,引っ張り強度が
16.0g/d 以上,初期弾性率が300g/d以上,タフネスが50
%g/d 以上であることを特徴とするPVA繊維。
である。 (1) 平均重合度1500以上のPVAを2〜35重量%含有す
る紡糸原液を溶液紡糸し,得られた未延伸糸を,加熱ロ
ーラと熱風ヒータを使用して2段以上,n段までの多段
熱延伸するに際し,熱風ヒータの全炉長の和が (10×n)
m以下となる熱風ヒータを使用し,紡糸から1段目の熱
延伸までの延伸倍率を全延伸倍率の20〜80%,全延伸倍
率を15倍以上とし,最終巻取り速度 100〜600m/minで延
伸することを特徴とするPVA繊維の製造方法。 (2) 上記(1) で得られた繊維であって,引っ張り強度が
16.0g/d 以上,初期弾性率が300g/d以上,タフネスが50
%g/d 以上であることを特徴とするPVA繊維。
【0012】以下,本発明について詳細に説明する。
【0013】本発明で使用するPVAの重合度は1500以
上である必要がある。重合度が1500より低いと欠陥部に
なりやすい分子鎖末端が多くなり,高強度,高弾性率繊
維を得ることが困難となる。また,PVAのケン化度は
未延伸糸の延伸性の点から99%以上が好ましい。
上である必要がある。重合度が1500より低いと欠陥部に
なりやすい分子鎖末端が多くなり,高強度,高弾性率繊
維を得ることが困難となる。また,PVAのケン化度は
未延伸糸の延伸性の点から99%以上が好ましい。
【0014】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PVAの良溶媒
であれば特に限定されるものではなく,例えばジメチル
スルホキシド(以下,DMSOと称する。)やエチレン
グリコール,水等を挙げることができる。これらの溶媒
の中では,PVAが溶媒に溶解した際の分子鎖の広がり
状態,分子鎖のからみ具合,均一な非晶の状態,また作
業上の安全面の問題等から考えるとDMSOや水が特に
好ましい。本発明においては,この溶媒中にPVAの酸
化防止剤,耐熱剤,架橋剤等の添加剤を適宜混入して用
いてもよい。
液を調製するのであるが,溶媒としてはPVAの良溶媒
であれば特に限定されるものではなく,例えばジメチル
スルホキシド(以下,DMSOと称する。)やエチレン
グリコール,水等を挙げることができる。これらの溶媒
の中では,PVAが溶媒に溶解した際の分子鎖の広がり
状態,分子鎖のからみ具合,均一な非晶の状態,また作
業上の安全面の問題等から考えるとDMSOや水が特に
好ましい。本発明においては,この溶媒中にPVAの酸
化防止剤,耐熱剤,架橋剤等の添加剤を適宜混入して用
いてもよい。
【0015】紡糸原液中のPVA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%未満の場
合は曳糸性が低下し,35重量%を超えると粘度が高くな
り,紡糸原液の均一性が低下すると共に,曳糸性も低下
する。
範囲に調整するのが好ましい。濃度が2重量%未満の場
合は曳糸性が低下し,35重量%を超えると粘度が高くな
り,紡糸原液の均一性が低下すると共に,曳糸性も低下
する。
【0016】紡糸方法は,溶液紡糸であれば特に限定さ
れるものではないが,乾湿式紡糸法や湿式紡糸法が好ま
しい。乾湿式紡糸法では,紡糸原液を口金から吐出し,
気体の層を通した後,凝固浴中に押し出し,PVA繊維
を作製する。また,湿式紡糸法では,口金を凝固浴中に
浸漬させ,紡糸原液をその液中に押し出し,PVA繊維
を作製する。この時,口金のホール数は単数でも複数で
もよい。
れるものではないが,乾湿式紡糸法や湿式紡糸法が好ま
しい。乾湿式紡糸法では,紡糸原液を口金から吐出し,
気体の層を通した後,凝固浴中に押し出し,PVA繊維
を作製する。また,湿式紡糸法では,口金を凝固浴中に
浸漬させ,紡糸原液をその液中に押し出し,PVA繊維
を作製する。この時,口金のホール数は単数でも複数で
もよい。
【0017】凝固浴に用いる液体は,凝固,溶媒抽出の
作用を持つ液体であればいずれでもよく,例えばメタノ
ール, エタノール,プロパノール等の低級アルコール
類,ぼう硝のアルカリ水溶液,アセトン類,エーテル類
そしてこれらとPVAの溶媒との混合溶液等が用いられ
るが,特に凝固速度,溶媒抽出速度の点からメタノール
やぼう硝のアルカリ水溶液が好ましい。
作用を持つ液体であればいずれでもよく,例えばメタノ
ール, エタノール,プロパノール等の低級アルコール
類,ぼう硝のアルカリ水溶液,アセトン類,エーテル類
そしてこれらとPVAの溶媒との混合溶液等が用いられ
るが,特に凝固速度,溶媒抽出速度の点からメタノール
やぼう硝のアルカリ水溶液が好ましい。
【0018】また,上記のように凝固,溶媒抽出を同時
に行うのではなく,凝固と抽出を分けて行ってもよい。
この場合には,デカリン,パラフィン油等を使用した冷
却浴で一旦固化させた後,もしくは,ほう酸水溶液等を
使用して一旦固化させた後,上記の液体を使用して溶媒
を抽出すればよい。
に行うのではなく,凝固と抽出を分けて行ってもよい。
この場合には,デカリン,パラフィン油等を使用した冷
却浴で一旦固化させた後,もしくは,ほう酸水溶液等を
使用して一旦固化させた後,上記の液体を使用して溶媒
を抽出すればよい。
【0019】上記のように,溶液紡糸して形成されたP
VA繊維を乾燥させて未延伸糸とする。なお,紡糸工程
中で湿延伸する場合は,溶媒抽出中又は溶媒を抽出した
後,凝固浴中で湿延伸し,その後乾燥させる。
VA繊維を乾燥させて未延伸糸とする。なお,紡糸工程
中で湿延伸する場合は,溶媒抽出中又は溶媒を抽出した
後,凝固浴中で湿延伸し,その後乾燥させる。
【0020】本発明では,上記で得られた未延伸糸を一
旦巻き取った後,又は巻き取ることなく連続して2段以
上の多段熱延伸工程に供給する。
旦巻き取った後,又は巻き取ることなく連続して2段以
上の多段熱延伸工程に供給する。
【0021】一般に熱延伸用として使用可能な加熱装置
は種々あるが,本発明では,高速で,しかも高倍率に熱
延伸するために接触型加熱装置と非接触型加熱装置の2
種類を使用することが重要である。まず接触型加熱装置
としては,例えば加熱ローラやヒートプレート等がある
が,本発明では加熱ローラを用いる必要がある。ヒート
プレートでは,高速延伸の際,プレート面に繊維が高速
で擦れるため著しくケバ立ってしまい,本発明の目的を
達成できない。
は種々あるが,本発明では,高速で,しかも高倍率に熱
延伸するために接触型加熱装置と非接触型加熱装置の2
種類を使用することが重要である。まず接触型加熱装置
としては,例えば加熱ローラやヒートプレート等がある
が,本発明では加熱ローラを用いる必要がある。ヒート
プレートでは,高速延伸の際,プレート面に繊維が高速
で擦れるため著しくケバ立ってしまい,本発明の目的を
達成できない。
【0022】また,非接触型加熱装置としては,熱風ヒ
ータや輻射ヒータがあるが,本発明では熱風ヒータを用
いる必要がある。これは,延伸時に未延伸糸に単に温度
を一律にかければよい訳ではなく,連続的な温度勾配を
持たせることが効果的であるためである。仮に温度勾配
がなかったり,不連続的な温度勾配があると,漸次的に
延伸されるPVA繊維の各延伸倍率の内部構造に見合わ
ない過剰な熱が加えられて熱劣化が起こり,著しい重合
度低下を引き起こしたり,過度の結晶化による延伸性の
低下のために,単糸切れ,断糸,白化が起こりやすい。
ータや輻射ヒータがあるが,本発明では熱風ヒータを用
いる必要がある。これは,延伸時に未延伸糸に単に温度
を一律にかければよい訳ではなく,連続的な温度勾配を
持たせることが効果的であるためである。仮に温度勾配
がなかったり,不連続的な温度勾配があると,漸次的に
延伸されるPVA繊維の各延伸倍率の内部構造に見合わ
ない過剰な熱が加えられて熱劣化が起こり,著しい重合
度低下を引き起こしたり,過度の結晶化による延伸性の
低下のために,単糸切れ,断糸,白化が起こりやすい。
【0023】本発明では,各段の熱延伸工程で少なくと
も加熱ローラ又は熱風ヒータを使用し,かつ,全部の熱
延伸工程では,加熱ローラと熱風ヒータの両方を少なく
とも1回は使用して熱延伸することが好ましい。この場
合,接触型加熱装置,例えば加熱ローラのみを使用して
多段熱延伸する場合,熱延伸5時間当り5個以上の毛羽
が発生するので好ましくない。また,非接触型加熱装
置,例えば熱風ヒータのみで熱延伸を行うと,これも熱
延伸5時間当り5個以上の毛羽が発生するので好ましく
ない。一方,本発明のように熱風ヒータと加熱ローラの
2種類を熱延伸工程で使用すると,熱延伸5時間当り毛
羽は1個未満となり,操業性が格段に向上する。なお,
熱風ヒータで使用する気体は,空気,不活性気体のいず
れでもよいが,コストの面から空気を使用するのが好ま
しい。
も加熱ローラ又は熱風ヒータを使用し,かつ,全部の熱
延伸工程では,加熱ローラと熱風ヒータの両方を少なく
とも1回は使用して熱延伸することが好ましい。この場
合,接触型加熱装置,例えば加熱ローラのみを使用して
多段熱延伸する場合,熱延伸5時間当り5個以上の毛羽
が発生するので好ましくない。また,非接触型加熱装
置,例えば熱風ヒータのみで熱延伸を行うと,これも熱
延伸5時間当り5個以上の毛羽が発生するので好ましく
ない。一方,本発明のように熱風ヒータと加熱ローラの
2種類を熱延伸工程で使用すると,熱延伸5時間当り毛
羽は1個未満となり,操業性が格段に向上する。なお,
熱風ヒータで使用する気体は,空気,不活性気体のいず
れでもよいが,コストの面から空気を使用するのが好ま
しい。
【0024】本発明において,各段の熱延伸は加熱ロー
ラ間,あるいは熱風ヒータを挟んだ加熱ローラ間で行わ
れる。第m段熱延伸は,第m加熱ローラと第m+1加熱
ローラ間で行われ,各段の延伸倍率は,2 つのローラの
速度比である。
ラ間,あるいは熱風ヒータを挟んだ加熱ローラ間で行わ
れる。第m段熱延伸は,第m加熱ローラと第m+1加熱
ローラ間で行われ,各段の延伸倍率は,2 つのローラの
速度比である。
【0025】次に,本発明における多段熱延伸の好まし
い実施態様について説明する。まず未延伸糸を回転速度
5〜40m/min の第1加熱ローラに掛けるが,第1加熱ロ
ーラの温度は40〜 150℃が好ましい。この温度が40℃未
満になると,糸揃えと,延伸時分子鎖を塑性変形させる
ための補助的なエネルギーを十分に付与することができ
なくなるため,1段目に必要な延伸倍率をとることが難
しくなる。また,150℃より高いと,繊維の結晶化が過
度に進むため,後の延伸工程で延伸し難くなる。
い実施態様について説明する。まず未延伸糸を回転速度
5〜40m/min の第1加熱ローラに掛けるが,第1加熱ロ
ーラの温度は40〜 150℃が好ましい。この温度が40℃未
満になると,糸揃えと,延伸時分子鎖を塑性変形させる
ための補助的なエネルギーを十分に付与することができ
なくなるため,1段目に必要な延伸倍率をとることが難
しくなる。また,150℃より高いと,繊維の結晶化が過
度に進むため,後の延伸工程で延伸し難くなる。
【0026】第1加熱ローラを離れた繊維は第1熱風ヒ
ータに導かれ,第2加熱ローラに供給される。紡糸から
この第1段熱延伸までで全延伸倍率の20〜80%,好まし
くは30〜70%が延伸される。第1段熱延伸までの延伸倍
率が全延伸倍率の20%未満になると,非晶の配向化が不
十分で少量の熱量でも過度に結晶化が進みやすく,また
熱劣化等が起こり,後の工程で高速及び高倍率熱延伸が
不可能となる。また延伸倍率が80%より大きいと,延伸
による配向結晶化が進み過ぎたり,あるいは延伸張力が
増大して,後の工程で高速及び高倍率熱延伸が困難とな
る。
ータに導かれ,第2加熱ローラに供給される。紡糸から
この第1段熱延伸までで全延伸倍率の20〜80%,好まし
くは30〜70%が延伸される。第1段熱延伸までの延伸倍
率が全延伸倍率の20%未満になると,非晶の配向化が不
十分で少量の熱量でも過度に結晶化が進みやすく,また
熱劣化等が起こり,後の工程で高速及び高倍率熱延伸が
不可能となる。また延伸倍率が80%より大きいと,延伸
による配向結晶化が進み過ぎたり,あるいは延伸張力が
増大して,後の工程で高速及び高倍率熱延伸が困難とな
る。
【0027】本発明において,n段までの多段熱延伸す
るに際し,熱風ヒータの全炉長の和が (10×n)m以下と
なる熱風ヒータを使用することが必要であり,特に個々
の熱風ヒータの長さが 10.0m以下のものを使用するのが
好ましい。熱風ヒータの長さが上記を超えると,熱風ヒ
ータから加えられる熱量に加えて, 分子鎖運動で起きる
内部発熱によって必要以上の熱量が加えられ,以後の延
伸が困難となる。なお,熱風ヒータの長さの下限は特に
限定されるものではないが,延伸を円滑に行うためには
0.5m程度が好ましい。また,熱風ヒータの熱風の吹き
出し方向は繊維の進行方向に対して向流が好ましい。
るに際し,熱風ヒータの全炉長の和が (10×n)m以下と
なる熱風ヒータを使用することが必要であり,特に個々
の熱風ヒータの長さが 10.0m以下のものを使用するのが
好ましい。熱風ヒータの長さが上記を超えると,熱風ヒ
ータから加えられる熱量に加えて, 分子鎖運動で起きる
内部発熱によって必要以上の熱量が加えられ,以後の延
伸が困難となる。なお,熱風ヒータの長さの下限は特に
限定されるものではないが,延伸を円滑に行うためには
0.5m程度が好ましい。また,熱風ヒータの熱風の吹き
出し方向は繊維の進行方向に対して向流が好ましい。
【0028】第1熱風ヒータの熱風温度は繊維の出口側
で100〜250℃とするのが好ましい。そして繊維の入口側
の温度は,出口側の温度より低くなるように好ましくは
20℃以上の温度勾配をつける。第1熱風ヒータの繊維の
出口側の温度が250 ℃を超えたり,温度勾配が20℃未満
になると,熱風ヒータ内で漸次的に延伸されるPVA繊
維の配向が不十分な非晶に過度の熱が加わり,以後の熱
延伸が不可能となったり,たとえ熱延伸できたとしても
毛羽,白化,断糸,単糸切れ等が起きやすくなる。ま
た,100℃未満では, 熱延伸時に分子鎖を塑性変形させる
ためのエネルギー付与量が不足するため,熱延伸が難し
くなる。
で100〜250℃とするのが好ましい。そして繊維の入口側
の温度は,出口側の温度より低くなるように好ましくは
20℃以上の温度勾配をつける。第1熱風ヒータの繊維の
出口側の温度が250 ℃を超えたり,温度勾配が20℃未満
になると,熱風ヒータ内で漸次的に延伸されるPVA繊
維の配向が不十分な非晶に過度の熱が加わり,以後の熱
延伸が不可能となったり,たとえ熱延伸できたとしても
毛羽,白化,断糸,単糸切れ等が起きやすくなる。ま
た,100℃未満では, 熱延伸時に分子鎖を塑性変形させる
ためのエネルギー付与量が不足するため,熱延伸が難し
くなる。
【0029】第1熱風ヒータを出た繊維は,第2加熱ロ
ーラに導かれる。このローラの温度は 100〜 250℃が好
ましい。この温度が 100℃未満になると,配向の少し進
んだPVA繊維の分子鎖を塑性変形させるための補助的
なエネルギー量が不足し, 必要な延伸倍率を確保でき難
くなる。また, 温度が250℃を超えると,まだ非晶の配向
化が不十分なので過度の熱による結晶化が著しく,高倍
率延伸が難しくなる。
ーラに導かれる。このローラの温度は 100〜 250℃が好
ましい。この温度が 100℃未満になると,配向の少し進
んだPVA繊維の分子鎖を塑性変形させるための補助的
なエネルギー量が不足し, 必要な延伸倍率を確保でき難
くなる。また, 温度が250℃を超えると,まだ非晶の配向
化が不十分なので過度の熱による結晶化が著しく,高倍
率延伸が難しくなる。
【0030】第2加熱ローラを離れた繊維は,第2熱風
ヒータに導かれる。熱風温度は繊維の出口側で 150〜 3
50℃とし,第1熱風ヒータと同様に出口側の温度と入口
側の温度で30℃以上の温度勾配を設けるのが好ましい。
出口側の温度が350 ℃より高いと,熱劣化による着色が
起こりやすく,また, 温度勾配が30℃より小さいと,熱
風ヒータ内で漸次的に熱延伸されるPVA繊維の配向不
十分な非晶に過度の熱量が加わり,この結果,以後の延
伸が難しくなったり,延伸できても毛羽,白化,断糸,
単糸切れ等が起きやすくなる。また 150℃より低いと,
分子鎖の塑性変形に必要最小限のエネルギーより下回る
ため無理な延伸による毛羽,白化,断糸,単糸切れ等が
起きやすい。
ヒータに導かれる。熱風温度は繊維の出口側で 150〜 3
50℃とし,第1熱風ヒータと同様に出口側の温度と入口
側の温度で30℃以上の温度勾配を設けるのが好ましい。
出口側の温度が350 ℃より高いと,熱劣化による着色が
起こりやすく,また, 温度勾配が30℃より小さいと,熱
風ヒータ内で漸次的に熱延伸されるPVA繊維の配向不
十分な非晶に過度の熱量が加わり,この結果,以後の延
伸が難しくなったり,延伸できても毛羽,白化,断糸,
単糸切れ等が起きやすくなる。また 150℃より低いと,
分子鎖の塑性変形に必要最小限のエネルギーより下回る
ため無理な延伸による毛羽,白化,断糸,単糸切れ等が
起きやすい。
【0031】第2熱風ヒータを出た繊維は第3加熱ロー
ラで引き取られ,必要ならば第3熱風ヒータや第4加熱
ローラに導かれて,順次第3段以降の熱延伸が施され
る。第3段以降の熱延伸における加温は,第2加熱ロー
ラや第2熱風ヒータと同様に,分子鎖の塑性変形に必要
最小限のエネルギーのみを加えて結晶化をできるだけ抑
えるのが好ましく, このためには, 以後の加熱ローラの
温度を 100〜 250℃とし,熱風ヒータの繊維の出口側の
温度を 150〜 350℃,繊維の入口側の温度を出口側の温
度よりも30℃以上低くなるように温度勾配をつけるのが
好ましい。
ラで引き取られ,必要ならば第3熱風ヒータや第4加熱
ローラに導かれて,順次第3段以降の熱延伸が施され
る。第3段以降の熱延伸における加温は,第2加熱ロー
ラや第2熱風ヒータと同様に,分子鎖の塑性変形に必要
最小限のエネルギーのみを加えて結晶化をできるだけ抑
えるのが好ましく, このためには, 以後の加熱ローラの
温度を 100〜 250℃とし,熱風ヒータの繊維の出口側の
温度を 150〜 350℃,繊維の入口側の温度を出口側の温
度よりも30℃以上低くなるように温度勾配をつけるのが
好ましい。
【0032】本発明の多段熱延伸は,加熱ローラと熱風
ヒータを使用するものであれば,上記の実施態様に限定
されるものではないが,実施態様のように各加熱ローラ
間に必ず熱風ヒータを設置して行うのが好ましく,特に
第2段熱延伸までは加熱ローラと熱風ヒータの両方を使
用することが好ましい。また,多段熱延伸の段数は2段
以上であれば特に限定されるものではないが,好ましく
は5段以下,より好ましくは4段以下,さらに好ましく
は3段以下である。
ヒータを使用するものであれば,上記の実施態様に限定
されるものではないが,実施態様のように各加熱ローラ
間に必ず熱風ヒータを設置して行うのが好ましく,特に
第2段熱延伸までは加熱ローラと熱風ヒータの両方を使
用することが好ましい。また,多段熱延伸の段数は2段
以上であれば特に限定されるものではないが,好ましく
は5段以下,より好ましくは4段以下,さらに好ましく
は3段以下である。
【0033】以上のようにして熱延伸を行えば,全延伸
倍率を15倍以上,好ましくは20倍以上とすることが可能
であり,高強度, 高弾性率のPVA繊維を,最終巻取り
速度100〜600m/minの高速で生産することができる。全
延伸倍率が15倍未満では,分子の配向が不十分であるた
め,高強度, 高弾性率の繊維は得られない。また, 最終
巻取り速度が600m/minを超えると,分子鎖に与える熱量
のコントロールが困難になり,熱量の不足による分子鎖
運動の低下や,過剰な熱量による結晶化が促進され,い
ずれの場合も分子運動が抑制されるようになる。この結
果, 単糸切れ,断糸,白化等が起こり, 安定して繊維を
得ることができない。
倍率を15倍以上,好ましくは20倍以上とすることが可能
であり,高強度, 高弾性率のPVA繊維を,最終巻取り
速度100〜600m/minの高速で生産することができる。全
延伸倍率が15倍未満では,分子の配向が不十分であるた
め,高強度, 高弾性率の繊維は得られない。また, 最終
巻取り速度が600m/minを超えると,分子鎖に与える熱量
のコントロールが困難になり,熱量の不足による分子鎖
運動の低下や,過剰な熱量による結晶化が促進され,い
ずれの場合も分子運動が抑制されるようになる。この結
果, 単糸切れ,断糸,白化等が起こり, 安定して繊維を
得ることができない。
【0034】本発明では,最終巻取り速度を100m/min未
満にしても,高強度,高弾性率繊維を得ることができる
が,生産性が低くなるため好ましくない。
満にしても,高強度,高弾性率繊維を得ることができる
が,生産性が低くなるため好ましくない。
【0035】本発明によれば,多段熱延伸工程で加熱ロ
ーラと熱風ヒータの2種類の加熱装置を使用することに
より,延伸工程の繊維により均一で,しかも多量の熱量
を加えることが可能となり,このため高重合度PVAを
使用し,未延伸糸の延伸工程における延伸倍率と,その
各分子構造に応じた熱エネルギーをより厳密に加えるこ
とによって,マルチフイラメントやモノフイラメント状
のPVA繊維を工業的に有利な最終巻取り速度 100〜60
0m/minの高速度で, かつ安定して得ることが可能とな
る。
ーラと熱風ヒータの2種類の加熱装置を使用することに
より,延伸工程の繊維により均一で,しかも多量の熱量
を加えることが可能となり,このため高重合度PVAを
使用し,未延伸糸の延伸工程における延伸倍率と,その
各分子構造に応じた熱エネルギーをより厳密に加えるこ
とによって,マルチフイラメントやモノフイラメント状
のPVA繊維を工業的に有利な最終巻取り速度 100〜60
0m/minの高速度で, かつ安定して得ることが可能とな
る。
【0036】また,上記の方法で得られるPVA繊維
は,引っ張り強度が16.0g/d 以上,初期弾性率が300g/d
以上,タフネスが50%g/d 以上の優れた糸質性能を有
し,産業資材用繊維として好適なものである。
は,引っ張り強度が16.0g/d 以上,初期弾性率が300g/d
以上,タフネスが50%g/d 以上の優れた糸質性能を有
し,産業資材用繊維として好適なものである。
【0037】
【実施例】次に,本発明を実施例により具体的に説明す
る。 実施例1〜3,比較例1 平均重合度1300(比較例1),4000(実施例1,2),10000
(実施例3)の乾燥PVAを濃度がそれぞれ29重量%,
15重量%,7重量%になるように 120℃のDMSOに溶
解して紡糸原液を調製した。なお,溶解は密閉容器を用
い,内部を窒素置換して行った。
る。 実施例1〜3,比較例1 平均重合度1300(比較例1),4000(実施例1,2),10000
(実施例3)の乾燥PVAを濃度がそれぞれ29重量%,
15重量%,7重量%になるように 120℃のDMSOに溶
解して紡糸原液を調製した。なお,溶解は密閉容器を用
い,内部を窒素置換して行った。
【0038】得られた紡糸原液をドープ温度 105℃で乾
湿式紡糸するに際し,孔径0.3mm,ホール数 300の紡糸口
金より吐出し,30mmのエア・ギャップを通して,凝固浴
中に落下させた。凝固浴にはメタノールを使用し,凝
固,抽出後,繊維を80℃で乾燥して未延伸糸を得た。な
お,実施例2のみは, 溶媒抽出後,メタノール中で2倍
に湿延伸し, 次いで80℃で乾燥して未延伸糸を得た。こ
れら4種類の未延伸糸を用い, 表1に示す条件で熱延伸
し,表1に示す糸質の繊維を得た。なお,実施例1〜3
と比較例1で使用した第1熱風ヒータは,長さ4.0m, 第
2熱風ヒータは長さ6.0mのものである。
湿式紡糸するに際し,孔径0.3mm,ホール数 300の紡糸口
金より吐出し,30mmのエア・ギャップを通して,凝固浴
中に落下させた。凝固浴にはメタノールを使用し,凝
固,抽出後,繊維を80℃で乾燥して未延伸糸を得た。な
お,実施例2のみは, 溶媒抽出後,メタノール中で2倍
に湿延伸し, 次いで80℃で乾燥して未延伸糸を得た。こ
れら4種類の未延伸糸を用い, 表1に示す条件で熱延伸
し,表1に示す糸質の繊維を得た。なお,実施例1〜3
と比較例1で使用した第1熱風ヒータは,長さ4.0m, 第
2熱風ヒータは長さ6.0mのものである。
【0039】
【表1】
【0040】表1から明らかなように,実施例1〜3で
は,いずれも満足する糸質性能を有するPVA繊維を得
ることができた。一方,比較例1で得られた重合度1300
のPVA繊維は,総延伸倍率が20倍であるにもかかわら
ず低い糸質性能であった。
は,いずれも満足する糸質性能を有するPVA繊維を得
ることができた。一方,比較例1で得られた重合度1300
のPVA繊維は,総延伸倍率が20倍であるにもかかわら
ず低い糸質性能であった。
【0041】比較例2〜4 平均重合度4000の乾燥PVAで実施例1と同様にして作
製された未延伸糸を用いて,表2で示したように延伸倍
率を種々変更して熱延伸を行い,表2に示す糸質の繊維
を得た。なお, 比較例2〜4で使用した加熱装置のう
ち,第1熱風ヒータの長さは4.0m,第2熱風ヒータの長
さは6.0mであった。
製された未延伸糸を用いて,表2で示したように延伸倍
率を種々変更して熱延伸を行い,表2に示す糸質の繊維
を得た。なお, 比較例2〜4で使用した加熱装置のう
ち,第1熱風ヒータの長さは4.0m,第2熱風ヒータの長
さは6.0mであった。
【0042】
【表2】
【0043】表2から明らかなように,比較例2〜4
は,紡糸から第1段熱延伸までの延伸倍率が本発明の範
囲外のため全延伸倍率が15倍以下となり,低い糸質性能
のPVA繊維しか得ることができなかった。
は,紡糸から第1段熱延伸までの延伸倍率が本発明の範
囲外のため全延伸倍率が15倍以下となり,低い糸質性能
のPVA繊維しか得ることができなかった。
【0044】実施例4〜5,比較例5〜8 平均重合度7000の乾燥PVAを濃度が10重量%になるよ
うに 120℃のDMSOに溶解して紡糸原液を調製し,こ
の溶液をドープ温度 105℃で乾湿式紡糸するに際し,孔
径0.3mm,ホール数 300の紡糸口金より吐出し, 15mmのエ
ア・ギャップを通して凝固浴中に落下させた。凝固浴に
はメタノールを使用し,凝固, 抽出後,繊維を80℃で乾
燥させて未延伸糸を得た。次いで,得られた未延伸糸に
表3及び表4に示した条件で2〜3段の熱延伸を施し,
表3及び表4に示した糸質の繊維を得た。なお,実施例
4,5と比較例8で使用した第1熱風ヒータの長さは4.
0m,第2熱風ヒータの長さは6.0mであった。
うに 120℃のDMSOに溶解して紡糸原液を調製し,こ
の溶液をドープ温度 105℃で乾湿式紡糸するに際し,孔
径0.3mm,ホール数 300の紡糸口金より吐出し, 15mmのエ
ア・ギャップを通して凝固浴中に落下させた。凝固浴に
はメタノールを使用し,凝固, 抽出後,繊維を80℃で乾
燥させて未延伸糸を得た。次いで,得られた未延伸糸に
表3及び表4に示した条件で2〜3段の熱延伸を施し,
表3及び表4に示した糸質の繊維を得た。なお,実施例
4,5と比較例8で使用した第1熱風ヒータの長さは4.
0m,第2熱風ヒータの長さは6.0mであった。
【0045】
【表3】
【0046】
【表4】
【0047】実施例4,5はいずれも全延伸倍率が20倍
と高く,また,得られたPVA繊維の糸質性能は良好なも
のであり,熱延伸5時間当りの毛羽数は1個未満であっ
た。
と高く,また,得られたPVA繊維の糸質性能は良好なも
のであり,熱延伸5時間当りの毛羽数は1個未満であっ
た。
【0048】一方,加熱装置として輻射ヒータを用いた
比較例5,ヒートプレートを用いた比較例6では,全延
伸倍率が15倍以上となったにもかかわらず毛羽,白化,
断糸,単糸切れ等が発生して安定した延伸を行うことが
でず,得られた繊維も低い糸質性能のものであった。ま
た,加熱装置として加熱ローラのみを用いた比較例7,
熱風ヒータのみを用いた比較例8では,ともに全延伸倍
率が15倍以上であったが,繊維のタフネスが低く,さら
に,熱延伸5時間当りの毛羽数が5個以上で操業性が劣
るものであった。
比較例5,ヒートプレートを用いた比較例6では,全延
伸倍率が15倍以上となったにもかかわらず毛羽,白化,
断糸,単糸切れ等が発生して安定した延伸を行うことが
でず,得られた繊維も低い糸質性能のものであった。ま
た,加熱装置として加熱ローラのみを用いた比較例7,
熱風ヒータのみを用いた比較例8では,ともに全延伸倍
率が15倍以上であったが,繊維のタフネスが低く,さら
に,熱延伸5時間当りの毛羽数が5個以上で操業性が劣
るものであった。
【0049】実施例9 平均重合度4000の乾燥PVAを用い,これに対して2.1
重量%のほう酸を添加してpHを4.2に調整したPVA濃
度12重量%の水溶液を孔数 500の紡糸口金から紡糸ドラ
フト0.25で,硫酸ナトリウム250g/l, 水酸化ナトリウム
40g/l を含有する凝固浴中に湿式紡糸し,硫酸30g/l の
中和浴で中和しながら約4倍の湿延伸を行い,さらに繊
維中のほう酸残量が0.08重量%になるまで水洗後,乾燥
させて未延伸糸を得た。
重量%のほう酸を添加してpHを4.2に調整したPVA濃
度12重量%の水溶液を孔数 500の紡糸口金から紡糸ドラ
フト0.25で,硫酸ナトリウム250g/l, 水酸化ナトリウム
40g/l を含有する凝固浴中に湿式紡糸し,硫酸30g/l の
中和浴で中和しながら約4倍の湿延伸を行い,さらに繊
維中のほう酸残量が0.08重量%になるまで水洗後,乾燥
させて未延伸糸を得た。
【0050】この未延伸糸を使用し,表5に示す条件で
熱延伸した結果,全延伸倍率は18倍以上となり,満足の
いく糸質性能のPVA繊維を得ることができた。なお,
実施例9で使用した加熱装置のうち,第1熱風ヒータの
長さは4.0m,第2熱風ヒータの長さは6.0mであった。
熱延伸した結果,全延伸倍率は18倍以上となり,満足の
いく糸質性能のPVA繊維を得ることができた。なお,
実施例9で使用した加熱装置のうち,第1熱風ヒータの
長さは4.0m,第2熱風ヒータの長さは6.0mであった。
【0051】比較例9 実施例1で作製された未延伸糸を用いて,最終巻取り速
度が720m/minになるように熱延伸を行ったが,低い糸質
性能の繊維しか得られなかった。なお,ここで使用した
第1熱風ヒータの長さは4.0m,第2熱風ヒータの長さは
6.0mであった。
度が720m/minになるように熱延伸を行ったが,低い糸質
性能の繊維しか得られなかった。なお,ここで使用した
第1熱風ヒータの長さは4.0m,第2熱風ヒータの長さは
6.0mであった。
【0052】比較例10 実施例1と同様にして得た平均重合度4000のPVA未延
伸糸を用い,長さが20mの第1熱風ヒータと長さが10m
の熱風ヒータを使用して2段熱延伸を行った。この結
果,低い糸質性能のPVA繊維しか得ることができなか
った。
伸糸を用い,長さが20mの第1熱風ヒータと長さが10m
の熱風ヒータを使用して2段熱延伸を行った。この結
果,低い糸質性能のPVA繊維しか得ることができなか
った。
【0053】実施例9及び比較例9〜10の結果を表5に
示す。
示す。
【0054】
【表5】
【0055】
【発明の効果】本発明によれば,従来不可能であった10
0m/min以上の高速でのPVA繊維の高倍率延伸が可能と
なる。これによりPVA繊維の生産性が飛躍的に改善さ
れ,産業資材用繊維としての用途の拡大が期待される。
0m/min以上の高速でのPVA繊維の高倍率延伸が可能と
なる。これによりPVA繊維の生産性が飛躍的に改善さ
れ,産業資材用繊維としての用途の拡大が期待される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永冨 一也 京都府宇治市宇治小桜23番地 ユニチカ株 式会社中央研究所内 (72)発明者 一瀬 直次 京都府宇治市宇治小桜23番地 ユニチカ株 式会社中央研究所内 (72)発明者 高木 伸哉 京都府宇治市宇治小桜23番地 ユニチカ株 式会社中央研究所内
Claims (2)
- 【請求項1】 平均重合度1500以上のポリビニルアルコ
ールを2〜35重量%含有する紡糸原液を溶液紡糸し,得
られた未延伸糸を,加熱ローラと熱風ヒータを使用して
2段以上,n段までの多段熱延伸するに際し,熱風ヒー
タの全炉長の和が (10×n)m以下となる熱風ヒータを使
用し,紡糸から1段目の熱延伸までの延伸倍率を全延伸
倍率の20〜80%,全延伸倍率を15倍以上とし,最終巻取
り速度100〜600m/minで延伸することを特徴とするポリ
ビニルアルコール繊維の製造方法。 - 【請求項2】 請求項1記載の方法で得られた繊維であ
って,引っ張り強度が16.0g/d 以上,初期弾性率が300g
/d以上,タフネスが50%g/d 以上であることを特徴とす
るポリビニルアルコール繊維。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19397693A JPH0726412A (ja) | 1993-07-09 | 1993-07-09 | ポリビニルアルコール繊維の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19397693A JPH0726412A (ja) | 1993-07-09 | 1993-07-09 | ポリビニルアルコール繊維の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0726412A true JPH0726412A (ja) | 1995-01-27 |
Family
ID=16316912
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19397693A Pending JPH0726412A (ja) | 1993-07-09 | 1993-07-09 | ポリビニルアルコール繊維の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0726412A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100627171B1 (ko) * | 2002-03-19 | 2006-09-22 | 주식회사 효성 | 고강도 폴리비닐알콜 섬유의 제조방법 및 그에 의한고강도 폴리비닐알콜 섬유 |
| CN103255486A (zh) * | 2013-05-09 | 2013-08-21 | 内蒙古双欣环保材料股份有限公司 | 聚乙烯醇高强高模纤维制造中的热处理加工方法 |
| CN112064127A (zh) * | 2020-09-26 | 2020-12-11 | 邵阳学院 | 一种高强高模维纶长丝的热牵伸方法及实现设备 |
-
1993
- 1993-07-09 JP JP19397693A patent/JPH0726412A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100627171B1 (ko) * | 2002-03-19 | 2006-09-22 | 주식회사 효성 | 고강도 폴리비닐알콜 섬유의 제조방법 및 그에 의한고강도 폴리비닐알콜 섬유 |
| CN103255486A (zh) * | 2013-05-09 | 2013-08-21 | 内蒙古双欣环保材料股份有限公司 | 聚乙烯醇高强高模纤维制造中的热处理加工方法 |
| CN112064127A (zh) * | 2020-09-26 | 2020-12-11 | 邵阳学院 | 一种高强高模维纶长丝的热牵伸方法及实现设备 |
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