JPH10310929A - ポリビニルアルコール系繊維用仕上剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】易水溶性ポリビニルアルコール繊維の性能を損
なうことなく、該繊維に優れた制電性、収束性及び安全
性を与え、その結果、紡績工程やカード工程における工
程通過性と作業者の皮膚に対する安全性に優れたポリビ
ニルアルコール系繊維を提供する。 【解決手段】（Ａ）アルキルイミダゾリウムベタイン系
化合物、高級アルコールのポリオキシエチレン付加物の
フォスフェートアミン系化合物、高級アルコールのポリ
オキシエチレン付加物のサルフェートアミン系化合物か
らなる群から選ばれる少なくとも一種の化合物と（Ｂ）
モノオレイン酸ソルビタンを主体とし、（Ａ）と（Ｂ）
の重量比が３０／７０〜８０／２０である仕上剤を水溶
性ポリビニルアルコール系繊維に付与する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ポリビニルアルコ
ール系繊維用の仕上剤、特に水溶性に優れたポリビニル
アルコール系繊維（以下ＰＶＡ繊維と略す）用の仕上剤
及びその仕上剤が付与されたＰＶＡ繊維に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＰＶＡ繊維を得る方法として、ポ
リビニルアルコール（以下ＰＶＡと略す）を水に溶解
し、芒硝水溶液中あるいは空気中に吐出して凝固させて
得る方法が一般的に行われている。これらの方法で得ら
れるＰＶＡ繊維は、紡糸原液の溶媒に水が用いられてい
ることから水系ＰＶＡ繊維と呼ばれ、この繊維は低温ま
たは常温においては水に難溶又は不溶である。繊維に
は、通常、紡績時の工程通過性や繊維の風合い等を改善
する目的で、繊維表面に油剤や仕上剤（以下これらを総
称して仕上剤と称す）を付与することが一般に行われて
いる。上記ＰＶＡ繊維に対しても仕上剤を付与すること
が一般的に行われており、これらのＰＶＡ繊維は、水に
難溶あるいは不要であるため、その表面に付着させる仕
上剤は水に溶解または分散させた形で準備させ、付与さ
れるのが通常である。

【０００３】従来の水系ＰＶＡ繊維に代わる方法とし
て、水に替えて有機溶剤を用いてＰＶＡ繊維を得る方法
が最近研究開発されており、また有機溶剤を用いて水溶
性のＰＶＡ繊維を得る技術に関しても提案されている。
例えば特開平７−９０７１４号公報には、１００℃以下
の水に溶解するＰＶＡをジメチルスルホキシドで代表さ
れる有機溶媒に溶解し、得られる紡糸原液をメタノール
やアセトン等の有機凝固液中に湿式紡糸又は乾湿式紡糸
し、湿延伸したのち原液溶媒を繊維から抽出除去し、そ
して乾燥し、さらに乾熱収縮処理することにより高湿度
下でも寸法安定性に優れた水溶性ＰＶＡ繊維が得られる
ことが記載されている。

【０００４】このような有機溶媒を使用する方法を用い
ると、水に接触することなくＰＶＡ繊維が得られるた
め、特殊な、例えば極めて水溶性に富む改質されたＰＶ
Ａ繊維を得ることができる。このような繊維は、例えば
そのあと紡績されて水溶性紡績糸にされたり、カード工
程を経て水溶性不織布の形にして用いられる。あるいは
これらの繊維から得られた水溶性織布や水溶性編布や水
溶性不織布はケミカルレースの基布に用いられたりす
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、従来の仕上
剤は、いずれも常温あるいは低温においては水に難溶又
は不溶であるＰＶＡ繊維を対象として開発され使用され
てきたため、それらを直ちに易水溶性のＰＶＡ繊維に用
いることはできない。なぜならば、従来の仕上剤は水溶
液あるいは水分散液として付与されるため、仕上剤を付
与した水溶性繊維が付与された仕上剤に一部または全部
溶解してしまうためである。現在用いられている仕上剤
の主成分を水でなく有機溶剤（易水溶性ＰＶＡ繊維を溶
解しない溶剤）に溶解あるいは分散させて付与する試み
がなされているが、現在用いられている仕上剤は、その
ままでは残念なことに、易水溶性ＰＶＡ繊維を溶解しな
い溶剤には十分な溶解性を有さず、使用できないことが
分かった。

【０００６】また従来の水系により得られるＰＶＡ繊維
に用いられている仕上剤は、制電性及び平滑性という点
で不十分な点があり、得られた繊維は、やや帯電しやす
くかつきしみが大きいため（平滑が少ないため）、カー
ド等の加工工程の通過性が今一つという問題点を有して
いる。したがってこれらの改良も含めた仕上剤の改良が
強く求められている。さらにまた水溶性ＰＶＡ繊維を用
いた織編物若しくは不織布は溶解使用されるときに、作
業者の皮膚などに悪影響を与えないことが特に要求され
る用途がある。かかる用途に対しては、より安全性の高
い成分からなる仕上剤が強く求められる。このように本
発明は、極めて易水溶性なＰＶＡ繊維用に対して優れた
制電性と平滑性と同時に高い安全性とを付与できる新規
な仕上剤を開発することであり、これにより新しい紡績
糸、織編物、不織布等を開発することを目的とするもの
である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、これらの
課題を解決することを目標に、新規な仕上剤の開発研究
を鋭意行った結果、有機溶剤系にて紡糸され得られる極
めて水に易溶であるＰＶＡ繊維に問題なく仕上剤を付与
することが可能で、それによりＰＶＡ繊維を溶解させた
り、あるいは部分的にも溶解させて、繊維物性を損ずる
ことがなく、かつ従来の仕上剤にも増して、制電性が優
れ、かつ平滑性にも優れ、高い皮膚に対する安全性（低
い刺激性）を有し、カードを含む紡績工程や不織布工程
にトラブル少なく供給し得る新規な仕上剤および該仕上
剤が付与されたＰＶＡ繊維を開発した。

【０００８】本発明は、具体的には（Ａ）アルキルイミ
ダゾリウムベタイン系化合物、高級アルコールのポリオ
キシエチレン付加物のフォスフェートアミン系化合物、
高級アルコールのポリオキシエチレン付加物のサルフェ
ートアミン系化合物からなる群から選ばれる少なくとも
一種の化合物と（Ｂ）ソルビタン脂肪酸エステルを主体
とし、（Ａ）と（Ｂ）の重量比が３０／７０〜８０／２
０であるＰＶＡ繊維用仕上剤およびこのような仕上剤が
付与されたＰＶＡ繊維である。特に本発明のＰＶＡ繊維
は水溶解温度が１００℃以下のものである。ＰＶＡ繊維
の仕上剤として従来から種々の多数の仕上剤が知られて
いるが、本発明はこれら公知の仕上剤の中で、前記
（Ａ）と（Ｂ）の化合物を特定量で併用したものが著し
く優れた効果を発揮することを見いだしたものであり、
特に水溶性ＰＶＡ繊維の場合には、付与することにより
繊維が溶解したり、膨潤膠着することがほとんどなく、
しかも付与した仕上剤による優れた効果が得られること
となる。

【０００９】以下本発明を詳細に説明する。まず本発明
の仕上剤を構成する（Ａ）アルキルイミダゾリウムベタ
イン系化合物、高級アルコールのポリオキシエチレン付
加物のフォスフェートアミン系化合物、高級アルコール
のポリオキシエチレン付加物のサルフェートアミン系化
合物とは、それぞれ下記構造式（１）〜（３）で表され
る化合物であり、主に制電性向上に有効な成分である。

【００１０】

【化１】

【００１１】

【化２】

【００１２】

【化３】

【００１３】式（１）〜（３）中のＲ₁は炭素数８〜３
０のアルキル基を意味しており、特に炭素数１０〜２０
のものが適している。いずれも耐熱性が良好で皮膚障害
も河合法で準陰性である。より好適な化合物としては、
２−ラウリル−Ｎ−ヒドロキシエチルイミダゾリウムベ
タイン、ラウリルアルコールのポリオキシエチレン付加
物のフォスフェートジエタノールアミン、ＰＯＥラウリ
ルサルフェートトリエタノールアミン、ＰＯＥセチルフ
ォスフェートジエタノールアミン等が挙げられる。

【００１４】また上記一般式（１）〜（３）の化合物の
少なくとも一種の化合物と併用される（Ｂ）ソルビタン
脂肪酸エステル（ソルビタンエステルとも称する）は、
下記構造式（４）で表される化合物であり、主に繊維の
集束性を向上させ、繊維と金属との摩擦を高めるのに有
効な化合物である。

【００１５】

【化４】

【００１６】この式中、Ｒ₂は炭素数１０〜３０のアル
キル基を意味し、特に炭素数１５〜２２のものが適して
いる。この化合物（４）で表される化合物の化学物性
は、中性であり、耐熱性にも優れ、また皮膚障害も河合
法で準陰性である。より好適な化合物としてモノエステ
ルが挙げられ、なかでもモノオレイン酸ソルビタン、モ
ノリノール酸ソルビタン等が好適な具体例として挙げら
れる。これらの化合物（１）〜（４）は、いずれも化粧
品種別許可基準（１９９４年厚生省薬務局審査課監修）
に合格している。

【００１７】これらの成分は、上述のごとく、繊維物性
との関連において両成分を併用するのが必要である。
（Ａ）と（Ｂ）を併用することにより、（Ａ）と（Ｂ）
の相溶性がよくなり、その結果仕上剤としての安定性が
向上し、長期間の保存が可能でさらに使用中に仕上剤が
変性することを防ぐことができ、また（Ａ）と（Ｂ）が
共存することにより、溶液粘度を低く押さえることがで
き、取り扱い性に優れ、かつ繊維に極めて均一に膜状に
付着させることが可能となる。（Ａ）／（Ｂ）の割合
は、前述の通り、重量比で３０／７０〜８０／２０であ
る。この範囲を外れると、（Ａ）と（Ｂ）を併用するこ
とによる相乗効果が低くなり、３０／７０より（Ａ）の
割合が少なくなると静電気が発生しやすくなり、８０／
２０より（Ａ）の割合が多くなると生産工程での熱的安
定性等が低下する。通常は制電効果の高いアルキルイミ
ダゾリウムベタイン系化合物、高級アルコールのポリオ
キシエチレン付加物のフォスフェートアミン系化合物、
高級アルコールのポリオキシエチレン付加物のサルフェ
ートアミン系化合物からなる群から選ばれる少なくとも
一種の化合物の割合を多くした方が良い結果が得られ
る。より好ましくは（Ａ）／（Ｂ）が４０／６０〜６５
／３５である。

【００１８】これらの成分（Ａ）と（Ｂ）の他に、基本
的な物性に悪い影響を及ぼさないような他の各種化合物
を添加し使用することができる。併用できる化合物とし
ては、例えば制電性と集束性に優れたオレイン酸ジエタ
ノールアミドのようなアルキルアミド系化合物、ぬめり
感、集束性や耐金属摩擦特性を向上させるポリオキシエ
チレンノニルフェニルエーテル系化合物などである。こ
れらの化合物は（Ａ）と（Ｂ）の合計量に対して０〜３
０重量％程度の割合で添加させることができる。

【００１９】本発明の仕上剤は、水溶液とすることも可
能であるが、付与の対象とする繊維が易水溶性ＰＶＡ繊
維である場合には、付与温度では繊維を溶解させない非
水系溶剤に溶解または分散させて付与するか、または仕
上剤成分のままで付与させる必要がある。なかでも非水
系溶剤に溶解させる方法が好ましく、この方法に用いら
れる溶剤としては、本発明の仕上剤成分を溶解させ、か
つ易水溶性ＰＶＡ繊維を溶解または繊維特性を低下させ
ず、かつ使用上安全なものであれば任意のものが使用で
きる。安全に使用し得る溶剤の例としては、メタノール
やエタノールなどの低級モノアルコール類、エチレング
リコール、プロピレングリコール、ヘキサメチレンジオ
ール、グリセリン等の多価アルコール類、ポリオキシエ
チレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンオクチル
エーテル等のポリオキシエチレン系の化合物やそのエー
テル化合物、エチレングリコールモノエチルエーテル、
エチレングリコールモノブチルエーテルなどが挙げられ
る。特に上記多価アルコール類が好ましい。これらに水
を少量、繊維に影響を与えない程度で添加することもで
きる。溶剤の使用量としては、前記（Ａ）と（Ｂ）の合
計重量に対して１０〜２００重量％である。

【００２０】本発明の仕上剤を必要量でＰＶＡ繊維に付
与する。具体的には、繊維の重量に対して０．１〜３重
量％の範囲が好ましい。また原綿の生産という立場か
ら、その付与の条件や付与の方法を考えると、その付与
工程のあと、仕上剤をなるべく繊維全体に付与された形
にすることが望ましいため、通常は、付与後乾燥、熱処
理、あるいはエージング工程などにより付与の均一化が
計られる。本発明では、付与後の工程をなるべく省略す
るため、乾熱延伸前の工程で付与することが望ましい。
そのため仕上剤はなるべく高濃度にした方が良い結果が
得られる。なぜならば希釈に用いる溶剤を後の工程で除
去する手間を小さくすることができるためである。従っ
て仕上剤を含む溶液は、通常室温以上でかつその溶剤の
沸点以下の温度に加熱される。この温度は、仕上剤を含
む溶液の粘度と工程での取り扱い性等により決められる
が、通常３００センチポイズ以下、好ましくは１００セ
ンチポイズ以下にして付与することがよい。

【００２１】付与する方法としては、回転するローラー
に仕上剤を付着させ、それに走行する糸条を連続してタ
ッチさせる方法、仕上剤を噴霧状にしたチャンバーの中
を糸条を通過させる方法など色々な方法を用いることが
できるが、回転ローラーにて付与する方法が一番簡便で
ある。本発明は、アルキルイミダゾリウムベタイン系化
合物、高級アルコールのポリオキシエチレン付加物のフ
ォスフェートアミン系化合物、高級アルコールのポリオ
キシエチレン付加物のサルフェートアミン系化合物から
なる群から選ばれる少なくとも一種の化合物とソルビタ
ン脂肪酸エステルを主体とする仕上剤を０．１〜３重量
％付与したＰＶＡ繊維及びその繊維をベースにし、その
上に水溶性フィルム状物をラミネートした織編物又は不
織布を得ることを目的としている。仕上剤の付着量は
０．１〜３重量％が適切であり、好ましくは０．２〜１
重量％であり、これにより所期の優れた物性の繊維を得
ることができる。付着量が少ないと特に制電性に問題が
生じ、多すぎるとカード工程を含め巻き付きなどのトラ
ブル原因となる。

【００２２】仕上剤を付与する対象となるＰＶＡ繊維
は、重合度５００〜５０００のものが好ましく、特に水
溶性のＰＶＡ繊維の場合には、重合度７００〜２５００
のケン化度が８０〜９８モル％のものが好ましい。この
ようなＰＶＡから、水中溶解温度１００℃以下の水溶性
繊維が得られ、なかでもケン化度８０〜９６モル％のＰ
ＶＡからは、本発明に特に適した水中溶解温度６０℃以
下の水溶性ＰＶＡ繊維が得られ、このような低温水溶性
ＰＶＡ繊維が特に好ましい。もちろんＰＶＡには、ビニ
ルアルコール単位と酢酸ビニル単位以外の変性共重合単
位が導入されていてもよく、その具体例として、エチレ
ン、アリルアルコール、イタコン酸、アクリル酸、無水
マレイン酸、ピバリン酸ビニル、ビニルピロリドンなど
が挙げられ、これら変性共重合単位の割合としては２０
モル％以下が好ましい。またＰＶＡ繊維には、ＰＶＡ以
外のポリマーを含有していてもよく、これらポリマーと
しては、好ましくは水溶性のポリマーである。またこれ
らの水溶性ＰＶＡ繊維は単独だけでなく、必要に応じて
混合使用することもできる。

【００２３】本発明の対象となるＰＶＡ繊維は、上記し
たＰＶＡを有機溶媒であるジメチルスルホキシド、ジメ
チルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、グリセリ
ン、エチレングリコール等に溶解し、ＰＶＡ濃度６〜６
０重量％の紡糸原液とする。この紡糸原液を凝固浴に吐
出し、繊維を形成する。吐出する際の原液温度としては
４０〜１７０℃が好ましい。紡糸方法としては湿式紡糸
方法でも乾湿式紡糸方法でもよい。凝固浴としてはメタ
ノール、エタノール、アセトン、メチルエチルケトン、
メチルイソブチルケトン、酢酸メチル、ベンゼン、トル
エン等が挙げられる。これら凝固浴には、原液の溶媒が
添加されていてもよい。凝固浴の温度としては−２０〜
２０℃が好ましい。得られた繊維を２〜８倍湿延伸を行
うのが好ましい。湿延伸後にＰＶＡ繊維を固化浴に浸漬
して繊維中に含まれている原液溶媒を出来る限り除去
し、そして繊維を乾燥させる。必要により乾熱延伸や熱
処理を行ってもよい。以上の方法により、本発明に好適
な水溶性ＰＶＡ繊維が得られる。

【００２４】このようにして得られる繊維は、２０℃×
４５％ＲＨにおける比抵抗が９×１０⁹以下であり、適
切な条件では１０⁸のオーダーである。通常２０℃×６
５％ＲＨ条件では１０⁸以下のオーダーが保持される。
またカード工程での静電気の発生量は２０℃×４５％Ｒ
Ｈの条件下では−０．３ＫＶ以上、適切な条件下では−
０．１ＫＶ以上を保持できる。従来のＰＶＡ繊維用仕上
剤では２０℃×４５％ＲＨでは１０⁸のオーダーを越え
るものが多く、またカード工程での静電気も−０．１Ｋ
Ｖ未満であった。本発明の仕上剤は易水溶性繊維に付与
すると一層大きな効果を有する。しかしながらこの効果
は易水溶性繊維のみならず、一般のビニロン繊維にも適
用できるものであり、広く汎用の仕上剤として使用でき
る。

【００２５】

【実施例】以下実施例により本発明を説明する。実施例
中、％は特に断りがない限り重量に基づく値である。な
お、本発明で言う水中溶解温度とは、試長４ｃｍの繊維
に２ｍｇ／ｄの荷重を吊り下げて、０℃の水に浸漬し、
水を２℃／分の速度で昇温したときに、繊維が溶断する
温度を言う。

【００２６】実施例１〜４ 重合度１４００、ケン化度９３．６％の部分ケン化ＰＶ
Ａをジメチルスルホキシドに溶解し、ＰＶＡ濃度２５％
の紡糸原液を得た。この紡糸原液を９０℃に保ち、孔数
４００、孔径０．０８ｍｍのノズルを通して、３℃のメ
タノール／ジメチルスルホキシド＝７５／２５からなる
凝固浴に湿式紡糸し、得られた糸条をメタノール／ジメ
チルスルホキシド＝９６／４からなる４０℃の湿延伸浴
で６倍延伸し、さらに加熱メタノールと向流接触させて
ジメチルスルホキシドを完全に抽出除去した。この紡糸
原糸を２０本集束し、この集束糸に、下記の表１に示す
各種組成の仕上剤をエチレングリコールモノブチルエー
テルに溶解して仕上剤濃度８０％、粘度８０センチポイ
ズとした６０℃の仕上剤液を付着量（仕上剤純分）が表
１に示す値となるように付与し、得られた繊維を１４０
℃と１７０℃の２段でトータル延伸倍率２倍の乾熱延伸
を行い、さらに１５０℃と１８０℃の２セクションから
なる熱風炉で収縮処理を行い。トータル収縮率２５％の
収縮処理を行った。得られた繊維の水中溶解温度は２５
℃であった。この延伸糸をさらに集束したのち、機械捲
縮をかけ、捲縮繊維を得た。この捲縮繊維を小型ローラ
ーカードにかけ、各種の工程特性を測定した。結果を表
１にまとめる。

【００２７】比較例１〜２ 上記実施例において、仕上剤を表１に示す化合物に代え
る以外は上記実施例と同様にして、各種捲縮繊維を得
た。その結果を表１に示す。いずれも比抵抗が大きく、
また集束性も今一歩であった。

【００２８】

【表１】

【００２９】実施例５〜６、比較例３〜４ 上記実施例において、（Ａ−１）２−ラウリル−Ｎ−ヒ
ドロキシエチルイミダゾリウムベタイン又は（Ａ−２）
ポリオキシエチレンラウリルエーテルフォスフェートジ
エタノールアミンと（Ｂ）ソルビタンモノオレエートの
割合を表２に示すように変更する以外は同様に行い、捲
縮繊維を得た。その結果を表２に示す。

【００３０】

【表２】

【００３１】

【発明の効果】本発明の仕上剤は、易水溶性のＰＶＡ繊
維に付与した場合に、繊維性能を損なうことなく、優れ
た制電性及び収束性及び優れた安全性を与えるので、紡
績あるいはカード工程を必要とする不織布の製造工程に
おいて、優れた工程通過性と安全性を与えることができ
る。また本発明で得られるＰＶＡ繊維は、従来の水系Ｐ
ＶＡ繊維に比べて優れた易水溶性と加工工程通過性並び
に優れた安全性を有するので、安価に良好な商品を製造
するのに役立つものである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （Ａ）アルキルイミダゾリウムベタイン
   系化合物、高級アルコールのポリオキシエチレン付加物
   のフォスフェートアミン系化合物、高級アルコールのポ
   リオキシエチレン付加物のサルフェートアミン系化合物
   からなる群から選ばれる少なくとも一種の化合物と
   （Ｂ）ソルビタン脂肪酸エステルを主体とし、（Ａ）と
   （Ｂ）の重量比が３０／７０〜８０／２０であるポリビ
   ニルアルコール系繊維用仕上剤。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の仕上剤が付与されてい
   るポリビニルアルコール系繊維。
3. 【請求項３】 ポリビニルアルコール系繊維の水中溶解
   温度が１００℃以下である請求項２に記載の繊維。