JP2013119683A - Water-soluble fiber and nonwoven fabric - Google Patents

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悠太 田岡
Shinsuke Arai
真輔 新居
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a water-soluble fiber that is excellent in mechanical strength and suitable for a nonwoven fabric for soil improvement and vegetation, and a nonwoven fabric using the same.SOLUTION: The water-soluble fiber contains an alkyl modified vinyl alcohol-based polymer. The alkyl modified vinyl alcohol-based polymer comprises a monomer unit (a) represented by the general formula (I), the viscosity average polymerization degree is 1,000 or more to 5,000 or less, the saponification degree is 80 mol% or more and 99.99 mol% or less, and the monomer unit (a) is contained in a ratio of 0.05 mol% or more and 5 mol% or less. (In the formula (I), Rrepresents an 8-29C linear or branched alkyl group. Rrepresents a hydrogen atom or a 1-8C alkyl group.)

Description

本発明は、水溶性繊維及びこれを用いた不織布に関する。   The present invention relates to a water-soluble fiber and a nonwoven fabric using the same.

ビニルアルコール系重合体(以下、「PVA」ともいう。)は水溶性を有し、PVA繊維は、ケミカルレースや土壌改良植生シートなどの不織布素材等に用いられている。PVA繊維には、不織布等への加工に耐え得る機械的強度や耐薬品性等が要求される。このような要求に対応すべく、例えばイオン性基を有する化合物が含浸されたPVA繊維(特開2005−194666号公報)が開発されている。   Vinyl alcohol polymers (hereinafter also referred to as “PVA”) are water-soluble, and PVA fibers are used for nonwoven materials such as chemical lace and soil-improved vegetation sheets. PVA fibers are required to have mechanical strength and chemical resistance that can withstand processing into a nonwoven fabric or the like. In order to meet such a demand, for example, a PVA fiber (Japanese Patent Laid-Open No. 2005-194666) impregnated with a compound having an ionic group has been developed.

しかし、上記PVA繊維は、ケミカルレース用基布等への使用を目的としており、土壌改良植生シートに用いるためには、より高い機械的強度が必要とされる。また、土壌改良植生シートには、含まれる土壌改良剤や肥料等の流出を抑え、土壌改良剤等をシート中又はその近傍に長期間存在させられることや、地表面との密着性に優れることが望まれている。   However, the PVA fibers are intended for use in chemical lace fabrics and the like, and higher mechanical strength is required for use in soil-improved vegetation sheets. In addition, the soil improvement vegetation sheet suppresses the outflow of contained soil improvement agents and fertilizers, and allows the soil improvement agent and the like to exist in or near the sheet for a long period of time and has excellent adhesion to the ground surface. Is desired.

特開2005−194666号公報JP-A-2005-194666

本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、機械的強度等に優れ、土壌改良植生用の不織布に好適な水溶性繊維、及びこれを用いた不織布を提供することを目的とする。   The present invention has been made based on the circumstances as described above, and has an object to provide a water-soluble fiber excellent in mechanical strength and the like and suitable for a nonwoven fabric for soil improvement vegetation, and a nonwoven fabric using the same. And

上記課題を解決するためになされた発明は、
アルキル変性ビニルアルコール系重合体を含有し、
上記アルキル変性ビニルアルコール系重合体が、下記一般式(I)で表される単量体単位(a)を含み、粘度平均重合度が1,000以上5,000以下、けん化度が80モル%以上99.99モル%以下、上記単量体単位(a)の含有率が0.05モル%以上5モル%以下である水溶性繊維である。

Figure 2013119683
(式(I)中、Rは炭素数8〜29の直鎖状又は分岐状アルキル基を表す。Rは水素原子又は炭素数1〜8のアルキル基を表す。) The invention made to solve the above problems is
Containing an alkyl-modified vinyl alcohol polymer,
The alkyl-modified vinyl alcohol polymer includes a monomer unit (a) represented by the following general formula (I), has a viscosity average polymerization degree of 1,000 to 5,000, and a saponification degree of 80 mol%. The water-soluble fiber has a content of the monomer unit (a) of 0.05 mol% or more and 5 mol% or less.
Figure 2013119683
(In formula (I), R 1 represents a linear or branched alkyl group having 8 to 29 carbon atoms. R 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.)

当該水溶性繊維は、上記単量体単位(a)を含むアルキル変性PVAを含有し、このアルキル変性PVAの長鎖アルキル基が会合状態を形成すること等により、高い機械的強度を有することができる。また、上記アルキル変性PVAは、このような単量体単位を有することから、水溶液とした際の粘性、保水性、土壌改良剤等との均一混和性に優れる。従って、当該水溶性繊維を土壌改良植生用の不織布に用いると、この繊維が溶けた場合、上記PVA及び土壌改良剤等が降雨等に伴って流出しがたく、不織布近傍に長期間留まることができる。また、水溶液の粘性が高いことから、この土壌改良植生用の不織布は地表面との密着性に優れる。従って、当該水溶性繊維は、土壌改良植生用の不織布に好適に用いることができる。   The water-soluble fiber contains alkyl-modified PVA containing the monomer unit (a), and has a high mechanical strength due to the long chain alkyl group of the alkyl-modified PVA forming an association state. it can. Moreover, since the said alkyl modified PVA has such a monomer unit, it is excellent in the uniform miscibility with the viscosity at the time of setting it as aqueous solution, water retention, a soil improvement agent, etc. Therefore, when the water-soluble fiber is used for a nonwoven fabric for soil improvement vegetation, when the fiber is melted, the PVA, the soil improvement agent, etc. are unlikely to flow out due to rainfall, etc. it can. Moreover, since the viscosity of aqueous solution is high, this nonwoven fabric for soil improvement vegetation is excellent in adhesiveness with the ground surface. Therefore, the said water-soluble fiber can be used suitably for the nonwoven fabric for soil improvement vegetation.

当該水溶性繊維の4質量%水溶液粘度は50,000mPa・s以上が好ましい。このように水溶液の粘性が高いと、土壌改良植生用の不織布に用いた際の上記PVA及び土壌改良剤等の流出をより抑えることなどができる。   The 4% by weight aqueous solution viscosity of the water-soluble fiber is preferably 50,000 mPa · s or more. Thus, when the viscosity of aqueous solution is high, the outflow of the said PVA, a soil improvement agent, etc. at the time of using for the nonwoven fabric for soil improvement vegetation can be suppressed more.

当該水溶性繊維の引張強さとしては、3.0cN/dtex以上7.5cN/dtex以下が好ましい。このような引張強さを有することで、当該水溶性繊維の機械的特性をさらに高めることができる。   The tensile strength of the water-soluble fiber is preferably 3.0 cN / dtex or more and 7.5 cN / dtex or less. By having such tensile strength, the mechanical properties of the water-soluble fiber can be further enhanced.

本発明の不織布は、当該水溶性繊維から形成される不織布である。当該不織布は、機械的強度に優れ、水溶液とした際の粘性、保水性、土壌改良剤との均一混和性に優れるPVAから形成されており、また、地表面との密着性に優れるため土壌改良植生用として好適である。   The nonwoven fabric of this invention is a nonwoven fabric formed from the said water-soluble fiber. The nonwoven fabric is formed from PVA which has excellent mechanical strength, viscosity when it is used as an aqueous solution, water retention, and uniform miscibility with a soil improver. Suitable for vegetation.

以上説明したように、本発明の水溶性繊維は、機械的強度に優れ、水溶液とした際の粘性等に優れるアルキル変性PVAを含むため、土壌改良植生用の不織布等に好適に用いることができる。   As described above, since the water-soluble fiber of the present invention contains alkyl-modified PVA which is excellent in mechanical strength and excellent in viscosity when used as an aqueous solution, it can be suitably used for nonwoven fabrics for soil improvement vegetation. .

以下、本発明の水溶性繊維及び不織布の実施の形態を詳説する。   Hereinafter, embodiments of the water-soluble fiber and the nonwoven fabric of the present invention will be described in detail.

<水溶性繊維>
本発明の水溶性繊維は、特定のアルキル変性PVAを含有し、その他の成分をさらに含有することもできる。以下、各成分について説明する。
<Water-soluble fiber>
The water-soluble fiber of the present invention contains a specific alkyl-modified PVA and can further contain other components. Hereinafter, each component will be described.

(アルキル変性PVA)
上記アルキル変性PVAは、下記一般式(I)で表される単量体単位(a)を含有する。すなわち、上記アルキル変性PVAは、上記単量体単位(a)と、ビニルアルコール単量体単位(−CH−CHOH−)との共重合体であり、さらに他の単量体単位を有していてもよい。但し、上記単量体単位(a)の作用を効果的に発現させるためには、上記アルキル変性PVAは、上記単量体単位(a)、ビニルアルコール単位及び残存するビニルエステル単位のみからなる共重合体であることが好ましい。
(Alkyl-modified PVA)
The alkyl-modified PVA contains a monomer unit (a) represented by the following general formula (I). That is, the alkyl-modified PVA is a copolymer of the monomer unit (a) and a vinyl alcohol monomer unit (—CH 2 —CHOH—), and further has other monomer units. It may be. However, in order to effectively express the action of the monomer unit (a), the alkyl-modified PVA is a co-polymer consisting only of the monomer unit (a), the vinyl alcohol unit and the remaining vinyl ester unit. A polymer is preferred.

Figure 2013119683
Figure 2013119683

式(I)中、Rは、炭素数8〜29の直鎖状又は分岐状アルキル基を表す。Rは、水素原子又は炭素数1〜8のアルキル基を表す。なお、上記R及びRは、本発明の効果が損なわれない範囲であれば、ハロゲン原子等の置換基を有していてもよいが、これらの置換基を有していないことが好ましい。 In formula (I), R 1 represents a linear or branched alkyl group having 8 to 29 carbon atoms. R 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. The R 1 and R 2 may have a substituent such as a halogen atom as long as the effect of the present invention is not impaired, but preferably does not have these substituents. .

上記Rで表される直鎖状又は分岐状のアルキル基に含まれる炭素数は8以上29以下であるが、10以上28以下が好ましく、12以上27以下がより好ましく、15以上26以下がさらに好ましく、17以上24以下が特に好ましい。Rがこのような長鎖アルキル基であることで、アルキル基同士の適度な相互作用が発現し、水溶液とした際に高い粘性や保水性等を発揮することができる。この炭素数が8未満の場合、上記アルキル変性PVAにおけるアルキル基同士の相互作用が発現しないため、上記性質を発揮することができない。逆に、この炭素数が29を超える場合、上記アルキル変性PVAの水溶性等が低下する。 The linear or branched alkyl group represented by R 1 has 8 to 29 carbon atoms, preferably 10 to 28, more preferably 12 to 27, and 15 to 26. More preferably, 17 or more and 24 or less are particularly preferable. When R 1 is such a long-chain alkyl group, an appropriate interaction between the alkyl groups is exhibited, and high viscosity and water retention can be exhibited when an aqueous solution is used. When the number of carbon atoms is less than 8, the interaction between the alkyl groups in the alkyl-modified PVA does not appear, and thus the above properties cannot be exhibited. On the contrary, when this carbon number exceeds 29, the water solubility etc. of the said alkyl-modified PVA fall.

上記Rは、水素原子又は炭素数1〜8のアルキル基であるが、合成の容易性等の点から、水素原子又はメチル基が好ましい。 R 2 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and a hydrogen atom or a methyl group is preferable from the viewpoint of ease of synthesis.

上記アルキル変性PVAにおける上記単量体単位(a)の含有率は、0.05モル%以上5モル%以下である。さらに、この含有率は、0.1モル%以上が好ましく、0.2モル%以上がより好ましい。また、この含有率は、2モル%以下が好ましく、1モル%以下がより好ましい。なお、この単量体単位(a)の含有率とは、アルキル変性PVAを構成する全構造単位に占める上記式(I)で表される単量体単位(a)の含有率である。また、当該アルキル変性PVAが、上記式(I)で表される単量体単位(a)以外に他のアルキル変性単量体単位を含まない場合、この単量体単位(a)の含有率が、いわゆるアルキル変性率となる。   The content of the monomer unit (a) in the alkyl-modified PVA is 0.05 mol% or more and 5 mol% or less. Further, the content is preferably 0.1 mol% or more, and more preferably 0.2 mol% or more. Further, the content is preferably 2 mol% or less, and more preferably 1 mol% or less. In addition, the content rate of this monomer unit (a) is a content rate of the monomer unit (a) represented by the said Formula (I) which occupies for all the structural units which comprise the alkyl-modified PVA. When the alkyl-modified PVA does not contain any other alkyl-modified monomer unit other than the monomer unit (a) represented by the above formula (I), the content of the monomer unit (a) Is the so-called alkyl modification rate.

この単量体単位(a)の含有率が5モル%を超えると、アルキル変性PVA一分子あたりに含まれる疎水基の割合が高くなり、このアルキル変性PVAの水溶性等が低下する。一方、この単量体単位(a)の含有率が0.05モル%未満の場合、アルキル変性PVAの水溶性は優れているものの、このアルキル変性PVA中に含まれるアルキルユニットの数が少ないため、水溶液とした際の高い粘性等のアルキル変性に基づく物性が十分に発現しない。   When the content of the monomer unit (a) exceeds 5 mol%, the proportion of hydrophobic groups contained in one molecule of the alkyl-modified PVA increases, and the water solubility and the like of the alkyl-modified PVA decreases. On the other hand, when the content of the monomer unit (a) is less than 0.05 mol%, the water content of the alkyl-modified PVA is excellent, but the number of alkyl units contained in the alkyl-modified PVA is small. In addition, physical properties based on alkyl modification such as high viscosity when used as an aqueous solution are not sufficiently exhibited.

この単量体単位(a)の含有率は、上記アルキル変性PVAから求めてもよく、その前駆体であるアルキル変性ビニルエステル系重合体から求めてもよく、いずれもプロトンNMRから求めることができる。例えば、アルキル変性ビニルエステル系重合体から求める場合、具体的には、n−ヘキサン/アセトンでアルキル変性ビニルエステル系重合体の再沈精製を3回以上十分に行った後、50℃の減圧下で乾燥を2日間行い、分析用のサンプルを作製する。このサンプルをCDClに溶解させ、プロトンNMRを用いて室温で測定する。 The content of the monomer unit (a) may be obtained from the alkyl-modified PVA or may be obtained from an alkyl-modified vinyl ester polymer that is a precursor thereof, and both can be obtained from proton NMR. . For example, when obtaining from an alkyl-modified vinyl ester polymer, specifically, after reprecipitation and purification of the alkyl-modified vinyl ester polymer with n-hexane / acetone three or more times sufficiently, under reduced pressure at 50 ° C. Dry for 2 days to prepare a sample for analysis. This sample is dissolved in CDCl 3 and measured at room temperature using proton NMR.

この際、例えば、上記単量体単位(a)以外のアルキル変性単量体単位を含まず、Rが直鎖状であり、さらにRが水素原子である場合、以下の方法にて算出できる。すなわち、アルキル変性ビニルエステル系重合体の主鎖メチンに由来するピークα(4.7〜5.2ppm)とアルキル基Rの末端メチル基に由来するピークβ(0.8〜1.0ppm)とから、下記式を用いて、単量体単位(a)の含有率Sを算出する。
S(モル%)
={(βのプロトン数/3)/(αのプロトン数+(βのプロトン数/3))}×100
In this case, for example, when the alkyl-modified monomer unit other than the monomer unit (a) is not included, R 1 is linear, and R 2 is a hydrogen atom, the calculation is performed by the following method. it can. That is, the peak α (4.7 to 5.2 ppm) derived from the main chain methine of the alkyl-modified vinyl ester polymer and the peak β (0.8 to 1.0 ppm) derived from the terminal methyl group of the alkyl group R 1 From the above, the content S of the monomer unit (a) is calculated using the following formula.
S (mol%)
= {(Number of protons of β / 3) / (number of protons of α + (number of protons of β / 3))} × 100

上記アルキル変性PVAの粘度平均重合度は1,000以上5,000以下である。なお、粘度平均重合度を単に重合度と呼ぶことがある。この重合度が5,000を超えると、水溶性が低下し、また、重合が困難になり実用的ではない。逆に、この重合度が1,000未満の場合は、機械的強度等が十分に発揮されない。   The viscosity average polymerization degree of the alkyl-modified PVA is 1,000 or more and 5,000 or less. The viscosity average degree of polymerization may be simply referred to as the degree of polymerization. If the degree of polymerization exceeds 5,000, water solubility is lowered, and polymerization becomes difficult, which is not practical. On the contrary, when the degree of polymerization is less than 1,000, the mechanical strength and the like are not sufficiently exhibited.

この粘度平均重合度(P)は、JIS−K6726に準じて測定される。すなわち、アルキル変性PVAを再けん化し、精製した後、30℃の水中で測定した極限粘度[η](単位:デシリットル/g)から次式により求められる。
P=([η]×10/8.29)(1/0.62)
This viscosity average degree of polymerization (P) is measured according to JIS-K6726. That is, after re-saponifying and purifying the alkyl-modified PVA, it is obtained by the following formula from the intrinsic viscosity [η] (unit: deciliter / g) measured in water at 30 ° C.
P = ([η] × 10 3 /8.29) (1 / 0.62)

上記アルキル変性PVAのけん化度は、80モル%以上99.99モル%以下であり、88モル%以上99.9モル%以下が好ましく、94モル%以上99.9モル%以下がさらに好ましい。   The saponification degree of the alkyl-modified PVA is from 80 mol% to 99.99 mol%, preferably from 88 mol% to 99.9 mol%, more preferably from 94 mol% to 99.9 mol%.

このけん化度が80モル%未満の場合には、上記アルキル変性PVAの水溶性等が低下したり、水溶液とした際の粘性等も低下する。逆に、このけん化度が99.99モル%を超えると、アルキル変性PVAの生産が困難になるので実用的でない。なお、上記アルキル変性PVAのけん化度は、JIS−K6726に準じて測定し得られる値である。   When this saponification degree is less than 80 mol%, the water solubility etc. of the said alkyl modified PVA fall, and the viscosity at the time of using aqueous solution also falls. On the contrary, if the degree of saponification exceeds 99.99 mol%, production of alkyl-modified PVA becomes difficult, which is not practical. The saponification degree of the alkyl-modified PVA is a value that can be measured according to JIS-K6726.

当該水溶性繊維における上記アルキル変性PVAの含有量としては、30質量%以上が好ましく、60質量%以上がより好ましく、90質量%以上がさらに好ましく、96質量%以上が特に好ましい。この含有量が30質量%未満の場合は、上記アルキル変性PVAによる効果が十分に発揮できない場合がある。   As content of the said alkyl-modified PVA in the said water-soluble fiber, 30 mass% or more is preferable, 60 mass% or more is more preferable, 90 mass% or more is further more preferable, 96 mass% or more is especially preferable. When this content is less than 30% by mass, the effect of the alkyl-modified PVA may not be sufficiently exhibited.

当該水溶性繊維は、上記アルキル変性PVAを含有し、このアルキル変性PVAは、上述のように、上記単量体単位(a)が有する疎水性のR及び親水性のアミド結合の存在により、高い水溶性及び機械的強度を有する。また、上記疎水性のR等の存在により、当該水溶性繊維は、水溶液とした際の粘性、保水性、土壌改良剤との均一混和性に優れる。従って、当該水溶性繊維を土壌改良植生用不織布に用いると、この繊維が溶けた場合、上記アルキル変性PVA及び土壌改良剤等が降雨等に伴って流出しがたく、不織布近傍に長期間留まることができる。また、上記アルキル変性PVA水溶液の粘性が高いことから、この土壌改良植生用の不織布は地表面との密着性に優れる。従って、当該水溶性繊維は、土壌改良植生用の不織布に好適に用いることができる。 The water-soluble fiber contains the alkyl-modified PVA, and the alkyl-modified PVA is, as described above, due to the presence of the hydrophobic R 1 and the hydrophilic amide bond of the monomer unit (a). High water solubility and mechanical strength. In addition, due to the presence of the hydrophobic R 1 and the like, the water-soluble fiber is excellent in viscosity when formed into an aqueous solution, water retention, and uniform miscibility with a soil conditioner. Therefore, when the water-soluble fiber is used in a nonwoven fabric for soil improvement vegetation, when the fiber is melted, the alkyl-modified PVA and the soil improvement agent do not easily flow out due to rain or the like and stay in the vicinity of the nonwoven fabric for a long time. Can do. Moreover, since the said alkyl-modified PVA aqueous solution has high viscosity, this nonwoven fabric for soil improvement vegetation is excellent in adhesiveness with the ground surface. Therefore, the said water-soluble fiber can be used suitably for the nonwoven fabric for soil improvement vegetation.

(アルキル変性PVAの製造方法)
上記アルキル変性PVAを製造する方法は特に制限されないが、下記一般式(II)で表される不飽和単量体とビニルエステル系単量体との共重合を行い、得られたアルキル変性ビニルエステル系重合体をけん化する方法が好ましい。ここで、上記の共重合はアルコール系溶媒中又は無溶媒で行うことが好適である。
(Method for producing alkyl-modified PVA)
The method for producing the alkyl-modified PVA is not particularly limited, but the alkyl-modified vinyl ester obtained by copolymerizing an unsaturated monomer represented by the following general formula (II) with a vinyl ester monomer. A method of saponifying the polymer is preferred. Here, the above copolymerization is preferably performed in an alcohol solvent or without a solvent.

Figure 2013119683
Figure 2013119683

式(II)中、R及びRの定義は上記式(I)と同様である。 In the formula (II), the definitions of R 1 and R 2 are the same as those in the above formula (I).

上記式(II)で表される不飽和単量体として具体的には、N−オクチルアクリルアミド、N−デシルアクリルアミド、N−ドデシルアクリルアミド、N−オクタデシルアクリルアミド、N−ヘキサコシルアクリルアミド、N−オクチルメタクリルアミド、N−デシルメタクリルアミド、N−ドデシルメタクリルアミド、N−オクタデシルメタクリルアミド、N−ヘキサコシルメタクリルアミド等が挙げられる。これらの中でも、N−オクタデシルアクリルアミド、N−オクチルメタクリルアミド、N−デシルメタクリルアミド、N−ドデシルメタクリルアミド、N−オクタデシルメタクリルアミド、及びN−ヘキサコシルメタクリルアミドが好ましく、N−オクタデシルアクリルアミド、N−ドデシルメタクリルアミド及びN−オクタデシルメタクリルアミドがより好ましく、N−オクタデシルアクリルアミド及びN−オクタデシルメタクリルアミドがさらに好ましい。   Specific examples of the unsaturated monomer represented by the above formula (II) include N-octylacrylamide, N-decylacrylamide, N-dodecylacrylamide, N-octadecylacrylamide, N-hexacosylacrylamide, and N-octyl. Examples include methacrylamide, N-decyl methacrylamide, N-dodecyl methacrylamide, N-octadecyl methacrylamide, N-hexacosyl methacrylamide and the like. Among these, N-octadecylacrylamide, N-octylmethacrylamide, N-decylmethacrylamide, N-dodecylmethacrylamide, N-octadecylmethacrylamide, and N-hexacosylmethacrylamide are preferable, and N-octadecylacrylamide, N -Dodecyl methacrylamide and N-octadecyl methacrylamide are more preferable, and N-octadecyl acrylamide and N-octadecyl methacrylamide are more preferable.

上記ビニルエステル系単量体としては、ギ酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、イソ酪酸ビニル、ピバリン酸ビニル、バーサチック酸ビニル、カプロン酸ビニル、カプリル酸ビニル、ラウリン酸ビニル、パルミチン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、オレイン酸ビニル、安息香酸ビニル等が挙げられるが、これら中でも酢酸ビニルが好ましい。   Examples of the vinyl ester monomers include vinyl formate, vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, vinyl isobutyrate, vinyl pivalate, vinyl versatate, vinyl caproate, vinyl caprylate, vinyl laurate, and vinyl palmitate. , Vinyl stearate, vinyl oleate, vinyl benzoate and the like, among which vinyl acetate is preferred.

一般式(II)で表される不飽和単量体とビニルエステル系単量体との共重合に際して、本発明の主旨を損なわない範囲で他の単量体を共重合しても差し支えない。使用しうる単量体としては、例えば、
エチレン、プロピレン、n−ブテン、イソブチレン等のα−オレフィン;
メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、n−プロピルビニルエーテル、i−プロピルビニルエーテル、n−ブチルビニルエーテル、i−ブチルビニルエーテル、t−ブチルビニルエーテル、2,3−ジアセトキシ−1−ビニルオキシプロパン等のビニルエーテル類;
アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のニトリル類;
塩化ビニル、フッ化ビニル等のハロゲン化ビニル類;
塩化ビニリデン、フッ化ビニリデン等のハロゲン化ビニリデン類;
酢酸アリル、2,3−ジアセトキシ−1−アリルオキシプロパン、塩化アリル等のアリル化合物;
ビニルトリメトキシシラン等のビニルシリル化合物;
酢酸イソプロペニル
等が挙げられる。
When the unsaturated monomer represented by the general formula (II) and the vinyl ester monomer are copolymerized, other monomers may be copolymerized within a range not impairing the gist of the present invention. Examples of monomers that can be used include:
Α-olefins such as ethylene, propylene, n-butene, isobutylene;
Vinyl ethers such as methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, n-propyl vinyl ether, i-propyl vinyl ether, n-butyl vinyl ether, i-butyl vinyl ether, t-butyl vinyl ether, 2,3-diacetoxy-1-vinyloxypropane;
Nitriles such as acrylonitrile and methacrylonitrile;
Vinyl halides such as vinyl chloride and vinyl fluoride;
Vinylidene halides such as vinylidene chloride and vinylidene fluoride;
Allyl compounds such as allyl acetate, 2,3-diacetoxy-1-allyloxypropane, allyl chloride;
Vinylsilyl compounds such as vinyltrimethoxysilane;
And isopropenyl acetate.

また、一般式(II)で表される不飽和単量体とビニルエステル系単量体との共重合に際し、得られる共重合体の重合度を調節すること等を目的として、本発明の主旨を損なわない範囲で連鎖移動剤の存在下で共重合を行っても差し支えない。この連鎖移動剤としては、
アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド等のアルデヒド類;
アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類;
2−ヒドロキシエタンチオール等のメルカプタン類;
トリクロロエチレン、パークロロエチレン等のハロゲン化炭化水素類;
ホスフィン酸ナトリウム1水和物等のホスフィン酸塩類
等が挙げられ、これらの中でもアルデヒド類およびケトン類が好適に用いられる。
In addition, in the copolymerization of the unsaturated monomer represented by the general formula (II) and the vinyl ester monomer, the purpose of the present invention is to adjust the degree of polymerization of the obtained copolymer. Copolymerization may be carried out in the presence of a chain transfer agent within a range that does not impair. As this chain transfer agent,
Aldehydes such as acetaldehyde and propionaldehyde;
Ketones such as acetone and methyl ethyl ketone;
Mercaptans such as 2-hydroxyethanethiol;
Halogenated hydrocarbons such as trichlorethylene and perchlorethylene;
Examples thereof include phosphinic acid salts such as sodium phosphinate monohydrate, among which aldehydes and ketones are preferably used.

上記連鎖移動剤の添加量は、添加する連鎖移動剤の連鎖移動定数及び目的とするアルキル変性ビニルエステル系重合体の重合度に応じて決定することができるが、一般にビニルエステル系単量体に対して0.1〜10質量%が好ましい。   The amount of the chain transfer agent added can be determined according to the chain transfer constant of the chain transfer agent to be added and the degree of polymerization of the target alkyl-modified vinyl ester polymer. 0.1-10 mass% is preferable with respect to it.

一般式(II)で表される不飽和単量体とビニルエステル系単量体との共重合を行う際に採用される温度は0〜200℃が好ましく、30〜140℃がより好ましい。共重合を行う温度が0℃より低い場合は、十分な重合速度が得られにくい。また、重合を行う温度が200℃より高い場合、本発明で規定する単量体単位(a)の含有率を満足するアルキル変性PVAを得られにくい。共重合を行う際に採用される温度を0〜200℃に制御する方法としては、例えば、重合速度を制御することで、重合により生成する発熱と反応器の表面からの放熱とのバランスをとる方法や、適当な熱媒を用いた外部ジャケットにより制御する方法等が挙げられるが、安全性の面からは後者の方法が好ましい。   The temperature employed when copolymerizing the unsaturated monomer represented by the general formula (II) and the vinyl ester monomer is preferably 0 to 200 ° C, more preferably 30 to 140 ° C. When the copolymerization temperature is lower than 0 ° C., it is difficult to obtain a sufficient polymerization rate. Moreover, when the temperature which superposes | polymerizes is higher than 200 degreeC, it is difficult to obtain the alkyl modified PVA which satisfies the content rate of the monomer unit (a) prescribed | regulated by this invention. As a method for controlling the temperature employed in the copolymerization to 0 to 200 ° C., for example, by controlling the polymerization rate, the heat generated by the polymerization is balanced with the heat released from the surface of the reactor. Examples thereof include a method and a method of controlling by an external jacket using an appropriate heat medium, but the latter method is preferable from the viewpoint of safety.

一般式(II)で表される不飽和単量体とビニルエステル系単量体との共重合を行うのに採用される重合方式としては、回分重合、半回分重合、連続重合、半連続重合のいずれでもよい。重合方法としては、塊状重合法、溶液重合法、懸濁重合法、乳化重合法等公知の任意の方法を採用することができる。これらの中でも、無溶媒又はアルコール系溶媒中で重合を行う塊状重合法や溶液重合法が好適に採用され、高重合度の共重合体の製造を目的とする場合は乳化重合法が採用される。   The polymerization method employed for the copolymerization of the unsaturated monomer represented by the general formula (II) and the vinyl ester monomer is batch polymerization, semi-batch polymerization, continuous polymerization, or semi-continuous polymerization. Either of these may be used. As the polymerization method, any known method such as a bulk polymerization method, a solution polymerization method, a suspension polymerization method, or an emulsion polymerization method can be employed. Among these, a bulk polymerization method or a solution polymerization method in which polymerization is performed in a solvent-free or alcohol-based solvent is preferably employed, and an emulsion polymerization method is employed for the purpose of producing a copolymer having a high degree of polymerization. .

上記アルコール系溶媒としては、メタノール、エタノール、n−プロパノール等を用いることができるが、これらに限定されるものではない。また、これらの溶媒は2種類又はそれ以上の種類を混合して用いることができる。   Examples of the alcohol solvent include methanol, ethanol, n-propanol, and the like, but are not limited thereto. Moreover, these solvents can be used by mixing two or more kinds.

共重合に使用される開始剤としては、重合方法に応じて従来公知のアゾ系開始剤、過酸化物系開始剤、レドックス系開始剤等が適宜選ばれる。アゾ系開始剤としては、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)等が挙げられ、過酸化物系開始剤としては、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エチルヘキシルパーオキシジカーボネート、ジエトキシエチルパーオキシジカーボネート等のパーカーボネート化合物;t−ブチルパーオキシネオデカネート、α−クミルパーオキシネオデカネート、t−ブチルパーオキシデカネート等のパーエステル化合物;アセチルシクロヘキシルスルホニルパーオキシド;2,4,4−トリメチルペンチル−2−パーオキシフェノキシアセテート等が挙げられる。さらには、上記開始剤に過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過酸化水素等を組み合わせて開始剤とすることもできる。また、レドックス系開始剤としては、上記の過酸化物と亜硫酸水素ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、酒石酸、L−アスコルビン酸、ロンガリット等の還元剤とを組み合わせたものが挙げられる。   As the initiator used for copolymerization, conventionally known azo initiators, peroxide initiators, redox initiators and the like are appropriately selected according to the polymerization method. As the azo initiator, 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobis (4-methoxy-2,4- Dimethyl valeronitrile) and the like, and peroxide initiators include perisopropyl compounds such as diisopropyl peroxydicarbonate, di-2-ethylhexyl peroxydicarbonate and diethoxyethyl peroxydicarbonate; t-butyl Perester compounds such as peroxyneodecanate, α-cumylperoxyneodecanate, t-butylperoxydecanate; acetylcyclohexylsulfonyl peroxide; 2,4,4-trimethylpentyl-2-peroxyphenoxyacetate, etc. Is mentioned. Furthermore, the initiator can be combined with potassium persulfate, ammonium persulfate, hydrogen peroxide, or the like to form an initiator. Moreover, as a redox-type initiator, what combined said peroxide and reducing agents, such as sodium hydrogen sulfite, sodium hydrogencarbonate, tartaric acid, L-ascorbic acid, Rongalite, is mentioned.

なお、一般式(II)で示される不飽和単量体とビニルエステル系単量体との共重合を高い温度で行った場合、ビニルエステル系単量体の分解に起因するアルキル変性PVAの着色等が見られることがある。この場合には、着色防止の目的で重合系に酒石酸のような酸化防止剤をビニルエステル系単量体に対して1〜100ppm程度添加することはなんら差し支えない。   In addition, when copolymerization of the unsaturated monomer represented by the general formula (II) and the vinyl ester monomer is performed at a high temperature, the coloring of the alkyl-modified PVA caused by the decomposition of the vinyl ester monomer Etc. may be seen. In this case, an antioxidant such as tartaric acid may be added to the polymerization system in an amount of about 1 to 100 ppm based on the vinyl ester monomer for the purpose of preventing coloring.

上記共重合により得られたアルキル変性ビニルエステル系重合体のけん化反応には、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ナトリウムメトキシド等の塩基性触媒又はp−トルエンスルホン酸等の酸性触媒を用いた公知の加アルコール分解反応又は加水分解反応を適用することができる。この反応に使用しうる溶媒としては、メタノール、エタノール等のアルコール類;酢酸メチル、酢酸エチル等のエステル類;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類;ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素等が挙げられ、これらは単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、メタノール又はメタノール/酢酸メチル混合溶液を溶媒とし、水酸化ナトリウムを触媒に用いてけん化反応を行うのが簡便であり好ましい。   The saponification reaction of the alkyl-modified vinyl ester polymer obtained by the above copolymerization is publicly known using a basic catalyst such as sodium hydroxide, potassium hydroxide or sodium methoxide or an acidic catalyst such as p-toluenesulfonic acid. An alcoholysis reaction or a hydrolysis reaction can be applied. Examples of the solvent that can be used in this reaction include alcohols such as methanol and ethanol; esters such as methyl acetate and ethyl acetate; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; aromatic hydrocarbons such as benzene and toluene; These can be used alone or in combination of two or more. Among these, it is simple and preferable to perform the saponification reaction using methanol or a methanol / methyl acetate mixed solution as a solvent and sodium hydroxide as a catalyst.

(その他の成分)
当該水溶性繊維は、本発明の目的や効果を損なわない範囲で、他の成分を含むことができる。この他の成分としては、銅化合物等の安定剤、着色剤、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、難燃剤、可塑剤、潤滑剤、結晶化速度遅延剤、その他のPVA等の樹脂などを挙げることができる。特に、熱安定剤としてヒンダードフェノール等の有機系安定剤、ヨウ化銅等のハロゲン化銅化合物、ヨウ化カリウム等のハロゲン化アルカリ金属化合物を添加すると、繊維化の際の溶融滞留安定性が向上するので好ましい。
(Other ingredients)
The said water-soluble fiber can contain another component in the range which does not impair the objective and effect of this invention. Other components include stabilizers such as copper compounds, colorants, UV absorbers, light stabilizers, antioxidants, antistatic agents, flame retardants, plasticizers, lubricants, crystallization rate retarders, and other Examples thereof include resins such as PVA. In particular, when an organic stabilizer such as hindered phenol, a copper halide compound such as copper iodide, or an alkali metal halide compound such as potassium iodide is added as a heat stabilizer, the melt retention stability during fiberization can be improved. Since it improves, it is preferable.

また、当該水溶性繊維は、必要に応じて平均粒子径が0.01μm以上5μm以下、好ましくは0.02μm以上1μm以下の微粒子を含むことができる。当該水溶性繊維は、このような微粒子を含有することで、紡糸性や延伸性を高めることができる。この微粒子の含有量としては、例えば0.05質量%以上10質量%以下とすることができる。微粒子の種類は特に限定されず、例えば、シリカ、アルミナ、酸化チタン、炭酸カルシウム、硫酸バリウム等の不活性微粒子を挙げることができる。これらは単独で使用しても2種以上併用しても良い。   Further, the water-soluble fiber can contain fine particles having an average particle diameter of 0.01 μm or more and 5 μm or less, preferably 0.02 μm or more and 1 μm or less, as necessary. The water-soluble fiber can improve spinnability and stretchability by containing such fine particles. The content of the fine particles can be, for example, 0.05% by mass or more and 10% by mass or less. The kind of fine particles is not particularly limited, and examples thereof include inert fine particles such as silica, alumina, titanium oxide, calcium carbonate, and barium sulfate. These may be used alone or in combination of two or more.

(製造方法)
当該水溶性繊維の製造方法としては特に限定されず、上記アルキル変性PVAを材料として、湿式紡糸法、乾式紡糸法、乾湿式紡糸法、ゲル紡糸法、溶融紡糸法などの公知のPVA繊維の紡糸方法により得ることができる。
(Production method)
The method for producing the water-soluble fiber is not particularly limited, and spinning of known PVA fibers such as a wet spinning method, a dry spinning method, a dry wet spinning method, a gel spinning method, a melt spinning method, etc., using the alkyl-modified PVA as a material. It can be obtained by a method.

当該水溶性繊維は、全延伸倍率を3倍以上にすることが好ましい。延伸倍率が3倍未満の場合には、繊維の機械的特性が低くなる場合がある。なお、ここでいう延伸倍率とは、乾燥前の固化浴中での湿延伸と乾燥後の延伸倍率との積である。例えば、湿延伸を3倍とし、その後の延伸を2倍とした場合の全延伸倍率は6倍となる。   The water-soluble fiber preferably has a total draw ratio of 3 times or more. If the draw ratio is less than 3, the mechanical properties of the fiber may be lowered. In addition, the draw ratio here is the product of the wet draw in the solidification bath before drying and the draw ratio after drying. For example, when the wet stretching is 3 times and the subsequent stretching is 2 times, the total stretching ratio is 6 times.

(品質、用途等)
当該水溶性繊維の4質量%水溶液粘度としては、50,000mPa・s以上が好ましく、100,000mPa・s以上がより好ましい。このように水溶液の粘性が高いことで、例えば、土壌改良植生用の不織布に用いた際の、上記PVA及び土壌改良剤等の流出をより抑えることなどができる。この水溶液粘度は、ロータ回転数6rpm、温度20℃の条件で、B型粘度計を用いて測定した値である。
(Quality, usage, etc.)
As a 4 mass% aqueous solution viscosity of the said water-soluble fiber, 50,000 mPa * s or more is preferable and 100,000 mPa * s or more is more preferable. Thus, when the viscosity of aqueous solution is high, the outflow of the said PVA, a soil improvement agent, etc. at the time of using for the nonwoven fabric for soil improvement vegetation etc. can be suppressed more, for example. This aqueous solution viscosity is a value measured using a B-type viscometer under the conditions of a rotor speed of 6 rpm and a temperature of 20 ° C.

当該水溶性繊維の引張強さとしては、3.0cN/dtex以上7.5cN/dtex以下が好ましく、5.0cN/dtex以上7.5cN/dtex以下がより好ましい。このような引張強さを有することで、当該水溶性繊維の機械的特性を高めることができる。引張強さが上記下限未満の場合は、機械的強度が不十分な場合がある。逆に、引張強さが上記上限を超えると、取扱性が低下する場合などがある。この引張強さは、JIS−L1013に準拠して測定した値である。   The tensile strength of the water-soluble fiber is preferably 3.0 cN / dtex or more and 7.5 cN / dtex or less, more preferably 5.0 cN / dtex or more and 7.5 cN / dtex or less. By having such tensile strength, the mechanical properties of the water-soluble fiber can be enhanced. When the tensile strength is less than the above lower limit, the mechanical strength may be insufficient. On the contrary, when the tensile strength exceeds the above upper limit, the handleability may be lowered. This tensile strength is a value measured according to JIS-L1013.

当該水溶性繊維の繊度としては、特に限定されず、例えば、0.1〜10,000dtex、好ましくは1〜1,000dtexとすることができる。   The fineness of the water-soluble fiber is not particularly limited, and can be, for example, 0.1 to 10,000 dtex, preferably 1 to 1,000 dtex.

当該水溶性PVA系繊維は、例えば、カットファイバー、フィラメント、紡績糸、紐状物、ロープ、フィブリル等の形態で使用可能である。また、当該繊維を用いて、例えば不織布、織編物等を作製することもできる。なお、水溶性が要求される用途からみると、ケミカルレース用基布や土壌改良植生用などの不織布として用いることが好適である。   The water-soluble PVA fibers can be used in the form of, for example, cut fibers, filaments, spun yarns, strings, ropes, fibrils, and the like. Moreover, a nonwoven fabric, a knitted fabric, etc. can also be produced using the said fiber, for example. From the viewpoint of applications that require water-solubility, it is preferable to use it as a non-woven fabric for chemical lace base fabric or soil improvement vegetation.

<不織布>
当該不織布は、当該水溶性繊維から形成される。当該不織布の製造方法は、従来公知の方法が用いられる。具体的にはニードルパンチ法、エンボス法、フォームボンド法、熱融着繊維を混合した加熱法(エンボス、熱風、金型成形等)、バインダー接着法、水流絡合法、メルトブローン法やスパンボンド法で製造した不織布との貼り合せやこれらの組合せなどを挙げることができる。これらは、不織布の目的とする品質等に応じて適宜選択することができる。
<Nonwoven fabric>
The nonwoven fabric is formed from the water-soluble fiber. A conventionally well-known method is used for the manufacturing method of the said nonwoven fabric. Specifically, the needle punch method, emboss method, foam bond method, heating method (embossing, hot air, mold molding, etc.) mixed with heat-bonding fibers, binder bonding method, hydroentanglement method, melt blown method and spun bond method Examples thereof include bonding with a manufactured nonwoven fabric and combinations thereof. These can be appropriately selected according to the desired quality of the nonwoven fabric.

当該不織布における当該水溶性PVA系繊維の含有率としては、5質量%以上100質量%以下が好ましく、30質量%以上がより好ましく、60質量%以上が更に好ましい。含有率が5質量%未満である場合、水溶性特性が要求される用途への使用が困難になる。また、当該水溶性繊維は、高い機械的強度等の繊維物性を有していることなどから、当該水溶性繊維を100質量%不織布に使用してエンボス加工やニードルパンチ加工することが可能である。ただし、目的とする品質やコストに応じて他の繊維と併用してもよい。   The content of the water-soluble PVA fiber in the nonwoven fabric is preferably 5% by mass or more and 100% by mass or less, more preferably 30% by mass or more, and still more preferably 60% by mass or more. When the content is less than 5% by mass, it becomes difficult to use in applications that require water-soluble properties. In addition, since the water-soluble fiber has fiber properties such as high mechanical strength, it can be embossed or needle punched using the water-soluble fiber as a 100% by mass nonwoven fabric. . However, you may use together with another fiber according to the target quality and cost.

他の繊維としては、例えば、パルプ、綿等の天然繊維、レーヨン、キュプラ等の再生繊維、アセテート、プロミックス等の半合成繊維、ポリエステル繊維、アクリル繊維、ポリアミド系繊維(ナイロン、アラミド等)、他のPVA繊維等の合成繊維などを挙げることができる。当該不織布においては、当該水溶性繊維と、これらの他の繊維とを混合又は積層して使用することができる。また、必要に応じて当該水溶性繊維から形成される不織布を他の素材、たとえばフィルム、金属、樹脂等と複合することもできる。   Examples of other fibers include natural fibers such as pulp and cotton, regenerated fibers such as rayon and cupra, semi-synthetic fibers such as acetate and promix, polyester fibers, acrylic fibers, polyamide fibers (nylon, aramid, etc.), Examples thereof include synthetic fibers such as other PVA fibers. In the said nonwoven fabric, the said water-soluble fiber and these other fibers can be mixed or laminated | stacked and used. Moreover, the nonwoven fabric formed from the said water-soluble fiber can also be combined with another raw material, for example, a film, a metal, resin etc. as needed.

当該不織布は、例えば、土壌改良剤、肥料、種子等を含有させること等により、いわゆる土壌改良植生シート等として用いることができる。当該不織布は、機械的強度に優れ、水溶液とした際の粘性、保水性、土壌改良剤との均一混和性に優れるPVAから形成されており、また、地表面との密着性に優れるため土壌改良植生用として好適である。   The said nonwoven fabric can be used as what is called a soil improvement vegetation sheet etc. by containing a soil improvement agent, a fertilizer, a seed, etc., for example. The nonwoven fabric is formed from PVA which has excellent mechanical strength, viscosity when it is used as an aqueous solution, water retention, and uniform miscibility with a soil improver. Suitable for vegetation.

以下、実施例及び比較例により本発明を詳細に説明する。以下の実施例及び比較例において「部」及び「%」は、特に断りのない限り質量基準を意味する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples and Comparative Examples. In the following examples and comparative examples, “part” and “%” mean mass basis unless otherwise specified.

なお、得られたPVA(アルキル変性PVA及び無変性PVA)の評価は以下の方法に従って行った。   The obtained PVA (alkyl-modified PVA and non-modified PVA) was evaluated according to the following method.

[変性率]
PVAにおける式(I)で表される単量体単位(a)の含有率(変性率)は、上述した、プロトンNMRを用いた方法に準じて求めた。なお、プロトンNMRは、500MHzのJEOL GX−500を用いた。
[Modification rate]
The content rate (modification rate) of the monomer unit (a) represented by the formula (I) in PVA was determined according to the above-described method using proton NMR. For proton NMR, 500 MHz JEOL GX-500 was used.

[重合度]
PVAの重合度は、JIS−K6726に記載の方法により求めた。
[Degree of polymerization]
The degree of polymerization of PVA was determined by the method described in JIS-K6726.

[けん化度]
PVAのけん化度は、JIS−K6726に記載の方法により求めた。
[Saponification degree]
The degree of saponification of PVA was determined by the method described in JIS-K6726.

<PVAの製造>
[製造例1](PVA1の製造)
撹拌機、還流冷却管、窒素導入管、コモノマー滴下口及び開始剤の添加口を備えた3Lの反応器に、酢酸ビニル750g、メタノール250g及びN−オクタデシルメタクリルアミド1.1gを仕込み、窒素バブリングをしながら30分間系内を窒素置換した。また、ディレー溶液としてN−オクタデシルメタクリルアミドをメタノールに溶解して濃度5%としたコモノマー溶液を調製し、窒素ガスのバブリングにより窒素置換した。反応器の昇温を開始し、内温が60℃となったところで、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.25gを添加し重合を開始した。ディレー溶液を滴下して重合溶液中のモノマー組成(酢酸ビニルとN−オクタデシルメタクリルアミドとの比率)が一定となるようにしながら、60℃で3時間重合した後、冷却して重合を停止した。重合を停止するまで加えたコモノマーの総量は4.8gであった。また重合停止時の固形分濃度は29.9%であった。続いて30℃、減圧下でメタノールを時々添加しながら未反応の酢酸ビニルモノマーの除去を行い、アルキル変性ビニルエステル系重合体(アルキル変性PVAc)のメタノール溶液(濃度35%)を得た。さらに、これにメタノールを加えて調製したアルキル変性PVAcのメタノール溶液771.4g(溶液中のアルキル変性PVAc200.0g)に、27.9gのアルカリ溶液(水酸化ナトリウムの10%メタノール溶液)を添加してけん化を行った。ここでけん化溶液におけるアルキル変性PVAc濃度は25%、アルキル変性PVAc中の酢酸ビニル単位に対する水酸化ナトリウムのモル比は0.03であった。アルカリ溶液を添加後約1分でゲル状物が生成したので、これを粉砕器にて粉砕し、40℃で1時間放置してけん化を進行させた後、酢酸メチル500gを加えて残存するアルカリを中和した。フェノールフタレイン指示薬を用いて中和が終了したことを確認した後、濾別して白色固体を得、これにメタノール2,000gを加えて室温で3時間放置洗浄した。上記の洗浄操作を3回繰り返した後、遠心脱液して得られた白色固体を乾燥機中65℃で2日間放置してアルキル変性PVA(PVA1)を得た。
<Manufacture of PVA>
[Production Example 1] (Production of PVA1)
A 3 L reactor equipped with a stirrer, a reflux condenser, a nitrogen inlet, a comonomer addition port and an initiator addition port was charged with 750 g of vinyl acetate, 250 g of methanol and 1.1 g of N-octadecyl methacrylamide and bubbling nitrogen. Then, the system was purged with nitrogen for 30 minutes. Further, a comonomer solution in which N-octadecylmethacrylamide was dissolved in methanol to a concentration of 5% was prepared as a delay solution, and nitrogen substitution was performed by bubbling nitrogen gas. The temperature of the reactor was increased, and when the internal temperature reached 60 ° C., 0.25 g of 2,2′-azobisisobutyronitrile (AIBN) was added to initiate polymerization. The delay solution was added dropwise to polymerize the monomer composition (ratio of vinyl acetate and N-octadecyl methacrylamide) in the polymerization solution at a constant temperature for 3 hours at 60 ° C., and then cooled to stop the polymerization. The total amount of comonomer added until the polymerization was stopped was 4.8 g. The solid content concentration when the polymerization was stopped was 29.9%. Subsequently, unreacted vinyl acetate monomer was removed while occasionally adding methanol under reduced pressure at 30 ° C. to obtain a methanol solution (concentration 35%) of an alkyl-modified vinyl ester polymer (alkyl-modified PVAc). Furthermore, 27.9 g of an alkali solution (10% methanol solution of sodium hydroxide) was added to 771.4 g of an alkyl-modified PVAc methanol solution prepared by adding methanol thereto (200.0 g of alkyl-modified PVAc in the solution). Saponification was performed. Here, the alkyl-modified PVAc concentration in the saponification solution was 25%, and the molar ratio of sodium hydroxide to vinyl acetate units in the alkyl-modified PVAc was 0.03. A gel-like product was formed in about 1 minute after the addition of the alkaline solution. This was pulverized with a pulverizer and allowed to stand at 40 ° C. for 1 hour to proceed with saponification, and then 500 g of methyl acetate was added to leave the remaining alkali. Neutralized. After confirming that the neutralization was completed using a phenolphthalein indicator, a white solid was obtained by filtration, 2,000 g of methanol was added thereto, and the mixture was allowed to stand and washed at room temperature for 3 hours. After the above washing operation was repeated three times, the white solid obtained by centrifugal drainage was left in a dryer at 65 ° C. for 2 days to obtain alkyl-modified PVA (PVA1).

[製造例2〜14](PVA2〜14の製造)
酢酸ビニル及びメタノールの仕込み量、重合時に使用するアルキル基を有する不飽和単量体の種類や添加量等の重合条件、けん化時におけるアルキル変性PVAcの濃度、酢酸ビニル単位に対する水酸化ナトリウムのモル比等のけん化条件を表1に示すように変更したこと以外は、実施例1と同様の方法により各種のアルキル変性PVA(PVA2〜14)を製造した。なお、表1中の不飽和単量体は、上記式(II)で表される化合物であり、式(II)中のR及びRを表1に示す。
[Production Examples 2 to 14] (Production of PVA 2 to 14)
Charge amount of vinyl acetate and methanol, polymerization conditions such as kind and addition amount of unsaturated monomer having alkyl group used during polymerization, concentration of alkyl-modified PVAc during saponification, molar ratio of sodium hydroxide to vinyl acetate unit Various alkyl-modified PVA (PVA2 to 14) were produced in the same manner as in Example 1 except that the saponification conditions such as those were changed as shown in Table 1. The unsaturated monomer in Table 1 is a compound represented by the above formula (II), and Table 1 shows R 1 and R 2 in the formula (II).

[製造例15](PVA15の製造)
撹拌機、還流冷却管、窒素導入管及び開始剤の添加口を備えた3Lの反応器に、酢酸ビニル750g及びメタノール250gを仕込み、窒素バブリングをしながら30分間系内を窒素置換した。反応器の昇温を開始し、内温が60℃となったところで、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.5gを添加し重合を開始し、60℃で3時間重合した後、冷却して重合を停止した。重合停止時の固形分濃度は31.4%であった。続いて30℃、減圧下でメタノールを時々添加しながら未反応の酢酸ビニルモノマーの除去を行い、ポリ酢酸ビニル(PVAc)のメタノール溶液(濃度30%)を得た。さらに、これにメタノールを加えて調製したPVAcのメタノール溶液772.1g(溶液中のPVAc200.0g)に、27.9gのアルカリ溶液(水酸化ナトリウムの10%メタノール溶液)を添加してけん化を行った。ここでけん化溶液のPVAc濃度は25%、PVAc中の酢酸ビニル単位に対する水酸化ナトリウムのモル比は0.03であった。アルカリ溶液を添加後約1分でゲル状物が生成したので、これを粉砕器にて粉砕し、40℃で1時間放置してけん化を進行させた後、酢酸メチル500gを加えて残存するアルカリを中和した。フェノールフタレイン指示薬を用いて中和が終了したことを確認した後、濾別して白色固体を得、これにメタノール2,000gを加えて室温で3時間放置洗浄した。上記の洗浄操作を3回繰り返した後、遠心脱液して得られた白色固体を乾燥機中65℃で2日間放置して無変性PVA(PVA15)を得た。
[Production Example 15] (Production of PVA15)
750 g of vinyl acetate and 250 g of methanol were charged into a 3 L reactor equipped with a stirrer, reflux condenser, nitrogen inlet tube and initiator addition port, and the system was purged with nitrogen for 30 minutes while bubbling nitrogen. The temperature of the reactor was increased, and when the internal temperature reached 60 ° C., 0.5 g of 2,2′-azobisisobutyronitrile (AIBN) was added to start polymerization, and polymerization was performed at 60 ° C. for 3 hours. Then, the polymerization was stopped by cooling. The solid content concentration when the polymerization was stopped was 31.4%. Subsequently, unreacted vinyl acetate monomer was removed while sometimes adding methanol under reduced pressure at 30 ° C. to obtain a methanol solution (concentration 30%) of polyvinyl acetate (PVAc). Furthermore, saponification was performed by adding 27.9 g of an alkaline solution (sodium hydroxide in 10% methanol) to 772.1 g of PVAc methanol solution prepared by adding methanol thereto (200.0 g of PVAc in the solution). It was. Here, the PVAc concentration of the saponification solution was 25%, and the molar ratio of sodium hydroxide to vinyl acetate units in PVAc was 0.03. A gel-like product was formed in about 1 minute after the addition of the alkaline solution. This was pulverized with a pulverizer and allowed to stand at 40 ° C. for 1 hour to proceed with saponification, and then 500 g of methyl acetate was added to leave the remaining alkali. Neutralized. After confirming that the neutralization was completed using a phenolphthalein indicator, a white solid was obtained by filtration, 2,000 g of methanol was added thereto, and the mixture was allowed to stand and washed at room temperature for 3 hours. After repeating the above washing operation three times, the white solid obtained by centrifugal drainage was left in a dryer at 65 ° C. for 2 days to obtain unmodified PVA (PVA15).

Figure 2013119683
Figure 2013119683

[実施例1〜9、比較例1〜6]
得られた各PVAをPVA濃度23質量%となるようにDMSO中に添加し、90℃にて窒素雰囲気下で加熱溶解した。得られた紡糸原液を、孔径0.08mm、ホール数108のノズルを通して液温5℃のメタノール/DMSO=70/30(質量比)よりなる固化浴中に乾湿式紡糸した。
[Examples 1-9, Comparative Examples 1-6]
Each of the obtained PVA was added to DMSO so as to have a PVA concentration of 23% by mass, and heated and dissolved at 90 ° C. in a nitrogen atmosphere. The obtained spinning solution was dry-wet-spun into a solidification bath of methanol / DMSO = 70/30 (mass ratio) at a liquid temperature of 5 ° C. through a nozzle having a hole diameter of 0.08 mm and a hole number of 108.

得られた固化糸を固化浴と同じメタノール/DMSO組成の第2浴に浸漬し、次いで液温25℃のメタノール浴中で3倍の湿延伸を施した。その後、120℃の熱風で乾燥し、紡糸原糸を得た。次いで、得られた紡糸原糸を160℃の熱風延伸炉中で総延伸倍率(湿延伸倍率×熱風炉延伸倍率)が6倍になるように延伸し、実施例1〜9及び比較例1〜6の水溶性繊維を得た。   The obtained solidified yarn was dipped in a second bath having the same methanol / DMSO composition as the solidified bath, and then wet-stretched 3 times in a methanol bath having a liquid temperature of 25 ° C. Then, it dried with the hot air of 120 degreeC, and obtained the spinning original yarn. Subsequently, the obtained spinning yarn was drawn in a hot air drawing furnace at 160 ° C. so that the total draw ratio (wet draw ratio × hot air furnace draw ratio) was 6 times. Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 6 water-soluble fibers were obtained.

得られた水溶性繊維について、以下の評価を行った。   The obtained water-soluble fiber was evaluated as follows.

[4%水溶液粘度]
蒸留水96gに対して水溶性繊維4gを室温で加え、90℃まで昇温し、そのまま1時間撹拌した後、室温まで冷却し、濃度4%のPVA水溶液を調製した。その後、B型粘度計を用いてロータ回転数6rpmで温度が20℃における粘度を測定した。
[4% aqueous solution viscosity]
4 g of water-soluble fiber was added to 96 g of distilled water at room temperature, the temperature was raised to 90 ° C., stirred as it was for 1 hour, and then cooled to room temperature to prepare a PVA aqueous solution with a concentration of 4%. Thereafter, the viscosity at a temperature of 20 ° C. was measured at a rotor rotation speed of 6 rpm using a B-type viscometer.

[引張強さ]
JIS−L1013に準じて、予め調湿されたヤーンを試長20cm、初荷重0.25cN/dtex及び引張速度50%/分の条件で測定し、n=20の平均値を採用した。また繊維繊度(dtex)は質量法により求めた。
[Tensile strength]
According to JIS-L1013, a yarn conditioned in advance was measured under the conditions of a test length of 20 cm, an initial load of 0.25 cN / dtex and a tensile speed of 50% / min, and an average value of n = 20 was adopted. The fiber fineness (dtex) was determined by a mass method.

製造した各PVA及び水溶性繊維の評価結果を表2に示す。なお、表2中の4%水溶液粘度における「−」は溶解する際、溶け残りがあり評価不能であったことを示す。   Table 2 shows the evaluation results of the produced PVA and water-soluble fibers. In Table 2, “−” in the viscosity of a 4% aqueous solution indicates that there was an undissolved residue and no evaluation was possible.

Figure 2013119683
Figure 2013119683

表2に示されるように、本発明の水溶性繊維は、水溶液とした際の粘性が高く、また、高い引張強さを有することがわかる。   As shown in Table 2, it can be seen that the water-soluble fiber of the present invention has a high viscosity when made into an aqueous solution and has a high tensile strength.

以上説明したように、本発明の水溶性繊維は、機械的強度に優れ、水溶液とした際の粘性等に優れるPVAを含むため、土壌改良植生用の不織布等に好適に用いることができる。   As described above, since the water-soluble fiber of the present invention contains PVA which is excellent in mechanical strength and excellent in viscosity and the like when used as an aqueous solution, it can be suitably used for a nonwoven fabric for soil improvement vegetation.

Claims (5)

アルキル変性ビニルアルコール系重合体を含有し、
上記アルキル変性ビニルアルコール系重合体が、下記一般式(I)で表される単量体単位(a)を含み、粘度平均重合度が1,000以上5,000以下、けん化度が80モル%以上99.99モル%以下、上記単量体単位(a)の含有率が0.05モル%以上5モル%以下である水溶性繊維。
Figure 2013119683
(式(I)中、Rは炭素数8〜29の直鎖状又は分岐状アルキル基を表す。Rは水素原子又は炭素数1〜8のアルキル基を表す。)
Containing an alkyl-modified vinyl alcohol polymer,
The alkyl-modified vinyl alcohol polymer includes a monomer unit (a) represented by the following general formula (I), has a viscosity average polymerization degree of 1,000 to 5,000, and a saponification degree of 80 mol%. A water-soluble fiber having a content of the monomer unit (a) of 0.05 mol% or more and 5 mol% or less.
Figure 2013119683
(In formula (I), R 1 represents a linear or branched alkyl group having 8 to 29 carbon atoms. R 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.)
4質量%水溶液粘度が50,000mPa・s以上である請求項1に記載の水溶性繊維。   The water-soluble fiber according to claim 1, wherein the viscosity of a 4% by mass aqueous solution is 50,000 mPa · s or more. 引張強さが3.0cN/dtex以上7.5cN/dtex以下である請求項1又は請求項2に記載の水溶性繊維。   The water-soluble fiber according to claim 1 or 2, wherein the tensile strength is 3.0 cN / dtex or more and 7.5 cN / dtex or less. 請求項1、請求項2又は請求項3に記載の水溶性繊維から形成される不織布。   The nonwoven fabric formed from the water-soluble fiber of Claim 1, Claim 2, or Claim 3. 土壌改良植生用である請求項4に記載の不織布。
The nonwoven fabric according to claim 4, which is used for soil improvement vegetation.
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