JPH01298207A - 湿熱高収縮性ポリビニルアルコール繊維 - Google Patents

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、嵩高な紡績糸や高密度布帛等の製造に用いら
れる、１００℃の熱水中に浸漬することにより、短時間
に高い収縮率と大きな収縮力を示し、かつ耐熱水性が良
好であることを特徴とする湿熱高収縮性ポリビニルアル
コール繊維に関するものである。

（従来の技術お上び発明が解決しようとする課題）従来
より特開昭６０−２７０９号公報にみられるように、３
０〜４０℃の温水中に浸漬したとき、短時間に高い収縮
率と大きな収縮力を示す吸水膨潤高収縮性ポリビニルア
ルコール繊維椎か知られている。しかしこの繊維は、９
０℃以上の熱水中に浸漬すると溶解してしまうため、耐
熱水性か必要な用途には使用できないという欠点がある
。一般にポリビニルアルコール繊維をアセタール化する
と耐熱水性のあるポリビニルアルコール繊維が得られる
ことは周知であるが、上記のような低温吸水収縮性ポリ
ビニルアルコール繊維をアセタール化すると、アセター
ル化工程における繊維の膨潤のため、アセタール化工程
通過性が非常に悪く、このような繊維から経済的に品質
の良いものを得ることは困難である。

一方、疎水性樹脂を用いたポリエステル系又はアクリル
系の熱収縮性繊維が知られている。これらの繊維はいず
れも６０℃以上の高温域で収縮するものの４０％以上の
高い熱収縮率及び０．０５ｇ／ｄ以上の大きな収縮力を
兼ね備えた繊維は今のところ得られていない。したがっ
て、大きな収縮力を必要とする用途には、充分その機能
を発揮することができないため、使用できないのが現状
である。さらに、これらの熱収縮性繊維は、処理温度の
変化に伴い、ある温度範囲内で一定の収縮率が得られる
ような収縮挙動を示さず、常に収縮率が変化することか
ら、一定の収縮率を得るためには適確な温度コントロー
ルをする必要があり、その結果設備コストが高くなると
いう問題がある。

（課題を解決するための手段） 本発明の目的は、ｌ　ＯＯ’Ｃの熱水中でも実質的に溶
解せずに、かかる従来の熱収縮性繊維の収縮率及び収縮
力の低い欠点を改善し、１００℃の熱水中という容易に
コントロールし易い条件下において、経済的に一定の収
縮率が得られる湿熱高収縮性ポリビニルアルコール繊維
を提供することにある。

本発明者等は、親水性のポリビニルアルコール（以下Ｐ
ＶＡという）繊維を用い、１００℃の熱水中で実質的に
溶解せずに、短時間に高い収縮率と大きな収縮力を発現
させるためには、あらかじめ繊維内部の分子配向を可能
な限り進め、しかも結晶化を必要最低限に抑えながら熱
処理を行ない、さらに繊維膨潤が極めて低い特殊な条件
でアセタール化を行って、耐熱水性を付与することによ
り、１００°Ｃの熱水と接触した瞬間に起こる膨潤作用
によって、繊維内部に潜在する不均一な歪か緩和されろ
過哩で発現する収縮作用を利用する方法が湿熱高収縮繊
維を得るために最も有効であるとの基本的な考え方を見
出した。

即ち本発明は、ケン化度９８モル％以上のＰＶＡからな
りアセタール化度が１０モル％以上、配向度が８０％以
上、結晶化度が１５〜４０％であり、かつ実質的に熱水
中に不溶である湿熱高収縮性ポリビニルアルコール繊維
に関するものである。そして、このような湿熱高収縮性
ポリビニルアルコール繊維の最も優れた製造方法として
、ケン化度９８モル％以上のＰＶＡ水溶液を通常の方法
により湿式または乾式紡糸を行い（ここで言う湿式紡糸
とは、ＰＶＡ水溶液を直接凝固浴中に押し出す方法以外
に、−風気体中に押出し、その後直ちに凝固浴中に投入
する方法も含む）、当該糸條が水分及び塩類を含有した
状態で（但し、乾式紡糸の場合には塩類を含有している
必要はない）、繊維温度が７０〜１００°Ｃ１好ましく
は８０〜９５℃で４倍以上延伸した後絶乾し、さらに熱
処理後の繊維の水中における最大収縮温度が８０〜９５
℃、好ましくは８２〜９０℃になるよう熱処理した後、
当該繊維のアセタール化度が１０モル％以上、好ましく
は２５〜３５モル％になるようアセタール化する方法が
あげられる。

本発明に使用されるＰＶＡのケン化度が低い場合、必要
最低限の結晶化度が得られないためアセタール化工程に
おいて、繊維膨潤が大きく工程通過性を著しく悪化させ
ることから９８モル％以上のケン化度が好ましい。紡糸
方法には湿式法と乾式法があるが、凝固に際し、繊維断
面方向に不均一構造をとり易いことから高い収縮率及び
大きな収縮力を得ることができるため、前者の方が好ま
しい。以下の製造方法の説明は、好ましい方法である湿
式紡糸法を例に挙げて行なう。

湿式紡糸法におけるＰＶＡ水溶液の凝固液としては、通
常、硫酸ナトリウム、硫酸アンモニウム等の塩の濃厚水
溶液が用いられ、又水酸化ナトリウムでゲル化後中和凝
固させる方式もあるが、凝固に際し、繊維断面方向に不
均一構造をとり易い前者の方が、高い収縮率汝び大きな
収縮力を得ることができるため好ましい。

次に凝固液を出たＰＶＡ繊進に対し、膨潤水と凝固液よ
りもたらした塩の水溶液が存在する状態で繊維温度が７
０〜１００°Ｃ１好ましくは８０〜９５℃で４倍以上延
伸することで繊維内部に不均一な歪を付与する。当該繊
維が湿熱時、高い収縮挙動を示すためには内部歪を可能
な限り不安定な状態で保持しなければならない。この目
的を達成するためには、繊維の結晶化を必要最低限に抑
えると共に分子配向を極力大きくすることが必要である
。分子配向を増大させるためには高い延伸倍率が必要で
あり、アセタール化後の繊維の配向度を８０％以上、結
晶化度を１５〜４０％、好ましくは２０〜３５％にする
ためには４倍以上の延伸が必要である。このとき繊維温
度が低い場合延伸倍率が低下し充分な分子配向が得られ
ない。反対に高い場合には結晶化度が増大し、内部歪が
減少して充分な収縮率及び収縮力を得ることができない
ため、アセタール化後の繊維の配向度を８０％以上にす
るためには、繊維温度は７０〜１００℃好ましくは８０
〜９５℃にすることが好ましい。

延伸は水分及び塩類を含有した状態で行なわれる。水分
が少ない場合には、延伸倍率が低下しアセタール化後の
繊維の配向度を８０％以上にすることができない。した
がって繊維に対して、８０重量％以上、特に９０重１％
以上の水分の含有が好ましい。また、塩類が少ない場合
、繊維の過度の膨潤による実延伸効率の低下及び、部分
溶解による繊維間の膠着が起こるため繊維に対して、２
０重量％以上、特に４０重量％以上の付着量が好ましい
。

延伸された繊維は塩類が付着した状態のまま絶乾し、次
のアセタール化工程で繊維の膨潤作用による工程トラブ
ルの発生を抑えるため、必要最低限の結晶化をほどこす
目的で熱処理をする。

従来、結晶化度の低いＰＶＡ繊維はアセタール化する際
、繊維の膨潤作用のため、工程トラブルが多発し、経済
的に品質の良いものを得ることば円錐であった。熱処理
条件を種々変化させ、繊維の収縮挙動を調査し、さらに
アセタール化条件を検討した結果、極めて限られた熱処
理条件およびアセタール化条件のもとて、経済的に目的
の収縮挙動を示す繊維が得られることを確認した。目的
の収縮挙動を示す繊維を得ろためにはまず、熱処理後の
繊維の水中における最大収縮温度が８０〜９５°Ｃ１好
ましくは８２〜９０℃の範囲になるよう熱処理すること
が好ましい。その場合の熱処理条件としては、処理温度
が２００〜２４０℃、かつ３〜１０分の処理時間が好ま
しい。熱処理後の繊維の最大収縮温度が８０°Ｃ以下の
場合は通常、アセタール化後の繊維の結晶化度が１５％
以下となり、アセタール化工程における工程トラブルが
多発し、一方９５℃以上ではアセタール化後の繊維の結
晶化度が４０％以上となり、１００℃の熱水中における
収縮率が４０％未満となり好ましくないことから、最大
収縮温度が８０〜９５℃、特に８２〜９０℃の範囲にな
るよう熱処理することが好ましい。

さらに熱処理後の繊維をアセタール化処理し、その時の
アセタール化度が１０モル％以上、好ましくは２５〜３
５モル％の範囲にあるのがよい。その場合のアセタール
化条件としては、アセタール化液のアルデヒド類ａ度は
１〜１０％、鉱酸１５〜３５％、塩類５〜３０％か好ま
しく、液温度は７０℃以下、特に６０°Ｃ以下が好まし
く、処理時間は５分以上処理が好ましい。液温度を従来
一般にアセタール化に用いられているアセタール化温度
、すなわち７０℃以上にすると繊維の膨潤による工程ト
ラブルが増加し好ましくない。またアセタール化処理は
、過度の膨潤を抑制するためと、目的の収縮率を得るた
めに定長状態で処理することが必要である。ここでいう
アセタール化はホルマリン、アセトアルデヒド、ベンズ
アルデヒド等のアルデヒド類により行なう。

以上のような方法を行なうことにより、前述したように
、アセタール化度が１０モル％以上、配向度が８０％以
上、結晶化度が１５〜４０％の湿熱高収縮性ポリビニル
アルコール繊維を得ることができる。

アセタール化度が１０モル％未満の場合には耐熱水不溶
性が得られず、また配向度が８０％未満の場合には収縮
性の点で満足できず、そして結晶化度が１５％未満の場
合には、アセタール化工程でトラブルが生しており、た
とえ物が得られたとしても商品価値ある物ではない。ま
た結晶化度が４０％を越える場合には、熱水中での収縮
率が低く、目的のものが得られない。

第１図は実施例１で作製した湿熱高収縮性Ｐ　ＶＡ織繊
維及び、アクリロニトリを原料として作らへ れた熱収縮性アクリル繊維及びポリエチレンテレフタレ
ートを原料に高速紡糸により得られたポリエステル熱収
縮性繊維の湿熱収縮曲線を示す。図中１はビニロン繊維
、２はアクリル繊維、３はポリエステル繊維であり、（
）内は９０℃における最大収縮応力を示す。この図より
本発明のＰＶＡ繊維が収縮率が非常に高く、かつ熱水条
件下では収縮率がほぼ一定していることがわかる。

なお水中における繊維の収縮挙動の測定は、先ず繊維を
直線状にするため繊維のデニール当たり１１５００（ｇ
）の初荷重をかけ、２０℃の水中に入れ、ｌ℃／分で昇
温させながら各温度における収縮率を読みとる方法であ
る。

さらに収縮応力の測定は、インストロンを使用し、水の
入れられる容器内に水の入っていない状態でインストロ
ンのチャックに固定し、測定したい温度の水を入れた時
の最大収縮応力を読みとる方法である。

熱水中に浸漬したとき、実質的に不溶であるということ
は、１００℃の熱水中に３０分間浸漬したときの溶出減
量が１０％以下であるということであり、浸漬前後の絶
乾重量を測定して求める。

（発明の効果） 上述のように本発明により得られた湿熱高収縮性ＰＶＡ
繊推繊維繊維内部の分子配向を可能な限り不均一状態で
進め、然も結晶化を必要最低限に抑えているため、短時
間に４０％以上の高い収縮率と０．０５ｇ／ｄ以上の大
きな収縮力を得ることでき、しかも温度コントロール装
置の付いた特別の設備も必要せずコントロールの容易な
１００°Ｃの熱水中において一定の収縮率を得ることが
できるという特長を乙っている。

したがって、本発明により得られたＰＶＡ繊椎をひら又
はローブ等に加工すれば、熱水をかけることにより高い
収縮率と大きな収縮力を得ることかできろため、各種絞
りひも又はロープ等として使用可能である。しかも、ア
セタール化により耐水性が付与されているため、水中で
の耐摩耗性が向上し、水中における耐久性も充分ある。

当該ＰＶＡ繊維を他の非収縮性繊維と混綿又は混紡して
紡績糸にしたり、混綿して不織布にした後、１００°Ｃ
の熱水中において収縮させることにより嵩高な紡績糸や
通常の方法では得られない高目付な不織布を得ることが
できる。そして、当該ＰＶＡ繊維の混綿率又は混紡率を
変えることにより、収縮応力が変化することから、収縮
率が変化し、嵩高性の異なった紡績糸や密度の異なった
布帛、不織布等を得ることができる。

さらに、当該ＰＶＡ繊維は高い収縮率と大きな収縮力を
もっているため、他の熱収縮性繊維に比べ、混綿率又は
混紡率を低くすることができることから、収縮性のない
主体繊維の風合い、触感等を損なわないという特長があ
る。

さらに当該ＰＶＡ繊維の紡績糸又は混紡した紡績糸を織
物の経糸又は緯糸に打込み１００°Ｃの熱水中で収縮さ
せることにより、通常の製織では困難な高密度織物を造
ることができる。又、パイル織物基布に使用して熱水収
縮を行うことによりパイルの毛抜は防止としてきわめて
有効であり、かつパイル密度の大巾な増加が図られ、毛
抜けの少ない高級パイル織物の製造が可能となる。

以下、本発明を実施例によって詳細に説明する。

実施例１ 重合度１７００、ケン化度９９．９モル％のＰＶＡ水溶
液を飽和ＮａｔＳＯ４水溶液中で湿式紡糸後、９０℃の
飽和ＮａｚＳＯ，水溶液中で４．５倍に延伸し、そのま
ま定長状態において絶乾するまで１３０℃の熱風乾燥を
行い、熱処理温度が２３０°Ｃ１処理時間５分で水中に
おける最大収縮温度８５°Ｃの糸條を得た。なお延伸時
の繊維に含まれる水分量および現員は、それぞれ繊維に
対して１１０重量％および４５重量％であつた。

次に得られた糸條を定長状態でＮａｔＳＯａ除去のため
３０°Ｃの水で洗浄し、さらに定長状態のままＨＣＨＯ
濃度２８％、ｕｔｓｏａａ度２２％、Ｎ８２５０４４４
度１２％で温度５０°Ｃのアセタール化溶液中で１５分
間アセクール化を行い、アセタール化度３０モル％、配
向度９２％、結晶化度２７％の湿熱高収縮性ＰＶＡ繊椎
を得Ｌ０得られた繊維の１００°Ｃの熱水中における収
縮率は７２％で１００℃、３０分間の熱水中の減量は６
９％、収縮応力は０　、０６ｇ／ｄを示し、満足できる
ものであった。

以下この実施例の結果を第１表に示した。

実施例２ 実施例１と同様の方法で行い、アセタール化液の液温度
を６０℃、処理時間を２０分に変えたところ、アセター
ル化度３９モル％、配向度が９２％、結晶化度２６％の
湿熱高収縮性ＰＶＡ繊椎を得た。得られた繊維の１００
　’Ｃの熱水中における収縮率は６８％で１００°Ｃ１
３０分間の熱水中の減量は５．５％、収縮応力は０．０
６ｇ／ｄを示し満足できるものであった。

実施例３ 実施例１と同様の方法で行い、熱処理条件の処理温度を
２１０℃、処理時間を７分に変えたところ熱処理後の繊
維の水中における最大収縮温度が８３℃であり、アセタ
ール化度３５モル％、配向度９２％、結晶化度２３％の
湿熱高収縮性ＰＶＡ繊維を得た。

得られた繊維の１００℃の熱水中における収縮率は７３
％で実質的に不溶であり、収縮応力は０．０６ｇ／ｄを
示し、満足できるものであった。

比較例１ 実施例１と同様の方法で行い、熱処理条件の処理温度を
２４５℃、処理時間を１５分に変えたところ熱処理後の
繊維の水中における最大収縮温度が９７０Ｃでありアセ
タール化度２７モル％、配向度８９％、結晶化度４６％
のＰＶＡ繊維を得た。得られた繊維の１００℃、３０分
間の熱水中の減量は１．０％であったか１００℃の熱水
中における収縮率は１０％であり満足できるものではな
かった。

比較例２ 実施例１と同様の方法で行い、熱処理温度を１５０°ｃ
、ｐＡ処理時間を２分に変えたところ、熱処理後の繊維
の水中における最大収縮温度が７３°Ｃであり、アセタ
ール化工程における繊維の膨潤が著しく、トラブルが多
発して処理不可能であった。

比較例３ 実施例１と同様の方法で行い、アセタール化液温度を７
０°Ｃに変えたところ、アセタール化工程における繊維
の膨潤が著しく、トラブルが多発して処理不可能であっ
た。

比較例４ 実施例１と同様の方法で行い、アセタール化の処理時間
を３分に変えたところアセタール化度が９モル％、配向
度が９２％、結晶化度が２７％であり、１００℃の熱水
中で溶解し満足できるものではなかった。

比較例５ 実施例１の方法において、９０°Ｃ飽和ＮａｔＳｏ、水
溶液中での延伸倍率を３．０倍に変えたところ、アセタ
ール化度が３２モル％、配向度が７２％、結晶化度が２
０％であり、１００℃の熱水中における収縮率は３０％
で満足できるものではなかった。

以下余白

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のＰＶＡ繊椎と一般市販されている湿
熱収縮性ポリエステル繊維、同ポリアクリル繊維の、水
温と収縮率の関係をそれぞれ図で示したしのである。 特許出願人　株式会社　り　ラ　し

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ケン化度９８モル％以上のポリビニルアルコール
   からなりアセタール化度が１０モル％以上、配向度が８
   ０％以上、結晶化度が１５〜４０％であり、かつ実質的
   に熱水中に不溶である湿熱高収縮性ポリビニルアルコー
   ル繊維。