JPH03167310A - ポリビニルアルコール系合成繊維の製造方法 - 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、界面活性剤を含有するポリビニルアルコール
系ポリマー（以下ＰＶＡ）の水溶液をアルカリ性凝固浴
へ湿式または乾湿式紡糸する技術に関するものである。

〔従来技術〕

Ｐ　Ｖ　Ａ　ＩＪｊ維は，汎用繊維の中では最も高強力
・高弾性であｂ１セメントや石こうなどの水硬性物１ｌ
％ｉたプラスチックやゴム等有機成型物の補強用として
、あるいはロープなど広く産業資材に用いられている。

近年このような分野において、汎用ｆｆｌ維でありなが
らアラミドｔｊｌ維等のいわゆるスーパー繊維と同等の
強度・弾陛率を有する繊維が求められている。ＰＶＡで
もこれを達成ナベ〈種々の試みが行なわれている。

例えば、本発明者らは、ホク＃Ｒまたはホク酸塩を含有
するＰＶＡ水溶液を脱水能を有する５５〜９５゜Ｃとい
う高温のアルカリ性凝固浴中へ湿式紡糸する方法を先に
特許出願して提案した。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、かかる方法は、高性能繊維が得られるが，繊維
製造の面からいえば延伸性が不安定な場合も生じ、工業
的生産にはさらなる改善が望まれた。更に、これまでの
技術で得られる繊維には容易に白化現象が認められた。

繊維が白化するということは光の波長オーダーのマクロ
なボイドが存在することであり、このため，　ｆｆｌＭ
の密度が低く強度・弾性率のみならず、耐水性や耐疲労
性に関しても不利である。白化の機構については現在の
ところ明確でないが、ＰＶＡ分子間の相互作用が強いた
め、延伸時の応力により内部構造の破壊が生じていると
推察される。

本発明者等は界面活性剤を紡糸原液に比較的多量に添加
することによって、たとえ繊維に白化が生じてもその延
伸を安定化させ、よシ高強力・高弾性で耐水性・耐疲労
性に優れたＰＶＡ系繊維を提供すべく鋭意検討した結果
、本発明に至ったものである。

一方，ＰＶＡ水溶液に界面活性剤を微量に添加すること
は公知である。例えば．？！ＩＦ公昭４３−７４２９号
公報にはノニオンあるいはアニオン界面活性剤の１種１
たは、同系、異系の２種以上を微量添加した紡糸原液を
用いることにより，大型ノズルの使用を可能とならしめ
る技術が記載されているが、該界面活性剤の添加率は原
故に対して０．０　１　５　〜０．１　５重量％”Ｉｃ
、実施例からＰｖＡに対する添加率に換算してもせいぜ
い０．５ｉ量φにすぎず、本発明より、ケタ違いに添加
率が低い。

更に、界面活性剤を添加する目的は大型ノズル使用時の
紡糸調子の安定ｆ＃：．であ夛．本発明の目的とは全く
異なり，実際上の効果としても、本発明の目的とする前
記効果は得られない。

〔腺題を解決するための手段〕

本発明の方法は、重合度１５００以上のＰＶＡ水溶液に
界面活性剤の１種または２種以上をＰｖＡに対ｌ２て１
〜２０重ｆｉ％添加したものを紡糸原液とし、アルカリ
性水系凝固浴へ湿式または乾湿式紡糸するものである。

用いるＰＶＡは重合度１５００以上、好まし．くは３０
００以上、更に好１しくは５０００以上である。ＰＶＡ
濃度は重合度に応じて適宜調整すればよい。一般にＰＶ
Ａの重合度が高くなると延伸性が阻害される場合が多い
が、本発明の方法では全く問題ない。１たアルカリ性の
水系凝固浴を用いることによυＰＶＡの未ケン化部分が
ケン化されるため、ケン化度は特に制約を受けないが，
低すぎるとゲル化し備いので９５モル多以上が好ましい
。

かかるアルカリ性水系凝固浴へＰＶＡ水溶液を紡糸する
際ＦＣ，紡糸原液にホクｆｌｌｌｆｔｌまホウ酸塩を添
加することは公知であるが、本発明においてもこれらを
用いることができ，また田調整のために，酢酸、酒石酸
、シュウ酸等有機酸の添加も無論さしつかえない。ホウ
酸またはホウ酸塩の添加量としては，ＰＶＡに対して０
．　５〜５重゜縫優が高強力・高弾性率繊維を得る上で
好ましい。

添加する界府活性剤としては、アニオン、カチオン，両
性、ノニオンのいかなるものを，単独あるいは、複合し
て用いてもよい。ただし複合することにより沈澱を生ず
るような組合せ（たとえばアニオンとカテオンの組合せ
＞Ｆｉ好筐し（ない。

界面活性剤の添加率はＰＶＡに対して１〜２０重量憾が
適当である。１重ｉｓよりも少ない場合には、その効果
が少なく，高度に延伸することができず、かつ、延伸に
伴なう白化も顕著となるので好唸し〈ない。逆に２ｏ重
ｉｔφを越える添加率においては、凝固が不十分となる
ため、単繊維間で膠着が生じ、また延伸による分子配向
が進まず、期待する程の物性は得られない。

界画活性剤を添加１−たＰＶＡ水溶液、とｂわけ、界面
活性剤を添加することによって層分離が生じ粒子を形成
するような系においては，［伸性の向上及び白化の抑止
力が顕著であり，特に好１しい。

かかる粒子形或能を有する界面活性剤としてはノニオン
系の活性剤が特に有効で、またＰＶＡ４Ｃ％して３重ｆ
１以上添加することがより好！しい。

ノニオン系としては、高級アルコールエチレンオキサイ
ド付加物、アルキルフェノールエチレンオキサイド付加
物，脂肪酸エチレンオキサイド付加物、多価アルコール
脂肪酸エステルエチレンオキサイド付加物、高級アルキ
ルアミンエチレンオキサイド付加物等のポリエチレング
リコール型と、グリセロールの脂肪酸エステル，ペンタ
エリスリトールの脂肪酸エステル，多価アルコールのア
ルキルエーテル等の多価アルコール型のいずれであって
もよ（，ＨＬＢ値としては６以上、特にｌ２〜１９の範
囲内が好ましい。

會た原液中の粒子径が大なる場合、繊維中に欠点を生じ
物性を低下せしめるため、これを小さくする必要がある
。粒子径は、１００μ以下、好筐しくは５０μ以下、更
に好！シ〈は２０μ以下である。細粒化する手段として
は，ミキサー等により攪拌、あるいは振動を与える機械
的方法と、アニオン，カチオン、又Ｉ／ｉ、両性界面活
性剤をノニオン界面活性剤に対して１〜５０重量肇の割
合で併用する化学的方法がある。

紡糸原液の温度は８０〜１４０℃が好ましく，特に９０
〜１３０℃が好筐しい。

また紡糸原液を紡糸するに際し重要なことは、界面活性
剤を該原液に添加後、可及的短時間の内に紡糸すること
であり、５時間以内、好筐しくは１時間以内、更に好ま
しくは３０分以内に紡糸することが肝要である。

界画活性剤とＰＶＡが共存する水溶液においては上述の
如〈層分離が起るが，経時的にこれが進行し，やがては
原液がゲル化してしまい、紡糸および延伸が不可能な状
況に陥いってしｔラのである。

界面活性剤添加後可及的短時間内に紡糸する方法は，Ｐ
ＶＡを溶解し、脱泡が完了したＰＶＡ水溶液に対し、パ
ッチ又はインラインで界面活性剤を添加、混合し、直ち
に紡糸することが有効である。

ＰＶＡを溶解するＲ階から界面活性剤を添加したのでは
、溶解、脱泡を通じて艮時間にわたってＰＶＡを界面活
性剤が原液中に共存することになるが、該添加方法によ
ればこれを回避できる。

水系凝固浴は、通常の芒硝浴や，硫安浴ではスキンーコ
アが生成し，延伸性を低下せしめるため、ゲル化能のあ
るアルカリ性とすることが必要であるが，アルカリ成分
としては、水酸化ナトリウムや水酸化カリウム、その他
の苛性アルカリが主として用いられる。これに゜芒硝な
どの脱水能を有する塩類を併用することも無論可能であ
る。アルカリ単独浴の場合は２５０ｆ７１以上，好！シ
〈は３００９／Ａ以上の濃度で，塩類を併用する場合は
アルカリ５　ｆ７１以上、塩類は２００ｆ／Ｉｔ以上で
、塩類の濃度は飽和に近い程好ましい。また凝固浴の温
度は特に限定されるものではないが、紡糸原液にホウ酸
又はホウ酸塩を用いる場合は５５〜９５℃が好壕しい。

紡糸方式は、通常の湿式あるいは乾湿式（紡糸原液を一
旦空気等の気体中に吐出し、直ちに吐出糸条を凝固浴中
に導き凝固させる方法）のいずれの方式をも採用するこ
とができる。

凝固後の処理としては、中和、湿熱延伸、水洗，乾燥、
乾熱延伸を常法に従って実施すればよいが，全延伸倍率
は２０倍以上，好會し〈は２５倍以上とすることが本発
明の目的の高強力・高弾性なＰｖＡＩｍ維を得る上で好
ましい。

〔発明の効果〕

かかる方法で得られる繊維は卓越した機械的性質を有し
、特に、粒子が存在する紡糸原液を用いた場合、得られ
る繊維は透明でボイドが少ないため耐水性や耐疲労性に
も優れている。したがって，セメント、プラスチックや
ゴム等の補強用繊繍として好渣し〈用いられる。とｂわ
け、従来、ＰｖＡ系繊維では不十分であった耐疲労性が
改善されるため、タイヤコードとしても好適である。加
えてロープやケーブル等の一般産業資材用途としても有
効である。

以下実施例を以て、本発明を説明する。

同、紡糸原液中の粒子の存在の有無，及び繊維の機械的
性質は、以下の方法で測定した。

紡糸原液中の粒子の存在の有無および粒子径微分干渉顕
微鏡又は、位相差顕ａ鏡による観察を行ない、任意の粒
子を数十個選び出し、それの径を求め，それの総和を個
数で割った値が「粒子径」である。

繊維の強度，伸度および弾性率 温度２０℃，相対湿度６５優の雰囲気下でＪＩＳ−　Ｌ
　−　１０１３に準拠し、試料長２０１Ｍのマルチフィ
ラメントヤーンを引張シ速度１０の／分でインストロン
試験機にて測定。初期弾性率は、その件長〜荷重曲線よ
う求めた。

繊維の白化の有無 肉眼で判断した。

実施例１〜３％比較例１〜３ 重合度３５００％ケン化度９８優のＰＶＡを濃度１２％
で水に溶解し、これにホウ酸をＰＶＡに対して２重量多
添加した。該溶液の脱泡後ノニルフェノールエチレンオ
キサイド２０モル付加物（ノ二オンＨＬＢ値＝１６〉を
無添加（比較例ｌ），ＰＹＡＫ対Ｌて０．５ＩＩ量ｔｓ
（比較例２）、２重量傅（実施例ｌ）、５重量多（実施
例２）％１５重量俤（実施例３）、２５重ｆｉｌ（比較
例３）添加攪拌し紡糸原液とした。１３０℃に加温した
該紡糸原液を直ちにノズルから水酸化ナトリウム２０２
／ｋ，芒硝３２０ｆ／Ｊ２からなる７０℃の水系凝固浴
中へ湿式紡糸し、６ｍ／分の速度で離浴せしめた。次い
で常法に従ってローラー延伸、中和，湿熱延伸、水洗、
乾燥した。ひき続き２４０℃で乾熱延伸を実施してボビ
ンに巻取った。ただし、試料を採取する延伸率は、破断
する延伸率の０．　８掛けとした。

一連のデータを第１表に示す。

この表から明らかなように，本発明の範囲においてのみ
延伸が安定であり，得られる繊組の［７ｍ的性質が優れ
、かつ，白化も生じない。これら実施例の繊維は、耐水
性、耐疲労性も良好であった。

比較例４ 実施例３で用いた紡糸原液を９０℃で２０時間放置した
の１ハ核実施例と同じ条件で紡糸した。

該紡糸原液には、一部ゲル状物が観察され、ローラー巻
付が多発した。更に延伸性も極めて不安定であった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、重合度が１５００以上のポリビニルアルコール系ポ
   リマーの水溶液に一種または二種以上の界面活性剤をポ
   リマーに対して１〜２０重量％添加したものを紡糸原液
   とし、アルカリ性水系凝固浴へ湿式または乾湿式紡糸す
   ることを特徴とするポリビニルアルコール系合成繊維の
   製造方法。 ２、ホウ酸またはホウ酸塩を含有する重合度が１５００
   以上のポリビニルアルコール系ポリマーの水溶液に一種
   または二種以上の界面活性剤をポリマーに対して１〜２
   ０重量％添加したものを紡糸原液とし、これを温度が５
   ５〜９５℃のアルカリ性水系凝固浴へ湿式または乾湿式
   紡糸することを特徴とするポリビニルアルコール系合成
   繊維の製造方法。 ３、ポリビニルアルコール系ポリマーの水溶液に界面活
   性剤を添加することにより層分離した粒子が存在する溶
   液を紡糸原液として用いる請求項１または２に記載のポ
   リビニルアルコール系合成繊維の製造方法。 ４、界面活性剤を紡糸原液に添加後５時間以内に紡糸す
   ることを特徴とする請求項第１項ないし第３項のいずれ
   かに記載のポリビニルアルコール系合成繊維の製造方法
   。 ５、ポリビニルアルコールを溶解、脱泡したのちに界面
   活性剤を添加、混合し、紡糸することを特徴とする請求
   項第１項ないし第４項のいずれかに記載のポリビニルア
   ルコール系合成繊維の製造方法。