JPH0327111A - 高強度ポリビニルアルコール系捲縮繊維およびその製造方法 - 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】 く産業上の利用分野〉 本発明は高強度ポリビニルアルコール系繊維およびその
製造方法，特に捲縮加工を施した紡績用繊維に関するも
のである。

く従来の技術〉 捲縮加工を施した原綿強度が１３ｇ／ｄ以上の高強度の
捲縮加工繊維としては，バラ系アラミ．ド繊維（例えば
特公昭６０−３６５０４号公報）や全芳香族ポリエステ
ル繊維（例えば特開昭６ｆ４−４５８３１号公報）が知
られている。

一方，原綿強度が１　３　ｇ／ｄ以上の高強度繊維とし
て，ポリビニルアルコール系繊維（例えば特開昭６０−
１２６３１２号公報）が知られている。

く発明が解決しようとする課題〉 しかしながら，上記のパラ系アラミド繊維や全芳香族ポ
リエステル繊維においては主に剛直性ボリマーである性
質のために捲縮，特に機械捲縮を付与する際の座屈によ
りフィブリル化したり，原綿の引張強度，特に結節強度
，引掛強度が著しく低下する等の問題点がある。

加えてパラ系アラミド繊維，全芳香族ポリエステルの捲
縮加工繊維をカットする場合，刃物で行なうと繊維の剛
直性およびフィブリル化しやすい性質のために，刃物の
切れ味が著しく劣化してゆき，ミス力ットファイバーの
発生頻度が高くなるという問題点がある。

一方，高強度ポリビニルアルコール系繊維に捲縮を付与
する場合には，その高結晶性あるいは高配向性のために
繊維座屈を生じやすいという問題点があった。

また，一般の繊維は捲縮付与に当り，ｗＡ維束に対して
温熱予熱することが行われているが，ポリビニルアルコ
ール系繊維は，本来水溶性が強いため，他の繊維よりも
繊維間膠着が発生しやすい。

さらに，繊維の捲縮付与に先立ち，繊維の集束性あるい
は工程通過性を向上させる目的で，油剤付与が行われて
いるが，このとき油剤等に含まれる水分が，前述した捲
縮付与前の予熱処理として乾熱予熱を採用した場合にも
，繊維間膠着を生じさせるという問題点があった。さら
にまた，捲縮付与後の水分を含んだ繊維束は，以後の熱
固定においても繊維間膠着の問題を回避することができ
なかった。

このような高強度ポリビニルアルコール系繊維の繊維座
屈や繊維間膠着などの問題は，繊維の著しい物性低下を
生起する。このため該繊維を，例えば，紡績加工する際
には，主にカードや練条工程通過性が低く，また紡績糸
も高品質，高品位のものが得られない等の問題から，高
強度ポリビニルアルコール系捲縮繊維は未だに実用化さ
れていなかったのである。

本発明の課題は，高強度ポリビニルアルコール系捲縮繊
維を提供することにある。また他の課題は，高強度ポリ
ビニルアルコール系繊維の捲縮加工において，主として
繊維の座屈や繊維間膠着に起因する繊維の物性低下を防
止することにある。

く課題を解決するための手段〉 本発明は以下の構成を有する。

（１）　重合度が１５００以上のポリビニルアルコール
系重合体からなり，かつ，原綿の引張強度ＤＴ　（ｇ／
ｄ），捲縮数Ｃｎ（山／　２　５　ｍｍ）　，捲縮度Ｃ
ｉ（％），結節強度ＫＴ　（ｇ／ｄ），引掛強度ＬＴ　
（ｇ／ｄ）および沸水収縮率ΔＳ（％）が下式群（Ｉ）
〜（ＶＩ）を満足する高強度ポリビニルアルコール系捲
縮繊維。

１３．０≦ＤＴ　　　　　　　　　　　　・・・（Ｉ）
７≦Ｃｎ≦１５　　　　　　　　　　　　−（ＩＩ）７
≦Ｃｉ≦ｌ５　　　　　　　　　　　・・・（ＩＩＩ）
０．２×ＤＴ≦ＫＴ　　　　　　　　　　・・・（ＩＶ
）０．４ＸＤ’ｒ；ＬＴ　　　　　　　　　　−（Ｖ）
ΔＳ≦５　　　　　　　　　　　　　　・・・（ＶＩ）
（２）　重合度が１５００以上のポリビニルアルコール
系重合体を該重合体の溶媒に溶解して紡糸原液となし，
該原液を紡糸して得られる未延伸糸糸条をその有効全延
伸倍率が１５倍以上になるように延伸し，該繊維を４０
℃以上７０℃以下に温水予熱後，捲縮を付与し，８０℃
以下で熱処理を施すことを特徴とする高強度ポリビニル
アルコール系繊維の製造方法。

すなわち，本発明繊維におけるポリビニルアルコール系
重合体としては１５００以上の重合度を必要とし，１５
００未満では本発明が目的とする高強度の繊維が得られ
ない。好ましい重合度としては，１５００〜１００００
であり，特に好ましくは，３０００〜５０００のもので
ある。一般に，高重合度の方が高強度の繊維を得やすい
が，重合度１００００以上では製造コストが問題となる
ので好ましくない。

また，原綿の引張強度は１３．０ｇ／ｄ以上が必要であ
り，好ましくは１５．０ｇ／ｄ以上，特に好ましくは１
８．０ｇ／ｄ以上である。引張強度が１３．０ｇ／ｄよ
り小さくなると，該原綿の主ｋる最終用途である防護衣
料，防護手袋あるいは皮革用等の縫糸等の紡績糸とする
際に必要とされる強度が得られない。

加えて捲縮数は７山／２５ｒｒｏｎ以１．１５山７２５
ｍ．ｍ以下，捲縮度は７％以上１５％以下万あるこヒが
必要万ある。

捲縮数が７ＬＩ』／２５ｍｍ未満になると，カード工程
における重要な要素’Ｅあるラップの絡合性が低下し，
カード工程におけるテーカイン下ローラ巻付，シリンダ
巻付が多発するこどもに練条工程で［相］ローラ巻付が
増大し安定な操業が困難となる。

また捲縮数が１δ出／２５ｍｍより大きくなるとカード
エ程においてラップの絡合性が過度こなり，紡績糸■太
δムラを誘因【ノ，原綿強度の低下を招くことになる。

一方，捲縮度が７％未満となるヒ，カード工程における
重要な要素であるラップの絡合性が低下し，カード工程
におけるテーカイン下ローラ巻付，シリンダ巻１１が多
発するとともに練条工程での口？−ラ巻付が増大し安定
な操業が困難となる。また捲縮数が１５％より大きくな
ると，やはりカード工程においてラップの絡合性が過度
となり，紡績糸の太さムラを誘因し，原綿強度の低下を
招くことになる。

なお，ここで云う捲縮数および捲縮度はＪＩＳ−Ｌ１０
’ｌによって測定された値である。

古らに原綿の結節強度および引掛強度は各ノ７引張強度
の２０％以上，４０％以上であることが必要であり，特
に好ましくは２５％以上，５０％以上である。

結節強度が引張強度の２０％より小さな場合ζこは，該
原綿の耐摩耗性，耐疲労性が低下するため力一ド工程，
練条工程等■■■紡績工程通過時のガイド等による原綿
の損耗が太ぎくなり，得られる紡績糸の品位低下が著し
い。

同様に該原綿の引掛強度が引張強度の４０％より小さな
場合ζこも，該原綿の耐摩耗性，耐疲労性が低下するた
めカード工程，練条工程等の紡績工程通過時のガイド等
による原綿の損耗が大きくなり，得られる紡績糸の品位
低下が著しい。

さらに該原綿の沸水収縮率はδ％以下が必要であり，好
ましくは３％以下である。沸水収縮率が５％を超えるヒ
，高次加工（紡績，染危等）時の熱処理にまり，紡績糸
の寸法安定性が著しく劣ったものとなる。

原綿の繊度ζよ特に限定しないが，紡績性に優れ，かつ
高強度の紡績糸を得やすい繊度ヒして例えば，０．５デ
ニール以上５デニール以下が挙げられる。

すなわち，繊度が０．５デニールより小さな場合には捲
縮を付与して得られる繊維の捲縮形態が安定せず，カー
ド，練条等の紡績工程等の後工程通過性が劣り，一方，
５デニールより大きくなるＬ繊維に良好な捲縮を付与す
ることが困難となり，著しく後工程通過性が劣る場合が
ある。特に好ましい繊度としては１デニール以上３デニ
ール以下であり，紡績工程の通過性および紡績糸品位の
点て優れている。

また，本発明繊維を用いた紡績糸などには必要により他
の有機繊維，無機繊維が任意の割合で混合されてもよい
。

次に上記高強度ポリビニルアルコール系繊維の製造例に
ついて説明する。すなわち，本発明においては重合度１
５００以上のポリビニルアルコール系重合体を溶媒であ
るジメチルスルフォキシドに溶解して紡出原液を得る。

得られた原液を口金吐出孔から押出してメタノールから
なる凝固浴中に乾湿式紡糸した後，連続してメタノール
液中で洗浄，浴延伸，乾燥を行ない，有効全延伸倍率が
１５倍以上となるように加熱延伸後，繊維束温度が４　
０　’Ｃ以上７０℃以下になるように温水予熱した後，
特定された捲縮特性を有するように捲縮機て捲縮を付与
し，８０℃以下で実質的な熱固定を行う。

上記方法乙こよりはじめて紡績性に優れ，かつ高強度の
紡績糸を得るための引張強度，結節強度，引掛強度，捲
縮特性および沸水収縮率条件が満たされるものである。

この場合の延伸条件としては，有効全延伸倍率が１５倍
以生となるような条件とする。この有効全延伸倍率が１
６倍未満では目的ヒする繊維物性，特に引張強度が１３
。Ｏｇ／ｄ以上のものが得られない。また，この延伸時
の雰囲気温度として好ましい温度は２２０〜２６０℃の
範囲である。この温度範囲を維持することによって，有
効全延伸倍率１５倍以上の延伸が一層行いやずく，所期
の目的とする高物性の繊維が得られる。

繊維束を温水予熱する方法としてζよ温水浴浸漬方式，
シャワ一方式等の実質的に温水を用いで必要な繊維束温
度を得る方式万あれば何れの方式を用いてもよく，温水
中に油剤等を混合しても生いのは勿論のここである。

ただし予熱温度？，よ４０℃以上７０℃以下であるここ
が必要であり，好ましくは４５℃以上６０℃以下である
。予熱温度が４０℃未溝の場合には捲縮特性，特に捲縮
数が低下し，さらに何ヒか捲縮加工ができても座屈によ
る繊維の損傷のため，著しく結節強度お虫び引掛強度が
低下する。そのため，カード工程，練条工程等の紡績工
程において原綿の脱落が頻発し，正程通過性低下が著し
い。

一方予熱温度が７０’Ｃより高い場合には捲縮付与時に
膠着が発生し，カード工程においてネップが多発するた
め，得られる紡績糸の品位低下が著しい。

また捲縮付与後の熱固定は，８０℃以下の熱処理温度で
行うことが必要である。さらに，乾熱下で熱固定するこ
とが好ましい。熱処理温度が８０℃より高い場合には熱
処理時に膠着が発生し，力一ド工程においてネップが多
発するため，得られる紡績糸の品位低下が著しい。一方
，熱固定を行わない場合には，沸水収縮率が５％を超え
，紡績工程や染色工程で糸縮みが生じ，寸法安定性が劣
ったものになる。

また捲縮付与に際しては，実質的に繊維に座屈等の損傷
を与えない方法であればどのような方法でもかまわない
。好ましくは押込み式捲縮機を用いた機械捲縮である。

熱固定後必要な仕上油剤を付与し，所望範囲の繊維長と
なるようにカツタでカットしてｆｆｌ綿を得る。

ここで有効全延伸倍率と乙よ乾熱延伸後の引取速度を凝
固浴出での引取速度で除したあのである。

なお，紡糸方法は高強度ポリビニルアルコール系繊維の
製造に用いられている方法であればよく，乾式，湿式，
乾湿式あるいはゲル紡糸法等にまって本発明の効果が変
るこヒはない。また，加熱延伸方法は液浴，湿熱，乾熱
，熱板，ビンあるいはポットローラ延伸等でもかまわな
い。さらに加熱延伸後，温熱，乾熱，緊張，定長あるい
は弛緩等いかなる熱処理を施してもよい。仕上油剤の付
与は乾熱延伸後であればどの工程で付与してもよい。

く実施例） 次に本発明の実施例を示し，本発明についてさらに具体
的に説明する。

実施例１ 重合度３５００の完全ケン化型ポリビニルアルコールを
溶媒であるジメチルスルフ才キシドに溶解した紡出原液
をメタノール中に押出して乾湿式紡糸し，連続して洗浄
，浴延伸，乾燥を行ない，雰囲気温度２４００Ｇで有効
全延伸倍率２０．０倍の乾熱延伸した後合糸して１２万
Ｄの繊維束となした。次いで該繊維束を５０℃に温水加
熱した後押込み捲縮機により捲縮を付与し，乾熱ヒート
セッタにより７０℃で５分間熱固定した。その後仕上油
剤を付与し，該繊維束を定長カッティング法により切断
して原綿繊度２．５ｄ，繊維長５１ｒｎｍの原綿を得た
。

原綿特性，工程通過性および２６番手の紡績糸（以下同
じ番手の紡績糸）特性を表１に示した。

表ｌに明らかなごとく，得られた原綿は紡績糸用繊維と
して満足のいくものであった。

得られた原綿のカード工程通過性，練条工程通過性およ
び品位は極めて良好であり，２６番手の紡績糸の強度は
１２．８ｇ／ｄと高強度であった。

カード工程通過性，練条工程通過性および品位を以下の
ごとく示した。

（良）○〉〇一△〉△＞Ｘ＞ＸＸ　（不良）。

実施例２ 原綿繊度を表１のごとく変えた以外は実施例１と全く同
一条件で原液調整製糸を行ない，表１に示す原綿を得た
。結果ζよ表１に示すごとく原綿特性，工程通過性およ
び紡績糸強度１３．８ｇ／ｄヒ満足［有］いくものであ
った。

比較例１ 使用するポリビニルアルコールの重合度を１２００とし
，有効全延伸倍率を１８。Ｏ倍に変更した以外は実施例
１ヒ同様な原液調整製糸な行なった。結果は表１に示し
た。弓１張強度が１０。６ｇ／ｄこ著しく低《なり，得
られた紡績糸強度も６．５ｇ／ｄと低く，防護衣利，防
護手袋あるいは皮革用等の縫糸等の紡績糸として不十分
なもの℃あった。

比較例２ 原綿の引張強度が１２．５ｇ／ｃＨ＝なるように有効全
延伸倍率を１２ｏ５倍に変更した以外は実施例１と同様
な原液調整製糸を行なった．結果は表１に示した。引張
強度が１２．５　ｇ　／　ｄと低くなっために得られた
紡績糸強度は７。Ｏｇ／ｄと劣ったものであった。

比較例３，４ 原綿の捲縮数を５。９山／２５ｍｍ，１６．２山／ｒｎ
ｒｎに変更した以外は実施例１と同様な原液調整製糸を
行なった。結果は表１に示した。捲縮数が５．９山／　
２　５　ｒｎｒｎの場合にはカード工程におけるラップ
の絡合性が低下し，カード工程におけるテーカイン下ロ
ーラ巻付，シリンダ巻付が著しく発生ずるとヒもに練条
工程でのローラ巻付が著しく増大した。一方捲縮数が１
６。２山／２５ｍｍの場合には力・・・ド工程において
過度のラップ絡合性［株］ためネップが発生し，安定な
操業が困難になるとヒもに，紡績糸強度が低下した。

比較例５，６ 原綿の捲縮度を６．２％，１６．５％に変更した以外は
実施例１と同様な原液調整製糸を行な−〉た。結果は表
１に示１ノた。捲縮度が６．２％の場合にはカード工程
におけるラップの絡合性が低下し，カード工程における
テーカイン下ローラ巻｛寸，シリンダ巻付が著しく発生
するとともに練条工程でのローラ巻付が著しく増大した
。一方捲縮度が１６。５％の場合にはノ７−ド工程にお
いて過度のラップ絡合性のためネップが発生し，安定な
操業が困難になるとともに，紡績糸強度が低下した。

比較例７ 結節強度が引張強度の約１７％（３．５ｇ／ｄ）になる
ように繊維束を３０℃に温水加熱した後，押込み式捲縮
機により捲縮を付与した以外は実施例１と同様な原液調
整製糸を行なった。結果は表ｌに示した。結節強度が３
．δｇ／ｄと低かったため得られた紡績糸強度（よ劣っ
たものとなり，同時に該紡績糸の品位も劣ったものとな
った。

比較例８ 引掛強度が引張強度の約３５％（７。２ｇ／ｄ）になる
ように繊維束を３５℃に温水加熱した後，押込み式捲縮
機により捲縮を付与した以外は実施例１と同様な原液調
整製糸を行なった。結果は表１に示した。引掛強度が７
．２ｇ／ｄと低かったため得られた紡績糸強度は劣った
ものとなり，同時に該紡績糸の品位も劣ったものヒなっ
た。

比較例９ 捲縮付与後の熱処理（熱固定）を行わなかったことによ
り原綿の沸水収縮率が６．２％になったこと以外は実施
例１と同様な原液調整製糸を行なった。結果は表１に示
した。沸水収縮率が６．２％と高くなったため，得られ
た原綿は紡績工程や紡績後の染色工程において糸縮みを
生じ，著しく寸法安定性が劣り，紡績糸の品位も劣った
ものとなった。

比較例１０．　１１ 捲縮付与前の繊維束予熱を行わなかった場合および繊維
束予熱温度を１００℃に変更した以外は実施例１と同様
な原液調整製糸を行なった。結果は表１に示した。予熱
を行わなかった場合己こは捲縮特性，特に捲縮数が低下
し，かつ結節強度，引掛強度の低下も著しく，カード工
程，練条工程（こおいて原綿が脱落するため工程通過性
は劣り，得られた紡績糸の強度は不十分であるとともに
品位も劣るものであった。また，予熱温度が１００９Ｃ
の場合には捲縮付与時に膠着が発生し，カード工程にお
いてネップが多発し，著しく工程通過性が劣り，紡績糸
の品位も劣ったものであった。

比較例１２ 捲縮付与後の繊維束熱処理温度を１２０℃に変更した以
外は実施例１と同様な原液調整製糸を行なった。結果は
表１に示した。熱処理温度が１２０℃の場合には捲縮付
与後の繊維束に膠着が発生し，カード工程においてネッ
プが多発し，著しく工程通過性が劣り，紡績糸の品位も
劣ったものであった。

（以下余白） く発明の効果〉 本発明は以下の効果を有する。

すなわち，捲縮，特に機械捲縮を付与する際の座屈ある
いは繊維間膠着等を防止することにより，原綿の引張強
度，特に結節強度，引掛強度が向上するため，紡績工程
での工程通過性を大幅に改善することができた。また，
本発明繊維よりなる紡績糸は強度および品位が大幅に向
上し，防護衣科，防護手袋あるいは皮革用等の縫糸等に
適したものとなる。

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
   重合体からなり、かつ、原綿の引張強度ＤＴ（ｇ／ｄ）
   、捲縮数Ｃｎ（山／２５ｍｍ）、捲縮度Ｃｉ（％）、結
   節強度ＫＴ（ｇ／ｄ）、引掛強度ＬＴ（ｇ／ｄ）および
   沸水収縮率ΔＳ（％）が下式群（ I ）〜（VI）を満足
   する高強度ポリビニルアルコール系捲縮繊維。 １３．０≦ＤＴ・・・（ I ） ７≦Ｃｎ≦１５・・・（II） ７≦Ｃｉ≦１５・・・（III） ０．２×ＤＴ≦ＫＴ・・・（IV） ０．４×ＤＴ≦ＬＴ・・・（Ｖ） ΔＳ≦５・・・（VI） （２）重合度が１５００以上のポリビニルアルコール系
   重合体を該重合体の溶媒に溶解して紡糸原液となし、該
   原液を紡糸して得られる未延伸糸糸条をその有効全延伸
   倍率が１５倍以上になるように延伸し、該繊維を４０℃
   以上７０℃以下に温水予熱後、捲縮を付与し、８０℃以
   下で熱処理を施すことを特徴とする高強度ポリビニルア
   ルコール系繊維の製造方法。