JPH04333610A - 着色の少ない高強力ポリビニルアルコール系繊維の製法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、着色の少ない高強力ポ
リビニルアルコール（以下ＰＶＡと略記する）系繊維を
製造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来ＰＶＡ系繊維はポリアミド、ポリエ
ステル、ポリアクリロニトリル系繊維に比べて強度、弾
性率が高く、産業資材用繊維として多く使用されている
。特に最近ではスポーツやレジャーのハイテク化ととも
にこれに用いられる用品や衣料もますます高機能化が要
求され、強力、耐候性とともに審美性を兼備する繊維へ
のニーズが高まっている。

【０００３】高強力繊維の中でケブラーなどのアラミド
繊維やベクトランなどのポリアクリレート繊維は着色し
ており、得られる色相が限定されるとともに色の鮮明さ
に欠ける。一方ＰＶＡ系繊維はアラミド繊維に近い強力
と抜群の耐候性とさらに基本的には充分な白度を兼備し
うる可能性がある。

【０００４】高強力ＰＶＡ繊維を製造する方法として特
開昭５９−１３０３１４号、特開昭５９−１００７１０
号、特開昭６１−１０８７１１号などが提案されている
が、これら従来の高強力ＰＶＡ繊維の公知方法では、通
常のＰＶＡ製造方法で必ず副製する酢酸ソーダの紡糸原
液中での含有量や、得られたＰＶＡ繊維の白度について
は言及されていない。ＰＶＡ繊維を製造する場合２２０
℃〜２５０℃の高温で行なう乾熱延伸時酢酸ソーダが含
有されていると繊維が着色することはよく知られている
。従ってこれを防止するため、一般には原料ＰＶＡを水
洗することにより酢酸ソーダを洗浄し乾燥することが行
なわれている。すなわち水洗ＰＶＡを使用し紡糸原液中
に酢酸ソーダを含有させないことが一般的である。従っ
て従来の方法ではＰＶＡの水洗及び乾燥工程を必要とし
、さらに環境問題を避けるため水洗廃水の処理をも必要
となる。

【０００５】一方特開平３−４０８０７号にはポリ酢酸
ビニルの段階でジメチルスルホキシド（以下ＤＭＳＯと
略記する）に溶解し、アルカリを加えて均一ケン化し得
られた酢酸ソーダ含有ＰＶＡ溶液を紡糸に適した濃度に
濃縮してそのまま紡糸することが提案されている。この
場合酢酸ソーダを抽出するため紡糸工程での抽出工程が
長く必要となる。

【０００６】特開昭６２−２３５３４８号にはＰＶＡを
ＤＭＳＯに溶解した紡糸原液に酸を添加しｐＨを調整す
ることが提案されているが、該出願はＰＶＡのＤＭＳＯ
溶液を高温で放置する場合ＰＶＡが分解劣化し易いので
これを防止することが目的である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従って本発明は、ＰＶ
Ａ製造時に副製する酢酸ソーダを水洗せずにＰＶＡをそ
のままＤＭＳＯなどの有機溶媒に溶解して、着色原因物
質である酢酸ソーダを含有する紡糸原液を用いて着色の
ない高強力ＰＶＡ繊維を得んとしたものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、「酢
酸ソーダを０．２〜２％／ポリマー含有するＰＶＡ系ポ
リマーの有機溶媒系紡糸原液を該ポリマーに対して凝固
能を有する有機溶媒を主体とする２０℃以下の凝固浴に
湿式あるいは乾湿式紡糸するに際して、凝固浴および／
あるいは抽出浴のｐＨを４．０〜６．０とすることを特
徴とする高強力ＰＶＡ系の繊維の製法。」である。

【０００９】本発明に用いるＰＶＡの重合度には特別な
限定はないが、３０℃の水溶液で粘度法により求めた平
均重合度が１５００以上のものが好ましい。さらに平均
重合度が３０００以上、好ましくは７０００以上である
と高強度ＰＶＡ繊維が得られ易い。一方重合度が高くな
る程乾熱延伸温度を上げる必要があり、残存酢酸ソーダ
による着色はより大きくなる傾向があり、酢酸ソーダを
より厳密に洗浄除去する必要があるので、本発明の効果
がより顕著となる。

【００１０】用いるＰＶＡのケン化度には特別な限定は
ないが９８．５モル％以上が好ましく、９９．９モル％
以上であると特に耐熱水性が優れるのでさらに好ましい
。また用いるＰＶＡは、他のビニル基を有するモノマー
、例えばエチレン、イタコン酸、ビニルピロリドンなど
のモノマーを１０モル以下、好ましくは２モル％以下の
比率で共重合したポリビニルアルコール系ポリマーであ
ってもよい。

【００１１】本発明に用いる溶媒としてはＰＶＡを溶解
する有機溶媒なら特に限定はなく、ＤＭＳＯ、ジメチル
ホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルイミダ
ゾソジノンななどの極性溶媒や、グリセリン、エチレン
グリコールなどの多価アルコール、及びこれらの溶媒の
混合物などが使用しうる。中でもＤＭＳＯが比較的低温
でもＰＶＡをよく溶解するので好ましい溶媒である。

【００１２】紡糸原液のＰＶＡ濃度はＰＶＡの重合度や
溶媒の種類によって異なるが、通常２〜３０％重量％、
好ましくは３〜２０重量％とする。特に本発明では高強
度繊維を得ることを目的としており、このためには紡糸
時の単糸切れや糸班、単糸間膠着などが生じない範囲内
でＰＶＡ濃度を低くした方が分子鎖のからみが少なく高
倍率延伸が可能となるので好ましい。

【００１３】本発明においては酢酸ソーダが０．１〜５
％／ポリマー含有される紡糸原液を用いる。酢酸ソーダ
を５％／ポリマーを越える量含有すると、後述の酸添加
浴を用いても熱処理着色を防止しきれない。酢酸ソーダ
の含有量が０．１％／ポリマー未満の場合は本発明の効
果が発現しない。酢酸ソーダ含有量が０．３〜２％／ポ
リマーであると本発明の効果がより顕著となる。

【００１４】また、紡糸原液にはＰＶＡと溶媒以外にも
目的に応じて種々の添加剤、例えば顔料などの着色剤、
酸化防止剤、紫外線吸収剤、界面活性剤、酸などのｐＨ
調整剤、硼酸などのゲル化促進剤などを所要量添加して
もよい。さらにＤＭＳＯの如く比較的高い凍結温度を有
する溶媒に対しては、メタノールなどの凝固作用を有す
るものでもＰＶＡが凝固しない範囲内で添加すると、凝
固浴を溶媒の凍結温度以下としても紡糸原液が凍結しな
いので好ましい場合がある。本発明繊維を染料や顔料な
どにより着色する場合、もともとの色が白いため色相が
鮮明であり、審美性の優れたものが得られる。

【００１５】凝固浴としてはＰＶＡに対して凝固能を有
する有機溶媒を用いる。例えばメタノール、エタノール
などのアルコール類、アセトン、メチルエチルケトンな
どのケトン類など特に限定はないが、中でも凝固性のバ
ランス及びコストの点でメタノールが好ましい。また凝
固浴に原液溶媒を含有させて凝固性を制御することが好
ましい。原液溶媒の含有量は原液及び凝固浴の条件によ
って異なるが、５〜７０％がよく、１５〜４５％である
とさらに好ましい。

【００１６】凝固浴温度は２０℃以下としなければなら
ない。２０℃を越えると、凝固糸はボイドが多く不透明
化し、均質でなく高強度繊維が得られない。凝固浴温度
が１５℃以下であるとより好ましく、１０℃以下である
と均一凝固糸を得る点でさらに好ましい。ただし、凝固
浴温度があまりに低いとノズルより吐出される紡糸原液
が凍結し、吐出不能となることがあるのでこの点を配慮
すべきである。

【００１７】本発明の紡糸方式に特別な限定はない。ノ
ズルが凝固浴と直接触媒している湿式紡糸法でも、ノズ
ルと凝固浴の間に空気層を介在させる乾湿式紡糸法でも
よい。なお紡糸法の別の分類方法として固化形態の違い
によりゲル紡糸と凝固紡糸に分類する場合があるが、本
発明ではゲル紡糸でもノズルと凝固浴の間に空気層が介
在する場合には乾湿式紡糸と称することとする。湿式紡
糸はノズル吐出直後に凝固するためノズル孔ピッチを小
さくしても硬着することなく多孔化が容易であるという
特徴を有し、一方乾湿式紡糸は空気層が断熱層の役割を
果たすため原液と凝固浴の温度を各々独立して制御しう
るため均一吐出され、繊維断面の班が小さいという特徴
を有している。これらは目的に応じて適宜選択すること
が出来る。

【００１８】バスドラフト（原液がノズルを通過する際
の吐出線速度に対する第一ゴデットローラー速度の比）
は０．１〜０．５が好ましい。ノズルの孔径はバスドラ
フトがこの範囲となるよう選択する。より好ましいバス
ドラフトは０．１５〜０．３である。

【００１９】凝固浴中あるいは凝固浴上の第一ローラー
に引き取られた凝固糸篠は凝固浴と同じ凝固能を有する
有機溶媒などよりなる抽出浴に浸漬し、糸篠中の原液溶
媒を抽出洗浄除去する。抽出浴は１段でもよいが多段の
方がより効率的である。原液溶媒がＤＭＳＯ、凝固浴が
メタノールの場合、糸から抽出浴へのＤＭＳＯの拡散速
度は大であり、糸中のＤＭＳＯ濃度は抽出浴中のＤＭＳ
Ｏ濃度とすぐ平衡になるため、抽出浴中のＤＭＳＯ濃度
を低く維持することがＤＭＳＯ抽出のポイントである。 このためには最終の抽出浴に新しいメタノールを補正し
て、最終抽出浴のオーバーフローをその前の抽出浴に次
々と供給する所謂向流多段抽出が好ましい。

【００２０】本発明のポイントは凝固浴および／あるい
は抽出浴に酸を添加し、ｐＨを４．０〜６．０に制御す
ることである。本発明にいうｐＨとは、凝固浴あるいは
抽出浴に同量の蒸留水を加えた溶液を２０℃でｐＨメー
ターにより測定した値である。添加する酸の種類に特別
な限定はなく、無機酸、有機酸のどちらでもよく、不揮
発性の硫酸やリン酸あるいは糸内に酢酸ソーダとして存
在している酢酸などが好ましい。通常、原液中に含まれ
ている酢酸ソーダは凝固時かなりの部分が凝固浴中に溶
出し、さらに抽出浴で原液溶媒を抽出する際溶媒ととも
に抽出除去されるが、酢酸ソーダは少しでも残存すると
熱延伸時着色に著しい悪影響を及ぼす。従って一般的に
は延伸前の紡糸原糸に含まれる酢酸ソーダは０．０２％
以下となるようにしなければならず、使用ＰＶＡを予め
水洗するか、あるいは紡糸工程で長時間浸漬して洗浄除
去しなければならない。一方凝固浴および／あるいは抽
出浴のｐＨを４．０〜６．０にすると酢酸洗浄が不十分
でも着色のない白いＰＶＡ繊維が得られることを見出し
たのが本発明である。何故に着色度が改善されるかは不
明であるが、ＰＶＡが分解し難い微酸性に糸がなるため
と思われる。酸は凝固浴および／あるいは抽出浴に加え
ればよいが、さらに湿延伸浴や油剤浴にも添加してもよ
い。酸の添加量はｐＨが４〜６の範囲内でなければなら
ない。ｐＨが４より低いと酸が強過ぎ酸焼けとなり却っ
て着色する。ｐＨが６を越えると酸量があまりに少なく
酸添加効果がなくなる。ｐＨが４．５〜５．５であると
もっと好ましい。

【００２１】凝固糸篠より原液溶媒を抽出除去し、ｐＨ
調整後延伸性や集束性などを改良するため適当な油剤を
付与し、乾燥する。第１ローラーから乾燥ローラーに至
るいずれかの工程において１段あるいは多段で合計２倍
以上の湿延伸を施こすと乾燥時の硬着などを防止するこ
とができ、好ましい。より好ましい湿延伸倍率は２．５
〜５．５倍である。乾燥温度は４０〜１５０℃が乾燥効
率及び繊維性能の点で好ましい。

【００２２】次いで高温高倍率で熱延伸を施こし、ＰＶ
Ａ分子を配向結晶化させて高強度繊維とする。熱延伸は
２１０〜２６０℃で全延伸倍率が１４倍以上となるよう
実施する。重合度が高いと結晶の融点が高く、より高温
で熱延伸を行なう必要がある。従って高重合度程着色し
易いので本発明の浴酸添加効果がより顕著となる。また
熱延伸後必要に応じて熱処理や熱収縮を施こしてもよい
。

【００２３】以上の如く本発明は、有機溶媒系の紡糸現
役に着色原因物質である酢酸ソーダを含有していても、
メタノールなどの有機溶媒系凝固浴および／あるいは抽
出浴をを微酸性とすることにより、抽出浴滞留時間が短
かくとも、熱延伸時着色し難い繊維を製造することがで
きたものである。

【００２４】

【実施例】以下実施例により具体的に説明するが、本発
明はこれら実施例に限定されるものではない。

【００２５】実施例１　　数平均重合度が８３００、ケ
ン化度が９９．６モル％で酢酸ソーダを１．２％／ＰＶ
Ａ含有するＰＶＡを６％となるようＤＭＳＯに添加し、
８０℃にて窒素雰囲気下で８時間撹拌溶解し脱泡した。 得られた紡糸原液を８０℃とし、孔径０．１４ｍｍのノ
ズルより、４℃のメタノール／ＤＭＳＯ＝７０／３０の
重量比よりなる凝固浴中に湿式紡糸し、４倍の湿延伸を
施こした後、硫酸にてｐＨを５．０としたメタノールよ
りなる抽出浴に２０秒浸漬し、１００℃の熱風で乾燥し
、紡糸原糸を得た。次にこの紡糸原糸を１６０−１８０
−２４０℃の温度勾配を有する熱風炉中で全延伸倍率が
２０倍となるよう熱延伸した。得られた繊維は殆んど着
色がなく白い見栄えのよい繊維であった。強度は２１．
５ｇ／ｄと高く、ウェザーメーター６３℃×１００ｈｒ
照射後の強力保持率は９５％と優れていた。

【００２６】比較例１　　抽出浴に硫酸を添加しない以
外は実施例１と同様にしてＰＶＡ繊維を製造した。得ら
れた繊維は淡く黄色に着色した。強度は２１．２ｇ／ｄ
と僅かながら低目であった。ウェザーメーターを実施例
１と同様に照射後の強力保持率は９０％と少し低目であ
った。

【００２７】実施例２　　数平均重合度が４１００、ケ
ン化度が９９．８モル％で酢酸ソーダを０．８％／ＰＶ
Ａ含有するＰＶＡを８％となるようＤＭＳＯに添加し８
０℃にて窒素雰囲気下で１１時間撹拌溶解し脱泡した。 得られた紡糸原液を７５℃とし、孔径０．１４ｍｍのノ
ズルより、２℃のメタノール／ＤＭＳＯ＝７０／３０の
重量比よりなる凝固浴に湿式紡糸した。この際、原液に
は０．１％、凝固浴にはｐＨが５．５となるよう酢酸を
添加した。得られたゲル糸篠に４．５倍の湿延伸を施こ
した後、酢酸にてｐＨを５．５としたメタノールよりな
る抽出浴に３０秒浸漬し、１００℃の熱風で乾燥し、次
いで１８０−２００−２３５℃の温度勾配を有する熱風
炉中で全延伸倍率は１９．５倍となるよう熱延伸した。 得られた繊維は殆んど着色のない白い繊維であった。強
度も２０．２ｇ／ｄと優れていた。

【００２８】

【発明の効果】従来の有機溶媒系の高強力ＰＶＡ繊維の
製法では、着色のない繊維を得るために原料ＰＶＡをわ
ざわざ水洗して着色原因物質である酢酸ソーダを除去後
使用したり、酢酸ソーダを含有する紡糸原液の場合には
抽出浴の滞留時間を長く必要としていた。これに対し本
発明では、有機溶媒系の凝固浴及び／あるいは抽出浴を
微酸性とし、熱延伸前原糸を微酸性とすることにより、
酢酸ソーダを含有する紡糸原液を用いかつ抽出浴滞留時
間が短かくとも、着色のない高強力ＰＶＡ繊維を安価に
得ることができたものである。従って本発明繊維は白度
と強力に優れかつＰＶＡ繊維の特徴である耐候性にも優
れており、審美性、強力、耐候性のいずれもが要求され
るスポーツやレジャー分野の最新の用品や衣料などとし
て有効に用いることが出来る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　酢酸ソーダを０．２〜２％／ポリマー
   含有するポリビニルアルコール系ポリマーの有機溶媒系
   紡糸原液を該ポリマーに対して凝固能を有する有機溶媒
   を主体とする２０℃以下の凝固浴に湿式あるいは乾湿式
   紡糸するに際して、凝固浴および／あるいは抽出浴のｐ
   Ｈを４．０〜６．０とすることを特徴とする着色の少な
   い高強力ポリビニルアルコール系繊維の製法。