JPH0812774A - カチオン交換繊維およびその製造方法 - Google Patents
カチオン交換繊維およびその製造方法Info
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- JPH0812774A JPH0812774A JP6167497A JP16749794A JPH0812774A JP H0812774 A JPH0812774 A JP H0812774A JP 6167497 A JP6167497 A JP 6167497A JP 16749794 A JP16749794 A JP 16749794A JP H0812774 A JPH0812774 A JP H0812774A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 繊維物性の優れたカチオン交換繊維を得るこ
と。 【構成】 スルホン酸基の塩を有するビニル系重合体と
ポリビニルアルコールを重量比で20／80〜85／15の割合
で含有する紡糸原液を乾式紡糸し、延伸、熱処理後、ア
セタール化を行ってカチオン交換繊維を得る。 【効果】 繊維物性に優れ、種々の形態に加工でき、か
つ、イオン交換容量の大きいカチオン交換繊維を安定に
生産することができた。
と。 【構成】 スルホン酸基の塩を有するビニル系重合体と
ポリビニルアルコールを重量比で20／80〜85／15の割合
で含有する紡糸原液を乾式紡糸し、延伸、熱処理後、ア
セタール化を行ってカチオン交換繊維を得る。 【効果】 繊維物性に優れ、種々の形態に加工でき、か
つ、イオン交換容量の大きいカチオン交換繊維を安定に
生産することができた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はスルホン酸基を官能基と
するカチオン交換繊維およびその製造方法に関するもの
である。
するカチオン交換繊維およびその製造方法に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来、有機高分子材料からなるスルホン
酸基を有するイオン交換体、すなわち強酸性陽イオン交
換体としては、スチレン−ジビニルベンゼン系重合体を
基体とし、これをスルホン化する方法が最もよく知られ
ている。この種の樹脂は、高い交換容量を有するが、最
終生成物の形態は粒状物に限られる。また、微粒状であ
ると取扱い上の問題があるため、通常 500μｍ内外の粒
径で多用されているが、これでは単位重量当たりの表面
積が小さく、イオン交換速度も遅いという難点があっ
た。
酸基を有するイオン交換体、すなわち強酸性陽イオン交
換体としては、スチレン−ジビニルベンゼン系重合体を
基体とし、これをスルホン化する方法が最もよく知られ
ている。この種の樹脂は、高い交換容量を有するが、最
終生成物の形態は粒状物に限られる。また、微粒状であ
ると取扱い上の問題があるため、通常 500μｍ内外の粒
径で多用されているが、これでは単位重量当たりの表面
積が小さく、イオン交換速度も遅いという難点があっ
た。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】他方、イオン交換繊維
は細くて長いという形態的特徴により、イオン交換樹脂
と比べて、交換速度、交換基の利用率、高分子物質の吸
着性能等に優れ、さらに紐状、布状、不織布状等の形態
を取ることができ、また、イオン交換繊維を一定長にカ
ットし、抄紙することにより紙状のものとすることもで
きる等、形態の自由度が大きいため、種々の使用方法を
取ることができるなどの優れた特徴を有している。
は細くて長いという形態的特徴により、イオン交換樹脂
と比べて、交換速度、交換基の利用率、高分子物質の吸
着性能等に優れ、さらに紐状、布状、不織布状等の形態
を取ることができ、また、イオン交換繊維を一定長にカ
ットし、抄紙することにより紙状のものとすることもで
きる等、形態の自由度が大きいため、種々の使用方法を
取ることができるなどの優れた特徴を有している。
【０００４】強酸性陽イオン交換繊維の製造方法につい
ては、これまでに数多く提案されているが、糸条化後に
交換基の導入反応を行ったり、また、糸条化成分の一部
を触媒の存在下で脱水を行い、繊維物質からの溶出を防
止するため、基体繊維の物性低下が著しく、繊維として
の長所を十分に発揮できるものではなかった。
ては、これまでに数多く提案されているが、糸条化後に
交換基の導入反応を行ったり、また、糸条化成分の一部
を触媒の存在下で脱水を行い、繊維物質からの溶出を防
止するため、基体繊維の物性低下が著しく、繊維として
の長所を十分に発揮できるものではなかった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者等は上記の問題
点を解決すべく、品質の優れた強酸性陽イオン交換繊維
を得るべく鋭意検討した結果、スルホン酸の塩を有する
ビニル系重合体とポリビニルアルコールとを混合紡糸
し、糸条化した後、ポリビニルアルコール成分を不溶化
することにより、本発明を完成するに至った。
点を解決すべく、品質の優れた強酸性陽イオン交換繊維
を得るべく鋭意検討した結果、スルホン酸の塩を有する
ビニル系重合体とポリビニルアルコールとを混合紡糸
し、糸条化した後、ポリビニルアルコール成分を不溶化
することにより、本発明を完成するに至った。
【０００６】すなわち、本発明の要旨とするところは、
スルホン酸の塩を有するビニル系重合体とポリビニルア
ルコールが重量比で20／80〜85／15の割合からなる紡糸
原液を乾式紡糸法により糸条化し、１〜４倍に延伸、熱
処理を施した後、ホルムアルデヒド、グルタルアルデヒ
ド、グリオキザール等のアルデヒドによりアセタール化
を行うことを特徴とするカチオン交換繊維およびその製
造方法にある。
スルホン酸の塩を有するビニル系重合体とポリビニルア
ルコールが重量比で20／80〜85／15の割合からなる紡糸
原液を乾式紡糸法により糸条化し、１〜４倍に延伸、熱
処理を施した後、ホルムアルデヒド、グルタルアルデヒ
ド、グリオキザール等のアルデヒドによりアセタール化
を行うことを特徴とするカチオン交換繊維およびその製
造方法にある。
【０００７】以下、本発明を詳細に説明する。本発明で
使用する原料物質としては、スルホン酸の塩を有するビ
ニル系重合体とポリビニルアルコールである。まず、ポ
リビニルアルコールとしては、一般の市販品が使用でき
るが、紡糸性を考慮してケン化度が90モル％以上、平均
重合度 500以上のもの、好ましくはケン化度95モル％以
上、平均重合度 1,000〜2,000 の範囲のものが適用でき
る。
使用する原料物質としては、スルホン酸の塩を有するビ
ニル系重合体とポリビニルアルコールである。まず、ポ
リビニルアルコールとしては、一般の市販品が使用でき
るが、紡糸性を考慮してケン化度が90モル％以上、平均
重合度 500以上のもの、好ましくはケン化度95モル％以
上、平均重合度 1,000〜2,000 の範囲のものが適用でき
る。
【０００８】スルホン酸の塩を有するビニル系重合体と
しては、ポリビニルアルコールと混合して乾式紡糸する
ことから、水溶性であることが好ましいが、水に不溶性
であってもよい。水に不溶性のものを用いる場合には、
粒子径が10μｍ以下のものを用いることが好ましい。ま
た実用に供し得るだけのイオン交換能を備えるために
も、１モル／Kg以上のスルホン酸の塩を有するビニル系
重合体であることが好ましい。
しては、ポリビニルアルコールと混合して乾式紡糸する
ことから、水溶性であることが好ましいが、水に不溶性
であってもよい。水に不溶性のものを用いる場合には、
粒子径が10μｍ以下のものを用いることが好ましい。ま
た実用に供し得るだけのイオン交換能を備えるために
も、１モル／Kg以上のスルホン酸の塩を有するビニル系
重合体であることが好ましい。
【０００９】具体的には、ビニルスルホン酸、アリルス
ルホン酸、スチレンスルホン酸、パーフロロエチレンス
ルホン酸等のスルホン酸を有するビニルモノマーを原料
とするホモポリマーの塩、およびこれらビニルモノマー
と共重合が可能な他のビニルモノマーとの共重合体の塩
が挙げられる。
ルホン酸、スチレンスルホン酸、パーフロロエチレンス
ルホン酸等のスルホン酸を有するビニルモノマーを原料
とするホモポリマーの塩、およびこれらビニルモノマー
と共重合が可能な他のビニルモノマーとの共重合体の塩
が挙げられる。
【００１０】これらスルホン酸の塩を有するビニル系重
合体の好ましい重合度は、個々の重合体により異なるも
のであるが、ポリスチレンスルホン酸の塩の場合、重合
度は1,000以上、好ましくは 3,000〜6,000 の範囲であ
る。重合度が 1,000未満の低重合体では、糸条化後のポ
リスチレンスルホン酸の塩の脱落が生じて好ましくな
い。高重合物ほどポリビニルアルコールとの分子間の絡
み合いが増大し、脱落防止効果がより有効に働くが、重
合度が 6,000を越えると粘度が増大し、乾式紡糸性が悪
くなり好ましくない。
合体の好ましい重合度は、個々の重合体により異なるも
のであるが、ポリスチレンスルホン酸の塩の場合、重合
度は1,000以上、好ましくは 3,000〜6,000 の範囲であ
る。重合度が 1,000未満の低重合体では、糸条化後のポ
リスチレンスルホン酸の塩の脱落が生じて好ましくな
い。高重合物ほどポリビニルアルコールとの分子間の絡
み合いが増大し、脱落防止効果がより有効に働くが、重
合度が 6,000を越えると粘度が増大し、乾式紡糸性が悪
くなり好ましくない。
【００１１】これらスルホン酸の塩としては、ナトリウ
ム、カリウム、アンモニウム等が挙げられ、中和度は95
％以上が好ましい。中和度が95％未満では、紡糸原液の
酸性度が強く、装置の腐食を起こしたり、また熱処理時
にポリビニルアルコール成分の脱水反応による糸条の劣
化等の問題が発生し、好ましくない。
ム、カリウム、アンモニウム等が挙げられ、中和度は95
％以上が好ましい。中和度が95％未満では、紡糸原液の
酸性度が強く、装置の腐食を起こしたり、また熱処理時
にポリビニルアルコール成分の脱水反応による糸条の劣
化等の問題が発生し、好ましくない。
【００１２】スルホン酸の塩を有するビニル系重合体と
ポリビニルアルコールの使用割合は重量比で20／80〜85
／15の範囲が好ましく、さらに好ましくは40／60〜80／
20の範囲である。ポリビニルアルコールの使用比率が80
を越えると、スルホン酸の塩を有するビニル系重合体の
脱落防止効果は増大するが、その反面、イオン交換容量
が少なくなり好ましくない。また、ポリビニルアルコー
ルの使用比率が15未満では、スルホン酸の塩を有するビ
ニル系重合体の脱落量が増大し、実用に耐えないものと
なり好ましくない。
ポリビニルアルコールの使用割合は重量比で20／80〜85
／15の範囲が好ましく、さらに好ましくは40／60〜80／
20の範囲である。ポリビニルアルコールの使用比率が80
を越えると、スルホン酸の塩を有するビニル系重合体の
脱落防止効果は増大するが、その反面、イオン交換容量
が少なくなり好ましくない。また、ポリビニルアルコー
ルの使用比率が15未満では、スルホン酸の塩を有するビ
ニル系重合体の脱落量が増大し、実用に耐えないものと
なり好ましくない。
【００１３】糸条化する方法としては乾式紡糸が最適で
ある。半乾半湿紡糸および湿式紡糸では、凝固浴中でポ
リビニルアルコールと該ビニル系重合体とが相分離を引
き起こし、一部溶出する危険があり好ましくない。
ある。半乾半湿紡糸および湿式紡糸では、凝固浴中でポ
リビニルアルコールと該ビニル系重合体とが相分離を引
き起こし、一部溶出する危険があり好ましくない。
【００１４】紡糸後得られる繊維の形状、すなわち、繊
維の断面形状、繊維長、繊度等には何ら制限はない。こ
れら糸条においては、構成成分であるポリビニルアルコ
ールが繊維軸方向に配列されていることが最終的に得ら
れるカチオン交換繊維の物性に影響を及ぼす。すなわ
ち、ポリビニルアルコールが配向されない場合には、得
られた糸条が低強力、低伸度となり、曲げに対し極めて
脆いものとなってしまう傾向がある。好ましい配向性を
付与する方法としては、繊維形成後、１〜４倍、好まし
くは 1.5倍以上に延伸し、熱処理を施す方法が採用され
るが、紡糸ドラフトにより繊維形成過程で配向性を付与
することも可能である。
維の断面形状、繊維長、繊度等には何ら制限はない。こ
れら糸条においては、構成成分であるポリビニルアルコ
ールが繊維軸方向に配列されていることが最終的に得ら
れるカチオン交換繊維の物性に影響を及ぼす。すなわ
ち、ポリビニルアルコールが配向されない場合には、得
られた糸条が低強力、低伸度となり、曲げに対し極めて
脆いものとなってしまう傾向がある。好ましい配向性を
付与する方法としては、繊維形成後、１〜４倍、好まし
くは 1.5倍以上に延伸し、熱処理を施す方法が採用され
るが、紡糸ドラフトにより繊維形成過程で配向性を付与
することも可能である。
【００１５】延伸後の熱処理は 150〜230 ℃の範囲、好
ましくは、 180〜200 ℃の範囲で行う。熱処理温度が 2
30℃を越えると、ポリビニルアルコールの熱分解が生
じ、好ましくなく、また、 150℃未満では熱処理効果が
得られ難く、好ましくない。
ましくは、 180〜200 ℃の範囲で行う。熱処理温度が 2
30℃を越えると、ポリビニルアルコールの熱分解が生
じ、好ましくなく、また、 150℃未満では熱処理効果が
得られ難く、好ましくない。
【００１６】得られた糸条はホルムアルデヒド、グルタ
ルアルデヒド、グリオキザール等のアルデヒドでアセタ
ール化することにより、ポリビニルアルコール成分の不
溶化を行う。このアセタール化反応においては、当該糸
条の耐水性が低いため、硫酸ナトリウム等の膨潤抑制剤
を含有する反応浴を用い、糸条成分の溶出を抑えながら
反応を進めることが大切である。
ルアルデヒド、グリオキザール等のアルデヒドでアセタ
ール化することにより、ポリビニルアルコール成分の不
溶化を行う。このアセタール化反応においては、当該糸
条の耐水性が低いため、硫酸ナトリウム等の膨潤抑制剤
を含有する反応浴を用い、糸条成分の溶出を抑えながら
反応を進めることが大切である。
【００１７】かくして得られたカチオン交換繊維は着色
もなく、紙、紐、布、不織布、メリヤス編地等が容易に
作成でき、イオン交換体としての形態上の自由度が極め
て大きいものとなる。
もなく、紙、紐、布、不織布、メリヤス編地等が容易に
作成でき、イオン交換体としての形態上の自由度が極め
て大きいものとなる。
【００１８】以下、実施例により本発明をさらに詳細に
説明する。
説明する。
【００１９】
【実施例１】平均重合度 1,200、ケン化度99.9モル％の
ポリビニルアルコールと重合度 4,850のポリスチレンス
ルホン酸ナトリウム（商品名：ポリナス PS-100 、東ソ
ー株式会社製）の混合比率が重量比で50：50となるよう
に混合し、水を加えて加熱溶解し、濃度35％の紡糸原液
を調製した。この紡糸原液を乾式紡糸により紡糸し、２
倍延伸し、 200℃で熱処理を行い、500d／50f の糸条を
得た。この糸条を硫酸20％、硫酸ナトリウム25％、グル
タルアルデヒド 0.5％よりなる処理浴を用い、40℃で２
時間アセタール化反応を行った。得られた強カチオン交
換繊維は中性塩分解容量2.0meq／g 、強度1.0g／d 、伸
度17.5％、結節強度0.7g／d であった。
ポリビニルアルコールと重合度 4,850のポリスチレンス
ルホン酸ナトリウム（商品名：ポリナス PS-100 、東ソ
ー株式会社製）の混合比率が重量比で50：50となるよう
に混合し、水を加えて加熱溶解し、濃度35％の紡糸原液
を調製した。この紡糸原液を乾式紡糸により紡糸し、２
倍延伸し、 200℃で熱処理を行い、500d／50f の糸条を
得た。この糸条を硫酸20％、硫酸ナトリウム25％、グル
タルアルデヒド 0.5％よりなる処理浴を用い、40℃で２
時間アセタール化反応を行った。得られた強カチオン交
換繊維は中性塩分解容量2.0meq／g 、強度1.0g／d 、伸
度17.5％、結節強度0.7g／d であった。
【００２０】
【実施例２】平均重合度 1,700、ケン化度99.9モル％の
ポリビニルアルコールと重合度 4,850のポリスチレンス
ルホン酸ナトリウム（商品名：ポリナス PS-100 、東ソ
ー株式会社製）の混合比率が重量比で40：60となるよう
に混合し、水を加えて加熱溶解し、濃度30％の紡糸原液
を調製した。この紡糸原液を乾式紡糸により紡糸し、1.
5倍延伸し、 180℃で熱処理を行い、250d／30f の糸条
を得た。この糸条を硫酸20％、硫酸ナトリウム25％、グ
リオキザール 1.5％よりなる処理浴を用い、30℃で当該
糸条を投入し、１時間かけて80℃まで昇温して80℃で１
時間アセタール化反応を行った。得られた強カチオン交
換繊維は中性塩分解容量2.5meq／g 、強度0.9g／d 、伸
度19.7％、結節強度0.6g／d であった。
ポリビニルアルコールと重合度 4,850のポリスチレンス
ルホン酸ナトリウム（商品名：ポリナス PS-100 、東ソ
ー株式会社製）の混合比率が重量比で40：60となるよう
に混合し、水を加えて加熱溶解し、濃度30％の紡糸原液
を調製した。この紡糸原液を乾式紡糸により紡糸し、1.
5倍延伸し、 180℃で熱処理を行い、250d／30f の糸条
を得た。この糸条を硫酸20％、硫酸ナトリウム25％、グ
リオキザール 1.5％よりなる処理浴を用い、30℃で当該
糸条を投入し、１時間かけて80℃まで昇温して80℃で１
時間アセタール化反応を行った。得られた強カチオン交
換繊維は中性塩分解容量2.5meq／g 、強度0.9g／d 、伸
度19.7％、結節強度0.6g／d であった。
Claims (2)
- 【請求項１】 スルホン酸の塩を有するビニル系重合体
とポリビニルアルコールが重量比で20／80〜85／15の割
合からなることを特徴とするカチオン交換繊維。 - 【請求項２】 スルホン酸の塩を有するビニル系重合体
とポリビニルアルコールを重量比で20／80〜85／15の割
合で含有する紡糸原液を乾式紡糸法により糸条化し、１
〜４倍に延伸、熱処理を施した後、ホルムアルデヒド、
グルタルアルデヒド、グリオキザール等のアルデヒドに
よりアセタール化を行うことを特徴とするカチオン交換
繊維の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6167497A JP2619812B2 (ja) | 1994-06-28 | 1994-06-28 | カチオン交換繊維の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6167497A JP2619812B2 (ja) | 1994-06-28 | 1994-06-28 | カチオン交換繊維の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0812774A true JPH0812774A (ja) | 1996-01-16 |
| JP2619812B2 JP2619812B2 (ja) | 1997-06-11 |
Family
ID=15850783
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6167497A Expired - Lifetime JP2619812B2 (ja) | 1994-06-28 | 1994-06-28 | カチオン交換繊維の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2619812B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014032751A1 (en) | 2012-08-27 | 2014-03-06 | Merck Patent Gmbh | Improved electrodeionization module and apparatus |
| CN113385153A (zh) * | 2021-06-25 | 2021-09-14 | 南通强生石墨烯科技有限公司 | 一种石墨烯离子交换纤维及其制备方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62164734A (ja) * | 1986-01-16 | 1987-07-21 | Nichibi:Kk | カチオン交換性繊維の製造法 |
-
1994
- 1994-06-28 JP JP6167497A patent/JP2619812B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62164734A (ja) * | 1986-01-16 | 1987-07-21 | Nichibi:Kk | カチオン交換性繊維の製造法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014032751A1 (en) | 2012-08-27 | 2014-03-06 | Merck Patent Gmbh | Improved electrodeionization module and apparatus |
| CN113385153A (zh) * | 2021-06-25 | 2021-09-14 | 南通强生石墨烯科技有限公司 | 一种石墨烯离子交换纤维及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2619812B2 (ja) | 1997-06-11 |
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