JPH11286826A - Production of polyvinyl alcohol synthetic fiber - Google Patents

Production of polyvinyl alcohol synthetic fiber

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JPH11286826A
JPH11286826A JP10094165A JP9416598A JPH11286826A JP H11286826 A JPH11286826 A JP H11286826A JP 10094165 A JP10094165 A JP 10094165A JP 9416598 A JP9416598 A JP 9416598A JP H11286826 A JPH11286826 A JP H11286826A
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JP
Japan
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fiber
pva
compound
polyvinyl alcohol
acid
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Application number
JP10094165A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Oki
弘之 大木
Masahiro Sato
政弘 佐藤
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Kuraray Co Ltd
Original Assignee
Kuraray Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain the subject fiber having high tenacity, elasticity and wet-heat resistance and useful for industrial material, etc., without using complicate process by crosslinking a polyvalent epoxy compound under specific condition in a state e.g. included in a polyvinyl alcohol polymer, etc. SOLUTION: The objective polyvinyl alcohol synthetic fiber is produced by including or applying preferably 0.1-10 mol.% (based on the repeating constituent unit of the polymer) of a polyvalent epoxy compound such as ethylene glycol diglycidyl ether into a polyvinyl alcohol polymer (having a degree of saponification of preferably 90-99.99 mol.%) or to the surface of the fiber of the polymer and crosslinking the polyvinyl alcohol polymer by reacting the epoxy compound with the hydroxyl group of the polyvinyl alcohol polymer by the aid of a basic catalyst such as sodium acetate.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、耐湿熱性と高強度
が要求される漁網、ロープ、テント、土木シートなどの
一般産業資材やセメント、ゴム、プラスチックの補強材
に有効なポリビニルアルコール(以下、PVAと略記)
系合成繊維の製造法に関する。
The present invention relates to a polyvinyl alcohol (hereinafter, referred to as a "reinforcement") for general industrial materials such as fishing nets, ropes, tents, civil engineering sheets, etc., and cement, rubber, and plastic reinforcing materials which are required to have wet heat resistance and high strength. Abbreviated as PVA)
The present invention relates to a method for producing a synthetic fiber.

【0002】[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使用されている。
さらにそれ以外でも、ゴム、プラスチック、セメントな
どの補強繊維として広く利用されており、中でもPVA
系繊維は汎用繊維の中で最も高強力高弾性を有し、かつ
接着性や耐アルカリ性が良好なため、石綿代替のセメン
ト補強材として脚光を浴びている。しかしながらPVA
系繊維は耐湿熱性に乏しく、一般産業資材や衣料素材と
して用いられるにしても用途が制限され、さらにセメン
ト成型品に対して通常行われている高温でのオートクレ
ーブ養生が不可能であった。現在セメント補強材にPV
A系繊維を使用する場合は、室温養生製品に限ってお
り、したがってセメント製品の寸法安定性や強度が十分
でなく、かつ養生日数が長いなどの欠点を有していた。
2. Description of the Related Art Conventionally, PVA-based fibers have higher strength and strength than polyamide, polyester, and polyacrylonitrile-based fibers.
It has a high elastic modulus and is used as a fiber for industrial materials.
In addition, it is widely used as a reinforcing fiber of rubber, plastic, cement, etc.
Since the system fiber has the highest strength and high elasticity among general-purpose fibers, and has good adhesiveness and alkali resistance, it has been spotlighted as a cement reinforcing material instead of asbestos. However, PVA
The system fiber has poor moisture and heat resistance, and its use is limited even if it is used as a general industrial material or a garment material. Further, autoclaving at a high temperature, which is usually performed for a cement molded product, is impossible. Currently PV for cement reinforcement
When the A-based fiber is used, it is limited to a room temperature cured product, and therefore has the drawbacks that the dimensional stability and strength of the cement product are not sufficient and the curing days are long.

【0003】PVA系繊維の耐湿熱性を改良しようとす
る試みは古くからなされて来た。たとえば、ホルマリン
のごときモノアルデヒド化合物、あるいはグリオキザー
ルやグルタルアルデヒドのごときポリアルデヒド化合物
とPVAの水酸基とのアセタール化反応を利用してPV
A系繊維を疎水化あるいは架橋せしめることにより、か
かる繊維の耐湿熱性の向上を図る方法が数多く報告され
ている。たとえば特公昭30−7360号公報や特公昭
36−14565号公報には、ホルマリンを用い、PV
Aの水酸基をホルマール化して疎水化することにより染
色や洗濯に耐えるPVA系繊維が得られることが記載さ
れている。
[0003] Attempts to improve the wet heat resistance of PVA-based fibers have been made for a long time. For example, by utilizing the acetalization reaction of a monoaldehyde compound such as formalin or a polyaldehyde compound such as glyoxal or glutaraldehyde with a hydroxyl group of PVA, PVA is used.
Many methods have been reported for improving the wet heat resistance of the A-based fiber by making the fiber hydrophobic or cross-linking. For example, in Japanese Patent Publication Nos. 30-7360 and 36-14565, formalin is used and PV
It is described that by formalizing the hydroxyl group of A to make it hydrophobic, a PVA-based fiber resistant to dyeing and washing can be obtained.

【0004】一方、ジアルデヒド化合物による架橋は特
公昭29−6145号公報や特公昭32−5819号公
報などに明記されており、特開平5−163609号公
報にはジアルデヒド又はそのアセタール化合物を紡糸原
糸に付与し、高倍率に乾熱延伸したあと酸処理により繊
維内部に架橋を生じさせることが記載されている。さら
に、特開平5−263311(対応ヨーロッパ特許第5
20297号、米国特許第5380588号)において
は、乾熱延伸したPVA繊維に、上記特開平5−163
609号公報記載のジアルデヒド化合物を繊維内部まで
浸透させたのち、モノアルデヒドと架橋触媒を含有する
浴に浸漬して架橋反応を起こさせることにより、耐熱水
性に優れたPVA系繊維が得られ、この架橋PVA系繊
維は160℃オートクレーブ養生に耐えうる繊維である
ことが報告されている。
On the other hand, crosslinking with a dialdehyde compound is specified in Japanese Patent Publication No. 29-6145 and Japanese Patent Publication No. 32-5819, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 163609/1993 discloses spinning of a dialdehyde or an acetal compound thereof. It describes that the fiber is applied to a yarn, stretched by dry heat at a high magnification, and then subjected to an acid treatment to cause crosslinking within the fiber. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-263331 (corresponding European Patent No. 5)
No. 20297, U.S. Pat. No. 5,380,588) discloses that the dry-heat drawn PVA fiber is added to the above-mentioned JP-A-5-163.
After infiltrating the inside of the fiber with the dialdehyde compound described in JP-A-609, immersion in a bath containing a monoaldehyde and a cross-linking catalyst to cause a cross-linking reaction, a PVA-based fiber excellent in hot water resistance is obtained, It is reported that this crosslinked PVA-based fiber is a fiber that can withstand autoclaving at 160 ° C.

【0005】ところで、従来報告されているホルマリン
のごときモノアルデヒド化合物、あるいはグリオキザー
ルやグルタルアルデヒドのごときポリアルデヒド化合物
とPVAの水酸基とのアセタール化反応を利用してPV
A系繊維を疎水化あるいは架橋せしめることにより、か
かる繊維の耐湿熱性の向上を図る方法においては、アセ
タール化処理は全て酸の水溶液中で処理する方法がとら
れている。しかしながら、この方法ではアセタール化反
応を充分進行させるため、塩酸、あるいは硫酸のような
強酸が必要であり、また、その温度も50℃以上が必要
であることが本発明者らの検討で明らかとなった。この
ような条件で処理することはPVAにとっての良溶媒中
で処理することに他ならず、繊維が処理中に膨潤してし
まうことは避けられないばかりか、PVA自身が一部溶
解してしまう恐れもあった。これらの現象はPVAの分
子配向を乱したり結晶化度を低下させる効果があり、そ
の結果、PVA系繊維が本来有する力学的機械的強度の
低下を招くという大きな問題があった。
[0005] By the way, the acetalization reaction between a monoaldehyde compound such as formalin, or a polyaldehyde compound such as glyoxal or glutaraldehyde, and a hydroxyl group of PVA has been reported.
In a method of improving the wet heat resistance of the A-based fiber by making the fiber hydrophobic or cross-linking, all the acetalization treatments are performed in an aqueous acid solution. However, it is clear from the study of the present inventors that this method requires a strong acid such as hydrochloric acid or sulfuric acid in order to allow the acetalization reaction to proceed sufficiently, and also requires that the temperature be 50 ° C. or higher. became. Treating under such conditions is nothing less than treating in a good solvent for PVA, and it is inevitable that the fibers swell during processing, and PVA itself partially dissolves. I was afraid. These phenomena have the effect of disturbing the molecular orientation of PVA or lowering the degree of crystallinity, and as a result, there has been a major problem in that the mechanical and mechanical strength inherent in PVA-based fibers is reduced.

【0006】また、前述した酸処理工程は通常紡糸後に
行われるが、アセタール化に使用した酸が残存するとP
VA系繊維の着色、強度低下の原因となるため、実際に
は充分な中和と水洗工程が必要であり、工程の高コスト
化の原因となるという問題もあった。
[0006] The above-mentioned acid treatment step is usually performed after spinning. However, if the acid used for acetalization remains, P
Since it causes the coloration and the strength of the VA fiber to be reduced, a sufficient neutralization and washing step is actually required, and there is also a problem that the cost of the step is increased.

【0007】モノアルデヒド化合物やポリアルデヒド化
合物によるアセタール化反応以外の手法としては、例え
ば酸を用いて脱水架橋により耐湿熱性を向上させる方法
が特開平2−84587号公報や特開平4−10091
2号公報などで公知であるが、本発明者らが追試したと
ころ繊維内部まで架橋させようとするとPVA繊維の分
解が激しく起こり、繊維強度の著しい低下を招いた。
As a method other than the acetalization reaction using a monoaldehyde compound or a polyaldehyde compound, for example, a method of improving the wet heat resistance by dehydration crosslinking using an acid is disclosed in JP-A-2-84587 or JP-A-4-10091.
As is well known in Japanese Patent Publication No. 2 and other publications, when the present inventors performed an additional test, when trying to crosslink the inside of the fiber, the PVA fiber was severely decomposed, resulting in a significant decrease in fiber strength.

【0008】また、特開平1−207435号公報、特
開平2−133605号公報、特開平2−216288
号公報には、アクリル酸系重合体をブレンドするか、又
は繊維表面を有機系過酸化物やイソシアネート化合物、
ウレタン系化合物、エポキシ化合物などで架橋せしめる
方法が記述されている。しかしアクリル系重合体による
架橋はエステル結合であるため、セメント中のアルカリ
成分で容易に加水分解してその効果を失うこと、及び他
の架橋剤も基本的に繊維表面架橋であるため、くり返し
湿熱にさらされている時、あるいはオートクレーブ養生
中に繊維の中心部から膨潤、溶解が起こることなどの問
題点を抱えており、本発明者らが追試したところ高温オ
ートクレーブ養生に耐えうる繊維としては不十分な性能
であった。特にエポキシ化合物はPVA系重合体の有す
る水酸基との反応性が低いため、特開平2−21628
8号公報に記載されている加熱処理のみでは架橋進行が
不十分であり、従って高温オートクレーブ養生のような
激しい湿熱条件下での使用には耐えないことが本発明者
等の追試によって明らかとなった。
Also, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. Hei 1-207435, Hei 2-133605, Hei 2-216288
In the publication, an acrylic acid-based polymer is blended or the fiber surface is coated with an organic peroxide or an isocyanate compound,
A method of crosslinking with a urethane compound, an epoxy compound or the like is described. However, since the cross-linking by the acrylic polymer is an ester bond, it is easily hydrolyzed by an alkali component in the cement to lose its effect, and the other cross-linking agents are basically cross-linked on the fiber surface. The fibers have problems such as swelling and dissolution from the center of the fiber when exposed to heat or during autoclave curing. It was enough performance. Particularly, the epoxy compound has low reactivity with the hydroxyl group of the PVA-based polymer.
The heat treatment described in Japanese Patent Application Publication No. 8 (1995) No. 8 is insufficient in the progress of cross-linking and therefore cannot be used under severe moist heat conditions such as high-temperature autoclave curing. Was.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】かかる状況下、本発明
は高温オートクレーブ養生のような激しい高温高湿条件
においても、本来の優れた性質である高強力、高弾性、
優れた接着性や耐アルカリ性を損なうことなく、また、
煩雑な工程を必要とすることなく高い耐湿熱性を有する
PVA系維繊維およびその製造方法を提供せんとするも
のである。
Under such circumstances, the present invention provides high strength, high elasticity, which is an original excellent property, even under severe high temperature and high humidity conditions such as high temperature autoclave curing.
Without impairing excellent adhesion and alkali resistance,
An object of the present invention is to provide a PVA-based fiber having high moist heat resistance without requiring complicated steps and a method for producing the same.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】以上の背景を踏まえて本
発明者らは、高温オートクレーブ養生のような激しい高
温高湿条件においても、本来の優れた性質である高強
力、高弾性、優れた接着性や耐アルカリ性を損なわな
い、高い耐湿熱性を有するPVA系繊維の製造法につい
て鋭意検討を重ねた結果、PVA系繊維を製造する際
に、該繊維内部あるいは表面に含有あるいは付着させた
多価エポキシ化合物を塩基触媒によって該PVA系重合
体が有する水酸基と反応させ、該PVA系重合体を架橋
せしめることを特徴とするPVA系繊維およびその製造
方法が上記目的を達成することを見いだし本発明に至っ
たものである。
In view of the above background, the present inventors have developed excellent properties such as high strength, high elasticity and excellent strength even under severe high temperature and high humidity conditions such as high temperature autoclave curing. As a result of intensive studies on a method for producing a PVA-based fiber having high moisture-heat resistance without impairing the adhesiveness and alkali resistance, polyvalent materials contained or adhered to the inside or surface of the fiber when producing the PVA-based fiber It has been found that a PVA-based fiber characterized in that an epoxy compound is reacted with a hydroxyl group of the PVA-based polymer by a base catalyst to cross-link the PVA-based polymer and a method for producing the same achieve the above objects, and the present invention It has been reached.

【0011】以下、本発明の内容をさらに詳細に説明す
る。本発明に言うPVA系ポリマーとは、通常のポリビ
ニルアルコールの製造法である、ポリ酢酸ビニルあるい
はその共重合体のけん化から得られる。また、ピバリン
酸ビニル、蟻酸ビニルのごとき側鎖が嵩高いビニルエス
テルまたは極性の高いビニルエステル、もしくはt−ブ
チルビニルエーテルやトリメチルシリルビニルエーテ
ル、ベンジルビニルエーテルのごときビニルエーテルの
単独重合体あるいは共重合体の分解によっても得られ
る。
Hereinafter, the contents of the present invention will be described in more detail. The PVA-based polymer referred to in the present invention is obtained by saponifying polyvinyl acetate or a copolymer thereof, which is a usual method for producing polyvinyl alcohol. Also, by decomposition of homopolymer or copolymer of vinyl ether such as vinyl pivalate, vinyl ester having a bulky side chain such as vinyl formate or vinyl ester having high polarity, or vinyl ether such as t-butyl vinyl ether, trimethylsilyl vinyl ether or benzyl vinyl ether. can get.

【0012】ここで、共重合体の場合のコモノマー単位
は、けん化、あるいは分解によってビニルアルコール単
位を生成する単位とそれ以外の単位に分けられる。後者
のコモノマー単位は、主として変性を目的に共重合され
るもので、本発明の趣旨を損なわない範囲で使用され
る。このような単位としては、たとえば、エチレン、プ
ロピレン、1−ブテン、イソブテン等のオレフィン類、
アクリル酸およびその塩、アクリル酸メチル、アクリル
酸エチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸i−プ
ロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸i−ブチ
ル、アクリル酸t−ブチル、アクリル酸2−エチルヘキ
シル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸オクタデシル等
のアクリル酸エステル類、メタクリル酸およびその塩、
メタクリル酸メチル、メ夕クリル酸エチル、メタクリル
酸n−プロピル、メタクリル酸i−プロピル、メタクリ
ル酸n−ブチル、メタクリル酸i−ブチル、メタクリル
酸t−ブチル、メ夕クリル酸2−エチルヘキシル、メタ
クリル酸ドデシル、メ夕クリル酸オクタデシル等のメタ
クリル酸エステル類、アクリルアミド、N−メチルアク
リルアミド、N−エチルアクリルアミド、N,N−ジメ
チルアクリルアミド、ジアセ卜ンアクリルアミド、アク
リルアミドプロパンスルホン酸およびその塩、アクリル
アミドプロピルジメチルアミンおよびその塩と4級塩、
N−メチロールアクリルアミドおよびその誘導体等のア
クリルアミド誘導体、メタクリルアミド、N−メチルメ
タクリルアミド、N−エチルメタクリルアミド、N,N
−ジメチルメタクリルアミド、ジアセ卜ンメタクリルア
ミド、メタクリルアミドプロパンスルホン酸およびその
塩、メタクリルアミドプロピルジメチルアミンおよびそ
の塩と4級塩、N−メチロールメタクリルアミドおよび
その誘導体等のメタクリルアミド誘導体、メチルビニル
エーテル、エチルビニルエーテル、n−プロピルビニル
エーテル、i−プロピルビニルエーテル、i−ブチルビ
ニルエーテル、t−ブチルビニルエーテル、ベンジルビ
ニルエーテル、ドデシルビニルエーテル、ステアリルビ
ニルエーテル等のビニルエーテル類、アクリロニトリ
ル、メタクリロニトリル等のニトリル類、塩化ビニル、
塩化ビニリデン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン等の
ハロゲン化ビニル類、酢酸アリル、塩化アリル等のアリ
ル化合物、マレイン酸およびその塩とエステル、イタコ
ン酸およびその塩とエステル、ビニルトリメトキシシラ
ン等のビニルシリル化合物、酢酸イソプロペニル等であ
Here, the comonomer unit in the case of the copolymer is divided into a unit which produces a vinyl alcohol unit by saponification or decomposition and a unit other than the unit. The latter comonomer unit is copolymerized mainly for the purpose of modification, and is used in a range that does not impair the purpose of the present invention. Examples of such a unit include olefins such as ethylene, propylene, 1-butene, and isobutene;
Acrylic acid and its salts, methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, i-propyl acrylate, n-butyl acrylate, i-butyl acrylate, t-butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, Acrylates such as dodecyl acrylate, octadecyl acrylate, methacrylic acid and salts thereof,
Methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, i-propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, i-butyl methacrylate, t-butyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, methacrylic acid Methacrylic esters such as dodecyl and octadecyl methacrylate, acrylamide, N-methylacrylamide, N-ethylacrylamide, N, N-dimethylacrylamide, diacetoneacrylamide, acrylamidepropanesulfonic acid and salts thereof, acrylamidopropyldimethylamine And its salts and quaternary salts,
Acrylamide derivatives such as N-methylolacrylamide and its derivatives, methacrylamide, N-methylmethacrylamide, N-ethylmethacrylamide, N, N
Methacrylamide derivatives such as dimethyl methacrylamide, diacetone methacrylamide, methacrylamidopropanesulfonic acid and salts thereof, methacrylamidopropyldimethylamine and salts thereof and quaternary salts, N-methylol methacrylamide and derivatives thereof, methyl vinyl ether, Ethyl vinyl ether, n-propyl vinyl ether, i-propyl vinyl ether, i-butyl vinyl ether, t-butyl vinyl ether, benzyl vinyl ether, dodecyl vinyl ether, vinyl ethers such as stearyl vinyl ether, acrylonitrile, nitriles such as methacrylonitrile, vinyl chloride,
Vinyl halides such as vinylidene chloride, vinyl fluoride and vinylidene fluoride; allyl compounds such as allyl acetate and allyl chloride; maleic acid and its salts and esters; itaconic acid and its salts and esters; vinylsilyl such as vinyltrimethoxysilane Compounds, isopropenyl acetate, etc.

【0013】該PVA系重合体のけん化度は通常70モ
ル%以上が好ましい。特に耐熱性、耐水性、耐油性が要
求される場合のけん化度は90〜99.99モル%が好
ましい。ここで、けん化度は酢酸ビニルの単独重合体ま
たは共重合体中のけん化によりビニルアルコール単位に
変換され得る単位に対する、けん化後のビニルアルコー
ル単位の割合を表したものであり、残基は酢酸ビニル単
位である。
The degree of saponification of the PVA polymer is preferably at least 70 mol%. In particular, when heat resistance, water resistance and oil resistance are required, the saponification degree is preferably 90 to 99.99 mol%. Here, the degree of saponification indicates the ratio of the vinyl alcohol unit after saponification to the unit that can be converted to a vinyl alcohol unit by saponification in a homopolymer or copolymer of vinyl acetate, and the residue is vinyl acetate. Is a unit.

【0014】PVA系ポリマーの重合度も本発明の繊維
の性能に影響する。PVA系ポリマーの平均重合度が高
いほど結晶間を連結するタイ分子の数が多く、かつ欠点
となる分子末端数が少なくなるので高強度、高弾性率、
高耐湿熱性が得られやすく、したがって好ましくは重合
度1000以上のPVA系ポリマーであり、さらに好ま
しくは重合度1700以上のPVA系ポリマーである。
但し、重合度30000を超えるようなPVA系ポリマ
ーは一般的に製造が困難であり、工業生産という観点か
らは必ずしも適したものとはいえない。
[0014] The degree of polymerization of the PVA-based polymer also affects the performance of the fiber of the present invention. The higher the average degree of polymerization of the PVA-based polymer, the greater the number of tie molecules connecting the crystals, and the smaller the number of molecular terminals that become defects, so that high strength, high elastic modulus
High moisture-heat resistance is easily obtained, and therefore, it is preferably a PVA-based polymer having a polymerization degree of 1000 or more, and more preferably a PVA-based polymer having a polymerization degree of 1700 or more.
However, it is generally difficult to produce a PVA-based polymer having a degree of polymerization of more than 30,000, and is not necessarily suitable from the viewpoint of industrial production.

【0015】PVA系ポリマーの溶剤としては、たとえ
ばグリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコ
ール、トリエチレングリコール、ブタンジオールなどの
多価アルコール類やジメチルスルホキシド、ジメチルホ
ルムアミド、ジエチレントリアミン、水及びこれら2種
以上の混合溶剤などが挙げられる。ただし、本発明の多
価エポキシ化合物を該溶剤に混合添加する場合は、該化
合物を凝集させたり、分離させる溶剤は望ましくなく、
均一分散又は溶解する溶剤が好ましい。また、紡糸原液
中の酸性またはアルカリ性が高いと原液中で該多価エポ
キシ化合物とPVA系重合体が反応する場合があり好ま
しくない。この点で、上記したジメチルスルホキシドや
グリセリンなどが好ましく、特にジメチルスルホキシド
がもっとも好ましい。
Examples of the solvent for the PVA-based polymer include polyhydric alcohols such as glycerin, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol and butanediol, dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, diethylene triamine, water, and a mixed solvent of two or more of these. Is mentioned. However, when the polyepoxy compound of the present invention is mixed and added to the solvent, a solvent that aggregates or separates the compound is not desirable,
Solvents that disperse or dissolve uniformly are preferred. Further, if the spinning solution has high acidity or alkalinity, the polyvalent epoxy compound may react with the PVA-based polymer in the stock solution, which is not preferable. In this respect, dimethyl sulfoxide and glycerin described above are preferable, and dimethyl sulfoxide is particularly preferable.

【0016】またPVA系ポリマーを溶剤で溶解する際
にホウ酸、界面活性剤、分解抑制剤、染料、顔料などを
添加しても支障ないが、先述したとおり、多価エポキシ
化合物を紡糸原液中に混合添加する場合は、原液中で該
多価エポキシ化合物とPVA系重合体が反応し、その結
果、紡糸性や延伸性を悪化させるような添加剤を用いる
ことは好ましくない。また原液中のPVA系ポリマー濃
度としては5〜50重量%が好ましく、特に湿式紡糸方
法または乾湿式紡糸方法を用いる場合には5〜20重量
%が、また乾式紡糸方法を用いる場合には10〜50重
量%が好ましい。また紡糸原液の温度は80〜230℃
が一般的である。
When the PVA-based polymer is dissolved in a solvent, boric acid, a surfactant, a decomposition inhibitor, a dye, a pigment, and the like may be added without any problem. It is not preferable to use an additive that causes the polyhydric epoxy compound to react with the PVA-based polymer in the stock solution, thereby deteriorating spinnability and stretchability. The concentration of the PVA-based polymer in the stock solution is preferably 5 to 50% by weight, particularly 5 to 20% by weight when using a wet spinning method or dry and wet spinning method, and 10 to 10% when using a dry spinning method. 50% by weight is preferred. The temperature of the spinning solution is 80-230 ° C.
Is common.

【0017】このようにして得られた紡糸原液は常法に
より湿式、乾式、乾湿式のいずれかの方法でノズルより
吐出され固化する。湿式および乾湿式紡糸では凝固浴に
て固化し繊維化させるが、その凝固剤はアルコール、ア
セトン、メチルエチルケトンなどいずれでも良い。ただ
し、本発明で用いる多価エポキシ化合物を紡糸原液中あ
るいは凝固浴中に混合添加する場合には、紡糸原液の固
化と同時に該多価エポキシ化合物とPVA系重合体との
反応が進行し、その後の紡糸性や延伸性を悪化させる場
合があるため、凝固浴としてアルカリ水溶液、アルカリ
金属塩水溶液などを使用するのは好ましくない。なお、
凝固における溶剤抽出をゆっくりさせて均一ゲル構造を
生成させ、より高い強度と耐湿熱性を得るため、該凝固
剤に該溶剤を10重量%以上混合させるのが好ましい。
特にメタノールで代表されるアルコールと原液溶剤との
混合液が好ましい。さらに凝固温度を20℃以下にして
急冷させるのも均一な微結晶構造を得るのに都合が良
い。また、繊維間の膠着を少なくし、その後の乾熱延伸
を容易にするために溶剤を含んだ状態で2〜10倍の湿
延伸をするのが望ましい。湿延伸温度としては20〜6
0℃の範囲が好ましい。次いで繊維を抽出浴に浸漬して
溶剤の抽出を行なうが、抽出剤としてはメタノール、エ
タノール、プロパノールなどのアルコール類やアセト
ン、メチルエチルケトン、エーテル、水などが使用でき
る。続いて、必要に応じ、油剤などを付与して該抽出剤
を乾燥させるが、乾式の場合は、抽出剤を使用せずに紡
糸時及び紡糸後で該溶剤を蒸発させて乾燥させる。
The spinning solution thus obtained is discharged from a nozzle and solidified by any of a wet method, a dry method, and a dry-wet method in a conventional manner. In wet and dry-wet spinning, the fibers are solidified in a coagulation bath to form fibers, and the coagulant may be any of alcohol, acetone, methyl ethyl ketone, and the like. However, when the polyepoxy compound used in the present invention is mixed and added to the spinning solution or the coagulation bath, the reaction between the polyepoxy compound and the PVA-based polymer proceeds simultaneously with the solidification of the spinning solution, and thereafter, It is not preferable to use an aqueous alkali solution, an aqueous alkali metal salt solution, or the like as a coagulation bath because the spinnability and the stretchability of the resin may deteriorate. In addition,
In order to form a uniform gel structure by slowing the solvent extraction in coagulation and to obtain higher strength and wet heat resistance, it is preferable to mix the coagulant with the solvent in an amount of 10% by weight or more.
Particularly, a mixed solution of an alcohol represented by methanol and a stock solution solvent is preferable. Further, rapid cooling at a solidification temperature of 20 ° C. or lower is also convenient for obtaining a uniform microcrystalline structure. In addition, in order to reduce sticking between fibers and facilitate subsequent dry heat drawing, it is preferable to perform 2 to 10 times wet drawing in a state containing a solvent. 20 to 6 as the wet stretching temperature
A range of 0 ° C. is preferred. Next, the fiber is immersed in an extraction bath to extract a solvent. As the extractant, alcohols such as methanol, ethanol, and propanol, acetone, methyl ethyl ketone, ether, and water can be used. Subsequently, the extractant is dried by applying an oil agent or the like as necessary. In the case of a dry method, the solvent is evaporated and dried at the time of spinning and after the spinning without using the extractant.

【0018】PVA系繊維の強度を発現するため、乾燥
後紡糸原糸を200℃以上、好ましくは230℃以上で
総延伸倍率が13倍以上、好ましくは15倍以上となる
ように乾熱延伸する。延伸温度は高重合度ほど高くして
高倍率を維持するのが好ましいが、260℃以上ではP
VAの分解が生じ易く好ましくない。なお、総延伸倍率
は湿延伸倍率と乾熱延伸倍率の積で表される。
In order to exhibit the strength of the PVA-based fiber, the dried spun yarn is dry-heat drawn at 200 ° C. or higher, preferably 230 ° C. or higher, so that the total draw ratio is 13 times or higher, preferably 15 times or higher. . The stretching temperature is preferably increased as the degree of polymerization increases to maintain a high magnification.
It is not preferable because VA is easily decomposed. The total draw ratio is represented by the product of the wet draw ratio and the dry heat draw ratio.

【0019】本発明の特徴は、PVA系繊維を製造する
際に、該繊維内部あるいは表面に含有あるいは付着させ
た多価エポキシ化合物を塩基触媒によって該PVA系重
合体が有する水酸基と反応させ、該PVA系重合体を架
橋せしめることである。
A feature of the present invention is that when a PVA-based fiber is produced, a polyvalent epoxy compound contained or attached to the inside or surface of the fiber is reacted with a hydroxyl group of the PVA-based polymer by a base catalyst. This is to crosslink the PVA-based polymer.

【0020】本発明で用いることのできる多価エポキシ
化合物の例として、エピクロルヒドリンあるいはメチル
エピクロルヒドリンとヒドロキシル基を2個以上有する
化合物とから合成されるグリシジルエーテル型のものを
挙げることができる。例えぱビスフェノールAのジグリ
シジルエーテル、フェノールまたはクレゾール等のフェ
ノール性化合物とホルムアルデヒドの縮合によって得ら
れるノボラック形のフェノール系縮合物とエビクロルヒ
ドリンとの反応によって得られるポリグリシジルエーテ
ル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピ
レングリコールジグリシジルエーテル、グリセリンジグ
リシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテ
ル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、ポ
リエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロ
ピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリグリセリ
ンジグリシジルエーテル、ポリグリセリントリグリシジ
ルエーテル、ポリグリセリンテトラグリシジルエーテ
ル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル等
を挙げることができる。
Examples of the polyepoxy compound which can be used in the present invention include glycidyl ether type compounds synthesized from epichlorohydrin or methyl epichlorohydrin and a compound having two or more hydroxyl groups. For example, diglycidyl ether of bisphenol A, polyglycidyl ether, ethylene glycol diglycidyl obtained by the reaction of a novolak-type phenolic condensate obtained by condensation of a phenolic compound such as phenol or cresol with formaldehyde and shrimp chlorohydrin Ether, propylene glycol diglycidyl ether, glycerin diglycidyl ether, glycerin triglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, polyglycerin diglycidyl ether, polyglycerin triglycidyl ether, poly Glycerin tetraglycidyl ether, trimethylolpropane triglycidyl And the like ether.

【0021】また、エピクロルヒドリンあるいはメチル
エピクロルヒドリンとカルボキシル基を2個以上有する
化合物あるいはその酸無水物から合成されるグリシジル
エステル型のものを挙げることができる。例えばフター
ル酸、イソフタール酸、テレフタル酸、テトラヒドロフ
タール酸、ヘキサヒドロフタール酸等の芳香族二塩基酸
のジグリシジルエステル、コハク酸、アジピン酸等の脂
肪族二塩基酸のジグリシジルエステル、ダイマー酸(平
均の炭素数が36個のジカルボン酸)のジグリシジルエ
ステル、無水フタル酸、無水マレイン黎、無水トリメリ
ット酸、無水ピロメリット酸等の酸無水物とエピクロル
ヒドリンとの反応によって得られるエステル等である。
Further, there may be mentioned glycidyl ester type compounds synthesized from epichlorohydrin or methyl epichlorohydrin and a compound having two or more carboxyl groups or an acid anhydride thereof. For example, diglycidyl esters of aromatic dibasic acids such as phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, tetrahydrophthalic acid and hexahydrophthalic acid, diglycidyl esters of aliphatic dibasic acids such as succinic acid and adipic acid, dimers Diglycidyl esters of acids (dicarboxylic acids having an average of 36 carbon atoms), esters obtained by the reaction of acid anhydrides such as phthalic anhydride, maleic anhydride, trimellitic anhydride, and pyromellitic anhydride with epichlorohydrin, etc. It is.

【0022】また、エピクロルヒドリンあるいはメチル
エピクロルヒドリンとアミド基を1個以上有する化合物
とから合成されるグリシジルアミン型のものを挙げるこ
とができる。例えばアニリン、ビス(p−アミノジフェ
ニル)メタン、アミノトルエン等とエピクロルヒドリン
との反応によって得られる化合物である。また、ポリブ
タジエンのジ、トリ、あるいはテトラエポキシ化物、
(ポリ)ジシクロペンタジエンのジ、トリ、あるいはテ
トラエポキシ化物、(ポリ)ノルボルネンあるいは(ポ
リ)ノルボルネン誘導体のジ、トリ、あるいはテトラエ
ポキシ化物も本発明に使用できる。これらの多価エポキ
シ化合物は単独で又は2種以上混合して使用することが
できる。
Glycidylamine type compounds synthesized from epichlorohydrin or methyl epichlorohydrin and a compound having at least one amide group can also be mentioned. For example, it is a compound obtained by reacting aniline, bis (p-aminodiphenyl) methane, aminotoluene and the like with epichlorohydrin. Also, polybutadiene di-, tri-, or tetraepoxides,
Di-, tri-, or tetra-epoxidized (poly) dicyclopentadiene and di-, tri-, or tetra-epoxidized (poly) norbornene or (poly) norbornene derivatives can also be used in the present invention. These polyepoxy compounds can be used alone or in combination of two or more.

【0023】これらのうち、PVA系重合体との親和
性、反応性、工業的に使用する際の汎用性、溶剤への溶
解性や分散性を考慮すると、用いる多価エポキシ化合物
としては2から4個のエポキシ基を有する化合物が好ま
しい。具体的な例としては、エピクロルヒドリンあるい
はメチルエピクロルヒドリンとヒドロキシル基を2個か
ら4個有する化合物とから合成されるグリシジルエーテ
ル型のものを挙げることができる。例えぱビスフェノー
ルAのジグリシジルエーテル、エチレングリコールジグ
リシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジル
エーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、グリセリ
ントリグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジ
グリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリ
シジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジル
エーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエー
テル、ポリグリセリンジグリシジルエーテル、ポリグリ
セリントリグリシジルエーテル、ポリグリセリンテトラ
グリシジルエーテル等を挙げることができる。また、エ
ピクロルヒドリンあるいはメチルエピクロルヒドリンと
カルボキシル基を2個から4個有する化合物あるいはそ
の酸無水物から合成されるグリシジルエステル型のもの
を挙げることができる。例えばフタール酸、イソフター
ル酸、テレフタル酸、テトラヒドロフタール酸、ヘキサ
ヒドロフタール酸等の芳香族二塩基酸のジグリシジルエ
ステル、コハク酸、アジピン酸等の脂肪族二塩基酸のジ
グリシジルエステル、ダイマー酸(平均の炭素数が36
個のジカルボン酸)のジグリシジルエステル、無水フタ
ル酸、無水マレイン酸、無水トリメリット酸、無水ピロ
メリット酸等の酸無水物とエピクロルヒドリンとの反応
によって得られるエステル等である。また、ポリブタジ
エンのジ、トリ、あるいはテトラエポキシ化物、(ポ
リ)ジシクロペンタジエンのジ、トリ、あるいはテトラ
エポキシ化物、(ポリ)ノルボルネンあるいは(ポリ)
ノルボルネン誘導体のジ、トリ、あるいはテトラエポキ
シ化物も本発明に使用できる。更には、高温オートクレ
ーブ養生のような激しい高温高湿条件下での安定性等か
ら考慮すると、グリシジルエーテル型の2価から4価の
エポキシ化合物が好ましい。
Among these, considering the affinity and reactivity with the PVA-based polymer, the versatility when used industrially, and the solubility and dispersibility in a solvent, the polyvalent epoxy compound to be used is from 2 to 4. Compounds having four epoxy groups are preferred. A specific example is a glycidyl ether type synthesized from epichlorohydrin or methyl epichlorohydrin and a compound having 2 to 4 hydroxyl groups. For example, diglycidyl ether of bisphenol A, ethylene glycol diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, glycerin diglycidyl ether, glycerin triglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, trimethylolpropane triglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether , Polypropylene glycol diglycidyl ether, polyglycerin diglycidyl ether, polyglycerin triglycidyl ether, polyglycerin tetraglycidyl ether and the like. Further, a glycidyl ester type compound synthesized from epichlorohydrin or methyl epichlorohydrin and a compound having 2 to 4 carboxyl groups or an acid anhydride thereof can be mentioned. For example, diglycidyl esters of aromatic dibasic acids such as phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, tetrahydrophthalic acid, and hexahydrophthalic acid, diglycidyl esters of aliphatic dibasic acids such as succinic acid and adipic acid, and dimers Acid (with an average carbon number of 36
Dicarboxylic acid), esters obtained by reaction of acid anhydrides such as phthalic anhydride, maleic anhydride, trimellitic anhydride, and pyromellitic anhydride with epichlorohydrin. Also, di-, tri- or tetra-epoxidized polybutadiene, di-, tri- or tetra-epoxidized (poly) dicyclopentadiene, (poly) norbornene or (poly)
Di, tri, or tetraepoxides of norbornene derivatives can also be used in the present invention. Further, in consideration of stability under severe high temperature and high humidity conditions such as high temperature autoclave curing, a glycidyl ether type divalent to tetravalent epoxy compound is preferable.

【0024】本発明で用いる多価エポキシ化合物の付与
は、紡糸原液から抽出のいずれの工程において行われて
も構わない。具体的には、紡糸原液中に溶解あるいは分
散させ、該PVA中に含有せしめる方法、凝固浴のアル
コールやケトン類に該化合物を溶解あるいは分散させ、
紡糸原液を固化し繊維化させる際に該PVA中に含有せ
しめる方法、抽出浴のアルコールやケトン類に該化合物
を溶解し、その中に膨潤状態の糸条を通過させること
で、該化合物を繊維内部へ十分含有させる方法等が挙げ
られる。このうち、抽出浴のアルコールやケトン類に該
化合物を溶解し、その中に膨潤状態の糸条を通過させる
ことで、該化合物を繊維内部へ十分含有させる方法が、
該化合物を繊維中に均一かつ充分量含有させることがで
き、さらにその量を容易に制御できるという点において
好ましい。この場合の多価エポキシ化合物を含有する浴
の温度としては−10〜+50℃、浴中の該化合物濃度
としては0.01〜1モル/リッターが好ましい。また
浴への繊維浸漬時間としては5秒以上が好ましく、5秒
未満の浸漬時間では繊維への該化合物の付着量が不足し
十分な耐熱水性が得られない場合がある。
The application of the polyvalent epoxy compound used in the present invention may be carried out in any step of extraction from the spinning dope. Specifically, a method of dissolving or dispersing the compound in the spinning dope and including it in the PVA, dissolving or dispersing the compound in alcohol or ketones in a coagulation bath,
A method of solidifying the fiber into a PVA when the spinning stock solution is solidified into a fiber; dissolving the compound in alcohol or ketones in an extraction bath and passing the swollen yarn into the fiber to convert the compound into a fiber; Examples of such a method include a method of sufficiently containing the compound in the interior. Among them, a method of dissolving the compound in alcohol or ketones of the extraction bath and passing the swollen yarn into the compound to sufficiently contain the compound inside the fiber,
The compound is preferable in that the compound can be uniformly and sufficiently contained in the fiber, and the amount can be easily controlled. In this case, the temperature of the bath containing the polyepoxy compound is preferably -10 to + 50 ° C, and the concentration of the compound in the bath is preferably 0.01 to 1 mol / liter. The immersion time of the fiber in the bath is preferably 5 seconds or more, and if the immersion time is less than 5 seconds, the amount of the compound adhering to the fiber may be insufficient and sufficient hot water resistance may not be obtained.

【0025】本発明における多価エポキシ化合物の含有
量あるいは付着量はPVA系重合体の繰り返し構成単位
に対して0.05〜20モル%であることが好ましく、
さらに好ましくは0.1〜10モル%である。付着量が
0.05モル%未満では架橋密度が少ないため耐湿熱性
が不十分であり、20モル%を超えると分子配向を乱し
たりPVAの分解が促進されて強度低下を招き易い。付
着量は、多価エポキシ化合物を含有する浴の該化合物の
含有量を変えることによってコントロールすることがで
きる。
In the present invention, the content or amount of the polyvalent epoxy compound is preferably 0.05 to 20 mol% based on the repeating structural units of the PVA-based polymer.
More preferably, it is 0.1 to 10 mol%. If the amount of adhesion is less than 0.05 mol%, the cross-linking density is low, so that the wet heat resistance is insufficient. If it exceeds 20 mol%, the molecular orientation is disturbed and the decomposition of PVA is accelerated, and the strength is liable to be reduced. The amount of adhesion can be controlled by changing the content of the polyvalent epoxy compound in the bath containing the compound.

【0026】次に本発明で用いる塩基触媒は、多価エポ
キシ化合物がPVAの水酸基と反応するに十分な塩基性
を有していれば特に制限されない。
Next, the base catalyst used in the present invention is not particularly limited as long as the polyepoxy compound has sufficient basicity to react with the hydroxyl group of PVA.

【0027】これらのうち、塩基性の強さ、工業的に使
用する際の汎用性、溶剤への溶解性や分散性等を考慮す
ると、脂肪族、脂環族または芳香族カルボン酸の金属塩
が好ましい。脂肪族または芳香族カルボン酸の具体例と
しては、ぎ酸、酢酸、マレイン酸、安息香酸、フタル酸
等が挙げられ、金属の具体例としてはイッテルビウム、
イットリウム、カリウム、カルシウム、銀、コバルト、
サマリウム、ジルコニウム、すず、タリウム、銅、ナト
リウム、鉛、ニッケル、パラジウム、バリウム、マグネ
シウム、マンガン、ランタン、リチウム、ロジウムが挙
げられる。これらのうち特に酢酸塩が好ましく、具体的
には酢酸イッテルビウム、酢酸イットリウム、酢酸カリ
ウム、酢酸カルシウム、酢酸銀、酢酸コバルト、酢酸サ
マリウム、酢酸ジルコニウム、酢酸すず、酢酸タリウ
ム、酢酸銅、酢酸ナトリウム、酢酸鉛、酢酸ニッケル、
酢酸パラジウム、酢酸バリウム、酢酸マグネシウム、酢
酸マンガン、酢酸ランタン、酢酸リチウム、酢酸ロジウ
ム、等が挙げられ、特に酢酸ナトリウムが好ましい。
Among these, considering the strength of basicity, versatility in industrial use, and solubility and dispersibility in solvents, metal salts of aliphatic, alicyclic or aromatic carboxylic acids are considered. Is preferred. Specific examples of aliphatic or aromatic carboxylic acids include formic acid, acetic acid, maleic acid, benzoic acid, phthalic acid and the like, and specific examples of metals include ytterbium,
Yttrium, potassium, calcium, silver, cobalt,
Examples include samarium, zirconium, tin, thallium, copper, sodium, lead, nickel, palladium, barium, magnesium, manganese, lanthanum, lithium, and rhodium. Of these, acetate is particularly preferred.Specifically, ytterbium acetate, yttrium acetate, potassium acetate, calcium acetate, silver acetate, cobalt acetate, samarium acetate, zirconium acetate, tin acetate, thallium acetate, copper acetate, sodium acetate, acetic acid Lead, nickel acetate,
Examples include palladium acetate, barium acetate, magnesium acetate, manganese acetate, lanthanum acetate, lithium acetate, rhodium acetate, and the like, with sodium acetate being particularly preferred.

【0028】これらの塩基触媒とPVA系繊維中あるい
は表面に付着あるいは含有させた多価エポキシ化合物と
を接触させることにより、該繊維と多価エポキシ化合物
との反応を進行せしめる。多価エポキシ化合物として例
えばエチレングリコールジグリシジルエーテルを用いた
場合、塩基を触媒として
By bringing these base catalysts into contact with the polyvalent epoxy compound adhered or contained in or on the PVA-based fiber, the reaction between the fiber and the polyvalent epoxy compound proceeds. For example, when ethylene glycol diglycidyl ether is used as the polyvalent epoxy compound, a base is used as a catalyst.

【化1】のようにPVA系重合体が有する水酸基と反応
し、その結果、該繊維が架橋されるものと思われる。こ
の時、PVA系繊維に求める耐湿熱性を付与するために
は、多価エポキシ化合物中のエポキシ基とPVA系重合
体が有する水酸基との反応率は60%以上が好ましく、
より好ましくは75%以上、さらに好ましくは80%以
上である。未反応のエポキシ基はそのまま繊維中に残存
するかPVA系繊維中の水分等と反応してアルコールに
変化していると思われる。
It is considered that the fiber reacts with the hydroxyl group of the PVA-based polymer as shown in the following formula, and as a result, the fiber is crosslinked. At this time, the reaction rate between the epoxy group in the polyvalent epoxy compound and the hydroxyl group of the PVA-based polymer is preferably 60% or more in order to provide the PVA-based fiber with the required wet heat resistance.
It is more preferably at least 75%, further preferably at least 80%. It is considered that the unreacted epoxy group remains in the fiber as it is or reacts with moisture or the like in the PVA-based fiber to be converted to alcohol.

【0029】[0029]

【化1】 Embedded image

【0030】塩基触媒と多価エポキシ化合物との接触
は、反応が効率よく進行する方法であれば紡糸原液から
乾熱延伸後のいずれの工程において行われても構わな
い。具体的には、紡糸原液中に塩基触媒を溶解あるいは
分散させ、該PVA系繊維中に含有せしめる方法、抽出
浴中に塩基触媒を溶解あるいは分散させる方法、さらに
は、紡糸した繊維表面に適当な溶剤あるいは水に溶解あ
るいは分散させた塩基触媒を塗布する方法等が挙げられ
る。
The contact between the base catalyst and the polyepoxy compound may be carried out in any step after the dry spinning from the stock spinning solution, as long as the reaction proceeds efficiently. Specifically, a method of dissolving or dispersing a base catalyst in a spinning stock solution and incorporating it into the PVA-based fiber, a method of dissolving or dispersing the base catalyst in an extraction bath, A method of applying a base catalyst dissolved or dispersed in a solvent or water, or the like, may be used.

【0031】このうち、使用する塩基触媒の塩基性が強
く、多価エポキシ化合物と接触すると瞬時に反応が進行
してしまう場合は、一度、多価エポキシ化合物をPVA
系繊維内部に均一に含有させた後、乾燥、延伸工程を経
た後、該多価エポキシ化合物と塩基触媒を接触させて反
応させるのが好ましく、具体的には、抽出浴のアルコー
ルやケトン類に多価エポキシ化合物を溶解しその中に膨
潤状態の糸条を通過させることで該化合物を繊維内部へ
十分含有させた後、乾燥、延伸工程を経た後、繊維表面
に適当な溶剤あるいは水に溶解あるいは分散させた塩基
触媒を塗布する方法が挙げられる。
In the case where the basic catalyst used is strongly basic and the reaction proceeds instantaneously upon contact with the polyvalent epoxy compound, the polyvalent epoxy compound is once converted to PVA.
After being uniformly contained in the system fiber, it is preferable that the polyhydric epoxy compound and the base catalyst are brought into contact with each other and reacted after drying and drawing steps. After dissolving the polyvalent epoxy compound and allowing the swollen yarn to pass through it, the compound is sufficiently contained inside the fiber, dried and drawn, and then dissolved in a suitable solvent or water on the fiber surface. Alternatively, a method of applying a dispersed base catalyst may be used.

【0032】先述した如き塩基触媒を乾燥、延伸後の繊
維表面に塗布する手法において、繊維中の多価エポキシ
化合物をPVA系重合体が有する水酸基と反応させるの
に充分量の触媒が繊維内部まで浸透させるのが困難な場
合には、以下のような方法が好ましい。すなわち、室温
程度の温度下では反応が進行しない程度の弱い塩基性を
有する触媒を使用し、適当な加熱処理を行い多価エポキ
シ化合物の反応性を向上させることで初めてPVAが有
する水酸基との反応が進行するような系を選び、抽出浴
のアルコールやケトン類に該多価エポキシ化合物と該塩
基触媒とを同時に溶解あるいは分散させその中に膨潤状
態の糸条を通過させることで該化合物類を繊維内部へ十
分含有させた後、乾燥、延伸工程を経た後、さらに適当
な温度下での加熱処理工程を経ることによって、あるい
は繊維の乾燥工程、延伸工程において同時に架橋処理を
行うことができる。
In the above-mentioned method of applying the base catalyst to the fiber surface after drying and drawing, a sufficient amount of the catalyst to react the hydroxyl group of the PVA polymer with the polyepoxy compound in the fiber reaches the inside of the fiber. When it is difficult to infiltrate, the following method is preferable. That is, a reaction with a hydroxyl group of PVA is first performed by using a catalyst having a weak basicity such that the reaction does not proceed at a temperature of about room temperature and performing an appropriate heat treatment to improve the reactivity of the polyvalent epoxy compound. Is selected, and the polyhydric epoxy compound and the base catalyst are simultaneously dissolved or dispersed in an alcohol or ketone in an extraction bath, and the compound is passed through the swollen yarn therein. After sufficient incorporation into the fiber, a drying and drawing step, and then a heat treatment step at an appropriate temperature, or a simultaneous crosslinking step in the fiber drying and drawing steps can be performed.

【0033】得られる繊維中の塩基触媒含有量は種類に
よって異なるが、脂肪族あるいは芳香族カルボン酸の金
属塩ではPVA系重合体に対して金属元素換算で200
〜6000ppmが好ましい。200ppm未満である
と、PVA系重合体中の多価エポキシ化合物と水酸基と
の反応が充分進行しないため耐湿熱性発現の効果が少な
く、6000ppmを越えると最終的に得られる繊維の
機械的力学的強度の低下や、着色、分解を促進する場合
があり好ましくない。なお、塩基触媒を2種類以上使用
した時の含有量は総和量を意味する。
Although the content of the base catalyst in the obtained fiber varies depending on the kind, in the case of the metal salt of the aliphatic or aromatic carboxylic acid, the content of the metal catalyst is not more than 200 in terms of the metal element relative to the PVA polymer.
6000 ppm is preferred. When the amount is less than 200 ppm, the reaction between the polyvalent epoxy compound in the PVA-based polymer and the hydroxyl group does not sufficiently proceed, so that the effect of expressing wet heat resistance is small. When the amount exceeds 6000 ppm, the mechanical mechanical strength of the fiber finally obtained. This is not preferred because it may decrease the color and promote the coloring and decomposition. The content when two or more types of the base catalysts are used means the total amount.

【0034】本発明によって得られる繊維の単繊維強度
は8g/d以上が好ましく、さらに好ましくは10g/
d以上である。単繊維強度が8g/d未満の場合には耐
湿熱性と高強度が要求される魚網、ロープ、テント、土
木シートなどの一般産業資材やセメント、ゴム、プラス
チックの補強材としての有効性が低く、特にオートクレ
ーブ養生を行うセメント製品の補強材としての使用が困
難である。
The single fiber strength of the fiber obtained by the present invention is preferably 8 g / d or more, more preferably 10 g / d.
d or more. When the single fiber strength is less than 8 g / d, the effectiveness as a reinforcing material for general industrial materials such as fishnets, ropes, tents, civil engineering sheets and the like, cement, rubber, and plastic, which are required to have wet heat resistance and high strength, In particular, it is difficult to use as a reinforcing material for cement products that undergo autoclaving.

【0035】[0035]

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明は実施例のみに限定されるものではない。
なお、本発明における各種の物性値は以下の方法で規定
されたものである。 1)PVAの粘度平均重合度PA JIS K−6726に基づき30℃におけるPVA希
薄水溶液の比粘度ηSPを5点測定し、次式(1)より極
限粘度〔η〕を求め、さらに次式(2)より粘度平均重
合度PAを算出した。 〔η〕=lim(C→O)ηSP/C・・・(1) PA=(〔η〕×104/8.29)1.613・・・(2)
EXAMPLES The present invention will be described below in detail with reference to examples, but the present invention is not limited to the examples.
The various physical property values in the present invention are defined by the following methods. 1) Viscosity average degree of polymerization PA of PVA The specific viscosity ηSP of the PVA dilute aqueous solution at 30 ° C. was measured at 5 points based on JIS K-6726, and the intrinsic viscosity [η] was obtained from the following equation (1). ) Was used to calculate the viscosity average degree of polymerization PA. [Η] = lim (C → O) ηSP / C (1) PA = ([η] × 10 4 /8.29) 1.613 (2)

【0036】2)PVA系繊維中の多価エポキシ化合物
量 乾燥後の多価エポキシ化合物含有繊維を50から140
℃のジメチルスルホキシドに溶解せしめプロトンNMR
によりPVAのCH2基ピークに対する該エポキシのピ
ーク面積比を算出し、予め作成した検量線より含有量を
求めた。
2) Amount of polyepoxy compound in PVA-based fiber The polyepoxy compound-containing fiber after drying is mixed with 50 to 140
NMR in dimethyl sulfoxide at ℃
To calculate the peak area ratio of the epoxy to the CH2 group peak of PVA, and the content was determined from a previously prepared calibration curve.

【0037】3)PVA系繊維中の塩基含有量 塩基触媒として使用したカルボン酸の金属塩は、乾熱延
伸処理前の糸を100から130℃のジメチルスルホキ
シドに溶解せしめ、蛍光X線で特定金属元素のピークを
測定し、検量線より求めた。
3) Content of base in PVA-based fiber The metal salt of carboxylic acid used as the base catalyst is obtained by dissolving the yarn before the dry heat drawing treatment in dimethyl sulfoxide at 100 to 130 ° C. Element peaks were measured and determined from a calibration curve.

【0038】4)単繊維の引張強度 JIS L−1015に準じ、予め調湿された単繊維を
試長10cmになるように台紙に貼り25℃×60%R
Hで12時間以上放置。次いでインストロン1122で
2kg用チャックを用い、初荷重1/20g/d、引張
速度50%/minにて破断強度を求めn≧10の平均
値を採用した。デニールは1/10g/d荷重下で30
cm長にカットし重量法により求めた。なおデニール測
定後の単繊維を用いて強伸度、弾性率を測定し1本ずつ
デニールと対応させた。
4) Tensile strength of single fiber According to JIS L-1015, a previously conditioned single fiber is stuck on a backing paper so as to have a test length of 10 cm at 25 ° C. × 60% R.
Leave at H for 12 hours or more. Next, using an Instron 1122 using a chuck for 2 kg, the breaking strength was determined at an initial load of 1/20 g / d and a tensile speed of 50% / min, and the average value of n ≧ 10 was adopted. Denier is 30 under 1/10 g / d load
It was cut to a cm length and determined by the weight method. In addition, the strength and elongation and the elastic modulus were measured using the single fiber after the denier measurement, and each fiber was made to correspond to the denier.

【0039】5)繊維の熱水中の溶出量 最終的に得られたPVA系繊維約100ミリグラムを8
mmにカットした後、試験管中に精評し、蒸留水10ミ
リリットルを加えた後、封管し、オートクレーブ(ヤマ
ト科学製、SP22)中で熱処理(121℃X2時間)
した。試験管中のPVA系繊維を濾別し、蒸留水で水洗
後、乾燥し(120℃X10時間以上)、溶出率を求め
た。
5) Elution amount of fiber in hot water About 100 milligrams of the finally obtained PVA-based fiber was
After being cut into mm, the mixture was precisely evaluated in a test tube, 10 ml of distilled water was added, the tube was sealed, and heat treatment was performed in an autoclave (manufactured by Yamato Scientific Co., SP22) (121 ° C. × 2 hours).
did. The PVA-based fiber in the test tube was separated by filtration, washed with distilled water, dried and dried (120 ° C. × 10 hours or more), and the dissolution rate was determined.

【0040】実施例1〜11 粘度平均重合度が2400でケン化度が99.5モル%
のPVAを濃度20重量%になるようにジメチルスルホ
キシド(DMSO)に100℃で溶解し、得られた溶液
を400ホールのノズルより吐出させ、メタノール/D
MSO=7/3重量比、5℃の凝固浴で湿式紡糸した。
さらに40℃メタノール浴で3.5倍湿延伸したあと、
繊維を2段のメタノール抽出浴を順次通過させることに
よりジメチルスルホキシドを全部除去した。最後のメタ
ノール抽出浴に多価エポキシ化合物としてエチレングリ
コールジグリシジルエーテルを浴に対して0.2モル/
リッター、表1に示す塩基触媒をそれぞれ浴に対して金
属元素換算で400ppm添加し、均一溶液としたあ
と、繊維を1.5分間滞留させてメタノール含有繊維の
内部および表面に該多価エポキシ化合物および塩基触媒
を含有させ、次いで120℃にて乾燥した。得られた紡
糸原糸を175℃、195℃、230℃の3セクション
からなる熱風炉で総延伸倍率15.5倍になるように延
伸し、更に、250℃で50秒間の定長熱処理を行っ
た。得られた繊維の単糸デニールは3.0drであっ
た。最終的に得られた繊維物性を表1に示す。
Examples 1 to 11 The viscosity average degree of polymerization was 2400 and the degree of saponification was 99.5 mol%.
Of PVA was dissolved in dimethyl sulfoxide (DMSO) at 100 ° C. so as to have a concentration of 20% by weight, and the resulting solution was discharged from a 400-hole nozzle, and methanol / D
The wet spinning was performed in a coagulation bath at 5 ° C. with a weight ratio of MSO = 7/3.
After further stretching 3.5 times in a 40 ° C. methanol bath,
All of the dimethyl sulfoxide was removed by sequentially passing the fibers through a two-stage methanol extraction bath. In the final methanol extraction bath, ethylene glycol diglycidyl ether was added as a polyepoxy compound at a rate of 0.2 mol / mol to the bath.
Liter, the base catalyst shown in Table 1 was added to the bath in an amount of 400 ppm in terms of a metal element to make a uniform solution. After that, the fiber was retained for 1.5 minutes to leave the polyepoxy compound inside and on the surface of the methanol-containing fiber. And a base catalyst, then dried at 120 ° C. The obtained spun yarn is stretched in a hot-air furnace consisting of three sections at 175 ° C., 195 ° C. and 230 ° C. so as to have a total draw ratio of 15.5, and further subjected to a constant-length heat treatment at 250 ° C. for 50 seconds. Was. The single fiber denier of the obtained fiber was 3.0 dr. Table 1 shows the fiber properties finally obtained.

【0041】実施例12〜16 最後のメタノール抽出浴に多価エポキシ化合物として、
それぞれビスフェノールAジグリシジルエーテル(実施
例12)、トリメチロールプロパントリグリシジルエー
テル(実施例13)、グリセリンジグリシジルエーテル
(実施例14)、ポリエチレングリコールジグリシジル
エーテル(実施例15)、ポリプロピレングリコールジ
グリシジルエーテル(実施例16)を浴に対して0.2
モル/リッター添加した点以外は実施例1と同様の手法
で、紡糸、延伸、熱処理を行った。最終的に得られた繊
維物性を表1に併せて示す。
Examples 12 to 16 In the final methanol extraction bath, as a polyvalent epoxy compound,
Bisphenol A diglycidyl ether (Example 12), trimethylolpropane triglycidyl ether (Example 13), glycerin diglycidyl ether (Example 14), polyethylene glycol diglycidyl ether (Example 15), polypropylene glycol diglycidyl ether, respectively (Example 16) 0.2
Spinning, drawing and heat treatment were performed in the same manner as in Example 1 except that mol / liter was added. Table 1 shows the fiber properties finally obtained.

【0042】比較例1 最後のメタノール抽出浴に多価エポキシ化合物および塩
基触媒を添加しない点以外は実施例1〜16と同様の手
法で、紡糸、延伸、熱処理を行った。最終的に得られた
繊維物性を表1に併せて示す。
Comparative Example 1 Spinning, stretching and heat treatment were carried out in the same manner as in Examples 1 to 16, except that the polyhydric epoxy compound and the base catalyst were not added to the final methanol extraction bath. Table 1 shows the fiber properties finally obtained.

【0043】比較例2 最後のメタノール抽出浴に多価エポキシ化合物を添加し
ない点以外は実施例1と同様の手法で、紡糸、延伸、熱
処理を行った。最終的に得られた繊維物性を表1に併せ
て示す。
Comparative Example 2 Spinning, drawing and heat treatment were carried out in the same manner as in Example 1 except that the polyhydric epoxy compound was not added to the last methanol extraction bath. Table 1 shows the fiber properties finally obtained.

【0044】比較例3 最後のメタノール抽出浴に塩基触媒を添加しない点以外
は実施例1と同様の手法で、紡糸、延伸、熱処理を行っ
た。最終的に得られた繊維物性を表1に併せて示す。
Comparative Example 3 Spinning, drawing and heat treatment were performed in the same manner as in Example 1 except that no base catalyst was added to the final methanol extraction bath. Table 1 shows the fiber properties finally obtained.

【0045】[0045]

【表1】 [Table 1]

【0046】実施例17〜20 最後のメタノール抽出浴に、多価エポキシ化合物として
エチレングリコールジグリシジルエーテルを浴に対して
各々表2に示すような濃度で加えた点以外は実施例1と
同様の手法で、紡糸、延伸、熱処理を行った。最終的に
得られた繊維物性を表2に示す。
Examples 17 to 20 The same procedure as in Example 1 was carried out except that ethylene glycol diglycidyl ether as a polyepoxy compound was added to the final methanol extraction bath at a concentration as shown in Table 2 with respect to the bath. Spinning, drawing, and heat treatment were performed by the method. Table 2 shows the fiber properties finally obtained.

【0047】[0047]

【表2】 [Table 2]

【0048】実施例21〜22 最後のメタノール抽出浴に、塩基触媒として酢酸ナトリ
ウムを浴に対して金属元素換算で各々表3に示すような
濃度で加えた点以外は実施例1と同様の手法で、紡糸、
延伸、熱処理を行った。最終的に得られた繊維物性を表
3に示す。
Examples 21 to 22 The same procedure as in Example 1 except that sodium acetate was added as a base catalyst to the final methanol extraction bath at a concentration as shown in Table 3 in terms of metal element. And spinning,
Stretching and heat treatment were performed. Table 3 shows the fiber properties finally obtained.

【0049】[0049]

【表3】 [Table 3]

【0050】[0050]

【発明の効果】本発明により、高温オートクレーブ養生
のような激しい高温高湿条件においても、本来の優れた
性質である高強力、高弾性、優れた接着性や耐アルカリ
性を損なうことなく、かつ、煩雑な工程を必要とするこ
となく、高い耐湿熱性を有するPVA系繊維が得られ、
ロープ、漁網、テント、土木シートなどの一般産業資材
は勿論の事、高温オートクレーブが可能なセメント補強
材など広幅い用途に利用できる。
According to the present invention, even under severe high temperature and high humidity conditions such as high temperature autoclave curing, the original excellent properties of high strength, high elasticity, excellent adhesion and alkali resistance are not impaired, and PVA-based fibers having high wet heat resistance can be obtained without requiring complicated steps,
It can be used not only for general industrial materials such as ropes, fishing nets, tents, and civil engineering sheets, but also for a wide range of applications such as cement reinforcements that can be autoclaved at high temperatures.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ポリビニルアルコール系重合体からなる繊
維を製造する際に、該ポリビニルアルコール系重合体内
部あるいは繊維表面に含有あるいは付着させた多価エポ
キシ化合物を塩基触媒によって該ポリビニルアルコール
系重合体が有する水酸基と反応させ、該ポリビニルアル
コール系重合体を架橋させ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。
When producing a fiber comprising a polyvinyl alcohol-based polymer, the polyvinyl alcohol-based polymer is contained or adhered to the interior or the fiber surface of the polyvinyl alcohol-based polymer by a base catalyst. A method for producing a polyvinyl alcohol-based synthetic fiber, characterized in that the polyvinyl alcohol-based synthetic fiber is crosslinked by reacting with a hydroxyl group having the polymer.
JP10094165A 1998-04-07 1998-04-07 Production of polyvinyl alcohol synthetic fiber Pending JPH11286826A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020048780A (en) * 2000-12-18 2002-06-24 조 정 래 Process for preparation of high-tenacity polyvinyl alcohol fiber with hot-water resistance
EP1358272B2 (en) 2000-09-05 2020-07-15 Donaldson Company, Inc. Filter structure comprising polymer nanofibers

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EP1358272B2 (en) 2000-09-05 2020-07-15 Donaldson Company, Inc. Filter structure comprising polymer nanofibers
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