JPS62184113A - 機能性繊維の製造法 - Google Patents

機能性繊維の製造法

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JPS62184113A
JPS62184113A JP17680685A JP17680685A JPS62184113A JP S62184113 A JPS62184113 A JP S62184113A JP 17680685 A JP17680685 A JP 17680685A JP 17680685 A JP17680685 A JP 17680685A JP S62184113 A JPS62184113 A JP S62184113A
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JP
Japan
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pei
polyethyleneimine
pva
spinning
water
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JP17680685A
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English (en)
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Akihisa Shirasaka
白坂 明久
Tadayoshi Uchiumi
内海 忠良
Takaaki Sugishita
杉下 高昭
Osamu Konishi
税 小西
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NICHIBI KK
Original Assignee
NICHIBI KK
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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〕 本発明は分子量が65000以上のポリエチレンイミン
(以下PHIと略す)をポリビニルアルコール(以下P
VAと略す)と混合紡糸して得られる繊維並びにこれを
化学的変性して得られるイオン交換繊維、あるいはキレ
ート形成能を有する繊維の製造法に関する。
〔従来の技術〕
PEIとポリマーを混合紡糸し特殊機能を有する繊維を
製造する方法としては、繊維学会誌14巻、892ペー
ジ記載の方法、特公昭56−49115号等が提案され
ている。前者はPEIをPVAに対し3チ以下混合した
原液を湿式紡糸レアセタール化することによシ、染色性
を改善したビニロン繊維の製造法である。後者は分子量
400〜5oooのP′EIを1〜15%の範囲でポリ
アミドに混合し、溶融紡糸して酵素吸着性繊維とするこ
とを主旨とするものである。
〔発明が解決しようとする問題点〕
一般に、水溶性のPEIをポリマーと混合紡糸して得ら
れる糸条を、水中に浸漬すれば糸条からPEIの溶出が
観察される。本発明者等は、PEIとPVAの混合紡糸
によシ得られ九糸条からPEIが溶出しなければ各種機
能を有する繊維が安価に誘導できるととに注目し鋭意検
討した結果本発明に至った。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明はケン化度が98モルチ以上、平均重合度800
以上のPVAに分子量65000以上OPEIをPVA
とPEI ノ混合比率が95:5〜50:50の範囲で
混合して調製した原液を乾式紡糸して糸条となし180
〜240℃の範囲で熱処理することによシ機能性繊維を
製造する方法を提供せんとするものである。
本発明に使用されるPVAは、クン化度98モルチ以上
、平均重合度800以上のものである。
PVAのケン化度が98モルチ未満では得られた糸条の
耐熱水性が不足し、水浸漬時にPEIの一部が水中に溶
出するので不都合である。また、PVAの平均重合度が
800未満では紡糸性が劣シ、得られた糸条の糸質も劣
ったものとなシ好ましくない。
PEIは、分子[65000以上である必要がある。
分子量がこれ未満では混合紡糸抜水浸漬時の水中への溶
出が著大となり、また必要に応じて後工程として架橋化
反応等を行う場合、反応浴への溶出が無視できなくなる
。好ましくは分子量10万以上のPEIが使用される。
PTAとPKI O混合比率は5:95ないし50:5
0の範囲が選ばれる。PEIの比率が5%未満では得ら
れる交換容量が僅かであシ、実質的にイオン交換体とし
ての能力は劣ったものになる。一方50チを越える場合
、得られる繊維の強度、伸度等機械的性能が劣ったもの
となる。好ましくは15:85〜60:40の範囲が選
ばれる。
紡糸原液の調製法に関しては特段の問題はないが、均一
な原液を手早く得るためKは、予めPHIを所定量の水
に溶解したのち、PVA粉末を加え、温度110℃まで
加熱かくはん溶解する方法が採られる。溶液の固形物濃
度は20〜50−が選択されるが、PIEの混合比率が
高い場合、原液濃度は高い方が好ましい。
紡糸方法は乾式紡糸法が好適に使用される@°湿式紡糸
法では凝固浴中へのPEIの溶出が生じ、本発明の目的
からみて好ましくない。
紡糸口金よシ吐出された原液は乾燥され糸条を形成後、
延伸、熱処理が行なわれる。熱処理工程は本発明の場合
特に重要で、結晶生成による糸条の物理形状の安定化の
みならず、PVA 、 PEI間の相互作用を生起させ
、形成された糸条を水中に浸漬した場合のPEIの水中
への溶出を防止させる効果も得られる。熱処理温度は1
80〜240℃に5分以下の時間糸条を加熱することに
よシ行なわれる。180℃未満の温度で熱処理した場合
、得られた糸条を水中に浸漬しても収縮劣化が起こらか
いえのえ程ちれ六が−ふ蟲rh広出ナスpvi畳が多く
なシ好ましくない。一方240℃を越える温度ではたと
え短時間の熱処理でもPEIおよびPVAの分解が起こ
り、低分子量物の生成、糸条の著し着色を起こすため好
ましくない。
かくして得られたPVA 、 PEI混合繊維は、それ
自体でPIIのイミノ基に由来する弱塩基性陰イオン交
換能、ヤレート形成能を有する。その能力は、混合した
PEIの窒素基の60〜65 %VC達する。
本発明で得られた熱処理後の繊維を、長期(数日〜1か
月)水もしくは希酸溶液中に浸漬すると(常温)徐々に
PHIが溶出する傾向があり、特にPEIの混合比率が
高い場合には混合PEIの約10チが溶出する。反復使
用をしない利用分野等では、このままで十分実用できる
。しかじ、一般的には反復使用が前提になるので溶出を
防止する手段について検討した結果、以下の方法が見い
だされた。
即ち、多官能性の架橋剤で架橋化する方法である。官能
基としては、工、J?キシ基、アルデヒド基、ハロアル
キル基、イソシアヌル基、ケトン基等が単独でもしくは
混合(分子内に共有されている場合もある。)の形で選
ばれる。好ましくは、工Iキシ基、もしくはアルデヒド
基を有する水溶性の多官能性架橋剤が選ばれる。かかる
架橋剤として例えばグルタルアルデヒド、エチレングリ
コールグリシジルエーテル、グリオキゾール、テレフタ
ルアルデヒド、グリセリンジグリシジルエーテルなどが
挙げられる。
本発明で得られる熱処理後の繊維は前述のごとく長い期
間水もしくは希酸中に浸漬すると一部のPEIが溶出す
るものの、こうした架橋反応浴には溶出しない。しかし
乍ら、PEIの分子量、熱処理温度などが本発明で規定
された範囲を外れる場合PEIの反応浴への溶出が起こ
シ架橋剤との反応による不溶化、糸条表面への沈着が起
ζる等の好ましくない現象が生じる場合がある。
架橋条件は使用する架橋剤によシ適宜設定される。その
場合、架橋反応を過度に行なえば生成繊維のイオン交換
容量の減少が大きいので、架橋反応は糸条中のPEIの
8〜30モル%の範囲進行われるよう温度や時間を設定
することが好ましい。
かくして熱処理後の繊維を架橋反応に付することにより
、長期間の温水もしくは希酸等の浸漬によるPEIの溶
出が防止される。ここで8モルチ未満では架橋の効果が
得られず(PEIの溶出に対する)、また30モルチを
越える場合イオン交換能の低下を導き好ましくない。
かくして得られた架橋化繊維は、PEIのイミノ基に由
来する弱塩基性陰イオン交換能、ポリアミン型のキレー
ト形成能を有し、種々のイオン交換操作に対しても十分
な安定性を有する、優れた性能を示すものであった。
まえ、繊維中のPEIのイミノ基は、種々の変性反応に
よシさらに広範な性能を付与できろう例えば、アルカリ
触媒の存在下モノハロ酢酸と反応させることによシ、イ
ミノ酢酸型のキレート繊維に誘導される。また、イオン
交換基を分子内に有するアルキルハライドとの反応によ
シ、該交換基を繊維に導入することも可能である。
その例としては、例えばモノクロル酢酸、モノクロル酢
酸、l−クロル2−ヒドロキシグロピルトリメチルアン
モニウム、もしくはその塩等があげられる。
本発明に於いては、PEIの分子量65000以上であ
ること、さらに180〜240℃で熱処理することが発
明を構成する諸因子の中でも極めて重要である。そのこ
とは、次の実験例からも明らかである。
実験例 分子量26,000.45,000.65,000 、
及び21万のPEIとケン力度99.9モルー平均重合
度1200のPVAを、PVAとPEIの混合比率が7
5=25となるよ・う混合し水を加えて加熱溶解した固
形分濃度38チの紡糸原液を乾式紡糸法によシ紡糸し、
120d/40fの4.5倍延伸糸を得た。この糸条を
各種熱処理条件で30秒熱処理し、50℃に保った水中
に振とう下に浸漬した場合のPEIの水中への溶出量を
観察した結果は下表のようであった。
尚、PEIの水中溶出量は次式による。
溶出量=(1−水中浸漬後の糸条の窒素含量/水中浸漬
前の糸条の窒素含量)Xi OO上表よ、9、PEIの
分子量、及び糸条の熱処理条件がPEIの水中溶出性に
著しく影響することが分かる。
以下、実施例によりさらに詳細に説明する。なお水中軟
化点は次のように定義した。
水中軟化点:1m維を水中に入れ1 ’C/分の昇温速
度で加熱した際繊維が331 収縮する温度 実施例1 分子量21万のPEI (相互薬工製)25重量部と平
均重合度1200の完全ケン力PVA 75重量部、及
び水160重量部を混合し、加熱溶解して固形分濃度3
8%の紡糸原液を調製した。この原液を乾式紡糸機によ
シ紡糸し、4.5倍延伸後235℃で30秒熱処理して
、繊度240d/60f、乾強度2.IJ’/ds乾伸
度23.8tlb1弱アニオン交換容量2.4 meq
/# s水中軟化点88℃を示すPEI混合糸を得た。
との糸条を30℃水中に2週間浸漬しても、PEIの溶
出は見られなかった〇 実施例2 実施例1で得られたPEI混合糸をグルタルアルデヒド
を0.15%含むpH8の反応浴(浴比1:40)で3
0℃、2時間反応し、糸条中のPEIの約20mo1%
をグルタルアルデヒドで架橋化した。
この糸条は水中軟化点110℃を示し、80℃温水中に
2週間浸漬してもPEIの溶出は認められず、鉄(n)
を2.8 m@q/JF吸着するものであった。
実施例3 分子量21万のPEI 40重量部と平均重合度120
0の完全ケン化PVA 60重量部、及び水140重量
部を混合し、加熱溶解して固形分濃度42チの紡糸原液
を調製した。との原液を乾式紡糸機によシ紡糸し、3.
5倍延伸後235℃で30秒熱処理して、繊度180d
/30f、水中軟化点92℃のPEI混金糸を得た。
この混合糸をエチレングリコールジグリシジルエーテル
(商品名:エピオールE−Zoo、日本油脂製)を1チ
含む浴比1:25の処理浴で80℃、3時間反応し、糸
条中のPEIの約25モルチを架橋化した。次いで、モ
ノクロル酢酸15’$。
苛性ンー〆10%を含む浴比l:25の処理浴で80℃
、2時間反応して、イミノ酢酸型のキレート繊維とした
このw4維は、弱塩基性陰イオン交換容量1.4m@q
/I、弱酸性陽イオン交換容量3.2m@q/Iを示し
、銅、鉄、水銀に対する選択吸着性に優れるものであっ
た。また、この繊維は2N塩酸、並びに2N苛性ソーダ
浴に60℃で1週間浸漬しても交換容量等の変化はなく
、耐酸、耐アルカリ性とも良好であった。
実施例4 ’JKM◇1j3の架橋化糸を3クロロ、2ヒドロキシ
グロビルトリメチルアンモニウムクロライド(商品名:
カチオマスター01四日市合成製) 3 ’i s。
苛性ソーダ7.8−を含む浴比1:50の処理浴で80
℃、5蒔関Fi広14舎−とのネ冬は2湿強麿0.71
1/d、湿気伸度30.4L強塩基性陰イオン交換容量
2.4m@q/9%弱塩基性陰イオン交換容量1、9 
meq /Iを示し、80℃温水中で物性が変化しない
耐熱水性を有するものであった。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ケン化度が98モル%以上、平均重合度800以
    上のポリビニルアルコールに分子量65000以上のポ
    リエチレンイミンをポリビニルアルコールとポリエチレ
    ンイミンの混合比率が95:5〜50:50の範囲で混
    合して調製した原液を乾式紡糸して糸条を形成し、18
    0〜240℃の範囲で熱処理することを特徴とする機能
    性繊維の製造方法。
  2. (2)ケン化度が98モル%以上、平均重合度800以
    上のポリビニルアルコールに分子量65000以上のポ
    リエチレンイミンを、ポリビニルアルコールとポリエチ
    レンイミンとの混合比率が95:5〜50:50の範囲
    で混合して調製した原液を乾式紡糸して糸条を形成し1
    80°〜240℃の範囲で熱処理し、ついで得られた糸
    条を架橋剤による架橋反応に付することを特徴とする機
    能性繊維の製造方法。
  3. (3)上記架橋反応が糸条中のポリエチレンイミンの8
    〜30モル%の範囲まで行われる特許請求の範囲第2項
    の製造方法。
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