JPS6369835A

JPS6369835A - アニオン交換繊維及びその製造方法

Info

Publication number: JPS6369835A
Application number: JP61214116A
Authority: JP
Inventors: Norihisa Miyamatsu; 徳久宮松; Michiaki Sagesaka; 提坂　道明
Original assignee: NICHIBI KK
Current assignee: NICHIBI KK
Priority date: 1986-09-12
Filing date: 1986-09-12
Publication date: 1988-03-29

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、アミノ基を官能基とするアニオン交換繊維に
関する。

〔従来の技術〕

従来から有機高分子材料から々るアミノ基を有するイオ
ン交換体、すなわちアニオン父換体としては、スチレン
−ジビニルベンゼン系重合体全基体とし、これをアミノ
化したものが最もよく知らｎ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ｎる。また、微粒状であると通液性
が悪いため、通常５００μ内外の粒径で賞月されている
が、これでは単位重量当たりの表面積が小さく、イオン
交換速度も制限される。

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、又換基の利用
率、高分子物質の吸着に優れ、更に布状、紐状等形態の
自由度が大きいため種々の使用方式會採ることが出来る
かど、優れた特徴を有している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

アニオンダ換繊維の製法としてはこれまでに数多く提案
されているが、いず九も糸状化後に交換基導入反Ｇ’ｆ
ｒ打力うという後加工的カニ程によるため、反応工程は
複雑で、かつ作業性も悪くコスト高に々る力どの問題を
かかえていた。

本発明者らは、こｎらの問題点全解決すべく品質の優れ
たアニオン交換繊維及びその製法について研究中のとこ
ろ、アミノ基を有する重合体とポリビニルアルコール（
以下ＰＶＡと略す）とを混合紡糸し、強酸性物質の存在
下ＰＶＡの脱水反応を行なうことで、アミノ基を有する
重合体の脱落が無く、同時に繊維物性の優れたアニオン
交換繊維が得られることを見いだし、さらにその詳細に
ついて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及び作用〕す々わち本発
明のアニオン交換繊維は、ＰＶＡの脱水生成物（Ａ）と
、アミノ基を有する重合体（Ｂ）よりなり、少々くとも
（Ａ）は繊維軸方向に配向され、かつ（Ａ）と（Ｂ）は
よく混合された状態で存在し、（Ａ）によりＣＢ）が封
じ込められ、水に不溶化さｎていることを特徴とする。

また本発明のアニオン交換繊維の製造方法は、アミノ基
を有する重合体とポリビニルアルコールと全混合紡糸し
、強酸性物質の存在下でｓｅ　ＩＪビニルアルコールの
脱水反応を行なうことを特徴とする。

以下、本発明を、具体的に説明する。

本発明で使用する原料物質としては、アミノ基金有する
重合体、ＰＶＡ、強酸性物質がある。まずアミノ基金有
する重合体としては、十分力耐薬品性を備えたものであ
る必要があり、主鎖及び主鎖とアミノ基の間にエステル
、アマイド結合等、酸やアルカリに弱い結合を含ｔａい
ものがよい。また、実用に共し得るイオン交換能全備え
るためにも、１ｍｏｌＡ以上のアミノ基を有する重合体
である必要がある。アミノ基の種類としては、第１級。

第２級、第３級アミノ基、及び第４級アンモニウム基が
あり、これらの単独又は混合物も含まｎる。

具体的には、ポリビニルアミノ、ポリアリルアミノ、Ｉ
リリシン、ポリビニルピリジン、ポリエチレンイミン等
のポリアミノ及びその訪導体、さらには、ポリスチレン
等のアミノ基導入可能カボリマーにアミノ基全導入して
得ら１．る重合体があげられる。

これらのポリアミノの重合度は、紡糸性全阻害し力い範
囲で高重合度物＃１どＰＶＡ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的に働く。

？’ｌＪ　、ｔ　ハポリエチレンイミンの場合、重合度
は５００以上必要で、好ましくは３０００〜６０００の
範囲である。

一方、ＰＶＡとしては紡糸性を考慮して鹸化度は９０　
ｍｏｌチ以上で、重合度は５００以上全使用するが、好
ましくは鹸化度は９５　ｍｏ１以上で、重合度は１００
０〜２０００の範囲を使用する。

ＰＶＡの脱水触媒としての強酸性物質は、塩化水素ガス
熱処理時に共存させるか、あるいは、強酸性物質を熱処
理前に繊維に付着させた後熱処理を打力う。熱処理前に
付着させる強酸性物質としては、リン酸、塩酸等いわゆ
る強酸と称せられるもの、もしくは塩化アルミニウム等
のルイス酸が用いられるが、塩化水素ガスを用いるのが
最も好ましく１５強酸性物質を付着させる場合は、反応
むらや糸質の低下を引き起し易い。

紡糸原液は、上記した原料、即ち、アミノ基を有する重
合体、ＰＶＡ及び必要に応じ強酸性脱水触媒を均一に溶
解した原液を用いる。アミノ基を有する重合体とＰＶＡ
の混合比によって、糸状化、熱処理後の糸質、アミノ基
を有する重合体の脱落量が変化し、混合比（アミノ基を
有する重合体／ＰＶＡ　）が２７１以上になると、糸質
が低下し、脱落量も増加し使用に耐えない。

逆に、ＰＶＡが増加するほど脱落防止効果は増すが、そ
の反面イオン交換容量が制限されることから、混合比は
、１７５〜２／１の範囲である必要がおり、好ましくは
１／４〜１／１である。

かかる条件全満足する紡糸原液の固形分濃度は、２０〜
５０チが適当である。

紡糸方法は、乾式、半乾半湿式、湿式紡糸のどれを選ん
でもよいが、乾式紡糸法が最も好ましい。

半乾半湿式及び湿式紡糸の場合には、アミノ基を有する
重合体とＰＶＡとの相分離？避けるため、凝固浴組成全
考慮する必要がある。例えば、アミノ基を有する重合体
として、ポリアリルアミノを使用した場合では、アセト
ン系の凝固浴が好適である。

これらの紡糸方法によって得られる繊維の形状、す彦わ
ち断面形状、繊維長、繊度等にはなんら制限は力い。

熱処理は、原料ポリアミノの耐熱性を考慮して選ぶべき
であるが、一般的に温度が８０〜２００℃の範囲で、時
間は５分〜４時間で打力うが、好ましくは温度が１００
〜１３０℃の範囲で、時間は３０分〜２時間である。

熱処理時の雰囲気は、塩化水素ガス中で行なうのが最も
好ましいが、強酸性物質全付着させた場合は空気中でよ
く、好ましくは酸化劣化を避けるため、無酸素の不活性
ガス（例えば窒素ガス）中がよい。

この熱処理によりＰＶＡは脱水反応奮起こす。このとき
のＰＶＡの脱水重量減少率は、１０〜４０％の範囲であ
る。

このようにして得られたアニオン又換繊維は、アミノ基
の反応性を利用し種々の誘導体を合成できる。例えば、
第１７ミノ基を有するアニオン交換繊維とアルデヒドと
を反応させシッフ塩基全合成したり、第１．２．３アミ
ノ基金有するアニオン又換繊維と４級化剤とを反応させ
、強塩基性アニオン交換繊維を合成することもできる。

このようにして得られた繊維は、布状、紐状、総状、カ
ット糸状等で使用される場合、それらの形態に加工でき
るが、あらかじめ、これらの形態にしてから熱処理を行
なうことが好ましい場合もある。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例をあげて、具体的に説明する。な
お、的中の部は、いずれも重量部、重合度は平均重合度
である。

（実施例１）重合度１２００、鹸化度９９．９　ｍｏｌ　％のＰＶＡ
　ｆ　５０部と、重合度５０００のポリエチレンイミン
”ｒ　５０部と、水２４０部より力る紡糸原液全調製し
た。この原液全乾式紡糸法にて紡糸し、１００デニール
／２０フイラメントの長繊維を得た。紡糸時の延伸率は
４５０％、熱処理温度は、２３０℃とした。この長繊維
を塩化水素ガス中で、１２０Ｃにて１時間熱処理した。

得られた弱塩基性アニオン交換繊維の交換容量は、８ｍ
ｅｑ／ｇであった。

（実施例２）重合度１２００、鹸化度９９．９　ｍｏｌ　％のＰＶＡ
　ｅ７７部と、重合度５０００のポリエチレンイミンを
２３部と、水２７７部より々る紡糸原液を調製した。こ
の原液を乾式紡糸法にて紡糸し、２４０デニール／３０
フイラメントの長繊維を得た。紡糸時の延伸率は３００
チで、熱処理温度は、２３０℃とした。この長繊維を塩
化水素ガス中で、１２０℃にて１時間熱処理した。得ら
れた弱塩基性アニオン交換繊維の交換容量は、４ｍｅｑ
／ｇであった。

また、この繊維の強度は、Ｑ、５　ｇ／ａ　、伸度は、
５チであった。

（実施例３）重合度１２００、鹸化度９９．９ｍｏ１％のＰＶＡ　’
ｉ８３部と、重合度８００のポリアリルアミノを１７部
と、水２７７部より力る紡糸原液を調製した。この原液
を乾式紡糸法にて紡糸し、７０デニール／２０フイラメ
ントの長繊維を得た。紡糸時の延伸率は３００％で、熱
処理温度は、２０℃とした。この長繊維を塩化水素ガス
中で、１２０℃にて１時間熱処理した。得られた弱塩基
性アニオン交換繊維の交換容量は、２．６　ｍｅｑ／ｇ
であった。

また、この繊維の強度は、１．５　ｇ／ｄ　、伸度は、
１２％であった。

（実施例４）実施例１〜３で得られた繊維を、５０チ３−クロロ２−
ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロライド
水溶液で、８０℃、４時間、処理を打力うことにより、
強塩基性アニオン交換繊維が得られる。

この時の、各々の中性塩分解容量は、下記のとうりであ
る。

〔発明の効果〕

以上、本発明によれば、混合紡糸という簡便な手法によ
り得られた繊維を熱処理するだけで、コスト的にも性能
面でも十分実用に耐えるアニオン交換繊維が製造でき、
また、アミノ基の反応性を利用し種々の銹導体を合成で
きる。本発明のアニオン交換繊維は、繊維としての特徴
により布、紐、メリヤス等が容易に作成でき、イオン交
換体として形態状の自由度が極めて広い。また、太繊度
物（例えば直径５００μ以上）の場合、こ′ｎを切断し
たペレット状物は、イオン交換樹脂同様の取扱いが期待
される。更に中空繊維状では、透析法によりアニオン性
物質の分離、回収が可能に力るなと、本発明の出現は当
該分野の発展に大きく貢献するものである。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ポリビニルアルコールの脱水生成物（Ａ）と、ア
ミノ基を有する重合体（Ｂ）よりなり、少なくとも（Ａ
）は繊維軸方向に配向され、かつ（Ａ）と（Ｂ）はよく
混合された状態で存在し、（Ａ）により（Ｂ）が封じ込
められ、水に不溶化されていることを特徴とするアニオ
ン交換性繊維。
（２）アミノ基を有する重合体とポリビニルアルコール
とを混合紡糸し、強酸性物質の存在下でポリビニルアル
コールの脱水反応を行なうことを特徴とするアニオン交
換繊維の製造方法。