JP6680780B2 - 易フィブリル化ポリビニルアルコール繊維およびその製造方法 - Google Patents
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Description
〔1〕ポリアルキレンオキシドを含む、易フィブリル化ポリビニルアルコール繊維。
〔2〕ポリビニルアルコールおよびポリアルキレンオキシドの総量に対するポリアルキレンオキシドの質量比率が3〜40質量%である、〔1〕に記載の易フィブリル化ポリビニルアルコール繊維。
〔3〕ポリビニルアルコールのアセタール化度は3〜40モル%である、〔1〕または〔2〕に記載の易フィブリル化ポリビニルアルコール繊維。
〔4〕繊維真円換算直径が5〜50μmである、〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載の易フィブリル化ポリビニルアルコール繊維。
〔5〕ポリアルキレンオキシドは、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシドおよびエチレンオキシド/プロピレンオキシド共重合体からなる群から選択される少なくとも1種である、〔1〕〜〔4〕のいずれかに記載の易フィブリル化ポリビニルアルコール繊維。
〔6〕ポリアルキレンオキシドの重量平均分子量は60000〜3000000である、〔1〕〜〔5〕のいずれかに記載の易フィブリル化ポリビニルアルコール繊維。
〔7〕ポリビニルアルコール、ポリアルキレンオキシドおよび水を含む紡糸原液を調製する調製工程、
前記紡糸原液を用いて紡糸を行うことによって繊維を得る紡糸工程、
前記繊維を延伸する延伸工程、および
前記繊維に含まれるポリビニルアルコールをアセタール化するアセタール化工程
を含む、〔1〕〜〔6〕のいずれかに記載の易フィブリル化ポリビニルアルコール繊維を製造する方法。
なお、セルロース系ポリマーを含む易フィブリル化繊維の場合では、繊維化後に行われるアセタール化処理によってポリビニルアルコール系ポリマー/セルロース系ポリマーの界面において架橋が進行し、その結果、易フィブリル化性が大幅に低下する。一方、本発明の易フィブリル化ポリビニルアルコール繊維は、アセタール化度が高い場合であっても、ポリビニルアルコールとポリアルキレンオキシドとの界面において架橋が進行せず、易フィブリル化性が大きく低下することなく、耐水性を付与することが可能である。なお、アセタール化度とは、アセタール化合物とポリビニルアルコールの水酸基とが反応して生じるアセタール結合の、ポリビニルアルコール構成単位に対する割合であり、ポリビニルアルコール繊維中のアセタール結合の存在割合を表す。ポリビニルアルコールのアセタール化度は、1H−NMRまたは13C−NMRを用いて算出することができる。
ポリビニルアルコール、ポリアルキレンオキシドおよび水を含む紡糸原液を調製する調製工程、
紡糸原液を用いて紡糸を行うことによって繊維を得る紡糸工程、
繊維を延伸する延伸工程、および
繊維に含まれるポリビニルアルコールをアセタール化するアセタール化工程
を含む方法によって製造することができる。
易フィブリル化ポリビニルアルコール繊維の繊度(dtex)からの換算によって、繊維真円換算直径を求めた。JIS L1013「化学繊維フィラメント糸試験方法」正量繊度 8.3.1 b)に準じて繊度を測定し、その繊度から次の計算式に従って、繊維真円換算直径を算出した。
直径(μm)=10√繊度(dtex)
まず、ポリビニルアルコール(粘度平均重合度:1700、ケン化度:99.9モル%)を水に溶解させ、15質量%のポリビニルアルコール水溶液を調製した。次に、ポリエチレンオキシド(重量平均分子量Mw:80000)を、ポリビニルアルコールおよびポリエチレンオキシドの総量に対して10質量%添加し、紡糸原液を調製した。紡糸原液には、紡糸性向上の目的で界面活性剤(ミヨシ油化製、VL-22)0.003質量%および消泡剤(新日化成製、ジョルシンLB-D)0.002質量%を添加した。この紡糸原液を用いて、90℃において、穴数1000、穴径80μmφ(円形)の紡糸口金より45℃の飽和硫酸ナトリウム水溶液からなる凝固浴中に吐出させ、第1ローラーで引き取った後、第2ローラーを経て乾燥ローラーまで段階的に4倍の湿熱延伸を行い、その後130℃で乾燥を行った。引き続き2倍の延伸を行った。その後、2モル/lの硫酸(鉱酸)および1モル/lのホルムアルデヒドを含む組成液を用いて、70℃においてアセタール化処理を行い、ポリビニルアルコールのアセタール化度(ホルマール化度)を10モル%とし、易フィブリル化ポリビニルアルコール繊維を得た。得られた易フィブリル化ポリビニルアルコール繊維の繊維真円換算直径は14μm(叩解前のサイズ)であった。
紡糸原液の調製工程において、ポリエチレンオキシドを、ポリビニルアルコールおよびポリエチレンオキシドの総量に対して3質量%添加した以外は、実施例1と同様にして、易フィブリル化ポリビニルアルコール繊維を得た。得られた易フィブリル化ポリビニルアルコール繊維の繊維真円換算直径は14μmであった。
紡糸原液の調製工程において、ポリエチレンオキシドを、ポリビニルアルコールおよびポリエチレンオキシドの総量に対し40質量%添加した以外は、実施例1と同様にして、易フィブリル化ポリビニルアルコール繊維を得た。得られた易フィブリル化ポリビニルアルコール繊維の繊維真円換算直径は14μmであった。
アセタール化工程において、ポリビニルアルコールのアセタール化度を3モル%とした以外は、実施例1と同様にして、易フィブリル化ポリビニルアルコール繊維を得た。得られた易フィブリル化ポリビニルアルコール繊維の繊維真円換算直径は14μmであった。
アセタール化工程において、ポリビニルアルコールのアセタール化度を25モル%とした以外は、実施例1と同様にして、易フィブリル化ポリビニルアルコール繊維を得た。得られた易フィブリル化ポリビニルアルコール繊維の繊維真円換算直径は14μmであった。
紡糸原液の調製工程において、ポリエチレンオキシドに代えてエチレンオキシド/プロピレンオキシド共重合体(重量平均分子量Mw:80000、エチレンオキシド/プロピレンオキシドのモル比率:90/10、明成化学工業社製、アルコックスEP1010N)を用いた以外は、実施例1と同様にして、易フィブリル化ポリビニルアルコール繊維を得た。得られた易フィブリル化ポリビニルアルコール繊維の繊維真円換算直径は14μmであった。
紡糸原液の調製工程において、ポリエチレンオキシドを添加しなかった以外は、実施例1と同様にして、ポリビニルアルコール繊維を得た。得られたポリビニルアルコール繊維の繊維真円換算直径は14μmであった。
まず、ポリビニルアルコール(粘度平均重合度:1700、ケン化度:99.9モル%)をDMSOに溶解させ、15質量%のポリビニルアルコール溶液を調製した。次に、酢酸セルロース(粘度平均重合度:180、アセチル化度55モル%)を、ポリビニルアルコールおよび酢酸セルロースの総量に対し40質量%添加し、紡糸原液を調製した。紡糸原液には、紡糸性向上の目的で界面活性剤(ミヨシ油化製、VL-22)0.003質量%および消泡剤(新日化成製、ジョルシンLB-D)0.002質量%を添加した。この紡糸原液を用いて、90℃において、穴数1000、穴径80μmφ(円形)の紡糸口金より20℃のメタノール溶液からなる凝固浴中に吐出させ、第1ローラーで引き取った後、第2ローラーを経て乾燥ローラーまで段階的に4倍の湿熱延伸を行い、その後130℃で乾燥を行った。引き続き2倍の延伸を行った。その後、ホルムアルデヒドを用いてアセタール化処理を行い、ポリビニルアルコールのアセタール化度を10モル%とし、易フィブリル化ポリビニルアルコール繊維を得た。得られた易フィブリル化ポリビニルアルコール繊維の繊維真円換算直径は14μmであった。
紡糸原液の調製工程において、酢酸セルロースに代えてデンプン(コーンスターチ、三和澱粉工業製、三和コーンアルファーY)を用いた以外は、比較例2と同様にして、易フィブリル化ポリビニルアルコール繊維を得た。得られた易フィブリル化ポリビニルアルコール繊維の繊維真円換算直径は14μmであった。
固体13C−NMRを用いて、ホルムアルデヒド(アセタール化合物)とポリビニルアルコールとのアセタール結合に由来するピーク面積とポリビニルアルコールのメチン炭素ピーク面積との比から、易フィブリル化ポリビニルアルコール繊維のアセタール化度を求めた。
紡糸工程において、ローラー(直径:25cm)を用いて、巻き取り速度70m/分の条件で、2時間紡糸を行った際の、繊維のローラーへの巻き付きの回数を測定した。なお、本発明において、巻き付きとは、穴数1000、穴径80μmφ(円形)の紡糸口金から吐出される1000本の糸のうち単糸が切れ、端糸がローラーに巻き付き始め、1000本すべて糸切れすることをいう。巻き付きの回数が0回である場合をA、1回以上2回以下である場合をB、3回以上4回以下である場合をC、5回以上である場合をDと判断した。
易フィブリル化ポリビニルアルコール繊維を2mmに切断し、この繊維5gを20℃の水1000ml中に分散させ、ミキサー(松下電器産業製、MX−152S、回転数:9700rpm)を用いて5分間叩解した。得られた叩解液を濾過し、繊維を回収した。得られた繊維を、顕微鏡(オリンパス(株)製、BX43)を用いて観察し、フィブリル生成の有無を判断した。叩解して得られた繊維の直径が0.5μm以上3μm未満である場合はA、3μm以上8μm未満である場合はB、8μm以上14μm未満である場合はC、14μm以上の場合はDと判断した。
易フィブリル化性評価において得られた繊維(フィブリル)3gを、200gの水中に分散させ、攪拌させながら、昇温下におけるフィブリルの溶解の有無を観察した。110℃以上の温度でフィブリルが溶解した場合はA、110℃未満100℃以上で溶解した場合はB、100℃未満の温度でフィブリルが溶解した場合はCと判断した。
易フィブリル化性評価において得られた繊維(フィブリル)1gを、パルプ(日本製紙製、NBKP(針葉樹パルプ))1.25gおよびビニロンバインダー((株)クラレ製、1dtex×3mm)0.25gと均一に混合し、湿式抄紙(熊谷理機工業社製、TAPPI(25×25cm)抄紙機)を行い、シート(坪量:40g/m2、厚み:100μm)を得た。得られたシートの紙力を測定した。紙力測定は、JIS P 8113(紙及び板紙−引張り特性の試験方法)に準拠し、インストロン引張り試験機(インストロン社製、インストロン5543)を用いて行った。紙力が4Kg/15mm以上である場合をA、3.5Kg/15mm以上4Kg/15mm未満である場合をB、3Kg/15mm以上3.5Kg/15mm未満である場合をC、3Kg/15mm未満である場合をDと判断した。
さらに、本発明に係る実施例1〜6は、いずれも紡糸方式が水系紡糸であるため、溶剤系紡糸と比較して、製造コストを低く抑えることができるため、工業的に非常に有利である。
Claims (5)
- ポリアルキレンオキシドを含む、易フィブリル化ポリビニルアルコール繊維であり、ポリビニルアルコールおよびポリアルキレンオキシドの総量に対する前記ポリアルキレンオキシドの質量比率は、3〜40質量%であり、かつ、前記ポリアルキレンオキシドの重量平均分子量は、50000以上200000以下であり、ポリビニルアルコールのアセタール化度は3〜40モル%である、易フィブリル化ポリビニルアルコール繊維。
- 繊維真円換算直径が5〜50μmである、請求項1に記載の易フィブリル化ポリビニルアルコール繊維。
- ポリアルキレンオキシドは、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシドおよびエチレンオキシド/プロピレンオキシド共重合体からなる群から選択される少なくとも1種である、請求項1または2に記載の易フィブリル化ポリビニルアルコール繊維。
- ポリアルキレンオキシドの重量平均分子量は60000〜200000である、請求項1〜3のいずれかに記載の易フィブリル化ポリビニルアルコール繊維。
- ポリビニルアルコール、ポリアルキレンオキシドおよび水を含む紡糸原液を調製する調製工程、
前記紡糸原液を用いて紡糸を行うことによって繊維を得る紡糸工程、
前記繊維を延伸する延伸工程、および
前記繊維に含まれるポリビニルアルコールをアセタール化するアセタール化工程
を含む、請求項1〜4のいずれかに記載の易フィブリル化ポリビニルアルコール繊維を製造する方法。
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