水溶性聚乙烯醇系纤维及包含该纤维的无纺布制造技术

提供实用上兼备充分的机械特性、耐药品性等纤维性能、而不损害原有的水溶性的水溶性ＰＶＡ系纤维以及实用上兼备充分的机械特性、耐药品性等性能、以烂花花边用底布为首在很多用途中极为有用的水溶性无纺布。本发明专利技术的水溶性ＰＶＡ系纤维的特征在于，具有离子性基的化合物反应０．０１－５摩尔％，纤维的结晶度Ｘｃｆ（％）和水中溶解温度Ｗｔｂ（℃）的关系满足下式。本发明专利技术的无纺布包含所述水溶性ＰＶＡ系纤维。Ｗｔｂ＜２．５０.Ｘｃｆ－７０，其中，３０％≤Ｘｃｆ≤８０％。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及不损害现有的水溶性，并兼备在实际使用上充分的机械特性、耐药品性等纤维性能的水溶性聚乙烯醇(以下简称为PVA)系纤维及包含该纤维的无纺布，能够极为有效地用于以烂花花边(chemical lace)用底布为首的很多用途中。
技术介绍
过去，作为溶解于水的纤维，已知PVA系纤维、羧甲基纤维素等纤维素系纤维、聚海藻酸系纤维、聚亚烷基(polyalkylene)系纤维等，但为稳定地通过梳理和针刺等无纺布化工序及纺织等纺织品化、或者针织化工序而需要的机械特性或耐药品性优异的纤维只有PVA系纤维。另外，近年强烈希望保护地球环境、保护消费者，明确知道PVA系聚合物在自然环境中生物分解，从环境保护的观点出发，期待水溶性PVA系纤维成为最佳的纤维。作为水溶性PVA系纤维的制造方法，例如提出了使用平均聚合度200-500这种低聚合度PVA系聚合物提高水溶解性，具体公开了快速溶解于5℃以下的水中(例如参照专利文献1)。可是，由于使用聚合度低的PVA系聚合物，因此不能提高纤维的结晶度，因此纤维的机械特性低，在实际的使用中受到制约。而且，该纤维中含有硼酸或者硼酸盐，为溶解去除该水溶性纤维而使用的废水中就含有大量硼酸，存在需要用于处理该物质的特别的处理方法及装置等问题。另一方面，记载了下述方法，即，将皂化度低的PVA系聚合物水溶液在芒硝等盐类的浓稠水溶液中湿式纺丝，接着通过以低拉伸倍率进行拉伸，得到在50℃以下溶解的PVA系纤维的方法(例如参照专利文献2)。另外，提出了使用皂化度低的PVA系聚合物进行干湿式纺丝，接着以低拉伸倍率进行拉伸，由此得到可低温溶解的PVA系纤维(例如参照专利文献3)。此外，提出了将使用皂化度低的PVA系聚合物，溶解于二甲基亚砜(以下简称为DMSO)等有机溶剂的溶液在甲醇等具有固化能力的固化浴中纺丝，由此得到可低温水溶解的PVA系纤维(例如参照专利文献4)。这些方法均是通过使用皂化度低的PVA系聚合物才实现的，从付与低温水溶解性的观点看是极为有用的，但对于皂化度低的PVA系聚合物，聚合物自身的结晶性低，因此得到的纤维的结晶性低，难以兼备实用上必需的机械特性。另外，在凝固和提取等工序中，存在部分溶出，引起纤维间胶着等问题，在工序通过性方面未必满足，希望进一步进行改善。此外，包含该纤维的无纺布虽然低温溶解性优异，但是机械特性低，实际的使用受到制约。另一方面，使用高皂化度、高聚合度的PVA系聚合物的场合，由于纤维的结晶度提高，因此拉伸强度等机械特性充分，但水溶解温度变为100℃以上，低温下的水溶解性受损。作为使用这样的PVA系聚合物的水溶解性的提高方法，例如通过极端降低拉伸温度或拉伸倍率，从而故意阻碍取向晶化，但该方法理所当然地存在结晶度变低，机械特性受到损害的问题。另外，例如提出在使用高皂化度、高聚合度的PVA系聚合物进行纤维化时，向原液溶剂中同时添加分子内具有能与PVA系聚合物分子中存在的羟基反应的原子团的改性剂，付与以水溶解性为首的各种各样的特性的PVA系纤维(例如参照专利文献5)。可是，专利文献5所记载的方法，由于原液阶段的过度反应引起纤维结晶性降低，只能得到水溶解性和拉伸强度等机械特性低的纤维。另外，未反应物质混入到回收体系中，存在需要用于对其进行处理的特别处理方法及工序等问题。另外，在以使用水溶性PVA系纤维的烂花花边用底布为首的水溶性无纺布领域，除了过去需要的能在80℃以上的水中溶解的所谓高温溶解型之外，最近由于其市场需求的多样化，还希望有能在40-80℃的水中溶解的所谓中温溶解型、能在室温附近溶解的所谓低温溶解型的水溶性无纺布。例如，在纤细设计的刺绣场合，纬密密度(countdensity)变大，刺绣后的溶脱变难，另外，在进行使用丝绸或乙酸酯等原料的高级刺绣的场合，原料自身的热稳定性低，由于这些等等的原因，希望开发出使用可在更低温度溶解的纤维的无纺布。另一方面，对于水溶性无纺布，为了防止高张力下刺绣时花纹走样(mispatterning)、无纺布破损，也希望兼备以强度、弹率模数为首的机械特性。为了开发使用可在更低温度下溶解的纤维的无纺布，提出了使用低皂化度的PVA系纤维的无纺布(例如参照专利文献6)，但由于使用皂化度低的PVA系聚合物，从而不能提高纤维的结晶度，因此包含该纤维的无纺布虽然低温溶解性优异，但是机械特性低，实际使用受到制约。另一方面，为了提高无纺布的机械特性，以高皂化度、高聚合度的PVA系聚合物为原料制造的纤维构成的无纺布由于构成的纤维的结晶度提高，因此拉伸强度等机械特性变得充分，但水溶解温度变为120℃以上，低温下的水溶解性受损。作为使用这样的PVA系聚合物的提高水溶性的方法，例如通过极端降低拉伸温度或拉伸倍率，从而故意阻碍取向晶化，但该方法理所当然地结晶度变低，用这样的纤维构成的无纺布存在机械特性被损害的问题。特开平3-199408号公报特开昭53-045424号公报特开平5-086503号公报特开平7-042019号公报特开2000-136430号公报特开平11-217759号公报
技术实现思路
如前所述，过去PVA系纤维的水溶解性可以通过控制使用的PVA系聚合物的聚合度或皂化度、或者拉伸条件等付与，但由于任何方法都降低纤维具有的结晶度，因此存在机械特性变低等问题，此外，在工序通过性、成本方面也存在问题。因此，希望开发出兼备水溶解特性和以拉伸强度为首的机械特性，且工序通过性良好并廉价的水溶性PVA系纤维及包含该纤维的水溶性无纺布。本专利技术人为得到上述水溶性PVA系纤维及包含该纤维的无纺布，反复刻苦研讨，结果发现，对于PVA系聚合物不需要特别的工序，在通常的纺丝工序中，使纤维含浸具有离子性基的化合物，在其后的工序中使该化合物和纤维反应，从而能够廉价地制造具有优异的机械特性的结晶性高的水溶性PVA系纤维，而不损害现有的水溶性。此外发现，在用该纤维构成的水溶性无纺布的水中溶解温度和成为机械特性指标的结晶度处于特定关系的情况下，可以得到现有技术不能实现的、水溶解特性和机械特性优异的水溶性无纺布，从而完成了本专利技术。即，本专利技术是一种水溶性PVA系纤维，其特征在于，与0.01-5摩尔％具有离子性基的化合物反应而成，纤维的结晶度Xcf(％)和水中溶解温度Wtb(℃)的关系满足下述式(I)，Wtb＜2.50Xcf-70…(I)其中，30％≤Xcf≤80％。其次，本专利技术是上述水溶性PVA系纤维，其特征在于，具有离子性基的化合物优选是乙醛酸或乙醛酸的中和物。另外，本专利技术涉及上述水溶性PVA系纤维的制造方法，将聚合度1000-4000及皂化度88摩尔％以上的PVA系聚合物溶解于有机溶剂，将得到的纺丝原液在以对该聚合物有固化能力的有机溶剂为主体的固化浴中进行湿式或干湿式纺丝，接着，在溶解了1-50g/l的具有离子性基的化合物的提取浴中通过，使纤维中含浸该化合物，在干燥、拉伸、热处理的任一工序中进行反应、使之导入，同时，使全部工序的总拉伸倍率为3倍以上。此外，本专利技术是水溶性无纺布，其特征在于，包含上述水溶性PVA系纤维，无纺布的结晶度Xcw(％)和水中溶解温度SP(℃)的关系满足下述式(II)，SP＜2.50Xcw-50…(II)其中，30％≤Xcw≤65％。另外，本专利技术是上述水溶性无本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水溶性聚乙烯醇系纤维，其特征在于，与０．０１－５摩尔％具有离子性基的化合物反应而成，纤维的结晶度Ｘｃｆ（％）和水中溶解温度Ｗｔｂ（℃）的关系满足下述式（Ⅰ），Ｗｔｂ＜２．５０Ｘｃｆ－７０…（Ⅰ）其中，３０％≤Ｘｃｆ≤８０％。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：远藤了庆，原哲也，佐野友之，大森昭夫，藤原直树，
申请(专利权)人：可乐丽股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]