耐热老化性优异的聚乙烯醇类纤维及其制造方法_2

文档序号:9438277阅读:来源:国知局
例如,氢 氟酸、盐酸、氢溴酸、氢碘酸)等,作为形成有机水溶性金属盐的酸根,可以列举甲酸、草酸、 乙酸、苯甲酸等。
[0047] 其中,优选无机水溶性金属盐,其中,优选使用金属卤化物。作为金属卤化物,优选 使用卤化锰、卤化铜、卤化铁、卤化镍、卤化钴,特别优选使用氯化锰、氯化铜、氯化铁、氯化 镍、氯化钴。
[0048] 从赋予长时间的耐热老化性的观点考虑,在PVA类纤维中需要含有抗氧剂0. 05质 量%以上,优选含有0.07质量%以上,更优选含有0. 1质量%以上。
[0049] 需要说明的是,PVA类纤维的质量可以是将表面附着的水从浸渍于水中的PVA类 纤维上离心脱水去除,并在约20°C下风干16~20小时的状态下的质量。
[0050] 对于由金属盐构成的抗氧剂的比例的上限而言,只要能够制造耐热老化性优异的 PVA类纤维即可,没有特限制,但从工序通过性等观点考虑,纤维中的抗氧剂比例可以为例 如10质量%左右以下,也可以为5质量%以下,还可以为2质量%以下。
[0051](硼化合物)
[0052] 在本发明中,使用硼化合物作为抗氧剂的螯合剂是非常重要的。以往,作为螯合剂 通常使用H)TA等有机类氨基羧酸盐,这样的螯合剂通过配位键与金属离子形成配位离子, 从而封闭金属离子。但是,令人惊讶的是,这次发现:虽然即使将这样的螯合剂与由上述金 属盐构成的抗氧剂组合也无法抑制PVA类纤维的热老化性,但在以相对于抗氧剂而言特定 的比例与硼化合物组合时,能够使PVA类纤维的耐热老化性达到以往无法实现的长时间。
[0053] 只要能作为抗氧剂的螯合剂而起作用,则对硼化合物的种类没有特别限定,例如 可以列举:硼酸类、硼酸酯、硼酸盐、硼氢化物类等。这些化合物可以单独使用,也可以组合 使用两种以上。作为硼酸类,可以列举:原硼酸、偏硼酸、四硼酸等;作为硼酸酯,可以列举: 硼酸三乙酯、硼酸三甲酯等;作为硼酸盐,可以列举:上述各种硼酸类的碱金属盐、碱土金 属盐、硼砂等。这些化合物中,优选原硼酸(以下简称为硼酸)和硼酸盐。
[0054] 硼化合物相对于抗氧剂的比例(质量% )需要为0? 5质量%以上(即,相对于抗 氧剂100质量份,硼化合物为〇. 5质量份以上),优选为1质量%以上,更优选为1. 5质量% 以上。如果硼化合物相对于抗氧剂的比例小于0. 5质量%,则硼化合物不能充分发挥作为 抗氧剂的螯合剂的作用,结果是无法实现长时间的耐热老化性。
[0055] 硼化合物相对于抗氧剂的比例的上限只要能够制造耐热老化性优异的PVA类纤 维就没有特别限定,例如,从良好地保持纤维的橡胶增强适应性的观点考虑,硼化合物相对 于抗氧剂的比例可以为60质量%以下,优选为55质量%以下。
[0056] 根据需要可以具有氯化钠。如果向本发明使用的抗氧剂和硼化合物中进一步组合 氯化钠,则能进一步提高纤维的耐热老化性,因此优选。
[0057] 在上述专利文献1和2中,氯化钠自身的使用被认为不会对防止PVA类纤维的氧 化带来任何帮助。然而,或许是由于氯化钠作为抗氧剂的稳定剂而起作用,因此通过添加氯 化钠能提高PVA类纤维的耐热老化性。
[0058] 氯化钠相对于抗氧剂的比例(质量%)例如可以为5~50质量% (即,相对于抗 氧剂100质量份,氯化钠为5~50质量份),优选为10~50质量%,进一步优选为15~ 50质量%。
[0059] [PVA类纤维的制造方法]
[0060] 本发明的第2实施方式是PVA类纤维的制造方法,该方法至少具备对含有PVA类 聚合物的纺丝原液进行纺丝的工序,
[0061] 抗氧剂被添加到上述纺丝原液中、或者以抗氧剂的溶液或分散液的形式附着在纺 丝后的PVA类纤维上,
[0062] 硼化合物被添加到上述纺丝原液中、或者以硼化合物的溶液或分散液的形式附着 在纺丝后的PVA类纤维上。
[0063] 本发明中使用的PVA类纤维由PVA类聚合物构成。
[0064] PVA类聚合物只要以乙烯醇单元为主要成分就没有特别限定,只要不损害本发明 的效果,也可以根据希望含有其它的结构单元(改性单元)。作为这样的结构单元,可以列 举例如:烯烃类(例如乙烯、丙烯、丁烯等)、丙烯酸类(例如丙烯酸及其盐、丙烯酸甲酯等 丙烯酸酯等)、甲基丙烯酸类(例如甲基丙烯酸及其盐、甲基丙烯酸甲酯等甲基丙烯酸酯类 等)、丙烯酰胺类(例如丙烯酰胺、N-甲基丙烯酰胺等)、甲基丙烯酰胺类(例如甲基丙烯酰 胺、N-羟甲基甲基丙烯酰胺等)、N_乙烯基内酰胺类(例如N-乙烯基吡咯烷酮等)、N_乙烯 基酰胺类(例如N-乙烯基甲酰胺、N-乙烯基乙酰胺等)、乙烯基醚类(例如侧链具有聚氧 化亚烷基的烯丙基醚类、甲基乙烯基醚等)、腈类(例如丙烯腈等)、卤代乙烯基化合物(氯 乙烯等)、不饱和二羧酸类(例如马来酸及其盐或其酸酐、其酯等)等。上述改性单元可以 单独使用,也可以组合使用。这样的改性单元的导入方法可以是共聚的方法,也可以是后反 应的方法。
[0065]改性单元相对于乙烯醇单元的比例(摩尔比)为(乙烯醇单元V(改性单元)= 85/15~100/0,优选为88/12~99/1,更优选为90/10~98/2。当然,只要在不损害本发 明效果的范围内,根据目的,还可以在聚合物中含有阻燃剂、防冻剂、PH调节剂、遮蔽剂、着 色剂、油剂、特殊功能剂等添加剂。需要说明的是,这些添加剂可以单独使用,也可以组合使 用。
[0066] 构成PVA类纤维的PVA类聚合物的聚合度可以根据目的适当选择,没有特别限定, 但考虑到所得到的纤维的机械特性、耐热老化性等,希望由30°C水溶液的粘度求出的平均 聚合度为500~20000(优选为800~15000,进一步优选为1000~10000)。使用高聚合 度的聚合物时,强度、耐热老化性等方面优异,因此优选,但从聚合物制造成本、纤维化成本 等观点考虑,平均聚合度为1200以上且2500以下(优选为1300以上且2400以下)。
[0067] 另外,PVA类聚合物的皂化度也可以根据目的而适当选择,没有特别限定,但从得 到的纤维的力学物性的观点考虑,可以为例如88摩尔%以上,优选为90摩尔%以上,更优 选为 95摩尔%以上。如果PVA类聚合物的皂化度过低,则从得到的纤维的机械特性、工序 通过性、制造成本等方面考虑不优选。
[0068]用于本发明的PVA类纤维可以通过将上述PVA类聚合物溶解在溶剂中,通过湿法、 干湿法、干法中的任一种方法进行纺丝、并进行干热拉伸而得到。其中,优选用干法纺丝得 到的PVA类纤维。
[0069] 在制造PVA类纤维时,可以使用以往使用的溶剂,例如,可以使用水、二甲基亚砜 (DMSO)、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、甘油、乙二醇、三乙二醇等多元醇等中的一种,或者 组合使用两种以上。其中,从供给性、对环境负担的影响的观点考虑,特别优选水和/或 DMS0。纺丝原液中的聚合物浓度根据PVA类聚合物的组成、聚合度、溶剂而有所不同,通常 在6~60质量%的范围。
[0070]只要在不损害本发明效果的范围内,纺丝原液中除了PVA类聚合物以外,还可以 根据目的而含有表面活性剂、分解抑制剂、防冻剂、PH调节剂、遮蔽剂、着色剂、油剂等添加 剂等。
[0071]本发明的PVA类纤维在纺丝后可以根据需要进行拉伸处理。另外,也可以实施对 于PVA类纤维而言通常进行的缩醛化处理等。
[0072]可以将抗氧剂和/或硼化合物添加到PVA纺丝原液中,也可以制成抗氧剂的溶液 或分散液(A)、硼化合物溶液或分散液(B)通过后处理(例如,含浸处理、涂布处理等)而附 着在纺丝
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