專利名稱：聚乙烯醇纖維以及包含它的無(wú)紡布的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聚乙烯醇(以下縮寫為“PVA”)纖維，它具有平整的橫截面以及能夠很容易地原纖化，還涉及包含這種纖維的無(wú)紡布，以及在無(wú)紡布上施加高剪切力制備的原纖化的織物。
背景技術(shù)：
迄今為止，仍然根據(jù)通常的方法生產(chǎn)原纖化的PVA纖維，該方法包括將PVA與其它的聚合物、油、脂肪或者與PVA不溶混的表面活性劑混合然后紡絲，形成最終具有海島狀結(jié)構(gòu)的纖維，接著在其界面劈開該結(jié)構(gòu)，形成裂散纖維。例如為此提出了一種工藝方法，該方法如下將PVA聚合物和其它可與乙烯醇聚合物混溶的聚合物一起溶于溶劑中，例如該聚合物為聚丙烯腈和/或其共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、纖維素聚合物、淀粉等等，在最終混合物中形成相分離結(jié)構(gòu)，然后將該混合物作為紡絲溶液進(jìn)行濕式紡絲形成具有海島狀結(jié)構(gòu)的纖維，接著將纖維捶成原纖化的纖維(例如參見專利參考文獻(xiàn)1-9)。
然而，為了在上述方法中獲得充足的原纖化，聚合物混合物中PVA聚合物含量大體上必須為30-70％質(zhì)量。因此，所獲得纖維的PVA聚合物含量低，纖維將失去PVA聚合物的固有性質(zhì)，例如耐化學(xué)性、親水性、耐侯性和高韌度。通常，配制PVA纖維使其具有耐水性能，但是該方法問題在于因?yàn)橛糜谔幚淼膹?qiáng)酸或者強(qiáng)堿的水解導(dǎo)致纖維降解。當(dāng)PVA纖維與纖維素聚合物一起配制使用時(shí)，進(jìn)一步問題在于聚合物混合物在PVA聚合物/纖維素聚合物的界面大量交聯(lián)，因此，最終纖維的原纖維性顯著降低。
類似地，液體物質(zhì)(例如油和/或表面活性劑)與PVA聚合物一起溶于溶劑中形成具有相分離結(jié)構(gòu)的液體混合物，然后將所得混合物作為紡絲溶液進(jìn)行濕式紡絲形成海島結(jié)構(gòu)的纖維，其中由液體物質(zhì)形成島嶼組分，接著將纖維捶成原纖化的纖維。然而，根據(jù)該方法，為了使生產(chǎn)的纖維能夠被原纖化，所添加的液體物質(zhì)必須至少為30％質(zhì)量。因此，在濕式紡絲過(guò)程中，液體物質(zhì)可能在凝固浴中流出，因此可能污染該浴。為此，根據(jù)該方法進(jìn)行原纖維化纖維的工業(yè)生產(chǎn)是困難的。另外，液體物質(zhì)的大部分在凝固浴中流出，因此最終產(chǎn)品中物質(zhì)的保留率低，纖維的原纖化不足。
另一方面，在交替排列的不同類聚合物的熔融紡絲方法中，為了獲得能分裂的纖維，例如提出紡絲PVA聚合物和聚酯聚合物的混合物，得到可分裂纖維的方法(例如參見專利參考文獻(xiàn)10)。然而，可熔融紡絲的PVA聚合物易溶于水，因此它的耐水性很差，另外，不可能配制它來(lái)改進(jìn)抗水性。因此，在處于熔融狀態(tài)的多組分的紡絲方法中，不可能獲得原纖化的PVA纖維。
JP-A 49-10617[專利參考文獻(xiàn)2]JP-A 51-17609[專利參考文獻(xiàn)3]JP-A 8-284021[專利參考文獻(xiàn)4]JP-A 8-296121[專利參考文獻(xiàn)5]JP-A 8-81818[專利參考文獻(xiàn)6]JP-A 10-102322[專利參考文獻(xiàn)7]JP-A 10-219515[專利參考文獻(xiàn)8]JP-A 10-219517[專利參考文獻(xiàn)9]JP-A 10-237718[專利參考文獻(xiàn)10]JP-A 2001-11736發(fā)明內(nèi)容在進(jìn)行上述考慮的基礎(chǔ)上，我們，本發(fā)明者經(jīng)過(guò)刻苦研究，最后發(fā)現(xiàn)當(dāng)將PVA纖維加工成具有非常平整的橫截面時(shí)，甚至不需要向其中加入相關(guān)領(lǐng)域所述的任何外來(lái)聚合物，該纖維就能夠容易地進(jìn)行原纖化。另外，我們進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，當(dāng)在其中加入層狀化合物時(shí)，纖維的橫截面可以變得更加平整得多。我們還發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的平整PVA纖維在不降低它們的物理性能，例如耐化學(xué)性、親水性、耐侯性和韌性的條件下，能夠被原纖化。
具體地，本發(fā)明提供了PVA纖維，它具有平整的橫截面以及滿足下列公式(1)的平均厚度D(μm)0.4≤D≤5 (1)其中D＝S/L；S表示纖維的橫截面積(μm2)；L表示纖維橫截面主側(cè)面的長(zhǎng)度(μm)。
優(yōu)選本發(fā)明的PVA纖維滿足以下公式(2)
10≤L/D≤50 (2)其中D表示纖維的平均厚度(μm)；L表示纖維橫截面主側(cè)面的長(zhǎng)度(μm)。
還優(yōu)選本發(fā)明PVA纖維平整橫截面的一端或者兩端被分支。更優(yōu)選PVA纖維包含0.01-30％質(zhì)量的平均粒度為0.01-30μm的層狀化合物。
本發(fā)明還提供一種生產(chǎn)干法無(wú)紡布的方法，該方法包括在含有上述提到的纖維作為其部分組分的織物上施加30kg/cm2或更多的噴水壓力，或者在織物上刺針孔，使針孔密度達(dá)到至少250kg/cm2，由此將纖維原纖化；還提供根據(jù)該生產(chǎn)方法獲得的干法無(wú)紡布。
本發(fā)明進(jìn)一步提供生產(chǎn)濕法噴水無(wú)紡布的方法，該方法包括在原紙上施加30kg/cm2或更多的噴水壓力，該原紙是由包含上述提到的纖維作為其必要的纖維組分的一部分的漿料制備的，由此將該纖維原纖化；還提供根據(jù)該生產(chǎn)方法獲得的濕法無(wú)紡布。
本發(fā)明的PVA纖維在受到剪切力或者類似作用時(shí)，能夠容易地分裂成單纖維，并在不降低其物理性能如耐化學(xué)性、親水性、耐侯性和韌性的同時(shí)，能夠容易地原纖化，因此原纖化纖維能夠用于形成干法無(wú)紡布和濕法無(wú)紡布。另外，就吸水率和擦拭能力而言，包含本發(fā)明原纖化纖維的干法無(wú)紡布和濕法無(wú)紡布優(yōu)于包含傳統(tǒng)原纖化纖維的無(wú)紡布。
附圖簡(jiǎn)述

圖1是顯示本發(fā)明PVA纖維橫截面的顯微照片。
圖2是顯示傳統(tǒng)PVA纖維橫截面的顯微照片。
圖3是顯示分裂處理后本發(fā)明PVA纖維原纖化情況的顯微照片。
圖4是顯示供生產(chǎn)本發(fā)明纖維用的不同噴絲板橫截面的示意圖。
優(yōu)選實(shí)施方案的詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的PVA纖維必須具有平整的橫截面。如果它們的橫截面是常規(guī)的蠶繭狀或略圓狀，那么當(dāng)受到施加于其上的剪切力分裂它們時(shí)，纖維將不能分裂開。甚至如果可能的話，它們能分裂成至多兩根，但是不能生產(chǎn)本發(fā)明提供的原纖化纖維。具體地，用掃描電子顯微鏡測(cè)量的纖維平整橫截面的平均厚度D(μm)必須在滿足下列公式(1)的范圍0.4≤D≤5(1)其中D＝S/L；S表示纖維的橫截面積(μm2)；L表示纖維橫截面主側(cè)面的長(zhǎng)度(μm)。
在公式(1)中，如果纖維的平均厚度D超過(guò)5μm，那么纖維將不能輕易地分裂，并且需要使用施加到其上的較大的剪切力將其分裂，因此纖維的加工性能差。當(dāng)D值較小時(shí)，纖維將更容易分裂；但是如果D小于0.4μm，那么在生產(chǎn)或者梳理時(shí)，纖維將分裂，由此纖維的生產(chǎn)率差。優(yōu)選0.8≤D≤4.5，更優(yōu)選1.5≤D≤4。
為了改進(jìn)纖維的可分裂性，除上述公式(1)的條件外，需要纖維的平整橫截面滿足下列公式(2)的范圍，10≤L/D≤50(2)如果L/D的值小于10，那么纖維將在施加到其上的剪切力下分裂，但是剪切力不能很好的傳送到纖維上，因此，必須增大剪切力或者必須延長(zhǎng)剪切時(shí)間。然而，這對(duì)于有效地將纖維原纖化是不利的。另一方面，如果L/D大于50，那么纖維的平整橫截面將保持折疊，因此施加于纖維將其分裂的剪切力將不能很好地傳送到纖維上，因此，不能將纖維充分地進(jìn)行原纖化，另外，當(dāng)將折疊的纖維梳理或者在濕式方法下制成紙時(shí)，它們將纏結(jié)在一起，并且很差地分散。最終，纖維將不能加工成優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。更優(yōu)選，10≤L/D≤30。
圖1是顯示本發(fā)明PVA纖維橫截面的顯微照片。圖2是顯示傳統(tǒng)PVA纖維橫截面的顯微照片。當(dāng)然圖2傳統(tǒng)PVA纖維的橫截面是蠶繭狀的，但是本發(fā)明PVA纖維的橫截面非常地細(xì)平整，具體地，滿足上述公式(1)和(2)，其結(jié)果是橫截面較小尺寸的長(zhǎng)度非常小。更優(yōu)選，為了獲得本發(fā)明提供的無(wú)紡布，纖維平整橫截面的一端或者兩端是支化的。通過(guò)使用掃描電子顯微鏡可拍攝纖維橫截面的圖片。
本發(fā)明生產(chǎn)PVA纖維的方法沒有特殊的限定。例如，可以使用干法紡絲、濕法紡絲或者干濕法紡絲中的任意一種方式生產(chǎn)纖維。從纖維的生產(chǎn)率和質(zhì)量來(lái)看，優(yōu)選濕法紡絲。濕法紡絲包括兩個(gè)常規(guī)方法。一個(gè)是含水濕法紡絲的方法，它包括將PVA樹脂溶于水中制備紡絲溶液，接著紡絲該溶液進(jìn)入凝結(jié)用鹽水溶液中，穿過(guò)噴絲板得到纖維；另一個(gè)是有機(jī)溶劑濕法紡絲方法，它包括將PVA樹脂溶于有機(jī)溶劑制備紡絲溶液，接著紡絲該溶液進(jìn)入凝結(jié)用有機(jī)溶劑浴中，穿過(guò)噴絲板得到纖維。此處任何一種方法均可適用。
含水濕法紡絲的方法描述如下。具體地，將要成為纖維的PVA樹脂溶于水中制備紡絲溶液。就聚合度而言，對(duì)PVA樹脂沒有特殊的限定。通常，它的聚合度是從500-4000，但是優(yōu)選1000-2500。如果聚合度小于500，樹脂分子鏈彼此間的纏結(jié)較差，因此不能在牽引纖維的步驟中很好地伸展。因此，纖維的物理性能如纖維強(qiáng)度和抗水性較差。然而，如果樹脂聚合度大于4000，包含樹脂的紡絲溶液的粘度將大大增加。如果是這樣的話，必須降低紡絲液中PVA樹脂的濃度，并且纖維的生產(chǎn)率將變低。另外，通過(guò)從纖維中除去水導(dǎo)致的體積降低將變大，纖維不能具有預(yù)計(jì)的橫截面。
供本發(fā)明使用的PVA樹脂沒有特殊的限定，它可以與一個(gè)或者多個(gè)羧基、磺酸基、乙烯基、硅烷基、甲硅烷醇基、氨基以及銨基進(jìn)行共聚。這里使用的PVA皂化度也沒有特殊的限定。例如PVA可以具有85-99.9％的皂化度，優(yōu)選96％-99.9％。
與上述的PVA樹脂一起，本發(fā)明的PVA纖維可以包含向其中加入的層狀化合物。當(dāng)包含層狀化合物時(shí)，纖維更易于分裂。層狀化合物是，例如綠土、蒙脫石或云母。它可以是天然產(chǎn)物或者合成產(chǎn)物。然而，為了將該化合物加入到用于纖維的紡絲溶液中，該化合物的平均粒度優(yōu)選0.01-30μm。如果其平均粒度大于30μm，那么化合物可能阻塞紡絲板和過(guò)濾器，并且干擾平穩(wěn)的紡絲操作。另一方面，如果其平均粒度小于0.01μm，那么層狀化合物顆粒將聚集，因此，最終次級(jí)顆粒將大于10μm，并且阻塞紡絲板和過(guò)濾器，因此干擾紡絲良好操作。更優(yōu)選，化合物的平均粒度為0.1-10μm。加入到纖維中的層狀化合物的量?jī)?yōu)選為纖維的0.01-30％質(zhì)量。如果量小于0.01％質(zhì)量，那么化合物對(duì)于提高纖維的可分裂性來(lái)說(shuō)是無(wú)效的。相反，如果量大于30％質(zhì)量，那么紡絲板的穩(wěn)定性將變差，另外，所生產(chǎn)纖維的物理性能將顯著地變壞。更優(yōu)選，板量為0.1-10％質(zhì)量。
關(guān)于它的形狀，用于生產(chǎn)本發(fā)明PVA纖維的噴口具有如圖4的狹縫狀橫截面。具體地，橫截面可以是矩形的，它的主側(cè)面長(zhǎng)為180-1000μm，次側(cè)面為30-80μm；或者可以是在矩形的主側(cè)面端環(huán)繞的半圓形；或者可以是在矩形主側(cè)面端環(huán)繞的圓形，形成“狗骨頭”的形狀。通過(guò)噴口所獲得纖維的橫截面并不總是對(duì)應(yīng)于噴口的橫截面。因此，最好是噴口橫截面的主側(cè)面與次側(cè)面的比為5-50。使用落入該范圍的噴口能夠使生產(chǎn)的PVA纖維具有本發(fā)明計(jì)劃的橫截面。
紡絲溶液流過(guò)具有上述形狀的噴口，然后紡絲進(jìn)入飽和硫酸鈉水溶液。然后，將所得的纖維卷到第一輥柱上，當(dāng)它們?nèi)匀缓畷r(shí)，在濕式條件下拉伸3-4次。接下來(lái)，在恒定長(zhǎng)度條件下，在130℃熱空氣干燥機(jī)中進(jìn)行干燥，然后在干熱條件下，在230℃的熱風(fēng)爐中進(jìn)一步拉伸2-3次，得到本發(fā)明的纖維。本發(fā)明的纖維可以直接按原樣使用。毋庸置疑，它們可以與甲醛一起配制，使它們具備耐水性。
根據(jù)下面所述的方法，可以用干法將這樣生產(chǎn)的纖維制成干法無(wú)紡布。
例如，可以將纖維機(jī)械卷曲，然后切成長(zhǎng)度為2-100mm的短纖維，接著梳理成織物。在形成織物時(shí)，可以單獨(dú)使用本發(fā)明的纖維，但是也可以與一種或者多種不同類型的其它纖維結(jié)合使用，例如該纖維可以是人造絲、粘膠纖維、溶劑紡絲醋酸纖維素、聚酯、尼龍、丙烯酸、聚乙烯、聚丙烯或棉纖維。這樣形成的纖維織物受到施加于其上的30kg/cm2或者更多的噴水壓力，或者針刺成250纖維/cm2或者更大的密度。結(jié)果將織物中的本發(fā)明的PVA纖維分裂然后原纖化，接著獲得如圖3所示的本發(fā)明干法無(wú)紡布。因此獲得的干法無(wú)紡布可以進(jìn)行進(jìn)一步的二次處理。
另一方面，可以將纖維切成長(zhǎng)度為2-20mm的短纖維，然后它們可以與粘合纖維一起濕法成片，形成濕法無(wú)紡布。在這個(gè)過(guò)程中，本發(fā)明的纖維可以與任何一種其它的纖維，如上述干法無(wú)紡布提到的纖維結(jié)合。將包含本發(fā)明纖維的漿料作為至少一部分組分形成紙張，所得的紙受到施加于其上的噴水30kg/cm2或更大。結(jié)果將在紙內(nèi)的本發(fā)明PVA纖維分裂并且原纖化，獲得如圖3所示的本發(fā)明濕法無(wú)紡布。因此獲得的濕法無(wú)紡布可以進(jìn)行進(jìn)一步的二次處理。
此外，可以使用Niagara打漿機(jī)、精煉機(jī)、碎漿機(jī)或者類似打漿機(jī)，攪打本發(fā)明的纖維，然后可以將包含這種攪打纖維的漿料壓入在其中含有原纖化的PVA纖維的濕法無(wú)紡布中。如果需要，可以將漿料與水泥漿一起壓入濕法板巖。同時(shí)如果需要，可以將本發(fā)明的纖維與塑料或者橡膠捏合在一起，以生產(chǎn)用原纖化的PVA纖維增強(qiáng)的塑料或者橡膠產(chǎn)品。
參考下面的例子描述本發(fā)明，然而，其并不是用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。下面的例子中，根據(jù)下述方法測(cè)定或者評(píng)估PVA樹脂的聚合度；PVA纖維橫截面的平均厚度D；纖維的橫截面積S；纖維橫截面主側(cè)面的長(zhǎng)度L；PVA纖維原纖化的加工性能；PVA纖維形成的無(wú)紡布的親水性、耐化學(xué)性和擦拭能力。
PVA樹脂的聚合度將PVA聚合物溶于熱水中形成1-10g/l(Cv)的聚合物濃度，根據(jù)日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)K6726的試驗(yàn)方法，在30℃下，測(cè)定最終聚合物溶液的相對(duì)粘度ηrel。根據(jù)下述公式(I)獲得聚合物的特性粘度[η]，根據(jù)下述公式(II)計(jì)算其聚合度PA。
＝2.303·log(ηrel)/Cv (I)，PA＝([η]×104/8.29)×1.613 (II)。
PVA纖維橫截面的平均厚度D(μm)；纖維的橫截面積S(μm2)；纖維橫截面主側(cè)面長(zhǎng)度L(μm)通過(guò)使用掃描電子顯微鏡(由Hitachi制造)進(jìn)行測(cè)定。
PVA纖維的原纖化加工性能使用平行的梳棉機(jī)，生產(chǎn)重量為60g/m2的無(wú)紡布，并且使其在90kgf/cm2的壓力下進(jìn)行噴水。在如此加工的無(wú)紡布中，使用掃描電子顯微鏡(由Hitachi制造)證實(shí)原纖維的存在與否。認(rèn)為至少有2根纖維從1根纖維上分裂的樣品是優(yōu)良的。
無(wú)紡布的親水性根據(jù)日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)P8141的方法，使用Klemm型吸水檢驗(yàn)機(jī)，對(duì)該樣品進(jìn)行分析并且評(píng)估。
無(wú)紡布的耐化學(xué)性對(duì)10g的無(wú)紡布進(jìn)行抽樣，并且將其浸入1升加熱到60℃的氫氧化鈉(0.5摩爾/升)水溶液中，持續(xù)8個(gè)小時(shí)。然后，用水進(jìn)行充分地沖洗，接著在105℃熱空氣干燥機(jī)中干燥4個(gè)小時(shí)。測(cè)量其絕對(duì)干燥的質(zhì)量a(g)，并且根據(jù)下列公式獲得該樣品的溶解度。這表明了所測(cè)試的無(wú)紡布的耐化學(xué)性。
溶解度(％)＝(1-a/10)×100。
無(wú)紡布的擦拭能力將無(wú)紡布切成一個(gè)5cm×5cm的塊。在其上放置200g的重量，將其用于擦拭被0.15ml Indian墨汁弄臟的透明丙烯酸板。使用色差儀(Nippon DenshokuKogyo的Z-300A)測(cè)定沒有用Indian墨汁弄臟的原始丙烯酸板的透明度A以及用Indian墨汁弄臟然后用無(wú)紡布?jí)K擦拭后的丙烯酸板的透明度B。根據(jù)下列公式獲得擦拭操作后的殘留率。關(guān)于擦拭能力，透明度A和透明度B之間差異較小的樣品較好。
擦拭之后的殘留率(％)＝A-B其中A表示最初沒有用Indian墨汁弄臟的丙烯酸板的透明度(％)，B表示用Indian墨汁弄臟然后擦去的丙烯酸板的透明度(％)。
實(shí)施例1(1)將含水紡絲溶液(該溶液為15％質(zhì)量平均聚合度為1700和皂化度為99.9mol％的PVA樹脂以及0.3％重量的硼酸)，紡絲進(jìn)入PH值控制在至少12的飽和硫酸鈉的凝固浴中，穿過(guò)具有4000個(gè)30μm(長(zhǎng))×450μm(寬)矩形狹縫口的噴絲頭，然后將所得的纖維卷繞在第一輥上，接著用濕法拉伸4次。然后，在130℃下干燥，接著在230℃，干熱條件下干燥3次，得到平整的PVA纖維，它的單纖維細(xì)度為1.5dtex以及具有如表1中的D和L/D。將如此獲得的平整PVA纖維在含10％質(zhì)量硫酸的5％質(zhì)量的甲醛水溶液中進(jìn)行縮醛化60分鐘。
(2)將上述(1)獲得的PVA纖維機(jī)械卷曲，然后切成51-mm的塊。將其梳理形成織物。在壓力為60kg/cm2的噴水裝置下，加工該織物，得到重量為90g/m2的干法無(wú)紡布。這樣獲得的無(wú)紡布，在噴水處理后，將PVA纖維很好地原纖化，如圖3的顯微鏡照片一樣。無(wú)紡布的親水性、耐化學(xué)性以及擦拭能力也都很優(yōu)良，如表1所示。
實(shí)施例2(1)將含水紡絲溶液(該溶液為15％質(zhì)量平均聚合度為1700和皂化度為99.9mol％的PVA樹脂)，紡絲進(jìn)入飽和硫酸鈉的凝固浴中，穿過(guò)具有4000個(gè)30μm(長(zhǎng))×600μm(寬)矩形狹縫口的噴絲頭，然后將所得的纖維卷繞在第一輥上，接著用濕法位伸4次。然后，用與實(shí)施例1相同的方法，在130℃下干燥，接著在230℃，干熱條件下干燥2次，得到平整的PVA纖維，它的單纖維細(xì)度為2.0dtex以及具有如表1中的D和L/D。用與實(shí)施例1相同的方法縮醛化獲得的平整PVA纖維。
(2)將上述(1)獲得的PVA纖維切成10-mm的塊，并將90質(zhì)量份的這樣切的纖維與10質(zhì)量份的Kuraray′s維尼綸粘合纖維VPW101混合，然后用濕法成片。在壓力為60kg/cm2的噴水裝置下，加工該薄片，得到重量為90g/m2的濕法無(wú)紡布。這樣獲得的無(wú)紡布，在噴水處理后，將PVA纖維很好地原纖化，如圖3的顯微鏡照片一樣。無(wú)紡布的親水性、耐化學(xué)性以及擦拭能力也都很優(yōu)良，如表1所示。
實(shí)施例3(1)將含水紡絲溶液(該溶液為15％質(zhì)量平均聚合度為1700和皂化度為99.9mol％的PVA樹脂以及0.8％質(zhì)量的層狀化合物(Corp Chemical的合成云母，SIME-88))，紡絲進(jìn)入飽和硫酸鈉的凝固浴中，穿過(guò)具有4000個(gè)30μm(長(zhǎng))×150μm(寬)矩形狹縫口的噴絲頭，然后將所得的纖維卷繞在第一輥上，接著用濕法拉伸4次。然后，在130℃下干燥，接著在230℃，干熱條件下干燥2次，得到平整的PVA纖維，它的單纖維細(xì)度為2.0dtex以及具有如表1中的D和L/D。用與實(shí)施例1相同的方法縮醛化如此獲得的平整PVA纖維。
(2)使用與實(shí)施例1相同的方法，將上述(1)中獲得的PVA纖維形成干法無(wú)紡布。這樣獲得的無(wú)紡布，在噴水處理后，將PVA纖維很好地原纖化，如圖3的顯微鏡照片一樣。無(wú)紡布的親水性、耐化學(xué)性以及擦拭能力也都很優(yōu)良，如表1所示。
對(duì)比實(shí)施例1(1)將含水紡絲溶液，該溶液為15％質(zhì)量平均聚合度為1700和皂化度為99.9mol％的PVA樹脂，紡絲進(jìn)入飽和硫酸鈉的凝固浴中，穿過(guò)具有4000個(gè)30μm(長(zhǎng))×120μm(寬)矩形狹縫口的噴絲頭，然后將所得的纖維卷繞在第一輥上，接著用濕法拉伸4次。然后，在130℃下干燥，接著在230℃，干熱條件下干燥2次，得到平整的PVA纖維，它的單纖維細(xì)度為2.0dtex以及具有如表1中的D和L/D。用與實(shí)施例1相同的方法縮醛化獲得的平整PVA纖維。
(2)使用與實(shí)施例1相同的方法，將上述(1)中獲得的PVA纖維形成干法無(wú)紡布。由于PVA纖維的平整橫截面(L/D)不能滿足本發(fā)明的條件，如表1，因此甚至在噴水處理后，纖維都不能很好地原纖化。無(wú)紡布的親水性、耐化學(xué)性優(yōu)良，但是其擦拭能力不好。
對(duì)比實(shí)施例2(1)將含水紡絲溶液，該溶液為15％質(zhì)量的平均聚合度為1700和皂化度為99.9mol％的PVA樹脂，紡絲進(jìn)入飽和硫酸鈉的凝固浴中，穿過(guò)具有4000個(gè)直徑均為60μm圓形縫口的噴絲頭，然后將所得的纖維卷繞在第一輥上，接著用濕法拉伸4次。然后，在130℃下干燥，接著在230℃，干熱條件下干燥2次，得到蠶繭狀的PVA纖維，它的單纖維細(xì)度為0.5dtex。用與實(shí)施例1相同的方法縮醛化獲得的蠶繭狀PVA纖維。
(2)使用與實(shí)施例1相同的方法，將上述(1)中獲得的PVA纖維形成干法無(wú)紡布。由于PVA纖維具有蠶繭狀的橫截面，因此在噴水處理中它們不能很好地原纖化。無(wú)紡布的親水性、耐化學(xué)性優(yōu)良，但是其擦拭能力不好。如對(duì)比實(shí)施例1一樣。
對(duì)比實(shí)施例3(1)將DMSO(二甲亞砜)溶液(該溶液為8％質(zhì)量與5mol％醋酸乙烯酯共聚的聚合度為1000的聚丙烯腈樹脂，以及聚合度為1700和皂化度為99.9mol％的12％質(zhì)量的PVA樹脂)，紡絲進(jìn)入5℃的甲醇/DMSO(7/3質(zhì)量)的凝固浴中，穿過(guò)具有10000個(gè)直徑均為80μm圓孔的噴絲頭，然后將所得纖維卷在第一輥上。當(dāng)濕法拉伸3次后，將它們?cè)?0℃的甲醇中萃取，直到其中的DMSO殘留率達(dá)到0.1％質(zhì)量，然后在150℃下干燥。接著，進(jìn)一步在230℃下干燥5次，得到PVA纖維，它的單纖維細(xì)度為2dtex，并具有圓形截面。
(2)使用與實(shí)施例1相同的方法，將上述(1)中獲得的PVA纖維形成干法無(wú)紡布。如表1所示，PVA纖維被很好地原纖化，但是由此形成無(wú)紡布的親水性、耐化學(xué)性和擦拭能力都劣于本發(fā)明(實(shí)施例1-3)平整PVA纖維形成的無(wú)紡布。
表1

本發(fā)明的PVA纖維在受到施加于其上的剪切力時(shí)，能夠容易地分裂成單纖維，并在不降低其物理性能如耐化學(xué)性、親水性、耐侯性和韌性的同時(shí)，能夠容易地原纖化。原纖化纖維可以形成干法或者濕法無(wú)紡布。另外，就吸水性和擦拭能力而言，由本發(fā)明原纖化纖維形成的干法無(wú)紡布和濕法無(wú)紡布優(yōu)于由傳統(tǒng)原纖化纖維形成的無(wú)紡布。進(jìn)一步，當(dāng)本發(fā)明的原纖化PVA纖維與水泥漿一起成片時(shí)，它們可以形成濕法板巖。當(dāng)將本發(fā)明的纖維與塑料或者橡膠捏合在一起時(shí)，它們可以形成由原纖化的PVA纖維增強(qiáng)的塑料或者橡膠產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.聚乙烯醇纖維，它具有平整的橫截面并且具有滿足下述公式(1)的平均厚度D(μm)0.4≤D≤5 (1)其中D＝S/L；S表示纖維的橫截面積(μm2)；L表示纖維橫截面主側(cè)面的長(zhǎng)度(μm)。
2.權(quán)利要求1的聚乙烯醇纖維，它滿足下列公式(2)10≤L/D≤50 (2)其中D表示纖維的平均厚度(μm)；L表示纖維橫截面主側(cè)面的長(zhǎng)度(μm)。
3.權(quán)利要求1或2的聚乙烯醇纖維，其中纖維平整橫截面的一端或者兩端被分支。
4.權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)的聚乙烯醇纖維，其中包含0.01-30％質(zhì)量的平均粒度為0.01-30μm的層狀化合物。
5.一種制備干法無(wú)紡布的方法，它包括在含有權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)的纖維作為其部分組分的織物上施加30kg/cm2或更多的噴水壓力，或者在織物上刺針孔，使針孔密度為至少250kg/cm2，由此將纖維原纖化。
6.一種根據(jù)權(quán)利要求5的方法獲得的干法無(wú)紡布。
7.一種生產(chǎn)濕法噴水無(wú)紡布的方法，它包括在原紙上施加30kg/cm2或更多的噴水壓力，該原紙是由包含權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)的纖維作為其必要纖維組分的一部分的漿料制備的，由此將該纖維原纖化。
8.一種根據(jù)權(quán)利要求7的方法獲得的濕法無(wú)紡布。
全文摘要
提供了一種PVA聚合物的容易原纖化的纖維，它具有優(yōu)良的耐化學(xué)性、親水性、耐候性和抗水性。PVA纖維具有平整的橫截面以及滿足下列公式(1)的平均厚度D(μm)0.4≤D≤5(1)，其中D＝S/L；S表示纖維的橫截面積(μm
文檔編號(hào)D04H1/46GK1530474SQ200410031459
公開日2004年9月22日 申請(qǐng)日期2004年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月10日
發(fā)明者鐮田英樹, 早川友浩, 浩 申請(qǐng)人:可樂麗股份有限公司