(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粘度平均重合度が２００〜６００、鹸化度が９０〜９９．９９モル％、ビニルアルコールユニットに対するトライアッド表示による水酸基３連鎖の中心水酸基のモル分率が７０〜９９．９モル％であり、融点が１６０℃〜２３０℃である熱可塑性ポリビニルアルコール（Ａ）であって、該（Ａ）１００重量部に対してアルカリ金属イオン（Ｂ）がナトリウムイオン換算で０．０００３〜１重量部含有されている熱可塑性ポリビニルアルコールからなる繊維を主体繊維として構成されたワイピングクロス。
【請求項２】
ポリビニルアルコールが、炭素数４以下のα-オレフィン単位および／またはビニルエーテル単位を０．１〜２０モル％含有する変性ポリビニルアルコールである請求項１に記載のワイピングクロス。
【請求項３】
ポリビニルアルコールがエチレン単位を４〜１５モル％含有する変性ポリビニルアルコールである請求項２に記載のワイピングクロス。
【請求項４】
ポリビニルアルコール繊維の単繊維デニールが５デニール以下であり、洗濯処理後の抱水量が４％以上である請求項１〜３のいずれか１項に記載のワイピングクロス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラス製品、プラスチック製品、家具等の払拭清掃用に適したワイピングクロスに関する。さらには水溶性と生分解性を有し廃棄に際して環境にやさしいワイピングクロスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ワイピングクロスとしては多くの提案がなされている。例えば、極細繊維束状繊維の繊維絡合不織布をワイピングクロスとすることが特公昭４５−１２０６０号公報、特公昭４７−３５６１０号公報、特公昭６２−２９５４８号公報、特公昭６２−２９５４９号公報、特開昭５８−１７１２６５号公報、特開昭６０−７１７５２号公報、特開昭６０−７５６６５号公報、特開昭６３−３０９６７３号公報などに、また、表面が極細繊維の立毛で構成され、高分子弾性体を含有した不織布のワイピングクロスが特開昭５８−２０９３３０号公報に、極細繊維立毛織物を油性又は水性の塗布剤で処理した払拭用織物が特開昭６３−９２３１９号公報に、カチオン交換能と３００〜６００重量％の保水性とを有する合成繊維をダストコントロール用繊維基質に用いたフキン、雑巾などの製品が特公昭６０−２３６１７号公報に、エレクトレット化ポリオレフィン解繊糸を使用したダストコントロール製品が特公昭６３−５６３５０号公報に、多角形の形状、偏平率が２．５以上の偏平な形状の断面を有する広表面積人造繊維であって、親油性ポリマー及び／又は親水性ポリマーからなる繊維で作られた布帛を清掃用布帛とすることが特公昭５９−３０４１９号公報などに提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の極細繊維あるいは極細繊維束状繊維の不織布からなるワイピングクロスは吸液性はよいが、液の保持率が大きくないとか、極細繊維の切断脱落で時として発塵源となる。また、繊維の後処理で活性剤などの油剤処理では払拭・清掃効果の持続性が短いなどの問題があった。
【０００４】
本発明の目的は、セルロース繊維で作られたワイピングクロスと同等の吸水効果を有し、吸油性、湿潤性に優れ、かつ液体の保持率が大きく、吸塵・清掃力に優れたワイピングクロスを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、粘度平均重合度が２００〜６００、鹸化度が９０〜９９．９９モル％、ビニルアルコールユニットに対するトライアッド表示による水酸基３連鎖の中心水酸基のモル分率が７０〜９９．９モル％であり、融点が１６０℃〜２３０℃である熱可塑性ポリビニルアルコール（Ａ）であって、該（Ａ）１００重量部に対してアルカリ金属イオン（Ｂ）がナトリウムイオン換算で０．０００３〜１重量部含有されている熱可塑性ポリビニルアルコールからなる繊維を主体繊維として構成されたワイピングクロスであり、好ましくは、単繊維デニールが５ｄ以下であり、該単繊維で構成される布帛の洗濯処理後の抱水量が４％以上である上記ワイピングクロスである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明に用いられるポリビニルアルコール繊維におけるポリビニルアルコールとは、ポリビニルアルコールのホモポリマーは勿論のこと、例えば、共重合、末端変性、および後反応により官能基を導入した変性ポリビニルアルコールも包含するものである。
本発明に用いられるＰＶＡの粘度平均重合度（以下、単に重合度と略記する）は２００〜６００であり、２３０〜４７０が好ましく、２５０〜４５０が特に好ましい。重合度が２００未満の場合には紡糸時に十分な曳糸性が得られず、繊維化できない。重合度が６００を越えると溶融粘度が高すぎて、紡糸ノズルからポリマーを吐出することができない。
【０００７】
ＰＶＡの重合度（Ｐ）は、ＪＩＳ−Ｋ６７２６に準じて測定される。すなわち、ＰＶＡを再鹸化し、精製した後、３０℃の水中で測定した極限粘度［η］から次式により求められるものである。
Ｐ＝(［η］×１０3／8.29）(1/0.62)
重合度が上記範囲にある時、本発明の目的がより好適に達せられる。
【０００８】
本発明のＰＶＡの鹸化度は９０〜９９．９９モル％でなければならない。９3〜９９．９８モル％が好ましく、９４〜９９．９７モル％がより好ましく、９６〜９９．９６モル％が特に好ましい。鹸化度が９０モル％未満の場合には、ＰＶＡの熱安定性が悪く熱分解やゲル化によって満足な溶融紡糸を行うことができないのみならず、後述する共重合モノマーの種類によってはＰＶＡの水溶性が低下し、本発明の水溶性繊維を得ることができない場合がある。
一方、鹸化度が９９．９９モル％よりも大きいＰＶＡは安定に製造することができず、安定した繊維化もできない。
【０００９】
本発明において、トライアッド表示による水酸基３連鎖の中心水酸基とは、ＰＶＡのｄ６−ＤＭＳＯ溶液での500 MHz 1H-NMR(JEOL GX-500)装置、６５℃測定による水酸基プロトンのトライアッドのタクティシティを反映するピーク（I）を意味する。
ピーク（I）はＰＶＡの水酸基のトライアッド表示のアイソタクティシティ連鎖(4.54ppm)、ヘテロタクティシティ連鎖(4.36ppm)およびシンジオタクティシティ連鎖(4.13ppm)の和で表わされ、全てのビニルアルコールユニットにおける水酸基のピーク（II）はケミカルシフト4.05ppm〜4.70ppmの領域に現れることから、本発明のビニルアルコールユニットに対するトライアッド表示による水酸基３連鎖の中心水酸基のモル分率は、１００×（I）／（II）で表されるものである。
【００１０】
本発明においては、水酸基３連鎖の中心水酸基の量を制御することで、ＰＶＡの水溶性、吸湿性など水に関わる諸物性、強度、伸度、弾性率など繊維に関わる諸物性、融点、溶融粘度など溶融紡糸性に関わる諸物性をコントロールできる。これはトライアッド表示による水酸基３連鎖の中心水酸基は結晶性に富み、ＰＶＡの特長を発現させるためと思われる。
【００１１】
本発明の繊維におけるＰＶＡのトライアッド表示による水酸基３連鎖の中心水酸基の含有量は７０〜９９．９モル％であり、７２〜９９モル％が好ましく、７４〜９７モル％がより好ましく、７５〜９６モル％がさらに好ましく、７６〜９５モル％が特に好ましい。
ＰＶＡのトライアッド表示による水酸基３連鎖の中心水酸基の含有量が７０モル％未満である場合には、ポリマーの結晶性が低下し、繊維強度が低くなると同時に、溶融紡糸時に繊維が膠着して巻取り後に巻き出しできない場合がある。また本発明で目的とする水溶性の熱可塑性繊維が得られない場合がある。
ＰＶＡのトライアッド表示による水酸基３連鎖の中心水酸基の含有量が９９．９モル％より大の場合には、ポリマーの融点が高いため溶融紡糸温度を高くする必要があり、その結果、溶融紡糸時のポリマーの熱安定性が悪く、分解、ゲル化、ポリマーの着色が起こる。
【００１２】
本発明に用いられるＰＶＡの融点（Tm）は160〜230℃であり、170〜227℃が好ましく、175〜224℃がより好ましく、180〜220℃が特に好ましい。融点が160℃未満の場合にはＰＶＡの結晶性が低下し繊維強度が低くなると同時に、ＰＶＡの熱安定性が悪くなり、繊維化できない場合がある。一方、融点が230℃を越えると溶融紡糸温度が高くなり紡糸温度とＰＶＡの分解温度が近づくためにＰＶＡ繊維を安定に製造することができない。
【００１３】
ＰＶＡの融点は、DSCを用いて、窒素中、昇温速度10℃/分で250℃まで昇温後、室温まで冷却し、再度昇温速度10℃/分で250℃まで昇温した場合のＰＶＡの融点を示す吸熱ピークのピークトップの温度を意味する。
【００１４】
本発明で使用されるＰＶＡは、ビニルエステル系重合体のビニルエステル単位を鹸化することにより得られる。ビニルエステル単位を形成するためのビニル化合物単量体としては、ギ酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、バレリン酸ビニル、カプリン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、安息香酸ビニル、ピバリン酸ビニルおよびバーサティック酸ビニル等が挙げられ、これらの中でもＰＶＡを得る点からは酢酸ビニルが好ましい。
【００１５】
本発明のポリビニルアルコール繊維を構成する重合体は、ポリビニルアルコールのホモポリマーであっても共重合単位を導入した変性ＰＶＡであってもよいが、溶融紡糸性、水溶性、繊維物性の観点からは、共重合単位を導入した変性ポリビニルアルコールを用いることが好ましい。共重合単量体の種類としては、例えば、エチレン、プロピレン、１−ブテン、イソブテン、１−ヘキセン等のα−オレフィン類、アクリル酸およびその塩、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−プロピル、アクリル酸ｉ−プロピル等のアクリル酸エステル類、メタクリル酸およびその塩、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ｎ−プロピル、メタクリル酸ｉ−プロピル等のメタクリル酸エステル類、アクリルアミド、Ｎ−メチルアクリルアミド、Ｎ−エチルアクリルアミド等のアクリルアミド誘導体、メタクリルアミド、Ｎ−メチルメタクリルアミド、Ｎ−エチルメタクリルアミド等のメタクリルアミド誘導体、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、n−プロピルビニルエーテル、ｉ−プロピルビニルエーテル、n−ブチルビニルエーテル等のビニルエーテル類、エチレングリコールビニルエーテル、１，３−プロパンジオールビニルエーテル、１，４−ブタンジオールビニルエーテル等のヒドロキシ基含有のビニルエーテル類、アリルアセテート、プロピルアリルエーテル、ブチルアリルエーテル、ヘキシルアリルエーテル等のアリルエーテル類、オキシアルキレン基を有する単量体、ビニルトリメトキシシラン等のビニルシリル類、酢酸イソプロペニル、３−ブテン−１−オール、４−ペンテン−１−オール、５−ヘキセン−１−オール、７−オクテン−１−オール、９−デセン−１−オール、３−メチル−３−ブテン−１−オール等のヒドロキシ基含有のα−オレフィン類、フマール酸、マレイン酸、イタコン酸、無水マレイン酸、無水フタル酸、無水トリメリット酸または無水イタコン酸等に由来するカルボキシル基を有する単量体；エチレンスルホン酸、アリルスルホン酸、メタアリルスルホン酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸等に由来するスルホン酸基を有する単量体；ビニロキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド、ビニロキシブチルトリメチルアンモニウムクロライド、ビニロキシエチルジメチルアミン、ビニロキシメチルジエチルアミン、Ｎ−アクリルアミドメチルトリメチルアンモニウムクロライド、Ｎ−アクリルアミドエチルトリメチルアンモニウムクロライド、Ｎ−アクリルアミドジメチルアミン、アリルトリメチルアンモニウムクロライド、メタアリルトリメチルアンモニウムクロライド、ジメチルアリルアミン、アリルエチルアミン等に由来するカチオン基を有する単量体が挙げられる。これらの単量体の含有量は、通常２０モル％以下である。
【００１６】
これらの単量体の中でも、入手のしやすさなどから、エチレン、プロピレン、１−ブテン、イソブテン、１−ヘキセン等のα−オレフィン類、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、n−プロピルビニルエーテル、i−プロピルビニルエーテル、n−ブチルビニルエーテル等のビニルエーテル類、エチレングリコールビニルエーテル、１，３−プロパンジオールビニルエーテル、１，４−ブタンジオールビニルエーテル等のヒドロキシ基含有のビニルエーテル類、アリルアセテート、プロピルアリルエーテル、ブチルアリルエーテル、ヘキシルアリルエーテル等のアリルエーテル類、オキシアルキレン基を有する単量体、３−ブテン−１−オール、４−ペンテン−１−オール、５−ヘキセン−１−オール、７−オクテン−１−オール、９−デセン−１−オール、３−メチル−３−ブテン−１−オール等のヒドロキシ基含有のα−オレフィン類に由来する単量体が好ましい。
【００１７】
特に、共重合性、溶融紡糸性および繊維の水溶性の観点からエチレン、プロピレン、１−ブテン、イソブテンの炭素数４以下のα−オレフィン類、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、n−プロピルビニルエーテル、i−プロピルビニルエーテル、n−ブチルビニルエーテル等のビニルエーテル類がより好ましい。炭素数４以下のα−オレフィン類および／またはビニルエーテル類に由来する単位は、ＰＶＡ中に０．１〜２０モル％存在していることが好ましく、さらに４〜１５モル％が好ましく、６〜１３モル％が特に好ましい。
さらに、α−オレフィンがエチレンである場合において、繊維物性が高くなることから、特にエチレン単位が４〜１５モル％、より好ましくは６〜１３モル％導入された変成ＰＶＡを使用することが好ましい。
【００１８】
本発明で使用されるＰＶＡは、塊状重合法、溶液重合法、懸濁重合法、乳化重合法などの公知の方法が挙げられる。その中でも、無溶媒あるいはアルコールなどの溶媒中で重合する塊状重合法や溶液重合法が通常採用される。溶液重合時に溶媒として使用されるアルコールとしては、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコールなどの低級アルコールが挙げられる。共重合に使用される開始剤としては、α,α'-アゾビスイソブチロニトリル、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチル−バレロニトリル）、過酸化ベンゾイル、ｎープロピルパーオキシカーボネートなどのアゾ系開始剤または過酸化物系開始剤などの公知の開始剤が挙げられる。重合温度については特に制限はないが、０℃〜１５０℃の範囲が適当である。
【００１９】
本発明の繊維におけるアルカリ金属イオン（Ｂ）の含有割合は、ＰＶＡ（Ａ）１００重量部に対してナトリウムイオン換算で０．０００３〜１重量部であり、０．０００３〜０．８重量部が好ましく、０．０００５〜０．６重量部がより好ましく、０．０００５〜０．５重量部が特に好ましい。アルカリ金属イオンの含有割合が０．０００３重量部未満の場合には、得られた繊維が十分な水溶性を示さず未溶解物が残る場合がある。またアルカリ金属イオンの含有量が１重量部より多い場合には溶融紡糸時の分解及びゲル化が著しく繊維化することができない。
アルカリ金属イオンとしては、カリウムイオン、ナトリウムイオン等があげられる。
【００２０】
本発明において、特定量のアルカリ金属イオン（Ｂ）をＰＶＡ中に含有させる方法は特に制限されず、ＰＶＡを重合した後にアルカリ金属イオン含有の化合物を添加する方法、ビニルエステルの重合体を溶媒中において鹸化するに際し、鹸化触媒としてアルカリイオンを含有するアルカリ性物質を使用することによりＰＶＡ中にアルカリ金属イオンを配合し、鹸化して得られたＰＶＡを洗浄液で洗浄することにより、ＰＶＡ中に含まれるアルカリ金属イオン含有量を制御する方法などが挙げられるが後者のほうが好ましい。
なお、アルカリ金属イオンの含有量は、原子吸光法で求めることができる。
【００２１】
鹸化触媒として使用するアルカリ性物質としては、水酸化カリウムまたは水酸化ナトリウムがあげられる。鹸化触媒に使用するアルカリ性物質のモル比は、酢酸ビニル単位に対して０．００４〜０．５が好ましく、０．００５〜０．０５が特に好ましい。鹸化触媒は、鹸化反応の初期に一括添加しても良いし、鹸化反応の途中で追加添加しても良い。
鹸化反応の溶媒としては、メタノール、酢酸メチル、ジエチルスルホキシド、ジメチルホルムアミドなどがあげられる。これらの溶媒の中でもメタノールが好ましく、含水率を０．００１〜１重量％に制御したメタノールがより好ましく、含水率を０．００３〜０．９重量％に制御したメタノールがより好ましく、含水率を０．００５〜０．８重量％に制御したメタノールが特に好ましい。洗浄液としては、メタノール、アセトン、酢酸メチル、酢酸エステル、ヘキサン、水などがあげられ、これらの中でもメタノール、酢酸メチル、水の単独もしくは混合液がより好ましい。
洗浄液の量としてはアルカリ金属イオン（Ｂ）の含有割合を満足するように設定されるが、通常、ＰＶＡ１００重量部に対して、３００〜１００００重量部が好ましく、５００〜５０００重量部がより好ましい。洗浄温度としては、５〜８０℃が好ましく、２０〜７０℃がより好ましい。洗浄時間としては２０分間〜１０時間が好ましく、１時間〜６時間がより好ましい。
【００２２】
また本発明の目的や効果を損なわない範囲で、必要に応じて銅化合物等の安定剤、着色剤、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、難燃剤、可塑剤、潤滑剤、結晶化速度遅延剤を重合反応時、またはその後の工程で添加することができる。特に熱安定剤としてヒンダードフェノール等の有機系安定剤、ヨウ化銅等のハロゲン化銅化合物、ヨウ化カリウム等のハロゲン化アルカリ金属化合物を添加すると、繊維化の際の溶融滞留安定性が向上するので好ましい。
【００２３】
また必要に応じて平均粒子径が０．０１μm以上５μm以下の微粒子を０．０５重量％以上１０重量％以下、重合反応時、またはその後の工程で添加することができる。微粒子の種類は特に限定されず、たとえばシリカ、アルミナ、酸化チタン、炭酸カルシウム、硫酸バリウム等の不活性微粒子を添加することができ、これらは単独で使用しても２種以上併用しても良い。特に平均粒子径が０．０２μm以上１μm以下の無機微粒子が好ましく、紡糸性、延伸性が向上する。
【００２４】
本発明のワイピングクロスを構成するポリビニルアルコール繊維の製造は、公知の溶融紡糸装置を用いることができる。すなわち、溶融押出機でＰＶＡのペレットを溶融混練し、溶融したポリマー流を紡糸頭に導き、ギヤポンプで計量し、紡糸ノズルから吐出させた糸条を巻き取ることで得られる。
【００２５】
但し、本発明においては繊維化条件として、紡糸口金温度がＴｍ〜Ｔｍ＋80℃で、せん断速度（γ）1,000〜25,000sec-1、ドラフトＶ１０〜５００で紡糸することが重要である。
【００２６】
本発明におけるＰＶＡの融点Ｔｍとは、示差走査熱量計（ＤＳＣ：例えばMettler社TA3000）で観察される主吸熱ピークのピーク温度である。せん断速度（γ）は、ノズル半径をｒ（ｃｍ）、単孔あたりのポリマー吐出量をＱ(cm3/sec)とするときγ=４Ｑ／πｒ3で計算される。またドラフトＶは、引取速度をA(m/分)とするときＶ＝Ａ・πｒ2／Ｑで計算される。
【００２７】
紡糸口金温度がＰＶＡの融点Ｔｍより低い温度では該ＰＶＡが溶融しないために紡糸できない。またＴｍ＋80℃を越えるとＰＶＡが熱分解しやすくなるために紡糸性が低下する。また、せん断速度は1,000sec-1よりも低いと断糸しやすく、25,000sec-1より高いとノズルの背圧が高くなり紡糸性が悪くなる。ドラフトは10より低いとデニールむらが大きくなり安定に紡糸しにくくなり、ドラフトが５００より高くなると断糸しやすくなる。
【００２８】
紡糸ノズルから吐出された糸条は延伸せずにそのまま高速で巻き取るか必要に応じて延伸される。延伸は破断伸度(HDmax)×0.55〜0.9倍の延伸倍率でガラス転移点(Ｔｇ)以上の温度で延伸される。
延伸倍率がHDmax×0.55未満では十分な強度を有する繊維が安定して得られず、HDmax×0.9を越えると断糸しやすくなる。延伸は紡糸ノズルから吐出された後に一旦巻き取ってから延伸する場合と、延伸に引き続いて施される場合があるが、本発明においてはいずれでもよい。延伸は通常熱延伸され、熱風、熱板、熱ローラー、水浴等のいずれを用いて行ってもよい。
【００２９】
延伸する場合の延伸温度は、未延伸糸の結晶化部分が少ない場合には、Ｔｇを延伸温度の目安とするが、本発明に用いるポリビニルアルコールは結晶化速度が速いため未延伸糸の結晶化がかなり進み、Ｔｇ前後では結晶部分の可塑変形が生じにくい。このため熱ローラー延伸などの接触加熱延伸をする場合でも比較的高い温度（７０〜１２０℃程度）を目安に延伸する。また、加熱チューブなどの非接触タイプのヒーターを使用して加熱延伸する場合は、さらに高温で１５０〜２００℃程度の温度条件とすることが好ましい。
ガラス転移点以上の延伸温度で破断伸度(HDmax)×0.55〜0.9倍の延伸倍率の範囲を外れた条件で延伸処理を行うと、得られる繊維表面に繊維軸方向に沿ってたて筋状の溝が形成され、繊維化以降の工程のガイド等での擦れや工程で糸条に働く擦過力により、繊維に形成された溝からフィブリル化が発生し、スカムになって欠点になったり、工程中で断糸が生じるので好ましくない。本発明では、上記のような条件を採用することにより、繊維表面に繊維軸方向に伸びる長さ０．５μm以上の溝が実質的に存在しないポリビニルアルコール繊維が得られ、繊維化工程以降においてもフィブリル化や断糸が発生しないという特徴を有している。一方、従来の湿式紡糸法、乾湿式紡糸法、乾式紡糸法、ゲル紡糸法などで製造されたＰＶＡ繊維は、繊維表面の全面に繊維軸方向に伸びる溝が多数形成され、これらの手法で長さ0.5μｍ以上の溝をなくすことは極めて困難である。
【００３０】
なお、本発明での溝は、繊維軸方向にほぼ沿った方向に、長さが０．５μm以上の細長い溝状の凹部を指し、繊維表面を走査電子顕微鏡で２０００倍〜２００００倍に拡大することで観察される凹凸構造を指すものであり、上記のように従来公知の湿式紡糸、乾湿式紡糸、乾式紡糸、ゲル紡糸などの紡糸技術にとっては、殆ど回避不能のものであり、溶融紡糸法であっても、延伸倍率を高くするなど繊維の配向を大きくするような条件下で形成されやすいものである。
【００３１】
また、本発明で使用される繊維の断面形状は特に限定されず、真円状、中空、異型断面など自由に変更できる。繊維化〜ワイピングクロス製造までの工程通過性の点からは真円が好ましい。
【００３２】
また、繊維化における引取速度は、一旦巻き取ってから延伸処理を行う場合、紡糸直結延伸の一工程で紡糸延伸して巻き取る場合、延伸を行わずに高速でそのまま巻き取る場合で異なるが、大凡５００ｍ/分〜７０００ｍ/分の範囲で引き取られ、従来の湿式、乾湿式、乾式紡糸法などで採用されている紡糸速度に比べて極めて高速での繊維化が可能である。５００ｍ/分未満で紡糸できないことはないが、生産性の点からは意味が少ない。一方、７０００ｍ/分を超えるような超高速では、繊維の断糸が起こりやすい。
【００３３】
本発明の水溶性ＰＶＡ繊維は、製造条件によって水溶解時の収縮挙動を制御することが可能であり、繊維が水溶解時に収縮しないか収縮量を小さく抑えようとする場合には、繊維に熱処理を施しておくことが望ましい。この熱処理は、延伸を伴う繊維化工程においては、延伸と同時に行なってもよいし、延伸と別個に行う熱処理であってもよい。
熱処理温度を高くすると水溶解時の最大収縮率を低くすることができるが、逆に繊維の水中溶断温度が高くなる傾向にあるので、用途に応じて水中溶断温度と溶解時の最大収縮率とのバランスを見ながら、熱処理条件を設定することが望ましく、大凡はＰＶＡのガラス転移点〜（Ｔｍ−10）℃の範囲内で条件設定することが好ましい。
処理温度がＴｇより低い場合には十分に結晶化した繊維が得られず、布帛にして熱セットして用いる場合の収縮が大きくなったり、該繊維を熱水で溶解したときの最大収縮率が７０％を越えたり、吸湿しやすくなるので保存中に繊維間が膠着することがある。また処理温度が（Ｔｍ-10）℃を越える場合には繊維が熱により膠着して好ましくない。
【００３４】
熱処理は延伸後の繊維に収縮を加えて行ってもよい。繊維に収縮を加えると水中での溶断までの繊維の収縮率が小さくなる。加える収縮は０．０１〜５％好ましく、０．１〜４．５％がより好ましく、１〜４％が特に好ましい。加える収縮が０．０１％以下の場合には水溶断時の最大収縮率を小さくする効果が実質的に得られず、加える収縮が５％を越える場合には収縮処理中に繊維がたるんで安定に収縮を加えることができない。
なお、本発明で用いられるＰＶＡは水に溶解しやすいので、水分の影響の少ない熱風等による乾熱延伸することが好ましいが、やむを得ず、水浴延伸する場合は、４０℃以下の水浴で延伸することが好ましい。
【００３５】
水中での溶断温度および最大収縮率は、用途によって異なるが、低温で溶解し、しかも溶解するまでの収縮率は低いものが経済性および寸法安定性の面からは好ましい。溶断温度は、繊維に２mｇ／デニールの荷重をかけて、水中に吊るし、水温を上げていったときに繊維が溶断する温度であり、溶断するまでの最も高い収縮率を最大収縮率とする。
本発明において、「水溶性」であるということは、溶解までの時間の長短に拘わらず、上記の方法で測定した時に所定の温度で溶断することを意味する。そして、ＰＶＡの種類や繊維の製造条件を変更することにより、約１０℃〜１００℃の溶断温度を持つ水溶性繊維を得ることが可能であるが、水周りに使用する吸水性の優れたワイピングクロスとして、低温で水に溶解してしまう繊維を使用することはできないので、５０℃以上の溶断温度を有する繊維とすることが好ましい。
【００３６】
ワイピングクロスを水に溶解して廃棄する場合、溶解処理は水溶性繊維の溶断温度や用途に応じて適宜調整すればよいが、処理温度は高いほど処理時間が短くなり、５０℃以上で処理するのが好ましく、６０℃以上がさらに好ましい。またＰＶＡからなる溶融紡糸繊維の溶解処理は該繊維の分解を伴うものであってもよい。
なお、水溶液には、通常は軟水が用いられるがアルカリ水溶液、酸性水溶液等であってもよいし、界面活性剤や浸透剤を含んだものであってもよい。
【００３７】
また、水中で溶断する際の繊維の最大収縮率は７０％以下が好ましく、６０％以下がより好ましく、５０％以下がさらに好ましく、４０％以下が特に好ましく、３０％以下が最も好ましい。最大収縮率が大きすぎると、水中で溶解する際にＰＶＡ繊維が激しく収縮し、ワイピングクロスが塊状になって溶解するのに長時間を要する場合がある。
【００３８】
本発明で使用されるＰＶＡは生分解性を有しており、活性汚泥処理あるいは土壌に埋めておくと分解されて水と二酸化炭素になる。該ＰＶＡは水溶液の状態で活性汚泥で連続処理すると２日〜１ヶ月でほぼ完全に分解される。生分解性の点から該繊維の鹸化度は９０〜９９．９９モル％が好ましく、９２〜９９．９８モル％がより好ましく、９３〜９９．９７モル％が特に好ましい。また該繊維の１，２−グリコール結合含有量は１．２〜２．０モル％が好ましく、１．２５〜１．９５モル％がより好ましく、１．３〜１．９モル％が特に好ましい。
ＰＶＡの１，２−グリコール結合量が１．２モル％未満の場合には、ＰＶＡの生分解性が悪くなるばかりでなく、溶融粘度が高すぎて紡糸性が悪くなる場合がある。ＰＶＡの１，２−グリコール結合含有量が２．０モル％以上の場合にはＰＶＡの熱安定性が悪くなり紡糸性が低下する場合がある。
ＰＶＡの１，２−グリコール結合含有量はＮＭＲのピークから求めることができる。鹸化度９９．９モル以上に鹸化後、十分にメタノール洗浄を行い、次いで９０℃減圧乾燥を２日間したＰＶＡをＤＭＳＯ−Ｄ６に溶解し、トリフルオロ酢酸を数滴加えた試料を５００ＭＨｚのプロトンＮＭＲ（ＪＥＯＬ  ＧＸ−５００）を用いて８０℃で測定する。
ビニルアルコール単位のメチン由来ピークは３．２〜４．０ｐｐｍ（積分値Ａ）、１，２−グリコール結合の１つのメチン由来のピークは３．２５ｐｐｍ（積分値Ｂ）に帰属され、次式で１，２−グリコール結合含有量を算出できる。ここでΔは変性量（モル％）を表す。
1,2-グリコール結合含有量（モル％）＝100B／{100A/(100-Δ)}
【００３９】
また、本発明のワインピングクロスにおける吸水性能は、ポリビニルアルコール繊維の単繊維デニールを５デニール以下、好ましくは３デニール以下とすることにより、後述する条件で繰り返し洗濯を行なった後においても４％以上という抱水量が維持され、優れた吸水能力が発揮される。単糸デニールが５デニールを超える場合は、例えば、同じデニールを持つポリエステル繊維からなるワイピング素材と対比して吸水性能の差が顕著に現れない。このことは実際の拭取りテストにおいても同様の結果となる。この顕著な吸水性能の発現のメカニズムは明確ではないが、ワイピングクロスを構成するポリマーの親水性とワイピングクロスとしての繊維集合体におけるキャピラリー効果との相乗作用によるものと推定される。
【００４０】
本発明のワインピングクロスの形態は、上記のポリビニルアルコール繊維を主体繊維とするものであれば、特に限定されるものではないが、例えば、通常の乾式法あるいは湿式法により繊維ウエブを形成し、ニードルパンチ法及び／又は水流噴射法による繊維絡合処理を施すことにより得られる。
その後、必要に応じて樹脂加工、起毛処理を行ない、さらに清掃効果を補強するための活性剤、柔軟剤、油剤などの処理剤を付与してワイピングクロスに仕上ることができる。また、ワイピングクロスには、必要に応じて着色処理、エンボス処理、カレンダーがけなどの仕上げ処理を施して、所望の形状に加工して製品にすることができる。
また、本発明のワイピングクロスは、上記の不織布以外の形態として、例えば、織物や編物とすることができ、さらに、ワイピングクロスを構成する繊維としては長繊維であっても短繊維であっても差し支えない。
【００４１】
本発明のワイピングクロスは、構成繊維の親水性と繊維のキャピラリー効果の相乗作用により持続性のある吸水性と払拭・清掃力に優れており、光学機器、眼鏡、レンズ、ガラス、プラスチック、塗装面、家具類、金属製品、陶磁器、床、柱、板などの木材製品、自動車などの清掃用として有用であり、さらに汚れたワイピングクロスは洗濯して繰り返し使用することができるものである。
また、本発明のワイピングクロスは５０℃以上の熱水により溶解させることができ、生分解性も有するために廃棄処分が容易である。
【００４２】
【実施例】
次に本発明を具体的に実施例で説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、実施例中の部及び％はことわりのない限り重量に関するものである。
また、ワイピングクロスの吸水性能は、ワイピングクロスを常温の水に５分間浸漬して十分に吸水させた後、遠心脱水機で１５００Gに１０分間脱水処理し、余分の水を除去し、処理後の水分を測定してワイピングクロス重量に対する百分率で表示して抱水率(量)としたものである。また、本発明における洗濯処理後の抱水率(量)は、下記の条件で洗濯を１０回繰返した後の抱水率(量)である。
＜洗濯処理条件＞
２０℃の水１リットルに２gの割合で合成洗剤を溶解して洗濯液とし、浴比３０対１となるようにワイピングクロスを５分間洗濯処理し脱水した後に、すすぎを２分間行い脱水する「すすぎ工程」を２回行ない、脱水して風乾する。
【００４３】
さらに、ワイピングクロスの拭取りテストは、机の上へ所定量たらした水を人の手による通常の力でワイピングクロスで１回拭取り、机の上の水の残存状態で評価した。
【００４４】
［ＰＶＡの分析方法］
ＰＶＡの分析方法は特に記載のない限りはＪＩＳ−Ｋ６７２６に従った。
変性量は変性ポリビニルエステルあるいは変性ＰＶＡを用いて５００  ＭＨｚ
プロトンＮＭＲ(ＪＥＯＬ  ＧＸ−５００）装置による測定から求めた。
アルカリ金属イオンの含有量は原子吸光法で求めた。
【００４５】
本発明のＰＶＡのトライアッド表示による３連鎖の水酸基量の割合は以下の測定により求めた。
ＰＶＡを鹸化度９９．５モル％以上に鹸化後、十分にメタノール洗浄を行い、次いで９０℃減圧乾燥を２日間したＰＶＡを用いて、ｄ６−ＤＭＳＯに溶解した後、５００  ＭＨｚ  プロトンＮＭＲ（ＪＥＯＬ  ＧＸ−５００）装置により６５℃測定を行った。ＰＶＡ中のビニルアルコールユニットの水酸基由来のピークはケミカルシフト4.05ppmから4.70ppmの領域に現れ、この積分値をビニルアルコールユニット量（II）とする。ＰＶＡのトライアッド表示による水酸基３連鎖の中心水酸基はそれぞれアイソタクティシティ連鎖の場合4.54ppm、ヘテロタクティシティ連鎖の場合4.36ppmおよびシンジオタクティシティ連鎖の場合は4.13ppmに現れる。この３者の積分値の和をトライアッド表示による水酸基３連鎖の中心水酸基量（I）とする。
本発明のＰＶＡのビニルアルコールユニットに対するトライアッド表示による水酸基３連鎖の中心水酸基のモル分率は１００×（I）／（II）で表される。
【００４６】
［融点］
ＰＶＡの融点は、DSC（メトラー社、ＴＡ３０００）を用いて、窒素中、昇温速度10℃/分で250℃まで昇温後室温まで冷却し、再度、昇温速度10℃/分で250℃まで昇温した場合のＰＶＡの融点を示す吸熱ピークのピークトップの温度で表した。
【００４７】
[水溶性]
本発明のワイピングクロスを構成するＰＶＡ繊維の水中での溶断温度は、クロスから採取した繊維に２mｇ／デニールの荷重をかけて、目盛りつきの板と共に繊維の浸水長が約１ｃｍとなるように水中に浸漬し、水温２０℃から昇温速度１℃／分の条件で昇温したときに繊維が溶断する温度とし、繊維が溶断するまで、繊維長を目盛りで読み取って繊維長の変化から最大の収縮率を求めた。また、これとは別に、９０℃の水中で１時間撹拌したときの未溶解物の有無を目視観察した。
【００４８】
［繊維の強度、伸度］
ＪＩＳ  Ｌ１０１３に準拠して測定した。
【００４９】
実施例１
［エチレン変性ＰＶＡの製造］
撹拌機、窒素導入口、エチレン導入口および開始剤添加口を備えた１００Ｌ加圧反応槽に酢酸ビニル２９．０ｋｇおよびメタノール３１．０ｋｇを仕込み、６０℃に昇温した後３０分間窒素バブリングにより系中を窒素置換した。次いで反応槽圧力が５．９ｋｇ／ｃｍ2となるようにエチレンを導入仕込みした。開始剤として２，２’−アゾビス（４−メトキシ−２，４−ジメチルバレロニトリル）（ＡＭＶ）をメタノールに溶解した濃度２．８ｇ／Ｌ溶液を調整し、窒素ガスによるバブリングを行って窒素置換した。上記の重合槽内温を６０℃に調整した後、上記の開始剤溶液１７０ｍｌを注入し重合を開始した。重合中はエチレンを導入して反応槽圧力を５．９ｋｇ／ｃｍ２に、重合温度を６０℃に維持し、上記の開始剤溶液を用いて６１０ｍｌ／ｈｒでＡＭＶを連続添加して重合を実施した。１０時間後に重合率が７０％となったところで冷却して重合を停止した。反応槽を開放して脱エチレンした後、窒素ガスをバブリングして脱エチレンを完全に行った。次いで減圧下に未反応酢酸ビニルモノマーを除去しポリ酢酸ビニルのメタノール溶液とした。得られた該ポリ酢酸ビニル溶液にメタノールを加えて濃度が５０％となるように調整したポリ酢酸ビニルのメタノール溶液２００ｇ（溶液中のポリ酢酸ビニル１００ｇ）に、４６．５ｇ（ポリ酢酸ビニル中の酢酸ビニルユニットに対してモル比（ＭＲ）０．１０）のアルカリ溶液（ＮａＯＨの１０％メタノール溶液）を添加して鹸化を行った。アルカリ添加後約２分で系がゲル化したものを粉砕器にて粉砕し、６０℃で１時間放置して鹸化を進行させた後、酢酸メチル１０００ｇを加えて残存するアルカリを中和した。フェノールフタレイン指示薬を用いて中和の終了を確認後、濾別して得られた白色固体のＰＶＡにメタノール１０００ｇを加えて室温で３時間放置洗浄した。上記洗浄操作を３回繰り返した後、遠心脱液して得られたＰＶＡを乾燥機中７０℃で２日間放置して乾燥ＰＶＡを得た。
【００５０】
得られたエチレン変性ＰＶＡの鹸化度は９８．４モル％であった。また該変性ＰＶＡを灰化させた後、酸に溶解したものを用いて原子吸光光度計により測定したナトリウムの含有量は、変性ＰＶＡ１００重量部に対して０．０３重量部であった。
また、重合後未反応酢酸ビニルモノマーを除去して得られたポリ酢酸ビニルのメタノール溶液をｎ−ヘキサンに沈殿、アセトンで溶解する再沈精製を３回行った後、８０℃で３日間減圧乾燥を行って精製ポリ酢酸ビニルを得た。該ポリ酢酸ビニルをＤＭＳＯ−ｄ６に溶解し、５００ＭＨｚプロトンＮＭＲ（ＪＥＯＬ  ＧＸ−５００）を用いて８０℃で測定したところ、エチレンの含有量は１０モル％であった。上記のポリ酢酸ビニルのメタノール溶液をアルカリモル比０．５で鹸化した後、粉砕したものを６０℃で５時間放置して鹸化を進行させた後、メタノールソックスレーを３日間実施し、次いで８０℃で３日間減圧乾燥を行って精製されたエチレン変性ＰＶＡを得た。該ＰＶＡの平均重合度を常法のＪＩＳ  Ｋ６７２６に準じて測定したところ３３０であった。該精製ＰＶＡの１，２−グリコール結合量および水酸基３連鎖の水酸基の含有量を５００ＭＨｚプロトンＮＭＲ（ＪＥＯＬ  ＧＸ−５００）装置による測定から前述のとおり求めたところ、それぞれ１．５０モル％および８３％であった。
さらに該精製された変性ＰＶＡの５％水溶液を調整し厚み１０ミクロンのキャスト製フィルムを作成した。該フィルムを８０℃で１日間減圧乾燥を行った後に、ＤＳＣ（メトラー社、ＴＡ３０００）を用いて、前述の方法によりＰＶＡの融点を測定したところ２０６℃であった。
ここで得られた変性ＰＶＡの重合度、ケン化度、融点、変性種、変性量、中心水酸基含有量、ナトリウムイオン含有量はまとめて表１に示した。
【００５１】
【表１】
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【００５２】
上記で得られた変性ＰＶＡを溶融押し出し機を用いて２４０℃で溶融混練し、溶融したポリマー流を紡糸頭に導き、ギヤポンプで計量し、孔径０．２５ｍｍ、ホール数７２のノズルから吐出させ８００ｍ／分の速度で６時間巻き取った（剪断速度８，２００sec-1、ドラフト５２）。得られた紡糸原糸をホットローラー温度７５℃、ホットプレート温度１７０℃で２．０倍(HDmax×0.7に相当)にローラープレート延伸し、１５０ｄ／７２ｆ(単繊維繊度２デニール)の延伸糸を得た。得られた延伸糸の断面形状は均一な真円状であった。
繊維の強度、伸度、水溶性、溶断温度および溶断までの最大収縮率を表２に示す。
【００５３】
【表２】
0003887131.tif 000003
【００５４】
次に、この延伸糸を50本合糸して7500デニールの集束体として押込捲縮機により機械捲縮を付与し、次いで繊維長51mmに切断してステープル繊維とした後、カード及びランダムウェバーを通して繊維ウェブを形成し、ノズルから高圧噴射水流を当てて繊維絡合処理を行ない、更にカレンダー掛けを行なって平均目付１６５ｇ／ｍ2、見掛け密度０．１６ｇ／ｃｍ3の繊維絡合不織布を得た。
この繊維絡合不織布の抱水率は初期が７．２％、洗濯１０回後が７．０％であって、洗濯による抱水率の低下はみられなかった。
この絡合不織布にノニオン系活性剤及び高級カルボン酸エステル、芳香剤等を付与してワイピングクロスに仕上げた。このワイピングクロスは、埃、指紋、手垢、水分等の払拭・清掃効果に優れ、特に家具や自動車の清掃に適していた。また、机の上に５ＣＣの水を垂らし、拭取りテストを実施したところ、机の上に水分が残らず拭取り性も良好であった。ワイピングクロスとしての初期及び繰り返し洗濯後の抱水量、拭取り性の評価結果を表２に示した。
【００５５】
実施例２〜６
表１に示すようなＰＶＡの種類を用い、紡糸・延伸条件を表２に示すようにしたこと以外は実施例１と同様にして繊維化を行い、ワイピングクロスを作成した。紡糸性、繊維の強度、伸度、水溶性、溶断温度、溶断までの最大収縮率、ワイピングクロスとしての初期及び繰り返し洗濯後の抱水量、拭取り性を表２に示した。
【００５６】
実施例７
繊維断面をＹ型断面に変更すること以外は実施例１と同様にして繊維化し、ワイピングクロスを作成して評価を行なった。紡糸性、繊維の強度、伸度、水溶性、溶断温度、溶断までの最大収縮率、ワイピングクロスとしての初期及び繰り返し洗濯後の抱水量、拭取り性の評価結果を表２に示した。
【００５７】
比較例１
ＰＶＡを製造する際に、メタノール洗浄を４回実施した後、さらにメタノール／水＝９０／１０の混合溶液で洗浄を３回実施したこと以外は、実施例１と同様にして繊維化を行なった。しかし、ゲル化のためか極短時間（約５分）しか、巻き取ることができなかった。紡糸性、繊維の強度、伸度、水溶性、溶断温度、溶断までの最大収縮率、ワイピングクロスとしての初期及び繰り返し洗濯後の抱水量、拭取り性の評価結果を表２に示した。
【００５８】
比較例２
ＰＶＡの種類を表１のようにし、紡糸・延伸条件を表２に示すようにしたこと以外は実施例１と同様にしてＰＶＡの繊維化を行なった。紡糸性は非常に良く、繊維物性もまずまずであったが、９０℃の水中で１時間溶解処理した場合、膨潤するものの溶解は殆どしなかった。(表１、２)
【００５９】
比較例３
ＰＶＡの変わりに単繊維繊度が２．１デニールのポリエチレンテレフタレート繊維を用い、実施例１と同様にしてワイピングクロスを作成したが、吸水性が低く拭取り性の満足のいくものでなかった。(表２)