(57)【要約】【課題】  強度、弾性率などの力学的特性に優れ、高い難燃性を有し、燃焼時の収縮が抑制された難燃性ＰＶＡ系繊維を効率的かつ低コストで提供する。【解決手段】  重合度１２００以上、ケン化度９０モル％以上のＰＶＡ系ポリマー、および含ハロゲンビニルポリマー、層状ケイ酸塩からなり、かつ層状ケイ酸塩の平均層間距離が２０Å以上であることを特徴とする難燃性ＰＶＡ系繊維。【選択図】図１【特許請求の範囲】
【請求項１】
重合度１２００以上、ケン化度９０モル％以上のポリビニルアルコール系ポリマー、および含ハロゲンビニルポリマー、層状ケイ酸塩からなり、かつ層状ケイ酸塩の平均層間距離が２０Å以上であることを特徴とする難燃性ポリビニルアルコール系繊維。
【請求項２】
ポリビニルアルコール系ポリマーに対し、含ハロゲンビニルポリマーが１５〜６５質量％、層状ケイ酸塩が１〜３０質量％含有してなる請求項１記載の難燃性ポリビニルアルコール系繊維。
【請求項３】
層状ケイ酸塩がスメクタイト系粘土化合物または合成フッ素雲母である請求項１または２記載の難燃性ポリビニルアルコール系繊維。
【請求項４】
ポリビニルアルコール系ポリマー溶液に、含ハロゲンビニルポリマーおよび層状ケイ酸塩が均一に分散した紡糸原液を、紡糸、延伸して製糸することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の難燃性ポリビニルアルコール系繊維の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はポリビニルアルコール（以下、ＰＶＡと記載することがある）系ポリマーと含ハロゲンビニルポリマー（以下、ＰＶＸと記載することがある）、さらには層状ケイ酸塩を主な構成成分とする難燃性ＰＶＡ系繊維に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、難燃繊維としては、難燃性モノマーを共重合したアクリル繊維やポリエステル繊維、難燃性薬剤を練り込んだり反応させたりした再生セルロース繊維、ポリマー自身が難燃性である熱硬化性繊維やアラミド繊維、難燃性薬剤で後加工した木綿や羊毛などが広く知られている（例えば特許文献１、２参照。）。しかしながら、上記アクリル繊維の場合には燃焼時シアンガスが発生すること、またポリエステル繊維の場合にはメルトドリップが発生すること、熱硬化性繊維の場合には繊維強度が低いこと、アラミド繊維の場合には繊維自体が極めて高価であること、さらに木綿や羊毛の場合には後加工によって風合い硬化が起こってしまうことなどの種々の問題があった。【０００３】
これらに対し、難燃性ＰＶＡ系繊維は、メルトドリップがなく、かつ高強度で洗濯耐久性に優れていることから、難燃繊維として注目され種々の検討がなされており、中でも含ハロゲンビニルポリマーを複合した難燃性ＰＶＡ系繊維は高度の難燃性を示すことが知られている（例えば、特許文献３、４参照。）。しかしながら、これら従来の難燃性ＰＶＡ系繊維も、その難燃性は未だ十分でなく、更には燃焼時に収縮するために、火にかざしたときに炎が貫通することが問題となっていた。従って難燃性ＰＶＡ系繊維では、更なる難燃性の向上と燃焼時の収縮を抑制することが強く求められていた。【０００４】
また、近年、層状ケイ酸塩をポリマー材料にナノメートルレベルで複合させる、いわゆるポリマーナノコンポジット化技術が盛んに研究されており、当技術によりポリマーの性能向上を図ることが提案されている。例えば、層状ケイ酸塩を含有させたポリアミド樹脂組成物およびフィラメント、膨潤性フッ素雲母系化合物を含有させた強化ポリアミドで構成されたフィラメント、膨潤性フッ素雲母系化合物を均一に分散させた強化ポリアミド樹脂で構成された人工芝生用ヤーンがそれぞれ提案されており、これらでは、ポリアミド系樹脂に層状ケイ酸塩を均一にナノ分散させることにより、繊維の寸法安定性や耐熱性、耐熱水性が改善されることが記載されている（例えば、特許文献５〜７参照）。【０００５】
また、層状ケイ酸塩を難燃剤として利用することも提案されている。例えば、層状ケイ酸塩を含有させたポリビニルアルコール樹脂からなる難燃性成形品が提案されており、難燃性が改善されることが記載されている（特許文献８参照）。【０００６】
さらに、層状ケイ酸塩をナノ分散させたＰＶＡ系繊維も知られている（特許文献９参照）が、本発明者らの検討によると、その難燃性は実用レベルにはほど遠く、例えば、従来技術である含ハロゲンビニルポリマーを複合した難燃性ＰＶＡ系繊維と比較しても、その難燃性能は不十分であった。【０００７】
【特許文献１】特開２００３−３３５９６２号公報
【特許文献２】特開平１−２２１５３７号公報
【特許文献３】特開平３−１２６７４９号公報
【特許文献４】特開平５−７８９０９号公報
【特許文献５】特開平３−８１３６４号公報
【特許文献６】特開平８−３８１８号公報
【特許文献７】特開平１０−１３０９５６号公報
【特許文献８】特開２０００−０９５９１５号公報
【特許文献９】特開２００５−９０２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、ＰＶＡ系繊維が本来有する強度、弾性率等の機械的性能を損なうことがなく、難燃性および燃焼時の収縮が改善された難燃性ＰＶＡ系繊維、及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者等は、上記した難燃性ＰＶＡ系繊維を得るべく鋭意検討を重ねた結果、ＰＶＡ系ポリマーにＰＶＸおよび層状ケイ酸塩を特定の条件で複合することによって、機械的特性を低下させることなく難燃性および燃焼時の収縮が改善された難燃性ＰＶＡ系繊維が製造できることを見出した。すなわち本発明は、重合度１２００以上、ケン化度９０モル％以上のＰＶＡ系ポリマー、およびＰＶＸ、層状ケイ酸塩からなり、かつ層状ケイ酸塩の平均層間距離が２０Å以上であることを特徴とする難燃性ＰＶＡ系繊維であり、好ましくはＰＶＡ系ポリマーに対し、ＰＶＸポリマーが１５〜６５質量％、層状ケイ酸塩が１〜３０質量％含有してなる上記の難燃性ＰＶＡ系繊維であり、より好ましくは層状ケイ酸塩がスメクタイト系粘土化合物または合成フッ素雲母である難燃性ＰＶＡ系繊維に関するものである。【００１０】
また本発明は、ＰＶＡが溶解する溶液中にＰＶＸおよび層状ケイ酸塩が均一に分散した紡糸原液を、紡糸、延伸して製糸することを特徴とする上記の難燃性ＰＶＡ系繊維の製造方法に関する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、強度、弾性率などの力学的特性に優れ、高い難燃性を有し、かつ燃焼時の収縮も抑制されたＰＶＡ系難燃繊維を効率的かつ低コストで提供することが可能であり、多岐に渡る用途に適用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に本発明について具体的に説明する。まず本発明のＰＶＡ系繊維を構成するＰＶＡ系ポリマーについて説明する。本発明に用いるＰＶＡ系ポリマーの重合度は特に限定されるものではないが、得られる繊維の機械的特性や寸法安定性等を考慮すると３０℃水溶液の粘度から求めた平均重合度が１２００以上であることが必要である。高重合度のものを用いると、強度、耐湿熱性等の点で優れるので好ましいが、ポリマー製造コストや繊維化コストなどの観点から平均重合度が１５００〜５０００のものが好ましい。【００１３】
用いるＰＶＡ系ポリマーのケン化度は９０モル％以上であることが必要であり、得られる繊維の力学物性及び耐水性という点で９８モル％以上が好ましく、９９モル％以上であると更に好ましい。９９．７モル％以上であると耐熱水性が優れるので特に好ましい。【００１４】
また本発明の繊維を構成するＰＶＡ系ポリマーは、ビニルアルコールユニットを主成分とするものであれば特に限定されず、他の構成単位を有していてもかまわない。このような構造単位としては、例えば、エチレン、プロピレン、ブチレン等のオレフィン類、アクリル酸及びその塩とアクリル酸メチルなどのアクリル酸エステル、メタクリル酸およびその塩、メタクリル酸メチ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等のアクリルアミド誘導体、メタクリルアミド、Ｎ−メチロールメタクリルアミド等のメタクリルアミド誘導体、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルホルムアミド、Ｎ−ビニルアセトアミド等のＮ−ビニルアミド類、ポリアルキレンオキシドを側鎖に有するアリルエーテル類、メチルビニルエーテル等のビニルエーテル類、アクリロニトリル等のニトリル類、塩化ビニル等のハロゲン化ビニル、マレイン酸およびその塩またはその無水物やそのエステル等の不飽和ジカルボン酸等がある。このような変性ユニットの導入法は共重合による方法でも、後反応による方法でもよい。もちろん、本発明の効果を損なわない程度であれば、目的に応じて、分散剤、安定剤、ｐＨ調整剤、特殊機能剤などの添加剤が含まれていてもよい。【００１５】
本発明の繊維は、上記のＰＶＡ系ポリマー以外の第一の構成成分として、ＰＶＸを含有することが必要である。本発明でいうＰＶＸとは、ハロゲン元素、すなわちフッ素、塩素、臭素、沃素を含有するユニットを５０％以上有するビニルポリマーである。ＰＶＸとしては、例えば、塩化ビニル系ポリマー（ＰＶＣ）、塩化ビニリデン系ポリマー、臭化ビニル系ポリマー、臭化ビニリデン系ポリマー、塩素化ポリオレフィン、臭素化ポリオレフィンなどを挙げることができるが、その中でも、難燃性、耐熱分解性、コストの点からＰＶＣが好ましい。【００１６】
ＰＶＸは難燃性向上に寄与するため、含有量が多いほど難燃性は向上する。所望の難燃性を付与するためにはＰＶＡ系ポリマーに対して１５質量％以上含有することが好ましく、３０質量％以上含有することがより好ましい。一方、ＰＶＸの含有量が６５質量％を超えると繊維の機械的性質が不十分になりやすいことから、ＰＶＸの含有量としては、５０質量％以下であることがより好ましい。また、難燃性向上を目的に、ＰＶＸ以外の添加剤、すなわち、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、酸化第２スズ等のスズ系化合物、アンチモン系化合物、リン酸化合物、鉄系酸化物等の公知の難燃助剤を加えることも可能である。【００１７】
また、本発明の繊維は上記のＰＶＡ系ポリマー以外の第二の構成成分として、層状ケイ酸塩を含有することが必要である。用いる層状ケイ酸塩としては、その層電荷が０．２〜２．０であり、また陽イオン交換量が５０〜２００ｍｅｑ／１００ｇであるような陽イオン交換能力を有するものが好ましい。具体的にはモンモリロナイト、サポナイト、ハイデライト、ノントロナイト、ヘクトライト、バイロサイト及びステイブンサイト等のスメクタイト系粘土化合物や、ジ−バーミキュライト、トリ−バーミキュライト、フッ素バーミキュライト等のバーミキュライト系粘土化合物、白雲母、パラゴナイト、イライト等の雲母系粘土化合物、Ｌｉ型フッ素テニオライト、Ｎａ型フッ素テニオライト、合成フッ素雲母（Ｌｉ型四珪素フッ素雲母、Ｎａ型四珪素フッ素雲母等）等を挙げることができ、これらは、天然物であっても合成物であってもよい。さらに本発明では、これらの層状ケイ酸塩を単独または２種以上組み合わせて用いることができる。これらの中でも、スメクタイト系粘土化合物または合成フッ素雲母は、低コストであり、また繊維化工程性の観点や、繊維の難燃性、燃焼収縮抑制の観点からも特に好ましい。【００１８】
層状ケイ酸塩の含有量は、その量が多いほど難燃性が向上し、さらに燃焼時の収縮を抑制することができる。所望の難燃性、燃焼収縮抑制の効果を得るためには、ＰＶＡ系ポリマーに対して１質量％以上を含有することが好ましい。しかしながら、層状ケイ酸塩の含有量が３０質量％を超えると、繊維の機械的特性が損なわれやすくなることから、その含有量は１〜３０質量％であることが好ましく、４〜１６質量％の範囲であることがより好ましい。
なお本発明において、燃焼時の収縮は後述する実施例に記載の方法にて乾熱収縮率（Ｄｓｒ）を測定することにより評価する。【００１９】
本発明の繊維では、用いる層状ケイ酸塩が、繊維中に均一に、平均層間距離が２０Å以上となるようにナノ分散していることが必要である。平均層間距離が２０Å未満の場合は、ポリマーの層間へのインターカレーションが不十分であり、層状ケイ酸塩が繊維中にナノ分散されず、所望の物性も発現しない。ここで、層間距離とは層状ケイ酸塩の平板の重心間の距離をいい、具体的には、広角Ｘ線回折で検出される層状ケイ酸塩の（００１）面反射のピーク位置より決定でき、平均層間距離とは後述する実施例に記載した方法で求めた値をいう。また、ナノ分散とは、層状ケイ酸塩の層一枚、若しくは平均的には１０層以下の多層物が、平行またはランダムに、若しくは平行とランダムとが混在した状態で局所的な塊を形成することなく、超微細に分散する状態をいう。本発明の繊維では、図１に示すように、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）によって初めて、層状ケイ酸塩の存在形態を確認することができる。【００２０】
本発明の効果の一つである難燃性の向上は、ＰＶＡ系ポリマーの燃焼時によって生じた揮発性ガスの拡散が層状ケイ酸塩によって、遮断されるためであると考えられる。本発明の繊維では、層状ケイ酸塩の層と層の間にＰＶＡ系ポリマーがインターカレーションされて層間を広げ、層状ケイ酸塩がナノ分散しているため、燃焼時に生じる揮発性ガスの拡散を遮断できる面積が大きい。一方、層状ケイ酸塩の分散が不十分な場合、すなわち平均層間距離が２０Å未満の場合、この面積を高めることができないために、所望の難燃性を得ることができなくなる。
また先に述べたＰＶＡ系ポリマー以外の第一の構成成分であるＰＶＸは、ラジカル捕捉機能を有しており、これが難燃性向上のメカニズムであることが知られている。このようなＰＶＸとナノ分散した層状ケイ酸塩の燃焼ガス拡散の遮断効果との相乗効果により、本発明の難燃ＰＶＡ系は顕著な難燃性を発現する。【００２１】
本発明により得られる繊維の繊度は特に限定されず、例えば０．１〜１００００ｄｔｅｘ、好ましくは１〜１０００ｄｔｅｘの繊度の繊維が広く使用できる。繊維の繊度はノズル径や延伸倍率により適宜調整すればよい。【００２２】
次に、本発明により得られる繊維の製造方法について説明する。
本発明の難燃性ＰＶＡ系繊維は、ＰＶＡ系ポリマー、ＰＶＸ及び層状ケイ酸塩を含む紡糸原液を湿式紡糸、乾湿式紡糸、あるいは乾式紡糸を行うことにより製造される。紡糸原液に用いる溶媒としては、ＰＶＡ系繊維の製造に際して従来から用いられている溶媒、例えば、水、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、またはグリセリン、エチレングリコール、トリエチレングリコール等の多価アルコール類、ジエチレントリアミン、ロダン塩などの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。この中でも、供給性、環境負荷への影響の観点から、水及びＤＭＳＯが特に好ましい。原液の調製方法は特に限定されるものではなく、ＰＶＡ系ポリマー、ＰＶＸ、層状ケイ酸塩をそれぞれ単独で原液溶媒中に溶解または分散したものを適当な割合で混合する方法、原液溶媒中に一括で仕込んだ後に、溶解、分散させる方法、いずれも採用することができる。また、添加順序には特に限定はない。紡糸原液中の固形分濃度（ＰＶＡ系ポリマー、ＰＶＸ及び層状ケイ酸塩の合計量）は、ＰＶＡ系ポリマーの組成や重合度、溶媒によって異なるが、６〜６０質量％の範囲が一般的である。紡糸原液の吐出時の液温は、紡糸原液が分解、着色しない範囲であることが好ましく、具体的には５０〜１５０℃とすることが好ましい。なお、湿式紡糸とは、紡糸ノズルから直接固化浴に紡糸原液を吐出する方法のことであり、一方で乾湿式紡糸とは、紡糸ノズルから一旦任意の距離の空気中あるいは不活性ガス中に紡糸原液を吐出し、その後に固化浴に導入する方法のことであり、また、乾式紡糸とは、紡糸ノズルから空気中あるいは不活性ガス中に紡糸原液を吐出し、固化浴を経由せずに乾燥して繊維を得る方法のことである。【００２３】
次いで、固化浴で形成された糸篠を、湿延伸工程、乾燥工程、乾熱延伸工程等に供すれば良い。繊維間膠着を抑制し、繊維の機械的性能を高める点からは湿延伸倍率を１．５〜５倍とするのが好ましい。さらに乾熱延伸工程を経て、機械的性能を高めるのが好ましい。十分な機械的性能を得る点からは、全延伸倍率を６倍以上とするのが好ましく、乾熱延伸温度は２００〜２５０℃程度とするのが望ましい。なお、本発明でいう全延伸倍率とは湿延伸倍率と乾熱延伸倍率との積で表される倍率である。また、耐水性を高めるために、熱処理を行ったり、さらにホルムアルデヒド、グルタルアルデヒド、ノナンジアールなどのモノアルデヒド類やジアルデヒド類、或いはその誘導体によりＰＶＡの分子内および／または分子間をアセタール化してもよく、これら以外の架橋剤などにより架橋しても構わない。【００２４】
前記したように、本発明では、層状ケイ酸塩がＰＶＡ系ポリマー中にナノ分散していることが必要である。それを達成する手段として、例えば、予め調製したＰＶＡの紡糸原液と、層状ケイ酸塩分散液をそれぞれ調製し、これを混合して十分なせん断力を付与する方法を採用することができる。ここで、十分なせん断力を付与するためには、高速の攪拌を与えるか、あるいは攪拌時間を長くするとよい。また、比較的粘度の低い溶液状態でせん断を加えると、ＰＶＡ系ポリマーの層状ケイ酸塩へのインターカレーションや、層状ケイ酸塩のナノ分散が進行しやすくなる。具体的にはＰＶＡ系ポリマーと層状ケイ酸塩混合溶液の９０℃での溶液粘度が、Ｂ型粘度測定計を用いて６ｒｐｍで回転させたときに、７００ポイズ以下であると好ましく、５００ポイズ以下であると更に好ましい。７００ポイズを超えると、攪拌効率が悪くなり、溶液全体に均一なせん断応力付与が困難となる。【００２５】
本発明の繊維は、ステープルファイバー、ショートカットファイバー、フィラメントヤーン、紡績糸などのあらゆる繊維形態で用いることができる。その際の繊維の断面形状に関しても特に制限はなく、円形、中空、あるいは星型等異型断面であってもかまわない。さらには、本発明の繊維を他の繊維と混合・併用してもよい。この時、併用しうる繊維として特に限定はないが、層状粘土化合物を含有しないＰＶＡ系繊維や、ポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、セルロース系繊維等を挙げることができる。【００２６】
以下実施例により、本発明を詳細に説明するが、本発明は実施例により何等制限されるものではない。なお、実施例において、繊維強度、乾熱収縮率、限界酸素指数値（ＬＯＩ値）、層状ケイ酸塩の平均層間距離は以下の測定法にて得られるものとする。【００２７】
［繊維強度  ｃＮ／ｄｔｅｘ］
ＪＩＳ  Ｌ１０１３に準拠して、予め調湿されたヤーンを試長２０ｃｍ、初荷重０．２５ｃＮ／ｄｔｅｘ及び引張強度５０％／分の条件で測定し、ｎ＝５の平均値を採用した。また繊維繊度（ｄｔｅｘ）は質量法により求めた。【００２８】
［乾熱収縮率（Ｄｓｒ）  ％］
ＪＩＳ  Ｌ１０１３に準拠して、試長１ｍのヤーンを３００℃の乾燥機中に１分間滞留させ、ヤーン繊度当たり１／１０ｇの荷重をかけたときの収縮率を測定した。このＤｓｒを測定することにより、燃焼時の収縮性を評価した。【００２９】
［限界酸素指数値（ＬＯＩ値）］
ＪＩＳ  Ｋ７２０１に準拠して、繊維を三つ編みにした試長１８ｃｍの試料を作り、試料の上端に着火したとき、試料の燃焼時間が３分以上継続して燃焼するか、又は着火後の燃焼長さが５ｃｍ以上燃えつづけるのに必要な最低の酸素濃度を測定し、ｎ＝３の平均値を採用した。【００３０】
［層状ケイ酸塩の平均層間距離  Å］
繊維中に分散した層状ケイ酸塩の平均層間距離の測定は、広角Ｘ線回折装置（理学電気社製「ＲＩＮＴ２４００」）にて、グラファイトモノクロメーターで単色化されたＣｕＫα線を用い、４０ｍＶ−１００ｍＡの条件で測定を行った。スキャンスピードは２θ=１°/min、ステップ幅は０．０１°、走査角２°≦２θ≦１０°の条件で、繊維軸に対して垂直方向の回折強度の角度依存性を測定した。層状ケイ酸塩の（００１）面からの回折ピーク位置を平均層間距離とし、以下のブラッグの式より算出した。【００３１】
【数１】
2006087983.tif 000002
【００３２】
［実施例１］
（１）平均重合度１７００、ケン化度９８．２モル％のＰＶＡを濃度が２０質量％になるように水に溶解し、これに重合度１０００のＰＶＣ−水エマルジョン（４０％濃度）を、ＰＶＣ含有量がＰＶＡに対して６０質量％になるよう混合した。さらに１質量％のホウ酸、酢酸を混合し、溶液（Ａ）を調製した。一方、水９５．５質量部とモンモリロナイト（ＭＭＴ、クニミネ工業株式会社製「クニピアＦ」）４．５質量部の混合物を、高速ミキサー（大阪ケミカル株式会社製オスターブレンダー）を用いて３０分間高速攪拌（１３１００ｒｐｍ）することにより、ＭＭＴがナノ分散した分散液（Ｂ）を調製した。さらにＭＭＴの添加量がＰＶＡに対して１２質量％になるように、溶液（Ａ）と分散液（Ｂ）を混合し、上と同じ高速ミキサーにて９０℃で５時間だけ高速攪拌（１３１００ｒｐｍ）することにより紡糸原液を得た。このときの紡糸原液の溶液粘度はＢ型粘度計を用いて６ｒｐｍで回転させたところ、５０ポイズであった。
（２）この紡糸原液を、２０ｇ／Ｌの水酸化ナトリウムと３５０ｇ／Ｌの硫酸ナトリウムを含む４０℃の凝固浴の中へ、孔径０．０８ｍｍ、孔数１０００の口金を通して押し出して、糸条形成した後、１００ｇ／Ｌの硫酸と３００ｇ／Ｌの硫酸ナトリウムを含む温度３５℃の処理浴を通して中和し、水洗、乾燥工程を経た後、５倍の湿延伸を施した繊維を得た。さらにその後、２３０℃の熱風炉中で２倍の延伸を施し、１０倍の延伸倍率を施した繊維を得た。
（３）得られた繊維において層状ケイ酸塩の平均層間距離は、５倍の湿延伸を施した繊維では２８Å、延伸倍率１０倍の繊維では２７Åであり、また繊維中における層状ケイ酸塩の分散状態は図１に示すようにナノ分散されていた。さらに得られた繊維の限界酸素指数値（ＬＯＩ値）、乾熱収縮率（Ｄｓｒ）、力学物性を評価した。繊維の性能評価結果を表１に示す。表１に示すように、上記方法で得られた繊維は、従来のＰＶＡ系繊維の力学物性に加えて、難燃性、燃焼収縮が共に優れるものであった。【００３３】
［実施例２］
ＭＭＴの添加量が、ＰＶＡに対し１６質量％であること以外は、実施例１と同様な条件で紡糸して繊維を得た。繊維の性能評価結果を表１に示す。得られた繊維において層状ケイ酸塩の平均層間距離は、５倍の湿延伸を施した繊維、延伸倍率１０倍の繊維とも２５Åであり、また繊維中における層状ケイ酸塩の分散状態は図１に示すようにナノ分散されていた。さらに得られた繊維は従来のＰＶＡ系繊維の力学物性に加えて、難燃性、燃焼収縮が共に優れるものであった。【００３４】
［実施例３］
ＭＭＴの添加量が、ＰＶＡに対し８質量％であること以外は、実施例１と同様な条件で紡糸して繊維を得た。繊維の性能評価結果を表１に示す。得られた繊維において層状ケイ酸塩の平均層間距離は、５倍の湿延伸を施した繊維では２８Å、延伸倍率１０倍の繊維では２９Åであり、また繊維中における層状ケイ酸塩の分散状態は図１に示すようにナノ分散されていた。さらに得られた繊維は従来のＰＶＡ系繊維の力学物性に加えて、難燃性、燃焼収縮が共に優れるものであった。【００３５】
［実施例４］
ＰＶＣの添加量が、ＰＶＡに対し３０質量％であること以外は、実施例１と同様な条件で紡糸して繊維を得た。繊維の性能評価結果を表１に示す。得られた繊維において層状ケイ酸塩の平均層間距離は、５倍の湿延伸を施した繊維、延伸倍率１０倍の繊維とも２８Åであり、また繊維中における層状ケイ酸塩の分散状態は図１に示すようにナノ分散されていた。さらに得られた繊維は従来のＰＶＡ系繊維の力学物性に加えて、難燃性、燃焼収縮が共に優れるものであった。【００３６】
［比較例１］
ＭＭＴ分散液、ＰＶＣエマルジョンを添加せず、実施例１と同様な条件で紡糸して、ポリビニルアルコール単独の繊維を得た。得られた繊維はＬＯＩ値が低く難燃性を全く有さず、さらに乾熱収縮は著しく激しいものであった。【００３７】
［比較例２］
ＭＭＴ分散液を添加しないこと以外は、実施例１と同様な条件で紡糸して、ポリビニルアルコール以外の成分としてＰＶＣのみを含有する繊維を得た。得られた繊維はＬＯＩ値が低く難燃性に劣り、また乾熱収縮も著しく激しいものであった。【００３８】
［比較例３］
ＰＶＣを添加しないこと以外は、実施例１と同様な方法で紡糸して、ＭＭＴのみを有する繊維を得た。得られた繊維において層状ケイ酸塩の平均層間距離は、５倍の湿延伸を施した繊維では２９Å、延伸倍率１０倍の繊維では２８Åであり、層状ケイ酸塩はナノ分散されていたが、ＰＶＣを添加していないため、得られた繊維はＬＯＩ値が低く難燃性に劣り、難燃性能は実用レベルではなかった。【００３９】
［比較例４］
実施例１（１）において、溶液（Ａ）と分散液（Ｂ）を混合した後の攪拌時間を１時間とした以外は実施例１と同様にして繊維を得た。得られた繊維は、紡糸液を調製する際の攪拌時間が短いため、ＭＭＴの平均層間距離が１２Åとなり、２０Å未満であった。そのため延伸性に劣り、また延伸倍率が１０倍の繊維は断糸が激しく得ることはできなかった。さらに得られた繊維は力学物性と難燃性（ＬＯＩ値）に劣り、燃焼収縮抑制の効果も発現しなかった。【００４０】
【表１】
2006087983.tif 000003
【００４１】
表１の結果から明らかなように、実施例１〜４に記載した平均層間距離が２０Å以上の層状ケイ酸塩、およびＰＶＸが含有されてなる本発明の難燃性ＰＶＡ繊維は、ＬＯＩ値、燃焼収縮性などの難燃性能が極めて優れている。一方、比較例１のようなＰＶＸや層状ケイ酸塩を含有しないＰＶＡ繊維は全く難燃性を有していないことがわかる。
また比較例２のように、難燃成分としてＰＶＸのみを有する場合には、燃焼収縮性が劣り、一方比較例３のように、層状ケイ酸塩のみでは十分な難燃性能が発現しないことがわかる。
これらの対比から、本発明の構成要件を満たす実施例１〜４の難燃性ＰＶＡ系繊維は、従来技術である比較例から想到される以上の難燃性と燃焼収縮抑制が達成されていることがわかる。
更に、層状ケイ酸塩の平均層間距離が本発明の要件を満たさない比較例４は、力学特性、難燃性、燃焼収縮抑制ともに、十分な特性を発現していないことがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明によれば、強度、弾性率などの力学的特性に優れ、高い難燃性を有し、燃焼時の収縮が抑制された難燃性ＰＶＡ系繊維を効率的かつ低コストで提供することが可能であり、防炎服などの高い難燃性が求められる多岐に渡る用途に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の難燃性ＰＶＡ系繊維中において層状ケイ酸塩がナノ分散している状態を示す顕微鏡写真。
【図１】
2006087983.tif 000004
【国際調査報告】
2006087983.tif 000005
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