[发明专利]易原纤化的纤维及其生产方法和原纤维及其生产方法以及含原纤维的无纺织物的生产方法

说明书

发明背景

发明领域

本发明涉及包括基于乙烯醇的聚合物(以下缩写为“PVA”)和纤维素聚合物的易原纤化的纤维；更具体地，本发明涉及纤维和原纤维，特征在于通过化学溶胀力或机械应力的单独作用或其组合可容易地使所述纤维变成超细的原纤维，因此优选用于湿或干无纬非织造织物、碱性电池中的隔膜、用于摩擦材料的增强纤维和用于水泥制品的增加纤维。

现有技术

含有PVA纤维的非织造织物因耐碱性强而常用作碱性锰电池的隔膜。近年来随着电子信息通讯系统的发展，需要对电池的性能进行长足的改进，同时从无污染电池的生产和处理方面而言还需要无汞电池。此外，由于需要更高性能的无汞电池，作为用于电池中的隔膜要求有更显著的隔离能力。因此，已制备出更细旦数的PVA纤维用于碱性锰电池的隔膜，目前可市场得到的有0.3旦的PVA纤维。简单地制备的较细旦数的PVA纤维，其用作碱性锰电池的隔膜的非常重要的性能——碱性溶液的吸收率(即KOH水溶液的吸收(重量))不令人满意。

为克服这些问题，已使用包括较细旦数的PVA纤维与有较大的碱性溶液吸收率的波里诺西克纤维作为一种纤维素纤维的混合物制成的隔膜，所述波里诺西克纤维可通过打浆容易地原纤化成超细的原纤维。然而，缺点是波里诺西克纤维在生产过程中可引起公害。此外，波里诺西克纤维有如此差的打浆性能以致纤维的中心部分成为所得原纤维中的粗芯。因此，很难得到足够细地分散至这样的程度以致芯也被分散的原纤维。从而需要可原纤化成超细原纤维并有较高的碱性溶液吸收率和较高的耐碱性的PVA纤维。

通常，作为各种用于汽车制动器和离合器片的摩擦材料的增强纤维，依据无机颗粒的捕集性能、耐热性、耐熔性、增强性等而论，通常使用石棉。然而，由于石棉可能危害人类的健康，已严格控制石棉的使用。因而，近年来已用高成本的芳族聚酰胺纤维原纤维代替石棉。然而，芳族聚酰胺纤维的成本高因而仅以有限的方式使用。因此，实际上使用增强性能不够的低成本材料如天然纸浆。所以，需要这样的纤维，其成本低于芳族聚酰胺并可原纤化，以致该纤维可获得颗粒捕集性能、耐热性、耐熔性和增强性能组合。

石棉常用作水泥产品如石板的增强纤维，但因如上所述的原因其应用受到严格的控制。PVA纤维在水泥中因有较大的耐碱性已用作石棉的替代物，但由于PVA纤维的纤维尺寸比石棉大，用该纤维增强的石板的湿强度低。为补充强度，应将该纤维与天然纸浆等的原纤维组合使用。如果存在任何可原纤化的PVA纤维，则可省去PVA纤维和天然纸浆组合使用所需的通常的繁复劳动。

此外，为生产超细的合成纤维，已进行了大量的努力试图利用共混聚合物的相分离现象。例如，JP-B-10617/1974、JP-B-17609/1976、JP-A-56925/1973、JP-A-6203/1974分别描述了海-岛纤维，包括丙烯腈聚合物作为海组分和PVA与丙烯腈或甲基丙烯酸甲酯聚合物的接枝共聚物作为岛组分，可通过打浆法原纤化。但这些技术属于包括聚丙烯腈作为海组分的所谓聚丙烯腈纤维的改进技术。由于聚丙烯腈纤维的耐碱性差而碱性溶液的吸收率好，所以该纤维不能用于需要这些性能极好的应用或需要耐热性的应用。

JP-B-31376/1972也公开了一种易原纤化的PVA纤维，包括完全皂化的PVA作为海组分和部分皂化的PVA作为岛组分，但该纤维有以下缺陷：部分皂化的水溶性PVA在打浆过程中溶解于用于原纤化的水中，导致打浆期间严重起泡。

发明概述

因此，非常需要这样一种PVA纤维，包括含较大量与作为海组分的木浆中相同的羟基的PVA，在打浆期间因纤维组分的溶解性所引起的起泡程度较低，有易于原纤化的能力、较大的碱性溶液吸收率和/或较高的耐热性和耐熔性，而且有较高的强度。然而，尚未生产出这样的纤维。

在这种情况下，本发明人经研究最后完成本发明。

本发明涉及一种海-岛结构的易原纤化的纤维，包括PVA(A)和水不溶性纤维素聚合物(B)，其中A和B分别组成纤维横截面中的海组分和岛组分，特征在于所述岛的尺寸平均为0.03μm至10μm和拉伸强度为3g/d或更大。

发明详述

在本发明的纤维中，PVA为海组分。要达到本发明的目的非常重要的是所述海组分——即连续相包括这样的PVA：其分子链可易于定向和结晶，可容易地由其生产高强度的原纤维，其有较高的耐碱性和较高的耐热性，和其以与木浆相同的方式含有较大量的亲水性羟基。