JP2715153B2 - 連続表面改質処理方法および装置 - Google Patents
連続表面改質処理方法および装置Info
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Description
する。より詳しくは各種分野に用いられる帯状ないし鎖
状等のプラスチック成型品を発煙硫酸を用いて連続的に
表面改質する方法およびその装置に関する。
色性、印刷性が劣るため、使用目的に応じ表面改質が行
なわれている。表面改質の具体的方法には、(1)酸、
アルカリ、酸化剤等による化学薬品処理、(2)コロナ
放電処理、(3)アルゴン、酸素等のプラズマ処理、
(4)放射線グラフト処理等があるが、化学薬品処理が
設備も経済的であり、作業性の面でも有利である。なか
でも無水硫酸(SO3)は他の化学薬品、硫酸、クロム
酸、硝酸、苛性ソーダなどと比べて反応性が強く、脱
水、酸化、スルホン化等の特異な反応を伴い、殆ど全て
のプラスチックに適用することができる。このプラスチ
ックのSO3処理方法にはSO3ガスを用いる気相法とSO3を
溶解させた溶液中で処理する液相法とがある。気相法に
はSO3ガスの吸湿性、重合による反応性の低下、装置の
腐食等の根本的な問題がある。また従来の液相法は硫酸
を用いており、表面改質効果に限界がある。
発煙硫酸を用いることにより、優れたプラスチックの表
面改質効果を達成できることが見出された。
ラスチック成形品を連続的に浸漬した後に希釈、中和、
洗浄し、脱水、乾燥することを特徴とする連続表面改質
処理方法。
5〜30重量%のSO3濃度を有する発煙硫酸を貯溜した反
応槽に、帯状ないし鎖状のプラスチック成形品を10〜60
℃の温度および0.1m/分以上の速度で連続的に浸漬さ
せ、引続き希釈、中和、洗浄し、脱水、乾燥することを
特徴とする上記(1)の処理方法。
より再生使用する上記(1)の方法。
に浸漬後、希釈、中和、洗浄し、脱水後、100℃以下の
温度で乾燥することを特徴とする上記(1)の処理方
法。
封槽を入口側及び出口側に備え5〜30重量%のSO3濃度
を有する発煙硫酸が貯溜された反応槽、該反応槽に接続
された発煙硫酸の濃度を調整する反応液調整槽、反応液
の生成物を酸化分解又は吸着過して再生する反応精製
槽、出口側液シール槽に接続された希釈、中和、洗浄、
脱水、乾燥を行う液処理設備からなる上記(1)の処理
方法を実施する処理装置。
て表面改質する反応工程、反応させたプラスチック成型
品の表面のSO3を硫酸水溶液で稀釈洗浄し次いで水洗す
る稀釈水洗工程、希アルカリ水溶液を用いてSO3,SO4 2-
等を中和した後に水洗する中和水洗工程、付着水分を除
く脱水、乾燥工程からなる。
する溶液としてはクロルスルホン酸、フルオロスルホン
酸等もあるが、取扱いの容易な発煙硫酸を用いる。すな
わち発煙硫酸溶液にプラスチック成型品を浸漬しプラス
チック表面に親水性の活性基およびエッチング作用によ
る凹凸を生成させ、表面改質を行う。
が貯溜される反応槽の入口及び出口には硫酸を貯溜した
液封槽が付設され、かつ反応槽全体が大気から遮断され
る。発煙硫酸中のSO3濃度は5〜30重量%の範囲が好ま
しい。5重量%以下では反応性が低下し改質が不十分と
なり、30重量%を越えると、SO3の蒸気圧が高く、かつ
反応も激しいため改質上の調整が難かしくなる。反応槽
は10〜60℃の温度に保たれる。10℃以下では反応性が低
下して十分な改質が施されず、60℃を越えるとSO3の蒸
気圧が高くなり液封部への揮散が増加して反応槽中の発
煙硫酸のSO3濃度の調整が困難となる。更にこの温度で
はプラスチックの種類によっては反応が過激となり炭化
が進む、プラスチック自体の特性を損なうことがある。
反応工程における処理速度はSO3濃度と反応温度による
が、生産性の面から0.1m/分以上で行なうことが好まし
い。このように反応工程において、発煙硫酸中のSO3濃
度、反応温度、処理速度を処理するプラスチックの種類
に応じて適当に調整することにより所望の表面改質を施
すことができる。
チック成形品を用いることができ、例えばフィルム、多
孔質膜、織布、不織布等を処理することができる。更に
本発明の処理を連続的に行うためには、被処理成形品を
連続的に供給し、巻取りできるものが好ましく、可撓性
のある帯状、鎖状のプラスチック成形品が被処理製品と
して主に使用される。プラスチックの種類は特に限定さ
れず、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィ
ン、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリフェ
ニレンサルファイド、シリコン樹脂、含フッ素樹脂など
薄板状に加工できるもので可撓性を有するものについて
幅広く適用できる。
る。第1図および第2図において、反応槽22にはSO3濃
度5〜30重量%の発煙硫酸が貯溜されており、該発煙硫
酸溶液から蒸発するSO3ガスを大気と遮断するための覆
い27が設けられ、かつその入口側と出口側に液封槽21,2
3が設けられている。液封槽21,23には75重量%以上の硫
酸が貯溜されている。75重量%以下の濃度である場合、
入口側液封槽21では、被処理物に付着随伴して反応槽に
持込まれる硫酸によって発煙硫酸が稀釈され、SO3の濃
度制御、および混合熱による温度制御が困難となる。ま
た出口側の液封槽23は、反応槽で被処理物の表面に生成
した反応物たとえば炭化の進んだ高分子化合物等および
付着随伴してくる発煙硫酸の除去をも目的としており、
ここの硫酸濃度が75重量%以下であると、反応槽から蒸
発してくるSO3の吸収が増大すると共に、随伴してくる
発煙硫酸との稀釈熱の発生も大きくなり、局部的な発熱
によって被処理物の物性低下を招き好ましくない。
節するために反応液調整槽13が付設されている。発煙硫
酸中のSO3は改質反応によって消費されると共に、入口
側の液封槽21からの被処理物に付着随伴する硫酸による
稀釈、出口側への付着随伴による減少および液封槽への
SO3の溶解などにより絶えず濃度低下の傾向をもつ。従
って、反応液(発煙硫酸)の貯槽12から連続的または間
欠的に発煙硫酸を反応液調整槽13に補給する、また反応
液精製槽14を設けることにより、反応液を反応液精製槽
14へオーバーフローさせて反応槽22の液レベルを保持す
ると共に、反応液精製槽14において、反応生成物を酸化
分解又は吸着過して再生使用することができる。オゾ
ン、過酸化水素または過マンガン酸塩を反応液精製槽14
に添加すれば茶褐色の反応液が無色透明となり、再使用
できる。この反応は加温すれば促進させることができ
る。また吸着過法によっても同様に反応液を再生し、
再使用することができる。このように反応液精製槽14の
反応液は生成物を分離した後、反応液調整槽13へ戻し新
しい発煙硫酸を加えて再使用される。
する流酸を希釈、中和、洗浄するための処理槽24,25,26
が付設されている。
図において被処理物10はロール31から取り出され入口側
液封槽21を経て反応槽22へ入り、発煙硫酸によって改質
を受けた後に出口側液封槽23を経て処理槽24,25,26に導
かれ、希硫酸による希釈、希アルカリ水溶液による中
和、および水洗処理が夫々行われる。希釈、中和、水洗
工程において被処理物に付着している反応生成物および
硫酸が除去される。直接水洗すると付着している硫酸の
濃度および量によっては希釈熱の発生が激しく、被処理
物の物性が低下するばかりでなく、残存するSO3によっ
て局部的な炭化を生ずることがある。従って発熱を緩和
するため中和、水洗の前に濃度の異なる硫酸で逐次濃度
を下げることが必要である。従ってこの場合処理槽24に
30〜80重量%の硫酸を貯溜して用い、処理槽25,26での
最終段階は水洗によって硫酸を除去し、なお不完全な場
合には希アルカリ水溶液を用いてSO3、SO4 2-等を中和し
た後に水洗することが好ましい。
きいものは、工程中の液量、濃度のバランスの維持およ
び発熱の抑制が困難となるため、絞りロール32によって
次工程への液の付着随伴を抑えることが好ましい。
水洗及び脱水後、乾燥用熱ロール33又は熱風を用いて10
0℃以下の温度で乾燥する。発煙硫酸を用いて表面を改
質した被処理物を100℃で超える温度で乾燥すると、被
処理物表面の吸水性、接着性、染色性等の物性が低下す
るため、乾燥温度は100℃以下が好ましい。乾燥用熱ロ
ール33を経た被処理物はロール34に巻取られる。
した反応生成物が混入しており、そのままでは再利用で
きない場合が多い。本発明では、酸化分解法または吸着
濾過法を用いて前記硫酸等を再生して用いることができ
る。オゾン、過酸化水素または過マンガン酸塩を出口側
液封硫酸及び希釈に用いた硫酸に添加すれば茶褐色の上
記硫酸が無色透明となり、再使用できる。この反応は加
温すれば促進させることができる。また吸着濾過法によ
っても同様に出口側液封硫酸及び希釈に用いた硫酸を再
生し再使用することができる。
プラスチック成型品はその表面の吸水性または保水性等
が格段に改善され、接着性、染色性、印刷性に優れた材
料となる。具体的には電池のセパレーター材、濾過材あ
るいは被覆用基材として極めて有用である。
重量%SO3である第1図の処理装置を用い水洗後、60℃
の熱ロールで乾燥する条件で、厚さ10μm、巾30cmのポ
リエステルフィルを1m/分の速度で10℃の反応液に浸漬
して連続処理を行った。処理前のフィルム上の水滴の接
触角は63度であったが、処理後は28度となり親水性が著
しく向上した。
重量%SO3である第2図の処理装置を用い洗浄希釈硫酸8
0重量%、水洗後70℃の熱ロールで乾燥する条件で50g/m
2、巾30cmのポリプロピレン不織布を2m/分の速度で30℃
の反応液に浸漬して連続処理を行った。なお各槽出口に
おいてロール脱水を行い、持去られる溶液を抑えた。水
滴による吸収時間を測定したところ処理前の吸収時間は
180秒であったが処理後の吸収時間は約1秒であり大幅
に短縮された。またIRの測定からはC=C及びSO3H官能
基が認められた。
2図は第1図の処理槽の拡大図である。 図面中、 11,12……発煙硫酸の貯槽、13……反応液調整槽、 14……反応液精製槽、21,23……硫酸液封槽、 22……反応槽、24,25,26……硫酸希釈、中和、水洗槽、
31……被処理物ロール、32……絞りロール、 33……乾燥用熱ロール、34……製品巻取りロール。
Claims (5)
- 【請求項1】硫酸によって液シールした発煙硫酸反応槽
にプラスチック成形品を連続的に浸漬した後に希釈、中
和、洗浄し、脱水、乾燥することを特徴とする連続表面
改質処理方法。 - 【請求項2】75重量%以上の硫酸によって液シールさ
れ、かつ5〜30重量%のSO3濃度を有する発煙硫酸を貯
溜した反応槽に、帯状ないし鎖状のプラスチック成形品
を10〜60℃の温度および0.1m/分以上の速度で連続的に
浸漬させ、引続き希釈、中和、洗浄し、脱水、乾燥する
ことを特徴とする第1請求項の処理方法。 - 【請求項3】硫酸および発煙硫酸を酸化分解又は吸着濾
過して再生使用する第1請求項の方法。 - 【請求項4】発煙硫酸反応槽にプラスチック成形品を連
続的に浸漬後、希釈、中和、洗浄し、脱水後、100℃以
下の温度で乾燥することを特徴とする第1請求項の処理
方法。 - 【請求項5】75重量%以上の硫酸が貯溜された液封槽、
該液封槽を入口側及び出口側に備え5〜30重量%のSO3
濃度を有する発煙硫酸が貯溜された反応槽、該反応槽に
接続された発煙硫酸の濃度を調整する反応液調整槽、反
応後の生成物を酸化分解又は吸着過して再生する反応
液精製槽、出口側液シール槽に接続された希釈、中和、
洗浄、脱水、乾燥を行う液処理設備からなる第1請求項
の処理方法を実施する処理装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1225261A JP2715153B2 (ja) | 1989-08-31 | 1989-08-31 | 連続表面改質処理方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1225261A JP2715153B2 (ja) | 1989-08-31 | 1989-08-31 | 連続表面改質処理方法および装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0386733A JPH0386733A (ja) | 1991-04-11 |
JP2715153B2 true JP2715153B2 (ja) | 1998-02-18 |
Family
ID=16826545
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1225261A Expired - Lifetime JP2715153B2 (ja) | 1989-08-31 | 1989-08-31 | 連続表面改質処理方法および装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2715153B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013186892A1 (ja) | 2012-06-14 | 2013-12-19 | ニッポン高度紙工業株式会社 | オレフィン系樹脂を用いた繊維、および該繊維を用いた不織布、アルカリ蓄電池用セパレータ |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4538867B2 (ja) * | 1999-06-28 | 2010-09-08 | 株式会社豊田中央研究所 | 高分子電解質複合膜 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55134601A (en) * | 1979-04-06 | 1980-10-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Hydrophilic film |
JPS57158241A (en) * | 1981-03-26 | 1982-09-30 | Asahi Chem Ind Co Ltd | Transparent antistatic film |
JPS5930953A (ja) * | 1982-08-09 | 1984-02-18 | 株式会社山東鉄工所 | 布帛の連続湿熱処理装置 |
-
1989
- 1989-08-31 JP JP1225261A patent/JP2715153B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013186892A1 (ja) | 2012-06-14 | 2013-12-19 | ニッポン高度紙工業株式会社 | オレフィン系樹脂を用いた繊維、および該繊維を用いた不織布、アルカリ蓄電池用セパレータ |
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JPH0386733A (ja) | 1991-04-11 |
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