JPS5822587B2 - ホウコウゾクポリアミドセイケイブツノ シヨリホウホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は芳香族ポリアミド成型物の処理方法に関する。

詳しくは芳香族ポリアミド成型物に特定の化合物を含浸
せしめて高温加熱処理することにより、耐水性、耐溶剤
性ことに耐熱酸性を向−卜せしめる処理方法に関する。

芳香族ポリアミドは、耐熱性素材として開発され、高温
時の熱安定性、自己消化性等多くの高次性能を有してお
り、これらの性能を要求される多くの用途に広く適用さ
れている。

しかしかかる芳香族ポリアミド成型物においても耐溶剤
性、特に耐硫酸性において必ずしも満足すべきものでな
（、例えば、該成型物を濃硫酸中に長時間浸漬すると溶
解してしまう。

また、該成型物を遊離の火炎の中に投じると、収縮、熔
融し、更には発煙しながら燃焼する。

この為、硫酸と接触することのある用途、遊離炎と直接
接触する事が予想される用途等にはその適用が難しく、
より高度の性能を有する成型物の出現が要求されるよう
になって来た。

従来、このような目的で行なわれる方法として芳香族ポ
リアミドを・・ロゲンで処理する方法（特公昭４７−５
４３３号公報参照）、元素イオンで処理する方法（特公
昭４７−５４３４号公報参照）、或いはハロゲン化物で
処理する方法（特公昭４７−５４３６号公報参照）等が
提案されている。

しかし、このような方法では硫酸に対する抵抗性を多少
改善する事が出来るが、充分なものとは云えず、又、耐
火、耐炎性に関してもある程度の改良が成されるが、こ
の場合、炭化も著しく進行し、諸性質に好ましからぬ結
果を与える。

又、このような処理方法において使用される処理剤の多
くは、常温においても水等の物質に不安定で、又酸素に
よる処理効果の著しい阻害がある為、不活性気体（例え
ば窒素）で希釈した処理剤の蒸気下での加熱処理を前提
としており、実際上処理操作が極めて複雑であるという
欠点を有して（・る。

本発明者は、これら従来法の欠点を克服すべ（鋭意研究
の結果、特定の化合物の存在下に芳香族ポリアミド成型
物を高温加熱処理すれば、少量の処理剤でしかも極めて
短時間の処理にて濃硫酸にも不溶で、しかも耐火性、熱
安定性の向上した芳香族ポリアミド成型物の得られる事
を見出し、本発明に到達した。

即ち、本発明は、芳香族ポリアミド成型物に■ イオウ
の酸素酸、スルファミノ酸 ■ 前記■の化合物のアンモニウム塩又は尿素塩から成
る群から選ばれた１種以上の化合物を含浸せしめ、３０
０〜４５０℃の温度に１〜６０秒間加熱することを特徴
とする芳香族ポリアミド成型物の処理方法である。

本発明方法における芳香族ポリアミド成型物とは、芳香
族ポリアミドから成る繊維、繊維製品もしくはフィルム
であり、好ましくはフィラメント、トウ等の繊維である
。

芳香族ポリアミドの芳香核は二ｌ・口塞、ヒドロキシル
基、アルコキシ基、ハロゲン原子、スルホン基等の置換
基を有していてもよい。

但し該ポリマーは加熱処理温度以上の融点を有する必要
がある。

上記芳香族ポリアミドとしては具体的には例えば、ポリ
−ｍ−フェニレンイソフタルアミド、ポリ−ｍ−フェニ
レンテレフタルアミド、ポリ−ｐ−フェニレンテレフタ
ルアミド、ポリ−ｐ−ペンツアミド等のホモポリマー、
コポリ（ｍ−フェニレンイソフタルアミドテレフタルア
ミドコポリ（ｍ−フェニレンｐ−フェニレンイソフタル
アミド）、コポリ（ｍ−ｐ−ペンツアミド）等のコポリ
マーが挙げられる。

本発明方法において用いられるイオウの酸素酸としては
硫酸、亜硫酸、チオ硫酸等が挙げられる。

イオウの酸素酸、スルファミノ酸のアンモニウム塩、尿
素塩とは、これらの酸とアンモニア又は尿素とから生成
する塩であり、その酸性塩、中性塩が好ましく用いられ
る。

本発明方法において使用される前記処理剤の使用量は芳
香族ポリアミド成型物に対して０．２〜１．５重量％が
好ましい。

０．２重量％よりも少ない量では、効果が充分ではなく
、又これよりも多し・量では処理成型物の諸物性、特に
強度、伸度等の劣化が著しく又実質的に無１駄になり、
経済的見地からも好ましくない。

特に好ましい該処理剤の使用量は０．５〜ｌＯ重量％で
ある。

本発明方法において、芳香族ポリアミド成型物の加熱処
理温度は３００〜４５０℃であり、加熱処理時間は１〜
６０秒間である。

加熱処理温度が３００℃より低いと充分な処理効果が得
られなく、４５０℃より高いとポリマー自体の熱分解が
起り芳香族ポリアミド成型物の物性低下が著しい。

処理時間が１秒より短見・と充分な処理効果が得られな
く、処理時間が６０秒を越えると芳香族ポリアミド成型
物の物性低下が著しい。

特にポリ−ｍ〜・イソフタルアミド成型物の場合は、温
度３３０〜３８０°Ｃ１処理時間３〜３０秒が最も好ま
しい結果を与える。

本発明の加熱処理において使用される熱源としては、少
なくとも４５０°Ｃにおいて長時間の耐熱性を有する材
質で作られる板状、棒状、円筒状、柱状、鐘状その他種
々の形体を有する熱媒体が好ましい。

該熱媒体の材質としては、鉄、ステンレス、特殊鋼、真
ちゅう等の金属、ガラス、雲母、石英等の非金属の何れ
でもよいが、好ましくは熱電導性の高い金属である。

本発明方法の加熱処理を実施する方法は、芳香族ポリア
ミド成型物を処理剤の水溶液中に浸漬、或いはスプレー
、塗布し、該成型物中に処理剤を含浸し、そのままの状
態或いは水分を乾燥させた状態で、３００〜４５０°Ｃ
の温度に１〜６０秒間加熱することにより成される。

芳香族ポリアミド成型物に処理剤を含浸させる時期は、
加熱処理前又は加熱処理中であってもよい。

本発明方法の実施に際し、該芳香族ポリアミド成型物の
熱処理は空気中或いは窒素等の不活性気体等測れの雰囲
気下でも行なわれ、それによる不利を伴わない特長を有
している。

本発明方法により処理された芳香族ポリアミド成型物は
、優れた熱安定性、耐火、耐炎性及び耐溶剤性特に耐硫
酸性を示す。

例えばプロパンガス炎中に入れても燃焼、発煙すること
なく原型を保ったまま炭化する。

又、濃硫酸に浸漬しても原型を保持したまま溶解しない
。

従って、高温度或いは遊離の火炎或いは硫酸、硫酸ミス
ト等にさらされる可能性のあるフィルターバッグ、保護
用衣料、電絶紙等の絶縁材料、アイロン台カバー、カー
テン等の内装材等巾広い用途に適用できる。

以下、実施例を挙げて本発明を詳述する。

実施例中の濃度は重量分率で示す。

尚、芳香族ポリアミド成型物の耐火性の評価は、該成型
物をプロパンガス炎中に投じた時の燃焼の様子及び耐火
性の尺度として一般に使用されている限界酸素指数（Ｌ
ＯＩ）ＣＪＩＳ Ｋ７２０１（１９７２）Ｂ法１号試
験〕に基いて行った。

耐硫酸酸の評価は、試料を室温下で濃硫酸（９８％）中
に、時々攪拌しながら２４時間浸漬し、溶解性に基いて
行った。

実施例 ｌ ポリ−ｍ−フェニレンイソフタルアミドより成る繊維（
２００ｄｅ／１００ｆｉｌＳ）を送り速度３．９ｍ／分
、巻上げ速度４．０ｍ／分で、３５０°Ｃに維持された
長さ５０ｃｒｒＬの鉄製の熱板上に接触させながら走ら
せボビンに巻取った。

該熱板処理に際し、１０％硫酸水溶液で浸潤させた木綿
製の綿を送りローラーと該熱板との間の繊維走路上に設
け、該繊維が繊維走行方向に１ｃｒＩＬの長さだけ接触
するよう調整した。

熱処理系は緑褐色を呈しており、処理系の０．３２を束
ね１０ｃｒｒＬの長さの棒状物としプロパンガス炎中に
投じたところ、発煙、燃焼することなく、原型を保持し
たまま炭化した。

ＬＯＩ値は３６であった。

又、濃硫酸中に処理系の一部を浸漬したところ、形体を
保ったまま伺ら変化が見られなかった。

尚、原糸と処理剤含浸糸との重量差から該繊維に対して
、硫酸が２．５％含まれていた。

比較例 ｌ 、Ｉ−”Ｊ〜ｍ−フェニレンイソフタルアミド繊維（２
００ｄｅ／１００ｆｉｌＳ）、処理剤を用いずに送り速
度−巻取速度０．４８ｍ／分−０，５ｍ／分、０．９６
ｍ／分−１．０ｍ／分で、実施例１と同様にして３５０
℃の熱板上を走らせボビンに巻取った。

処理系はいずれも薄褐色を帯びており、プロパンガス炎
中で発煙、収縮しながら燃焼した。

ＬＯＩｉ・値は３０であった。

処理系の一部を濃硫酸に浸漬したところ、巻取速度Ｉｎ
／分のものは溶解し、０．５ｍ／分のものは著しく膨潤
し形体を保ち得すドロドロの状態になった。

比較例 ２ ｙＰ：ソーｍ−フェニレンイソフタルアミド繊維（２０
０ｄｅ／１００ｆｉｌＳ）を、熱板温度−接触時間を２
７０’Ｃ−１２０秒、４８０℃−１秒とした以外は実施
例１と同じ条件下で熱処理を行った。

処理系は前者は薄褐色で、後者は暗褐色であった。

４００℃の条件下では糸切れが目立ち、安定した熱処理
は行えなかったが、処理系はプロパンガス炎中で著しい
耐炎性を示し、又著しい耐硫酸性をも示した。

２７０°Ｃでの処理系はプロパンガス炎中で著しく収縮
し燃焼した。

又濃硫酸に浸漬したところ、はぼ完全に溶解し原形を保
ち得なかった。

実施例 ２〜７ ポリ−ｍ−フェニレンイソフタルアミド繊維（２００ｄ
ｅ／１００ｆｉｌＳ）、種々の条件下で実施例１と同様
にして処理を行った。

次表にまとめて記す。

実施例 ８ ポリ−ｍ−フェニレンテレフタルアミド繊維（２００ｄ
ｅ／１００ｆｉｌＳ）を１０％スルファミノ酸水溶液中
に浸漬し、マングルに数回通すことで絞り、１１０℃で
乾燥させたところ３３％のスルファミノ酸を含んでいた
。

該含浸糸を３７０℃に維持した、実施例１で使用した熱
板上を６ｍ／分の速度で走らせ、熱処理を行った。

処理系は褐色を呈しており、プロパンガス炎中に投じた
ところ、発煙、燃焼することなく原形を保ったまま炭化
した。

処理系の一部を濃硫酸中に入れたところ、伺も変化も見
られず原形を保持した。

実施例 ９ ポリ−ｍ−フェニレンインクタルアミド繊維から成るト
ウ（２００００ｄｅ／１００００ｆｉｌ” ）に、オイ
リングローラを使用して１０％硫酸水溶液を塗布し、次
いでこのトウを２つの絞りローラの間を通じた後、この
絞り操作を終えたトウを３６０℃の鉄製熱板上に６秒間
接触するように走らせた。

処理されたトウに捲縮をかけ、カット長５６１ｎｍのス
フ糸（２，Ｏｄｅ ／ １ ｆｉｌ ）とした。

該スフ糸から茶褐色を呈した織布（サージ織）を得た。

この織布をプロパンガス炎中に投じたところ、該織布は
収縮することなく原形のまま炭化した。

ＬＯＩ値は３５であった。又、該織布の一部を濃硫酸中
に浸漬したが、原形を保ったまま著しい耐硫酸性を示し
た。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 芳香族ポリアミド成型物に、 ■ イオウの酸素酸、スルファミノ酸 ■ 前記■の化合物のアンモニウム塩又は尿素塩からな
   る群から選ばれた１種以上の化合物を含浸せしめ、３０
   ０〜４５０℃の温度に１〜６０秒間加熱することを特徴
   とする芳香族ポリアミド成型物の処理方法。