Saburo Okajima

Improvement of Rayon by Continuous High-Temperature Steaming Part I: Degree of Swelling and Mechanical Properties

An apparatus was constructed, and heat treatment of rayon tow or sliver was carried out continuously using steam or water of 120° to 190° C for 15 to 80 sec Flash heating with saturated Steam of 7 to 14 kg/cm2 for 15 sec is sufficient to reduce the degree of swelling of rayon to the order of that of cotton. with negligible depolymerization Fine structure of the fully treated rayon is stable, and the reduced swelling and the mechanical properties do not change when the rayon comes into contact with water of 100° to 180° C Upon being immersed in caustic alkaline solutions, the treated rayon always has lower swelling compared to the untreated, and part of the net structure formed by the treatment remains undestroyed. In some cases increase in elongation and decrease in Youngs modulus are brought about by an annealing effect at a sufficiently high temperature

The Heat-treatment of Rayon and the State of the Water-Cellulose System

熱処理により人絹の膨潤度を低下させる研究はいろいろ試みられているが,ここでは熱処理時の水の存在状態におもに着目した。すなわち,一方は封管中で繊維と所定量の水を十分平衡状態としたのち熱処理し(I形式)他方は封管中に繊維と水を分離して入れ,熱処理時にアンプルを毀し過熱水を繊維と接触させた(II形式)。そして,水分量を変えた一連の試料をえた。これらの試料につき,X線,ヨウ素吸着等より結晶性を調べ,膨潤度を測定し,また機械的性質,赤外線吸収スペクトルを検討した。その結果,この2形式は,熱処理時の挙動を異にしていることを認めた。I形式処理の方が,より少ない水量で低い膨潤度を示し,繊維の崩壊も少ない。また,赤外線吸収スペクトルにおいて,11μ の吸収強度は膨潤度の低下とともに増大する。

Effects of drawing on molecular motions in poly(ethylene terephthalate)

SummaryEffects of drawing on molecular motions in amorphous poly(ethylene terephthalate) (PET) were studied by the dielectric relaxation measurements. The rate of the segmental motion increases by small drawing and turns to decrease with draw ratio in large draw ratios. The local mode relaxation time in glassy PET was found to vary with draw ratio in a more complex manner than the segmental mobility does. These variations of molecular motions are explained in terms of the free volume in PET. A structural model for the drawn PET is postulated from the evidences on the variations of the density, the birefringence and the dielectric properties with the draw ratio. That is, the small drawing promotes the molecular orientation more or less but produces unstable chain conformations accompanied with a local volume increase, while the high drawing enhances the molecular aligment.ZusammenfassungEinfluß von Verstreckung auf die molekulare Bewegung in amorphem Polyäthylenterephthalat (PET) wurde mittels der dielektrischen Relaxationsmethode untersucht. Die Geschwindigkeit der segmentförmigen Bewegung nimmt mit schwacher Verstreckung zu, jedoch mit starker Verstreckung ab. Für die Relaxationszeit der lokalen Mode in glasigem PET wurde gefunden, daß sie sich mit dem Verstreckverhältnis komplizierter ändert als die segmentförmige Mobilität. Diese Variationen der molekularen Bewegungen werden durch den Begriff des freien Volumens erklärt. Ein Modell des verstreckten PET wird aus den Nachweisen der mit dem Verstreckverhältnis geänderten Dichte, der Doppelbrechung und der dielektrischen Eigenschaften erschlossen. Nämlich: eine geringe Verstreckung fördert mehr oder weniger die molekulare Orientierung, ruft jedoch eine von der lokalen Volumenvergrößerung begleitete unbeständige Kettenanordnung hervor, während eine starke Verstreckung die molekulare Ordnung erhöht.

Study on broad line magnetic resonance absorption of drawn poly(ethylene terephthalate)

SummaryThe structural changes of drawn poly(ethylene terephthalate) are observed as a function of the temperature of heat-treatment and the angle between the fiber axis and the magnetic field, using with NMR. The results of this experiment show that the low stretched sample C-2 is structureless, but that samples C-3 and C-4 stretched higher than sample C-2 are the doublet structure, and that the more highly stretched sample C-5 is structureless again.The calculated line shapes are compared with the observed line shapes, and they are found in satisfactory agreement with the observed ones. From the results, it becomes clear that the condition of the occurrence of the doublet structure depends on the orientation of the benzene ring proton pair.ZusammenfassungDie Strukturänderung von gestrecktem Polyäthylenterephthalat wurde mittels der NMR als Funktion der Wärmebehandlungstemperatur und des Winkels zwischen der Faserachse und dem magnetischen Feld beobachtet. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen zeigen, daß die schwach gestreckte Probe C-2 strukturlos ist, während die stärker gestreckten Proben C-3 und C-4 eine Dublettstruktur haben.Eine noch stärker gestreckte Probe C-5 ist wiederum strukturlos. Die gerechneten Linienformen der NMR wurden mit den beobachteten Linienformen verglichen, und es wurde gefunden, daß die vorigen mit den letzteren genügend gut übereinstimmen. Es ist offenbar, daß es von der Orientierung des Protonenpaares des Benzolrings abhängig ist, ob die Dublettstruktur beobachtet wird.

Variation of Glass Transition Temperature of Drawn Poly(ethylene terephthalate)

ポリエチレンテレフタレートは剛直なCO〓CO部分と柔軟な-O-CH2-CH2-O-とからなり,延伸により受ける歪は剛直な部分と柔軟な部分とではかなり異なると考えられる。本報文ではこれが分子鎖運動にどのように影響を与えるかを考察した。赤外二色比の結果は,フェニレン基の配向度は延伸によって大きく上るのに反して,メチレン基の配向度はあまり上らない。すなわちメチレン基とフェニレン基の配向度は延伸によって同じ程度では上昇しないことを示している。このような構造を持つ試料の高温赤外二色比と広幅核磁気共鳴の結果は,フェニレン基およびメチレン基の運動がはじまる温度が異なることを示している。また運動開始温度が異なることが動的損失のピークの非対称性および動的弾性率の二段階に分れて落ちる原因の一つになっていると考えられる。また延伸倍率が高くなると,反って-O-CH2-CH2-O-が動きやすい構造をとり,これが分子鎖運動にも反映することがわかった。

Milkying of Acrylic Fiber and its Prevention.

カシミロンは紡糸直後多量の水を抱有し,乾燥時の高温により白濁失透する。その機構について考察し,CN基の適量を親水基に変えればこの失透を防止できるとの結論に達し,その具体的方法としてアルカリ性過酸化水素水によるCN基のCONH2基への転換が有効であることを知り,カセイソーダ,過酸化水素の濃度,処理時間(25℃)の影響を検討し,それぞれ0.5%,1～1.5%,および30分で十分であることを示した。処理したものは水で煮沸すると多少黄変するが,条件を選ぶことにより軽度に抑えることができる。

Comparison of Fine Structure of Rayons Dried Rapidly and Slowly

紡糸後,一度も乾燥をうけていない人絹の最初の乾燥条件と微細構造との関連を明らかにするため,まず対照的な二,三の条件で乾燥した人絹の膨潤度, ヨウ素吸着量, 重水に対するAccessibilityを測定し, 更に硝化剥皮法により剥皮した人絹につき,重合度およびヨウ素吸着量を測定し,それらの半径方向の分布を求め,スキンーコア形成に及ぼす乾燥条件の影響をしらべた。その結果,乾燥条件はX線,重水に対するAccessibilityには余り反映しないが,ヨウ素吸着量には著しい差異を示している。また,ゆるやかに乾燥した糸ほど半径方向の重合度分布はゆるやかで,同時にスキンの厚さも厚い。この事実は繊維の断面写真からも観察された。これらの結果は,乾燥条件を検討する際,スキンーコア形成の因子をも考慮すべきことを示すものである。

Radial Distribution of Mechanical Properties of Single Rayon Filament

スキンーコア各部の機械的性質にはたす役割は古くより論ぜられ,一般にスキン部の強度が大きいと考えられてきた。Chamberlainらは,不均一酢化法により剥皮した人絹につきこの傾向を実際に呈示した。しかし,この方法では酢化中の崩壊はまぬかれず,またケン化をアルカリ性で行うため,その影響が懸念される。そこで,著者らは,不均一硝化法により剥皮した人絹につき,剥皮操作中の繊維の劣化を検討しつつ機械的性質を測定し,その分布状態を調べた。ビスコース人絹の最外層部はほとんど強度を負っていず,いわゆるスキン部付近に最大値があり,内部に至ると次第に減少する。タイヤコード人絹では一般に衣料用ビスコース人絹より分布は小さい。ベンベルグ人絹の分布はまた特有の分布形態をもっているが,これらの分布様式と繊維の微細構造につき,その関連を考察した。

Fatigue and Depolymerization of Tirecord

繊維の牽伸切断の際, 分子間の辷りとあいまって, 当然分子の切断を伴なうはずであるが, 未だ実験的に証明されていない。これは,延伸切断では分子の切断が極度に局部的に起り,たとえ重合度を測定しても,採取試料中の切断された分子の割合が少ないため, 測定値に影響を与えないのであろう。しかし, 疲労切断のごとく, 繊維にきわめて小さい変形をくり返し与えると,分子の切断が比較的広範囲にわたり,重合度低下を測定しうるはずである。本研究は折り曲げ疲労を与えた強力人絹・B X ヤーン・木綿コードについて, その重合度を測定し推計学的に検定した結果, 明らかに重合度低下があり, とくに切断部位において著しいことを認め, 上記の考え方を裏付けた。

Radial Distribution of Pentosan in Single Filament of Rayon

硝化剥皮法を応用して各種人絹単糸中,とくに半径方向におけるペントザン量の分布を調べ,衣料用ビスコース人絹では表面と中心部分にはペントザンは少く,表面より少しく入った部分に極大があり,タイヤコードでは全体として含有量が低く,かつ比較的均一に分布していることを見出した。製造工程中の脱硫処理により表面近くのペントザンは溶出し,乾燥工程では内部のペントザンが表面に拡散集積して上述の分布型式をとることを実験事実に基いて推論した。