Shigeru Hayama

Heterogeneous Surface Reaction of Nylon Gut in Sulfuric Acid.

濃厚硫酸はナイロンに対して強い溶解力をもっている。常温では15d程度の繊維に対する作用は早すぎるため,その作用状態を観察することができない。そこで1100dのナイロンテグスを細い繊維のモデルとして選び,これに硫酸を作用させた。1)テグスを引き裂いて硫酸-メタノール-水(20,40,40wt%)の混合液中で観察すると,内部構造はフィブリル状組織の集合体からなり,その単位は15d繊維のものより著しく大きくなっている。2)硫酸はテグスの表面を膨潤させながら内部へ浸入する。同心的表面作用の進行速度は硫酸の繊維内拡散に支配され,拡散定数は20℃で1.12×10-3mm2/min,活性化エネルギーは20～0℃で8.33kcal/molとなった。3)表面作用を受けた試料をメタノールに移しかきまぜ洗浄すると,ただちに表面膨潤層は作用界面から離れて同心的剥皮試料が得られる。その剥皮表面は硫酸の侵食作用を受けて波形になっている。

Heterogeneous Surface Reaction of Nylon in Mixed Reagents.

ナイロンに対して常温では作用を与えないと考えられる溶媒を溶解剤(おもに硫酸)と混合し,この液に繊維を浸漬する(15～20℃)。これらの液は混合溶媒の種類に応じて,繊維の膨潤溶解作用を起し始める一定の限界組成をもっている。硫酸濃度がこれ以上になると作用に遅速はあるが多くの混合液は繊維の表面から同心的に内部へ浸入して作用(表面作用)することを認めた。つぎに14dの6ナイロン繊維に対してゆるやかな表面作用を行う液を用い,作用の進行状態を観察し,さらに作用後メタノール洗浄と水洗浄を行うときは剥皮効果が異なることを認めた。そこでこれらの洗浄効果について考察し,同心的剥皮試料の得られる根拠を述べた。

Reaction Types of Aqueous Sulfuric Acid Solutions with Nylon.

29%の硫酸水は15dのナイロンフィラメントの表面から同心的に浸透し,数分間で繊維を溶解する。フィラメントのモデルとして,1100dのナイロンテグスに広範囲に硫酸濃度を変えた液を作用させ,顕微鏡観察および剥皮実験を行なった。その結果硫酸濃度によって異なる作用様式が認められた。第1の様式は50%濃度以上の硫酸水による同心的表面作用である。作用後メタノールで洗浄すると同心的剥皮試料が得られた。第2 は35%硫酸水の浸透によって生じる階段的膨潤作用である。表面膨潤層はメタノールでかきまぜ洗浄しても完全には剥離されず,剥皮表面に薄い脱膨潤皮膜が残る。第3は35%濃度以下の硫酸水と硫酸ナトリウム混合液の浸透によるフィブリル表面の膨潤作用そある。膨潤層の大部分はどんな洗浄液でも剥離されず脱膨潤層が作用界面上に残る。

Peeling-off of 6 Nylon Filaments

ナイロン繊維の内部微細構造を調べる目的で,繊維の表面から同心的に試薬を作用させ,作用された部分を剥離除去(剥皮)する実験を行った。重量比で硫酸16～19,グリセリン81～84の混合液に6ナイロンを入れて適当時間後に取出し,メタノール中で激しくかきまぜ洗浄すれば,滑らかな表面をもつ剥皮試料がえられる。この剥皮物の断面を調べてほぼ平等な剥皮効果ならびに同心的な剥皮の進行を確かめた。ついで剥皮時の溶解率から試薬の作用速度定数を求め,液の浸透性を検討した。さらに硫酸-メタノール-水の混合液によりナイロン繊維を開裂させて,繊維軸方向に並ぶ組織が次第にフィブリル状微細構造に分裂する状態を観察した。