JPS6356804B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は高温でしかも酸性物質を含有する流体
を長時間過できる材に関するものである。 従来から、高温度（約150℃以上）で、しかも
酸性物質（例えばSO₂、SO₃、H₂SO₄、HCl等の
ガス）を含有する流体用の材としては、ガラス
繊維、石綿等の無機繊維又は芳香族ポリアミド繊
維等の有機耐熱性合成繊維が用いられてきた。し
かしながら前者は、耐熱性には秀でているが屈曲
耐久性に乏しくこれにより構成された布は塵埃
の払落し時に布の損傷が大きくて耐用期間が短
い欠点があり、後者は布としての使用中に酸に
より加水分解を起こし強力低下をきたす欠点を有
していた。これらの問題を解決せんとして耐熱性
合成繊維の表面に耐加水分解性樹脂例えば弗素樹
脂系又はシリコン系樹脂を被覆することが提案さ
れている。 本発明者らは、Ｎ−メチロール系樹脂に弗素系
繊維処理剤として知られている弗素化アルキル
（メタ）アクリレート系樹脂あるいは主鎖に弗素
結合をもつ樹脂を配合した樹脂配合物を芳香族ポ
リアミド繊維に被覆することにより大巾に耐酸性
を改良した耐酸性布を先に提案した（特開昭56
−124414号公報；以下先行技術１という）。 先行技術１は芳香族ポリアミド繊維からなるシ
ート状構造物の繊維表面にＮ−メチロール系樹脂
と弗素系樹脂よりなる樹脂配合物を被覆してなる
耐酸性材であつて、その耐酸性は良好であり
SO₂が100ppm以下の酸性ガス濃度雰囲気下にお
ける塵埃を過する材としては充分使用に耐え
うるものである。しかしながら芳香族ポリアミド
繊維を使用しているため更に酸性ガス濃度の高い
塵埃を過する材として使用するには、その耐
酸性は満足すべきものでなく、更に高性能の耐久
性ある耐酸性をもつ材の開発が要望されてき
た。 これに対し本発明は芳香族ポリエーテルアミド
繊維の特性について詳細に検討した結果、芳香族
ポリエーテルアミド繊維が耐酸性（耐アルカリ
性）、耐薬品性、耐屈曲疲労性等の点で芳香族ポ
リアミド繊維より優れており、従つて耐酸性材
として用いた場合、芳香族ポリアミド繊維よりも
更にすぐれた耐酸性材を提供することができる
ことを見出し本発明に至つたものである。 すなわち本発明者らは、Ｎ−メチロール系樹脂
に弗素系繊維処理剤として知られている弗素化ア
ルキル（メタ）アクリレート系樹脂あるいは主鎖
に弗素結合をもつ樹脂を配合した樹脂配合物を芳
香族ポリエーテルアミド繊維に被覆することによ
りきわめて耐酸性の良好な材を得ることができ
ることを見出し本発明に到達した。 本発明は芳香族ポリエーテルアミド繊維からな
るシート状構造物の繊維表面にＮ−メチロール系
樹脂と弗素系樹脂よりなる樹脂配合物を被覆して
なる耐酸性材である。 本発明においていう芳香族ポリエーテルアミド
繊維とは下記繰返し単位(1)〜(4)からなり、 〔式中、Ar₁、Ar₂、Ar₃は同一でも相異なつても
よく、結合鎖が共に同軸方向又は平行軸方向に伸
びている芳香族性炭素環残基、最大間隔を表わす
環原子によつて結合しなければならない芳香族複
素環残基及びこれらの組合せを表わす。 R₁〜R₅は同一でも相異なつてもよく、炭素数
５以下のアルキル基及び水素原子を表わす。 Ar₄、Ar₅は同一でも相異なつてもよく、パラ
フエニレン基、メタフエニレン基より選ばれる。 繰返し単位のモル数の関係が実質的に(1)＋(4)＝
(2)であり、(1)＋(2)＋(3)＋(4)＝100モル％とする場
合、(3)＝０〜90モル％、(4)＝50〜５モル％、好ま
しくは(4)＝30〜10モル％である重合体からなる繊
維である。 結合鎖が同軸方向に伸びている芳香族性炭素環
残基とは例えば、１，４−フエニレン、１，４−
ナフチレンなどを意味し、結合鎖が平行軸方向に
伸びている芳香族性炭素環残基とは例えば、１，
５−ナフチレン、２，６−ナフチレンなどを意味
する。 該芳香族性残基は、−Ｎ＝Ｎ−、−Ｎ＝CH−、
−CH＝CH−、−Ｃ≡Ｃ−からなる群より選ばれ
る基によつて互に結合していてもよい。例えば、

【式】

【式】

【式】

【式】 などを含む。 炭素数５以下のアルキル基としては、メチル
基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル
基などが挙げられるが、好ましくはメチル基であ
る。 式(4)中のAr₄、Ar₅は同一でも相異なつてもよ
く、パラフエニレン基、メタフエニレン基より選
ばれる。 以上の芳香族性炭素環残基及び芳香族性複素環
残基には炭素原子に置換基を結合していてもよ
い。このような置換基には、ハロゲン基（例えば
塩素、臭素、フツ素）、低級アルキル基（例えば
メチル、エチル、イソプロピル、ノルマルプロピ
ル基）、低級アルコキシ基（例えばメトキシ、エ
トキシ基）、シアノ基、アセチル基、ニトロ基が
挙げられ、好ましくは塩素基とメチル基である。〕 本発明でいうＮ−メチロール系樹脂とはメラミ
ン系樹脂（メラミンとホルマリンとの付加縮合に
よる樹脂）、尿素系樹脂（尿素及び／又は尿素と
ホルマリンとの付加縮合による樹脂尿素メラミン
ホルマリン樹脂も含む）、アクリルアミド系樹脂
（アクリルアミド単独あるいはこれを主成分とす
るビニル系単量体混合物の共重合体）等縮合架橋
反応にＮ−メチロール基が主に寄与している初期
縮重合組成物、又はその縮重合物を主成分とする
ものを指す。使用にあたつてはこれらの樹脂単独
又はこれらの混合物、反応物を用いることができ
る。 本発明でいう弗素系樹脂とはポリフルオロアル
キル基含有の撥水撥油剤として知られている一般
式CH₂＝Ｃ（R¹）COO（Ｒ）mRf（但し式中のRfは
炭素数３〜20個の直鎖状又は分岐状のパーフルオ
ロアルキル基、R¹は水素原子又はメチル基、Ｒ
は１〜10個の炭素原子をもつ直鎖状又は分岐状の
二価のアルキレン基、ｍは０又は０を夫夫示す）
で表わされるアクリレート又はメタクリレートの
重合体あるいはこれらとポリフルオロアルキル基
を含まない重合しうる化合物例えば（メタ）アク
リル酸とそのアルキルエステル、（メタ）アクリ
ルアミドとそのＮ−メチロール化物、酢酸ビニル
等の一種又は二種以上との共重合体、弗素樹脂あ
るいは弗素ゴムとして知られている主鎖に弗素結
合を含む重合体あるいは共重合体例えばテトラフ
ルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−プロ
ピレン共重合体、弗化ビニル−ヘキサフルオロプ
ロピレン共重合体等を指す。使用にあたつてはこ
れらの樹脂単独又はこれらの混合物を用いること
ができる。 本発明の材は前述の芳香族ポリエーテルアミ
ド繊維よりなる織編物又は不織布等のシート状構
造物の繊維表面にＮ−メチロール系樹脂と弗素系
樹脂との樹脂配合物を被覆させたものである。Ｎ
−メチロール系樹脂を繊維表面に被覆させた場
合、樹脂の繊維表面への被覆性は極めて良好であ
り、樹脂そのものの酸性物質に対する耐酸性も比
較的良好であるため、耐酸性の良好な材をうる
ことができる。一方弗素系樹脂、即ち弗素系樹脂
処理剤として知られている弗素化アルキル（メ
タ）アクリレート系樹脂あるいは主鎖に弗素結合
をもつ樹脂は耐酸性の良好な樹脂であるが、かか
る樹脂を水中に乳化分散してえられる水分散液を
材に含浸、乾燥させて繊維表面に被覆させた場
合、樹脂の繊維表面への被覆性が悪く、均一被膜
を形成しないため、樹脂そのものは、耐酸性がよ
くても樹脂を被覆した材の耐酸性は良好となら
ない。本発明者らは、Ｎ−メチロール系樹脂に弗
素系樹脂を配合した樹脂配合物は繊維表面への被
覆性が極めて良く、かつ配合樹脂の耐酸性そのも
のも良好となるため、かかる樹脂配合物で処理し
た材は極めて耐酸性が良好であることを見出
し、本発明に到達したものである。 従つてＮ−メチロール系樹脂と弗素系樹脂との
配合比によつて材の耐酸性は、左右され、好ま
しい樹脂配合比は重量比で98：２〜70：30であ
る。弗素系樹脂の配合比が２％以下になると、樹
脂配合物の繊維表面への被覆性は良好であるが、
樹脂そのものの耐酸性向上効果は少なく、逆に30
％以上になると、樹脂そのものの耐酸性は向上す
るが、繊維表面への被覆性は徐徐に低下し、耐酸
性向上効果はやはり少なくなる。 かかる樹脂配合物を芳香族ポリエーテルアミド
繊維からなるシート状構造物の繊維表面に被覆す
る方法としては、あらかじめ繊維表面に樹脂を被
覆させたものを製編織又は不織布に使用してもよ
いが、Ｎ−メチロール系樹脂を付着させると、繊
維は一般に硬化するので加工能率が悪くなり、生
産性が低下するのでシート状物に構成した後に付
着する方が有利である。そして樹脂水溶液には架
橋剤、触媒等を含んでいることが好ましい。かか
る架橋剤、触媒としては、Ｎ−メチロール系樹脂
の縮合反応を促進させる触媒、即ち遊離酸、アル
カリ、第２リン酸アンモン、ロダンアンモン、塩
化アンモンなどのアンモニウム塩、２−メチル−
２−アミノプロパノールの塩酸塩、モルホリン塩
酸塩、２−アミノブタノールの燐酸塩、トリエタ
ノールアミンの塩酸塩などの脂肪族アミノアルコ
ールの有機及び無機酸塩、塩化マグネシウム、硝
酸亜鉛、塩化亜鉛などの金属塩を例示することが
できる。 その被覆付着量は用いられる樹脂の種類、繊維
の種類及び太さによるので一様に決めることはで
きないが、繊維重量に対し、４〜20重量％好まし
くは５〜15重量％である。４％未満では耐酸性向
上効果は乏しく、20％を越すと耐酸性向上効果は
飽和し、逆に材は硬くなると共に目詰まりを起
こす。樹脂処理はＮ−メチロール系樹脂、弗素系
樹脂、架橋剤及び水を所定量混合し芳香族ポリエ
ーテルアミド繊維からなるシート状構造物の繊維
表面に付着させることにより行われる。樹脂の混
合にあたつてＮ−メチロール系樹脂は通常水溶液
の形で得られ弗素系樹脂は乳化液の状態でえられ
るが乳化剤種類によつて混合時に乳化液が破壊さ
れる場合があり、かかる乳化剤の選定は避けるべ
きである。 樹脂処理法は、例えばパツド方式、浸漬方式、
コーテイング方式、スプレー方式等があげられ
る。これ等の方法により繊維表面に均一な厚さで
樹脂を液体で付着せしめた後、約80〜130℃の温
度で該繊維（布帛）を乾燥する。その際、目の粗
い布帛を樹脂処理した場合は、シユートループド
ライヤー、ノンタツチドライヤー、テンター等の
任意の乾燥機を用いてよいが、特に目が密な布帛
を樹脂処理した場合は、樹脂による目づまりを防
止する目的で、例えばサクシヨンドラムドライヤ
ーの如き吸引力を利用して乾燥したり、あるいは
乾燥前に真空脱水機により布帛の目づまりを除い
てから任意の乾燥機で乾燥することが好ましい。
乾燥後は、約130〜170℃の乾燥で数分間キユアリ
ングを行なうことが望ましい。 本発明の材は前記した如く、耐熱性の高い繊
維として芳香族ポリエーテルアミド繊維を選びこ
の表面にＮ−メチロール系樹脂と弗素系樹脂とを
配合した樹脂配合物を被覆することにより耐酸
性、耐熱性、屈曲摩耗性及び集塵埃性に優れた
材となしたもので高温度でしかも酸性の流体（特
に気体）を、過前に予め希釈あるいは降温処理
することなくそのまま直接に効率よく、しかも目
詰まりが起こつても「払い落し」の再生が出来る
ので、長時間過することが可能であり、従つ
て、例えばボイラー（重油、石炭燃焼用）、溶鉱
炉（高炉）、転炉（燃焼炉）、平炉、焙焼炉、焼結
炉、乾燥炉、キユーポラあるいは廃棄物焼却炉か
ら出る酸性ガス又は酸を含有する工場排水等を効
率よく過することができる。 次に実施例により本発明及びその効果を説明す
る。なお、例中の耐熱性及び耐酸性を示す「強力
保持率」は５cm巾の布帛に濃硫酸を付着せしめて
加熱する前後の布帛の引張強力比で表わし、「強
力保持率」以外の「％」は全て「重量％」であ
る。 実施例１〜５、比較例１ 芳香族ポリエーテルアミド繊維としては、パラ
フエニレンジアミン25モル％、テレフタル酸クロ
リド50モル％、３，4′−ジアミノ−ジフエニルエ
ーテル25モル％からなる重合体を湿式紡糸して得
たフイラメント繊維からなる目付が250ｇ／m²の
布帛（サージ）に下記の第１表に示した５種の組
成の樹脂溶液をパツド方式によりそれぞれ該布帛
あたり８％（樹脂として）付着せしめた後120℃
で５分間乾燥を行ない次いで150℃で３分間キユ
アリングを行なつた。尚樹脂液の調整は各実施例
に示す成分を所定量秤量後混合し、均一になるま
で、撹拌することにより行なつた。 この樹脂処理された５種の布帛を20％硫酸水溶
液に浸漬し150℃で１時間加熱処理した後該布帛
の強力保持率を測定した。その結果をＦ−１とす
る。ついで同様の処理を３回繰返し該布帛の強力
保持率を測定しその結果をＦ−４とする。えられ
た結果を第１表に示した。比較のため上記の実施
例に於て用いたものと同じ布帛を樹脂処理するこ
となくそのまゝ上記の方法と同様に硫酸処理し該
布帛の強力保持率を求めたものを比較例１として
示した。比較例２はポリメタフエニレンイソフタ
ルアミド繊維を用いたこと以外は比較例１と同様
樹脂処理することなくそのまゝ評価した。得られ
た結果を第１表に示した。

【表】

【表】 実施例６〜９、比較例３ 実施例１〜５で用いた芳香族ポリエーテルアミ
ド繊維からなる織物に、下記の第２表に示した４
種の組成の樹脂液をパツデイング方式によりそれ
ぞれ該織物あたり12％（樹脂として）付着せしめ
た後100℃で３分間乾燥を行ない、次いで150℃で
３分間キユアリングを行なつた。この樹脂処理さ
れた２種の織物の酸処理後の強力保持率を実施例
１の方法と同様にして測定し、その結果を第２表
に示した。比較のためポリメタフエニレンイソフ
タルアミド繊維からなる織物を実施例７に示した
組成の樹脂液で処理したこと以外は実施例６〜９
と同様に処理したのち強力保持率を測定した。結
果を比較例３に示す。

【表】

【表】 実施例10〜12、比較例４〜６ ２デニール、51mm長の芳香族ポリエーテルアミ
ド繊維を紡積してえた20番手双糸を５枚朱子組織 打込本数 79本／インチ×52本／インチ／（タテ）
×（ヨコ） の織物に製織し190℃でヒートセツトした織物
（目付323ｇ／m²）に下記第３表に示した組成の樹
脂液をパツデイング方式により、それぞれ該織物
あたり７％（樹脂として）付着せしめた後100℃
で３分間乾燥を行いついで170℃で３分間キユア
リングを行なつた。この樹脂処理された織物の硫
酸処理後の強力保持率を実施例１の方法と同様に
して測定しその結果を第３表に示した。比較のた
め上記の実施例に於て用いたものと同じ布帛をそ
のまゝあるいはＮ−メチロール系樹脂と弗素系樹
脂の配合比が本発明特許請求の範囲以外の組成の
樹脂液で同様に樹脂処理された織物の硫酸処理後
の強力保持率を示した。この表より、Ｎ−メチロ
ール系樹脂と弗素系樹脂の配合比が材の耐酸性
に大きく影響していることが明らかである。

【表】 実施例13〜16、比較例７〜９ ２デニール、51mm長の芳香族ポリエーテルアミ
ド繊維を紡績してえた20番手双糸を打込本数
32本／インチ×32本／インチ／（タテ）×（ヨコ）の平
織組織織物に 製織し、この織物を基布とし２デニール、71mm長
の芳香族ポリエーテルアミド繊維を通常の打綿
機、梳綿機を通して作成したウエブをニードルパ
ンチ加工して目付450ｇ／m²の不織布をえた。こ
の不織布に下記第４表に示した組成の樹脂液を濃
度を変えて付着させた後120℃で10分間乾燥を行
ないついで165℃で５分間キユアリングを行なつ
た。この樹脂処理された不織布の硫酸処理後の強
力保持率を実施例１の方法と同様にして測定しそ
の結果を第４表に示した。比較のため樹脂付着量
が本発明特許請求範囲外である不織布の硫酸処理
後の強力保持率を示した（第５表）。これにより
樹脂付着量が少ないと耐酸性が満足すべきもので
なく樹脂付着量が多すぎると耐酸性は飽和に達
し、一方材として硬くなりすぎ目詰まりを起こ
し、好ましくない。

【表】

【表】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 芳香族ポリエーテルアミド繊維からなるシー
   ト状構造物の繊維表面に、Ｎ−メチロール系樹脂
   と弗素系樹脂との配合比（重量比）が98／２〜
   70／30である樹脂配合物を被覆してなる耐酸性
   材。 ２ 弗素系樹脂が弗素化アルキル（メタ）アクリ
   レート系樹脂である特許請求の範囲第１項記載の
   耐酸性材。 ３ Ｎ−メチロール系樹脂と弗素系樹脂との樹脂
   配合物を芳香族ポリエーテルアミド繊維量に対
   し、４〜20重量％被覆してなる特許請求の範囲第
   １項乃至第２項記載の耐酸性材。 ４ Ｎ−メチロール系樹脂が尿素系樹脂とメラミ
   ン系樹脂及び／又はアクリルアミド系樹脂との混
   合物である特許請求の範囲第１項乃至第３項のい
   ずれかに記載の耐酸性材。 ５ 該芳香族ポリエーテルアミド繊維が下記繰返
   し単位(1)〜(4)からなる特許請求の範囲第１項乃至
   第４項のいずれかに記載の耐酸性材。 〔式中、Ar₁、Ar₂、Ar₃は同一でも相異なつても
   よく、結合鎖が共に同軸方向又は平行軸方向に伸
   びている芳香族性炭素環残基、最大間隔を表わす
   環原子によつて結合しなければならない芳香族性
   複素環残基及びこれらの組合せを表わす。 R₁〜R₅は同一でも相異なつてもよく、炭素数
   ５以下のアルキル基及び水素原子を表わす。 Ar₄、Ar₅は同一でも相異なつてもよく、パラ
   フエニレン基、メタフエニレン基より選ばれる。 繰返し単位のモル数の関係が実質的に(1)＋(4)＝
   (2)であり、(1)＋(2)＋(3)＋(4)＝100モル％とする場
   合、(3)＝０〜90モル％、(2)＝50〜５モル％であ
   る。〕 ６ 繰返し単位(1)のAr₁がパラフエニレンでR₁、
   R₂がともに水素原子であり、繰返し単位(2)のAr₂
   がパラフエニレンであり、繰返し単位(3)のAr₄が
   パラフエニレンでR₃が水素原子である特許請求
   の範囲第５項記載の耐酸性材。 ７ 繰返し単位(4)のR₄、R₅が水素原子であり、
   Ar₄がパラフエニレン、Ar₅がパラフエニレンま
   たはメタフエニレンである特許請求の範囲第５項
   乃至第６項のいずれかに記載の耐酸性材。