JPH0781234B2 - 表面変性全芳香族ポリアミド繊維 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明はゴム或いは合成樹脂等の補強用全芳香族ポリア
ミド繊維に関する。更に詳しくは接着性，糸条の結束
性，原糸の解舒性に優れた全芳香族ポリアミド繊維に関
するものである。

＜従来の技術＞ 近年、繊維に対する要求は益々高度化し、高強力，高モ
ジュラス，高耐熱性に優れた種々の新規な素材が開発さ
れ検討されてきている。

一方、これらの高強力，高モジュラス繊維を補強材とし
てゴム或いは合成樹脂中に埋め込み、複合素材としてこ
れら製品の性能向上を図らんとする検討がなされてい
る。特に、全芳香族ポリアミド繊維は、高強力，高モジ
ュラスで且つ高度な耐熱性を有する有機繊維として、こ
れらの複合材料の補強用繊維としての活用がなされてい
る。

中でも、タイミングベルト等のゴム補強用では、その低
伸度，高寸法安定性を利用してこの分野での活用が進め
られている。

しかしながら、かかる繊維は高モジュラスであるという
力学的利点を有する反面、剛性が高く糸条の結束性が低
いという欠点を有しており、又、繊維表面の活性が乏し
く、接着性能の点でも乏しいという欠点を有している。

特に糸条の結束性の点でみると、繊維コードがカット面
に露出する所謂ローエッヂタイプのベルトの場合、その
カット面から繊維がホツレてしまうという問題がある。

かかる問題改善の為に従来技術としてエポキシ或いはイ
ソシアネートで繊維又はその構造体を前処理又は後処理
する方法が開示されている（特開昭59−94640号公報，
特公昭53−37473号公報）。しかしながらこれらはいづ
れも耐ホツレ性，接着性の点では良好であるが、その反
面処理された繊維又はその構造体が樹脂により粗硬とな
り易く屈曲疲労性の面でマイナス効果を生じるなどの問
題があり付着量がきわめて制限される。

又、かかる処理剤で処理された繊維はパッケージに捲き
取られる前に充分硬化させておかないと捲き取られた原
糸は経時的に硬化が促進し、原糸の使用時パッケージか
ら糸束を引き出す際に、うまく引き出せず毛羽立つとい
う問題も生じ易い。この点に関しては繊維の捲き取り前
に充分硬化させておけば解消されることではあるが、か
かる処理では工程長を長くするか或いは処理速度を充分
遅くすることが必要であり、これでは商業生産上効率的
ではない。

又、特公昭63−20454号公報にアラミド繊維をウレタン
で変性されたエポキシ樹脂で溶剤系又は乳濁液上で浸漬
処理する方法が提案されているが、かかる剤単独での処
理での処理では被膜強度が弱いために充分なる接着性能
は得られないばかりでなく、溶剤系処理では取扱い上困
難を伴い又乳濁液処理では乳化剤による接着障害も考慮
に入れなければならないという難点がある。

＜発明の目的＞ 本発明者は、上記の欠点を解決すべく鋭意研究した結
果、繊維を特定の化合物で処理してその表面を変性させ
ることにより、ヤーンの硬さを大幅に上げることなく、
ヤーンの結束性を高め、更には捲き取り後処理剤が硬化
しても糸束のパッケージからの引き出しが容易であり、
しかも接着性に優れた性能を発揮するという従来にない
著しい改善効果が得られることを見い出した。

即ち、本発明の目的は、例えばゴム或いは合成樹脂等の
補強用繊維として用いるような用途において、糸条の結
束性が高くパッケージからの引き出しが容易で、且つ充
分な接着力を有する全芳香族ポリアミド繊維を提供せん
とすることにある。

＜発明の構成＞ 即ち、本発明は、全芳香族ポリアミド繊維の表面にエポ
キシ当量が200〜800の水溶化及び／又は自己乳化型に変
性したビスフェノールＡ型ウレタン変性エポキシ化合物
（Ａ）とエポキシ当量が100〜250で分子内にグリシジル
エーテル基として２個以上有する脂肪族ポリグリシジル
化合物（Ｂ）との共重合樹脂被膜を設け、該樹脂の上層
に平滑剤を主成分とする潤滑剤層を設けてなる表面変性
全芳香族ポリアミド繊維である。

本発明を実施する際に用いられる全芳香族ポリアミド繊
維とは、例えば所定の芳香族ジカルボン酸と芳香族ジア
ミンとから構成されるパラフェニレンテレフタルアミド
或いはその共重合体からなるものである。

エポキシ当量が100〜250で分子内にグリシジルエーテル
基を２個以上有する脂肪族ポリグリシジルエーテル化合
物（Ｂ）としては、ポリエチレングリコール，ポリプロ
ピレングリコール，ネオペンチルグリコール等のグリコ
ールのジグリシジルエーテル，グリセロール，ポリグリ
セロール，トリメチルピロパン，ソルビトール等のポリ
オールのポリグリシジルエーテル等があるが、中でも多
官能のものの方が架橋密度を高め糸条の結束性を高める
点で望ましい。中でも、エポキシ化合物として水溶性の
ものの方が取扱いの点で有利である。

エポキシ当量が100より少ないと硬化樹脂の硬さが増し
柔軟性の点で有利でない。又250より多いと接着性能が
劣るばかりでなく粘度が高くなり取扱性が低下する。

ビスフェノールＡ型ウレタン変性エポキシ化合物（Ａ）
とはエポキシ当量が200〜800の水溶化及び／又は自己乳
化型に変性したビスフェノールＡ型ウレタン変性エポキ
シ化合物であり水溶性であるか乳化剤を用いなくとも自
己乳化するものである。

具体的にはシェル社のエピコート828に代表されるよう
なビスフェノールＡ型エポキシの芳香族エポキシの分子
内にポリエーテル或いはポリエステル構造分子をウレタ
ン結合を介して導入した変性エポキシである。かかる化
合物の具体例として例えばデナキャスト （ナガセ化成
（株）製）などがある。エポキシ当量が200〜800の範囲
を外れたものは前述のように柔軟性，接着性の点で好ま
しくない。

しかしかかるビスフェノールＡ型ウレタン変性エポキシ
化合物は、一般に可撓性に優れているものの被膜強度が
弱いために接着性の点で機能が劣るので該化合物のみを
単独で用いることは好ましくない。すなわち本発明では
芳香族エポキシウレタン変性化合物（Ａ）と脂肪族ポリ
エポキシ化合物（Ｂ）との併用が必要である。その併用
比率は重量比でA/Bが95/5〜20/80、好ましくは90/10〜4
0/60の範囲である。

Ａ成分のみであると、ホツレ防止の点では良好だが処理
糸束の風合が硬く、コードの強力維持率が低下する。

又、製糸捲取後の樹脂の硬化に伴いパッケージに捲き取
られた糸束は硬化し、原糸の解舒が著しく困難となる。

一方、Ｂ成分のみであると、糸束の硬さは柔らかく、コ
ードの強力維持率の点では良好だが前述のように接着性
の点で不利となる。

又本発明で用いる触媒（Ｃ）は一般にエポキシ基の硬化
反応促進剤として用いられるものをいうが、これにはア
ミン系硬化剤が一般的であり、この内特に反応性の高い
複素環アミンであるピペラジン水和物が好適に用いられ
る。

かかるアミンは（Ａ）＋（Ｂ）の重量に対して約１〜10
0％、好ましくは３〜40％の量で用いられる。

本発明にいう平滑剤とは、一般に繊維用平滑剤として用
いられるものであり、鉱物油やイソオクチルパルミテー
ト，オレイルオレート，エチレングリコールジステアレ
ート，ソルビタントリオレート，ジオレイルアジペート
等のような脂肪酸エステル類、或いはプロピレンオキサ
イド（PO）とエチレンオキサイド（EO）との共重合物な
どのようなポリエーテル類が使用されるが、ここでは特
にＡとＢとの共重合被膜とは非相溶性の極性の低いもの
が好ましい。というのは処理剤液で処理された繊維が捲
きとられ、糸上の（Ａ＋Ｂ）化合物が硬化する際、平滑
剤成分がその硬化層にとり込まれることなく、外層にブ
リードアウトし、結果的に繊維の再外層に潤滑剤層を形
成せしめ、糸束の走行平滑性を高めると共に、パッケー
ジに捲かれた状態にあっても糸束同士が固着することな
く分離状態にあるようにすることが本発明の重要な点の
一つである。

この点から上掲の平滑剤としては比較的分子量の低い脂
肪酸エステル類が望ましい。

本発明の繊維を得るには、ヤーンの状態或いはコードの
状態であらかじめ油剤成分を付与し、その後ヤーンの状
態或いはコード状態でＡ＋Ｂ＋Ｃ成分を付与する方法、
或いはその反対にあらかじめＡ＋Ｂ＋Ｃ成分を付与した
後油剤成分を付与する方法、更にヤーン或いはコードの
状態でＡ＋Ｂ＋Ｃと油剤成分とを同時に付与する方法な
ど、いづれの方法もとりうるが、ヤーンの状態でＡ＋Ｂ
＋Ｃ成分と油剤成分とを同時に付与するのが工程簡略化
の点で好ましい。

繊維に付与する方法としては水溶液或いはエマルジョン
の形で通常公知のローラー，スプレー・メタリング押出
法などの手段を用いて適宜行うことができる。

＜発明の効果＞ 本発明の全芳香族ポリアミド繊維によれば、ヤーンの風
合を大きく硬くすることがない為パッケージからの引出
しが容易であり、撚糸時の取扱い性及びコード品位を高
めているので撚糸コード強力低下を抑えることができ
る。

更にはゴムベルト補強用としてゴム中に埋設しベルトを
切り出したとき、その端面に吐出したコードがホツレを
生じることがなく、接着性の高い補強用コードを提供す
ることができる。

＜実施例＞ 以下本発明を実施例で具体的に説明する。なお実施例に
おける評価事項は下記評価方法に基いて判定した。

原糸の解舒性 原糸パッケージから引出し第１ガイド迄の距離が25cmの
糸導を速度20m/minで原糸糸束を引き出した（解舒し
た）。

この時パッケージ表面に 毛羽が全くでないものを◎ 1cm以内の毛羽のものを○ １〜5cm長の毛羽のでないものを△ それより長い毛羽がでたものを× とした。

糸束の硬さ 糸の束を手で握ったときの感触で判定した。硬い感触の
ものを×，柔かい感触のものを○とした。

生コード強度 撚糸コードを引張試験機で引張り、このときの破断強力
（Kg）をコードのデニール割った値を読み取った。

コードホツレ性 ベルト切出し時、ベルト端面に露出したコードのホツレ
状態の程度の大小を良◎＞○＞△＞×の序列で表した。

接着性 加硫後のベルトサンプルを剥離試験機により剥離強力を
読み取った。

実施例１〜3,比較例１〜２ テレフタル酸ジクロリドとパラフェニレンジアミン及び
3,4′−ジアミノジフェニルエーテルからなる全芳香族
ポリアミドを紡糸・延伸して1500デニール・1000フィラ
メントの延伸糸を得た。この延伸糸に表１に示す組成の
水系エマルジョン処理液をオイリングローラーを介して
繊維重量に対して固形分として２％付与し、120℃の加
熱ローラーで乾燥して捲取った。この後捲取ったパッケ
ージを55℃の雰囲気下に４時間静置保管し、樹脂を硬化
させた。

ここに得られた原糸を２本合糸して150回/mの撚の入っ
たコードを作り、これをレゾルシン−ホルマリン−ラテ
ックス液（RFL液）に浸漬し、200℃で２分間熱処理し
た。次にこの処理コードをドラム上に捲き、その上にク
ロロプレンゴムを積層して、150℃で30分間加硫した。
加硫後試料を幅2.5cmにカットして剥離接着力を測定し
た。結果を第１表に示す。

実施例４〜6,比較例３〜４ 実施例１の脂肪族ポリエポキシ化合物と芳香族エポキシ
ウレタン変性化合物との比率が50:50の系でエポキシ組
成物分と油剤成分分との比を第２表のように配合して同
様の実験を行った。結果を第２表に示す。

以上のように本発明によれば糸束を硬くすることなく、
原糸の解舒性，コード強力，コードのホツレ性，接着性
の良好な原糸を提供することができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】全芳香族ポリアミド繊維の表面にエポキシ
   当量が200〜800の水溶化及び／又は自己乳化型に変性し
   たビスフェノールＡ型ウレタン変性エポキシ化合物とエ
   ポキシ当量が100〜250で分子内にグリシジルエーテル基
   を２個以上有する脂肪族ポリグリシジルエーテル化合物
   との共重合樹脂被膜を設け該樹脂の上層に平滑剤を主成
   分とする潤滑層を設けてなる表面変性全芳香族ポリアミ
   ド繊維。
2. 【請求項２】全芳香族ポリアミド繊維がヤーンの状態で
   ある請求項（１）記載の全芳香族ポリアミド繊維。