JP2018145533A

JP2018145533A - ゴムまたは樹脂補強用短繊維の製造方法

Info

Publication number: JP2018145533A
Application number: JP2017038393A
Authority: JP
Inventors: 芳史鈴木; Yoshiji Suzuki
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 2017-03-01
Filing date: 2017-03-01
Publication date: 2018-09-20

Abstract

【課題】ゴムまたは樹脂との接着性に優れ、しかも十分な耐熱性、耐久性をも有するゴムまたは樹脂補強用短繊維を効率良く提供すること。【解決手段】無より繊維からなる経糸と、緯糸とからなるすだれ織物に接着剤または集束剤を付与した後、１００〜３００℃の熱処理を施し、該熱処理織物の緯糸を除去しながら経糸を短繊維状に裁断する【選択図】なし

Description

本発明は、ゴムまたは樹脂補強用に好適な短繊維の製造方法に関するものであり、さらに詳しくは、本発明は、多数本の無より繊維からなる経糸群の長手方向に、所要間隔毎に緯糸を打ち込んで製織した織物に集束処理を施した後、緯糸を除去しながら経糸のみを裁断して効率的に短繊維を得る方法に関するものである。

従来より、伝動ゴムベルトなどの力学特性を向上させるため、加硫可能なゴムに有機短繊維を混入することによって力学的特性を向上させることが行われてきた。この際、有機繊維にはエポキシ化合物やレゾルシン・ホルマリン・ラテックス（ＲＦＬ）系の接着剤をその表面に付着させてゴムと短繊維間の親和性及び接着性を向上させる方法が知られている。

接着剤や集束剤を付与するためには、通常、例えば特開２０１５−１８３３１５号公報に記載の如く、無より繊維をシングルコード処理機にて接着剤または集束剤に浸漬した後、熱処理を施し、次いで巻取装置でボビンなどに巻取り、その後所定の本数の無より繊維を巻いたボビンを集めてかせまきを作製し、これを束ねて裁断機で短繊維状に裁断するという効率の悪い方法が採用されているのが実情である。

特開２０１５−１８３３１５号公報

本発明の課題は、かかる従来技術における問題点を解消し、ゴムまたは樹脂との親和性及び接着性が可及的に向上された短繊維を効率良く製造する、ゴムまたは樹脂補強用短繊維の製造方法を提供することにある。

本発明者は、上記の課題を解決するために鋭意検討をおこなった結果、ゴムまたは樹脂補強用短繊維を製造するに際し、無より繊維からなる経糸と、緯糸とからなるすだれ織物の状態で接着剤または集束剤を付与した後、該すだれ織物の緯糸を除去しながら経糸を短繊維状に裁断するとき、上記課題が達成できることを見出し、本発明に到達した。

即ち、本発明によれば、無より繊維からなる経糸と、緯糸とからなるすだれ織物に接着剤または集束剤を付与した後、１００〜３００℃の熱処理を施し、該熱処理織物の緯糸を除去しながら経糸を短繊維状に裁断することを特徴とするゴムまたは樹脂補強用短繊維の製造方法、が提供される。

本発明によれば、ゴムまたは樹脂との接着性に優れ、しかも十分な耐熱性、耐久性をも有するゴムまたは樹脂補強用短繊維を効率良く提供することができる。

以下、本発明について詳細に説明する。

本発明のすだれ織物は、無より繊維コードからなる経糸と、緯糸からなるすだれ織物である。本発明においては、上記すだれ織物に、接着剤または収束剤を付与した後、１００〜３００℃、好ましくは２００〜２７０℃、より好ましくは２００〜２５０℃の熱処理を施すことによって、緯糸の強度を、接着剤または集束剤付与した後、熱処理を施す前の緯糸の強度の５０％以下、好ましくは４０％以下、より好ましくは３０％以下に低下することが肝要である。

すなわち本発明においては、無より繊維コードを経糸に用いたすだれ織物の状態で、接着剤または集束剤を付与するため、繊維コードを複数本同時に並列させて処理する場合のように繊維コード同士が絡んだり部分的に接合したりして、繊維コードが断糸するといったことが起こらない。しかも、緯糸は初期の段階では十分な強度を有しているため経糸がばらけることなく接着剤または集束剤が付与できるので作業性が良好であり、一方、熱処理後は緯糸の強度が大幅に低下して切断されやすくなり、経糸のみが裁断できるので、短繊維を容易かつ安価に製造することができる。

本発明においては、接着剤または集束剤を付与した後、熱処理を行なう前の緯糸の強度は、３．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが好ましく、３．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることがより好ましく、４．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることがさらに好ましい。一方、接着剤または集束剤を付与し、さらに熱処理を行なった後の緯糸の強度は、１．２ｃＮ／ｄｔｅｘ以下であることが好ましく、０．５〜１．１ｃＮ／ｄｔｅｘであることがより好ましく、０．５〜１．０ｃＮ／ｄｔｅｘであることがさらに好ましい。

本発明で使用する織物の経糸としては、ナイロン６繊維、ナイロン６６繊維に代表されるポリアミド繊維、ポリエチレンテレフタレート繊維、ポリエチレンナフタレート繊維、ポリブチレンテレフタレート繊維に代表されるポリエステル繊維およびポリビニールアルコール繊維、アラミド繊維、レーヨン繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、炭素繊維などの無より繊維コードを挙げることができる。

一方、緯糸は、接着剤の付与と熱処理により強度が５０％以下に低下する糸である必要があり、該糸を構成する繊維としては、溶融紡糸が可能な熱可塑性繊維、例えばポリエステル、ナイロン、あるいはポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィンなどの繊維が好ましく、それらの繊維を組み合わせたものであっても良い。また、ポリエステルでは、イソフタル酸、テレフタル酸、スルフォイソフタル酸などの成分を共重合させたものであってもよい。

本発明において経糸を構成する糸の総繊度は、好ましくは５６０〜５０００ｄｔｅｘ、である。一方、緯糸の繊度は、好ましくは３３〜５６０ｄｔｅｘ、より好ましくは５６〜３５０ｄｔｅｘである。本発明においては、緯糸は、上記繊度の範囲とすることにより強度が低下しやすい。

本発明において織物は、無より繊維からなる経糸を１０００〜１５００本並べ、これらに緯糸で打ち込み製織したものを好ましく用いることができる。織物の幅は１００〜１８０ｃｍ、長さは１００〜３０００ｍであり、緯糸は１．０〜５．０ｃｍ間隔で打ち込まれていることが好ましい。

前述した接着剤としては、経糸の無より繊維コードを裁断した後、ゴム補強用短繊維として使用する場合には、第１処理液でエポキシ化合物、ブロックイソシアネート、ラテックスの混合液を付与し、熱処理後に第２処理液としてレゾルシンとホルムアルデヒドとの初期縮合物およびゴムラテックスからなる液（レゾルシン・ホルマリン・ゴムラテックス液（ＲＦＬ液））を付与し、熱処理を施すことが好ましい。

また、樹脂補強用短繊維として使用する場合には、ポリエステル、ポリエポキシド、ポリウレタンなど樹脂系エマルションを付与し、熱処理を施すことが好ましい。熱処理は１００〜３００℃で行い、その処理時間は実用面から３０〜１５０秒とすることが好ましい。

具体的には、熱処理の温度と時間は、経糸がナイロン６繊維の場合は、好ましくは１７０〜２１５℃で３０〜９０秒、より好ましくは１９０〜２１０℃で５０〜７０秒、経糸がナイロン６６繊維の場合は、好ましくは２００〜２４０℃で３０〜９０秒、より好ましくは２１０〜２３０℃で５０〜７０秒である。

また、経糸がポリエチレンテレフタレート繊維やポリエチレンナフタレート繊維の場合は、好ましくは２００〜２５０℃で３０〜１５０秒、より好ましくは２１０〜２３０℃で３０〜１５０秒である。さらに、経糸がアラミド繊維やポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、炭素繊維の場合は、好ましくは２００〜３００℃で３０〜１５０秒、より好ましくは２１０〜２７０℃で３０〜１５０秒である。

以下、実施例により本発明をより詳細に説明する。ただし、本発明はこれら実施例により限定されるものではない。なお、実施例における各物性は下記方法により求めたものである。

（１）短繊維の生産効率
単糸繊度１．６７デシテックス、繊維長３ｍｍの、ゴムまたは樹脂補強用パラアラミド短繊維を１トン生産するのに必要な時間を生産効率とした。

［実施例１］
帝人（株）製パラアラミド繊維「テクノーラ」（１６７０デシテックス／１０００フィラメント）を総本数２０００本を引揃えて経糸とし、これに東レ（株）製ナイロン６繊維（１５５デシテックス／８０フィラメント、強度４．６ｃＮ／ｄｔｅｘ）を１．０ｃｍ間隔で緯糸として打ち込み、幅１６０ｃｍ、長さ１５００ｍのすだれ織物を得た。

上記の織物を、エポキシ化合物、ブロックイソシアネ−ト化合物およびゴムラテックスからなる混合液（第１浴処理液）に浸漬した後、１５０℃で１２０秒間乾燥し、続いて２４０℃で６０秒間延伸熱処理した。

また、上記第１処理浴で処理した織物を、レゾルシン・ホルマリン・ゴムラテックス（ＲＦＬ）からなる第２処理液に浸漬した後、１５０℃で１２０秒間乾燥し、続いて２４０℃で６０秒間熱処理を施した。

熱処理した織物の緯糸の強度を測定したところ、０．９ｃＮ／ｄｔｅｘ（強度低下：０．９／４．６×１００＝２０％）であった。

更に、得られたロール状のすだれ織物を、櫛ガイドが装着された金属製駆動ロールに通し、経糸がたるまないよう適度に張力をかけながら送り出すと櫛ガイドで緯糸が容易に除去された。続いて経糸を裁断機で３ｍｍ長となるよう裁断し短繊維を得たところ、１トンの短繊維が１時間で得られた。

［実施例２］
帝人アラミド（株）製パラアラミド繊維「トワロン」（３３６０デシテックス／２０００フィラメント）を総本数１５００本を引揃えて経糸とし、これに東レ（株）製ナイロン６繊維（１５５デシテックス８０フィラメント、強度４．６ｃＮ／ｄｔｅｘ）を１．０ｃｍ間隔で緯糸として打ち込み、幅１６０ｃｍの織物を得た。
上記の織物を、エポキシ化合物、ブロックイソシアネ−ト化合物およびゴムラテックスからなる混合液（第１浴処理液）に浸漬した後、１５０℃で１２０秒間乾燥し、続いて２４０℃で６０秒間延伸熱処理した。

更に、得られたロール状のすだれ織物を、櫛ガイドが装着された金属製駆動ロールに通し、経糸がたるまないよう適度に張力をかけながら送り出すと櫛ガイドで緯糸が容易に除去された。続いて経糸を裁断機で３ｍｍ長となるよう裁断し短繊維を得たところ、１トンの短繊維が４０分で得られた。

［比較例１］
ヤーン処理機を用い、帝人（株）製パラアラミド繊維「テクノーラ」（１６７０デシテックス／１０００フィラメント）２００本を、それぞれエポキシ化合物、ブロックイソシアネ−ト化合物およびゴムラテックスからなる混合液（第１浴処理液）に浸漬した後、１５０℃で１２０秒間乾燥し、続いて２４０℃で６０秒間延伸熱処理した。

また、上記第１処理浴で処理したヤーンを、レゾルシン・ホルマリン・ゴムラテックス（ＲＦＬ）からなる第２処理液に浸漬した後、１５０℃で１２０秒間乾燥し、続いて２４０℃で６０秒間熱処理を施した。

次いで、得られた処理ヤーンをかせまきにし、裁断機で３ｍｍ長となるよう裁断し短繊維を得たところ、１トンの短繊維を得るのに４．５時間を要した。

本発明のゴムまたは樹脂補強用短繊維の製造方法によれば、ゴムまたは樹脂との接着性に優れ、しかも十分な耐熱性、耐久性をも有するゴムまたは樹脂補強用短繊維を効率良く提供することができる。

Claims

無より繊維からなる経糸と、緯糸とからなるすだれ織物に接着剤または集束剤を付与した後、１００〜３００℃の熱処理を施し、該熱処理織物の緯糸を除去しながら経糸を短繊維状に裁断することを特徴とするゴムまたは樹脂補強用短繊維の製造方法。
緯糸の強度を、接着剤または集束剤を付与した後、熱処理を施す前の緯糸の強度の５０％以下に低下させ、緯糸の除去を容易にする請求項１記載のゴムまたは樹脂補強用短繊維の製造方法。
経糸が、ポリエステル繊維、脂肪族ポリアミド繊維、芳香族ポリアミド繊維、または、炭素繊維からなる群から選ばれる少なくとも１種の繊維である請求項１又は２記載のゴムまたは樹脂補強用短繊維の製造方法。
緯糸の融点、軟化点、または分解温度が３００℃以下である請求項１、２又は３記載のゴムまたは樹脂補強用短繊維の製造方法。
短繊維の長さが０．５ｍｍ〜５０ｍｍである請求項１〜４のいずれか１項に記載のゴムまたは樹脂補強用短繊維の製造方法。