JP2020143395A - 芳香族ポリアミド繊維および芳香族ポリアミド繊維パルプならびにその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
前記油剤が、硬化性エポキシ化合物と、相溶化剤として一般式(I)で表されるポリエーテル化合物とを含み、前記2成分の比率が、硬化性エポキシ化合物/ポリエーテル化合物=10/90〜90/10(重量比)であることを特徴とする芳香族ポリアミド繊維。
(化1)
R1−O−[(E−O)m(A−O)n]−R2 (I)
(式中、R1およびR2は、水素原子または同一もしくは異なっていてもよい炭素原子数1〜5のアルキル基もしくはアルケニル基を示す。Eは炭素数2のアルキレン基、Aは炭素数3または4のアルキレン基を示す。mおよびnは、それぞれ、オキシエチレン基、オキシアルキレン基の平均付加モル数を表す6以上の整数であり、m+n=12〜660の整数である。なお、(E−O)と(A−O)はランダム付加でもブロック付加でもよく、(E−O)と(A−O)の付加順序は問わない。)
(2)硬化性エポキシ化合物が、グリセロールジグリシジルエーテル、グリセロールトリグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテルから選ばれる1種または2種以上である、前記(1)に記載の芳香族ポリアミド繊維。
(3)芳香族ポリアミド繊維の水分量が15重量%以上であり、該芳香族ポリアミド繊維に付着させた油剤の量が、芳香族ポリアミド繊維重量(水分率を0%に換算したときの重量)に対して0.1〜10重量%である、前記(1)または(2)に記載の芳香族ポリアミド繊維。
(4)一般式(I)で示されるポリエーテル化合物が、R1およびR2が水素原子であり、オキシエチレン(E−O)およびオキシアルキレン(A−O)が、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン−ポリオキシエチレン型またはポリオキシプロピレン−ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン型のブロック型を構成している、前記(1)〜(3)のいずれかに記載の芳香族ポリアミド繊維。
(5)ポリオキシエチレン(E−O)とポリオキシアルキレン(A−O)の重量比[(E−O/A−O)比]が、20/80〜80/20である、前記(1)〜(4)のいずれかに記載の芳香族ポリアミド繊維。
(6)芳香族ポリアミドが、ポリパラフェニレンテレフタルアミドである、前記(1)〜(5)のいずれかに記載の芳香族ポリアミド繊維。
(7)前記(1)〜(6)のいずれかに記載の芳香族ポリアミド繊維で形成されており、フィブリル化したパルプ状であることを特徴とする芳香族ポリアミド繊維パルプ。
(8)前記(1)〜(6)のいずれかに記載の芳香族ポリアミド繊維を切断して短繊維とし、該短繊維を機械加工によりフィブリル化することを特徴とする芳香族ポリアミド繊維パルプの製造方法。
また、パルプ抄造物に熱硬化性樹脂を含浸させたプリプレグを硬化させたプレートは、耐熱性、引張強さ、曲げ特性に優れているため、車両や産業用機械のクラッチ板やブレーキ板に好適な摩擦材となる。該摩擦材は長寿命、大クラッチ容量であるため、自動車用エンジンの高回転・高出力化に対応可能である。
(化2)
R1−O−[(E−O)m(A−O)n]−R2 (I)
また、(E−O)は炭素原子数2のオキシエチレン基、(A−O)は炭素数3または4、好ましくは炭素原子数3のオキシアルキレン基を示す。
mはオキシエチレン基(E−O)、nはオキシアルキレン基(A−O)の平均付加モル数を表す6以上の整数であり、m+n=12〜660の整数である。mおよびnは、それぞれ、好ましくは10〜200、より好ましくは12〜100の整数である。なお、オキシエチレン基(E−O)とオキシアルキレン基(A−O)はランダム付加でもブロック付加でもよく、(E−O)と(A−O)の付加順序は問わない。また、(A−O)においては、同一のオキシアルキレン基が付加していても、2種類以上のオキシアルキレン基が付加していてもよい。
ポリエーテル化合物の重量平均分子量は、1,000以上、30,000以下が好ましく、より好ましくは1,000以上、20,000以下である。
これらの化合物のなかでも、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドのブロック付加体、該ブロック付加体の片末端アルキル(炭素数1〜5)エーテル化物、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン−ポリオキシエチレン型またはポリオキシプロピレン−ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン型のポリエーテル化合物など、エチレンオキシドとプロピレンオキシドがブロック付加したポリエーテル化合物が好ましい。
[重量平均繊維長]Op Test Equipment (CANADA)社製 HiRes Fiber QualityAnalyzer により測定した。
PPTA(分子量約20,000)1kgを4kgの濃硫酸に溶解し、直径0.1mmのホールを1,000個有する口金からせん断速度30,000sec−1となるよう吐出し、4℃の水中に紡糸した後、10%の水酸化ナトリウム水溶液で、10℃×15秒の条件で中和処理し、その後、110℃×15秒間熱処理をして、水分率35%のPPTA繊維(水分率0%換算のとき総繊度1,670dtex)を調製した。
このPPTA繊維に、硬化性エポキシ化合物としてソルビトールポリグリシジルエーテルを40部、相溶化剤として分子量が2,000であるポリ(オキシエチレン)ポリ(オキシプロピレン)ブロック共重合体を60部含有する薬剤原液(油剤)を、PPTA繊維重量に対して1.1%浸透・含浸させた後、PPTA繊維をボビンに巻き取り、含水PPTA繊維複合体を製造した。薬剤原液をイオン交換水に重量比で50:50の割合で溶かしたときの状態を表1にまとめた。
得られた含水PPTA繊維複合体をロービングカッターで6mmに切断した。この含水PPTA繊維複合体短繊維200g(乾燥重量)を60kgのイオン交換水に分散させ、シングルディスクリファイナーを用い3,000rpmの条件でフィブリル化し、PPTA繊維複合体パルプを得た。このときの、PPTA繊維複合体をディスクリファイナーでフィブリル化させる際の発泡性を表1にまとめた。
○;パルプ製造時のリファイニング工程で泡が発生する
×;パルプ製造時のリファイニング工程で泡が発生しない
油剤中の硬化性エポキシ化合物をグリセロールポリグリシジルエーテルに変更した以外は、実施例1と同様の方法で得た含水PPTA繊維複合体を用い、実施例1と同様の方法でパルプを得た。このときの、油剤をイオン交換水に溶かしたときの状態と、パルプ製造時にPPTA繊維複合体をディスクリファイナーによりフィブリル化させる際の発泡性を表1にまとめた。
油剤中の硬化性エポキシ化合物の混合比率を80部、相溶化剤の混合比率を20部に変更した以外は、実施例1と同様の方法で得た含水PPTA繊維複合体を用い、実施例1と同様の方法でパルプを得た。このときの、油剤をイオン交換水に溶かしたときの状態と、パルプ製造時にPPTA繊維複合体をディスクリファイナーによりフィブリル化させる際の発泡性を表1にまとめた。
油剤中の相溶化剤の成分を脂肪酸エステル系化合物に変更した以外は、実施例1と同様の方法で得た含水PPTA繊維複合体を用い、実施例1と同様の方法でパルプを得た。このときの、油剤をイオン交換水に溶かしたときの状態と、パルプ製造時にPPTA繊維複合体をディスクリファイナーによりフィブリル化させる際の発泡性を表1にまとめた。
油剤中の相溶化剤の成分をジエチレングリコールモノラウリルエーテルに変更し、硬化性エポキシ化合物と相溶化剤の混合比率を変更した以外は、実施例1と同様の方法で含水PPTA繊維複合体を用い、実施例1と同様の方法でパルプを得た。このときの、油剤をイオン交換水に溶かしたときの状態と、パルプ製造時にPPTA繊維複合体をディスクリファイナーによりフィブリル化させる際の発泡性を表1にまとめた。
Claims (8)
- 油剤を付着させた芳香族ポリアミド繊維であって、
前記油剤が、硬化性エポキシ化合物と、相溶化剤として一般式(I)で表されるポリエーテル化合物とを含み、前記2成分の比率が、硬化性エポキシ化合物/ポリエーテル化合物=10/90〜90/10(重量比)であることを特徴とする芳香族ポリアミド繊維。
(化1)
R1−O−[(E−O)m(A−O)n]−R2 (I)
(式中、R1およびR2は、水素原子または同一もしくは異なっていてもよい炭素原子数1〜5のアルキル基もしくはアルケニル基を示す。Eは炭素数2のアルキレン基、Aは炭素数3または4のアルキレン基を示す。mおよびnは、それぞれ、オキシエチレン基、オキシアルキレン基の平均付加モル数を表す6以上の整数であり、m+n=12〜660の整数である。なお、(E−O)と(A−O)はランダム付加でもブロック付加でもよく、(E−O)と(A−O)の付加順序は問わない。) - 硬化性エポキシ化合物が、グリセロールジグリシジルエーテル、グリセロールトリグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテルから選ばれる1種または2種以上である、請求項1に記載の芳香族ポリアミド繊維。
- 芳香族ポリアミド繊維の水分量が15重量%以上であり、該芳香族ポリアミド繊維に付着させた油剤の量が、芳香族ポリアミド繊維重量(水分率を0%に換算したときの重量)に対して0.1〜10重量%である、請求項1または2に記載の芳香族ポリアミド繊維。
- 一般式(I)で示されるポリエーテル化合物が、R1およびR2が水素原子であり、オキシエチレン(E−O)およびオキシアルキレン(A−O)が、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン−ポリオキシエチレン型またはポリオキシプロピレン−ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン型のブロック型を構成している、請求項1〜3のいずれかに記載の芳香族ポリアミド繊維。
- ポリオキシエチレン(E−O)とポリオキシアルキレン(A−O)の重量比[(E−O/A−O)比]が、20/80〜80/20である、請求項1〜4のいずれかに記載の芳香族ポリアミド繊維。
- 芳香族ポリアミドが、ポリパラフェニレンテレフタルアミドである、請求項1〜5のいずれかに記載の芳香族ポリアミド繊維。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の芳香族ポリアミド繊維で形成されており、フィブリル化したパルプ状であることを特徴とする芳香族ポリアミド繊維パルプ。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の芳香族ポリアミド繊維を切断して短繊維とし、該短繊維を機械加工によりフィブリル化することを特徴とする芳香族ポリアミド繊維パルプの製造方法。
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