JP2022548461A - 繊維表面処理用組成物及び繊維の処理方法 - Google Patents
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Abstract
Description
繊維を含浸するように含浸液に置き、前記含浸液は本発明の第一方面に記載の組成物を調製してなるものであるステップ1)と、
ステップ1で得られた浸漬された繊維を乾燥して硬化するステップ2)と、
を含む。
繊維を含浸するように第一含浸液に置き、前記第一含浸液は第一エポキシ樹脂、末端封止イソシアネート、及び溶媒を含むステップA)と、
ステップA)で処理された繊維を乾燥してから、硬化するステップB)と、
ステップB)で処理された繊維を含浸するように第二含浸液に置き、前記第二含浸液は無水マレイン化ポリマー、第二エポキシ樹脂、硬化剤、ゴムラテックス、溶媒及び任意の成分であるフィラーを含むステップC)と、
ステップC)処理された繊維を乾燥して硬化するステップD)と、
を含む。
1.本発明の繊維表面処理用組成物は、グリーンで環境に優しく、人体や環境に損害付けることがなく、原材料の価格が低く、接着機能が大幅向上されて、RFLを置き換えることができる。
2.本発明に添加されるエポキシ樹脂は水溶性であり、添加されるフィラーは変性されると良好な分散性を有して、含浸液の構成が安定で、室温条件下で長期放置されても粘度が大幅増加することがなく、エマルジョンの長期保存及び輸送に有利である。
3.本発明において、含浸液の調製であろうと繊維の処理であろうとクラフトが簡単で、産業化規模の生産に有利である。
4.本発明で処理されたコード生地は淡黄色で、添加される様々なフィラーは色に影響があるので、生産に必要な様々な色のコード生地を提供し得る。
グリセロールグリシジルエーテル:CAS 13236-02-7、北京翰隆達科技発展有限公司から購入。
エチレングリコールジグリシジルエーテル:CAS 2224-15-9、北京翰隆達科技発展有限公司から購入。
ソルビトールグリシジルエーテル:CAS 68412-01-1、南亜エポキシ樹脂有限公司から購入。
ハイパーブランチポリエチレンイミン:CAS 9002-98-6、北京華威鋭科化工有限公司から購入、重量平均分子量は1200。
無水マレイン酸グラフト化ポリブタジエン:克雷威利(広州)化工有限公司から購入され、数平均分子量は5000前後で、無水マレイン酸のグラフト率は20-50%で、その分子構造式は
である。
1-シアノエチル-2-エチル-4メチルイミダゾール:CAS 23996-25-0、上海邁瑞爾化学技術有限公司から購入。
ε-カプロラクタム末端封止ジフェニルメタンジイソシアネート:CAS 5101-68-8、ブランドCBI 50、常州市科英化工有限公司から購入。
スチレン-ブタジエン-ビニルピリジンラテックス(VPラテックス):ブランドVP-15、江蘇亜泰化工有限公司から購入、その固形分は40wt%である。
濃縮天然ラテックス:海南天然ゴム産業グループ株式有限公司から購入、その固形分は60wt%である。
フィラー:ナノ二酸化チタン(上海邁瑞爾化学技術有限公司、粒径は40nm)、モンモリロナイト(NANOCOR公司製造、G105)、アタパルジャイト(江蘇聖一ナノ科技有限公司、純化601型)、酸化グラフェン(山東欧プラチナ新材料有限公司、OBO-GO-P2)、カーボンナノチューブ(北京徳科島金科技有限会社、CNT107)。
γ-アミノプロピルトリエトキシシラン(KH550):CAS 919-30-2、北京翰隆達科技発展有限公司、ブランドJohnlong。
レゾルシノール:CAS 108-46-3、上海阿拉丁生化科技株式有限公司、純度≧99wt%。
ホルムアルデヒド:CAS 50-00-0、上海阿拉丁生化科技株式有限公司から購入、純度は37wt%。
標準GB/T2942-2009を参照して、標準ゴム(標準ゴムのゴム配合方式はGBT9101-2017を参照)で含浸コードを完全に被覆し、引張りサンプルを調製し、最後にそれを加硫するようにフラット加硫機に置き加硫を行って、加硫温度は136°Cで、加硫圧力は15MPaで、加硫時間は50minである。
神馬実業株式有限公司の剥離方法を参考してナイロン66含浸のシングルコードの接着力標準を測定し、標準膠で含浸コードを完全に被覆、剥離サンプルを調製し、最後にそれを加硫するようにフラット加硫機に置き加硫を行って、加硫温度は160°Cで、加硫圧力は2.354MPaで、加硫時間は20minである。
標準GB/T32108-2015を参考して、テストするように含浸コードを引張試験機に挟み込んで、ストレッチ速度は300±5mm/minである。
(1)加硫金型サイズ:金型キャビティは深さが2mm、長さが250mm、幅が170mm、片状のサンプルごとは幅20mm、片と片との間隔6mm、金型両側に各々10mmを保留して、蓋板でも金型底板でも厚さは10mm以上である。
(2) 加硫に用いられるゴムの材料配合方式はH引張り力テストと同じである。
(3)加硫クラフト:160°C×20min、圧力2.354MPa。
(4)加硫プロセス:1)金型を136°C下で15~20min予め加熱した後、シングルコードを凹溝内に入れて垂直テンションさせ、2) 長さ20mm、幅160mm、厚さ0.5mmのフィルムを、金型の下端の、周縁に近隣するところに入れてその上面にフィルムよりもやや大きなセロハンを付けて、3)セロハンに長さ240mm、幅160mm、厚さ1.7mmのフィルムを付ける同時に、その上面に同じ寸法の芯地を付ける。蓋を加えて金型を閉じた後、加硫を行う。加硫した後、少なくとも2h冷却してから、サンプルテストについてその剥離力(片状のサンプル毎は5本のコードを含有)をテストするように剪定する。
(5)テストプロセス:セロハンで分離された部分をテンションマシン上部と下部チャックに180°角で挟み込んで、引っ張り剥離を行う。テンションマシン速度を300mm/minに設置し、剥離長さは(150±10)mmである。剥離曲線に基づいて平均接着力(N)を読み出してシングルコードの剥離接着力を算出する。
実施例1
実施例2
実施例3
実施例4
実施例5
環境に優しい繊維表面含浸処理システムであって、一浴法の配合方式の比例は重量部で以下のようである。
実施例6
実施例7
実施例8
実施例9
実施例10
比較例1
80部のVPラテックス(固形分40wt%)を入れて常温下で20h撹拌して、撹拌が終了する寸前で、1部のアンモニア水を入れて、ついにRFL含浸液を得る。
実施例1-10で一浴法が採用されてファイバーコードを処理し、実施例1や2に用いられるコードはナイロン6コード(1170dtex/2)であり、実施例3、4、5に用いられるコードはナイロン66コード(1400dtex/2)であり、実施例6-10に用いられるコードはナイロン66コード(1870dtex/2)である。比較例1-3に用いられるコードはRFL一浴処理用のファイバーコードであり、比較例1に用いられるコードはナイロン6コード(1170dtex/2)であり、比較例2に用いられるコードはナイロン66コード(1400dtex/2)であり、比較例3に用いられるコードはナイロン66コード(1870dtex/2)である。
表1一浴法でファイバーコードを処理するデータ
備考:EPはエポキシ樹脂を指し、PBMAは無水マレイン酸グラフトポリマー。
実施例11
実施例12
実施例13
実施例14
実施例15
比較例4
表2二浴法でァイバーコードを処理するデータ
備考:EPはエポキシ樹脂を指して、PBMAは無水マレイン酸グラフトポリマー。
Claims (20)
- 繊維表面処理用組成物であって、
無水マレイン化ポリマー、
エポキシ樹脂、
末端封止イソシアネート、
硬化剤、
ゴムラテックス、
溶媒、及び
任意の成分であるフィラー
を含む組成物。 - 前記無水マレイン化ポリマーは無水マレイン酸グラフト化ポリブタジエン、無水マレイン酸グラフト化ポリイソプレン、及び無水マレイン酸グラフト化スチレン-ブタジエン二元共重合体から選ばれる少なくとも一種であり、好ましくは、無水マレイン酸のグラフト率は10~50%であり、無水マレイン化ポリマーの数平均分子量は3000~10000である
ことを特徴とする請求項1或2に記載の組成物。 - 前記エポキシ樹脂は水溶性エポキシ樹脂であり、好ましくはビスフェノールAエポキシ樹脂、エポキシ化ノボラック樹脂、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、1,2-プロパンジオールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、1,4-ブタンジオールジグリシジルエーテル、ジグリシジルエーテル、グリセロールグリシジルエーテル、ソルビトールグリシジルエーテル、トリメチロールプロパングリシジルエーテル、テトラフェノールエタンテトラグリシジルエーテルエポキシ樹脂、レゾルシノールビスグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、及びビスレソルシノールフォーマルテトラグリシジルエーテルから選ばれる1種以上である
ことを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の組成物。 - 前記硬化剤はイミダゾール系硬化剤、アミン系硬化剤及び/又は酸無水物系硬化剤であり、
好ましくは、前記イミダゾール系硬化剤は2-メチルイミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾール、2-ウンデシルイミダゾール、2-ヘプタデシルイミダゾール、2-フェニルイミダゾール、1-ベンジル-2-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-エチル-4-メチルイミダゾール、及び1-シアノエチル-2-ウンデシルイミダゾールから選ばれる1種以上であり、
好ましくは、前記アミン系硬化剤はハイパーブランチポリアミド、ハイパーブランチポリエチレンイミン、超分子ポリオキシエチレンアミン、ポリオキシエチレンジアミン、及びポリアミドから選ばれる1種以上であり、
好ましくは、前記酸無水物系硬化剤は無水フタル酸、テトラヒドロフタル酸無水物、ヘキサヒドロフタル酸無水物、グリセリルトリメリット酸無水物、メチルヘキサヒドロフタル酸無水物、メチルナジック酸無水物、ピロメリット酸無水物、エチレングリコールビストリメリット酸無水物、メチルシクロヘキセン四酸二無水物、トリメリット酸無水物、及びポリアゼライン酸無水物から選ばれる1種以上である
ことを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載の組成物。 - 前記末端封止イソシアネートはイソシアネートと末端封止剤で形成される末端封止イソシアネートであり、前記イソシアネートは、トリメチル-1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、テトラメチルジイソシアネート、2,4-トルエンジイソシアネート、2,6-トルエンジイソシアネート、1,3-フェニレンジイソシアナート、1,4-フェニレンジイソシアナート、イソホロンジイソシアネート、及びジフェニルメタンジイソシアネートから選ばれる1種以上であることが好ましく、前記末端封止剤はε-カプロラクタム、ブタノンオキシム、及びフェノールから選ばれる1種以上である
ことを特徴とする請求項1~5のいずれか1項に記載の組成物。 - 前記溶媒は水性溶媒であり、好ましくは水であり、より好ましくは脱イオン水であり、
前記フィラーはナノシリカ、カーボンブラック、ナノ二酸化チタン、ナノ酸化亜鉛、ナノ酸化鉄、ナノ酸化カルシウム、ナノ炭酸カルシウム、カーボンナノチューブ、アタパルジャイト、ナノセルロース、ハロイサイト、ナノアラミド繊維、玄武岩繊維、ナノウィスカー、酸化グラフェン、モンモリロナイト、雲母、カオリン、及びハイドロタルサイトから選ばれる1種以上である
ことを特徴とする請求項1~6のいずれか1項に記載の組成物。 - 前記フィラーはフィラー表面変性剤で処理されたフィラーであり、
好ましくは、前記フィラー表面変性剤はアミノシランカップリング剤、エポキシシランカップリング剤、アルキルシランカップリング剤、イソシアネート基シランカップリング剤、及びポリエーテルシランカップリング剤から選ばれる1種以上であり、好ましくはγ-アミノプロピルトリエトキシシラン(KH550)、γ-グリシジルエーテルオキシプロピルトリメトキシシラン(KH560)、γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(KH570)、γ-メルカプトプロピルトリエトキシシラン(KH580)、ビス-[γ-(トリエトキシシリル)プロピル]テトラスルフィド(Si69)、及びビニルトリエトキシシラン(A151)から選ばれる少なくとも一種である
ことを特徴とする請求項1~7のいずれか1項に記載の組成物。 - 前記ゴムラテックスは、ブタジエン-ビニルピリジンラテックス、スチレン-ブタジエンラテックス、スチレン-ブタジエン-ビニルピリジンラテックス、ポリクロロプレンラテックス、アクリロニトリル-ブタジエンラテックス、クロロスルフォン化ポリエチレンラテックス、及び天然ラテックスから選ばれる少なくとも一種であり、好ましくは、前記ゴムラテックスの固形分は20~60wt%である
ことを特徴とする請求項1~8のいずれか1項に記載の組成物。 - 繊維の処理方法であって、
繊維を含浸するように含浸液に置き、前記含浸液は請求項1~9のいずれか1項に記載の組成物を調製してなるものであるステップ1)と、
ステップ1)で得られる浸漬された繊維を乾燥して硬化するステップ2)と、
を含む繊維の処理方法。 - 前記含浸は15~40°Cという温度で実施され、時間が2~60Sであり、前記乾燥は100~150°Cという温度で実施され、時間が1~10minであり、前記硬化は180~260°Cという温度で実施され、時間が1~10minであり、前記含浸液は、使用される前にそのPHを8.0~11.0に調整する
ことを特徴とする請求項10に記載の処理方法。 - 繊維の処理方法であって、
繊維を含浸するように第一含浸液に置き、前記第一含浸液はエポキシ樹脂、末端封止イソシアネート、及び溶媒を含むステップA)と、
ステップA)で処理された繊維を乾燥してから、硬化するステップB)と、
ステップB)で処理された繊維を含浸するように第二含浸液に置き、前記第二含浸液は無水マレイン化ポリマー、エポキシ樹脂、硬化剤、ゴムラテックス、溶媒、及び任意の成分であるフィラーを含むステップC)と、
ステップC)処理された繊維を乾燥して硬化するステップD)と、
を含む繊維の処理方法。 - ステップA)において、前記含浸は15~40°Cという温度で実施され、時間が2~30Sであり、ステップB)において、前記乾燥は100~150°Cという温度で実施され、時間が1~10minであり、ステップB)において、前記硬化は180~250°Cという温度で実施され、時間が1~10minである
ことを特徴とする請求項12に記載の処理方法。 - ステップC)において、前記含浸は15~40°Cという温度で実施され、時間が2~60Sであり、ステップD)において、前記乾燥は100~150°Cという温度で実施され、時間が1~10minであり、ステップB)において、前記硬化は180~260°Cという温度で実施され、時間が1~10minである
ことを特徴とする請求項12又は13に記載の処理方法。 - 前記第二含浸液は、使用される前にそのPHを大于7.5、好ましくは8.0~11.0に調整することを特徴とする請求項12~14のいずれか1項に記載の処理方法。
- 前記無水マレイン化ポリマーは無水マレイン酸グラフト化ポリブタジエン、無水マレイン酸グラフト化ポリイソプレン、及び無水マレイン酸グラフト化スチレン-ブタジエン二元共重合体から選ばれる少なくとも一種であり、好ましくは、無水マレイン酸のグラフト率は10~50%であり、無水マレイン化ポリマーの数平均分子量は3000~10000であり、
前記エポキシ樹脂は水溶性エポキシ樹脂であり、好ましくはビスフェノールAエポキシ樹脂、エポキシ化ノボラック樹脂、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、1,2-プロパンジオールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、1,4-ブタンジオールジグリシジルエーテル、ジグリシジルエーテル、グリセロールグリシジルエーテル、トリメチロールプロパングリシジルエーテル、テトラフェノールエタンテトラグリシジルエーテルエポキシ樹脂、レゾルシノールビスグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、ソルビトールグリシジルエーテル、及びビスレソルシノールフォーマルテトラグリシジルエーテルから選ばれる1種以上であり、
前記硬化剤はイミダゾール系硬化剤、アミン系硬化剤及び/又は酸無水物系硬化剤であり、
好ましくは、前記イミダゾール系硬化剤は2-メチルイミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾール、2-ウンデシルイミダゾール、2-ヘプタデシルイミダゾール、2-フェニルイミダゾール、1-ベンジル-2-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-エチル-4-メチルイミダゾール、及び1-シアノエチル-2-ウンデシルイミダゾールから選ばれる1種以上であり、
好ましくは、前記アミン系硬化剤はハイパーブランチポリアミド、ハイパーブランチポリエチレンイミン、超分子ポリオキシエチレンアミン、ポリオキシエチレンジアミン、及びポリアミドから選ばれる1種以上であり、
好ましくは、前記酸無水物系硬化剤は無水フタル酸、テトラヒドロフタル酸無水物、ヘキサヒドロフタル酸無水物、グリセリルトリメリット酸無水物、メチルヘキサヒドロフタル酸無水物、メチルナジック酸無水物、ピロメリット酸無水物、エチレングリコールビストリメリット酸無水物、メチルシクロヘキセン四酸二無水物、トリメリット酸無水物、及びポリアゼライン酸無水物から選ばれる1種以上であり、
前記末端封止イソシアネートはイソシアネートと末端封止剤で形成される末端封止イソシアネートであり、前記イソシアネートは、トリメチル-1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、テトラメチルジイソシアネート、2,4-トルエンジイソシアネート、2,6-トルエンジイソシアネート、1,3-フェニレンジイソシアナート、1,4-フェニレンジイソシアナート、イソホロンジイソシアネート、及びジフェニルメタンジイソシアネートから選ばれる1種以上であり、前記末端封止剤はε-カプロラクタム、ブタノンオキシム、及びフェノールから選ばれる1種以上であり、
前記溶媒は水性溶媒、好ましくは水、より好ましくは脱イオン水であり、
前記フィラーはナノシリカ、カーボンブラック、ナノ二酸化チタン、ナノ酸化亜鉛、ナノ酸化鉄、ナノ酸化カルシウム、ナノ炭酸カルシウム、カーボンナノチューブ、アタパルジャイト、ナノセルロース、ハロイサイト、ナノアラミド繊維、玄武岩繊維、ナノウィスカー、酸化グラフェン、モンモリロナイト、雲母、カオリン、及びハイドロタルサイトから選ばれる1種以上であり、
前記ゴムラテックスは、ブタジエン-ビニルピリジンラテックス、スチレン-ブタジエンラテックス、スチレン-ブタジエン-ビニルピリジンラテックス、ポリクロロプレンラテックス、アクリロニトリル-ブタジエンラテックス、クロロスルフォン化ポリエチレンラテックス、及び天然ラテックスから選ばれる少なくとも一種であり、好ましくは、前記ゴムラテックスの固形分は20~60wt%である
ことを特徴とする請求項12~15のいずれか1項に記載の処理方法。 - 前記フィラーはフィラー表面変性剤で処理されたフィラーであり、
好ましくは、前記フィラー表面変性剤はアミノシランカップリング剤、エポキシシランカップリング剤、アルキルシランカップリング剤、イソシアネート基シランカップリング剤、ポリエーテルシランカップリング剤から選ばれる1種以上であり、好ましくはγ-アミノプロピルトリエトキシシラン(KH550)、γ-グリシジルエーテルオキシプロピルトリメトキシシラン(KH560)、γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(KH570)、γ-メルカプトプロピルトリエトキシシラン(KH580)、ビス-[γ-(トリエトキシシリル)プロピル]テトラスルフィド(Si69)、及びビニルトリエトキシシラン(A151)から選ばれる少なくとも一種である
ことを特徴とする請求項12~16のいずれか1項に記載の処理方法。 - 前記繊維はレーヨン、ナイロン6、ナイロン66、メタアラミド繊維またはパラアラミド繊維、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリイミド、カーボンファイバー、または上記繊維の混合ツイストコードであり、
及び/又は
前記繊維の形態はモノフィラメント、フィラメント、ツイストコード、キャンバス、コード生地或いはその組合から選ばれるものである
ことを特徴とする請求項12~19のいずれか1項に記載の処理方法。
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