JP4324901B2

JP4324901B2 - アラミド混繊糸

Info

Publication number: JP4324901B2
Application number: JP2002338891A
Authority: JP
Inventors: 和人三輪; 実塩島
Original assignee: 東レ・テキスタイル株式会社
Priority date: 2002-11-22
Filing date: 2002-11-22
Publication date: 2009-09-02
Anticipated expiration: 2022-11-22
Also published as: JP2004169237A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２種類のマルチフィラメント糸からなり、少なくとも１成分がアラミドフィラメント糸であるアラミド混繊糸に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、アラミドマルチフィラメント糸は、高弾性、高強力、耐熱性の特性を活用して、ゴムやプラスチックの補強剤として使用されている。
【０００３】
該用途においては、アラミドフィラメント糸は、ゴムやプラスチックと接着される必要があるが、アラミドフィラメント自体はゴムとの接着性が悪く、このゴムとの接着性を向上させるために、例えば、別途に予め、接着性向上処理を行う必要があった。
【０００４】
すなわち、例えば、ゴムとの接着性が改良されたポリエステル繊維およびアラミド繊維を得るため、該繊維を特定の接着剤で被覆するという接着性向上処理法が提案されている（特許文献１）。
【０００５】
しかしながら、このような方法は、接着性向上のための処理を行うことが必要であることから製造工程が複雑になり、コスト高になるという問題があった。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−１４６６８６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、従来技術の上記課題を解決せんとするものであって、ゴムとの接着性が著しく向上されていて、接着性向上処理なしでも、ゴムやプラスチックの補強剤として使用することのできる新規なアラミド混繊糸を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するため、本発明のゴム補強用アラミド混繊糸は、以下の構成からなるものである。
【０００９】
すなわち、少なくともアラミドマルチフィラメント糸Ａ成分とマルチフィラメント糸Ｂ成分で構成され、かつ糸表面にループやタルミを有することを特徴とするアラミド混繊糸である。
【００１０】
かかる本発明のアラミド混繊糸において、用途に応じて好ましくは、マルチフィラメント糸Ｂ成分が非熱可塑性繊維であるものであり、あるいは、他の用途に応じて好ましくは、マルチフィラメント糸Ｂ成分が熱可塑性繊維であるものである。
【００１１】
また、下記式で表される糸長差が３％以上１８％以下であり、接着剤で被覆されていないものである。
【００１２】
糸長差（％）＝｛〔ＹＬ（Ｂ）―ＹＬ（Ａ）〕／ＹＬ（Ａ）｝×１００
ＹＬ（Ａ）：アラミド混繊糸の単位長さ当たりに含まれるアラミドマルチフィラメント糸Ａ成分の長さ
ＹＬ（Ｂ）：アラミド混繊糸の単位長さ当たりに含まれるマルチフィラメント糸Ｂ成分の長さ
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、更に詳しく本発明のアラミド混繊糸について説明をする。
【００１４】
本発明のアラミド混繊糸は、成分Ａ糸と成分Ｂ糸を少なくとも含んでなる混繊糸であって、ここで、成分Ａ糸たるアラミドマルチフィラメント糸と、成分Ｂ糸たるマルチフィラメント糸とを含んで基本的に構成されてなるものである。
【００１５】
本発明において、マルチフィラメント糸とは、フィラメントが複数本集まった繊維束を称する。
【００１６】
また、本発明において、成分Ａ糸たるアラミドマルチフィラメント糸は、アラミド繊維からなるマルチフィラメント糸をいい、メタ系アラミドマルチフィラメント糸と、パラ系アラミドマルチフィラメント糸のいずれでも良いが、用途に応じて、これらメタ系アラミドマルチフィラメント糸と、パラ系アラミドマルチフィラメント糸を適宜に区別して用いることができ、特に、高強度、高弾性の点でパラ系アラミドマルチフィラメント糸であることが好ましい。
【００１７】
なお、本発明でいうアラミド繊維とは、芳香族環がアミド結合で結合された繰り返し単位が全体の少なくとも８０％以上を占める重合体からなる繊維を意味する。これらの重合体または共重合体からなるアラミド繊維の代表例としては、ポリパラフェニレンテレフタラミド繊維、ポリメタフェニレンテレフタラミド繊維およびコポリパラフェニレン−３，４’−オキシジフェニレンテレフタラミド繊維などがある。
【００１８】
また、本発明の成分Ｂ糸たるマルチフィラメント糸は、用途に応じて非熱可塑性繊維または熱可塑性繊維を適宜選択して用いることができる。高弾性、高強力、耐熱性を重視する場合は、非熱可塑性繊維を選択するのがよい。一方、混繊糸に適度な熱収縮率を付与したい場合には熱可塑性繊維を選択するのがよい。
【００１９】
非熱可塑性繊維の例としては、メタ系アラミド繊維、パラ系アラミド繊維がある。高強度、耐熱性をともに重視する場合は、パラ系アラミド繊維をＢ糸として選択するのがよい。耐熱性のみを重視する場合はメタ系アラミドをＢ糸として選択するのがよい。
【００２０】
該成分Ｂ糸たるマルチフィラメント糸として使用することのできる熱可塑性繊維の例としては、ポリエステル、またはナイロンマルチフィラメント糸がある。
【００２１】
本発明者らの知見によれば、特にゴムとの接着性を重視する場合は、ナイロンマルチフィラメント糸を選択することが好ましい。
【００２２】
本発明においては、上記式で表される糸長差が３％以上１８％以下のものであり、より好ましくは５％以上、１５％以下であるものである。すなわち、このような糸長差を有する本発明にかかるアラミド混繊糸をゴムなどの補強材として用いた場合、該アラミド混繊糸とゴムとを接着した際に、ゴムが成分Ｂ糸によって生じたタルミやループの隙間に回り込んで投錨効果を発揮することにより、ゴムとの接着性が向上するからである。一方、糸長差が０％のときは成分Ｂによるタルミやループの発生がほとんどなく、ゴムの投錨効果を発揮させることが難しく、接着性が著しく劣ることとなる。
【００２３】
また、糸長差が２０％を越えると、成分Ｂにより生じたループやタルミが大きくなりすぎて、糸のパッケージからの解舒性が悪くなり、解舒中に糸破壊を起こる場合があり使用しずらくなる傾向を示すので好ましくない。
【００２４】
本発明のアラミド混繊糸の好ましい繊度範囲は６０〜８０００デシテックスであり、該糸の用途に応じて適宜に変更するのが好ましい。例えば、自動車用ホースの補強糸に使用する場合は５００〜２０００デシテックスが好ましい。
【００２５】
また、アラミドマルチフィラメント糸Ａ成分の繊度範囲は、好ましくは３０〜４０００デシテックス、マルチフィラメント糸Ｂ成分の繊度範囲は、好ましくは３０〜４０００デシテックスの範囲内である。
【００２６】
また、成分Ａ、Ｂ共に単繊維繊度は０．３〜２０デシテックスの範囲内のものが好ましく、混繊時の加工性を考慮すると、特に１〜６デシテックスの範囲内のものが好ましい。
【００２７】
アラミドマルチフィラメント糸Ａ成分とマルチフィラメント糸Ｂ成分の混繊範囲（重量比）は、Ａ／Ｂ＝２０／８０〜８０／２０の範囲内が好ましく、
成分Ａの高強度、高弾性の特性を生かすために、特にＡ／Ｂ＝３０／７０〜７０／３０の範囲内が好ましい。
【００２８】
本発明に用いられるマルチフィラメントの断面形状は特に限定はされなく、丸断面、異形断面、中空断面等のいずれもが使用できる。また、マルチフィラメント内のフィラメント間で、太さや断面形状等が異なっていてもよい。
【００２９】
本発明のアラミド混繊糸を製造するには、成分Ａフィラメント糸と、成分Ｂフィラメント糸を混繊することが必要であり、該混繊をするには、例えば、成分ＡをフィードローラーＡ、成分ＢをフィードローラーＢの別々のフィードローラーから混繊ノズルに供給し、混繊ノズルから出た糸をデリベリーローラーで送り出し、巻き取りローラーで巻き取れば良い。このときに糸表面にループやタルミを有せしめるには、フィードローラーの速度をデリベリーローラーの速度より早くすればよい。また、糸長差を３％以上１８％以下とするためには、フィードローラーＢの速度を該糸長差に対応した分だけフィードローラーＡの速度より速くすればよい。現実に速くする割合は、実際に後述の糸長差測定法により糸長差を測定して調節するのがよい。
【００３０】
ここで、混繊ノズルは整流交絡ノズル、乱流交絡ノズルなどを使用することができる。中でもより好ましくはループやタルミが発生しやすい乱流交絡ノズルを使用することである。
【００３１】
混繊ノズルに供給する圧縮空気の圧力は、特に限定されるものではないが、本発明者らの知見によれば、０．２〜１．２ＭＰａが好ましく、より好ましくは０．４〜１．０ＭＰａである。圧力は混繊糸の強度を測定し、適宜調節すればよい。また、ループやタルミの形成力を向上させるために、混繊ノズルに供給する直前に一方の成分または両方の成分に水を付与すること等も適宜に選択できる。さらに、ループおよびタルミの表面処理を行うためにデリベリーローラーと巻き取りローラーの間にセットヒーターを適宜設けることもできる。
【００３２】
図１と図２は、いずれも本発明のアラミド混繊糸を説明するための糸形態の一例を示した糸外観概略モデル図である。
【００３３】
図１に示した本発明のアラミド混繊糸は、アラミドフィラメント糸Ａ成分が芯部を構成し、アラミドフィラメント糸Ｂ成分糸が鞘部を構成している形態を図示したものである。
【００３４】
図２に示した本発明のアラミド混繊糸は、アラミドフィラメント糸Ａ成分が芯部を構成し、ポリエステルフィラメント糸Ｂ成分糸が鞘部を構成している形態を図示したものである。
【００３５】
本発明のアラミド混繊糸は、ゴム資材の補強剤用途に用いるのが適しているものである。
【００３６】
ゴム資材としては、各種ホース、ベルト、タイヤ、シートなどがあるが、中でも耐熱性を要求されるブレーキホース等の自動車用ホースが好ましい。アラミド繊維の耐熱性、高強力等の各種特性を利用することができるからである。
【００３７】
【実施例】
以下、実施例によって本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例中に記載の特性の評価方法は次の通りである。
＜ゴムとの接着力の評価＞
剥離テスト１：
タイヤコードで使用することを想定して、糸７本を未加硫のゴムブロックに糸が重ならないように表層近くに埋め、１６０℃で３０分間加硫を行って糸とゴムを接着し、長さ２５０ｍｍ×幅３０ｍｍの試料とする。次に、引張試験機で両端の２本を除く糸５本をゴムブロックから引張速度１００ｍｍ／ｍｉｎで剥離するときの剥離力（Ｎ／５本）を測定した。
【００３８】
剥離テスト２：
ゴムホースの補強糸として使用することを想定して、糸を未加硫のゴムブロックに隙間なく並べて表層近くに埋め、１６０℃で３０分間加硫を行って糸とゴムを接着し、長さ２５０ｍｍ×幅３０ｍｍの試料とする。次に引張試験機で２０ｍｍ幅の糸を引張速度１００ｍｍ／ｍｉｎで剥離するときの剥離力（Ｎ／２０ｍｍ）を測定した。
＜糸長差＞
糸に荷重２．９４ｍＮ／ｄｔｅｘを掛け、検撚機に長さ５ｃｍで固定する。このときに糸に撚りが入っている場合は検撚機を回して、撚りをほどいておく。
【００３９】
荷重を外して、検撚機に糸を固定したまま、Ａ成分とＢ成分を丁寧に分離する。このときに針、ピンセットなどの補助具を使うと分離しやすいので極力使用する。
【００４０】
再び荷重２．９４ｍＮ／ｄｔｅｘを掛ける。Ａ成分は張力が掛かり張った状態になり、Ｂ成分はＡ成分より糸長が長いので、張力が掛からず弛んだ状態になる。この状態の糸長を測定する。この値をＹＬ（Ａ）とする。次にＡ成分を鋏で切断する。今度はＢ成分に張力が掛かり張った状態になる。この状態の糸長を測定する。この値をＹＬ（Ｂ）とする。
【００４１】
次式に従い、糸長差を計算する。小数点以下は四捨五入する。
【００４２】
糸長差（％）＝｛〔ＹＬ（Ｂ）―ＹＬ（Ａ）〕／ＹＬ（Ａ）｝×１００
試験は、一試料糸からランダムに試験サンプル糸を計３本採取して合計３回の測定を行い、該３つの測定値を平均して糸長差とする。
実施例１
成分Ａのパラ系アラミドマルチフィラメント糸（８００デシテックス、４９０フィラメント）、成分Ｂのパラ系アラミドマルチフィラメント糸（８００デシテックス、４９０フィラメント）を流体乱流ノズルで混繊し、糸長差１０％の混繊糸を得た。
【００４３】
被着ゴムとしてタイヤ用ＳＢＲ系ゴムを用いて得られた糸についての剥離テスト１を行った。
【００４４】
また、被着ゴムとしてブレーキホース用ＥＰＤＭ系ゴムを用いて、得られた糸についての剥離テスト２を行った。結果を表１に示す。
実施例２
成分Ａのパラ系アラミドマルチフィラメント糸（８００デシテックス、４９０フィラメント）、成分Ｂのポリエステルマルチフィラメント糸（８００デシテックス、１４０フィラメント）を流体乱流ノズルで混繊し、糸長差１０％の混繊糸を得た。
【００４５】
被着ゴムとしてタイヤ用ＳＢＲ系ゴムを用いて、得られた糸についての剥離テスト１を行った。
【００４６】
また、被着ゴムとしてブレーキホース用ＥＰＤＭ系ゴムを用いて、得られた糸についての剥離テスト２を行った。結果を表１に示す。
実施例３
成分Ａのパラ系アラミドマルチフィラメント糸（８００デシテックス、４９０フィラメント）、成分Ｂのナイロンマルチフィラメント糸（８００デシテックス、１２０フィラメント）を流体乱流ノズルで混繊し、糸長差１０％の混繊糸を得た。被着ゴムとしてタイヤ用ＳＢＲ系ゴムを用いて、得られた糸についての剥離テスト１を行った。
【００４７】
また、被着ゴムとしてブレーキホース用ＥＰＤＭ系ゴムを用いて、得られた糸についての剥離テスト２を行った。結果を表１に示す。
実施例４
成分Ａのパラ系アラミドマルチフィラメント糸（８００デシテックス、４９０フィラメント）、成分Ｂのパラ系アラミドマルチフィラメント糸（８００デシテックス、４９０フィラメント）を流体乱流ノズルで混繊し、糸長差３％の混繊糸を得た。
【００４８】
被着ゴムとしてタイヤ用ＳＢＲ系ゴムを用いて得られた糸についての剥離テスト１を行った。
【００４９】
また、被着ゴムとしてブレーキホース用ＥＰＤＭ系ゴムを用いて、得られた糸についての剥離テスト２を行った。結果を表１に示す。
実施例５
成分Ａのパラ系アラミドマルチフィラメント糸（８００デシテックス、４９０フィラメント）、成分Ｂのパラ系アラミドマルチフィラメント糸（８００デシテックス、４９０フィラメント）を流体乱流ノズルで混繊し、糸長差１８％の混繊糸を得た。
【００５０】
被着ゴムとしてタイヤ用ＳＢＲ系ゴムを用いて得られた糸についての剥離テスト１を行った。
【００５１】
また、被着ゴムとしてブレーキホース用ＥＰＤＭ系ゴムを用いて、得られた糸についての剥離テスト２を行った。結果を表１に示す。
比較例１
成分Ａのパラ系アラミドマルチフィラメント糸（８００デシテックス、４９０フィラメント）、成分Ｂのパラ系アラミドマルチフィラメント糸（８００デシテックス、４９０フィラメント）を混繊せず、引きそろえて、糸長差０％のタルミおよびループのない糸を得た。被着ゴムとしてタイヤ用ＳＢＲ系ゴムを用いて、得られた糸についての剥離テスト１を行った。
【００５２】
また、被着ゴムとしてブレーキホース用ＥＰＤＭ系ゴムを用いて、得られた糸についての剥離テスト２を行った。結果を表１に示す。
比較例２
成分Ａのパラ系アラミドマルチフィラメント糸（８００デシテックス、４９０フィラメント）、成分Ｂのパラ系アラミドマルチフィラメント糸（８００デシテックス、４９０フィラメント）を混繊せず、引きそろえて、糸長差０％のタルミおよびループのない糸を得た。得られた糸を第１処理液（エポキシ系接着液）に浸した後、１５０℃で３分間乾燥させ、さらに２００℃で２分の熱処理を行った。
【００５３】
次に、第２処理液（一般的なＶＰ／ＳＢＲラテックスを使用したレゾルシン・ホルマリン・ラテックスを使用）に浸漬した後、１５０℃で３分間乾燥させ、さらに、２００℃で２分熱処理して接着性向上処理糸を得た。
【００５４】
被着ゴムとしてタイヤ用ＳＢＲ系ゴムを用いて、得られた接着性向上処理糸についての剥離テスト１を行った。
【００５５】
また、被着ゴムとしてブレーキホース用ＥＰＤＭ系ゴムを用いて、得られた糸についての剥離テスト２を行った。結果を表１に示す。
【００５６】
【表１】

【００５７】
実施例１〜５は比較例１と比べてゴムとの接着性が高くなっていることがわかる。
【００５８】
また、実施例１は接着性向上処理を行った比較例２と比較しても、同等以上の剥離力が得られている。
【００５９】
すなわち、本発明のアラミド混繊糸をゴムの補強糸として使用する場合、接着性向上処理をしなくても、接着性が高く補強糸として高い性能が得られることがわかる。
【００６０】
【発明の効果】
本発明によれば、ゴムとの接着性が著しく向上され、接着性向上処理なしでも、ゴムやプラスチックの補強剤として使用することのできる新規なアラミド混繊糸が提供される。また、適宜に接着性向上処理を施して用いれば、より一層の高い接着強さを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のアラミド混繊糸の糸形態の一例を示す概念図である。
【図２】本発明のアラミド混繊糸の糸形態の他の一例を示す概念図である。

Claims

少なくともアラミドマルチフィラメント糸Ａ成分とマルチフィラメント糸Ｂ成分で構成され、かつ糸表面にループやタルミを有し、下記式で示す糸長差が３％以上１８％以下であり、接着剤で被覆されていないことを特徴とするゴム補強用アラミド混繊糸。
糸長差（％）＝｛〔ＹＬ（Ｂ）―ＹＬ（Ａ）〕／ＹＬ（Ａ）｝×１００
ＹＬ（Ａ）：アラミド混繊糸の単位長さ当たりに含まれるアラミドマルチフィラメント糸Ａ成分の長さ
ＹＬ（Ｂ）：アラミド混繊糸の単位長さ当たりに含まれるマルチフィラメント糸Ｂ成分の長さ
マルチフィラメント糸Ｂ成分が、非熱可塑性繊維であることを特徴とする請求項１記載のアラミド混繊糸。
マルチフィラメント糸Ｂ成分が、熱可塑性繊維であることを特徴とする請求項１記載のアラミド混繊糸。