JPH02293475A - 被覆ポリアミド繊維 - Google Patents
被覆ポリアミド繊維Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
よりの特定の反応生成物で被覆したポリアミド繊維に関
するものである。本発明はさらに、上記の化学剤を用い
るポリアミド繊維の被覆方法に関するものでもある。
分とポリアミド樹脂とよりの特定の反応生成物で被覆し
たポリアミド繊維に関するものである。本発明はさらに
、上記の化学剤を用いるポリアミド繊維の被覆方法に関
するものでもある。
ル繊維、繊維トウ(fiber tow) 、糸(ya
rn) 、ひも(card) 、偏平織物(flat
texti1e fabric)またはパルプとの双方
であると理解されるべきである。好ましいポリアミド繊
維は芳香族ポリアミド繊維である。
より良好な性質の材料が得られることは公知の事実であ
る。この種の複合材料の破断時における引張り強度また
は他の機械的性質は、組み込まれた繊維の量に応じて増
強される。しかし、繊維と基剤との界面における破断(
breaking)工程との関連で破壊( fract
ure)が起こり、言わば繊維が基剤から引き出される
ために、繊維の十分な達成可能性が多《の場合に使用さ
れ得ないことが示されている。この種の現象は特に、極
めて高い引張り強度を有する繊維、たとえばアラミド繊
維の場合に見られる。
ばエポキシド樹脂調合剤を用いて、または他の繊維を用
いて繊維を被覆する。たとえば米一特許明細書第4.6
52.448号には、芳香族ポリアミド繊維を多官能性
エポキシドと多官能性アミンとの反応生成物で被覆する
ことが提案されている。
性エポキシド、たとえばグリセロールと二官能性アミン
たとえばとペラジンとのジグリシジルエーテルで被覆す
ることを提案している。比較的低い残留エポキシド含有
量を有する被覆を得ることが上記の提案の到達点である
が、このような被覆はむしろ脆<、シたがって、処理し
た繊維、糸等が、引き続く織物加工、たとえば編み、ま
たは織りの段階において破断し、または歪んで(spl
ay)織物機械中に堆積物を形成する可能性が生ずる。
性を示す。この性質は、多くの引き続く加工段階には望
ましくない。
ルキレンポリアミンとの縮合によるポリアミドの製造方
法が記載されている。この種のポリアミノアミドはエポ
キシド樹脂用の硬化剤として知られているが、繊維、特
にアラミド繊維の表面九理に用いて成果を挙げ得るとい
う点に関しては、技術文献には引用が見られない。
キシド被覆を有し、これにより改良された加工性、たと
えば低い摩擦係数および低い吸水性、ならびに良好な接
着性を示すポリアミド繊維、特にアラミド繊維を製造す
ることが本発明の目標である。
基を含有するポリアミド樹脂をポリアミンとして使用す
ることを特徴とする、多官能性エポキシド化合物とポリ
アミンとよりの反応生成物で被覆したポリアミド繊維で
ある。
官能性エポキシド化合物とを溶液、分散液または熔融物
として繊維に同時に、または順次に適用し、ついで、所
望ならばこれを高温で硬化させて製造したものであるこ
とを特徴きする、ポリアミド繊維に結合強度と滑り性と
を付与する、多官能性エポキシドとポリアミド樹脂とよ
りの生成物よりなる被覆である。
多官能性エポキシド成分との反応のための反応性成分と
して、付随的にアミド基をも含有する多官能性アミンを
使用することが提案される。
を有するポリアミド樹脂であるが、これらの中でも、1
種の、または全ての酸成分が枝分かれしたジカルポン酸
を表す、より特定的には、二量体脂肪酸、または二官能
性アミノ成分の少なくとも1種が対応する二量体脂肪酸
ジアミンであるポリアミド樹脂が好ましい。
生成物を表すと理解すべきである。これはC,.脂肪酸
の鎖長を有する枝分かれジカルポン酸の高い含有量を有
し、加えて一官能性脂肪酸および三景体をも含有する物
質の混合物である。
、この種の二量体脂肪酸と、過剰の、その他に第3級ア
ミン基を含有していてもよい、少なくとも二官能性の第
1級アミンまたは第2級アミンとの反応生成物が適して
いる。特に適当なものは、ジカルボン酸としての二量体
脂肪酸とアミノ成分としてのアルキレンジアミン、ジア
ルキレントリアミンおよび/またはそのより高次の同族
体とを基剤とするポリアミド樹脂である。
肪酸、好ましくは不飽和脂肪酸とエチレンジアミンおよ
び/またはジエチレントリアミンとの、高温での、かつ
/または触媒の存在下における反応で形成された、分子
の部分として窒素含有異節環(一般にはイミダゾリン環
)を含有するポリアミノアミド樹脂である。この種のポ
リアミノアミドの中でも、環中に位置する窒素原子数が
窒素原子の総数を基準にして20ないし90%、好まし
くは20ないし60%である生成物が好ましい。
量体脂肪酸の一部、すなわち約50重量%までが3ない
し20個の炭素原子を含有するジカルポン酸で置き換え
られていてもよい。その上、上記のポリアミノアミドを
、たとえばラクタムとの反応を用いる連鎖延長にかける
ことも可能である。適当なラクタムはカブ口ラクタムお
よび/またはラウリルラクタムである。
一官能性または多官能性アミンとの混合物中で使用する
こともできる。その場合には、一官能性アミンの量はア
ミノ基を基準にして約lθモル%に制限すべきである。
を超えてはならない。しかし、これらのアミンを少量使
用することは好ましい。ここで適当なアミンは、エポキ
シドの硬化剤として通常使用されるような二官能性およ
び三官能性のアミン、たとえばエチレンジアミン、ジエ
チレントリアミン、脂肪族または環状脂肪族のジ第1級
アミン等である。
アミン数に注意を払わなければならない。
、上限は分子量により決定されるが、約700、好まし
くは100である。
樹脂と結合させることができる。エポキシド成分の官能
性数は2ないし4であるべきである。ここでは、揮発性
の乏しい多官能性エポキシド化合物、特に基本的部分と
して環構造、たとえば芳香環構造を含有するものが好ま
しい。好ましいエポキシド化合物はN−グリシジル化合
物および/またはO−グリシジル化合物、より特定的に
は3ないし4の官能性数を有するN−グリシジル化合物
である。
ルジアミノジフェニルメタンである。
とポリアミノアミドとの反応生成物が硬化した状態にお
いては過剰の末端基を含有することに注意を払わなけれ
ばならな.い。4官能性のエポキシド樹脂と組み合わせ
た、少なくとも2の官能性数と80ないし90のアミン
数とを有するポリアミド樹脂の場合には、エポキシドの
アミンに対する重量比をl:5ないしl:lに、好まし
くはl:3ないしl:1.2に、特に2:3に調節する
のが有用であることが実証されている。
エポキシド環比を選択するのが好ましいが、特に、アミ
ン成分またはエポキシド成分のいずれかを過剰に使用す
る。より高いアミン量、たとえばエポキシド基1個あた
り2ないし4個のアミン水素原子も同様に使用すること
ができる。
他方では末端エポキシド基も存在するであろう。
ポキシド化合物とを同時に、または順次に溶液、分散液
または熔融物として繊維に適用し、ついで、所望ならば
生成した被覆を高温で硬化させることを特徴とする、多
官能性エポキシドとポリアミド樹脂とよりの反応生成物
を用いるポリアミド繊維の改質方法である。
アミド樹脂とを個別に溶解または分散させ、ついで、得
られる溶液/分散液の混合物中で、または個々の溶液/
分散液中で順次に繊維を被覆するのが好ましいであろう
。通常適用可能な被覆用溶液の濃度はlないし20重量
%である。たとえば、多官能性エポキシド成分は2ない
しIO重量%の固体含量を有する溶液で使用することが
でき、ポリアミド樹脂成分は10ないし20重量%の固
体含量を有する溶液で、または分散液で使用して適用す
ることができる.さらに、適用は熔融物で実行すること
もできる。
の物理的溶液ではない。相互に混合した重合体の一部は
、上記の諸性質にとって不利でない、分散した膨潤状態
または非膨潤状態でも存在するであろう。このような場
合lこは、適用中は沈澱を回避しなければならない。使
用可能な溶媒には、二量体脂肪酸を基剤とするポリアミ
ド用の通常の溶媒、たとえば、好ましくは炭化水素との
混合物中のC,一ないしC,1−アルコール、特にC,
一ないしC4−アルコールを含有する混合物が含まれる
。特に好ましい溶媒系はたとえば9:lの重量比のイン
グロバノールとトルエンとよりなるものである。
していてもよい。たとえば染料、老化防止剤等が存在し
ていてもよい。アミンとエポキシド基との反応用の触媒
も使用することができる。
る。
造することができる。より特定的には有機重合体、すな
わち重合物および縮重合物の被覆繊麟を製造することが
できる。特に重要な被覆繊維はポリアミド、ポリエステ
ル、ポリイミドおよび/またはポリエーテルよりの繊維
、すなわち芳香族および/または脂肪族の単位を基本と
するものである。芳香族ポリアミドよりの被覆繊維が特
に重要である。
意味がある。芳香族ポリアミド繊維の中では、芳香族ポ
リアミドよりの繊維型構造を有する繊維(連統7イラメ
ント、ステープル短繊維、パルプ、トウ、糸または偏平
織物)が一般に考えられる。芳香族ポリアミドは部分的
に、大部分が、または排他的に、カルボンアミド橋を通
じて結合した、かつ任意に、これに加えて他の架橋構造
を通じて結合した芳香環よりなるもののような重合体で
あると理解すべきである。この種の芳香族ポリアミドの
構造は、以下の一般式: (− C O N H A j− N H C O
− A z )−式中、 AIおよびA,は芳香環族および/または異節環を意味
し、置換されていてもよいにより部分構造として説明す
ることができる。本発明記載の表面処理した繊維の重要
な種類は、全芳香族共縮合ポリアミドから誘導したもの
である。
ex@)の商標を有するポリ−m−7エニレンイソフタ
ラミド(US 3,287,324) ;ケプラー(K
evlar■)の商標を有するボリーp−7ェニレンテ
レフタラミド(D E 22 19 703)である。
エニル基が1個または2個以上の置換基、たとえば低級
アルキル基、アルコキシ基またはハロゲン原子を有する
構造を有するものである。その他の芳香族ポリアミドは
、それぞれ3−または4−アミノ安息香酸から誘導した
繰返し単位を少なくともある程度含有するものである。
的なものは、DE 22 19 646に記載された、
窒素雰囲気中、150℃以上の温度で延伸した全芳香族
ポリアミド繊維である。
ン酸基を有するその2個のフェニル基がともに架橋構造
、たとえばヘテロ原子(0、S,So.、NR,N,ま
たはR=H もしくはアルキル基である CR,基)、
またはCO基を通じて結合したジアミノジフェニレン基
を含有スる芳香族ポリアミドである。最後に、その芳香
環が部分的に異節環により置き換えられている、または
異節環が置換基もしくは鎖員としての役割を分担してい
る芳香族ポリアミド、およびテクノーラ( Techn
ora ” )の商標で市販されている US4,07
5.l72の繊維も好適である。
用することができる。たとえば、本件処理剤は非乾燥(
never dried)湿潤繊維に(工程内)適用す
ることもでき、また、乾燥繊維に(工程外)適用するこ
ともできる。表面処理剤を乾燥後に、かつ、所望ならば
延伸後に適用するのが好ましい。これは特にアラミド樹
脂に適用可能である。
る。これには、たとえば計量(metering)被覆
系、ローラー被覆系、蛇行(serpentine)被
覆系、または浴が含まれる。
たは糸の超音波魁理、静電処理またはプラズマ処理を行
うことができる.これは、ある場合には処理剤の透過を
改良するのに好ましい.いずれにしても、溶媒含有配合
剤との使用一般に適した装置はここで使用することがで
きる。繊維への加算( add−on)量は、繊維重量
を基準にして0.Olないし!2 ffi量%である。
任意に数相で被覆してもよい。すなわち、第1の被覆段
階の後に乾燥し、ついで、さらに一度、別の浴中で被覆
してもよい。好ましくは、第1の被覆段階はエポキシド
樹脂溶液を適用するために実施し、第2の被覆段階はポ
リアミノアミド溶液を適用するために実施する。乾燥段
階は対流(たとえば熱空気)、熱伝導(たとえば接触乾
燥)、照射(たとえば赤外線)等を使用して実施するこ
とができる。繊維の熱処理は通常80℃ないし220℃
の範囲内で行うが、熱的に安定な繊維、たとえばアラミ
ド繊維のみに関しては、上記の範囲より高い温度を使用
することができる。乾燥時間は達成すべき乾燥度合に応
じて、またその後に意図された繊維の用途に応じて数秒
から数分の間で変えることができる。被覆装置中の繊維
または糸の移動速度は、所望の生成物取得量に応じて毎
分2.−3メートルから毎分数百メートルの間で選択す
ることができる。乾燥時間の下限は約5秒であり、移動
速度の上限は約750 m/分である。
である。この繊維は吸水性が減少し、摩擦係数も減少し
ているが、これらの性質は、その後の加工段階にとって
重要である。たとえば、この繊維は冷時硬化(cold
−setting)接着法において優れた基剤接着を示
すが;合成材料(プラスチックス)に埋め込んで、また
は加硫によりゴムに包含させてもよく、この場合には、
この繊維は極性型のゴムにも無極性型のゴムにも優れた
結合力を示す。さらに、このようにして被覆したポリア
ミド繊維は相互の摩擦が減少していることを示す。
するエポキシド価33±2のエポキシド樹脂を、穏やか
に加熱しながらトルエン/イソプロバノール(1:1)
に溶解させて、5重量%の溶液を形成させた。
し95のアミン価を有するポリアミノアミドを穏やかに
加熱しながら、CA 651.745の実施例2に倣っ
てイソプロバノールに溶解させた。この溶液の固体分含
量は12重量%であった。
を希釈して、エポキシドの固体分含量のアミンに対する
比2:3を得た。ついで、芳香族ポリアミド繊維(ケブ
ラーの)を、第1の操作においてまずエポキシド樹脂溶
液を通過させ、200℃の熱空気で乾燥し、第2の操作
においてポリアミド樹脂溶液を通過させ、続いて向流空
気中200℃で第2段階の乾燥を行った。
ら引き出すことにより測定した。
ド糸(ケプラー’ . 1670 dtex. 80
T/M)を種々のゴム混合物に混入し、160℃で20
分かけて硬化させた。その終了時に、ゴム七糸との混合
物を電気的に加熱可能な水圧プレス(18t)の2枚の
圧盤の間でプレスした。
125 tarsl分の引張り速度で引き出した。
脂被覆剤で被覆した繊維の値と比較した):ゴム混合物
ACM 173 N (173 N)ゴム混合物
CR 169 N (141 N)ゴム混合
物EPDM 132 N (115 N)実施例
3 乾燥(工程外)状態の p−フ二二レンジアミンテレフ
タラミド型の連統フィラメントアラミドmsを、上記の
本発明記載の表面処理剤を含有する浴を通過させ、つい
で約120℃で乾燥した。
ロ捻り(zero twist) 1670 dtex
の糸を含んでいた。乾燥ポリアミド繊維の1種(ケブラ
ーの29)を、第1の操作においてまずエポキシド樹脂
のボリオール/イソグロバノール溶液(固体分含量2重
量%)を通過させ、ついで200℃の熱空気で乾燥し、
第2の操作においてポリアミド樹脂のボリオール/イソ
プロパノール溶液(3重量%)を通過させ、ついで向流
空気中、200℃で乾燥した。
吸収量を測定した。未処理のアラミド糸(ケブラー■2
9)では7.5重量%、本発明に従って処理した糸では
2.4重量%、通常のエポキシド被覆剤を有する同等の
糸では5%であることが見いだされた。
て処理済み糸の摩擦係数を測定した。測定は、標準条件
に従って摩擦測定装置(ロートシルト(Rothsch
ild) )で実施した。糸一金属間の摩擦係数は、処
理済み糸では0.40、未処理糸では0.54であった
。糸一糸間の摩擦係数は、標準製品(ケブラー029)
での0.11に対して処理済み糸では0.055であっ
た。
RRU 型)で編んだ。この試験は4時間継続した。機
械速度は毎分670、編み速度は15ml分であった。
製品の構造は一様であった。さらに、編物機上に堆積物
は形成されなかった。これは、本発明記載の表面処理剤
が明らかにアラミド糸の編物加工性を頃良したことを意
味する。
して使用することを特徴とする、多官能性エポキシド化
合物とポリアミンとよりの反応生成物で被覆したポリア
ミド繊維。
70ないしl00のアミン価を有するものであることを
特徴とする、上記の第1項記載のポリアミド繊維。
いてもよい、少なくとも二官能性の第1級および/また
は第2級アミンとの反応生成物を、アミノ基を含有する
ポリアミド樹脂として使用することを特徴とする、上記
の第lまたは第2項に記載されたポリアミド繊維。
いてもよい第1級および/または第2級アミンとの反応
生成物を、窒素原子の総数を基準にして20ないし90
%の、好ましくは20ないし60%の窒素原子をイミダ
ゾリン環の環員として含有する、アミノ基を含有するポ
リアミド樹脂として使用することを特徴とする、上記の
第1ないし第3項のいずれかに記載されたポリアミド繊
維。
アミン、ジアルキレントリアミンおよび/またはそのよ
り高次の同族体との反応生成物をポリアミド樹脂として
使用することを特徴とする上記の各項のいずれかに記載
されたポリアミド繊維。
を有するものであることを特徴とする、上記の各項のい
ずれかに記載されたポリアミド繊維。
リシジ基および/または0−グリシジル基を有するもの
であることを特徴とする、上記の各項のいずれかに記載
されたポリアミド繊維。
ミノジフエニルメタンであることを特徴とする、上記の
各項のいずれかに記載されたポリアミド繊維。
の反応生成物を硬化したものが概して(on the
average)末端アミノ基または末端エポキシド基
を有するものであることを特徴とする、上記の各項のい
ずれかに記載されたポリアミド繊雑。
誘導された連続フィラメント、ステーブル繊維、繊維ト
ウ、糸、ひもまたは偏平織物よりなるものであることを
特徴とする、上記の各項のいずれかに記載されたポリア
ミド繊維。
物とを溶液、分散液または熔融物として同時に、または
順次に繊維に適用し、ついで、所望ならばこれを高温で
硬化させて製造したものであることを特徴とする、ポリ
アミド繊維に結合強度と滑り性とを付与する、上記の各
項に記載された多官能性エポキシドとポリアミド樹脂と
よりの反応生成物よりなる被覆。
同時に、または順次に溶液、分散液または熔融物として
繊維に適用し、ついで、所望ならば生成した被覆を高温
で硬化させることを特徴とする、多官能性エポキシドと
ポリアミド樹脂とよりの反応生成物を用いるポリアミド
繊維の改質方法。
はスラリーを通じて移動させ、ついで、任意に中間の乾
燥段階の後に、ポリアミド樹脂の溶液またはスラリーを
通じて移動させ、その後に任意に乾燥、硬化させること
を特徴とする、上記の第12項記載の方法。
物を繊維に適用することを特徴とする、上記の第12ま
たは第13項記載の方法。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、アミノ基を含有するポリアミド樹脂をポリアミンと
して使用することを特徴とする、多官能性エポキシド化
合物とポリアミンとよりの反応生成物で被覆したポリア
ミド繊維。 2、被覆がポリアミド樹脂と多官能性エポキシド化合物
とを溶液、分散液または熔融物として同時に、または順
次に繊維に適用し、ついで、所望ならばこれを高温で硬
化させて製造したものであることを特徴とする、ポリア
ミド繊維に結合強度と滑り性とを付与する、特許請求の
範囲第1項記載の多官能性エポキシドとポリアミド樹脂
とよりの反応生成物よりなる被覆。 3、ポリアミド樹脂と多官能性エポキシド化合物とを同
時に、または順次に溶液、分散液または熔融物として繊
維に適用し、ついで、所望ならば生成した被覆を高温で
硬化させることを特徴とする、多官能性エポキシドとポ
リアミド樹脂とよりの反応生成物を用いるポリアミド繊
維の改質方法。
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