JPH0625978A

JPH0625978A - 芳香族ポリアミド繊維の処理方法

Info

Publication number: JPH0625978A
Application number: JP17421792A
Authority: JP
Inventors: Tadahiko Takada; 忠彦高田
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1992-07-01
Filing date: 1992-07-01
Publication date: 1994-02-01

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明の目的は、芳香族ポリアミド繊維を動
力伝達ベルト補強用繊維として適用する場合に、ベルト
成形時にベルト端面に露出した芳香族ポリアミド繊維の
単糸のホツレを防止し、且つ芳香族ポリアミド繊維とマ
トリックスとの接着性を向上させ、且つ耐疲労性を低下
させない芳香族ポリアミド繊維を提供することにある。【構成】本発明は、芳香族ポリアミド繊維を、実質的
に無撚の状態で、エポキシ基を２個以上含むポリエポキ
シド化合物を含む処理剤で処理し、１５０〜２６０℃で
３０〜２１０秒間熱処理した後、レゾルシン・ホルマリ
ン・ゴムラテックス（ＲＦＬ）を含む処理剤で処理し、
１≦Ｋ≦５（Ｋ＝（Ｔ×Ｄ^1/2）２８７４，Ｋ；撚係
数、Ｔ；回／ｍで表される撚数、Ｄ；デニール）の範囲
内で加撚処理した後、更に、ＲＦＬで処理することを特
徴とする芳香族ポリアミドの接着改良方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、芳香族ポリアミド繊維
を動力伝達ベルト補強用繊維として適用する場合の処理
方法に関するものである。特に、本発明は、タイミング
ベルト、ローエッジＶベルトなど、ベルトの側面からベ
ルト補強用芳香族ポリアミド繊維が露出した形態を有す
るベルトにおいて、筒状で成形され、加硫された芳香族
ポリアミド繊維補強ゴム複合体から輪切り状にカットし
てベルトを成形する際、繊維軸方向にカットされたベル
ト端面に露出した芳香族ポリアミド繊維から単糸がホツ
レず、マトリックスゴムとの接着性が良好で、且つ、耐
疲労性が優れた芳香族ポリアミド繊維の処理方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】芳香族ポリアミド繊維は一般に優れた強
力、弾性率、寸法安定性、耐熱性等の特性を有するため
に、苛酷な条件下で使用されるタイヤ、ベルト、ホース
等のゴム複合体の優れた補強用繊維として有用である。
特に、比強度、比弾性率が高いために、スチールやワイ
ヤ代替の軽量補強繊維として、芳香族ポリアミド繊維は
ますます期待されている。

【０００３】一般に、芳香族ポリアミド繊維をタイミン
グベルトやローエッジＶベルト用補強繊維として用いる
場合、予め筒状に成形され、加硫された芳香族ポリアミ
ド繊維補強ゴム複合体からカッターで輪切り状にカット
することによりベルトを成形するが、その際に、カット
面に露出した芳香族ポリアミド繊維から繊維を構成して
いる各単糸がホツレ、ベルトの側面から突出することが
あり、その場合、ベルトとしての品質が著しく低下す
る。そのまま、ベルトとしてプーリーにかけて運転する
と、この単糸ホツレ部分がプーリーにこすられホツレた
単糸が飛び散ったり、あるいは、このホツレが原因とな
って、ベルトの耐久性が低下することもある。

【０００４】これらの欠点は、ベルトを生産する行程に
おいて、前記のホツレた各単糸を機械的に取り除いた
り、切断する作業によって防止されているが、このよう
な作業が加わることによって、ベルトの生産性は著しく
低下し、芳香族ポリアミド繊維をこの分野に適応してい
くための大きな障害となっていた。一方、このような芳
香族ポリアミド繊維の欠点を改良するために、芳香族ポ
リアミド繊維をゴムラテックスなどの処理剤で処理し、
カット時の単糸のホツレを防ぐ事が試みられたが（特開
平１―２０７４８０号公報、特開平４―２９６４４号公
報）、芳香族ポリアミド繊維の撚糸性が不良となった
り、本来有する強力を低下させたり、接着性や耐久性を
損なうなど、別の欠点を生じることもあり満足な結果が
得られていない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上の事情を
背景としてなされたものであり、その目的は、従来の技
術における課題を解消した動力伝達ベルトを得るための
芳香族ポリアミド繊維の処理方法、すなわち、ベルト成
形時にベルト端面に露出した芳香族ポリアミド繊維の単
糸のホツレを防止し、且つ、マトリックスゴムとの接着
性を向上させ、疲労性を低下させない処理方法を提供す
ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、芳香族ポリア
ミド繊維の処理方法において、芳香族ポリアミド繊維
を、実質的に無撚の状態で、エポキシ基を２個以上含む
ポリエポキシド化合物を含む処理剤で処理し、１５０〜
２６０℃で３０〜２１０秒間熱処理した後、レゾルシン
・ホルマリン・ゴムラテックス（ＲＦＬ）を含む処理剤
で処理し、１≦Ｋ≦５（Ｋ＝（Ｔ×Ｄ^1/2）２８７４，
Ｋ；撚係数、Ｔ；回／ｍで表される撚数、Ｄ；デニー
ル）の範囲内で加撚処理し、更に、ＲＦＬで処理するこ
とを特徴とする芳香族ポリアミド繊維の処理方法であ
る。

【０００７】本発明における芳香族ポリアミド繊維と
は、芳香族ポリアミドヒドラジド繊維を含む芳香族環を
有する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。例えば、下記の一
般式で表される繰り返し単位のうちの１種又は２種以上
からなる重合体、または、共重合体からなる繊維をあげ
ることができる。

【０００８】

【化１】

【０００９】ここで、Ｒ₁，Ｒ₂は同一でも相異なって
もよく、水素原子、炭素数５以下のアルキル基から選ば
れる。炭素数５以下のアルキル基としてはメチル基、エ
チル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基等が挙げら
れるが、好ましくは水素原子である。また、Ａｒとして
は、下記一般式を例示することが出来る。

【００１０】

【化２】

【００１１】芳香族環としては例えば１，４―フェニレ
ン基、１，３―フェニレン基、４，４′―ビフェニレン
基、１，５―ナフチレン基、２，６―ナフチレン基、
２，５―ピリジレン基等を挙げることができるが、好ま
しくは１，４―フェニレン基が選ばれる。

【００１２】芳香族環は、例えばハロゲン基（例えば塩
素、臭素、フッ素）、低級アルキル基（メチル基、エチ
ル基、イソプロピル基、ｎ―プロピル基）、低級アルコ
キシ基（メトキ基、エトキシ基）、シアノ基、アセチル
基、ニトロ基などを置換基として含んでいても良い。

【００１３】これらの重合体、または、共重合体からな
る繊維の代表例として、ポリパラアミノベンズアミド、
ポリパラフェニレンテレフタラミド、ポリパラアミノベ
ンズヒドラジドテレフタルアミド、ポリテレフタル酸ヒ
ドラジド、ポリメタフェニレンイソフタラミド等、もし
くはこれらの共重合体からなる繊維を挙げることができ
る。

【００１４】先ず、芳香族ポリアミド繊維は無撚でエポ
キシ基を２個以上含むポリエポキシド化合物を含む第一
処理剤で処理される。ポリエポキシド化合物としては、
一分子中に少なくとも、２個以上のエポキシ基を該化合
物１００ｇあたり０．２ｇ当量以上含有する化合物であ
り、エチレングリコール、グリセロール、ソルビトー
ル、ペンタエリスリトール、ポリエチレングリコールな
どの多価アルコール類とエピクロルヒドリンの如きハロ
ゲン含有エポキシ類との反応生成物、レゾルシン・ビス
（４―ヒドロキシフェニル）ジメチルメタン、フェノー
ル・ホルムアルデヒド樹脂、レゾルシン・ホルムアルデ
ヒド樹脂などの多価フェノール類と前記ハロゲン含有エ
ポキシド類との反応生成物、過酢酸または過酸化水素な
どで不飽和化合物を酸化して得られるポリエポキシド化
合物、即ち、３，４―エポキシシクロヘキセンエポキシ
ド、３，４―エポキシシクロヘキシルメチル―３，４―
エポキシシクロヘキセンカルボキシレート、ビス（３，
４―エポキシ―６―メチル―シクロヘキシルメチル）ア
ジペートなどをあげることが出来る。これらの中、特
に、多価アルコールとエピクロルヒドリンとの反応生成
物、即ち、多価アルコールのポリグリシジルエーテル化
合物が優れた性能を示すので好ましい。

【００１５】かかるポリエポキシド化合物は、通常、溶
媒に溶解したものを公知の乳化剤、例えば、アルキルベ
ンゼンスルフォン酸ソーダ、ジオクチルスルフォサクシ
ネートナトリウム塩などを用いて乳化液または溶液とし
て使用される。ポリエポキシド化合物はアミン系、イミ
ダゾール系硬化剤もしくはポリイソシアネートと公知の
オキシム、フェノール、カプロラクタムなどのブロック
化剤との付加化合物であるブロックドイソシアネートや
後述のエチレンイミンとの反応化合物であるエチレン尿
素などを混合使用することができる。

【００１６】ポリエポシド化合物（Ａ）及び硬化剤、ブ
ロックドイソシアネートもしくはエチレン尿素（Ｂ）と
の混合比は０．０５≦（Ａ）／［（Ａ）＋（Ｂ）］≦
０．９（重量比）の範囲が好ましい。ポリエポキシド化
合物の濃度は０．１〜５．０重量％が好ましい。総固形
分濃度は１〜３０重量％が好ましく、更に好ましくは３
〜２０重量％である。

【００１７】上記、ポリエポキシド化合物を含む処理剤
は、通常、芳香族ポリアミド繊維の製造時に油剤と混合
して付着させたり、あるいは芳香族ポリアミド繊維を製
糸後、独立に付着させる。芳香族ポリアミド繊維に対す
る固形分付着量は０．０５〜０．５重量％コントロール
して付着させ、１００〜１５０℃で６０〜１８０秒間で
乾燥し、ついで、１５０〜２５０℃で３０〜２１０秒間
処理する。好ましくは６０〜１８０秒間である。

【００１８】ポリエポキシ化合物で処理された芳香族ポ
リアミド繊維は、引続き、第２処理剤であるＲＦＬ（レ
ゾルシン・ホルマリン・ラテックス）を含む接着剤で処
理される。ＲＦＬはレゾルシンとホルムアルテヒドとの
モル比が１：０．１〜１：８が好ましく、更に好ましく
は１：０．５〜１：５、特に１：１〜１：４の範囲が好
ましい。レゾルシン・ホルマリンとゴムラテックスとの
配合比率は固形分重量比で１：１〜１：１５、が好まし
く、更に好ましくは１：３〜１：１２である。ゴムラテ
ックスの配合比率が高すぎると、著しく粘着性が高くな
り、凝集力も低くなり、撚糸性、接着性に悪影響を与え
る。逆に、ゴムラテックスの配合比率が低すぎると、コ
ードが硬くなる原因となり、強力や疲労性の低下を起こ
す。ゴムラテックスの種類としては、被着体のゴム種に
よって選択される。例えば、被着体のゴムがクロロプレ
ンゴム（ＣＲ）であればＣＲラテックスが、また、ＮＢ
ＲやＨ―ＮＢＲであれば、ＮＢＲラテックス及び／また
は水添ＮＢＲラテックスが使用される。クロロスルホン
化ポリエチレンゴム（ＣＳＭ）であれば、ＣＳＭラテッ
クスが用いられることが多い。もちろん、これらのゴム
ラテックスを主体とする混合配合であっも構わない。Ｒ
ＦＬ処理後、８０〜１５０℃、０．５〜５分間乾燥後、
１５０〜２６０℃、０．５〜５分間熱処理し硬化させ
る。芳香族ポリアミド繊維に対する第２処理剤であるＲ
ＦＬの付着量は１〜２５％に調節される。１％より付着
率が低いと芳香族ポリアミド繊維を動力伝達ベルトの補
強繊維として使用した場合にベルト端面から露出した単
糸がホツレてしまうことがあるし、逆に２５％より多い
と、処理した芳香族ポリアミド繊維を撚糸する際の強力
利用率が低くなり十分に強力を発現しない。

【００１９】このようにポリエポキシ化合物、ついで、
ＲＦＬで処理された芳香族ポリアミド繊維は、引き続
き、０．２≦Ｋ≦１（但し、Ｋ＝（Ｔ×Ｄ^1/2）２８７
４，Ｋ；撚係数、Ｔ；１ｍあたりの撚数、Ｄ；デニール
を表す）を満足する条件で加撚処理され、次いで、この
下撚コードを複数本合わせて、下撚と同じ方向に上撚を
かける。加撚された芳香族ポリアミド繊維コードは、更
に、ＲＦＬ（レゾルシン・ホルマリンラテックス）を含
む接着剤で処理される。ＲＦＬは第２処理剤であるＲＦ
Ｌと同様に、レゾルシンとホルムアルデヒドのモル比は
１：０．１〜１：８が好ましく更に好ましくは１：０．
５〜１：５、特に１：１〜１：４の範囲が好ましい。ま
た、レゾルシン・ホルマリンとゴムラテックスとの配合
比率は固形分重量比で１：１〜１：１５が好ましく、更
に好ましくは１：３〜１：１２である。ゴムラテックス
の種類は、第２処理剤であるＲＦＬに使用するゴムラテ
ックスに合せて選択される。

【００２０】このＲＦＬ中に特公昭５７―２１５８７号
公報に記載の一般式

【００２１】

【化３】

【００２２】（式中Ｒ′は芳香族または脂肪族の炭化水
素残基、ｎは０，１または２）で表されるエチレン尿素
化合物や芳香族もしくは脂肪族イソシアネートとオキシ
ム、フェノール、カプロラクタム等と反応させて得られ
るブロックドイソシアネートを加えて使用することもあ
る。エチレン尿素化合物は、通常水分散液の形で、ＲＦ
Ｌに対して０．５〜３０重量％添加される。また、通常
の方法で調整されたカーボンブラックの水分散液をＲＦ
Ｌに対して０．５〜５重量％添加されることもある。Ｒ
ＦＬで処理された後、被着体のゴムマトリックスと同種
類のゴムを含むゴム糊で処理されることもある。

【００２３】上記、ＲＦＬ処理後、８０〜１５０℃で
０．５〜５分間乾燥後、１５０〜２６０℃で０．５〜５
分間熱処理し硬化させる。撚糸コードに対するＲＦＬの
付着量は１〜１０％に調整される。

【００２４】このように芳香族ポリアミド繊維を、２個
以上のエポキシ基を含むポリエポキシド化合物で処理し
た後、ＲＦＬで処理し、次いで所定の撚数に加撚し、さ
らにＲＦＬで処理することにより、芳香族ポリアミド繊
維補強動力伝達ベルトの端面からの単糸のホツレを防止
することが出来、且つ、マトリックスゴムとの接着力が
向上させることが可能となる。これは、エポキシド化合
物とＲＦＬとがそれぞ相互に反応し、凝集力の高い、比
較的柔軟な皮膜を形成すると同時に、芳香族ポリアミド
繊維の単糸を１本１本被覆し、強固に接着させるために
ホツレ性が良好になるものと推定される。

【００２５】

【発明の効果】本発明の方法により処理した芳香族ポリ
アミド繊維は、強力の低下が少なく、また、動力伝達ベ
ルトを成形後にベルト端面から単糸のホツレを生じるこ
とがなく、接着性及び耐疲労性も比較的良好である。

【００２６】以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説
明する。

【００２７】なお、実施例において、ホツレ性、コード
剥離接着力、Ｔ接着力、疲労時強力保持率は次のように
して求めた値である。

【００２８】・ホツレ性厚さ約２mmのゴムシート２枚の間に前記のホツレ処理を
行い、次いでＲＦＬを含む接着剤で処理した芳香族ポリ
アミドコードを平行に並べて挟み、１５０℃で３０分
間、５０kg／cm₂のプレス圧力で加硫し、ゴムシートを
得た。このシートをカッターナイフを用いてゴム中に配
列したコードの長さ方向に切断し、切断面にコード端面
が現れるようにした。そして、端面からの芳香族ポリア
ミド繊維の単糸の飛び出し状態を目視判定した。また、
この端面をサンドペーパー（＃ＡＡ―１５０）で摩擦
し、単糸のホツレ状態を観察した。評価は良好◎→○→
△→×（不良）で判定した。

【００２９】・コード剥離接着力処理コートとゴムとの剥離接着力を示すものである。ゴ
ムシート表層近くに７本のコードを埋め、１５０℃、３
０分間、５０kg／cm²のプレス圧力で加硫し次いで両端
の２本のコードを取り除き残りの５本のコードをゴムシ
ートから２００mm／min の速度で剥離するのに要した力
をkg／５本で表示したものである。

【００３０】・Ｔ接着力処理コードとゴムとのせん断接着力を示すものである。
コードをゴムブロック中に埋め込み、１５０℃、３０分
間、５０kg／cm²のプレス圧力で加硫し、次いでコード
をゴムブロックから２００mm／min の速度で引き抜き、
引抜きに要した力をkg／cmで表示したものである。

【００３１】・疲労時強力保持率耐疲労性をあらわす尺度である。ベルト式疲労テスター
を用い、厚さ２mmのゴムシート２枚の間に、コードを挟
み、１５０℃で３０分間、５０kg／cm²のプレス圧力で
加硫して得られたシートを５０mm幅×５００mm長のベル
ト形状に切断し荷重２５kgをかけ、２０mmφのローラー
に取り付け、１２０℃の雰囲気下で、１２０rpm で往復
運動させ、５０万回繰り返したのち、コードを取り出し
残強力を測定し、疲労時の強力保持率を求めた。

【００３２】

【実施例１、比較例１〜３】まず、接着処理剤を次のよ
うに調整した。

【００３３】即ち、デナコールＥＸ―３１３（グリセリ
ンジグリシジルエーテル；ナガセ化成（株）製）１７．
５ｇに界面活性剤としてネオコールＳＷ―３０（ジオク
チルスルフォサクシネートナトリウム塩；第―工業製薬
（株）製）１４．５ｇを加えよくかき混ぜ、溶解させ
る。ついで、水６５６．２ｇを高速にかき混ぜながら加
え、上記エポキシ溶液をゆっくり加えて分散させる。得
られた配合液を第一処理剤とする。

【００３４】また、１３４．８ｇの水に１０％水酸化ナ
トリウム水溶液４．４ｇ、２８％アンモニア水溶液１
２．８ｇを加え、十分攪拌し、更に、酸性触媒で反応さ
せて得られたレゾルシン・ホルマリン初期縮合体物（４
０％アセトン溶液）２６．９ｇを添加して十分に攪拌し
分散せる。次に、水４１６．７ｇにニッポールＬＸ―１
５６２（アクリロニトリル―ブタジエン共重合体ゴムラ
テックス４１％水乳化物；日本ゼオン（株）製）２７
３．２ｇをゆっくり攪拌しながら混合する。この混合液
に上記のレゾルシン・ホルマリン初期縮合物分散液をゆ
っくり攪拌しながら混合し、更に、ホルマリン（３７重
量％）１１．２ｇを添加して混合する。得られた配合液
を第二処理剤とする。

【００３５】芳香族ポリアミド繊維（テクノーラ^R帝人
（株）製）１５００デニール／１０００フィラメントを
コンピュートリーター処理機（ＣＡリッツラー（株）製
タイヤコード処理機）を用いて、前記第一処理剤中に浸
漬した後、１３０℃で２分間乾燥し、引続き２３５℃で
１分間熱処理をした。次に、第二処理剤に浸漬し、第一
処理剤と同様の条件で乾燥、熱処理を行った後、この処
理原糸を２本合糸しながら撚係数２（１０．５回／１０
cm）で加撚した。

【００３６】ついで、該撚糸コードをＲＦＬ（Ｒ／Ｆ＝
１／２．５モル比、ＲＦ／Ｌ＝１／５重量比、Ｌ＝アク
リロニトリル―ブタジエン共重合体ゴムラテックス；日
本ゼオン製、ニッポールＬＸ１５６２）で処理し、撚糸
コードに対する付着率が５％になるように調整し、１３
０℃で２分間乾燥し、２４０℃で２分間、緊張下で硬化
加熱処理した。

【００３７】得られた接着処理コードを厚さ約２mmのＣ
Ｒゴムシート上に平行に並べ、更に該コード上に同様の
ＣＲゴムシートを重ね合わせ、１５０℃で３０分間、５
０kg／cm²のプレス圧力で加硫し、ゴムシートを得た。
このシートをカッターナイフを用いてゴム中に配列した
コードの長さ方向に切断し、切断面にコード端面が現れ
るようにした。また、この端面をサンドペーパー（＃Ａ
Ａ―１５０）で摩擦し、単糸のホツレ状態を観察した。
評価は（良好）◎→○→△→×（不良）で判定した。

【００３８】次いで、前述の方法を用いて、剥離接着
力、Ｔ接着力及びベルト疲労テスターによる疲労時強力
を測定した。結果を表１に示す。

【００３９】芳香族ポリアミド繊維をポリエポキシド化
合物で処理しない以外はすべて実施例と同様にして得ら
れたコードを比較例１、ポリエポキシド化合物だけで処
理し、第２処理剤であるＲＦＬで処理しないで撚糸を
し、その他は実施例と全く同様にして得られたコードを
比較例２、また、ポリエポキシド化合物及び第２処理剤
のＲＦＬとも処理しないでその他は実施例と同様にして
得られたコードを比較例３として、併せて、その結果を
表１に示す。

【００４０】

【表１】

【００４１】表１から明らかなように、芳香族ポリアミ
ド繊維をポリエポキシド化合物及びＲＦＬ処理剤で処理
し、ついで撚糸を行い更にＲＦＬで処理したコードはホ
ツレ性、接着性が良好であることがわかる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】芳香族ポリアミド繊維を、実質的に無撚
の状態で、エポキシ基を２個以上含むポリエポキシド化
合物を含む処理剤で処理し、１５０〜２６０℃で３０〜
２１０秒間熱処理した後、レゾルシン・ホルマリン・ゴ
ムラテックス（ＲＦＬ）を含む処理剤で処理し、乾燥、
硬化させ、ついで、１≦Ｋ≦５（Ｋ＝（Ｔ×Ｄ^1/2）２
８７４，Ｋ；撚係数、Ｔ；回／ｍで表される撚数、Ｄ；
デニール）の範囲内で加撚処理し、更に、ＲＦＬで処理
することを特徴とする芳香族ポリアミド繊維の処理方
法。
【請求項２】ＲＦＬ中のゴムラテックスがアクリロニ
トリル―ブタジエン（ＮＢＲ）及び／または水素添加ア
クリロニトリル―ブタジエン（Ｈ―ＮＢＲ、ニトリル基
含有高飽和共重合体ゴム）である請求項１に記載の芳香
族ポリアミド繊維の処理方法。