JPH0629330B2 - 芳香族ポリアミド繊維の接着処理方法 - Google Patents

芳香族ポリアミド繊維の接着処理方法

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JPH0629330B2 JP60189210A JP18921085A JPH0629330B2 JP H0629330 B2 JPH0629330 B2 JP H0629330B2 JP 60189210 A JP60189210 A JP 60189210A JP 18921085 A JP18921085 A JP 18921085A JP H0629330 B2 JPH0629330 B2 JP H0629330B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、芳香族ポリアミド繊維の接着処理方法、特
にエポキシ化合物及びレゾルシンホルムアルデヒド縮合
物・ゴムラテックス混合液(RFL液)により芳香族ポリ
アミド繊維を処理してこの繊維にゴムとの接着性及びゴ
ムとの複合体中における耐疲労性に関してすぐれた特性
を付与する接着処理方法に関する。
(従来の技術) 一般式 (式中Xは-Ar1-および よりなる群の中から選ばれた基を示し、Ar1及びAr2は同
一又は異なる芳香族基である。) で表される繰り返し単位を分子内に50モル%以上含有す
る芳香族ポリアミド繊維には、代表例としてXが-Ar1-
基のポリ(1,4−ベンズアミド)、Xが 基のポリ(1,4−フェニレンテレフタルアミド)、共重
合体構造である1,4−フェニレンテレフタルアミド−3,
4′−ジアミノジフェニルエーテル共重合体などがあ
る。そしてこの芳香族ポリアミド繊維は、他の天然及び
合成繊維に比較して高強度、高モジュラス、低熱収縮
性、高耐熱分解性及びすぐれたクリープ特性を有してお
り、フィラメントチップ、コード、ケーブル、コード織
物、帆布などの形態で、コンベアベルト、空気バネ、ゴ
ムホース、タイヤなどのゴム物品補強用材料として従来
にないすぐれた特性を示している。しかしながら、これ
らのすぐれた利点を有している反面、これらの繊維は、
その内部構造に基因するとみられる、耐屈曲疲労性及び
ゴムとの接着性が他の繊維に比較して大幅に劣るという
欠点を有しており、その改良が強く望まれていた。この
ような耐疲労性の改良方法としては、撚構造の検討と
か、繊維学会誌、第34巻、第8号T342〜T348(1978年)
に記載されているように共重合体構造により繊維に可撓
性を与える検討などが行われている。
一方、接着性に関しては、一般にはエポキシ化合物など
でこの芳香族ポリアミド繊維の前処理を行った後、通常
のRFL液にて熱処理を行うことが検討され、例えば、特
公昭53-37467、54-6677、55-20853号各公報などに記載
される。
(発明解決しようとする問題点) 以上のように芳香族ポリアミド繊維の欠点の改良として
は、従来は耐疲労性又は接着性レベルを互いに無関係に
向上させるという方法のみが検討され、両特性を同時に
総合的に改良する方法は未だ得られていない。前記の撚
構造とか共重合成分の導入による改良では、本来の特性
値、例えば強度、モジュラス、耐熱分解性などを犠牲に
しなればならない場合がほとんどである。
この発明は、芳香族ポリアミド繊維に対し、前記本来の
特性値を犠牲にすることなく、すぐれた接着性及び耐疲
労性を共に付与しようとするものである。
(問題点を解決するための手段) 本発明者らは、前記問題点を解決すべく、特に前処理液
と熱処理方法につき鋭意検討した結果、それらの適切な
組合せにより前記問題点を解決しうることを確かめ、こ
の発明を達成するに至った。
すなわち、この発明は、一般式 (式中Xは-Ar1-および よりなる群の中から選ばれた基を示し、Ar1及びAr2は同
一又は異なる芳香族基である。) で表される繰り返し単位を分子内に50モル%以上含有す
る芳香族ポリアミド繊維を接着処理するにあたり、前記
繊維を一般式 (式中Yは 基又は水素原子を示し、かつ 基は分子内に少なくとも2個存在し、nは繰り返し単位
数を示す整数で2以上である。) で表されるエポキシ化合物の水溶液又は水性分散液で処
理し、次いで160〜200℃で乾燥後、更に240〜270℃にて
50〜200秒間熱処理し、次にレゾルシンとホルムアルデ
ヒドとを1:1.0〜1:1.5のモル比でアルカリ触媒の存
在下に反応させた縮合物とゴムラテックス液との10:10
0〜15:100の固形分重量比の混合液にて処理し、160〜2
00℃にて乾燥後、最後に210〜260℃で60〜150秒間テン
ション下に熱処理することを特徴とする芳香族ポリアミ
ド繊維の接着処理方法である。
この発明の方法で処理する芳香族ポリアミド繊維の具体
例としては、ポリ(1,4−ベンズアミド)、ポリ(1,4−
フェニレンテレフタルアミド)、ポリ(1,3−フェニレ
ンイソフタルアミド)、又は1,4−フェニレンテレフタ
ルアミド−3,4′−ジアミノジフェニルエーテル共重合
体などがあげられる。
この発明で用いるエポキシ化合物は、一般式IIで表さ
れ、そのnとして普通2〜10のものが用いられるが、こ
れより大きいnの値を有するものも用いることができ
る。エポキシ化合物の好ましい具体例としては、ジグリ
セロールトリグリシジルエーテル、トリグリセロールテ
トラグリシジルエーテル又はテトラグリセロールペンタ
グリシジルエーテルなどがあげられる。
芳香族ポリアミド繊維をエポキシ化合物の水溶液又は水
性分散液(以下単に「エポキシ化合物液」という)で処
理することにより、この繊維に前記液を含浸させること
ができる。この水溶液又は水性分散液は、前記エポキシ
化合物を水に溶解するか、又は適当な界面活性剤を用い
て水中に分散させてつくる。エポキシ化合物の濃度は、
処理方法とかエポキシ化合物の種類などにより変わる
が、通常2重量%以下が好ましく、濃度が高過すぎると
均一な含浸ができなくなる。
芳香族ポリアミド繊維をエポキシ化合物液で処理する具
体的な方法としては、繊維を液にディップ処理などで浸
漬する方法、繊維に液をドクターナイフなどを用いて塗
布したり、スプレーしたりする方法などの従来用いられ
る含浸方法が可能であり、これらから適当に選択して用
いることができる。
芳香族ポリアミド繊維をエポキシ化合物液で処理する場
合、この繊維に適当なテンション、具体的には0.01〜0.
5g/dのテンションをかけながら処理するのが好ましい。
処理時のテンションが0.01g/d未満であると、この繊維
のコードの内部フィラメント間にまでエポキシ化合物液
が浸透し、そこでエポキシ化合物が硬化するので、耐疲
労性が低下し、また0.5g/dを超えると、エポキシ化合物
液は、その浸透が阻まれてコード表面層フィラメントの
みの被覆に留まり、じゅうぶんな接着表面積が得られな
いので接着力が低下する。
前記のようにして、エポキシ化合物液で処理した芳香族
ポリアミド繊維を次に160〜200℃の温度で乾燥させ水分
を除去する。次いで、この繊維を240〜270℃で50〜200
秒間熱処理する。熱処理温度が240℃未満では、エポキ
シ化合物と芳香族ポリアミドコードとの反応がじゅうぶ
んでなくエポキシ化合物相互間の反応硬化が優先して起
こるので、接着力も耐疲労性も低下する。熱処理温度が
280℃を超えると、エポキシ化合物の接着官能基が分解
されて失われるため、じゅうぶんな量残存せず、接着レ
ベルが低下するばかりでなく、繊維の初期強力値も大幅
に低下するので実用に適さない。また、処理時間が50秒
未満であると、例え280℃処理してもエポキシ化合物と
繊維との反応がじゅうぶんでなく、また200秒以上で
は、例え240℃の温度で処理しても残存有効エポキシ化
合物量が少なくなり、じゅうぶんな接着力が得られな
い。
次に、RFL液による処理について述べる。この発明に用
いるRFL液において、ホルムアルデヒド対レゾルシンの
モル比が1.0未満であると、重合反応の進行がじゅうぶ
んでなく、1.5を超えると2次元的な重縮合反応が進み
過ぎて、いずれの場合も接着力が低下し、更に1.5を超
える場合は耐屈曲疲労性も低下する。
レゾルシン・ホルムアルデヒド縮合物とゴムラテックス
液との固形分重量比が10:100未満ではじゅうぶんな接
着力が得られず、15:100を超えるとじゅうぶんな接着
力が得られないばかりでなく耐疲労性も悪化する。
前記ゴムラテックス液としては、芳香族ポリアミド繊維
と接着するゴムの種類に応じて天然ゴムラテックス又は
スチレンブタジエンゴム、スチレンビニルピリジンブタ
ジエン共重合ゴムなどの合成ゴムラテックスの1種を用
いるか、それらの2種以上の混合ラテックスを用いる。
RFL液の調製方法を例示すれば、次のようである。
所定量の軟水にレゾルシンを溶解し、これにカセイソー
ダ、カセイカリ、アンモニア水、尿素などのアルカリ触
媒をレゾルシン1モルに対して0.1〜0.3モル加え、次い
で前記範囲の量のホルムアルデヒドを加え、室温にて6
〜10時間熟成させる。このようにして得られた水溶液に
前記範囲の固形分重量比に相当するラテックス液を混入
し、全固形分濃度を13〜30重量%の範囲内に調整し、14
時間以上室温にて熟成させることによりRFL液を調製す
ることができる。
芳香族ポリアミド繊維のRFL液による処理方法として
は、エポキシ化合物液の場合と同様に浸漬方法、塗布方
法、スプレー方法などを必要に応じて用いうる。更に、
エポキシ化合物液による処理で述べたように、処理時、
0.01g〜0.5g/dのテンションをかけることが好ましく、
その理由はエポキシ化合物の場合と同様である。
RFL処理後、繊維を160〜200℃で乾燥して水分を除き、
次いでテンション下に熱処理する。熱処理温度が210℃
未満であると、例え処理時間が150秒を越えても前記エ
ポキシ化合物処理後の芳香族ポリアミドとじゅうぶん反
応させることができず、260℃を超えると、例え処理時
間を60秒未満にしてもRFL層の劣化と硬化が起こり、接
着力及び耐疲労性が低下してしまう。なお、前記熱処理
時のテンションは通常行われる条件でよい。
前記最終熱処理後のエポキシ化合物とRFLの全含浸付着
量は、芳香族ポリアミド繊維100重量部に対して固形分
として5〜15重量部であることが好ましい。
(実施例) 以下、この発明を実施例及び比較例により、更に詳細に
説明する。
この例において接着テスト及び耐疲労性テストは次のよ
うにして行った。
接着テスト 接着処理後、コードを前記未加硫配合ゴムに埋め込み、
145℃×30分、20kg/cm2の圧力にて加硫し、得られた加
硫物よりコードを掘り起こし80cm/分の速度でコードを
加硫物より剥離させ、そのときのチャートの中心値を抗
力として接着力(kg/本)とした。
耐疲労性テスト 接着処理後、コードを50本/5cmの打込みで、第1図に
示すように2層のコード層1として接着テストで用いた
未加硫ゴム2に埋設して被ふくし、同図に示すようなサ
ンプルを作成し、これを145℃×40分、20kg/cm2の圧力
にて加硫し、直径20mmのプーリーにかけて両端より150k
gの荷重をかけて5000回/hrの繰り返し歪を加え、50時
間後に取りはずしてプーリー面に近い側のコードを取り
出し、強力を測定し、処理コードの強力に対する保持率
(%)を耐疲労性のメジャーとした。
実施例1〜4、比較例1〜6 芳香族ポリアミド繊維としてポリ(1,4−フェニレンテ
レフタルアミド)、デュポン社製、商品名ケブラー(KEV
LAR)を用いて1500dの原糸を下撚32回/10cm、上撚32回
/10cmにて撚りコードを作成した。
実施例のエポキシ化合物液(一浴液)及びRFL液(二浴
液)は次のようにして調製した。
エポキシ化合物としてジグリセロールトリグリシジルエ
ーテルを用い下記組成の液を調製した。
(一浴液の調製、L1液という) 重量部 ジグリセロール トリグリシジルエーテル 1.20 ナトリウムジオクチル スルホサクシネート(70%) 0.02 カセイソーダ(10%水溶液) 0.14 水 98.64 RFL液は、下記により調製した。(二浴液の調製、L2液
という) この混合物を8時間熟成後、これにビニルピリジン・ス
チレンブタジエン共重合ゴムラテックス(41%)433.15重
量部を加え、18時間熟成した。
従来例を示す比較例の一浴液及び二浴液は次のようにし
て調製した。
この混合物を8時間熟成後、これにビニルピリジン、ス
チレンブタジエン共重合ゴムラテックス(41%)を244.0重
量部、水を61.1重量部、アンモニア水(28%濃度)を11.
4重量部加え、8時間熟成した。
前記コードを用い、表1に示すように前記処理液及び処
理条件を用いてリッシラー社製コンピュートリーターを
使用して一浴、二浴の順に処理し、この処理コードを次
に示すゴム配合物A又はBの組成及びゴム物性を有する
2種のゴムを表1のように組合わせて繊維ゴム複合体を
つくり前記接着テスト及び耐疲労性テストを行った。結
果を表1に示す。
ゴム配合物A 重量部 天然ゴム 80 スチレンブタジエンゴム 20 HAFカーボンブラック 50 ステアリン酸 2 マロマ油 4 亜鉛華 6 N−フェニル−β−ナフチルアミン 1.5 N−オキシジエチレン−2− ベンゾチアゾール スルフェンアミド(Nobs) 0.6 硫黄 5.0 ゴム配合物B 重量部 天然ゴム 80 合成ポリイソプレンゴム 20 HAFカーボンブラック 45 シリカ 5 ステアリン酸 2 レゾルシン 3 アロマ油 2 亜鉛華 6 N−フェニル−β−ナフチルアミン 1.5 ヘキサメトキシメチルメラミン 1.0 N−オキシジエチレン−2− ベンゾチアゾールスルフェンアミド 0.45 (Nobs) 硫黄 5.0 ゴム配合物A、及びBの加硫物性 IPD22の1成分であるグリセリンジグリシジルエーテル
は、一般式IIでn=1でYは3個の場合であり、両端部
の2個のYが 基で他のYがHの場合である。このような一浴液を用い
た場合、比較例1〜2に示すように接着力及び耐疲労性
とが劣る。また、ゴムにレゾルシンを配合した場合(比
較例3)でも接着レベルは向上したが耐疲労性が劣る。
更にこの発明に適合するL1浴、L2浴を用いた場合でも熱
処理ゾーンの温度及び時間が前記所定の条件を満足しな
い場合(比較例4,5及び6)は、接着力及び耐疲労性
の両方を同時に満足することができない。
また、浴処理時のテンションが0.5g/dを超える場合もじ
ゅうぶんな接着性と耐疲労性が得られない。
(発明の効果) 以上、実施例及び比較例で説明したように、この発明
は、芳香族ポリアミド繊維に特定のエポキシ化合物液、
次いで特定組成のRFL液を含浸させ、しかもそれぞれの
含浸後乾燥し特定条件で熱処理することにより、ゴム−
繊維のすぐれた接着力と繊維のすぐれた耐疲労性を達成
することができた。
【図面の簡単な説明】
第1図は耐疲労性テスト用サンプルを示す斜視図であ
る。 1……コード層、2……埋設ゴム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 D06M 15/41 15/693 // C08G 69/48 NRH 9286−4J C09J 5/02 JGM 7415−4J JGR 7415−4J C08L 77:00 D06M 101:36 D06M 15/55

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一般式 (式中Xは-Ar1-及び よりなる群の中から選ばれた基を示し、Ar1及びAr2は同
    一又は異なる芳香族基である。) で表される繰り返し単位を分子内に50モル%以上含有す
    る芳香族ポリアミド繊維を接着処理するにあたり、前記
    繊維を一般式 (式中Yは 基又は水素原子を示し、かつ 基は分子内に少なくとも2個存在し、nは繰り返し単位
    数を示す整数で2以上である。) で表されるエポキシ化合物の水溶液又は水性分散液によ
    り処理し、次いで160〜200℃で乾燥後、更に240〜270℃
    にて50〜200秒間熱処理し、次にレゾルシンとホルムア
    ルデヒドとを1:1.0〜1:1.5のモル比でアルカリ触媒
    の存在下に反応させた縮合物とゴムラテックス液との1
    0:100〜15:100の固形分重量比の混合液にて処理し、1
    60〜200℃にて乾燥後、最後に210〜260℃で60〜150秒間
    テンション下に熱処理することを特徴とする芳香族ポリ
    アミド繊維の接着処理方法。
  2. 【請求項2】エポキシ化合物の水溶液又は水性分散液に
    よる処理及び前記縮合物とゴムラテックス液との混合液
    による処理を芳香族ポリアミド繊維に0.01〜0.5g/dの範
    囲内のテンションをかけながら行う特許請求の範囲第1
    項記載の方法。
  3. 【請求項3】Ar1及びAr2がいずれもフェニレン基である
    特許請求の範囲第1項記載の方法。
  4. 【請求項4】芳香族ポリアミド繊維がポリ(1,4−ベン
    ズアミド)、ポリ(1,4−フェニレンテレフタルアミ
    ド)、ポリ(1,3−フェニレンイソフタルアミド)、又
    は1,4−フェニレンテレフタルアミド−3,4′−ジアミノ
    ジフェニルエーテル共重合体である特許請求の範囲第1
    項記載の方法。
  5. 【請求項5】エポキシ化合物がジグリセロールトリグリ
    シジルエーテル、トリグリセロールテトラグリシジルエ
    ーテル又はテトラグリセロールペンタグリシジルエーテ
    ルである特許請求の範囲第1項記載の方法。
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