JPS62133179A - 繊維紐状品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は高強度低伸度繊維紐状品、特に本発明は高強度
低伸度繊維の紐状品の耐屈曲疲労性、集合性（ホツレ性
）を改良した紐状品に関する。

〔従来の技術〕

一般にアラミド繊維、炭素繊維、ガラス繊維笛の高冶廖
ツキ柚麿紙並＋＋−自昇か軌専中社−宜温および高湿下
における強度の保持性を有し、寸法安定性にすぐれてい
るため、これら繊維から作られた紐状品はゴムホース、
伝動ベルト、コンベアベルト、タイヤ等の工業用ゴム製
品の補強用繊維材料として利用されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら上述した高強度低伸度繊維のマルチフィラ
メントの無撚糸、下撚した単糸およびこれら複数本から
なる引揃え糸、撚糸、組紐あるいはこれら複数本からな
るコードあるいはロープ（以下これらを紐状品と称する
）をゴムホース、伝動ベルト、コンベアベルト、タイヤ
等の工業用ゴム製品の補強用繊維材料として使用するに
は、耐屈曲疲労性、集合性（ホツレ性）が劣るという欠
点を有していた。

従って本発明は上述した高強度低伸度繊維からなる紐状
品の耐屈曲疲労性および集合性（ホッレ性）を改良した
紐状品を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は反応性プライマーで処理した後ポリウレタンエ
ラストマー樹脂で含浸した高強度低伸度繊維状品にある
。

本発明で使用する高強度低伸度繊維としては、アラミド
繊維、炭素繊維、ガラス繊維があり、本発明の紐状品は
これらの繊維の１種以上からなるマルチフィラメントの
無撚糸、下撚した単糸およびこれら複数本からなる引揃
え糸、撚糸、組紐あるいはこれら複数本からなるコード
もしくはロープ等任意の形態（紐状品）であることがで
きる。

本発明で使用しうるアラミド繊維には、芳香族ポリアミ
ド、芳香族ポリエーテルアミド、芳香族ポリサルファイ
ドアミド、芳香族ポリスルホンアミド、芳香族ポリメチ
レンアミド、芳香族ポリケトンアミド、芳香族ポリアミ
ンアミド、およびこれらの共重合体からなる繊維がある
。

また本発明で使用しつる炭素繊維には、セルロース、ポ
リアクリロニトリル、リグニン、石油系ピッチ等を原料
として作られた任意の炭素繊維がある。

また本発明で使用しつるガラス繊維には、無アルカリガ
ラス（ボロシリケートガラスよりなるＥガラス）、含ア
ルカリガラス（ソーダライム系ガラスよりなるＣガラス
もしくはＡガラス）よりなる繊維、あるいは近時コンポ
ジット補強材として注目されているｓ−２ガラス繊維（
オーウエンス・コーニング社製）などがある。

これらの繊維はその２種以上を混合使用することもでき
る。

本発明によれば上述した高強度低伸度繊維紐状品を予め
反応性プライマーで処理するのである０ プライマー処理に使用しうるプライマーとしては、反応
性のエポキシ基を含有する化合物、またはイソシアネー
ト基を含有する化合物、あるいはシラン系もしくはチタ
ニウム系のカップリング剤がある。

上記反応性のエポキシ基含有化合物としては、ビスフェ
ノールＡのジグリシジルエーテル−グリコールのジグリ
シジルエーテル、ポリオールのポリグリシジルエーテル
、あるいはフェノール・ノボラック型エポキシ誘導体、
テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン、トリグリ
シジルメタアミノフェノール等があり、これらは適当な
溶媒例えば水、キシレン、トルエン、メチルエチルケト
ン（ＭＥＫ　）等に溶解した溶液の形で使用するのが有
利である。上記エポキシ基含有化合物で処理するに当っ
ては、繊維への反応を促進するための助剤例えばアミン
系硬化剤、イミダゾール化合物、アンモニュウム塩を加
え、通常ｐＨ９〜１３で処理するのが好ましい。

上記反応性イソシアネート基含有化合物としては、反応
性イソシアネート基を含有するポリウレタンエラストマ
ー樹脂があり、存利にはイソシアネート基を樹脂中に５
〜２０重母％含有する化合物を使用する。上記ポリウレ
タンエラストマー樹脂としては後述する含浸用ポリウレ
タンエラストマー樹脂より適宜選択し、これらの分子中
に反応性イソシアネート基を含有するものを使用すると
よい。

上記シラン系カップリング剤としては、各種ハロゲン化
アルキルシラン、あるいは芳香族アミノ官能性シラン、
またはアルキル置換シラン、またはこれらのアミノ基、
ビニル基および／またはカルボキシル基含有シランを有
利に使用できる。例えばＴ−グリシドキシプロピルトリ
メトキシシラン、Ｔ−メタクリロキシプロピルトリメト
キシシラン、Ｔ−（２−アミノエチル）アミノプロピル
トリメトキシシラン、Ｔ−クロロプロピルトリメトキシ
シラン、Ｔ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、
ｒ−アミノプロこ゛ルトリエトキシシラン等が使用でき
る。

上記チタニウム系カップリング剤としては、例えばアル
キルトリアルキロイルチタネート、アルキルトリス（ア
リルスルホニル）チタネート、テトラアルキルビス（ジ
アルキルピロホスフェート）チタネート、シアルキロイ
ルエチレンチタネート等を使用できる。

上述したシラン系あるいはチタニウム系カップリング剤
プライマーは特にガラス繊維紐状品に対して有効である
。

処理に当っては上述したプライマーを溶媒に溶解し、通
常０．１〜１５重量％、特に反応性エポキシ基またはイ
ソシアネート基含有化合物の場合には５〜１５重ｆＩＬ
％、シラン系またはチタニウム系カップリング剤の場合
には０．１〜５重量％の濃度とし、温度２０℃で粘度５
０００ａｐｅ以下、好ましくは５０００Ｐ８以下で使用
するのが好ましい。

通常プライマーの付着量は紐状品繊維の重量に対し、不
揮発分として０．０５〜１０重景％、好ましくは０．１
〜８重量％とするとよい。

本発明によれば上述した如く反応性プライマー処理した
紐状品を、次いで後述するポリウレタンエラストマー樹
脂で含浸させる。

本発明で使用しうるポリウレタンエラストマー樹脂は熱
可塑性ポリウレタンエラストマー樹脂でもよく、また硬
化型ポリウレタンエラストマー樹脂であってもよい。か
かるポリウレタンエラストマー樹脂はポリイソシアネー
ト成分とポリオール成分との反応生成物であり、所望に
より、種々の架橋剤および架橋促進剤を使用することが
できる。

ポリイソシアネート成分としては４，４１−ジフェニル
メタンジイソシアネート、４．４’−ジシクロヘキシル
メタンジイソシアネート、インホロンジイソシアネート
を使用でき、ポリオール成分としては、エチレングリコ
ール、１，４−ブチレングリコール、１，６−ヘキサン
ジオール、ポリ（エチレンアジペート）、ポリ（１゜４
−ブチレンアジペート）、ポリ（１，６−ヘキサンアジ
ペート）、ポリ−６−カプロラクトン、ポリオキシテト
ラメチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポ
リエチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール
、エチレンオキシド／プロピレンオキシド共重合体、テ
トラヒドロフラン／エチレンオキシド共重合体、テトラ
ヒドロフラン／プロピレンオキシド共重合体、ポリ（ジ
エチレンアジペート）、ポリ（プロピレンアジペート）
、ポリ（ヘキサメチレンアジペート）、ポリ（ネオペン
チレンアジペート）を使用できる。また所望によって使
用しつる架橋剤としてはエチレングリコール、１゜６−
ヘキサンジオール、ビスヒドロキシエトキシグリコール
の如きグリコール系架橋剤、トリエチレンジアミン、ペ
ンタメチレンジエチレントリアミンの如きアミン系架橋
剤、含窒素多価アルコール、更にはイソシアネート系架
橋剤モ使用しうる。また所望によって使用しうる架橋促
進剤としては、トリエチレンジアミン、ビス（ジメチル
アミノエチル）エーテル、Ｎ、Ｎ’−ジメチルシクロヘ
キシルアミン、Ｎ、Ｎ−ジシクロヘキシルメチルアミン
、トリエチルアミンの如きアミン系架橋促進剤、スタナ
トオクトエート、ジブチルチンジアセテート、ジブチル
チンジラウレート、ジブチルチンメルカプチド、ジブチ
ルチンチオカルボキシレート、ジエチレンアジペ−ト、
ジオクチルチンメルカプチド、ジオクチルチンチオカル
ボキシレートの如き有機金属系架橋促進剤がある。

上述した本発明で使用するポリウレタンエラストマー樹
脂は、有利には有機溶媒または水系溶媒に溶解した溶液
の形で含浸させるのか好ましい。使用しうる有機溶媒と
しては、メチルエチルケトン（ＭＥＫ　）　、ジメチル
ホルムアミド（ＤＭＦ　）　、酢酸エチル等周知の溶媒
を使用できる。

本発明で使用するポリウレタンエラストマー樹脂は、温
度２０℃、相対湿度６５％で、フィルム成形物としたと
きの１００％モジュラスが５〜５０Ｋｆ／ｃ１１、好ま
しくは５〜３０Ｋｆ／ｃｄであるのか望ましい。１００
％モジュラスが５９／ｄ未満になると、繊維の集合性か
悪くなり、屈曲により繊維間の摩擦が生じ、耐屈曲疲労
性が悪くなる、また５０Ｋｔ／ｃｄを魅えると得られる
紐状品が硬くなりすき、耐屈曲疲労性が劣るようになる
。

本発明によりポリウレタンエラストマー樹脂で紐状品を
含浸させるに当っては、不揮発分が２〜２０重量％、好
ましくは５〜１５重晋％とし、粘度が温度２０℃で５０
００　ＣＰ８以下、好ましくは５００　ｃｐｓの溶液の
形で使用するとよい。粘度が５０００　ｃｐｓを越える
と樹脂溶液が繊維間に含浸し難く、特に紐状品とした後
含浸させた場合等にはその中心部に含浸が充分に行なわ
れぬことがあるので好ましくない。含浸が充分に行なわ
れぬとその部分での繊維間摩擦が生じ、耐屈曲疲労性の
改良が得られない。ポリウレタンエラストマー樹脂の紐
状品に対する付５１Ｎｊｋは紐状品の高強度低伸度ｍ維
に対して０５〜２０ｉｆｆｉＪｉ％、好ましくは５〜１
５重量％とするとよい。付着量が０．５重Ｅｔ％未満で
あると、紐状品を構成するＰａ維が分離し易く、また屈
曲により繊維間の摩擦が生じ耐屈曲疲労性が悪くなる、
一方１５重ｉｔ％を就えると紐状品が硬くなりすぎ、耐
屈曲疲労性が劣るようになるので好ましくない。

ポリウレタンエラストマー樹脂で高強度低伸度２維から
なる紐状品を含浸するに当っては、例えば前述した如き
マルチフィラメントの無撚糸、下撚した単糸およびこれ
ら複数本からなる引揃え糸、撚糸、組紐あるいはこれら
複数本からなるコードあるいはロープをポリウレタンエ
ラストマー溶液に浸漬加圧し、充分に各繊維間に含浸さ
せた後、加熱キュアすればよい。

本発明によれば、上述した如く、ポリウレタンエラスト
マー樹脂で含浸した紐状品の外層に、接着剤のｆＪを付
与するのが好ましい。なおこの接着剤はポリウレタンエ
ラストマー樹脂含浸溶液に混入してもよい。かかる接着
剤としては例えは反応性イソシアネート基を有するポリ
ウレタンエラストマー樹脂等が使用できる。接着剤を本
発明で使用するポリウレタンエラストマー樹脂溶液に混
入して、または接着剤層として使用したときには、これ
らを用いない場合に比し、耐屈曲疲労性が改良される利
点を有する。

〔作用〕

本発明により、高強度低伸度繊維紐状品を予め反応性プ
ライマーで処理し、次いでポリウレタンエラストマー樹
脂を含浸させることにより、各構成繊維、即ち高強度低
伸度繊維間の摩擦を減することができ、繊維紐状品の耐
屈曲疲労性を向上させることができる。また同時に繊維
紐状品の集合性（ホッレ性）も改良できる。

〔実施例〕

以下に実施例および参考例を挙けて本発明を説明する。

下記実施例１〜４および参考例１〜４においては、アラ
ミド繊ｒｔ＆ｃデュポン社製、ケブラー４９）のマルチ
フィラメント１４２０ｄに下撚１００回／ｍをかけた単
糸を使用した。

また実施例５および参考例５および６においては、無ア
ルガラス（Ｅガラス）の長繊維撚糸本撚ストランドを使
用した。

耐屈曲疲労試験ＡはＪＩＳ　ａ　３５３５　（航空機用
ワイヤロー−プ）の耐久試験機を使用し、ローラ径（Ｄ
Ｊの紐状物径（ｄ）に対する比、即ちＤ　／　ｄか２５
、引張力１．５　Ｋｇ、繰返し曲げ回数５０００回の条
件で行ない、その後の破断強度を測定した。

耐屈曲疲労試験Ｂは第１図に示す試験機を用い、Ｄ／ｄ
が２５、引張力１〜５縁、往復数８００回／分の条件で
破断までの繰返し曲げ回数を測定した。第１図において
、１は各実施例および参考例の被試験紐状物（直径ｄ）
であへ２はローラー（直径Ｄ＝２５ｄ）であり、３は往
復用プーリー（往復数８００回／分）であり、４はスプ
リングであり、これは往復用プーリーの往復回転により
１〜５匂の範囲で負荷を変化する。

集合性（ホッレ性）試験は第２図に略示した試験機を用
い、繊維紐状品の自由長さを５０ｍとし、歯車（モジュ
ール１“″き歯数５０）５を６００回／分で５分間回転
させた後のホッレ長さを測定した。

各実施例中部および百分率は他に特記せぬ限り重量によ
る〇 実施例　１ 上記アラミド繊維単糸を下記反応性プライマー処理液に
２０℃で浸漬後、２００℃で２分間乾燥した。

反応性プライマー処理液 メチルエチルケトン　　　　　　　　２００部次４こ下
記含浸処理液に２０℃で浸漬後、６０℃の温度で５分間
加燕乾燥後、１２０℃の温度で２分間加熱キュアし、冷
却し巻き取りをした。

含浸処理液 ＴＤＩ架橋剤（イソシアネート残基１２％）　　　５部
ジブチルチンジラウレート架橋促進剤　　　　　３部酢
酸エチル　　　　　　　　　　２００部トルエン　　　
　　　　　　　　３００部上記処理液は、それをキャス
ティング法で別にフィルムに成形し、温度２０℃、相対
湿度６５％で測定したときの１００％モジュラスは２４
Ｋｆ／ｃｄであった。

上記含浸単糸を更に下記接着剤処理液に浸漬し、１００
℃の温度で２分間加熱乾燥し、接着剤処理を行なった。

接着剤処理液 メチルエチルケトン　　　　　　　　　９００部上述し
た如く処理した単糸の樹脂付着量は単糸に対して１０．
３％であった。

上述した如く作った繊維紐状品の耐屈曲疲労試験Ａおよ
びＢ１および集合性試験の結果を表１に示す。

実施例　２ 上記アラミド繊維単位を実施例１に記載した如く反応性
プライマー処理を行なった。

次いで接着剤を混合した下記含浸処理液を用いて、２０
℃で浸漬後、６０℃の温度で５分間加熱乾燥後、１２０
℃の温度で２分間加熱キュアし１巻き取った。

このときの樹脂の単糸への付着量は１０．４％であった
。

含浸処理液 ＴＤ工架橋剤（イソシアネート残基１２％）　　　　５
部ジブチルチンジラウレート架橋促進剤　　　　　　３
部酢酸エチル　　　　　　　　　　　２００部トルエン
　　　　　　　　　　　　　　　　　３００部上述した
如く作った繊維紐状品の耐屈曲疲労試験ＡおよびＢ１お
よび集合性試験の結果を表１に示す。

実施例　３ 上記単糸を実施像１に記載した如く反応性プライマー処
理を行なった。

次に実施例１と同様に含浸処理を行ない、接着剤処理を
せずに繊維紐状品を作った。この場合の樹脂の単糸への
付着量は９．７％であった。

上述した如く作った繊維紐状品の耐屈曲疲労試験Ａおよ
びＢ１および集合性試験の結果を表１に示す。

実施例　４ 上記アラミドｍ維単糸を下記反応性プライマー処理液で
２０℃で浸漬後、２４０℃で２分間乾燥した。

反応性プライマー処理液 グリセロールジグリシジルエーテル　　　　　　３部１
０％苛性ソーダ水溶液　　　　　　　　　　０．３部水
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　９６．
７部次に実施例１と同様に含浸処理、接着剤処理を行な
った。このときの樹脂付着量は１０．０％であった。

上述した如く作った繊維紐状品の耐屈曲疲労試験Ａおよ
びＢ１および集合性試験の結果を表１に示す。

以下に比較のため参考例１〜７を示す。これらについて
の耐屈曲疲労試験人およびＢ１および集合性試験の結果
を表１に示す。

参考例　１ 上記単糸を無処理のまま耐屈曲疲労試験ＡおよびＢ１お
よび集合性試験をした。

参考例　２ 上記単糸に実施例１の含浸処理のみを行なった。この時
の樹脂の付着量は８．３％であった。

参考例　３ 上記単糸を実施例３と同様に接着剤を使用せずに繊維紐
状品を作った。ただし、本例で使用した含浸処理液に用
いたポリウレタンエラストマーのフィルムに成形して２
０℃、相対湿度６５％で測定したときの１００％モジュ
ラスは４　Ｋｙ／ｃｄであった。またこのときの樹脂の
付着量は８．１％であった。

参考例　４ 実施例１と同様に処理したが、このとき使用した処理液
から作ったフィルムの１００％モジュラスは同じ条件で
５５Ｋｇ／ｃｄであった。また接着剤処理後の樹脂の付
着量は単糸に対して９．３％であった。

参考例　５ 実施例１において使用した含浸処理液および接着剤溶液
を共に溶媒で５倍に稀釈して、実施例１と同様に処理し
て繊維紐状品を作った。このときの樹脂の付着量は単糸
に対して０．４％であった。

参考例　６ 実施例１において使用した含浸処理液および接着剤処理
液の濃度を２倍にして実施例１と同様に処理して繊維紐
状品を作った。このときの樹脂の付着量は単糸に対して
２１．８％であった。

参考例　７ 上記単糸を実施例１と同様のプライマー処理をした後下
記含浸処理液を用いて含浸後、８０℃の温度で２分間乾
燥後、１５０℃の温度で１分間加熱キュアし、冷却巻き
取りした。このときの樹脂の付着量は単糸に対して７．
６％であった０ 処理液 トルエン　　　　　　　　　　　　　２００部この処理
液から作ったフィルムの１００％モジュラスは２８Ｋｆ
／Ｃ１１であった。

このように含浸処理した単糸を実施例１と同様に接着剤
処理した。

実施例　５ 前述したガラス３本撚ストランドを下記反応性プライマ
ー処理液に２０℃で浸漬後、１２０℃で２分間乾燥した
。

反応性プライマー処理液 Ｔ−メルカプトプロピルトリメトキシ シラン　　　　　　　　　　　　　　　　　０・５部ポ
リビニルアルコール　　　　　　　　　　　　　２部水
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　９７．
５部次に実施例１と同様に含浸処理Ｊ接着剤処理を行な
った。このときの樹脂付着量は９．８％であった。

上述した如く作った繊維紐状品の耐屈曲疲労試験Ａおよ
びＢ１　および集合性試験の結果を表２に示す。

参考例　８ 上記ガラス３本撚ストランドを無処理のまま耐屈曲疲労
試験ＡおよびＢ１および集合性試験を行なった。その結
果を表２に示す。

参考例　９ 実施例５において、反応性プライマー処理をせずに含浸
処理、接着剤処理のみを行なった。

このときの樹脂付着量は９．７％であった。

上述した如く作った繊維紐状品の耐屈曲疲労試験Ａおよ
びＢ１および集合性試験の結果を表２に示す。

【図面の簡単な説明】

第１図は耐屈曲疲労試験Ｂの試ｉｉＩ！機の説明図、第
２図は集合性試験機の説明図である。 １は被試験紐状物、２はローラー、３は往復用プーリー
、４はスプリング１．５はナイロン製歯車、６はつかみ
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、反応性プライマーで処理した後、ポリウレタンエラ
   ストマー樹脂で含浸した高強度低伸度繊維紐状品。 ２、高強度低伸度繊維がアラミド繊維、炭素繊維および
   ガラス繊維からなる群から選択した１種以上の繊維であ
   る特許請求の範囲第１項記載の繊維紐状品。 ３、反応性プライマーが反応性のエポキシ基含有化合物
   、イソシアネート基含有化合物、またはシラン系もしく
   はチタニウム系カップリング剤である特許請求の範囲第
   １項記載の繊維紐状品。 ４、反応性プライマーの付着量が被処理高強度低伸度繊
   維に対して０．０５〜１０重量％である特許請求の範囲
   第１項または第３項記載の繊維紐状品。 ５、ポリウレタンエラストマー樹脂が、熱可塑性または
   硬化型のポリウレタンエラストマー樹脂であり、温度２
   ０℃、相対湿度６５％で、フィルム成形物としての１０
   ０％モジユラスが５〜５０Ｋｇ／ｃｍ＾２である特許請
   求の範囲第１項記載の繊維紐状品。 ６、ポリウレタンエラストマー樹脂の付着量が被処理高
   強度低伸度繊維に対して０．５〜２０重量％である特許
   請求の範囲第１項または第５項記載の繊維紐状品。 ７、ポリウレタンエラストマー樹脂含浸紐状品の外層に
   接着剤層を設けた特許請求の範囲第１項〜第６項の何れ
   か一つに記載の繊維紐状品。