JPS62283131A - 超延伸線条体の接着方法 - 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】 ３、発明の詳細な説明 産業上の利用分野 本発明は改良された高強度・高弾性率、超延伸線条体の
接着方法に関するものである。さらに詳しくいえば、本
発明は、強度及び弾性率が大きく、かつ耐候性にも優れ
た超延伸線条体同士又は超延伸線条体と他の系材とを強
固に接着させる為の有効な方法（＝関するものである。

従来の技術 近年、高強度及び高弾性率を有する素材が次々と開発さ
れ、従来の繊維分野あるいは複合材料分野に使用されは
じめている。例えば、タイヤコード分野においては、従
来のポリアミドやポリエステルコード（＝加えて芳香族
ポリアミド繊維が用いられるようになり、また複合材料
分野においては、補強用繊維として、これまで高強度、
高弾性率、耐熱性′等を有する短繊維状の無機系材料が
多くもちいられている。最近長繊維状態、すなわちスフ
状態にカットしないで使用する用途も奴多く見いだされ
ている。

ところで、高分子の永遠の研究テーマとして、理想強度
を有する素材の開発がある。この理想強度とは、高分子
の分子鎖が伸び切り鎖の状壱で配向高結晶化し、この状
態で理想的に応力が各分子鎖に均等（＝加わり、分子鎖
が共有結合で切断されると仮定した場合の強度であり、
高分子の結晶サイズ、即ち分子断面積と共有結合エネル
ギーとから計算可能である。各種の高分子化合物につい
て、その理想強度と現在上下されている繊維状物の強度
との対比データが報告されているが〔「ポリマー、エン
ジニアリング、ナイエンス（Ｐｏｌｙｍ、　ｇｎｇ。

５ｃｉ）Ｊ第２３（／３）巻、第６９７ページ（７９２
３年）〕、このデータによると境爽には理想強度の５〜
７０％しか達成されていない。

高強度・高弾性率を有する繊維の製造法としては、（１
）剛直な高分子化合物を利用して液晶紡糸により伸び切
り鎖を製造し、高強度を発現する方法（芳香族ポリアミ
ド繊維）、ｆ２＋フレキシブルな分子鎖を持つ高分子化
合物を超延伸して、高強度・高弾性率を発現する方法（
ポリエチレン、ポリオキシメチノンなど）がある。

例えば、ポリエチレンの場合、分子ｆｆｌ／θ０〜７０
０万の超高分子数のものを用い、ゲル紡糸−熱延伸ＦＩ
：−二より、約乙ＧＰａ　ｌ二連する高強度の繊維が得
られている（特開昭６０−’ｌ！６０７号公報りしかし
ながら、このゲル紡糸・ポリエチレン繊維においては、
多階の有機溶媒を使用する必要があり、高強度発現のた
めには低歪み速度で高倍率延伸しなければならない、低
融点である為耐熱性に劣る、繊維径を大さくすると強度
が低下するといった欠点があるため、使用用途が限定さ
れかつ安価（＝は入手できない。

これに対し、通常の溶融成形・超延伸法による高引張強
度・高弾性率素材も知られている。例えば、ポリオキン
メチレンのロッド又はフィルムを誘鑞加熱や外部加熱に
より、了〜３５倍延伸することによって、引張強度最大
／、７　ＧＰａ及び引張強度最大乙θＯＰａを有する、
線径２＋ｌｌｌ１迄の大径ロッドやフィルムが得られて
いる（特開昭！７−／グ♂ｔ／を号公報）。ポリオキシ
メチレンの場合、他の素材と異なる点は、線径／θμ程
友から２１までの幅広い範囲で高強度・高弾性率素材が
得られることにある。他の萬引張強度素材の場合、線径
１０〜５０μの範囲のものが主であり、線径が／＋ａＩ
を超える素材は少ない。しかしながらポリエチレン・ポ
リプロピレンのような素材であっても大径の超延伸体が
ゆっくりした超延伸技術によれば同様に製造可能である
。

直径が数十μのようなフィラメントと比較して、直径が
０．６−２　ｍのような太い超延伸体は、各種用途、例
えば、光通信ケーブル用テンションメンバー、ローブ、
ワイヤーケーブル等の用途が考えられている。特にロー
プやワイヤーケーブル用とり、テハ、従来のスチールを
素材としたものと比べて、経＜（スチールの数分の７）
かっ、錆びないという特徴を有するために、飛躍的な用
途展開が期待できる。

しかしながら、このような用途に、例えば、高強度・高
弾性率の超延伸線条体を用いる場合には、このものは一
般に結節強度が小さい欠点を有するので、その端部を接
着剤等によって、超延伸線条体のもつ高強度に見合う強
度で固定する必要がある。しかしながら現実には強度に
見合う効果的な接着方法が見いだされていないという問
題があった。

高分子の接着性向上の為（：は、その表向改質する事は
知られている。高分子材料の表面改質としては、低温プ
ラズマやコロナ放電処理等の手段があり、一般的に効果
のある方法としては低温プラズマ処理が知られている。

低温プラズマ処理の場合、低温プラズマ発生のために超
延伸線条体の雰囲気を／　ｔｏｒｒ以下に保っ必要があ
り、又プラズマ処理時間が長くないと接着強度が向上し
ないという欠点があり実用的でない。

超延伸線条体においては、ンアノアクリレート系接着剤
、ポリフレタン系接着剤、エポキシ系接着剤を用いて一
応接看する事が可能であるが、いずれも接着強度が低い
欠点がある。

このように、超延伸線条体の接着板術については、その
超延伸体においては強度に見合う有効な接着方法が見い
だされておらず、超延伸体についての］’１４ｆ方法の
開発が望まれていた。

発明が解決しようとする問題点 本発明の目的は、このような事情のもとで、Ｍ延伸線条
体の延伸棒同士、あるいトま該超延伸線条体と他の素材
とを強固に接着させるための有効な方法を提供すること
（＝ある。

問題点を解決するための手段 本発明者らは前記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結
果、高強度・高弾性率超延伸線条体同士、又は、超延伸
線条体と他の素材とを接着させるにあたり、該超延伸線
条体超延伸体を冷却したのち表面を粗面化しポリアクリ
ルアミド水溶液（＝浸漬し表面処理した後、接着剤で接
着する畷により、接置強度が向上する手を見いだし、こ
の知見に基づいて本発明を完成するに至ったものである
。

すなわち、本発明は、高弾性率超延伸線条体同士又は超
延伸線条体と他の素材とをｆ着させるに当たり、該超延
伸線条体超延伸体を一／θＯ℃以下に冷却したのち表面
を粗面化し、ポリアクリルアミド水溶液（＝浸漬、乾燥
した後、接着剤で接着する嚇を特徴とする超延伸線条体
の接着方法である。

本発明で用いる超延伸体としては、ポリオキノメチレン
、ポリエチレン、ポリプロピレン等を素材とした外径が
例えば０．７曝以上の延伸体であって引張強度０．ｊ　
ＧＰａ以上、引張弾性率／夕ＧＰａ以上のものをいう。

例えば本発明方法で用いるポリオキシメチレンは原料と
してホルムアルデヒド又はトリオ−キナンを用い、公知
の重合方法で得られる。また、ホモポリマー及びエチレ
ンオキシド等を共重合したコポリマーのいずれであって
もよい。

一方、ポリオキシメチレン・ポリエチレン・ポリプロピ
レン等の超延伸体とは、例えば溶融紡糸して得られる未
延伸繊維を延伸して得られる超延伸繊維、押し出し成形
品を延伸して得られる超延伸体、あるいは−軸又は、二
軸超延伸フィルムな　　。

どを含む。

本発明の特徴は接着処理する前に、表面処理として、予
め該超延伸線条体を冷却したのち表面を粗面化しポリア
クリルアミド水溶液に浸漬処理する事（＝ある。本発明
は超延伸線条体の接着強度向上の為の改良研冗の成果で
あって、接着処理する前にこのような表面処理する事に
より接着強度が向上するものである。

本発明でいう超延伸線条体の粗面化処理とは表面改質の
一棟であってポリマー表面のメカノケミカル反応を利用
し、分子鎖の主鎖開裂反応、架橋反応、高分子ラジカル
の生成、高分子パーオキナイドの生成等によるラジカル
をポリマー表面に発生させ、これを表面改質に利用する
ものである。

粗面化処理とは、例えばチントペーパー、やすり等によ
り超延伸線条体の表面を研磨することにより超延伸線条
体表面の分子鎖の切断を発生させる事により表面（：ラ
ジカル末端基を生じさせる処理をいう。この時超延伸線
条体は冷却する必要がある。

この冷却は低い方が好ましく通常液体窒素で冷却し−１
００’Ｃ以下にするのが必要である。冷却効果は多分メ
カノケミカル反応により生じたラジカルの安定化に寄与
するものと考えられる。本発明ではこのメカノケミカル
反応で生じたラジカルを低温のまま、次にアクリルアミ
ド水溶液に浸漬しメカノケミカル反応で生じたラジカル
を用いて超延伸線条体表面（＝アクリルアミドの重合を
行ないポリアクリルアミドの表面皮膜を形成するφに特
徴がある。このように超延伸線条体表面にポリアクリル
アミドの皮膜を形成した場合、接着強力の著しい向上が
見られる。この時用いるアクリルアミド水溶液の濃度は
１０−’１０％が好ましい。

又超延伸線条体の浸漬時間は７〜６０分が好ましい。

用いる接着剤としてはエポキシ系あるいはシアノアクリ
レート系接着剤が良い。接着強力の向上は通常エポキシ
系接着剤で形成固着した突起部から超延伸線条体超延伸
体を引き抜く時の応力から計算し比較する事によりでき
る。

ここでいう、引き抜き応力は、通常次に示す方法により
求めることができる。すなわち、第７図に示すように超
延伸線条体超延伸体をエポキシ系接着剤に挿入し固着さ
せて突起部を形成し、このものを第２図に示すよう（＝
１通常の引張試験機に装着して、引き抜き試験を行なう
。この際、超延伸線条体超延伸体１を上部保持具４に固
定し、Ｆ部保持其４′には通すだけで固定せず、かつ超
延伸線条体の突起部を押さえるようセットする。弔３図
はこの部分を示したものである。

引き仮さ試験は超延伸線条体超延伸体１を上方に引き抜
く事により行われ、その際の引き抜き応力（に９）と超
延伸線条体超延伸体と接着剤の接触面積５に）より接着
強変人に）を次式（１）より求める。

Ａ＝Ｆ／８　　　　　　　　　　　　　　　・　　拳　
・　（＋）超延伸線条体線材の断面が円形の場合には、
その直径ｄ　（＋ｗ）及び接着剤と線材の接触長Ｌ　（
ｍ）から、式（ｎ）より接着強変人（にＶ−）を算出す
る。

Ａ＝Ｆ／π・ｄ−Ｌ　　　　　　・・・（Ｉｔ）実施例 次に実施例により本発明を更に詳細に説明する。

実施例／、比較例／ 引っ張り強カフ７０に４、外径／、３　ｍの誘電加熱延
伸法により得られたポリオキシメチレンホモポリマー（
旭化成工業■テナツク３０１０）の超延伸体を用い、ま
ず液体窒素中に浸漬し充分（＝冷却したのち３２０メツ
シユのサンドペーパーを用いて！分間研磨し、直ちにコ
！チのアクリルアミド水溶液に浸漬した。約３θ分後ポ
リオキシメチレンを収り出し表面を清拭したのち、立方
体の紙製枠中（：エポキシ系接着剤（チバガイギー社製
、アラルダイトラビッド）を流し込み、この接着剤中に
前記表面処理したポリオキシメチレン超延伸体を垂直（
＝立てた状態で挿入し、そのまま硬化させた。この時の
ポリオキンメチレン超延伸体と接着剤との接触長は２０
順とした。

この時ポリオキンメチレン超延伸体の接着強度を第１表
に示す。比較例として表面処理せずそのままのポリオキ
ンメチレンを用いた時の接着強度を示す。本発明（＝よ
る表面処理により接着強度が向上する効果が大きいこと
がわかる。

第７表 実施例コ、比較例コ 引張強力２θ障、引゛張弾性率／♂ＧＰａ、外径／、３
１の超延伸法により得られたポリエチレン〔旭化成工業
■サンチック　ＱＳ−３７３３を用い、実施例／と同じ
くまず液体窒素中（：浸漬し充分に冷却したのち３２０
メツシユのサンドペーパーを用いて７０分間研磨し直ち
に２！チのアクリルアミド水溶液に浸漬した。約３０分
径ポリオキシメチレンを収り出し表面を清拭したのち、
立方体の紙製枠中にエポキシ系接着剤（チバガイギー社
製、アラルダイトラビッド）を流し込み、この接着剤中
（＝前記表面処理したポリオキシメチレン超延伸体を垂
直１：立てた状態で挿入しそのまま硬化させた。この時
のポリオキシメチレン超延伸体と接着剤との接触長はコ
θ鴫とした。

この時ポリエチレン超延伸体の接着強度を！ｊ表に示す
。比較例として表面処理せずそのままのポリエチレンを
用いた時の接着強度を示す。本発明による表面処理によ
り接着強度が向上する効果が大きいことがわかる。

第２表 発明の効果 本発明によると、超延伸体と接着剤との接着力は、本発
明の処理しない場合には、！θ〜１００ｙ／＝程度であ
るのに対し１本発明の表面処理することにより３００〜
！　００　ｒ／＝に向上する。これはＳ面処理により超
延伸線条体の表面にポリアクリルアミドの皮膜が出来、
この皮膜により接着剤との親和性が向上し接着効果が向
上したものと思われる。このよう（＝超延伸線条体と接
着剤とがポリアクリルアミド皮膜を介して強固（＝接着
するので、超延伸線条体同士又は超延伸線条体と他物質
とを効果的に強く接着させることができる。

【図面の簡単な説明】

第７図は引き抜き応力を測定する為の試料の形態を示す
図であり、図中符号１は超延伸線条体超延伸体、２は固
化後の接着剤である。 第２図は第７図で示される試料を引張試験機に装着した
状態を示す図、第３図は第２図の試料の部分の拡大図で
あり、図中符号３は引張試験機、４及び４′は保持具（
チャック）である。 特許出願人　旭化成工業株式会社 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　高弾性率超延伸線条体同士又は超延伸線条体と他の
   素材とを接着させるに当たり、該超延伸線条体を−１０
   ０℃以下に冷却したのち表面を粗面化し、ポリアクリル
   アミド水溶液に浸漬、乾燥した後、接着剤で接着する事
   を特徴とする超延伸線条体の接着方法 ２　接着剤としてエポキシ系接着剤又はシアノアクリレ
   ート系接着剤を用いる事を特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の方法