JPS6247988B2 - - Google Patents
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- JPS6247988B2 JPS6247988B2 JP52134530A JP13453077A JPS6247988B2 JP S6247988 B2 JPS6247988 B2 JP S6247988B2 JP 52134530 A JP52134530 A JP 52134530A JP 13453077 A JP13453077 A JP 13453077A JP S6247988 B2 JPS6247988 B2 JP S6247988B2
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Description
本発明は繊維材料の仕上げ組成物に関するもの
であり、特に、織成に際して、また曲げ作用、研
磨作用その他の類似の作用を受ける用途に際して
炭素、黒鉛またはシリカの如き材料の繊維または
フイラメントを防護するため、その上に被覆され
るべきブチルゴム、ブタジエン／ニトリル型ゴ
ム、ブタジエン／スチレン共重合体、または、そ
れらの混合物より成るエラストマー物質、炭化水
素ワツクス、ポリオキシエチレンまたはポリオキ
シプロピレンのエーテル、エステルならびにポリ
オール、またはそれらの混合物より成る潤滑剤及
び水から成る組成物に関するものである。 炭素、黒鉛及び種々の無機物質の如き高引張り
力／高弾性率の物質の糸、トウ、粗紡の形の種々
の繊維ストランドまたはフイラメントストランド
の発達によつて、織物技術は大きな影響を受けて
いる。この種の物質の強度と耐火性の故に、削摩
性およびその他の、航空宇宙工学材料を含む種々
の用途において、またスポーツ用品の製造におい
て使用されている。またその他の用途として、こ
の種の材料はヒートシールド及び溶接工場などの
保護バリヤとしても有益である。 多くの用途において、この種の繊維、フイラメ
ント、糸またはトウは、織物またはテープ状に織
成され、または各ストランドが他の類似のストラ
ンドと接触し、或はそれ自体の順次の単回と接触
する如く交錯または重複させられる事が好まし
い。この種のストランドまたはこれを構成する繊
維の高い弾性係数と、もろさと、比較的低い摩耗
抵抗の故に、これを布類またはテープ類に処理織
成する際の操作が困難であつた。その低い摩耗抵
抗の故に、若干の場合には、その織成後に、布類
のあらゆる用途において見られる曲げ作用とたわ
み作用の下にストランド間摩耗またはストランド
中のフイラメント間摩耗によつて織物の構造破壊
を生じる問題が残つている。 二、三の繊維材料の摩耗抵抗を仕上げ組成物の
使用によつて増大できる事が発見された。米国特
許第3501431号に記載のこの種の組成物は、エラ
ストマーと、潤滑物質と、溶媒とから成る。エラ
ストマーは、フツ素化エラストマー、ウレタンお
よび可撓性塩化ビニールのうちから選ばれる。こ
の様な仕上げ組成物は摩耗抵抗を或る程度増大さ
せる事が発見されたが、特に若干の繊維の場合、
多くの用途における機械的損害およびフイラメン
ト破断に対して有効な保護を与えていない。また
他の若干の用途においては、この種の仕上げ組成
物によつて繊維材料のダステイングとリンテイン
グを合理的水準または許容可能水準まで低下させ
る事ができない。その他の欠点としては、この種
の従来の仕上げ組成物の多くは引火性で、この除
去に際しまたは繊維材料の使用に際して高温に露
出された時、多量の煙と有毒ガスを発生し、また
この種の組成物は所望の時に繊維材料から簡単に
除去する事ができない。 従つて、もろい材料の繊維またはフイラメント
のストランドを織成しまたはその他の方法で布類
或はテープに転換する事ができる様にする為、或
はその使用中に低い摩耗抵抗の故に早期に破壊さ
れる事なく曲げ作用またはたわみ作用に抵抗でき
る様にする為、この種のストランドに施用する為
の改良仕上げ組成物を提供する事が望ましい。 また、非可燃性で、低発煙性で、高温に露出さ
れた時に有害煙またはその他の有害副生物を生じ
ない仕上げ組成物を提供する事が望ましい。 本発明によれば、エラストマーと潤滑性物質と
の水性乳濁液から主として成る組成物において、
前記潤滑性物質とエラストマーが乾燥時分離する
程度に相互に化学的、物理的に非両立性であり、
乳濁液の固型分が３重量％以下であつて、もろい
材料もしくは織成製品の繊維およびフイラメント
のストランド上に、高温に露出された時に非可燃
性、低発煙性および非毒性である摩耗抵抗性被覆
を乾燥後形成させることを特徴とする繊維材料の
仕上げ組成物が提供される。 潤滑性物質とエラストマーは、水を除去した際
に分離して乳濁液を破壊する程度に、相互に化学
的にまた物理的に非両立性である。従つて、前記
の水性乳濁液を繊維材料の表面に施用し、水分を
除去した時、潤滑性物質はエラストマーから分離
して、繊維またはフイラメントを包囲するエラス
トマー被覆体の表面に浸出するので、これは織成
中と使用中の摩耗効果を緩和する為の潤滑剤とし
て役立つ。また同時に、ストランド内部に滑潤剤
が比較的少い事は、フイラメント間または繊維間
の凝集力を破壊する事によつてストランドの強さ
に影響するフイラメント間の運動が促進されない
利点がある。 前記のエラストマー物質は、ブチルゴムまたは
ブタジエン／ニトリル型ゴムの如きゴムのラテツ
クスを包含する。多くの場合に、炭化水素は、低
廉で、清浄で、高温露出に際して非毒性である事
の故に好ましい。前記の潤滑性物質は、所望の分
散度が得られると共に分散系の乾燥に際しては分
離を生じる様にエラストマー物質に対して基本的
に両立しないパラフインの如き炭化水素型ワツク
スの乳濁液とする事が好ましい。若干の用途の場
合、被覆前の仕上げ乳濁液の安定性を増進させる
為、エラストマーと滑潤性物質に対して界面活性
剤を加える。 本発明による繊維処理法は、エラストマーと潤
滑性物質の水性分散系の中に繊維を浸漬して繊維
を被覆する段階と、その後、この被覆を乾燥して
繊維表面にエラストマーと潤滑性物質との乾燥混
合物を形成する段階とを包含する。織成工程のも
とに破損および破断を受ける傾向のある炭素繊維
およびフイラメントの如き若干の物質の場合、こ
れらの繊維またはフイラメントを、その形成後
の、織成工程前に被覆する事が好ましい。所望の
製品が織成された時、乾燥した仕上げ被覆を、溶
媒抽出または焼却法の如き方法で除去する事がで
きる。そのほか、シリカの如き物質を製品の織成
ののちに、ダステイング、リステイングおよび破
断またはその他の欠陥から防護する必要のある場
合においては、まず製品を織成し、そののち、仕
上げ製品を施用して被覆を形成し、この被覆を織
成製品の永久的一部として残存させる事が望まし
い。 本発明による仕上げ織成物は、従来技術の被覆
によつて与えられる結果よりもはるかにすぐれた
破断強さおよび引裂き強さを含む摩耗抵抗を持つ
繊維材料を生じる事が発見された。更にまた、こ
の種の組成物はダステイングとリンテイングを減
少させるのにきわめて有効であり、また所望の時
に繊維から除去する事ができ、また非引火性であ
り、また、高温に露出された時に低発煙性および
無毒性である。 本発明による仕上げ組成物は、エラストマー物
質と潤滑剤物質とが共に分散された水性乳濁液の
形の両物質の結合体を使用するものである。使用
される潤滑剤とエラストマーが水分の除去に際し
て相互に分離する程度に化学的にまた物理的に非
両立性であつて、これにより、乾燥仕上げ被覆が
繊維材料上に形成されるに従つて、乳濁液を破壊
する事が必要である。 仕上り製品のエラストマー成分として使用でき
る物質は、ゴムラテツクスとして知られるクラス
の配合物のうちから選ばれる事が好ましい。特に
好ましい結果を生じる事のできるこのクラスのエ
ラストマーは、商標BUTYL LATEX100のもと
にExxon Chemical Companyによつて販売され
るブチルラテツクス、および商標HYCAR1561お
よびHYCAR1572のもとにB.F.Goodrich
Companyによつて販売されるもののごときブタ
ジエン／ニトリル共重合体のラテツクスである。
ブチルゴムは、代表的には、小量のイソプレンと
共重合されたイソブチレン共重合体である。他の
二、三の用途に適当なもう１つのゴムラテツクス
は、商標EMD604のもとにExxon Chemical
Companyによつて販売される高強度ブチルゴム
ラテツクスである。二、三の場合に使用する事の
できる他の型のゴムラテツクスはブタジエン／ス
チレン共重合体ラテツクスである。一般に、炭化
水素型のポリマーは、経済的で、清浄で無毒性で
あるので、エラストマーとして好ましい。しかし
ながら、前述の如く、他の型のポリマーおよび共
重合体を使用する事ができる。 仕上げ組成物の潤滑剤成分は、例えばLenox
Chemical Companyによつて、商標LENOLENE
AC.のもとに販売されている如き乳化されたパラ
フインワツクスのクラスとする事ができる。使用
可能の他の材料は、Atlas Chemical Division of
I.C.I.America、Inc.から商標BRIJ30および
BRIJ78およびMYRJ45のもとに販売されている
如きポリ（オキシエチレン）エーテルおよびエス
テルのクラス、または商標PLURONIC
POLYOLのもとにIndustrial Chemicals Group
of Bast Wyandotte Corporationによつて販売さ
れている一連の製品の如きポリ（オキシエチレ
ン）／ポリ（オキシプロピレン）共重合体ポリオ
ールのクラスを含む。しかし前述の様に、特定シ
ステムにおいて使用する為のエラストマー成分お
よび潤滑剤成分は、相互に非両立性であると同時
に、浸漬などの通常の手段でストランド、繊維フ
イラメント、糸またはトウに対してサイズとして
施用されうる様に乳化可能または水分散性のもの
を選択しなければならない。 パラフインの如き炭化水素型ワツクスは、エラ
ストマーとして使用するのに好ましい物質に対し
て塩基的に非両立性であるが故に一般的に好まし
いものである。 エラストマーと潤滑剤のそれぞれの乳濁液は結
合水性乳濁液の中の界面活性剤を含有している
が、更に仕上げ組成物を安定させる為、この乳濁
液に更に多量の界面活性剤を加える事が多くの用
途において望ましい。前記の型のエラストマー物
質および潤滑剤と共に使用するのに適した事が発
見された界面活性剤は、商標TRITON Ｘ−100
のもとにRohm and Haas Companyから販売さ
れている製品である。 乳濁液の形成に使用される分散剤は、除去容易
で無毒性の任意の適当な物質とする事ができる。
多くの用途において、水が一般的に好ましく、脱
イオン水または蒸留水の如き比較的低い塩素含有
量を持つ形が好ましい。 前述の様に、仕上げ組成物は、浸漬などの通常
の手段でストランド、繊維、フイラメント、糸ま
たはトウに対してサイズとして施用される。その
のち、好ましくは高温で水を除去する。例えば、
処理されたストランドを、加熱されたおよび／ま
たは急速に移動する空気または赤外線放射に露出
する事によつて水分を除去する。乾燥したのち、
これらの処理された繊維、フイラメント、糸また
はトウを、通常のスプール、リール、ボビン、
管、コーンまたはその他の包装手段の上に巻取
り、これを織機またはその他の織布装置または編
成装置またはその工程に送る。前述の様に、乾燥
中の潤滑剤成分はエラストマーの表面に浸出し、
特に外側ストランドの表面において潤滑剤として
役立つ。糸、ストランド、またはトウの繊維また
はフイラメントの間隙に浸入したエラストマーは
各繊維またはフイラメントを被覆する事によつ
て、織成中、およびその後の織布使用中の曲げ作
用に際して、フイラメント間摩耗および運動を防
護する。この仕上組成物は、もともともろい糸が
織成装置のバー、案内部材および目、その他摩損
の生じやすい開口部の上または中を通過する際に
生じる破壊的作用を低下させるものである。その
結果、高弾性係数、高引張り強さを有する耐火性
繊維またはフイラメントは織布、テープその他の
構造に織製する事ができ、この様にしてこれらの
開発された耐火性繊維またはフイラメントの用途
範囲を著しく拡大する事ができる。更に、この仕
上げ組成物は、これを用いない場合の織成構造の
摩損または引裂きを生じる様な操作あるいは用法
に際して生じる有害な作用を減少させるものであ
る。炭素または黒鉛から成る繊維の如き炭素質繊
維の場合、仕上組成物は、織成前に繊維またはフ
イラメントに対して施用する事が好ましい。何故
かならば織成中に機械的破断および破損の危険が
最も大きいからである。そののち、仕上げ組成物
を織成構造の各種繊維の上に残存させる事ができ
るが、好ましくはこれを除去させる。ブチルラテ
ツクスとブタジエン／エトリル型ゴムラテツクス
のいずれも、炭素質繊維と共に用いるのに適当で
ある事が発見された。炭素質材料の上に使用され
る仕上げ組成物は、繊維に対して、高い耐摩特性
を与える事のほか、例えばこの仕上げ組成物を除
去する場合に高温に露出する際などにおいて、引
火性でなく、低発煙性且つ無毒性でなければなら
ない。更に、この仕上げ組成物は除去容易なもの
でなければならない。本発明による仕上げ組成物
は、これらの特性を有する事が発見された。本発
明による仕上げ組成物は、繊維に対して高い耐摩
性を与え、且つ非引火性で低発煙性である事のほ
かに、高温に対して露出する事によつて生じたガ
スまたはガス副生物は無毒性であつて、この組成
物が実質的に全部、炭化組成物である場合には、
小量の二酸化炭素と、水とから成る。 織成工程に続いて繊維から仕上げ組成物を除去
しなければならない場合、これは溶媒抽出法また
は燃焼法によつて行なわれるのが普通である。溶
媒抽出法が使用される場合、織成された布体を多
孔ボビンの上に巻き付け、これを排出装置の中に
置く。燃焼法が使用される場合、織成された布体
をカマまたは低温炉の中に入れ、仕上げ組成物の
除去を促進する為に充分の空気量を供給する。 一般には、1000℃以下の温度を、数秒乃至数分
間の滞留時間が使用される。 繊維がシリカの如き物質から成る場合、機械的
破壊または破断の最大の危険は一般に織成操作中
には存在せず、その織布が溶接スクリーンなど、
二、三の用途に使用されたのちに存在する。この
様な場合、まず繊維またはフイラメントで織布を
織成し、そののち各繊維またはフイラメントに仕
上げ組成物を被覆し、この組成物を織布の恒久的
一部として残存させる。シリカ繊維については、
ブチルラテツクスを含有する仕上げ組成物がすぐ
れた結果を与える事が発見された。炭素質繊維の
場合と同様に、シリカ繊維に施用される仕上げ組
成物は、高い摩耗抵抗を繊維に対して与える事の
ほか、非引火性で、低発煙性で且つ無毒性でなけ
ればならない。シリカ繊維で織成された繊維のダ
ステイング特性およびリンテイング特性を低下さ
せる事も必要であり、または望ましいのである
が、本発明による仕上げ組成物はこの種の特性を
有する事が発見された。 前述の様に、本発明による仕上げ組成物は、通
常約１％までの固体含有量を有する。若干の場合
には、３％もの含有量の高い固体含有量を使用し
て、より厚い被覆を備える事ができる。その場合
には摩損抵抗は更に増大するが、これと引替え
に、被覆を高温にさらした場合の発煙率が増大す
る。 以下本発明を二、三の例について説明する。 例 １ フイラメント当り約0.7デニールの連続フイラ
メントから成る炭素トウの試料を、５ 1/2重量部
のブタジエン／ニトリル共重合体ラテツクスと、
２重量部のパラフインワツクス乳濁液と、115重
量部の水とから成る乳濁液の中を通過させた。こ
の様に処理されたトウに対して、市販の加熱ラン
プから赤外線照射を加えて乾燥させた。次にこの
仕上げられた炭素トウに対して下記の様に摩耗テ
ストを実施した。即ち前記の様に処理された繊
維、フイラメント、糸またはトウを、磨かれた金
属の上に置いて、破壊が現われるまで往復方向に
引張り、摩耗抵抗の測定値は前記破壊の現われる
までの機械サイクル数とする。本例の被処理炭素
トウは平均49000サイクル耐えたが、同じ材質の
未処理試料は平均12000サイクルしか耐えなかつ
た。 例 ２ 例１に記述した炭素トウ試料を、４ 1/2重量部
のブタジエン／ニトリル共重合ラテツクスと、２
重量部のパラフインワツクス乳濁液と、116重量
部の水とから成る乳濁液の中に通した。このサイ
ズ処理された炭素トウを乾燥後、摩耗テストし
た。本発明によつて処理された炭素トウ試料は平
均55000サイクル耐えたが、これに対して未処理
の炭素トウ試料は平均12000サイクルしか耐えな
かつた。 例 ３ フイラメント当り約0.7デニールの連続フイラ
メントから成る炭素トウ試料を、５重量部のブチ
ルゴムラテツクスと、４重量部のパラフインワツ
クス乳濁液と、114重量部の水とから成る乳濁液
の中を通過させた。乾燥し、例１の方法によつて
摩耗テストを実施した。このテストの結果、仕上
り炭素トウ試料は平均123000サイクル生存し、未
処理の試料は平均7000サイクル生在した。 例 ４ フイラメント当り約0.7デニールの連続フイラ
メントから成る炭素トウ試料を、５重量部のブタ
ジエン／ニトリル共重合体ラテツクスと、1/2重
量部のポリ（オキシエチレン）ステアラートと、
95重量部の水とから成る乳濁液の中を通過させ
た。乾燥したのち、このサイズ処理された炭素ト
ウに対して例１の方法によつて研磨テストを実施
した。仕上り炭素トウの試料は平均99000サイク
ル生存したのに対して、未処理の試料は平均2000
サイクルに生存した。 例 ５ 約0.7デニールフイラメントの連続フイラメン
トから成る炭素トウ試料を、100重量部の
HYCAR1561ラテツクスと、37重量部の
LENOLENE ACと、2106重量部の水とから成る
乳濁液の中に通した。サイズ処理された炭素トウ
の試料は約48000サイクルの摩耗テストに耐える
のに対して、未処理の試料は平均13000サイクル
生存した。 例 ６ フイラメント当り約0.7デニールの連続フイラ
メントから成る炭素トウ試料を、100重量部の
HYCAR1572ラテツクスと、46重量部の
LENOLENE ACと、2588重量部の水とから成る
乳濁液の中に通過させた。乾燥後に、サイズ処理
された炭素トウについて研摩テストを実施した。
仕上げ処理された炭素トウの試料は平均55000サ
イクル生存したのに対して、未処理の試料は平均
13000サイクル生存した。 例 ７ フイラメント当り約0.7デニールの連続フイラ
メントから成る炭素トウ試料を、100重量部の
BUTYL LATEX100と、78重量部のLENOLENE
ACと、2220重量部の水とから成る懸濁液の中に
通過させた。乾燥後に、サイズ処理された炭素ト
ウに対して研磨テストを行なつた。仕上げられた
炭素トウの試料は平均123000サイクル生存した。 例 ８ 実質的にシリカから成る組成の、商標
REFRASILでHITCO of Gardend、Californiaか
ら市販されている繊維で織成された布試料に、下
記の仕上げ組成物を被覆した： 組 成 重量部 固体重量％ Exxon BUTYL LATEX 100 100 0.80 LENOLENE AC 58.0 0.22 TRITON Ｘ−100 1.6 0.02 脱イオン化水 7715.0 ０ 1.04 前記の仕上り組成物で被覆されたREFRASIL
布の試料は、平方ヤード当り18オンスの重量を有
するメーカパートナンバーUC100−48の物と、平
方ヤード当り35オンスの重量のメーカパートナン
バーUC100−96の物とを含んでいた。
REFRASILの両方の試料の被覆された試料と被
覆しない試料とをテストし、下記の結果を生じ
た。
であり、特に、織成に際して、また曲げ作用、研
磨作用その他の類似の作用を受ける用途に際して
炭素、黒鉛またはシリカの如き材料の繊維または
フイラメントを防護するため、その上に被覆され
るべきブチルゴム、ブタジエン／ニトリル型ゴ
ム、ブタジエン／スチレン共重合体、または、そ
れらの混合物より成るエラストマー物質、炭化水
素ワツクス、ポリオキシエチレンまたはポリオキ
シプロピレンのエーテル、エステルならびにポリ
オール、またはそれらの混合物より成る潤滑剤及
び水から成る組成物に関するものである。 炭素、黒鉛及び種々の無機物質の如き高引張り
力／高弾性率の物質の糸、トウ、粗紡の形の種々
の繊維ストランドまたはフイラメントストランド
の発達によつて、織物技術は大きな影響を受けて
いる。この種の物質の強度と耐火性の故に、削摩
性およびその他の、航空宇宙工学材料を含む種々
の用途において、またスポーツ用品の製造におい
て使用されている。またその他の用途として、こ
の種の材料はヒートシールド及び溶接工場などの
保護バリヤとしても有益である。 多くの用途において、この種の繊維、フイラメ
ント、糸またはトウは、織物またはテープ状に織
成され、または各ストランドが他の類似のストラ
ンドと接触し、或はそれ自体の順次の単回と接触
する如く交錯または重複させられる事が好まし
い。この種のストランドまたはこれを構成する繊
維の高い弾性係数と、もろさと、比較的低い摩耗
抵抗の故に、これを布類またはテープ類に処理織
成する際の操作が困難であつた。その低い摩耗抵
抗の故に、若干の場合には、その織成後に、布類
のあらゆる用途において見られる曲げ作用とたわ
み作用の下にストランド間摩耗またはストランド
中のフイラメント間摩耗によつて織物の構造破壊
を生じる問題が残つている。 二、三の繊維材料の摩耗抵抗を仕上げ組成物の
使用によつて増大できる事が発見された。米国特
許第3501431号に記載のこの種の組成物は、エラ
ストマーと、潤滑物質と、溶媒とから成る。エラ
ストマーは、フツ素化エラストマー、ウレタンお
よび可撓性塩化ビニールのうちから選ばれる。こ
の様な仕上げ組成物は摩耗抵抗を或る程度増大さ
せる事が発見されたが、特に若干の繊維の場合、
多くの用途における機械的損害およびフイラメン
ト破断に対して有効な保護を与えていない。また
他の若干の用途においては、この種の仕上げ組成
物によつて繊維材料のダステイングとリンテイン
グを合理的水準または許容可能水準まで低下させ
る事ができない。その他の欠点としては、この種
の従来の仕上げ組成物の多くは引火性で、この除
去に際しまたは繊維材料の使用に際して高温に露
出された時、多量の煙と有毒ガスを発生し、また
この種の組成物は所望の時に繊維材料から簡単に
除去する事ができない。 従つて、もろい材料の繊維またはフイラメント
のストランドを織成しまたはその他の方法で布類
或はテープに転換する事ができる様にする為、或
はその使用中に低い摩耗抵抗の故に早期に破壊さ
れる事なく曲げ作用またはたわみ作用に抵抗でき
る様にする為、この種のストランドに施用する為
の改良仕上げ組成物を提供する事が望ましい。 また、非可燃性で、低発煙性で、高温に露出さ
れた時に有害煙またはその他の有害副生物を生じ
ない仕上げ組成物を提供する事が望ましい。 本発明によれば、エラストマーと潤滑性物質と
の水性乳濁液から主として成る組成物において、
前記潤滑性物質とエラストマーが乾燥時分離する
程度に相互に化学的、物理的に非両立性であり、
乳濁液の固型分が３重量％以下であつて、もろい
材料もしくは織成製品の繊維およびフイラメント
のストランド上に、高温に露出された時に非可燃
性、低発煙性および非毒性である摩耗抵抗性被覆
を乾燥後形成させることを特徴とする繊維材料の
仕上げ組成物が提供される。 潤滑性物質とエラストマーは、水を除去した際
に分離して乳濁液を破壊する程度に、相互に化学
的にまた物理的に非両立性である。従つて、前記
の水性乳濁液を繊維材料の表面に施用し、水分を
除去した時、潤滑性物質はエラストマーから分離
して、繊維またはフイラメントを包囲するエラス
トマー被覆体の表面に浸出するので、これは織成
中と使用中の摩耗効果を緩和する為の潤滑剤とし
て役立つ。また同時に、ストランド内部に滑潤剤
が比較的少い事は、フイラメント間または繊維間
の凝集力を破壊する事によつてストランドの強さ
に影響するフイラメント間の運動が促進されない
利点がある。 前記のエラストマー物質は、ブチルゴムまたは
ブタジエン／ニトリル型ゴムの如きゴムのラテツ
クスを包含する。多くの場合に、炭化水素は、低
廉で、清浄で、高温露出に際して非毒性である事
の故に好ましい。前記の潤滑性物質は、所望の分
散度が得られると共に分散系の乾燥に際しては分
離を生じる様にエラストマー物質に対して基本的
に両立しないパラフインの如き炭化水素型ワツク
スの乳濁液とする事が好ましい。若干の用途の場
合、被覆前の仕上げ乳濁液の安定性を増進させる
為、エラストマーと滑潤性物質に対して界面活性
剤を加える。 本発明による繊維処理法は、エラストマーと潤
滑性物質の水性分散系の中に繊維を浸漬して繊維
を被覆する段階と、その後、この被覆を乾燥して
繊維表面にエラストマーと潤滑性物質との乾燥混
合物を形成する段階とを包含する。織成工程のも
とに破損および破断を受ける傾向のある炭素繊維
およびフイラメントの如き若干の物質の場合、こ
れらの繊維またはフイラメントを、その形成後
の、織成工程前に被覆する事が好ましい。所望の
製品が織成された時、乾燥した仕上げ被覆を、溶
媒抽出または焼却法の如き方法で除去する事がで
きる。そのほか、シリカの如き物質を製品の織成
ののちに、ダステイング、リステイングおよび破
断またはその他の欠陥から防護する必要のある場
合においては、まず製品を織成し、そののち、仕
上げ製品を施用して被覆を形成し、この被覆を織
成製品の永久的一部として残存させる事が望まし
い。 本発明による仕上げ織成物は、従来技術の被覆
によつて与えられる結果よりもはるかにすぐれた
破断強さおよび引裂き強さを含む摩耗抵抗を持つ
繊維材料を生じる事が発見された。更にまた、こ
の種の組成物はダステイングとリンテイングを減
少させるのにきわめて有効であり、また所望の時
に繊維から除去する事ができ、また非引火性であ
り、また、高温に露出された時に低発煙性および
無毒性である。 本発明による仕上げ組成物は、エラストマー物
質と潤滑剤物質とが共に分散された水性乳濁液の
形の両物質の結合体を使用するものである。使用
される潤滑剤とエラストマーが水分の除去に際し
て相互に分離する程度に化学的にまた物理的に非
両立性であつて、これにより、乾燥仕上げ被覆が
繊維材料上に形成されるに従つて、乳濁液を破壊
する事が必要である。 仕上り製品のエラストマー成分として使用でき
る物質は、ゴムラテツクスとして知られるクラス
の配合物のうちから選ばれる事が好ましい。特に
好ましい結果を生じる事のできるこのクラスのエ
ラストマーは、商標BUTYL LATEX100のもと
にExxon Chemical Companyによつて販売され
るブチルラテツクス、および商標HYCAR1561お
よびHYCAR1572のもとにB.F.Goodrich
Companyによつて販売されるもののごときブタ
ジエン／ニトリル共重合体のラテツクスである。
ブチルゴムは、代表的には、小量のイソプレンと
共重合されたイソブチレン共重合体である。他の
二、三の用途に適当なもう１つのゴムラテツクス
は、商標EMD604のもとにExxon Chemical
Companyによつて販売される高強度ブチルゴム
ラテツクスである。二、三の場合に使用する事の
できる他の型のゴムラテツクスはブタジエン／ス
チレン共重合体ラテツクスである。一般に、炭化
水素型のポリマーは、経済的で、清浄で無毒性で
あるので、エラストマーとして好ましい。しかし
ながら、前述の如く、他の型のポリマーおよび共
重合体を使用する事ができる。 仕上げ組成物の潤滑剤成分は、例えばLenox
Chemical Companyによつて、商標LENOLENE
AC.のもとに販売されている如き乳化されたパラ
フインワツクスのクラスとする事ができる。使用
可能の他の材料は、Atlas Chemical Division of
I.C.I.America、Inc.から商標BRIJ30および
BRIJ78およびMYRJ45のもとに販売されている
如きポリ（オキシエチレン）エーテルおよびエス
テルのクラス、または商標PLURONIC
POLYOLのもとにIndustrial Chemicals Group
of Bast Wyandotte Corporationによつて販売さ
れている一連の製品の如きポリ（オキシエチレ
ン）／ポリ（オキシプロピレン）共重合体ポリオ
ールのクラスを含む。しかし前述の様に、特定シ
ステムにおいて使用する為のエラストマー成分お
よび潤滑剤成分は、相互に非両立性であると同時
に、浸漬などの通常の手段でストランド、繊維フ
イラメント、糸またはトウに対してサイズとして
施用されうる様に乳化可能または水分散性のもの
を選択しなければならない。 パラフインの如き炭化水素型ワツクスは、エラ
ストマーとして使用するのに好ましい物質に対し
て塩基的に非両立性であるが故に一般的に好まし
いものである。 エラストマーと潤滑剤のそれぞれの乳濁液は結
合水性乳濁液の中の界面活性剤を含有している
が、更に仕上げ組成物を安定させる為、この乳濁
液に更に多量の界面活性剤を加える事が多くの用
途において望ましい。前記の型のエラストマー物
質および潤滑剤と共に使用するのに適した事が発
見された界面活性剤は、商標TRITON Ｘ−100
のもとにRohm and Haas Companyから販売さ
れている製品である。 乳濁液の形成に使用される分散剤は、除去容易
で無毒性の任意の適当な物質とする事ができる。
多くの用途において、水が一般的に好ましく、脱
イオン水または蒸留水の如き比較的低い塩素含有
量を持つ形が好ましい。 前述の様に、仕上げ組成物は、浸漬などの通常
の手段でストランド、繊維、フイラメント、糸ま
たはトウに対してサイズとして施用される。その
のち、好ましくは高温で水を除去する。例えば、
処理されたストランドを、加熱されたおよび／ま
たは急速に移動する空気または赤外線放射に露出
する事によつて水分を除去する。乾燥したのち、
これらの処理された繊維、フイラメント、糸また
はトウを、通常のスプール、リール、ボビン、
管、コーンまたはその他の包装手段の上に巻取
り、これを織機またはその他の織布装置または編
成装置またはその工程に送る。前述の様に、乾燥
中の潤滑剤成分はエラストマーの表面に浸出し、
特に外側ストランドの表面において潤滑剤として
役立つ。糸、ストランド、またはトウの繊維また
はフイラメントの間隙に浸入したエラストマーは
各繊維またはフイラメントを被覆する事によつ
て、織成中、およびその後の織布使用中の曲げ作
用に際して、フイラメント間摩耗および運動を防
護する。この仕上組成物は、もともともろい糸が
織成装置のバー、案内部材および目、その他摩損
の生じやすい開口部の上または中を通過する際に
生じる破壊的作用を低下させるものである。その
結果、高弾性係数、高引張り強さを有する耐火性
繊維またはフイラメントは織布、テープその他の
構造に織製する事ができ、この様にしてこれらの
開発された耐火性繊維またはフイラメントの用途
範囲を著しく拡大する事ができる。更に、この仕
上げ組成物は、これを用いない場合の織成構造の
摩損または引裂きを生じる様な操作あるいは用法
に際して生じる有害な作用を減少させるものであ
る。炭素または黒鉛から成る繊維の如き炭素質繊
維の場合、仕上組成物は、織成前に繊維またはフ
イラメントに対して施用する事が好ましい。何故
かならば織成中に機械的破断および破損の危険が
最も大きいからである。そののち、仕上げ組成物
を織成構造の各種繊維の上に残存させる事ができ
るが、好ましくはこれを除去させる。ブチルラテ
ツクスとブタジエン／エトリル型ゴムラテツクス
のいずれも、炭素質繊維と共に用いるのに適当で
ある事が発見された。炭素質材料の上に使用され
る仕上げ組成物は、繊維に対して、高い耐摩特性
を与える事のほか、例えばこの仕上げ組成物を除
去する場合に高温に露出する際などにおいて、引
火性でなく、低発煙性且つ無毒性でなければなら
ない。更に、この仕上げ組成物は除去容易なもの
でなければならない。本発明による仕上げ組成物
は、これらの特性を有する事が発見された。本発
明による仕上げ組成物は、繊維に対して高い耐摩
性を与え、且つ非引火性で低発煙性である事のほ
かに、高温に対して露出する事によつて生じたガ
スまたはガス副生物は無毒性であつて、この組成
物が実質的に全部、炭化組成物である場合には、
小量の二酸化炭素と、水とから成る。 織成工程に続いて繊維から仕上げ組成物を除去
しなければならない場合、これは溶媒抽出法また
は燃焼法によつて行なわれるのが普通である。溶
媒抽出法が使用される場合、織成された布体を多
孔ボビンの上に巻き付け、これを排出装置の中に
置く。燃焼法が使用される場合、織成された布体
をカマまたは低温炉の中に入れ、仕上げ組成物の
除去を促進する為に充分の空気量を供給する。 一般には、1000℃以下の温度を、数秒乃至数分
間の滞留時間が使用される。 繊維がシリカの如き物質から成る場合、機械的
破壊または破断の最大の危険は一般に織成操作中
には存在せず、その織布が溶接スクリーンなど、
二、三の用途に使用されたのちに存在する。この
様な場合、まず繊維またはフイラメントで織布を
織成し、そののち各繊維またはフイラメントに仕
上げ組成物を被覆し、この組成物を織布の恒久的
一部として残存させる。シリカ繊維については、
ブチルラテツクスを含有する仕上げ組成物がすぐ
れた結果を与える事が発見された。炭素質繊維の
場合と同様に、シリカ繊維に施用される仕上げ組
成物は、高い摩耗抵抗を繊維に対して与える事の
ほか、非引火性で、低発煙性で且つ無毒性でなけ
ればならない。シリカ繊維で織成された繊維のダ
ステイング特性およびリンテイング特性を低下さ
せる事も必要であり、または望ましいのである
が、本発明による仕上げ組成物はこの種の特性を
有する事が発見された。 前述の様に、本発明による仕上げ組成物は、通
常約１％までの固体含有量を有する。若干の場合
には、３％もの含有量の高い固体含有量を使用し
て、より厚い被覆を備える事ができる。その場合
には摩損抵抗は更に増大するが、これと引替え
に、被覆を高温にさらした場合の発煙率が増大す
る。 以下本発明を二、三の例について説明する。 例 １ フイラメント当り約0.7デニールの連続フイラ
メントから成る炭素トウの試料を、５ 1/2重量部
のブタジエン／ニトリル共重合体ラテツクスと、
２重量部のパラフインワツクス乳濁液と、115重
量部の水とから成る乳濁液の中を通過させた。こ
の様に処理されたトウに対して、市販の加熱ラン
プから赤外線照射を加えて乾燥させた。次にこの
仕上げられた炭素トウに対して下記の様に摩耗テ
ストを実施した。即ち前記の様に処理された繊
維、フイラメント、糸またはトウを、磨かれた金
属の上に置いて、破壊が現われるまで往復方向に
引張り、摩耗抵抗の測定値は前記破壊の現われる
までの機械サイクル数とする。本例の被処理炭素
トウは平均49000サイクル耐えたが、同じ材質の
未処理試料は平均12000サイクルしか耐えなかつ
た。 例 ２ 例１に記述した炭素トウ試料を、４ 1/2重量部
のブタジエン／ニトリル共重合ラテツクスと、２
重量部のパラフインワツクス乳濁液と、116重量
部の水とから成る乳濁液の中に通した。このサイ
ズ処理された炭素トウを乾燥後、摩耗テストし
た。本発明によつて処理された炭素トウ試料は平
均55000サイクル耐えたが、これに対して未処理
の炭素トウ試料は平均12000サイクルしか耐えな
かつた。 例 ３ フイラメント当り約0.7デニールの連続フイラ
メントから成る炭素トウ試料を、５重量部のブチ
ルゴムラテツクスと、４重量部のパラフインワツ
クス乳濁液と、114重量部の水とから成る乳濁液
の中を通過させた。乾燥し、例１の方法によつて
摩耗テストを実施した。このテストの結果、仕上
り炭素トウ試料は平均123000サイクル生存し、未
処理の試料は平均7000サイクル生在した。 例 ４ フイラメント当り約0.7デニールの連続フイラ
メントから成る炭素トウ試料を、５重量部のブタ
ジエン／ニトリル共重合体ラテツクスと、1/2重
量部のポリ（オキシエチレン）ステアラートと、
95重量部の水とから成る乳濁液の中を通過させ
た。乾燥したのち、このサイズ処理された炭素ト
ウに対して例１の方法によつて研磨テストを実施
した。仕上り炭素トウの試料は平均99000サイク
ル生存したのに対して、未処理の試料は平均2000
サイクルに生存した。 例 ５ 約0.7デニールフイラメントの連続フイラメン
トから成る炭素トウ試料を、100重量部の
HYCAR1561ラテツクスと、37重量部の
LENOLENE ACと、2106重量部の水とから成る
乳濁液の中に通した。サイズ処理された炭素トウ
の試料は約48000サイクルの摩耗テストに耐える
のに対して、未処理の試料は平均13000サイクル
生存した。 例 ６ フイラメント当り約0.7デニールの連続フイラ
メントから成る炭素トウ試料を、100重量部の
HYCAR1572ラテツクスと、46重量部の
LENOLENE ACと、2588重量部の水とから成る
乳濁液の中に通過させた。乾燥後に、サイズ処理
された炭素トウについて研摩テストを実施した。
仕上げ処理された炭素トウの試料は平均55000サ
イクル生存したのに対して、未処理の試料は平均
13000サイクル生存した。 例 ７ フイラメント当り約0.7デニールの連続フイラ
メントから成る炭素トウ試料を、100重量部の
BUTYL LATEX100と、78重量部のLENOLENE
ACと、2220重量部の水とから成る懸濁液の中に
通過させた。乾燥後に、サイズ処理された炭素ト
ウに対して研磨テストを行なつた。仕上げられた
炭素トウの試料は平均123000サイクル生存した。 例 ８ 実質的にシリカから成る組成の、商標
REFRASILでHITCO of Gardend、Californiaか
ら市販されている繊維で織成された布試料に、下
記の仕上げ組成物を被覆した： 組 成 重量部 固体重量％ Exxon BUTYL LATEX 100 100 0.80 LENOLENE AC 58.0 0.22 TRITON Ｘ−100 1.6 0.02 脱イオン化水 7715.0 ０ 1.04 前記の仕上り組成物で被覆されたREFRASIL
布の試料は、平方ヤード当り18オンスの重量を有
するメーカパートナンバーUC100−48の物と、平
方ヤード当り35オンスの重量のメーカパートナン
バーUC100−96の物とを含んでいた。
REFRASILの両方の試料の被覆された試料と被
覆しない試料とをテストし、下記の結果を生じ
た。
【表】
高強度ブチルゴムラテツクスを含有し、且つ
REFRASIL布上に被覆した時に良い結果を生じ
る事の発見された仕上り組成物は下記の組成を有
する物である：組 成 重量部 Exxon EMD 604 高強度ブチル ゴムラテツクス 116.7 LENOLENE AC 58.0 TRITON Ｘ−100 1.6 脱イオン化水 7698.0 本発明は前記の説明のみに限定されるものでな
く、その主旨の範囲内において任意に変更実施で
きる。
REFRASIL布上に被覆した時に良い結果を生じ
る事の発見された仕上り組成物は下記の組成を有
する物である：組 成 重量部 Exxon EMD 604 高強度ブチル ゴムラテツクス 116.7 LENOLENE AC 58.0 TRITON Ｘ−100 1.6 脱イオン化水 7698.0 本発明は前記の説明のみに限定されるものでな
く、その主旨の範囲内において任意に変更実施で
きる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ エラストマーと潤滑性物質との水性乳濁液か
ら主として成る組成物において、前記エラストマ
ーは、ブチルゴム、ブタジエン／ニトリル型ゴ
ム、ブタジエン／スチレン共重合体、またはそれ
らの混合物より成り、また、前記潤滑性物質は、
炭化水素ワツクス、ポリオキシエチレンまたはポ
リオキシプロピレンのエーテル、エステルならび
にポリオールまたは、それらの混合物より成り、
前記潤滑性物質とエラストマーは乾燥時分離する
程度に相互に化学的、物理的に非両立性であり、
乳濁液の固型分が３重量％以下であつて、潤滑性
物質の量はエラストマーの量の80重量％を超え
ず、炭素、黒鉛、あるいはシリカの繊維およびフ
イラメント上に、高温に露出された時に非可燃
性、低発煙性および非毒性である摩耗抵抗性被覆
を乾燥後形成させることを特徴とする繊維材料の
仕上げ組成物。 ２ 前記エラストマーはブチルゴムから成る事を
特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の組成
物。 ３ 前記エラストマーはブタジエン／ニトリル型
ゴムから成る事を特徴とする特許請求の範囲第１
項に記載の組成物。 ４ 前記潤滑性物質は炭化水素型のワツクスから
成る事を特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第
３項のいずれかに記載の組成物。 ５ 水性乳濁液は、ブチルゴムラテツクスと、パ
ラフインワツクス乳濁液と、界面活性剤および水
とからつくられる事を特徴とする特許請求の範囲
第１項に記載の組成物。 ６ ブチルゴムラテツクスは約100.0重量部であ
つて、仕上げ組成物の0.80重量％固体であり、パ
ラフインワツクス乳濁液は約58.0重量部であつ
て、仕上げ組成物の0.22重量％固体であり、界面
活性剤は約1.6重量部であつて、仕上げ組成物の
0.02重量％固体であり、また水は約7715.0重量部
であつて、仕上げ組成物の０重量％固体である事
を特徴とする特許請求の範囲第５項に記載の組成
物。 ７ エラストマーと潤滑性物質との水性乳濁液の
中に繊維を浸漬してこれら繊維を被覆する段階
と、そののち、この被覆を乾燥して、前記エラス
トマーと潤滑性物質との乾燥混合物を繊維表面に
形成する段階とを含む方法において、前記エラス
トマーは、ブチルゴム、ブタジエン／ニトリル型
ゴム、ブタジエン／スチレン共重合体、またはそ
れらの混合物より成り、また、前記潤滑性物質
は、炭化水素ワツクス、ポリオキシエチレンまた
はポリオキシプロピレンのエーテル、エステルな
らびにポリオールまたは、それらの混合物より成
り、前記水性乳濁液は３重量％以下の固型分を含
有し、潤滑性物質の量はエラストマーの量の80重
量％を超えず、前記エラストマーと潤滑性物質は
相互に非両立性であつて、且つ、前記繊維は炭
素、黒鉛あるいはシリカより成り、それにより乾
燥時前記潤滑性物質がエラストマーから分離し、
大部分前記乾燥混合物表面上にあることを特徴と
する繊維処理法。 ８ 前記エラストマーはブチルゴムから成り、潤
滑性物質はパラフインワツクスから成る事を特徴
とする特許請求の範囲第７項に記載の方法。 ９ 前記の繊維は炭素質物質から成り、また前記
繊維を織成して織成製品を形成する段階と、前記
繊維の表面からエラストマーと潤滑性物質の混合
物を除去する為に織成製品を処理する段階とを含
む事を特徴とする特許請求の範囲第７項に記載の
方法。 １０ 前記の繊維はシリカ材料から成り、また繊
維を前記の水性乳濁液の中に浸漬する段階に先立
つて、前記繊維を織成して、織成製品を形成する
段階と、前記繊維上にエラストマーと潤滑性物質
との乾燥被覆を残存させる段階とを含む特許請求
の範囲第７項に記載の方法。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US05/740,253 US4096104A (en) | 1976-11-10 | 1976-11-10 | Finish composition for fibrous material |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5394700A JPS5394700A (en) | 1978-08-18 |
| JPS6247988B2 true JPS6247988B2 (ja) | 1987-10-12 |
Family
ID=24975700
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13453077A Granted JPS5394700A (en) | 1976-11-10 | 1977-11-09 | Finishing composition for fiber material |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4096104A (ja) |
| JP (1) | JPS5394700A (ja) |
| DE (1) | DE2750349A1 (ja) |
| FR (1) | FR2370820A1 (ja) |
| GB (1) | GB1596165A (ja) |
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- 1976-11-10 US US05/740,253 patent/US4096104A/en not_active Expired - Lifetime
-
1977
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- 1977-11-09 FR FR7733819A patent/FR2370820A1/fr active Granted
- 1977-11-10 DE DE19772750349 patent/DE2750349A1/de active Granted
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