JPS6253495A - 複合紐状品 - 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の被覆複合紐状品、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、
耐摩耗性を改良した被覆複合紐状品に関する。

〔従来の技術〕

一般にアラミド繊維、炭素繊維、ガラス繊維等の高強度
低伸度繊維は、良好な熱的安定性、高温および高湿下に
おける強直の保持性を有獣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ワイヤーその他の
代替品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を、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）として使用するには、耐屈曲疲労性、耐摩耗性が劣
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
品の耐屈曲性および耐摩耗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〕

本発明はポリウレタンエラストマー樹脂で含浸した制強
度低伸反繊維紐状品を熱可塑性樹脂で被覆してなる複合
紐状品にある。

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、ガラス線維があり、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であることができる。

本発明で使用す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。

また本発明で使用する炭素線維には、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。

また本発明で使用するガラス繊維には、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。

これらの唾維はその２種以上を混合使用することもでき
る。

本発明によれば、上述した如き高強度低伸度繊維の紐状
物を後述するポリウレタンエラストマー樹脂で含浸させ
る。ポリウレタンエラストマー樹脂での含浸は、上述し
た＃雉の単糸の形態で含浸せしめ、次いでこれを複数本
撚り合せて撚糸としてもよく、あるいは予め撚糸の形態
番こしてこれを含浸させてもよい。また更にコードある
いはロープの形にした後に含浸させてもよい。何れにし
ても後述する如く熱可９ｖＪ、性樹脂で被覆する前の紐
状品を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
可シシｌ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４．４′−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−ε−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
アジベート）、ポリ　（ネオベ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、更にはインシアネート系架橋剤も使用しうる。ま
た所望によって使用しつ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、ジブチルチンジアセテート、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が好ましい。使用しつる有機溶媒と
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℃、相対湿友６５％で、フィルム成形物としたと
きの１００％モジュラスが５〜５０　Ｋｔｐ／　ｃｒｙ
、好ましくは５〜３０　ｒｐ　／　ａｌであるめが望ま
しい。１００％モジュラスが５に？／ｃｄ未満になると
、繊維の集合性が悪くなり、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５０Ｋｙ／ｄを越
えると得られる紐状品が硬くなりすぎ、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２〜２０ｆｆｉｌｉ
％、好ましくは５〜１５重量％とじ、粘度が温＆２０℃
で５０００　ｏｐｓ以下、好ましくは５００　ａｐｅの
溶液のｊｔｚで使用するとよい。粘度が５０００　ｃｐ
ｓ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着量は紐状品の高強反低伸反
繊維に対して０．５〜２０重量％、好ましくは５〜１５
重量％とするとよい。付着ｌが０．５重量％未満である
と、紐状品を構成する繊維が分離し易く、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１
５重ｆｆｉ％を越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反低伸反徽維から
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。

上述した如くしてポリウレタンエラストマー樹脂で含浸
した紐状品を本発明によれば次いで更に熱可ｑＪ性樹脂
で被覆するのである。この被覆に使用しうる熱可Ｉ暇性
樹脂としてはポリウレタンエラストマー樹脂、ポリエス
テルエラストマー樹脂、アイオノマー樹脂、ポリアミド
樹脂等がある。上記ポリウレタンエラストマー樹脂とし
ては押出成形に使用しつる樹脂であればよく、例えばエ
ラストラン（商品名二日本エラストラン社製）、バンデ
ックス（商品名二人日本インキ化学社製）、タケラック
（商品名：底円薬品工業社製）等が使用できる。ポリエ
ステルエラストマー樹脂としては曲げ弾性率が小さいも
のが好ましく、例えばハイトレル（商品名二東し・デュ
ポン社製）等が使用できる。アイオノマー樹脂としては
サーリン（商品名：デュボン社製）、ハイミラン（商品
名二三井・デュポン・ポリケミカル社製）を使用できる
。ポリアミド樹脂としては曲げ弾性率の小言いナイロン
１２が適しており、ダイアミド（商品名：ダイセル・ヒ
ュルス社製）等を使用できる。

これらの熱可塑性樹脂で被覆を形成するに当っては一般
の市１線被覆用押出成形機を用いるととができる。

上記熱可塑性樹脂の被覆を設ける理由は、ポリウレタン
エラストマー樹脂で含浸した紐状品の粘着性が高く、ま
た耐摩耗性に劣るため、そのままでは紐状品としての用
途に供し得ないので上記被覆を設けるのである。

被覆の厚さは通常０．１〜５ｍとすればよく、ポリウレ
タンエラストマー樹脂含浸紐状品の直径によって、およ
び本発明による複合紐状品の用途に応じて適宜選択すれ
ばよい。

これら被覆用の熱可塑性樹脂は曲げ弾性率が４００〜１
５０００ｆｆＰ／ｃＩＩ！の範囲のものが好ましく、４
００　Ｋｐ／ａ１未満であると、本発明による複合紐状
品としての用途によっては圧力が掛った状態で他に接骨
する傾向があり、好ましくない、また１５０００ｆｆＰ
／ｄを越えると、複合紐状品が硬くなりすぎ耐屈曲疲労
性が悪くなる。

本発明によれば、上述した如く、ポリエステルエラスト
マー樹脂で含浸した紐状品を、熱可塑性樹脂で被覆する
前に、接着剤の層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ば反応性イソシアネート基を
η゛するポリウレタンエラストマー曾脂等が使用できる
。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１こ混入して、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、高強反低伸＆Ｇ維紐状品にポリウレタン
エラストマー者脂を含浸させることにより、各構成繊維
、即ち高強反低伸度繊維間の摩擦、摩耗を減することが
でき、耐屈曲疲労性を向上させる、また熱可塑性樹脂の
被覆を設けることにより紐状品の耐摩耗性を改良できる
。

〔実施例〕

以下に実施例および参考例を挙げて本発明を説明する。

下記実施例および参考例においては、アラミド線維（デ
ュポン社製、ケブラー４９）のマルチフィラメント１４
２０ｄに下撚１００回／７７Ｌをかけた単糸を使用した
。

耐屈曲疲労試験ＡはＪｒｓａ３５３５（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）の紐状
物怪（ｄ）に対する比、即ちＤ　／　ｄが２５、引張力
１．５　ＭＰ、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にノ、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
）であり、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、これは往復用ブーＩＪ−の往復回転
により１〜５にりの範囲で負荷を変化する。

耐摩耗試験は第２図に示す試験機を用い、表面粗さ＄　
２００　番のサンドグライダ−５を６０回／分で左右に
往復させ、このとき３　Ｋｑの重錘６をかけた状態で１
０００回往復はせた後の破断強度を測定した。第２図中
７はガイドローラーである。

各実施例中部および百分率は他に特記せぬ限り電値によ
る。

実施例　１ 本実施例は接着剤処理をした場合の例を示す。

上記単糸を下記処理液ｊこ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、冷却し、巻き取った。

処理液 ＴＤＩ架橋剤（インシアネート残基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１こフィルムに成形し、温度
２０℃、相対湿度６５％で測定したときの１００％モジ
ュラスは２４ＫＰ／　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
９．２％であった。これを下記熱可ｑ（性ポリウレタン
エラストマー樹脂を用い、スクリュー径３５ｍ、Ｌ　／
　Ｄ　＝　２４、圧縮比３．０の押出成形機を用い、シ
リンダー各部の温度それぞれ１５０℃、１６５℃、１７
５℃、ダイス部温度１７５℃、スクリュー回転数４　Ｑ
　ｒｐｍで押出により被覆を形成した。被覆の厚さは０
．１５閣であった。

被覆樹脂 上述した如く作った複合紐状品の耐屈曲疲労試験Ａおよ
びＢ、および耐摩耗試験の結果を表１に示す。

実施例　２ 本実施例は接着剤を含浸用処理液に混合した場合の例を
示す。

上記単糸を下記処理液に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、冷却し、巻き取った。

このときの樹脂の単糸への付着量は９６％であった。

処理液 ＴＤＩ架橋剤（インシアネート残基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部上述した如く含浸
処理した単糸を実施例１と同様に被覆処理を行なった。

被覆の厚さは０．１５調であった。

上述した如く作った複合紐状品の耐屈曲疲労試験Ａおよ
びＢおよび耐摩耗試験の結果を表１に示す。

実施例　３ 本実施例は接着剤を使用しない場合の例を示す。

上記単糸を用い、接着剤処理をせずに、実施例１と同様
の含浸処理および被覆処理を行なって複合紐状品を作っ
た。この場合、樹脂の単糸への付着量は８．３％であり
、被覆の厚さは０．１５跡であった。

上述した如く作った複合紐状品の耐屈曲疲労試験Ａおよ
びＢ、および耐摩耗試験の結果を表１に示す。

以下に比較のため参考例１〜１０を示す。これらについ
ての耐屈曲疲労試験ＡおよびＢ、忘よび耐摩耗試験の結
果も表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Ｂ、Ｅ
よひ耐摩耗試験した。

参考例　２ 上記単糸に実施例１の含浸処理のみを行なつ總この時の
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１の含浸処理をせずに、直接実施例１
の樹脂の被覆処理のみを行なった。

被覆の厚さは０．１５ｍｍであった。

参考例　４ 上記単糸を実施例３と同様に接着剤を使用せずに複合紐
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にり／ｄであった。またこのときの樹脂の付Ｗ
ｌｄは８．１％であった。

参考例　５ 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
５５砂／ｃＩｌ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　６ 実施例１に２いて使用した含浸処理液２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
て複合紐状品を作った。このときの樹脂の付着量は単糸
をこ対して０．４％であった。

参考例　７ 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と同様に処理して複合紐
状品を作った。このときの樹脂の付ｕ　Ｍは単糸に対し
て２１，８％であつ九参考例　８ 実施例１において使用した被覆樹脂の代りに、下記樹脂
を使用し、イ→Ｊ出成形機のシリンダー各部の温度をそ
れぞれ１４０℃、１６０℃、１７０℃とし、ダイス部の
温度１７０℃、スクリュー回転数３　Ｏｒｐｍで押出成
形した。

被ｖＩｔ樹脂 参考例　９ 実施例１において使用した被覆樹脂の代りに、下記樹脂
を使用し、押出成形機のシリンダー各部の温度ヲソレソ
れ２４０℃、２５０℃、２６０℃とし、ダイス部の温度
２２０℃、スクリュー回転数５　Ｑ　ｒｐｍで押出酸ル
した。

被覆樹脂 参考例　１０ 上記単糸を下記含浸処理液を用いて含浸後、８０Ｃ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。

処理液 溶液型反応性アクリル樹脂（不揮発分３０％）１００部
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２８にり／
ｄ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、次いで被覆処理した。被覆の厚さは０．１５富
であった

【図面の簡単な説明】

第１図は耐屈曲疲労試験Ｂの試験機の説明図、＄２図は
耐摩耗試験機の説明図である。 １は被試映紐状物、２はローラー、３は往復用プーリー
、４はスプリング、５はサンドグラインダー、６は重錘
、７はガイドローラー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ポリウレタンエラストマー樹脂で含浸した高強度低
   伸度繊維紐状品を熱可塑性樹脂で被覆してなる複合紐状
   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項記載の複合紐状品。 ３、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項記載の複合紐状品。 ４、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３項記載の複合紐状品。 ５、熱可塑性樹脂がポリウレタンエラストマー、ポリエ
   ステルエラストマー、アイオノマー、またはポリアミド
   樹脂である特許請求の範囲第１項記載の複合紐状品。 ６、熱可塑性樹脂の曲げ弾性率が４００〜１５０００Ｋ
   ｇ／ｃｍ＾２である特許請求の範囲第１項または第５項
   記載の複合紐状品。 ７、ポリウレタンエラストマー樹脂含浸紐状品と熱可塑
   性樹脂被覆の間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複合紐状品。