JP3888704B2

JP3888704B2 - 樹脂との接着性に優れたポリアルキレンナフタレート繊維

Info

Publication number: JP3888704B2
Application number: JP30425095A
Authority: JP
Inventors: 雅嗣古川; 俊正黒田
Original assignee: Teijin Techno Products Ltd; Teijin Fibers Ltd
Current assignee: Teijin Ltd; Teijin Frontier Co Ltd
Priority date: 1995-11-22
Filing date: 1995-11-22
Publication date: 2007-03-07
Anticipated expiration: 2015-11-22
Also published as: JPH09143881A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂接着用ポリアルキレンナフタレート繊維に関する。さらに詳しくは、本発明は、樹脂特にエポキシ系、尿素系、メラミン系、アクリル系等の硬化系樹脂に対して優れた接着性を有し、且つその屈曲耐疲労性等の耐久性も良好な樹脂接着用ポリアルキレンナフタレート繊維に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリアルキレンナフタレート繊維は、その分子骨格が剛直であるため強力、弾性率が高く、また優れた耐熱性、寸法安定性を有する。そしてこれらの特性を生かし、ベルト、ホース等のゴム構造物の補強用繊維の他に一般用途にも広く応用され、例えばロープ、魚網、防護衣料、ドライヤーキャンバス等に使用されている。
【０００３】
しかし、これらの用途では繊維の摩耗性改良、剛性付与のため樹脂コートされるのが一般的であるが、ポリアルキレンナフタレート繊維の表面は比較的不活性であるため樹脂との接着性が劣り、得られる製品の耐用年数が短いなどの問題点があった。
【０００４】
この様な問題点を解決するためには、ポリアルキレンナフタレート繊維表面に製糸性、撚糸・製編織などの後加工性を改善するために付与されている種々の処理剤の付与量を低減することが効果的であるが、接着性の問題を解決できるまで処理剤を単に低減するのみでは、逆に製糸性及び後加工性が低下して実用性はない。また製編織後に精練して繊維布帛上の処理剤を低減させることも有効であるが、この場合には精練工程が増えてコスト高となるため実用性に乏しい。
【０００５】
一方、特開平４−１９４０７６号公報には、脂肪族アルコールと脂肪族カルボン酸とのエステルを主体成分とし、アミン成分を１〜２０重量％含有する処理剤を付与した繊維が提案され、この繊維は樹脂接着前に通常施される熱セットで該処理剤成分が揮散すると共に、一部のアミン成分が存在することによって接着性能が向上することが開示されている。
【０００６】
しかしながら、かかる繊維は熱セット時にその程度は少ないものの黄変が進むため、得られる製品の品位が低下するという問題があり、さらなる改善が要望されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術に鑑みなされたもので、その目的は、着色等の品位の低下がなく、しかも被覆用樹脂との接着性に優れたポリアルキレンナフタレート繊維を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成せんと鋭意検討した結果、エポキシ化合物と油剤成分とからなる処理剤は、接着処理時に該処理剤を除去することなく接着処理しても優れた接着性能及びその耐久性が得られることを見い出し、本発明に到達した。
【０００９】
すなわち、本発明によれば、「脂肪族多価アルコールのジ以上のグリシジルエーテル３０〜８０重量％と、平滑剤を主体とする油剤成分２０〜７０重量％とから構成された処理剤が付与されてなる樹脂との接着性に優れたポリアルキレンナフタレート繊維」が提供される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明におけるポリアルキレンナフタレートは、アルキレン−２，６−ナフタレート又はアルキレン−２，７−ナフタレートを繰り返し単位とするポリエステルを主たる対象とするが、これに１５モル％未満の第３成分が共重合された共重合体であっても差し支えない。アルキレン基としては、脂肪族アルキレン基、脂環族アルキレン基いずれでもよいが、炭素数２〜４の直鎖状アルキレン基が好ましく、特にポリエチレン−２，６−ナフタレートが好ましい。また該ポリアルキレンナフタレートには不活性な艶消し剤、例えば酸化チタンを３重量％未満添加してもよい。
【００１１】
繊維の強度は、ポリアルキレンナフタレート繊維の有する本来の性能を有効に発揮させるためには５ｇ／ｄｅ以上であることが好ましく、特に７ｇ／ｄｅ以上であることが望ましい。
【００１２】
次に上記繊維に付与される処理剤のエポキシ化合物としては、例えば
（Ａ）グリセリン、プロピレングリコール、エチレングリコール、ヘキサントリオール、ソルビトール、トリメチロールプロパン、ポリエチレングリコール、ポリグリセリンなどの脂肪族多価アルコール類とエピクロルヒドリンとの反応生成物から得られるモノまたはジ以上のグリシジルエーテル
（Ｂ）レゾルシン、カテコール、ハイドロキノン、１，３，５−トリヒドロキシベンゼン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタンなどのフェノール類とエピクロルヒドリンとの反応生成物から得られるモノまたはジ以上のグリシジルエーテル
（Ｃ）ビニルシクロヘキセンジエポキシド、３’，４’−エポキシ−６−メチルシクロヘキシルメチル−３，４−エポキシ−６−メチルシクロヘキサンカルボキシレート等の過酢酸等で不飽和結合部を酸化して得られるエポキシ化合物
等があげられ、なかでも脂肪族多価アルコールのグリシジルエーテル、例えば（ポリ）グリセリンポリグリシジルエーテルが好ましい。
【００１３】
エポキシ化合物と併用する平滑剤を主体とする油剤とは、従来公知の繊維用平滑剤成分を５０重量％以上含有し、これに必要に応じて帯電防止剤、乳化剤の他に抗酸化剤、接着向上剤、エポキシ化合物の硬化触媒（例えばアミン化合物や酸無水物）等を添加した油剤である。好ましく用いられる繊維用平滑剤としては、例えば鉱物油などの炭化水素、ブチルステアレート、オレイルラウレート、イソステアリルパルミテート、オレイルオレートなどの高級アルコールと高級脂肪酸のエステル、ジオクチルセバケート、ジオクチルアゼレート、ジオレイルアジペートなどの高級アルコールと脂肪族２塩基酸のエステル、ネオペンチルグリコールジラウレート、ジエチレングリコールジラウレート、ジエチレングリコールジオレート、などの２価アルコールと高級脂肪酸のエステル、グリセリントリオレート、トリメチロールプロパンデカネートなどの３価アルコールと高級脂肪酸のエステル、ペンタエリスリトールテトラオレートなどの４価以上のアルコールと高級脂肪酸エステル、ジオレイルフタレート、トリオクチルトリメリテート、テトラオクチルピロメリテートなどの高級アルコールと芳香族カルボン酸とのエステルなどが挙げられる。なお、平滑剤以外の前記の諸成分は、その含有量はできるだけ低くすることが好ましい。
【００１４】
エポキシ化合物の処理剤中含有量は、本発明の効果を得るためには３０〜８０重量％、好ましくは４０〜７０重量％、特に５０〜６０重量％とし、油剤の処理在中含有量は７０〜２０重量％、好ましくは３０〜６０重量％、特に４０〜５０重量％とする必要がある。該エポキシ化合物の含有量が３０重量％未満の場合には、樹脂接着性能の向上効果はほとんど認められない。一方８０重量％を越える場合には、接着性能の向上効果は認められるものの接着処理後のコードや布帛の硬さが増して接着性の耐久性（例えば屈曲疲労性）が低下する。また処理剤の安定性の低下も認められ、製糸、撚糸、製織工程で断糸などのトラブルが発生し易くなるため好ましくない。
【００１５】
以上に説明した処理剤をポリアルキレンナフタレート繊維に付与する方法は、特に限定する必要がない。例えば、１〜２５重量％の水系エマルジョン液として、ローラー法、浸漬法、スプレー法等の任意の方法により、紡糸延伸等の任意の段階で付与することができる。処理剤の付与量は、繊維に対し０．１〜３．０重量％、特に０．２〜１．０重量％が好ましい。処理剤の付与量が０．１重量％未満の場合には製糸、撚糸、製織工程で断糸などのトラブルが発生し易くなるため好ましくない。また、処理剤の付与量が３．０重量％を越える場合には同様なトラブルが発生しやすくなるとともにコストが高くなるので好ましくない。
【００１６】
かくして得られる本発明のポリアルキレンナフタレート繊維は、通常総繊度は５００〜１５００デニール、総フィラメント数は１００〜１０００である。これを必要に応じて総繊度が２０００〜６０００デニールとなるように合糸し、次いで、例えば以下の如くして樹脂に接着処理する。
【００１７】
すなわち、まず撚糸工程で、繊維に１０〜１００回／ｍの撚を付与する。この際、通常はリング式撚糸機が使用される。
次に該撚糸を経糸に、また目的に応じて同一の撚糸またはデニール、撚数の異なる別の撚糸を緯糸にして製織する。なお、目的に応じて経糸にアラミド繊維、緯糸にポリアルキレンナフタレート繊維、あるいはこの逆の構成をとってもよい。織物の組織は目的に応じて種々異なるが、抄紙用カンバスの場合には厚さが２〜３ｍｍの２重織または３重織が一般的である。
【００１８】
この様にして得られた織物には、必要に応じて熱セットを施してもよい。この場合、通常は織物の両端をピンで把持し、熱風の循環している乾燥機中を一定速度で通過させる方式が採られ、１８０〜２００℃以下の温度で１〜５分間セットされる。なお熱セットは織物の強力、伸度、熱収縮率などの機械的特性を調整する目的で行われるものであり、本願のポリアルキレンナフタレート繊維を使用したために必須の工程となるものではない。
【００１９】
この様にして得られた織物を、水または溶剤に溶解・分散した樹脂液に浸漬または塗布、乾燥熱処理することにより、繊維と樹脂との接着性に優れた、樹脂被覆織物を得ることができる。
【００２０】
【作用】
本発明のポリアルキレンナフタレート繊維が、何故優れた樹脂接着性を有するのかその理由は定かではないが、次のように推定される。
樹脂接着用ポリアルキレンナフタレート繊維は、通常紡糸延伸用の処理剤が付着されたまま、織物の状態で精練されることなく使用される。従って、布帛を構成する繊維上には繊維用処理剤が残留しており、この残留している繊維用処理剤が、その上から塗布される樹脂成分に対して離型剤として作用すれば、樹脂コートされた織物は繊維布帛とコーティング樹脂との界面で容易に接着破壊してしまうことになる。
【００２１】
これに対して本発明では、繊維上に付与されている処理剤中にはエポキシ化合物が含まれているため、ポリアルキレンナフタレート繊維と処理剤との間の接着性が増すと共に、コーティング用樹脂と処理剤表面との間も何らかの親和性をもつために接着性が増す。また処理剤自身の凝集力はエポキシ基の反応により増大しているが、平滑剤成分をも併用しているので接着製品の硬さはそれ程大きくならない。これらの効果が相俟って、繊維と被覆樹脂との間の耐久接着力が向上し、屈曲摩耗の耐久性が向上するものと推定される。
【００２２】
【実施例】
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。なお、実施例中の％は全て重量％を示す。
【００２３】
接着性は以下の方法により評価した。
処理剤の付着量が０．５％であるポリアルキレンナフタレート繊維（１５００デニール／２５０フィラメント）を合糸して３０００デニールとした。このヤーンを撚数６回／１０ｃｍで撚糸してコードとなし、これを経４０本／５ｃｍ、緯３６本／５ｃｍとなる密度で製織し、得られた織物をピンテンターにて２００℃で２分間熱セットした。熱セット後の織物をメラミン−ホルマリン系樹脂（住友化学株式会社製ＳｕｍｉｔｅｘＲｅｓｉｎＭ−６：９０ｇ、住友化学株式会社製有機アミン系触媒ＡＣＸ：１０ｇを軟化水１００ｇに溶解）に浸漬した後、ゴムローラー間に挟んで樹脂付着量が１５％になるように余分な樹脂液を絞り落とす。次いで未乾燥布帛を互いに接する部分の長さが１インチとなるように重ね合わせ荷重１５ｇ／ｃｍ²下１００℃で５分間乾燥し、続いて１５０℃で２分間熱処理を行い硬化させる。これを室温下で２４時間放置後巾１インチに切断し、織物間の引張剪断力を引張試験機で測定した。接着力はｋｇ／平方インチの値で示した。
【００２４】
また、屈曲摩耗の耐久性（耐摩耗性）は以下の方法により評価した。
処理剤の付着量が０．５％であるポリアルキレンナフタレート繊維（１５００デニール／２５０フィラメント）を３本引き揃えて、Ｚ方向に２０回／１０ｃｍの撚数になるように撚糸した後、更にこの撚糸品を２本合わせてＳ方向に２０回／１０ｃｍの撚数で合撚し、９０００デニールのコード状繊維構造物を作製した。これを２００℃で２分間セット後メラミン−ホルマリン系樹脂（住友化学株式会社製ＳｕｍｉｔｅｘＲｅｓｉｎＭ−６：９０ｇ、住友化学株式会社製有機アミン系触媒ＡＣＸ：１０ｇを軟化水１００ｇに溶解）に浸漬した後、樹脂付着量が１５％になるように余分な樹脂液を絞り落とす。次いで１００℃で５分間乾燥し、続いて２００℃で２分間熱処理を行い硬化させる。これを室温で２４時間放置後摩耗性評価試料とした。
【００２５】
評価装置を図１に示す。図１において、１は直径０．８ｍｍの緊張したピアノ線、２は荷重、３はコード状形態の評価用サンプルである。図において３の一端に０．２ｇ／デニールの荷重を取り付けた後、サンプルの他端を往復運動させ、コード状サンプルがピアノ線１との摩擦により切断するまでの往復回数で比較判定した。
【００２６】
［実施例１〜６、比較例１〜３］
固有粘度が０．９のポリエチレンナフタレートを温度３００℃で溶融した後、孔数３２０の紡糸口金から温度３１５℃で溶融吐出し、該吐出糸条を紡糸口金下５０ｃｍにわたって雰囲気温度３５０℃に保たれた加熱領域を通過させた後に温度２５℃の冷却風で冷却固化させ、次いで表１記載の処理剤を０．５％付与してから５００ｍ／分の速度で巻き取った。巻き取った未延伸糸を１５５℃で６．５倍に延伸し、さらに２２０℃の熱板上で１．１５倍に延伸し、引き続いて２００℃の加熱ロール上で定長熱処理して１５００デニール／２５０フィラメントのマルチフィラメントヤーンを得た。得られた繊維の評価結果を表１に示す。
【００２７】
【表１】

【００２８】
表中、Ａはグリセリンポリグリシジルエーテル（デナコールＥｘ３１３：ナガセ化成工業株式会社製）、Ｂはジグリセリンポリグリシジルエーテル（デナコールＥｘ４２１：ナガセ化成工業株式会社製）、Ｃはトリグリセリンポリグリシジルエーテル（デナコールＥｘ５１２：ナガセ化成工業株式会社製）を表す。
【００２９】
［実施例７］
実施例１において、処理剤の付着量を１．０％とする以外は実施例１と同様に行った。結果は剪断接着力８．６ｋｇ／平方インチ、耐摩耗性２５００回と良好であった。
【００３０】
【発明の効果】
本発明のポリアルキレンナフタレート繊維は、被覆樹脂との接着性が増大しているため、繊維表面の屈曲摩耗に対する耐久性に優れ、コーティング樹脂の脱落も著しく減少する。その結果、樹脂被覆製品の寿命を著しく長くすることが可能となり、その工業的意義は極めて大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】耐摩耗性評価装置を示す側断面図である。
【符号の説明】
１直径０．８ｍｍの断面円形のピアノ線
２荷重
３評価サンプル

Claims

脂肪族多価アルコールのジ以上のグリシジルエーテル３０〜８０重量％と、平滑剤を主体とする油剤成分２０〜７０重量％とから構成された処理剤が付与されてなる樹脂との接着性に優れたポリアルキレンナフタレート繊維。
処理剤の付着量が０．１〜３．０重量％である請求項１記載の樹脂との接着性に優れたポリアルキレンナフタレート繊維。