JPH04146263A - 表面改質された芳香族ポリアミド繊維材料 - Google Patents
表面改質された芳香族ポリアミド繊維材料Info
- Publication number
- JPH04146263A JPH04146263A JP26372590A JP26372590A JPH04146263A JP H04146263 A JPH04146263 A JP H04146263A JP 26372590 A JP26372590 A JP 26372590A JP 26372590 A JP26372590 A JP 26372590A JP H04146263 A JPH04146263 A JP H04146263A
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- JP
- Japan
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- aromatic polyamide
- irradiation
- modified surface
- textile material
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- Prior art date
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- Pending
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- Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
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。
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、芳香族ポリアミド繊維材料に特定の波長を有
する紫外線パルスレーザ−光を照射し、当該芳香族ポリ
アミド繊維材料表面に生じる化学変化及び微細な凹凸形
状変化を利用することによってゴムや樹脂等のマトリッ
クスとの接着性を向上させた芳香族ポリアミド繊維に間
する。
する紫外線パルスレーザ−光を照射し、当該芳香族ポリ
アミド繊維材料表面に生じる化学変化及び微細な凹凸形
状変化を利用することによってゴムや樹脂等のマトリッ
クスとの接着性を向上させた芳香族ポリアミド繊維に間
する。
［従来技術］
芳香族ポリアミド繊維は、その優れた機械的強度や弾性
率を活かしゴムや樹脂等のマトリックスの補強用繊維と
してきわめて有用である。しかし芳香族ポリアミド繊維
材料の表面は比較的化学的に不活性であり、ゴムや樹脂
等のマトリックスとの接着性が不十分である。従って、
この欠点が、複合材料としての各種用途に展開する場合
の阻害要因となっていた。芳香族ポリアミド繊維の不活
性な表面を活性化するなめにこれまでに数多くの方法が
提案されている。例えば、芳香族ポリアミド繊維表面を
化学的に改質する方法としては、酸や塩により表面を加
水分解させアミノ基を形成させる方法（特開昭５９−１
８４２３４号公報）、極性溶媒中で官能基を導入する方
法（Ｎ Ｌ ８９３９６５１４／４８号公報）、低温プ
ラズマで表面を活性化する方法く特開昭５５−１３９３
号公報）、種々の反応性化合物で表面処理する方法く例
えば、特公昭５４−２８８６７号公報、特開昭５９−２
６５７４号公報、特開昭６０−３９４７５号公報〉があ
る。
率を活かしゴムや樹脂等のマトリックスの補強用繊維と
してきわめて有用である。しかし芳香族ポリアミド繊維
材料の表面は比較的化学的に不活性であり、ゴムや樹脂
等のマトリックスとの接着性が不十分である。従って、
この欠点が、複合材料としての各種用途に展開する場合
の阻害要因となっていた。芳香族ポリアミド繊維の不活
性な表面を活性化するなめにこれまでに数多くの方法が
提案されている。例えば、芳香族ポリアミド繊維表面を
化学的に改質する方法としては、酸や塩により表面を加
水分解させアミノ基を形成させる方法（特開昭５９−１
８４２３４号公報）、極性溶媒中で官能基を導入する方
法（Ｎ Ｌ ８９３９６５１４／４８号公報）、低温プ
ラズマで表面を活性化する方法く特開昭５５−１３９３
号公報）、種々の反応性化合物で表面処理する方法く例
えば、特公昭５４−２８８６７号公報、特開昭５９−２
６５７４号公報、特開昭６０−３９４７５号公報〉があ
る。
しかし、これらの方法は、方法が複雑であったり、真空
下での処理が必要であったり、処理により他の特性を低
下させることがあったり、必ずしも理想的な処理方法と
は言いがたい。
下での処理が必要であったり、処理により他の特性を低
下させることがあったり、必ずしも理想的な処理方法と
は言いがたい。
また、Ｔｈ、 Ｂａｈｎｎｅｒｓらによる繊維材料ヘエ
キシマレーザーを照射したときのモルフオロジーに関す
る研究（Ｊ、 Ａｐｐｌ、 Ｐｈｙｓ、 ６６巻、 １
８８４ページ〜１８８６ページ＜１９８９１）もあるが
、その応用に関しては何ら言及されていない。
キシマレーザーを照射したときのモルフオロジーに関す
る研究（Ｊ、 Ａｐｐｌ、 Ｐｈｙｓ、 ６６巻、 １
８８４ページ〜１８８６ページ＜１９８９１）もあるが
、その応用に関しては何ら言及されていない。
［発明の目的］
本発明の目的は、上記の問題点を考慮にいれマトリック
スとの接着性を改良した芳香族ポリアミド繊維を提供す
ることにある。
スとの接着性を改良した芳香族ポリアミド繊維を提供す
ることにある。
［発明の構成］
すなわち本発明は、芳香族ポリアミド繊維材料に特定の
波長を有する紫外線パルスレーザ−光を照射し、当該芳
香族ポリアミド繊維材料表面に生じる化学変化及び微細
な凹凸形状変化を利用することによってゴムや樹脂のマ
トリックスとの接着性を向上させた芳香族ポリアミド繊
維に関するものである。
波長を有する紫外線パルスレーザ−光を照射し、当該芳
香族ポリアミド繊維材料表面に生じる化学変化及び微細
な凹凸形状変化を利用することによってゴムや樹脂のマ
トリックスとの接着性を向上させた芳香族ポリアミド繊
維に関するものである。
本発明でいう芳香族ポリアミド繊維材料とは、パラ配向
型に分類されるアラミド繊維であり、例えばポリーＰ−
フェニレンテレフタラミド＜ＰＰＴＡ＞、及びこれにエ
ーテル結合を導入したポリｐ−フェニレン３，４−ジフ
ェニルエーテルテレフタラミドなどがあげられる。何れ
も高強力、高モジユラス繊維材料であるが、その表面は
極めて不活性である。
型に分類されるアラミド繊維であり、例えばポリーＰ−
フェニレンテレフタラミド＜ＰＰＴＡ＞、及びこれにエ
ーテル結合を導入したポリｐ−フェニレン３，４−ジフ
ェニルエーテルテレフタラミドなどがあげられる。何れ
も高強力、高モジユラス繊維材料であるが、その表面は
極めて不活性である。
本発明でいう紫外線レーザー光とは、１５０〜３８０ｎ
ｍの波長を有するものであり、ＸｅＦ、 ＸｅＣｌ。
ｍの波長を有するものであり、ＸｅＦ、 ＸｅＣｌ。
ＫｒＦ、ＡｒＦなどのレーザーの他、銅蒸気レーザーＹ
ＡＧレーザーなどの高周波レーザー光を用いることがで
きる。レーザー光の照射方法には特に限定はない。照射
は空気中、不活性ガス中、加圧下。
ＡＧレーザーなどの高周波レーザー光を用いることがで
きる。レーザー光の照射方法には特に限定はない。照射
は空気中、不活性ガス中、加圧下。
又は真空中の何れで実施してもよい。照射に際しての温
度は常温から１００°Ｃの範囲が望ましい。照射条件と
して重要なのは照射フルエンス及び照射ショツト数であ
る。照射フルエンスは通常１ｍＪ／ａｆｔ／パルス〜５
００ｍＪ ／ｃＪ／パルスの範囲が望ましいが、改質、
変質の目的に応じて種々異なった設定となる。本発明に
いう芳香族ポリアミド繊維材料の場合１０ｍＪ／ｃＪ／
パルス以上が望ましい。勿論、高フルエンスでの照射も
可能であるが、この場合凸レンズによりレーザー光を集
束させる必要があり、広い面積の照射を行なうには装置
が複雑になり現状では実際的ではない。レーザー光とし
ては熱の影響をできる限り排除するという意味からもエ
キシマレーザ−を使用するのが望ましく、閾値以上でな
るべく低いフルエンスで照射することが望ましい。
度は常温から１００°Ｃの範囲が望ましい。照射条件と
して重要なのは照射フルエンス及び照射ショツト数であ
る。照射フルエンスは通常１ｍＪ／ａｆｔ／パルス〜５
００ｍＪ ／ｃＪ／パルスの範囲が望ましいが、改質、
変質の目的に応じて種々異なった設定となる。本発明に
いう芳香族ポリアミド繊維材料の場合１０ｍＪ／ｃＪ／
パルス以上が望ましい。勿論、高フルエンスでの照射も
可能であるが、この場合凸レンズによりレーザー光を集
束させる必要があり、広い面積の照射を行なうには装置
が複雑になり現状では実際的ではない。レーザー光とし
ては熱の影響をできる限り排除するという意味からもエ
キシマレーザ−を使用するのが望ましく、閾値以上でな
るべく低いフルエンスで照射することが望ましい。
レーザー光を照射するに先立ち、当該繊維材料表面に予
め光増感剤（例えばベンゾフェノン）をコーティングし
てもよい。
め光増感剤（例えばベンゾフェノン）をコーティングし
てもよい。
［発明の効果］
本発明により得られた芳香族ポリアミド繊維材料は、照
射条件にもよるが表面に微細な凹凸形状を有し、また表
面存在元素の内、酸素元素の存在濃度が減少するなど変
質が起こり、一方ではアミドに起因する窒素元素の濃度
が増加しており、そのために例えばエポキシ基などと反
応し易くなっており接着性能の向上が見られる。
射条件にもよるが表面に微細な凹凸形状を有し、また表
面存在元素の内、酸素元素の存在濃度が減少するなど変
質が起こり、一方ではアミドに起因する窒素元素の濃度
が増加しており、そのために例えばエポキシ基などと反
応し易くなっており接着性能の向上が見られる。
本発明により処理された芳香族ポリアミド繊維材料を基
材とし、マトリックスをエポキシとする複合材料では界
面接着力が向上し層間剪断力（■ＬＳＳ）も向上する。
材とし、マトリックスをエポキシとする複合材料では界
面接着力が向上し層間剪断力（■ＬＳＳ）も向上する。
［実施例］
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
実施例１〜１２．比較例１〜６
ポリ−ｐ−フェニレンテレフタラミド繊維（Ｋｅｖｌａ
ｒ−４９■ｈ Ｐｏｎｔ社製〉又はポリ−ｐ−フェニレ
ン−３，４′−ジフェニルエーテルテレフタラミド繊維
（Ｔｅｃｈｎｏｒａ■帝人■製）からなる下記の構成の
織物を用いた。
ｒ−４９■ｈ Ｐｏｎｔ社製〉又はポリ−ｐ−フェニレ
ン−３，４′−ジフェニルエーテルテレフタラミド繊維
（Ｔｅｃｈｎｏｒａ■帝人■製）からなる下記の構成の
織物を用いた。
２００／Ｉ Ｘ２００／１ デニール／フ
ィラメントラムダ・フィシツク社（西ドイツ〉製１．Ｍ
Ｇ２０１ＭＳＣエキシマレーザ−発生装置を使用し、ガ
スにＫｒＦ （発振波長２４８ｎｍ）を用い、繰り返し
周波数がＩＯ２，フルエンスは１ｍＪ／−から５００ｍ
Ｊ／ｃ＆の範囲、パルス巾は半値全幅で２０１１５の条
件で試料を直接照射した。
ィラメントラムダ・フィシツク社（西ドイツ〉製１．Ｍ
Ｇ２０１ＭＳＣエキシマレーザ−発生装置を使用し、ガ
スにＫｒＦ （発振波長２４８ｎｍ）を用い、繰り返し
周波数がＩＯ２，フルエンスは１ｍＪ／−から５００ｍ
Ｊ／ｃ＆の範囲、パルス巾は半値全幅で２０１１５の条
件で試料を直接照射した。
次にビスフェノールＡとホルムアルデヒドとの重縮合物
のグリシジルエーテル化合物（エポキシ当量２０８１８
０重量部、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エポキシ
当量１８０）２０重量部、及びテトラブロモビスフェノ
ールＡ３０重量部をジメチルイミダゾール０，０３重量
部の存在下で反応させて得られたエポキシ当量３４０．
ブロム含量２３重量％のエポキシ樹脂（Ｘ）とビスフェ
ノールＡとホルムアルデヒドとの重縮合物である硬化剤
（Ｙ）を得た。エポキシ樹脂（Ｘ）５６重量部、ブロム
化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エポキシ当量４５
０．ブロム含有量４５重量％）２０重量部、硬化剤（Ｙ
）２４重量部とを配合し、これに２−エチル−４−メチ
ルイミダゾール０．０４部からなるエポキシ樹脂組成物
にメチルエチルケトンを加えて不揮発分５５重量％のワ
ニスを調整した。
のグリシジルエーテル化合物（エポキシ当量２０８１８
０重量部、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エポキシ
当量１８０）２０重量部、及びテトラブロモビスフェノ
ールＡ３０重量部をジメチルイミダゾール０，０３重量
部の存在下で反応させて得られたエポキシ当量３４０．
ブロム含量２３重量％のエポキシ樹脂（Ｘ）とビスフェ
ノールＡとホルムアルデヒドとの重縮合物である硬化剤
（Ｙ）を得た。エポキシ樹脂（Ｘ）５６重量部、ブロム
化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エポキシ当量４５
０．ブロム含有量４５重量％）２０重量部、硬化剤（Ｙ
）２４重量部とを配合し、これに２−エチル−４−メチ
ルイミダゾール０．０４部からなるエポキシ樹脂組成物
にメチルエチルケトンを加えて不揮発分５５重量％のワ
ニスを調整した。
先に準備した芳香族ポリアミド繊維からなる織布を、こ
のエポキシワニスに含浸し１３０℃で８分間乾燥しプリ
プレグを作成しな。樹脂含有量はく体積比率で）６０％
であった。このプリプレグを２枚積層したものは剥離接
着の測定に、また１００枚積したものはＩＬＳＳの測定
に使用した。積層時のプレス条件はまず３０℃から１７
０℃まで８℃／分の速度で昇温し、次いで１７０℃で６
０分間保持した。このときのプレス圧力は１０−／−で
あった。
のエポキシワニスに含浸し１３０℃で８分間乾燥しプリ
プレグを作成しな。樹脂含有量はく体積比率で）６０％
であった。このプリプレグを２枚積層したものは剥離接
着の測定に、また１００枚積したものはＩＬＳＳの測定
に使用した。積層時のプレス条件はまず３０℃から１７
０℃まで８℃／分の速度で昇温し、次いで１７０℃で６
０分間保持した。このときのプレス圧力は１０−／−で
あった。
下表に剥離接着力、ＩＬＳＳのデータをまとめて示す。
エキシマレーザ−照射により芳香族ポリアミド繊維とエ
ポキシ樹脂との界面接着性能向上に著しい効果がみられ
た。
ポキシ樹脂との界面接着性能向上に著しい効果がみられ
た。
Claims (1)
- ３８０ｎｍ以下の波長を有する紫外線パルスレーザー光
を照射することによって表面改質された芳香族ポリアミ
ド繊維材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26372590A JPH04146263A (ja) | 1990-10-03 | 1990-10-03 | 表面改質された芳香族ポリアミド繊維材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26372590A JPH04146263A (ja) | 1990-10-03 | 1990-10-03 | 表面改質された芳香族ポリアミド繊維材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04146263A true JPH04146263A (ja) | 1992-05-20 |
Family
ID=17393442
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26372590A Pending JPH04146263A (ja) | 1990-10-03 | 1990-10-03 | 表面改質された芳香族ポリアミド繊維材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04146263A (ja) |
-
1990
- 1990-10-03 JP JP26372590A patent/JPH04146263A/ja active Pending
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