JPH07268771A - ゴム補強用アラミド短繊維の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、アラミド繊維の表面を活性
化することによってゴムとの接着力を高めると共に短繊
維の端面にも均一に接着剤を付着させ、ゴム補強用短繊
維としてアラミド繊維本来の優れた特性を十分に発揮さ
せることのできるゴム補強用アラミド短繊維を提供する
ことにある。 【構成】 アラミド長繊維束を均一に開繊しながらポリ
エポキシド化合物を含む第１処理剤で処理し、乾燥し、
カットした後、さらに同一処理剤で再度処理し、乾燥、
熱処理をし、次いでレゾルシン・ホルマリン・ゴムラテ
ックス（ＲＦＬ）を含む第２処理剤で処理し、乾燥、熱
処理することを特徴とするゴム補強用アラミド短繊維の
処理方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はゴム補強用アラミド短繊
維に関するものである。本発明の方法で処理されたゴム
補強用アラミド短繊維は搬送用ゴムベルト等の補強繊維
として利用される。

【０００２】

【従来の技術】従来、ゴムベルト等の力学特性を向上さ
せるため、加硫可能なゴムにセルロース、ビニロン、ナ
イロン、ポリエステルなどの短繊維を配合、補強するこ
とが検討されてきた。これらの短繊維のうちアラミド短
繊維は機械的特性、耐疲労性、耐熱性および化学的性質
に優れているためゴム補強用短繊維として広く使用され
ている。しかしながら、アラミド短繊維は比較的表面が
不活性であるためにゴムとの接着力が低く、またゴムに
配合するときの分散性が悪く、繊維の優れた特性が十分
発揮されていない。そこで、アラミド繊維とゴムとの接
着性を改良するため、繊維表面を活性化したあとレゾル
シン・ホルマリン・ゴムラテックス（ＲＦＬ）で処理す
る方法が用いられている。例えばエポキシ処理やイソシ
アネート処理で活性化したのちＲＦＬ処理する方法があ
げられる。かかる処理をおこなう場合、繊維は繊維束の
状態で処理剤を付与され、熱処理された後、カットされ
る。例えば湾曲バーで開繊しながら均一付着せしめる方
法などが提案されている（特開平４−１４６２２１号公
報）。

【０００３】しかしながら、これらの方法ではカットし
た短繊維の端面には処理剤が付着しておらず、このため
補強用として短繊維をゴム中に充填した際、接着剤の付
着していない端面より亀裂が発生して耐疲労性を悪化さ
せる等の問題が生じ、このためアラミド繊維の優れた特
性を十分に発揮させるところまで至っていない。

【０００４】

【発明の目的】本発明は以上の事情を背景としてなされ
たものであり、本発明の目的は、アラミド繊維の表面を
活性化することによってゴムとの接着力を高めると共に
短繊維の端面にも均一に接着剤を付着させ、ゴム補強用
短繊維としてアラミド繊維本来の優れた特性を十分に発
揮させることのできるゴム補強用アラミド短繊維を提供
することにある。

【０００５】

【発明の構成】すなわち本発明は、アラミド長繊維束を
均一に開繊しながらポリエポキシド化合物を含む第１処
理剤で処理し、乾燥し、カットした後、さらに同一処理
剤で再度処理し、乾燥、熱処理をし、次いでレゾルシン
・ホルマリン・ゴムラテックス（ＲＦＬ）を含む第２処
理剤で処理し、乾燥、熱処理することを特徴とするゴム
補強用アラミド短繊維の処理方法である。

【０００６】ここにアラミド繊維とは、パラ系芳香族ポ
リアミド繊維、メタ系芳香族ポリアミド繊維、あるいは
それぞれの共重合体等である。

【０００７】芳香族環としては例えば１，４−フェニレ
ン基、１，３−フェニレン基、４，４’−ビフェニレン
基、１，５−ナフチレン基、２，６−ナフチレン基、
２，５−ピリジレン基等を挙げることができるが、好ま
しくは１，４−フェニレン基である。芳香族環は、例え
ばハロゲン基（例えば塩素、臭素、フッ素）、低級アル
キル基（メチル基、エチル基、イソプロピル基、ｎ−プ
ロピル基）、低級アルコキシ基（メトキシ基、エトキシ
基）、シアノ基、アセチル基、ニトロ基などを置換基と
して含んでいても良い。

【０００８】具体例としてはポリパラフェニレンテレフ
タルアミド（デュポン社製ケブラーなど）、ポリメタフ
ェニレンイソフタルアミド（帝人株式会社製コーネック
スなど）、ポリパラアミノベンツアミド、ポリ−３，
４’−オキシジフェニレンテレフタルアミド／ポリパラ
フェニレンテレフタルアミド共重合体（帝人株式会社製
テクノーラなど）、ポリパラアミノベンズヒドラジドテ
レフタルアミト等からなる繊維である。

【０００９】なお、上記第１処理剤中にはブロックドポ
リイソシアネート化合物及び／又はゴムラテックスを含
んでもよい。

【００１０】本発明の第１処理剤において使用するポリ
エポキシド化合物は、１分子中に少なくとも２個以上の
エポキシ基を該化合物１００ｇ当たり０．２ｇ当量以上
含有する化合物であり、エチレングリコール、グリセロ
ール、ソルビトール、ペンタエリスリトール、ポリエチ
レングリコール等の多価アルコール類とエピクロルヒド
リンの如きハロゲン含有エポキシド類との反応生成物、
レゾルシン・ビス（４−ヒドロキシフェニル）ジメチル
メタン、フェノール・ホルムアルデヒド樹脂、レゾルシ
ン・ホルムアルデヒド樹脂等の多価フェノール類と前記
ハロゲン含有エポキシド類との反応生成物、過酢酸また
は過酸化水素等で不飽和化合物を酸化して得られるポリ
エポキシド化合物などであり、具体例としては、３，４
−エポキシシクロヘキセンエポキシド、３，４−エポキ
シシクロヘキセンメチル−３，４−エポキシシクロヘキ
センカルボキシレート、ビス（３，４−エポキシ−６−
メチル−シクロヘキシルメチル）アジペート等を挙げる
ことができる。これらのうち、特に多価アルコールとエ
ピクロルヒドリンとの反応生成物、即ち多価アルコール
のポリグリシジルエーテル化合物が優れた性能を発現す
るので好ましい。かかるポリエポキシド化合物は、通常
乳化液として使用する。乳化液または溶液とするには、
例えばかかるポリエポキシド化合物をそのまま、或いは
必要に応じて少量の溶媒に溶解したものを、公知の乳化
剤、例えばアルキルベンゼンスルフォン酸ソーダ、ジオ
クチルスルフォサクシネートナトリウム塩、ノニルフェ
ノールエチレンオキサイド付加物等を用いて乳化または
溶解する。

【００１１】ブロックドイソシアネート化合物はポリイ
ソシアネート化合物とブロック化剤との付加化合物であ
り、加熱によりブロック成分が遊離して活性なポリイソ
シアネート化合物を生じさせるものである。ポリイソシ
アネート化合物としては、例えばトリレジンイソシアネ
ート、メタフェニレンジイソシアネート、ジフェニルメ
タンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネー
ト、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート、トリフ
ェニルメタントリイソシアネート等のポリイソシアネー
ト、或はこれらポリイソシアネートと活性水素原子を２
個以上有する化合物、例えばトリメチロールプロパン、
ペンタエルスリトール等とをイソシアネート基（−ＮＣ
Ｏ）とヒドロキシル基（−ＯＨ）の比が１を越えるモル
比で反応させて得られる末端イソシアネート基含有のポ
リアルキレングリコールアダクトポリイソシアネート等
が挙げられる。特にトリレジンイソシアネート、ジフェ
ニルメタンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニ
ルイソシアネートの如き芳香族ポリイソシアネートが優
れた性能を発揮するので好ましい。

【００１２】ブロック化剤としては、例えばフェノー
ル、チオフェノール、クレゾール、レゾルシノール、等
のフェノール類、ジフェニルアミン、キシリジン等芳香
族第２級アミン類、フタル酸イミド類、カプロラクタ
ム、バレロラクタム等のラクタム類、アセトキシム、メ
チルエチルケトンオキシム、シクロヘキサンオキシム等
のオキシム類および酸性亜硫酸ソーダ等がある。

【００１３】ゴムラテックスとしては、例えば天然ゴム
ラテックス、スチレン・ブタジエン・コポリマーラテッ
クス、ビニルピリジン・スチレン・ブタジエン・ターポ
リマーラテックス、ニトリルゴムラテックス、クロロプ
レンゴムラテックス等があり、これらを補強ゴムの種類
に応じて単独又は併用して使用する。

【００１４】本発明の第２処理剤はレゾルシン・ホルマ
リン・ゴムラテックスを含む組成物であるが、ここに使
用するレゾルシン・ホルマリン・ゴムラテックスは通常
ＲＦＬと呼ばれているものであり、ＲＦＬとしては公知
のいかなる配合であってもよい。

【００１５】ゴムラッテクスとしては、例えば天然ゴム
ラテックス、スチレン・ブタジエン・コポリマーラテッ
クス、ビニルピリジン・スチレン・ブタジエンターポリ
マー、クロロプレンゴムラテックス等があり、これらを
単独又は併用して使用する。

【００１６】第１処理剤をアラミド繊維束へ付着せしめ
るには、ローラーによる塗布もしくはノズルからの噴霧
による塗布または溶液への浸漬など任意の方法を採用す
ることができる。該繊維束に対する固形分付着量を制御
するために圧接ローラーによる絞り、スクレーパー等に
よるかき落し、空気吹き付けによる吹き飛ばし、吸引、
ビーターによる叩き等の手段を用いてもよい。

【００１７】第１処理剤を付付したのち乾燥し、繊維束
を一定長にカットした後、更に第１処理剤を付与し乾燥
・熱処理する。繊維束をいきなり切断すると繊維長のば
らつきが大きくなるだけでなく、繊維が固まりになり易
く以降の処理が困難となる。

【００１８】切断後の短繊維に第１処理剤及び第２処理
剤を付着せしめるには、ノズルからの噴霧による塗布ま
たは溶液への浸漬などの任意の方法を採用することがで
きる。短繊維に対する固形分付着量を制御するために、
短繊維を不織布等の袋に投入し圧接ローラーで絞る方法
や遠心分離で脱液する等の手段を用いるのが良い。

【００１９】第１処理剤、第２処理剤を付与した短繊維
を乾燥・熱処理するには、短繊維を綿やポリエステル等
の袋に投入し、ローラーで０．１〜５．０ｋｇ／ｃｍ²
の圧力で圧接しながら処理すると、短繊維同士の集束や
塊が生じ難く、均一に乾燥、熱処理することができる。
さらに、ゴム中での短繊維の混合分散性を向上させるこ
とができる。

【００２０】アラミド繊維に対する固形分付着量は第１
処理剤組成物として０．１〜１０重量％、好ましくは１
〜５重量％、第２処理剤組成物としては０．５〜１０重
量％、好ましくは１〜５重量％付着せしめるのが好適で
ある。

【００２１】アラミド繊維を第１処理剤で処理した後、
８０℃以上であって分解温度より低い温度、好ましくは
１３０〜２５０℃の温度で乾燥、熱処理し、次いで第２
処理剤で処理した後、１２０℃以上であって１８０〜２
５０℃の温度で乾燥、熱処理する。

【００２２】カット長は０．３〜１０．０ｍｍの範囲に
カットして使用するのが好ましい。特に０．５〜６．０
ｍｍが望ましい。０．３ｍｍ未満では短繊維による補強
効果が得られ難く、また１０．０ｍｍを越えると短繊維
同士のからみが生じ、分散不良となる。

【００２３】

【発明の作用効果】アラミド長繊維束をポリエポキシド
化合物を含む第１処理剤で処理し、乾燥し、カットした
後、さらに同一処理剤で処理し、乾燥、熱処理した後、
次いでレゾルシン・ホルマリン・ゴムラテックス（ＲＦ
Ｌ）を含む第２処理剤にて処理し、乾燥、熱処理するこ
とで短繊維端面にまで接着剤が付着されたゴム補強用ア
ラミド短繊維を得ることができる。短繊維端面にまで接
着剤を付着させているので、短繊維をゴムに補強した
際、ゴムとの接着力を高めると共に、短繊維端面からの
亀裂発生が防止されるので耐疲労性を向上せしめること
ができ、その結果、ゴム補強用繊維としてアラミド繊維
本来の優れた特性を十分発揮せしめることができる。以
下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。なお、
実施例において降伏点引張強度、破断伸び、屈曲疲労寿
命は次のようにして求めた値である。〈降伏点引張強
度、破断伸び〉短繊維を補強したゴムの補強効果と伸び
を示すものである。ＪＩＳ−Ｋ６３０１に従い、３号ダ
ンベル状試験片を５００ｍｍ／ｍｉｎ．の引張速度で切
断させる際の降伏点荷重を試験片の断面積で割った値を
降伏点引張強さとし、切断時の標線間の伸びを破断伸び
とする。 〈屈曲疲労寿命〉短繊維を補強したゴムの疲労性を判定
する一つの目安である。ここでは、東洋精機株式会社の
デマチア屈曲疲労試験機を用い、３号ダンベル状試験片
を５ＨＺの周期で２５％屈曲させ、亀裂までの回数を表
示したものである。

【００２４】

【実施例１〜４、比較例１〜５】メタ型アラミド繊維
（商品名：コーネックス、帝人株式会社製）を、６０万
デニールの太さに引き揃えて供給繊維とした。接着剤は
次のように作成した。デナコールＥＸ−６１１（長瀬産
業株式会社製、ソルビトールポリグリシジルエーテル）
１．９ｇに界面活性剤として、ネオコールＳＷ−３０
（第一工業製薬株式会社製、ジオクチルスルフォサクシ
ネートナトリウム塩３０％水溶液）１．６ｇを加え均一
に溶解した。これを水２００ｇに撹拌しながら加え、各
剤をそれぞれ水に均一に溶解した。ついで４，４’−ジ
フェニルメタン・ジイソシアネートのε−カプロラクタ
ム・ブロック体２９．９ｇを加え、さらに撹拌し、ニッ
ポール１５６２（日本ゼオン株式会社製、アクリロニト
リル・ブタジエン系ラテックス４０％水乳化液）０．５
ｇを加え均一に溶解する。得られた配合液を第１処理剤
とした。

【００２５】また、１０％苛性ソーダ水溶液４．７ｇを
水３００．８ｇに加え、よく撹拌して得られた水溶液中
にレゾルシン１４．５ｇ、ホルマリン（３７％水溶液）
１４．９ｇを加え十分に撹拌して分散させた。この溶液
を２０〜２５℃の雰囲気中に２〜３時間放置し、レゾル
シンとホルマリンとを初期縮合させた。次ぎにニッポー
ル１５６２（日本ゼオン株式会社製、アクリロニトリル
・ブタジエン系ラテックス４０％水乳化液）２３９．１
ｇの中に該レゾルシン・ホルマリン初期縮合物溶液をゆ
っくりかき混ぜながら加えた。最後に水４２７．５ｇを
加え、得られた配合物を第２処理剤とした。

【００２６】供給繊維を該第１処理剤に浸漬し、１３０
℃で乾燥させたのち、所定の繊維長になるようギロチン
カッターでカットした。カットした短繊維を芳香族ポリ
アミド製不織布の袋に入れ、第１処理剤に浸漬したのち
圧接ローラーで絞りながら、１３０℃で乾燥し、次に２
４０℃で熱処理を行い第１浴接着接着処理物とした。

【００２７】これをさらに上記と同様の方法で第２処理
剤に浸漬したのち、乾燥、熱処理を行い、接着処理した
ゴム補強用短繊維を得た。これを端面接着処理有りとし
た。

【００２８】なお、比較例として供給繊維を第１処理剤
に浸漬し、１３０℃で乾燥、２４０℃で熱処理させ、次
いで第２処理剤に浸漬し、同様の方法にて乾燥、熱処理
を行い、この繊維束をギロチンカッターで所定の繊維長
にカットしゴム補強用短繊維を得た。これを端面接着処
理無しとした。

【００２９】得られた短繊維を表１に示すクロロプレン
ゴムを主成分とする未加硫ゴム中に短繊維を５〜１０容
量％に配合し、ＭＳ加圧型ニーダー（ＤＳ３−１０ＭＨ
ＨＳ守山製作所株式会社製）で３分間混練した。短繊維
が配向するよう適当な厚さにシート出しを行い、プレス
加硫によりゴムシートを作り、短繊維の配向方向にサン
プルを切り出し、性能評価に供した。

【００３０】本発明の実施例１〜４、比較例１〜５のゴ
ム配合を表１に、短繊維補強ゴムの特性、屈曲疲労性を
表２に示す。比較例１では端面に接着処理を施している
が、カット長が短いため降伏点引張強度が低く、短繊維
の補強効果が不十分である。比較例２は端面接着処理無
しで、端面接着処理有りの実施例１と比較して降伏点引
張強度、破断伸びは同レベルであるが、屈曲疲労寿命が
短い。比較例３は降伏点引張強度が低く、かつ屈曲疲労
１０万回で引張強度の降伏点が消滅し、短繊維の補強効
果がなくなる。比較例４は端面に接着処理を施している
が、カット長が長いため、屈曲疲労寿命が短い。比較例
５は端面接着処理無しで、端面接着処理有りの実施例３
と比較して降伏点引張強度が低く、屈曲疲労寿命も短
い。

【００３１】

【表１】

【００３２】

【表２】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アラミド長繊維束を均一に開繊しながら
   ポリエポキシド化合物を含む第１処理剤で処理し、乾燥
   し、カットした後、さらに同一処理剤で再度処理し、乾
   燥、熱処理をし、次いでレゾルシン・ホルマリン・ゴム
   ラテックス（ＲＦＬ）を含む第２処理剤で処理し、乾
   燥、熱処理することを特徴とするゴム補強用アラミド短
   繊維の処理方法。