ゴム複合体
【課題】耐圧縮性に優れたゴム複合体を提供すること。
【解決手段】単糸繊度の大きいパラ型全芳香族ポリアミド長繊維を、ゴム補強材として特定量用いる。
【解決手段】単糸繊度の大きいパラ型全芳香族ポリアミド長繊維を、ゴム補強材として特定量用いる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パラ型全芳香族ポリアミド繊維を補強材として用いたゴム複合体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、芳香族ジカルボン酸成分と芳香族ジアミン成分とを主成分としてなるパラ型全芳香族ポリアミド繊維は、高強度、高弾性率、高耐熱性等の特徴を有することから、様々な産業資材用途で幅広く用いられている。
補強ゴムの分野においても、パラ型全芳香族ポリアミド繊維は好適に用いられており（特許文献１参照）、耐熱老化性等の要求に応えてきた。しかしながら、パラ型全芳香族ポリアミド繊維は、引張強度は高いものの圧縮強度が低いため、十分に満足のいく耐圧縮性を有するゴム複合体が得られないという問題が生じていた。
【０００３】
そこで、得られるゴム複合体の圧縮強度を向上させる目的で、電離放射線により硬化する樹脂組成物および／または加熱により硬化する樹脂組成物を全芳香族ポリアミド繊維に含浸し、組成物がＢ−ステージになるよう硬化させた後に補強材として用いる方法が提案されている（特許文献２および３参照）。しかしながら、全芳香族ポリアミド繊維に組成物を含浸させて硬化する方法は、補強材を得るにあたっての操作が複雑であるため、より簡易な方法が望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６２−１０４８４８号公報
【特許文献２】特開昭６１−００７３３５号公報
【特許文献３】特開昭６１−０１２９８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、かかる従来技術を背景になされたものであり、その目的とするところは、耐圧縮性に優れたゴム複合体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、上記課題を解決するため鋭意検討を行った。その結果、単糸繊度の大きいパラ型芳香族ポリアミド長繊維を、ゴム補強材として特定量用いることで、耐圧縮性に優れたゴム複合体が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち本発明は、パラ型全芳香族ポリアミド繊維を補強材として用いたゴム複合体であって、当該パラ型芳香族ポリアミド繊維は、単糸繊度が１０〜５０ｄｔｅｘであり、繊維長が３０ｍｍより長いものであり、当該繊維の含有量が５〜３０質量％であるゴム複合体である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のパラ型芳香族ポリアミド繊維を補強材として使用したゴム複合体は、耐圧縮性に優れる。したがって、本発明のゴム複合体は、例えばタイヤ等、圧縮強度が必要となる分野において、好適に使用することができる。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
＜ゴム複合体＞
本発明のゴム複合体は、補強材として、特定のパラ型全芳香族ポリアミド繊維が特定量配合されたものである。以下に、本発明のゴム複合体の構成成分等について説明する。
【００１０】
［ゴム］
本発明のゴム複合体に用いるゴムとしては、特に制限は無く、従来繊維補強ゴムに用いられている公知のゴムを用いることができる。例えば、天然ゴムや、スチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴム、イソプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、水素化ＮＢＲ等の合成ゴム、あるいはこれらの混合物を用いることができる。また、通常のゴム組成物に添加される、カーボンブラック、加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、亜鉛華等の無機充填剤、ゴム伸展油、その他ゴム薬品についても、必要に応じて添加することができる。
【００１１】
［パラ型全芳香族ポリアミド繊維］
本発明のゴム複合体に用いられるパラ型全芳香族ポリアミド繊維は、パラ型全芳香族ポリアミドを主成分とする繊維を意味する。ここで、「主成分」とは、得られるパラ型全芳香族ポリアミド繊維全体に対して、パラ型全芳香族ポリアミドが５０質量％より大きく１００質量％の範囲であることを意味する。なお、本発明においては、パラ型全芳香族ポリアミドが１００質量％であることが特に好ましい。
【００１２】
本発明のゴム複合体に用いられる繊維を構成するパラ型全芳香族ポリアミドとは、１種または２種以上の２価の芳香族基が、パラ位にてアミド結合により直接連結されたポリマーである。芳香族基としては、２個の芳香環が、酸素、硫黄、または、アルキレン基を介して結合されたものであってもよい。さらに、これらの２価の芳香族基には、メチル基やエチル基等の低級アルキル基、メトキシ基、またはクロル基等のハロゲン基等が含まれていてもよい。
【００１３】
このようなパラ型全芳香族ポリアミドとしては、例えば、ポリパラフェニレンテレフタルアミド、テレフタル酸成分と３，４’−ジアミノジフェニルエーテル成分およびパラフェニレンジアミン成分とが共重合されたコポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレンテレフタルアミド、テレフタル酸成分とフェニルベンゾイミダゾール骨格を有する芳香族ジアミン成分およびパラフェニジレンジアミン成分とが共重合されたコポリパラフェニレン・フェニルベンゾイミダゾール・テレフタルアミド等を挙げることができる。なお、本発明の繊維を構成するパラ型全芳香族ポリアミドは、１種単独であっても、２種以上を併用してもよい。
【００１４】
さらに、本発明においては、アミド系溶剤等に可溶であるため成形加工性に優れ、熱延伸を施すことにより強度や弾性率等の特性を著しく向上できることから、コポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミドを用いることが好ましい。
【００１５】
［パラ型全芳香族ポリアミド繊維の物性］
本発明のゴム複合体に用いられるパラ型全芳香族ポリアミド繊維の物性について説明する。
【００１６】
（単糸繊度）
パラ型全芳香族ポリアミド繊維の単糸繊度は、１０〜５０ｄｔｅｘの範囲である。単糸繊度が１０ｄｔｅｘより小さい場合には、十分な耐圧縮性を有するゴム複合体が得られない。単糸繊度は、１５ｄｔｅｘ以上であることが好ましく、２０ｄｔｅｘ以上がさらに好ましい。
【００１７】
（繊維長）
また、用いるパラ型全芳香族ポリアミド繊維の繊維長が短い場合には、ゴム複合体中で十分な引き揃えができず、均一な耐圧縮性を発現させることが困難となる。このため、パラ型全芳香族ポリアミド繊維の繊維長は、３０ｍｍより長くすることが必須であり、４０ｍｍ以上とすることが好ましく、５０ｍｍ以上とすることが最も好ましい。
【００１８】
（引張強度）
本発明のゴム複合体に用いられるパラ型全芳香族ポリアミド繊維は、引張強度が１５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが好ましい。引張強度が１５ｃＮ／ｄｔｅｘ未満の場合には、耐圧縮性に優れたゴム複合体が得られないため好ましくない。引張強度は、１８ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることがさらに好ましく、２０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが最も好ましい。
【００１９】
（初期弾性率）
また、本発明のゴム複合体に用いられるパラ型全芳香族ポリアミド繊維は、初期弾性率が５００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが好ましい。初期弾性率が５００ｃＮ／ｄｔｅｘ未満の場合には、糸の剛直性が低下して圧縮強度が低下するため好ましくない。初期弾性率は、５２０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることがさらに好ましく、５４０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが最も好ましい。
【００２０】
［パラ型全芳香族ポリアミド繊維の含有量］
本発明のゴム複合体におけるパラ型全芳香族ポリアミド繊維の含有量は、使用するゴム材の質量に対して、１質量％〜３０質量％の範囲とすることが必須であり、３質量％〜２５質量％の範囲とすることが好ましく、５質量％〜２０質量％の範囲とすることが最も好ましい。１質量％未満の場合には、十分な耐圧縮性が得られないため不適となり、３０質量％を超える場合には、ゴム複合体を形成できないため不適となる。
【００２１】
［パラ型全芳香族ポリアミドの製造方法］
本発明のゴム複合体に用いられる繊維を構成するパラ型全芳香族ポリアミドは、従来公知の方法にしたがって製造することができる。例えば、アミド系極性溶媒中で、芳香族ジカルボン酸クロライド成分と、芳香族ジアミン成分とを反応せしめることにより、芳香族ポリアミドのポリマー溶液を得ることができる。
【００２２】
〔パラ型全芳香族ポリアミドの原料〕
（芳香族ジカルボン酸ジクロライド成分）
パラ型全芳香族ポリアミドの原料となる芳香族ジカルボン酸ジクロライド成分は、特に限定されるものではなく、一般的に公知なものを用いることができる。例えば、テレフタル酸ジクロライド、２−クロロテレフタル酸ジクロライド、３−メチルテレフタル酸ジクロライド、４，４’−ビフェニルジカルボン酸ジクロライド、２，６−ナフタレンジカルボン酸ジクロライド、イソフタル酸ジクロライド等を挙げることができる。これらのなかでは、汎用性や繊維の機械的物性等の観点から、テレフタル酸ジクロライドが最も好ましい。
【００２３】
また、これらの芳香族ジカルボン酸ジクロライドは、１種類のみならず２種類以上を用いることができ、その組成比は特に限定されるものではない。なお、本発明においては、パラ位以外の結合を形成するイソフタル酸ジクロライド等の成分が、少量が含まれていてもよい。
【００２４】
（芳香族ジアミン成分）
パラ型全芳香族ポリアミドの原料となる芳香族ジアミン成分としては、例えば、パラフェニレンジアミン、３，４’−ジアミノジフェニルエーテル、パラビフェニレンジアミン、５−アミノ−２−（４−アミノフェニレン）ベンズイミダゾール、１，４−ジクロロパラフェニレンジアミン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。芳香族環に置換基が存在していても、あるいは、その他の複素環等が存在していても差し支えない。
また、これらは１種類のみならず２種類以上を用いることができ、その組成比は特に限定されるものではない。なお、本発明においては、パラ位以外の結合を形成するメタフェニレンジアミン等の成分が、少量含まれていてもよい。
【００２５】
本発明においては、パラ型全芳香族ポリアミドとしてコポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミドを用いることが好ましいため、その原料となる芳香族ジアミン成分としては、パラフェニレンジアミンと３，４’−ジアミノジフェニルエーテルとを組み合わせて用いることが好ましい。
その組成比は特に限定されるものではないが、芳香族ジアミンの全量に対して、パラフェニレンジアミンの組成、および、３，４’−ジアミノジフェニルエーテルの組成を、それぞれ３０〜７０モル％、７０〜３０モル％とすることが好ましく、さらに好ましくは、それぞれ４０〜６０モル％、６０〜４０モル％、最も好ましくは、それぞれ４５〜５５モル％、５５〜４５モル％との範囲する。
【００２６】
〔原料組成比〕
芳香族ポリアミドの原料となる上記の芳香族ジカルボン酸クロライド成分と芳香族ジアミン成分との比は、芳香族ジアミン成分に対する芳香族ジカルボン酸クロライド成分のモル比として、０．９０以上１．１０以下の範囲とすることが好ましく、０．９５以上１．０５以下の範囲とすることがより好ましい。芳香族ジカルボン酸クロライド成分のモル比が０．９０未満または１．１０を超える場合には、芳香族ジアミン成分との反応が十分に進まず、高い重合度が得られないため好ましくない。
【００２７】
〔反応条件〕
芳香族ジカルボン酸クロライド成分と芳香族ジアミン成分との反応条件は、特に限定されるものではない。酸クロライドとジアミンとの反応は一般に急速であり、反応温度としては、例えば、−２５℃以上１００℃以下の範囲とすることが好ましく、−１０℃以上８０℃以下の範囲とすることがさらに好ましい。
【００２８】
〔重合溶媒〕
パラ型全芳香族ポリアミドの製造に用いるアミド系溶媒としては、例えば、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（以下、ＮＭＰともいう）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ジメチルイミダゾリジノン等が挙げられる。これらの溶媒は、１種単独であっても、また、２種以上の混合溶媒として用いることも可能である。なお、用いる溶媒は、脱水されていることが望ましい。
パラ型全芳香族ポリアミドの製造においては、汎用性、有害性、取り扱い性、パラ型全芳香族ポリアミドに対する溶解性等の観点から、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を用いることが最も好ましい。
【００２９】
〔中和反応〕
反応終了後には、必要に応じて、塩基性の無機化合物、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、酸化カルシウム等を添加して、中和反応を実施することが好ましい。
【００３０】
〔重合後処理等〕
重合して得られる芳香族ポリアミドは、アルコール、水等の非溶媒に投入して沈殿せしめ、パルプ状にして取り出すことができる。取り出された芳香族ポリアミドを再度他の溶媒に溶解し、その後に繊維の成形に供することもできるが、重合反応によって得られたポリマー溶液を、そのまま紡糸用溶液（ドープ）に調整して用いることも可能である。一度取り出してから再度溶解させる際に用いる溶媒としては、芳香族ポリアミドを溶解するものであれば特に限定されるものではないが、上記した芳香族ポリアミドの重合に用いられる溶媒とすることが、上記の理由から好ましい。
【００３１】
［パラ型全芳香族ポリアミド繊維の製造方法］
本発明に用いられるパラ型全芳香族ポリアミド繊維の製造方法においては、先ず、パラ型全芳香族ポリアミドと溶媒とを含む紡糸用溶液（ポリマードープ）を、紡糸口金から吐出する。
【００３２】
（紡糸用溶液（ポリマードープ）の調整）
パラ型全芳香族ポリアミドおよび溶媒を含む紡糸用溶液（ドープ）を調整する方法は、特に限定されるものではない。紡糸用溶液（ドープ）の調製に用いられる溶媒としては、上記したパラ型全芳香族ポリアミドの重合に用いられる溶媒を使用することが好ましい。なお、用いられる溶媒は１種単独であっても、２種以上の溶媒を混合した混合溶媒であってもよい。パラ型全芳香族ポリアミドの製造によって得られたポリマー溶液から当該ポリマーを単離することなく、そのまま用いることも可能である。
さらに、パラ型全芳香族ポリアミドの溶媒への溶解性を高める目的で、溶解助剤として無機塩を用いることもできる。無機塩としては、例えば、塩化カルシウム、塩化リチウム等が挙げられる。ポリマードープに対する無機塩の添加量としては特に限定されるものではないが、ポリマー溶解性向上の効果や、無機塩の溶媒への溶解度等の観点から、ポリマードープ質量に対して１〜１０質量％とすることが好ましい。
【００３３】
また、繊維に機能性等を付与する目的で、本発明の要旨を超えない範囲において添加剤等のその他の任意成分を配合してもよい。添加剤等を配合する場合には、ドープの調整において導入することができる。導入の方法は特に限定されるものではなく、例えば、ドープに対して、ルーダーやミキサ等を使用して導入することができる。
なお、紡糸用溶液（ドープ）におけるポリマー濃度、すなわちパラ型全芳香族ポリアミドの濃度は、０．５質量％以上３０質量％以下の範囲とすることが好ましい。紡糸用溶液（ドープ）におけるポリマー濃度が０．５質量％未満の場合には、ポリマーの絡み合いが少ないため紡糸に必要な粘度を得ることができず、紡糸時の吐出安定性が低下してしまう。一方で、ポリマー濃度が３０質量％を超える場合には、ドープの粘性が急激に増加することから紡糸時の吐出安定性が低下し、紡糸パック内の急激な圧上昇により安定した紡糸が困難となりやすい。
【００３４】
（紡糸・凝固工程）
紡糸・凝固工程においては、湿式法、半乾半湿式法等により繊維を成形する。例えば半乾半湿式法においては、紡糸用溶液（ドープ）を紡糸口金から吐出し、貧溶媒からなる凝固浴中で凝固させて未延伸糸を得る。用いる紡糸口金は、得られる繊維の単糸繊度を１０〜５０ｄｔｅｘの範囲にできるものであれば、穴径やノズル長、材質等は特に限定されるものではなく、曳糸性等を考慮して適宜調整することができる。
紡糸口金を通過する際のポリマードープの温度、および紡糸口金の温度は、特に限定されるものではないが、曵糸性やポリマードープの吐出圧の観点から、８０〜１２０℃とすることが好ましい。
【００３５】
次に、紡糸口金から吐出したポリマードープを、凝固液中で凝固する。このとき、紡糸口金と凝固液との温度が大きく異なる場合には、紡糸口金と凝固液とが接触するとそれぞれの温度が変化し、その結果、紡糸工程の制御が困難となる。そこで、紡糸口金と凝固液との温度が大きく異なる場合には、エアギャップを設けた半乾半湿式紡糸を行うことが好ましい。エアギャップの長さは、特に限定されるものではないが、温度の制御性、曵糸性等の観点から、５〜１５ｍｍの範囲とすることが好ましい。
ここで用いる凝固液は、例えば、ＮＭＰ水溶液であり、その温度や濃度は、特に限定されるものではない。形成された糸の凝固状態や後の工程通過性等に問題がない範囲で、適宜調整することができる。
【００３６】
（水洗工程）
次に、上記で得られた凝固糸を水洗する。水洗工程は、糸中に含まれるＮＭＰ等の溶媒を水に拡散させ、糸中から溶媒を除去することを目的とする。本発明に用いられる繊維は、繊度の大きいものであるが、フィラメント毎の残存溶媒量のばらつきが少なく、かつ、高いレベルで溶媒が除去されたものである。水洗工程通過後の糸中の残存溶媒量が高い場合には、後の工程での工程通過性や得られる繊維の物性、品位が低下するため好ましくない。
【００３７】
なお、水洗工程においては繊維束が絶えず通過するため、それにより水洗浴の溶媒濃度が高くなる問題がある。このため、溶媒を含まない水を絶えず供給し、水洗浴内の溶媒濃度を一定に保つことが好ましい。
水洗後の糸に対しては、後の乾燥工程や熱延伸工程における単繊維同士の融着を抑制する目的で、無機微粒子を付与することが好ましい。付与する無機微粒子の種類や付着量は、単繊維同士の融着を抑制できれば特に限定されるものではない。またここで付着した無機微粒子は、熱延伸工程後の除去工程において、水シャワーや圧空を吹き付けることにより、除去することができる。
【００３８】
（乾燥工程）
次に、乾燥工程において、溶媒を除去した繊維を乾燥する。乾燥条件は特に限定されるものではなく、繊維に付着した水分を十分に除去できる条件であれば問題はないが、作業性や繊維の熱による劣化を考慮すると、１５０〜２５０℃の範囲とすることが好ましい。また、乾燥は、ローラー等の接触型の乾燥装置、あるいは、乾燥炉中に繊維を通過させる等といった非接触型の乾燥装置のいずれを用いることもできる。
【００３９】
（熱延伸工程）
次いで、乾燥後の繊維を熱延伸する。この工程は、繊維の熱延伸することにより、繊維中のポリマー分子を高度に配向させ、強度を付与することを目的とする。このときの熱延伸温度は、３００〜６００℃の範囲が好ましく、さらに好ましくは３２０℃〜５８０℃、最も好ましくは３５０〜５５０℃の範囲である。熱延伸温度が３００℃未満の場合には、糸の延伸が十分に得られず好ましくない。一方で、６００℃を超える場合には、ポリマーの熱分解が起こるために繊維が劣化し、高強度の糸を得ることが困難となる。
熱延伸工程における延伸倍率は、５倍〜１５倍とすることが好ましいが、特にこの範囲に限定されるものではない。またこの熱延伸工程は、必要に応じて多段階に分けて行っても特に差し支えはない。
【００４０】
［微粒子除去］
次いで、単繊維同士の融着を抑制する目的で予め無機微粒子を付与した場合には、除去することが好ましい。無機微粒子の除去は、必要に応じて省略することも可能であるが、無機微粒子は、繊維の色相に影響し、また、スカム発生の原因となるため、過剰に付着しているものに関しては除去することが好ましい。
除去方法については特に限定されるものではないが、水シャワーや圧空を吹き付けることで、過剰分の無機微粒子を除去することができる。
【００４１】
（巻き取り）
その後、必要に応じて、繊維に対して帯電抑制や潤滑性を付与する目的で油剤を付与し、最後にワインダーで巻き取る。付与する油剤の種類や付与する量等は、特に限定されるものではなく、公知の方法をそのまま適用することができる。また、ワインダーでの巻き取り方法についても特に限定されるものではなく、公知のワインダーを用いて、適宜巻き取り条件を調整して巻き取ることができる。
【００４２】
（カット）
本発明に用いられるパラ型全芳香族ポリアミド繊維は、３０ｍｍより長いものであれば、カットされたものであってもよい。カット方法は特に限定されるものではなく、公知の方法を採用することができる。例えば、ギロチンカッター、ロータリーディスクカッターを用いて、繊維を所定の繊維長にカットする方法等が挙げられる。
【００４３】
＜ゴム複合体の作成方法＞
ゴム複合体の作成方法は、公知の方法を用いることが可能である。例えば、使用するゴム組成物の板上に補強用長繊維を引き揃えて並べ、その上からゴム組成物をさらに流し込み、ゴム複合体を得る方法が挙げられる。あるいは、マトリックスとなるゴム組成物にカットしたパラ型全芳香族ポリアミド繊維を含む組成物を練り込み、最終的なゴム複合体とする方法、または、カットされたパラ型全芳香族ポリアミド繊維を含む組成物をあらかじめ作成し、少量のゴム組成物と混合して最終的なゴム複合体とする方法等が挙げられる。
【実施例】
【００４４】
以下、本発明を実施例等によりさらに具体的に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、これらに何等限定されるものではない。
【００４５】
＜測定・評価方法＞
実施例および比較例においては、下記の項目について、下記の方法によって測定・評価を行った。
（１）圧縮強度
ＪＩＳ Ｋ７２０８に沿って測定し、歪率２０％のときの値を求めた。
（２）繊維の繊度
得られた繊維を、公知の検尺機を用いて１００ｍ巻き取り、その質量を測定した。得られた質量に１００を乗じた値を、１００００ｍあたりの繊度（ｄｔｅｘ）として算出した。
（３）繊維の引張強度、初期弾性率
引張試験機（ＩＮＳＴＲＯＮ社製、商品名：ＩＮＳＴＲＯＮ、型式：５５６５型）により、糸試験用チャックを用いて、ＡＳＴＭ Ｄ８８５の手順に基づき、以下の条件で測定を実施した。
［測定条件］
温度 ：室温
試験片 ：７５ｃｍ
試験速度 ：２５０ｍｍ／分
チャック間距離 ：５００ｍｍ
【００４６】
＜実施例１＞
［パラ型全芳香族ポリアミドの製造］
パラフェニレンジアミン５０質量部と３，４’−ジアミノジフェニルエーテル５０質量部をＮＭＰに溶解させ、これに、テレフタル酸ジクロライド１００質量部を添加し、重縮合反応を行い、コポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレンテレフタルアミドのポリマー溶液（ドープ）を得た。このときのポリマー濃度は６質量％、ポリマーの極限粘度（ＩＶ）は３．３８であった。
【００４７】
［パラ型全芳香族ポリアミド繊維の製造］
穴径０．８ｍｍ、穴数が２００の紡糸口金を１０５℃に加熱した後、１０５℃に加熱した上記で得られたポリマー溶液（ドープ）を吐出し、１０ｍｍのエアギャップを介して、ＮＭＰ濃度３０質量％の６０℃の水溶液で満たされた凝固浴を通過させることにより、ポリマーが凝固した繊維束を得た。
次いで、６０℃に調整した水洗浴に、凝固後の繊維束を通過させ、水洗を行った。
次いで、乾燥工程や熱延伸工程における単糸同士の融着を抑制する目的で、タルクおよびオスモスを、繊維質量に対して２質量％付着させた。
タルクおよびオスモスが付着した繊維を、２００℃の乾燥ローラーにて乾燥後、３８０℃で１段目の熱延伸を行った。このときの延伸倍率は２．４倍であった。その後、続けて５３０℃で２段目の熱延伸を行った。このときの延伸倍率は４倍であった。
最後に、延伸された繊維をワインダーで紙管に巻き取って、単糸繊度２０ｄｔｅｘのパラ型全芳香族ポリアミド繊維を得た。得られた繊維の物性を、表１に示す。
続いて、得られたパラ型全芳香族ポリアミド繊維を、ギロチンカッターを用いて５０ｍｍにカットした。
【００４８】
［ゴム複合体の作成］
上記で得られた繊維長５０ｍｍのパラ型全芳香族ポリアミド繊維を、ＳＢＲゴム（ＪＳＲ１５０６）の板上に引き揃えて平行に並べ、型枠を設置した後に、さらにＳＢＲゴムを上部より流し込んで固化させてゴム複合体を得た。このとき、ゴム複合体中におけるパラ型全芳香族ポリアミド繊維の含有量は、５質量％となるようにした。得られたゴム複合体の圧縮強度を、表１に示す。
【００４９】
＜実施例２＞
パラ型全芳香族ポリアミド繊維のゴム複合体における含有量を３０質量％とした以外は、実施例１と同一の方法にてゴム複合体を作成した。得られたゴム複合体の圧縮強度を、表１に示す。
【００５０】
＜比較例１＞
パラ型全芳香族ポリアミド繊維の単糸繊度を１．６７ｄｔｅｘ、繊維長を４０ｍｍとした以外は、実施例１と同一の方法にてゴム複合体を作成した。得られたゴム複合体の圧縮強度を、表１に示す。
【００５１】
＜比較例２＞
パラ型全芳香族ポリアミド繊維の繊維長を１０ｍｍとした以外は、実施例１と同一の方法にてゴム複合体を作成した。得られたゴム複合体の圧縮強度を、表１に示す。
【００５２】
＜比較例３＞
パラ型全芳香族ポリアミド繊維の繊維長を４０ｍｍとし、ゴム複合体における含有量を０．５質量％とした以外は、実施例１と同一の方法にてゴム複合体を作成した。得られたゴム複合体の圧縮強度を、表１に示す。
【００５３】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明のゴム複合体は、耐圧縮性に優れているため、例えばタイヤ等、圧縮強度が必要となる分野において大変有用である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パラ型全芳香族ポリアミド繊維を補強材として用いたゴム複合体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、芳香族ジカルボン酸成分と芳香族ジアミン成分とを主成分としてなるパラ型全芳香族ポリアミド繊維は、高強度、高弾性率、高耐熱性等の特徴を有することから、様々な産業資材用途で幅広く用いられている。
補強ゴムの分野においても、パラ型全芳香族ポリアミド繊維は好適に用いられており（特許文献１参照）、耐熱老化性等の要求に応えてきた。しかしながら、パラ型全芳香族ポリアミド繊維は、引張強度は高いものの圧縮強度が低いため、十分に満足のいく耐圧縮性を有するゴム複合体が得られないという問題が生じていた。
【０００３】
そこで、得られるゴム複合体の圧縮強度を向上させる目的で、電離放射線により硬化する樹脂組成物および／または加熱により硬化する樹脂組成物を全芳香族ポリアミド繊維に含浸し、組成物がＢ−ステージになるよう硬化させた後に補強材として用いる方法が提案されている（特許文献２および３参照）。しかしながら、全芳香族ポリアミド繊維に組成物を含浸させて硬化する方法は、補強材を得るにあたっての操作が複雑であるため、より簡易な方法が望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６２−１０４８４８号公報
【特許文献２】特開昭６１−００７３３５号公報
【特許文献３】特開昭６１−０１２９８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、かかる従来技術を背景になされたものであり、その目的とするところは、耐圧縮性に優れたゴム複合体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、上記課題を解決するため鋭意検討を行った。その結果、単糸繊度の大きいパラ型芳香族ポリアミド長繊維を、ゴム補強材として特定量用いることで、耐圧縮性に優れたゴム複合体が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち本発明は、パラ型全芳香族ポリアミド繊維を補強材として用いたゴム複合体であって、当該パラ型芳香族ポリアミド繊維は、単糸繊度が１０〜５０ｄｔｅｘであり、繊維長が３０ｍｍより長いものであり、当該繊維の含有量が５〜３０質量％であるゴム複合体である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のパラ型芳香族ポリアミド繊維を補強材として使用したゴム複合体は、耐圧縮性に優れる。したがって、本発明のゴム複合体は、例えばタイヤ等、圧縮強度が必要となる分野において、好適に使用することができる。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
＜ゴム複合体＞
本発明のゴム複合体は、補強材として、特定のパラ型全芳香族ポリアミド繊維が特定量配合されたものである。以下に、本発明のゴム複合体の構成成分等について説明する。
【００１０】
［ゴム］
本発明のゴム複合体に用いるゴムとしては、特に制限は無く、従来繊維補強ゴムに用いられている公知のゴムを用いることができる。例えば、天然ゴムや、スチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴム、イソプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、水素化ＮＢＲ等の合成ゴム、あるいはこれらの混合物を用いることができる。また、通常のゴム組成物に添加される、カーボンブラック、加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、亜鉛華等の無機充填剤、ゴム伸展油、その他ゴム薬品についても、必要に応じて添加することができる。
【００１１】
［パラ型全芳香族ポリアミド繊維］
本発明のゴム複合体に用いられるパラ型全芳香族ポリアミド繊維は、パラ型全芳香族ポリアミドを主成分とする繊維を意味する。ここで、「主成分」とは、得られるパラ型全芳香族ポリアミド繊維全体に対して、パラ型全芳香族ポリアミドが５０質量％より大きく１００質量％の範囲であることを意味する。なお、本発明においては、パラ型全芳香族ポリアミドが１００質量％であることが特に好ましい。
【００１２】
本発明のゴム複合体に用いられる繊維を構成するパラ型全芳香族ポリアミドとは、１種または２種以上の２価の芳香族基が、パラ位にてアミド結合により直接連結されたポリマーである。芳香族基としては、２個の芳香環が、酸素、硫黄、または、アルキレン基を介して結合されたものであってもよい。さらに、これらの２価の芳香族基には、メチル基やエチル基等の低級アルキル基、メトキシ基、またはクロル基等のハロゲン基等が含まれていてもよい。
【００１３】
このようなパラ型全芳香族ポリアミドとしては、例えば、ポリパラフェニレンテレフタルアミド、テレフタル酸成分と３，４’−ジアミノジフェニルエーテル成分およびパラフェニレンジアミン成分とが共重合されたコポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレンテレフタルアミド、テレフタル酸成分とフェニルベンゾイミダゾール骨格を有する芳香族ジアミン成分およびパラフェニジレンジアミン成分とが共重合されたコポリパラフェニレン・フェニルベンゾイミダゾール・テレフタルアミド等を挙げることができる。なお、本発明の繊維を構成するパラ型全芳香族ポリアミドは、１種単独であっても、２種以上を併用してもよい。
【００１４】
さらに、本発明においては、アミド系溶剤等に可溶であるため成形加工性に優れ、熱延伸を施すことにより強度や弾性率等の特性を著しく向上できることから、コポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミドを用いることが好ましい。
【００１５】
［パラ型全芳香族ポリアミド繊維の物性］
本発明のゴム複合体に用いられるパラ型全芳香族ポリアミド繊維の物性について説明する。
【００１６】
（単糸繊度）
パラ型全芳香族ポリアミド繊維の単糸繊度は、１０〜５０ｄｔｅｘの範囲である。単糸繊度が１０ｄｔｅｘより小さい場合には、十分な耐圧縮性を有するゴム複合体が得られない。単糸繊度は、１５ｄｔｅｘ以上であることが好ましく、２０ｄｔｅｘ以上がさらに好ましい。
【００１７】
（繊維長）
また、用いるパラ型全芳香族ポリアミド繊維の繊維長が短い場合には、ゴム複合体中で十分な引き揃えができず、均一な耐圧縮性を発現させることが困難となる。このため、パラ型全芳香族ポリアミド繊維の繊維長は、３０ｍｍより長くすることが必須であり、４０ｍｍ以上とすることが好ましく、５０ｍｍ以上とすることが最も好ましい。
【００１８】
（引張強度）
本発明のゴム複合体に用いられるパラ型全芳香族ポリアミド繊維は、引張強度が１５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが好ましい。引張強度が１５ｃＮ／ｄｔｅｘ未満の場合には、耐圧縮性に優れたゴム複合体が得られないため好ましくない。引張強度は、１８ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることがさらに好ましく、２０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが最も好ましい。
【００１９】
（初期弾性率）
また、本発明のゴム複合体に用いられるパラ型全芳香族ポリアミド繊維は、初期弾性率が５００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが好ましい。初期弾性率が５００ｃＮ／ｄｔｅｘ未満の場合には、糸の剛直性が低下して圧縮強度が低下するため好ましくない。初期弾性率は、５２０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることがさらに好ましく、５４０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが最も好ましい。
【００２０】
［パラ型全芳香族ポリアミド繊維の含有量］
本発明のゴム複合体におけるパラ型全芳香族ポリアミド繊維の含有量は、使用するゴム材の質量に対して、１質量％〜３０質量％の範囲とすることが必須であり、３質量％〜２５質量％の範囲とすることが好ましく、５質量％〜２０質量％の範囲とすることが最も好ましい。１質量％未満の場合には、十分な耐圧縮性が得られないため不適となり、３０質量％を超える場合には、ゴム複合体を形成できないため不適となる。
【００２１】
［パラ型全芳香族ポリアミドの製造方法］
本発明のゴム複合体に用いられる繊維を構成するパラ型全芳香族ポリアミドは、従来公知の方法にしたがって製造することができる。例えば、アミド系極性溶媒中で、芳香族ジカルボン酸クロライド成分と、芳香族ジアミン成分とを反応せしめることにより、芳香族ポリアミドのポリマー溶液を得ることができる。
【００２２】
〔パラ型全芳香族ポリアミドの原料〕
（芳香族ジカルボン酸ジクロライド成分）
パラ型全芳香族ポリアミドの原料となる芳香族ジカルボン酸ジクロライド成分は、特に限定されるものではなく、一般的に公知なものを用いることができる。例えば、テレフタル酸ジクロライド、２−クロロテレフタル酸ジクロライド、３−メチルテレフタル酸ジクロライド、４，４’−ビフェニルジカルボン酸ジクロライド、２，６−ナフタレンジカルボン酸ジクロライド、イソフタル酸ジクロライド等を挙げることができる。これらのなかでは、汎用性や繊維の機械的物性等の観点から、テレフタル酸ジクロライドが最も好ましい。
【００２３】
また、これらの芳香族ジカルボン酸ジクロライドは、１種類のみならず２種類以上を用いることができ、その組成比は特に限定されるものではない。なお、本発明においては、パラ位以外の結合を形成するイソフタル酸ジクロライド等の成分が、少量が含まれていてもよい。
【００２４】
（芳香族ジアミン成分）
パラ型全芳香族ポリアミドの原料となる芳香族ジアミン成分としては、例えば、パラフェニレンジアミン、３，４’−ジアミノジフェニルエーテル、パラビフェニレンジアミン、５−アミノ−２−（４−アミノフェニレン）ベンズイミダゾール、１，４−ジクロロパラフェニレンジアミン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。芳香族環に置換基が存在していても、あるいは、その他の複素環等が存在していても差し支えない。
また、これらは１種類のみならず２種類以上を用いることができ、その組成比は特に限定されるものではない。なお、本発明においては、パラ位以外の結合を形成するメタフェニレンジアミン等の成分が、少量含まれていてもよい。
【００２５】
本発明においては、パラ型全芳香族ポリアミドとしてコポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミドを用いることが好ましいため、その原料となる芳香族ジアミン成分としては、パラフェニレンジアミンと３，４’−ジアミノジフェニルエーテルとを組み合わせて用いることが好ましい。
その組成比は特に限定されるものではないが、芳香族ジアミンの全量に対して、パラフェニレンジアミンの組成、および、３，４’−ジアミノジフェニルエーテルの組成を、それぞれ３０〜７０モル％、７０〜３０モル％とすることが好ましく、さらに好ましくは、それぞれ４０〜６０モル％、６０〜４０モル％、最も好ましくは、それぞれ４５〜５５モル％、５５〜４５モル％との範囲する。
【００２６】
〔原料組成比〕
芳香族ポリアミドの原料となる上記の芳香族ジカルボン酸クロライド成分と芳香族ジアミン成分との比は、芳香族ジアミン成分に対する芳香族ジカルボン酸クロライド成分のモル比として、０．９０以上１．１０以下の範囲とすることが好ましく、０．９５以上１．０５以下の範囲とすることがより好ましい。芳香族ジカルボン酸クロライド成分のモル比が０．９０未満または１．１０を超える場合には、芳香族ジアミン成分との反応が十分に進まず、高い重合度が得られないため好ましくない。
【００２７】
〔反応条件〕
芳香族ジカルボン酸クロライド成分と芳香族ジアミン成分との反応条件は、特に限定されるものではない。酸クロライドとジアミンとの反応は一般に急速であり、反応温度としては、例えば、−２５℃以上１００℃以下の範囲とすることが好ましく、−１０℃以上８０℃以下の範囲とすることがさらに好ましい。
【００２８】
〔重合溶媒〕
パラ型全芳香族ポリアミドの製造に用いるアミド系溶媒としては、例えば、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（以下、ＮＭＰともいう）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ジメチルイミダゾリジノン等が挙げられる。これらの溶媒は、１種単独であっても、また、２種以上の混合溶媒として用いることも可能である。なお、用いる溶媒は、脱水されていることが望ましい。
パラ型全芳香族ポリアミドの製造においては、汎用性、有害性、取り扱い性、パラ型全芳香族ポリアミドに対する溶解性等の観点から、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を用いることが最も好ましい。
【００２９】
〔中和反応〕
反応終了後には、必要に応じて、塩基性の無機化合物、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、酸化カルシウム等を添加して、中和反応を実施することが好ましい。
【００３０】
〔重合後処理等〕
重合して得られる芳香族ポリアミドは、アルコール、水等の非溶媒に投入して沈殿せしめ、パルプ状にして取り出すことができる。取り出された芳香族ポリアミドを再度他の溶媒に溶解し、その後に繊維の成形に供することもできるが、重合反応によって得られたポリマー溶液を、そのまま紡糸用溶液（ドープ）に調整して用いることも可能である。一度取り出してから再度溶解させる際に用いる溶媒としては、芳香族ポリアミドを溶解するものであれば特に限定されるものではないが、上記した芳香族ポリアミドの重合に用いられる溶媒とすることが、上記の理由から好ましい。
【００３１】
［パラ型全芳香族ポリアミド繊維の製造方法］
本発明に用いられるパラ型全芳香族ポリアミド繊維の製造方法においては、先ず、パラ型全芳香族ポリアミドと溶媒とを含む紡糸用溶液（ポリマードープ）を、紡糸口金から吐出する。
【００３２】
（紡糸用溶液（ポリマードープ）の調整）
パラ型全芳香族ポリアミドおよび溶媒を含む紡糸用溶液（ドープ）を調整する方法は、特に限定されるものではない。紡糸用溶液（ドープ）の調製に用いられる溶媒としては、上記したパラ型全芳香族ポリアミドの重合に用いられる溶媒を使用することが好ましい。なお、用いられる溶媒は１種単独であっても、２種以上の溶媒を混合した混合溶媒であってもよい。パラ型全芳香族ポリアミドの製造によって得られたポリマー溶液から当該ポリマーを単離することなく、そのまま用いることも可能である。
さらに、パラ型全芳香族ポリアミドの溶媒への溶解性を高める目的で、溶解助剤として無機塩を用いることもできる。無機塩としては、例えば、塩化カルシウム、塩化リチウム等が挙げられる。ポリマードープに対する無機塩の添加量としては特に限定されるものではないが、ポリマー溶解性向上の効果や、無機塩の溶媒への溶解度等の観点から、ポリマードープ質量に対して１〜１０質量％とすることが好ましい。
【００３３】
また、繊維に機能性等を付与する目的で、本発明の要旨を超えない範囲において添加剤等のその他の任意成分を配合してもよい。添加剤等を配合する場合には、ドープの調整において導入することができる。導入の方法は特に限定されるものではなく、例えば、ドープに対して、ルーダーやミキサ等を使用して導入することができる。
なお、紡糸用溶液（ドープ）におけるポリマー濃度、すなわちパラ型全芳香族ポリアミドの濃度は、０．５質量％以上３０質量％以下の範囲とすることが好ましい。紡糸用溶液（ドープ）におけるポリマー濃度が０．５質量％未満の場合には、ポリマーの絡み合いが少ないため紡糸に必要な粘度を得ることができず、紡糸時の吐出安定性が低下してしまう。一方で、ポリマー濃度が３０質量％を超える場合には、ドープの粘性が急激に増加することから紡糸時の吐出安定性が低下し、紡糸パック内の急激な圧上昇により安定した紡糸が困難となりやすい。
【００３４】
（紡糸・凝固工程）
紡糸・凝固工程においては、湿式法、半乾半湿式法等により繊維を成形する。例えば半乾半湿式法においては、紡糸用溶液（ドープ）を紡糸口金から吐出し、貧溶媒からなる凝固浴中で凝固させて未延伸糸を得る。用いる紡糸口金は、得られる繊維の単糸繊度を１０〜５０ｄｔｅｘの範囲にできるものであれば、穴径やノズル長、材質等は特に限定されるものではなく、曳糸性等を考慮して適宜調整することができる。
紡糸口金を通過する際のポリマードープの温度、および紡糸口金の温度は、特に限定されるものではないが、曵糸性やポリマードープの吐出圧の観点から、８０〜１２０℃とすることが好ましい。
【００３５】
次に、紡糸口金から吐出したポリマードープを、凝固液中で凝固する。このとき、紡糸口金と凝固液との温度が大きく異なる場合には、紡糸口金と凝固液とが接触するとそれぞれの温度が変化し、その結果、紡糸工程の制御が困難となる。そこで、紡糸口金と凝固液との温度が大きく異なる場合には、エアギャップを設けた半乾半湿式紡糸を行うことが好ましい。エアギャップの長さは、特に限定されるものではないが、温度の制御性、曵糸性等の観点から、５〜１５ｍｍの範囲とすることが好ましい。
ここで用いる凝固液は、例えば、ＮＭＰ水溶液であり、その温度や濃度は、特に限定されるものではない。形成された糸の凝固状態や後の工程通過性等に問題がない範囲で、適宜調整することができる。
【００３６】
（水洗工程）
次に、上記で得られた凝固糸を水洗する。水洗工程は、糸中に含まれるＮＭＰ等の溶媒を水に拡散させ、糸中から溶媒を除去することを目的とする。本発明に用いられる繊維は、繊度の大きいものであるが、フィラメント毎の残存溶媒量のばらつきが少なく、かつ、高いレベルで溶媒が除去されたものである。水洗工程通過後の糸中の残存溶媒量が高い場合には、後の工程での工程通過性や得られる繊維の物性、品位が低下するため好ましくない。
【００３７】
なお、水洗工程においては繊維束が絶えず通過するため、それにより水洗浴の溶媒濃度が高くなる問題がある。このため、溶媒を含まない水を絶えず供給し、水洗浴内の溶媒濃度を一定に保つことが好ましい。
水洗後の糸に対しては、後の乾燥工程や熱延伸工程における単繊維同士の融着を抑制する目的で、無機微粒子を付与することが好ましい。付与する無機微粒子の種類や付着量は、単繊維同士の融着を抑制できれば特に限定されるものではない。またここで付着した無機微粒子は、熱延伸工程後の除去工程において、水シャワーや圧空を吹き付けることにより、除去することができる。
【００３８】
（乾燥工程）
次に、乾燥工程において、溶媒を除去した繊維を乾燥する。乾燥条件は特に限定されるものではなく、繊維に付着した水分を十分に除去できる条件であれば問題はないが、作業性や繊維の熱による劣化を考慮すると、１５０〜２５０℃の範囲とすることが好ましい。また、乾燥は、ローラー等の接触型の乾燥装置、あるいは、乾燥炉中に繊維を通過させる等といった非接触型の乾燥装置のいずれを用いることもできる。
【００３９】
（熱延伸工程）
次いで、乾燥後の繊維を熱延伸する。この工程は、繊維の熱延伸することにより、繊維中のポリマー分子を高度に配向させ、強度を付与することを目的とする。このときの熱延伸温度は、３００〜６００℃の範囲が好ましく、さらに好ましくは３２０℃〜５８０℃、最も好ましくは３５０〜５５０℃の範囲である。熱延伸温度が３００℃未満の場合には、糸の延伸が十分に得られず好ましくない。一方で、６００℃を超える場合には、ポリマーの熱分解が起こるために繊維が劣化し、高強度の糸を得ることが困難となる。
熱延伸工程における延伸倍率は、５倍〜１５倍とすることが好ましいが、特にこの範囲に限定されるものではない。またこの熱延伸工程は、必要に応じて多段階に分けて行っても特に差し支えはない。
【００４０】
［微粒子除去］
次いで、単繊維同士の融着を抑制する目的で予め無機微粒子を付与した場合には、除去することが好ましい。無機微粒子の除去は、必要に応じて省略することも可能であるが、無機微粒子は、繊維の色相に影響し、また、スカム発生の原因となるため、過剰に付着しているものに関しては除去することが好ましい。
除去方法については特に限定されるものではないが、水シャワーや圧空を吹き付けることで、過剰分の無機微粒子を除去することができる。
【００４１】
（巻き取り）
その後、必要に応じて、繊維に対して帯電抑制や潤滑性を付与する目的で油剤を付与し、最後にワインダーで巻き取る。付与する油剤の種類や付与する量等は、特に限定されるものではなく、公知の方法をそのまま適用することができる。また、ワインダーでの巻き取り方法についても特に限定されるものではなく、公知のワインダーを用いて、適宜巻き取り条件を調整して巻き取ることができる。
【００４２】
（カット）
本発明に用いられるパラ型全芳香族ポリアミド繊維は、３０ｍｍより長いものであれば、カットされたものであってもよい。カット方法は特に限定されるものではなく、公知の方法を採用することができる。例えば、ギロチンカッター、ロータリーディスクカッターを用いて、繊維を所定の繊維長にカットする方法等が挙げられる。
【００４３】
＜ゴム複合体の作成方法＞
ゴム複合体の作成方法は、公知の方法を用いることが可能である。例えば、使用するゴム組成物の板上に補強用長繊維を引き揃えて並べ、その上からゴム組成物をさらに流し込み、ゴム複合体を得る方法が挙げられる。あるいは、マトリックスとなるゴム組成物にカットしたパラ型全芳香族ポリアミド繊維を含む組成物を練り込み、最終的なゴム複合体とする方法、または、カットされたパラ型全芳香族ポリアミド繊維を含む組成物をあらかじめ作成し、少量のゴム組成物と混合して最終的なゴム複合体とする方法等が挙げられる。
【実施例】
【００４４】
以下、本発明を実施例等によりさらに具体的に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、これらに何等限定されるものではない。
【００４５】
＜測定・評価方法＞
実施例および比較例においては、下記の項目について、下記の方法によって測定・評価を行った。
（１）圧縮強度
ＪＩＳ Ｋ７２０８に沿って測定し、歪率２０％のときの値を求めた。
（２）繊維の繊度
得られた繊維を、公知の検尺機を用いて１００ｍ巻き取り、その質量を測定した。得られた質量に１００を乗じた値を、１００００ｍあたりの繊度（ｄｔｅｘ）として算出した。
（３）繊維の引張強度、初期弾性率
引張試験機（ＩＮＳＴＲＯＮ社製、商品名：ＩＮＳＴＲＯＮ、型式：５５６５型）により、糸試験用チャックを用いて、ＡＳＴＭ Ｄ８８５の手順に基づき、以下の条件で測定を実施した。
［測定条件］
温度 ：室温
試験片 ：７５ｃｍ
試験速度 ：２５０ｍｍ／分
チャック間距離 ：５００ｍｍ
【００４６】
＜実施例１＞
［パラ型全芳香族ポリアミドの製造］
パラフェニレンジアミン５０質量部と３，４’−ジアミノジフェニルエーテル５０質量部をＮＭＰに溶解させ、これに、テレフタル酸ジクロライド１００質量部を添加し、重縮合反応を行い、コポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレンテレフタルアミドのポリマー溶液（ドープ）を得た。このときのポリマー濃度は６質量％、ポリマーの極限粘度（ＩＶ）は３．３８であった。
【００４７】
［パラ型全芳香族ポリアミド繊維の製造］
穴径０．８ｍｍ、穴数が２００の紡糸口金を１０５℃に加熱した後、１０５℃に加熱した上記で得られたポリマー溶液（ドープ）を吐出し、１０ｍｍのエアギャップを介して、ＮＭＰ濃度３０質量％の６０℃の水溶液で満たされた凝固浴を通過させることにより、ポリマーが凝固した繊維束を得た。
次いで、６０℃に調整した水洗浴に、凝固後の繊維束を通過させ、水洗を行った。
次いで、乾燥工程や熱延伸工程における単糸同士の融着を抑制する目的で、タルクおよびオスモスを、繊維質量に対して２質量％付着させた。
タルクおよびオスモスが付着した繊維を、２００℃の乾燥ローラーにて乾燥後、３８０℃で１段目の熱延伸を行った。このときの延伸倍率は２．４倍であった。その後、続けて５３０℃で２段目の熱延伸を行った。このときの延伸倍率は４倍であった。
最後に、延伸された繊維をワインダーで紙管に巻き取って、単糸繊度２０ｄｔｅｘのパラ型全芳香族ポリアミド繊維を得た。得られた繊維の物性を、表１に示す。
続いて、得られたパラ型全芳香族ポリアミド繊維を、ギロチンカッターを用いて５０ｍｍにカットした。
【００４８】
［ゴム複合体の作成］
上記で得られた繊維長５０ｍｍのパラ型全芳香族ポリアミド繊維を、ＳＢＲゴム（ＪＳＲ１５０６）の板上に引き揃えて平行に並べ、型枠を設置した後に、さらにＳＢＲゴムを上部より流し込んで固化させてゴム複合体を得た。このとき、ゴム複合体中におけるパラ型全芳香族ポリアミド繊維の含有量は、５質量％となるようにした。得られたゴム複合体の圧縮強度を、表１に示す。
【００４９】
＜実施例２＞
パラ型全芳香族ポリアミド繊維のゴム複合体における含有量を３０質量％とした以外は、実施例１と同一の方法にてゴム複合体を作成した。得られたゴム複合体の圧縮強度を、表１に示す。
【００５０】
＜比較例１＞
パラ型全芳香族ポリアミド繊維の単糸繊度を１．６７ｄｔｅｘ、繊維長を４０ｍｍとした以外は、実施例１と同一の方法にてゴム複合体を作成した。得られたゴム複合体の圧縮強度を、表１に示す。
【００５１】
＜比較例２＞
パラ型全芳香族ポリアミド繊維の繊維長を１０ｍｍとした以外は、実施例１と同一の方法にてゴム複合体を作成した。得られたゴム複合体の圧縮強度を、表１に示す。
【００５２】
＜比較例３＞
パラ型全芳香族ポリアミド繊維の繊維長を４０ｍｍとし、ゴム複合体における含有量を０．５質量％とした以外は、実施例１と同一の方法にてゴム複合体を作成した。得られたゴム複合体の圧縮強度を、表１に示す。
【００５３】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明のゴム複合体は、耐圧縮性に優れているため、例えばタイヤ等、圧縮強度が必要となる分野において大変有用である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パラ型全芳香族ポリアミド繊維を補強材として用いたゴム複合体であって、
前記パラ型全芳香族ポリアミド繊維は、単糸繊度が１０〜５０ｄｔｅｘであり、繊維長が３０ｍｍより長いものであり、
前記パラ型全芳香族ポリアミド繊維の含有量が１〜３０質量％であるゴム複合体。
【請求項２】
ＪＩＳ Ｋ７２０８による圧縮強力測定において、２０％歪みを加えた際の圧縮強力が２５〜６０ｋＮ／ｍ２であるゴム複合体。
【請求項３】
前記パラ型全芳香族ポリアミド繊維は、引張強度が１５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、初期弾性率が５００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上である請求項１または２記載のゴム複合体。
【請求項４】
前記パラ型全芳香族ポリアミド繊維は、コポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレンテレフタルアミドである請求項１〜３いずれか記載のゴム複合体。
【請求項１】
パラ型全芳香族ポリアミド繊維を補強材として用いたゴム複合体であって、
前記パラ型全芳香族ポリアミド繊維は、単糸繊度が１０〜５０ｄｔｅｘであり、繊維長が３０ｍｍより長いものであり、
前記パラ型全芳香族ポリアミド繊維の含有量が１〜３０質量％であるゴム複合体。
【請求項２】
ＪＩＳ Ｋ７２０８による圧縮強力測定において、２０％歪みを加えた際の圧縮強力が２５〜６０ｋＮ／ｍ２であるゴム複合体。
【請求項３】
前記パラ型全芳香族ポリアミド繊維は、引張強度が１５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、初期弾性率が５００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上である請求項１または２記載のゴム複合体。
【請求項４】
前記パラ型全芳香族ポリアミド繊維は、コポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレンテレフタルアミドである請求項１〜３いずれか記載のゴム複合体。
【公開番号】特開２０１３−７２０２４（Ｐ２０１３−７２０２４Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１２７７２（Ｐ２０１１−２１２７７２）
【出願日】平成２３年９月２８日（２０１１．９．２８）
【出願人】（０００００３００１）帝人株式会社 (1,209)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２８日（２０１１．９．２８）
【出願人】（０００００３００１）帝人株式会社 (1,209)
【Ｆターム（参考）】
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