(57)【要約】【課題】高タフネスを有するポリアミド繊維の１つでありながら湿度による形態変化の小さい、ポリオキサミド繊維を用いた産業用ベルト用繊維製品を提供することである。【解決手段】繊維構造物をゴムなどの樹脂で被覆してなる産業用ベルト用繊維製品であって、前記繊維構造物が、ジカルボン酸成分がシュウ酸からなり、ジアミン成分が脂肪族アルキレンジアミンからなるポリオキサミドから得られる繊維により構成されることを特徴とする産業用ベルト用繊維製品を提供する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維構造物を樹脂で被覆してなる産業用ベルト用繊維製品であって、前記繊維構造物が、ジカルボン酸成分がシュウ酸からなり、ジアミン成分が脂肪族アルキレンジアミンからなるポリオキサミドから得られる繊維により構成されることを特徴とする産業用ベルト用繊維製品。
【請求項２】
前記脂肪族アルキレンジアミンが、１，９−ノナンジアミン及び２−メチル−１，８−オクタンジアミンからなることを特徴とする、請求項１に記載の産業用ベルト用繊維製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリオキサミドから得られる繊維を用いた繊維構造物で、湿度に対する形態安定性の高い産業用ベルト用繊維製品に関する。
【背景技術】
【０００２】
産業用ベルトの一部では合成繊維を製編製織した繊維構造物を、ゴムをはじめとする樹脂で被覆することで耐久性、グリップ性等を向上、付与して提供されている。主に使用される合成繊維としては、繊維の高タフネス、高強力性、ゴムなどの樹脂との相性の良さの面からナイロン６６、ナイロン６が好ましく使用されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ゴムをなどの樹脂で被覆した産業用ベルトは、一度据え付けられると、長期間にわたり使用することができることが好ましく、その点で、樹脂、繊維構造物の耐久性と共に、形態安定性の高い材料が求められている。しかしながら、繊維構造物として広く使用されているナイロン６、ナイロン６６は、湿度によって伸縮し、樹脂との剥離、割れ、しわ等を引き起こすことがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２４２９５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記問題に鑑み、高タフネスを有するポリアミド繊維の１つでありながら湿度による形態変化の小さい、ポリオキサミド繊維を用いた産業用ベルト用繊維製品を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、特定の構成を有するポリオキサミドからなる繊維が、従来のポリアミド繊維と比べ、高強力でありながら形態変化に対する湿度依存が小さいために、該繊維を用いることで湿度に対する形態安定性に優れた繊維構造体が得られることを見出し、本発明にいたった。
【０００７】
すなわち、本発明は、繊維構造物を樹脂で被覆してなる産業用ベルト用繊維製品であって、前記繊維構造物が、ジカルボン酸成分がシュウ酸からなり、ジアミン成分が脂肪族アルキレンジアミンからなるポリオキサミドから得られる繊維にて構成されることを特徴とする産業用ベルト用繊維製品である。
【０００８】
また、本発明の産業用ベルト用繊維製品は、前記脂肪族アルキレンジアミンが、１，９−ノナンジアミン及び２−メチル−１，８−オクタンジアミンからなることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により、高タフネスを有するポリアミド繊維の１つでありながら、湿度による形態変化の小さい、ポリオキサミド繊維を用いた産業用ベルト用繊維製品を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明について詳細に説明する。
本発明の産業用ベルト用繊維製品は、ジカルボン酸成分がシュウ酸からなり、ジアミン成分が脂肪族アルキレンジアミンからなるポリオキサミドから得られる繊維を用いることが重要である。
【００１１】
本発明におけるポリオキサミドの製造に用いられるジカルボン酸成分は、シュウ酸からなる。該シュウ酸源としては、シュウ酸ジエステルを採用でき、これらはアミノ基との反応性を有するものであれば特に制限はなく、シュウ酸ジメチル、シュウ酸ジエチル、シュウ酸ジｎ−（またはｉ−）プロピル、シュウ酸ジｎ−（またはｉ−、またはｔ−）ブチルなどの脂肪族１価アルコールのシュウ酸ジエステル、シュウ酸ジシクロヘキシルなどの脂環式アルコールのシュウ酸ジエステル、シュウ酸ジフェニルなどの芳香族アルコールのシュウ酸ジエステルなどが挙げられる。該シュウ酸ジエステルの中でも炭素原子数が３を超える脂肪族１価アルコールのシュウ酸ジエステル、脂環式アルコールのシュウ酸ジエステル、芳香族アルコールのシュウ酸ジエステルが好ましく、その中でもシュウ酸ジブチル及びシュウ酸ジフェニルが特に好ましい。
【００１２】
一方、本発明におけるポリオキサミドの製造に用いられるジアミン成分は、脂肪族ジアルキレンジアミンからなる。該脂肪族アルキレンジアミンは、本発明の効果を損なわない限り特に限定されるものではないが、高強力で、かつ湿度に対する形態安定性に優れることから、１，９−ノナンジアミンと２−メチル−１，８−オクタンジアミンの混合物を用いることが好ましい。１，９−ノナンジアミン成分と２−メチル−１，８−オクタンジアミン成分のモル比は、１：９９〜９９：１が好ましく、より好ましくは５：９５〜９５：５、さらに好ましくは５：９５〜４０：６０または６０：４０〜９５：５、特に好ましくは５：９５〜３０：７０または７０：３０〜９０：１０である。１，９−ノナンジアミン及び２−メチル−１，８−オクタンジアミンを上記の特定量共重合することにより、高強力及び形態安定性といった性能に加え、低吸水性でありながら、溶融重合による高分子量化が可能で、成形可能温度幅が広く溶融成形性に優れ、かつ耐薬品性、耐加水分解性に優れたポリオキサミドが得られる。特に、該モル比が５：９５〜４０：６０、さらに５：９５〜３０：７０である場合、結晶性に優れるため、低吸水性及び力学特性に特に優れるとともに、液体及び／または気体（例えばアルコールなど）の透過性も低いという利点が得られる他、例えば１，９−ノナンジアミンの含有量が２−メチル−１，８−オクタンジアミンの含有量よりも多い場合と比べて吸水性がより低いという利点も有する。一方該モル比が６０：４０〜９５：５、さらに７０：３０〜９５：５、さらには７０：３０〜９０：１０である場合には、低吸水性及び力学特性が特に優れるとともに、良好な透明性が付与されるという利点が得られる。
【００１３】
本発明におけるポリオキサミドを製造する際には、本発明の効果を損なわない範囲で他のジカルボン酸成分を混合してもよい。シュウ酸以外の他のジカルボン酸成分としては、マロン酸、ジメチルマロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、２−メチルアジピン酸、トリメチルアジピン酸、ピメリン酸、２，２−ジメチルグルタル酸、３，３−ジエチルコハク酸、アゼライン酸、セバシン酸、スベリン酸などの脂肪族ジカルボン酸、また、１，３−シクロペンタンジカルボン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸などの脂環式ジカルボン酸、さらにテレフタル酸、イソフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、２，７−ナフタレンジカルボン酸、１，４−ナフタレンジカルボン酸、１，４−フェニレンジオキシジ酢酸、１，３−フェニレンジオキシジ酢酸、ジ安息香酸、４，４’−オキシジ安息香酸、ジフェニルメタン−４，４’−ジカルボン酸、ジフェニルスルホン−４，４’−ジカルボン酸、４，４’−ビフェニルジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸などを単独で、あるいはこれらの任意の混合物を重縮合反応時に添加することもできる。さらに、トリメリット酸、トリメシン酸、ピロメリット酸などの多価カルボン酸を溶融成形が可能な範囲内で用いることもできる。他のジカルボン酸成分の使用量は、ジカルボン酸成分全体の５モル％以下であることが好ましい。
【００１４】
同様に、本発明の効果を損なわない範囲で、他のジアミン成分を混合してもよい。例えば、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、１，４−ブタンジアミン、１，６−ヘキサンジアミン、１，８−オクタンジアミン、１，１０−デカンジアミン、１，１２−ドデカンジアミン、３−メチル−１，５−ペンタンジアミン、２，２，４−トリメチル−１，６−ヘキサンジアミン、２，４，４−トリメチル−１，６−ヘキサンジアミン、５−メチル−１，９−ノナンジアミンなどの脂肪族ジアミン、さらにシクロヘキサンジアミン、メチルシクロヘキサンジアミン、イソホロンジアミンなどの脂環式ジアミン、さらにｐ−フェニレンジアミン、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−キシレンジアミン、ｍ−キシレンジアミン、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、４，４’−ジアミノジフェニルスルホン、４，４’−ジアミノジフェニルエーテルなどの芳香族ジアミンなどを単独で、あるいはこれらの任意の混合物を重縮合反応時に添加することもできる。他のジアミン成分の使用量は、ジアミン成分全体の５モル％以下であることが好ましい。
【００１５】
また、本発明におけるポリオキサミドは、本発明の効果を損なわない範囲で、一部が他のポリマー成分で置き換えられたものであってもよい。他のポリマー成分としては、本発明の脂肪族ジアルキレンジアミンからなる種以外のポリオキサミド、芳香族ポリアミド、脂肪族ポリアミド、脂環式ポリアミドなどのポリアミド類や、ポリアミド以外の熱可塑性ポリマーなどが挙げられる。本発明において用いる、脂肪族ジアルキレンジアミンからなるポリオキサミドの割合は、高密度織物に高強力及び形態安定性といった性能を効果的に付与する点から、好ましくは５０質量％以上であり、より好ましくは７０質量％以上である。
【００１６】
本発明におけるポリオキサミドの分子量に特別の制限はないが、ポリオキサミドの濃度が１．０ｇ／ｄＬの９６％濃硫酸溶液を用い、２５℃で測定した相対粘度ηｒが１．８〜６．０の範囲内であることが好ましく、より好ましくは２．０〜５．５であり、２．５〜４．５が特に好ましい。ηｒが１．８より低いと成形物が脆くなり物性が低下する傾向がある。一方、ηｒが６．０より高いと溶融粘度が高くなり、成形加工性が悪くなる傾向がある。
【００１７】
本発明において用いるポリオキサミドは、ポリアミド樹脂を製造する方法として知られている任意の方法を用いて製造することができる。例えば、前述したシュウ酸ジエステル及び脂肪族ジアルキレンジアミンを用いて、バッチ式または連続式で重縮合反応させることによりポリオキサミド樹脂を得ることができる。
【００１８】
また、本発明において用いるポリオキサミド樹脂から得られる繊維（以下、ポリオキサミド繊維と称することがある）は、ポリアミド繊維を製造する方法として知られている任意の方法を用いて製造することができる。例えば、ポリオキサミドの樹脂を含む原料組成物を単軸などの溶融押出機にて溶融状態とし、吐出量を定量的に制御するギアポンプなどを介して溶融物を紡糸口金から押出し、空気あるいは水などで冷却しながら、所定の引取速度で引取ることなどによって、本発明のポリオキサミド繊維を製造することができる。このようにして得られた繊維は、産業資材の各用途に応じて種々の倍率でさらに延伸してもよい。また、溶融紡糸と延伸とを同時に行ってもよい。
【００１９】
本発明で使用するポリオキサミド繊維の総繊度は、本発明の効果を損なわない限り特に限定されないが、製織性、高強力性、気密性、生地の薄さの点から、例えば２００〜８００ｄＴｅｘが好ましく、より好ましくは２５０〜７００ｄＴｅｘ、特に好ましくは３００〜６００ｄＴｅｘの範囲である。また、単糸繊度についても特に限定されないが、製織性及び気密性の点から２〜８ｄＴｅｘが好ましく、より好ましくは３〜７ｄＴｅｘ、特に好ましくは４〜６ｄＴｅｘである。
【００２０】
本発明で使用するポリオキサミド繊維の引張強度も特に限定されないが、３〜１１ｃＮ／ｄＴｅｘであることが好ましい。より好ましくは３．５〜１０ｃＮ／ｄＴｅｘであり、特に好ましくは４〜１０ｃＮ／ｄＴｅｘである。
【００２１】
本発明の産業用ベルト用繊維製品は、上記ポリオキサミド繊維を使用して製織することが重要である。該ポリオキサミド繊維は湿度による形態変化（後述する吸湿伸長率）が小さいため、該繊維を経糸及び／または緯糸に用いることで、高強力で、かつ形態安定性に優れた織物を実現することができ、長期間の安定性を要求される、ゴムなどの樹脂で被覆してなる産業用ベルト用繊維製品が得られる。
【００２２】
また、本発明の産業用ベルト用繊維製品に使用される織物のカバーファクターは特に限定されるものではないが、１５００〜５０００の範囲で製織することが好ましく、より好ましくは１８００〜４５００、特に好ましくは２０００〜４０００の範囲である。なお、ここでいうカバーファクター（Ｋ）とは、経糸繊度をＤＡ（ｄＴｅｘ）、経糸密度をＮＡ（本／２．５４ｃｍ）、緯糸繊度をＤＢ（ｄＴｅｘ）、緯糸密度をＮＢ（本／２．５４ｃｍ）としたとき、下記式より求めることができる。
Ｋ  ＝  √（ＤＡ）×ＮＡ  ＋  √（ＤＢ）×ＮＢ
【００２３】
本発明の産業用ベルト用繊維製品に使用される織物の製織方法は特に限定されず、上記ポリオキサミド繊維から得られ、前述した強力及び厚さの条件を満たす織物である限り、公知の方法を用いることができる。また、製織して得られた生機には整理加工を実施するが、その条件にも特に制約はない。得られた生機の余分な油剤や汚れを除去する目的で、適宜水洗等を実施してもよい。
【００２４】
本発明の産業用ベルト用繊維製品は、上記の織物を樹脂で被覆することが重要である。該被覆層に用いる樹脂として、産業用ベルトに汎用されている樹脂を使用することができ、使用目的に応じて、ゴム系樹脂、塩化ビニル系樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂などを用いることができる。また被覆方法も特に限定されず、カレンダー法、ナイフコーティング法などの公知の方法を用いることができる。
【実施例】
【００２５】
以下に、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の実施例により何ら限定されるものではない。なお、実施例中の各測定値は以下の方法により測定した値である。
【００２６】
［繊度］
ＪＩＳ  Ｌ１０１３に準拠して測定した。
【００２７】
［吸湿伸張率］
温度１５℃、湿度６０％ＲＨの環境中に生地を６時間以上放置したのち、生地の経緯方向に各３００ｍｍ間隔の印を記入。そしてその後、温度２５℃、湿度９０％ＲＨの環境に生地を６時間以上放置した後、印間の長さをＬとしたとき、次に式にて吸湿伸張率を求めた。３枚のサンプルの平均値を測定結果とした。
吸湿伸張率（％）＝｛（Ｌ−３００）／３００）｝×１００
【００２８】
［ポリオキサミド樹脂の製造方法］
攪拌機、温度計、トルクメーター、圧力計、ダイアフラムポンプを直結した原料投入口、窒素ガス導入口、放圧口、圧力調節装置及びポリマー抜出し口を備えた内容積が１５０Ｌの圧力容器に、１４０．４ｍｏｌのシュウ酸ジブチルを仕込み、圧力容器の内部を純度が９９．９９９９％の窒素ガスで０．５ＭＰａに加圧した後、次に常圧まで窒素ガスを放出する操作を５回繰り返し、窒素置換を行った後、封圧下、攪拌しながら系内を昇温した。約３０分間かけてシュウ酸ジブチルの温度を１００℃にした後、１１９．３ｍｏｌの１，９−ノナンジアミンと２１．１ｍｏｌの２−メチル−１，８−オクタンジアミンの混合物をダイアフラムフポンプにより流速１．４９Ｌ／分で約１７分間かけて反応容器内に供給すると同時に昇温した。供給直後の圧力容器内の内圧は、重縮合反応により生成したブタノールによって０．３５ＭＰａまで上昇し、重縮合物の温度は約１７０℃まで上昇した。その後、１時間かけて温度を２３５℃まで昇温した。その間、生成したブタノールを放圧口より抜き出しながら、内圧を０．５ＭＰａに調節した。重縮合物の温度が２３５℃に達した直後から放圧口よりブタノールを約２０分間かけて抜き出し、内圧を常圧にした。常圧にしたところから、１．５Ｌ／分で窒素ガスを流しながら昇温を開始し、約１時間かけて重縮合物の温度を２６０℃にし、２６０℃において４．５時間反応させた。その後、攪拌を止めて系内を窒素で１ＭＰａに加圧して約１０分間静置した後、内圧０．５ＭＰａまで放圧し、重縮合物を圧力容器下部抜出口より紐状に抜き出した。紐状の重合物は直ちに水冷し、水冷した紐状の樹脂はペレタイザーによってペレット化した。得られたポリマーは白色で強靭なポリオキサミドであった。
【００２９】
＜参考例１＞
上記の製造方法で得られたポリオキサミド樹脂を、押出機を用いて温度３３０℃で溶融押出しし、０．２５ｍｍφ×７２ホールの丸孔ノズルから吐出し、横風の冷却風で冷却し、６００ｍ／ｍｉｎで巻き取った。ついで、１００℃のホットローラー、１８０℃のホットプレートを用いて、４．０倍の熱延伸することで４７０ｄＴｅｘ７２フィラメントのポリオキサミド繊維のマルチフィラメント（引張強度８．０ｃＮ／ｄＴｅｘ）を得た。
【００３０】
＜実施例１＞
参考例１で得られたポリオキサミド繊維、４７０ｄＴｅｘ７２フィラメントを１８０回／２．５４ｃｍにて２本合撚を施し、その合撚糸を経緯に用いてウォータージェットルームにて製織、乾燥し、ピンセッターを用いて１５０℃で熱処理して、経７０本／２．５４ｃｍ、緯４５本／２．５４ｃｍの密度で仕上げた（カバーファクターは３６００）。続いて生地に日本ゼオン社製ゴム系樹脂をカレンダー法で被覆し、産業用ベルト用繊維製品用生地を得た。生地の吸湿伸張率は０．５％で極めて良好であった。
【００３１】
＜比較例１＞
暁星社製ナイロン６６繊維、４７０ｄＴｅｘ６８フィラメント（引張強度８．６ｃＮ／ｄＴｅｘ）を１８０回／２．５４ｃｍにて２本合撚を施し、その合撚糸を経緯に用いてウォータージェットルームにて製織、乾燥し、ピンセッターを用いて１５０℃で熱処理して、経７０本／２．５４ｃｍ、緯４５本／２．５４ｃｍの密度で仕上げた（カバーファクターは３６００）。続いて生地に日本ゼオン社製ゴム系樹脂をカレンダー法で被覆し、産業用ベルト用繊維製品用生地を得た。しかし、生地の吸湿伸張率は２．５％で、湿度に対する安定度が欠けており産業資材として用いるには不適であった。