[发明专利]聚乙烯醇系纤维

说明书

本发明涉及高耐疲劳的聚乙烯醇系纤维，并涉及包含聚乙烯醇系纤维的高耐疲劳浸渍线以及生产该浸渍线的方法。本发明还涉及包含该浸渍线的高耐疲劳橡胶增强材料。

目前，纤维被广泛用来作水泥、橡胶、树脂等的增强材料。譬如，作为橡胶增强材料广泛使用的是浸渍(浸胶)线，它是通过用例如RFL(间苯二酚甲醛胶乳)处理剂对纤维束实施特殊加工以提高其对橡胶的粘着性来制备的。要求此种浸渍线不仅具有优良机械性能，而且具有诸如耐疲劳之类的其他性能。具体地说，在浸渍线用作轮胎帘子线、刹车软管增强材料，皮带增强材料及其他材料时，要求它们具备高度耐压、耐疲劳、尺寸稳定等性能。

迄今，作为橡胶增强材料普遍使用聚乙烯醇(PVA)系纤维、人造丝纤维、聚酯纤维、尼龙纤维、芳族聚酰胺纤维等。然而，这些纤维存在某些问题。人造丝纤维的强度低。为保证较高增强效果，不可避免要使用大量此种低强度人造丝纤维，但是，这势必导致生产成本的增加和产品尺寸过大。尼龙纤维，由于弹性模量低，在外部应力作用下将发生巨大变形。聚酯纤维结实并在一定程度上具备高模量，但是它们对橡胶的粘着性很差。另外，鉴于它们在硫化后常常发生收缩，包含它们的产品尺寸将发生变化。芳族聚酰胺结实并具备高弹性模量，但是它们对橡胶的粘着性以及它们的耐疲劳都很差。另一方面，PVA系纤维结实并具备高弹性模量，且对橡胶的粘着性优良。此外，硫化后它们的尺寸很少改变。基于这些原因，PVA系纤维被广泛用作软管、皮带之类的橡胶增强材料。

加大汽车座位面积乃是驾驶舒适的要求。然而，与此相反，最近的趋势是朝着汽车小型化方向发展，为此，发动机室和车轮空间都将缩小。为满足这一要求，许多情况下，刹车软管被装在比以往更窄的空间内，弯曲成最多30mm，一般优选最多20mm曲率半径的极小角度，还要在严酷条件下反复膨胀和压缩。另外，为降低汽车的维护成本和减少维修，刹车软管要求有更高的耐疲劳。类似地，轮胎帘子线、皮带之类的增强材料也要求具备更高的耐疲劳。

在上述形势下，提出了具备更高强度及弹性并具备更高耐疲劳的浸渍线，譬如在曰本专利公开号207338／1994中，建议采用高聚合度PVA纤维。该PVA系纤维具有更高的强度和更高的弹性模量。为将它们成形为浸渍线，将聚乙烯醇系纤维浸渍在RFL液体中，此间降低对其施加张力，以便RFL得以深入渗透到线内部，经如此浸渍之后，对线实施热定形处理，其间提高其张力以减少其不规则扭转。然而，在该方法中，采用了聚合物链高度取向的高强度、高弹性聚乙烯醇纤维。因此，在这种情况下，尽管该聚乙烯醇系线的浸渍条件受到如上所述的特殊控制，浸渍线的耐疲劳依然无法提高到满意的程度。其耐疲劳在诸如上面所提到的那样严酷条件下依然嫌低。

另一方面，日本专利公开号189066／1995公开了一种高耐疲劳浸渍线，它采用高伸长聚乙烯醇系纤维。该聚乙烯醇系纤维是通过恰当控制拉伸比制备的，从而具备介于6～12％的高断裂伸长。日本专利公开号218221／1996公开了采用聚乙烯醇系纤维作为橡胶增强材料之类的方法。为提高其耐疲劳、耐磨及尺寸稳定性，将该聚乙烯醇系纤维进行1～15％，优选2～10％的热收缩处理，借此使其无定形链段的取向无序化。然而，仅仅靠增加其断裂伸长率，依旧难以满意地提高浸渍线纤维的耐疲劳。

考虑到以上列举的种种问题，本发明的目的是提供一种具备诸如优良耐疲劳之类的优异性能的聚乙烯醇系纤维和浸渍线，还提供生产具备优良耐疲劳的浸渍线以及包含该浸渍线的橡胶增强材料的方法。

图1是示意地表示本发明聚乙烯醇系纤维(曲线A)、普通干纺聚乙烯醇系纤维(曲线B1和曲线B2)及普通湿纺聚乙烯醇系纤维(曲线C)的tanδ值与温度之间关系的曲线图。

图2是示意地表示实例及对比例中制备的聚乙烯醇系纤维的tanδ值与温度之间关系的曲线图。

图3是示意地表示实例及对比例中制备的浸渍线的tanδ值与温度之间关系的曲线图。

优选实施方案叙述如下。

本发明基于如下发现：特定聚乙烯醇系纤维，具体地说，在90℃的tanδ至少是0．12，在60～120℃区间内基本上具有1个tanδ峰，且断裂伸长率至少是12％的那些纤维，具有优良耐疲劳。由于是如此特殊地构造的，该聚乙烯醇系纤维可保证具有高度耐疲劳，即便在诸如软管(如，刹车软管、动力操纵软管之类)、轮胎、皮带之类用的增强材料的严酷条件下。