JP2001064840A

JP2001064840A - ポリエステル繊維コードの製造方法

Info

Publication number: JP2001064840A
Application number: JP23535699A
Authority: JP
Inventors: Hirosuke Watanabe; 博佐渡邊; Shoji Makino; 昭二牧野; Toshimasa Kuroda; 俊正黒田
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1999-08-23
Filing date: 1999-08-23
Publication date: 2001-03-13
Anticipated expiration: 2019-08-23
Also published as: JP3762581B2

Abstract

(57)【要約】【課題】成形工程では未加硫ゴムとの密着性に優れ、
しかも得られる複合体のゴムとの接着性が良好で且つ耐
久性も良好な、伝動ベルトなどのゴム複合体を得るに適
したポリエステル繊維コードの製造方法を提供する。【解決手段】ポリエステル繊維に無撚の状態又は撚糸
コードの状態で、ポリエポキシド化合物とブロックドポ
リイソシアネート化合物の水分散液（重量比が１／３〜
１／５）を含む第１処理液を付与し、温度１６０〜２４
０℃で６０〜１８０秒間熱処理した後、無撚糸にあって
は撚糸を施し、次いでレゾルシン・ホルマリン・ゴムラ
テックス（ＲＦＬ：レゾルシン＋ホルマリンとゴムラテ
ックスの重量比が１／３〜１／１５）を含む第２処理液
を付与し、温度１８０〜２４０℃で６０〜１８０秒間熱
処理した後、さらに、レゾルシン／ホルマリンのモル比
率（Ｒ／Ｆ）が１／０．６〜１／１．０である縮合体
（ＲＦ）と天然ゴム成分（Ｇ）との重量比が１／１０〜
１／２０である、天然ゴム水分散液をＲＦで部分架橋し
たものを含む第３処理液を付与し、温度１４０〜１７０
℃で１２０〜２４０秒間熱処理する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、動力伝達ベルト等
の補強用コードとして好適に使用することができるポリ
エステル繊維コードの製造方法に関するものである。さ
らに詳細には、本発明は、ラップドＶベルトの芯線コー
ドとして適し、ベルト成形工程での未加硫ゴムとの密着
性に優れ、加硫後もマトリックスゴムとの接着性が良好
で、しかも加硫工程などで万一生水蒸気に触れても接着
性能が低下しない接着耐久性に優れた特性を有し、且つ
ベルト成形性にも優れたポリエステル繊維コードの製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリエステル繊維コードは一般に優れた
強力、弾性率、寸法安定性、耐熱性などの特性を有する
ために、苛酷な条件下で使用されるタイヤ、ベルト、ホ
ースなどのゴム複合体の優れた補強用繊維として有用で
あり、用途の拡大が期待されている。

【０００３】一般に、ベルトなどのゴム複合体用補強繊
維は、撚糸コード状で使用される。このコードにとって
重要な特性は、マトリックスゴムとの接着性能、コード
強力、荷重伸度と乾熱収縮率のバランス、熱収縮応力な
どに加えて、成形工程での未加硫ゴムとの密着性も重要
である。例えばベルトの場合、これらの特性のうち接着
性能及びコード強力は、でき上がったベルトの耐負荷や
耐久性に大きく関与し、また荷重伸度と乾熱収縮率のバ
ランスは、ベルト成形時の寸法安定性（ベルトの長さ）
に影響する。また熱収縮応力はベルト走行時の寸法変化
に影響し、ベルトの伝動効率と深い係りを有する。さら
に、ベルト成形時の未加硫ゴムとの密着性はベルト成形
工程特有の特性であり、成形中の未加硫ゴムからのコー
ドの剥離、ばらけの発生に大きく関与し、製品の歩留ま
りに直接影響する。このため、これらの特性にバランス
が取れた接着加工技術が望まれている。

【０００４】ポリエステル繊維コードとゴムマトリック
スとの接着に関しては、従来多種のレゾルシン・ホルマ
リン・ラテックス接着剤（ＲＦＬ接着剤）が提案されて
いる（例えば、特開昭５７−１８７２３８号公報、特開
昭６０−１１０９８０号公報、特公平８−２９７１号公
報など）。確かにこれらの方法によれば、伝動ベルトの
補強繊維コードとしての接着性能は十分なものが得られ
るものの、ベルト成形工程においてコードと未加硫ゴム
との密着不良に起因するコードの剥離、ばらけが多発し
やすいという問題があった。そのため、従来では被着ゴ
ムを溶剤に溶かしたいわゆるゴム糊をＲＦＬ接着剤付与
後のコードに薄く塗布することにより、ベルト成形工程
での未加硫ゴムとの密着性を確保しているのが現実であ
る。

【０００５】しかしながら、この方法ではベルト成形工
程の作業環境が悪くなり、また、未乾燥ゴム糊が身体な
どに接触することもあるため、健康面からも好ましくな
い。さらには、かかる溶剤系ゴム糊処理は、廃液処理の
コストや作業環境などの点でも水系処理に比べて劣って
いる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の事情
を背景としてなされたものであり、その目的は、成形工
程でのコードと未加硫ゴムとの密着性に優れ、しかもマ
トリックスゴムとの接着性が良好で且つ耐久性も良好な
ゴム複合体、特に伝動ベルトを得るに適したポリエステ
ル繊維コードの製造方法を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の上記課題は、
「ポリエステル繊維に無撚の状態又は撚糸コードの状態
で、ポリエポキシド化合物とブロックドポリイソシアネ
ート化合物の水分散液（両者の固形分重量比率が１／３
〜１／５）を含む第１処理液を付与し、温度１６０〜２
４０℃で６０〜１８０秒間熱処理した後、無撚糸にあっ
ては撚糸を施し、次いでレゾルシン・ホルマリン・ゴム
ラテックス（ＲＦＬ：レゾルシン＋ホルマリンとゴムラ
テックスの有効成分重量比率が１／３〜１／１５）を含
む第２処理液を付与し、温度１８０〜２４０℃で６０〜
１８０秒間熱処理した後、さらに、レゾルシン／ホルマ
リンのモル比率（Ｒ／Ｆ）が１／０．６〜１／１．０で
ある縮合体（ＲＦ）と天然ゴム成分（Ｇ）との重量比率
（ＲＦ／Ｇ）が１／１０〜１／２０である、天然ゴム水
分散液をＲＦで部分架橋したものを含む第３処理液を付
与し、温度１４０〜１７０℃で１２０〜２４０秒間熱処
理することを特徴とする、ポリエステル繊維コードの製
造方法」により達成される。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明におけるポリエステル繊維
は、繰り返し単位が実質的にエチレンテレフタレートで
あるポリエステルからなる繊維が好適であるが、少量の
第３成分を共重合したポリエチレンテレフタレート系共
重合ポリエステルなどの他のポリエステルからなる繊維
も使用しうる。本発明では、このポリエステル繊維に予
め製糸段階でエポキシを付与した、いわゆるエポキシ前
処理糸を使用しても構わない。

【０００９】本発明においては、このポリエステル繊維
を無撚のままで、又は撚糸コードとなした後に後述する
第１接着処理、第２接着処理及び第３接着処理が施され
る。ここで撚糸コードは、従来公知の方法で製造され
る。例えばポリエステル繊維からなる糸条を所望の本数
引き揃え、これに下撚りをかける。この場合の撚り数は
任意であるが、次に行う上撚りよりも少ない撚り数をか
けるのが一般的である。次いで下撚りのかかった繊維を
所望の本数合わせ、下撚りとは逆方向の上撚りを与えて
撚糸コード（生コード）とする。

【００１０】本発明においては、得られた生コード又は
無撚の状態のポリエステル繊維糸条に、まず第１接着処
理を施す。この第１接着処理で用いられる第１処理液に
は、一分子中に少なくとも２個以上のエポキシ基を有す
るポリエポキシド化合物（Ａ）とブロックドポリイソシ
アネート化合物（Ｂ）の水分散液が、両者の固形分重量
比率（Ａ／Ｂ）で１／３〜１／５の範囲で含まれている
必要がある。両者の重量比率がこの範囲外である場合に
は、接着性及び疲労性（耐久性）が低下するので好まし
くない。

【００１１】ここで用いられるポリエポキシド化合物
（Ａ）は、１００ｇ当たりのエポキシ基含有量が０．２
ｇ当量以上であることが好ましく、また多価アルコール
のポリグリシジルエーテル化合物が優れた性能を示すの
で好ましい。かかるポリエポキシド化合物は、通常少量
の溶媒に溶解したものを公知の乳化剤、例えばアルキル
ベンゼンスルホン酸ソーダ、ジオクチルスルホサクシネ
ートナトリウム塩などを用いて、乳化液又は水分散液
（水溶性の場合は水溶液）として使用される。なおエポ
キシ基の硬化反応触媒、例えばアミン系硬化剤、イミダ
ゾール系硬化剤などを併用してもよい。

【００１２】一方、ブロックドポリイソシアネート化合
物は、ジフェニルメタンジイソシアネート、トリレンジ
イソシアネートなどのポリイソシアネートと、オキシ
ム、フェノール、カブロラクタムなどのブロック化剤と
の付加反応生成物であり、通常微粒子状の固体である。
これを、ジオクチルスルホサクシネートナトリウム塩な
どの分散剤を用いて水に分散させた水分散液として使用
される。

【００１３】なお、第１処理液中には、本発明の目的を
阻害しない範囲内で他の処理剤成分を含有していてもよ
いが、ゴムラテックスを実質的に含まないようにする方
がより好ましい。

【００１４】第１処理液の固形分（有効成分）換算での
付着量は、繊維重量に対して０．５〜１．５重量％の範
囲とするのが望ましい。付着量がこの範囲を外れると接
着性や疲労性が低下しやすくなる。

【００１５】無撚のポリエステル繊維又は撚糸コードに
第１処理液を付与する方法は任意であるが、通常は浸漬
法が採用される。第１処理液中に浸漬して第１処理液を
付着させた後、１３０〜１６０℃で６０〜１５０秒間乾
燥させ、次いで１６０〜２４０℃、好ましくは２１０〜
２３５℃で、６０〜１８０秒間、好ましくは９０〜１５
０秒間熱処理を施す。この際、ポリエステル繊維又は撚
糸コードには、得られるコードの強力を向上させるため
に、引張応力を負荷しながら（ストレッチ率で２〜４．
５％、好ましくは約３．５％のストレッチをかける）熱
処理するのが好ましい。

【００１６】第１接着処理を施したポリエステル繊維
は、無撚糸の場合には所望の撚りを施した後、レゾルシ
ン・ホルマリン・ゴムラテックス（ＲＦＬ）を含む第２
処理液での第２接着処理を施す。ここで使用されるＲＦ
Ｌは、一般的にゴム資材加工に使用されるものでよい
が、レゾルシンとホルムアルデヒドのモル比は１／０．
１〜１／６の範囲、特に１／０．５〜１／４の範囲が適
当である。また、（レゾルシン＋ホルマリン）とゴムラ
テックス（Ｌ）との有効成分重量比率（前者／後者）
は、１／３〜１／１５、特に１／５〜１／１２の範囲が
適当である。ゴムラテックスの配合割合が上記範囲より
も高くなりすぎると、第２処理液の凝集力が低くなりす
ぎて接着性が低下し、逆に低くなりすぎると、得られる
ポリエステル繊維コードが硬くなりすぎて強力や疲労性
が低下するので好ましくない。

【００１７】なお、ゴムラテックスの種類は特に限定し
なくてもよいが、ビニルピリジン・スチレン・ブタジエ
ンゴムラテックスが好ましい。また第２処理液には、こ
のゴムラテックスの固形分量量に対して１／５重量程度
のブロックドポリイソシアネート（例えばカプロラクタ
ムでブロックされたジフェニルメタンジイソシアネート
化合物）を架橋剤として添加すると、接着性能が向上す
るのでより好ましい。

【００１８】かかる第２処理液を付与する方法も第１処
理液と同様に特に限定されないが、通常は浸漬法が採用
される。第２処理液の有効成分（固形分換算）付着量
は、繊維重量に対して２．０〜３．０重量％の範囲にコ
ントロールするのが望ましい。第２処理液を付着させた
ポリエステル繊維コードは、温度１５０〜１８０℃で、
９０〜１５０秒間、コードがたるまない状態で乾燥さ
せ、次いで温度１８０〜２４０℃、好ましくは２１０〜
２４０℃で、６０〜１８０秒間、好ましくは９０〜１５
０秒間熱処理を施す。この際、該ポリエステル繊維コー
ドは、得られる処理コードの熱収縮率を小さくするた
め、リラックス率で０．５〜１．５％、好ましくは１．
０％程度のリラックスを付与しながら弛緩熱処理するの
が好ましい。

【００１９】第２接着処理を施したポリエステル繊維コ
ードは、さらに天然ゴム成分の水分散液をレゾルシン・
ホルマリン縮合体（ＲＦ）で部分架橋したものを含む第
３処理液での第３接着処理を施す。ここで使用するレゾ
ルシン・ホルマリン縮合体（ＲＦ）のレゾルシン／ホル
マリンモル比率（Ｒ／Ｆ）は、第３接着剤膜を僅かに３
次元架橋させて、接着性を低下させることなくコード自
体の粘着性を高めて成形時の未加硫ゴムとの密着性を高
める目的から１／０．６〜１／１、特に１／０．７〜１
／０．９の範囲にする必要がある。さらに同様の目的
で、レゾルシン・ホルマリン縮合体（ＲＦ）と天然ゴム
成分（Ｇ）との重量比率（ＲＦ／Ｇ）は１／１０〜１／
２０、好ましくは１／１２〜１／１８の範囲とする必要
がある。なお、天然ゴム水分散液としては、例えば天然
ゴム樹液をそのまま水に分散させたものなど、分散液中
に界面活性剤を実質的に含有しないもの（ここで実質的
に含有しないとは、含有量が天然ゴム成分重量に対して
５重量％未満であることをいう）が好ましい。

【００２０】かかる第３処理液を付与する方法も特に限
定されないが、通常は浸漬法が採用される。第３処理液
有効成分の付着量は、０．５〜１．５重量％の範囲にコ
ントロールするのが望ましい。本発明においては、上記
の第３処理液を付着させたポリエステル繊維コードは、
第１処理液及び第２処理液付与後の熱処理温度よりも低
温度の１４０〜１７０℃で、１２０〜２４０秒間熱処理
を施し、第３接着剤膜を半硬化状態にすることが肝要で
ある。かくすることにより、第３処理液からなる接着剤
膜は未加硫ゴムとの密着性が良好となり、ベルトなどゴ
ム複合体製品の成形時のコードばらけなどの不良が低減
する。しかも、該第３接着剤膜は第２処理液からなる接
着剤膜とマトリックスゴムとの両者に優れた相溶性を示
し、また成形ベルトの加硫時に該第３接着剤膜は充分架
橋硬化させることができるため、強固な接着性能を発現
させることが可能となる。さらには、加硫時に万一生水
蒸気に曝露されることがあっても、接着性能の低下は認
められないといった特徴も有する。

【００２１】なお、この第３処理液には、通常の方法で
調整されたカーボンブラック（Ｃ）の水分散液が、有効
成分重量比率［Ｃ／（ＲＦ＋Ｇ）］で１／５〜１／８の
範囲で添加されていると、得られる処理コードを保管す
る際に、紫外線からその表面を保護して接着性能などの
低下を抑制することができるので好ましい。

【００２２】

【実施例】以下、実例をあげて本発明を具体的に説明す
る。なお、実施例におけるコード強力、コード密着性、
コード剥離接着力は以下の方法により測定したものであ
る。

【００２３】＜コード強力＞インストロン５５６５型
引張試験機（インストロン社製）を用い、４Ｄエアーチ
ャックを使用して、試長（コード長）２５０ｍｍをと
り、引張速度１００ｍｍ／分でその破断強力を求めた。
１０回測定し、その平均値をコード強力とした。

【００２４】＜コード密着性＞ステンレス板の上にサン
プルコードを５本並べ、その上に２ｍｍ厚の未加硫ゴム
シートを置き、さらにステンレス板を載せ、冷プレスで
面圧２ｋｇ／ｃｍ²で１０秒間プレスした後、コード５
本を２００ｍｍ／分の速度で未加硫ゴムシートから剥離
し、その際に要した力を測定してＮ／５本で表示した。

【００２５】＜コード剥離接着力＞処理コードとゴムと
の剥離接着力を示すものである。ゴムシート表層近くに
７本のコードを埋め、５０Ｋｇ／ｃｍ²のプレス圧力加
圧下、温度１５０℃で２０分間加硫し、次いで両端の２
本のコードを取り除き残りの５本のコードを１本ごとに
３本のコードを同時にゴムシートから２００ｍｍ／分の
速度で剥離し、その際に要したカを測定してＮ／３本で
表示した。また、該加硫サンプルを１５０℃の生水蒸気
雰囲気中に６０分放置後、上記方法と同様にしてコード
剥離測定を行い、剥離接着力（蒸気曝露後）とした。

【００２６】［実施例１］まず、接着処理剤を次のよう
に調整した。すなわち、デナコールＥＸ−６１１（ソル
ビトールポリグリシジルエーテル：ナガセ化成工業
（株）製、濃度１００％）９．５Ｋｇに界面活性剤とし
てネオコールＳＷ（ジアルキルスルホコハク酸エステル
ナトリウム塩：第一工業製薬（株）製、濃度３０％）
８．５Ｋｇを加え、よくかき混ぜて溶解させる。次い
で、水９８２Ｋｇを高速にかき混ぜながら、上記エポキ
シ溶液をゆっくり加えて分散させる。そこにグリルボン
ドＩＬ−６（ε−カプロラクタムブロックドジフェニル
メタンジイソシアネート水分散液：スイス国・エムスケ
ミー株式会社製、固形分濃度５０％）７６Ｋｇをゆっく
り加え分散させる。よくかき混ぜてこれを第１処理液と
する。

【００２７】また、スミカノール７００Ｓ（レゾルシン
・ホルマリン初期縮合物、Ｒ／Ｆ＝１／０．６（モル
比）：住友化学（株）製、濃度６５％）１９．８Ｋｇと
水１５４．６Ｋｇとを撹祥混合し、次いで水酸化ナトリ
ウム水溶液（濃度１０％）５．０Ｋｇ、アンモニア水溶
液（濃度２８％）１９．９Ｋｇ、ホルマリン水溶液（濃
度３７％）１６．８Ｋｇを加え、さらにゆっくり攪拌混
合する。次にビニルピリジン・スチレン・ブタジエンゴ
ムラテックス（ＪＳＲ０６５２：日本合成ゴム（株）
製、濃度４０％）４２５．５Ｋｇを加え、最後にＤＭ−
６０１１（ブロックドポリイソシアネート化合物：明成
化学工業（株）製、濃度３３％）９２．０Ｋｇを加え、
よくかき混ぜて第２処理液とする。調整後、室温雰囲気
中で２４時間熟成した後に使用する。

【００２８】次に、スミカノール７００Ｓ（前記）５．
９Ｋｇと水８００．９Ｋｇとを攪拌混合したものの中
に、天然ゴム樹脂液中のカゼインを除去した天然ゴム水
分散液（ゴム分濃度６０％）１２５．１Ｋｇを加え、よ
くかき混ぜて第３処理液とする。

【００２９】予め製糸工程でポリグリシジルエーテル化
合物を製糸油剤の中に添加し、付与した１０００デニー
ル／２５０フィラメントのエポキシ前処理ポリエステル
フィラメント（固有粘度０．８５：帝人（株）製）を３
本引き揃え、Ｚ方向に１５Ｔ／１０ｃｍの撚りをかけ
る。ついでこの下撚り糸を３本引き揃え、Ｓ方向に９Ｔ
／１０ｃｍの上撚りをかけて、９０００デニールの生コ
ードを得た。得られた生コードをコンビュートリーター
（ＣＡリッツラー（株）製タイヤコード処理機）を用
い、前記第１処理液に浸漬した後、２３５℃で１５０秒
間、ストレッチ率を３．５％として熱処理した。

【００３０】次に、前記第２処理液に浸漬した後、定長
下１７０℃で１５０秒間乾燥させ、引き続いてリラック
ス率０．５％下２３０℃で１２０秒間の熱処理を行い、
さらに前記第３処理液に浸漬した後、１６０℃で１８０
秒間熱処理を行ってブリプレグ状態のコードを得た。な
お、各処理液の付着量（固形分）は、第１処理剤が１．
０重量％、第２処理剤が２．０重量％、第３処理剤が
１．５重量％となるように調整した。得られたポリエス
テル繊維コードを、ＮＲ（天然ゴム）を主成分とするゴ
ムを用い、１５０℃で１５分間、圧力５０Ｋｇ／ｃｍ²
でプレス加硫を行ってゴム複合体を得た。

【００３１】［実施例２〜４、比較例１〜５］実施例１
において、第１処理液のポリエポキシド化合物とブロッ
クドポリイソシアネート化合物との重量比率Ｅｐ／Ｉｓ
ｏ、第２処理液のレゾルシン・ホルマリン／ゴムラテッ
クスの有効成分重量比率Ｒ／Ｌ、第３処理液の縮合体／
天然ゴム成分の重量比率ＲＦ／Ｇを表１記載の如く変更
する以外は実施例１と同様に行ってゴム複合体を得た。
これらについて、コード強力、コード密着性、コード剥
離接着力を測定した結果を、実施例１と合わせて表１に
示す。

【００３２】

【表１】

【００３３】

【発明の効果】本発明の方法により得られるポリエステ
ル繊維コードは、強力などのポリエステル繊維が有する
優れた力学的特性を維持すると共に、ベルト成形時のコ
ードばらけによる不良率は大幅に低減され、ゴム複合体
のマトリックスゴムとの接着性に優れ、しかも該繊維コ
ードで補強されたベルトなどのゴム複合体は寸法安定性
に優れ、優れた動力伝達性、耐疲労性を有する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者黒田俊正愛媛県松山市北吉田町77番地帝人株式会社松山事業所内Ｆターム(参考） 4L033 AA07 AB01 AB03 AC11 BA08 BA18 BA69 CA13 CA34 CA68 CA69 CA70 DA07 4L036 MA05 MA24 MA33 MA37 PA18 PA21 PA26 UA08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリエステル繊維に無撚の状態又は撚糸
コードの状態で、ポリエポキシド化合物とブロックドポ
リイソシアネート化合物の水分散液（両者の固形分重量
比率が１／３〜１／５）を含む第１処理液を付与し、温
度１６０〜２４０℃で６０〜１８０秒間熱処理した後、
無撚糸にあっては撚糸を施し、次いでレゾルシン・ホル
マリン・ゴムラテックス（ＲＦＬ：レゾルシン＋ホルマ
リンとゴムラテックスの有効成分重量比率が１／３〜１
／１５）を含む第２処理液を付与し、温度１８０〜２４
０℃で６０〜１８０秒間熱処理した後、さらに、レゾル
シン／ホルマリンのモル比率（Ｒ／Ｆ）が１／０．６〜
１／１．０である縮合体（ＲＦ）と天然ゴム成分（Ｇ）
との重量比率（ＲＦ／Ｇ）が１／１０〜１／２０であ
る、天然ゴム水分散液をＲＦで部分架橋したものを含む
第３処理液を付与し、温度１４０〜１７０℃で１２０〜
２４０秒間熱処理することを特徴とする、ポリエステル
繊維コードの製造方法。