JP2002327333A - タイヤコード織物緯糸用マルチフィラメント及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】従来のマルチフィラメントでは得られなかった
高性能ラジアルタイヤに用いる補強用タイヤコード織物
を得るのに好適な緯糸、すなわち、均一な伸びと、十分
な強伸度を保持するポリエステルマルチフィラメントを
提供する。 【解決手段】経糸がポリエステルマルチフィラメント糸
からなるタイヤコード織物において、緯糸はポリエステ
ルマルチフィラメント糸で、１８０℃×２０分の高温定
長熱処理後の伸度保持率が８０％以上、強度保持率が９
０％以上で、かつ破断伸度が７０％以上、破断強力が３
００ｃＮ以上であることを特徴とするタイヤコード織物
緯糸用マルチフィラメント。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はタイヤコード織物緯
糸用原糸に関し、さらに詳しくは高性能ラジアルタイヤ
に用いる補強用タイヤコード織物を得るのに好適な緯糸
用原糸のポリエステルマルチフィラメントに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】一般にタイヤの製造工程は、(1)タイヤ
コード用原糸(2)撚糸工程(3)製織工程(4)接着処理、熱
処理工程(5)タイヤ成型の製造工程を経るものが一般的
である。タイヤの不均一は、成形工程または加硫工程で
タイヤが大きく拡がり、特にラジアルタイヤのカーカス
はタイヤ成型時にコード間隔が約５０％以上も拡がり、
このために緯糸が追随できずにタイヤ不均一の問題を有
している。

【０００３】タイヤコード織物用の緯糸としては、従来
は綿糸などの天然繊維が用いられてきた。しかし緯糸と
して綿糸を用いた場合、タイヤ成型時に補強用織物もゴ
ムと一緒に加熱成形するために、綿糸の強伸度斑が著し
く、かつ伸度が低いことと相まって、タイヤの成形工程
での変形力によって緯糸の綿糸が切断し、タイヤ中のコ
ード分布の不均一を招き、タイヤに局部的な弱点を生み
出すという問題点を有している。特にこれらの問題点
は、タイヤ成型時により大きな変形を受け、しかもより
高性能が要求されるラジアルタイヤ製造時において顕著
に現れるものである。

【０００４】また、ゴム糸、捲縮糸などの破断伸度を十
分に有する糸を使用する方法も提案されたが、これらは
初期引張抵抗力が無いために織物加工中に容易に伸びて
しまい、例えば織物の織組織が安定しないなどタイヤコ
ードスダレ織物の品位を著しく悪くしているものであっ
た。

【０００５】これらの欠点を解消するために、合成繊
維、主にポリエステル繊維を芯糸として周囲を綿などの
短繊維で被覆したコアヤーンとして用いる方法、例え
ば、 （１）特開昭５２−７０１６７号公報では芯糸としてポ
リエステルフィラメント糸条を熱処理して１５０℃×８
０分の乾熱収縮率±２％以下にした糸条を用いる。 （２）特開昭５５−７４３３号公報、特開昭５５−６２
２３５号公報では芯糸に高配向ポリエステルフィラメン
ト糸を用いる。などが種々提案されてきた。

【０００６】しかしながら、（１）の例では、高温下で
の緯糸の残留伸度不十分であるのに加えて、芯糸である
ポリエステルフィラメント糸条を得る製造工程において
熱処理工程が加わるため、製造コストが極めて高くなる
こと、（２）の例では、ポリエステルフィラメントを単
に高配向化したのみでは高温下での芯糸の長さ方向、ま
たは芯糸を構成する単糸間で伸度のバラツキが生じ、か
かる芯糸の局部的な弱点がタイヤ成型時に露出し、緯糸
の切断が起きる欠点がある。

【０００７】一般にタイヤ補強用織物、特にラジアルタ
イヤ補強用織物は接着剤との高温処理工程を受けた後
も、緯糸は大きな残留伸度を保持し、タイヤ成型時の大
変形に破断することなく均一な伸びで追随して、経糸で
あるタイヤコードをゴム中に均一に分散させる特性を有
していることが望まれている。しかし、上述の例の如く
従来技術では、高性能ラジアルタイヤに用いる補強用タ
イヤコード織物を得るのに好適な緯糸を得るために必要
な特性、すなわち、過酷なタイヤ加工工程においてもタ
イヤ補強用織物の緯糸として均一な伸びと、十分な強伸
度を保持するポリエステルマルチフィラメントは得られ
なかったのである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前述の問題点
を改良し、高性能ラジアルタイヤに用いる補強用タイヤ
コード織物を得るのに好適な緯糸、すなわち、均一な伸
びと、十分な強伸度を保持するポリエステルマルチフィ
ラメントを提供することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、前述の目的を
達成するために、次の構成よりなるものである。すなわ
ち、本発明は「経糸がポリエステルマルチフィラメント
からなるタイヤコード織物の緯糸用原糸として、ポリエ
ステルマルチフィラメントであって、１８０℃×２０分
の高温定長熱処理後の伸度保持率が８０％以上、強力保
持率が９０％以上で、かつ破断伸度が７０％以上、破断
強力が３００ｃＮ以上であることを特徴とするタイヤコ
ード織物緯糸用マルチフィラメント」により前述の目的
を達成することができる。以下、本発明について詳細に
説明する。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明において用いるポリエステ
ルマルチフィラメントはポリエチレンテレフタレートか
らなるフィラメントを主対象とするが、ポリエチレンテ
レフタレート単位を９５モル％以上含有する共重合ポリ
エステルや艶消剤、着色顔料、安定剤などの添加剤を５
モル％以下含有するポリエステルでも差しつかえない。

【００１１】本発明の緯糸用原糸であるポリエステルマ
ルチフィラメントは、１８０℃×２０分の高温定長熱処
理後の伸度保持率が８０％以上、強度保持率が９０％以
上で有る。ここでいう伸度保持率とは、高温定長熱処理
前の伸度を高温定長熱処理後の伸度で除した値に１００
を掛けたもので、強度保持率についても同様に、高温定
長熱処理前の強度を高温定長熱処理後の強度で除した値
に１００を掛けたものである。この保持率が高いほど耐
熱性に優れた原糸の証であり、過酷なタイヤ成型加工時
でも急激な幅変位に追従でき均一なラジアルタイヤを提
供することが出来る。この１８０℃×２０分の高温定長
熱処理条件の選定は、タイヤコード織物のコード収縮率
規格の熱処理加工条件の一つであり、この測定値が本発
明の範囲内で有れば均一なタイヤ成型が可能となる。す
なわち、この条件下での伸度保持率が８０％以上ある
と、タイヤ加工時のコード織物が約５０％以上という急
激な幅変位に対して、緯糸がこの変位に対応でき、緯糸
切れが生じることがなく、従って均斉なタイヤ成型を可
能ならしめるタイヤコード織物を得ることができる。こ
の伸度保持率は、好ましくは９０％以上、更に好ましく
は１００％以上である。

【００１２】強度保持率についても同様で熱処理後強度
保持率が９０％以上あると、タイヤ加工時のコード織物
が約５０％以上という急激な幅変位に対して、緯糸がこ
の変位に対応でき、緯糸切れが生じることがなく、従っ
て均斉なタイヤ成型を可能ならしめるタイヤコード織物
を得ることができる。この強度保持率は、好ましくは１
００％以上、更に好ましくは１１０％以上である。

【００１３】この１８０℃という高温熱処理でも伸度保
持率が８０％以上の極めて高い保持率を有するフィラメ
ントの破断伸度は７０％以上であり、更に好ましくは８
０％以上である。７０％以上の破断伸度が有ると熱処理
工程後に伸度が５０％を下回る恐れが無く、タイヤ成型
時に緯糸の伸びが不足して切断することが無くなるので
好ましい。上限は特に設けないが強いて挙げれば１７０
％以内が好ましく、１７０％以内で有れば緯糸は安易に
伸びることはなく経糸を等間隔で保持する事ができて好
ましい。

【００１４】破断強力も重要な特性値で、良好な製織
性、過酷な熱処理工程を通過し良好なコード織物を得る
ためには３００ｃＮ以上の破断強力を有しており、更に
好ましくは３００ｃＮ以上である。３５０ｃＮ以上の破
断強力が有ると製織時の糸切れが少なく好ましいが更に
好ましくは４００ｃＮ以上である。

【００１５】本発明の緯糸原糸用ポリエステルマルチフ
ィラメントの乾熱収縮率ΔＳは寸法安定性を高め均一な
コード織物を得るためには１０％以下が好ましく、更に
好ましくは７％以下が好ましい。

【００１６】この１０％以下の熱収縮率を得る方法は７
０℃〜常圧沸水中又は、１２０℃〜１５０℃の乾熱中を
所定の時間処理すれば得られる。どの方法を採用するか
はタイヤ成型工程で均一なタイヤが得られる適正な条件
を採用すれば良い。

【００１７】本発明の複屈折Δｎは０．０３以上が高温
処理時でも耐熱性が向上し、好ましい。０．０３以上Δ
ｎがあるとタイヤ成型の準備工程、接着熱処理工程にお
いて糸条は無配向結晶化し難く、熱処理後の強伸度劣化
が少なく、本発明の目的とする均斉なタイヤを得ること
ができるので好ましい。０．０３以上の複屈折を得る方
法は、使用するポリマの固有粘度、その他種々の紡糸条
件にも影響されるが、本発明では紡速が２８００m/min
以上が好ましく、更に好ましくは３０００m/min以上で
ある。固有粘度とこの紡速との組み合わせ、その他の製
造条件のどれを採用するかは、タイヤ成型工程で均一な
タイヤが得られる適正な条件を採用すれば良い。

【００１８】本発明のこのような耐熱性の高いポリエス
テルマルチフィラメントは、固有粘度［η］が０．６５
〜０．９０の範囲に有るのが好ましい。［η］が０．６
５以上有るとタイヤ加工工程で受ける熱処理工程におい
ても糸条の熱劣化は軽減でき、熱処理後の伸度保持率が
８０％以上、強度保持率が９０％以上となり好ましい。
更に好ましくは０．７０以上である。上限値の０．９０
以下は紡糸性が良好で、かつ、特別な高温仕様の紡糸機
を必要としない紡糸の容易さ、更には破断伸度７０％以
上を保持することが出来るので、この範囲内の固有粘度
のポリマを使用するのが好ましい。

【００１９】本発明の総繊度ｄＴは１００dtex以上が好
ましい。１２０dtex以上有ると製織も糸切れが少なく効
率が良く、また、熱処理後でも強力は２５０ｃＮ以上が
保持されコード織物の急激な幅変位に対しても緯糸切れ
が無いので好ましい。最も好ましい繊度は１３０dtexか
ら２００dtexまでで、タイヤコード織物の緯糸として品
質の良いコード織物が得られ好ましい。このようにある
特定のポリマ、特定の物性、特定の条件を適正化し組み
合わせることにより、従来のマルチフィラメントでは得
られなかった高温処理後でも強伸度保持率が極めて良好
で、タイヤ成型時の大変形に破断することなく均一な伸
びで追随し、経糸であるタイヤコードをゴム中に均一に
分散させることができ、高性能ラジアルタイヤを得るた
めのタイヤコード織物緯糸用原糸として好適な素材とな
るのである。

【００２０】次に本発明のポリエステルフィラメントを
得るための製法は、従来周知の紡糸技術を利用すること
によって製造できる。すなわちポリエステルフィラメン
トを形成するポリマーを溶融、計量、濾過した後、所定
の口金を用いて吐出孔から吐出させることによって得ら
れる。

【００２１】本発明のポリエステルフィラメントを得る
ための吐出した糸条を冷却する距離は口金面下５００mm
以内で冷却するのが好ましい。この範囲で有ればフィラ
メント内部のミクロな結晶化を均一に進行させることが
でき、本発明に適した緯糸用のマルチフィラメントを得
ることができる。本発明糸は産業用原糸製造で用いられ
ている口金面下に加熱筒を用い、糸条を徐々に冷却する
大がかりな設備は不要で、一般衣料用紡糸機と設備の共
有化ができこの点からも専用設備にならず好ましい。

【００２２】なお、ポリエステルフィラメントを紡糸す
る際に、ポリマー濾過層に不織布フィルターを用いるこ
とにより、熱劣化によってポリマー配管内やパック内で
発生するゲル化したポリマーを濾過・除去、もしくは分
散することができるため好ましい。ポリエステルの紡糸
においては、ゲル化したポリマーは紡糸工程での糸切れ
など製糸性低下の原因になるばかりでなく、強伸度劣化
を起こし目的とするタフネスが得られない場合も生じ好
ましくない。このように製糸性の低下や強伸度劣化は不
織布フィルターを用いてゲル化したポリマーを濾過・除
去もしくは微分散させることによって防止することがで
きるので好ましい。

【００２３】また、油剤付与後には糸条の収束性を向上
させ、巻き取りパッケージの単糸落ち防止、毛羽、タル
ミの改善・高次工程での糸条取り扱い性の向上を目的に
交絡付与し、巻き取るのが好ましい。

【００２４】製造方法としては、上記本発明のポリエス
テルフィラメント糸を得られる方法であれば特に限定は
しない。以下にその製法の一例を挙げる。ポリマーとし
てポリエチレンテレフタレートを用い、これを融点以上
に加熱し、溶融させて、紡糸温度２９０℃〜３００℃で
口金より吐出させる。これを冷却、固化した後、所定の
紡速で巻き取り本発明のマルチフィラメントを得る。

【００２５】本発明のポリエステルフィラメントをこの
ままはタイヤコード織物の緯糸として用いた場合、タイ
ヤ成型時の変形に追従して伸長してもタイヤコード原糸
である経糸との摩擦係数が低く、このため滑りによる乱
れが生じタイヤコードをゴムの中に均一に保てなくな
る。このタイヤコードのゴム中の乱れを抑制するため、
緯糸はポリエステルフィラメントを芯糸にして、これに
綿のスパン糸を巻き付けたコアヤーンを用いるの一般的
で、本発明もこの方法を採用し綿糸を２０〜３０％巻き
付け、これを緯糸として用いる。

【００２６】

【実施例】以下に実施例および比較例により本発明を具
体的に説明するが本発明はそれにより限定されない。な
お実施例および比較例中における各測定値は以下の方法
により測定および判定した値である。

【００２７】Ａ．破断伸度（％）、破断強度（ｃＮ） ＪＩＳ−Ｌ−１０７３に記載される引張試験機に準じ、
自動記録式引張試験機を用いて試長２５cm、引張東速度
３０cm／分、チャート速度３０cm／分の条件で測定した
値である。

【００２８】Ｂ．乾熱収縮率ΔＳ 資料を周長１ｍの検尺機で３回巻きのカセを作り、表示
繊度（dtex)の1/20の荷重下で原長Ｌ１を測定し、次に
１５０℃オーブン中で30分間乾熱処理した後、再び表示
繊度（dtex)の1/20 の荷重をかけ、処理後長Ｌ２を測
定し、下式より算出する。 ΔＳ（％）＝｛（Ｌ１−Ｌ２）／Ｌ１｝×１００ Ｃ．複屈折Δｎ 偏光分析計により測定し求めた値 Ｄ．固有粘度［η］ 資料０．１gになるようにをＯ−クロルフェノール１０c
c中に溶解し、２５℃で測定し求めた値である。

【００２９】Ｅ．繊度ｄＴ 検尺機を用いてサンプル長１００ｍを採取し、重量をdt
ex単位に換算した値である。

【００３０】実施例１ 重合条件を適宜選択して、種々異なる固有粘度［η］を
有するポリエステルチップを製造し、このチップを加
熱、溶融させ、紡糸温度３００℃でポリマー濾過層には
不織布フィルターを組み込み、孔数３６の口金を通して
吐出し、口金面から２００mmの位置で冷却風により冷却
し、給油ガイドで油剤付与後に糸条を交絡し、３２００
m/分の速度で巻き取り１９５Ｔ−３６のポリエステルマ
ルチフィラメントを得た。

【００３１】得られたマルチフィラメントの破断強力、
破断伸度、乾収率、複屈折、１８０℃×２０分処理後の
破断強力、破断伸度、強力保持率、伸度保持率、紡糸
性、製織性、織物性能を評価した。

【００３２】実験Ｎｏ．２，３，４，５，６，７につい
ては本発明であり、いずれの水準についても熱処理後の
伸度保持率、強力保持率、破断強伸度、乾収率、複屈
折、織物性能とも最低限は満たしており、また紡糸性、
製織性も許容範囲内であった。中でも 実験Ｎｏ．３，
４，５は各特性とも良好であった。

【００３３】実験Ｎｏ．１については乾収率が本発明を
外れており、熱処理後の強伸度保持率が不足しており、
織物性能も不十分であった。実験Ｎｏ．８については破
断伸度が不足しており、熱処理後の伸度保持率も不十分
であった。また、紡糸性が不良で糸切れが多発し、製織
性も不良であった。

【００３４】

【表１】 実施例２ 実施例１と同様の製法で水準Ｎｏ．４の固有粘度ポリマ
ーを用いて紡速３２００ｍ／分で吐出量を種々変更して
繊度の異なるサンプルを得た。実験Ｎｏ．１０，１１，
１２，１３が本発明であり、いずれの水準についても伸
度保持率、強力保持率、破断強伸度、乾収率、複屈折、
織物性能とも満たしており、また紡糸性、製織性も良好
であった。

【００３５】実験Ｎｏ．９についてはトータル繊度が細
くそのため、熱処理前後の破断強力が不足し製織時糸切
れが多発した。

【００３６】

【表２】 実施例３ 実施例１の水準Ｎｏ．４と同様の製法で１９５Ｔ−３６
のポリエステルマルチフィラメントを製造する際に、紡
速を種々変更して表−３の如くサンプルを得た。実験Ｎ
ｏ．１６，１７，１８が本発明であり、いずれの水準に
ついても伸度保持率、強力保持率、破断強伸度、乾収
率、複屈折、織物性能とも満たしており、また紡糸性、
製織性も良好であった。水準Ｎｏ．１５は比較例で熱処
理後の強力保持率、伸度保持率が不十分であった。ま
た、複屈折も本発明から外れ、乾収率も高く、製織時寸
法安定性に欠け経糸が均一にならない等の不具合が生じ
た。従って織物性能も不十分であった。

【００３７】

【表３】 実施例４ 実施例１の水準Ｎｏ．４と同様の製法で１９５Ｔ−３６
のポリエステルマルチフィラメントを製造する際に、ポ
リマー濾過層に不織布フィルターを使用したものと使用
しないもの、吐出糸条の口金面下からの冷却位置を変
更、また、油剤付与後の交絡の有無についての紡糸を行
い、表４に記載の水準を得た。評価は紡糸性と製織性の
比較を行った。水準Ｎｏ．１９はポリマ−濾過層に不織
布フィルターを使用しなかった例で、紡糸時の糸切れが
多発し、製織性も不良であった。水準Ｎｏ．２２は冷却
位置を口金面下６００mmまで下げた例で紡糸性、製織性
が不良であった。また、物性面では糸条の断面方向、長
手方向への強伸度バラツキが大きかった。水準Ｎｏ．２
３は油剤付与後に交絡を付与しなかった例で、巻き上げ
パッケージの端面から糸落ちが発生し、タルミ、毛羽も
認められた。更に、糸条の収束性が悪く、高次工程での
取り扱いも不良で製織時糸切れが多発した。

【００３８】

【表４】

【００３９】

【発明の効果】本発明において得られたポリエステルマ
ルチフィラメントは、従来のマルチフィラメントでは得
られなかった高温処理後でも強伸度保持率が極めて良好
で、タイヤ成型時の大変形に破断することなく均一な伸
びで追随し、経糸であるタイヤコードをゴム中に均一に
分散させることができ、高性能ラジアルタイヤを得るた
めのタイヤコード織物緯糸用原糸として好適な素材とな
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｄ０２Ｇ 3/48 Ｄ０２Ｇ 3/48 Ｆターム(参考） 4L035 BB31 EE08 EE20 FF01 FF07 4L036 MA05 MA26 MA33 PA01 PA03 RA03 UA07 4L048 AA21 AA43 AA44 AA45 AA46 AA47 AA48 AA49 AA50 AA53 AB07 AB17 AB19 AC09 AC10 AC11 AC14 BA06 CA01 CA02 CA03 DA42

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】経糸がポリエステルマルチフィラメントか
   らなるタイヤコード織物の緯糸用原糸として、ポリエス
   テルマルチフィラメントであって、１８０℃×２０分の
   高温定長熱処理後の伸度保持率が８０％以上、強力保持
   率が９０％以上で、かつ破断伸度が７０％以上、破断強
   力が３００ｃＮ以上であることを特徴とするタイヤコー
   ド織物緯糸用マルチフィラメント。
2. 【請求項２】緯糸用原糸であるポリエステルマルチフィ
   ラメントは次式（１）〜（４）を同時に満足する請求項
   １記載のタイヤコード織物緯糸用マルチフィラメント。 乾熱収縮率（％） ΔＳ≦１０・・・（１） 複屈折 Δｎ≧０．０３・・・（２） 固有粘度 ０．６５≦［η］≦０．９０・・・（３） 総繊度（dtex） ｄＴ≧１００・・・（４）
3. 【請求項３】ポリマーを溶融、計量、濾過した後、口金
   を用いて吐出させる溶融紡糸方法において、口金面下５
   ００mm以内で冷却し、油剤付与後に交絡付与し、２８０
   ０m/min以上の速度で巻取ることを特徴とする請求項１
   または２記載のタイヤコード織物緯糸用マルチフィラメ
   ントの製造方法。
4. 【請求項４】濾過に際して、ポリマー濾過層に不織布フ
   ィルターを用いることを特徴とする請求項３記載のタイ
   ヤコード織物緯糸用マルチフィラメントの製造方法。