JP2763779B2 - 溶融紡糸法 - Google Patents

溶融紡糸法

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JP2763779B2 JP63243764A JP24376488A JP2763779B2 JP 2763779 B2 JP2763779 B2 JP 2763779B2 JP 63243764 A JP63243764 A JP 63243764A JP 24376488 A JP24376488 A JP 24376488A JP 2763779 B2 JP2763779 B2 JP 2763779B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、溶融紡糸によって熱可塑性ポリマーファイ
バーを製造する方法と、このように紡糸されたファイバ
ーを含有するタイヤとに関する。
溶融紡糸熱可塑性ファイバーは車両のタイヤの製造に
利用することができ、今日では相当なトン数の前記ファ
イバーが市場で消費されている。このように利用される
大量のポリマーはポリアミド及びポリエステルである
が、ポリプロピレンファイバーも使用することができ
る。しかし各タイヤ当たり、エラストマーの量に対して
かなり大量のファイバーを使用せねばならない。これ
は、主に、引張り強さ、曲げモジュラス及びゴムに対す
る接着性の組合わせによって決まる前記ポリマーの特性
のバランスをとるためである。この点から言えば、タイ
ヤの品質に悪影響、即ちタイヤが市場の多くの用途に対
して不適当になるといった代償を払わずにタイヤ当たり
のファイバーの量を減らすことは不可能である。ポリア
ミド(商標名KEVLAR又はTWARONで市販)又はゲル紡糸高
モル分子量ポリエチレンといったその他の熱可塑性ファ
イバーはこの点ではより適当であるが、タイヤ製造に使
用するにはあまりに高価である。
本発明者は別の種類の熱可塑性ポリマー、即ちオレフ
ィン性不飽和炭化水素及び一酸化炭素の交互コポリマー
が、タイヤ製造に使用するファイバーの相対重量を減ら
す問題を解決するために非常に見込みがあることを見い
出した。
ポリアミド、ポリエステル又はポリプロピレンに比較
すると、上記交互コポリマータイプから成る溶融ファイ
バーは、ファイバーの溶融紡糸及び延伸を特定の臨界温
度条件で実施すれば、引張り強さ、曲げモジュラス及び
ゴムに対する接着性の組合せのバランスが優れたものと
なる。
本発明は、熱可塑性ポリマーファイバーの製造方法で
あって、平均分子量が小さくとも2000の、一酸化炭素及
びオレフィン性不飽和化合物の交互コポリマーを最低
(T+20)Kの温度で溶融紡糸し、次いで最高(T−1
0)Kの温度で延伸する(但しTは上記ポリマーの結晶
融点である)ことを特徴とする方法に関する。
延伸は延伸比が、好ましくは小さくとも3:1、より好
ましくは小さくとも7:1、最も好ましくは15:1で実施す
る。好ましい延伸温度は、ポリマーの結晶融点より少な
くとも40K低い温度であり、好ましい溶融紡糸温度は、
ポリマーの結晶融点より少なくとも40K高い温度であ
る。
本明細書中に使用する「ファイバー」とは、ファイバ
ーに加えてモノ−及びマルチフィラメントを包含する。
また「交互」ポリマーとは、マクロ分子中のCO単位がオ
レフィンから誘導される単位と交互に配列されるコポリ
マーである。従って、マクロ分子鎖では、各CO単位はオ
レフィンの1つの単位、例えばエチレンの隣に配置され
る。該コポリマーは、一酸化炭素及び1種類の特定のオ
レフィン、好ましくはエチレンから成る真のコポリマー
とすることもできるし、一酸化炭素及び1種以上のオレ
フィン、例えばエチレン及びプロピレンのコポリマーと
することもできる。後者の場合にはエチレンを主オレフ
ィンとして使用するのが好ましい。適当な交互コポリマ
ーそれ自体は、例えば欧州特許出願第121965号、第2136
71号及び第229408号並びに米国特許出願第3914391号の
各明細書から公知であり、これらを触媒による共重合に
よって調製する方法も上記明細書から公知である。適当
な重合触媒は、パラジウム/ホスフィン系をベースにし
たものである。交互構造を持たずに遊離基触媒を使用し
て製造されるその他公知のエチレン/COコポリマーの使
用は本発明では考慮されない。
通常、コポリマーは分子量1000〜500,000を有する。
好ましくはコポリマーは平均分子量が小さくとも5000
であるべきであり、小さくとも8000であればより好まし
い。分子量が10,000〜50,000であるコポリマーを使用す
ると特に好結果が得られる。
以上から、本発明コポリマーを化学式で表現すれば、
次のとおりである。
オレフィン性不飽和化合物及び一酸化炭素の交互コポリ
マー: CO−(A)(Aはオレフィン単位:−C−C;nは
整数) エチレン/COコポリマー: CO−(C2H4(nは整数) エチレン/プロピレン/COターポリマー: −−[−CO−(C2H4)−]−−[−CO−(C3H6)−]
−− (p,qは整数であり、各ブロックはポリマー鎖中にラン
ダムに配置されている) 「ポリケトン」ポリマーの物理的特性の一部はポリマ
ーの分子量と、ポリマーがコポリマーであるかターポリ
マーであるかと、ターポリマーの場合には存在する第二
の炭化水素の相対比率とに依存する。
このようなポリマーの通常の融点は、約175〜300℃、
より一般的には180〜280℃である。
新規のファイバーに有効なポリマーの極限粘度数(LV
N)は、ポリマーを60℃のメタクレゾールに溶解し、Can
non−Ubbelohde粘度計のような標準毛細管粘度測定装置
を使用する方法によって測定して、0.5〜10LVN、好まし
くは0.8〜4LVN、最も好ましくは0.8〜2.5LVNの範囲であ
る。
ファイバーの溶融紡糸及び延伸は、現在市場で入手可
能な装置を使用して実施することができる。
本発明の方法を使用して製造されたファイバーは、ポ
リアミド、ポリエステル又はポリプロピレンから製造さ
れるポリマーと比較すると著しく優れたITS.IM積を有す
る。この積では、ITSは引張り強さの向上の因子を表
し、IMはモジュラスの向上の因子を表す。種々の繊維用
銘柄の熱可塑性樹脂に同一の延伸比を用いて比較した。
非延伸の通常に圧縮成形された試験片を用いて測定され
る同じ特性に対する向上性を記録した。
本発明の方法に使用するに特に適当な熱可塑性ポリマ
ーは、エチレン及び一酸化炭素のコポリマー、並びに、
特にポリマー鎖中のエチレン対プロピレンのモル比が小
さくとも3:1であるエチレン、プロピレン及び一酸化炭
素のターポリマーである。その他に適当なターポリマー
としては、ポリマーマクロ分子中のエチレンのその他の
不飽和モノマーに対するモル比が小さくとも3:1、好ま
しくは小さくとも8:1という条件で、エチレンと一酸化
炭素に加えて、ブテン、ペンテン、ヘキセン、ヘプテ
ン、オクテン、ノネン、デセン、ドデセン、スチレン、
アクリル酸メチル、メチルメタクリレート、ビニルアセ
テート、ウンデセン酸、ウンデセノール、6−クロルヘ
キセン、N−ビニル−ピロリドン及びビニル−ホスホン
酸のジエチルエステルとのターポリマーを挙げることが
できる。
本発明のファイバーは、ポリマーマットを製造するの
にも非常に適している。このようなマット、特に不織布
(spun−bounded non−woven)マットは、例えば変性ビ
チューメンから調製される圧延屋根材料膜における強化
層として使用することができる。このような屋根材料膜
は、ファイバーの機械的強度が高く且つビチューメンに
対する接着性もよいので、公知のポリエステル強化屋根
材料よりも優れている。上記マットのその他に有効な用
途としては、特に布地又はメッシュに織った場合には所
謂土木用織物(geotextile)の製造がある。これは、道
路、排水口、河岸、海岸線、堤防等の土木分野における
建築材料として使用されるように特別に設計された浸透
性合成膜である。UV安定剤を包含するのも適当である本
発明のファイバーから製造される土木用織物は、所望の
引張り強さ、E−モジュラス、水浸透性及び耐汚れ性を
有していることは明らかである。
実施例1 現在市販の繊維用銘柄ナイロン−6(N−6)及びポ
リプロピレン(PP)と、一酸化炭素、エチレン、及び、
エチレンをベースとして8モル%のプロピレンエチレン
(CE)の交互コポリマーの繊維用銘柄とを溶融紡糸して
比較テストを実施した。ポリアミドは分子量10,000〜2
5,000を有し、ポリプロピレン銘柄はメルトインデック
ス20dg/分を有し、コポリマーは分子量10,000〜25,000
及び結晶融点493Kを有していた。
通常に圧縮成形された試験片を用いて公称の引張り強
さ及び曲げモジュラスを測定し、更にファイバーを溶融
紡糸し、比6:1で延伸した。交互コポリマーの延伸温度
は480K及び溶融紡糸温度は560Kであった。
テスト結果を以下の表に示す。
ファイバーのスチレン−ブタジエンエラストマーに対
する接着性は、タイヤ製造業界で現在行なわれているテ
スト方法によって測定した。結果は相対尺度によって示
しており、+は良い、++は非常に良い、+++は優れ
ていることを表す。
実施例2 実施例1に使用したのと同じバッチの一酸化炭素、エ
チレン及びプロピレンのコポリマーを温度515〜560Kの
多孔紡糸口金を通して溶融紡糸し、温度30±0.5℃で急
激に空冷し、5〜10倍に延伸した。このように製造され
たマルチフィラメントを軽くより合わせて糸にし、それ
を2〜3本合わせてコードにした。これらのコードを織
って織物にし、それを接着剤に浸漬した。織物は延伸及
びアニーリング剤であり、従って、タイヤコードに適し
た優れた接着性、引張り強さ及び曲げ特性を示す織物コ
ードが得られた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヒユーストン・スレイド・ブラウン アメリカ合衆国、テキサス・77095、ヒ ユーストン、ターンベリー・レイン・ 7306 (72)発明者 ポール・アルフレツド・ウエストブルツ ク アメリカ合衆国、テキサス・77083、ヒ ユーストン、リオ・プラザ・15419 (56)参考文献 特開 昭57−191322(JP,A) 特開 昭61−258017(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) D01F 6/00 - 6/96 C08G 67/02 B60C 9/00

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】溶融紡糸によって熱可塑性ポリマーファイ
    バーを製造する方法であって、小さくとも2000の分子量
    を有する、オレフィン性不飽和化合物及び一酸化炭素の
    交互コポリマーを最低(T+20)Kの温度で溶融紡糸
    し、次いで最高(T−10)Kの温度で延伸する(但しT
    は上記ポリマーの結晶融点である)ことを特徴とする前
    記方法。
  2. 【請求項2】溶融紡糸温度が最低(T+40)Kである請
    求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】延伸温度が最高(T−25)Kである請求項
    1又は2に記載の方法。
  4. 【請求項4】延伸比が小さくとも3:1である請求項1〜
    3のいずれか一項に記載の方法。
  5. 【請求項5】延伸比が小さくとも7:1である請求項4に
    記載の方法。
  6. 【請求項6】ポリマーの分子量が小さくとも5000である
    請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。
  7. 【請求項7】ポリマーの分子量が小さくとも8000である
    請求項6に記載の方法。
  8. 【請求項8】コポリマーがエチレン/COコポリマーであ
    る請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。
  9. 【請求項9】コポリマーが、エチレンとプロピレンに対
    して多くとも25モル%のプロピレンを含有するエチレン
    /プロピレン/COターポリマーである請求項1〜7のい
    ずれか一項に記載の方法。
  10. 【請求項10】請求項1〜9のいずれか一項に記載の方
    法によって製造されることを特徴とするファイバーを含
    有するタイヤ。
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