JP2798579B2 - ゴム補強用熱可塑性合成繊維 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ゴム補強用熱可塑性合
成繊維に関する。さらに詳しくは、高い延伸倍率でも安
定に製糸することができ、且つレゾルシン・ホルマリン
・ラテックス接着剤（以下ＲＦＬ液と略記する）で接着
処理する際、冬場の低温雰囲気下でもＲＦＬ液の濡れ性
に優れて良好な接着力が得られ、しかもＲＦＬ液処理後
の強力保持率も良好なゴム補強用合成繊維に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリエステル、ポリカプロアミドをはじ
めとする熱可塑性合成繊維は、その優れた力学的特性を
生かして各種分野に使用されているが、特に産業資材用
途においては、強力の向上に加えて、原糸毛羽の減少及
び熱収縮率の低減を計るため、高温加熱ローラを使用し
て高倍率延伸及び熱セットが施される。また、タイヤコ
ード又はゴムベルト等のゴム補強用途においては、撚糸
及び製織を経た後ゴムと接着させるためにＲＦＬ液で接
着処理されるが、冬場の低温雰囲気下でもＲＦＬ液が均
一に濡れて安定したピックアップ量になること、さらに
はＲＦＬ液処理後の強力低下も小さいことが要求されて
いる。

【０００３】かかる要求特性を付与せんとして、従来よ
り種々の試みがなされている。例えば高延伸倍率下でも
毛羽や断糸の発生を防ぐべく高温高接圧下での繊維・金
属間潤滑性を向上させるため、油剤主体成分である平滑
剤成分の分子間凝集力を低下して繊維・金属間動摩擦係
数を下げ、一方平滑剤に極性基（例えばエステル基）を
導入して金属吸着能を高めるとともに分子量を増大させ
て高温高接圧下での摩擦を低下させる方法がある。この
ために使用される平滑剤としては、一価アルコールと一
塩基性脂肪酸又は二塩基性脂肪酸とのエステル、又は多
価アルコールと一塩基性脂肪酸とのエステルのうち、高
温高接圧下での潤滑能を向上させるため長鎖アルキル基
を有するものが用いられることになる。

【０００４】かかるエステル系平滑剤のなかで脂肪酸ト
リグリセライドが潤滑性に優れて好ましいが、入手が容
易なヤシ油では脂肪酸の主成分がラウリン酸ないしミリ
スチン酸であるためアルキル鎖長が短く高温高接圧下で
の潤滑性が劣る上、凝固点が高いため冬場の低温雰囲気
下でＲＦＬ接着処理する際ＲＦＬ液の濡れ浸透性が低下
してゴム接着力が大きく低下するという問題がある。一
方ナタネ油は、脂肪酸の主成分がオレイン酸ないしエル
カ酸等の高級不飽和脂肪酸であるため、上記のごとき低
温雰囲気下でのＲＦＬ接着処理する際の接着不良は解消
されるものの、潤滑性は未だ充分ではなく、また不飽和
度の高い脂肪酸の含有量も多いので加熱ローラー上でタ
ール化し易い上に夏場長期保存中に黄変し易いという問
題がある。

【０００５】かかる問題を改善するため、近年エルシン
酸成分含有量が多いハイエルシンナタネ油が提案されて
いるが、不飽和度の高い脂肪酸の含有量は低減されてい
ないため、上記タール化及び黄変の問題は解消されな
い。一方不飽和度の高い脂肪酸の含有量を減少させた場
合、炭素数が２０以上の脂肪酸では不飽和基を１つ有す
るオレイン酸又はエルシン酸であってもグリセライドの
凝固点は０℃以上となって前記接着不良を引き起こし、
一方脂肪酸の炭素数を減少させると潤滑性が不充分とな
る。

【０００６】このように、従来提案されているゴム補強
用熱可塑性合成繊維で前記要求特性を満足し、且つ製糸
時の工程安定性も良好なものは知られていなかった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術に鑑みなされたもので、その目的は、製糸工程や撚糸
製織工程等においては毛羽・断糸等の発生が少なく、且
つＲＦＬ液による接着処理においては低温雰囲気下で処
理しても接着障害の発生することがないゴム補強用熱可
塑性合成繊維を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記目的
を達成するため鋭意検討した結果、グリセライドでは高
級脂肪酸のアルキル基鎖長を長くするとアルキル基同志
のファンデルワールス力による結晶化が容易となって凝
固点が高くなることを見い出した。かかる知見を基に更
に検討を重ねた結果、トリメチロールアルカンの脂肪酸
エステルが長鎖の脂肪酸を用いても凝固点は高温にシフ
トせず、潤滑性を維持しながら接着不良、黄変、タール
化等の問題が同時に解消されることを見い出し本発明に
到達した。

【０００９】すなわち、本発明によれば、下記式で表わ
されるトリメチロールアルカントリ脂肪酸エステルを主
体成分とし、分子内に１個以上の水酸基を有するグリセ
ライドのアルキレンオキサイド付加物と二塩基酸との反
応生成物（Ｂ）を５〜３０重量％含有する油剤組成物
が、繊維重量に対して０．３〜３．０重量％付着してい
ることを特徴とするゴム補強用熱可塑性合成繊維が提供
される。

【００１０】

【化２】

【００１１】［式中、ＲＣＯＯ―は炭素数２０以上で不
飽和結合が１個以下の脂肪酸（Ａ₁ ）残基又は炭素数８
〜１８で不飽和結合が１個以下の脂肪酸（Ａ₂ ）残基
を、ｎは０又は１を表わし、且つＡ₁ とＡ₂ の重量割合
は１／９〜７／３である。］ 本発明の対象とする合成繊維は、ゴム補強用熱可塑性合
成繊維として用いられるものであれば特に制限されず、
例えばポリアミド繊維、ポリエステル繊維等をあげるこ
とができ、特にポリアミド繊維が好適である。

【００１２】上記合成繊維に付与する油剤組成物の主体
成分は、下記式で表わされるトリメチロールアルカント
リ脂肪酸エステルで、かかるエステルは通常酸触媒を用
いてトリメチロールアルカン１モルと脂肪酸３モルをエ
ステル化反応せしめることにより製造される。

【００１３】

【化３】

【００１４】ここでトリメチロールアルカンとしては、
トリメチロールプロパン又はトリメチロールエタンが一
般的なので、上記式においては、ｎは０又は１である。
一方脂肪酸としては、炭素数が２０以上、好ましくは２
０〜２４で不飽和結合が１個以下の脂肪酸（Ａ₁ ）好ま
しくは直鎖の不飽和脂肪酸と、炭素数８〜１８で不飽和
結合が１個以下の脂肪酸（Ａ₂ ）、好ましくは直鎖の不
飽和脂肪酸もしくは分枝を有する脂肪酸との混合物であ
り、Ａ₁ ／Ａ₂ の重量比が１／９〜７／３、好ましくは
３／７〜６／４の範囲にあることが大切である。

【００１５】Ａ₁ ／Ａ₂ の割合が１／９未満の場合に
は、油剤の凝固点が０℃以下となるものの、潤滑性が不
充分となって製糸時、特に延伸時に毛羽・断糸が発生し
易くなる。逆にＡ₁ ／Ａ₂ が７／３を越える場合には潤
滑性が向上するものの、凝固点が高くなって冬場の低温
雰囲気下でＲＦＬ液処理する際、ＲＦＬ液のピックアッ
プ量が低下して接着障害を引き起こす。

【００１６】また脂肪酸が分子内に不飽和結合（炭素・
炭素結合）を２個以上有する場合には、夏場高温下で長
期間保存した場合に黄変したり、製糸時に使用される高
温加熱ローラー上で油剤組成物がタール化して毛羽・断
糸が多発するようになるので好ましくない。

【００１７】好ましく使用し得るトリメチロールアルカ
ントリ脂肪酸エステルとしては、例えばエルシン酸／オ
レイン酸が４５／５５の混合脂肪酸とトリメチロールプ
ロパンとのトリエステル（以下トリメチロールプロパン
トリ脂肪酸エステル（エルシン酸４５／オレイン酸５
５）と表示する。以下同様）、トリメチロールプロパン
トリ脂肪酸エステル（エルシン酸６０／２―エチルヘキ
シル酸４０）、トリメチロールプロパントリ脂肪酸エス
テル（エイコセン酸３０／イソステアリン酸７０）、ト
リメチロールエタントリ脂肪酸エステル（エルシン酸２
０／イソステアリン酸８０）等があげられる。

【００１８】かかるトリメチロールアルカントリ脂肪酸
エステル（Ａ）は、１種もしくは２種以上組み合わせて
油剤組成物の主体成分として用いる必要がある。すなわ
ち、油剤有効成分に対して４０％以上、好ましくは５０
〜８５％、特に５０〜７５％とする必要があり、４０％
未満では本発明の目的を達成することができない。

【００１９】本発明で用いられる油剤組成物のもう一つ
の成分である反応生成物（Ｂ）は、分子内に１個以上の
水酸基を有するグリセライドにアルキレンオキサイドを
付加したものと、二塩基酸成分、必要に応じてさらに一
塩基酸成分とを反応させたエステル化合物である。

【００２０】ここで分子内に１個以上の水酸基を有する
グリセライドとしては、特にトリグリセライドが好まし
く、例えば、リシーノール酸、１２―ヒドロキシステア
リン酸等のトリグリセライド、代表例としてヒマシ油を
あげることができる。

【００２１】かかるトリグリセライドに付加するアルキ
レンオキサイドとしては、エチレンオキサイド、プロピ
レンオキサイド、ブチレンオキサイドをあげることがで
き、特にエチレンオキサイドが好ましい。アルキレンオ
キシドの付加モル数は、５〜５０モル、好ましくは１０
〜３０モルである。アルキレンオキシドの付加方法は常
法でよく、２種以上を付加させる場合には、ランダムで
付加してもブロックで付加してもよい。

【００２２】次に上記アルキレンオキサイド付加物と反
応させる二塩基酸成分としては、マレイン酸、コハク
酸、アジピン酸、セバシン酸、チオプロピオン酸等をあ
げることができる。また、必要に応じて末端封鎖剤とし
て併用される一塩基酸成分としては、オレイン酸、ステ
アリン酸、ベヘン酸等の高級脂肪酸が好ましい例として
あげることができる。

【００２３】上述の成分からなる反応生成物（Ｂ）の分
子量は、あまりに低いと油剤の油膜強化効果が低下し、
一方あまりに高いと粘度が高まり取り扱いにくくなるば
かりでなく糸の走行摩擦が高くなって、製糸・製織時に
毛羽を発生し易くなるため、３５００〜７０００程度が
好ましい。

【００２４】上記反応生成物（Ｂ）の油剤組成物中の含
有量は５〜３０重量％、好ましくは５〜２０重量％、特
に５〜１５重量％とする必要がある。含有量が５重量％
未満の場合には、油膜強化効果が不充分となって高温高
張力下における繊維摩擦が高くなるため、ＲＦＬ液Ｄｉ
ｐ処理工程において緊張熱処理を施しても各単糸の引き
揃え性が低下し、局部的な応力集中が発生してＲＦＬ処
理後の強力が低下するという問題が発生する。一方３０
重量％を越える場合には、繊維間摩擦低減効果はあるも
のの、糸導ガイド等との走行摩擦が大きくなるため、特
に撚糸工程に供した場合高速高接圧下でバルーニングコ
ントロールと接触するため単糸切れ断糸等のトラブルが
多発するようになる。

【００２５】なお、上記反応生成物（Ｂ）は、分子構造
的にバルキーで分子量も大きく、且つ前記エステル
（Ａ）との相溶性も良好なため、油剤組成物中の該エス
テル（Ａ）の凝固点を降下させるといった作用も有す
る。

【００２６】以上に説明した本発明にかかる油剤組成物
は、特定のトリメチロールアルカン脂肪酸エステル
（Ａ）と反応生成物（Ｂ）を含有するものであるが、本
発明の目的を損なわない範囲内、例えば油剤組成物の凝
固点が０℃以下となる範囲内で他の成分を配合してもよ
い。例えば、繊維への均一付着性を高めるため、制電性
を向上させるため、あるいは耐熱性を向上させるため等
の目的で、アルキルホスフェート金属塩、脂肪酸金属
塩、抗酸化剤等を配合してもよい。

【００２７】本発明の合成繊維は、上記油剤組成物が繊
維重量に対して０．３〜３．０重量％、好ましくは０．
５〜１．３重量％付着している必要がある。０．３重量
％未満の場合には、潤滑性が不充分となって製紙工程、
撚糸工程、製織工程等で単糸切れや断糸が発生し易くな
る。一方３重量％を越える場合には、前記本発明の効果
は飽和に達してそれ以上の効果は得られないばかりか、
コストアップとなるため好ましくない。

【００２８】本発明で上記油剤組成物を付与する方法
は、通常公知の方法をそのまま採用することができる。
例えばストレート油剤（原油もしくは溶剤希釈した非含
水油剤）又は水系エマルジョン油剤を、ローラー給油、
計量ノズル給油、スプレー、浸漬法等の給油方法により
紡出糸条が固化した時点以降で行なうが、通常は引取り
ローラーより前の時点で糸条に付与する。なお、引取ら
れた未延伸糸は一旦巻き取ることなく連続して延伸する
ことも可能で、上記油剤が付着していれば高速延伸性が
良好となるので毛羽・断糸の発生が少なくなるといった
効果も発現される。

【００２９】

【発明の作用・効果】本発明の合成繊維には、脂肪酸成
分の構成が炭素数２０以上で不飽和結合が１個以下の脂
肪酸（Ａ₁ ）と、炭素数が８〜１８で不飽和結合が１個
以下の脂肪酸（Ａ₂ ）とからなり、その割合が１／９〜
７／３にあるトリメチロールアルカントリ脂肪酸エステ
ル（平滑剤）を主体成分とする油剤組成物が付与されて
いるので、高温高接圧下での摩擦係数は小さく潤滑性に
優れ、製糸時の延伸操業性及び撚糸・製織時の工程通過
性が良好となる。また、脂肪酸成分が上記構成をとって
いるので、加熱ローラー上でタール化したり、夏場長期
保存しても着色することがない。さらに、上記脂肪酸エ
ステルは、その分子構造より結晶化し難いため凝固点は
低く、低温雰囲気下でＲＦＬ液処理してもその濡れ浸透
性を阻害することがなく、良好なゴム接着強力が得られ
るのである。

【００３０】また、油剤組成物には上記主体成分に加え
て水酸基を有するグリセライドのアルキレンオキシド付
加物と二塩基酸との反応生成物Ｂが配合されているの
で、油剤組成物の凝固点がさらに降下するとともに、そ
の詳細な理由は不明であるが、繊維表面に付着している
油剤の油膜が強化され、高接圧下で繊維と繊維とが擦過
しても繊維と繊維が直接接触することを防ぎ、潤滑性を
維持して耐摩耗性を向上せしめる。その結果、ＲＦＬ液
処理時に施される高温高張力下の熱処理において、繊維
間の摩擦が小さくなるために単糸の引き揃え性が向上し
てＲＦＬ処理コードの強力を向上できるのである。

【００３１】

【実施例】以下実施例により本発明をさらに詳しく述べ
る。なお、各評価項目は表１記載の方法に従った。

【００３２】

【表１】

【００３３】固有粘度［η］が１．６５のナイロン６を
２８０℃で溶融後、紡糸口金（孔径０．５ｍｍφ、孔数
３０６ホール）より吐出し、紡糸筒内で冷却風により冷
却固化せしめた後、オイリングローラーを介して表１に
示す油剤を糸重量に対して１．０重量％となるように付
与し、さらに引取り延伸熱セットして１８９０ｄｅ／３
０６ｆｉｌの延伸糸を得た。この延伸糸をタイヤコート
用リング撚糸機を用いて下撚り、上撚りともに３２回／
１０ｃｍの撚りを施し、１８９０ｄｅ／２本撚りのコー
ドを作成した。この生コードをレゾルシン―ホルムアル
デヒド／ラテックス系のＲＦＬ接着剤液で処理した。な
お、ＲＦＬ接着剤液の低温濡れ浸透性については、生コ
ードを０℃下の雰囲気中で冷却しておき、１０℃に設定
した１５％ＲＦＬ接着剤液中に一定張力下でＤｉｐし、
直後にブロアーで余分の液を除去したあと乾燥し、引き
続き伸長下で熱セットした後、弛緩下で熱セットを行な
い、次いでエッヂによる軽いしごきを与えながらボビン
に巻き取った。結果を表２に示す。

【００３４】

【表２】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｄ０２Ｇ 3/48 Ｄ０２Ｇ 3/48 Ｄ０４Ｈ 1/54 Ｄ０４Ｈ 1/54 Ｂ Ｄ０６Ｍ 13/16

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記式で表わされるトリメチロールアル
   カントリ脂肪酸エステル（Ａ）を主体成分とし、分子内
   に１個以上の水酸基を有するグリセライドのアルキレン
   オキサイド付加物と二塩基酸との反応生成物（Ｂ）を５
   〜３０重量％含有する油剤組成物が、繊維重量に対して
   ０．３〜３．０重量％付着していることを特徴とするゴ
   ム補強用熱可塑性合成繊維。 【化１】 ［式中、ＲＣＯＯ―は炭素数２０以上で不飽和結合が１
   個以下の脂肪酸（Ａ₁ ）残基又は炭素数８〜１８で不飽
   和結合が１個以下の脂肪酸（Ａ₂ ）残基を、ｎは０又は
   １を表わし、且つＡ₁ とＡ₂ の重量割合は１／９〜７／
   ３である。］