JP5898000B2 - 補強用ポリエステル繊維の製造方法 - Google Patents
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さらにはポリエステル繊維が巻き取られた状態であり、密閉状態がポリエステル繊維を樹脂フィルムにより包囲したものであることや、密閉状態において繊維1kgあたりの空気量が5リットル未満であることが好ましい。また、エポキシ硬化触媒がアミン化合物であることや、ポリエステル繊維が2000m/分以上の高速紡糸して得られたものであること、ポリエステル繊維がポリエチレンテレフタレート繊維であることが好ましい。
このようなエポキシ硬化触媒の繊維への付着方法としては、ポリエステルポリマーを溶融紡糸した直後の紡糸油剤中に含有させて付着させることが好ましい。
本発明にて用いられるエポキシ化合物としては、ハロゲン含有のエポキシ類、例えばエピクロルヒドリン多価アルコール又は多価フェノールとの合成によって得られるものなどが挙げられる。また、エポキシ化合物は一分子中にエポキシ基を2個以上有するものであることが好ましく、エポキシ当量としては100〜400であることが工業生産性などの点から好ましい。エポキシ当量が100より小さい場合には、低引火点、反応性が高すぎるなどの傾向にあり、400より大きい場合には高粘度、疎水性、低反応性などの傾向にある。繊維へのエポキシ化合物の付与処理量は、0.01〜1.0重量%であることが好ましい。
このような高物性の補強用ポリエステル繊維とするためには、例えば次のような製造方法を採用した繊維であることが好ましい。
ポリエステルチップ、ポリエステル繊維を100℃、60分間でオルトクロロフェノールに溶解した希薄溶液を、35℃でウベローデ粘度計を用いて測定した値から求めた。IVと表記した。
粉砕機を用いて粉末状にしたポリエステルサンプル40.00グラムおよびベンジルアルコール100mlをフラスコに加え、窒素気流下で215±1℃の条件下、4分間にてポリエステルサンプルをベンジルアルコールに溶解させた。溶解後、室温にまでサンプル溶液を冷却させた後、フェノールレッドのベンジルアルコール0.1質量%溶液を適量添加し、N規定の水酸化ナトリウムのベンジルアルコール溶液によって、速やかに滴定し、変色が起こるまでの滴下量をAmlとした。ブランクとして100mlのベンジルアルコールにフェノールレッドのベンジルアルコール0.1質量%を同量添加し、N規定の水酸化ナトリウムのベンジルアルコール溶液によって、速やかに滴定し、変色が起こるまでの滴下量をBmlとした。それらの値から下記式によってポリエステルサンプル中の末端COOH基含有量(末端カルボキシル基量)を計算した。
末端COOH基含有量(当量/ton)=(A−B)×103×N×106/40
なお、ここで使用したベンジルアルコールは試薬特級グレードの物を蒸留し、遮光瓶に保管したものを利用した。N規定の水酸化ナトリウムのベンジルアルコール溶液は、定法により事前に濃度既知の硫酸溶液によって滴定し、規定度Nを正確に求めたものを使用した。
JIS K0070−3.1項 中和滴定法に準じて繊維表面のカルボキシル基量(酸価)を求めた。すなわち、繊維試料約5gにジエチルエーテル/エタノール=1/1溶液50mlを加え、指示薬としてフェノールフタレイン溶液を数滴添加し、室温で15分間超音波振とうした。この溶液に0.1ml水酸化カリウムエタノール溶液(ファクター値f=1.030)で滴定し、指示薬のうすい紅色が30秒間続いたときを終点として指示薬滴下量を測定し、以下の式から酸価を算出した。
酸価A(当量/ton)=(B×1.030×100)/S
[ここで、Bは0.1ml水酸化カリウムエタノール溶液滴定量(ml)、Sは試料量(g)を表す。]
ポリエステルを加水分解して酸成分、グリコール成分にした後、ガスクロマトグラフィーにて酸のメチルエステル成分を定量し、この値から算出した。
各元素の含有量は、蛍光X線装置(リガク社 3270E型)を用いて測定し、定量分析を行った。この蛍光X線測定の際には、ポリエステル繊維樹脂ポリマーを圧縮プレス機でサンプルを2分間260℃に加熱しながら、7MPaの加圧条件下で平坦面を有する試験成形体を作成し、測定を実施した。
ポリエステル組成物・繊維のX線回折測定については、X線回折装置(株式会社リガク製RINT−TTR3、Cu‐Kα線、管電圧:50kV、電流300mA、平行ビーム法)を用いて行った。長周期間隔はX線小角散乱測定装置を用い従来公知の方法、即ち波長1.54ÅのCu−Kα線を線源とし、繊維軸に直角に照射して得られる子午線干渉の回折線よりブラックの式を用いて算出した。繊維横軸方向結晶サイズはX線広角回折から赤道線走査の(010)(100)強度分布曲線の伴価巾よりシエラーの式を用いて求めた。
加温処理後の該ポリエステル繊維をJIS K−7236に従ってエポキシ指数(EI
:繊維1kgあたりのエポキシ当量数)を測定した。
引張荷重測定器((株)島津製作所製オートグラフ)を用い、JIS L−1013に従って測定した。尚、中間荷伸は強度4cN/dtex時の伸度を表した。
JIS−L1013に従い、20℃、65%RHの温湿度管理された部屋で24時間放置後、無荷重状態で、乾燥機内で180℃×30min熱処理し、熱処理前後の試長差より算出した。
2.5mm厚のSBR/NR系ゴムを挟んで、得られたコードを26本/2.54cm(inch)の密度で互いに平行に並べた2層のプライを作成し、さらに各プライ層の外側を1.5mm厚のSBR/NR系ゴムでカバーのち、温度150℃で30分間、90kg/cm2の条件で加硫して、長さ500mm、幅5mm、厚み5.5mmのベルトを作成した。
次いで、このベルトを50kg/2.54cm(inch)の荷重を印加して直径50mmのプーリーに取付け、温度100℃にて5時間にわたり30,000サイクルの繰返し伸張圧縮疲労を加えた。伸張圧縮疲労後のベルトのプライ間を300mm/分の速度で剥離し、得られる平均剥離接着力(N/2.54cm(inch))を高温動的疲労後の接着力として求めた。
この評価方法は、動的たわみ試験であり、いわゆるシューシャイン試験と呼ばれている評価方法である。
(a)紡糸油剤の調整
グリセリントリオレート65部、POE(10)ラウリルアミノエーテル12部、POE(20)硬化ヒマシ油エーテル8部、POE(20)硬化ヒマシ油トリオレート12部、POE(8)オレイルホスフェートNa2部、酸化防止剤1部からなる油剤。
ポリグリセロールポリグリシジルエーテル(ナガセケムテックス社製「デナコールEX−512」)60部、ジイソオクチルアゼレート30部、POE(8)硬化ヒマシ油エーテル8部、ジイソオクチルスルホサクシネートNa2部からなる油剤組成分45部を40℃に加温した後、40℃に加温した軟化水55部にゆっくり添加しながら攪拌したのち、18℃に冷却した。
固有粘度(35℃オルトフロロフェノール溶媒にて測定)1.03で末端カルボキシル基量が22当量のポリエチレンテレフタレートチップを用い、溶融紡糸法により下記の要領で1100dtex/384フィラメントのポリエステル繊維を得た。紡糸口金より紡出され、2600m/分で引き取られたした未延伸糸に、上記の方法で調製した紡糸油剤を繊維100部に対して油剤付着分0.4部(脂肪族アミン化合物成分付着量0.048重量%)となるようにMO式油剤付与法で付与した後、60℃の第1ローラーで引取り、第1ローラーと60℃の第2ローラーとの間で1.3倍に第1段延伸し、さらに第2ローラーと180℃の第3ローラーとの間で合計延伸倍率が1.9倍になるように第2段延伸し、引き続き第3ローラーと第4ローラーとの間は延伸倍率0%にしたのち、上記の方法で調整した仕上油剤を繊維100部に対して油剤付着分が0.2重量部(エポキシ化合物成分付着量0.12重量%)となるようにローラー式油剤付与法で付与し、第4ローラーと捲取機の間でインターレース(IL)ノズルで交絡を付与したのちに5000m/分の速度で各10kgを捲取った。
そうして得られた繊維を、塩化ビニール樹脂製の袋の中にいれ密封し、60℃の温度条件下にて130時間の熟成処理(加熱処理)を行い、補強用ポリエステル繊維を得た。
得られたポリエステル繊維を、47回/cmの下撚を掛けた後、これを2本合わせて47回/cmの上撚をかけて得られてコードをレゾルシン・ホルマリン・ラテックス接着液(RFL液)を用いて接着処理し、240℃で2分間緊張熱処理して処理コードとした。
得られたコードをシューシャイン法で接着性能を評価した。結果を表1に示す。
実施例1と同様にして、ただしフィラメント数を384から500とし、紡糸速度を2600m/分から3200m/分とし、延伸倍率を1.9倍から1.4倍に変更して延伸を行い、実施例1と同様の補強用ポリエステル繊維及び処理コードを得た。評価結果を表1に併せて示す。
実施例1と同様にして、ただしフィラメント数を384から249とし、紡糸速度を2600m/分から2500m/分とし、延伸倍率を1.9倍から2.0倍に変更して延伸を行い、実施例1と同様の補強用ポリエステル繊維及び処理コードを得た。評価結果を表1に併せて示す。
実施例1と同様にして、ただし最後の熟成処理の際にビニールカバーを装着せずに開放状態にして、実施例1と同様のポリエステル繊維及び処理コードを得た。評価結果を表2に示す。
実施例1と同様にして、紡糸油剤にアミン系の代わりに非アミン系の紡糸油剤を使用し、また仕上げ油剤を使用しなかった以外は、実施例1と同様のポリエステル繊維及び処理コードを得た。評価結果を表2に併せて示す。
低カルボキシル基末端を有する通常タイヤコード用のポリエチレンテレフタレートチップを用い、物性を揃えるために延伸条件を微調整した以外は、実施例1と同様のポリエステル繊維を準備し、実施例1と同様のポリエステル繊維及び処理コードを得た。評価結果を表2に併せて示す。
Claims (6)
- 末端カルボキシル基量が15当量/ton以上であるポリエステル繊維に、エポキシ硬化触媒とエポキシ化合物を付着させた後、密閉状態で40℃以上の熟成処理することを特徴とする補強用ポリエステル繊維の製造方法。
- ポリエステル繊維が巻き取られた状態であり、密閉状態がポリエステル繊維を樹脂フィルムにより包囲したものである請求項1記載の補強用ポリエステル繊維の製造方法。
- 密閉状態において、繊維1kgあたりの空気量が5リットル未満である請求項1または2記載の補強用ポリエステル繊維の製造方法。
- エポキシ硬化触媒がアミン化合物である請求項1〜3のいずれか1項記載の補強用ポリエステル繊維の製造方法。
- ポリエステル繊維が2000m/分以上の高速紡糸して得られたものである請求項1〜4のいずれか1項記載の補強用ポリエステル繊維の製造方法。
- ポリエステル繊維がポリエチレンテレフタレート繊維である請求項1〜5のいずれか1項記載の補強用ポリエステル繊維の製造方法。
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