JPH0299610A - 高強力及び高耐疲労性を有するポリアミドモノフイラメント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明の技術的背景 本発明は大きいデニールを有するポリアミドモノフィラ
メントＩこ関し、より詳ＨＢｔ二は高い強力（ｔｅｎａ
ｃ　１ｔｙ）及び高い耐疲労性を有するデニールの大き
いポリアミドモノフィラメントに関する。

本発明を要約すれば、少なくとも約８０の相対粘度（Ｒ
Ｖ）　、及びモノフィラメント１０’ｇ当たり約３当量
以下の分枝を冑する事実上線状のポリアミド重合体から
得られるモノフィラメントをその対象としていることで
ある。

大きいデニールのポリアミドモノフィラメントはタイヤ
及び他の補強されたゴム製品の製造の際などにゴムへの
埋封（ｅｍｂｅｄｍｅｎｔ）用として有用である。一般
にポリアミドモノフィラメントは工業的には熔融重合に
より５０ないし７０の間の蟻酸相対粘度（ＲＶ）を有す
るポリアミドを製造し、引き続き熔融した重合体を紡糸
し、次いで急冷して得られるモノフィラメントを延伸す
ることにより製造される。最高７０ＲＶの相対粘度を有
するモノフィラメントは多くの用途に適当な強度を与え
るが、タイヤ中のプライ及びコード末端の数の減少を可
能とするために、増大した強力及び耐疲労性を冑するモ
ノフィラメントがタイヤでの使用に要求されている。

本発明の総括 本発明によれば、少なくとも約８０のＲＶ、約９．５ｇ
／デニールよりも大きい強力、及び七ノフィラメントｌ
ｏ＠ｇ当たり約３当量よりも少ない分枝を有する、事実
上線状のポリアミド重合体からのモノフィラメントが提
供される。好適にはポリアミドはポリ−（ヘキサメチレ
ンアジパミド）であり、本発明のモノフィラメントは少
なくとも約１００のＲＶ、及びモノフィラメント１０’
ｇ当たり約２当量よりも少ない分枝を有する。本発明の
他の好適な形態は、ポリアミドがポリ−（ε−カプロア
ミド）であることである。

本発明の詳細 な説明の大きいデニールのポリアミドモノフィラメント
はポリアミド重合体から紡糸される。適当なポリアミド
はポリ−（ヘキサメチレンアジパミド）、ポリ　（カプ
ロアミド）、ポリ−（テトラメチレンアジパミド）等、
及びそれらの共重合体を含んでいる。好適には、ポリア
ミドは均質重合体のポリ−（ヘキサメチレンアジパミド
）である。

他の好適なポリアミドはポリ−（ε−カプロアミド）で
ある。

本発明のモノフィラメントで使用されるポリアミドは、
少なくとも約８０の蟻酸相対粘度（ＲＶ）を有し、及び
モノフィラメント１０’ｇ当たり約３当量よりも少ない
分枝を有する、事実上線状のポリアミドである。相対粘
度は２５°Ｃで毛細管粘度計中で測定された溶液と溶剤
の粘度の比率を示すことを意図している。溶剤は１０重
量％の水を含む蟻酸である。溶液は８．４重量％のポリ
アミド重合体が溶剤中に溶解している。今後明らかにさ
れるように、高いＲＶを有する線状ポリアミドは、分枝
の量が重合体１０’ｙ当たり３当量以下、好適には重合
体１０’！？当たり２当量以下であれば、モノフィラメ
ントに高い強力及び高い耐疲労性が付与される。ＲＶが
少なくとも約１００であれば、更に好都合である。

ポリアミドの分枝の当量は、重合体のしオロジー的挙動
を観察することにより測定される。ポリアミド熔融物は
一般に極めて剪断速度及び剪断応力が小さい条件下での
みニュートン流れ的挙動を示す。ｌＸｌ０’ダイン／ｃ
ｙ＋”よりも大きい剪断応力においては、熔融したポリ
アミド重合体は非ニユートン的であり、そしてニュート
ン的挙動からの逸脱の程度は分枝によって増大する。分
枝の度合は剪断応力の対数対剪断速度の対数のプロット
のような、ニュートン的挙動からの逸脱の程度を測定す
ることによりしオロジー的データから決定できる。プロ
ットは約二桁の剪断速度範囲に亙って本質的に直線状で
あり、従って分枝の程度の目安として使用できる。

分子量の変化を最少とし且つ満足な再現性を得るために
、レオロジー測定の前に繊維（又は重合体）の水分含量
を調節することが必要である。繊維（又は重合体）を約
０．５インチのセグメント（重合体の場合にはＩ／８イ
ンチの７レーク）に切断し、試料を真空下で１６時間８
０００で乾燥し、水分含量を試験すべき重合体のＲＶ用
の平衡水分含量以下に減少させることが手順として含ま
れる。

試料をデシケータ−中で冷却し、次いで天秤上に置き、
最終試料の水分含量を試験すべき重合体のＲＶ用の平衡
水分含量まで回復せしめる。

しオロジー測定は２８５℃で上記のよ、うに製造された
繊維（又は重合体）試料について直径０．３７５インチ
の円筒及び０．０２ｘＯ，７５０インチの毛細管を備え
たインストロン・レオメータ−（ｌｎｓｔｒｏｎ　Ｒｈ
ｅｏｍｅｔｅｒ）を用いて行われた。通常１分間当たり
０．０５ないし１．０インチの範囲に亙って５種のクロ
スヘツド速度で測定がなされた。円筒は各装填物につい
て３回の測定を繰り返すことが可能な充分量の重合体を
含有する。直線回帰（ｌｉｎｅａｒ　ｒｅｇｒｅｓｓｉ
ｏｎ）分析により計算された、剪断応力の対数対剪断速
度の対数の直線の傾斜か重合体の分枝含量の目安として
使用される。オートクレーブ中で製造され４７．４のＲ
Ｖを有するポリ−（ヘキサメチレンアジパミド）重合体
が本質的に分枝を含まない対照標準として使用される。

この重合体は第１図に示すように剪断応力の対数対剪断
速度の対数プロットの傾斜として０．８１を与える。繊
維又は重合体１０６ｇ当たりの分枝の当量又はモル（ｍ
）で表現された第２図の分枝すの検量線は、既知の分枝
剤、ビス−ヘキサメチレンテトラミンの既知の量で改質
されたポリ−（ヘキサメチレンアジパミド）重合体試料
の剪断応力の対数対剪断速度の対数の傾斜を、重合体中
の分枝剤の量に対してプロットすることにより得られた
ものである。繊維又は重合体試料中の分枝の量を求める
には、試料の剪断応力の対数対剪断速度の対数の傾斜を
測定し、繊維又は重合体１０’ｇ当たりの当量又はモル
で表された分枝の量すを検量線から読み取る方法が取ら
れる。

上記はポリ−（ヘキサメチレンアジパミド）繊維又は重
合体試料の分枝の測定に関するものであるが、同様な方
法を任意のポリアミドについて設定することができる。

高いＲＶ、高い強力及び低水準の重合体分枝を新規に兼
ね備えた本発明のモノフィラメントを製造するためには
、特別に高いＲＶのポリアミド及び特殊な紡糸方法を必
要とする。ポリアミドに関連して、通常の熔融重合法は
、本発明の高強力、耐疲労性モノフィラメントの製造に
必要とされる性質である、８０ＲＶよりも大きい線状ポ
リアミド重合体を製造するのには有用ではない。通常８
０ＲＶよりも大きい熔融重合したポリアミド重合体は著
量の分枝を含み、従って、９．５ｇｐｄよりも大きい強
力及び高い耐疲労性を有するモノフィラメントとして紡
糸及び効率的に延伸することはできない。分枝は環化反
応、触媒誘導分枝及び重合の際の時間／２８０°Ｃ以上
の温度の諸因子の複合により起こると信じられる。分枝
を避け、線状ポリアミド重金体を製造する一つの方法は
：（１）最高的７０及び好適には５０よりも大きくない
中程度の水準のＲＶの固体状重合体を製造する普通の熔
融重合を行い、それに引き統いて（２）１８０−２４０
°Ｃの間の比較的低温度でＲＶが８０よりも大きくなる
まで、及び好適には１００又はそれ以上のＲＶとなるま
で固相重合を行う；ことから成る二段階重合法を用いる
ことである。

通常のオートクレーブ又は連続重合法は工程（１）で使
用することができる。適当な方法が米国特許第３．５０
９．１０７号及び第３．３５７．９５５号に開示されて
いる。好適には工程（１）からの重合体は３０−５０の
ＲＶを持っていなければならない。工程（１）からの固
体状重合体切片（又はフレーり）を次いで更にタンブラ
−（ｔｕｍｂｌｅｒ）−型重合装置中で例えば２００℃
の温度において、重合体１ｋｇ当たり１時間当たり３Ｑ
の流速で重合体切片上に窒素気流を流しながら重合する
。重合する重合体は周期的に試料採取され、重合は８０
以上の、及び好適には約１００又はそれ以上の所望のＲ
Ｖが得られるまで継続される。このようにして、本発明
のモノフィラメントの製造に適当する線状、高ＲＶポリ
アミド重合体が製造される。

上記のようにして製造された約８０ＲＶよりも大きい線
状ポリアミド重合体は、本発明の独自な組み合わせの諸
性質を有するモノフィラメントを得るために特殊な方法
により紡糸及び延伸されなければならない。好適な延伸
−紡糸工程は米国特許第４．００９，５１１号に開示さ
れたような紡糸、急冷、延伸及び巻取りのような多対を
なした段階を含んでおり、参照して参考とされたい。引
用された特許のような工程は芯材配向のための充分な伸
張を提供すると同時に、配向の少ない表面を提供し、本
発明のモノフィラメントの高度の強力及び高度の耐疲労
性を獲得するために使用される。

本発明のモノフィラメントのデニールは５００−１０．
０００の範囲にある。タイヤに利用するためには、モノ
フィラメントのデニールは好適には７５０−１０．００
０の範囲にある。

モノフィラメントの断面は各種の形状の一つを取ること
ができるが、オブラウンド（ｏｂｒｏｕｎｄ）断面を使
用することが特に望ましい。オブラウンドは一般に平滑
な、隅の円いリボン状の断面である。

オグラウンド断面とすることにより、最終用途における
フィラメントの扱いが一層容易になる。

本発明のモノフィラメントの重合体は、分枝か重合体１
０’ｇ当たり３当量以下、好適には２当量以下の事実上
線状である。更にＲＶは本発明の目的を達成する程度に
高くなければならず、８０ＲＶよりも大で、少なくとも
約１００　　ＲＶよりも大きいことが好ましい。高いＲ
Ｖと重合体の直線性との組み合わせは、本発明の９．５
ｇｐｄよりも大きい高強力及び著しく向上した耐疲労性
を達成するために両者共必要である。例えば１０’ｇ当
たり３当量以下の分枝を有する１００　　ＲＶの線状ポ
リ−（ヘキサメチレンアジパミド）を用いてつくったモ
ノフィラメントは、普通の７０ＲＶ重合体を用いてつく
ったモノフィラメントよりも２５％良好な耐疲労性を示
している。対照的に、事実上線状の７０　　ＲＶポリ−
（ヘキサメチレンアジパミド）からのモノフィラメント
は、米国特許環４．００９，５１１号の好適な方法によ
って紡糸且つ延伸された場合でも、８．６ないし９．２
ｇｐｄの範囲の強力を有しているのみである。更にその
水準の強力は、通常の熔融重合法により製造された、フ
ィラメントｌＯＩｇ当たり３当量以上の分枝を含む非−
線状の１００　　ＲＶ重合体を使用することによっては
改善されない。

好適には、本発明のポリアミドモアフィラメントはポリ
−（ヘキサメチレンアジパミド）又はポリ−（ε−カプ
ロアミド）重合体から製造されたフィラメントである。

更にこうしたモノフィラメントは光学的に可視である、
米国特許環４．００９．５１１号に開示された方法によ
って測定すると３−１５μｍの多孔性表面層を有し、そ
の配向はフィラメントの芯部の配向よりも小さいことが
好ましい。表面層は更に米国特許環４．００９．５２号
に開示された方法によって測定すると１゜５７よりも小
さい平行（ｐａｒａｌｌｅｌ）屈折率、ｎ／／を有する
という特徴がある。

本発明の主なる特徴及び態様は以下の通りである。

１、少なくとも約８０の相対粘度　ＲＶ、約５００ない
し約ｔｏ、ｏｏｏの間のデニール、１デニール当たり約
９，５ｇより大きい強力及びモノフィラメントｉｏ’ｇ
当たり約３当量以下の分枝を有する事実上線状のポリア
ミド重合体から得られるモノフィラメント。

２、該ポリアミドがポリ−（ヘキサメチレンアジパミド
）である上記ｌに記載のモノフィラメント。

３、該ポリアミドがポリ−（ε−カプロアミド）である
上記ｌに記載のモノフィラメント。

４、少なくとも約１００のＲＶを存する上記ｌに記１１
．のモノフィラメント。

５、オブラウンド断面を有する上記１に記載のモノフィ
ラメント。

６．７５０ないし１０，０００のデニールを有する上記
ｌに記載のモノフィラメント。

７、モノフィラメントｉｏ’ｇ当たり約２当量以下の分
枝を有する上記１に記載のモノフィラメント。

８、フィラメントの芯よりは少ない配向を有する厚さ約
３−１５μｍの、光学的に可視の、多孔性表面層を有し
、該表面層か１．５７よりも小さい平行屈折率、ｎ／／
を有する上記１に記載のモノフィラメント。

【図面の簡単な説明】

第１図は事実上分枝を含まないポリ（ヘキサメチレンア
ジパミド）の剪断応力の対数対剪断速度の対数のプロッ
トを示し；及び 第２図は重合体１０’ｇ当たりの分枝のモルとして表し
た量の分枝を持ったポリ−（ヘキサメチレンアジパミド
）について、第１図に示されたような剪断応力の対数対
剪断速度の対数曲線の傾斜のプロットである。 外１名 傾 斜 ＼ も 剪断応力 ダイン／ζ／ｆ２

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、少なくとも約８０の相対粘度ＲＶ、約５００ないし
   約１０，０００の間のデニール、１デニール当たり約９
   ．５ｇより大きい強力及びモノフィラメント１０＾６ｇ
   当たり約３当量以下の分枝を有する事実上線状のポリア
   ミド重合体から得られるモノフィラメント。