JPH03294518A - 複合繊維 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は産業用資材用途、特にゴム補強材に適した高強
度高弾性繊維に関するものである。

更に詳しくは高強度、ハイモジュラス、改良された寸法
安定性等の優れた機械特性を有し、且つゴムとの接着性
、ゴム中における耐熱性、及び複合繊維の耐久性悪化の
原因となる芯成分と鞘成分の境界面剥離等の改良された
ゴム補強用に好適な複合繊維を提供することにある。

［従来の技術］ ポリ（エチレン−１，２ジフェノキシエタン−Ｐ、Ｐ’
−ジカルボキシレート）からなるポリエステルエーテル
繊維は高強度、ハイモジュラス、高いゴム中耐熱性を有
し、各種産業資材、特にタイヤコード、伝動用ベルト、
搬送用ベルト等のゴム補強材としこの用途開発が進めら
れつつある。

従来から、ポリエチレンテレフタレート、ポリエステル
エーテル等の繊維の欠点であるゴムとの接着性を改良し
ようとする試みは数多く提案されており、その一つとし
て最近ポリエステルの表層をポリアミドで被覆し、且つ
適正な物性を有する複合繊維が特開平１−９７２１１号
公報に記載されている。該特開平１−９７２１１号公報
にはポリエステルを芯にナイロン６６を鞘にした複合繊
維であり、それぞれの成分ポリマの重合度および芯部ポ
リマの割合を特定した複合繊維について記載されている
。

［発明が解決しようとする課題］ 前記特開平１−９７２１１号公報に記載された芯鞘型の
複合繊維は接着性、耐久性がかなり改善されるものの、
１部の用途例えば、高速で走行する乗用車のタイヤ等の
苛酷な条件で使用するタイヤにおいては十分ではなく、
尚−層改善された寸法安定性、耐熱性、及び乗り心地が
要求される。

また前記特開平１−９７２１１号公報では、鞘のポリア
ミド成分により改良されたゴムとの接着性をもたせ、芯
のポリエステル成分によってモジュラスや寸法安定性を
保持しようとしたものであった。該方法によって確かに
接着性は十分改良されるものの、モジュラス、寸法安定
性および耐熱性について一般のポリエステル繊維が有す
る性質そのものであり何ら向上していない。

また、ポリエステルやポリエステルエーテルのようなポ
リマはナイロン６やナイロン６６などのポリアミドポリ
マとの相溶性が悪いため、通常の製糸方法で製造した複
合構造を有する繊維は両ポリマ界面で剥離破壊しやすく
実用できる充分な耐久性を持たなかった。特に延伸工程
、撚糸、ディッピング等のタイヤコード加工工程、タイ
ヤ加硫工程、およびタイヤ走行時に受ける繰り返し伸長
圧縮疲労によって芯鞘界面か破壊され、本来の複合繊維
に期待する性能が得られないという課題を有する。

本発明の目的は、前記の従来技術における課題を克服す
ることにより、ゴムとの接着性に優れ、従来の複合繊維
に比較して著しく改良された寸法安定性、ハイモジュラ
ス、ゴム中耐熱性及び耐疲労性を有し、特に複合界面の
ポリマの剥離に対して従来の技術では達せられなかった
十分な耐久性を有するゴム補強用に好適な複合繊維を提
供することにある。

［課題を解決するための手段及び作用コ本発明の構成は
、 （１）複合繊維において、芯成分の比率が３０〜９０重
量％、鞘成分の比率が７０〜１０重量％からなる芯鞘複
合繊維であって、前記芯成分が実質的にポリエチレンテ
レフタレート単位を主成分とするポリエステルとポリ（
エチレン−１，２ジフェノキシエタン−Ｐ、Ｐ’−ジカ
ルボキシレート）を主成分とするポリエステルエーテル
との２成分ポリマのブレンド成分からなり、該芯成分中
におけるポリエステルのブレンド割合が９０〜３０重量
％からなること特徴とする複合繊維。

（２）前記（１）に記載された複合繊維において、該芯
成分の一方の成分ポリエステルの極限粘度〔η〕か０．
６以上、芯成分の他方の成分ポリエステルエーテルの極
限粘度〔η〕が０゜６以上、および鞘成分ポリアミドの
硫酸相対粘度ηｒが２．８以上であることを特徴とする
複合繊維。

（３）前記（１）および前記（２）に記載された複合繊
維において、該複合繊維の強度が６゜０ｇ／ｄ以上、伸
度が２０％以下、初期引張り抵抗塵が６０　ｇ／ｄ以上
、乾熱収縮中が７％以下であることを特徴とする複合繊
維複合繊維 にある。

前記の本発明に係る複合繊維は芯成分がポリエステルと
ポリエステルエーテルのブレンド成分である。ポリエス
テルのブレンド割合が９０重量％以上占めると、モジュ
ラス、寸法安定性の改善効果は認められるものの有意差
を有するまでには至らない。ポリエステルのブレンド割
合が３０重量％未満の場合は耐疲労性が低下し、実質的
にゴム補強用途などの産業用繊維として好ましくない。

本発明に係る複合繊維におけるポリエステルとポリエス
テルエーテルのブレンドされた芯成分の比率は３０〜９
０重量％である。ポリエステルとポリエステルエーテル
のブレンドされた芯成分が３０重量％未満ではポリエス
テルおよびポリエステルエーテルの有する寸法安定性、
モジュラスを有効に利用しえない。またポリエステルと
ポリエステルエーテルのブレンドからなる芯成分が９０
重量％以上占めると、複合繊維の柔軟性が失われて耐疲
労性が低下する。

本発明に係る複合繊維は主に産業用資材分野に使われる
繊維であり、産業用繊維としての数多くの要求性能の中
の一つに強度に関する要求もある。強度は他の要求性能
を満足する場合は高強度が要求される。

本発明に係る複合繊維は、芯成分に用いるポリエステル
およびポリエステルエーテルの極限粘度〔η〕を０．６
以上、鞘成分であるポリアミドの硫酸相対粘度ηｒを２
，８以上とすることによって、複合繊維を高強度、高耐
熱性とし、産業用用途、特にゴム補強用繊維に適したも
のとする。

本発明に係る複合繊維は前記ポリエステルとポリエステ
ルエーテルノのブレンド割合およびポリアミドの比率お
よびこれらのポリマを用いて得られた複合繊維の特性が
６．０ｇ／ｄ以上の高強度、６０　ｇ／ｄ以上の初期引
張り抵抗度を有し、伸度は２０％以下、乾熱収縮率７．
　０％以下である。より好ましい複合繊維特性は強度７
．０ｇ／ｄ以上、初期引張り抵抗度７０ｇ／ｄ以上、伸
度は８〜１６％、乾熱収縮率６゜０％以下を満足するこ
とにより、従来の複合繊維では達せられなかった。著し
く改良された寸法安定性、ハイモジュラス、耐熱性、耐
疲労性および芯鞘複合界面のポリマの剥離耐久性等に優
れた産業用用途、特にゴム補強用繊維となる。

本発明に係る複合繊維の芯成分の一方の成分となるポリ
エステルは、極限粘度〔η〕０．６以上好ましくは０．
７以上の実質的にポリエチレンタレフタレート単位から
なるポリエステルである。ポリエチレンテレフタレート
ポリマの物理的、化学的特性を実質的に低下させない程
度、例えば１０％重量未満の共重合成分を含んでもよい
。共重合成分としてはイソフタル酸、ナフタレンジカル
ボン酸等のジカルボン酸、及びプロピレングリコール、
ブチレングリコール等のジオール成分やエチレンオキサ
イド等である。

本発明に係る複合繊維の芯成分の他方の成分となるポリ
エステルエーテルは、極限粘度〔η〕０．６以上好まし
くは０．７以上の実質的にポリ（エチレン−１，２ジフ
ェノキシエタン−Ｐ。

Ｐｏ−ジカルボキシレート）がらなり、ポリマ鎖中にビ
ス−１，２−（バラカルボキシフェノキシ）エタン、エ
チレングリコール以外の第３成分か１０モル％以下共重
合されているものを含む。

一方、本発明に係る複合繊維の鞘成分きして用いられる
ポリアミドはポリカプラミド、ポリヘキサメチレンアジ
パミド、ポリヘキサメチレンアジパミド、ポリヘキサメ
チレンアジパミド、ポリヘキサメチレンドデカミド、ポ
リへキサメチレンテレフタルアミド、ポリへキサメチレ
ンイソフタルアミド等であり、中でもポリへキサメチレ
ンアジパミド系ポリマが好ましく用いられる。

また、前記のポリアミドには特に強度などの物性を実質
的に低下させない程度に、ポリヘキサメチレンアジパミ
ドに対して例えば１０％未満のε−カプラミド、テトラ
メチレンアジパミド、ヘキサメチレンセバヵミド、ヘキ
サメチレンドデカミド、ポリへキサメチレンテレフタル
アミド、ポリへキサメチレンイソフタルアミド等の成分
を共重合したり、あるいはブレンドしてもよい。

さらに前記のポリアミドには、必要に応じて、本発明複
合繊維の強度などの物性を低下させない程度に、他の特
性を付加する熱酸化劣化防止剤、艶消剤、顔料、光安定
剤、熱安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、染色性向上剤
、接着性向上剤等を添加することができる。

特に熱酸化劣　化防止剤としては銅塩、及びその他の有
機、無機化合物が添加できる。産業用用途として用いる
場合は、特に沃化鋼、酢酸銅、塩化銅、ステアリン酸銅
等の銅塩を銅として３０〜５００ｐｐｍと沃化カリウム
、沃化ナトリュウム、臭化カリウム等のハロゲン化アル
カリ金属を０．０１〜０．５重量％及び／或いは有機、
無機の燐化合物を０．０１〜０．１重量％含有させるこ
とが好ましい。

本発明に係る複合繊維は以下に詳述する新規な方法によ
って製造される。

前記した芯成分の一方の成分であるポリエステルは極限
粘度〔η〕が０，６以上、好ましくは０．７以上の実質
的にポリエチレンテレフタレートからなるポリエステル
を用いる。

また芯成分の他方の成分ポリエステルエーテルは、極限
粘度〔６３０，６以上好ましくは０゜７以上の実質的に
ポリ（エチレン−１，２ジフェノキシエタン−Ｐ、Ｐ“
　−ジカルボキシレート）からなるポリエステルエーテ
ルを用いる。

鞘成分のポリアミドポリマは硫酸相対粘度で２．８以上
、好ましくはは３．０以上の高重合度ポリマを用いる。

芯成分のポリエステルポリマとポリエステルエーテルポ
リマは、それぞれ別のエクストルーダーで溶融後混練装
置においてブレンドするか、また両ポリマをブレンドし
た後溶融する。溶融温度は２９０〜３３０°Ｃである。

一方、鞘成分のポリアミドポリマは２８０〜３１０℃で
別のエクストルダーで溶融される。

前記の溶融されたポリエステルとポリエステルエーテル
ポリマとがブレンドされた芯成分ポリマおよびポリアミ
ドポリマからなる芯成分ポリマをそれぞれ２９０〜３１
０℃の温度に加熱された複合紡糸装置に導き、複合紡糸
用口金を通して複合繊維として紡出する。

紡糸速度は１０００ｍ／分以上の高速とする。

前記複合紡糸口金の直下には１０ｃｍ以上、１ｍ以内に
わたって２００℃以上、好ましくは２６０℃以上の加熱
雰囲気を、保温筒、加熱筒を設けられる。紡出された複
合繊維は上記加熱雰囲気中を通過した後冷風で急冷固化
され、ついで油剤を付与された後紡糸速度を制御する引
取ロールで引取られる。引取られた複合繊維は未延伸糸
である。

前記口金直下の加熱雰囲気の制御は本発明の高速紡糸時
の曳糸性を保持するため重要である。

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
伸するか、もしくは−旦巻き取った後、別工程で延伸さ
れる。

高速紡糸の採用は複合繊維の高温時の寸法安定性、耐久
性の改良効果、及び芯鞘界面の剥離耐久性向上効果をも
たらす。

次に前記の未延伸糸は１８０℃以上、好ましくは２００
℃以上の温度で熱延伸され延伸糸となる。延伸は２段以
上、通常は３段以上の多段で行い、延伸倍率は１．１〜
７．０の範囲である。

かくして得られた延伸糸は前記の本発明に係る複合繊維
の特徴を有する。

次に実施例に基ついて説明するが、本発明の明細書本文
、および実施例中に記載した繊維特性、コード特性の定
義及び測定方法は次の通りである。

ポリエステル芯成分の特性 極限粘度〔η〕　： 試料をオルソクロロフェノール溶液に溶解し、オストヮ
ルド粘度計を用いて２５℃で測定した。

ポリエステルエーテル芯成分の特性 極限粘度〔η〕　： 試料をオルソクロロフェノール溶液に溶解し、オストワ
ルド粘度計を用いて２５℃で測定した。

ポリアミド鞘成分の特性 硫酸相対粘度ηｒ： 試料０．２５ｇを９８％硫酸２５ｃｃに溶解し、オスト
ワルド粘度計を用いて２５℃で測定した。

複合繊維の特性 （イ）強度、伸度、初期モジュラス： 強度、伸度、初期モジュラスはＪＩＳＬＩ０１７の定義
及び測定法によった。尚、ＳＳ曲線を得るための引張り
試験の具体的条件は次の通りである。

試料を総状にとり、２０℃、６５％ＲＨの温湿度調整さ
れた部屋に２４時間以上放置後、“テンシロンＵＴＬ−
４Ｌ”型引張試験機（オリエンチック（株）製）を用い
、試技２５ｃｍ、引張速度３０ｃｍ／分で測定した。

（ロ）乾熱収縮率： 試料を総状にとり、２０℃、６５％ＲＨの温湿度調整さ
れた部屋に２４時間以上放置後、試料のＯ０Ｉｇ／ｄに
相当する荷重を掛けて測定した長さＬの試料を無緊張状
態で１５０℃のオーブン中で３０分間処理する。処理後
のサンプルを風乾し、上記温湿度調節室で２４時間以上
放置後、再上記荷重を掛けて測定した長さＬｏから次式
によって算出した。

乾熱収縮率＝　（Ｌ−Ｌ、）　／ＬｘｌＯＯ複合繊維コ
ードの特性 （イ）強度、伸度、中間伸度： 前記繊維の場合と同様に測定した。中間伸度は下記式で
定める強力を示す時の伸度をいう。

（４，５ｘＤＸｎ）／　（１０００ｘ２）Ｋｇ但し、Ｄ
：延伸糸繊度 ｎ：合撚糸数 例えば、延伸糸繊度１５００デニール糸を２本合撚糸し
たコード１５００／２は６．７５Ｋｇの時の伸度が中間
伸度である。

（ロ）乾熱収縮率： 処理温度を１７７℃とした以外は、前記複合繊維と同様
に測定した。

（ハ）ＧＹ疲労寿命： ＪＩＳ　　Ｌ１０１７−１．３．２．１Ａ法に準拠した
。但し曲げ角度は９０’とした。

（ニ）ＧＤ疲労寿命 ＪＩＳ　　Ｌ１０１７−１．３，２．２に準拠した。但
し伸張６．３％、圧縮１２．６％とした。

（ホ）接着性： ＪＩＳ　　１０１７−３．３．１Ａによった。

（へ）耐熱接着性： 加硫時の熱処理を１７０℃で６０分とした以外上記（ホ
）項と同様の方法で評価した。

（ト）ゴム中耐熱性： ゴムシート上に並べたデイツプコードを、別に用意した
ゴムシートでサンドイッチ状に挟み、１７０℃に加熱し
たプレス機で５０ｋｇ　／　ｃ　ｍ　２の圧力下に３時
間熱処理した。処理前後のコード強力を測定し、強力保
持率を求めて耐熱性の尺度とした。

［実施例］ 実施例−１〜−３、比較例−１〜−７ 極限粘度〔η〕０．８のポリエステルポリマと、極限粘
度〔η〕０．８の２．６−ＰＥＮポリマをブレンドした
ポリマ、および沃化鋼０゜０２重量％と沃化カリウム０
．１重量％を含む硫酸相対粘度ηｒ３．３のヘキサメチ
レンアジパミドポリマをそれぞれ４０φ工クストルーダ
型紡糸機で溶融し、複合紡糸パックに導き、芯鞘複合紡
糸口金より芯にポリエステルと２゜６−ＰＥＮのブレン
ドポリマ、鞘部にヘキサメチレンアジパミドポリマの複
合繊維として紡出した。芯成分のポリエステルと２　６
−ＰＥＮのブレンド割合、芯成分鞘成分の複合割合は表
１に示す。口金は孔径０．４ｍｍφ、孔数１２０ホール
を用いた。ポリマ温度はポリエステルと２．６−ＰＥＮ
のブレンドポリマを３０５°Ｃ１ヘキサメチレンアジパ
ミドを２９０℃でそれぞれ溶融し、紡糸パック温度を２
９５℃として紡出した。口金直下にはｓｏｃｍの加熱筒
を取り付け、筒内雰囲気温度を３００℃となるよう加熱
した。筒内雰囲気温度とは口金面より１０ｃｍ下の位置
で、且つ最外周糸条より１ｃｍ離れた位置で測定した雰
囲気温度である。加熱筒の下には長さ４０ｃｍの環状型
チムニ−を取り付け、糸条の周囲より２０℃で４０ｍ／
分の冷風を糸条に直角に吹きつけ、冷却した。ついで油
剤を付与した後、表１に示した速度で回転する引取ロー
ルで糸条速度を制御した後−旦巻き取ることなく連続し
て延伸した。延伸は５対のネルソン型ロールによって３
段延伸した後３％のリラックスを与えて弛緩熱処理して
巻き取った。

延伸条件は、引取ロール温度を６０℃、第１延伸ロール
温度を１２０℃、第２延伸ロール温度を１９０℃、第３
延伸ロール温度を２２０”Ｃ１延伸後の張力調整ロール
は非加熱とし、１段延伸倍率は全延伸倍率の７０％、残
りを２段にわけて配分し延伸した。紡糸速度、延伸倍率
に対応させて吐出量を変化させて製糸したが、延伸糸の
繊度が約５００デニールとなるよう紡糸速度、延伸倍率
に対応させて吐出量を変化させた。

得られた延伸糸は３本合糸して１５００デニルとした。

製糸条件、得られた延伸糸特性、及び繊維構造パラメー
ターを、市販のタイヤコード用ナイロン６６繊維（１２
６０−２０４−１７８１）、及びポリエチレンテレフタ
レート（ＰＥＴ）繊維（１５００−２８８−７０２Ｃ）
のそれらと合わせ表１に示した。

前記実施例で得た延伸糸を用い、上撚り及び下撚りをそ
れぞれ反対方向に４０Ｔ／１０ｃｍづつかけて１５００
／２の生コードとした。

但し、Ｎ６６は撚り数を３９Ｔ／１０ｃｍとし、１２６
０／２の生コードとした。この生コードをリッラー社製
ディッピング機によって接着剤付与および熱処理をして
デイツプコードとした。

デイツプ液は２０％のレゾルシン、ホルマリン、ラテッ
クスよりなる接着剤成分を含み、接着剤成分がコートに
４％付着するよう調整した。

熱処理は２２５℃で８０秒、デイツプコードの中間伸度
が約５％となるようストレッチをかけながら処理した。

ナイロン６６は同様熱処理条件で、中間伸度が約９％と
なるようストレッチして処理した。

またＰＥＴ繊維は常法により２浴接着処理を行い、熱処
理は２４０℃、１２０秒行い、中間伸度が約５％となる
ようストレッチして処理した。

かくして得られたデイツプコードについてゴム中耐熱性
、接着性、耐疲労性等を評価し表２に示した。

本発明複合繊維デイツプコードは従来のポリエステルデ
イツプコードと同等以上の耐疲労性を有し、且つ著しく
改良されたモジュラス、寸法安定性、ゴム中耐熱性、及
び耐熱接着性を有する高強力デイツプコードであること
を示している。

一１’。

［発明の効果］ 本発明複合繊維は従来の複合繊維に比べ著しく改良され
たモジュラス、寸法安定性、及びゴム中耐熱性を有し、
且つ接着性、特に高温履歴を受けた後の耐熱接着性、及
び耐疲労性が著しく改良されている。そのため、例えば
タイヤコードとして用いた場合におけるタイヤ走行時の
繰り返し疲労、及び走行時の発熱に対する耐久性が極め
て良好となる。すなわち、比較的大型の乗用車、ライト
トラック、及びトラック、バスなどのタイヤに用いるタ
イヤコードとして有用できる。特に大型のラジアルタイ
ヤのカーカスコードとして最適である。

また本発明複合繊維は上記優れた物性を有するので、タ
イヤコード以外のゴム補強材としては勿論、一般の産業
資材用途にも有用できる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）複合繊維において、芯成分の比率が３０〜９０重
   量％、鞘成分の比率が７０〜１０重量％からなる芯鞘複
   合繊維であって、前記芯成分が実質的にポリエチレンテ
   レフタレート単位を主成分とするポリエステルとポリ（
   エチレン−１，２ジフェノキシエタン−Ｐ，Ｐ′−ジカ
   ルボキシレート）を主成分とするポリエステルエーテル
   との２成分ポリマのブレンド成分からなり、該芯成分中
   におけるポリエステルのブレンド割合が９０〜３０重量
   ％からなること特徴とする複合繊維。
2. （２）特許請求の範囲第１項に記載された複合繊維にお
   いて、該芯成分の一方の成分ポリエステルの極限粘度〔
   η〕が０．６以上、芯成分の他方の成分ポリエステルエ
   ーテルの極限粘度〔η〕が０．６以上、および鞘成分ポ
   リアミドの硫酸相対粘度ηｒが２．８以上であることを
   特徴とする複合繊維。
3. （３）特許請求の範囲第１項および第２項に記載された
   複合繊維において、該複合繊維の強度が６．０ｇ／ｄ以
   上、伸度が２０％以下、初期引張り抵抗度が６０ｇ／ｄ
   以上、乾熱収縮率が７％以下であることを特徴とする複
   合繊維。