JPS59187640A - ポリアミドタイヤコ−ドの製造方法 - 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】 本発明はハイモジュラスで寸法安定性の改善されたポリ
アミドタイヤコード（以下ポリアミドコードと称す）の
簡略化された製造方法に関するものである。従来から自
動車のバイアスタイヤに於てはポリアミドコードが強靭
性、耐久性等の利点を活かして有用されてきた。しかし
乍ら近年、タイヤ構造がバイアスタイヤからラジアルタ
イヤへの移行が進むと共にポリアミドコード（・よその
ンエアを失いつつある。ラジアルタイヤ用コードは特に
ハイモジュラス、寸法安に性が求められ′るがモジュラ
ス、寸法安定性に劣る従来のポリアミドコードは、特に
耐久性を強く求められる分野に限定して一部用いられる
にすぎず、主としてポリエステルコード及びスチールコ
ードが用いられている。

しかしポリエステルコードは小型ラジアルタイヤに有用
されているものの耐熱性、接着性、耐疲労性が劣る為、
苛酷な条件下で使用される大型タイヤへの適用には不安
が持たれている。

一方スチールコードは優れた特性を有するもののタイヤ
重量が増し、燃費を喰うという欠点がある。そこで比較
的大型のラジアルタイヤ用、特にカーンｙス材としては
むしろポリアミドコードがその本来の特徴を保持しなが
らポリエステルコードレベルのハイモジュラス性、寸法
安定性を兼備できることが最も好ましく、その開発が望
まれていた。

しかし品質的に上記すぐれた特性例与を達成することと
同時に従来の方法よりも簡１′ｔ１６化されたプロセス
によって貼コストで製造できるようにすることが、ポリ
アミドコードが他素材と競争して確実に利用されるよう
になる為に必要である。これは近年有機繊維の１京料の
価格の上昇が著しく、なかんづくポリアミドは上昇率が
高く、将来（こ渥って原料価格面での不利が予想される
為であり、品質ばかりでなく、製造コスト面ても大巾な
改善が求められているからである。

そこて本発明者らはポリアミドコードが本来の特性を保
持しながら、ハイモジュラス性、寸法安定性を改善し、
且つ該コードを簡略化されたプロセスによって安価に製
造する方法について鋭意検討した結果、本発明に到達し
た。

即ち本発明は実質的にポリヘキサメチレンアジパミドか
らなるポリアミドを紡糸速度５ｏｏｎ１ｎ／分以上で溶
融紡糸して得た伸度Ｅが６０％以下、複屈折△ｎが４２
ＸｉＯ’以上、密度ρが１１６８以上、単糸繊度Ｄｆが
１５〜６デニールのマルテフィラメントを延伸すること
なく、撚係数Ｋが２２００〜２８ｏＯで上撚及び下撚を
施し゛（生コードとなし、次いで接着剤を付与したのち
、６０〜１ｏｏ％のストレッチをがけて緊張熱処理して
下記特性を有するタイヤコードとすることによって達せ
られる。

（イ）Ｔ／Ｄ、’≧　　６．５ｇ／ｄ （口ｌ　　　　　Ｍ　　Ｄ　　Ｅ　≦　８　％（ハ）　
へ８６４％ に）　ＭＤＥ＋ハＳ≦１２％ （ホ）ｌ　　１９ＱＯ，４に≧１０００但し上記に於て
Ｔ／Ｄは強度、ＭＤＥは中間伸度、△Ｓは１７７℃乾熱
収縮率、Ｋは撚係数であり、その定義及び測定法は次の
通りである。

複屈折△ｎ°ｎコニ（株）ｌＱｘＴｐ−１１型偏光顕微
鏡を用い、白色光を光源とし、通常のペンツクコンペン
セーター法で測定した。

密度ρ：四塩化炭素を重液、トルエンを軽液として作製
した密度勾配管を用い２５℃で測定した。

強度Ｔ／Ｄ　、伸度Ｅ及び中間伸度ＭＤＦ：　：　ＪＩ
ＳＬ１０１７の定犠及び測定法によった。２０℃、６５
％Ｒｔ（の温湿度に調整された部屋で２４時［（４以上
放置後、１１テンシロン”ＩＪＴＭ−４Ｌ型引張試験機
（東洋ボールドウィン（株）製）を用い、試料長２５Ｌ
：１ｎ、引張速度３０α／分で測定した。

中間伸度ＭＤＥ：＠ＥのＴ／Ｄと同じ方法でタイヤコー
ドの引張試験を行ない、荷重−伸長率曲線を得る。該荷
重−伸長率曲線に於て、原糸の繊度をＤ、合撚糸数をｎ
とした時、荷重時の伸度を求め、これをＭＤＥとする。

ＭＤＩＤはタイヤコードのモジュラスの目安として矢用
的に用いられるパラメータであり、ＭＤＥが小さいほど
モジュラスが高いことを意味する。

乾熱収縮率△Ｓ°試料を　状に倦取り、２０℃、６５％
ＲＨの温湿度に調節された部屋で２４時間以上放置後、
試料の０．１ｇ／ｄに相当する荷重をかけて測定された
長さくｌｏの試料を無張力状態で１７７℃のガープ／甲
に３０分間放置したのち、オーブンから取り出し、前記
温湿度調節室で４時間放置し、再び上記荷重をかけて測
定した長さｌｌから次式により算出した。

△Ｓ＝Ｃ（ｌｏ　〜（１＋　）／（Ｊｏ　Ｘ　１００　
（％）撚係数Ｋ　処理コードの１０ｃＩＮ当りの撚数ｙ
２Ｔ（但し上撚と下撚数の平均随とする）、繊度をＤと
した時、次式で求められる値である。

但し、繊度は接着剤付着量による補正を行なわない値と
した。

Ｋ＝Ｔ、／’Ｔ 従来から紡糸引取光を、延伸工程を省略して撚糸し、接
着剤付与したのちの緊張熱処理時に延伸工程を含めて処
理する簡略化したプロセスについては提案が為されてぎ
た。

例えば特開昭４９−１３３６４８号公報、および特開昭
５４−５４４１５号公報の方法がある。前者は３０００
　ｍ／分以」二の高速で紡糸したポリアミド又はポリエ
ステル繊維、後者は３０００　ｍ７分以上、例えば４０
００〜４７００ｍ／分の高速で紡糸して得られたナイロ
ン６ｍ維を前記と同様簡略化された方法で処理コードと
する方法である。

しかし乍ら上記方法は実用的には採用されに＜＜、その
原因は、上記方法で得られるコードが通常の方法で得ら
れるコードと同等以上の特性とならないことによる。又
撚糸後、接着剤付与後の緊張熱処理時のストレッチによ
って減少する撚数分を予め加味して撚糸しておかねばな
らないが、この場合、ストレッチ前の生コードは繊度が
太い為に撚係数が著しく大きくなり、不均一な撚が発生
する等正常な撚糸ができなくなったり、強力低下も大き
い。又、撚糸数を多くすることはせっかくの簡略化プロ
セスのメリットが活かせないことンこもなる。一方従来
の生コードと同一の撚数をかけた場合は緊張熱処理時の
ストレッチ分だけ撚数が減少する為、特に耐疲労性が低
下してしまう。

そこで本発明者らは上記相矛盾−！１″る課題を解決す
る為検討した結果前記方法によって達成できることを見
出した。即ち、本発明は １）耐疲労性が著しく改善され、且つ、残留伸度が小さ
い繊維を製造することによって２）処理コード撚係数が
従来コードよりも小さくても従来コードと同等以上の耐
疲労性を有するニードが得られるよう？こなったこと、
及び ５）コード緊張熱処理時ストレッチ前が比較的小さくて
済むようｔこなったこと によってはじめて可能となったものである。そして上記
撚係数を減少することｔこよって発現するハイモジュラ
ス、寸法安定性等の有用性を活用したコード設計を提案
するものである。

次に本発明について図面を用いて説明する。

図面は本発明のコードｔこ供する原糸の製造工程を示す
。

本発明ｅこ用いる繊維は実質的にポリヘキサメ　８− チレンアジバミドからなるポリアミドからなり、ヘキサ
メチレンアジパミド単位が９５モル％以上である共重合
ポリマ又はブレンドポリマを含む。共重合しうるポリマ
成分としてはε−カプラミド、ヘキサメテレンセバヵミ
ド、ヘキサメチレンテレフタラミド、ヘキサメチレンイ
ソフタラミド等があり、ブレンドしうるポリマとしては
上記共重合しうる成分をそれぞれ重合してなるポリマが
ある。本発明の高強力タイヤコードを得る為には２５℃
、ポリマ製置１重量％で測定した硫酸相対粘度６０以上
である高重合度ポリマを用いる。又通常、産業用ポリア
ミド繊維に用いられる耐熱剤を含み、例えば無機、有機
の銅塩、ハロゲン化アルカリ金属、ハロゲン化アルカリ
土類金属、無機又は有機のリン化合物、アミン又はフェ
ノール系抗酸化剤等であり、これらの１種又は２種以上
を含む。

上記ポリマは溶融紡糸されるが、例えばエクストルーダ
ー型紡糸機によってポリマの融点以上例えば２８０〜３
２０℃で紡糸される。

口金（１）を通して紡糸された糸条（ｙ）は冷却チムニ
−（３）によって冷風を吹きつけられて冷却固化された
のち、潤滑剤を付与され、次いで引取ロール（５，６Ｊ
で速度を決定されたのち捲取られる。

紡糸安定性をよくする為、口金直下ｔこ徐冷ゾーン（イ
）を５〜５０ｃＭ、好ましくは１０〜４０α設ける。通
常は長さ５〜３０作の円筒状の加熱筒（２）をとりつけ
る。徐冷ゾーンを通過した糸条は加熱筒の下にとりつけ
た前記冷却チムニ−によって１０〜４０℃の冷風で急冷
される。

本発明のポリへキサメチレンアジパミドポリマは溶融紡
糸され、固化されるまでの結晶化温度領域ｅこ長時間滞
留すると球晶を生成し、紡糸延伸性を悪化させ、強伸度
も低下する。その為前記急冷方法に留意すると共しこ引
取糸の単糸繊度が一定の太さ以上とならないことが必要
である。即ち１５〜６０デニール（ｄＪとする。６゜６
以上では球晶の生成が著しく、本発明コード用原糸とし
て不適である。１．５　ｄ以下では紡糸時に糸ゆれ、単
糸衝突などが起り正常な紡糸ができない、尚、本発明の
紡糸範囲に於て単糸繊度が一定以上とならないよう（こ
し、球晶生成を防ぐ為３こは口金から吐出される１孔当
りのポリマの吐出量（以後単孔吐出量という）は１０〜
３０ｇ／分、好ましくは１５〜２．５ｇ／ｄとする。

紡糸速度は引取糸の特性に於て△ｎが４２×１０−′以
上、好ましくは４５Ｘｉ　Ｏ’以上、ρがｔ　ｉ　５８
　ｇ／ＣＣ以十、以上しくは１１４０ｇ／Ｃｒ−以上、
Ｅが６０％以下、好ましくは５０％以下となるよう決定
する。

引取糸の特性は前記紡出後の徐冷ゾーンの条件（長さ、
温度）及び急冷の程度及び単糸；１度等紡糸パラメータ
ｅこよって変化するが、通常は５０１Ｊ　Ｏｍ／分以」
二で上記特性が得られる。より好ましい紡糸速度は６５
００　ｍ７分以上である。

上記特性を満足しない原糸を用いると、本発明ポリアミ
ドコード特性を満足させる為３こは撚糸以降の工程を１
４害なく通過させることが困難であり、あるいは満足す
るポリアミドコード特性が得られない。紡糸速度の上限
は紡糸引取技術及び装置の開発と共に上昇しつつあるが
現在は８５００　ｍ７分まで可能である。

上記引取糸（原糸）は一旦捲取機（７）で捲取る原糸は
最終処理コード繊度が目標とする繊度に合致するよう必
要に応じて数本合わせたのち又は合わせたら合撚糸して
生コードとする。下撚と上撚は逆方向とし、撚係数に、
が２２０Ｄ〜２８００の範囲で行なう。生コードの撚係
数に１は次式で求めた値である。

Ｋ＋　＝　　Ｔ１７下Ｔ （ここでＴ１は１０ｍ当り撚数、Ｄｌは生コードの繊度
） 撚係数に１が２８００を超えると二重ヨリが発生したり
、又処理コードとした時本発明コードの強力ｅこ達しな
い。

一方に、が２２０θ未満の時は処理コードの耐疲労性が
劣り、不発明の目的を達しない。

−１２− 次いて」二記生コードは、ぞのまま又は一旦スダレ織ｔ
こしたのち、接着剤を付与する為ディップ液中を通過さ
せたのち、緊張熱処理する。接着剤は通常のレゾルシン
・ホルマリン・ラテックス液を用いる。接着剤の付着量
は２〜５％程度であり、従来コードと同様である。次い
でコードは乾燥ゾーンを通過したのち、緊張熱処理され
るが、これらは通常連続して行なわれる。

従来のコードの緊張熱処理はホットゾーンで約１．０％
スｌ−ｖツチを与えたのちノルマルゾーンで数％以下の
緊張又は弛緩熱処理される。本発明コードの緊張熱処理
はストレッチ率が５０〜１００％、好ましくは５０〜７
０％であり、従来コードの処理と比較してｉ％い。従っ
て従来の設備を用いる場合はストレッチの配分を考Ｌ６
することが好ましい。例えば乾燥ゾーンでも３０％以下
のストレッチを行なうことが好ましい。

各ゾーンの前処ｊ」温度は従来のコードを処理する場合
と基本的に変更する必要はないが、本発明コードは従来
のコードのよう（こ延伸時の熱履歴を受げていないか、
一部しか受けていないので、若干品温および又は熱処理
時間を長くすることが好ましい。例えば２２５〜２４５
℃、滞留時間を８０〜２４０秒とすることが好ましし＼
　。

本発明コードはハイモジュラス、寸法安定性が改善され
ているが、ハイモジュラスとは収縮率が低い為に緊張率
を高めてハイモジュラスコードとしても寸法安定性が保
持されることを意味する。

即ち、タイヤ成型工程で熱収縮処理をうけても、収縮率
が小さい為、当初のコードモジュラスが比較的保持され
ることを意味する。

そこで本発明では処理コード１ｚｉ）　Ｍ　Ｄ　Ｅを８
％以下となるよう緊張熱処理する。好ましいＭＤＥの範
囲は５５〜７５％である。従来のコードでは」二記ＭＤ
Ｅとなるよう処理をすると収面率が冒くなり、又耐疲労
性も著しく低下する為意味がない。

ＭＤＫが上記となるよう処理した本発明コードは下記特
性を有する。

（イ）　Ｔ／Ｄ≧６．５ｇ／ｄ （ロ）　　　　ＭＤＥ　　≦　８　％ （ハ）　ハＳ≦４％ （ニ）　　　　ＭＤＥ　＋△Ｓ　≦　１２　％１Ｍ）１
９００２に≧１０００ 即ち、本発明コードはＭＤＥ　、△Ｓ、Ｋがそれぞれ従
来のタイヤコードに比較して小さいことを特徴とする。

そして従来のポリアミドコードの特徴である高強力、高
接着性、高耐疲労性等を保有している。

本発明のポリアミドタイヤコードは上記有用な特性を活
かして、タイヤコード以外の用途、例えばｖベルト、タ
イミングベルト、搬送用ベルト等のゴム補強材や樹脂コ
ーティング基布など補強材としても用いることができる
。

以下実施例によって本発明を説明する。

実施例−１ 耐熱剤として酢酸銅０．０５重量％及びヨウ化カリウム
１０重量％を含む硫酸４目対粘度５２のポリへキザメチ
レンアジパミドボリマーをエクストルーダー型紡糸機に
よって溶融紡糸した。

第１図の装置ａを用いポリマ一温度３００℃、口金は孔
径０５期φ、孔数９６ホールを用いた。

口金直下ｅこ長さ２０備の加熱筒をとりつけ、雰囲気温
度（最外周糸条から１備の位置で測温）を５００℃とし
た。口金面　度が５〜あったので口金面から加熱筒下端
までの徐冷ゾーンは２５ｍであった。加熱筒の下ｅこは
１ｍの断熱板を介して４０α長さの環状型チムニ−をと
りつけ、２５℃の冷風を風速４０ｍ／分で糸条の外周よ
り均一に吹きつけ急冷した。糸条は固化後ガイド給油装
置で潤滑剤を伺与したのち、同速で回転するＴＧＲ１２
Ｇ　ＲｉＣよって紡速７５［１０ｍ／分で引取られ、一
旦捲敢機で捲取られた。

不テストではポリマ吐出量を変更して単糸繊度の異なる
ものを紡糸した。得られた引取糸は合糸したのち下撚及
び−ヒ撚をそれぞれ撚数を変えて行ンよい、生コードと
した。合糸数は処理コード繊度が従来のコードと同様約
２７００６となるよう逆算して決定した。次いで生コー
ドはコンビュートリータ（リノラー社製（米））でＲＦ
Ｌ液に浸漬したのち、１６０℃のドライブーンで８０秒
間乾燥され、次いで２４０℃のホットゾーンで８０　秒
１１ｊＪ、２４０℃のノルマルゾーンで８０秒間熱処理
された。コードはそれぞれの処理ゾーンでストレッチさ
れ、所定のＭＤＥとなるよう緊張熱処理された。

比較の為、上記と同じ方法で得られた紡糸速度５　ｓ　
ｏ　ｏ　ｍ／ｆｌ糸及び市販のタイヤコード用ポリヘキ
サメチレンアジパミド繊維（＋２６０テニール、２０４
フイラメント）を２本合撚糸し、接着剤付与及び緊張熱
処理した。

不発明の特定の物性を有する引取糸を用いて撚係数及び
緊張熱処理を本発明条件で行った場合ノミ、バランスの
よいすぐれた特性を有するポリアミドタイヤコードが得
られた。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明のコードに供する原糸の製造工程を示す＠ １・・・・・口金 ２　・・・・加熱筒 ２０　・・・・・徐冷ゾーン ３　・・・・冷却チムニ− ４・・・給油装置 ５・・・・・引取コテ−ロール ６　・・・・引取ボデーロール ７・・・・・捲取機 Ｙ・・・・・糸条

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 実質的にポリへキザメチレンアジパミドからなるポリア
   ミドを紡糸速度５ｏ　ｏ　ｏ　ｍ／分以上で溶融紡糸し
   て得た伸度Ｅが６０％以下、複屈折△ｎが４２Ｘｉ　Ｏ
   ’以上、密度ρが１１３８（ｇ／工）以」二、単糸繊度
   Ｄｆが１５〜６デニールのマルチフィラメントを延伸す
   ることなく、撚係数Ｋが２２００〜２８００で上撚及び
   下撚を施して生コードとなし、次いで接着剤を付与した
   のち、３０〜１００％のストレッチをかけて緊張熱処理
   して下記特性を有する処理コードとすることを特徴とす
   るポリアミドタイヤコードの製造方法。 （イ）　　　　　Ｔ／Ｄ　　≧　　６．５ｇ／ｄ（口Ｉ
   　　　　　ＭＤＥ　　≦　８　％（ハ）　　△Ｓ　≦　
   ４　％ し＋　　　ＭＤＥ　　＋へＳ≦　１２　第１−ｋ）１９
   ００　　≧　Ｋ、Ｅ：１０００（但し上記（イ）〜０ス
   ）に於てＴ／ｌ）は強度、ＭＤＫは中間伸度、△Ｓは１
   ７７℃における乾熱収縮率であり、定義及び測定法は本
   文の記載による。）