JPS593578B2 - 高タフネスポリエステルコ−ドの製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はゴム複合体の補強材に適するポリエステルの高
タフネス処理コードの製造方法に関するものである。

線状ポリエステル繊維、殊にポリエチレンテレフタレー
ト繊維は高い結晶性、融点を有し、耐熱性、耐水性、耐
薬品性２強度１弾性係数１寸法安定性等の点で優れた性
質を有していることが知られており、これらの特性の故
に産業分野、特にゴム補強材として用いられている。

しかしゴム補強材、例えば、動力伝達及び運搬ベルト、
ゴム引き布等の補強材として用いる場合に、ポリエステ
ル繊維はナイロン６及び６６等のポリアミド繊維に比べ
ると弾性係数及び熱的寸法安定性は優れているが、強度
、伸度、即ち破断エネルギー（タフネス）が低く、耐疲
労性も優れているとはいえない。

従ってポリエステル繊維の有する弾性係数及び熱的寸法
安定性はそのまま保持し、強度、伸度或はタフネスが改
善されれば、ゴム補強材として極めて優れた素材となる
ことが考えられる。

従来、この目的に沿った数多くの試みがなされた。

例えば、繊維を構成する重合体の重合度を上昇させて高
強度、高伸度、即ち、高タフネスでかつ耐疲労性の犬な
る繊維を作る試みがなされたが、紡糸時の重合度低下が
さけられず、重合度上昇にも限度があった。

又延伸方式及び延伸条件の改良により強度或は伸度の強
伸度特性のみを向上したヤーンを作る試みがなされてい
るが、この場合、このヤーンを撚コードとなした後の熱
処理でヤーンが有していた高強度或は高伸度の性質は消
滅し、改良しないものと変らぬタフネスを有する熱処理
コードとなる欠点がある。

本発明者らは、これ等の問題点を解決し、前記の好まし
い性質、即ちポリエステノ噌維の有する高い弾性係数及
び寸法安定性に加えて高タフネス及び耐疲労性の優れた
ポリエステル処理コードを製造する方法について鋭意研
究を行なった結果、本発明に到達したものである。

即ち、本発明は密度が１．３８以上であり、下式（１）
及び（２）を満足するタフネスＴ及び乾熱収縮率Ｓを有
するポリエステルからなるヤーンを撚糸しコードとなし
た後、２００℃以上該ヤーンの融点以下でかつＯ〜１０
チの伸長下で熱処理することを特徴とする高タフネスポ
リエステルコードのＨ進法である。

Ｔ＞３ｏｏｘＳ−０・６５ ・・・・・・・・・・・
・（１）Ｓ）１０＋５Ｘ［η〕 ・・・・・・・・・・
・・（２）〔ここでＴは引張試験により求められる単位
デニール当りの破断エネルギーであるタフネス（トチ／
ｄｅ）、Ｓは１８０℃１５分間での乾熱収縮率に）、及
び〔η〕は該ポリエステルヤーンの２５℃、０−クロロ
フェノール溶液から求めた極限粘度。

〕本発明に適用されるポリエステル繊維は、エチレンテ
レフタレート繰返し単位を９０モル係以上含有する単独
又は共重合ポリエステルからなる繊維であり、２５℃、
０−クロロフェノール溶液から求めた極限粘度が０．５
５乃至１．１５のポリエチレンテレフタレート繊維を指
す。

本発明におけるヤーンのタフネスＴ（１・係／ｄｅ
）は、ＪＩＳ Ｌ １０７０−１９６４ｒフイラメ
ント糸の引張試験方法の２２に記載の標準状態（温度２
０℃、相対湿度６５％）に保たれたポリエステルヤーン
を同規格５１１に記載の定速緊張式の引張試験（撚数８
Ｔ ／ １０ｃｍ、試料長２５ｑ 引張速度３０ ｃ
ｍ／１ｒａｎ ）を行い、得られた荷押曲線（荷重軸Ｖ
単位、伸度軸条単位）の面積、即ち破断エネルギー（Ｖ
−％）を測定前の繊度（ｄｅ）で除した値Ｔ（ｆ −％
／ｄｅ ）として求められる。

ここで第１図の如く荷重軸を強度１／ｄｅ単位（伸度軸
は幅単位）に書き直した荷押曲線１を用いれＧｆ、 こ
れと伸度軸との間に囲まれた領域２がタフネスＴ（ｒ・
％／ｄｅ）となる。

一方、乾熱収縮率Ｓ（イ）はＪＩＳ Ｌ １０７３
−１９６５ｒ合成繊維フィラメント糸試験方法」の５．
１２（２）に記載のＡ法（フィラメント収縮率）に準じ
、１８０℃で１５分間後の収縮率として求めたものであ
る。

ヤーンのタフネスＴと乾熱収縮率Ｓは通常相反するもの
であることが実験の結果判明した。

例えば延伸工程において延伸倍率を下げ、充分熱セット
を行うと高タフネスかつ低収縮性のヤーンが得られるが
、かかるヤーンを撚コードとなした後、熱処理するとタ
フネスの低い通常のコードと変らぬタフネスの処理コー
ドとなることが判明した。

そこで本発明者らは更に研究を進め、ヤーンから処理コ
ードに至るまでの強力保持率とヤーン物性との関係につ
いて検討を重ねた。

ここでヤーンから処理コードに至るまでの強力保持率は
慣用的に用いられているヤーンから生コードに至るまで
の強力利用率（撚糸利用率）と生コードから処理コード
に至るまでの強力維持率（ディップ維持率）との積、即
ち、（強力保持率）＝（撚糸利用率）×（ディップ維持
率）で表わされる。

その結果、ヤーンから処理コードに至る強力保持率の低
下を防ぐにはヤーンの伸度と乾熱収縮率の双方に関係し
、いずれも大きい方が望ましいことを発見した。

又、処理コードの強力はヤーン強力と前記強力保持率の
積であり、タフネスは強力と伸度の積に略対応するので
、結局処理コードの強力やタフネスはヤーンの強力、伸
度及び乾熱収縮率に、換言すレバタフネス及び乾熱収縮
率に関係し、いずれも大きい方が望ましい。

これらの関係を実験により定量化し、本発明の請求範囲
に記載の式（１）及び（２）を満足する高タフネスかつ
高収縮率のヤーンが高タフネスコードを得るための一つ
の条件であることを見い出した。

即ち、第２図に示す曲線３はＴ＝３００ＸＳ Ｏ・６５
の関数曲線、直線４は５＝１０＋５ＸＩ：η〕の関数直
線であり、この２つの線で囲まれた領域５が本発明のヤ
ーンの物性を示している。

ここでヤーンのタフネスＴが式（１）を満足せず、小さ
い場合には高タフネスの処理コードが得られない。

逆に、式（１）を満足し高タフネスであればある程好ま
しいが、現実には視度がある。

一方、乾熱収縮率Ｓが式（２）を満足しない場合には、
例え式（１）を満足する高タフネスヤーンであっても高
タフネスコードは得られず、又、極端な高収縮性ヤーン
は得難く、乾熱収縮率Ｓの値も現実には限度がある。

なお、（１）、（２）式は種々実験の結果、得られたデ
ータに基づいて実験式として求められたものである。

（１） 、 （２１式を満足するヤーンを得るための製
糸条件としては、例えば全延伸倍率を低くするか又は延
伸工程の最後に弛緩熱セットし、かつ熱セツト温度は２
００℃以下の比較的低温を採用することによって得るこ
とができる。

しかしこの場合ヤーンはある程度結晶化していることが
必要であり、これを密度に換算すると１．３８以上であ
ることを必要とする。

弐（１） 、 （２）を満足するヤーンを用いて高タフ
ネスコードとなすための条件は該ヤーンを撚糸してコー
ドとなした後、２００℃以上、該ポリエステルの融点以
下で、０乃至１０係の伸長下に緊張熱処理することであ
る。

（１）、（２）式を満足する高収縮性ヤーンをゴム複合
体の補強材として充分使用に耐える通常の低収縮性ポリ
エステルコードにするためには撚コードとなした後、２
００℃以上、該ポリエステルヤーンの融点以下で熱処理
することが必要であり、２００℃より低い熱処理温度で
はヤーン及び生コードの高収縮性を低下させることはで
きない。

又融点より高い熱処理温度ではコードの強力が大巾に低
下し、或は融断して使用に耐えなくなる。

好ましい熱処理温度は２００℃乃至２５０℃である。

一方、処理コードの乾熱収縮率と同様、ポリエステル繊
維の特徴である高い弾性係数、或は一定荷重下での低い
伸び（低荷押）を発現するためには０乃至１０係の伸長
下で緊張熱処理することが必要であり、この場合伸長を
２段以上に分けて行なっても良く、又この際弛緩工程を
入れても良いが、コードの後処理の全工程を通じての全
伸長がＯ乃至１０係であることが必要である。

全伸長率が０％より小さい、即ち弛緩熱処理では伸びの
大きい（高荷押）ポリエステルコードしか得られず、又
１０％より大きい緊張熱処理では得られるポリエステル
コードの乾熱収縮性は大きくなる上にコードは硬く、空
気の通り難い（Ａｉｒｗｉｃｋｉｎｇの低い）ものとな
り使用に耐え難いものとなる。

伸長率の好ましい条件は生コードの特性、特にコードの
熱処理温度における発生応力に対応して決定され、発生
応力が低い程、伸長率は増し、熱処理時の最終応力とし
て、例えば２３５℃処理においては０．０５乃至１．Ｏ
ｆＩ／ｄｅ、 好ましくは０．１０乃至０．６０ｒ／
ｄｅになるよう伸長率を設定するのがよい。

又該ポリエステル繊維の使用形態は特に限定されるもの
ではなく、撚コードのみならず、撚コードと少量の緯糸
からなる簾織物は勿論、通常の撚りのないヤーンからな
る織物をも包含する。

本発明で得られるポリエステルコードは織物は産業用途
、特にゴム補強材として動力伝達及び運搬ベルト、ゴム
引布等に用いられる。

具体的には■ベルト、平ベルト２．コンベアーベルト用
芯材として、ゴムホース或は塩ビホース用補強材として
、又、ゴム引布或は塩ビ引布用補強布として用いられ、
補強材以外にも運搬用幌、シート、テント、ヨツトセー
ル等の帆布２重布、ターポリンと呼ばれるものの織物と
して 有効に用いられる。

これら用途に用いられる場合、本発明で得られるポリエ
ステルコード或は織物は高タフネスであり、破壊エネル
ギーが高く、特に衝撃或は高速破壊時の強力が高い。

又耐疲労性、特に耐久性が高く、長時間の使用に耐える
。

又熱処理時にＯ乃至１０係の伸長下に緊張処理を行うの
で処理コード或は織物の長さが増大し、製品歩留りが高
くなることも経済的な有利さを生む。

次に実施例により本発明の方法を具体的に説明する。

尚、実施例中のタフネス及び乾熱収縮率は前述の条件で
測定されたものである。

実施例１〜４（比較例１′〜２′） 充分乾燥されたポリエチレンテレフタレートを溶融紡糸
して得られた、２５℃、オルソ−クロフェノール溶液か
ら求めた極限粘度０．８８、複屈折率１８０Ｘ１０−’
の未延伸糸を用いて、２段延伸、１段熱ローラーセット
方式で延伸倍率及び熱ローラ一温度を第１表に示す如く
変えて延伸し、１５００デニール／２５０フイラメント
のヤーンを得た。

ヤーンの２０℃における密度はいずれも１．３８２乃至
１．３９６であった。

このヤーンを１５００デニール／２プライ、撚数４０Ｘ
４０回／１０Ｃｒｒｌの生コードとなし、次いで特公昭
５０−３７９４の実施例１のＧに記載の接着剤に浸漬後
、１２０℃で１２０秒間、定長で乾燥し、引き続いて２
つの熱処理ゾーンで２３５℃で６０秒ずつ、緊張度（ス
トレッチ）を変えて処理した。

得られたポリエステルヤーン、生コード及び処理コード
の物性と延伸及びコード熱処理の条件を第１表に示す。

本発明の実施例は比較例に比べて処理コードのタフネス
及び耐疲労性の優れたものであった。

実施例５〜８（比較例３′〜６′） 実施例２で用いたポリエステル生コードを用いて実施例
２と同様に熱処理を行なったが、この際熱処理温度と緊
張度を変えて実施した。

その結果を第２表に示す。

この結果は本発明の熱処理条件が高タフネへ かつ荷押
、乾熱収縮率で表わされる寸法安定性の優れた処理コー
ドを得るために必須であることがわかる。

実施例９〜１１（比較例７′〜８′） 実施例１〜４と同様にして得られる極限粘度０．６８、
複屈折１０２Ｘ１０”””’の未延伸糸を用いて、３段
延伸、１段熱ローラーセット方式で延伸倍率、熱ローラ
一温度を変えて延伸し、１１００デニ→し／２５０フィ
ラメントの延伸糸を得た。

延伸糸の２０℃における密度はいずれも１．３８８乃至
１．４０３であった。

この延伸糸を１１００デニ一ル×３本／３プライ、撚数
１１Ｘ１９回／１０ｃｒｒｌの生コードとなし、次いで
実施例１〜４と同様に接着熱・処理した。

この結果を第３表に示す。

実施例 １２（比較例９′） 実施例１１のコードを用いた■−ベルトを作成し、比較
例７′のコードを用いた■−ペルトド比較した。

試験に用いたＶ−ベルトは標準ベル１４−３５であり、
埋込みコード本数６本からなるものである。

このｖ〜ベルトについて、ベルト強力、走行伸び、走行
後強力保持率、走行寿命を調べた結果を第４表に示すが
、本発明のコードからなるベルトはベルト強力、強力保
持率、耐久性の優れていることを示している。

尚、■−ベルトの試験条件は次の通りである。

強伸度 ＪＩＳ Ｋ−６３２３−１９７３ｒＶ−ベル１の７．
２に記載の条件による。

走行伸び 無負荷、２軸走行における荷重１０Ｋｆ、回転数３６０
０ｒｌ）ｌ、 １週間後のプーリー間の伸び率。

耐久性 自動車規格ＪＡＳＯＦ ９０２−７４ ｒ自動車用■
−ベルト」の耐久性試験法に準じ、破損までの時間。

回転数：４８００ｒｌ’１ 負荷：８ｐｓ 荷 重：原動側４０に９、従動側５０にダ強力保持率 耐久性試験において２４ ｈｒｓ運転後のベルト強力の
保持率。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はいずれも本発明の詳細な説明するもの
で、第１図における１は荷重曲線、２の領域はタフネス
Ｔを表わし、第２図における３は（１）式、４は（２）
式、５は本発明でのヤーンの領域を表わす。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 密度が１．３８以上であり、下式を満足するタフネ
   スＴ（ｖ−％／ｄｅ）及び乾熱収縮率Ｓ（イ）を有する
   ポリエステルからなるヤーンを撚糸しコードとなした後
   、２００℃以上該ヤーンの融点以下でかつＯ〜１０係の
   伸長下で熱処理することを特徴とする高タフネスポリエ
   ステルコードの製造法。 Ｔ＞３００ＸＳ”°６５ ・・・・・・・・・・・・
   （１）ｓ＞１０＋５ｘｔ−η〕・・・・曲面（２）