JPS60246811A - 産業用ポリエステル繊維 - 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】 〈産業十の利用分野） 本発明はどくにタイ１７］−ドなどのゴム補強用途に適
した高強力産業用ポリエステル繊維、とくに寸法安定性
および耐疲労性が改良された、高強力ポリ−［−Ｌレン
テレフタレート繊維に関するものである。

（従来技術） 近年、自動車タイヤ用補強繊絹の性能としては高強力、
高弾性率で寸法安定性および耐疲労性のりぐれることが
要求されており、このような性能を指向するポリエステ
ル繊維を（りる方法としては、ポリエチレンテレフタレ
−１・を溶融紡糸後直ちに急冷し、これを捲取ることな
く直ちに延伸した後、延伸温度以上の温度で、かつ熱処
理の最終部が単繊維物質の示差走査熱量計ピーク溶融点
下約９０℃からその甲繊維が合体をおこす渇麿以下まで
の範囲内となる温度で熱処理する方法（特開昭５３−５
８０３２号公報）が知られている。しかしながらこの方
法で得られたポリエステル繊維は従来の繊維に比べて寸
法安定性は改善されるものの、耐疲労性はいまだに不十
分であり、しかもこれをタイ１７コード用途に適用リ−
る際の強力保持率も劣るという欠点がある。すなわちこ
れを例えばタイレコード用どして用いる場合、変形量の
小さい小型タイヤには適用できるものの、耐疲労性がい
まだに不十分なため比較的サイズが大ぎく、大きな変形
を受けるタイヤには適用することができない。

また−Ｆ記ポリニスデル繊維を撚糸し、接着剤付与工程
、緊張熱処理工程およびタイ（）加硫工程を経由して得
られるタイヤ−１−ドは、タイヤコードとしての強力が
従来のらのに比べて低く、せっかく改善された寸法安定
性などの有用な性能を１分に生かくことができない。こ
の原因は上記の方法で冑られるポリエステルｍｔｍ自身
の強度が従来の繊維に比較して低く、しかもタイヤコー
ド製造工程中ぐの強力保持率が劣るからである。

以上の理由から、タイヤコードとして十分にすぐれた寸
法安定性および耐疲労性を発揮する高強力ポリエステル
繊維はいまだに得られていないのが実状であるといえる
。

（発明が解決しようとする問題点） そこで本発明の目的は、上記従来技術による産業用ポリ
エステル繊維の欠点の改良、すなわち寸法安定性および
耐疲労性が改善されると共に、と１　くにタフネスが高
く、タイヤコード製造工程における強力保持率が改善さ
れた産業用ポリエステル繊維を提供することにある。

（問題点を解決覆るだめの手段） 上記本発明の目的はエチレンテレフタレートを主たる構
成単位とするポリエステルからなるｍ維であって、荷重
−伸度曲線からめられる初期引張抵抗度（Ｍｔ　＞が１
００ｇ／ｄ以上で、且つターミナルモジュラス（Ｍｔ　
）が１５（］　／ｄ以下であることおよび結晶＋１イズ
（Ｄ）が４７Ａ以上であることを特徴とする産業用ポリ
エステル繊維により効果的に達成できることが見出され
た。

上記本発明の産業用ポリエステル繊維は、従来の産業用
ポリ１ステル繊維と比較して、とくにターミナルモジュ
ラスおよび結晶サイズに関して著しく相違する。すなわ
ち本発明の産業用ポリエステル＃Ａ維は初期引張抵抗度
が（ＩＶＨ＞が高いにもかかわらず、繊維の切断直前に
お【プる応力増加分、すなわちターミナルモジュラス（
Ｍｔ　）が著しく低いことおよび上記機械的特性の発現
と密接に関係する微細構造的特徴の１つとしての繊維軸
と直角方向へ−の結晶の成長が認められること、すなわ
ち結晶サイズ（Ｄ）が４７Ａ以上と大きいことを特徴ど
りるものであり、これら新規特性に起因して寸法安定性
および耐疲労性がすぐれ、とくにタイヤコ−ド用途に最
適な高強力繊維としての性能を発揮するものである。し
かも本発明の産業用ポリエステル繊維は苛酷な条件での
タイヤコード製造工程を経由する際の強力保持率が太き
（、緊張熱処理を経た後で著しく低収縮率となり、寸法
安定性のすぐれたタイヤコードとなり得る。

本発明で用いる原料ポリマは分子鎖の全繰返し単位の９
０モル％以上がポリエチレンテレフタレート構造単位で
あるポリエステルであり、１０モル％未満であれば他の
共重合成分が共重合されたものであってもよい。ここで
いう共重合成分としてはジエチレングリコール、トリメ
チレングリコール、テトラメチレングリコール、ヘキサ
メチレングリコールなどのグリコール成分およびイソフ
タル酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、ビ安息香酸、４．
４−−ジフェニルジカルボン酸、アジピン酸、セバシン
酸、アゼライン酸などのジカルボン酸成分が挙げられる
。

また使用Ｊるポリエステルは０−クロロフェノールを用
いて２５℃で測定した固有粘度が０．６５以上、とくに
０．７０以上のものが好適である。

本発明の新規性能を有１゛る産業用ポリエステル繊維は
、ポリエステルを１５００Ｉｌｌ／分以上の高速で溶融
紡糸し、これを直ちにポリマの融点以上の徐冷ゾーンを
通過せしめ、次いで冷却ゾーンを通過往しめて、冷却、
固化した後、１．４〜３．５４倍、とくに１．４〜３．
０倍の低倍率に熱延伸するという新規な方法によって提
供される。

さらに具体的にいえば、まず水分率０．．００５％以下
に乾燥したポリエステルを通常のプレッシャーメルター
型またはエクストルーダー型紡糸機に供して溶融紡糸し
、冷却固化して引取ローラで引取る。紡糸速度は１５０
０＋ｎ　／分収上である。

この方法においては紡糸１金直下の雰囲気温度をポリマ
の融点以上の温度に制御することが重要である。すなわ
ち紡糸口金と冷）Ｊｌゾーンの間に加熱筒を設りて急冷
を避け、紡出糸条を徐冷してから冷却ゾーンに送ること
により、目的とするポリエステル繊維の取得が可能とな
るのである。この加熱筒（徐冷ゾーン）の長さは０．２
〜１ｍとするのが望ましい。加熱筒に引続く冷却ゾーン
としては均一冷却が可能な環状自然吸引ま１＝は環状吹
き出し方式が好適である。

冷却ゾーンで冷却固化された糸条は必要に応じて油剤が
付与され、たとえば一対の引取ローラで速度制御を受１
プた後、一旦捲取られてから延伸されるか、または直接
延伸工程へと送られる。

延伸は多段延伸が好ましく、総延伸倍率は１．４〜３．
５４倍、とくに１．５〜３．０倍の範囲から選択される
。すなわち低延伸倍率であることが重要である。延伸は
熱ローラ、熱ビンおよび熱板などを用いる加熱延伸方法
が採用される。

かくして得られる本発明のポリエステル繊維は上記した
ごときＭｉ　、ＭｌおよびＤを有するが、かかる特性の
定義および測定方法は次のとａ３りである。

初期引張抵抗度（Ｍｉ　） 、１ＩＳ−Ｌ１０１７の定義により、荷重−伸度曲線か
らめた。なお荷重−伸度曲線は試料を総状にとり、２０
℃、６５％Ｒｌ−１に温調された部屋で２４時間放置後
、゛テンシロン゛’ＵＴＭ−４１型引張試験機（東洋ボ
ールドウィン社′ｆＪ）を用いて、試長２５ｃｍ、引張
速度３０　Ｃ１１ｌ／分で測定することによりめた。

ターミナルモジュラス（Ｍｔ　） 上記Ｍｉの定義でめた荷重−伸度曲線における切断伸度
より２．４％を減じた曲線にお（プる応力の増加分を２
．４Ｘ１０　”’２で除１，７．＝（１ニ換算した）（
直をいう。

結晶サイズ（Ｄ） 児か【ノの結晶サイズを、赤道線走査の（０１０）強度
分布曲線の半価幅β′より、下記Ｓ　ｃｈｅｒｒｅｒの
式を用いてめた。

Ｑ　＝　ｋλ／βｃｏｓθ タタＬ／　ｋ　＝　Ｓ　ｃｌｌｅｒｒｅｒの定数（ｋ−
１とした）λ−Ｘ輸波ｆｆｔ（ＣＩＪ　Ｋ（Ｘ＝１．５
４１８人） θ−回折角（Ｂ　ｒａｏ（１角０） β−半価幅（β２−β′２−β″２ラ ジアン） β″−実測半価幅 β″−装置補正　完全結晶の半価幅 （Ｓｔ甲結晶＝０．７５’　） （０，０１３０９ラジアン） 〈作　用） 本発明の産業用ポリエステル繊Ｍ「はＭｉが１００（＋
／ｄ以上と高い一方、Ｍｌが１５！Ｊ　／ｄ以下ど署し
く低いことを特徴とするものである。

すなわち通常の低倍率延伸で１りられるポリエチレンテ
レフタレート繊維はＭｉおよびＭｌのいずれらが低い水
準にあるのに対し、本発明のポリニスデル繊射１は通常
のポリ１チレンテレフタレート繊維と（、工ば同等のＭ
ｉを有１すると共に、Ｍｌが著しく低いという特徴を右
している／Ｃめ、これをタイヤ」−ドに１１０−１−す
る工程での処理］−（−の強力利ＩＩ　’＋７が極めて
高くなるとともに、タイヤコードの耐疲労１／Ｉが茗し
く向１−１Ｊる。

また本発明の産業用ポリエステル繊維は結晶サイズＤが
４７　Ａ以上と著しく大きくて、ラテラル方向に成長し
ているｌＣめ、安定＃ｉＳ造を有し、結晶部および非晶
部の二相構造化が顕著である。かかる特定の結晶構造と
特定範囲の上記１ｙｌｉ　ＳＭｔとがあいまつ（、本発
明のポリエステル繊維からなるタイｔ〕＝１−ドは寸法
安定性が極めてずぐれている。

かくして本発明の産業用ポリエステル繊維はとくにタイ
ヤコードとして有用であり、繊維を撚糸し、接石剤付！
：３、緊張熱処即および加硫して得られる処理コードも
強力利用率が高くて、寸法安定性および耐疲労性かりぐ
れ、高強力の性質を保持したものである。

以下に実施例を挙げて本発明をさらに説明するが、実施
例におｔづる強伸麿はＪＩＳ−Ｌ１０１７の引張試験に
準じて測定した値である。

（実施例） 固有語１（ＩＶ）１．２０、カルボキシル末端基量２８
モル／１０６ｇのポリエチレンテレフタシー１−ヂツー
ブを−Ｌクストルーク型紡糸機で紡糸した。ポリマ温度
は２９５°Ｃ１紡糸速庶は１５００ｍ／分とし、紡糸口
金は孔径Ｑ、５ｍｍ、孔数１９２ホールのものを用いた
。

紡糸口金の直上には紡糸機プト１ツクと断熱板を介して
長さ５ｑｃｍの加熱筒を取付（Ｊ、その雰囲気温度を３
３０℃とした。

紡出糸は加熱１ｉ１を通過し１．：あと、自然吸引式チ
ムニ−によつＣ急冷、固化され、次いで給油ローラにＪ
、って油剤がイ］与された後、ネルソンローラを経由し
て捲取機に捲取られた。

次いで捲取糸条を１１０℃で２．４３倍に１段延伸し、
次いで２２５℃で１．５倍に２段延伸しに後、３％の弛
緩を与えて捲取った。１ｑられた延伸糸の総合延伸倍率
は３．５４倍であった。

このようにして（ｑられた延伸糸は次のように均衡して
すぐれた特性を有していた。

繊度−１０１１デニール 強力−８，６５ｋｑ 強度＝−８，５６ａ／ｄ 伸度−１２，３％ Ｍｉ＝１１６ｏ／ｄ Ｍｔ　＝７．４（］　／ｄ Ｄ−４８Δ 一方−に記延伸糸を撚糸機に供して、下撚りを７方向に
４９　Ｔ／　１０ａｍ、かけ、これを２本合せて十撚り
をＳ方向に４９Ｔ／１０ｃｍか（）、生コードとした。

次にこの生コードにリツラーネ１製］ンピコーートリー
タを用いて、レゾルシンーホルムアルデヒドーゴムラデ
ツクス混合物およびエポキシ／イソシアネート系化合物
を主成分とづる接着剤組成物を付与した後、１６０℃の
力１熱炉中を定長で６０秒間通過させ、引き続き２．５
％の緊張を与えつつ２４０℃の加熱炉を１２０−秒間通
過させて熱処即し、さらに１．５％の弛緩を与えつつ２
４０℃で５０秒間熱処理づることにより処理］−ドとし
た。

このようにして得られた処理コードの特性は下記のと、
１５ってあり、諸性性がバランスよく１ぐれ（いるばか
りか、加工工程にお（づる強力利用率も良１）ｆであっ
た。

繊度−＝２３５２デニール 強力−１５，５ｋ。

強度−６，，５９ｇ／ｄ 伸度−１５，３％ Ｍｔ　＝２５．７ｇ／ｄ 強力利用率−４：１＝８９．６％ ＧＹ疲労比野命＊２　＝　１８０ ；ト１〜処理コード強力／（原糸強力×２）×１００ ＊２〜ΔＳＴＭ　Ｄ８８５のグツトイ１７−・マロリー
・ファティーグテストに 準じた。すなわちヂコーブ内圧 ３．５に＊／ａＩＩ、回転速度８５０　ｒｐｍ、ヂコー
ブ角度８００として、チコー ブが破裂するまでの時間をめ、同 時にテストした標準試料（以下の比 較例のもの）の破裂時間を１００と して比をめた。

（比較例） 紡糸速度を６００ｍ／分に変更した以外は実施例と同様
に溶融紡糸して得られた延伸糸の特性は次のとおりであ
り、Ｍｌが高くＤも小さかった。

繊度−１０１０デニール 強力−９，３４ｋ。

強度−９，２５９／ｄ 伸度−１２，５％ Ｍｉ　＝　１２２（］　／ｄ Ｍｔ　＝２８．Ｏ！＋　／ｄ Ｄ−４５Ａ 一方上記未延伸糸を実施例と同様に加］−シて得られた
処理］−ドの特性も次のように劣るものであった。

繊Ｉ立−２３４０デニール 強力−１５，１９ｋ（１ 強度−６，／１９ｇ／′ｄ 伸度−１６，４％ Ｍｔ　＝２８．　８（＋　／ｄ 強力利用率−８１．３％ ＧＹ疲労比寿命−１００ （発明の効果） 本発明の産業用ポリ１スｉル繊郭は高強力で寸法安定性
および耐疲労性が著しく改善されＩＣもの（゛ある。

しかも本発明の産業用ポリエステル繊維は苛酷な条件で
のタイヤコード製造１稈を経由づる際の強力保持率が大
きく、緊張熱処理を経た後で署しく低収縮率となり、−
ｑ法衣定性の１ぐれたタイヤコードとなり得る。したが
って本発明の産業用ポリエステル繊帷はタイヤコード以
外にもＶベルト。

タイミングベル１〜、搬送用ベルト、自動緊張ベルトな
どの各種ベル１〜類、ｓｉｍ補強ゴ１１シートおよびコ
ーテッド７ノ・ブリックなどのゴム補強用途に好適に用
いるごとが【きる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ■ヂレンテレフタレートを主たる構成中位とするポリコ
   ニスチルからなる繊−紺であって、荷重−伸度曲線から
   められる初期引張抵抗度（Ｍｉ　）が１００（１／ｄ以
   −にで、口つターミナルモジュラス（Ｍｔ　）が１５（
   １／ｄ以下であることＪ３よび結晶サイズ（Ｄ＞が／１
   ７八以へであることを特徴どする産業用ポリエステル繊
   維。