JPH0376840A - タイヤ補強用繊維 - 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） 本発明は、産業用資材、特に、ゴム補強用資材として好
適な高強度タイヤ補強用繊維に関するものである。さら
に詳細には、ゴムとの接着性に優れ、ゴム中における耐
熱性および耐疲労性などの特性に優れ、特に空気入りラ
ジアルタイヤの高速耐久性、更生耐久性の改良に関する
ゴム補強用複合繊維を提供するものである。

（従来の技術） ポリエチレンテレフタレート繊維を代表とするポリエス
テル繊維は、高強力、高弾性率の特徴を有するため、各
種産業資材用途に広く用いられている。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資材とし
て有用とされている。

しかし、ポリエステル繊維は、一般にゴム中での耐熱性
が劣る。すなわち、高温下ではゴム中の水分やアミン化
合物の作用によって、ポリエステル繊維のエステル結合
部が切断され、強力低下を引き起こし、ゴムとの接着性
も劣り、特に高温雰囲気下に長時間繰り返しばくろされ
るとゴムとの接着力が低下するという問題があった。

従来からポリエステルの欠点である接着性を改良しよう
とする試みが数多く提案されており、その一つとしてポ
リエステルの表面をポリアミドで被覆する方法が知られ
ている。例えば、特開昭４９−８５３１５号公報では、
ポリエステルを芯にナイロン６を鞘にした複合繊維の製
造方法について、それぞれの成分ポリマーの重合度及び
芯部ポリマーの割合を特徴する 特公昭６２−４２０６１号公報にも同様に芯にポリエス
テル鞘にポリアミドを配した芯鞘型複合構造の繊維から
なるゴム補強材に関し、ボリア稟ド鞘成分が７０〜３０
重量％で、かつその表面がエポキシ系接着剤で付着され
たゴム補強材が記載されている。

特開平１−９７２１１号公報では、芯にポリエステル、
鞘に６６／６Ｔコポリアミドを使用し、６６／６Ｔコポ
リアミドにおけるヘキサメチレンジアンモニウムテレフ
タレートの共重合割合が５重量％以上、好ましくは１０
〜４０重量％であれば芯ポリエステルと鞘６６／６Ｔコ
ポリアミドとの境界接着力が改良できることを記載して
いる。

特開平１−９７２１２号公報では芯ポリエステルと鞘ヘ
キサメチレンジアンモニウムテレフタレートボリアごド
を高配向、高結晶繊維構造にすることにより、界面の接
着性を向上し、改良しうることか記載されている。

特公昭４９−８５３１５号公報、特公昭６２−４２０６
１号公報には、ポリエステルの短所であるゴムとの接着
性を鞘部にボリア果ドを使用することにより改良し、さ
らにアミン分解をもおさえるという効果があると記載さ
れている。そして、特開平１−９７２１１号公報、特開
平１−９７２１２号公報では芯ポリエステルと鞘ポリア
ミドとの境界接着を改良しているが、十分な改良効果が
認められない。

したがって、従来の複合構造の繊維では、タイヤ走行時
に繰返し伸長圧縮疲労を受けることにより芯鞘ポリマー
界面が破壊され次に鞘が分離破壊されてしまうため芯鞘
複合繊維としたことによる本来の性能が発揮されていな
い。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、ゴムとの接着性に優れ、しかも、ヤング率、
寸法安定性、ゴム中での耐熱性や耐疲労性に優れ、ゴム
補強用資材として好適な高強度複合繊維を提供すること
に関するが特にポリマー界面の接合力を物理的な方法で
改良し、外部応力によって芯鞘ポリマー間の剥離に対し
て十分な耐久性を持たせ、長期間にわたって十分にその
特性を発揮し、高速耐久に優れた複合ポリマーの複合繊
維を提供するものである。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは、前記課題を解決するため鋭意研究を重ね
た結果、芯鞘型複合構造を有する繊維の芯鞘界面の剥離
による繊維特性の低下は、芯部と鞘部がその境界面で互
いに対応する逆の引っ掛かる凹凸を有して互いに嵌合す
ることで防止できることを確かめ、この発明を完成する
に至った。

すなわち、この発明は、芯部と芯部のまわりを包む異な
る重合体の鞘部よりなる芯鞘構造を有する二重構造のフ
ィラメントよりなるタイヤ補強用繊維において、 芯部の外表面と鞘部の内表面とがそれぞれ互いに対応す
る逆の引っ掛かる凹凸を有して芯部と鞘部が互いに嵌合
密着するように構成されたタイヤ補強用繊維である。

（作　用） この発明のタイヤ補強用繊維の例を断面図で第１ａ図に
示す。この繊維は、芯部１（横線で示された領域）とこ
れを包む芯部と異なる重合体材料の鞘部２よりなり、断
面図で見るように芯部の外表面と鞘部の内表面とが互い
に逆の引っ掛かる凹凸を有して芯部１と鞘部２とが互い
に嵌合密着する。

この場合、芯部外表面及び鞘部内表面のそれぞれの突出
部３の先端部が両側方に張り出して相手の対応する形状
の凹部に嵌合密着し、しかも鞘部内表面の突出部の形状
としてフィラメントの中心に向かって測った突出部の高
さ（ａ）がフィラメント輪郭線上の最も遠い２点を結ぶ
長さで示されるフィラメント最大幅（ｄ）の５〜３０％
であり、突出部の側方への張り出し幅で示される引掛り
長（ｂ）がフィラメント最大幅（ｄ）の５〜３０％であ
り、基底部の幅（ｃ）がフィラメント最大幅（ｄ）の５
〜３０％であることが好ましい。

更に、突出部の高さ（ａ）、引掛り長（ｂ）及び基底部
の幅（ｃ）がそれぞれフィラメント最大幅（ｄ）の１０
〜２０％であることがいっそう好ましい。

突出部の数は、二つ以上あることが好ましい。

本発明では、例えば、ポリエチレンテレフタレートを主
成分とするポリエステルを芯成分とし、ポリアミドを鞘
成分とする芯鞘型複合構造を有する繊維において、芯鞘
複合界面のポリマーの剥離耐久性の改良を芯鞘複合界面
のポリマーに第１図及び第２図のような凹凸を形威し、
繊維軸方向に直角な方向に力が作用した場合に引っ掛か
るようにした構造により遠戚するものである。この引っ
掛かりの大きさは、フィラメントの断面の最大幅（ｄ）
に対して前記ａで５〜３０％、ｂで５〜３０％、Ｃで５
〜３０％の範囲であることが好ましくａ、ｂ。

Ｃが５％未満では、引っ掛がりが少なく、芯鞘複合界面
のポリマーの剥離耐久性が悪くなる。ｄに対するａ、ｂ
、ｃの範囲は、１０〜２０％であることがいっそう好ま
しい。

例えば、ａ、ｂ、ｃ”０％すなわち、同心円状の芯鞘断
面を有するフィラメントよりなるタイヤコードを使用し
て耐久性を調べてみると、走行中に芯鞘界面ポリマー間
で剥離破壊が起こっていることが確認された。

次に、芯材としてはポリエステルよりも熱的に安定で、
モジュラスの高いポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ　
）を使用し、鞘材としてはポリアミドを成分とする芯鞘
型複合構造を有する繊維においても、前記同様芯鞘界面
の引っ掛かり効果は認められた。また、鞘材とし、では
６．６−ナイロンや４゜６−ナイロンが好適に使用され
る。

芯鞘型構造コードの断面形状は、第１ａ図に示すような
円形断面に限らず、３角形（第１ｂ図）や楕円形型形状
（第１ｃ図）等も可能である。

更に、突出部３の形状パラメータａ、ｂ、ｃは、最大幅
ｄに対して５〜３０％の範囲で好適に変化しうるが、第
２ａ図に示すようなａ＝ｂ＝ｃ＝５％、第２ｂ図に示す
ようなａ　＝　ｂ　＝２０％、ｃ＝２５％、第２ｃ図に
示すようなａ＝ｂ＝ｃ＝１０％など種々の型で使用する
ことができる。

（実施例） 次に、実施例及び比較例によってこの発明を更に詳細に
説明する。

有機繊維原糸（フィラメント）の作成 オルトクロロフェノール（２５°Ｃ）中で測定した固有
粘度（ｒ、ｖ、　）が０．９であるポリエチレンテレフ
タレー）　（ＰＥＴ　）チップと、硫酸中の相対粘度が
２．３であるポリへキサメチレンアジパミド（６゜６−
ナイロン）チップとを原料として特公昭４４１８３６９
号公報に記載される紡糸設備と類似の設備を用い、ＰＥ
Ｔが芯部、６，６−ナイロンが鞘部となるトータルデニ
ール１５００デニールの芯鞘型フィラメントを作成した
。この場合、紡糸口の穴の径及びポリマー吐出量を調節
してＰＥＴ　／６．６−ナイロンの重量比をコントロー
ルした。得られたフィラメントのＰＥＴ　ノ１．Ｖ、及
びＰＥＴ　／６．６−１−イ１ｍｌ　７重量比の測定を
次の方法により行った。ＰＥＴの１．Ｖ。

の測定は、ギ酸によりフィラメントから６．６−ナイロ
ン層（鞘部）を溶解除去した後、ＰＥＴの１．Ｖ。

をオルトクロロフェノール（２５°Ｃ）中で測定した。

同時に、各芯部及び鞘部の重量も測定し、重量比を求め
た。芯鞘構造の確認及び第１〜２図のａ。

ｂ、ｃ、ｄの値は、フィラメント断面を走査型電子顕微
鏡（ＳＥＭ　）で写真撮影したものを測定し、算出した
ものである。

このようにしてつくったコードを１９５／７０　Ｒ１４
サイズのラジアルタイヤのヨー１８層のコードとして使
用した。このタイヤは第３図に示すようにカーカスコー
ド層１２の上にベルト層としてコードＡ層１３更にその
上にヨー１８層１４で補強したものである。ヨー１８層
のコード埋込み本数は５０本１５ｃｍとし、コードＡと
してスチールコード（１×５　ｘＯ，２３ｍｍ）を用い
た。また、カーカスコード層（プライ層）は、ポリエチ
レンテレフタレート（ＰＵＴ　）コード（１５００ｄ／
３．３０　Ｘ３０）の１層構造とした。

更に、ヨー１８層は、第１表及び第２表に示す試作１２
種のフィラメント（芯ＰＥＴ／鞘６，６−ナイロン＝６
０／４０　）でできたコードをそれぞれ用いた。

試作タイヤにつき、以下に示す方法で部材の特性及びタ
イヤ性能（高速テスト）を評価した。得られた結果を第
１表及び第２表に示す。

第３表 ｍｌ　　Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ′−フェ
ニル−ｐ−フェニレンシアごン 本２　２，２．４−トリメチル−Ｌ２−ジハイドロキノ
ン重合体＊３　ジベンゾチアジルジスルフィド ＄４Ｎ−オキシジエチレン−２−ベンゾチアジルスルフ
ェンアミド実施例１に示すように突出部のａ、ｂ、ｃが
３％の場合は、突出部を有しない比較例１（従来例）に
比べて接着力、高速耐久性の改善が小規模ながら認めら
れた。ａ、ｂ、ｃの値を大きくするにつれて接着力及び
高速耐久性が増大した。実施例６でａ、ｂが３０％でＣ
が１０％のものは２０ｉ　ｋｍ／ｈで約１５分でトレッ
ド−Ｂ層間剥離を起こす故障であった。全体としてこの
突出部ａ、ｂ、ｃが５〜３０％の範囲内では比較例１に
比べて接着力及び高速耐久性の改善が見られ、特に１０
〜２０％で上記改善が顕著である。

次に、突出部の数との関係は、第２表に見られるように
数がＯのもの（比較例１）は１９３　ｋｍ　２０分であ
り、数が増すにつれて接着力及び高速耐久性が向上する
が１６以上になると突出部のｂを小さくしなければなら
ず却って接着力及び高速性が悪くなる傾向があり（それ
でも比較例１よりすぐれている。）、突出部の数として
２〜１６の範囲が好ましい。

（発明の効果） この発明のタイヤ補強用繊維は、芯鞘型複合繊維におい
て芯部の外表面と鞘部の内表面とがそれぞれ互いに対応
する逆の引っ掛かる凹凸を有して芯部と鞘部が互いに嵌
合密着するように構成することにより、芯鞘ポリマー界
面の剥離を抑制して接着力を向上し、タイヤコードとし
て使用した場合、耐久性、特に高速耐久性を顕著に改善
しうる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図〜第１ｃ図は、この発明のタイヤ補強用繊維の
各種断面形状の例を示す断面図、 第２ａ図〜第２ｃ図は、この発明のタイヤ補強用繊維の
突出部の各種配列例を示す断面図、第３図は、この発明
のタイヤ補強用繊維を適用する例として示したラジアル
タイヤ断面略図である。 １・・・芯部　　　　　　　２・・・鞘部３・・・突出
部　　　　　　１１・・・ビード１２・・・カーカスコ
ード層　１３・・・コードＡ層１４・・・ヨー１８層　
　　　ａ・・・突出部の高さｂ・・・引掛り長　　　　
　Ｃ・・・基底部幅ｄ・・・フィラメント最大幅

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、芯部と芯部のまわりを包む異なる重合体の鞘部より
   なる芯鞘構造を有する二重構造のフィラメントよりなる
   タイヤ補強用繊維において、 芯部の外表面と鞘部の内表面とがそれぞれ互いに対応す
   る逆の引っ掛かる凹凸を有して芯部と鞘部が互いに嵌合
   密着するように構成されたことを特徴とするタイヤ補強
   用繊維。 ２、フィラメントの断面において、芯部外表面及び鞘部
   内表面のそれぞれの突出部の先端部が両側方に張り出し
   て相手の対応する形状の凹部に嵌合密着し、しかも鞘部
   内表面の突出部の形状としてフィラメントの中心に向か
   って測った突出部の高さ（ａ）がフィラメント輪郭線上
   の最も遠い２点を結ぶ長さで示されるフィラメント最大
   幅（ｄ）の５〜３０％であり、突出部の側方への張り出
   し幅で示される引掛り長（ｂ）がフィラメント最大幅（
   ｄ）の５〜３０％であり、基底部の幅（ｃ）がフィラメ
   ント最大幅（ｄ）の５〜３０％である請求項１記載のタ
   イヤ補強用繊維。 ３、突出部の高さ（ａ）、引掛り長（ｂ）及び基底部の
   幅（ｃ）がそれぞれフィラメント最大幅（ｄ）の１０〜
   ２０％である請求項２記載のタイヤ補強用繊維。 ４、突出部の数が二つ以上である請求項２又は請求項３
   記載のタイヤ補強用繊維。