JPH0742616B2 - 高強力ポリエステル繊維 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、高強力ポリエステル繊維に関する。更に詳し
くは、撚糸後レゾルシン・ホルマリン・ラテックス液
（RFL液と称す）で処理する際の発煙が少なく、また得
られる処理コードの強力が高いゴム補強用高強力ポリエ
ステル繊維に関するものである。

（従来技術） 近年、タイヤの品質の向上および生産性向上の必要性が
以前よりまして叫ばれるようになり、ポリエステル繊維
に対し高強力化，耐熱性の向上がより強く要求されつつ
ある。このため、ポリエステル繊維は、高い強度を得る
目的で、より高温でより高い倍率で延伸されることか
ら、高温高接圧時の油膜強度がすぐれ、発煙性も優れて
いる処理剤が要求されている。

また、撚糸後RFL液で処理し、乾燥，熱処理を行なって
処理コードを得るが、これの強度が高く、熱処理時の発
煙が少ないことも要求されている。

これらの要求を満足させるために、従来より、硫黄元素
を導入した平滑剤、例えば、チオジプロピオン酸と一価
アルコールのジエステル（特開昭52-103590号公報）
や、チオジプロピオン酸と一価アルコールのEO付加物の
モノ及びジエステル（特開昭55-148216号公報）など
が、提案されている。

また、特に高接圧時の繊維間の摩擦を下げる目的で、高
分子量の活性剤、例えば、多価アルコールとヒドロキシ
モノカルボン酸とのエステルのアルキレンオキシド付加
物と、マレイン酸を必須成分とするカルボン酸成分との
エステル（特開昭59-223368号公報）なども提案されて
いる。

しかしながら、フィラメントの強度が8.5g/dをこえるも
のを得るためには、紡糸延伸時の糸張力を著しく増加さ
せたり、加熱温度を著しく高くする必要が有り、油膜強
度，発煙性への要求もより厳しくなって、今までの平滑
剤及び高分子量の活性剤だけの組み合わせでは、所定の
効果が得られなくなる。即ち、フィラメントの強度を増
加させても、最終的に得られる処理コード強力の増加が
見られなくなり、発煙も増加する。

かかる問題を解決する手段としては、平滑剤の比率を大
きくしたり、高分子活性剤を用いたり、または非含水油
剤の給油（特開昭60-9919号公報）などの方法が提案さ
れているが、これらはいずれも再乳化性（繊維上の油剤
がRFL液中へ入った時の溶解性）に劣るという問題があ
った。この再乳化性が低下すると、RFL液の粘性が変化
したり、RFL液の乳化バランスがくずれてラテックス部
分が分離したりするため好ましくないのである。そし
て、このような処理剤の再乳化性を向上させようとする
には、平滑剤の比率の低下，分子量の低下が考えられる
が、これらは、発煙性の増加，平滑性の低下の方向にあ
るため好ましくない。

（発明の目的） 本発明の目的は、フィラメントの強度が8.5g/d以上にお
いても、フィラメント強度の上昇につれて処理コード強
力の増加が見られ、かつ発煙性も低い高強力ポリエステ
ル繊維を提供することにある。

（発明の構成） 本発明者らは、前記目的を達成するめ鋭意検討した結
果、特定分子量の硫黄含有エステル系（以下Ｓ含有エス
テル系と称すことがある）の平滑剤，エーテル系高分子
活性剤および非イオン活性剤を組み合わせて用いると、
発煙性とRFL浸透性を同時に満足するポリエステル繊維
が安定して得られることを知り本発明に到達した。すな
わち本発明は、 （ａ） 分子量が600以上の硫黄含有エステル化合物を
主成分とする平滑剤（Ａ成分）を62重量％以上、 （ｂ） 分子量が7000以上でかつ15℃で液状のエーテル
系高分子活性剤（Ｂ成分）を８重量％以上、 （ｃ） 分子量が800以上、270C以下の非イオン活性剤
（Ｃ成分）を20重量％以下含有し、かつＡ＋Ｂが90重量
％以下である 処理剤が付与されたポリエステル繊維であって、該ポリ
エステル繊維は下記（ｉ）〜（iii）を同時に満足する
ことを特徴とする高強力ポリエステル繊維である。

（ｉ） フィラメント強度≧8.5g/d （ii） 発煙性≦1500 （iii） RFL浸透性≦5cm 本発明は、製糸後の最終的に得られる繊維のフィラメン
ト強度が8.5g/d以上のポリエステル繊維を対象とする。
8.5g/d未満の場合にあっては、本発明に用いる処理剤を
付与したものであっても、また従来公知の処理剤を付与
したものであっても、処理コード強力の差はほとんど発
現しない。ところが、8.5g/d以上特に9.0g/d以上の場合
には、後述するように本発明のポリエステル繊維から得
られる処理コードの強力は増大するという事実が判明し
た。

本発明で付与される処理剤を構成する平滑剤（Ａ成分）
は、分子量が600以上の硫黄含有エステル系の平滑剤を
主成分とする必要がある（ここで主成分とはＡ成分中の
50重量％以上であることをいう）。硫黄含有エステルの
分子量が600未満もしくはＡ成分中の割合が50重量％未
満の場合には、処理剤の平滑性が劣り延伸熱処理時の糸
切れ発生，処理コードの強力低下が起り、さらには処理
コード製造時の発煙が大きいため好ましくない。また、
Ａ成分は処理剤に対して62重量％以上である必要があ
る。62重量％未満の場合にも、処理剤の平滑性が低下す
るため好ましくない。

ここで硫黄含有エステル系の平滑剤としては、分子内に
硫黄原子を有する化合物で、例えばチオジプロピオン酸
と高級アルコールのジエステル類をあげることができ
る。高級アルコールとしては、天然または合成アルコー
ルの直鎖または側鎖を有する飽和または不飽和アルコー
ル、および芳香核を含有するアルコールをあげることが
でき、これらのうち特に好ましいのは直鎖の不飽和脂肪
族アルコールである。具体的には、ジオレイルチオジプ
ロピオネートが好適に用いられる。

エーテル系高分子活性剤としては、通常公知の方法によ
りエチレンオキシド（EO），プロピレンオキシド（P
O），ブチレンオキシド（BO）等のアルキレンオキシド
を重合したもの（ホモポリマー，コポリマー）、または
多価アルコールに付加重合したものをあげることができ
る。かかる化合物の末端基は水酸基であっても、アルコ
キシ基，フェノキシ基であっても良い。また共重合比率
についても15℃で液状を呈するならば特に限定する必要
はない。好ましい例としては、ポリテトラメチレングリ
コールもしくはポリエチレングリコールの両末端にエチ
レンオキサイドとプロピレンオキシドをランダム付加重
合したものをあげることができる。

かかるポリエーテルで通常よく繊維の加工用として用い
られるものは、分子量が7000未満であるが、本発明のＢ
成分として用いるためには分子量が7000以上で、かつ15
℃で液状を示す必要が有り、使用比率は８重量％以上と
する必要がある。分子量が7000未満の場合では処理剤の
平滑性が劣り、固状では平滑性のばらつきが大きくなる
と同時にゴムとの接着が低下し、また使用比率が８重量
％未満の場合には処理剤の平滑性が劣るとともに処理剤
の再乳化性が悪化するため好ましくない。

なお、本処理剤中では、Ａ＋Ｂの使用比率を90重量％以
下とする必要がある。90重量％を越えると処理剤の再乳
化性が悪くなるので好ましくない。

非イオン活性剤（Ｃ成分）としては、乳化作用を有する
とともに発煙性，平滑性に優れる多価アルコールの誘導
体、例えばヒマシ油，硬化ヒマシ油，トリメチロールプ
ロパン，グリセリン等の多価アルコールにエチレンオキ
シドを５〜40モル付加したもの、およびこれらのエチレ
ンオキシド付加多価アルコールと脂肪族カルボン酸のエ
ステル等があげられる。具体的には、ポリオキシエチレ
ン硬化ヒマシ油エーテル，ポリオキシエチレンソルビタ
ントリオレート等があげられる。かかる非イオン活性剤
（Ｃ成分）の分子量は800以上、2700以下で、その使用
割合は20重量％以下である必要がある。分子量が800未
満の場合には処理剤の発煙性が多くなるし、一方使用割
合が20重量％を越えると処理剤の平滑性が損われるため
好ましくない。

本発明の処理剤は、上記A,B,C成分の他に、制電剤、乳
化補助剤，酸化安定剤等を少量添加しても何ら差し支え
ない。例えば制電剤としては、オレイルフォスフェート
及びその塩（Na,K,アミン等）、ポリオキシエチレンオ
レイルフォスフェート及びその塩（Na,K,アミン等）、
ジオクチルスルフォサクシネートNa塩、アルカンスルフ
ォネート及びその塩（Na,K,アミン等）があげられる。

かかる処理剤をポリエステル繊維に付与するには、非含
水型または水で乳化したエマルジョンの形で、紡糸工程
において、ローラー給油，ノズル給油など従来より公知
の方法をとりうるが、フィラメント強度を8.5g/d以上と
するには高速製糸，高温熱処理が必要なため、非含水型
処理剤をノズル給油法で行うことが好ましい。

処理剤の付着量は、繊維に対し0.1〜2.0重量％、好まし
くは0.2〜1.0重量％とするのが望ましい。

かくして得られるポリエステル繊維は、後述する230℃
で測定した発煙性が1500以下およびRFL浸透性が5cm以下
に維持されるという効果も呈する。発煙性が1500を越え
る場合には、RFL液で浸漬処理して処理コードとなす際
発煙が多くなる。またRFL浸透性が5cmを越えると、処理
コードの内部までRFL液が浸透し、コードを構成する各
フィラメントの動きを拘束するためと考えられるが、処
理コードの強力が低下する傾向にある。

なお、本発明で用いるポリエステル繊維は、ポリエチレ
ンテレフタレートまたはこれを主体とするポリエステル
を、常法に従いエクストルーダにて溶融後、直接紡糸延
伸して得られるものである。

（作用） フィラメント強度が8.5g/d以上の場合に、何故本発明の
効果が現れるかは、定かでないが現状では次のように考
えられる。

フィラメント強度を8.5g/d以上にするためには、ポリエ
ステル繊維の結晶化度及び配向度を極めて高くする必要
が有り、繊維表面の状態が変わり（繊維間の摩擦等が変
わる）、また伸度も低めの方向になる。その結果、コー
ドの引っ張り挙動が変わってくるために、処理コードの
強力をあげるには繊維間の平滑性をより一層向上させる
必要がでてくる。

この要求を達成するために本発明で用いる処理剤は前記
構成をとっており、耐熱性が高く、また処理剤の表面強
度が高くなっている（フィラメント間の接圧が高くなっ
ても処理剤の膜がフィラメント表面に強固に被着してい
る）。そのため、フィラメント強度が8.5g/d以上のポリ
エステル繊維を得るためには採用される厳しい製糸条件
（高温熱処理，高紡糸張力，高延伸張力）に耐え、フィ
ラメント表面に十分な処理剤が残存し、フィラメント間
の摩擦を低下させて延伸性を向上させる。

また、本発明で得られたポリエステル繊維を撚糸してコ
ードとなす場合でも、処理剤の表面強度が高いので、撚
糸時にフィラメント間に大きな圧力がかかっても、フィ
ラメント間に処理剤が十分残存する。そのため、RFL液
と本発明の処理剤との相溶性の関係よりRFLの浸透性が5
cm以下となり、処理コードの内部にRFL液があまり浸透
せず、コードを構成する各フィラメントの動きが自由と
なる。その結果処理コードの強力が向上する。

また本発明で用いる処理剤は分子量が大きく耐熱性が高
いので、処理コード製造時の高温熱処理に耐え、発煙性
も低下する。

以上の効果が同時に発現されるので、本発明の処理剤を
用いた時に限ってのみ、所期の目的が達成できるものと
考えられる。

（発明の効果） 本発明のポリエステル繊維は、発煙性が低いので、処理
コードとなす際の作業環境が改善される。また、RFL浸
透性も低いので強力の大きい処理コードが得られ、その
工業的効果は極めて大である。

（実施例） 以下、実施例及び比較例によって、本発明を更に説明す
るが、本発明はこれに限定されるものではない。

評価方法は、以下によった。

試料：固有粘度0.95近辺のポリエチレンテレフタレート
を溶融し直接紡糸延伸法によって製造する際、別記処理
剤を非含水型油剤の形で、ノズル給油法を用い付着量0.
5重量％の糸条（1500De/250fil）をえた。

これを、タイヤコード用リング撚糸機を用い、撚数40×
40T/10cmの２本撚りコード（生コード）を作成した。

ついで、この生コードをシングルコードディッピングマ
シーンを用い、RFL液で浸漬処理し、130℃で２分間の乾
燥後、240℃で１分間の熱処理をおこなって処理コード
を得た。

ここで、RFL液としては表１に示す組成のPEXUL系接着剤
を、常法にしたがって熟成したものを用いた。

RFL液の付着量は、2.5重量％とした。

各特性については、下記方法に従って測定した。

延伸性:5000m/分でまきとった10kgのボビン表面（0.45m
²）の長さ1mm以上の毛羽の数をもって延伸性とした。

発煙性：縦長（幅5cm,長さ50cm）の熱板ヒーター上に、
ほぼ接するよう糸条に250gの荷重をかけてたらし、カバ
ーをする。そして、ヒーター下部とカバーの間に設けた
スリット（幅5cm,奥行き1cm）を通して上がってくる空
気中の煙の量をヒーター上部に設けた小孔（径5mm）を
通して10l/分の速度で排気し、デジタル粉塵計（柴田化
学器械工業社製タイプＰ−３）で測定し、３分間の累積
値を煙濃度（回／分）とした。ヒーター温度は230℃と
した。

コード強力：インテスコ社製引張試験機で試験長25cmで
処理コードの強力を求め処理コード強力とした。

再乳化性:RFL液と処理剤（各20％水溶液）を6:1の割合
いに混ぜ20cm×20cm角のガラス板上に、固形分の厚さが
0.4mmとなる量入れ、常温のドラフト中で風乾させなが
ら、表層の乾燥状態を肉眼で２日間観察した。

○…全体に均一な皮膜を形成 △…部分的に硬い皮膜を形成（全表面積の20％以内） ×…部分的に硬い皮膜を形成（全表面積の20％以上） RFL浸透性:200gの張力をかけた30cmのヤーンを垂直に
し、下端を20％水溶液のRFL液に浸漬し、５分後に液面
より上昇したRFL液の高さとした。20℃RH65％の雰囲気
下で行った。

実施例１〜８及び、比較例１〜８ フィラメント強度が9.0g/dとなるよう紡糸延伸条件を設
定し、また処理剤としは表２に示すものを使用した。そ
の結果を表３に示す。

表３の結果から明らかなように、本発明（実施例１〜
８）によれば、処理コードの強力が高く、発煙性も少な
い高強力ポリエステル繊維を得ることができる。

しかし、Ａ成分の分子量が600未満、Ａ成分の割合が62
重量％未満、Ｂ成分の分子量が7000未満、Ｂ成分の割合
が８重量％未満、Ａ＋Ｂが90重量％を越える場合、Ｃ成
分の分子量が800未満、またはＣ成分の割合が20重量％
を越えるときは、延伸性，発煙性，コード強力，再乳化
性,RFL浸透性の何れかが満足されず不充分である。

実施例9,10及び、比較例９〜12 フィラメント強度が8.0g/d〜9.5g/dとなるよう紡糸延伸
条件を変更し、処理剤としては実施例１もしくは比較例
１で用いたものを使用した。結果を表４に示す。なお、
実施例１と比較例１の結果もあわせて示す。

この結果から明らかなように、本発明（実施例1,9,10）
によれば、処理コードの強力が高く、発煙性も少なく、
RFL浸透性の低い高強力ポリエステル繊維を得ることが
できる。

しかし、他の条件は満たしているが、Ａ成分の分子量が
小さく本発明の条件を満たさない比較例1,10〜12は、フ
ィラメント強度が増加しても、処理コードの強力がほと
んど増加せず、満足な結果は得られない。また、処理剤
が本発明の条件を満たしていても、フィラメント強度が
低い場合は、処理コードの強力が低いため好ましくな
い。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−9919（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−98419（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−59483（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（ａ） 分子量が600以上の硫黄含有エス
   テル化合物を主成分とする平滑剤（Ａ成分）を62重量％
   以上、 （ｂ） 分子量が7000以上でかつ15℃で液状のエーテル
   系高分子活性剤（Ｂ成分）を８重量％以上、 （ｃ） 分子量が800以上、2700以下の非イオン活性剤
   （Ｃ成分）を20重量％以下含有し、かつＡ＋Ｂが90重量
   ％以下である処理剤が付与されたポリエステル繊維であ
   って、該ポリエステル繊維は下記（ｉ）−（iii）を同
   時に満足することを特徴とする高強力ポリエステル繊
   維。 （ｉ） フィラメント強度≧8.5g/d （ii） 発煙性≦1500 （iii） RFL浸透性≦5cm