JPH08311768A - 接着性に優れたポリエステル繊維 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ポリエステル繊維とゴム類との接着におけ
る、従来のエポキシ化合物やイソシアネート化合物によ
る処理に懸念されていた毒性が排除され、且つ繊維とゴ
ム類との接着性が良好なポリエステル繊維を提供するこ
と 【構成】 ポリエステル繊維に、分子構造中にイソシア
ヌル酸骨格と、少なくとも１つの２，３−ジヒドロキシ
プロピル基とを有する、下記一般式（化１）で表される
化合物（Ａ）を含有する処理剤を付着する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、タイヤコード、ベル
ト、ホース等のゴム複合体を補強するに好適なポリエス
テル繊維に関する。さらに詳しくは、本発明は、従来多
用されているエポキシ化合物やイソシアネート化合物と
は異なる化合物で処理された、繊維とゴムとの接着性が
改善されたポリエステル繊維に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリエチレンテレフタレート繊維で代表
されるポリエステル繊維は、一般に優れた強力、ヤング
率、寸法安定性及び疲労性に優れている等の物理的特性
を有しているため、タイヤコード、ベルト、ホース等の
ゴム複合体の補強用繊維として汎用的に適用されてい
る。

【０００３】しかしポリエステル繊維は、ナイロン６、
ナイロン６・６等のポリアミド繊維と比較すると、通
常、ゴムと繊維の接着に広く用いられているレゾルシン
・ホルマリン・ゴムラテックス（ＲＦＬ）で処理しても
ゴム類との接着性が不良で、ポリエステル繊維の優れた
力学的な特性を十分に発揮することができない。これは
ポリエステル繊維表面が不活性であり、ＲＦＬとの親和
性、反応性に乏しいこと、さらにはポリエステル中のエ
ステル結合の水素結合能力がナイロンのアミド結合の水
素結合能力に比べて小さいことが主因と考えられてい
る。このため、ポリエステル繊維の表面を化学的又は物
理的に改質し、繊維表面に水酸基などの官能基を導入し
てＲＦＬとの反応性を付与したり、ＲＦＬとの反応性を
有すると共にポリエステル繊維とも親和性を有するエポ
キシ化合物、イソシアネート化合物等反応性の強い物質
で処理して接着性を付与する方法が実用に供されてい
る。

【０００４】しかし、最近、エポキシ化合物は健康に与
える影響が懸念され初めており、例えば米国特許４４３
８１７８号には、エピクロルヒドリンエーテル等の非エ
ポキシ化合物を使用する方法が提案されている。しかし
この化合物は、アルカリ触媒存在下で加熱するとエポキ
シを容易に生成するため、処理工程中での安全性におい
て充分とはいえない。一方、イソシアネート化合物の場
合には、そのままで使用するためには溶剤系でなければ
ならないし、水系で使用するには該イソシアネート基の
ブロック化が必要となり、煩雑であるなどの欠点が指摘
されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の事情
を背景としてなされたもので、その目的は、従来のエポ
キシ化合物やイソシアネート化合物による処理に懸念さ
れていた毒性が排除され、且つ繊維とゴム類との接着性
が良好なポリエステル繊維を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記本発明の目的は、ポ
リエステル繊維に対して、分子構造中にイソシアヌル酸
骨格と、少なくとも１個の２，３−ジヒドロキシプロピ
ル基とを有する、下記一般式（化３）で表される化合物
（Ａ）を含有する処理剤が付着されることにより達成さ
れる。

【０００７】

【化３】

【０００８】本発明におけるポリエステル繊維とは、下
記一般式（化４）

【０００９】

【化４】

【００１０】で表される繰り返し単位を主たる繰り返し
単位とするポリエステルであり、なかでもエチレングリ
コール及びテトラメチレングリコールから選ばれた少な
くとも一種のグリコールを主たるグリコール成分とする
ポリエステルが好ましい。具体的なポリエステルとして
は、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフ
タレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナ
フタレートなどをあげることができる。かかるポリエス
テルの分子量、末端カルボキシル基濃度などは任意であ
り、また繊維のデニール、フィラメント数、断面形状、
繊維物性、微細構造、さらには添加剤含有の有無につい
ても任意であり、これらにより本発明はなんら限定を受
けるものではない。

【００１１】本発明においては、上記ポリエステル繊維
に、下記一般式（化５）で表される、分子構造中にイソ
シアヌル酸骨格と、少なくとも１つの２，３−ジヒドロ
キシプロピル基を有する化合物（Ａ）が付着しているこ
とが大切である。

【００１２】

【化５】

【００１３】式中、Ｚは直接結合又は下記式（化６）で
表されるいずれかであり、なかでも直接結合が好まし
い。

【００１４】

【化６】

【００１５】またＸ₁ 、Ｘ₂ は、下記式（化７）で表さ
れるいずれかであり、これらは互いに異なっていても同
一であっても良い。

【００１６】

【化７】

【００１７】好ましく用いられる化合物（Ａ）として
は、例えば、トリス（２，３−ジヒドロキシプロピル）
イソシアヌレート、ビス（２，３−ジヒドロキシプロピ
ル）−アリルイソシアヌレート、２，３−ジヒドロキシ
プロピル−ジアリルイソシアヌレート、ビス（２，３−
ジヒドロキシプロピル）−２−ヒドロキシエチルイソシ
アヌレート、２，３−ジヒドロキシプロピル−ビス（２
−ヒドロキシエチル）イソシアヌレート、ビス（２，３
−ジヒドロキシプロピル）−２−カルボキシエチルイソ
シアヌレート、２，３−ジヒドロキシプロピル−ビス
（２−カルボキシエチル）イソシアヌレート、ビス
（２，３−ジヒドロキシプロピル）−２−ヒドロキシ−
３−ステアロイルオキシプロピルイソシアヌレート、ビ
ス（２，３−ジヒドロキシプロピル）−２−ヒドロキシ
−３−ステアロキシプロピルイソシアヌレート、トリス
（３−（２´，３´−ジヒドロキシプロポキシ）−２−
ヒドロキシプロピル）イソシアヌレート、トリス（３−
（２´，３´−ジヒドロキシプロピイルチオ）−２−ヒ
ドロキシプロピル）イソシアヌレートなどがあげられ
る。さらに、トリス（２，３−ジヒドロキシプロピル）
イソシアヌレートの水酸基の一部を長鎖のアルキル基を
有するアルコール又脂肪酸でエーテル化又はエステル化
したものも用いることができる。なかでも下記式（化
８）で表されるトリス（２，３−ジヒドロキシプロピ
ル）イソシアヌレートは、水中への溶解性が良好であ
り、取扱性や接着性も良好なので好ましい。

【００１８】

【化８】

【００１９】本発明においては、上記の化合物（Ａ）は
平滑剤等の他の成分と併用して使用しても良い。ここで
いう平滑剤とは従来公知の繊維用平滑剤であり、例えば
鉱物油などの炭化水素、ブチルステアレート、オレイル
ラウレート、イソステアリルパルミテート、オレイルオ
レートなどの高級アルコールと高級脂肪酸のエステル、
ジオクチルセバケート、ジオクチルアゼレート、ジオレ
イルアジペートなどの高級アルコールと２塩基酸のエス
テル、ネオペンチルグリコールジラウレート、ジエチレ
ングリコールジラウレート、ジエチレングリコールジオ
レート、などの２価アルコールと高級脂肪酸のエステ
ル、グリセリントリオレート、トリメチロールプロパン
デカネートなどの３価アルコールと高級脂肪酸のエステ
ル、ペンタエリスリトールテトラオレートなどの４価以
上のアルコールと高級脂肪酸エステル、ジオレイルフタ
レート、トリオクチルトリメリテート、テトラオクチル
ピロメリテートなどの高級アルコールと芳香族カルボン
酸とのエステルなどがあげられる。

【００２０】また、平滑剤だけでは不足する性能を付随
的に付与するために、帯電防止剤、アミン化合物等の接
着向上剤、抗酸化剤、酸無水物等を併用しても良い。例
えばアミン化合物としては、例えばヘキサメチレンジア
ミン、ジエチレントリアミン、ヘキシルアミンなどの脂
肪族アミン、ピペラジンなどの脂環族アミン、ｐ−アミ
ノアニリン、ｐ−アミノフェノールなどの芳香族アミ
ン、ピロール、イミダゾールなどの複素環アミンなどが
あげられる。

【００２１】処理剤中に含まれる化合物（Ａ）の含有量
は処理剤有効成分を基準として０．１重量％以上、好ま
しくは４０〜８０重量％、さらに好ましくは５０〜７０
重量％である。

【００２２】以上に説明した処理剤をポリエステル繊維
に付与する方法は、特に限定する必要がない。例えば、
１〜２５重量％の水系エマルジョン液として、ローラー
法、浸漬法、スプレー法等の任意の方法により、直延製
糸の紡糸、アフターオイル、別延製糸の紡糸、延伸、ア
フターオイル、あるいはヤーン処理やコード処理等の任
意の段階で付与することができる。

【００２３】繊維重量に対する処理剤の付着量は０．２
〜２０重量％の範囲が好ましく、製糸段階で付与する場
合には、０．３〜１．０重量％、特に０．４〜０．６重
量％が好ましい。一方、ヤーン処理やコード処理等後加
工で付与する場合には、０．５〜５．０重量％、特に
１．０〜４．０重量％が好ましい。

【００２４】かくして得られる本発明のポリエステル繊
維は、通常総繊度は５００〜１５００デニール、総フィ
ラメント数は１００〜１０００であるが、場合により２
０００〜６０００デニールになるよう合糸される。かか
る本発明のポリエステル繊維をゴムとの接着に供するに
は、まず撚糸工程で、１０〜１００回／ｍの撚が付与さ
れる。

【００２５】次にこのコードをＲＦＬ処理剤により処理
する。この処理剤は、レゾルシン・ホルマリン・ゴムラ
テックスを含む組成物であるが、ここに使用するレゾル
シン・ホルマリン・ゴムラテックスは通常ＲＦＬと呼ば
れているものであり、レゾルシンとホルムアルデヒドの
モル比が１：０．１〜１：８、好ましくは１：０．５〜
１：５、特に好ましくは１：１〜１：４の範囲で用いら
れる。

【００２６】ゴムラテックスとしては、例えば天然ゴム
ラテックス、スチレン・ブタジエン・コポリマーラテッ
クス、ビニルピリジン・スチレン・ブタジエンターポリ
マーラテックス、ニトリルゴムラテックス、クロロプレ
ンゴムラテックス等があり、これらを単独又は併用して
使用する。これらの中ではビニルピリジン・スチレン・
ブタジエンターポリマーラテックスを単独使用又は併用
使用する場合には全ラテックス重量の１／２量以上使用
した場合が優れた性能を示す。

【００２７】レゾルシン・ホルマリンとゴムラテックス
との配合比率は、後述の添加剤（Ｆ）の添加割合にもよ
るが、固形分量比で１：１〜１：１５、好ましくは１：
３〜１：１２の範囲にあるのが望ましい。ゴムラテック
スの比率が少なすぎると処理されたポリエステル繊維材
料が硬くなり耐疲労性が悪くなる。逆に多すぎると満足
すべき接着力、ゴム付着率が得られない。

【００２８】ＲＦＬにブロックドポリイソシアネート化
合物等の添加剤（Ｆ）を添加してもよい。ブロックドポ
リイソシアネートは脂肪族、脂環族もしくは芳香族ポリ
イソシアネートとオキシム、フェノール、カプロラクタ
ム等と反応させて得られる。これらの添加剤は通常乳化
剤を使用して水分散系で使用される。

【００２９】ブロックドポリイソシアネート化合物等の
添加率は、上記ＲＦＬに対し０．５〜３０重量％、好ま
しくは１．０〜２０重量％である。この添加量が少なす
ぎると良好な接着力、ゴム付着率が得られない。一方、
添加量が多すぎると処理剤の粘度が著しく上昇して繊維
材料の処理操作が困難となる。そのうえ、接着力、ゴム
付着率が飽和値に達してこの添加量を増やしただけの効
果が上がらず、コストが上昇するだけであり、処理後の
繊維材料は著しく硬くなり、強力が低下してくるという
欠点が生ずる。上記のＲＦＬは通常、全固形分を１０〜
２５重量％含有するように調整される。

【００３０】上記ＲＦＬを本発明で得られたポリエステ
ル繊維材料へ付着せしめるには、ローラーによる塗布、
ノズルからの噴霧、浸漬などの任意の方法を採用するこ
とができる。繊維に対する固形分付着量は０．５〜１５
重量％，更に好ましくは１〜１０重量％付着せしめるの
が好適である。該繊維に対する固形分付着量を制御する
為に圧接ローラーによる絞り、スクレイパー等によるか
き落とし、空気吹き付けによる吹き飛ばし、吸引、ビー
ターによる叩き等の手段を用いてもよい。

【００３１】本発明においては、ＲＦＬを含む処理剤で
処理後、８０〜１８０℃で０．５〜５分間、更に好まし
くは１〜３分間乾燥し、ついで１５０〜２６０℃、更に
好ましくは２２０〜２５０℃の温度で０．５〜５．０分
間、更に好ましくは１〜３分間、熱処理する。熱処理温
度が低すぎるとゴム類との接着が不十分となり一方温度
が高すぎるとポリエステル繊維が溶融、融着したり、著
しく硬くなったり、強力劣化を起こし、実用に供し得な
くなる。

【００３２】

【発明の作用効果】本発明の処理剤に含まれる化合物
（Ａ）は、イソシアヌル酸骨格を有しているためポリエ
ステル繊維との親和性に優れていると同時に、２，３−
ジヒドロキシプロピル基を有しているので接着剤（ＲＦ
Ｌ）との親和性にも優れている。その結果、ポリエステ
ル繊維とゴムとの接着性が極めて良好になるものと推察
される。したがって、本発明のポリエステル繊維は、従
来のエポキシ化合物等で処理されたポリエステル繊維と
同様にタイヤ、ベルト、ホース等のゴム複合体の補強に
好適に使用することができる。

【００３３】

【実施例】以下実施例により本発明を更に具体的に説明
する。なお、実施例中の％は全て重量％を表す。また、
実施例においてコード剥離接着力、引抜接着力は次のよ
うにして求めた値である。 〈コード剥離接着力〉処理コードとゴムとの接着力を示
すものである。天然ゴムを主成分とするカーカス配合の
未加硫ゴムシート表層近くに７本のコードを埋め、１５
０℃、３０分間、５０ｋｇ／ｃｍ² のプレス圧力で加硫
し、次いで、両端のコードを残し５本のコードをゴムシ
ート面に対し９０度の方向へ２００ｍｍ／分の速度で剥
離するのに要した力をｋｇ／５本で示したものである。 〈コード引抜接着力〉処理コードとゴムとの剪断接着力
を示すものである。コードを天然ゴムを主成分とするカ
ーカス配合の未加硫ゴムブロック中に埋め込み、１５０
℃、３０分間加硫し、次いでコードをゴムブロックから
２００ｍｍ／分の速度で引き抜き、引き抜きに要した力
をｋｇ／ｃｍで表示したものである。

【００３４】［実施例１、比較例１〜２］固有粘度
〔η〕が０．８９のポリエチレンテレフタレートを常法
に従って溶融紡糸し、延伸の最終工程において、化合物
（Ａ）としてトリス（２，３−ジヒドロキシプロピル）
イソシアヌレートを含む１０％濃度の水系エマルション
溶液をローラー法によって付与後、１３０℃で乾燥さ
せ、１５００デニール／２５０フィラメントのポリエチ
レンテレフタレート繊維を得た。処理剤の付着量は０．
５％であった。このマルチフィラメント２本を４０×４
０Ｔ／１０ｃｍで撚糸し３０００デニール／５００フィ
ラメントのコードを得た。

【００３５】また、１０％苛性ソーダ水溶液１２．３
ｇ，２８％アンモニア水溶液３４．０ｇを水３１８．０
ｇに加え、よく撹拌して得られた水溶液中に、酸性触媒
で反応せしめたレゾルシン・ホルマリン初期縮合物アド
ハーＲＦ（保土ヶ谷化学株式会社製、４３％アセトン溶
液）７２．０ｇを添加して十分に撹拌し分散させる。次
にニッポール２５１８ＦＳ（日本ゼオン株式会社製、ビ
ニルピリジン・スチレン・ブタジエンターポリマー水乳
化液）２６８．５ｇおよびニッポールＬＸ−１１２（日
本ゼオン株式会社製、スチレン・ブタジエンコポリマー
４１％水乳化液）１１５．０ｇを水１４８．０ｇで希釈
する。この希釈液の中に上記レゾルシン・ホルマリン初
期縮合分散液をゆっくりかきませながら加えてゆき、さ
らにホルマリン（３７％水溶液）３１．２ｇを添加して
均一に混合し、得られた配合液をＲＦＬ処理剤（２０％
濃度）とする。

【００３６】得られたコードをコンピュートリーター処
理機（ＣＡリツラー株式会社製、タイヤコード処理機）
を用いて、ＲＦＬ処理剤に浸漬した後、１７０℃で２分
間乾燥し続いて２３０℃で１分間熱処理する。該処理ポ
リエステルタイヤコードにはＲＦＬ処理剤の固形分が
５．０重量％付着していた。かくして得られた処理コー
ドを天然ゴムを主成分とするカーカス配合の未加硫ゴム
中に埋め込み、プレス圧力５０ｋｇ／ｃｍ² でそれぞれ
１５０℃，３０分間加硫した。

【００３７】比較例として、化合物（Ａ）を用いなかっ
たものと、化合物（Ａ）の代わりにデナコールＥＸ−３
１４（ナガセ化成株式会社製、グリセロールポリグリシ
ジルエーテル）を用いたものについて、その他は実施例
１と全く同様にして処理コードを作成し、接着性を評価
した。結果を表１に示す。表１から明らかなように、本
発明で使用したものの接着レベルは、エポキシ化合物を
使用したものと同等かそれ以上の値を示す。

【００３８】［実施例２〜３］実施例１において、処理
剤中に含まれる化合物（Ａ）の量を表１記載のごとく変
更し、その他は実施例１と同様に行った。結果を併せて
表１に示す。

【００３９】

【表１】

【００４０】［実施例４〜５］実施例１において、処理
剤の付着量を表２記載のごとく変更し、その他は実施例
１と同様に行った。結果を表２に示す。

【００４１】

【表２】

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリエステル繊維に対して、分子構造中
   にイソシアヌル酸骨格と、少なくとも１個の２，３−ジ
   ヒドロキシプロピル基とを有する、下記一般式（化１）
   で表される化合物（Ａ）を含有する処理剤が付着されて
   いることを特徴とする接着性に優れたポリエステル繊
   維。 【化１】
2. 【請求項２】 化合物（Ａ）が、下記式（化２）で表さ
   れるトリス（２，３−ジヒドロキシプロピル）イソシア
   ヌレートである請求項１記載の接着性に優れたポリエス
   テル繊維。 【化２】
3. 【請求項３】 処理剤の付着量が、繊維重量を基準とし
   て０．２〜２０重量％である請求項１又は２記載の接着
   性に優れたポリエステル繊維。