JPH09158053A - ポリエステル繊維の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ゴムとの接着性が良好なポリエステル繊維
を、製糸性良く、長期安定して製造することのできるポ
リエステル繊維の製造法を提供する。 【解決手段】 ポリエステル繊維を製造するに際し、溶
融紡出した糸条に脂肪族アミン化合物のエチレンオキシ
ド及び／又はプロピレンオキシド付加物を含有した紡糸
油剤を付与し、熱延伸した後、１分子内にエポキシ基を
２個以上有するエポキシ化合物、ブロックドイソシアネ
ート化合物、シランカップリング剤及び脂肪酸アミド化
合物のエチレンオキシド及び／又はプロピレンオキシド
付加物を含有した仕上油剤を付与する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ゴムとの接着性の
改良されたポリエステル繊維の製造法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】ポリエチレンテレフタレート及びこれを
主体とするポリエステル繊維は、優れた物理的、化学的
性質を有し、工業的に大量生産され、各方面に多用され
ている極めて有用な繊維であり、ゴムの補強材料として
非常に好適な素材である。しかしながら、ポリエステル
繊維は、ゴムとの接着性が良好でないという欠点を有し
ており、従来、ポリエステル繊維とゴムとの接着性を改
良する方法が種々提案されている。

【０００３】その代表的な方法として、生コード又はそ
の織物を、レゾルシンとホルムアルデヒドとの初期縮合
物及びゴムラテックスを混合して熟成させた液（ＲＦ
Ｌ）で処理する、いわゆるディップ処理に際し、その前
処理としてエポキシ化合物、イソシアネート化合物、エ
チレン尿素化合物等の接着性向上剤で処理した後に、Ｒ
ＦＬ処理する方法（特公昭60−24226 号) 、ＲＦＬに
2,6−ビス（２′, ４′−ジヒドロキシフェニルメチ
ル）−４−クロロフェノール等の縮合フェノール化合物
を配合したＲＦＬで処理する方法（特公昭46− 11251
号、特開昭63−249784号）がある。しかし、これらの方
法では、ある程度目的とする接着性能は得られるもの
の、これらの方法は、接着性向上剤の使用量が大、処理
方法の煩雑化等の問題から結果的にコストの増大化を招
くという欠点を有している。

【０００４】また、ヤーンの段階で接着性向上剤として
エポキシ化合物を付与した、いわゆるプレコート糸をＲ
ＦＬ処理する方法（特公平１− 37514号等）がある。す
なわち、ポリエステル繊維の製造工程において紡糸油剤
としてエポキシ化合物を含有した油剤を付与し、延伸工
程の熱を利用して熱処理を行うことにより接着性を向上
させるものである。しかし、この方法では、延伸ローラ
や熱処理ローラ等にエポキシ化合物の硬化物や熱劣化物
等が付着し、ポリエステル繊維の性能が変わったり、頻
繁に操業を止めてローラに付着したエポキシ硬化物や熱
劣化物を除去しなければならないという問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
現状に鑑み、繊維製造工程における延伸ローラや熱処理
ローラ等を汚さずに、後でＲＦＬ処理を行うだけでゴム
との良好な接着性を示すポリエステル繊維を得ることの
できるポリエステル繊維の製造法を提供しようとするも
のである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するもので、その要旨は、ポリエステル繊維を製造
するに際し、溶融紡出した糸条に脂肪族アミン化合物の
エチレンオキシド及び／又はプロピレンオキシド付加物
を含有した紡糸油剤を付与し、熱延伸した後、１分子中
にエポキシ基を２個以上有するエポキシ化合物、ブロッ
クドイソシアネート化合物、シランカップリング剤及び
脂肪酸アミド化合物のエチレンオキシド及び／又はプロ
ピレンオキシド付加物を含有した仕上油剤を付与するこ
とを特徴とするポリエステル繊維の製造法にある。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。

【０００８】本発明においてポリエステル繊維とは、ポ
リエチレンテレフタレート及びこれを主体とするポリエ
ステルからなるマルチフィラメントであり、ポリエステ
ル繊維の分子量、デニール、フィラメント数、断面形
状、糸質物性、微細構造、添加剤含有の有無、ポリマー
性状（末端カルボキシル基濃度等）は何等限定されるも
のではない。

【０００９】本発明においては、溶融紡出した糸条を冷
却固化した後、先ず、紡糸油剤を付与する。

【００１０】本発明における紡糸油剤に添加される脂肪
族アミン化合物のエチレンオキシド及び／又はプロピレ
ンオキシド付加物としては、炭素数 4〜22の脂肪族アミ
ンにエチレンオキシド及び／又はプロピレンオキシドが
2〜20モル付加したものが好ましい。

【００１１】脂肪族アミンのエチレンオキシド及び／又
はプロピレンオキシド付加物の具体例としては、POE (4
〜20）ラウリルアミノエーテル、POE (2〜20）ステアリ
ルアミノエーテル、POE (4〜20）オレイルアミノエーテ
ル、EO(5)/PO(4) モノブチルアミノエーテル、POE (2〜
20）ラウリルエタノールアミン、POE (2〜20）ラウリル
ジエタノールアミン等が挙げられる。

【００１２】なお、POE はポリオキシエチレン化、EOは
エチレンオキシド、POはプロピレンオキシドを意味し、
かっこ内の数値はエチレンオキシド又はプロピレンオキ
シドの付加モル数を示す。

【００１３】紡糸油剤には、脂肪族アミン化合物のエチ
レンオキシド及び／又はプロピレンオキシド付加物の他
には、エポキシ化合物やブロックドイソシアネート化合
物及びシランカップリング剤及び脂肪酸アミド化合物の
エチレンオキシド及び／又はプロピレンオキシド付加物
を含有しない通常のポリエステル繊維用紡糸油剤が使用
される。例えば、鉱物油、ヤシ油、ナタネ油、マッコウ
油等の天然油、高級アルコールもしくは多価アルコール
と高級脂肪酸とのエステル、アルキルポリエーテル等の
合成油、このような合成油の硫黄付加物等の平滑剤、さ
らにその平滑剤を乳化、分散するに足る界面活性剤と、
さらに必要に応じて帯電防止剤、耐熱剤、着色剤等を配
合したものが使用される。乳化、分散剤としての界面活
性剤の使用は必ずしも必要ではないが、一般にはヒマシ
油や高級アルコールにアルキレンオキシドを付加した化
合物もしくはポリエチレンオキシドやポリエチレングリ
コールと高級脂肪酸とのエステル等が好ましく用いられ
る。

【００１４】紡糸油剤の各成分の割合は、脂肪族アミン
化合物のエチレンオキシド及び／又はプロピレンオキシ
ド付加物 3〜20重量％、平滑剤30〜80重量％、乳化剤20
〜70重量％、その他の添加剤適量で 100重量％になるよ
うな組み合わせが好ましい。この範囲であれば、紡糸油
剤本来の平滑性、集束性の機能が失われず、またローラ
汚れもなく、目的とする接着性を向上させる効果が好ま
しく発揮される。

【００１５】紡糸油剤は、通常のローラ式給油法やノズ
ル式給油法により溶融紡出された糸条に付与されるが、
その付与量は0.05〜１重量％、好ましくは 0.1〜0.5 重
量％である。紡糸油剤は、通常、低粘度鉱物油等で希釈
したストレート油剤の形で付与されるが、水性エマルジ
ョンの形で付与してもよい。

【００１６】紡糸油剤が付与された糸条は、常法によっ
て熱延伸された後、１分子中にエポキシ基を２個以上有
するエポキシ化合物、ブロックドイソシアネート化合
物、シランカップリング剤及び脂肪酸アミド化合物のエ
チレンオキシド及び／又はプロピレンオキシド付加物を
含有した仕上げ油剤が付与される。

【００１７】本発明における仕上油剤に添加されるエポ
キシ化合物は、１分子内にエポキシ基を２個以上有する
もので、通常、ハロゲン含有のエポキシ類、例えばエピ
クロルヒドリンと多価アルコール又は多価フェノールと
の反応によって合成される。この種の多価アルコール又
は多価フェノールの例としては、グリセロール、エチレ
ングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリ
コール、ソルビトール、ポリエチレングリコール、トリ
メチロールプロパンあるいはこれらの誘導体等の多価ア
ルコール、レゾルシノール、カテコール、ハイドロキノ
ンあるいはこれらの誘導体等の多価フェノールがある。
また、不飽和結合を過酢酸等で酸化して得られるシクロ
ヘキサンエポキシド、ジグリシジルエーテル等も使用で
きる。

【００１８】エポキシ化合物の具体例としては、次のよ
うな化合物が挙げられる。（かっこ内はナガセ化成工業
社から市販されている製品の商品名を示す。） グリセロールポリグリシジルエーテル （「デナコールEX-313」、「デナコールEX-314」） ポリグリセロールポリグリシジルエーテル （「デナコールEX-512」、「デナコールEX-521」） ジグリセロールポリグリシジルエーテル （「デナコールEX-421」） レゾルシンジグリシジルエーテル （「デナコールEX-201」） ソルビトールポリグリシジルエーテル （「デナコールEX-611」、「デナコールEX-614」） エチレングリコールジグリジルエーテル （「デナコールEX-811」）

【００１９】また、本発明における仕上油剤に添加され
るブロックドイソシアネート化合物は、ポリエステルポ
リオール、ポリエーテルポリオール等のポリオール化合
物にポリイソシアネートを反応させた化合物にカルバモ
イル・スルホネート基をブロック化剤としたブロックド
イソシアネート化合物、及び脂肪族系ポリイソシアネー
ト化合物や芳香族ポリイソシアネート化合物にメチルエ
チルケトオキシムをブロック剤としたブロックドイソシ
アネート化合物で水溶性又は水乳化性に変性したものが
望ましい。

【００２０】ブロックドイソシアネート化合物の具体例
としては、次のような化合物が挙げられる。（かっこ内
は製品の商品名及び製造会社名を示す。） ポリエステル系ブロックドイソシアネート （「エラストロンE-37」：第一工業製薬社） ポリエーテル系ブロックドイソシアネート （「エラストロンBN-04 」：第一工業製薬社） クルード MDIメチルエチルケトオキシムブロック体 （「FS-9000 」：明成化学工業社） HMDIメチルエチルケトオキシムブロック体 （「 NBP-870」、「 NBP-880」：明成化学工業社）

【００２１】また、本発明における仕上油剤に添加され
るシランカップリング剤は、１分子中に少なくとも２種
類の反応性の異なる官能基を有するシラン化合物（ただ
し、エポキシ基を２個以上有するものを除く）で、官能
基としてアミノ基、エポキシ基、ビニル基から選ばれた
基を有するものが望ましい。

【００２２】シランカップリング剤の具体例としては、
次のような化合物が挙げられる。（かっこ内は製品の商
品名、製造会社名を示す。） Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチルジメ
トキシシラン （「KBM602」：信越化学工業社） （「SZ6023」：東レ・ダウコーニング・シリコーン社） Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチルジエ
トキシシラン （「KBE602」：信越化学工業社） Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキ
シシラン （「KBM603」：信越化学工業社） （「SH6020」：東レ・ダウコーニング・シリコーン社） γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン （「KBM403」：信越化学工業社） （「SH6040」：東レ・ダウコーニング・シリコーン社） γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン （「KBE403」：信越化学工業社） γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン （「KBM402」：信越化学工業社） ビニルトリメトキシシラン （「KBM1003 」：信越化学工業社） （「SZ6300」：東レ・ダウコーニング・シリコーン社）

【００２３】また、本発明における仕上油剤に添加され
る脂肪酸アミド化合物のエチレンオキシド及び／又はプ
ロピレンオキシド付加物としては、炭素数 4〜22の脂肪
酸アミド化合物にエチレンオキシド及び／又はプロピレ
ンオキシドが 2〜20モル付加したものが好ましい。

【００２４】脂肪酸アミド化合物のエチレンオキシド及
び／又はプロピレンオキシド付加物の具体例としては、
POE ラウリル酸アミド、POE ラウリル酸エタノールアミ
ド、POE ラウリル酸ジエタノールアミド、POE オレイン
酸アミド、POE オレイン酸エタノールアミド、POE オレ
イン酸ジエタノールアミド、POE ステアリン酸アミド、
POE ステアリン酸エタノールアミド、POE ステアリン酸
ジエタノールアミド等が挙げられる(POEのEO付加モル数
は、いずれも 2〜20) 。

【００２５】仕上油剤には、エポキシ化合物、ブロック
ドイソシアネート化合物、シランカップリング剤及び脂
肪酸アミド化合物のエチレンオキシド及び／又はプロピ
レンオキシド付加物の他に、鉱物油、ヤシ油、ナタネ
油、マッコウ油等の天然油、高級アルコールもしくは多
価アルコールと高級脂肪酸とのエステル、アルキルポリ
エーテル等の合成油、このような合成油の硫黄付加物等
の平滑剤、さらにその平滑剤を乳化、分散するに足る界
面活性剤と、さらに必要に応じて帯電防止剤、耐熱剤、
着色剤等が配合される。乳化、分散剤としての界面活性
剤の使用は必ずしも必要ではないが、一般にはヒマシ油
や高級アルコールにアルキレンオキシドを付加した付加
物もしくはポリエチレンオキシドやポリエチレングリコ
ールと高級脂肪酸とのエステル等が好ましく用いられ
る。

【００２６】仕上油剤の各成分の割合は、エポキシ化合
物15〜50重量％、ブロックドイソシアネート化合物 5〜
40重量％、シランカップリング剤 1〜10重量％、脂肪酸
アミド化合物のエチレンオキシド及び／又はプロピレン
オキシド付加物１〜10重量％、その他の添加剤適量で全
体で 100重量％になるような組み合わせが好ましい。こ
の範囲であれば、仕上油剤本来の平滑性、集束性の機能
を失わず、目的とする接着性能向上効果が好ましく発揮
される。

【００２７】仕上油剤は、通常のローラ式給油法やノズ
ル式給油法により熱処理後の糸条に付与されるが、その
付与量は 0.2〜２重量％、好ましくは 0.3〜１重量％で
ある。仕上油剤は、通常、水性エマルジョンの形で使用
さる。

【００２８】本発明によって得られるポリエステル繊維
は、常法どおり撚糸してコードとし、コードの状態又は
それを製織してコード織物とした状態で、通常のＲＦＬ
処理を施すだけでゴムとの接着性が著しく良好なものと
なる。このような接着性能の向上は、ポリエステル繊維
自身の改良にとどまらず、補強の対象であるゴム製品の
品質向上に直結するものであり、大きな実用効果をもた
らすものである。

【００２９】

【作用】本発明において、紡糸油剤に配合される脂肪族
アミン化合物のエチレンオキシド及び／又はプロピレン
オキシド付加物と仕上げ油剤に配合される脂肪酸アミド
化合物のエチレンオキサイド及び／又はプロピレンオキ
サイド付加物は、仕上油剤に配合されるエポキシ化合物
の硬化剤となり、仕上げ油剤に配合されたブロックドイ
ソシアネート化合物とシランカップリング剤との相乗効
果でこれらがポリエステル繊維と強固に接着するととも
に、ＲＦＬとも強固に接着し、さらには、ゴムとも強固
に接着するようになる。

【００３０】また、本発明においては、紡糸工程で付与
される紡糸油剤はエポキシ化合物、ブロックドイソシア
ネート化合物及びシランカップリング剤を含まず、これ
らを含む仕上油剤は、最高周速で回転する熱延伸ローラ
より下流で付与されることから、これらの硬化物や熱劣
化物が最高周速で回転する延伸ローラまでの各段の延伸
ローラ上に堆積することを回避できる。その結果、熱延
伸の長期連続操業が可能となるとともに、製品品質の均
一化が達成でき、大きな実用効果がもたらされる。

【００３１】

【実施例】次に、実施例により本発明を具体的に説明す
る。なお、「部」は重量部を意味し、測定、評価は、次
の方法により行った。 (1) 製糸性 延伸ローラ及び熱処理ローラ及び巻取り機のタッチロー
ラにエポキシ化合物とブロックドイソシアネート化合物
とシランカップリング剤の固化物や硬化物が堆積し、延
伸及び巻取りが困難となり、清掃を行うことが必要とな
るまでの時間により、次の３段階で評価した。 ○：２日以上、△：８時間〜２日、×：８時間未満 (2) 接着力 処理コードを自動車タイヤ用カーカス配合ゴム中に、コ
ード密度35本／2.5cmになるように埋め込んだプライ２
枚を重ね合せ、20kg／cm2 の加圧下で、150 ℃で30分間
加硫した後取り出し、温度20〜25℃で、オートグラフを
使用して、引張速度５cm／分で剥離に要する剥離強力を
測定した。

【００３２】実施例及び比較例１〜10 (a) 紡糸油剤Ａ〜Ｅの調製 低粘度鉱物油50部を40℃に加温し、表１に示す組成
（部）の油剤組成物を50℃に加温した混合液50部をゆっ
くり添加しながら撹拌した後、室温に冷却した。

【００３３】

【表１】

【００３４】(b) 仕上油剤イ〜トの調製 水80部を40℃に加温し、表２に示す組成（部）の油剤組
成物を40℃に加温した液20部をゆっくり添加しながら撹
拌した後、室温に冷却した。

【００３５】

【表２】

【００３６】(c) ＲＦＬの調製 水 125部に10％水酸化ナトリウム水溶液19部を加えた
後、レゾルシン17部を添加し、撹拌溶解した。次いで、
37％ホルムアルデヒド水溶液30部を加え、撹拌し、25℃
で30分間反応させた。得られた反応液を固形分濃度41％
のＶＰラテックス：「ピラテックスJ-1904」（住友ダウ
社商品名） 186部と固形分濃度40％のＳＢＲラテック
ス：「JSR-2108」（日本合成ゴム社商品名） 190部との
混合液に撹拌しながら加え、さらに、水431部を撹拌し
ながら加え、10分間撹拌混合した後、25℃で24時間熟成
させた。

【００３７】(d) ポリエステル繊維の製造 固有粘度（フェノールと四塩化エタンとの等重量混合物
を溶媒とし、温度20℃で測定）が0.97のポリエチレンテ
レフタレートチップより溶融紡糸法により下記要領で15
00ｄ／192fのヤーンを得た。紡糸口金より紡出され、冷
却固化した未延伸糸条に、上記の方法で調製した紡糸油
剤を繊維 100部に対して油剤付着量が 0.3重量部となる
ようにローラ給油法で付与した後、70℃の第１ローラで
引取り、第１ローラと 120℃の第２ローラとの間で 3.5
倍に第１段延伸し、さらに、第２ローラと 220℃の第３
ローラとの間で合計延伸倍率が 6.1倍になるように第２
段延伸し、引き続き第３ローラと 180℃の第４ローラと
の間で４％のリラックスを与え、第４ローラと巻取機と
の間で、上記の方法で調製した仕上油剤を繊維 100部に
対して油剤付着量が 0.6部となるように計量ノズル式給
油法で付与し、 2500m／分の速度で巻取った。

【００３８】(e) コードの処理 上記の方法で得られた1500ｄ／192fのヤーン２本を、下
撚40回／10cm、上撚40回／10cmの撚数で撚糸してコード
とし、リッツラー社製コンピュートリーターを用いて、
上記の方法で調製したＲＦＬ浴に浸漬し、ＲＦＬを固形
分付着量が 4.5〜5.5 重量％となるように付与し、 120
℃で 120秒間乾燥した後、 200℃で 120秒間熱処理し
た。

【００３９】製糸性及び処理コードの接着力を評価した
結果を表３に示す。

【００４０】

【表３】

【００４１】表３から明かなように、本発明の実施例で
は製糸性、接着力とも良好であった。これに対して、比
較例１〜５では製糸性は良好であるものの、接着力が劣
り、比較例６〜10では接着力は良好であるものの、製糸
性に問題があり、満足できるものではなかった。

【００４２】比較例11 仕上油剤の付与位置を延伸工程の最高周速ローラである
第３ローラの前に移した以外は実施例と同一条件で試験
を繰返した。製糸時間の経過とともに第３ローラ上に樹
脂皮膜の堆積が発生し、１時間後には糸条に毛羽が発生
し、ローラの清掃を必要とした。

【００４３】

【発明の効果】本発明によれば、ポリエステル繊維の製
造工程における延伸ローラや熱処理ローラの汚れが著し
く少なくなり、長期連続した安定操業が可能となる。ま
た、本発明によって得られるポリエステル繊維は、常法
どおり撚糸してコードとし、コードの状態又はそれを製
織してコード織物とした状態で、通常のＲＦＬ処理を施
すだけでゴムとの接着性が良好となるものであり、大き
な実用効果をもたらすものである。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成７年１２月２６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４０】

【表３】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｄ０６Ｍ 15/564 Ｄ０６Ｍ 15/564 15/568 15/568 (72)発明者 新籾 寛 愛知県岡崎市日名北町４−１ ユニチカ株 式会社岡崎工場内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリエステル繊維を製造するに際し、溶
   融紡出した糸条に脂肪族アミン化合物のエチレンオキシ
   ド及び／又はプロピレンオキシド付加物を含有した紡糸
   油剤を付与し、熱延伸した後、１分子中にエポキシ基を
   ２個以上有するエポキシ化合物、ブロックドイソシアネ
   ート化合物、シランカップリング剤及び脂肪酸アミド化
   合物のエチレンオキシド及び／又はプロピレンオキシド
   付加物を含有した仕上油剤を付与することを特徴とする
   ポリエステル繊維の製造法。