JPH09256220A - ゴム補強用ポリエステル繊維 - Google Patents

ゴム補強用ポリエステル繊維

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JPH09256220A
JPH09256220A JP8070207A JP7020796A JPH09256220A JP H09256220 A JPH09256220 A JP H09256220A JP 8070207 A JP8070207 A JP 8070207A JP 7020796 A JP7020796 A JP 7020796A JP H09256220 A JPH09256220 A JP H09256220A
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JP
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rubber
polyester fiber
antimony
nickel
dimensional stability
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JP8070207A
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Inventor
Minoru Uchida
実 内田
Yuhei Maeda
裕平 前田
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Toray Industries Inc
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Toray Industries Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】寸法安定性およびゴム中での耐熱性に優れたレ
ーヨン代替が可能なゴム補強用ポリエステル繊維。 【解決手段】ニッケル金属として2〜120ppmのニ
ッケル化合物およびアンチモン金属として150〜45
0ppmのアンチモン化合物を含有したポリエステルか
らなり、寸法安定性(中間伸度+乾熱収縮率)が8%未
満であるゴム補強用ポリエステル繊維。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ゴム補強用ポリエ
ステル繊維に関するものである。更に詳しくは、従来品
に比べて寸法安定性およびゴム中耐熱性に優れ、レーヨ
ン代替が可能なゴム補強用ポリエステル繊維に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】ポリエステル繊維は機械的性質・寸法安
定性・耐久性に優れるため衣料用だけでなく、タイヤ、
ベルト、ホース等のゴム製品の補強用材料として産業用
途にも幅広く用いられている。特にタイヤコードなどの
ゴム補強用途ではその優れた性能を生かし多量に利用さ
れている。従来、タイヤコード用途では低配向の未延伸
糸を高倍率延伸した高強度の原糸が使用されていたが、
かかる高強度糸では乾熱収縮率が高く、タイヤコードと
してゴム中に埋め込んでタイヤを成形するとコードの収
縮のためタイヤの均一性が悪化するという問題があっ
た。かかる問題の解決のため、比較的高配向の未延伸糸
(いわゆるPOY)を延伸して高強度糸とすることによ
り、タイヤコードとしての寸法安定性を向上させること
が提案され、これが近年のタイヤコード技術の主流とな
っている。このような高配向紡糸と延伸の技術によって
収縮の低減化は図れるものの、依然としてそのレベルは
レーヨンコードに比べ高収縮であるため、さらなる収縮
率の低減化が望まれている。
【0003】タイヤの性能をより向上させるため、低収
縮化を図る技術として従来から種々の提案がなされてい
る。例えば特開昭63−165547号公報に記載され
ているように紡糸速度5000m/分以上として未延伸
糸のΔnを80×10-3以上、密度1.375g/cm
3 以上に配向結晶化を進めさせる方法が開示されてい
る。また、特開昭61−132616号公報、特開昭6
1−252332号公報、特開昭62−69819号公
報にも同様な思想による低収縮タイヤコードが提案され
ている。しかしながら、前記した従来の技術による方法
では寸法安定性(中間伸度+乾熱収縮率が低い)の良好
なタイヤコードが得られるものの、いずれも強度が実用
レベルに未達であったり、ゴム中の耐熱性が著しく低下
するためタイヤコードとして使用してもタイヤの寿命が
短く、耐久性に問題があった。また、ゴム中の耐熱性に
問題があるためビスオキサゾリン化合物やエポキシ化合
物、カルボジイミド化合物等のような低COOH化剤を
添加し、ポリエステル中に含まれる末端カルボキシル基
量の低減化を図ることによって上記の欠点を補っている
ものの、かかる低COOH化剤の使用は製糸性の悪化、
毛羽の増加など操業上の問題があったり、強度低下、耐
疲労性の低下、コストアップ等を伴い、使用においては
多くの問題点があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は上記従
来の問題を解消し、寸法安定性およびゴム中の耐熱性に
優れ、レーヨン代替が可能なゴム補強用ポリエステル繊
維を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、次の構
成によって達成される。ニッケル金属として2〜120
ppmのニッケル化合物およびアンチモン金属として1
50〜450ppmのアンチモン化合物を含有したポリ
エステルからなり、寸法安定性(中間伸度+乾熱収縮
率)が8%未満であるゴム補強用ポリエステル繊維。
【0006】
【発明の実施の形態】以下に本発明を詳細に説明する。
本発明のポリエステル繊維に含まれるアンチモン化合物
の量はアンチモン金属量として150〜450ppmで
ある必要がある。アンチモン化合物はポリエステルの重
合触媒として用いられるが、アンチモン量が150pp
m未満では重合反応性が不十分であるため、実用的な極
限粘度を有するポリマを良好な生産性で得ることができ
ないだけでなく、紡糸時の配向結晶化挙動に影響するア
ンチモン化合物に起因する粒子が少なくなるため、寸法
安定性の低下やゴム中耐熱性が低下する。アンチモン量
が450ppmより多く存在していると、アンチモン化
合物による粗大粒子が生成して繊維の強度が低下する。
また、異物欠陥が多くなるのでゴム中耐熱性が不良とな
り、好ましくない。かかる観点からアンチモン化合物の
アンチモン金属量は180〜400ppmが好ましく、
さらに好ましくは200〜350ppmにするのがよ
い。
【0007】また、本発明のポリエステル繊維に含まれ
るニッケル化合物の量はニッケル金属量として2〜12
0ppmである必要がある。ニッケル量が2ppm未満
ではアンチモン化合物とニッケル化合物の併用による触
媒起因粒子の微細化効果が不十分となり、寸法安定性の
低下やゴム中耐熱性が不良となる。また、ニッケル量が
120ppmを越えると、ニッケル化合物に起因する粗
大粒子が生成し、繊維の強度やゴム中耐熱性が低下す
る。かかる観点から、ニッケル化合物の量はニッケル金
属量として3〜100ppmが好ましく、さらに好まし
くは5〜80ppmにするのがよい。
【0008】なお、本発明のポリエステル繊維に使用す
るアンチモン化合物としては三酸化アンチモン、五酸化
アンチモン、酢酸アンチモン等が使用されるが、これら
のうち特に三酸化アンチモンが好ましい。またニッケル
化合物としてはギ酸ニッケル、酢酸ニッケル、安息香酸
ニッケル、塩化ニッケル、臭素酸ニッケル等が使用され
るが、これらのうち特に酢酸ニッケルが好ましい。
【0009】本発明のポリエステル繊維の寸法安定性
(中間伸度+乾熱収縮率)は8%未満である必要があ
る。寸法安定性が8%を越えるとタイヤ成形時のコード
の寸法安定性が劣り、タイヤの均一性が低下することか
らレーヨン代替は不可能である。かかる観点から寸法安
定性は7.5%以下が好ましい。
【0010】また、本発明のポリエステル繊維のカルボ
キシル基末端量(以下COOHという)は25eq/t
on以下とするのがゴム中耐熱性の点で好ましく、ま
た、ジエチレングリコール量(以下DEGという)は
1.3wt%以下とするのがゴム中耐熱性や寸法安定性
の点で好ましいが、これに限定されるものではない。
【0011】本発明におけるポリエステルは、ポリエチ
レンテレフタレート(以下PETと略す)およびポリブ
チレンテレフタレートを主体とするものが好ましく、P
ETが更に好ましいものであるが、そのジカルボン酸成
分の一部をイソフタル酸、5−ナトリウムスルホイソフ
タル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、ジフェノキ
シエタンジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼ
ライン酸、ドデカンジカルボン酸等の一種またはそれ以
上で置換したものでもよい。また、グリコール成分の一
部をプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、
ヘキサメチレングリコール、ペンタメチレングリコー
ル、1,4−シクロヘキサンジメタノール、グリセリ
ン、ペンタエリスリトール、ポリエチレングリコール、
ポリテトラメチレングリコール等で置き換えてもよい。
更に、酸化チタン、酸化ケイ素、炭酸カルシウム、チッ
化ケイ素、クレー、タルク、カオリン、カーボンブラッ
ク等の顔料のほか、従来公知の着色防止剤、安定剤、抗
酸化剤等の添加剤を含有しても差支えない。また、本発
明のポリエステルには上記の改質ポリエステル樹脂を2
種類以上ブレンドしてもよく、更にはポリアミド、ポリ
エステルアミド、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリ
オレフィン樹脂、各種ゴム、ポリカーボネート、ポリウ
レタン、ポリアクリレートなどの樹脂を少量ブレンドし
たものでもよい。
【0012】本発明のゴム補強用ポリエステル繊維は、
例えば以下のような方法によって得られる。重合触媒と
してアンチモン化合物を用いると共にニッケル化合物を
併用し、リン化合物を用いて重縮合反応を行なう。重縮
合に際しては、仕込み量、重合温度、重合時間を適宜選
択し、極限粘度0.65以上、COOH≦25eq/t
on、DEG≦1.3wt%のPETチップを得る。
【0013】かくして得られたチップを常法に従って固
相重合し、極限粘度0.95以上とした後、溶融紡糸
し、口金から吐出した糸条を加熱帯で徐冷した後、チム
ニー風で冷却固化させ、引取速度3500m/分以上、
好ましくは4000m/分以上で引取る。この際、紡糸
時の滞留時間、紡糸温度をコントロールし、COOHが
25eq/ton以下の糸条を得る。また、低COOH
化剤等の添加剤は製糸性の悪化、強度低下をもたらすの
で使用しないことが好ましい。引き続き、または一旦巻
き取った後に常法に従い、延伸・熱処理を行ないポリエ
ステル延伸糸を得る。かくして得た延伸糸を常法に従い
10cmあたり、30〜60回の撚り(上撚り)をかけ
た後、複数本合糸し、反対方向に10cmあたり30〜
60回の撚り(下撚り)をかけ、コードとする。次いで
このコードを常法に従い接着剤処理し、処理コードを得
る。
【0014】本発明のポリエステル繊維は寸法安定性お
よびゴム中耐熱性が向上する理由は明らかではないが、
特定量のニッケル金属を含有させることでポリマ中のア
ンチモン化合物に起因する粒子を微細化させ、紡糸時の
配向結晶化挙動を制御できるために寸法安定性の低下を
抑制できること、さらにポリエステル繊維中の微細構造
の乱れが少なくなるために加水分解による劣化の促進が
阻止、抑制されることによるものと考えられる。一般に
寸法安定性を良好とするためにポリエステルを高速紡糸
すると繊維の微細構造(特に非晶構造)が乱れるので、
本発明のポリエステル繊維は高速紡糸糸に特に適してい
る。
【0015】以上述べたように本発明のポリエステル繊
維はゴム補強用、特にタイヤコード用として適したもの
であり、従来品に比べて寸法安定性およびゴム中での耐
熱性に優れたレーヨン代替可能なポリエステル繊維であ
る。
【0016】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を詳細に説明す
る。実施例中の物性は次の様にして測定した。
【0017】(1)強伸度、中間伸度 東洋ボールドウイン社製テンシロン引張試験機を用い、
試長25cm、引取速度30cm/分でS−S曲線を求
め強伸度を算出した。また、S−S曲線から強度4.5
g/dに対応する伸度を読みとり中間伸度を求めた。
【0018】(2)乾熱収縮率 試料をかせ状にとり、20℃、65%RHの温調室に2
4時間以上放置したのち、試料の0.1g/dに相当す
る荷重をかけて測定された長さL 0 の試料を無張力状態
で150℃のオーブン中に30分放置した後、オーブン
から取り出して前記温調室で4時間放置し、再び上記荷
重をかけて測定した長さL 1 から次式により算出した。 乾熱収縮率=〔(L 0 −L 1 )/L 0 〕×100(%)
【0019】(3)ポリマ中および繊維中の金属量 蛍光X線法により求めた。
【0020】(4)COOH 試料0.5gをo−クレゾール10mlに溶解し、完全
溶解後冷却してからクロロホルム3mlを加え、NaO
Hのメタノール溶液にて電位差滴定を行ない求めた。
【0021】(5)DEG 試料をアルカリ分解した後、ガスクロマトグラフィを用
いて定量した。
【0022】(6)極限粘度(IV) 温度25℃においてオルソクロロフェノール(以下OC
Pとする)10m■に対し試料0.8gを溶解し、オス
トワルド粘度計を用いて相対粘度(ηr)を下式により
求め、IVを算出する。 ηr=η/η0 =(t×d)/(t0 ×d0 ) IV=0.0242ηr+0.2634 η :ポリマ溶液の粘度 η0 :OCPの粘度 t :溶液の落下時間(秒) d :溶液の密度(g/cm3 ) t0 :OCPの落下時間(秒) d0 :OCPの密度(g/cm3
【0023】(7)ゴム中耐熱性 コードをゴム中に埋め込み、150℃、6時間加硫後の
強力保持率で評価した。強力保持率60%以上を◎、5
0%以上60%未満を○、50%未満を×とした。
【0024】(8)タイヤ均一性 タイヤ製造においてポストキュアインフレーション(P
CI)工程を省略してタイヤ製造を行ない、タイヤ表面
温度が45℃以下になった時点でタイヤ円周方向に8か
所(45度間隔)のタイヤ直径を測定し、測定値の最小
値を測定値の最大値で除して100を乗じた値が90以
上を◎、80以上90%未満を○、80未満を×とし
た。
【0025】実施例1〜4および比較例1 テレフタル酸ジメチル100部とエチレングリコール5
0部に酢酸マンガン4水塩0.036部を添加し、常法
によりエステル交換反応を行なった。得られた生成物に
リン酸0.014部を加えた後、三酸化アンチモン0.
033部、酢酸ニッケル0.012部を加え、重合温度
285℃にて重縮合反応を行なった。得られたポリマ
は、極限粘度0.70、COOH量16.8eq/ton、D
EG0.83%であり、ポリマ中のニッケル量は28p
pm、アンチモン量は275ppmであった。このポリ
マを160℃で5時間予備乾燥後、225℃で固相重合
し、極限粘度1.15のPET固相重合チップを得た。
この固相重合後のPETチップをエクストルーダー型紡
糸機で紡糸した。紡糸は直径0.6mmφの吐出孔の口
金から吐出した。紡出糸を長さ300mm、温度350
℃の加熱筒で徐冷した後、18℃の冷風をあてて冷却固
化させ、引取速度を変更して引取った。このようにして
得られた未延伸糸を延伸温度85℃、熱処理温度240
℃で倍率・リラックス率を変更して、表1に示すような
1000d−240fの延伸糸を得た。この延伸糸に下
撚りをS方向に49T/10cm、上撚りをZ方向に4
9T/10cmかけコードとした。次にこのコードをリ
ッラー社製コンピュートリータを用いて接着剤処理し、
処理コードを作成した。
【0026】表1に原糸および処理コードの物性を示
す。表1から明らかなとおり、本発明の範囲を満たす実
施例1〜4は寸法安定性およびゴム中耐熱性が優れてい
る。しかしながら、比較例1は寸法安定性が8%以上で
あるためタイヤの均一性が不満足であり、本発明の目的
を達していなかった。
【0027】実施例5 実施例1と同様にして固相重合後のチップを紡糸温度、
滞留時間を変えて紡糸し、COOH量の異なる糸を得
た。表1に原糸および処理コードの物性を示す。本発明
の範囲を満たす実施例5はゴム中耐熱性が良好である。
【0028】実施例6 ポリマを製造する際にDEGを添加し、DEG含有量を
変更したチップを用いて実施例1と同様の方法で紡糸、
延伸した。本発明の範囲を満たす実施例6はゴム中耐熱
性が良好である。
【0029】
【表1】 実施例7〜11および比較例2〜5 重合触媒として使用する三酸化アンチモンと酢酸ニッケ
ルの量を変更した以外は実施例1と同様にして紡糸し、
得られた未延伸糸は実施例1と同様に延伸し、処理コー
ドを作成した。表2から明らかなように、本発明の範囲
を満たす実施例7〜11は寸法安定性およびゴム中耐熱
性が優れている。しかしながら、ニッケル量が2ppm
未満の比較例2は寸法安定性およびゴム中耐熱性が不良
である。ニッケル量が120ppmを越える比較例3は
強度が低く、ゴム中耐熱性が不良であった。また、アン
チモン量が450ppmを越える比較例5は比較例2と
同様に強度が低く、ゴム中耐熱性も不良であった。アン
チモン量が150ppm未満の比較例4は重合反応性が
劣るため極限粘度0.65以上とするのに重合時間が8
時間以上かかっただけでなく、寸法安定性およびゴム中
耐熱性が不良である。
【0030】
【表2】
【0031】
【発明の効果】本発明のポリエステル繊維は、従来にな
い良好な寸法安定性とゴム中耐熱性を有するものである
のでレーヨン代替が可能なゴム補強用ポリエステル繊維
として好適である。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ニッケル金属として2〜120ppmの
    ニッケル化合物およびアンチモン金属として150〜4
    50ppmのアンチモン化合物を含有したポリエステル
    からなり、寸法安定性(中間伸度+乾熱収縮率)が8%
    未満であるゴム補強用ポリエステル繊維。
  2. 【請求項2】 カルボキシル末端基量が25eq/ton以下
    である請求項1項記載のゴム補強用ポリエステル繊維。
  3. 【請求項3】 ジエチレングリコール含有量が1.3w
    t%以下である請求項1又は2項記載のゴム補強用ポリ
    エステル繊維。
  4. 【請求項4】 アンチモン化合物が三酸化アンチモンで
    ある請求項1〜3のいずれか1項記載のゴム補強用ポリ
    エステル繊維。
  5. 【請求項5】 ニッケル化合物が酢酸ニッケルである請
    求項1〜4のいずれか1項記載のゴム補強用ポリエステ
    ル繊維。
JP8070207A 1996-03-26 1996-03-26 ゴム補強用ポリエステル繊維 Pending JPH09256220A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7300967B2 (en) 2004-11-12 2007-11-27 Eastman Chemical Company Polyester polymer and copolymer compositions containing metallic titanium particles
US7368523B2 (en) 2004-11-12 2008-05-06 Eastman Chemical Company Polyester polymer and copolymer compositions containing titanium nitride particles
US8987408B2 (en) 2005-06-16 2015-03-24 Grupo Petrotemex, S.A. De C.V. High intrinsic viscosity melt phase polyester polymers with acceptable acetaldehyde generation rates
US9267007B2 (en) 2005-09-16 2016-02-23 Grupo Petrotemex, S.A. De C.V. Method for addition of additives into a polymer melt

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