JPH10195768A - エチレンプロピレン系ゴム補強用ポリエステル繊維の接着処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エチレンプロピレン系ゴムとの接着性に優
れ、ゴムホース、Ｖベルトコンベヤベルトなどの製品の
繊維補強層や繊維基布用として好適なエチレンプロピレ
ン系ゴム補強用ポリエステル繊維の接着処理方法を提供
する。 【解決手段】 ポリエステル繊維を、予めポリエポキシ
ド化合物を含む第１処理剤で処理し、次いでレゾルシン
・ホルマリン・ゴムラテックス（ＲＦＬ）、ブロックド
ポリイソシアネート化合物、クロロフェノール化合物、
並びに、ロジン系樹脂エマルジョン及び／又はテルペン
系樹脂エマルジョンを含む第２処理剤で処理する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ポリエステル繊維
とゴムの複合体に関し、詳しくはポリエステル繊維とエ
チレンプロピレン系ゴム（ＥＰＤＭ）との接着処理方法
に関する。本発明の接着処理方法の適用可能な製品とし
ては、繊維補強層や繊維基布を有する、ゴムホース、ダ
イヤフラム、Ｖベルト、コンベヤベルトなどの製品を挙
げることができる。

【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、高強度、高ヤング率を有し
ており、それを活かしてタイヤ、ホース、ベルト等のゴ
ム補強用繊維として広く利用されている。しかしなが
ら、ホース、ベルト分野においては、自動車のエンジン
ルームの温度が高くなるためゴム材質の面からも高温特
性に優れたものに変化しつつある。その一つとしてエチ
レンプロピレン系ゴムがあるが、該ゴムは化学構造に二
重結合が少なく、反応性に乏しいために接着が非常に困
難である。この様な問題を解消するため、従来、極性の
高いクロロスルホン化ポリエチレンラテックスを使用す
る方法（特公平３−２０１３６号公報）、特殊クロロフ
ェノール化合物を使用する方法（特開平７−１３８８８
０号公報）、エポキシ化合物、イソシアネート化合物等
の反応性の強い化学薬品でポリエステル繊維を予め処理
する方法（特開昭５４−７７７９４号公報、特開昭６０
−９９０７６号公報、特開昭６０−２１９２４号公報）
などが提案されているが、例えばクロロスルホン化ポリ
エチレンラテックスを使用する方法では、ポリエステル
コードが熱劣化しやすく、しかも十分満足し得る接着力
が得られていないなど、エチレンプロピレン系ゴムに対
する接着性は十分な水準に達していないのが現状であ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の事情
を背景としてなされたものであり、本発明の目的とする
ところは、エチレンプロピレン系ゴムマトリックスとの
接着性が改良されたポリエステル繊維の製造方法を提供
することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者の研究によれ
ば、上記課題は、「予めポリエポキシド化合物を含む第
１処理剤で処理されたポリエステル繊維を、レゾルシン
・ホルマリン・ゴムラテックス（ＲＦＬ）、ブロックド
ポリイソシアネート化合物、クロロフェノール化合物、
並びに、ロジン系樹脂エマルジョン及び／又はテルペン
系樹脂エマルジョンを含む第２処理剤で処理することを
特徴とするエチレンプロピレン系ゴム補強用ポリエステ
ル繊維の接着処理方法。」により達成される。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明でいうポリエステル繊維と
は、芳香族ジカルボン酸成分とグリコール成分とから構
成されるポリマーからなる繊維であるが、特にエチレン
グリコール又はテトラメチレングリコールをグリコール
成分とし、テレフタル酸又はナフタレンジカルボン酸を
主たる酸成分とする、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からなるポリエステ
ル繊維が好ましい。ポリエステル繊維の単糸繊度、フィ
ラメント数、断面形状、繊維物性、微細構造、添加剤含
有の有無、及びポリマー特性（平均分子量、末端カルボ
キシル基濃度等）は任意であり特に限定する必要はな
い。

【０００６】次ぎに本発明の第１処理剤に含まれるポリ
エポキシド化合物は、１分子中に少なくとも２個以上の
エポキシ基を該化合物１００ｇあたり０．２ｇ当量以上
含有する化合物である。例えば、エチレングリコール、
グリセロール、ソルビトール、ペンタエリスリトール、
ポリエチレングリコール等の多価アルコール類とエピク
ロルヒドリンのごときハロゲン含有エポキシド類との反
応生成物、レゾルシン、ビス（４−ヒドロキシフェニ
ル）ジメチルメタン、フェノール・ホルムアルデヒド樹
脂、レゾルシン・ホルムアルデヒド樹脂等の多価フェノ
ール類と前記ハロゲン含有エポキシド類との反応生成
物、過酢酸または過酸化水素等で不飽和化合物を酸化し
て得られるポリエポキシド化合物などであり、具体例と
しては３，４−エポキシシクロヘキセンエポキシド、
３，４−エポキシシクロヘキセンメチル−３，４−エポ
キシシクロヘキセンカルボキシレート、ビス（３，４−
エポキシ−６−メチル−シクロヘキシルメチル）アジペ
ートなどが挙げられる。特に多価アルコールとエピクロ
ロヒドリンの反応生成物、すなわち多価アルコールのポ
リグリシジルエーテル化合物が優れた性能を発現するの
で好ましい。

【０００７】かかるポリエポキシド化合物は、通常乳化
液として使用する。乳化液または溶液とするには、例え
ばかかるポリエポキシド化合物をそのまま、あるいは必
要に応じて少量の溶媒に溶解したものを、公知の乳化
剤、例えばアルキルベンゼンスルホン酸ソーダ、ジオク
チルスルホサクシネートナトリウム塩、ノニルフェノー
ルエチレンオキサイド付加物等を用いて乳化または溶解
する。

【０００８】また、上記ポリエポキシド化合物を予めポ
リエステル繊維に付着させるには、ポリエステル繊維の
製造時、例えば紡糸油剤中に混合して付与しても、延伸
後にアフターオイルとして付与してもよく、さらにポリ
エステル繊維を撚糸してコードとなした後、該コードに
ポリエポキシド化合物を単独で、又はゴムラテックスと
混合して付与してもよい。

【０００９】ここで好ましく使用されるゴムラテックス
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ゴムラテックス、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等があ
り、これらを単独で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１／２量以上使用した場合
が優れた性能を示す。

【００１０】ポリエステル繊維に付着される第１処理剤
は、ポリエポキシド化合物の付着量が繊維重量に対して
０．１〜１０重量％、特に０．５〜５重量％となる範囲
が適当である。ポリエポキシド化合物の付着量が０．１
重量％未満ではポリエポキシド化合物の効果が十分発揮
されず、ポリエステル繊維とエチレンプロピレン系ゴム
との十分な接着性能を得ることが困難となる。一方、ポ
リエポキシド化合物の付着量が１０重量％を越えると繊
維が硬くなりやすく、その結果第２処理剤の含浸性が低
下して接着性能が低下しやすい。

【００１１】次ぎに本発明の第２処理剤に含まれるレゾ
ルシン・ホルマリン・ゴムラテックス（ＲＦＬ）は、レ
ゾルシンとフォルマリンとをアルカリまたは酸性触媒下
で反応させて得られる初期縮合物（ＲＦ）とゴムラテッ
クスの混合物であり、レゾルシン、フォルマリン、及び
ゴムラテックスの配合比率については公知技術のいずれ
を適用しても効果は得られる。通常は、レゾルシンとフ
ォルマリンのモル比は１：０．１〜１：８、好ましくは
１：０．５〜１：５である。またＲＦの使用量は、後述
するクロロフェノール化合物の使用量によって変わる
が、通常は固形分量比で、１：１〜１：１５、好ましく
は１：３〜１：１２が適当である。ゴムラテックスの配
合比率が少なくなりすぎると処理後のポリエステル繊維
は硬くなって耐疲労性が低下しやすく、逆に多くなりす
ぎると接着性能が低下しやすい。なお、ここで用いられ
るゴムラテックスとしては、前述の第１処理剤で例示し
たゴムラテックスと同じく、例えば天然ゴムラテック
ス、ポリブタジエンラテックス、スチレン・ブタジエン
コポリマーゴムラテックス、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
又はポリブタジエンラテックスを単独使用又はこれらを
併用した場合、特に７：３〜３：７の割合で併用した場
合に優れた性能を示す。

【００１２】また、第２処理剤に使用するクロロフェノ
ール化合物とは、クロルフェノール類、好ましくはパラ
クロロフェノールとレゾルシンとをホルムアルデヒドで
共縮合した化合物であり、なかでも下記構造式（化１）
で表される、３核体（Ｉ）、５核体（II）、７核体(II
I) を主成分とするものが好ましく、特にその固形分濃
度２０重量％、ＰＨ１０のアルカリ性水溶液の粘度が７
０〜１５０センチポイズの範囲内にあるものが好まし
い。

【００１３】

【化１】

【００１４】クロロフェノール化合物とレゾルシン・ホ
ルマリン・ゴムラテックスの配合比率は、被着ゴムの配
合により微妙に変化するが、一般的にはＲＦＬ／クロロ
フェノール化合物が５０／５０〜８０／２０（固形分重
量比）の範囲が適当である。また前述のＲＦとクロロフ
ェノール化合物の比は、通常前者／後者（固形分重量
比）が３／１〜１／１の範囲が適当である。

【００１５】さらに第２処理剤に含まれるブロックドポ
リイソシアネート化合物は、十分な接着性能（接着力、
ゴム付着率等）を得るために必要である。ここでいうブ
ロックドポリイソシアネート化合物とは、ポリイソシア
ネート化合物とブロック化剤との付加反応生成物であ
り、加熱によりブロック成分が遊離して活性なポリイソ
シアネート化合物を生ぜしめるものである。ポリイソシ
アネート化合物としては、トリレンジイソシアネート、
メタフェニレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジ
イソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ポ
リメチレンポリフェニルイソシアネート、トリフェニル
メタントリイソシアネート等のポリイソシアネート、あ
るいはこれらのポリイソシアネートと活性水素原子を２
個以上有する化合物、例えばトリメチロールプロパン、
ペンタエリスリトール等とをイソシアネート基（−ＮＣ
Ｏ）とヒドロキシル基（−ＯＨ）の比が１を越えるモル
比で反応させて得られる末端イソシアネート基含有のポ
リアルキレングリコールアダクトポリイソシアネート、
ポリメチレンポリフェニルイソシアネートの如き芳香族
ポリイソシアネートが優れた性能を発現するので好まし
い。

【００１６】ブロック剤としては、例えばフェノール、
チオフェノール、クレゾール、レゾルシノール等のフェ
ノール類、ジフェニルアミン、キシリジン等の芳香族第
２級アミン類、フタル酸イミド類、カプロラクタム、バ
レロラクタム等のラクタム類、アセトキシム、メチルエ
チルケトオキシム、シクロヘキサノンオキシム等のオキ
シム類及び酸性亜硫酸ソーダ等がある。

【００１７】ブロックドポリイソシアネート化合物の配
合量は、その種類及び被着ゴムの配合によって一定では
ないが、前述のＲＦＬ固形分に対して５〜４０重量％、
好ましくは１０〜３０重量％が適当である。

【００１８】さらに第２処理剤中には、ロジン系樹脂エ
マルジョン及び／又はテルペン系樹脂エマルジョンが含
まれていることが肝要である。かくすることにより、被
着ゴムであるエチレンプロピレン系ゴムとの親和性が向
上して良好な接着が得られる。これらのエマルジョンの
配合量は、ＲＦＬ固形分に対し１０〜５０重量％（固形
分で）の範囲が適当であり、好ましくは２０〜３０重量
％の範囲である。特にテルペンフェノール系樹脂エマル
ジョンが、得られる性能面から好ましい。

【００１９】上記の第２処理剤は通常、全固形分を１０
〜２５重量％含有するように調整される。

【００２０】第１処理剤および第２処理剤をポリエステ
ル繊維材料へ付着せしめるには、ローラーとの接触もし
くはノズルからの噴霧による塗布、又は浸漬などの任意
の方法を採用することができる。ポリエステル繊維に対
する固形分付着量は第１処理剤は前述のようにポリエポ
キシド化合物で０．１〜１０重量％、好ましくは０．５
〜５重量％が適当であり、一方第２処理剤は０．５〜１
０重量％、好ましくは１〜５重量％の範囲が好適であ
る。該繊維に対する固形分付着量を制御するために圧接
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。

【００２１】なお前述のように、ポリエポキシド化合物
を含む第１処理剤は、あらかじめ製糸工程において付与
しても構わない（いわゆる前処理糸）。

【００２２】本発明においては、製糸後にポリエステル
繊維を第１処理剤で処理する場合には、処理した後５０
〜１８０℃で０．５〜５分間、好ましくは１〜３分間乾
燥し、ついで１８０℃から該ポリエステル繊維の融点よ
り１０℃低い温度、好ましくは２２０〜２５０℃の温度
で０．５〜５．０分、好ましくは１〜３分間、熱処理す
る。また第２処理剤で処理した後には、８０〜１８０℃
で０．５〜５分間、好ましくは１〜３分間乾燥し、つい
で１５０〜２６０℃、好ましくは２２０〜２５０℃の温
度で０．５〜５．０分、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。

【００２３】

【実施例】以下、本発明を実施例を挙げて具体的に説明
するが、本発明はこれらに限定されるものではない。な
お、実施例における各評価項目は、下記測定方法にした
がった。

【００２４】＜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。得られた接着処理コード
を、１インチ間に２５本並べ、エチレンプロピレン系未
加硫ゴムに埋め込み、面圧５ｋｇ／ｃｍ² 、温度８０℃
で予備プレスを行なった後、水分の影響をうけないよう
にポリエステルシート及びゴムで被覆して１５０℃で３
０分間蒸気加硫する。このテストピースでコードをゴム
から２００ｍｍ／分の速度で剥離させるときに要した力
をｋｇ／インチで示したものである。

【００２５】［実施例１］苛性ソーダ水溶液，アンモニ
ア水溶液を加えた水に、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スミカノール７００Ｓ（住
友化学（株）製、６５重量％水溶液）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）製、ビニルピリジン・スチレン・ブタジエ
ンターポリマー４０重量％水乳化物）およびニッポール
ＬＸ−１１１ＮＦ（日本ゼオン（株）製、ポリブタジエ
ンゴムラテックス５５重量％水乳化物）を、上記レゾル
シン・ホルマリン初期縮合分散液と固形分比率で１：４
（ビニルピリジン・スチレン・ブタジエンターポリマー
／ポリブタジエンゴムラテックス＝３：７（重量
比））、さらにホルマリンをＲ／Ｆ比が１：２（モル
比）となるよう添加して均一に混合する。次にこのＲＦ
Ｌ混合液中にエラストロンＢＮ−６９（第一工業製薬
(株) 製、ジフェニルメタンジイソシアネートメチルエ
チルケトオキシムブロック３３重量％水分散物）をＲＦ
Ｌと固形分比率で６：１、併せてタマノルＥ−１００
（荒川化学（株）製、テルペンフェノール樹脂エマルジ
ョン、固形分５３重量％）を同様にＲＦＬと固形分比率
で４：１となるよう加えて混合したものを２０℃で２４
時間熟成させた。使用直前にデナボンドＥ（ナガセ化成
工業（株）製、クロロフェノール化合物２０重量％溶
液）をＲＦ樹脂と固形分比率で２：１となるよう添加
し、十分撹拌して第２処理剤を調整した。

【００２６】第２処理剤の粘度及び付着量のコントロー
ルは、処理剤への水の添加希釈により調節した。

【００２７】製糸工程においてグリセリンポリグリシジ
ルエーテル（ポリエポキシド化合物）を含む油剤（第１
処理剤）であらかじめ処理したポリエチレンテレフタレ
ート前処理糸（帝人株式会社製、固有粘度０．８９、１
５００デニール／２５０フィラメント）のマルチフィラ
メントを１０Ｔ／１０ｃｍで撚糸しコードを得た。

【００２８】このコードをコンピュートリーター処理機
（ＣＡリツラー（株）製、タイヤコード処理機）を用い
て、前記第２処理剤に浸漬した後、１７０℃で２分間乾
燥し続いて２３５℃で１分間、さらに２４０℃で１分間
熱処理する。得られた処理ポリエステルコードには第２
処理剤の固形分が３．０重量％付着していた。

【００２９】得られた処理コードについて前述の方法で
加硫し、接着力の測定を行なった。評価に用いたゴムの
配合組成は以下のとおりである。結果を表１に示す。 ＥＰＤＭ １００部 ＨＡＦ−カーボンブラック １２０部 プロセスオイル（パラフィン系） ９０部 亜鉛華 ５部 ステアリン酸 ３部 加硫剤 ３．５部 加硫促進剤 ２．５部

【００３０】［実施例２〜３、比較例１］実施例１にお
いて、第２処理剤中のテルペンフェノール樹脂エマルジ
ョンの配合量を表１に記載のとおり変更する以外は実施
例１と同様に行った。評価結果を表１に合わせて示す。

【００３１】

【表１】

【００３２】

【発明の効果】本発明に接着処理方法によれば、繊維表
面はエポキシ基を含む処理剤で被覆され、ついで被着ゴ
ムであるエチレンプロピレン系ゴムと親和性を有するロ
ジン系及び／又はテルペン系樹脂を含む第２処理剤で被
覆され、しかも第２処理剤に併用したブロックドポリイ
ソシアネート化合物やクロロフェノール化合物の架橋効
果よって接着剤層の凝集力が高められているので、優れ
た耐熱性及びエチレンプロピレン系ゴムへの接着性が発
現されるのである。その結果、ゴム補強用繊維として、
ポリエステル繊維が本来有する優れた特性を十分に発揮
することができるのである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 予めポリエポキシド化合物を含む第１処
   理剤で処理されたポリエステル繊維を、レゾルシン・ホ
   ルマリン・ゴムラテックス（ＲＦＬ）、ブロックドポリ
   イソシアネート化合物、クロロフェノール化合物、並び
   に、ロジン系樹脂エマルジョン及び／又はテルペン系樹
   脂エマルジョンを含む第２処理剤で処理することを特徴
   とするエチレンプロピレン系ゴム補強用ポリエステル繊
   維の接着処理方法。