JPH10204780A - ポリエステル繊維の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポリエステル繊維とゴム配合物との接着性能
に優れた、簡便な一浴接着処理方法を提供する。 【解決手段】 ポリビニルホルムアミド（Ａ）、芳香族
ポリエポキシド化合物（Ｂ）及びブロックドポリイソシ
アネート化合物（Ｃ）を配合した、レゾルシン・ホルマ
リン・ゴムラテックス（ＲＦＬ）液でポリエステル繊維
を処理する。

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
の処理方法に関する。さらに詳しくは、ポリエステル繊
維にゴム配合物との接着能を付与する簡便な一浴処理方
法に関する。

【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、高強度、高ヤング率等の優
れた物理的特性を有しており、これを活かしたタイヤ、
ホース、ベルト等のゴム補強用繊維として汎用されてい
る。しかし、ポリエステル繊維はその表面が比較的不活
性であるため、そのままではゴムや樹脂等のマトリック
スとの接着性が不十分であり、ポリエステル繊維の物理
的特性を十分に発揮することはできない。

【０００３】このため、ポリエステル繊維の表面を種々
の薬品で予め処理する化学処理法、例えば、脂肪族エポ
キシド化合物、ブロックドイソシアネート化合物等の反
応性の強い化学薬品で処理して接着性を付与した後に、
レゾルシン・ホルマリン・ゴムラテックス（ＲＦＬ）を
処理する、いわゆる二浴処理方法が提案され実用化され
ている。しかし、この方法では良好な接着力が得られる
ものの、２段処理を行なうために工程が複雑化したり、
新たな設備を設置する必要がある等の欠点を有してい
る。

【０００４】一方、一浴処理方法としては、レゾルシン
・ホルマリン・ゴムラテックス（ＲＦＬ）液に、ｐ−ク
ロロフェノール、レゾルシン及びホルマリンの反応生成
物（例えば、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）を添加した
処理剤で処理する方法が知られている（特公昭４６−１
１２５１号公報、特公昭５６−２１５５号公報等) 。し
かしながら、この方法では十分な接着性能は得られず、
特にタイヤ等のゴム補強用繊維としては満足し得るもの
ではない。

【０００５】さらに、従来提案されている上記のような
接着処理方法では、ゴム配合物中で長時間高温に暴露さ
れた場合、ポリエステル繊維とゴム配合物との間の接着
力が著しく低下するといった欠点を有するため、その使
用条件や用途が限定されていた。

【０００６】

【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、その目的は、ポリエ
ステル繊維とゴム配合物との接着性能に優れた、簡便な
一浴接着処理方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の上記課題は、
「ポリエステル繊維を、ポリビニルホルムアミド
（Ａ）、芳香族ポリエポキシド化合物（Ｂ）、ブロック
ドポリイソシアネート化合物（Ｃ）、及びレゾルシン・
ホルマリン・ゴムラテックス（ＲＦＬ）を含む処理剤で
処理することを特徴とするポリエステル繊維の処理方
法。」により達成される。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明は、いかなるポリエステル
繊維にも適用できるが、特に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し、エチレングリコー
ル又はテトラメチレン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からなる繊維が好ましく用いられ
る。ポリエステル繊維のデニール、フィラメント数、断
面形状、繊維物性、微細構造や、ポリマー性状（末端カ
ルボキシル基濃度、分子量等）、ポリマー中の添加剤含
有の有無には、なんら限定を受けるものでない。また、
本発明でいうポリエステル繊維とはヤーン、コード、不
織布、織編物等種々の繊維集合形態を含むものである。

【０００９】かかるポリエステル繊維を処理する処理剤
中には、ポリビニルホルムアミド（Ａ）を含んでいるこ
とが大切である。このポリビニルホルムアミドは、ポリ
ビニルアミンの蓚酸アミドであり、アルカリ性雰囲気中
で加熱処理することにより第１級アミンを生成し、この
アミンの作用によりポリエステル繊維との接着性、特に
耐熱接着性が向上するのである。

【００１０】ところで、ポリアミン成分は、その水素結
合能と化学的反応性によりポリエステル繊維との親和性
に優れ、高温で高い接着性をもたらすことは知られてい
る。しかしながら、アミンは一般に水溶液中ではカチオ
ン性を呈するため、処理剤中の他成分の分散剤として一
般に用いられているアニオン性界面活性剤と塩を形成し
て逆に分散性が低下するので、ポリビニルアミンをその
まま用いてポリエステル繊維を処理することは困難であ
る。これに対して、ポリビニルホルムアミドは、前述の
ようにアルカリ性雰囲気中で加熱処理することにより第
一級アミンを生ずるので、接着処理剤中に配合したとき
には分散性の低下が起こらず安定して処理することがで
き、一方ポリエステル繊維に付着せしめた後に加熱する
ことにより、アミンを発生させて接着性を向上させるこ
とができる。

【００１１】また本発明で用いられる芳香族ポリエポキ
シド化合物（Ｂ）は、分子中に少なくとも１個の芳香環
と少なくとも２個のエポキシ基を有する化合物であり、
そのエポキシ基の含有量は該化合物１Ｋｇ当り２当量以
上、好ましくは３〜７当量、特に４〜５当量の範囲が適
当である。ポリエポキシド化合物が脂肪族の場合には、
後述するレゾルシン・ホルマリン・ゴムラテックス（Ｒ
ＦＬ）液との反応性が高すぎて、ポリエステル繊維を処
理中に処理剤がゲル化したり、得られる接着性能が処理
剤調整後時間が経時すると低下したりするので好ましく
ない。

【００１２】かかる芳香族ポリエポキシド化合物として
は、多価フェノール類とエピクロルヒドリンの如きハロ
ゲン含有エポキシド類との反応生成物、例えばレゾルシ
ン、ビス（ｐ−ヒドロキシフェニル）メタン、１，１，
２，２−テトラキス（ｐ−ヒドロキシフェニル）エタ
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、クレゾール・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
等とエピクロルヒドリンとの反応生成物、ビスフェノー
ルＡとエピクロルヒドリンとの反応生成物である芳香族
エポキシ樹脂等を挙げることができる。これらの中で
は、下記式（化２）で表されるフェノール樹脂類のグリ
シジルエーテルが好ましい。

【００１３】

【化２】

【００１４】かかる芳香族ポリエポキシド化合物は通常
乳化液又は分散液として使用される。乳化液又は分散液
にするには、例えばかかる芳香族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
いて乳化又は分散すればよい。

【００１５】また本発明で用いられるブロックドポリイ
ソシアネート化合物（Ｃ）は、ポリイソシアネート化合
物とブロック化剤との付加化合物であり、加熱によりブ
ロック化剤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、例えば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（−ＮＣＯ）とヒ
ドロキシル基（−ＯＨ）の比が１を超えるモル比で反応
させて得られる末端イソシアネート基含有のポリオール
アダクトポリイソシアネート等が挙げられる。特にトリ
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、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】ブロック化剤としては、例えばフェノー
ル、チオフェノール、クレゾール、レゾルシン等のフェ
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
チルケトンオキシム、シクロヘキサノンオキシム等のオ
キシム類および酸性亜硫酸ソーダ等がある。

【００１７】かかるブロックドポリイソシアネート化合
物は通常乳化液、分散液又は水溶液として使用される。
乳化液又は分散液にするには、例えばかかるブロックド
ポリイソシアネートを、前述の芳香族ポリエポキシド化
合物と同様に、そのままあるいは必要に応じて少量の溶
媒に溶解した後、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
物等を用いて乳化又は分散すればよい。

【００１８】また本発明の処理剤に含有されるレゾルシ
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
初期縮合物とゴムラテックスとを混合熟成したものであ
り、レゾルシンとホルムアルデヒドのモル比は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。

【００１９】また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、これらを単独または併用
して使用する。なかでも、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または併
用使用するのが好ましい。併用使用の場合には、全ラテ
ックス重量の１／３量以上使用した場合が優れた性能を
示す。

【００２０】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、前述の芳香族ポリエポキシド化合物
（Ｂ）及びブロックドポリイソシアネート化合物（Ｃ）
の添加割合によって変化するが、固形分重量比で前者：
後者は１：１〜１：１５、特に１：３〜１：１２の範囲
が適当である。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って耐疲労性が
低下しやすく、逆に多すぎると満足すべき接着力、ゴム
付着率が得難くなる。

【００２１】ポリビニルホルムアミド（Ａ）、芳香族ポ
リエポキシド化合物（Ｂ）、ブロックドイソシアネート
化合物（Ｃ）、及びレゾルシン・ホルマリン・ゴムラテ
ックス（ＲＦＬ）の各成分の配合重量比は、Ｗ_A ／（Ｗ
_B ＋Ｗ_C ）は１／１００〜６０／１００、特に１／１０
〜３／１０の範囲が適当であり、Ｗ_B ／Ｗ_C は８／２〜
１／９、特に８／２〜４／６の範囲が適当であり、さら
に（Ｗ_B ＋Ｗ_C ）／Ｗ_RFL は４／６〜１／９、特に５／
５〜２／８の範囲が適当である。なおＷ_A 、Ｗ_B 、
Ｗ_C 、及びＷ_RFL は、夫々処理剤中のポリビニルホルム
アミド（Ａ）、芳香族ポリエポキシド化合物（Ｂ）、ブ
ロックドイソシアネート化合物（Ｃ）、及びレゾルシン
・ホルマリン・ゴムラテックス（ＲＦＬ）の含有重量％
を表す。

【００２２】ここでＷ_A ／（Ｗ_B ＋Ｗ_C ）が上記範囲よ
り小さい場合には、接着性能、特に耐熱接着性能の改善
効果が低下し、一方上記範囲より大きい場合には、接着
剤の分散性が低下して処理が困難となる。またＷ_B ／Ｗ
_C が上記範囲を外れると、ポリエステル繊維へのゴム付
着性が低下する傾向にある。さらに（Ｗ_B ＋Ｗ_C ）／Ｗ
_RFL が上記範囲より大きい場合には、処理したポリエス
テル繊維が硬くなって耐疲労性の低下を招く恐れがあ
り、一方上記範囲より小さい場合には接着性能が低下す
る傾向にある。

【００２３】上述のポリビニルホルムアミド（Ａ）、芳
香族ポリエポキシド化合物（Ｂ）、ブロックドポリイソ
シアネート化合物（Ｃ）及びレゾルシン・ホルマリン・
ゴムラテックス（ＲＦＬ）を含有する本発明の処理剤
は、総固形分濃度が１〜３０重量％、好ましくは５〜２
５重量％となるようにして使用する。処理剤濃度がこの
範囲より低すぎると接着性が低下し、一方処理剤濃度が
高すぎると硬くなり耐疲労性が低下しやすい。

【００２４】処理剤をポリエステル繊維材料に付着せし
めるには、ローラーとの接触もしくはノズルからの噴霧
による塗布又は溶液への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、０．１〜１０重量％、好ましくは２〜７重量％の
範囲が適当である。該繊維に対する固形分付着量を制御
するためには、圧接ローラーによる絞り、スクレバー等
によるかき落とし、空気吹きつ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採用してもよい。ま
た付着量を多くするために複数回付着せしめてもよい。

【００２５】本発明においては、該ポリエステル繊維を
処理剤で処理後、５０℃以上で該ポリエステル繊維の融
点より１０℃以上低い温度、好ましくは２２０〜２５０
℃の温度で０．５〜５．０分間、好ましくは１〜３分間
乾燥、熱処理する。乾燥、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やすく、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、著しい強力低
下を起こしたりして実用に供し得なくなる。

【００２６】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的
に説明する。なお、実施例における強力、伸度、６．８
Ｋｇ重荷重伸度、硬さ、コード剥離接着力、コード引抜
接着力は下記の方法にしたがって測定した。

【００２７】＜強力、伸度、６．８Ｋｇ重荷重伸度＞接
着処理後のポリエステルコードを、ＪＩＳ Ｌ１０１３
の方法に準じて測定し、その切断点の強力及び伸度並び
に６．８Ｋｇ重荷重時の伸度を求める。

【００２８】＜コード剥離接着力（ＣＲＡ）＞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、１５０℃、３０分間、５０Ｋｇ／ｃ
ｍ² のプレス圧力（初期値）または１８０℃、６０分
間、５０Ｋｇ／ｃｍ² のプレス圧力（耐熱値）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。

【００２９】＜コード引抜接着力（Ｔ）〉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（初期値）または１８
０℃、６０分間（耐熱値）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／７ｍｍで表示したものである。

【００３０】＜硬さ＞ＪＩＳ Ｌ１０８５の方法に準じ
て測定した。

【００３１】［実施例１］１０％水酸化ナトリウム水溶
液２．８ｇ、２８％アンモニア水溶液７．７ｇを水５
２．６ｇに加え、良く撹拌して得られた水溶液中に、ス
ミカノール７００Ｓ（住化エイビーエス・ラテックス
（株）製、レゾルシン・ホルマリン初期縮合物６５重量
％溶液）７．３ｇを添加して充分撹拌し分散させる。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ラテ
ックス４０重量％水乳化液）７０．１ｇおよびニッポー
ルＬＸ−１１２（日本ゼオン（株）製、スチレン・ブタ
ジエン・コポリマー４０重量％水乳化液）３０．０ｇを
水７７．３ｇ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物分散液をゆっくりかき混ぜ
ながら加えてゆき、さらにホルマリン（３７重量％水溶
液）１．８ｇを添加して均一に混合する。

【００３２】次に、この混合液中にＥＣＮ１４００（旭
チバ（株）製、クレゾールノボラック型樹脂のポリグリ
シジルエーテル４０重量％水乳化液）２４．１ｇ、ＤＭ
６０１１（明成化学工業（株）製、アセトキシムブロッ
クドジフェニルメタンジイソシアネート３３重量％水乳
化液）１２．５ｇ、及びＰＮＶＦ（三菱化学（株）製、
ポリビニルホルムアミド３０重量％水溶液）１３．８ｇ
を添加して均一混合する。

【００３３】固有粘度０．９５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、延伸し、１５００デ
ニール／１９２フィラメントのマルチフィラメントを得
た後に、該フィラメント２本を４０×４０Ｔ／１０ｃｍ
で撚糸して３０００デニール／３８４フィラメントのコ
ードを得た。

【００３４】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、前記処理剤に浸漬した後、１３０℃で２分間乾燥
し、引き続き２４５℃、２２０℃で各々１分間の熱処理
を２回行う。該処理ポリエステルタイヤコードには、繊
維重量に対して処理剤の固形分が６．８重量％付着して
いた。

【００３５】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、
１５０℃、３０分加硫した。評価結果を表１に示す。

【００３６】［実施例２〜３、比較例１］ポリビニルホ
ルムアミドと、芳香族ポリエポキシド化合物及びブロッ
クドポリイソシアネート化合物との配合量を表１に示す
ごとく変更して繰り返した。評価結果を表１に合わせて
示す。

【００３７】

【表１】

【００３８】

【発明の効果】本発明の方法によれば、ＲＦＬ液にポリ
ビニルホルムアミド、芳香族ポリエポキシド化合物及び
ブロックドポリイソシアネート化合物を配合した処理剤
を使用しているので、従来の一浴型接着処理剤を使用す
る方法に比べてポリエステル繊維とゴム類との接着性、
特に耐熱接着性が良好であり、しかも一浴型であるので
簡便に接着処理を行うことができる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリエステル繊維を、ポリビニルホルム
   アミド（Ａ）、芳香族ポリエポキシド化合物（Ｂ）、ブ
   ロックドポリイソシアネート化合物（Ｃ）、及びレゾル
   シン・ホルマリン・ゴムラテックス（ＲＦＬ）を含む処
   理剤で処理することを特徴とするポリエステル繊維の処
   理方法。
2. 【請求項２】 ポリビニルホルムアミド（Ａ）と、芳香
   族ポリエポキシド化合物（Ｂ）及びブロックドポリイソ
   シアネート化合物（Ｃ）との固形分重量比(Ｗ_A ／（Ｗ
   _B ＋Ｗ_C ）) が１／１００〜６０／１００、芳香族ポリ
   エポキシド化合物（Ｂ）とブロックドポリイソシアネー
   ト化合物（Ｃ）との固形分重量比（Ｗ_B ／Ｗ_C ）が８／
   ２〜１／９、並びに、芳香族ポリエポキシド化合物
   （Ｂ）及びブロックドポリイソシアネート化合物（Ｃ）
   と、レゾルシン・ホルマリン・ゴムラテックス（ＲＦ
   Ｌ）との固形分重量比（（Ｗ_B ＋Ｗ_C ）／Ｗ_RFL ）が４
   ／６〜１／９である請求項１記載のポリエステル繊維の
   処理方法。
3. 【請求項３】 芳香族ポリエポキシド化合物（Ｂ）が、
   下記式（化１）で表されるフェノール類・ホルムアルデ
   ヒド樹脂のグリシジルエーテルである請求項１又は２記
   載のポリエステル繊維の処理方法。 【化１】