JPS5812387B2 - ゴム補強用ポリエステル系合成繊維の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はゴム補強用ポリエステル系合成繊維の製造法、
更に詳しくはポリエステル系合成繊維に特定の処理剤を
、付与した後接着剤処理を施す製造法に関する。

本発明の目的とするところは、接着剤処理を施されたコ
ード又は織物の曲げ硬さを低減し、かつ高強力、高接着
力を有するゴム補強用ポリエステル系合成繊維を提供す
ることにある。

ポリエステル系合成繊維は、寸法安定性、耐熱性、耐疲
労性などに優れ、ベルト、タイヤなどのゴム補強材とし
て使用される。

一般にゴム補強材は、製糸された繊維束ヤーンに下撚を
施した後２本ないし数本を集め上撚を施しコードとした
ものをスダレ織物とし、その後接着剤処理を施し、ゴム
に埋め込み、加硫処理を行うことにより、その補強効果
を発揮する。

従つてゴム補強材としての効果を最大限に発揮するには
、接着剤処理を施されたスダレ織物（以下処理スダレと
いう）が高強力であるばかりでなく、ゴムとの接着力が
十分になればならない。

近年、前記特性に加え、生産性向上の面から、処理スダ
レが柔軟で取り扱いやすいことが要求されつつある。

処理スダレの強力を向上させるには、ヤーンの段階で出
来るだけ引き延ばし高強力にするだけでなく、これに続
く撚糸、製織、接着剤処理の工程での強力低下を防止す
る必要がある。

因みに、これらの段階での強力低下の原因は、主として
ヤーンを撚り合わせること及び接着剤により、ヤーン間
、単糸間が固定され、初期ヤーンの全強力が発揮されな
いことに依るものと考えられている。

撚糸の際の撚数は、補強を必要とするゴム製品の種類に
より、強力、耐疲労性などの観点から決定され、ゴム製
品メーカーにより決定される。

一方接着剤による単糸間の固定化の条件は、接着剤を付
着する段階で接着剤がコード内部にどの程度入るかとい
う問題と、その後のベーキング条件とで決定される。

これらの条件は、続いて行われる加硫工程でのゴムとの
接着及び加硫中の寸法安定性を高めるのに好適なように
決められる。

接着力向上、熱収縮率の減少のためには、十分な熱が加
えられなければならないが、このような処理により、一
方では強力は低下し、又処理スダレが硬化する欠点があ
る。

この硬化を低減するため、処理スダレを引続き、エツヂ
によりしごきを与え柔軟化する（所謂ｂｌａｄｉｎｇ）
ことが試みられている。

しかし、従来のポリエステル系合成繊維の製造法では、
高強力・高接着力を維持したまま、十分な柔軟性を得よ
うとすると、緯糸切れなどの不都合が生じる。

このため処理スダレを十分柔くするような処理を原糸段
階で施したものでは、十分な接着力が得られないという
欠点がある。

このように、従来のポリエステル系合成繊維の製造法で
は、製糸から加硫までゴム補強材製造工程の最適化をは
かつても、高強力・高接着性でかつ柔軟性のある処理ス
ダレを得ることは極めて困難なのである。

この観点からポリエステル系合成繊維の製造法特に、製
糸条件のうち処理剤を変更するだけで、ゴム補強材とし
ての性質を向上させることは切望されているが、従来こ
のような処理剤は見い出されていないのが現状である。

例えば、従来油剤で最も一般的な型としてオレイルオレ
ート５０部、オレイルアルコールＥＯ付加物５０部より
構成される処理剤を付着させたコードでは、接着性を満
足するが、一方では著しく硬化する。

このため、処理コードの柔軟性を上げようとして、例え
ば特公昭４７−２０２３公報に示されるようなナイロン
糸のデイツプカス減少の観点から単にコード内部への接
着剤浸透を押える処理剤を使用するとポリエステル系合
成繊維では著しく接着性が低下する。

同様に接着剤のコード内部への浸透を制御することを考
え、特公昭４９−４０１５４公報にはソルビタン脂肪酸
エステルを付与し、接着剤処理コード内部の空気透過性
を向上させることが提案されている。

所が近年工程合理化例えばタイヤ製造などにおいてもプ
ライ数を減少させモノプライ化をはかるなどが行われ、
更に接着性の向上が要求され、従来のいずれの方法によ
っても高接着力を維持しつつ処理スダレの柔軟性を向上
させることができないのである。

本発明者らは高接着性、高強力でかつ柔軟註のある処理
スダレをポリエステル系合成繊維の処理剤を変更するだ
けで得ることを鋭意研究の結果、驚くべきことに、特定
の成分を組み合せ使用することにより、従来考えられな
かった効果が奏されることを見い出し、本発明に到達し
たものである。

即ち本発明はポリエステル系合成繊維に、全非水成分中
の配合比率として分子量５００〜１５００で常温液状平
滑剤Ａ成分６５〜８０重量％と２０℃、６５％ＲＨ雰囲
気中で固状であり、かっＨＬＢ１０．０以下の多価アル
コール脂肪酸エステル系活註剤３〜２０重量％とを含む
処理剤を付着させた後接着剤処理を施すことを特徴とす
るゴム補強用合成繊維の製造法である。

本発明で用いられる「分子量５００〜１５００の常温液
状平滑剤Ａ成分」とは疎水註を有する分子量５００〜１
５００の常温液状有機化合物であり、常温液状とは通常
使用温度１８〜２５℃で液状を呈することであり従来繊
維や機械の潤滑性向上のために使用されている成分であ
る。

例えば一塩基酸の一価アルコールのエステルとしてオレ
イルオレート、インステアリルオレートなど、二塩基酸
の一価アルコールエステルとしてジオレイルアジペート
、ジトリデシルセバケート、ジオレイルジチオプロピオ
ネートなど、三塩基酸の一価アルコールエステルとして
、トリデシルトリメリテート、トリオレイルトリメリテ
ートなど、二価アルコールの脂肪酸エステルとして、ネ
オペンチルグリコールジオレート、１．６ヘキサンジオ
ールジオレート、４，４′インプロピリデンビスフエノ
キシエチルラウレートなど、多価アルコールの脂肪酸全
エステルとして、グリセリントリオレート、ペンタエリ
スリトールテトラオレートなど、その他２価アルコール
と２塩基酸のポリエステルの末端を一価アルコール又は
一塩基酸で封鎖して分子量１５００以下にしたもの、ジ
フエニルメタンジイソシアネートとオレイルアルコール
のウレタンなどをあげることができる。

更に個々の成分が分子量５００〜１５００であれば、こ
れらを混合して得られる平滑剤混合物も、この混合物自
体が常温液状であれば、本発明のＡ成分として用いるこ
とができる。

例えば、オレイルオレートの部分水添により発生する少
量のオレイルステアレート、ステアリルオレートを含む
オレイルオレートでも常温でそれらが相溶し、液状を呈
していれば、Ａ成分として使用できる。

本発明に用いられるＡ成分は常温液状でかつ分子量５０
０以上１５００以下でなければならない。

もし、このＡ成分が常温固状になると溌水性が生じ接着
性が低下するし、又、分子量が５００未満になると製糸
時や接着剤処理時の熱処理により、揮発逸散するため、
その効果を発揮できない。

一方分子量が１５００を越えると、粘度が高くなり、取
り扱い性が低下するばかりでなく、処理剤中に６５重量
％以上配合しようとすると水性エマルション化が困難と
なり工業的使用に供し得なくなる。

従って、上記Ａ成分の処理剤非水成分中の配合比率は６
５重量％以上、好ましくは６７重量％以上８０重量％以
下でなければならない。

６５重量％未満だとＢ成分と共存させ処理スダレ柔軟性
を得ようとすると、接着性が低下するし、８０重量％を
越えると水性エマルションとしての使用が難しいばかり
でなく、他の繊維用処理剤の性能例えば、制電性能、集
束性能の付与が困難となり、工業的使用が難しくなる。

本発明に用いられる２０℃、６５％ＲＨ雰囲気中で固状
であり、かつＨＬＢ１０．０以下の多価アルコール脂肪
酸エステル系ノニオン活性剤Ｂ成分とは３価以上のアル
コール例えばトリメチロールプロパン、グリセリン、ジ
グリセリン、トリグリセリン、ペンタエリスリトール、
ソルビタン、ソルビトールなどと高級脂肪酸例えばべヘ
ン酸、アラキン酸、ステアリン酸、パルミチン酸、ミリ
スチン酸、ラウリン酸などの部分エステル及びそのエチ
レンオキサイド付加物にして、かつ、．ＨＬＢ＝２０（
１−ＭＯ／Ｍ）〔但しＭＯ；疎水基分子量、Ｍ；活性剤
分子量〕で表示される親水性、親油性バランスＨＬＢの
値が１０．０以下で、しかも２０℃、６５％ＲＨ雰囲気
中で放置していても固状を示す多価アルコール脂肪酸エ
ステル系活性剤のことである。

具体的な化合物として、トリメチロールプロパンモノラ
ウレート、グリセリンモノミリステート、ジグリセリン
モノパルミテート、トリグリセリンモノベヘネート、ペ
ンタエリスリトールモノステアレート、ソルビタンモノ
ステアレート、ソルビトールモノステアレート、ソルビ
タンジステアレート、ＰＯＥ（２）ソルビタンモノステ
アレートなどがあげられる。

本発明に用いられる多価アルコール脂肪酸エステル系ノ
ニオン活性剤は前記条件を満たさない限り効果を発揮し
ない。

即ち２０℃、６５％ＲＨ雰囲気中で液状を示すものでは
、接着剤ディップ時の接着剤のコード内部への浸透を制
御できないし又固状を示しても、ＨＬＢが１０．０を越
えるとやはり、接着剤のコード内部への浸透を制御する
効果が乏しくなるばかりでなく、処理スダレの接着性を
十分高めるように処理条件を調整した場合、柔軟性が得
られない。

この理由は明確ではないが、Ａ成分と組合せた場合ポリ
エステル系合成繊維上に特異な処理剤膜が形成されるた
めと考えられ、多価アルコール脂肪酸系活性剤でも親水
性が大きくなるとこの効果がなくなる。

この考え方から乳化性が得られれば、ＨＬＢは低い方が
好ましく、又多価アルコールに由来する−ＯＨ基も残存
する方が好ましいものと言える。

本発明に用いられるＢ成分の非水成分中の配合比率は３
重量％以上で２０重量％以下好ましくは５重量％以上１
５重量％以下でなければならない。

３重量％未満だと処理スダレの柔軟性を得る効果が乏し
く、２０重量％を越えるとＡ成分の配合比率を適正化し
ても十分な接着力が得られない。

本発明に用いられる「ゴム補強用ポリエステル系合成繊
維」とは、例えば、タイヤ、ゴムホース、ベルトなどの
補強材として使用されるポリエステル系合成繊維であり
、ポリエチレンテレフタレート又はポリエチレンテレフ
タレートを主成分とし、第３成分として、イソフタール
酸、アジピン酸、セハシン酸、５−ナトリウムスルホイ
ソフタル酸、プロピレングリコール、ヘキサメチレング
リコール、ジエチレングリコール、ポリオキシエチレン
グリコール、ペンタエリスリトールなどと共重合させた
高分子ポリエステルを主成分とする糸条である。

本発明においては、Ａ成分とＢ成分を所定量配合してな
る処理剤を上記ポリエステル系合成繊維に付着させた後
、接着剤処理を施すのであるが処理剤の付着は、紡糸以
降接着剤処理前までの任意の工程で行なわれるが、繊維
に均一に付着させるには、コードとなる前即ち紡糸・延
伸・巻返などの工程で付着させるのが好ましい。

又付着方法は処理剤を５〜３０重量％含有する水性エマ
ルション形態でローラ一式給油法によるのが最も一般的
であるが、有機溶媒に溶解しても、非水成分だけを直接
付着させても良い。

処理剤付着量としては、繊維１００重量部に対し０．３
〜１．５重量部が好ましいが、特に限定しない。

本発明に使用される接着剤は特に制限はないが、一般に
ゴム補強用合成繊維に使用されている水系接着剤で特に
その効果を発揮するものである。

即ち一般に接着剤種類により、コード内部への浸透度及
びポリエステル系合成繊維への親和性が異るため、浸透
度、親和性の大きい接着剤では、Ｂ成分比率を上げ、浸
透度、親和性の小さいものではＢ成分比率を下げＡ成分
効果を強化する方が好ましいが、本発明の範囲内のＡ成
分、Ｂ成分比率である限り通常ポリエステル系合成繊維
に使用される４〜８重量％の接着剤付着量で十分その効
果を発揮する。

本発明に用いる処理剤は前述の如く、Ａ成分とＢ成分を
特定比率配合させることに特徴があるため、Ａ成分の種
類を製糸工程、撚糸工程、接着剤処理工程の必要特性に
応じて選択できるので工業的に極めて有利である。

即ち、製糸・撚糸における摩擦低減のためには、例えば
オレイルオレートやジオレイルアジペートのような平滑
性の良いものを選択することもできるし、接着剤処理工
程での発煙減少のためには、例えば４，４′イソプロピ
リデンビスフエノキシエチルラウレートのような耐熱性
の良いものを選択することができる。

又Ａ成分、Ｂ成分以外の成分は帯電防止、乳化性向上な
どのために、従来使用されている界面活性剤を任意に使
用できるし、酸化防止剤などを加えても良い。

このようにして本発明によれば、Ａ成分とＢ成分の組合
せによるポリエステル系合成繊維への特異的効果により
従来のゴム補強用ポリエステル系合成繊維の良好な特徴
例えば高モジュラス、低収縮性などを維持したまま高強
力、高接着力でかつ処理スダレ柔軟性を向上しうる。

次に本発明を実施例により説明する。

実施例 １ ０．４ｍｍ，ｇ、２５０Ｈのノズルから糸条化されたポ
リエチレンテレフタレート繊維糸条｛〔η）＝０．９Ｏ
溶剤；オルソクロロフェノール温度；３５°Ｃ｝を４
０ ０ｍ／ｍｉｎの速度でボビンに巻取る。

巻取る前にローラーの下部が第３表に示す処理剤組成の
１０重量％水性エマルションに浸漬して回転している２
個のローラー表面に接触させ、処理剤付着量が繊維に対
し０．８重量％になるようにローラー回転数を調節する
。

ついでこの未延伸糸条を２段加熱延伸により５．８倍に
引き延ばし、２２０℃で熱セットを行って１５００ｄｅ
／２５０ｍｉｌの延伸糸を得る。

この延伸糸をタイヤコード用リング撚糸機を用い、下撚
、上撚ともに３９回／ｃｍの撚を施し、１５００ｄｅの
２本撚コードを作製する。

この生コードをインストロン引張試験機（インストロン
社製）で強力を測定する。

ついで第１表に示すＰＥＸＵＬ系ＲＦＬ接着剤で処理す
る。

上記接着剤を固形分濃度が１６重量％になるように調整
し生コードを浸漬後１００℃で２分間定長下で乾燥し、
ついで２３０℃で１分間２％伸長下更に２３０℃で１分
間３％弛緩下で熱セットを行い、エツヂにより軽いしご
きを与えながらボビンに巻取る。

得られた処理コードの強力をインストロン引張り試験機
で測定し、処理剤効果を明確にするため、先に測定した
生コードの強力の何％を維持しているかを算出して、強
力維持率とする。

ついでガーレ一式柔軟度試験機（日本理学工業社製）で
曲げ硬さを測定し（ｍｇ）で表示し、更に５本のコード
をゴム中に埋め込み、加硫後の剥離力を測定し、接着性
を評価し、（ｋｇ／５Ｃ）で表示する。

得られた結果を接着剤付着量とともに下記する。

この結果から本発明に用いられる処理剤では、接着剤付
着量、強力維持率、曲げ硬さ、接着性とも比較処理剤に
較べ良好であることがわかる。

Ｎｏ．６，７は特公昭４７−２０２３号公報に示される
代表処理剤であるが、高融点平滑剤を使用した場合、接
着剤付着量が低下し、それに伴い、著しく接着性は低下
しそれにもかかわらず、曲げ硬さや強力維持率は改良さ
れていない。

Ｎｏ．８，９，１０は従来水性エマルションとしては、
このような高平滑剤比率のものが工業化された例は見ら
れないが、本発明の特徴を明確にするために検討したも
のである。

Ｎｏ．８は平滑剤の分子量が低いため、製糸時に揮発し
、効果が低下する例であり、Ｎｏ．９は多価アルコール
脂肪酸エステル系活性剤を液状のものだけにした場合で
あり、接着性は良いが曲げ硬さが著しく硬く、強力維持
率も低下する。

Ｎｏ．１０は平滑剤を全部固状のものにした例であり、
接着剤付着量が著しく減少し、曲げ硬さは柔らかくなる
が接着性は極端に低下する。

実施例 ２ 実施例１と同様の方法で付着させる処理剤だけをＮｏ．
１の組成のＡ成分比率を変更したものに変えて行う。

処理剤中のＡ成分比率を増減するに際し、Ｐ Ｏ Ｅ（
ｎ）硬化ヒマシ油エーテルを減増させ、乳化調整を行う
。

その結果を乳化性とともに第４表に示す。この結果Ａ成
分比率が６５重量％未満Ｎｏ．１１だと接着性が低下す
ることがわかる。

Ａ成分比率が６５重量％から８０重量％までは水性エマ
ルションとして使用可能であったが、８５重量％になる
とＮｏ．１６クリーミングが生じ、撹拌下でも使用でき
なかったので、製糸を中止したＮｏ．１２〜１５はいず
れも強力維持率、曲げ硬さ、接着性とも良好な結果を示
すことがわかる。

実施例 ３ 実施例１と同様の方法で処理剤だけをＮｏ．１の組成の
Ｂ成分比率を変更したものを使用する。

乳化調整はＢ成分を除く他の乳化剤で行い、いずれも使
用可能であった。

その結果を第５表に示す。この結果Ｂ成分が３重量％未
満Ｎｏ．１７だと曲げ硬さ低減効果が乏しいし、２０重
量％を越えるとＮｏ．２３接着性が低下することがわか
る。

実施例 ４ 実施例１と同様の方法で処理剤だけを変更して実施した
所第６表に示す如き結果を得た。

多価アルコール脂肪酸エステル系活性剤で固状であって
も処理剤Ｎｏ．２８，２９，３０のようにＨＬＢが１０
．０を越えると曲げ硬さが硬くなり、強力維持率も下が
ることが示され、本発明に使用されるＡ成分とＢ成分の
組合せの特異性が良くわかる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ポリエステル系合成繊維に、全非水成分中の配合比
   率として分子量５００〜１５００の常温液状平滑剤Ａ成
   分６５〜８０重量％と、２０℃、６５％ＲＨ雰囲気中で
   固状でありかつＨＬＢが１０．０以下の、多価アルコー
   ル脂肪酸エステル系活性剤Ｂ成分３〜２０重量％とを含
   有する処理剤を付着させた後、接着剤処理を施すことを
   特徴とするゴム補強用ポリエステル系合成繊維の製造法
   。