JPS5822701A - タイヤ補強用織物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はタイヤ補強用織物に関し、特に改良されたラジ
アルタイヤ捕強用織物に関する。

従来、タイヤの製造においては、緯糸として綿糸を用い
たタイヤ補強用織物をゴムと共に加熱成形する方法が広
く採用されていた。

しかし緯糸として綿糸を用いた従来のタイヤ補強用織物
では、綿糸の伸度が低い故にタイヤの成形工程でめ変形
力によって緯糸（綿糸）が切断し、タイヤ中のコードの
分布の不均一を招き、タイヤに局部的な弱点を生み出す
とい−う問題点を有している。特にかかる問題点は、成
形時により大きな変形を受け、しかもより高性能が要求
されるラジアルタイヤ製造時においては、より顕著に現
われるものである。

かかる観点から、近年、タイヤ成形時における高温下（
２５０℃付近）においても大きな変形に追随し、ゴム中
でのタイヤコードの分布を均一に保つ緯糸を用いること
を特徴としたタイヤ補強用−物を低コストで供給するこ
とが重要視され、いくつかの提案がなされたが、主なも
のは以下の３点に集約される。

（１）　　芯糸として高残留伸度をもつポリエステル未
延伸糸または部分配合糸（ｐｏｙ　）を用い、周囲を綿
などの短繊維で被覆したコアヤーンを緯糸として用いる
例。

（２）芯糸として、ポリエステル未延伸糸または２５０
０〜５５００　ｍ７分の高速引き取り糸に熱処８ 理なほどこして、複屈折３０〜１３０Ｘ１０．乾熱収縮
率（１５０℃）±２％以下としたものを用いる例（特開
昭５２−７０１６７）。

（３）　　極限粘度０，６０〜０．６８以上、複屈折１
７〜８０Ｘ１０　、伸度８０〜２００％のポリエステル
繊維を高引き取り速度（１８００〜４０００　ｍ７分）
によって得、このポリエステル繊維を芯糸とし、周囲を
綿などの短繊維で被覆したコアヤーンを・緯糸として用
いる例（特開昭５５−７４３３．特開昭５５−６２２３
５など）。

しかしながら、（１）の例ではタイヤ成形時の高温下（
２５０℃付近）において芯糸の熱劣化が激しく、芯糸の
伸度低下を招き、緯糸がタイヤ成形時の変形に追随でき
ない欠点がある〇また（匂の例では、高温下（２５０℃
付近）での緯糸の残留伸度が不十分であるのに加えて、
芯糸であるポリエステル繊維の製造工程に熱処理工程が
加わるため、製造コストが高くなる。

（３）の例では、ポリエステル芯糸を単に高配向化した
のみでは高温′下での芯糸の熱安定性が不十分で、特に
（高温下で芯糸の長さ方向、または芯糸を構成する単糸
間で伸度のバラツキが生じ、かかる芯糸の局部的な弱点
がタイヤ成形時に露出し、緯糸の切断が起きる欠点があ
る。

一般にタイヤ補強用織物、特にラジアルタイヤ補強用織
物は接着剤のディップ、ドライ、キュアの高温処理（２
５０℃付近）を受けた後も、緯糸が少なくとも６０〜７
０％以上の残留伸度を保持し、タイヤ成形時の大変形に
追随して、タイヤコード（経糸）をゴム中に均一に分散
させる特性を有していることが嘱望されているにもかか
わらず、上述の例のように従来技術では末だその要望が
十分に満足されていない状況にある。

そこで本発明者等は、上記問題点解決のため鋭意研究を
重ねた結果、２５０℃付近の高温下においてもタイヤ補
強用織物の緯糸として適した６０〜７０％以上の高伸度
を保持するポリエステルフィラメントを得るためには、
繊維の残留伸度を７０％以上に保ちつつ繊維の結晶化を
進行させ、かつ繊維の半径方向、繊維軸方向およびフィ
ラメント間の結晶化度の分布を、ある一定分布以下に保
つことが有効であることを見出し、本発明に至ったもの
である。

すなわち本発明は、レーザー光をフィラメント横断面の
半径方向の各点に照射し、各々の点で散乱される１７３
０ｃＩＩ＋　　のラマンスペクトルの半価中の最大と最
小の差Δνが３個　以下であり、かつマルチフィラメン
トを構成する別個のフィラメント間で△νが３ｔｓ　以
下であるポリエステルマルチフィラメント糸で、前記フ
ィラメントの固有粘度〔η〕、密度ρ、乾熱収縮率△Ｓ
ｄおよび切断伸度Ｓがそれぞれ 〔η〕≧０．７０ ρ　≧１．３４８　（ｆ／ｉ） △Ｓｄ≦１０（％） Ｓ　≧７０（％） を満足するポリエステルマルチフィラメント糸の周囲に
、非熱溶融性の短繊維を被覆したコアヤーンを緯糸ｉし
て用いることを特徴としたタイヤ補強用織物である。

本発明のタイヤ補強用織物に用いる緯糸は、上述の如く
ポリエステルフィラメントを芯糸とスルコアヤーンであ
り、この芯糸はエチレンテレフタレート系ポリエステル
を主たる繰り返し単位とするものが良いが少量の添加物
および／または少量の第３成分を共重合したものでも良
い０ 以下１本発明につき更に詳細に説明する。

タイヤ補強用織物の緯糸として用いるコアヤーンの芯糸
としては、２５０℃付近の、高温下においても熱劣化が
少なく、高温にさらされる以前の伸度を出来る限り保ち
得る耐熱性の高いポリエステルフィラメントであること
が必要不可欠な条件であることは上述のとおりであるが
、このようにポリエステルフィラメントの耐熱性を向上
させるためには、フィラメントの内部の結晶化をある程
度進行させておく必要がある。結晶化が進行したポリエ
ステルフィラメントは、２５０℃付近の高温下に置かれ
ても、フィラメント内部の結晶の核の働きによって熱収
縮、熱劣化がおさえられ、伸度低下が小さくなる。

本発明者等の研究結果によれば、２５０℃付近の高温下
でも少なくとも６０〜７０％以上の伸度を保持するタイ
ヤ補強用織物の緯糸に用いるコアヤーンの芯糸に適する
ポリエステルフィラメントとしては、このフィラメント
の結晶化進行度の尺度ともいうべき密度ρ、乾熱収縮率
、９ｄがρ≧１．３４８ｆ／ｃｊ　、△Ｓｄ≦１０％で
ある必要があることがわかった。また、このポリエステ
ルフイラメンｉの耐熱性はρ≧１．３５３ｆ／ｄ　。

ΔＳｄ≦７％のとき、より向上する。

しかし、フィラメント内部のマクロな結晶化を進行させ
ても、フィラメント内部に局部的に結晶化の促進度に差
が存在すると、高温下で局所的な熱劣化が進行し、その
部分が弱点となってフィラメントの高温下での伸度が低
下してしまう。このため、フィラメントの半径方向およ
びフィラメントの長さ方向、またマルチフィラメントを
構成する別個のフィラメント間で結晶化度が均一である
必要がある。こ、のフィラメント内部の局所的な結晶化
度を知る唯一の方法が、フィラメント断面方向の知りた
い点にレーザー光線を照射したとき、各点から散乱され
る１７３０　ｃｍ　　のラマンスペクトルの半価巾の値
である。これについては後述するが、１７３０　ｃｐｓ
　　のラマンスペクトルの半価巾とフィラメントの結晶
化度が逆比例することを利用したものである。

フィラメント各点で散乱された１７３０　ｆｆｉ　　の
ラ１ マンスペクトルの半価巾の差△νキＩＧ　は、ポリエス
テルフィラメントの密度差△ρで約０．００４８ｆ／ｃ
ｄに相当する。フィラメント断面方向の知りたい点にレ
ーザー光を照射し、その各点から散乱される１７３０　
ｆｆｉ　　のラマンスペクトルの最大と最小の差△νが
３備　以下であるようにフィラメント半径方向の結晶化
度を均一にコントロールすることにより、高温下（２５
０℃付近）でも局部的な熱劣化を生ぜず、高残留伸度を
保持できるのである。

また、この結果はマルチフィラメントを構成する別個の
フィラメント間の△νを３個　以下になるようにフィラ
メント間での結晶化度の差をおさえることで、さらに向
上するものである。

また、２５０℃付近の高温下で緯糸が６０〜７０％以上
の伸度を保持するためには、その芯糸として使われるポ
リエステルフィラメントの破断伸度Ｓは、少なくとも７
０％、またはそれ以上でなければならない。これは２５
０℃付近の高温下では、いかに耐熱性を向上しても、い
くらかの伸度低下は避けられないためである。

伸度９５％以上のポリエステルフィラメントを芯糸とし
て使用した場合は、緯糸のコアヤーンの伸度を２５０℃
付近の高温下で６０〜７０％以上に保つ効果はさらに改
善される。−しかし、フィラメントの固有粘度〔η〕が
０．７０未満のときは、密度が１．３４８ｔ／ｉ以上、
乾熱収縮率が１０％以下、また上述のΔνが３α　以下
となるようにフィラメント内部の結晶化を均一に進行さ
せても、残留伸度が７０％以上のポリエステルフィラメ
ントは得られず、２５０℃付近の高温下でのフィラメン
トの熱劣化が激しく、伸度低下が著るしい。

本発明者等の研究によれば、〔η〕が０．７０未満の場
合はいかなる方法を採用しても伸度７ｏ％以上で、かつ
２５０℃付近の高温下での耐熱性に富み、伸度低下の少
ないポリエステルフィラメントを得ることはできず、〔
η〕が少なくとも０．７０のポリエステルフィラメント
において、Ｊ：　！！じめて２５０℃付近の高温下での
伸度を６０〜７０％以上に保つことができた。

上述のような耐熱性に富むポリエステルフィラメントは
、以下の方法により製造される。

固有粘度〔η〕≧０．７２のポリエステルチップを溶融
し１口金を通して吐出せしめ、フィラメント状にして巻
き取る。この際、紡糸温度は３００〜３１０℃と通常よ
り高温化し、かつ口金孔を出た後からチムニ−による冷
却風を受けるまでの時間が０．１８秒以上となるように
口金下のハウジングの距離を通常より長くし、かつチム
ニ−冷却風の温度、吹き出し方法をコントロールして走
行糸周囲の雰囲気湿度が第１図の曲線Ａに示すような温
度曲線になるようにして、走行糸条を徐冷することか必
要である。第１図曲線Ａのような雰囲気温度曲線を得る
ためには、チムニ−を３段以上の多段に分割し、それぞ
れ温度の異なる冷却風を吹き出すことが考えられるが、
本発明ではこの方法に限定されるものではない。

このように糸条を徐冷しつつ巻取ることＫより、フィラ
メント内部のミクロな結晶化が均一に進行し、上述の△
νが３ｃＭＩ　以下におさえられるのである。

本発明におけるＪｆ取り速度は、固有粘度〔η〕により
異なるが一般的に〔η）　ｏ’、７０〜１．０の範囲で
は２７００〜４６００ｍ／分で引取る。引取り速度の下
限値はフィラメントの結晶化を進行させるのに必要最低
限の速度であり、これは〔η〕減少に伴って高紡速側に
移行する。また引取り速度の上限値は残留伸度７０％を
保持するのに必要な引取り速度の限界値で、これは〔η
〕増加に伴って低速側に移行する。

ところが、上述のようなポリエステルフィラメントをそ
のままタイヤ補強用織物の緯糸として用いた場合、緯糸
がタイヤ成形時の変形に追随シて伸長しても一緯糸とタ
イヤコード（経糸）との間の摩擦係数が低いため、タイ
ヤコードをゴム中に均一に保てなくなる。かがる欠点を
改善し、タイヤフード（経糸）のゴム中での乱れを抑制
するため、緯糸としてポリエステル芯糸に短繊維を巻き
つけたコアヤーンを使用し、緯糸が低伸長域では綿スパ
ン糸と同様にタイヤコード（経糸）の乱れを抑制するよ
うにする方法が広く知られている。本発明もこの方法を
採用する。ポリエステル芯糸に巻き付ける短−繊維とし
ては、綿、レーヨンなどの非熱溶融性の低伸度の短繊維
が利用される。芯糸に巻きつける短繊維の量としては、
芯糸の伸長の妨げとならぬ程度の量であれば良いが、特
にコアヤーンに対する短繊維の重量比が０．２０〜０，
４０付近のとき。

緯糸として高温下（２５０℃付近）でより良好な伸長性
能を有し、タイヤコード（経糸）をゴム中に均一に保持
する効果が向上する。

次に本発明で採用した諸物性の測定方法を示す。

密度ρ：四塩化炭素を重液、ｎ−へブタンを軽液とした
密度勾配管により測定する。

乾熱収縮率△Ｓｄ：試料を周長１ｍの検尺機で１０回巻
きのカセ状となし、０．１ｆ／ｄの荷重下で原長ｔ！を
測定し、しかるのちに１５０　℃オーブン中で１５分間
乾熱処理した後、再び０．１１／ｄの荷重をがけ、処理
徒長４を測定し、下式により算出する。

ΔＳｄ　＝　（（／！、１−１２　ＶｔＬ　）　Ｘ　１
００　（％）切断伸度Ｓ：東洋ボールドウィン社製テン
シロン引張り試験機（Ｍｏｄｅｌ　ＵＴＭ−ＩＩＩ　）
を用いて試長２００　ｍｍ、引張り速度１００ｍ／分、
チャート速度２００ｍ／分の条件で応力伸長曲線を得、
切断伸度を求める。

固有粘度〔η〕：試料０．１９をＯ−クロル７エ／−ル
１Ｑｃｃ　中に溶解し、測定する。

レーザーラマンスペクトル半値巾 （１）　　フィラメント半径方向の△ν測定方法測定装
置はイボンージョビン（Ｙｖｏｎ　−Ｊｏｂｉｎ　）社
製のＭｏ１ｅｃｕｌａｒ　ＭｉｅｒｏｐｒｏｂｅＯｐｔ
ｉｃｓ　Ｌａ５ｅｒ　Ｅｘａｍｍｉｎｅｒ　（通常ＭＯ
ＬＥ）を用いる。

測定手順を以下に示す。

■　フィラメントをパラフィンで包埋 し、約１０μの厚さで繊維軸に垂直方向にスライスして
切片サンプルを作る。

■　切片サンプルの半径方向に数点、 一般には７〜８点の測定位置を定める。

■　Ａｒイオンレーザ−を切片サンプルに入射させ、測
定位置に焦点を合わせる。

■　散乱されるラマン光をチャートに 記録すると、第２図のように１６１５ｍ　と１７３０１
Ｍ　　にラマンスペクトルが得られる。

■　１７３０　ｆｆｉ　　のラマンスペクトルの半価巾
を読み取る。

■　測定すべき各点で同様の操作を行 ない、各測定場所での半価巾を読み取る。

■　半価巾の最大値と最小値の差を △νとする。この１７３０　ｃｍ　　のラマンスペクト
ルの半価巾はポリエステルの密度と逆比例の関係にあり
４、半価巾を知るこ−とにより。

ポリエステルの局所部分の密度を知ることができる。

（２）　　マルチフィラメントを構成すル別個のフィラ
メント間の△ν測定方法 フィラメントの中心から測定点までの距離ｒａｓが、フ
ィラメント半径γに対してｒｍ／γ＝０．８　となるよ
うに測定点を定め、マルチフィラメントを構成する全て
のフィラメントについて（１）と同様の操作を行なって
フィラメント相互間の△νを求める。

以上述べたように、本発明により得られるタイヤ補強用
織物は、高温下においても緯糸が６０〜７０％以上の残
留伸度を有し、タイヤ成形時の変形に追随してタイヤコ
ード（経糸）をゴム中に均一に保持し、優れたタイヤ性
能を引き出すものであり、従来にない画期的な発明であ
る。

以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。

実施例１ 重合条件を適宜選択して種々異なる固有粘度〔η〕を有
するポリエステルチップを製造し、このチップを紡糸温
度３０５℃で口金孔径０．５０■φ、ホール数３６の口
金を通して吐出し、前述の冷却条件で溶融紡糸し、種々
異なる引取り速度で巻取った。次にレーザー光をフィラ
メント横断面の半径方向に照射し、各々の点で散乱され
る１７３０　ｃｍ　　のラマンスペクトルの半価中値の
最大と最小の差△νが３副　以下であり、かつマルチフ
ィラメントヲ構成する別個のフィラメント間の△νが３
個　以下であり、第１表に示すようにフィラメントの固
有粘度〔η〕、密度ρ、乾熱収縮率△Ｓｄ、切断伸度Ｓ
が異なったｌｌ０Ｄ　−３６Ｆのポリエステルマルチフ
ィラメントのサンプルを得た。

次いでこれらフィラメントを夫々芯糸とし、その周囲に
綿を巻き付けてコアヤーンを製造しく被覆率０．３）、
このコアヤーンを緯糸とし、通常のポリエステルタイヤ
コードを経糸としてタイヤ補強用織物を製造した。この
織物に接着剤を付与し、高温処理（２５３℃）した後、
織物性能、特に緯糸の伸長性能と経糸の分布状態を評価
し、芯糸の高温下（２５３℃）での接着剤処理後の伸長
性能と合わせて第１表に示した。

（本頁以下余白） 第１表に示す如く、固有粘度〔η〕が０．７０以上。

密度ρが１．３４８以上、乾熱収縮率ΔＳｄが１０％以
下、切断伸度Ｓが７０％以上のＡ１〜７のポリエステル
フィラメントの場合、２５３℃の高温下で接着剤付与さ
れた後も６５％以上の残留伸度を保持し、このフィラメ
ントを芯糸として綿被覆率０．３％で製造したコアヤー
ンを緯糸として使用したタイヤ補強用織物は良好な性能
を示した。

しかしフィラメントの固有粘度が０．７０以下の煮８〜
９のポリエステルフィラメントは、２５３℃での接着剤
処理後の伸度低下が大きく、織物性能も満足できるレベ
ルには至らなかった。

また、フィラメントの密度ρ、乾熱収縮率△Ｓｄがそれ
ぞれ１．３４８以上、１０％以下を満さない扁１０〜１
２の場合も、やはり高瀉下（２５３℃）での接着剤処理
後の伸度の最小値が６０％以下となり、織物性能も屋１
〜７の本発明のものに比べて劣っている。

芯糸の切断伸度が７０％以下の屋１３のフィラメントも
、２５３℃での接着剤処理後の伸度が６０％以下となり
、織物性能も目標レベルを下廻った。

実施例２ 下記第２表に示した別々の紡糸、冷却条件の下で、フィ
ラメントの半径方向およびマルチフィラメントを構成す
る別個のフィラメント間の△νが異なり、かつ固有粘度
〔η）　＝　０．７４８　、密度ρ≧１．３４８．乾熱
収縮率△Ｓｄ≦１０％、切断伸度Ｓ≧７０％のポリエス
テルマルチフィラメントを得た。このフィラメントを芯
糸として周囲に綿を被覆したコアヤーンを緯糸とするタ
イヤ補強用織物を製造した。

次いでこの織物について２５３℃の高温下での接着剤処
理後の織物性能を第２表に合わせて示した。

（本田以下余白） 第２表に示したように１本発明の紡糸、冷却条件下に製
造したポリエステルマルチフィラメント（Ａ　１　）は
、レーザー光をフィラメント横断面の半径方向の各点に
照射し、各々の点で散乱サレる１７３０　ｃｍ　　のラ
マンスペクトルの半価中の最大と最小の差△νが３６ｎ
　以下であり、かつマルチフィラメントを構成する別個
のフィラメント間の△νも３ｍ　以下であって、織物性
能も良好であった。

しかし、従来の紡糸条件で得たサンプル（Ａ２）は、上
述の△νがいずれも３−　以上となり、このポリエステ
ルマルチフィラメントを芯糸としたコアヤーンを緯糸と
して用いたタイヤ補強用織物の性能は本発明のものより
も劣り、特に局部的な熱劣化、伸度低下が大きく問題が
あった０

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いるフィラメントと従来のフィラメ
ントの紡糸時の雰囲気温度と口金下距離との関係を示す
図、第２図は本発明に用いるフィラメントのラマンスペ
クトルを示す図である０ 代理人　弁理士　　小　川　信　− 弁理士　　野　口　賢　照 弁理士　斎下和彦 第２図 １８００　　　　　１７００　　　　　１６００（帰一
り

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 レーザー光をフィラメント横断面の半径方向の各点に照
   射し、各々の点で散乱される１７３０ｆｆｉのラマンス
   ペクトルの半値巾の最大と最小の差△νが３５１　　以
   下であり、かつマルチフィラメントを構成する別個のフ
   ィラメント間の△νが３ｃｆｎ以下であるポリエステル
   マルチフィラメント糸で、前記フィラメントの固有粘度
   〔η〕、密度ρ。 乾熱収縮率ΔＳｄおよび切断伸度Ｓがそれぞれ〔η〕　
   ≧　０．７０ ρ　≧１．３４８　（ｒ／４） △Ｓｄ　　≦　１０（％） Ｓ　　≧　７０（％） を満足スるポリエステルマルチフィラメント糸の周囲に
   、非熱溶融性の短繊維を被覆したコアヤーンを緯糸とし
   て用いることを特徴とするタイヤ補強用織物。