JPS6028538A - タイヤ補強織物用緯糸 - 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織物用緯糸に関するものであり、特
にラジアルタイヤのカーカス部の補強織物用緯糸として
好適な新規なタイヤ補強織物用緯糸に関する。

従来タイヤ補強用織物としては、経糸としてタイヤコー
ドを密に配列し、これに緯糸を粗な間隔で配したすだれ
織と呼ばれる織物が一般に用いられておシ、この織物が
タイヤの中層部へ来るようにゴムと共に加熱成型してタ
イヤとするのが一般的であった口 近年ラジアルタイヤが普及するにつれて、タイヤ中での
タイヤコードの分布を均斉にする要求が高まり、これま
で主力的に緯糸として用いられてきた綿糸では伸度が約
８チと小さいためにタイヤ成型時の大変形に追随できず
、緯糸の長手方向の斑に依存した弱点部をきっかけとし
て、タイヤ成型時に該緯糸が破断され、それに応じてタ
イヤコードである経糸の分布状態も不均斉なものとなり
、ラジアルタイヤの如き高性能が要求されるタイヤには
不適当と認められるようになってきた。

かかる観点から、最近高伸張性を有する合成繊維未延伸
糸を芯糸とし、これに綿などのステープルファイバーを
被覆してコアヤーンとなし、これを緯糸に用いる例（Ｕ
ＳＰ３，８２８，５４４号明細書）や、高速紡糸された
ポリエステル未延伸糸に綿をまきつけたコアヤーンを用
いる例（ＵＳＰ　４，０２４゜８９５号明細書）、ある
いはポリニス７−ル未延伸糸を熱処理して残留収縮率（
乾熱１５０℃）を±２チ以下にしたものを用いる例（特
開昭５２−７０１６７号公報）、配向度Δｎが１３Ｘ１
０−３〜８０Ｘ１０−３の高配向ポリエステルフィラメ
ントを用いる例（特開昭５２−１２４９７３号公報）な
どが提案されている。しかし、前二者の場合、被覆した
繊維が芯糸を固く被覆拘束するために、芯糸そのものは
高伸張性を有しているにもかかわらず、伸長変形を受け
るとまず被覆繊維が荷重を分担して高い伸張心力を示し
、これが破壊されるとその破壊点の芯糸に局部的な伸張
応力が集中し、その部分から芯糸も破断され、結局充分
な伸度が得にくい傾向があシ、シかも高価であった。又
一方、芯糸の伸張を妨げないように被覆繊維の比率を下
げると。

被覆の不完全な部分が発生し易く、ゴムとの接着性を向
上させるためのＲＦＬ樹脂液を付着後ベーキングする高
温処理時に、芯糸である未延伸糸が熱劣化を起こしてこ
れも所期の伸度が得られなかった。又、後二者の如く特
殊な物性のマルチフィラメントを用いても、無撚である
ため織物中でフィラメントが分赦し易いため、ＲＦＬ樹
脂液が多量に付着し易く、ベーキング後伸度が大巾に低
下する傾向にあった。又、切断伸度が２００−を超える
ような高伸度マルチフィラメントに綿糸をまきつけると
、その伸張応力挙動は綿糸のそれが支配的となシ伸張し
にくいのみならず綿糸の切断時に高伸度フィラメント糸
にも過大のづ力がかけられるため、同時的に切断してし
まう欠点があった。

タイヤ（特にラジアルタイヤ）補強用織物に供せられる
好ましい緯糸としては、（１）ＲＦＬ樹脂液を含浸せし
めた後約２３０〜２５０℃の高温で数分間ベーキング処
理を受けた後もなお６０％以上の残留伸度をもつこと、
及び（２）緯糸と交錯した多数本の経糸を所定の密度に
均斉に保持することの２点が持つべき性能として要求さ
れる。

ＲＦＬ樹脂液付着後の高温ベーキングは、通常被処理補
強織物を２３０〜２５０℃の乾熱空気雰囲気中を通過さ
せることによって行われるが、この熱風の温度を所定温
度範囲内に常時保持するにはかなシの困難が伴い、しば
しば所定温度範囲より高い温度になることがある。そし
て緯糸として高伸張性のエチレンテレフタレート系ポリ
エステル繊Ｒを使用した簾織物の場合には、２５０℃以
上の温度に曝される時間が３分以上になると通常熱劣化
が急激に起こる傾向があり、そのため該ベーキング後の
緯糸の残留伸度が部分的に所望の値（６０％）より小さ
くなり、タイヤ中でのタイヤコードの分布を不均一なも
のにする原因となっていた〇 本発明者等は高温ベーキング工程の温度が２５０℃付近
の高温の場合とか或は該ペーキング工程の温度が所定温
度範囲よりも高温側に少々パックいても緯糸の残留伸度
を６０％以上に保持することができ、タイヤ中でのタイ
ヤコードの分布が均一になるような補強織物を得るべく
種々研究を重ねた結果、ついに所期の目的を達成する本
発明をなすに至った。即ち１本発明の要旨は切断伸度が
８０％以上２００％以下でかつ繊維の極限粘度ＩＶｆ　
＃ｆ　Ｏ，６８以上のエチレンテレフタレート系ポリエ
ステルマルチフィラメントヤーンｔ−芯糸トｔ、、該芯
糸の周囲を非熱溶融性の短繊維で被覆したコアヤーンで
あって、該コアヤーンに対する被覆短繊維の重量比Ｓが
下記（１）式で示される範囲内にあり、かつ該重量比Ｓ
と下記（２）式で規定される撚係数にとの関係が下記（
３）式を満足することを特徴とするタイヤ補強織物用緯
糸である。

０．２≦Ｓ≦０．５　・・・・・・・・・・・・・・・
（１）Ｋ＝Ｔｓ　／いｄ　・・・・・・・・・・・・・
・・（２）２．１≦ＶｙｘＫ≦２．８　・・・−・・−
（３）〔ただし、（１）〜（３）式中、Ｓはコアヤーン
に対する被覆短繊維の重量比、には撚係数、Ｔ１は撚数
（Ｔ／インチ）　、　Ｎｅはコアヤーンの英式綿番手を
示す。〕 本発明の緯糸は上記の如くエチレンテレフタレート系ポ
リエステルマルチフィラメントヤーンを芯糸とするコア
ヤーンであるが、該芯糸は、切断伸度が８（１以上２０
０％以下でかつａ維の極限粘度ＩＶｆ（フェノ−／Ｌ／
／テトラクロ！レエタンミ６／４の混合溶媒中３０℃で
測定）が０．６８以上、特に０．７０以上のエチレンテ
レフタレート単位を主たる繰返し単位とするポリエステ
ルマルチフィラメントヤーン チフィラメントヤーンは，極限粘度ＩＶ，が約０．７０
以上のエチレンテレフタレート単位主体のポリエステル
を，常法によって溶融し．複数個の紡糸孔を存する紡糸
口金を通して紡出した後一旦冷却気流で冷却し，次いで
適宜の油剤を付与し友後、紡糸速度が約１８００〜４０
００ｍ／ｓｍの高速紡糸によって複屈折率Δｎが約１７
Ｘ１０−３〜８　０　Ｘ　１　０−３となるように高配
向溶融紡糸することによって得ることができる。なお、
その際紡糸孔の孔径．孔数、重合体の吐出量及び紡糸速
度は、単糸デニ〜μ。

単糸本数に応じて適宜選定する。マルチフィラメントの
単糸本数は１０本以上、特に１９本以上５０本不和まで
とするのがよく，マルチフィラメントの総デニールは・
５０〜３００ｄ，特に１００〜２５０ｄの範囲とするの
がよい。

低紡糸速度のもとに製造される低配向未延伸糸は．放置
による経時変化（機械的性質の劣化）が著しく，耐熱性
に劣り．かつ残留収縮率が大き過ぎる欠点があるため、
紡糸速度は得られるポリエステルマルチフィラメントヤ
ーンの９１　ｆｒ　伸＆　ｉｓ２００％以下となるよう
な速度（約１　８　０　０　１ｎ／ｍ以上〕を採用する
必要がある。しかし紡糸速度があまり高速になり過ぎる
と紡糸時の配向が高度に進み，切断伸度が８０−以下に
低下することがあるので，紡糸速度の上限は．複屈折率
Δｎが約８０Ｘ１０−３程度となるような４０００ｍ／
Ｗｕｎ近辺である。

エチレンテレフタレート系ポリエステルマルチフィラメ
ントヤーンとしては．耐熱性の観点から、ポリエチレン
テレフタレートからなるマルチフィラメントヤーンが最
も好ましいが，少量（約５モｉｖ％以下，特に３モルチ
以下）の第三成分を共重合シタエチレンテレフタレート
単位を主体とする共重合ポリエステルからなるマルチフ
ィラメントヤーンでもよい。

前記した如くラジアルタイヤの補強織物用緯糸としては
．ＲＦＬ樹脂液処理に続く高温ベーキング後の残留伸度
が６０％以上であることが望まれるため，ベーキング処
理前の緯糸としては少なくとも８０％の切断伸度を保有
していることが必要である。この切断伸度が８０％未満
では，ベーキング処理後の残留伸度を６０％以上とする
ことは難しく，また２００％以上では前記した如く分子
配向度が小さいために放置による経時変化が著しくポリ
エステル自身の耐熱性にも問題があるため用いることは
できなり０ ここで更に充分な耐熱性を得るためには，ポリエステル
繊維のｔｆ限粘度が高いことが必要である。

通常極限粘度は一定の溶媒に溶解し友溶液の粘度から溶
媒量が０になった場合の外挿値として与えられるが、本
発明ではフェノ−ＩＶ／テトツクロルエタン＝６／４の
混合溶媒を用い，３０℃で測定した極限粘度ＩＶＩが０
．６８以上，特に０．７０以上のポリエステルマルチフ
ィラメントヤーンを使用するものである。一般のポリエ
ステルヤーンの極限粘度は特殊用途を除けば約０．５５
〜０．６３のものが使用されるのが普通である。しかし
ながら本発明者等の知見によれば，かかる従来慣用され
ている極限粘度のポリエステルマルチフィラメントヤー
ンを芯糸として用いたコアヤーンは，板金ベーキング処
理前の切断伸度が８０％以上のものであっても，タイヤ
補強用織物のベーキング処理をする機械装置の処理温度
にバラツキを生じ易いものがあり、時として異常な高温
で処理される場合もあり、そのような場合には激しい熱
劣化を起して極めて低め残留伸度しか保持し得ないこと
がわかった。

本発明者等はかかる欠点を生じないような緯糸を得るべ
く研究を重ねた結果，繊維の極限粘度ＩＶｆが０．６８
以上、特に０．７０以上のポリエステルマルチフィラメ
ントヤーンを芯糸として使用したコアヤーンはかかる熱
劣化が大幅に改蕾される事実を見出した。繊維の極限粘
度が０．６８未潟の高伸度ポリエステルマルチフィラメ
ントヤーンを芯糸として用いたコアヤーンは、前記のベ
ーキング処理時の温度のバラツキによる残留伸度の大幅
な低下が避けられず、ベーキング処理後の残留伸度を常
に６０％以上確保することができない。

一方繊維の極限粘度が０．６８以上の高伸度ポリエステ
ルマルチフィラメントヤーンを芯糸とＬ−ｒ用いたコア
ヤーンは、前記（幻式及び（３）式で示される短繊維被
覆条件を満足させることによりベーキング処理後の残留
伸度６０％以上ｆ：確保することが可能となり、ラジア
ルタイヤ補強用緯糸として好ましい物性が得られる。

本発明者等の研究によれば、芯糸たるポリエステルマル
チフィラメントヤーンの耐熱性は、更に該マルチフィラ
メントヤーン中のジエチレンクリコール成分（以下ＤＥ
Ｃと略称する）の含有量によりても左右されることがわ
かった。ＤＥＧＩＩＤ生成はニス７−１ＬＩ化及び重合
反応の課程で起こり、ポリエステルの製法により異なる
が１通常その含有量はエチレングリコール成分含有量に
対しく以下同じ）１．１〜２．５モ／ｌ／％となる。し
かしこのようなりＥＣ含有率の高いポリエステルマルチ
フィラメントヤーンを用いたコアーヤーンではタイヤ補
強用織物の高温ベーキング処理により、酸化による劣化
が助長されベーキング後の残留伸度は小さくなる傾向に
ある。ＤＥＣはポリエステ／Ｌ／を重合する際必ず生成
されるため零にすることは不可能であるが、適当な重縮
合条件を採用することによってこれを減少させたシ逆に
増大させたりすることができることが知られている。本
発明の芯糸として使用するポリエステルマルチフィラメ
ントヤーン中の前記ＤＥＣＥＣ含有率発明者等の研究に
よれば、１．０モ／Ｖ％以下、特に０．９七〜−以下で
あるのが好ましいことが判明した。かかる低ＤＥＣ含有
率のポリエステルマルチフィラメントヤーンを芯糸とし
て使用したコアヤーンは、ベーキング処理温度が２４０
℃より品温側に少々バラついても６０％以上の残留伸度
’ｔ−ｍ実に達成できる利点を有する。

従って、本発明においてはかかる低ＤＥＣ含存平のポリ
エステルマルチフィラメントヤーンを芯糸として使用す
ることが特に好ましい。なお。

ＤＥＣ含有率はポリエステルマルチフィラメントヤーン
の粉末乾燥試料を無水メタノールと共にオートクレーブ
中で２００℃以上で８時間以上加熱してメタツリシスを
完結させた後１反層生成物を濃縮し２次いでガスクロマ
トグラフィによってＤＥＧ及びエチレングリコールの一
度を測定して氷められる。

タイヤ補強織物用緯糸に要求される第２の性質として経
糸を安定に配置することが必要であるが。

それには緯糸の平滑性を低くするため短繊維をポリエス
テル芯糸の周囲に巻付けてコアヤーンとしたものが好ま
しいことが知られており１本発明の場合にもコアヤーン
の形態を採用するものである。

前記の如き毘伸度ポリエステルマルチフィラメントヤー
ンを芯糸としてコアヤーンを作る際の被覆繊維の成分と
してはポリエステル芯糸の伸張をさまたげないことが重
要であり、それには、ベーキング熱処理によって変質し
ない非熱溶融性短繊維が好ましく、シかも按易に切断す
る低強力の繊維が好適である。かかる性質を満足する繊
維としては、綿短繊維が最適であり、レーヨンステープ
μやポリノジツクスデープルも使用できる。勿論本発明
における被覆短繊維としては上記例示の繊維以外のもの
であっても非熱溶融性の短繊維であればどのような種類
のものでも使用できる。

コアヤーンに対する被覆短繊維の重量比Ｓについては、
コアヤーン製造時の撚数とも密接に関係するのであるが
、芯糸たるポリエステルマルチフィラメントヤーンの降
伏点強力よりも小さな強力にしなければならない。つま
り、タイヤ成型時に経糸コードを均等に配置させるため
には緯糸が均整に伸張されねばならないが、短繊維の重
量比率が高いと緯糸伸張時に短繊維成分の比率の少ない
弱点部が集中的に伸張され、経糸コードの配置が非常に
乱れたものとなるので、短繊維重り比率の上限はかかる
乱れが生じないような比率とする必要があり、本発明者
等の研究によれば、該重量比Ｓの上限は０．５（即ち５
０％）であることが′ｌ！ｌノ明した。

一方被覆短繊維の重量比Ｓがあまりにも小さい場合には
、芯糸の全体が均一に被覆されなかったり１均一被覆が
達成されたとしてもベーキング熱処理時における芯糸の
熱保護が不充分となり、芯糸が熱劣化を起こし、その結
果６０％以上の残留伸度を確保することができなくなる
。従って被覆短繊維の重量比Ｓの下限は緯糸の平滑性を
満足できる程度に低くすることと上記芯糸の熱劣化防止
の２つの観点から決定する必要があり１本発明者等のｉ
ｔ究によれば該重量比Ｓの下限は０．２（即ち２０％）
であることが判明した。

コアヤーン製造時の撚つまり前記（２）式で定翰される
撚係数Ｋについては、せ撚になると製織準備工程、製織
時及びディップマシンのニップローラ等によって短繊維
成分の脱落が目立ち、高温ベーキング時に局部的な熱劣
化をもたらすので好ましくない。又一方強撚になると短
繊維含有率とも関連するのであるが、短繊維成分の絡合
が強過ぎるためタイヤ成型時の伸長に対して滑らかに伸
張しない恐れがあるばかりかコアヤーン製造時の生産性
が大幅に低下する。本発明者等は短繊維の重量比Ｓと撚
係数にとの関係について種々検討した結果１重量比Ｓと
撚係数にとの関係が前記（３）式を満足するものであれ
ば高伸度緯糸としての機能を保ち得ることが判った。

即ちｖ’５ＸＫＯ値が２．１未満となっても逆にこれが
２．８を越えてもベーキング後の残留伸度６０チ以上を
達成することが困難となり、フジアルタイヤ用補強織物
の緯糸としての好ましい物性を得ることができなくなる
。そしてｙ’ｒ　ｘ　Ｋ値が２．１以上２．８以下の場
合にはベーキング後の緯糸残留伸度６０％以上を確保す
ることができることが判った口 以上本発明はタイヤ（特にラジアルタイヤ〕補強織物用
緯糸としての望ましい性質、即ち（１）ＲＦＬ樹脂液を
含浸せしめた後約２３０〜２５０℃の高温で数分間ベー
キング処理を受けた後もなお６０チ以上の残留伸度を保
存し、（２ン緯糸と交錯した多数本の経糸を所定の密度
に均斉に保持する作用効果を存し、特にベーキング処理
温度が２５０℃付近の高温の場合とか或は該ベーキング
工程の温度が所定温度より高温側に少々バラついてもベ
ーキング後の残留伸度６０チ以上を確保することができ
るという格別の効果ｔ−奏するもので、実用価値のすこ
ぶる高いタイヤ補強織物用緯糸である。

以下に実施例を示して本発明の効果を一段と明確にする
。

実施例 ポリエチレンテレフタレートの重縮合反応条件を適当に
選定することによシポリマーのｉ＆限積度ＩＶｐ、！：
ＤＥＧ含存平の種々異なるポリエチレンテレフタレート
レジンを製造し、次いでＭ’レジン常法によって溶融紡
糸し、紡糸巻取速度を種々変更することにより、切断伸
度（以下ＤＥと略称する）が種々異なった第１表に示す
如き物性のポリエチレンテレフタレートマルチフィラメ
ントヤーン（目標デニー／Ｉ／１５０ｄ／３６ｆ）を作
成した。

次にこのマルチフィラメントヤーンを芯糸とし。

綿又はポリノジックステープｐを被覆短繊維として精紡
機を用いて被覆短繊維束をドラフトしながら常法によっ
てコアヤーンを製造した。コアヤーンに対する被覆短繊
維の重量比ｓｔ一種々変更し。

又コアヤーンの撚係数Ｋを変更してｖ’ＳＸＫ値が種々
異なった第１表に示す如き種々のコアヤーンを製造し几
。なおこれらのコアヤーンは撚セットをするためにいず
れも６５℃で２０分間コツプ上でキャセットを施した・ 次にかくして得たコアヤーンを常法によって製造したポ
リエチレンテレフタレートタイヤコード（１０００ｄＸ
２本撚）を密に配列して経糸とした簾織の緯糸として打
ち込んでタイヤ補強織物を製織した。

かくして得た織物を次いで常法に従ってＲＦＬ樹脂液で
ディップ処理し、１４０℃で３分間乾燥した後２４０℃
の熱風を吹きつけて３分子ｉｌｌベーキング処理した。

次にベーキング処理後の織物から緯糸のみを損傷させな
いように取り出して、テンシロンにより残留伸度を測定
した。

結果を第１表にまとめて示した。

以下余白 第　１　表 第１表に示す如く、芯糸たるポリエステルマルチフィラ
メントヤーンの極限粘度ＩＶｆが０．６８未だ市のＡ１
〜４の場合、ＤＥＣの含有率によって多少の程度の差は
みられるものの、いずれもベーキング後の残留伸度が６
０チ未満であり、タイヤ補強織物の緯糸物性としては不
充分な性能であった。

一方、ＩＶｆが０．６８以上のＡ５〜９の場合、いずれ
も６０％以上のベーキング後の残留伸度を保有しており
、ＩＶ４が大きい程、又ＤＥＧ含有率が低い程ベーキン
グ後の残留伸度が大きく、タイヤ補強織物用緯糸として
の好ましい物件を仔していた。扁１０〜１３は芯糸たる
ポリエステルマルチフィラメントヤーンの切断伸度ＤＥ
の影響を示す例であるが、ＤＥが８０チ以上２００チ以
下の場合にベーキング後の残留伸度が６０％以上確保さ
れ、この範囲の芯糸が好適であることがわかる。

ＡＩ　４〜１９はコアヤーンに対する被覆短繊維の重量
比Ｓと撚係数にとの関係、即ちｖ’ＳＸＫ値の影響を示
す例であるが、Ｓ値が０．２未満の場合（Ａ６１４）及
び０．５を越える場合（黒１９）、更に板金Ｓ値が０．
２〜０．５の範囲内であってもＶ１×に値が２．１未満
の場合（Ａ　１５　）及び２．８を越える場合（Ａ　１
６　）にはベーキング処理後の残留伸度が６０％未満と
なり、タイヤ補強織物用緯糸物性として不充分であった
。

一方、Ｓ値が０．２〜０．５でかりｖ’ＳＸＫ値が２．
１以上２．８以下を同時に満足するＡ１７及び屋１８の
場合にはベーキング処理後の残留伸度が６０％以上であ
り、タイヤ補強織物用緯糸としての好ましい物性を保存
していた。

被覆短繊維としてポリノジックステープ／Ｌ／’ｉ使用
した場合には、綿の場合にくらべてＳ値が小さく撚係数
も甘い方がよい結果が得られた（　Ａ２０゜Ａ２１）。

これらの結果に基づき、Ａ７に示したコアヤーンを選ん
で前記同様にポリエステルタイヤコード織物を製織し５
次いでＲＦＬ処理、乾燥及びベーキング処理した織物を
補強織物としてフジアルタイヤを成型した。かくして得
られたラジアルタイヤはラジアルフォースバリエーショ
ンが小すく。

従ってタイヤ中でタイヤコードが均一に分布しているこ
とがわかった。又、タイヤ収率も従来よりも格段と向上
した。

特許出願人　東洋紡績株式会社 一９！”Ｓ７一

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 切断伸度が８０チ以上２００チ以下でかつ繊維の極限粘
   度■Ｖｆが０．６８以上のエチレンテレフタレート系ポ
   リエステルマルチフィラメントヤーンを芯糸とし、該芯
   糸の周囲を非熱溶融性の短繊維で被覆したコアヤーンで
   あって、該コアヤーンに対する被覆短繊維の重量比Ｓが
   下記（１）式で示される範囲内にあり、かつ該重量比Ｓ
   と下記（２）式で規定される撚係数にとの関係が下記（
   ３）式を満足することを特徴とするタイヤ補強織物用緯
   糸。 ０．２≦Ｓ≦０．５　・・・・・・・・・・・・・・・
   （１）Ｋ＝Ｔ１／ｖｌ−ｒ９）６−−・・・・・・・・
   ・・・・・・・（２ン２．１≦何×に≦２．８　・・・
   ・・・・・・（３）〔ただし、上記（１）〜（３）式中
   、Ｓはコアヤーンに対する被覆短繊維の重量比、には撚
   係数ｂＴ１は撚数（Ｔ／インチ）　、　Ｎｅはコアヤー
   ンの英式綿番手を示す。〕