JPS5953736A - ポリエステルタイヤコ−ド及びその製法 - 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】 本発明はポリエステ７レタイヤコード、特にハイモジュ
ラスで寸法安定性及び耐疲労性の改善されたポリエステ
ルタイヤコード及びその製法に関するものである。

近年、高速走行時の操縦安定性及び乗心地性にすぐれた
ラジアルタイヤに適したタイヤニードが求められてきた
が、最近、タイヤコードとして用いた時ハイモジュラス
で寸法安定性及び耐疲労性等が改善され、前記高性能タ
イヤに適したポリエステｌし繊維の製造法が提案されて
いる。例えば特開昭５５−５８０３２号公報の方法があ
る。この方法によって得られたポリエステル繊維は前記
性能を発揮し、従来の方法で得られた繊維と比較すると
、相当の改善が認められる。しかしこの方法？こよって
得られたポリエステル線維かうなるタイヤコードは、一
定のモジュラス及び強力を得ようとすると、切断伸度が
減少し、伸長時の仕事量が低下する。このようなタイヤ
コードをカーカス材として用いると、負荷荷電吸収エネ
ルギーが少ないため、タイヤコードは破断しやず（、タ
イヤ中で大関形を受は易い大型タイヤ用コードとして適
用することは危険である。そこで大型タイヤに適用して
も安全となるよう、伸長時仕事量（以下タフネスと称す
）が大きくエネｌレギー吸収能の大きなポリエステフレ
タイヤコード（以下タイヤコードと称す）であって、同
時ｔこ前記有用な性能を有するタイヤコードの製法につ
いて鋭意検討した結果、本発明に到達した。

即ち、本発明はハイモジュラスで寸法安定性及び耐疲労
性が改善された高強力タイヤコードであって、更にタフ
ネスが大巾に向上したタイヤコード及びその製法を提案
するものである。　　　ｉタフネスとはタイヤコードを
伸長しながら、荷重−伸長率曲線を描き、該荷重−伸長
率曲線と伸長串軸とで囲まれた面積を測定して求めた仕
事量（ジューツノ、Ｊ）を指す。

そして上記目的は ｉＪ、ＴＶ（固有粘度）０８以上、複屈折（△ｎ）が２
５ｘ１１１’以上で、且つ密度（ρ）が１．５３８以上
のポリエステル未延伸糸を、その限界延伸倍率の９５％
未満の延伸倍率で延伸したのち、１．５％未満の弛緩又
は５．０％未満の緊張処理をしたのち捲取ることにより
、下記特性を有する延伸糸を得ること、 （イｌ　　　　Ｔ／Ｉ’）　　≧　７．５　　ｇ　／ｄ
−）　１８≧ＤＫ≧１６％ （ハ）　１５０≧Ｍｉ≧９０　ｇ／ｄ に）　１５≧Ｍｔｇ／ｄ 賃）上記延伸糸を撚係数２０００〜２５００で合撚糸し
て生コードとすること、 毘）上記生コード３こ接着剤を付与後２３０〜２６０℃
で６０〜２４０秒間、１〜８％ストレッチンかけながら
緊張熱処理することによって ４．０　　≧　ＭＤＥ　　≧　３０　％の特性を有する
処理コードとすること、によって達せられる。

そしてこの方法（・こよると 実質的にポリエチレンテレフタレート繊維からなるポリ
エステ７レタイヤコードであって、下記特性を同時に満
足するポリエステルタイヤコードが得られる。

（イ）　４５２ＭＪ’１Ｅ２３０％ （ロ）　　　　２　５　≧　Ｍ　　ｔ　　’４　５　　
ｇ／ａし＼）　３５≧Ｗ≧２．４Ｊ 俸）　５０２へ８２２０％ このタイヤコードは従来のタイヤニードと、ＭＤＩを＠
記範囲ｅこ設定することによりハイモジュラスコードと
する時、特にＭｔ及びＷに関して著しく相違する。

更に具体的Ｃ・こ本発明法及びその方法によって得られ
るタイヤコードの特性について以下ｅこ詳述する。第１
図は本発明法の一大施態様が適用される工程図である。

本発明のタイヤコードは実質的にポリエチレンテレフタ
レート繊維からなるが、ポリマ分子鎖の全繰返し単位の
９０モル％以上がポリエチレンテレフタレート単位であ
るポリエステＪＶからなる。かかるポリエステルとして
はテレフタル酸及ヒエチレングリコール、エチレンオキ
サイド成分の他ｅこ、イソフタル酸、フタル酸、ナフタ
レンジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸等の芳香族
ジカルボン酸、プロピレングリコ−ＪＶ，ブチレングリ
コール等のジオール成分が共重合された共重合ポリマや
後者の成分、または前者の成分と後者の成分から得られ
たポリマをポリエチレンテレフタレートに溶融混合した
混合ポリマ等がある。

ポリエステル繊維の工■は０８以上、通常は０８〜１．
２が好ましい。本発明プロセスで紡糸延伸したのち上記
工Ｖを有するポリエステル繊維を得るためｔこは、溶融
紡糸に供するポリエステ）Ｖポリマの工■は０８５〜１
４０のものを用いる。なお工■は次の方法で測定した値
を云う。

オストワルド型粘度計を用いて。−クロロフェノ−ｗ（
　ＯＣＰ）２　５　ｍｌに対し試料２ｇを溶解した溶液
の相対粘度η，を２５℃で測定し、次式により算出した
。

工Ｖ　：　ｏ．　０　２　４　２η，　＋　０．　２　
６　３　４ηｒ＝（　ｔｘａ　）／（　ｔＯＸｄｏ　）
但し、ｔ，　’ｆｉｏはそれぞれ試料溶液およびｏｃｐ
の落下時間、ｄ，ｄｏはそれぞれ試料溶液およびｏｃｐ
の２５℃の密度である。

本発明の△ｎが２　５　Ｘ　１　Ｑ”’−’以上で且っ
ρが１３３８以上のポリエステル未延伸糸は次の方法に
よって得られる。

（１）　　ポリエステルポリマを溶融して、紡糸口金０
υから紡糸し、紡出糸（Ｙｌを得ること、（２）　　前
記紡糸口金直下には５〜１００（７）、通常は５〜５０
αの加熱筒（６）をとりつけ、ポリマの融点以上、４０
０℃以下に加熱された加熱筒内雰囲気０３中にｎｆｆ記
紡出糸を通過させたのち、直ちに１０〜５０℃の冷風θ
場を吹きつけて冷却固化させること、 （３）　　冷却固化した前記糸条に油剤を付与したのち
、１　５　０　０　ｍ／分以上、通常は１５００〜６　
０　０　０　ｍ／分の表面速度で回転する引取ローｌし
ｑ榎で前記糸条を引取ること、ｅこよって得られる。口
金直下に加熱筒をとりつげ、加熱筒内雰囲気中に紡出糸
条を通過させることは、本発明の比較的高配向の未延伸
糸の均一性を向上させ、延伸性を高めるのに顕著な効果
を有する。

前記△ｎ及びρは次の方法で測定した値である。

△ｎ゛ｎコニ（株）製ＸＴＰ−１１型偏光顕微鏡を用い
、ナトリウムランプＤ線を光源と１／　、通常のベンツ
クコンベンセータ法によって測定した。

ρ　：四塩化伏素を重液、ｎ−へブタンを軽液として作
製した密度勾配管を用い２５℃で測定した。

ＡｉＪ記方法によって得られる比較的高配向、高密度の
ポリエステル未延伸糸を誦速の引取ロール（ＩＦＲ：１
８）で引取ったのち、一旦ボビンに捲取った後延伸する
か、あるいは捲取ることなく連続して延伸する。第１図
は適当な延伸方法の一例として直接紡糸延伸法を示した
ものである。

引取ロール（　ｉＦＲ　；　１　８　）は１００℃以下
ｅこ加熱、又は非加熱のまま用いる。給糸ロール（　２
ＦＲ　：　１　９　）はポリエステルのガラス転移点温
度〜１５０℃、好ましくは８０〜１００℃ｅこ加熱され
る。ＩＦＢと２ＦＢ間では実質的な延伸が生じない０〜
５％のスルッチをかける。

これは引取糸を引続く延伸工程に安定ｅこ供給する効果
を有するが，２ＦＢは省略する場合もある。２］Ｊと、
８０〜１５０℃、好ましくは８０〜１２０℃ｅこ加熱さ
れた第１延伸ロール（ｉＤＲ、２０）との間で１段目の
延伸を行なう。２ＦＲを省略する場合はｉＦＢとＩＤＲ
の間で１段目の延伸を行なう。延伸比は１．２０〜２．
　０　０　、好ましくは１．６０〜１７０である。次い
でＩＤＲと、２５０〜２６０℃に加熱された２ＤＲ　（
２１）との間で１１０〜１６０好ましくは１．２０〜１
，５０倍で２段−の延伸を行なう。２段目の延伸後、連
続して２ＤＲと、２４０℃以下の温度ｅこ加熱され、又
は非加熱のままの張力調整ロール（ＲＲ：２２）との間
で１．５％未満の弛緩又は５％未満の緊張を与えてから
捲取機で捲取る。総合延伸倍率（ＩＦＲ／２ＤＲ）は１
．１〜５．０倍の範囲で選択するが、限界延伸倍率の９
５％未満で行なう。限界延伸倍率とは糸切れすることな
く２分以上延伸できる最高延伸倍率をいう。

前記ポリマＩＶの選択、紡糸条件及び延伸条件は相互に
関連づけて決定し、下記特性を有１−る延伸糸とするこ
とが必要である。

（イｌ　　　　　Ｔ／Ｄ　　シ　７．５ｇ／ｄ（ロ）　
　　１　８−≧　ＤＥ２１３　　％ｔｚ）ｌｉ、５０≧
Ｍ　１１９０　ｇ／ｄヒ）　１５シＭｔｇ／ｄ なお１」１■記（イ）〜慕）特性の定義及び測定法は次
の通りである。

（＋Ｊ　　Ｔ／Ｄ、ｎｗ、ＭＩＢＪ工８−Ｌ１０’１７
の方法で行なった。荷重−伸長率曲線は次の条件で測定
した。２０℃、６５％ＲＨ＆こ調酋」された雰囲気中ｔ
こ２４時間以上放置後゛１テンシロン”ＵＴＭ−４Ｌ型
引張試験機（東洋ボールドウィン社製）を用いて、試長
２５　ｃｍ、引張速度６０α／分で測定した。

ここで得られた荷重−伸長率曲線よりＴ／Ｄ、ＤＥ、Ｍ
’ｉをＪＩＳ−Ｌｉ０１７の定義により求めた。

は）　Ｍ上、上記２同じ荷重−伸長率曲線に於て、切断
伸度より２４％差引いた曲線上（こおける応力の増分を
２．４　ｘ　ｊ　Ｄ　’て餘して求めた鑞である。

本発明のタイヤコードは、公知の特開昭５６−５８０’
３２号公報（こよって得られたｗ、維からなるタイヤコ
ードより著しくタフネスが、改善されているが、タイヤ
コード原糸としてのボリエ　　　“ステル繊維は特に次
の特徴、を具えている。

（１）　　繊維の個々のフィラメントが均一で、強伸度
積が簡い （２）　　ＤＫが比較的Ｉπく、またその割にはＭｌが
旨い そしてこれらの特徴は （１）　　紡出糸条が口金下で一旦徐冷ゾーンを通過し
たあと高速で引取ること、 （２）　　限界延伸倍率の９５％未満の延伸倍率で延伸
すること、 （３）　　延伸後１５％未満の弛緩処理又は５％未満の
緊張処理を行なうこと、 によって発現する。

上記特徴を有するボリエステル繊維は撚係数２０００〜
２５００て合撚糸し、生コードとする。本発明のタイヤ
コードの性能を有効に活かせる主用途はラジアルタイヤ
のカーカス材であり、上記撚係数が決定される。

次に前記生コードはそのまま又はスダレ状に製織したの
ち通常のタイヤコード用接着剤、例えばＲＦＬ（レゾル
シン−ホルマリン−ラテックス 混合液に浸漬される。接着剤の付着敞は１〜６％、通常
は２〜５％である。次いて加熱炉中な通過させて接着剤
を乾燥させたのち緊張熱処理をするが、これらは通常連
続して行なう。本発明のタイヤニートはハイモシュラス
ンこ設計するため、Ｍ　Ｄ　Ｅを３０〜４．０％ｅこ設
定する。緊張熱処理は温良２６０〜２６０℃、好ましく
は２４０〜２５５℃で時間５０〜３００秒間、好ましく
は６０〜２００秒間、緊張率は１〜８％、好ましくは２
〜６％で処理することによって達成される。本発明のタ
イヤコードは上記処理を経てハイモジュラスコードとし
ても、従来のモジュラスの低いタイヤコードよりもすぐ
れた寸法安定性を保持している。緊張処３４ｐは通常２
段階で行ない、前段のホットゾーンで緊張し、後段のノ
ルマ）Ｖゾーンでは低緊張又は弛緩しながら処理する方
法が採用されるが、結果としてトータルの緊張率が上記
範囲を渦足するように行なう。

かくして得られるタイヤコードは次の特性を備えている
。

（イ）４．０　　≧　＋ｘｎｂ−＝ｘ、ｏ　　％（ロ）
　　２　ｓ２＋ｘｔ　≧　５　　ｇ／ｄ（ハ）　　３．
　５　２　　Ｗ　　≧　２．４Ｊ（＝）　　　５．Ｏａ
へｓ　　、４　２．　０　　％なお前記（イ）〜に）特
性の定義及び測定法は次の通りである。

（イ）ＭＩＣＥ：前記原糸のＴ／Ｄ、］’ｌＥ、Ｍｊ、
と同じ方法でタイヤコードの引張試験を行ない、荷重−
伸長率曲線を得る。該荷重−伸長率曲線に於て、原糸の
繊度をＤ、合撚糸数をｎとした時、 ＋０００ｘ２ 荷重時の伸度を求め、これをＭ　ＤＥとする。

Ｍ　ＪＩ　Ｅはタイヤコードのモジュラスをあられずパ
ラメータであり、ＭＤＥが小さいほどモジュラスが旨い
ことを示す。

（ロ）Ｍｔ：ｉｉＪ記原糸のＭｔと同じである。但し繊
度はタイヤコードＥこ付着した接着剤の重量を補正しな
いで求めた。

（ハ）　Ｗ、（イ）の荷重−伸長率曲線に於て、切断点
から荷重軸と平行に伸長率ｌｌｌ１ｌＩＬに垂線を下し
、荷重−伸長率曲線と伸畏率軸とで囲まれる面積を求め
仕事爪を換算した。

に）　△Ｓ：クィヤコード試料を契、状にとり、２０℃
、６５％ＲＨの調ｔｉｎ室に２４時間以上放置したのち
、試料の０．１ｇ／ｄｔこ相当する荷重をかけて測定さ
れた長さｅＯの試料を無張力状態で１７７℃のオーブン
中に３０分間放置したのち、オーブンから取り出し、前
記調節室で４時間放置し、再び上記荷重をかけて測定し
た長さ１．から次式ｔこより算出した。

△Ｓ＝（＃ｏ　　ｊｈ　）／ｊｉｏ　Ｘｌ　００％本発
明のタイヤコードはＭＤＥが低く、即ちモジュラスが薗
いが、Ｍｔは低く、ＤＥは比較的高い。その結果第２図
へのようｔこＷの大きい特徴的な荷重−伸張率曲線が得
られる。一方ｉｉＩ記特開昭５３−５８０３２号公報の
方法によって得られるタイヤコードも寸法安定性がよｙ
＼のでＭＤＥを低く設計できるが、この時、Ｍｔは高＜
、Ｉ）Ｅも低く、その結果Ｗの小さい曲線Ｂとなる。ま
た従来の市販のタイヤコードは寸法安定性が劣るため、
通常低いＭＤＥｆこは設計しない。その結果Ｃのような
曲線となる。もし寸法安定性を無視してＭＤＥを本発明
タイヤコードと同等となるよう処理すると曲線Ｃ′とな
り、強力は高くなるもののＭｔが高く、ＤＥは低く、そ
の結果Ｗも小さくなる。

上記特性を有する本発明タイヤコードはラジアルタイヤ
用カーカヌ材として用いられる時、寸法安定性にすぐれ
、高速走行時の操縦安定性及び乗心地性ｔこすぐれた詩
性能タイヤとなる。

特にタフネスが大きいため、走行時高荷重下で大変形を
受ける大型タイヤに過用されると一層高性能を発揮する
。一方上記特徴を活かしてタイヤコード以外の用途例え
ば■ベルシト、タイミングベルト、搬送用ベルト等、ゴ
ム補強用コードとして２も有用される。

以下実施例ｔこより本発明の詳細な説明する。

実施例 工ｖ　１．２８　、カルボキシル末端基濃度１８５（ｅ
ｑ／１０ｇ　ｇ　）のポリエチレンテレフタレートチッ
プなエクス）／レーダ型紡糸機で紡糸した。

ポリマ一温度は２９５°Ｃてあり、口金は孔径０、６　
ｍ、孔数２８８ホールである。また吐出量は５３０　ｇ
／分とした。（第１表試料５４０条件）口金下には１０
（７）の加熱筒をとりつけ、加熱筒内雰囲気温度を５０
０℃とした。口金から紡出された糸条は加熱筒内雰囲気
を通過したのち冷風で急冷固化され、次いで給油ローＩ
して油剤を付与されたのち、表面速度２０００　ｍ７分
で回転するネルソンローノＶで引取られた。引取糸の△
ｎは５５’１１０”、ρはｔ　６４２てあった。引取糸
は一旦捲取ることなく連続して第１図の装置によって延
伸し捲取った。延伸倍率および延伸後の弛緩、率を変え
て捲取ったところ、第１表の通り特性の異なる原糸が得
られた。なお延伸倍率及び弛緩率の変更、に合わせて吐
出量を若干変えて、原糸は約＋０００デニールとなるよ
う調整した。ロールの各温度はＩＦＲ：　８０℃、２Ｆ
Ｒ：　９０℃、ＩＤＲ：１１０℃、２ＤＲ：２４５℃、
ＲＲ°非加熱とし、ロールへの糸条の捲数（Ｔ）はそれ
ぞれ４Ｔ、５Ｔ、５Ｔ、７Ｔ。

４Ｔとした。またこの時の限界延伸倍率は２．４９倍で
あった。

次いで北記１京糸を下撚および上撚共４９Ｔ／１０傷で
撚をかけ（撚係数約２５００　）、、２本合撚糸して生
コードとしン゛こ。生コードはリッラー社（米）製コン
ビュートリータで、レゾルシン・ホルマリン・ラテック
ス及びＩＣ１社（英）“ｆＪＪ　ＩＩ　ｐ　Ｋ　Ｘ　Ｉ
Ｊ　Ｌ　ＩＩを主成分とする接着液中を通過させた。接
着液購度は２０％としたが接着剤の（＝１着量が約６％
となるよう調整した。接着液を乾燥するため、１６０℃
の加熱炉中′で定長状部で６０秒間処理し、引続き、緊
張率を変えて２５０℃の加熱炉（ホットゾーン）中で７
０秒間処理したのち、１％の弛緩を与えなから２５０°
Ｃで７０秒間熱処理（））Ｖマルゾーン）してタイヤコ
ードとした。

得られたタイヤコードの特性を第２表ｔこ示した。本発
明のタイヤコードは特定の原糸特性を有し、且つ接着剤
付与後のコード熱処理条件が特定される時にのみ得られ
ることがわかる。

比較例 通常の市販ポリエステルタイヤコード用繊維を入手した
ところＴ／Ｄ＝　９．３ｇ／ｌｉ　、ＤＥ　−１３２％
、Ｍｉ＝１１５ｇ／σ、Ｍｔ−２４，２ｇ、　／　６で
あった。また特開昭５３−５８０３２号公報の実施例ｎ
ｌに準じて原糸を作製したところＴ／Ｄ　＝　８．０　
ｇ／σ、ＤＥ＝１０．２％、Ｍ　ｊ、　＝１０２ｇ／ｄ
、Ｍｔ＝５３．０ｇ／ｄの原糸が得られた。これらの繊
維をそれぞれ笑カル例１と同様に合撚糸及び接着剤付与
、熱処理してタイヤコードとした。熱処理時の緊張率を
変えて処理したが、第５表（こ示す如く本発明のタイヤ
コード特性は得られなかった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１態様を示す工程図である。 第２図は本発明（こ係るタイヤコードの荷重−伸長率曲
線図を示す。 １０、スピンブロック １１：口金 １２　加熱筒 １３、加熱筒内雰囲気 １４　冷却筒 １５　冷風 １６４チムニーダク１ １７：オイリングロール １８：引取ローｌしくＩＦＲ） １９　　供゛給ロ　−ル　（２ＦＲ） ２０：第１延伸ローｌしくＩＩＩＲ） ２１　゛第２延伸ローｌしく　２ＤＲ）２２：張力調整
ロール（ＲＲ） ２３：捲取機 Ｙ　：糸条 本ｋ　詐　出　勤向　人　　　　　　　　宙　　　　１
ノ　　　　Ｉ／Ｉ：＋Ａ　　　　　台工第１図　　　　
　　　第２図 手　　　続　　　補　　　正　　　心 １、事件の表示 昭和５７４１“特許願第１６４０４５　　　号２、発明
の名称 ポリエステルタイヤコード及びその製法６補正をする者 、ｆ＋と。、係　特許出願人 シ鼾−３８準２９２２０（発吃９う ５　補正により増加する発明の数　。 手　　　続　　　補　　　正　　　書 １．事件の表示 附子Ｉ」５７年特許願第　１６４０４５　　　号２、発
明の名称 ポリエステルタイヤコード及びその製法３補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住　　　所　東京都中央区日本橋室町２丁目２番地自　
　　発 ５　補正により増加する発明の数　０ ６補正の対象 ；ぜ１，４．゛、二

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　実ｆｆ的にポリエチレンテレフタレート繊維
   からなるポリエステルタイヤコードであって、下記特性
   を同時に満足することを特徴とするポリエヌテルタイヤ
   コード。 （イ）４．０２＋４　Ｄ　ｂ、２ｓ、ｏ　　％（ロ）　
   　　２５　≧　Ｍｔ　　≧　５ｇ／ｄ（ハ）　３５≧Ｗ
   ン２．４Ｊ （（ロ）　５Ｄ≧△Ｓ≧２．０％ （但し、上記（イ）〜に）に於て、ＭＤＥは中間伸度、
   Ｍｔはターミナルモジュラス、Ｗは仕事量、△Ｓは乾熱
   収縮率を表わし、これら定義は本文の記載に従う。）
2. （２）ｉ）　　ＩＶが０８以上、複屈折（△ｎ）が２５
   ｘｉＯ’以上で、且つ密度（ρ）が１、３３８以上のポ
   リエヌテル未延伸糸を、その限界延伸倍率０３９５％未
   満０９延伸倍率で延伸したのち、１５％未満の弛緩又は
   ５０％未満の緊張処理をしたのち捲取ることにより、下
   記特性を有する延伸糸を得ること、 （イｌ　　　　Ｔ／Ｄ　　シ　７．５ｇ／ｄ（ロ）　　
   　１　８　≧　ＤＥ　　≧　１　６　％し＼）　１５０
   ２Ｍ　ｉ≧９０ｇ／ｄ −）　１５≧Ｍ　ｔ　ｇ、　／　ｄ ｕ）　　上記延伸糸を撚係数２０００〜２５００で合撚
   糸して生コードとすること、 止）上記生コードに接着剤を（＝Ｉ与後後２５０〜２６
   ０°Ｃ３Ｄ〜２４０秒間、１〜８％ストレッチをかけな
   がら緊張熱処理することによって ４０≧Ｍｎｈｑ３．ｏ％ の特性を有する処理コードとすることを特徴とするポリ
   エステルタイヤコードの製法。 （但し、上記（イ）〜（ホ）に於てＴ／Ｄは強度、ＤＩ
   Ｕは切断伸度、Ｍｌは初期引張抵抗度、Ｍｔはターミナ
   ルモジュラスを表わし、これらの定義は本文の記載に従
   う。）