JPS599652B2 - タイヤ補強織物用緯糸の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はタイヤ補強織物用緯糸の製造法に関するもので
あり、特にラジアルタイヤのカーカス部の補強織物用緯
糸として好適なタイヤ補強織物用緯糸の製造法に関する
。

従来タイヤ補強用織物としては、経糸としてタイヤコー
ドを密に配夕１ル、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り、この織物
がタイヤのカーカス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。

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％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の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ブルファイバーを
被覆してコアヤーンとなし、これを緯糸に用いる例（Ｕ
ＳＰ３８２８５４４号明細書）や、高速紡局されたポリ
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（ＵＳＰ４０２４８９５号明細書）、あるいはポリエ
ステル未延伸糸を熱処理して残留収縮率（乾熱１５０℃
）を±２％以下にしたものを用いる例（特開昭５２−７
０１６７号公報）、配向度Δｎが１３×１０−３〜８０
×１０−３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− ５１２４９７３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応力を示し、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
があり、しかも高価であった。

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、芯地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散し
易いため、ＲＦ’Ｌ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、残留収縮率の小さいマルチフィラメントに綿糸をま
きつげると、その伸張応力挙動は綿糸のそれが支配的と
なり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応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）Ｒ Ｆ Ｌ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。

本発明はかかる要求性能を満足するタイヤ補強織物用緯
糸の製造法を提供するものであり、その要旨は、切断伸
度８０〜２００％のポリエステルマノレチフィラメント
糸に下記（１）式で規定する下撚撚係数Ｋ１ が１０〜
５０となるように先ず下撚を施し、次いで該下撚マルチ
フィラメント糸と該下撚マルチフィラメント糸の７〜７
０重量％の非溶融性短繊維束とを合流して下撚と同方向
に前記下撚撚係数Ｋ１ と下記（２）式で規定する上撚
撚係数Ｋ２ との積が下記（３）式を満足するような条
件で上撚を施して該下撚マルチフィラメント糸を該非溶
融性短繊維で被覆したコアヤーンとなすことを特徴とす
るタイヤ補強織物用緯糸の製造法である。

（但し、上記（１）、（２）及び（３）式中、Ｋ１ は
下撚撚係数、Ｋ２は上撚撚係数、Ｔ０は下撚数（Ｔ／ｃ
ＩｒＬ）、Ｔ２は上撚数（Ｔ／ｉｎ）、Ｄはポリエステ
ルマルチフィラメント糸のトータルデニール（ｄ）、Ｎ
ｅ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ポリエステルマルチフィラ
メント糸、特に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糸の芯糸とするコアヤーンであるが
、該芯糸は、切断伸度が８０％以上２００％以下でかつ
繊維の極限粘度■ｖｆ （フェノール／テトラクロルエ
タン−６／４の混合溶媒中３０℃で測定）が０．６０以
上、特に０．６８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
ト糸である。

かかるポリエステルマルチフィラメント糸は、極限粘度
■ｖＰが約０．６１以上、特に０．７０以上のエチンン
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、複数個の紡糸孔を有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
与した後、紡糸速度が約１８００〜４ ０ ０ ０ ｍ
ｌｍｉｎの高速紡糸によって複屈折率Δｎが約１７〜１
０−３〜８０×１０−３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、単糸デニール、単糸本数に応じて適宜選定
する。

マルチフィラメント糸の単糸本数は１０本以上、特に１
９本以上５０本程度までとするのがよく、マルチフィラ
メント糸の総デニールは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糸
の切断伸度が２００％以下となるような速度（約１ ８
０ ０ ｍ／ｍｉｒｒ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８０
×１０−３程度となるような４ ０ ０ ０ ｍ／ｍｉ
ｎ近辺である。

エチレンテレフタレート系ホリエステルマルチフィラメ
ント糸としては、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糸が最も好まし
いが、少量（約５モル％以下、特に３モル％以下）の第
三成分を共重合した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
糸でもよい。

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％
を超える場合に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い。

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、本発明の場合にもポリエステルマルチフィ
ラメント糸と非溶融性短繊維束（スライバー）とを合流
してコアヤーンの形態にするものである。

前記の如き高伸度ポリエステルマルチフィラメント糸を
芯糸として精紡機を用いてドラフトしながらコアヤーン
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溶融性短繊維が好ま
しく、しかも容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、レーヨンステープルやポリノジンクステーブルも
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。

ここでマルチフィラメント糸の被覆に用いられる短繊維
は芯糸を過酷な熱処理から保護し、適度の摩擦特性によ
り、すだれ織物中で経糸のスリップを防止する上で重要
な役割を果すために非熱溶融性で且つ芯糸に対し７〜７
０重量％の比率が要求される。

ここで芯糸となるマルチフィラメント糸に撚が加えられ
てなく、マルチフィラメント糸を構成するフィラメント
相互がバラケた状態であると、短繊維の末端は一部フィ
ラメント相互の間隙に狭持され、しかも短繊維の比率が
多くなると短繊維相互の絡みあいが増大し、伸張変形時
に応力としては伸度の大きいフィラメント糸よりも、短
繊維の伸張応力が支配的に現れることになる。

その上、コアヤーンではフィラメント糸と異なり、糸の
長手力向の太さ斑があるため伸張されるとまず短繊維の
絡合の弱小部で破壊され、局部的に大きな応力が芯糸に
加えられその衝撃によって芯糸も破断され、大きな伸度
を示し得ない。

この傾向は、樹脂液を付着ベーキングした後では繊維相
互間の接着が強められるために更に強調される。

従って、これを防止することが必要であり、そのために
はマルチフィラメント糸に施す下撚が重要となる。

即ち、マルチフィラメント糸を下撚撚係数Ｋ１が１０〜
５０となるように弱い下撚を施し、これを追撚する方向
に上撚を施してコアヤーンを形成すると、下撚を加えら
れたフィラメント糸は、集束性が向上し、フィラメント
相互の間隙が減ずることによって、被覆短繊維の末端を
把持することが少なくなり、芯糸たるマルチフィラメン
ト糸と被覆繊維との結合が弱められるために、伸張時に
芯糸が短繊維に拘束されることがはるかに少なく、芯糸
も長手方向に均等に応力を分担することになり、タイヤ
成型時に緯糸が伸長し短繊維の被覆破壊が起った後も、
芯糸は充分な伸度を保ち得るのである。

従って芯糸に加える下撚とコアヤーン製造時に加える上
撚（精紡撚）とは同方向でなげればならない。

芯糸に加える撚数は多いほど効果も大きいが、あまり大
きすぎると、短繊維を被覆するために加える上撚（追撚
）のために芯糸が強撚状態になって損傷され、所望の伸
度を確保できなくなり、又上撚数をあまり甘くし過ぎる
と、短繊維の結合が低下して脱落するため、上撚数を適
切範囲に保持する必要上、下撚としては、下撚撚係数Ｋ
１が１０以上５０以下、％Ｋ１５以上４５以下になるよ
うな条件を設定する必要があることが判明した。

そして上撚数は、下撚数との関連において好適範囲が変
化し、上撚撚係数を前記（２）式で規定するとき、下撚
撚係数Ｋ１ と上撚撚係数Ｋ２ との積が前記（３）
式で示す如く３０以上１５０以下となるような条件を満
足するように設定する必要があることが判明した。

Ｋ１、Ｋ２の積が３０未満の場合には被覆用の短繊維と
芯糸との絡合が充分でないために緯糸として織物に打ち
こむ工程あるいは、樹脂液のデイツプ、ベーキング工程
で短繊維が脱落して高温ベーキング時に局部的な熱劣化
をもたらすためであり、又逆に１５０を超える場合には
、短繊維の芯糸への絡合は向上するものの、芯糸の伸び
を妨げたり、芯糸にあらかじめ加えられている下撚との
関係で芯糸が強撚されることによる緯糸の伸度低下のた
めタイヤ成型時の伸長に対して緯糸が滑らかに伸長しな
くなるからである。

芯糸に対する被覆短繊維の重量比率については、コアヤ
ーン製造時の撚数とも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糸の降状点強力よりも小
さな強力にしなげればならない。

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長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、短繊維重量比率の上限はか
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、該重量比率の上限は７０重量％
以下、特に５０重量％以下とすることが好ましいことが
判明した。

一方被覆短繊維の重量比率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、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率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、本発明者等の研究
によれば該重量比率の下限は７重量％以上、特に２０重
量％以上であることが判明した。

以上のように本発明は特定の伸度を有するポリエステル
マルチフィラメント糸に特定の下撚を施し、次いでこれ
に非溶融性短繊維束（スライバー）を特定量合流して精
紡機でドラフトしながら特定の上撚数及び上撚方向で上
撚を施して下撚マルチフィラメント糸を非溶融性短繊維
で被覆した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％以上の残留伸度を保有し、（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作用効果
を有する緯糸を製造する新規な方法を提供するものであ
る。

次に実施例によって本発明を一段と明確にする。

実施例 常法によって製造した極限粘度０．６３（フエノ−／Ｌ
／／テ｝ラクロルエタン−６／４の混合溶媒中、３０゜
Ｃで測定）のポリエチレンテレフタレートを常法によっ
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
糸（設定テニール１５５ｄ／３６ｆ）を作成した。

次にこのマルチフィラメント糸に第１表に示ス如き種々
の下撚撚係数Ｋ１ となるように下撚を施し、かくして
得た下撚マルチフィラメント糸を芯糸とし、綿又はポリ
ノジツクステーブルを被覆短繊維として精紡機を用いて
該短繊維の束（スライバー）をドラフトしながら両者を
合流し、下撚方向と同方向の上撚を施してコアヤーンを
製造した。

なお、下撚マルチフィラメント糸に対する被覆短繊維の
重量比率（以下シース比率と略称する）及び上撚係数Ｋ
２を第１表に示す如く種々変更した。

次いでこれらのコアヤーンを精紡コツプのままビリ防止
のために６５゜Ｃで２０分間湿熱セット処理した。

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（１０００ｄ×
２本撚）を密に配夕１ル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
デイツプ処理し、１４０℃で３分間乾燥した後２４０℃
の熱風を吹きつげて３分間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、テンシロン型引張試験機により残
留伸度を測定した。

結果を第１表にまとめて示した。

第１表に示す如く、芯糸たるポリエステルマルチフィラ
メント糸の切断伸度、下撚撚係数、非溶融性被覆短繊維
のシース比率及び下撚撚係数と上撚撚係数との積が本発
明で特定する要件を満足するもの（篇．２〜６、１０、
１３〜１５、１７、ｌ８及び２０）は、ベーキング処理
後の残留伸度がいずれも６０％以上であり、タイヤ補強
織物用緯糸として好ましい物性を保有していることがわ
わかる。

これに対し、本発明で特定する要件の中の少なくとも一
つの要件を欠如しているもの（篇．１、７〜９、１１、
１２、１６及び１９）は、ベーキング処理後の残留伸度
がいずれも６０％に満たず、タイヤ補強織物用緯糸とし
ての満足すべき物性を保有していないことが明らかであ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 切断伸度８０〜２００％のポリエステルマルチフィ
   ラメント糸に下記（１）式で規定する下撚撚係数Ｋ１が
   １０〜５０となるように先ず下撚を施し、次いで該下撚
   マルチフィラメント糸と該下撚マルチフィラメント糸の
   ７〜７０重量％の非溶融性短繊維束とを合流して下然と
   同方向に前記下撚係数Ｋ１ と下記（２）式で規定する
   上撚撚係数Ｋ２との積が下記（３）式を満足するような
   条件で上撚を施して該下撚マルチフィラメント糸を該非
   溶融性短繊維で被覆したコアヤーンとなすことを特徴と
   するタイヤ補強織物用緯糸の製造法。 （但し、上記（１）、（２）及び（３）式中、Ｋ１は下
   撚撚係数、Ｋ２は上撚撚係数、Ｔ１は下撚数（ Ｔ ／
   ｃｍ ）、Ｔ２は上撚数（ Ｔ／ ｉｎ） 、Ｄはポリ
   エステルマルチフィラメント糸のトータルデニール（ｄ
   ）、Ｎｅはコアヤーンの英式綿番手を示す。 ）