ゴム補強用セルロースディップコード
【課題】
タイヤコード用として適している応力−歪み曲線を有するリヨセルディップコードを提供する。
【解決手段】
少なくとも２本のリヨセルマルチフィラメントからなるリヨセル生コードをディッピング液に浸漬し、硬化させて製造されたリヨセルディップコードであって、（ａ）乾燥状態で測定されたリヨセルディップコードが１．０ｇ／ｄの初期応力において１．２％以下伸長し、８０〜２００ｇ／ｄの初期モジュラス値を有し；（ｂ）１．０ｇ／ｄから４．０ｇ／ｄまでの応力区間で６％以下伸長し；（ｃ）４．０ｇ／ｄの引張強度から糸が切断されるまで１％以上伸長する応力−歪み曲線を有するリヨセルディップコードを提供する。このようなリヨセルディップコードは、産業用および特にタイヤコード用繊維として用いることができる。
タイヤコード用として適している応力−歪み曲線を有するリヨセルディップコードを提供する。
【解決手段】
少なくとも２本のリヨセルマルチフィラメントからなるリヨセル生コードをディッピング液に浸漬し、硬化させて製造されたリヨセルディップコードであって、（ａ）乾燥状態で測定されたリヨセルディップコードが１．０ｇ／ｄの初期応力において１．２％以下伸長し、８０〜２００ｇ／ｄの初期モジュラス値を有し；（ｂ）１．０ｇ／ｄから４．０ｇ／ｄまでの応力区間で６％以下伸長し；（ｃ）４．０ｇ／ｄの引張強度から糸が切断されるまで１％以上伸長する応力−歪み曲線を有するリヨセルディップコードを提供する。このようなリヨセルディップコードは、産業用および特にタイヤコード用繊維として用いることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも２本のリヨセルマルチフィラメントからなるリヨセル生コードをディッピング液に浸漬し、硬化させて製造されたリヨセルディップコードであって、（ａ）乾燥状態で測定されたリヨセルディップコードが１．０ｇ／ｄの初期応力において１．２％以下伸長し、８０〜２００ｇ／ｄの初期モジュラス値を有し；（ｂ）１．０ｇ／ｄから４．０ｇ／ｄまでの応力区間で６％以下伸長し；そして（ｃ）４．０ｇ／ｄの引張強度から糸が切断されるまで１％以上伸長する応力−歪み曲線を有するリヨセルディップコードに関する。本発明に係るディップコードは、好ましくはタイヤコード用として適している高強力および高モジュラスリヨセルディップコードにすることができ、また、セルロースをＮ−メチルモルホリンＮ−オキシド（以下、ＮＭＭＯ）／水に溶解させた後、適切に設けられた紡糸ノズルを介して紡糸する方法で製造することができる。
【背景技術】
【０００２】
一般的にタイヤ内部を形成している骨格としてタイヤコードが多量に用いられているが、これはタイヤ形態の保持や乗車感において重要な要素となり、現在、用いられているコード素材はポリエステル、ナイロン、アラミド、レーヨンおよびスチールまで様々な種類があるが、タイヤコードに求められている多様な機能を完全に満足させることはできない。このようなタイヤコード素材に必要な基本性能としては、（１）強度、初期モジュラスが大きいこと（２）耐熱性があり、乾湿熱において臭化されないこと（３）耐疲労性（４）形態安全性（５）ゴムとの接着性に優れていること等を挙げることができる。したがって、各コード素材の固有物性に応じてその用途を定めて用いられている。
【０００３】
このうち、レーヨンタイヤコードの最も大きい長所は、耐熱性と形態安全性であり、高温でも弾性係数が保持される。したがって、このような低い収縮率と優れた形態安全性のために乗用車などの高速走行用ラジアルタイヤに主に用いられてきた。しかし、レーヨンタイヤコードは、強度およびモジュラスが低く、吸湿しやすい化学的、物理的な構造によって吸湿に伴う強力低下が現れる欠点を有している。
【０００４】
一方、セルロースからなる人造繊維であるリヨセル繊維は、レーヨン繊維に比べて伸度と熱収縮が低く、強度およびモジュラスは高く、形態安全性に優れるだけでなく、水分率も低いため、湿潤時にも強力保持率とモジュラス保持率が８０％以上で高いという特徴を有している。したがって、レーヨン（６０％）に比べて、相対的に形態変化が少ないという長所を有しているが、前記要求に対する代案と考えることができるが、タイヤコード用としての紡糸性および低い伸度と高い結晶化度による低い耐疲労性が問題となって、まだこれを用いたタイヤコードは存在していない現状である。しかし、ＮＭＭＯによるリヨセル繊維の製造方法は、溶媒の全量回収と再使用による無公害工程という点と、製造された繊維とフィルムなどが高い機械的強度を有するという利点によって、セルロースを素材とした製品の製造工程に多く用いられている。
【０００５】
本発明では、上記の通り多くの長所を有するリヨセル製造工程によって得られたフィラメントをダイレクト撚糸機を用いて生コードを製造し、また通常のＲＦＬ処理工程を介してディップコードを製造し、タイヤコードに適している力−伸長曲線を有するリヨセルディップコードを提供しようとする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、タイヤコード用に適している応力−歪み曲線を有するリヨセルディップコードを提供するにある。
【０００７】
本発明は、既存のビスコースレーヨンタイヤコードが有する低い強度と低い初期モジュラスという問題点を解決するために、ＮＭＭＯ水和物を、溶媒を用いて直接セルロースを溶解させ、前記溶液の紡糸、水洗、油剤処理、および、乾燥条件を適切に調節することによって、産業用リヨセルフィラメントを得、これを用いて撚糸および熱処理を実施することによって、特にタイヤコード用として適している応力−歪み曲線を有するリヨセルディップコードを提供することをその目的とする。
【０００８】
本発明では、まず商業的に用いられるビスコースレーヨンの生コードおよびディップコードの応力−歪みプロフィールを分析した（比較例１）。そして、ビスコースレーヨンの低い強度と低い初期モジュラスとを改善するために、既存のビスコース工程と区別されるＮＭＭＯによってセルロースを溶解させる方法を用いてリヨセルマルチフィラメントを製造し、その後、ディップコードの重合度の変化、油剤量、密度などの条件を変化させることによって、ビスコースレーヨンが有する低い強度と低い初期モジュラスとを改善しようする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るリヨセルディップコードは、少なくとも２本のリヨセルマルチフィラメントからなるリヨセル生コードをディッピング液に浸漬し、硬化させて製造されたリヨセルディップコードであって、（ａ）乾燥状態で測定されたリヨセルディップコードが１．０ｇ／ｄの初期応力において１．２％以下伸長し、８０〜２００ｇ／ｄの初期モジュラス値を有し；（ｂ）１．０ｇ／ｄから４．０ｇ／ｄまでの応力区間で６％以下伸長し；そして（ｃ）４．０ｇ／ｄの引張強度から糸が切断されるまで１％以上伸長する応力−歪み曲線を有することを特徴とする。
【００１０】
また、前記リヨセルディップコードの重合度（ＤＰ）の低下率が３．０％以下であることが好ましい。
【００１１】
また、前記リヨセルディップコードは、２５０〜５５０ＴＰＭの撚数を有することが好ましい。
【００１２】
また、前記リヨセルディップコードは、強力が１６．０〜３０．０ｋｇｆであることが好ましい。
【００１３】
また、前記リヨセルディップコードは、１．４８〜１．５２ｇ／ｃｍ3の密度を有することが特徴である。
【００１４】
また、前記リヨセルマルチフィラメントは、０．８０以上の結晶配向度を有することが特徴である。
【００１５】
また、前記リヨセルマルチフィラメントは、０．２〜０．６の動摩擦係数を有することが好ましい。
【００１６】
また、前記リヨセル生コードは、リヨセルマルチフィラメントを２本または３本で撚糸して製造される。
【００１７】
また、前記リヨセルディップコードを含むタイヤを提供する。
【発明の効果】
【００１８】
このように、本発明において、（ａ）乾燥状態で測定されたリヨセルディップコードが１．０ｇ／ｄの初期応力において１．２％以下伸長し、８０〜２００ｇ／ｄの初期モジュラス値を有し、（ｂ）１．０ｇ／ｄから４．０ｇ／ｄまでの応力区間で６％以下伸長し、（ｃ）４．０ｇ／ｄの引張強度から糸が切断されるまで１％以上伸長する応力−歪み曲線を有するリヨセルディップコードを提供することによって、既存のビスコースレーヨンが有していた低い強度と低い初期モジュラスという問題点を改善し、優れたサイズ安全性と耐熱性を有するリヨセルタイヤコードを提供することができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の産業用高強力繊維、特にタイヤコード用として用いられるリヨセルディップコードに高い形態安全性を付与するためには、リヨセルディップコードの応力−歪み曲線を調節することが重要である。この時、乾燥状態で測定されたリヨセルディップコードが１．０ｇ／ｄの初期応力において１．２％以下伸長し、８０〜２００ｇ／ｄの初期モジュラス値を有し；１．０ｇ／ｄから４．０ｇ／ｄまでの応力区間で６％以下伸長し；４．０ｇ／ｄの引張強度から糸が切断されるまで１％以上伸長する応力−歪み曲線を有することが好ましい。
【００２０】
タイヤ製造の際、加硫工程において高い形態安全性を保持するためには、リヨセルディップコードの高い初期モジュラスが必要である。このような理由で、本発明のリヨセルディップコードが１．０ｇ／ｄの初期応力において１．２％以下伸長し、８０〜２００ｇ／ｄの初期モジュラス値を有することが好ましいが、ディップコードが１．０ｇ／ｄの初期応力に１％を超過して伸長すれば、タイヤの製造後の形態安全性が低く、外部変形による抵抗性が低くなってタイヤに激しい変形を招くようになり、乗車感の低下および操縦性能の低下をもたらすようになる。また、本発明のリヨセルディップコードは、１．０ｇ／ｄから４．０ｇ／ｄまでの応力区間で６％以下伸長することが好ましいが、６％を超過して伸長すれば、形態安全性が低下し、外部変形による抵抗性が低くなってタイヤの変形を引き起こすことがある。
【００２１】
また、エネルギー節約型自動車を設計するためには、タイヤの重量を最小化することが好ましいが、これを実現するために高強力タイヤコード紙が必要である。本発明のリヨセルディップコードは、４．０ｇ／ｄの引張強度から糸が切断されるまで１％以上伸長する応力−歪み曲線を有することが好ましいが、これは４．０ｇ／ｄの引張強度からディップコードが切断されるまで１％未満伸長すれば、ディップコードの最大引張荷重の吸収力が不足してタイヤ当たりのコード紙の重量を減らし難く、耐疲労性が急激に下がる。
【００２２】
以下、本発明をより詳細に説明する。
【００２３】
本発明のようなリヨセルフィラメントを製造するためには、セルロースの純度が高いパルプを用いなければならず、高品質のセルロース系繊維を製造するためには、α−セルロース含量が高いものを用いることが好ましい。このような理由は、重合度が高いセルロース分子を用いて高配向構造および高結晶化させることによって高い強度と高い初期モジュラスとを期待することができるためである。したがって、本発明で用いられたセルロースは、ＤＰ１，２００、α−セルロース含量９３％以上の針葉樹パルプ（soft wood pulp）である。
【００２４】
ＮＭＭＯは、セルロースに対する溶解力が優れ，毒性のない溶媒として知られており、本発明におけるＮＭＭＯは、約８７％の水準に調節された水和物を用いるが、これは結晶性の高いセルロースの細孔（pore）を開いて溶解力を有するために、水の存在が必須である。このようなＮＭＭＯの水和物の熱分解を抑制し、セルロース溶液の安全性のために、３，４，５−トリヒドロキシ安息香酸プロピルエステル（trihydroxybenzoic acid propyl ester、以下、没食子酸プロピル（propyl gallate）と称する）を微量添加した。
【００２５】
セルロースをＮＭＭＯに溶解させるために剪断力（shear force）のような物理的な力が必要であり、本発明では２軸押出機を介してセルロースを溶解させた。以上のようなセルロース溶液をオリフィスの直径が１００〜２００μｍ、オリフィスの長さは２００〜１，６００μｍとして、オリフィスの直径と長さの比が２〜８倍程度であるノズルを介して紡糸した後、図１に示す工程を通してリヨセルフィラメントを得ることができる。図１に示したリヨセルフィラメント製造工程は下記の通りである。
【００２６】
紡糸ノズル１から圧出された溶液は、垂直方向にエアーギャップ（air gap）を通過して凝固浴２で凝固する。エアーギャップは、緻密で均一な繊維を得、また、円滑な冷却効果を与えるために１０〜３００ｍｍの長さであることが適切である。
【００２７】
凝固浴２を通過したフィラメントは、水洗槽３を通過するようになる。凝固浴２と水洗槽３との温度は、急激な脱溶媒による繊維組織内の孔隙等の形成による物性の低下を防ぐために、１０〜２５℃程度に調節することが好ましい。
【００２８】
水洗槽３を通過した繊維は、水分除去のためにスクイジング（squeezing）ローラー４を通過した後、１次油剤処理装置５を通過する。
【００２９】
以後、１次油剤処理装置５を通過したフィラメント糸は、乾燥装置６を経ながら乾燥される。この時、乾燥温度と乾燥方式、そして乾燥張力などは、フィラメントの後工程および物性に大きい影響を及ぼすようになる。本発明では、工程における水分率が７〜１３％になることができるように乾燥温度を調節した。
【００３０】
乾燥装置６を通過したフィラメントは、２次油剤処理装置７を経て最終的に巻取機８で巻き取られる。
【００３１】
巻取機８で巻き取られたリヨセルフィラメントの繊度については特に制限されないが、短糸繊度は０．０１〜１０デニールであることが好ましい。リヨセルフィラメントの高強力特性を保持するためには、短糸繊度は０．５〜１０デニールであることが好ましく、さらに好ましくは０．７〜３デニールであることであり、最も好ましくは０．７〜２デニールであることである。また、総繊度は、特に制限されないが、通常的に５〜３０，０００デニールであり、そして産業資材用としては１００〜５，０００デニールであることが好ましい。
【００３２】
製造されたフィラメント原糸をダイレクト撚糸機で撚糸して生コードを製造し、通常のレゾルシノール−ホルマリン−ラテックス（ＲＦＬ）溶液に浸漬して熱処理することによって、「ディップコード（Dip Cord）」を製造した。
【００３３】
本発明の産業用高強力コード、特にタイヤコード用として用いられるリヨセルディップコードは、リヨセルディップコードの応力−歪み曲線を調節して高い形態安全性を付与する。本発明のリヨセルディップコードの応力−歪み曲線は、リヨセルディップコードが１．０ｇ／ｄの初期応力において１．２％以下伸長し、８０〜２００ｇ／ｄの初期モジュラス値を有し；１．０ｇ／ｄから４．０ｇ／ｄまでの応力区間で６％以下伸長し；４．０ｇ／ｄの引張強度から糸が切断されるまで１％以上伸長することが好ましい。
【００３４】
本発明の前記応力−歪み曲線に影響を与える因子としてディップコード重合度（ＤＰ）の低下率がある。ディップコードの重合度の低下率（％）は、熱処理を実施する前の生コードのＤＰ（Ｄ0）を測定し、熱処理を実施した後、ディップコードのＤＰ（Ｄ1）を測定して、式（１）によって低下率を計算する。
【００３５】
（数１）
ＤＰ低下率（％）＝（Ｄ0−Ｄ1）／Ｄ0×１００ （１）
【００３６】
本発明における好ましいディップコードの重合度（ＤＰ）の低下率は３％以下である。重合度の低下率が３％を超過すれば、ディップコードの機械的物性が急激に減少し、本発明で達成しようとするタイヤコード用としての好ましいディップコードの応力−歪み曲線を得られない。前記ディップコードＤＰの低下率（％）に影響を与える因子には様々なものがある。第一は、ディッピング工程で熱処理時間および温度を適切に調節してＤＰの低下率を最小化することができる。第二は、リヨセルマルチフィラメントの緻密性である。リヨセルマルチフィラメント内に孔隙が多く存在したり、スキン−コア構造へ過度に発達したりすれば、ディッピング工程でディップコードの重合度が急激に減少する。
【００３７】
前記応力−歪み曲線に影響を与える他の因子としては、リヨセルフィラメント−フィラメント間の動摩擦係数がある。好ましい動摩擦係数の値は０．０１〜３．０であり、より好ましくは０．１〜２．５、さらに好ましくは０．２〜０．６である。動摩擦係数の値が０．０１未満であれば撚り工程でスリップが発生し、３．０より大きければ撚り工程でコードに損傷を提供して、強力および耐疲労性が低下する。前記動摩擦係数の調節のためにフィラメントの表面に油剤を塗布することができる。油剤の塗布量は、繊維重量に対して０．１〜７重量％にすることが好ましく、より好ましくは０．２〜４重量％、さらに好ましくは０．４〜１．５重量％である。繊維に対する油剤の塗布量が０．１重量％未満であれば撚り工程でコードに損傷が発生して強力および耐疲労性が低下し、７重量％超過すれば撚り工程でスリップが発生する。
【００３８】
本発明で用いられる油剤に対しては特別な制限はないが、以下の化合物（１）〜（３）からなる群から選択される少なくとも１種の化合物を必須成分とし、必須成分の合計量を油剤全体の重量の３０〜１００重量％にすることが好ましい。
【００３９】
（１）分子量３００〜２，０００のエステル化合物
（２）鉱物油
（３）分子量３００〜２，０００のエチレンオキシドとプロピレンオキシドとの共重合体
【００４０】
本発明の応力−歪み曲線に影響を与えるまた他の因子は、リヨセルマルチフィラメントの結晶配向度である。結晶配向度は、０．８０以上が好ましく、より好ましくは０．９０以上である。結晶配向度が０．８０未満であれば、分子鎖配向の不充分でリヨセルマルチフィラメントの強力低下によって、ディップコードが４．０ｇ／ｄの引張強度から糸が切断されるまで１％以上伸長する応力−歪み曲線を有することが不可能である。結晶配向度に影響を与える工程因子としては、ＮＭＭＯ溶媒に対するセルロースの濃度、オリフィスの長さ／直径比の冷却条件および凝固浴の温度などがある。このような様々な工程因子を適切に調節することによって、コードの結晶配向度を０．８０以上で調節することができる。
【００４１】
本発明の応力−歪み曲線に影響を与えるまた他の因子はコードの密度である。ＲＦＬを除去したディップコードの密度は、１．４８〜１．５４ｇ／ｃｍ3であることが好ましく、より好ましくは１．５０〜１．５２ｇ／ｃｍ3である。ディップコード内に孔隙が多く存在したり、スキン−コア構造へ過度に発達したりすれば、ディップコードの密度が１．４８ｇ／ｃｍ3未満になって、緻密性および強力の不足によって、本発明に係る応力−歪み曲線を有することができなくなる。１．５４ｇ／ｃｍ3超過すればコードの伸度が過度に減少して応力−歪み曲線は４．０ｇ／ｄの引張強度から糸が切断されるまで１％未満伸長して耐疲労性が下がる。
【００４２】
以下、本発明の撚糸、製織および熱処理工程をさらに詳しく説明する。
【００４３】
本発明の撚糸工程をさらに詳細に説明すれば、前記方法によって製造されたリヨセルマルチフィラメント２本または３本を加撚および合撚が同時進行されるダイレクト撚糸機で撚糸してタイヤコード用「生コード」を製造する。生コードは、リヨセルマルチフィラメントに下撚（Ply Twist）を加えた後、上撚（Cable Twist）を加えて合撚することで製造され、一般的に上撚と下撚は同じ撚数あるいは必要に応じて異なる撚数を加えるようになる。
【００４４】
一般的にマルチフィラメントに与えられる撚りの水準（撚数）によりコードの強伸度、中伸度および耐疲労度などの物性が変化する。通常、撚りが高い場合、強力は減少し、中伸と切伸は増加する傾向を帯びるようになる。耐疲労度は撚りの増加により向上する傾向を見せるようになる。本発明で製造したリヨセルタイヤコードの撚数は、上／下撚同時に２５０／２５０ＴＰＭ〜５５０／５５０ＴＰＭで製造したが、上撚と下撚を同じ数値として付与することは、製造されたタイヤコードが回転や撚りなどをせず、一直線上を保持しやすいようにして物性の発現を最大にするためである。この時、２５０／２５０ＴＰＭ未満である場合には生コードの切伸が減少して耐疲労度が低下しやすく、５５０／５５０ＴＰＭ超過の場合には強力低下が大きくてタイヤコード用として適切ではない。
【００４５】
製造された生コードは、製織機（weaving machine）を用いて製織され、得られた織物をディッピング液に浸漬した後、硬化して生コードの表面に樹脂層が塗布されたタイヤコード用「ディップコード（Dip Cord）」として製造される。
【００４６】
本発明のディッピング工程をさらに詳細に説明すれば、ディッピングは繊維の表面にＲＦＬ（Resorcinol-Formaline-Latex）と呼ばれる樹脂層を含浸させる工程からなる。本来、ゴムとの接着性に欠けるタイヤコード用繊維の短所を改善するために実施する。通常のレーヨン繊維またはナイロンは１浴ディップを行うのが普通であり、ＰＥＴ繊維を用いる場合、ＰＥＴ繊維表面の反応基がレーヨン繊維やナイロン繊維に比べて少ないため、ＰＥＴ表面をまず活性化した後に接着処理を行うようになる（２浴ディップ）。
【００４７】
本発明に係るリヨセルマルチフィラメントは１浴ディップを用いて製造された。ディッピング浴は、タイヤコードのために公知されたディッピング浴を用いる。
【実施例】
【００４８】
以下、具体的な実施例および比較例をもって本発明の構成および効果を詳細に説明するが、これらの実施例は、単に本発明をより明確に理解できるようにさせるものであって、本発明の範囲を限定するものではない。
【００４９】
実施例および比較例において、セルロース溶液およびフィラメントなどの特性は、下記のような方法でその物性を評価した。
【００５０】
（ａ）タイヤコード強力（ｋｇｆ）、強度（ｇ／ｄ）および初期モジュラス（ｇ／ｄ）
表面にＲＦＬ液がコーティングされたリヨセルディップコードを１０７℃で２時間乾燥した後、インストロン社の低速伸長型引張試験機を用いて、試料長２５０ｍｍ、引張速度３００ｍ／ｍｉｎで測定する。引張試験の初期に加えられる初荷重は０．０５ｇ／ｄを基準として加えられ、細部試験方法はＡＳＴＭ Ｄ８８５に準じて実施した。初期モジュラスは降伏点以前のグラフの傾きを示す。リヨセルディップコードの繊度は試料長６００ｍｍ、初荷重は０．０５ｇ／ｄで測定する。強力は繊度と強度によって求められる。
【００５１】
（ｂ）ＤＰＵ（dipping pick up）
３ｇのディップコードを３０±５℃で保持する７１±１％の硫酸で溶解させた後、ガラスフィルタ（Glass Filter）で濾過させて乾燥した後、重さを測定する。
【００５２】
（数２）
ＤＰＵ（％）＝乾燥した残渣の重さ／（乾燥した試料の重さ−乾燥した残渣の重さ）×１００ （２）
【００５３】
（ｃ）動摩擦係数の測定方法
摩擦係数の測定は、スイスのノスチャイルド社の摩擦係数測定装置を用い、これは繊維がプーリー（pulley、直線運動を回転運動に変える装置）を通過する時、プーリー表面と繊維との間の摩擦力を克服することができる程の張力が増加するという原理を利用したものであって、２００ｍ／ｍｉｎで繊維を移動させながら、送出張力と巻取張力との値を張力計を用いて測定して関係式に代入することによって求められる。
【００５４】
（数３）
μ（摩擦係数）＝ｌｎ（巻取張力／送出張力）／θ（接触角） （３）
【００５５】
（ｄ）結晶配向度測定方法（ＷＡＸＤ）
マルチフィラメントの結晶化度を測定するために、次のように広角Ｘ線回折法を用いた。Ｘ−ｒａｙ発生装置：リガク社製、Ｘ線源：ＣｕＫα（Ｎｉフィルタ使用）、出力：５０ＫＶ ２００ｍＡ、測定範囲：２Θ＝５〜４５°
【００５６】
（ｅ）密度測定方法
熱処理条件を同じように適用してＲＦＬ液に浸漬しないディップコードを巻き取った後、試片を２〜３ｍｍで切断して、約０．０１ｇを採取した後、ＡＳＴＭ Ｄ１５０５に準じて製作された密度勾配管に投入した後、２４時間程度放置して安定化させてから密度値を測定した。
【００５７】
（ｆ）乾熱収縮率（％、Shrinkage）
２５℃、６５％ＲＨで２４時間放置した後、０．０５ｇ／ｄの静荷重で測定した長さ（Ｌ0）と１５０℃で３０分間０．０５ｇ／ｄの静荷重で処理した後の長さ（Ｌ1）との比を用いて乾熱収縮率を示す。
【００５８】
（数４）
Ｓ（％）＝（Ｌ0−Ｌ1）／Ｌ0×１００ （４）
【００５９】
（ｇ）ディップコード重合度（ＤＰ）の低下率（％）
溶解したセルロースの固有粘度［ＩＶ］は、ウッベローデ粘度計を用いてＡＳＴＭ Ｄ５３９−５１Ｔによって作られた０．５Ｍ銅エチレンジアミンヒドロキシド溶液で２５±０．０１℃で０．１〜０．６ｇ／ｄｌの濃度範囲で測定した。固有粘度は比粘度を濃度に応じて外挿して求め、これを下のマーク・ホウィンクの式に代入して重合度を求める。
【００６０】
（数５）
［ＩＶ］＝０．９８×１０−２ＤＰ０．９ （５）
【００６１】
まず、熱処理を実施する前の生コードのＤＰ（Ｄ0）を測定し、熱処理を実施した後にディップコードのＤＰ（Ｄ1）を測定し、下式によって低下率を計算する。
【００６２】
（数６）
ＤＰ低下率（％）＝（Ｄ0−Ｄ1）／Ｄ0×１００ （１）
【００６３】
（ｈ）油剤含有量（ＯＰＵ）の測定方法
生コード試片を１０〜１５ｍに切断し、約５．０ｇを採取した後、１０７℃乾燥器で２時間乾燥した後、重さを測定し（Ｗ0）、ＣＣｌ4に２時間浸漬させて油剤を除去した後、前記乾燥条件で乾燥し、重さを測定（Ｗ1）して油剤含有量を計算する。
【００６４】
（数７）
油剤含有量（ＯＰＵ、％）＝（Ｗ0−Ｗ1）／Ｗ1×１００ （６）
【００６５】
［実施例１〜１２］
重合度（ＤＰＷ）が１２００（α−セルロース含量；９７％）であるバッカイ（Buckeye）社のＶ−８１パルプとＮＭＭＯ・１Ｈ2Ｏ、そして没食子酸プロピルを溶液対比０．０４５ｗｔ％を用いて製造したセルロース溶液を用いた。この時、セルロースの濃度は９〜１４％にし、オリフィス数を１，０００にし、オリフィスの直径は１２０〜２００μｍまで変化させて用いた。オリフィスの直径と長さとの比（Ｌ／Ｄ）は４〜８、外径１００ｍｍφの紡糸ノズルから吐き出された溶液をエアーギャップ３０〜１００ｍｍの長さをもって冷却され、紡糸速度は９０〜１５０ｍ／ｍｉｎに変化させて行い、最終フィラメント繊度が１，５００デニールになるようにした。凝固液温度は１０〜２５℃、濃度は水８０％、ＮＭＭＯ２０％で調整し、凝固液の温度と濃度は屈折計を用いて連続的にモニターした。凝固浴を取り出したフィラメントは、残存ＮＭＭＯを水洗工程を通して除去し、１次油剤処理装置を経た後に乾燥させ、以後２次油剤処理をして巻き取った。巻き取られた原糸フィラメントのＯＰＵは、０．１〜０．６％に調節した。紡糸条件および変数を表１に示す。前記得られたフィラメントをダイレクト撚糸機を用いて、上／下撚同時に３５０〜４７０回／ｍの撚数を加えて２プライ（ply）生コードを製造し（実施例１〜６）、また上／下撚同時に２６０〜４００回／ｍの撚数を加えて３プライ生コードを製造した（実施例７〜１２）。以後、全体熱処理工程の張力は１．０〜３．０％に加えてＤＰＵが３．０〜６．０％に合わせたディップコードを製造した。この時、１００〜１２０℃の温度で生コードにある水分を乾燥した後、ＲＦＬ液にディッピングを実施するようになるが、ディッピング後の処理温度と滞留時間はセルロースのＤＰ低下に影響を及ぼすようになる。本実施例ではＲＦＬ液にディッピング後、処理温度は１４０〜２００℃で実施し、ディッピング後の処理工程内の滞留時間は５０〜２００秒になるようにした。
この時、ディップコードの物性結果を表２に示す。
【００６６】
［比較例］
現在、商業化されてレーヨンタイヤコードとして用いられているスーパー（Super）-IIIのディップコードと上記の条件以外の条件を用いてリヨセルを製造し、実施例のような方法で評価を実施した。この結果も表１、２に示す。
【００６７】
【表１】
【００６８】
【表２】
【００６９】
表２の実施例１〜１２に示すように、本発明で製造されたリヨセルディップコードは８０〜２００ｇ／ｄの初期モジュラス値を有し、１６ｋｇｆ以上の高い強力を有するようになり、このようにして既存のビスコースレーヨンが有していた低い強度と低い初期モジュラスの問題点とを改善することによって、優れたサイズ安全性と耐熱性を有するリヨセルタイヤコードを提供する。
【００７０】
本発明は、記載された具体例に対してのみ詳細に記述しているが、本発明の技術思想の範囲内において多様な変形および修正が可能であることは当業者にとって明白なことであり、このような変形および修正が添付された特許請求範囲に属することは当然のことである。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明のタイヤコード用高強度リヨセルフィラメント製造のための紡糸工程の実施例を実現する装置を示す図面である。
【図２】本発明を介して製造されたリヨセル生コードを通常の方法にてレゾルシノール−ホルマリン−ラテックス（ＲＦＬ）処理して得られたディップコードの応力−歪み（Stress-Strain）曲線の例を示すグラフである。
【図３】本発明の比較例として提示されたビスコースレーヨン（Super-III）ディップコードの応力−歪み曲線の例を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７２】
１ 紡糸ノズル
２ 凝固浴
３ 水洗槽
４ 絞りローラー
５ １次油剤処理装置
６ 乾燥装置
７ ２次油剤処理装置
８ 巻取機
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも２本のリヨセルマルチフィラメントからなるリヨセル生コードをディッピング液に浸漬し、硬化させて製造されたリヨセルディップコードであって、（ａ）乾燥状態で測定されたリヨセルディップコードが１．０ｇ／ｄの初期応力において１．２％以下伸長し、８０〜２００ｇ／ｄの初期モジュラス値を有し；（ｂ）１．０ｇ／ｄから４．０ｇ／ｄまでの応力区間で６％以下伸長し；そして（ｃ）４．０ｇ／ｄの引張強度から糸が切断されるまで１％以上伸長する応力−歪み曲線を有するリヨセルディップコードに関する。本発明に係るディップコードは、好ましくはタイヤコード用として適している高強力および高モジュラスリヨセルディップコードにすることができ、また、セルロースをＮ−メチルモルホリンＮ−オキシド（以下、ＮＭＭＯ）／水に溶解させた後、適切に設けられた紡糸ノズルを介して紡糸する方法で製造することができる。
【背景技術】
【０００２】
一般的にタイヤ内部を形成している骨格としてタイヤコードが多量に用いられているが、これはタイヤ形態の保持や乗車感において重要な要素となり、現在、用いられているコード素材はポリエステル、ナイロン、アラミド、レーヨンおよびスチールまで様々な種類があるが、タイヤコードに求められている多様な機能を完全に満足させることはできない。このようなタイヤコード素材に必要な基本性能としては、（１）強度、初期モジュラスが大きいこと（２）耐熱性があり、乾湿熱において臭化されないこと（３）耐疲労性（４）形態安全性（５）ゴムとの接着性に優れていること等を挙げることができる。したがって、各コード素材の固有物性に応じてその用途を定めて用いられている。
【０００３】
このうち、レーヨンタイヤコードの最も大きい長所は、耐熱性と形態安全性であり、高温でも弾性係数が保持される。したがって、このような低い収縮率と優れた形態安全性のために乗用車などの高速走行用ラジアルタイヤに主に用いられてきた。しかし、レーヨンタイヤコードは、強度およびモジュラスが低く、吸湿しやすい化学的、物理的な構造によって吸湿に伴う強力低下が現れる欠点を有している。
【０００４】
一方、セルロースからなる人造繊維であるリヨセル繊維は、レーヨン繊維に比べて伸度と熱収縮が低く、強度およびモジュラスは高く、形態安全性に優れるだけでなく、水分率も低いため、湿潤時にも強力保持率とモジュラス保持率が８０％以上で高いという特徴を有している。したがって、レーヨン（６０％）に比べて、相対的に形態変化が少ないという長所を有しているが、前記要求に対する代案と考えることができるが、タイヤコード用としての紡糸性および低い伸度と高い結晶化度による低い耐疲労性が問題となって、まだこれを用いたタイヤコードは存在していない現状である。しかし、ＮＭＭＯによるリヨセル繊維の製造方法は、溶媒の全量回収と再使用による無公害工程という点と、製造された繊維とフィルムなどが高い機械的強度を有するという利点によって、セルロースを素材とした製品の製造工程に多く用いられている。
【０００５】
本発明では、上記の通り多くの長所を有するリヨセル製造工程によって得られたフィラメントをダイレクト撚糸機を用いて生コードを製造し、また通常のＲＦＬ処理工程を介してディップコードを製造し、タイヤコードに適している力−伸長曲線を有するリヨセルディップコードを提供しようとする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、タイヤコード用に適している応力−歪み曲線を有するリヨセルディップコードを提供するにある。
【０００７】
本発明は、既存のビスコースレーヨンタイヤコードが有する低い強度と低い初期モジュラスという問題点を解決するために、ＮＭＭＯ水和物を、溶媒を用いて直接セルロースを溶解させ、前記溶液の紡糸、水洗、油剤処理、および、乾燥条件を適切に調節することによって、産業用リヨセルフィラメントを得、これを用いて撚糸および熱処理を実施することによって、特にタイヤコード用として適している応力−歪み曲線を有するリヨセルディップコードを提供することをその目的とする。
【０００８】
本発明では、まず商業的に用いられるビスコースレーヨンの生コードおよびディップコードの応力−歪みプロフィールを分析した（比較例１）。そして、ビスコースレーヨンの低い強度と低い初期モジュラスとを改善するために、既存のビスコース工程と区別されるＮＭＭＯによってセルロースを溶解させる方法を用いてリヨセルマルチフィラメントを製造し、その後、ディップコードの重合度の変化、油剤量、密度などの条件を変化させることによって、ビスコースレーヨンが有する低い強度と低い初期モジュラスとを改善しようする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るリヨセルディップコードは、少なくとも２本のリヨセルマルチフィラメントからなるリヨセル生コードをディッピング液に浸漬し、硬化させて製造されたリヨセルディップコードであって、（ａ）乾燥状態で測定されたリヨセルディップコードが１．０ｇ／ｄの初期応力において１．２％以下伸長し、８０〜２００ｇ／ｄの初期モジュラス値を有し；（ｂ）１．０ｇ／ｄから４．０ｇ／ｄまでの応力区間で６％以下伸長し；そして（ｃ）４．０ｇ／ｄの引張強度から糸が切断されるまで１％以上伸長する応力−歪み曲線を有することを特徴とする。
【００１０】
また、前記リヨセルディップコードの重合度（ＤＰ）の低下率が３．０％以下であることが好ましい。
【００１１】
また、前記リヨセルディップコードは、２５０〜５５０ＴＰＭの撚数を有することが好ましい。
【００１２】
また、前記リヨセルディップコードは、強力が１６．０〜３０．０ｋｇｆであることが好ましい。
【００１３】
また、前記リヨセルディップコードは、１．４８〜１．５２ｇ／ｃｍ3の密度を有することが特徴である。
【００１４】
また、前記リヨセルマルチフィラメントは、０．８０以上の結晶配向度を有することが特徴である。
【００１５】
また、前記リヨセルマルチフィラメントは、０．２〜０．６の動摩擦係数を有することが好ましい。
【００１６】
また、前記リヨセル生コードは、リヨセルマルチフィラメントを２本または３本で撚糸して製造される。
【００１７】
また、前記リヨセルディップコードを含むタイヤを提供する。
【発明の効果】
【００１８】
このように、本発明において、（ａ）乾燥状態で測定されたリヨセルディップコードが１．０ｇ／ｄの初期応力において１．２％以下伸長し、８０〜２００ｇ／ｄの初期モジュラス値を有し、（ｂ）１．０ｇ／ｄから４．０ｇ／ｄまでの応力区間で６％以下伸長し、（ｃ）４．０ｇ／ｄの引張強度から糸が切断されるまで１％以上伸長する応力−歪み曲線を有するリヨセルディップコードを提供することによって、既存のビスコースレーヨンが有していた低い強度と低い初期モジュラスという問題点を改善し、優れたサイズ安全性と耐熱性を有するリヨセルタイヤコードを提供することができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の産業用高強力繊維、特にタイヤコード用として用いられるリヨセルディップコードに高い形態安全性を付与するためには、リヨセルディップコードの応力−歪み曲線を調節することが重要である。この時、乾燥状態で測定されたリヨセルディップコードが１．０ｇ／ｄの初期応力において１．２％以下伸長し、８０〜２００ｇ／ｄの初期モジュラス値を有し；１．０ｇ／ｄから４．０ｇ／ｄまでの応力区間で６％以下伸長し；４．０ｇ／ｄの引張強度から糸が切断されるまで１％以上伸長する応力−歪み曲線を有することが好ましい。
【００２０】
タイヤ製造の際、加硫工程において高い形態安全性を保持するためには、リヨセルディップコードの高い初期モジュラスが必要である。このような理由で、本発明のリヨセルディップコードが１．０ｇ／ｄの初期応力において１．２％以下伸長し、８０〜２００ｇ／ｄの初期モジュラス値を有することが好ましいが、ディップコードが１．０ｇ／ｄの初期応力に１％を超過して伸長すれば、タイヤの製造後の形態安全性が低く、外部変形による抵抗性が低くなってタイヤに激しい変形を招くようになり、乗車感の低下および操縦性能の低下をもたらすようになる。また、本発明のリヨセルディップコードは、１．０ｇ／ｄから４．０ｇ／ｄまでの応力区間で６％以下伸長することが好ましいが、６％を超過して伸長すれば、形態安全性が低下し、外部変形による抵抗性が低くなってタイヤの変形を引き起こすことがある。
【００２１】
また、エネルギー節約型自動車を設計するためには、タイヤの重量を最小化することが好ましいが、これを実現するために高強力タイヤコード紙が必要である。本発明のリヨセルディップコードは、４．０ｇ／ｄの引張強度から糸が切断されるまで１％以上伸長する応力−歪み曲線を有することが好ましいが、これは４．０ｇ／ｄの引張強度からディップコードが切断されるまで１％未満伸長すれば、ディップコードの最大引張荷重の吸収力が不足してタイヤ当たりのコード紙の重量を減らし難く、耐疲労性が急激に下がる。
【００２２】
以下、本発明をより詳細に説明する。
【００２３】
本発明のようなリヨセルフィラメントを製造するためには、セルロースの純度が高いパルプを用いなければならず、高品質のセルロース系繊維を製造するためには、α−セルロース含量が高いものを用いることが好ましい。このような理由は、重合度が高いセルロース分子を用いて高配向構造および高結晶化させることによって高い強度と高い初期モジュラスとを期待することができるためである。したがって、本発明で用いられたセルロースは、ＤＰ１，２００、α−セルロース含量９３％以上の針葉樹パルプ（soft wood pulp）である。
【００２４】
ＮＭＭＯは、セルロースに対する溶解力が優れ，毒性のない溶媒として知られており、本発明におけるＮＭＭＯは、約８７％の水準に調節された水和物を用いるが、これは結晶性の高いセルロースの細孔（pore）を開いて溶解力を有するために、水の存在が必須である。このようなＮＭＭＯの水和物の熱分解を抑制し、セルロース溶液の安全性のために、３，４，５−トリヒドロキシ安息香酸プロピルエステル（trihydroxybenzoic acid propyl ester、以下、没食子酸プロピル（propyl gallate）と称する）を微量添加した。
【００２５】
セルロースをＮＭＭＯに溶解させるために剪断力（shear force）のような物理的な力が必要であり、本発明では２軸押出機を介してセルロースを溶解させた。以上のようなセルロース溶液をオリフィスの直径が１００〜２００μｍ、オリフィスの長さは２００〜１，６００μｍとして、オリフィスの直径と長さの比が２〜８倍程度であるノズルを介して紡糸した後、図１に示す工程を通してリヨセルフィラメントを得ることができる。図１に示したリヨセルフィラメント製造工程は下記の通りである。
【００２６】
紡糸ノズル１から圧出された溶液は、垂直方向にエアーギャップ（air gap）を通過して凝固浴２で凝固する。エアーギャップは、緻密で均一な繊維を得、また、円滑な冷却効果を与えるために１０〜３００ｍｍの長さであることが適切である。
【００２７】
凝固浴２を通過したフィラメントは、水洗槽３を通過するようになる。凝固浴２と水洗槽３との温度は、急激な脱溶媒による繊維組織内の孔隙等の形成による物性の低下を防ぐために、１０〜２５℃程度に調節することが好ましい。
【００２８】
水洗槽３を通過した繊維は、水分除去のためにスクイジング（squeezing）ローラー４を通過した後、１次油剤処理装置５を通過する。
【００２９】
以後、１次油剤処理装置５を通過したフィラメント糸は、乾燥装置６を経ながら乾燥される。この時、乾燥温度と乾燥方式、そして乾燥張力などは、フィラメントの後工程および物性に大きい影響を及ぼすようになる。本発明では、工程における水分率が７〜１３％になることができるように乾燥温度を調節した。
【００３０】
乾燥装置６を通過したフィラメントは、２次油剤処理装置７を経て最終的に巻取機８で巻き取られる。
【００３１】
巻取機８で巻き取られたリヨセルフィラメントの繊度については特に制限されないが、短糸繊度は０．０１〜１０デニールであることが好ましい。リヨセルフィラメントの高強力特性を保持するためには、短糸繊度は０．５〜１０デニールであることが好ましく、さらに好ましくは０．７〜３デニールであることであり、最も好ましくは０．７〜２デニールであることである。また、総繊度は、特に制限されないが、通常的に５〜３０，０００デニールであり、そして産業資材用としては１００〜５，０００デニールであることが好ましい。
【００３２】
製造されたフィラメント原糸をダイレクト撚糸機で撚糸して生コードを製造し、通常のレゾルシノール−ホルマリン−ラテックス（ＲＦＬ）溶液に浸漬して熱処理することによって、「ディップコード（Dip Cord）」を製造した。
【００３３】
本発明の産業用高強力コード、特にタイヤコード用として用いられるリヨセルディップコードは、リヨセルディップコードの応力−歪み曲線を調節して高い形態安全性を付与する。本発明のリヨセルディップコードの応力−歪み曲線は、リヨセルディップコードが１．０ｇ／ｄの初期応力において１．２％以下伸長し、８０〜２００ｇ／ｄの初期モジュラス値を有し；１．０ｇ／ｄから４．０ｇ／ｄまでの応力区間で６％以下伸長し；４．０ｇ／ｄの引張強度から糸が切断されるまで１％以上伸長することが好ましい。
【００３４】
本発明の前記応力−歪み曲線に影響を与える因子としてディップコード重合度（ＤＰ）の低下率がある。ディップコードの重合度の低下率（％）は、熱処理を実施する前の生コードのＤＰ（Ｄ0）を測定し、熱処理を実施した後、ディップコードのＤＰ（Ｄ1）を測定して、式（１）によって低下率を計算する。
【００３５】
（数１）
ＤＰ低下率（％）＝（Ｄ0−Ｄ1）／Ｄ0×１００ （１）
【００３６】
本発明における好ましいディップコードの重合度（ＤＰ）の低下率は３％以下である。重合度の低下率が３％を超過すれば、ディップコードの機械的物性が急激に減少し、本発明で達成しようとするタイヤコード用としての好ましいディップコードの応力−歪み曲線を得られない。前記ディップコードＤＰの低下率（％）に影響を与える因子には様々なものがある。第一は、ディッピング工程で熱処理時間および温度を適切に調節してＤＰの低下率を最小化することができる。第二は、リヨセルマルチフィラメントの緻密性である。リヨセルマルチフィラメント内に孔隙が多く存在したり、スキン−コア構造へ過度に発達したりすれば、ディッピング工程でディップコードの重合度が急激に減少する。
【００３７】
前記応力−歪み曲線に影響を与える他の因子としては、リヨセルフィラメント−フィラメント間の動摩擦係数がある。好ましい動摩擦係数の値は０．０１〜３．０であり、より好ましくは０．１〜２．５、さらに好ましくは０．２〜０．６である。動摩擦係数の値が０．０１未満であれば撚り工程でスリップが発生し、３．０より大きければ撚り工程でコードに損傷を提供して、強力および耐疲労性が低下する。前記動摩擦係数の調節のためにフィラメントの表面に油剤を塗布することができる。油剤の塗布量は、繊維重量に対して０．１〜７重量％にすることが好ましく、より好ましくは０．２〜４重量％、さらに好ましくは０．４〜１．５重量％である。繊維に対する油剤の塗布量が０．１重量％未満であれば撚り工程でコードに損傷が発生して強力および耐疲労性が低下し、７重量％超過すれば撚り工程でスリップが発生する。
【００３８】
本発明で用いられる油剤に対しては特別な制限はないが、以下の化合物（１）〜（３）からなる群から選択される少なくとも１種の化合物を必須成分とし、必須成分の合計量を油剤全体の重量の３０〜１００重量％にすることが好ましい。
【００３９】
（１）分子量３００〜２，０００のエステル化合物
（２）鉱物油
（３）分子量３００〜２，０００のエチレンオキシドとプロピレンオキシドとの共重合体
【００４０】
本発明の応力−歪み曲線に影響を与えるまた他の因子は、リヨセルマルチフィラメントの結晶配向度である。結晶配向度は、０．８０以上が好ましく、より好ましくは０．９０以上である。結晶配向度が０．８０未満であれば、分子鎖配向の不充分でリヨセルマルチフィラメントの強力低下によって、ディップコードが４．０ｇ／ｄの引張強度から糸が切断されるまで１％以上伸長する応力−歪み曲線を有することが不可能である。結晶配向度に影響を与える工程因子としては、ＮＭＭＯ溶媒に対するセルロースの濃度、オリフィスの長さ／直径比の冷却条件および凝固浴の温度などがある。このような様々な工程因子を適切に調節することによって、コードの結晶配向度を０．８０以上で調節することができる。
【００４１】
本発明の応力−歪み曲線に影響を与えるまた他の因子はコードの密度である。ＲＦＬを除去したディップコードの密度は、１．４８〜１．５４ｇ／ｃｍ3であることが好ましく、より好ましくは１．５０〜１．５２ｇ／ｃｍ3である。ディップコード内に孔隙が多く存在したり、スキン−コア構造へ過度に発達したりすれば、ディップコードの密度が１．４８ｇ／ｃｍ3未満になって、緻密性および強力の不足によって、本発明に係る応力−歪み曲線を有することができなくなる。１．５４ｇ／ｃｍ3超過すればコードの伸度が過度に減少して応力−歪み曲線は４．０ｇ／ｄの引張強度から糸が切断されるまで１％未満伸長して耐疲労性が下がる。
【００４２】
以下、本発明の撚糸、製織および熱処理工程をさらに詳しく説明する。
【００４３】
本発明の撚糸工程をさらに詳細に説明すれば、前記方法によって製造されたリヨセルマルチフィラメント２本または３本を加撚および合撚が同時進行されるダイレクト撚糸機で撚糸してタイヤコード用「生コード」を製造する。生コードは、リヨセルマルチフィラメントに下撚（Ply Twist）を加えた後、上撚（Cable Twist）を加えて合撚することで製造され、一般的に上撚と下撚は同じ撚数あるいは必要に応じて異なる撚数を加えるようになる。
【００４４】
一般的にマルチフィラメントに与えられる撚りの水準（撚数）によりコードの強伸度、中伸度および耐疲労度などの物性が変化する。通常、撚りが高い場合、強力は減少し、中伸と切伸は増加する傾向を帯びるようになる。耐疲労度は撚りの増加により向上する傾向を見せるようになる。本発明で製造したリヨセルタイヤコードの撚数は、上／下撚同時に２５０／２５０ＴＰＭ〜５５０／５５０ＴＰＭで製造したが、上撚と下撚を同じ数値として付与することは、製造されたタイヤコードが回転や撚りなどをせず、一直線上を保持しやすいようにして物性の発現を最大にするためである。この時、２５０／２５０ＴＰＭ未満である場合には生コードの切伸が減少して耐疲労度が低下しやすく、５５０／５５０ＴＰＭ超過の場合には強力低下が大きくてタイヤコード用として適切ではない。
【００４５】
製造された生コードは、製織機（weaving machine）を用いて製織され、得られた織物をディッピング液に浸漬した後、硬化して生コードの表面に樹脂層が塗布されたタイヤコード用「ディップコード（Dip Cord）」として製造される。
【００４６】
本発明のディッピング工程をさらに詳細に説明すれば、ディッピングは繊維の表面にＲＦＬ（Resorcinol-Formaline-Latex）と呼ばれる樹脂層を含浸させる工程からなる。本来、ゴムとの接着性に欠けるタイヤコード用繊維の短所を改善するために実施する。通常のレーヨン繊維またはナイロンは１浴ディップを行うのが普通であり、ＰＥＴ繊維を用いる場合、ＰＥＴ繊維表面の反応基がレーヨン繊維やナイロン繊維に比べて少ないため、ＰＥＴ表面をまず活性化した後に接着処理を行うようになる（２浴ディップ）。
【００４７】
本発明に係るリヨセルマルチフィラメントは１浴ディップを用いて製造された。ディッピング浴は、タイヤコードのために公知されたディッピング浴を用いる。
【実施例】
【００４８】
以下、具体的な実施例および比較例をもって本発明の構成および効果を詳細に説明するが、これらの実施例は、単に本発明をより明確に理解できるようにさせるものであって、本発明の範囲を限定するものではない。
【００４９】
実施例および比較例において、セルロース溶液およびフィラメントなどの特性は、下記のような方法でその物性を評価した。
【００５０】
（ａ）タイヤコード強力（ｋｇｆ）、強度（ｇ／ｄ）および初期モジュラス（ｇ／ｄ）
表面にＲＦＬ液がコーティングされたリヨセルディップコードを１０７℃で２時間乾燥した後、インストロン社の低速伸長型引張試験機を用いて、試料長２５０ｍｍ、引張速度３００ｍ／ｍｉｎで測定する。引張試験の初期に加えられる初荷重は０．０５ｇ／ｄを基準として加えられ、細部試験方法はＡＳＴＭ Ｄ８８５に準じて実施した。初期モジュラスは降伏点以前のグラフの傾きを示す。リヨセルディップコードの繊度は試料長６００ｍｍ、初荷重は０．０５ｇ／ｄで測定する。強力は繊度と強度によって求められる。
【００５１】
（ｂ）ＤＰＵ（dipping pick up）
３ｇのディップコードを３０±５℃で保持する７１±１％の硫酸で溶解させた後、ガラスフィルタ（Glass Filter）で濾過させて乾燥した後、重さを測定する。
【００５２】
（数２）
ＤＰＵ（％）＝乾燥した残渣の重さ／（乾燥した試料の重さ−乾燥した残渣の重さ）×１００ （２）
【００５３】
（ｃ）動摩擦係数の測定方法
摩擦係数の測定は、スイスのノスチャイルド社の摩擦係数測定装置を用い、これは繊維がプーリー（pulley、直線運動を回転運動に変える装置）を通過する時、プーリー表面と繊維との間の摩擦力を克服することができる程の張力が増加するという原理を利用したものであって、２００ｍ／ｍｉｎで繊維を移動させながら、送出張力と巻取張力との値を張力計を用いて測定して関係式に代入することによって求められる。
【００５４】
（数３）
μ（摩擦係数）＝ｌｎ（巻取張力／送出張力）／θ（接触角） （３）
【００５５】
（ｄ）結晶配向度測定方法（ＷＡＸＤ）
マルチフィラメントの結晶化度を測定するために、次のように広角Ｘ線回折法を用いた。Ｘ−ｒａｙ発生装置：リガク社製、Ｘ線源：ＣｕＫα（Ｎｉフィルタ使用）、出力：５０ＫＶ ２００ｍＡ、測定範囲：２Θ＝５〜４５°
【００５６】
（ｅ）密度測定方法
熱処理条件を同じように適用してＲＦＬ液に浸漬しないディップコードを巻き取った後、試片を２〜３ｍｍで切断して、約０．０１ｇを採取した後、ＡＳＴＭ Ｄ１５０５に準じて製作された密度勾配管に投入した後、２４時間程度放置して安定化させてから密度値を測定した。
【００５７】
（ｆ）乾熱収縮率（％、Shrinkage）
２５℃、６５％ＲＨで２４時間放置した後、０．０５ｇ／ｄの静荷重で測定した長さ（Ｌ0）と１５０℃で３０分間０．０５ｇ／ｄの静荷重で処理した後の長さ（Ｌ1）との比を用いて乾熱収縮率を示す。
【００５８】
（数４）
Ｓ（％）＝（Ｌ0−Ｌ1）／Ｌ0×１００ （４）
【００５９】
（ｇ）ディップコード重合度（ＤＰ）の低下率（％）
溶解したセルロースの固有粘度［ＩＶ］は、ウッベローデ粘度計を用いてＡＳＴＭ Ｄ５３９−５１Ｔによって作られた０．５Ｍ銅エチレンジアミンヒドロキシド溶液で２５±０．０１℃で０．１〜０．６ｇ／ｄｌの濃度範囲で測定した。固有粘度は比粘度を濃度に応じて外挿して求め、これを下のマーク・ホウィンクの式に代入して重合度を求める。
【００６０】
（数５）
［ＩＶ］＝０．９８×１０−２ＤＰ０．９ （５）
【００６１】
まず、熱処理を実施する前の生コードのＤＰ（Ｄ0）を測定し、熱処理を実施した後にディップコードのＤＰ（Ｄ1）を測定し、下式によって低下率を計算する。
【００６２】
（数６）
ＤＰ低下率（％）＝（Ｄ0−Ｄ1）／Ｄ0×１００ （１）
【００６３】
（ｈ）油剤含有量（ＯＰＵ）の測定方法
生コード試片を１０〜１５ｍに切断し、約５．０ｇを採取した後、１０７℃乾燥器で２時間乾燥した後、重さを測定し（Ｗ0）、ＣＣｌ4に２時間浸漬させて油剤を除去した後、前記乾燥条件で乾燥し、重さを測定（Ｗ1）して油剤含有量を計算する。
【００６４】
（数７）
油剤含有量（ＯＰＵ、％）＝（Ｗ0−Ｗ1）／Ｗ1×１００ （６）
【００６５】
［実施例１〜１２］
重合度（ＤＰＷ）が１２００（α−セルロース含量；９７％）であるバッカイ（Buckeye）社のＶ−８１パルプとＮＭＭＯ・１Ｈ2Ｏ、そして没食子酸プロピルを溶液対比０．０４５ｗｔ％を用いて製造したセルロース溶液を用いた。この時、セルロースの濃度は９〜１４％にし、オリフィス数を１，０００にし、オリフィスの直径は１２０〜２００μｍまで変化させて用いた。オリフィスの直径と長さとの比（Ｌ／Ｄ）は４〜８、外径１００ｍｍφの紡糸ノズルから吐き出された溶液をエアーギャップ３０〜１００ｍｍの長さをもって冷却され、紡糸速度は９０〜１５０ｍ／ｍｉｎに変化させて行い、最終フィラメント繊度が１，５００デニールになるようにした。凝固液温度は１０〜２５℃、濃度は水８０％、ＮＭＭＯ２０％で調整し、凝固液の温度と濃度は屈折計を用いて連続的にモニターした。凝固浴を取り出したフィラメントは、残存ＮＭＭＯを水洗工程を通して除去し、１次油剤処理装置を経た後に乾燥させ、以後２次油剤処理をして巻き取った。巻き取られた原糸フィラメントのＯＰＵは、０．１〜０．６％に調節した。紡糸条件および変数を表１に示す。前記得られたフィラメントをダイレクト撚糸機を用いて、上／下撚同時に３５０〜４７０回／ｍの撚数を加えて２プライ（ply）生コードを製造し（実施例１〜６）、また上／下撚同時に２６０〜４００回／ｍの撚数を加えて３プライ生コードを製造した（実施例７〜１２）。以後、全体熱処理工程の張力は１．０〜３．０％に加えてＤＰＵが３．０〜６．０％に合わせたディップコードを製造した。この時、１００〜１２０℃の温度で生コードにある水分を乾燥した後、ＲＦＬ液にディッピングを実施するようになるが、ディッピング後の処理温度と滞留時間はセルロースのＤＰ低下に影響を及ぼすようになる。本実施例ではＲＦＬ液にディッピング後、処理温度は１４０〜２００℃で実施し、ディッピング後の処理工程内の滞留時間は５０〜２００秒になるようにした。
この時、ディップコードの物性結果を表２に示す。
【００６６】
［比較例］
現在、商業化されてレーヨンタイヤコードとして用いられているスーパー（Super）-IIIのディップコードと上記の条件以外の条件を用いてリヨセルを製造し、実施例のような方法で評価を実施した。この結果も表１、２に示す。
【００６７】
【表１】
【００６８】
【表２】
【００６９】
表２の実施例１〜１２に示すように、本発明で製造されたリヨセルディップコードは８０〜２００ｇ／ｄの初期モジュラス値を有し、１６ｋｇｆ以上の高い強力を有するようになり、このようにして既存のビスコースレーヨンが有していた低い強度と低い初期モジュラスの問題点とを改善することによって、優れたサイズ安全性と耐熱性を有するリヨセルタイヤコードを提供する。
【００７０】
本発明は、記載された具体例に対してのみ詳細に記述しているが、本発明の技術思想の範囲内において多様な変形および修正が可能であることは当業者にとって明白なことであり、このような変形および修正が添付された特許請求範囲に属することは当然のことである。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明のタイヤコード用高強度リヨセルフィラメント製造のための紡糸工程の実施例を実現する装置を示す図面である。
【図２】本発明を介して製造されたリヨセル生コードを通常の方法にてレゾルシノール−ホルマリン−ラテックス（ＲＦＬ）処理して得られたディップコードの応力−歪み（Stress-Strain）曲線の例を示すグラフである。
【図３】本発明の比較例として提示されたビスコースレーヨン（Super-III）ディップコードの応力−歪み曲線の例を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７２】
１ 紡糸ノズル
２ 凝固浴
３ 水洗槽
４ 絞りローラー
５ １次油剤処理装置
６ 乾燥装置
７ ２次油剤処理装置
８ 巻取機
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２本のリヨセルマルチフィラメントからなるリヨセル生コードをディッピング液に浸漬し、硬化させて製造されたリヨセルディップコードであって、
（ａ）乾燥状態で測定されたリヨセルディップコードが１．０ｇ／ｄの初期応力において１．２％以下伸長し、８０〜２００ｇ／ｄの初期モジュラス値を有し；（ｂ）１．０ｇ／ｄから４．０ｇ／ｄまでの応力区間で６％以下伸長し；（ｃ）４．０ｇ／ｄの引張強度から糸が切断されるまで１％以上伸長する応力−歪み曲線を有するリヨセルディップコード。
【請求項２】
前記リヨセルディップコードの重合度（ＤＰ）の低下率が３．０％以下であることを特徴とする請求項１記載のリヨセルディップコード。
【請求項３】
前記リヨセルディップコードは、１．４８〜１．５２ｇ／ｃｍ3の密度を有することを特徴とする請求項１記載のリヨセルディップコード。
【請求項４】
前記リヨセル生コードは、リヨセルマルチフィラメントを２本または３本で撚糸して製造されることを特徴とする請求項１記載のリヨセルディップコード。
【請求項５】
前記リヨセルマルチフィラメントは、０．８０以上の結晶配向度を有することを特徴とする請求項１記載のリヨセルディップコード。
【請求項６】
前記リヨセルマルチフィラメントは、０．２〜０．６の動摩擦係数を有することを特徴とする請求項１記載のリヨセルディップコード。
【請求項７】
前記リヨセルディップコードは、２５０〜５５０ＴＰＭの撚数を有することを特徴とする請求項１記載のリヨセルディップコード。
【請求項８】
前記リヨセルディップコードは、強力が１６．０〜３０．０ｋｇｆであることを特徴とする請求項１記載のリヨセルディップコード。
【請求項９】
請求項１記載のリヨセルディップコードを含むタイヤ。
【請求項１】
少なくとも２本のリヨセルマルチフィラメントからなるリヨセル生コードをディッピング液に浸漬し、硬化させて製造されたリヨセルディップコードであって、
（ａ）乾燥状態で測定されたリヨセルディップコードが１．０ｇ／ｄの初期応力において１．２％以下伸長し、８０〜２００ｇ／ｄの初期モジュラス値を有し；（ｂ）１．０ｇ／ｄから４．０ｇ／ｄまでの応力区間で６％以下伸長し；（ｃ）４．０ｇ／ｄの引張強度から糸が切断されるまで１％以上伸長する応力−歪み曲線を有するリヨセルディップコード。
【請求項２】
前記リヨセルディップコードの重合度（ＤＰ）の低下率が３．０％以下であることを特徴とする請求項１記載のリヨセルディップコード。
【請求項３】
前記リヨセルディップコードは、１．４８〜１．５２ｇ／ｃｍ3の密度を有することを特徴とする請求項１記載のリヨセルディップコード。
【請求項４】
前記リヨセル生コードは、リヨセルマルチフィラメントを２本または３本で撚糸して製造されることを特徴とする請求項１記載のリヨセルディップコード。
【請求項５】
前記リヨセルマルチフィラメントは、０．８０以上の結晶配向度を有することを特徴とする請求項１記載のリヨセルディップコード。
【請求項６】
前記リヨセルマルチフィラメントは、０．２〜０．６の動摩擦係数を有することを特徴とする請求項１記載のリヨセルディップコード。
【請求項７】
前記リヨセルディップコードは、２５０〜５５０ＴＰＭの撚数を有することを特徴とする請求項１記載のリヨセルディップコード。
【請求項８】
前記リヨセルディップコードは、強力が１６．０〜３０．０ｋｇｆであることを特徴とする請求項１記載のリヨセルディップコード。
【請求項９】
請求項１記載のリヨセルディップコードを含むタイヤ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００７−２９７７６１（Ｐ２００７−２９７７６１Ａ）
【公開日】平成１９年１１月１５日（２００７．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２２２９２１（Ｐ２００６−２２２９２１）
【出願日】平成１８年８月１８日（２００６．８．１８）
【出願人】（５０３４３４２９８）ヒョスング コーポレーション (22)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１１月１５日（２００７．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月１８日（２００６．８．１８）
【出願人】（５０３４３４２９８）ヒョスング コーポレーション (22)
【Ｆターム（参考）】
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