JP2002018843A - プリプレグ - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】タイヤ等のゴム材料に好適に使用できるゴム材
料補強用プリプレグ及び該プリプレグにより補強されて
なり、優れた耐疲労性を有する繊維強化ゴム材料を提供
すること。 【解決手段】分子内に不飽和結合及びエポキシ基を有す
る化合物を含んでなる樹脂組成物が強化繊維束に含浸さ
れてなるゴム材料補強用プリプレグ。
料補強用プリプレグ及び該プリプレグにより補強されて
なり、優れた耐疲労性を有する繊維強化ゴム材料を提供
すること。 【解決手段】分子内に不飽和結合及びエポキシ基を有す
る化合物を含んでなる樹脂組成物が強化繊維束に含浸さ
れてなるゴム材料補強用プリプレグ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、タイヤ、ベルト、
ホース等の各種ゴム材料の補強用材料として、好適に使
用できるプリプレグ及び該プリプレグにより補強されて
なる繊維強化ゴム材料に関するものである。
ホース等の各種ゴム材料の補強用材料として、好適に使
用できるプリプレグ及び該プリプレグにより補強されて
なる繊維強化ゴム材料に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】強化繊維とゴムからなる繊維強化ゴム材
料は、タイヤ、ベルト、ホース等のゴム材料として、広
く利用されている。一般に、これらのゴム材料は、表面
に接着剤が付与された強化繊維により、ゴムを含んでな
る基材が補強されてなるものである。
料は、タイヤ、ベルト、ホース等のゴム材料として、広
く利用されている。一般に、これらのゴム材料は、表面
に接着剤が付与された強化繊維により、ゴムを含んでな
る基材が補強されてなるものである。
【０００３】かかるゴム材料において、強化繊維に要求
される特性としては、引張強度、引張弾性率、耐熱性、
耐水性、耐疲労性等が挙げられる。ゴム材料は繰り返
し、外力による変形を受けるため、特に耐疲労性が重視
される炭素繊維は、引張強度、引張弾性率、耐熱性、耐
水性に極めて優れた素材であるが、炭素繊維を用いた繊
維強化ゴム材料は、単糸同士の擦過による繊維の破砕や
繊維とゴムの界面の剥離が生じ易く、実用的な耐疲労性
を有していない。かかる問題を解決し、ゴム材料に炭素
繊維を適用する試みとしては、特開昭５２−５６１８１
号公報や特開昭６０−１８１３６９号公報に、レゾルシ
ノール−ホルムアルデヒド樹脂、ゴムラテックス及びエ
ポキシ樹脂を含んでなる樹脂組成物を炭素繊維束に含浸
させる手法が開示されている。
される特性としては、引張強度、引張弾性率、耐熱性、
耐水性、耐疲労性等が挙げられる。ゴム材料は繰り返
し、外力による変形を受けるため、特に耐疲労性が重視
される炭素繊維は、引張強度、引張弾性率、耐熱性、耐
水性に極めて優れた素材であるが、炭素繊維を用いた繊
維強化ゴム材料は、単糸同士の擦過による繊維の破砕や
繊維とゴムの界面の剥離が生じ易く、実用的な耐疲労性
を有していない。かかる問題を解決し、ゴム材料に炭素
繊維を適用する試みとしては、特開昭５２−５６１８１
号公報や特開昭６０−１８１３６９号公報に、レゾルシ
ノール−ホルムアルデヒド樹脂、ゴムラテックス及びエ
ポキシ樹脂を含んでなる樹脂組成物を炭素繊維束に含浸
させる手法が開示されている。
【０００４】しかしながら、これら手法によっても、タ
イヤ等の用途において、要求される耐疲労性を十分満足
することはできず、炭素繊維が適用された繊維強化ゴム
材料の中で、実用的に問題のない耐疲労性を有するもの
は、未だ満足されるものが得られていないのが現状であ
る。
イヤ等の用途において、要求される耐疲労性を十分満足
することはできず、炭素繊維が適用された繊維強化ゴム
材料の中で、実用的に問題のない耐疲労性を有するもの
は、未だ満足されるものが得られていないのが現状であ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、タイヤ等の
ゴム材料に好適に使用できるゴム材料補強用プリプレグ
及び該プリプレグにより補強されてなり、優れた耐疲労
性を有する繊維強化ゴム材料を提供せんとするものであ
る。
ゴム材料に好適に使用できるゴム材料補強用プリプレグ
及び該プリプレグにより補強されてなり、優れた耐疲労
性を有する繊維強化ゴム材料を提供せんとするものであ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は下記の構成を有する。
めに、本発明は下記の構成を有する。
【０００７】即ち、分子内に不飽和結合及びエポキシ基
を有する化合物を含んでなる樹脂組成物が強化繊維束に
含浸されてなるゴム材料補強用プリプレグである。
を有する化合物を含んでなる樹脂組成物が強化繊維束に
含浸されてなるゴム材料補強用プリプレグである。
【０００８】さらに、上記課題を解決するために、本発
明は下記の構成を有する。
明は下記の構成を有する。
【０００９】即ち、前記ゴム材料補強用プリプレグによ
りゴムを含んでなる基材が補強されてなる繊維強化ゴム
材料である。
りゴムを含んでなる基材が補強されてなる繊維強化ゴム
材料である。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明に用いられる分子内に不飽
和結合及びエポキシ基を有する化合物の具体例として
は、アリルグリシジルエーテル、グリシジルアクリレー
ト、グリシジルメタクリレート、テトラヒドロフタル酸
ジグリシジルエステル、アリルフェノールグリシジルエ
ーテル、ジアリルビスフェノールＡジグリシジルエーテ
ル、ジアリルビスフェノールＦジグリシジルエーテル等
のエポキシ化合物が挙げられる。中でも、グリシジルメ
タクリレートの場合は、繊維強化ゴム材料の耐疲労性向
上に特に効果が大きく、好適に用いられる。
和結合及びエポキシ基を有する化合物の具体例として
は、アリルグリシジルエーテル、グリシジルアクリレー
ト、グリシジルメタクリレート、テトラヒドロフタル酸
ジグリシジルエステル、アリルフェノールグリシジルエ
ーテル、ジアリルビスフェノールＡジグリシジルエーテ
ル、ジアリルビスフェノールＦジグリシジルエーテル等
のエポキシ化合物が挙げられる。中でも、グリシジルメ
タクリレートの場合は、繊維強化ゴム材料の耐疲労性向
上に特に効果が大きく、好適に用いられる。
【００１１】本発明において、分子内に不飽和結合及び
エポキシ基を有する化合物は、全樹脂組成物１００重量
％に対して、３０〜７０重量％配合するのが良く、好ま
しくは４０〜６０重量％、より好ましくは４５〜５５重
量％配合するのが良い。３０重量％に満たないと、繊維
強化ゴム材料の耐疲労性が不十分になることがあり、７
０重量％を超えると、繊維強化ゴム材料の耐熱性や耐水
性が不十分になることがある。
エポキシ基を有する化合物は、全樹脂組成物１００重量
％に対して、３０〜７０重量％配合するのが良く、好ま
しくは４０〜６０重量％、より好ましくは４５〜５５重
量％配合するのが良い。３０重量％に満たないと、繊維
強化ゴム材料の耐疲労性が不十分になることがあり、７
０重量％を超えると、繊維強化ゴム材料の耐熱性や耐水
性が不十分になることがある。
【００１２】本発明において、樹脂組成物には、分子内
に不飽和結合及びエポキシ基を有する化合物の他に、可
撓性を有するエポキシ樹脂を配合することが好ましい。
かかるエポキシ樹脂の配合により、樹脂が加熱等により
硬化されてなる樹脂硬化物の柔軟性が改善され、その結
果、得られる繊維強化ゴム材料の耐疲労性がさらに向上
する。
に不飽和結合及びエポキシ基を有する化合物の他に、可
撓性を有するエポキシ樹脂を配合することが好ましい。
かかるエポキシ樹脂の配合により、樹脂が加熱等により
硬化されてなる樹脂硬化物の柔軟性が改善され、その結
果、得られる繊維強化ゴム材料の耐疲労性がさらに向上
する。
【００１３】可撓性を有するエポキシ樹脂の具体例とし
ては、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、
ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ビス
フェノールＡとエチレンオキサイドの付加物を前駆体と
するジグリシジルエーテル、ビスフェノールＡとプロピ
レンオキサイドの付加物を前駆体とするジグリシジルエ
ーテル、ひまし油のポリグリシジルエーテル等が挙げら
れる。
ては、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、
ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ビス
フェノールＡとエチレンオキサイドの付加物を前駆体と
するジグリシジルエーテル、ビスフェノールＡとプロピ
レンオキサイドの付加物を前駆体とするジグリシジルエ
ーテル、ひまし油のポリグリシジルエーテル等が挙げら
れる。
【００１４】可撓性を有するエポキシ樹脂は、樹脂組成
物１００重量％に対して、２０〜６０重量％配合するの
が良く、好ましくは３０〜５０重量％、より好ましくは
３５〜４５重量％配合するのが良い。１０重量％に満た
ないと、繊維強化ゴム材料の耐疲労性の改善効果が不十
分となることがあり、６０重量％を超えると、繊維強化
ゴム材料の耐熱性や耐水性が不十分となることがある。
物１００重量％に対して、２０〜６０重量％配合するの
が良く、好ましくは３０〜５０重量％、より好ましくは
３５〜４５重量％配合するのが良い。１０重量％に満た
ないと、繊維強化ゴム材料の耐疲労性の改善効果が不十
分となることがあり、６０重量％を超えると、繊維強化
ゴム材料の耐熱性や耐水性が不十分となることがある。
【００１５】本発明の樹脂組成物には、前記した、分子
内に不飽和結合及びエポキシ基を有する化合物、可撓性
を有するエポキシ樹脂の他に、芳香族エポキシ樹脂、脂
肪族エポキシ樹脂を配合することもできる。
内に不飽和結合及びエポキシ基を有する化合物、可撓性
を有するエポキシ樹脂の他に、芳香族エポキシ樹脂、脂
肪族エポキシ樹脂を配合することもできる。
【００１６】本発明において、硬化剤としては、例え
ば、脂肪族アミン、芳香族アミン、ジシアンジアミド、
ポリアミド、酸無水物、フェノール、イミダゾール、酸
ヒドラジド等を用いることができる。中でも、ジシアン
ジアミドは、エポキシ樹脂組成物の室温での保存安定性
と成形温度での硬化反応性を両立させるため、特に好ま
しく用いられる。
ば、脂肪族アミン、芳香族アミン、ジシアンジアミド、
ポリアミド、酸無水物、フェノール、イミダゾール、酸
ヒドラジド等を用いることができる。中でも、ジシアン
ジアミドは、エポキシ樹脂組成物の室温での保存安定性
と成形温度での硬化反応性を両立させるため、特に好ま
しく用いられる。
【００１７】本発明において、樹脂組成物には、熱可塑
性樹脂及び／又は熱可塑性エラストマーを配合すること
が好ましい。かかる成分の配合により、樹脂硬化物の耐
引裂強度が改善され、その結果、得られる繊維強化ゴム
材料の耐疲労性がさらに向上する。
性樹脂及び／又は熱可塑性エラストマーを配合すること
が好ましい。かかる成分の配合により、樹脂硬化物の耐
引裂強度が改善され、その結果、得られる繊維強化ゴム
材料の耐疲労性がさらに向上する。
【００１８】熱可塑性樹脂の具体例としては、ポリアリ
レート、ポリアクリルアミド、ポリアセタール、ポリア
ミド、ポリイミド、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリ
エチレングリコール、ポリエチレンテレフタレート、ポ
リエーテルイミド、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネー
ト、ポリ酢酸ビニル、ポリスチレン、ポリエーテルスル
ホン、ポリビニルアルコール、ポリビニルエーテル、ポ
リビニルブチラール、ポリビニルピロリドン、ポリビニ
ルホルマール、ポリブタジエン、ポリブチレンテレフタ
レート、ポリプロピレン、ポリメタクリル酸メチル、ポ
リメチルペンテン等が挙げられる。これら熱可塑性樹脂
は、単独又は複数混合して配合することができる。
レート、ポリアクリルアミド、ポリアセタール、ポリア
ミド、ポリイミド、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリ
エチレングリコール、ポリエチレンテレフタレート、ポ
リエーテルイミド、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネー
ト、ポリ酢酸ビニル、ポリスチレン、ポリエーテルスル
ホン、ポリビニルアルコール、ポリビニルエーテル、ポ
リビニルブチラール、ポリビニルピロリドン、ポリビニ
ルホルマール、ポリブタジエン、ポリブチレンテレフタ
レート、ポリプロピレン、ポリメタクリル酸メチル、ポ
リメチルペンテン等が挙げられる。これら熱可塑性樹脂
は、単独又は複数混合して配合することができる。
【００１９】熱可塑性エラストマーの具体例としては、
ハードセグメントがポリスチレン、ソフトセグメントが
ブタジエン又はイソプレンであるスチレン系熱可塑性エ
ラストマー、ハードセグメントが短鎖グリコールとイソ
シアネートからなるウレタン、ソフトセグメントが長鎖
グリコールとイソシアネートからなるウレタンであるウ
レタン系熱可塑性エラストマー、ハードセグメントが芳
香族ポリエステル、ソフトセグメントが脂肪族ポリエス
テル又はポリエーテルであるエステル系熱可塑性エラス
トマー、ハードセグメントがポリアミド、ソフトセグメ
ントがポリエステル又はポリエーテルであるアミド系熱
可塑性エラストマー等が挙げられる。これら熱可塑性エ
ラストマーは、単独又は複数混合して配合することがで
きる。
ハードセグメントがポリスチレン、ソフトセグメントが
ブタジエン又はイソプレンであるスチレン系熱可塑性エ
ラストマー、ハードセグメントが短鎖グリコールとイソ
シアネートからなるウレタン、ソフトセグメントが長鎖
グリコールとイソシアネートからなるウレタンであるウ
レタン系熱可塑性エラストマー、ハードセグメントが芳
香族ポリエステル、ソフトセグメントが脂肪族ポリエス
テル又はポリエーテルであるエステル系熱可塑性エラス
トマー、ハードセグメントがポリアミド、ソフトセグメ
ントがポリエステル又はポリエーテルであるアミド系熱
可塑性エラストマー等が挙げられる。これら熱可塑性エ
ラストマーは、単独又は複数混合して配合することがで
きる。
【００２０】熱可塑性樹脂及び／又は熱可塑性エラスト
マーは、樹脂組成物１００重量％に対して、２〜２０重
量％配合するのが良く、好ましくは３〜１５重量％、よ
り好ましくは５〜１０重量％配合するのが良い。２重量
％に満たないと、繊維強化ゴム材料の耐疲労性の改善効
果が不十分となることがあり、２０重量％を超えると、
繊維強化ゴム材料の耐熱性や耐水性が不十分になること
がある。
マーは、樹脂組成物１００重量％に対して、２〜２０重
量％配合するのが良く、好ましくは３〜１５重量％、よ
り好ましくは５〜１０重量％配合するのが良い。２重量
％に満たないと、繊維強化ゴム材料の耐疲労性の改善効
果が不十分となることがあり、２０重量％を超えると、
繊維強化ゴム材料の耐熱性や耐水性が不十分になること
がある。
【００２１】本発明において、樹脂組成物は、強化繊維
束１００重量％に対して、１０〜５０重量％含浸させる
のがよく、好ましくは１５〜４５重量％、より好ましく
は２０〜４０重量％含浸させるのが良い。１０重量％に
満たないと、繊維強化ゴム材料の耐疲労性が不足するこ
とがあり、５０重量％を越えると、繊維強化ゴム材料の
耐熱性や耐水性が不足することがある。
束１００重量％に対して、１０〜５０重量％含浸させる
のがよく、好ましくは１５〜４５重量％、より好ましく
は２０〜４０重量％含浸させるのが良い。１０重量％に
満たないと、繊維強化ゴム材料の耐疲労性が不足するこ
とがあり、５０重量％を越えると、繊維強化ゴム材料の
耐熱性や耐水性が不足することがある。
【００２２】本発明に用いられる強化繊維束の具体例と
しては、アラミド繊維、ガラス繊維、炭素繊維、ナイロ
ン繊維、ポリエステル繊維等が挙げられる。中でも、炭
素繊維は、高弾性率、高強度であり、かつ耐熱性、耐水
性にも優れるため、好ましく用いられる。
しては、アラミド繊維、ガラス繊維、炭素繊維、ナイロ
ン繊維、ポリエステル繊維等が挙げられる。中でも、炭
素繊維は、高弾性率、高強度であり、かつ耐熱性、耐水
性にも優れるため、好ましく用いられる。
【００２３】炭素繊維束を用いる場合、その破断伸度は
１．７％以上であるのが良く、好ましくは１．８％以
上、より好ましくは１．９％以上であるのが良い。破断
伸度が１．７％に満たないと、ゴム材料が過大な変形を
受けた際に、コードが破砕し易くなり、タイヤ、ベル
ト、ホース等の用途に適用できないことがある。尚、破
断伸度は２．５％あれば、本発明の効果を奏するに当た
って充分であることが多い。
１．７％以上であるのが良く、好ましくは１．８％以
上、より好ましくは１．９％以上であるのが良い。破断
伸度が１．７％に満たないと、ゴム材料が過大な変形を
受けた際に、コードが破砕し易くなり、タイヤ、ベル
ト、ホース等の用途に適用できないことがある。尚、破
断伸度は２．５％あれば、本発明の効果を奏するに当た
って充分であることが多い。
【００２４】また、炭素繊維束は、繊維束を構成する単
繊維数が３万以下であるのが良く、好ましくは２万以
下、より好ましくは１万５千以下であるのが良い。単繊
維数が３万を越えると、繊維束に樹脂組成物を含浸した
際に、プリプレグ中に未含浸部が発生し、かかる未含浸
部において、単繊維同士の擦過が生じ、得られる繊維強
化ゴム材料の耐疲労性が損なわれることがある。尚、単
繊維数は１万２千あれば本発明の効果を奏するに当たっ
て充分であることが多い。
繊維数が３万以下であるのが良く、好ましくは２万以
下、より好ましくは１万５千以下であるのが良い。単繊
維数が３万を越えると、繊維束に樹脂組成物を含浸した
際に、プリプレグ中に未含浸部が発生し、かかる未含浸
部において、単繊維同士の擦過が生じ、得られる繊維強
化ゴム材料の耐疲労性が損なわれることがある。尚、単
繊維数は１万２千あれば本発明の効果を奏するに当たっ
て充分であることが多い。
【００２５】さらに、炭素繊維束は、その撚り数が２０
回／ｍ以下であるのが良く、好ましくは１０回／ｍ以
下、より好ましくは５回／ｍ以下であるのが良い。撚り
数が２０回／ｍを越えると、繊維束に樹脂組成物を含浸
した際に、プリプレグ中に未含浸部が発生し、上述した
ような不都合が生じることがある。尚、撚り数は３回／
ｍであれば本発明の効果を奏するに当たって充分である
ことが多い。
回／ｍ以下であるのが良く、好ましくは１０回／ｍ以
下、より好ましくは５回／ｍ以下であるのが良い。撚り
数が２０回／ｍを越えると、繊維束に樹脂組成物を含浸
した際に、プリプレグ中に未含浸部が発生し、上述した
ような不都合が生じることがある。尚、撚り数は３回／
ｍであれば本発明の効果を奏するに当たって充分である
ことが多い。
【００２６】本発明によるプリプレグは、分子内に不飽
和結合及びエポキシ基を有する化合物を含んでなる樹脂
組成物を、加熱・加圧等により強化繊維束に含浸するこ
とにより得られる。
和結合及びエポキシ基を有する化合物を含んでなる樹脂
組成物を、加熱・加圧等により強化繊維束に含浸するこ
とにより得られる。
【００２７】本発明によるプリプレグは、例えば、強化
繊維束を一定速度で搬送しつつ、加熱した樹脂組成物を
ローラーの表面に塗布し、強化繊維束をこのローラーに
接触させて、樹脂組成物を含浸せしめる方法等により製
造することができる。
繊維束を一定速度で搬送しつつ、加熱した樹脂組成物を
ローラーの表面に塗布し、強化繊維束をこのローラーに
接触させて、樹脂組成物を含浸せしめる方法等により製
造することができる。
【００２８】このとき、樹脂組成物の温度は、５０〜１
５０℃、好ましくは６０〜１４０℃、より好ましくは７
０〜１３０℃とするのが良い。含浸温度が５０℃に満た
ないと、樹脂組成物の溶融粘度が高くなり、プリプレグ
内に未含浸部が発生することがある。一方、含浸温度が
１５０℃を越えると、樹脂組成物の粘度安定性が低くな
り、プリプレグ中の樹脂含浸量が不均一になることがあ
る。
５０℃、好ましくは６０〜１４０℃、より好ましくは７
０〜１３０℃とするのが良い。含浸温度が５０℃に満た
ないと、樹脂組成物の溶融粘度が高くなり、プリプレグ
内に未含浸部が発生することがある。一方、含浸温度が
１５０℃を越えると、樹脂組成物の粘度安定性が低くな
り、プリプレグ中の樹脂含浸量が不均一になることがあ
る。
【００２９】本発明による繊維強化ゴム材料は、ゴムを
主成分とする基材が、本発明によるプリプレグにより補
強されてなるものである。
主成分とする基材が、本発明によるプリプレグにより補
強されてなるものである。
【００３０】ここで「主成分」とは、基材１００重量％
中、ゴムが好ましくは８０重量％以上、より好ましくは
９０重量％含まれていることをいう。
中、ゴムが好ましくは８０重量％以上、より好ましくは
９０重量％含まれていることをいう。
【００３１】ここにゴムの具体例としては、アクリルゴ
ム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、イソプレンゴ
ム、ウレタンゴム、エチレン−プロピレンゴム、エピク
ロロヒドリンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴ
ム、クロロプレンゴム、シリコーンゴム、スチレン−ブ
タジエンゴム、多硫化ゴム、天然ゴム、ブタジエンゴ
ム、ブチルゴム、フッ素ゴム等が挙げられる。中でも、
イソプレンゴム、天然ゴムは、耐亀裂進展性、耐摩耗性
及び反発弾性に優れた素材であるため、特に好ましく用
いられる。
ム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、イソプレンゴ
ム、ウレタンゴム、エチレン−プロピレンゴム、エピク
ロロヒドリンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴ
ム、クロロプレンゴム、シリコーンゴム、スチレン−ブ
タジエンゴム、多硫化ゴム、天然ゴム、ブタジエンゴ
ム、ブチルゴム、フッ素ゴム等が挙げられる。中でも、
イソプレンゴム、天然ゴムは、耐亀裂進展性、耐摩耗性
及び反発弾性に優れた素材であるため、特に好ましく用
いられる。
【００３２】なお、基材には、主成分であるゴムの他
に、改質剤として、カーボンブラック、シリカ等の無機
充填剤、クマロン樹脂、フェノール樹脂等の有機充填剤
等を配合しても良い。
に、改質剤として、カーボンブラック、シリカ等の無機
充填剤、クマロン樹脂、フェノール樹脂等の有機充填剤
等を配合しても良い。
【００３３】本発明による繊維強化ゴム材料は、例え
ば、プリプレグを両面からゴムを含む基材で挟み込んだ
後、プレス機内で加熱・加圧し、プリプレグ中の樹脂組
成物の硬化と基材中のゴム成分の加硫を同時に行い、プ
リプレグと基材を一体化する方法等により製造すること
ができる。
ば、プリプレグを両面からゴムを含む基材で挟み込んだ
後、プレス機内で加熱・加圧し、プリプレグ中の樹脂組
成物の硬化と基材中のゴム成分の加硫を同時に行い、プ
リプレグと基材を一体化する方法等により製造すること
ができる。
【００３４】本発明のプリプレグにより、ゴムを主成分
とする基材が補強されてなる繊維強化ゴム材料は、繰り
返し屈曲変形を受けても、プリプレグと基材の界面の剥
離が発生しにくく、極めて耐疲労性に優れたものとな
る。これはエポキシ化合物中の不飽和結合により、ゴム
と樹脂硬化物との接着力が強化されると共に、化合物中
のエポキシ基により、強化繊維束と樹脂硬化物の接着力
をも強化されるためと推定される。
とする基材が補強されてなる繊維強化ゴム材料は、繰り
返し屈曲変形を受けても、プリプレグと基材の界面の剥
離が発生しにくく、極めて耐疲労性に優れたものとな
る。これはエポキシ化合物中の不飽和結合により、ゴム
と樹脂硬化物との接着力が強化されると共に、化合物中
のエポキシ基により、強化繊維束と樹脂硬化物の接着力
をも強化されるためと推定される。
【００３５】
【実施例】以下、実施例と比較例により、本発明をさら
に具体的に説明する。 ＜プリプレグ及び繊維強化ゴム材料の原材料＞ １．強化繊維 （１）炭素繊維”Ｔ３００Ｂ−１２Ｋ−５０Ｂ”（型
番、東レ（株）製） 破断伸度：１．５％、引張強度：３５００ＭＰａ （２）炭素繊維”Ｔ７００Ｓ−１２Ｋ−５０Ｃ”（型
番、東レ（株）製） 破断伸度：２．１％、引張強度：４９００ＭＰａ （３）炭素繊維”Ｔ８００Ｈ−１２Ｋ−４０Ｂ”（型
番、東レ（株）製） 破断伸度：１．９％、引張強度：５５００ＭＰａ ２．分子内に不飽和結合及びエポキシ基を有する化合物 （１）グリシジルメタクリレート：”ブレンマー”Ｇ
（登録商標、日本油脂（株）製） （２）アリルグリシジルエーテル：”エピオール”Ａ
（登録商標、日本油脂（株）製） ３．可撓性を有するエポキシ樹脂 （１）ポリエチレングリコールジグリシジルエーテ
ル：”デナコール”ＥＸ−８３２（登録商標、ナガセ化
成工業（株）製） （２）ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテ
ル：”デナコール”ＥＸ−９３１（登録商標、ナガセ化
成工業（株）製） ４．その他のエポキシ樹脂（３．及び４．に該当しない
化合物） （１）グリセロールポリグリシジルエーテル：”デナコ
ール”ＥＸ−３１３（登録商標、ナガセ化成工業（株）
製） （２）ビスフェノールＡジグリシジルエーテル：”エポ
トート”ＹＤ−１２８（登録商標、東都化成（株）製） ５．硬化剤 ジシアンジアミド：ＤＩＣＹ７（油化シェルエポキシ
（株）製） ６．硬化促進剤 ジクロロフェニルジメチルウレア：ＤＣＭＵ９９（保土
谷化学工業（株）製） ７．熱可塑性樹脂 ポリビニルアルコール：”ポバール”ＰＶＡ−２１７
（登録商標、（株）クラレ製） ８．ゴム （１）イソプレンゴム：”ニッポール”ＩＲ−２２００
（登録商標、日本ゼオン（株）製） （２）スチレン−ブタジエンゴム：”ニッポール”ＮＳ
−１１２Ｒ（登録商標、日本ゼオン（株）製） ＜プリプレグ及び繊維強化ゴム材料の製造、性能評価＞ １．プリプレグの製造 炭素繊維束を１０ｍ／ｍｉｎの速度で搬送しつつ、７５
℃に加熱した樹脂組成物（各例の組成は表を参照）をロ
ーラーの表面に塗布し、炭素繊維束をこのローラーに接
触させ、樹脂組成物を含浸せしめ、いわゆるヤーンプリ
プレグを得た。本ヤーンプリプレグでは、樹脂組成物
は、炭素繊維束１００重量％に対して、３０重量％含浸
されていた。 ２．繊維強化ゴム材料の製造 ゴムシート（各例の組成は表を参照）をドラムに巻き付
け、その上から、前記ヤーンプリプレグを５５本／１０
ｃｍの間隔で巻き付け、さらにその上から、同一のゴム
シートを巻き付けた。こうして得た３層のゴムシート／
プリプレグ／ゴムシートの構造を有する複合体をドラム
から脱型してマンドレルに巻き付けチューブ状に型取し
た。
に具体的に説明する。 ＜プリプレグ及び繊維強化ゴム材料の原材料＞ １．強化繊維 （１）炭素繊維”Ｔ３００Ｂ−１２Ｋ−５０Ｂ”（型
番、東レ（株）製） 破断伸度：１．５％、引張強度：３５００ＭＰａ （２）炭素繊維”Ｔ７００Ｓ−１２Ｋ−５０Ｃ”（型
番、東レ（株）製） 破断伸度：２．１％、引張強度：４９００ＭＰａ （３）炭素繊維”Ｔ８００Ｈ−１２Ｋ−４０Ｂ”（型
番、東レ（株）製） 破断伸度：１．９％、引張強度：５５００ＭＰａ ２．分子内に不飽和結合及びエポキシ基を有する化合物 （１）グリシジルメタクリレート：”ブレンマー”Ｇ
（登録商標、日本油脂（株）製） （２）アリルグリシジルエーテル：”エピオール”Ａ
（登録商標、日本油脂（株）製） ３．可撓性を有するエポキシ樹脂 （１）ポリエチレングリコールジグリシジルエーテ
ル：”デナコール”ＥＸ−８３２（登録商標、ナガセ化
成工業（株）製） （２）ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテ
ル：”デナコール”ＥＸ−９３１（登録商標、ナガセ化
成工業（株）製） ４．その他のエポキシ樹脂（３．及び４．に該当しない
化合物） （１）グリセロールポリグリシジルエーテル：”デナコ
ール”ＥＸ−３１３（登録商標、ナガセ化成工業（株）
製） （２）ビスフェノールＡジグリシジルエーテル：”エポ
トート”ＹＤ−１２８（登録商標、東都化成（株）製） ５．硬化剤 ジシアンジアミド：ＤＩＣＹ７（油化シェルエポキシ
（株）製） ６．硬化促進剤 ジクロロフェニルジメチルウレア：ＤＣＭＵ９９（保土
谷化学工業（株）製） ７．熱可塑性樹脂 ポリビニルアルコール：”ポバール”ＰＶＡ−２１７
（登録商標、（株）クラレ製） ８．ゴム （１）イソプレンゴム：”ニッポール”ＩＲ−２２００
（登録商標、日本ゼオン（株）製） （２）スチレン−ブタジエンゴム：”ニッポール”ＮＳ
−１１２Ｒ（登録商標、日本ゼオン（株）製） ＜プリプレグ及び繊維強化ゴム材料の製造、性能評価＞ １．プリプレグの製造 炭素繊維束を１０ｍ／ｍｉｎの速度で搬送しつつ、７５
℃に加熱した樹脂組成物（各例の組成は表を参照）をロ
ーラーの表面に塗布し、炭素繊維束をこのローラーに接
触させ、樹脂組成物を含浸せしめ、いわゆるヤーンプリ
プレグを得た。本ヤーンプリプレグでは、樹脂組成物
は、炭素繊維束１００重量％に対して、３０重量％含浸
されていた。 ２．繊維強化ゴム材料の製造 ゴムシート（各例の組成は表を参照）をドラムに巻き付
け、その上から、前記ヤーンプリプレグを５５本／１０
ｃｍの間隔で巻き付け、さらにその上から、同一のゴム
シートを巻き付けた。こうして得た３層のゴムシート／
プリプレグ／ゴムシートの構造を有する複合体をドラム
から脱型してマンドレルに巻き付けチューブ状に型取し
た。
【００３６】次に、こうして得られたチューブ状型取品
を、プレス機によって、温度１６０℃、圧力９．８ＭＰ
ａ、時間３０分の条件下、樹脂組成物の硬化とゴム成分
の加硫を同時に行い、外径２７ｍｍ、内径１３ｍｍ、長
さ２４ｃｍのチューブ状繊維強化ゴム材料に成形した。 ３．繊維強化ゴム材料の性能評価 前記チューブ状繊維強化ゴム材料を試験片とし、その中
央部を９０゜に折り曲げ、チューブの内側に圧力０．３
ＭＰａの空気を封入させた。次いで、２５℃の雰囲気中
でチューブの両端を同一方向に８５０回転／分で回転さ
せ、試験片が破壊するまでの時間を測定して破壊寿命
（分）とし、繊維強化ゴム材料の耐疲労性の指標とし
た。
を、プレス機によって、温度１６０℃、圧力９．８ＭＰ
ａ、時間３０分の条件下、樹脂組成物の硬化とゴム成分
の加硫を同時に行い、外径２７ｍｍ、内径１３ｍｍ、長
さ２４ｃｍのチューブ状繊維強化ゴム材料に成形した。 ３．繊維強化ゴム材料の性能評価 前記チューブ状繊維強化ゴム材料を試験片とし、その中
央部を９０゜に折り曲げ、チューブの内側に圧力０．３
ＭＰａの空気を封入させた。次いで、２５℃の雰囲気中
でチューブの両端を同一方向に８５０回転／分で回転さ
せ、試験片が破壊するまでの時間を測定して破壊寿命
（分）とし、繊維強化ゴム材料の耐疲労性の指標とし
た。
【００３７】尚、ここでは、ＧＹ疲労試験４号機（東洋
機工（株）製）を使用した。
機工（株）製）を使用した。
【００３８】
【表１】
【００３９】
【表２】
【００４０】
【表３】
【００４１】
【表４】
【００４２】
【発明の効果】本発明によるプリプレグによれば、繰り
返し屈曲変形を受けても、プリプレグと基材の界面の剥
離が発生しにくく、極めて耐疲労性に優れた繊維強化ゴ
ム材料が得られる。
返し屈曲変形を受けても、プリプレグと基材の界面の剥
離が発生しにくく、極めて耐疲労性に優れた繊維強化ゴ
ム材料が得られる。
【００４３】本発明による繊維強化ゴム材料は、耐久性
に優れることから、ゴムよりなるトレッド部、サイドウ
オール部と、強化繊維コードとゴムからなるベルト部、
カーカス部、ビード部等の部材から構成される自動車等
のタイヤの内、特にベルト部に好適に使用できる。
に優れることから、ゴムよりなるトレッド部、サイドウ
オール部と、強化繊維コードとゴムからなるベルト部、
カーカス部、ビード部等の部材から構成される自動車等
のタイヤの内、特にベルト部に好適に使用できる。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０８Ｋ 7/02 Ｃ０８Ｋ 7/02 Ｃ０８Ｌ 21/00 Ｃ０８Ｌ 21/00 63/10 63/10 101/00 101/00 // Ｄ０６Ｍ 15/55 Ｄ０６Ｍ 15/55 15/693 15/693 Ｆターム(参考） 4F072 AA04 AA07 AA08 AA09 AB05 AB06 AB09 AB10 AB22 AB24 AB34 AD02 AD03 AD04 AD05 AD06 AD08 AD09 AD25 AD28 AD34 AD37 AD41 AD42 AD43 AD44 AD45 AD46 AD52 AE02 AF25 AF26 AF27 AF28 AF29 AF30 AG03 AH04 AH21 AJ04 AK05 AL18 4J002 AC082 BB032 BB122 BB172 BC032 BC052 BD032 BE022 BE042 BE062 BF022 BG062 BG132 BJ002 BL012 CB002 CD015 CD021 CD041 CD051 CD055 CD101 CD191 CD201 CF003 CF062 CF072 CF102 CF162 CG002 CH022 CK022 CL002 CL063 CL082 CM042 CN032 DA018 DL008 EL036 EN027 EN067 EP007 EQ027 ET007 EU117 FA043 FA048 FD147 GF00 GN01 4J036 AA05 AK19 CA20 CA21 CA24 DA01 DB05 DB15 DC03 DC06 DC10 DC31 DC35 DC40 FB02 FB03 FB05 FB06 FB10 FB11 FB12 FB13 FB14 FB15 JA11 JA15 4L033 AA09 AC11 CA49 CA68 CA70
Claims (10)
- 【請求項１】分子内に不飽和結合及びエポキシ基を有す
る化合物を含んでなる樹脂組成物が強化繊維束に含浸さ
れてなるゴム材料補強用プリプレグ。 - 【請求項２】前記強化繊維束が、炭素繊維束である請求
項１に記載のゴム材料補強用プリプレグ。 - 【請求項３】炭素繊維束の破断伸度が１．７％以上であ
る請求項２に記載のゴム材料補強用プリプレグ。 - 【請求項４】前記分子内に不飽和結合及びエポキシ基を
有する化合物が、全樹脂組成物１００重量％に対して、
３０〜７０重量％含まれてなる請求項１〜３のいずれか
に記載のゴム材料補強用プリプレグ。 - 【請求項５】前記分子内に不飽和結合及びエポキシ基を
有する化合物が、グリシジルメタクリレートである請求
項１〜４のいずれかに記載のゴム材料補強用プリプレ
グ。 - 【請求項６】前記樹脂組成物が熱可塑性樹脂及び／又は
熱可塑性エラストマーを含んでなる請求項１〜５のいず
れかに記載のゴム材料補強用プリプレグ。 - 【請求項７】樹脂組成物の含浸量が、強化繊維束１００
重量％に対して、１０〜５０重量％である請求項１〜６
のいずれかに記載のゴム材料補強用プリプレグ。 - 【請求項８】請求項１〜７のいずれかに記載のゴム材料
補強用プリプレグによりゴムを含んでなる基材が補強さ
れてなる繊維強化ゴム材料。 - 【請求項９】前記ゴムが、イソプレンゴム及び／又は天
然ゴムを含んでなる請求項８に記載の繊維強化ゴム材
料。 - 【請求項１０】請求項８又は９記載の繊維強化ゴム材料
が使用されてなるタイヤ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000209441A JP2002018843A (ja) | 2000-07-11 | 2000-07-11 | プリプレグ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000209441A JP2002018843A (ja) | 2000-07-11 | 2000-07-11 | プリプレグ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002018843A true JP2002018843A (ja) | 2002-01-22 |
Family
ID=18705852
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000209441A Pending JP2002018843A (ja) | 2000-07-11 | 2000-07-11 | プリプレグ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002018843A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005047025A1 (ja) * | 2003-11-17 | 2005-05-26 | Akihiro Yamamoto | 空気入りタイヤ及びその製造方法 |
| WO2007060833A1 (ja) * | 2005-11-25 | 2007-05-31 | Toray Industries, Inc. | 炭素繊維束、プリプレグおよび炭素繊維強化複合材料 |
| WO2008065969A1 (fr) * | 2006-11-28 | 2008-06-05 | Yamauchi Corporation | Matériau d'amortissement pour presse thermique et son procédé de production |
| JP2011157704A (ja) * | 2010-01-29 | 2011-08-18 | Bunka Shutter Co Ltd | シャッター収納部の構造 |
| JP2013542119A (ja) * | 2010-09-23 | 2013-11-21 | コンパニー ゼネラール デ エタブリッスマン ミシュラン | 自己接着性複合補強材を含む空気式タイヤ |
| JP2018172820A (ja) * | 2017-03-31 | 2018-11-08 | 帝人株式会社 | 炭素繊維束 |
| WO2023182354A1 (ja) * | 2022-03-23 | 2023-09-28 | 三菱ケミカル株式会社 | プリプレグ、成形体、圧力容器、プリプレグの製造方法、及び成形体の製造方法 |
-
2000
- 2000-07-11 JP JP2000209441A patent/JP2002018843A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005047025A1 (ja) * | 2003-11-17 | 2005-05-26 | Akihiro Yamamoto | 空気入りタイヤ及びその製造方法 |
| WO2007060833A1 (ja) * | 2005-11-25 | 2007-05-31 | Toray Industries, Inc. | 炭素繊維束、プリプレグおよび炭素繊維強化複合材料 |
| WO2008065969A1 (fr) * | 2006-11-28 | 2008-06-05 | Yamauchi Corporation | Matériau d'amortissement pour presse thermique et son procédé de production |
| JP2008132656A (ja) * | 2006-11-28 | 2008-06-12 | Yamauchi Corp | 熱プレス用クッション材およびその製造方法 |
| US8435630B2 (en) | 2006-11-28 | 2013-05-07 | Yamauchi Corporation | Cushioning pad for hot press and method for manufacturing the same |
| JP2011157704A (ja) * | 2010-01-29 | 2011-08-18 | Bunka Shutter Co Ltd | シャッター収納部の構造 |
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| WO2023182354A1 (ja) * | 2022-03-23 | 2023-09-28 | 三菱ケミカル株式会社 | プリプレグ、成形体、圧力容器、プリプレグの製造方法、及び成形体の製造方法 |
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