JP2003117923A - ゴム補強用炭素繊維コード及び繊維強化ゴム材料 - Google Patents
ゴム補強用炭素繊維コード及び繊維強化ゴム材料Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、優れた耐疲労性を発現する、炭素繊
維が使用されてなるゴム補強用コード、及びかかる補強
用コードが使用されてなる、タイヤ、ベルト、ホース等
のゴム材料の補強材として好適に使用できる繊維強化ゴ
ム材料を提供せんとするものである。 【解決手段】本発明のゴム補強用コードは、破断伸度が
１．７％以上の炭素繊維束に、ゴムラテックスを含むエ
ポキシ樹脂組成物が含浸されてなるゴム補強用コードで
あって、かつ、該炭素繊維束が、下記撚り係数が９０〜
９００の範囲内にある撚り糸であることを特徴とするも
のである。 撚り係数＝[Ｎ×（Ｄ）1/2 ] Ｎ：撚り数（回/10cm） Ｄ：炭素繊維束の総繊度（ｄｔｅｘ） また、本発明の繊維強化ゴム材料は、かかるゴム補強用
コードを用いて、ゴム材料が補強されていることを特徴
とするものである。
維が使用されてなるゴム補強用コード、及びかかる補強
用コードが使用されてなる、タイヤ、ベルト、ホース等
のゴム材料の補強材として好適に使用できる繊維強化ゴ
ム材料を提供せんとするものである。 【解決手段】本発明のゴム補強用コードは、破断伸度が
１．７％以上の炭素繊維束に、ゴムラテックスを含むエ
ポキシ樹脂組成物が含浸されてなるゴム補強用コードで
あって、かつ、該炭素繊維束が、下記撚り係数が９０〜
９００の範囲内にある撚り糸であることを特徴とするも
のである。 撚り係数＝[Ｎ×（Ｄ）1/2 ] Ｎ：撚り数（回/10cm） Ｄ：炭素繊維束の総繊度（ｄｔｅｘ） また、本発明の繊維強化ゴム材料は、かかるゴム補強用
コードを用いて、ゴム材料が補強されていることを特徴
とするものである。
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材として好適に使用でき
るゴム補強用コード、及びかかるゴム補強用コードによ
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材として好適に使用でき
るゴム補強用コード、及びかかるゴム補強用コードによ
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】ゴム補強用コードにより補強されてなる
繊維強化ゴム材料は、タイヤ、ベルト、ホース等に幅広
く活用されている。
繊維強化ゴム材料は、タイヤ、ベルト、ホース等に幅広
く活用されている。
【０００３】一般に、これらのゴム材料は、撚りを付与
した強化繊維束の表層部に、接着剤を塗布してなるコー
ドにより、ゴムを含んでなる基材が補強されてなる。
した強化繊維束の表層部に、接着剤を塗布してなるコー
ドにより、ゴムを含んでなる基材が補強されてなる。
【０００４】炭素繊維は、高強度、高弾性率であり、耐
熱性、耐水性に優れるが、伸長・圧縮変形、屈曲変形等
の変形に対する耐疲労性が劣るという問題を有する。こ
のため、炭素繊維が使用されたゴム補強用コードにより
補強されてなる繊維強化ゴム材料は、一般に耐疲労性に
乏しいとされてきた。
熱性、耐水性に優れるが、伸長・圧縮変形、屈曲変形等
の変形に対する耐疲労性が劣るという問題を有する。こ
のため、炭素繊維が使用されたゴム補強用コードにより
補強されてなる繊維強化ゴム材料は、一般に耐疲労性に
乏しいとされてきた。
【０００５】かかる問題を解決する試みとしては、特開
昭６０−１８１３６９号公報に、エポキシ化合物とゴム
ラテックスとの混合物を炭素繊維束に付着させる手法が
開示されており、特開昭５２−５６１８１号公報に、Ｒ
ＦＬを多量に付着せしめる手法が開示されている。
昭６０−１８１３６９号公報に、エポキシ化合物とゴム
ラテックスとの混合物を炭素繊維束に付着させる手法が
開示されており、特開昭５２−５６１８１号公報に、Ｒ
ＦＬを多量に付着せしめる手法が開示されている。
【０００６】しかしながら、これら手法によっても、タ
イヤ、ベルト、ホース等のゴム材料用途において要求さ
れる耐疲労性やタイヤコードの柔軟性は未だ不充分なレ
ベルであった。
イヤ、ベルト、ホース等のゴム材料用途において要求さ
れる耐疲労性やタイヤコードの柔軟性は未だ不充分なレ
ベルであった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる従来
技術の背景に鑑み、優れた耐疲労性を発現する、炭素繊
維が使用されてなるゴム補強用コード、及びかかる補強
用コードが使用されてなる、タイヤ、ベルト、ホース等
のゴム材料の補強材として好適に使用できる繊維強化ゴ
ム材料を提供せんとするものである。
技術の背景に鑑み、優れた耐疲労性を発現する、炭素繊
維が使用されてなるゴム補強用コード、及びかかる補強
用コードが使用されてなる、タイヤ、ベルト、ホース等
のゴム材料の補強材として好適に使用できる繊維強化ゴ
ム材料を提供せんとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、かかる課題を
解決するために、次のような手段を採用するものであ
る。すなわち、本発明のゴム補強用コードは、破断伸度
が１．７％以上の炭素繊維束に、ゴムラテックスを含む
エポキシ樹脂組成物が含浸されてなるゴム補強用コード
であって、かつ、該炭素繊維束が、下記撚り係数が９０
〜９００の範囲内にある撚り糸であることを特徴とする
ものである。
解決するために、次のような手段を採用するものであ
る。すなわち、本発明のゴム補強用コードは、破断伸度
が１．７％以上の炭素繊維束に、ゴムラテックスを含む
エポキシ樹脂組成物が含浸されてなるゴム補強用コード
であって、かつ、該炭素繊維束が、下記撚り係数が９０
〜９００の範囲内にある撚り糸であることを特徴とする
ものである。
【０００９】撚り係数＝[Ｎ×（Ｄ）1/2 ]
Ｎ：撚り数（回/10cm）
Ｄ：炭素繊維束の総繊度（ｄｔｅｘ）
また、本発明の繊維強化ゴム材料は、かかるゴム補強用
コードを用いて、ゴム材料が補強されていることを特徴
とするものである。
コードを用いて、ゴム材料が補強されていることを特徴
とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明において、ゴム補強用コー
ド（以下、コードという）に用いる炭素繊維束は、その
破断伸度が１．７％以上、好ましくは１．８％以上、よ
り好ましくは１．９％以上であることが重要である。
１．７％未満であると、過大な応力による変形を受ける
とコードが破断し易くなり、タイヤ、ベルト等の用途に
使用できないことがある。
ド（以下、コードという）に用いる炭素繊維束は、その
破断伸度が１．７％以上、好ましくは１．８％以上、よ
り好ましくは１．９％以上であることが重要である。
１．７％未満であると、過大な応力による変形を受ける
とコードが破断し易くなり、タイヤ、ベルト等の用途に
使用できないことがある。
【００１１】前記コードは、含浸後撚りを掛けられてい
ることが必須であり、すなわち、コードを構成する炭素
繊維束が、下記式で示す撚り係数が、９０以上９００以
下、好ましくは２００以上８００以下、より好ましくは
３００以上７００以下であることが重要である。
ることが必須であり、すなわち、コードを構成する炭素
繊維束が、下記式で示す撚り係数が、９０以上９００以
下、好ましくは２００以上８００以下、より好ましくは
３００以上７００以下であることが重要である。
【００１２】撚り係数＝[Ｎ×（Ｄ）1/2 ]
Ｎ：撚り数（回/10cm）
Ｄ：炭素繊維束の総繊度（ｄｔｅｘ）
撚り係数が９０未満であると、繰り返し変形を受けた際
の圧縮歪みが分散されず、耐疲労性が低下することがあ
る。撚り係数が９００を超えると単繊維同士の擦過によ
り、耐疲労性が低下することがある。なお、撚りの付与
はゴムラテックスを含むエポキシ樹脂組成物の含浸前、
後のいずれの工程でも良いが、樹脂組成物の炭素繊維束
内部への含浸を促すため、開繊状態で樹脂組成物を含浸
した後に撚りを付与することが好ましい。
の圧縮歪みが分散されず、耐疲労性が低下することがあ
る。撚り係数が９００を超えると単繊維同士の擦過によ
り、耐疲労性が低下することがある。なお、撚りの付与
はゴムラテックスを含むエポキシ樹脂組成物の含浸前、
後のいずれの工程でも良いが、樹脂組成物の炭素繊維束
内部への含浸を促すため、開繊状態で樹脂組成物を含浸
した後に撚りを付与することが好ましい。
【００１３】また、撚り構造は、一本のコードに撚りを
加えた片撚り構造でもよく、数本のコードにまず下撚り
を加えた後、さらにそれら数本を合わせ、上撚りを加え
るという所謂もろ撚り構造でもよい。
加えた片撚り構造でもよく、数本のコードにまず下撚り
を加えた後、さらにそれら数本を合わせ、上撚りを加え
るという所謂もろ撚り構造でもよい。
【００１４】本発明では、前記炭素繊維束に、ゴムラテ
ックスを含むエポキシ樹脂組成物を含浸させることが必
要である。かかる樹脂組成物の含浸により、ゴム材料
中、コードとゴムとの界面（以下、コード／ゴム界面と
いう）における剥離が防止され、ゴム材料の耐疲労性が
向上するようになる。
ックスを含むエポキシ樹脂組成物を含浸させることが必
要である。かかる樹脂組成物の含浸により、ゴム材料
中、コードとゴムとの界面（以下、コード／ゴム界面と
いう）における剥離が防止され、ゴム材料の耐疲労性が
向上するようになる。
【００１５】ここにゴムラテックスは、高分子が水中に
分散されてなるものであり、かかる水分の存在により、
コード中に、耐疲労性を損なうボイドが発生することが
あるため、炭素繊維束にゴムラテックスを含む樹脂組成
物を含浸させる際には、コード中に含まれる水分を、加
熱乾燥等により除去するのが良い。
分散されてなるものであり、かかる水分の存在により、
コード中に、耐疲労性を損なうボイドが発生することが
あるため、炭素繊維束にゴムラテックスを含む樹脂組成
物を含浸させる際には、コード中に含まれる水分を、加
熱乾燥等により除去するのが良い。
【００１６】さらに、前記炭素繊維束は、その引張強度
が好ましくは４０００MPa以上であり、より好ましくは
４４００MPa以上、特に好ましくは４８００MPa以上であ
るのが良い。４０００MPa未満であると、ゴム材料が過
大な応力を受けた際に、コードが破断し易くなり、タイ
ヤ、ベルト等、高度の耐疲労性が要求される用途に使用
できないことがある。
が好ましくは４０００MPa以上であり、より好ましくは
４４００MPa以上、特に好ましくは４８００MPa以上であ
るのが良い。４０００MPa未満であると、ゴム材料が過
大な応力を受けた際に、コードが破断し易くなり、タイ
ヤ、ベルト等、高度の耐疲労性が要求される用途に使用
できないことがある。
【００１７】さらに、前記炭素繊維束を構成する単繊維
は、その断面形状が、実質的に真円状であるのが良い。
ここで「実質的に真円状である」とは、単繊維の断面の
外接円の半径Rと内接円の半径rとの比(=R/r)で定義され
る断面の変形度（測定法は後述する）が、１〜１．１の
範囲内であることをいう。断面の変形度が１．１を超え
ると楕円状となり、単繊維同士の擦過により、コードが
破断し易くなる。また、空豆状、三つ葉状等の断面形状
の場合も単繊維同士の擦過が起こりやすく、コードが破
断し易くなり、ゴム材料の耐疲労性が低下することがあ
る。
は、その断面形状が、実質的に真円状であるのが良い。
ここで「実質的に真円状である」とは、単繊維の断面の
外接円の半径Rと内接円の半径rとの比(=R/r)で定義され
る断面の変形度（測定法は後述する）が、１〜１．１の
範囲内であることをいう。断面の変形度が１．１を超え
ると楕円状となり、単繊維同士の擦過により、コードが
破断し易くなる。また、空豆状、三つ葉状等の断面形状
の場合も単繊維同士の擦過が起こりやすく、コードが破
断し易くなり、ゴム材料の耐疲労性が低下することがあ
る。
【００１８】前記炭素繊維束は、その単位長さあたりの
重量が好ましくは０．５〜１．２ｇ／ｍ、より好ましく
は０．６〜１．１ｇ／ｍ、特に好ましくは０．７〜１．
０ｇ／ｍであるのが良い。０．５ｇ／ｍ未満であるとゴ
ム材料の補強効果が不足することがあり、１．２ｇ／ｍ
を越えるとコードに樹脂組成物が充分に含浸されないこ
とがある。
重量が好ましくは０．５〜１．２ｇ／ｍ、より好ましく
は０．６〜１．１ｇ／ｍ、特に好ましくは０．７〜１．
０ｇ／ｍであるのが良い。０．５ｇ／ｍ未満であるとゴ
ム材料の補強効果が不足することがあり、１．２ｇ／ｍ
を越えるとコードに樹脂組成物が充分に含浸されないこ
とがある。
【００１９】本発明では、コード中の樹脂組成物の含有
比率は、炭素繊維束１００重量部に対して、好ましくは
１０〜４０重量部であり、より好ましくは１５〜３５重
量部、特に好ましくは２０〜３０重量部であるのがよ
い。１０重量部未満であると、単繊維同士の擦過によ
り、コードの耐疲労性が低下することがあり、４０重量
部を越えると、コードの耐熱性、耐水性、耐溶剤性等が
低下することがある。
比率は、炭素繊維束１００重量部に対して、好ましくは
１０〜４０重量部であり、より好ましくは１５〜３５重
量部、特に好ましくは２０〜３０重量部であるのがよ
い。１０重量部未満であると、単繊維同士の擦過によ
り、コードの耐疲労性が低下することがあり、４０重量
部を越えると、コードの耐熱性、耐水性、耐溶剤性等が
低下することがある。
【００２０】本発明において、樹脂組成物中に含まれる
ゴムラテックスの含有比率は、樹脂組成物１００重量部
に対して好ましくは２０〜８０重量部であり、より好ま
しくは３０〜７０重量部、特に好ましくは４０〜６０重
量部であるのがよい。２０重量部未満であると、コード
の柔軟性が低下することがあり、８０重量部を越える
と、コードの粘着性が過剰になり、取扱い性が悪化する
ことがある。
ゴムラテックスの含有比率は、樹脂組成物１００重量部
に対して好ましくは２０〜８０重量部であり、より好ま
しくは３０〜７０重量部、特に好ましくは４０〜６０重
量部であるのがよい。２０重量部未満であると、コード
の柔軟性が低下することがあり、８０重量部を越える
と、コードの粘着性が過剰になり、取扱い性が悪化する
ことがある。
【００２１】ゴムラテックスの具体例としては、アクリ
レート−ブタジエンゴムラテックス、アクリロニトリル
−ブタジエンゴムラテックス、イソプレンゴムラテック
ス、ウレタンゴムラテックス、クロロプレンゴムラテッ
クス、スチレン−ブタジエンゴムラテックス、天然ゴム
ラテックス、及びビニルピリジン−スチレン−ブタジエ
ンゴムラテックスからなる群から選ばれる少なくとも１
種のゴム成分が挙げられる。中でも、ビニルピリジン−
スチレン−ブタジエンゴムラテックス、スチレン−ブタ
ジエンゴムラテックス、及びアクリロニトリル−ブタジ
エンゴムラテックスからなる群から選ばれる少なくとも
１種は、ゴム材料の耐疲労性の向上に特に有効である。
レート−ブタジエンゴムラテックス、アクリロニトリル
−ブタジエンゴムラテックス、イソプレンゴムラテック
ス、ウレタンゴムラテックス、クロロプレンゴムラテッ
クス、スチレン−ブタジエンゴムラテックス、天然ゴム
ラテックス、及びビニルピリジン−スチレン−ブタジエ
ンゴムラテックスからなる群から選ばれる少なくとも１
種のゴム成分が挙げられる。中でも、ビニルピリジン−
スチレン−ブタジエンゴムラテックス、スチレン−ブタ
ジエンゴムラテックス、及びアクリロニトリル−ブタジ
エンゴムラテックスからなる群から選ばれる少なくとも
１種は、ゴム材料の耐疲労性の向上に特に有効である。
【００２２】本発明において、コード中の樹脂組成物の
含有量は、単位長さあたりの炭素繊維束に対し、乾燥後
に好ましくは０．１〜０．４ｇ／ｍ、より好ましくは
０．１２〜０．３５ｇ／ｍ、特に好ましくは０．１４〜
０．３ｇ／ｍであるのがよい。０．１ｇ／ｍ未満である
と、単繊維同士の擦過が有効に防止できず、コードの耐
屈曲疲労性が不足することがあり、０．４ｇ／ｍを超え
ると、いわゆる耐湿熱性が不足することがある。
含有量は、単位長さあたりの炭素繊維束に対し、乾燥後
に好ましくは０．１〜０．４ｇ／ｍ、より好ましくは
０．１２〜０．３５ｇ／ｍ、特に好ましくは０．１４〜
０．３ｇ／ｍであるのがよい。０．１ｇ／ｍ未満である
と、単繊維同士の擦過が有効に防止できず、コードの耐
屈曲疲労性が不足することがあり、０．４ｇ／ｍを超え
ると、いわゆる耐湿熱性が不足することがある。
【００２３】本発明において、樹脂組成物中に含まれる
エポキシ樹脂の含有比率は、樹脂組成物１００重量部に
対して好ましくは２０〜８０重量部であり、より好まし
くは３０〜７０重量部、特に好ましくは４０〜６０重量
部であるのがよい。２０重量部未満であると、コード／
ゴム界面の接着性が低下することがあり、８０重量部を
越えると、コードの柔軟性が低下し、耐疲労性が低下す
ることがある。
エポキシ樹脂の含有比率は、樹脂組成物１００重量部に
対して好ましくは２０〜８０重量部であり、より好まし
くは３０〜７０重量部、特に好ましくは４０〜６０重量
部であるのがよい。２０重量部未満であると、コード／
ゴム界面の接着性が低下することがあり、８０重量部を
越えると、コードの柔軟性が低下し、耐疲労性が低下す
ることがある。
【００２４】エポキシ樹脂の具体例としては、エチレン
グリコールジグリシジルエーテル、グリセロールポリグ
リシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシ
ジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル、
ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、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、及びネオペンチルグリコ
ールジグリシジルエーテルからなる群から選ばれる少な
くとも１種が挙げられる。中でも、グリセロールポリグ
リシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテ
ル、及びエチレングリコールジグリシジルエーテルから
なる群から選ばれる少なくとも１種は、ゴム材料の耐疲
労性の向上に有効である。
グリコールジグリシジルエーテル、グリセロールポリグ
リシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシ
ジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル、
ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、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、及びネオペンチルグリコ
ールジグリシジルエーテルからなる群から選ばれる少な
くとも１種が挙げられる。中でも、グリセロールポリグ
リシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテ
ル、及びエチレングリコールジグリシジルエーテルから
なる群から選ばれる少なくとも１種は、ゴム材料の耐疲
労性の向上に有効である。
【００２５】また、本発明では、ゴムラテックスを含む
樹脂組成物層の表面にＲＦＬ接着剤（レゾルシノール−
ホルムアルデヒド樹脂とゴムラテックスの混合物）が付
着されているのが良い。
樹脂組成物層の表面にＲＦＬ接着剤（レゾルシノール−
ホルムアルデヒド樹脂とゴムラテックスの混合物）が付
着されているのが良い。
【００２６】ここで「表面に付着する」とは、コードの
全断面積の１０％に相当する外周部の面積内に全レゾル
シノール／ホルムアルデヒド樹脂の９０％が偏在してい
る状態を表す。
全断面積の１０％に相当する外周部の面積内に全レゾル
シノール／ホルムアルデヒド樹脂の９０％が偏在してい
る状態を表す。
【００２７】このＲＦＬ接着剤は、例えば、水酸化ナト
リウム等のアルカリ性化合物を含む水溶液中に、レゾル
シノールとホルマリンを加え、室温で数時間静置し、レ
ゾルシノールとホルムアルデヒドを初期縮合させた後、
ラテックスを加える方法等により調製することができ
る。
リウム等のアルカリ性化合物を含む水溶液中に、レゾル
シノールとホルマリンを加え、室温で数時間静置し、レ
ゾルシノールとホルムアルデヒドを初期縮合させた後、
ラテックスを加える方法等により調製することができ
る。
【００２８】また、ＲＦＬ接着剤の比率は、炭素繊維束
１００重量部に対して、好ましくは１〜２０重量部、よ
り好ましくは２〜１５重量部、特に好ましくは３〜１０
重量部であるのがよい。１重量部未満であると、コード
／ゴム界面の接着性が低下することがあり、２０重量部
を越えると、コードの柔軟性が低下することがある。
１００重量部に対して、好ましくは１〜２０重量部、よ
り好ましくは２〜１５重量部、特に好ましくは３〜１０
重量部であるのがよい。１重量部未満であると、コード
／ゴム界面の接着性が低下することがあり、２０重量部
を越えると、コードの柔軟性が低下することがある。
【００２９】本発明によるゴム材料は、ゴムを含んでな
る基材が、前記コードにより補強されてなるものであ
る。
る基材が、前記コードにより補強されてなるものであ
る。
【００３０】基材に含まれる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、フッ素ゴム等を使用すること
ができる。
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、フッ素ゴム等を使用すること
ができる。
【００３１】なお、基材には、主成分であるゴム以外
に、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、ナフテン系オ
イル等の軟化剤を必要に応じて含ませてもよい。
に、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、ナフテン系オ
イル等の軟化剤を必要に応じて含ませてもよい。
【００３２】本発明によるコードは、例えば、次のよう
な方法により製造することができる。すなわち、炭素繊
維束をゴムラテックス及びエポキシ樹脂を含む処理液槽
を通過させた後、加熱乾燥し、次いで、ＲＦＬ接着剤を
含む処理液槽を通過させた後、さらに加熱乾燥炉内を通
過させ、コード中の水分を除去する方法である。
な方法により製造することができる。すなわち、炭素繊
維束をゴムラテックス及びエポキシ樹脂を含む処理液槽
を通過させた後、加熱乾燥し、次いで、ＲＦＬ接着剤を
含む処理液槽を通過させた後、さらに加熱乾燥炉内を通
過させ、コード中の水分を除去する方法である。
【００３３】本発明によるゴム材料は、例えば、次の方
法により製造することができる。すなわち、一方向に引
き揃えたコードを、両面からゴムを主成分として含むシ
ート状の基材で挟み込んだ後、かかるコード／ゴム複合
体をプレス機内で加熱・加圧し、ゴムを加硫させ、成形
する方法である。
法により製造することができる。すなわち、一方向に引
き揃えたコードを、両面からゴムを主成分として含むシ
ート状の基材で挟み込んだ後、かかるコード／ゴム複合
体をプレス機内で加熱・加圧し、ゴムを加硫させ、成形
する方法である。
【００３４】本発明によるゴム材料は、タイヤ、ベル
ト、ホースのいずれにも好適に使用できるが、特にタイ
ヤに好適である。
ト、ホースのいずれにも好適に使用できるが、特にタイ
ヤに好適である。
【００３５】本発明において、炭素繊維束やコードは、
以下に示す方法によって評価した。 ＜炭素繊維束の破断伸度、引張強度＞JIS R7601に従っ
て測定した。なお、引張試験片は、次の樹脂組成物を炭
素繊維束に含浸し、130℃、35分の条件で加熱硬化させ
て作成した。
以下に示す方法によって評価した。 ＜炭素繊維束の破断伸度、引張強度＞JIS R7601に従っ
て測定した。なお、引張試験片は、次の樹脂組成物を炭
素繊維束に含浸し、130℃、35分の条件で加熱硬化させ
て作成した。
【００３６】樹脂組成：３，４−エポキシシクロヘキシ
ルメチル−３，４−エポキシ−シクロヘキサン−カルボ
キシレート（１００重量部）／３フッ化ホウ素モノエチ
ルアミン（３重量部）／アセトン（４重量部） ＜ゴム補強用コードの撚り数＞ＪＩＳ Ｒ７６０１に記
載の方法によって測定した。
ルメチル−３，４−エポキシ−シクロヘキサン−カルボ
キシレート（１００重量部）／３フッ化ホウ素モノエチ
ルアミン（３重量部）／アセトン（４重量部） ＜ゴム補強用コードの撚り数＞ＪＩＳ Ｒ７６０１に記
載の方法によって測定した。
【００３７】被測定コードの両端を掴み間隔が５００ｍ
ｍになるようにして、検撚機のクランプに取り付けた。
一方のクランプを固定し、他方のクランプを回転させ、
撚りが完全に解舒されるまでの回転数を計り、それを２
倍した値からコードの撚り数（回／１０ｃｍ）とした。 ＜炭素繊維束の単繊維の断面形状＞炭素繊維束を、その
繊維方向と直交する方向から、カミソリ刃により切断
し、その断面を走査型電子顕微鏡により、倍率１万倍、
加速電圧１５ｋＶの条件で撮影した。得られた断面の写
真に外接する円と内接する円をそれぞれ描き、外接円の
半径Ｒと内接円の半径ｒとの比（＝Ｒ／ｒ）を単繊維の
断面変形度の指標とした。 ＜ゴム補強用コードの耐疲労性＞ＪＩＳ Ｌ１０１７に
示されている伸長圧縮疲労強さ試験におけるチューブ疲
労強さＡ法（グッドイヤ法）において、コードを埋め込
んだチューブ試験片を用い、次の如く曲げ角度を変更し
て測定した。（なお、コードの打ち込み数は、原糸繊度
７２００Ｄの場合、１４本／インチとした。）曲げ角度
１０°で１０分間、２０°で２０分間運転した後、曲げ
角度を３０°にし、３０分間運転後チューブが破壊され
なければ曲げ角度を順次４０°、５０°、６０°、７０
°、８０°と大きくし、それぞれ３０分間運転し、最後
に９０°でチューブが破壊するに到るまで８５０回／分
で運転する。ここにチューブが破壊に至るまでの時間
（破壊寿命）を、ゴム補強用コードの耐疲労性の指標と
した。
ｍになるようにして、検撚機のクランプに取り付けた。
一方のクランプを固定し、他方のクランプを回転させ、
撚りが完全に解舒されるまでの回転数を計り、それを２
倍した値からコードの撚り数（回／１０ｃｍ）とした。 ＜炭素繊維束の単繊維の断面形状＞炭素繊維束を、その
繊維方向と直交する方向から、カミソリ刃により切断
し、その断面を走査型電子顕微鏡により、倍率１万倍、
加速電圧１５ｋＶの条件で撮影した。得られた断面の写
真に外接する円と内接する円をそれぞれ描き、外接円の
半径Ｒと内接円の半径ｒとの比（＝Ｒ／ｒ）を単繊維の
断面変形度の指標とした。 ＜ゴム補強用コードの耐疲労性＞ＪＩＳ Ｌ１０１７に
示されている伸長圧縮疲労強さ試験におけるチューブ疲
労強さＡ法（グッドイヤ法）において、コードを埋め込
んだチューブ試験片を用い、次の如く曲げ角度を変更し
て測定した。（なお、コードの打ち込み数は、原糸繊度
７２００Ｄの場合、１４本／インチとした。）曲げ角度
１０°で１０分間、２０°で２０分間運転した後、曲げ
角度を３０°にし、３０分間運転後チューブが破壊され
なければ曲げ角度を順次４０°、５０°、６０°、７０
°、８０°と大きくし、それぞれ３０分間運転し、最後
に９０°でチューブが破壊するに到るまで８５０回／分
で運転する。ここにチューブが破壊に至るまでの時間
（破壊寿命）を、ゴム補強用コードの耐疲労性の指標と
した。
【００３８】ゴムシート組成：天然ゴム（７５重量部）
／スチレンブタジエンゴム（２５重量部）／硫黄（２重
量部）／酸化亜鉛（５重量部）／ステアリン酸（２重量
部）／ジベンゾチアジルジサルファイド（１重量部）／
カーボンブラック（５０重量部） 加硫条件：温度１６０℃、圧力９．８ＭＰａ、３０分
／スチレンブタジエンゴム（２５重量部）／硫黄（２重
量部）／酸化亜鉛（５重量部）／ステアリン酸（２重量
部）／ジベンゾチアジルジサルファイド（１重量部）／
カーボンブラック（５０重量部） 加硫条件：温度１６０℃、圧力９．８ＭＰａ、３０分
【００３９】
【実施例】以下、実施例により、本発明をより具体的に
説明する。 （実施例１〜６、比較例１〜６）次に示す原材料を用
い、ゴム補強用コード、繊維強化ゴム材料を作製した。
また、炭素繊維束に含浸させた樹脂の組成を表１、２
に、ゴム補強用コードの耐疲労性の評価結果を表３に示
す。 １．原材料 （１）炭素繊維束 （ａ）”T300B-12K-50B”（型番、東レ（株）製）、繊
度８０００dtex 破断伸度1.5%、引張強度3500ＭＰａ、単繊維の断面変形
度１．２５ （ｂ）”T700G-12K-31E”（型番、東レ（株）製）、繊
度８０００dtex 破断伸度2.1%、引張強度4900ＭＰａ、単繊維の断面変形
度１．０５ （ｃ）”T800H-12K-40B”（型番、東レ（株）製）、繊
度４４５０dtex 破断伸度1.9%、引張強度5500ＭＰａ、単繊維の断面変形
度１．３７ （２）ゴムラテックス （ａ）ビニルピリジン−スチレン−ブタジエンゴムラテ
ックス： ピラテックスFS（型番、日本A&L（株）製）、固形分濃
度40.5重量％ （ｂ）ビニルピリジン−スチレン−ブタジエンゴムラテ
ックス： Nipol2518FS（商標、日本ゼオン（株）製）、固形分濃
度40.5重量% （ｃ）スチレン−ブタジエンゴムラテックス： ＪＳＲ2108（型番、ＪＳＲ（株）製）、固形分濃度40重
量% （３）エポキシ樹脂 （ａ）エチレングリコールジグリシジルエーテル： "エポライト"４０Ｅ（登録商標、共栄社化学（株）
製）、 （ｂ）ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル： "エポライト"４００Ｅ（登録商標、共栄社化学（株）
製）、 ２．作製・評価 炭素繊維束を１０ｍ／分で搬送し、表１に示す組成のゴ
ムラテックス／エポキシ樹脂が含まれる処理液槽を通過
させた後、１５０℃の加熱乾燥炉内を通過させて水分を
除去し、次いで、表２に示す組成のＲＦＬ接着剤を含む
処理液槽を通過させた後さらに１７０℃の加熱乾燥炉内
を通過させて、水分を除去し、ゴム補強用コードを得
た。
説明する。 （実施例１〜６、比較例１〜６）次に示す原材料を用
い、ゴム補強用コード、繊維強化ゴム材料を作製した。
また、炭素繊維束に含浸させた樹脂の組成を表１、２
に、ゴム補強用コードの耐疲労性の評価結果を表３に示
す。 １．原材料 （１）炭素繊維束 （ａ）”T300B-12K-50B”（型番、東レ（株）製）、繊
度８０００dtex 破断伸度1.5%、引張強度3500ＭＰａ、単繊維の断面変形
度１．２５ （ｂ）”T700G-12K-31E”（型番、東レ（株）製）、繊
度８０００dtex 破断伸度2.1%、引張強度4900ＭＰａ、単繊維の断面変形
度１．０５ （ｃ）”T800H-12K-40B”（型番、東レ（株）製）、繊
度４４５０dtex 破断伸度1.9%、引張強度5500ＭＰａ、単繊維の断面変形
度１．３７ （２）ゴムラテックス （ａ）ビニルピリジン−スチレン−ブタジエンゴムラテ
ックス： ピラテックスFS（型番、日本A&L（株）製）、固形分濃
度40.5重量％ （ｂ）ビニルピリジン−スチレン−ブタジエンゴムラテ
ックス： Nipol2518FS（商標、日本ゼオン（株）製）、固形分濃
度40.5重量% （ｃ）スチレン−ブタジエンゴムラテックス： ＪＳＲ2108（型番、ＪＳＲ（株）製）、固形分濃度40重
量% （３）エポキシ樹脂 （ａ）エチレングリコールジグリシジルエーテル： "エポライト"４０Ｅ（登録商標、共栄社化学（株）
製）、 （ｂ）ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル： "エポライト"４００Ｅ（登録商標、共栄社化学（株）
製）、 ２．作製・評価 炭素繊維束を１０ｍ／分で搬送し、表１に示す組成のゴ
ムラテックス／エポキシ樹脂が含まれる処理液槽を通過
させた後、１５０℃の加熱乾燥炉内を通過させて水分を
除去し、次いで、表２に示す組成のＲＦＬ接着剤を含む
処理液槽を通過させた後さらに１７０℃の加熱乾燥炉内
を通過させて、水分を除去し、ゴム補強用コードを得
た。
【００４０】なお、乾燥後コードのゴムラテックス／エ
ポキシ樹脂の含有量、ＲＦＬ接着剤の含有量は、それぞ
れ、炭素繊維束１００重量部に対し２３重量部、４重量
部であった。さらに、コードを巻き取ったボビンを回転
させながら５ｍ／分の速度で巻きだし、所定回数の撚り
を付与した。
ポキシ樹脂の含有量、ＲＦＬ接着剤の含有量は、それぞ
れ、炭素繊維束１００重量部に対し２３重量部、４重量
部であった。さらに、コードを巻き取ったボビンを回転
させながら５ｍ／分の速度で巻きだし、所定回数の撚り
を付与した。
【００４１】次に、前述した方法に従ってチューブ状の
材料を作製し、破壊寿命を測定した。表３に示したよう
に、本発明によるゴム補強用コードは、耐疲労性に優れ
たものであった。
材料を作製し、破壊寿命を測定した。表３に示したよう
に、本発明によるゴム補強用コードは、耐疲労性に優れ
たものであった。
【００４２】
【表１】
【００４３】
【表２】
【００４４】
【表３】
【００４５】
【発明の効果】本発明のゴム補強用コードによれば、炭
素繊維を使用しながら、特にタイヤコードに好適に用い
られる、優れた耐疲労性と実用性を発揮する繊維強化ゴ
ム材料が得られる。
素繊維を使用しながら、特にタイヤコードに好適に用い
られる、優れた耐疲労性と実用性を発揮する繊維強化ゴ
ム材料が得られる。
─────────────────────────────────────────────────────
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）
Ｄ０６Ｍ 15/55 Ｄ０６Ｍ 15/55
15/693 15/693
// Ｂ２９Ｋ 21:00 Ｂ２９Ｋ 21:00
63:00 63:00
Ｃ０８Ｌ 21:00 Ｃ０８Ｌ 21:00
Ｄ０６Ｍ 101:40 Ｄ０６Ｍ 101:40
Ｆターム(参考） 4F072 AA04 AB10 AB22 AC09 AC12
AD02 AG06 AG14 AH22 AK06
AK14 AL18
4L033 AA09 AB03 AC11 AC12 CA34
CA49 CA68
4L036 MA04 MA33 MA37 PA21
Claims (11)
- 【請求項１】破断伸度が１．７％以上の炭素繊維束に、
ゴムラテックスを含むエポキシ樹脂組成物が含浸されて
なるゴム補強用コードであって、かつ、該炭素繊維束
が、下記撚り係数が９０〜９００の範囲内にある撚り糸
であることを特徴とするゴム補強用コード。 撚り係数＝[Ｎ×（Ｄ）1/2 ] Ｎ：撚り数（回/10cm） Ｄ：炭素繊維束の総繊度（ｄｔｅｘ） - 【請求項２】前記炭素繊維束の引張強度が４０００MPa
以上である請求項１に記載のゴム補強用コード。 - 【請求項３】前記炭素繊維束を構成する単繊維の断面形
状が、実質的に真円状である請求項1〜２のいずれかに
記載のゴム補強用コード。 - 【請求項４】前記炭素繊維束の単位長さあたりの重量
が、０．５〜１．２ｇ／ｍである請求項１〜３のいずれ
かに記載のゴム補強用コード。 - 【請求項５】前記炭素繊維束が、少なくとも表層部の炭
素繊維が単糸単位で前記樹脂組成物によって被覆されて
いる請求項１〜４のいずれかに記載のゴム補強用コー
ド。 - 【請求項６】前記炭素繊維束１００重量部に対して、前
記樹脂組成物が１０〜４０重量部含有されている請求項
１〜５のいずれかに記載のゴム補強用コード。 - 【請求項７】前記樹脂組成物１００重量部に対して、前
記ゴムラテックスが２０〜８０重量部含有されている請
求項１〜６のいずれかに記載のゴム補強用コード。 - 【請求項８】前記炭素繊維束の単位長さあたりに対し、
前記樹脂組成物が０．１〜０．４ｇ／ｍ含有されている
請求項１〜７のいずれかに記載のゴム補強用コード。 - 【請求項９】前記ゴム補強用コードが、その表面がＲＦ
Ｌ接着剤で被覆されているものである請求項１〜８のい
ずれかに記載のゴム補強用コード。 - 【請求項１０】前記炭素繊維束１００重量部に対して、
前記ＲＦＬ接着剤が１〜２０重量部付着している請求項
１〜９のいずれかに記載のゴム補強用コード。 - 【請求項１１】請求項１〜１０のいずれかに記載のゴム
補強用コードを用いて、ゴム材料が補強されていること
を特徴とする繊維強化ゴム材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001320296A JP2003117923A (ja) | 2001-10-18 | 2001-10-18 | ゴム補強用炭素繊維コード及び繊維強化ゴム材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001320296A JP2003117923A (ja) | 2001-10-18 | 2001-10-18 | ゴム補強用炭素繊維コード及び繊維強化ゴム材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003117923A true JP2003117923A (ja) | 2003-04-23 |
Family
ID=19137707
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001320296A Pending JP2003117923A (ja) | 2001-10-18 | 2001-10-18 | ゴム補強用炭素繊維コード及び繊維強化ゴム材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003117923A (ja) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57133041A (en) * | 1981-02-13 | 1982-08-17 | Teijin Ltd | Treatment of carbon fiber for reinforcing rubber |
| JPS60181369A (ja) * | 1984-02-29 | 1985-09-17 | 東レ株式会社 | ゴム補強用炭素繊維コ−ドの製造方法 |
| JPS61203139A (ja) * | 1985-03-06 | 1986-09-09 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | ゴム補強用炭素繊維糸状束の製法 |
| JPS62149985A (ja) * | 1985-12-24 | 1987-07-03 | 東邦レーヨン株式会社 | 高接着性のゴム補強用炭素質繊維コ−ド |
| JPS62149978A (ja) * | 1985-12-24 | 1987-07-03 | 東邦レーヨン株式会社 | ゴム補強用特殊処理炭素繊維コ−ド |
| JP2001234445A (ja) * | 1999-12-15 | 2001-08-31 | Toray Ind Inc | ゴム補強用コード及び繊維強化ゴム材料 |
-
2001
- 2001-10-18 JP JP2001320296A patent/JP2003117923A/ja active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57133041A (en) * | 1981-02-13 | 1982-08-17 | Teijin Ltd | Treatment of carbon fiber for reinforcing rubber |
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| JPS62149978A (ja) * | 1985-12-24 | 1987-07-03 | 東邦レーヨン株式会社 | ゴム補強用特殊処理炭素繊維コ−ド |
| JP2001234445A (ja) * | 1999-12-15 | 2001-08-31 | Toray Ind Inc | ゴム補強用コード及び繊維強化ゴム材料 |
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