JP2020158903A - Carbon fiber cord for reinforcing polyurethane resin and manufacturing method thereof - Google Patents

Carbon fiber cord for reinforcing polyurethane resin and manufacturing method thereof Download PDF

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Abstract

To provide a carbon fiber cord for reinforcing a urethane resin excellent in bending fatigue resistance and fray resistance, and to provide a manufacturing method thereof.SOLUTION: There is provided a carbon fiber cord for reinforcing a polyurethane resin which is a carbon fiber bundle obtained by plying two or more fiber bundles, wherein a first twist coefficient (TM1) is in a range of 0.5 to 2.0, a final twist coefficient (TM2) is in a range of 0.5 to 2.0, and a resin containing an isocyanate compound as a constituent is adhered. Further, it is preferable that the total fineness of the carbon fiber bundle is 800 to 3600 tex, and that the resin containing an isocyanate compound as a constituent is a resin composed of an isocyanate and an epoxy. In addition, the producing method comprises: subjecting two or more carbon fiber bundles to twisting such that a first twist coefficient (TM1) is in a range of 0.5 to 2.0, and a final twist coefficient (TM2) is in a range of 0.5 to 2.0; impregnating the twisted carbon fiber bundle in a treatment liquid containing a resin containing an isocyanate compound as a constituent; and subjecting the impregnated twisted carbon fiber bundle to heat treatment.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明はポリウレタン樹脂補強用炭素繊維コードに関し、さらに詳しくは屈曲疲労性及び耐ホツレ性に優れたウレタン樹脂補強用炭素繊維コード及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a carbon fiber cord for reinforcing polyurethane resin, and more particularly to a carbon fiber cord for reinforcing urethane resin having excellent bending fatigue resistance and fray resistance and a method for producing the same.

ポリウレタン樹脂成形品は、一般的なエラストマー組成物と比較して耐摩耗性、機械的性質、動的物性、耐溶剤性、耐油性、耐オゾン性などに優れていることから、一般産業用伝動ベルト、ロール、キャスターなどの工業部品、紙送りロール、複写機用ロールなどのオフィスオートメーション(OA)機器部品の他、スポーツ、レジャー用品などの広範囲の分野に利用されている。 Polyurethane resin molded products are superior to general elastomer compositions in wear resistance, mechanical properties, dynamic physical properties, solvent resistance, oil resistance, ozone resistance, etc. It is used in a wide range of fields such as industrial parts such as belts, rolls and casters, office automation (OA) equipment parts such as paper feed rolls and copier rolls, as well as sports and leisure goods.

特に精密OA機器などでは、ポリウレタン樹脂成形体として歯付ベルトが広く使用されているが、高度なベルト寸法安定性が要求される精密OA機器用の歯付ベルトにおいては、その心線として高モジュラスな補強用繊維コードが利用されることが多い。また現状ではガラス繊維コードを用いた歯付ベルトが寸法安定性及び経時寸法安定性に比較的優れているため、軸間固定レイアウト等に好ましく用いられている。しかし、ガラス繊維コードには、ベルト本体を構成するエラストマー部との接着性に劣るとの問題点があった(特許文献1)。 Especially in precision OA equipment, toothed belts are widely used as polyurethane resin molded bodies, but in toothed belts for precision OA equipment, which require a high degree of belt dimensional stability, high modulus is used as the core wire. Reinforcing fiber cords are often used. At present, a toothed belt using a glass fiber cord is relatively excellent in dimensional stability and dimensional stability over time, and is therefore preferably used for a fixed layout between shafts and the like. However, the glass fiber cord has a problem that it is inferior in adhesiveness to the elastomer portion constituting the belt body (Patent Document 1).

一方近年では、ガラス繊維に代えて炭素繊維を樹脂補強用繊維として用いることが期待されている。炭素繊維は、高弾性率、高強度、寸法安定性、耐熱性および耐薬品性等の優れた特性を有するためである。しかし炭素繊維はその表面が比較的不活性であるため、そのままではポリウレタン樹脂等のマトリックスとの接着性が不十分であり、ガラス繊維と同様にその特性を十分に発揮することはできないという問題があった。 On the other hand, in recent years, it is expected that carbon fiber is used as a resin reinforcing fiber instead of glass fiber. This is because carbon fibers have excellent properties such as high elastic modulus, high strength, dimensional stability, heat resistance and chemical resistance. However, since the surface of carbon fiber is relatively inert, the adhesiveness to a matrix such as polyurethane resin is insufficient as it is, and there is a problem that the characteristics cannot be sufficiently exhibited like glass fiber. there were.

その問題の解決法として、補強繊維の表面をレゾルシン・ホルマリン・ゴムラテックス(RFL)系接着剤等で処理した炭素繊維コードが、特に汎用的なゴム補強用途で提案されている(特許文献1−3)。しかしこのような汎用ゴム用の炭素繊維コードでは、マトリックスをポリウレタン樹脂とした場合に、その接着性が劣るという問題があった。 As a solution to this problem, a carbon fiber cord in which the surface of the reinforcing fiber is treated with a resorcin, formalin, rubber latex (RFL) adhesive or the like has been proposed for a particularly general-purpose rubber reinforcing application (Patent Document 1-). 3). However, such a carbon fiber cord for general-purpose rubber has a problem that its adhesiveness is inferior when the matrix is made of polyurethane resin.

他方その他の問題として、補強用繊維を含有するポリウレタン樹脂成形体には、一旦成形した後に切断する場合に、その切断面において繊維がほつれるという問題があった。この問題は特にベルト用途において指摘されており、さらにマトリックスにウレタンを用いた場合に顕著であった。複合体のマトリックスを構成するポリウレタン樹脂が変形しやすいのに対し、高強力の補強用繊維は追随して変形しにくく、複合材料の端面から繊維が露出し、ホツレとなるのである。 On the other hand, as another problem, the polyurethane resin molded product containing the reinforcing fibers has a problem that the fibers are frayed on the cut surface when the molded product is once molded and then cut. This problem has been pointed out especially in belt applications, and was more remarkable when urethane was used for the matrix. While the polyurethane resin that constitutes the matrix of the composite is easily deformed, the high-strength reinforcing fibers are not easily deformed following the deformation, and the fibers are exposed from the end face of the composite material and become frayed.

今までマトリックスがウレタン樹脂の場合に、補強効果と耐ホツレ性を十分に満足させる補強用炭素繊維コードは、得られていなかったため、それらの特性を両立させるポリウレタン樹脂補強用炭素繊維コードの開発が求められていた。 Until now, when the matrix is urethane resin, a carbon fiber cord for reinforcement that sufficiently satisfies the reinforcing effect and fray resistance has not been obtained. Therefore, a carbon fiber cord for reinforcing polyurethane resin that has both of these characteristics has been developed. I was asked.

特開2004−36654号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-366654 特開2014−70296号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-70296 特開2011−241502号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-241502 特開昭61−215772号公報JP-A-61-215772

本発明は上記の背景に鑑みなされたものであり、その目的は、屈曲疲労性及び耐ホツレ性に優れたウレタン樹脂補強用炭素繊維コード及びその製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above background, and an object of the present invention is to provide a carbon fiber cord for reinforcing a urethane resin having excellent bending fatigue resistance and fray resistance, and a method for producing the same.

本発明のポリウレタン樹脂補強用炭素繊維コードは、2本以上の繊維束を諸撚りした炭素繊維束であって、下撚り係数(TM1)が0.5〜2.0、上撚り係数(TM2)が0.5〜2.0の範囲であり、イソシアネート化合物を構成成分とする樹脂が付着していることを特徴とする。なお、ここで撚り係数(TM)は、下記式にて得たものである。
TM=T×√D/1150
[但し、TM;撚り係数、T;撚り数(回/m)、D;樹脂付着前の炭素繊維の総繊度(tex)を示す。]
The carbon fiber cord for reinforcing polyurethane resin of the present invention is a carbon fiber bundle obtained by twisting two or more fiber bundles, having a lower twist coefficient (TM1) of 0.5 to 2.0 and an upper twist coefficient (TM2). Is in the range of 0.5 to 2.0, and is characterized in that a resin containing an isocyanate compound as a constituent is attached. Here, the twist coefficient (TM) is obtained by the following formula.
TM = T × √D / 1150
[However, TM; twist coefficient, T; number of twists (times / m), D; total fineness (tex) of carbon fibers before resin adhesion is shown. ]

さらに炭素繊維束の総繊度が、800〜3600texであることや、炭素繊維コードの引張強度が11cN/dtex以上であること、炭素繊維コードの引抜接着力が500N/10mm以上であることが好ましく、イソシアネート化合物を構成成分とする樹脂が、イソシアネートとエポキシから構成される樹脂であることが好ましい。 Further, it is preferable that the total fineness of the carbon fiber bundle is 800 to 3600 tex, the tensile strength of the carbon fiber cord is 11 cN / dtex or more, and the pull-out adhesive force of the carbon fiber cord is 500 N / 10 mm or more. The resin containing the isocyanate compound as a constituent is preferably a resin composed of isocyanate and epoxy.

さらにもう一つの本発明のポリウレタン樹脂補強用炭素繊維コードの製造方法は、2本以上の炭素繊維束に、下撚り係数(TM1)が0.5〜2.0、上撚り係数(TM2)が0.5〜2.0の範囲となるように撚りを施し、次いでイソシアネート化合物を構成成分とする樹脂を含有する処理液に浸漬し、熱処理することを特徴とする。なお、ここでの撚り係数(TM)は上記と同じく、下記式にて得たものである。
TM=T×√D/1150
[但し、TM;撚り係数、T;撚り数(回/m)、D;樹脂付着前の炭素繊維の総繊度(tex)を示す。]
Yet another method for producing the carbon fiber cord for reinforcing polyurethane resin of the present invention is to have two or more carbon fiber bundles having a lower twist coefficient (TM1) of 0.5 to 2.0 and an upper twist coefficient (TM2). It is characterized in that it is twisted so as to be in the range of 0.5 to 2.0, then immersed in a treatment liquid containing a resin containing an isocyanate compound as a constituent, and heat-treated. The twist coefficient (TM) here is the same as the above, and is obtained by the following formula.
TM = T × √D / 1150
[However, TM; twist coefficient, T; number of twists (times / m), D; total fineness (tex) of carbon fibers before resin adhesion is shown. ]

さらには本発明は、これらの本発明のポリウレタン樹脂補強用炭素繊維コードを用いたポリウレタン樹脂成形体を包含する。 Furthermore, the present invention includes a polyurethane resin molded product using these carbon fiber cords for reinforcing the polyurethane resin of the present invention.

本発明によれば、屈曲疲労性及び耐ホツレ性に優れたウレタン樹脂補強用炭素繊維コード及びその製造方法が提供される。 According to the present invention, there is provided a carbon fiber cord for reinforcing urethane resin having excellent bending fatigue resistance and fray resistance, and a method for producing the same.

本発明のポリウレタン樹脂補強用炭素繊維コードは、2本以上の繊維束を合糸し撚りをかけて諸撚りした炭素繊維束であって、下撚り係数(TM1)が0.5〜2.0、上撚り係数(TM2)が0.5〜2.0の範囲であり、イソシアネート化合物を構成成分とする樹脂が付着しているものである。
ここで本発明に用いられる炭素繊維としては、ピッチ系やPAN系などの従来公知のものを用いることができるが、特には強度に優れたポリアクリルニトリル系のPAN系炭素繊維であることが好ましい。
The carbon fiber cord for reinforcing polyurethane resin of the present invention is a carbon fiber bundle obtained by combining and twisting two or more fiber bundles and twisting them, and has a bottom twist coefficient (TM1) of 0.5 to 2.0. The top twist coefficient (TM2) is in the range of 0.5 to 2.0, and a resin containing an isocyanate compound as a constituent is attached.
Here, as the carbon fiber used in the present invention, conventionally known carbon fibers such as pitch type and PAN type can be used, but in particular, a polyacrylic nitrile type PAN type carbon fiber having excellent strength is preferable. ..

また本発明の樹脂補強用炭素繊維コードとしては、2本以上の繊維束を諸撚りした炭素繊維束であることが必要である。ここで諸撚り後の繊維束としては3000本から72000本の範囲であること好ましく、さらには10000本〜50000本の範囲であることが好ましい。そしてこの繊維束の総繊度としては200tex〜4800texの範囲であることが好ましく、より好ましくは、800tex〜3200texの範囲であることが好ましい。なお、繊維束を構成する各単糸(フィラメント)の繊維断面形状、繊維物性、微細構造などには、特に制限はないが、その強力保持の面からは断面形状が円であることが、接着性の面からは微細な凹凸を有することが好ましい。また、この炭素繊維にはあらかじめ製糸段階、延伸段階、耐炎化処理後、または炭素化処理後後に、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂などによる、前処理を施されていることも、好ましい態様である。 Further, the carbon fiber cord for resin reinforcement of the present invention needs to be a carbon fiber bundle obtained by twisting two or more fiber bundles. Here, the fiber bundle after various twists is preferably in the range of 3000 to 72000, and more preferably in the range of 10,000 to 50,000. The total fineness of the fiber bundle is preferably in the range of 200 tex to 4800 tex, more preferably in the range of 800 tex to 3200 tex. The fiber cross-sectional shape, fiber physical properties, microstructure, etc. of each single yarn (filament) constituting the fiber bundle are not particularly limited, but the fact that the cross-sectional shape is circular is that the fiber bundle is adhered in terms of its strong holding. From the viewpoint of physical properties, it is preferable to have fine irregularities. Further, it is also a preferable embodiment that the carbon fiber is pretreated with an epoxy resin, urethane resin or the like in advance after the silk reeling step, the drawing step, the flame resistance treatment, or the carbonization treatment.

そして本発明の炭素繊維コードは、このように諸撚りされた繊維束から構成されるものであるが、2本以上の繊維束を合糸したものであって、下撚り及び上撚りを有する諸撚りコードとすることが必要である。そしてこの時の撚り下係数(TM1)としては0.5〜2.0の範囲であることが好ましく、特には撚り係数が1.1〜1.6の範囲であることが好ましい。またこの時の撚り上係数(TM2)としては0.5〜2.0の範囲であることが好ましく、特には撚り係数が0.8〜1.8の範囲であることが好ましい。さらに下撚り係数が上より係数よりも大きいことが好ましい。 The carbon fiber cord of the present invention is composed of fiber bundles twisted in this way, but is a combination of two or more fiber bundles and has a lower twist and an upper twist. It is necessary to use a twisted cord. The untwisting coefficient (TM1) at this time is preferably in the range of 0.5 to 2.0, and particularly preferably in the range of 1.1 to 1.6. The twist coefficient (TM2) at this time is preferably in the range of 0.5 to 2.0, and particularly preferably in the range of 0.8 to 1.8. Further, it is preferable that the lower twist coefficient is larger than the upper coefficient.

また、撚りの方向としては下撚りと上撚りが反対方向であることが好ましく、下撚りがS撚りであれば、上撚りはZ撚り、逆に下撚りがZ撚りであれば、上撚りはS撚りであることが好ましい。このように逆方向に撚りをかけることによって、構成する補強用繊維単糸が繊維束の軸方向に並び、より補強効果を発揮することが可能となる。
そしてこのような範囲を満たすことによって、接着剤等の樹脂成分を繊維コードの内部へ十分に浸透させ、耐ホツレ性を発揮しつつ引張物性と耐屈曲疲労性を満たすポリウレタン樹脂補強用の炭素繊維コードとして、特に好ましい効果を発揮することが可能となる。
Further, as the direction of twisting, it is preferable that the lower twist and the upper twist are in opposite directions. If the lower twist is S twist, the upper twist is Z twist, and conversely, if the lower twist is Z twist, the upper twist is. It is preferably S-twisted. By twisting in the opposite directions in this way, the constituent reinforcing fiber single yarns are lined up in the axial direction of the fiber bundle, and the reinforcing effect can be further exerted.
By satisfying such a range, the resin component such as an adhesive is sufficiently permeated into the fiber cord, and the carbon fiber for reinforcing the polyurethane resin that satisfies the tensile physical properties and the bending fatigue resistance while exhibiting the fray resistance. As a code, it is possible to exert a particularly preferable effect.

本発明ではこのように片撚り(下撚り)した繊維束コードをさらに複数本引き揃えて、片撚りの方向と反対方向に撚り(上撚り)を施すことにより諸撚りコードとして用いることが必要であり、諸撚りに用いて合糸する繊維束の本数としては5本以下、特には2本であることが好ましい。繊維束の本数が多すぎると剛直な炭素繊維は工程途中で擦過等による毛羽立ちが発生しやすい傾向にある。 In the present invention, it is necessary to further align a plurality of single-twisted (down-twisted) fiber bundle cords and twist (up-twist) in the direction opposite to the single-twisted direction to use as a multi-twisted cord. Therefore, the number of fiber bundles to be combined for twisting is preferably 5 or less, particularly preferably 2. If the number of fiber bundles is too large, the rigid carbon fibers tend to be fluffed due to rubbing or the like during the process.

なお、ここでの撚り係数(TM1およびTM2)は、次式(1)によって、撚り数と総繊度から導き出される係数(TM)である。
TM=T×√D/1150 式(1)
[但し、TM;撚り係数、T;撚り数(回/m)、D;総繊度(tex)を示す。]
The twist coefficient (TM1 and TM2) here is a coefficient (TM) derived from the number of twists and the total fineness by the following equation (1).
TM = T × √D / 1150 formula (1)
[However, TM; twist coefficient, T; number of twists (times / m), D; total fineness (tex) are shown. ]

この計算式は、一般的に、綿の紡績糸に使用される計算式、K=t/√N (K:撚係数、t:撚数t/inch、N:綿番手)について、綿の比重を炭素繊維の比重に変換し、綿番手を繊度(tex)に変換して、再計算したものである。TM=1.0に近い時に、単糸が繊維軸方向に適度に傾き、繊維束の引き揃えを良くすることで、引張強力が最大限に発揮される。さらに撚り係数が高い場合には、単糸の傾きが大きくなりすぎ、屈曲時の歪を単糸が受けにくくなり、耐屈曲疲労性が向上するものの、引張強力が低下する傾向にある。また撚り係数が大きすぎると、小さな負荷荷重を受ける際の初期の伸びが増加し、僅かな伸びで負担可能な荷重が低下することになる。 This formula is generally used for spun cotton yarn, K = t / √N (K: twist coefficient, t: twist number t / inch, N: cotton count) with respect to the specific gravity of cotton. Is converted to the specific gravity of carbon fiber, the cotton count is converted to fineness (tex), and recalculated. When the TM is close to 1.0, the single yarn is appropriately tilted in the fiber axis direction to improve the alignment of the fiber bundles, so that the tensile strength is maximized. Further, when the twist coefficient is high, the inclination of the single yarn becomes too large, the single yarn is less likely to receive strain during bending, and the bending fatigue resistance is improved, but the tensile strength tends to decrease. Further, if the twist coefficient is too large, the initial elongation when a small load is applied increases, and the load that can be borne by a slight elongation decreases.

そして本発明のポリウレタン樹脂補強用炭素繊維コードは、このような繊維束にイソシアネート化合物を構成成分とする樹脂が付着した炭素繊維コードである。さらに詳しくは、イソシアネート化合物を構成成分とする樹脂によって集束された炭素繊維コードであることが好ましく、さらには繊維コードの最外層に、繊維の重量に対してイソシアネート化合物を構成成分とする樹脂が固形分比で5〜8重量%付着していることが好ましい。
このような本発明にて用いられるイソシアネート化合物を構成成分とする樹脂としては、イソシアネート樹脂、ポリウレタン樹脂、ウレア樹脂、あるいはイソシアネートとエポキシの架橋体等であることが好ましい。
The carbon fiber cord for reinforcing the polyurethane resin of the present invention is a carbon fiber cord in which a resin containing an isocyanate compound as a constituent is attached to such a fiber bundle. More specifically, it is preferable that the carbon fiber cord is focused by a resin containing an isocyanate compound as a constituent, and further, a resin containing an isocyanate compound as a constituent is solid in the outermost layer of the fiber cord with respect to the weight of the fiber. It is preferable that 5 to 8% by weight is adhered in a fractional ratio.
The resin containing the isocyanate compound used in the present invention as a constituent is preferably an isocyanate resin, a polyurethane resin, a urea resin, a crosslinked product of isocyanate and epoxy, or the like.

この時本発明に用いるイソシアネート化合物として、芳香族系のジフェニルメタンジイソシアネートや、トルエンジイソシアネート、脂肪族系のヘキサメチレンジイソシアネート等から選択することができる。さらに好ましくは、脂肪族系のイソシアネートの使用が推奨され、繊維束内部への浸透性や、ポリウレタン樹脂との接着性に優るものとなる。さらにはブロックドイソシアネートを用いることが好ましく、ジメチルピラゾールブロック、メチルエチルケトンオキシムブロック、カプロラクタムブロック等のブロック体を用いたブロックドイソシアネートであることが好ましく、より具体的にはジメチルピラゾールブロックヘキサメチレンジイソシアネートを用いることが特に好ましい。また、上記の剤の二つ以上を組み合わせて用いることも好ましい態様である。 At this time, the isocyanate compound used in the present invention can be selected from aromatic diphenylmethane diisocyanate, toluene diisocyanate, aliphatic hexamethylene diisocyanate and the like. More preferably, the use of an aliphatic isocyanate is recommended, and the permeability to the inside of the fiber bundle and the adhesiveness to the polyurethane resin are superior. Further, it is preferable to use blocked isocyanate, and it is preferable to use blocked isocyanate using a block body such as dimethylpyrazole block, methylethylketone oxime block, caprolactam block, and more specifically, dimethylpyrazole block hexamethylene diisocyanate is used. Is particularly preferred. It is also a preferred embodiment to use two or more of the above agents in combination.

本発明においては、上記のようなイソシアネート化合物を用いてイソシアネート樹脂としても良いし、また樹脂としてはウレア樹脂を用いることも好ましい。ここでウレア樹脂とは、アミンとイソシアネート化合物の縮合により得られる樹脂である。 In the present invention, the above-mentioned isocyanate compound may be used as an isocyanate resin, and it is also preferable to use a urea resin as the resin. Here, the urea resin is a resin obtained by condensing an amine and an isocyanate compound.

そして本発明の特に好ましいイソシアネート化合物を構成成分とする樹脂としては、イソシアネートとエポキシから構成される樹脂であることが好ましい。特にはイソシアネート化合物とエポキシ化合物が架橋された樹脂であることが好ましい。このような架橋体を用いる際には、比較的低分子量のイソシアネート化合物と、反応性の高い同じく比較的低分子量のエポキシ化合物とを、いったん繊維内部に浸透させた後に熱処理をすることで、樹脂が付着した繊維集束体とすることができる。このような方法により、繊維束内部に存在する低分子量化合物を架橋して樹脂化することにより、繊維束内部において単糸と単糸を十分に接着させ、強固に集束した繊維集束体を得ることが可能となる。 The resin containing a particularly preferable isocyanate compound of the present invention as a constituent component is preferably a resin composed of isocyanate and epoxy. In particular, a resin in which an isocyanate compound and an epoxy compound are crosslinked is preferable. When such a crosslinked product is used, a resin is obtained by infiltrating a relatively low molecular weight isocyanate compound and a highly reactive epoxy compound having a relatively low molecular weight into the fiber and then heat-treating the resin. Can be a fiber bundle to which is attached. By such a method, the low molecular weight compound existing inside the fiber bundle is crosslinked to form a resin, so that the single yarn and the single yarn are sufficiently adhered inside the fiber bundle to obtain a strongly bundled fiber bundle. Is possible.

ここで用いるエポキシ化合物としては、繊維表面にエポキシ基を有するエポキシ化合物を付着させ、熱処理等により高分子量化することが可能なものであることが好ましい。具体的には、エチレングリコール、グリセロール、ソルビトール、ペンタエリスリトール、ポリエチレングリコール等の多価アルコール類とエピクロルヒドリンの如きハロゲン含有エポキシド類との反応生成物、レゾルシン、ピス(4−ヒドロキシフェニル)ジメチルメタン、フェノール・ホルムアルデヒド樹脂、レゾルシン・ホルムアルデヒド樹脂等の多価フェノール類と前記ハロゲン含有エポキシド類との反応生成物、過酢酸又は過酸化水素等で不飽和化合物を酸化して得られるポリエポキシド化合物、即ち3,4−エポキシシクロヘキセンエポキシド、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センカルボキシレート、ビス(3、4−エポキシ−6−メチル−シクロヘキシルメチル)アジベートなどを挙げることができる。 The epoxy compound used here is preferably one in which an epoxy compound having an epoxy group is attached to the fiber surface and the molecular weight can be increased by heat treatment or the like. Specifically, reaction products of polyhydric alcohols such as ethylene glycol, glycerol, sorbitol, pentaerythritol, and polyethylene glycol with halogen-containing epoxides such as epichlorohydrin, resorcin, pis (4-hydroxyphenyl) dimethylmethane, and phenol. -Polyepoxide compounds obtained by oxidizing unsaturated compounds with the reaction products of polyhydric phenols such as formaldehyde resin, resorcin / formaldehyde resin and the halogen-containing epoxides, peracetic acid or hydrogen peroxide, that is, 3,4 -Epoxycyclohexene epoxide, 3,4-epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexene carboxylate, bis (3,4-epoxy-6-methyl-cyclohexylmethyl) adjate and the like can be mentioned.

これらのうち、多価アルコールとエピクロルヒドリンとの反応生成物、即ち多価アルコールのポリグリシジルエーテル化合物用いた場合、優れた性能を発現する。特に、水溶性の高いソルビトールポリグリシジルエーテル構造を有するエポキシ化合物の水分散体を使用することが好ましい。さらには繊維束内部への浸透性に優れる脂肪族ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)構造を有するブロックドイソシアネートと、水溶性の高いソルビトールポリグリシジルエーテル構造を有するエポキシ化合物の水分散体を使用することが、特に好ましい。より具体的にはブロックドイソシアネートとして、ジメチルピラゾールブロックヘキサメチレンジイソシアネートを用い、エポキシ化合物としてソルビトールポリグリシジルエーテル系エポキシ化合物を組み合わせて用いることが好ましい。この時ブロックドイソシアネートとして、脂肪族イソシアネートに加えて、芳香族イソシアネートを併用することも好ましい形態である。 Of these, when a reaction product of a polyhydrin and epichlorohydrin, that is, a polyglycidyl ether compound of the polyhydrin is used, excellent performance is exhibited. In particular, it is preferable to use an aqueous dispersion of an epoxy compound having a highly water-soluble sorbitol polyglycidyl ether structure. Furthermore, it is possible to use an aqueous dispersion of a blocked isocyanate having an aliphatic hexamethylene diisocyanate (HDI) structure having excellent permeability into the fiber bundle and an epoxy compound having a highly water-soluble sorbitol polyglycidyl ether structure. Especially preferable. More specifically, it is preferable to use dimethylpyrazole block hexamethylene diisocyanate as the blocked isocyanate and to use a sorbitol polyglycidyl ether-based epoxy compound in combination as the epoxy compound. At this time, as the blocked isocyanate, it is also preferable to use an aromatic isocyanate in combination with the aliphatic isocyanate.

そして本発明では、イソシアネート化合物を構成成分とする樹脂が炭素繊維コードの外周まで覆い、最外層にも存在していることが好ましい。イソシアネート化合物を構成成分とする樹脂は、炭素繊維撚糸コードの集束剤としてのみではなく、最終的な成形品とした時のマトリックス樹脂となるポリウレタン樹脂との、接着剤としても機能し、より強固な成形体を得ることが可能となる。 In the present invention, it is preferable that the resin containing the isocyanate compound as a constituent component covers the outer periphery of the carbon fiber cord and is also present in the outermost layer. The resin containing an isocyanate compound as a constituent not only functions as a sizing agent for carbon fiber twisted yarn cords, but also functions as an adhesive with a polyurethane resin that becomes a matrix resin in the final molded product, and is stronger. It becomes possible to obtain a molded product.

本発明では、十分な曲げ強さを有する炭素繊維コードが好ましく、このような十分な曲げ強さをもつ本発明の炭素繊維コードは、各単糸が樹脂によって十分に集束されており、各単糸が本来持つ特性がひとまとまりで発現されるため、優れた引張強度、引張弾性率を示す。 In the present invention, a carbon fiber cord having a sufficient bending strength is preferable, and in the carbon fiber cord of the present invention having such a sufficient bending strength, each single yarn is sufficiently focused by a resin, and each single yarn is sufficiently focused. Since the original characteristics of the thread are expressed as a group, it exhibits excellent tensile strength and tensile elastic modulus.

一方で、曲げ強さが高すぎる場合、非常に硬いコードであるため、後のポリウレタン樹脂成型体製造時等の金型に取り付ける際に、その取り扱い性等が非常に悪くなることに加えて、金型取り付け工程等の通過時に折れ曲がり損傷しやすくなる傾向にあり、最終製品の引張物性が、大きく低下する傾向にある。 On the other hand, if the bending strength is too high, the cord is very hard, so that when it is attached to a mold when manufacturing a polyurethane resin molded body later, the handleability and the like become very poor. It tends to be bent and easily damaged when passing through a mold mounting process or the like, and the tensile properties of the final product tend to be significantly reduced.

炭素繊維コードの曲げ強さを、適正なコード硬さとするためには、例えばポリウレタン樹脂の原料として液状成分を利用することが好ましい。なお、液状成分が炭素繊維コード内部に含浸しすぎると、炭素繊維コードが硬く集束されることがあるため、最終的なポリウレタン樹脂成型体の使用に問題がない範囲で、含浸を行うことが好ましい。 In order to obtain an appropriate bending strength of the carbon fiber cord, for example, it is preferable to use a liquid component as a raw material for the polyurethane resin. If the liquid component is too impregnated inside the carbon fiber cord, the carbon fiber cord may be hardly focused. Therefore, it is preferable to impregnate the carbon fiber cord within a range where there is no problem in using the final polyurethane resin molded body. ..

さらに本発明の炭素繊維コードとしては、高い真円度を保つことが好ましい。下撚りと上撚りのバランスが崩れると、真円度が低下しやすい傾向になる。その場合、曲げ方向による曲げ強度の違いが大きくなるという問題も発生する。さらに炭素繊維コードの真円度が低いと、金型に心線を捲き付ける際に、狙いのコード間のピッチに制御し難いといった不具合が生じやすい。炭素繊維コード間のピッチが乱れた場合、ベルト運転時に一部の心線にのみ応力が集中し、ベルトの片寄り、プーリフランジへの乗り上げ、ベルト早期切断等の欠点につながるのである。特にポリウレタン樹脂成形体として主要な用途である伝動ベルト用、中でもOA用ベルトとして用いる場合、蛇行等の不安定な走行により、高い位置決め精度が得られにくくなるという問題がある。 Further, the carbon fiber cord of the present invention preferably maintains a high roundness. If the balance between the lower twist and the upper twist is lost, the roundness tends to decrease. In that case, there is a problem that the difference in bending strength depending on the bending direction becomes large. Further, if the roundness of the carbon fiber cord is low, it is easy to cause a problem that it is difficult to control the pitch between the target cords when winding the core wire around the mold. When the pitch between the carbon fiber cords is disturbed, stress is concentrated only on a part of the core wires during belt operation, which leads to defects such as belt deviation, riding on the pulley flange, and early belt cutting. In particular, when it is used as a transmission belt, which is a main application as a polyurethane resin molded product, and particularly as an OA belt, there is a problem that it becomes difficult to obtain high positioning accuracy due to unstable running such as meandering.

また本発明の炭素繊維コードの引張強度としては11cN/dtex以上であることが好ましく、さらには13〜18cN/dtexの範囲にあることが好ましい。引張強度の値が低い場合には、ガラス繊維を始めとする従来のポリウレタン樹脂補強用繊維と同様に、熱硬化ポリウレタン樹脂成形体を十分に補強することができない傾向にある。 The tensile strength of the carbon fiber cord of the present invention is preferably 11 cN / dtex or more, and more preferably 13 to 18 cN / dtex. When the value of the tensile strength is low, the thermosetting polyurethane resin molded product tends to be unable to be sufficiently reinforced like the conventional polyurethane resin reinforcing fibers such as glass fiber.

そして本発明のポリウレタン樹脂補強用炭素繊維コードの引抜接着力は500N/10mm以上であることが好ましい。特には700〜1000N/10mmの範囲にあることが好ましい。補強用炭素繊維コードとマトリックス樹脂となるウレタンとの接着力がこのように高いことによって、最終的に得られる熱硬化ポリウレタン樹脂成形体の寸法安定性をより高めることが可能になる。例えばOA機器用の伝動ベルト用途等に本発明のコードを用いた場合、その伝動ベルトを用いたOA機器の精度向上に、大きく貢献することが可能となる。 The pull-out adhesive force of the carbon fiber cord for reinforcing the polyurethane resin of the present invention is preferably 500 N / 10 mm or more. In particular, it is preferably in the range of 700 to 1000 N / 10 mm. By having such a high adhesive force between the reinforcing carbon fiber cord and the urethane as the matrix resin, it is possible to further improve the dimensional stability of the finally obtained thermosetting polyurethane resin molded product. For example, when the code of the present invention is used for a transmission belt for OA equipment, it is possible to greatly contribute to improving the accuracy of the OA equipment using the transmission belt.

そしてこのような本発明のポリウレタン樹脂補強用炭素繊維コードは、もう一つの本発明であるポリウレタン樹脂補強用炭素繊維コードの製造方法によって得ることができる。すなわち、2本以上の炭素繊維束に、下撚り係数(TM1)が0.5〜2.0、上撚り係数(TM2)が0.5〜2.0の範囲となるように撚りを施し、次いでイソシアネート化合物を構成成分とする樹脂を含有する処理液に浸漬し、熱処理する炭素繊維コードの製造方法である。
本発明の製造方法にて用いる、炭素繊維束やイソシアネート化合物を構成成分とする樹脂は、上記と同様なものである。
The carbon fiber cord for reinforcing polyurethane resin of the present invention can be obtained by another method for producing the carbon fiber cord for reinforcing polyurethane resin of the present invention. That is, two or more carbon fiber bundles are twisted so that the lower twist coefficient (TM1) is in the range of 0.5 to 2.0 and the upper twist coefficient (TM2) is in the range of 0.5 to 2.0. Next, it is a method for producing a carbon fiber cord which is immersed in a treatment liquid containing a resin containing an isocyanate compound as a constituent component and heat-treated.
The resin containing a carbon fiber bundle or an isocyanate compound as a constituent component used in the production method of the present invention is the same as described above.

また、処理液に浸漬する前の撚りとしては、下撚り係数(TM1)が0.5〜2.0、上撚り係数(TM2)が0.5〜2.0の範囲となるように撚りを施すことが必要である。さらには下撚り係数(TM1)が1.1〜1.6、上撚り係数(TM2)が0.8〜1.8の範囲となるように撚りを施すことが好ましく、下撚り係数の方が上撚り係数よりも大きいことが好ましい。さらには下撚りと上撚りとが逆方向であることが好ましい。本発明ではこのような撚りを事前に施すことによって、接着剤等の樹脂成分を繊維コードの内部へ十分に浸透させ、耐ホツレ性を発揮しつつ引張物性と耐屈曲疲労性を満たすポリウレタン樹脂補強用の炭素繊維コードとすることが可能となる。
なお、ここでの撚り係数(TM1およびTM2)は、次式(1)によって、撚り数と総繊度から導き出される係数(TM)である。
TM=T×√D/1150 式(1)
[但し、TM;撚り係数、T;撚り数(回/m)、D;総繊度(tex)を示す。]
The twist before being immersed in the treatment liquid is twisted so that the lower twist coefficient (TM1) is in the range of 0.5 to 2.0 and the upper twist coefficient (TM2) is in the range of 0.5 to 2.0. It is necessary to apply. Further, it is preferable to perform twisting so that the lower twist coefficient (TM1) is in the range of 1.1 to 1.6 and the upper twist coefficient (TM2) is in the range of 0.8 to 1.8, and the lower twist coefficient is higher. It is preferably larger than the top twist coefficient. Further, it is preferable that the lower twist and the upper twist are in opposite directions. In the present invention, by applying such twisting in advance, a resin component such as an adhesive is sufficiently permeated into the inside of the fiber cord, and polyurethane resin reinforcement that satisfies tensile physical properties and bending fatigue resistance while exhibiting fray resistance. It becomes possible to make a carbon fiber cord for use.
The twist coefficient (TM1 and TM2) here is a coefficient (TM) derived from the number of twists and the total fineness by the following equation (1).
TM = T × √D / 1150 formula (1)
[However, TM; twist coefficient, T; number of twists (times / m), D; total fineness (tex) are shown. ]

ちなみに本発明の製造方法と異なる順番で、すなわち、撚りの無い状態の炭素繊維束に樹脂を処理し、その後に撚りを施す方法があるが、その場合には樹脂の含浸性こそ若干向上するものの、先に樹脂処理された後に撚糸するため、炭素繊維コードの真円度が低下するという問題がある。このような炭素繊維コードでは、適切な効果を発揮することができない。さらに炭素繊維コードの真円度が低いと、金型に心線を捲き付ける際に、狙いのコード間のピッチに制御し難いといった不具合が生じやすい。炭素繊維コード間のピッチが乱れた場合、ベルト運転時に一部の心線にのみ応力が集中し、ベルトの片寄り、プーリフランジへの乗り上げ、ベルト早期切断等の欠点につながるのである。特にポリウレタン樹脂成形体として主要な用途である伝動ベルト用、中でもOA用ベルトとして用いる場合、蛇行等の不安定な走行により、高い位置決め精度が得られにくくなるという問題がある。 By the way, there is a method in which the resin is treated in a different order from the production method of the present invention, that is, the carbon fiber bundle in the untwisted state is then twisted, but in that case, the impregnation property of the resin is slightly improved. There is a problem that the roundness of the carbon fiber cord is lowered because the yarn is twisted after being treated with the resin first. Such a carbon fiber cord cannot exert an appropriate effect. Further, if the roundness of the carbon fiber cord is low, it is easy to cause a problem that it is difficult to control the pitch between the target cords when winding the core wire around the mold. When the pitch between the carbon fiber cords is disturbed, stress is concentrated only on a part of the core wires during belt operation, which leads to defects such as belt deviation, riding on the pulley flange, and early belt cutting. In particular, when it is used as a transmission belt, which is a main application as a polyurethane resin molded product, and particularly as an OA belt, there is a problem that it becomes difficult to obtain high positioning accuracy due to unstable running such as meandering.

また本発明のポリウレタン樹脂補強用炭素繊維コードでは、イソシアネート化合物を構成成分とする樹脂を含有する処理液に浸漬し、その後熱処理を行うことによって炭素繊維コードを集束するのであるが、処理液がアルコールを含有する水系処理液であることが好ましい。ここで水系とは主となる溶媒が水であることを意味し、アルコールの含有量としては処理液の10重量%以下、特には0.01〜5重量%の範囲であることが好ましい。本発明にて用いられるアルコールとしては炭素原子にヒドロキシル基(−OH基)が結合した、室温にて液体状のアルコールであれば特に制限はないが、炭素数が5以下の低級アルコールであることが好ましく、特にはイソプロピルアルコール、エタノールまたはメタノールであることが、特にはイソプロピルアルコールを用いることが最も好ましい。 Further, in the carbon fiber cord for reinforcing polyurethane resin of the present invention, the carbon fiber cord is focused by immersing it in a treatment liquid containing a resin containing an isocyanate compound as a constituent component and then performing heat treatment. The treatment liquid is alcohol. It is preferable that the aqueous treatment liquid contains. Here, the aqueous system means that the main solvent is water, and the alcohol content is preferably 10% by weight or less, particularly preferably 0.01 to 5% by weight of the treatment liquid. The alcohol used in the present invention is not particularly limited as long as it is an alcohol in which a hydroxyl group (-OH group) is bonded to a carbon atom and is in a liquid state at room temperature, but it is a lower alcohol having 5 or less carbon atoms. Is preferable, and isopropyl alcohol, ethanol or methanol is particularly preferable, and isopropyl alcohol is most preferable.

なおこの撚りをかけた繊維コードをアルコールを含有する水系処理液を処理する方法は、必ずしも繊維の種類や、撚り数に限定されず、処理液を浸透しやすくする効果はある。ただし耐アルコール性の高い無機繊維や、特には本発明の炭素繊維において最も効果を発揮する。 The method of treating the water-based treatment liquid containing alcohol with the twisted fiber cord is not necessarily limited to the type of fiber and the number of twists, and has the effect of facilitating the penetration of the treatment liquid. However, it is most effective in inorganic fibers having high alcohol resistance, and in particular, the carbon fibers of the present invention.

本発明の製造方法ではこのようなアルコール成分を含有させることによって、繊維束内部に十分に接着剤成分を含浸させることができるようになった。
また処理されたコードには、繊維の重量に対してイソシアネート化合物を構成成分とする樹脂が固形分比で5〜8重量%付着していることが好ましい。イソシアネート化合物を構成成分とする樹脂としては、先に述べたようにイソシアネート樹脂、ポリウレタン樹脂、ウレア樹脂、あるいはイソシアネートとエポキシの架橋体等であることが好ましい。
In the production method of the present invention, the adhesive component can be sufficiently impregnated inside the fiber bundle by containing such an alcohol component.
Further, it is preferable that a resin containing an isocyanate compound as a constituent component is attached to the treated cord in an amount of 5 to 8% by weight in terms of solid content with respect to the weight of the fiber. As the resin containing the isocyanate compound as a constituent component, as described above, an isocyanate resin, a polyurethane resin, a urea resin, a crosslinked product of isocyanate and epoxy, or the like is preferable.

特に本発明の製造方法では、イソシアネート樹脂を用いる場合に、イソシアネート化合物をトルエン等の有機溶剤に溶解した液に、繊維束を浸漬後、熱処理によりイソシアネート化合物の自己架橋により繊維集束体を得る方法や、水系ブロックドイソシアネートの水分散体に繊維束を浸漬後、熱処理によりブロック剤が解離したイソシアネート化合物の自己架橋により繊維集束体を得る方法が好ましい。さらには、この作業性として水系の剤を使用することが好ましく、そのように水系の剤を用いる場合には、ブロックドイソシアネートを併用することが好ましい。ブロックイソシアネートを用いることにより、水分を揮発させる工程になって初めて水とイソシアネートが反応するため、それまでの浸漬工程等で官能基が失活するのを抑制することが可能となり、高い物性を確保することが可能になる。 In particular, in the production method of the present invention, when an isocyanate resin is used, a method of immersing the fiber bundle in a solution prepared by dissolving the isocyanate compound in an organic solvent such as toluene and then self-crosslinking the isocyanate compound by heat treatment to obtain a fiber bundle. , A method in which a fiber bundle is immersed in an aqueous dispersion of an aqueous blocked isocyanate and then a fiber bundle is obtained by self-crosslinking of an isocyanate compound in which the blocking agent is dissociated by heat treatment is preferable. Furthermore, it is preferable to use an aqueous agent for this workability, and when such an aqueous agent is used, it is preferable to use a blocked isocyanate in combination. By using blocked isocyanate, water reacts with isocyanate only in the process of volatilizing water, so it is possible to suppress the deactivation of functional groups in the previous dipping process, etc., ensuring high physical properties. It becomes possible to do.

また、樹脂としてイソシアネート化合物とエポキシ化合物の架橋体を使用する方法であることも好ましい。特に、比較的低分子量のイソシアネート化合物と、反応性の高い同じく比較的低分子量のエポキシ化合物とからなる処理液を、一旦、繊維内部に浸透させた後に、熱処理をする方法が好ましい。このように繊維束内部から架橋させることで、繊維束内部において単糸と単糸を接着させ、強固に集束した繊維集束体を得ることが可能になる。 It is also preferable that the resin is a crosslinked product of an isocyanate compound and an epoxy compound. In particular, a method in which a treatment liquid composed of a relatively low molecular weight isocyanate compound and a highly reactive epoxy compound having a relatively low molecular weight is once permeated into the fiber and then heat-treated is preferable. By cross-linking from the inside of the fiber bundle in this way, it becomes possible to bond the single yarn and the single yarn inside the fiber bundle and obtain a strongly bundled fiber bundle.

この方法に用いるエポキシ化合物としては、繊維表面にエポキシ基を有するエポキシ化合物を付着させ、熱処理等により高分子量化したものであることが好ましく、特には多価アルコールとエピクロルヒドリンとの反応生成物、即ち多価アルコールのポリグリシジルエーテル化合物が優れた性能を発現するので好ましい。特に、水溶性の高いソルビトールポリグリシジルエーテル構造を有するエポキシ化合物の水分散体を使用することが、好ましい。さらには繊維束内部への浸透性に優れる脂肪族ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)構造を有するブロックドイソシアネートと、水溶性の高いソルビトールポリグリシジルエーテル構造を有するエポキシ化合物の水分散体を使用することが、特に好ましい。より具体的にはブロックドイソシアネートとして、ジメチルピラゾールブロックヘキサメチレンジイソシアネートを用い、エポキシ化合物としてソルビトールポリグリシジルエーテル系エポキシ化合物を組み合わせて用いることが好ましい。ブロックドイソシアネートとして、脂肪族イソシアネートに加えて、芳香族イソシアネートを併用することも可能である。 The epoxy compound used in this method is preferably one in which an epoxy compound having an epoxy group is attached to the fiber surface to increase the molecular weight by heat treatment or the like, and in particular, a reaction product of a polyhydric alcohol and epichlorohydrin, that is, Polyglycidyl ether compounds of polyhydric alcohols are preferable because they exhibit excellent performance. In particular, it is preferable to use an aqueous dispersion of an epoxy compound having a highly water-soluble sorbitol polyglycidyl ether structure. Furthermore, it is possible to use an aqueous dispersion of a blocked isocyanate having an aliphatic hexamethylene diisocyanate (HDI) structure having excellent permeability into the fiber bundle and an epoxy compound having a highly water-soluble sorbitol polyglycidyl ether structure. Especially preferable. More specifically, it is preferable to use dimethylpyrazole block hexamethylene diisocyanate as the blocked isocyanate and to use a sorbitol polyglycidyl ether-based epoxy compound in combination as the epoxy compound. As the blocked isocyanate, it is also possible to use an aromatic isocyanate in combination with the aliphatic isocyanate.

そして繊維集束体の内部に集束剤として用いられる樹脂を付着させる方法としては、単繊維が集まったマルチフィラメント長繊維、さらにはそれを複数本に引き揃えた形状のものやトウ状の長繊維を、ボビンやビームクリールから連続的に送繊されるようにして、集束剤の入った漕の中で含浸させる方法や、ローラータッチ法によって付着させる方法、スプレー方式により該集束剤を噴霧して付着させる方法などが挙げられる。中でも繊維に均一に樹脂を付着させるためには、集束剤の入った漕の中で含浸させる方法が好ましく、さらには次いで絞りロールで一定の付着量に調整することが好ましい。 As a method of adhering a resin used as a sizing agent to the inside of a fiber sizing body, a multifilament long fiber in which single fibers are gathered, a shape in which a plurality of single fibers are aligned, or a tow-shaped long fiber is used. , A method of impregnating in a tank containing a sizing agent by continuously feeding fibers from a bobbin or a beam creel, a method of adhering by a roller touch method, or a method of spraying and adhering the sizing agent by a spray method. There is a method of making it. Above all, in order to uniformly adhere the resin to the fibers, a method of impregnating the fibers in a tank containing a sizing agent is preferable, and then it is preferable to adjust the adhesion amount to a certain level with a drawing roll.

また、先に述べたように集束剤をより繊維束内部に含浸、浸透させるためには、集束剤を水系マルション、または有機溶剤に分散、または溶解させ、希釈して使用する方法が好ましい。特には、本発明の製造方法としては先に述べたように、処理液がアルコールを含有する水系処理液であることが好ましい。ちなみに集束剤を溶解させた処理液は粘性が高くなりがちで、繊維束内部への浸透が不十分となりやすい傾向にあり、その観点からも、処理液がアルコールを含有する水系処理液であることが好ましい。 Further, as described above, in order to impregnate and permeate the sizing agent into the fiber bundle more, a method of dispersing or dissolving the sizing agent in an aqueous marsion or an organic solvent and diluting it is preferable. In particular, as the production method of the present invention, as described above, it is preferable that the treatment liquid is an aqueous treatment liquid containing alcohol. By the way, the treatment liquid in which the sizing agent is dissolved tends to have high viscosity and tends to have insufficient penetration into the fiber bundle. From this point of view, the treatment liquid is an aqueous treatment liquid containing alcohol. Is preferable.

本発明のポリウレタン樹脂補強用炭素繊維コードの製造方法の特に好ましい方法としては、炭素繊維に下撚りと上撚りを施した後に、上記のようなイソシアネート化合物を含み、アルコールを含有する水系処理剤に炭素繊維撚糸コードを浸漬し、熱処理を施す方法である。 A particularly preferable method for producing the carbon fiber cord for reinforcing polyurethane resin of the present invention is to prepare a water-based treatment agent containing an isocyanate compound as described above and containing alcohol after subjecting the carbon fibers to lower twist and upper twist. This is a method in which a carbon fiber twisted yarn cord is immersed and heat-treated.

なお本発明の製造方法では処理液に浸漬後に熱処理を行うが、この熱処理により、集束剤の分散媒である水等を乾燥、時には熱処理により架橋させることが好ましい。処理装置としては特に限定されるものではなく、接触型のホットローラー等も用いることができるが、非接触型の熱風乾燥炉を用いると集束剤による装置への付着や汚れがなく作業しやすいため好ましい。好ましい熱処理条件としては、2段階の加熱処理であることが好ましい。具体的には例えば、80〜150℃の温度で60〜240秒間の乾燥を行い、次いで180〜240℃の温度で60〜240秒間の熱処理を行うことが好ましい。 In the production method of the present invention, heat treatment is performed after immersion in the treatment liquid, and it is preferable that the heat treatment is used to dry water or the like, which is a dispersion medium of the focusing agent, and sometimes to crosslink by heat treatment. The treatment device is not particularly limited, and a contact type hot roller or the like can be used, but if a non-contact type hot air drying furnace is used, it is easy to work because there is no adhesion or dirt to the device due to the focusing agent. preferable. As a preferable heat treatment condition, a two-step heat treatment is preferable. Specifically, for example, it is preferable to perform drying at a temperature of 80 to 150 ° C. for 60 to 240 seconds, and then heat treatment at a temperature of 180 to 240 ° C. for 60 to 240 seconds.

これはまず第一段の熱処理により、コード表面およびコード内部の樹脂を含む処理液を繊維コード内部に拡散させながら、水分を乾燥させる。処理条件が高温の場合には、水分が留去する間もなく、水分の揮発が開始されるため、十分な拡散が得られず、集束性が不十分となる。逆にあまり低温すぎると、乾燥が不十分な樹脂が糸導ガイド等に転写され、樹脂がコードから脱落してしまい、十分な付着量が得られない。この乾燥熱処理に引き続き、第二段の熱処理により、樹脂を架橋反応し、強い皮膜とする。 First, by the first-stage heat treatment, the treatment liquid containing the resin on the surface of the cord and the inside of the cord is diffused inside the fiber cord to dry the moisture. When the treatment conditions are high temperature, the water starts to volatilize shortly after the water is distilled off, so that sufficient diffusion cannot be obtained and the focusing property becomes insufficient. On the contrary, if the temperature is too low, the resin that is insufficiently dried is transferred to the thread guide or the like, and the resin falls off from the cord, so that a sufficient amount of adhesion cannot be obtained. Following this dry heat treatment, the resin is crosslinked by the second stage heat treatment to form a strong film.

集束剤として用いる樹脂の付着量は、5〜10重量%であることが好ましい。少なすぎると繊維コードのフィラメントを充分に集束できず単糸間の摩耗による強力低下や、ポリウレタン樹脂成形体のホツレ性が低下する傾向にある。一方、多すぎる場合は、処理工程でのガムアップなど工程通過性が低下する恐れがある。より好ましくは、6〜8重量%である。この固形分付着量を制御するためには、圧接ローラーによる絞り、スクレバー等によるかき落とし、空気吹きつけによる吹き飛ばし、吸引、ビーターの手段により行うことができ、付着量を多くするためには浸漬時間の増加や、処理液中の固形分濃度の向上、複数回の浸漬等で行えばよい。 The amount of the resin used as the sizing agent adhered is preferably 5 to 10% by weight. If the amount is too small, the filaments of the fiber cord cannot be sufficiently focused, and the strength tends to decrease due to wear between the single yarns, and the fraying property of the polyurethane resin molded product tends to decrease. On the other hand, if the amount is too large, there is a risk that the process passability such as gum-up in the treatment process may decrease. More preferably, it is 6 to 8% by weight. The solid content can be controlled by squeezing with a pressure welding roller, scraping with a scrubber, blowing off with air, suction, or beater. To increase the amount of solids, the immersion time can be increased. This may be done by increasing, improving the solid content concentration in the treatment liquid, dipping a plurality of times, or the like.

本発明では、炭素繊維撚糸コードの集束剤であるイソシアネート化合物を構成成分とする樹脂が、ポリウレタン樹脂との接着剤としても機能することができる。そのため、イソシアネート化合物を構成成分とする樹脂が炭素繊維コードの外周まで多い、最外層に存在していることが好ましい。 In the present invention, a resin containing an isocyanate compound, which is a sizing agent for carbon fiber twisted yarn cords, as a constituent component can also function as an adhesive with a polyurethane resin. Therefore, it is preferable that the resin containing the isocyanate compound as a constituent component is present in the outermost layer, which is abundant up to the outer periphery of the carbon fiber cord.

このような本発明の製造方法により得られるポリウレタン樹脂補強用炭素繊維コードは、引張物性、屈曲疲労性、接着性、耐ホツレ性が大幅に改善されたポリウレタン樹脂補強用炭素繊維コードであり、本ポリウレタン樹脂補強用炭素繊維コードは、補強材として用いることにより物性の非常に優れたポリウレタン樹脂成形体を得ることが出来る。 The carbon fiber cord for reinforcing polyurethane resin obtained by such a manufacturing method of the present invention is a carbon fiber cord for reinforcing polyurethane resin having significantly improved tensile properties, bending fatigue resistance, adhesiveness, and fray resistance. By using the carbon fiber cord for reinforcing polyurethane resin as a reinforcing material, a polyurethane resin molded body having very excellent physical properties can be obtained.

また、本発明のこのようなポリウレタン樹脂補強用炭素繊維コードは、炭素繊維コードを金型に取り付けて、成型することにより、ポリウレタン樹脂成形体とすることができる。ポリウレタン樹脂成形体としては、より機械物性、耐熱性に優れる熱硬化性ポリウレタン樹脂と炭素繊維コードを組み合わせて用いることが好ましい。 Further, such a carbon fiber cord for reinforcing a polyurethane resin of the present invention can be made into a polyurethane resin molded product by attaching the carbon fiber cord to a mold and molding it. As the polyurethane resin molded product, it is preferable to use a combination of a thermosetting polyurethane resin having more excellent mechanical properties and heat resistance and a carbon fiber cord.

このようなポリウレタン樹脂成形体に用いるマトリックス樹脂として好ましい熱硬化性ポリウレタン樹脂は、液状の原料を注型して加熱・硬化させることによって得られるものである。そして成形方法としては、ポリオール、触媒、鎖延長剤、顔料等を混合したプレミックス液と、イソシアネート成分を含有する溶液とを混合し、これを注型して硬化反応させるワンショット法や、予めイソシアネートとポリオールを反応させて、イソシアネートの一部をポリオールで変性したプレポリマーと硬化剤を混合して注型し、架橋反応させるプレポリマー法を採用することができるが、本発明ではプレポリマー法が特に好ましい。 A thermosetting polyurethane resin that is preferable as a matrix resin used in such a polyurethane resin molded product is obtained by casting a liquid raw material and heating and curing it. Then, as a molding method, a one-shot method in which a premix solution in which a polyol, a catalyst, a chain extender, a pigment, etc. are mixed and a solution containing an isocyanate component are mixed, and this is cast and cured, or in advance. A prepolymer method in which isocyanate and a polyol are reacted, a prepolymer in which a part of isocyanate is modified with a polyol and a curing agent are mixed and cast, and a cross-linking reaction is carried out can be adopted. In the present invention, the prepolymer method can be adopted. Is particularly preferable.

ここで用いるイソシアネートとしては限定されるものではないが、芳香族ポリイソシアネート、脂肪族ポリイソシアネート、脂環式ポリイソシアネート、またそれらの変性体であることが好ましい。より具体的には、トルエンジイソシアネート(TDI)、メチレンジイソシアネート(MDI)、キシリレンジイソシアネート(XDI)、ナフタレンジイソシアネート(NDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)そしてイソホロンジイソシアネート(IPDI)などが例示できるが、中でも芳香族ポリイソシアネートが好ましく用いられ、TDI及びMDIがより好ましく用いられる。 The isocyanate used here is not limited, but is preferably an aromatic polyisocyanate, an aliphatic polyisocyanate, an alicyclic polyisocyanate, or a modified product thereof. More specifically, toluene diisocyanate (TDI), methylene diisocyanate (MDI), xylylene diisocyanate (XDI), naphthalenedi isocyanate (NDI), hexamethylene diisocyanate (HDI), isophorone diisocyanate (IPDI) and the like can be exemplified. Aromatic polyisocyanates are preferably used, and TDI and MDI are more preferably used.

ポリオールとしては、エステル系ポリオール、エーテル系ポリオール、アクリルポリオール、ポリブタジエンポリオール、及びこれらの混合ポリオール等が挙げられる。エーテル系ポリオールとしては、ポリエチレンエーテルグリコール(PEG)、ポリプロピレンエーテルグリコール(PPG)、ポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMG)などがあり、またエステル系ポリオールとしては、ポリエチレンアジペート(PEA)、ポリブチレンアジペート(PBA)、ポリヘキサメチレンアジペート(PHA)、ポリ−ε−カプロラクトン(PCL)などが例示できる。なかでも、耐湿性や耐水性に優れると共に強靭な物性とヒステリシスロスの小さい特性を有する成形品が得られるポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMG)が好適に用いられる。 Examples of the polyol include ester-based polyols, ether-based polyols, acrylic polyols, polybutadiene polyols, and mixed polyols thereof. Examples of the ether-based polyol include polyethylene ether glycol (PEG), polypropylene ether glycol (PPG), and polytetramethylene ether glycol (PTMG), and examples of the ester-based polyol include polyethylene adipate (PEA) and polybutylene adipate (PBA). ), Polyhexamethylene adipate (PHA), poly-ε-caprolactone (PCL) and the like. Among them, polytetramethylene ether glycol (PTMG), which is excellent in moisture resistance and water resistance and can obtain a molded product having tough physical properties and small hysteresis loss, is preferably used.

硬化剤としては、1級アミン、2級アミン、3級アミンであるアミン化合物が用いられ、具体的には1,4−フェニレンジアミン、2,6−ジアミノトルエン、1,5−ナフタレンジアミン、4,4´−ジアミノジフェニルメタン、3,3´−ジクロロ−4,4´−ジアミノジフェニルメタン(以下MOCAと記す)、3,3´−ジメチル−4,4´−ジアミノジフェニルメタン、1−メチル−3,5−ビス(メチルチオ)−2,6−ジアミノベンゼン、1−メチル3,5´−ジエチル−2,6−ジアミノベンゼン、4−4´−メチレン−ビス−(3−クロロ−2,6−ジエチルアニリン)、4,4´−メチレン−ビス−(オルト−クロロアニリン)、4,4´−メチレン−ビス−(2,3−ジクロロアニリン)、トリメチレングリコールジ−パラ−アミノベンゾエート、4,4´−メチレン−ビス−(2,6−ジエチルアニリン)、4,4´−メチレン−ビス−(2,6−ジイソプロピルアニリン)、4,4´−メチレン−ビス−(2−メチル−6−イソプロピルアニリン)、4,4´−ジアミノジフェニルスルホンなどが利用できる。 As the curing agent, amine compounds which are primary amines, secondary amines and tertiary amines are used, and specifically, 1,4-phenylenediamine, 2,6-diaminotoluene, 1,5-naphthalenediamine, 4 , 4'-diaminodiphenylmethane, 3,3'-dichloro-4,4'-diaminodiphenylmethane (hereinafter referred to as MOCA), 3,3'-dimethyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, 1-methyl-3,5 -Bis (methylthio) -2,6-diaminobenzene, 1-methyl 3,5'-diethyl-2,6-diaminobenzene, 4-4'-methylene-bis- (3-chloro-2,6-diethylaniline) ), 4,4'-Methylene-bis- (ortho-chloroaniline), 4,4'-methylene-bis- (2,3-dichloroaniline), trimethylene glycol di-para-aminobenzoate, 4,4' -Methylene-bis- (2,6-diethylaniline), 4,4'-methylene-bis- (2,6-diisopropylaniline), 4,4'-methylene-bis- (2-methyl-6-isopropylaniline) ), 4,4'-diaminodiphenylsulfone and the like can be used.

上記各成分以外の他に、成形物のマトリックス樹脂には、可塑剤、顔料、消泡剤、充填材、触媒、安定剤等の添加剤を配合することができる。可塑剤としては、一般にはフタル酸ジオクチル(DOP)、フタル酸ジブチル(DBP)、アジピン酸ジオクチル(DOA)、リン酸トリクレジル(TCP)、塩素系パラフィン、フタル酸ジアルキルなどが利用できる。 In addition to the above components, additives such as plasticizers, pigments, defoamers, fillers, catalysts, and stabilizers can be added to the matrix resin of the molded product. As the plasticizer, generally, dioctyl phthalate (DOP), dibutyl phthalate (DBP), dioctyl adipate (DOA), tricresyl phosphate (TCP), chlorine-based paraffin, dialkyl phthalate and the like can be used.

また触媒としては、酸触媒である有機カルボン酸化合物が利用され、具体的にはアゼライン酸、オレイン酸、セバシン酸、アジピン酸などの脂肪族カルボン酸、安息香酸、トルイル酸などの芳香族カルボン酸が用いられる。その他に、トリエチルアミン、N,N−ジメチルシクロヘキシルアミン、トリエチレンジアミンに代表されるアミン化合物、スタナスオクトエート、ジブチルチンジラウレート、ジオクチルチンマーカプチドに代表される有機金属化合物が適宜用いられる。 As the catalyst, an organic carboxylic acid compound which is an acid catalyst is used, and specifically, an aliphatic carboxylic acid such as azelaic acid, oleic acid, sebacic acid, and adipic acid, and an aromatic carboxylic acid such as benzoic acid and toluic acid. Is used. In addition, amine compounds typified by triethylamine, N, N-dimethylcyclohexylamine and triethylenediamine, and organometallic compounds typified by stanas octoate, dibutyltin dilaurate and dioctyltin markaptide are appropriately used.

ポリウレタン樹脂補強用炭素繊維コードを用いた熱硬化性ポリウレタン樹脂成形体のより具体的な製造方法としては、例えば、前記イソシアネートとポリオールとを予め反応させたウレタンプレポリマーに、必要に応じて消泡剤、可塑剤などを配合し、50〜80℃にて保管する。また、硬化剤を100℃以上の雰囲気温度下にて完全に溶解させた液を予め準備しておく。尚、触媒をポリウレタン原料に配合する場合は上述の硬化剤に予め攪拌混合しておくことが好ましい。 As a more specific method for producing a thermosetting polyurethane resin molded product using a carbon fiber cord for reinforcing a polyurethane resin, for example, a urethane prepolymer obtained by reacting the isocyanate and a polyol in advance is defoamed as necessary. Add agent, plasticizer, etc. and store at 50-80 ° C. In addition, a liquid in which the curing agent is completely dissolved at an atmospheric temperature of 100 ° C. or higher is prepared in advance. When the catalyst is blended with the polyurethane raw material, it is preferable to stir and mix it with the above-mentioned curing agent in advance.

次いで金型に炭素繊維コードをスパイラルに巻きつけた状態で、上記のウレタンプレポリマー液と、硬化剤液とを攪拌混合して金型内に注入し、一定条件下で加熱して熱硬化させることによって製造することができる。代表的なポリウレタン樹脂成形体である歯付ベルト等では、生産効率の観点から一般的に大型のベルトスリーブを作製し、その後で所定幅にカットすることによってベルトを製造することが好ましい。 Next, with the carbon fiber cord wound around the mold in a spiral, the above urethane prepolymer solution and the curing agent solution are stirred and mixed, injected into the mold, and heated under certain conditions to be thermoset. Can be manufactured by For a toothed belt or the like, which is a typical polyurethane resin molded product, it is generally preferable to manufacture a large belt sleeve from the viewpoint of production efficiency, and then cut it to a predetermined width to manufacture the belt.

このようにして得られるポリウレタン樹脂補強用炭素繊維コードと、それを用いたポリウレタン樹脂成形体は、引張物性、屈曲疲労性、接着性、耐ホツレ性に優れ、そのポリウレタン樹脂成形体の具体例としては、樹脂ベルトを挙げることができる。 The carbon fiber cord for reinforcing polyurethane resin thus obtained and the polyurethane resin molded product using the same are excellent in tensile properties, bending fatigue resistance, adhesiveness, and fray resistance, and as a specific example of the polyurethane resin molded product. Can be mentioned as a resin belt.

以下、実施例をあげて本発明を説明するが、実施例は説明のためのものであって、本発明はこれに限定されるものではない。なお、本発明の実施例における評価は下記の測定法で行った。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples, but the examples are for illustration purposes only, and the present invention is not limited thereto. The evaluation in the examples of the present invention was carried out by the following measurement method.

(1)コードの繊度、コードの径(コードゲージ)、引張強力、引張弾性率(初期引張抵抗度)
JIS L1017(2002)に準じて測定を行った。
(1) Cord fineness, cord diameter (cord gauge), tensile strength, tensile elastic modulus (initial tensile resistance)
The measurement was performed according to JIS L1017 (2002).

(2)コードの引抜接着力
まず、ポリウレタン樹脂補強用炭素繊維コードの先端約100mmを離型剤を塗布した金型に設置した。その後、トリレンジイソシアネートとポリテトラメチレンエーテルグリコールとの反応により得られるプレポリマー100部とアミン系硬化剤(メチレンビス(2−クロロアニリン)(MOCA)17部を、それぞれ所定の温度(主原料液:60℃、硬化剤液:120℃)に加熱したのち混合し、真空脱泡した。真空脱泡後の混合液を、115℃に加熱した金型内に注入し、60℃で24時間硬化させ、熱硬化性ポリウレタン樹脂成形体を得た。離型後、ポリウレタン樹脂補強用炭素繊維コードを熱硬化性ポリウレタン樹脂成形体から引抜く際の接着力で評価した。
(2) Pull-out adhesive force of the cord First, about 100 mm of the tip of the carbon fiber cord for reinforcing the polyurethane resin was installed in a mold coated with a mold release agent. After that, 100 parts of the prepolymer obtained by the reaction of tolylene diisocyanate and polytetramethylene ether glycol and 17 parts of the amine-based curing agent (methylenebis (2-chloroaniline) (MOCA)) were charged at predetermined temperatures (main raw material liquid: Heated to 60 ° C., curing agent solution: 120 ° C.), mixed, and vacuum defoamed. The mixed solution after vacuum defoaming was poured into a mold heated to 115 ° C. and cured at 60 ° C. for 24 hours. , A heat-curable polyurethane resin molded body was obtained. After the mold was released, the carbon fiber cord for reinforcing the polyurethane resin was evaluated by the adhesive force when it was pulled out from the heat-curable polyurethane resin molded body.

(3)ポリウレタン樹脂成形体の屈曲疲労後強力保持性
ポリウレタン樹脂補強用炭素繊維コードを、巾50mm、長さ500mm、厚み2mmの金型に8本等間隔に埋包したのち、(2)と同様に熱硬化性ポリウレタン樹脂原料を金型に注入、硬化し、平ベルト状の熱硬化性ポリウレタン樹脂成形体を得た。
得られた平ベルト状のポリウレタン樹脂成形体に30kgの荷重をかけて直径50mmのローラーに取り付け、100℃の雰囲気下でローラー屈曲(接触)距離100mmで100rpmの往復運動をさせ、100,000回の繰返し屈曲を行ったのち、残強力を測定し、屈曲疲労後の強力保持性を判定した。
(3) Strong retention after bending fatigue of polyurethane resin molded body Eight carbon fiber cords for reinforcing polyurethane resin are embedded in a mold having a width of 50 mm, a length of 500 mm, and a thickness of 2 mm at equal intervals, and then (2). Similarly, the thermosetting polyurethane resin raw material was injected into a mold and cured to obtain a flat belt-shaped thermosetting polyurethane resin molded body.
The obtained flat belt-shaped polyurethane resin molded body is attached to a roller having a diameter of 50 mm by applying a load of 30 kg, and is reciprocated at 100 rpm at a roller bending (contact) distance of 100 mm in an atmosphere of 100 ° C. 100,000 times. After repeated bending, the residual strength was measured to determine the strength retention after bending fatigue.

(4)ホツレ性
上記の(2)で得られた炭素繊維コードを埋法したベルト状ポリウレタン樹脂成型体を、1°傾けた状態で切断し、コード中央で切断された部分の断面に露出した繊維コードの集束状態を目視および光学顕微鏡で観察してホツレ性を評価した。ホツレ性は以下の通り3段階で評価判定した。
[ホツレ性(屈曲疲労試験後)]
○:繊維コードのフィラメントが集束しており外観上の異常は認められず良好。
△:繊維コードの一部のフィラメントに集束不良箇所が見受けられる。
×:繊維コードのフィラメントが集束不良が発生しており、集束していない。
(4) Fraying property The belt-shaped polyurethane resin molded body in which the carbon fiber cord obtained in (2) above was embedded was cut at an angle of 1 ° and exposed on the cross section of the cut portion at the center of the cord. The fraying property was evaluated by visually observing the focused state of the fiber cord and observing it with an optical microscope. The fraying property was evaluated and judged in three stages as follows.
[Fatigue (after flexion fatigue test)]
◯: The filament of the fiber cord is focused, and no abnormality in appearance is observed, which is good.
Δ: Poor focusing is observed on some filaments of the fiber cord.
X: The filament of the fiber cord has a poor focusing and is not focused.

[実施例1]
ソルビトールポリグリシジルエーテル構造を有するポリエポキシド化合物(「デナコールEX−614B」、ナガセケムテックス株式会社製、濃度100%)80gに、界面活性剤としてジアルキルスルホコハク酸エステルナトリウム塩水溶液(「ネオコールSW−C」、第一工業製薬株式会社製、濃度70%)30g、アルコール(イソプロピルアルコール)を70gを加えて攪拌し、これを水60gに攪拌添加して溶解させた。ここに、イソシアネート化合物として官能基が3以上であるジメチルピラゾールブロック−HDIトリマーの縮合物(「Trixene BI201」、英国Baxenden社製、濃度40%)700.0gを攪拌添加して、固形分濃度が40%の処理剤の分散体を調整した後、水で希釈して15%の処理液とした。
[Example 1]
80 g of a polyepoxide compound having a sorbitol polyglycidyl ether structure (“Denacol EX-614B”, manufactured by Nagase ChemteX Corporation, concentration 100%) and an aqueous solution of dialkyl sulfosuccinate sodium salt (“Neocol SW-C”, as a surfactant). 30 g of Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. (concentration 70%) and 70 g of alcohol (isopropyl alcohol) were added and stirred, and this was stirred and added to 60 g of water to dissolve it. 700.0 g of a condensate of dimethylpyrazole block-HDI trimmer having 3 or more functional groups as an isocyanate compound (“Trixene BI201”, manufactured by Baxenden, UK, concentration 40%) was added with stirring to adjust the solid content concentration. After preparing a dispersion of 40% of the treatment agent, it was diluted with water to obtain a 15% treatment liquid.

800tex/12000フィラメントの炭素繊維(「UTS50」、帝人株式会社製)を1本用いて撚数60回/mのZ方向の下撚りを行い、この下撚り処理した繊維束2本を合糸し、撚り数50回/mのS方向への上撚りを施し、諸撚りした炭素繊維撚糸コードを得た。この繊維コードをコンピュートリーター処理機(CAリッツラー社製ディップコード処理機)を用いて5m/分の速度で給糸し、前記の処理液に浸漬した後、定長で120℃、120秒間の乾燥、次いで定長で235℃、60秒間の熱処理を行いポリウレタン樹脂補強用炭素繊維コードを得た。
この炭素繊維コードには、炭素繊維撚糸コードに対して固形分換算で、エポキシ化合物およびイソシアネート化合物を構成成分とする架橋樹脂が5.5重量%付着していた。得られた炭素繊維コードと、その炭素繊維コードを用いて作製したポリウレタン樹脂成形体の性能評価結果を表1に示す。
One 800tex / 12000 filament carbon fiber (“UTS50”, manufactured by Teijin Limited) is used to perform downward twisting in the Z direction with a twist number of 60 times / m, and the two downward twisted fiber bundles are combined. , The number of twists was 50 times / m, and the upper twist was applied in the S direction to obtain a carbon fiber twisted yarn cord having various twists. This fiber cord is fed at a speed of 5 m / min using a computer processor (CA Ritzler dip cord processor), immersed in the above-mentioned treatment liquid, and then dried at a constant length of 120 ° C. for 120 seconds. Then, heat treatment was performed at a constant length of 235 ° C. for 60 seconds to obtain a carbon fiber cord for reinforcing polyurethane resin.
5.5% by weight of a crosslinked resin containing an epoxy compound and an isocyanate compound as constituents was attached to the carbon fiber cord in terms of solid content with respect to the carbon fiber twisted yarn cord. Table 1 shows the performance evaluation results of the obtained carbon fiber cord and the polyurethane resin molded product produced using the carbon fiber cord.

[実施例2]
上撚りを50回/mから40回/mに変更した以外は、実施例1と同様に炭素繊維コードの接着処理を行った。得られた炭素繊維処理コードとその炭素繊維コードを用いて作製したポリウレタン樹脂成形体の性能評価結果を表1にまとめて示す。
[Example 2]
The carbon fiber cord was bonded in the same manner as in Example 1 except that the top twist was changed from 50 times / m to 40 times / m. Table 1 summarizes the performance evaluation results of the obtained carbon fiber-treated cord and the polyurethane resin molded product produced by using the carbon fiber cord.

[実施例3]
上撚りを50回/mから30回/mに変更した以外は、実施例1と同様に炭素繊維コードの接着処理を行った。得られた炭素繊維処理コードとその炭素繊維コードを用いて作製したポリウレタン樹脂成形体の性能評価結果を表1にまとめて示す。
[Example 3]
The carbon fiber cord was bonded in the same manner as in Example 1 except that the top twist was changed from 50 times / m to 30 times / m. Table 1 summarizes the performance evaluation results of the obtained carbon fiber-treated cord and the polyurethane resin molded product produced by using the carbon fiber cord.

[実施例4]
15%の処理液に代えて、20%の処理液に変更した以外は、実施例1と同様に炭素繊維コードの接着処理を行った。得られた炭素繊維処理コードとその炭素繊維コードを用いて作製したポリウレタン樹脂成形体の性能評価結果を表1にまとめて示す。
[Example 4]
The carbon fiber cord was bonded in the same manner as in Example 1 except that the treatment liquid was changed to 20% instead of the 15% treatment liquid. Table 1 summarizes the performance evaluation results of the obtained carbon fiber-treated cord and the polyurethane resin molded product produced by using the carbon fiber cord.

[比較例1]
諸撚りを行わず、800tex/12000フィラメントの炭素繊維を2本まとめて片撚りした以外は、実施例1と同様に炭素繊維コードの接着処理を行った。得られた炭素繊維処理コードとその炭素繊維コードを用いて作製したポリウレタン樹脂成形体の性能評価結果を表1にまとめて示す。
[Comparative Example 1]
The carbon fiber cords were bonded in the same manner as in Example 1 except that two 800tex / 12000 filament carbon fibers were bundled and twisted in a single twist without performing various twists. Table 1 summarizes the performance evaluation results of the obtained carbon fiber-treated cord and the polyurethane resin molded product produced by using the carbon fiber cord.

Figure 2020158903
Figure 2020158903

本発明によれば、ホツレ性が大幅に改良され、ポリウレタンとの接着性、屈曲疲労性、耐久性に優れ、伝動ベルトの心線として好適に用いられる炭素繊維コードを、提供することができ、特に摩擦伝動ベルトや歯付ベルトの心線として好適に用いることができる。 According to the present invention, it is possible to provide a carbon fiber cord having significantly improved fraying property, excellent adhesiveness to polyurethane, bending fatigue, and durability, and which is suitably used as a core wire of a transmission belt. In particular, it can be suitably used as a core wire of a friction transmission belt or a toothed belt.

Claims (8)

2本以上の繊維束を諸撚りした炭素繊維束であって、下撚り係数(TM1)が0.5〜2.0、上撚り係数(TM2)が0.5〜2.0の範囲であり、イソシアネート化合物を構成成分とする樹脂が付着していることを特徴とするポリウレタン樹脂補強用炭素繊維コード。
TM=T×√D/1150
[但し、TM;撚り係数、T;撚り数(回/m)、D;樹脂付着前の炭素繊維の総繊度(tex)を示す。]
It is a carbon fiber bundle obtained by twisting two or more fiber bundles, and has a lower twist coefficient (TM1) of 0.5 to 2.0 and an upper twist coefficient (TM2) of 0.5 to 2.0. , A carbon fiber cord for reinforcing a polyurethane resin, characterized in that a resin containing an isocyanate compound as a constituent is attached.
TM = T × √D / 1150
[However, TM; twist coefficient, T; number of twists (times / m), D; total fineness (tex) of carbon fibers before resin adhesion is shown. ]
炭素繊維束の総繊度が、800〜3600texである請求項1記載のポリウレタン樹脂補強用炭素繊維コード。 The carbon fiber cord for reinforcing a polyurethane resin according to claim 1, wherein the total fineness of the carbon fiber bundle is 800 to 3600 tex. 炭素繊維コードの引張強度が11cN/dtex以上である請求項1または2記載のポリウレタン樹脂補強用炭素繊維コード。 The carbon fiber cord for reinforcing a polyurethane resin according to claim 1 or 2, wherein the tensile strength of the carbon fiber cord is 11 cN / dtex or more. 炭素繊維コードの引抜接着力が500N/10mm以上である請求項1〜3のいずれか1項記載のポリウレタン樹脂補強用炭素繊維コード。 The carbon fiber cord for reinforcing a polyurethane resin according to any one of claims 1 to 3, wherein the pull-out adhesive force of the carbon fiber cord is 500 N / 10 mm or more. イソシアネート化合物を構成成分とする樹脂が、イソシアネートとエポキシから構成される樹脂である請求項1〜4のいずれか1項記載のポリウレタン樹脂補強用炭素繊維コード。 The carbon fiber cord for reinforcing a polyurethane resin according to any one of claims 1 to 4, wherein the resin containing an isocyanate compound as a constituent is a resin composed of isocyanate and epoxy. 2本以上の炭素繊維束に、下撚り係数(TM1)が0.5〜2.0、上撚り係数(TM2)が0.5〜2.0の範囲となるように撚りを施し、次いでイソシアネート化合物を構成成分とする樹脂を含有する処理液に浸漬し、熱処理することを特徴とするポリウレタン樹脂補強用炭素繊維コードの製造方法。
TM=T×√D/1150
[但し、TM;撚り係数、T;撚り数(回/m)、D;樹脂付着前の炭素繊維の総繊度(tex)を示す。]
Two or more carbon fiber bundles are twisted so that the lower twist coefficient (TM1) is in the range of 0.5 to 2.0 and the upper twist coefficient (TM2) is in the range of 0.5 to 2.0, and then isocyanate is applied. A method for producing a carbon fiber cord for reinforcing a polyurethane resin, which comprises immersing in a treatment liquid containing a resin containing a compound as a constituent and heat-treating the mixture.
TM = T × √D / 1150
[However, TM; twist coefficient, T; number of twists (times / m), D; total fineness (tex) of carbon fibers before resin adhesion is shown. ]
処理液がアルコールを含有する水系処理液である請求項6記載のポリウレタン樹脂補強用炭素繊維コードの製造方法。 The method for producing a carbon fiber cord for reinforcing a polyurethane resin according to claim 6, wherein the treatment liquid is an aqueous treatment liquid containing alcohol. 請求項1〜5のいずれか1項記載のポリウレタン樹脂補強用炭素繊維コードを用いたポリウレタン樹脂成形体。 A polyurethane resin molded product using the carbon fiber cord for reinforcing the polyurethane resin according to any one of claims 1 to 5.
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