JPS60181369A - ゴム補強用炭素繊維コ−ドの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はゴムとの接着性が良好で、かつゴム中での耐疲
労性にすぐれたゴム補強用炭素繊維コードの製造方法に
関するものである。

高弾性率、尚強度１寸法安定性、耐熱性、耐薬品性など
の優れた特性を有する炭素繊維をゴム補強用素材ｔこ用
いることは従来より行なわれており、たとえば米国特許
第３６４８４５２号明細書等で開示されている。また炭
素繊維にゴムとの接着性を付与するためのエポキシ化合
物とレゾルシン・ホルムアルデヒド縮合物・コムラテッ
クス混合物（以下ＲＦＬと呼ぶ、）とにより２段処理す
る方法が特公昭５５−５５９９８号公報で開示され、さ
らには接着処理した後。

特定の撚りをかけ撚りによる強力損失を最小限にとどめ
、疲労寿命を改善したゴム補強用コードを得る方法が特
公昭５３−３０７５７号公報および特公昭５７−４６４
２７号公報に開示されている。

しかし、前記特公昭５Ｂ−３３９９８号公報に開示され
た接着処理方法は、炭素繊維ｔこコ゛ムとの接着性を付
与する点においては十分な効果を賽することができたが
、その条件（エポキシ化合物一般、具体的には非水溶性
エポキシ化合物を用い＋ＲＦＬ付着量５〜５０％、特に
１０〜２０％となす）では、ゴム中での炭素繊維の耐疲
労性について十分な効果な萎すること力；できなかった
。また前記特公昭５５−３０７５７および５７−４６４
２７号公報に開示された方法によっても疲労寿命の向上
はみられるものの。

その耐疲労性はまだ実用上十分ではなかった。

そこで本発明者らは優れた接着性のみならず。

優れた耐疲労性をも有するゴム補強用炭素繊維コードの
取得を目的として検討した結果、炭素繊維糸条束にエポ
キシ化合物とゴムラテックスの混合物を比較的多量に付
着せしめ１次いでＲＦＩ、処理することｅこよって、良
好なゴムとの接着性を保持したまま、耐疲労性が飛躍的
に向上したゴム補強用炭素繊維コードが得られることを
見出し、本発明に到達した。

すなわち本発明は炭素繊維糸条束にエポキシ化合物（Ｅ
）およびゴムラテックスＣＬ）を固形分重量比ＩＩ）　
／ＣＬ）　＝　１　／　９〜９／１で混合した配合物（
以下ＦｉＬと呼ぶ）を１０〜８０重量％付与した後熱処
理し、次いでＲＦＬを０，５〜１０重量％付与した後熱
処理することを特徴とするゴム補強用炭素繊維コードの
製造方法を提供するものである。

本発明の処理方法に供する炭素繊維糸条束としては、炭
素化系でも黒鉛化系でもよく、単糸繊度繊度が約０．４
〜２．０デニール、トータルデニールが約５０００以下
の糸条束であって、とくにエポキシ系化合物を含む界面
活性剤液でサイジングされたものであることが好ましい
。また前記糸条束は必要ｔこ応じて加熱されたものであ
ってもよく、加熱はＲＰＬ処場工場工程および／または
後工程で行なうのが望ましい、なお最終製品としての炭
素繊維コードにおける撚りは、撚り数（回／１０ｍ）ｘ
シｒア曹＝＝下；で示される撚り係数が９００以下、と
くやこ６００以下であることが望ましい。

本発明において用いるエポキシ化合物（Ｆｉ’）として
は、１分子中に少なくとも１個のエポキシ基を有するも
のであればいかなる化合物を用いてもよく２例えば多価
アルコールもしくは多価フェノールとエピクロルヒドリ
ンとの反応生成物をアルカリ処理することによって得ら
れるものがあげられる。この際、多価アルコールとして
は。例えば、グリセリン、エチレングリコール、ジエチ
レングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリ
コール、ヘキサトリオ−ＡＩ、ポリアクリルアルコール
、ポリビニルアルコール、イノシトール、トリメチロー
ルプロパン、１．４・ジメチロールベンゼン、ソルビタ
ン等が用いられ、また、多価フェノールとしてはレゾル
シン、ハイドロキノン、ビスフェノールＡ１フロログリ
シツール、カテコール等が用いラレる。このエポキシ化
合物は水に溶解もしくは乳化分数させた水性液としてま
たは有機溶媒を用いた溶液として用いられる。

一方１本発明で用いるゴムラテックス（Ｌ）としては天
然ゴムおよび合成ゴムラテックスが挙げられ、合成ゴム
ラテックスとしてはスチレンフタジエン共重合体、ポリ
ブタジェン、ビニルピリジンスチレンブタジェン共重合
体、アクリロニトリルブタジェン共重合体゛、ポリクロ
ロプレン等これらの１種あるいは２種以上の水分散液が
例示される。

エポキシ化合物〔Ｅ〕とゴムラテックスＣＩ、）との混
合物（Ｅ　Ｌ）の混合比は、固形分重量比で（Ｋ）　／
　（Ｌ’）＝１　／　９〜９／１、好ましくは（Ｉｔ）
　／（Ｌ）　＝　５　／　７〜７／３である。〔Ｅ〕／
（Ｌ）が１／９未満ではすぐれたゴムとの一着性が得ら
れず、（Ｅ）　／　（Ｌ）が９／１を越えると熱処理後
のコードが硬くなり耐疲労性が不良となるため好ましく
ない。

エポキシ化合物とゴムラテックスの混合物（ＰＣＬ）は
炭素繊維に対して１０〜８０重量％付与する必要があり
、好ましくは１０〜６０重量％が良い＊　（”Ｌ）付着
量が１０重量未満の場合は耐疲労性が低下し、８０重量
％以上では粘着性が増大し、工程障害が生じるため好ま
しくない。なおここでいう付１ｄ量（付与量）ｔこりい
ては試記で定義する。

（ＥＬ）含浸後の熱処理は（ＥＩ、）の乾燥および縮合
を目的とするものであり、１００〜２６０℃の温度で行
なわれる。さらに好ましくはまず１００〜１６０℃の温
度で第１段階の乾燥を十分ｔこ行い、次いで１８０〜２
６０℃の温度で第２段階の熱処理を行うのが良い。

本発明において用いるＲ、ＰＬはレゾルシン・ホルムア
ルデヒド縮合物とゴムラテックスとの混合接着剤であり
、有効成分の過半量をゴム成分が占めるものが好ましく
使用できる。

ＲＦＬにおいてゴムラテックス成分が多いと処理された
繊維は柔軟になり、後加工性の点で好ましいが、一方、
レゾルシン・ホルムアルデヒド縮合物が少な過ぎると繊
維とゴムの接着性が低下し好ましくない。従って、ＲＦ
Ｌにおいては、レゾルシン−ホルムアルデヒド縮合物と
ゴムとの組成重量比は１対１〜１対１０であることが望
ましい、特に１対２〜１対１０であることが望ましい。

ＲＦＬに用いるレゾルシン・ホルムアルデヒド縮合物は
レゾルシン（Ｒ）とホルムアルデヒド（、Ｆ）を配合モ
ル比〔Ｒ〕／〔Ｆ〕が〔Ｒ〕／（Ｆ）＝１／［１３〜１
７３．０となるように無駄のが望ましい。

ＲＦＬに用いるゴムラテックス液としては１例えば、天
然ゴム、スチレンブタジェン共重合体、ポリブタジェン
、ビニルピリジンスチレンブタジェン共重合体、アクリ
ロニトリルブタジェン共重合体、ポリクロログレン等の
水分散液があげ・もれる。

なお、ＲＦＬには必要ｔこ応じてポリエステル系繊維の
接着剤として公知であるブロックトイソシアネート、エ
チレンウレア、多価フェノールポリサルファイド類（特
公昭４８−８７３３号公報）あるいは２．６−ビス（２
／　、　４／−ジヒドロキシ−フェニルメタン）　−４
−’クロロフェノー／Ｉ／（特公昭４６−１１２５１号
公報）などを一部含有せしめることができ、また、工程
障害を軽減するためにシリコーンオイルエマルジョンあ
るいは平滑列を含んだ界面活性剤を添加することもでざ
る。

炭素繊維糸条束に対するＲＦＬの付与量は。

付着量にして０．５〜１０重量％、とくに２〜６重量％
が適当であり、０．５重量％未満ではゴムとの接着性が
不十分であり、１０重量％を越えると後加工性およびゴ
ムとの接着性が低下するため好ましくない。

ＲＦＬ、含浸後の炭素繊維糸条束は乾燥のため熱処理す
る必要があり、この熱処理は１００〜２６０℃で行なわ
れる。

かくして本発明の方法１こより得られるゴム補強用炭素
繊維コードはゴムとの接着性および耐疲労性が均衡して
すぐれており、しかも高強力高弾性率等の炭素繊維の特
性を生かしたゴム複合材料用途、たとえばタイヤ、運搬
ベルト、ゴムホース、ゴム引布等として極めて有用であ
る。

次に本発明を具体的な実施例で説明する。

なお、実施例ｔこおいてＫＬおよびＲＦＬの付着量、接
着力およびＧＹ疲労寿命は次の方法に従い測定した。

（１）゛付着量（ＲＰＵ）：次の式よりめた。

ｗ２　−ｗ。

ＲＰ’Ｕ（％）　＝ｊＸ　１００　重量％ｉ ここでＷｌ：長さ１００１の処理前の炭素繊維の重量（
ｇ） Ｗ２＝長さ１００αの処理後の炭素 繊維の重量（ｇ） （２）　接着力 得られた処理系を１次の組成のゴム配合物と合体して１
４０℃、４０分間加圧加硫した。

ゴム配合物の組成　重量部 天然ゴム　７０ スチレンブタジエンゴム　３０ カーボンブラツク（５ＲＦ）　４０ ステアリン酸　２ 亜　鉛　華　５ ナフテン系プロセスオイル　３ 加硫促進剤　２．５ （ジベンゾチアジルジサファイド） 硫　黄　２ 接着力の測定方法はＪＩＳ　Ｌ１０１７−１９８３のＡ
法（Ｔテスト）に準じて次の条件で行なった。

コードのゴム中への埋込長さ：１αＯｘ埋込試料ゴム片
の幅　：Ｉｏ、０＋１１〃　の長さ　：３ｏ、ｏｔｍ 引抜きクランプのスリット幅　：１．０１１１（３）　
ＧＹ疲労寿命 ＪＩＳ　Ｌ＋Ｑｊ７−１９８３の？−Ｌ−７’疲労強さ
Ａ法（グツドイヤ法）に準じて９０″′の曲げ角度で行
い、疲労によりチューブが破壊するまでの時間（分）を
測定した。なお、ゴム配合物の組成は接着力測定ｔご用
いたゴムと同じ配合物を使用し試料コードの打込み本数
は１８００デニールの場合、２６本／インチとした。

実施例−１〜１４、比較例−１〜４ １８００デニール＋５ｏｏｏ＃イラメントで表面す２イ
ジング処理された１、５回／１０ａの撚りをもつ炭素繊
維糸条束１１トレカ　Ｔ　−Ｓ　ＯＯ”（東しく株）製
）を用いた。

該炭素繊維糸条束を表に示したエポキシ化合物およびゴ
ムラテックスの混合液（淑度３０．０重景％）に含浸（
必要に応じて増粘剤を併用する）させてからしぼり１次
いで１２０’Ｃ％５分間の乾燥処理後、２１０℃で２分
間の熱処理をした後、下記組成のＲＦＬに含浸し、しぼ
り、１２０℃、２分間の乾燥を行い、次いで２１０℃、
１分間の熱処理をした。

（ＲＦＬの組成〕 水　４　０　５．６　ｇ レゾルシン　１ａ９ ホ　ル　マ　リ　ン　（６７％　）　２　Ｚ　９１０％
ＮａＯ［（’　５．２ を混合し２０℃で２時間熟成しＡ液とした。

次いで ゴムラテックス（４（Ｌ５重量９６）　４１４．６ｇ水
　１０ａ４ Ａ　液　４５ｚ６ を混合調製し２０℃で１２時間熟成しＲＦＬとした。

得られん処理系条束を２水引揃え、３回／１０αのＺ方
向の撚りを掛けた、得られたコードの特性を表に示した
。

表から明らかなように２本発明の方法により得られる処
理コードはＧＹ疲労寿命が飛躍的に向上し、ゴムとの接
着性も均衡してすぐれたものである。

特許出願人　東　し　株　式　会　社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 炭素繊維糸条束にエポキシ化合物（Ｆｉ）およびゴムラ
   テックス（Ｌ）を固形分重量比〔Ｅ〕／（Ｌ）−＝１／
   ９〜９／１で混合した配合物を１０〜８０重量％付与し
   た後熱処理し１次いでレゾルシン・ホルムアルデヒド縮
   合物・ゴムラテックス混合物を０．５〜１０重量％付与
   した後熱処理することを特徴とするゴム補強用炭素繊維
   コードの製造方法。