JP2002138370A - 炭素繊維チョップド糸及び繊維強化熱可塑性樹脂組成物 - Google Patents
炭素繊維チョップド糸及び繊維強化熱可塑性樹脂組成物Info
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- JP2002138370A JP2002138370A JP2000328298A JP2000328298A JP2002138370A JP 2002138370 A JP2002138370 A JP 2002138370A JP 2000328298 A JP2000328298 A JP 2000328298A JP 2000328298 A JP2000328298 A JP 2000328298A JP 2002138370 A JP2002138370 A JP 2002138370A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明の目的は、流動性が良好で、コストパフ
ォーマンスにも優れた炭素繊維チョップド糸、該チョッ
プド糸が用いられてなる繊維強化熱可塑性樹脂組成物、
さらに該樹脂組成物が使用されてなる、良好な力学物性
と導電性を示す成形体を提供することにある。 【解決手段】ポリエーテル化合物を主成分とするサイジ
ング剤により表面被覆され、さらにその上から熱可塑性
樹脂を含むサイジング剤により被覆されてなる炭素繊維
チョップド糸。
ォーマンスにも優れた炭素繊維チョップド糸、該チョッ
プド糸が用いられてなる繊維強化熱可塑性樹脂組成物、
さらに該樹脂組成物が使用されてなる、良好な力学物性
と導電性を示す成形体を提供することにある。 【解決手段】ポリエーテル化合物を主成分とするサイジ
ング剤により表面被覆され、さらにその上から熱可塑性
樹脂を含むサイジング剤により被覆されてなる炭素繊維
チョップド糸。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、炭素繊維強化複合
材料の製造において有用な、成形加工性に優れた、安価
な炭素繊維チョップド糸、及び該チョップド糸が使用さ
れてなる繊維強化熱可塑性樹脂組成物に関するものであ
る。
材料の製造において有用な、成形加工性に優れた、安価
な炭素繊維チョップド糸、及び該チョップド糸が使用さ
れてなる繊維強化熱可塑性樹脂組成物に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】炭素繊維強化複合材料は、強度、剛性、
寸法安定性、導電性等に優れることから、事務機器用
途、自動車用途、コンピュータ用途（ＩＣトレー、ハウ
ジング等）等の一般産業分野に広く展開され、その需要
は年々増加しつつある。
寸法安定性、導電性等に優れることから、事務機器用
途、自動車用途、コンピュータ用途（ＩＣトレー、ハウ
ジング等）等の一般産業分野に広く展開され、その需要
は年々増加しつつある。
【０００３】この際、原料となる繊維強化樹脂組成物
は、一般に、炭素繊維を３〜１０ｍｍ程度の長さに切断
されたチョップド糸と各種の樹脂を押出機で溶融混練し
てペレット化し、さらにこれを射出成形して製造され
る。
は、一般に、炭素繊維を３〜１０ｍｍ程度の長さに切断
されたチョップド糸と各種の樹脂を押出機で溶融混練し
てペレット化し、さらにこれを射出成形して製造され
る。
【０００４】このような製造工程（コンパウンド工程と
もいう）においては、スクリューフィーダー等でのチョ
ップド糸の供給性能を高めることが要求される。
もいう）においては、スクリューフィーダー等でのチョ
ップド糸の供給性能を高めることが要求される。
【０００５】この供給性能を高めるには、チョップド糸
の流動性が重要であり、流動性が少しでも不足すると、
極端な場合には供給ホッパーで糸が閉塞することすらあ
る。
の流動性が重要であり、流動性が少しでも不足すると、
極端な場合には供給ホッパーで糸が閉塞することすらあ
る。
【０００６】かかる流動性と最終的に得られる成形体の
物性改善のため、例えば、液体状エポキシ樹脂と固体状
エポキシ樹脂とからなるサイジング剤が、特開昭６１−
６６６１６号公報、特開平１−９２２３４号公報等にお
いて提案されており、エポキシ樹脂とポリウレタン樹脂
とからなるサイジング剤が、特開昭６２−１１０９８４
号公報、特開平１０−７８４０号公報、及び特開平５−
１３２８６３号公報等で提案されている。
物性改善のため、例えば、液体状エポキシ樹脂と固体状
エポキシ樹脂とからなるサイジング剤が、特開昭６１−
６６６１６号公報、特開平１−９２２３４号公報等にお
いて提案されており、エポキシ樹脂とポリウレタン樹脂
とからなるサイジング剤が、特開昭６２−１１０９８４
号公報、特開平１０−７８４０号公報、及び特開平５−
１３２８６３号公報等で提案されている。
【０００７】一方、近年、強化繊維として、コストパフ
ォーマンスに優れる、いわゆるラージ・トウ炭素繊維
（通常、フィラメント数が５０Ｋ以上のものをいう）が
使用されつつある。
ォーマンスに優れる、いわゆるラージ・トウ炭素繊維
（通常、フィラメント数が５０Ｋ以上のものをいう）が
使用されつつある。
【０００８】かかる炭素繊維を強化繊維として使用する
場合は、特に製造コストが重要視され、チョップド糸の
集束性のみならず、前記した流動性を高めることが強く
要望される。
場合は、特に製造コストが重要視され、チョップド糸の
集束性のみならず、前記した流動性を高めることが強く
要望される。
【０００９】しかし、特にこのようなラージ・トウ炭素
繊維を使用した場合には、前記した従来の技術を適用す
ると、特に流動性が不足することが多い。
繊維を使用した場合には、前記した従来の技術を適用す
ると、特に流動性が不足することが多い。
【００１０】一方、成形体内部における繊維の分散性
は、成形体の力学物性、導電性、表面平滑性に大きな影
響を与えることが知られており、成形体内部で繊維がラ
ンダムに配向していることが、得られる成形体の物性改
善のために好ましいとされている。
は、成形体の力学物性、導電性、表面平滑性に大きな影
響を与えることが知られており、成形体内部で繊維がラ
ンダムに配向していることが、得られる成形体の物性改
善のために好ましいとされている。
【００１１】ところが、前記した従来の技術によれば、
かかる分散性が不足することが多く、この分散性や、前
記した流動性が改善された、コストパフォーマンスにも
優れたチョップド糸については、未だ十分に満足される
ものが見いだされていないのが現状である。
かかる分散性が不足することが多く、この分散性や、前
記した流動性が改善された、コストパフォーマンスにも
優れたチョップド糸については、未だ十分に満足される
ものが見いだされていないのが現状である。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、流動
性に優れた、安価に製造しうる炭素繊維チョップド糸、
該チョップド糸が用いられてなる繊維強化熱可塑性樹脂
組成物、さらに該樹脂組成物が使用されてなる、良好な
導電性等を示す成形体を提供することにある。
性に優れた、安価に製造しうる炭素繊維チョップド糸、
該チョップド糸が用いられてなる繊維強化熱可塑性樹脂
組成物、さらに該樹脂組成物が使用されてなる、良好な
導電性等を示す成形体を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】前記目的課題を達成する
ため、本発明は、次のいずれかの構成を採用する。即
ち、（１）ポリエーテル化合物を主成分とするサイジン
グ剤により表面被覆され、さらにその上から熱可塑性樹
脂を含むサイジング剤により被覆されてなる炭素繊維チ
ョップド糸、（２）液状エポキシ樹脂を主成分とするサ
イジング剤により表面被覆され、さらにその上から熱可
塑性樹脂を含むサイジング剤により被覆されてなる炭素
繊維チョップド糸、又は、（３）前記チョップド糸を特
定量配合してなる繊維強化熱可塑性樹脂組成物である。
ため、本発明は、次のいずれかの構成を採用する。即
ち、（１）ポリエーテル化合物を主成分とするサイジン
グ剤により表面被覆され、さらにその上から熱可塑性樹
脂を含むサイジング剤により被覆されてなる炭素繊維チ
ョップド糸、（２）液状エポキシ樹脂を主成分とするサ
イジング剤により表面被覆され、さらにその上から熱可
塑性樹脂を含むサイジング剤により被覆されてなる炭素
繊維チョップド糸、又は、（３）前記チョップド糸を特
定量配合してなる繊維強化熱可塑性樹脂組成物である。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明による炭素繊維チョップド
糸は、ポリエーテル化合物を主成分とするサイジング剤
により表面被覆され、さらにその上から熱可塑性樹脂を
含むサイジング剤により被覆されてなる炭素繊維チョッ
プド糸（以下、単にチョップド糸という）である。
糸は、ポリエーテル化合物を主成分とするサイジング剤
により表面被覆され、さらにその上から熱可塑性樹脂を
含むサイジング剤により被覆されてなる炭素繊維チョッ
プド糸（以下、単にチョップド糸という）である。
【００１５】ここで、「主成分」とは、サイジング剤
中、対象化合物が５５〜９９．９重量％、好ましくは６
０〜９９．９重量％、より好ましくは７０〜９９．９重
量％、他の成分と共に含まれていることをいう（以下、
「主成分」はこの意味で用いる）。
中、対象化合物が５５〜９９．９重量％、好ましくは６
０〜９９．９重量％、より好ましくは７０〜９９．９重
量％、他の成分と共に含まれていることをいう（以下、
「主成分」はこの意味で用いる）。
【００１６】前記ポリエーテル化合物の付着量は、繊維
基材１００重量％に対して０．０５〜１重量％、好まし
くは０．１〜０．５重量％であるのが良い。０．０５重
量％未満であると、熱可塑性樹脂が繊維束内部まで充分
に浸透せず、集束性が不足することがあり、さらに、成
形体中のチョップド糸の分散性が悪化し、成形体の導電
性等が低下することがあり、１重量％を越えると、チョ
ップド糸の集束性が高くなりすぎて、熱可塑性樹脂の付
着ムラが生じることがある。また、この場合、成形体中
のチョップド糸の分散性が悪化し、成形体中の導電性等
が低下することもある。
基材１００重量％に対して０．０５〜１重量％、好まし
くは０．１〜０．５重量％であるのが良い。０．０５重
量％未満であると、熱可塑性樹脂が繊維束内部まで充分
に浸透せず、集束性が不足することがあり、さらに、成
形体中のチョップド糸の分散性が悪化し、成形体の導電
性等が低下することがあり、１重量％を越えると、チョ
ップド糸の集束性が高くなりすぎて、熱可塑性樹脂の付
着ムラが生じることがある。また、この場合、成形体中
のチョップド糸の分散性が悪化し、成形体中の導電性等
が低下することもある。
【００１７】ポリエーテル化合物としては、ポリオキシ
エチレン、ポリオキシエチレン（ＰＯＥ）ポリオキシプ
ロピレン（ＰＯＰ）ブロックポリマー、ポリオキシエチ
レンアルキルエーテル、ＰＯＥ／ＰＯＰアルキルエーテ
ル、ビスフェノールＡポリオキシエチレン付加物、ＰＯ
Ｅグリセリン脂肪族エステル等、水溶性のものが使用で
きる。
エチレン、ポリオキシエチレン（ＰＯＥ）ポリオキシプ
ロピレン（ＰＯＰ）ブロックポリマー、ポリオキシエチ
レンアルキルエーテル、ＰＯＥ／ＰＯＰアルキルエーテ
ル、ビスフェノールＡポリオキシエチレン付加物、ＰＯ
Ｅグリセリン脂肪族エステル等、水溶性のものが使用で
きる。
【００１８】また、本発明によるチョップド糸は、液状
エポキシ樹脂を主成分とするサイジング剤により表面被
覆され、さらにその上から熱可塑性樹脂を含むサイジン
グ剤により被覆されてなるチョップド糸である。
エポキシ樹脂を主成分とするサイジング剤により表面被
覆され、さらにその上から熱可塑性樹脂を含むサイジン
グ剤により被覆されてなるチョップド糸である。
【００１９】ここで、液状エポキシ樹脂の付着量は、繊
維基材１００重量％に対して０．２〜２重量％、好まし
くは０．５〜１．５重量％であるのが良い。０．２重量
％未満であると、熱可塑性樹脂が繊維束内部まで充分に
浸透せず、集束性が不足することがあり、さらに、成形
体中のチョップド糸の分散性が悪化し、成形体の導電性
等が低下することがある。一方、２重量％を越えるとチ
ョップド糸の集束性が高くなりすぎて、熱可塑性樹脂の
付着ムラが生じることがある。また、この場合、成形体
中のチョップド糸の分散性が悪化し、成形体の導電性等
が低下することもある。
維基材１００重量％に対して０．２〜２重量％、好まし
くは０．５〜１．５重量％であるのが良い。０．２重量
％未満であると、熱可塑性樹脂が繊維束内部まで充分に
浸透せず、集束性が不足することがあり、さらに、成形
体中のチョップド糸の分散性が悪化し、成形体の導電性
等が低下することがある。一方、２重量％を越えるとチ
ョップド糸の集束性が高くなりすぎて、熱可塑性樹脂の
付着ムラが生じることがある。また、この場合、成形体
中のチョップド糸の分散性が悪化し、成形体の導電性等
が低下することもある。
【００２０】液状エポキシ樹脂としては、室温２５℃・
１気圧で液体状であり、分子量が３００〜１０００、好
ましくは３５０〜７００の、例えばビスフェノールＡジ
グリシジルエーテル、ポリグリセリ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、ポリオ
キシエチレンポリグリシジルエーテル等が好ましく用い
られる。
１気圧で液体状であり、分子量が３００〜１０００、好
ましくは３５０〜７００の、例えばビスフェノールＡジ
グリシジルエーテル、ポリグリセリ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、ポリオ
キシエチレンポリグリシジルエーテル等が好ましく用い
られる。
【００２１】かかる液体状エポキシ樹脂の市販品として
は、例えば、”エピコート（商標）”８２８、”エピコ
ート（商標）”８３４（以上、油化シェルエポキシ
（株）製）、”アラルダイト（商標）”ＡＥＲ２６０
（アサヒ・チバ社製）等を使用することができる。
は、例えば、”エピコート（商標）”８２８、”エピコ
ート（商標）”８３４（以上、油化シェルエポキシ
（株）製）、”アラルダイト（商標）”ＡＥＲ２６０
（アサヒ・チバ社製）等を使用することができる。
【００２２】本発明において、上述した熱可塑性樹脂は
いわゆる水系で付与するのが良く、その付着量は、繊維
基材１００重量％に対して０．５〜１０重量％、好まし
くは０．８〜３重量％となるようにするのが良い。
いわゆる水系で付与するのが良く、その付着量は、繊維
基材１００重量％に対して０．５〜１０重量％、好まし
くは０．８〜３重量％となるようにするのが良い。
【００２３】ここに「水系」とは、乳化したときにその
エマルジョン平均径が１μｍ以下となることをいう。こ
こにエマルジョン平均径は、例えば、レーザー回折式粒
度分布装置によって測定することができる。０．５重量
％未満であると、チョップド糸の流動性が不足し、供給
ホッパーで糸が閉塞することがあり、１０重量％を越え
るとチョップド糸の集束性が高くなりすぎて、成形体中
のチョップド糸の分散性が悪化し、成形体の導電性等が
低下することがある。
エマルジョン平均径が１μｍ以下となることをいう。こ
こにエマルジョン平均径は、例えば、レーザー回折式粒
度分布装置によって測定することができる。０．５重量
％未満であると、チョップド糸の流動性が不足し、供給
ホッパーで糸が閉塞することがあり、１０重量％を越え
るとチョップド糸の集束性が高くなりすぎて、成形体中
のチョップド糸の分散性が悪化し、成形体の導電性等が
低下することがある。
【００２４】熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリカー
ボネート、ポリオキシメチレン、ポリブチレンテレフタ
レート、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンサル
ファイド等の熱可塑性樹脂を界面活性剤によって水分散
させたものや、親水性の官能基（例えば、スルホン酸ナ
トリウム）や親水構造（例えば、ポリオキシエチレン）
を共重合させた水溶性のものが好ましく使用できる。特
にポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、又はその混合物
を使用するのが好ましい。
ボネート、ポリオキシメチレン、ポリブチレンテレフタ
レート、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンサル
ファイド等の熱可塑性樹脂を界面活性剤によって水分散
させたものや、親水性の官能基（例えば、スルホン酸ナ
トリウム）や親水構造（例えば、ポリオキシエチレン）
を共重合させた水溶性のものが好ましく使用できる。特
にポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、又はその混合物
を使用するのが好ましい。
【００２５】このような熱可塑性樹脂（水系熱可塑性樹
脂）としては、耐熱性が３００℃以上のものが使用で
き、市販品としては、例えば、水溶性ナイロンＰ７０
（東レ（株）製、商品番号）、ＥＳ２２００（大日本イ
ンキ化学製、商品番号）等が好ましく使用できる。
脂）としては、耐熱性が３００℃以上のものが使用で
き、市販品としては、例えば、水溶性ナイロンＰ７０
（東レ（株）製、商品番号）、ＥＳ２２００（大日本イ
ンキ化学製、商品番号）等が好ましく使用できる。
【００２６】また、本発明による繊維強化熱可塑性樹脂
組成物（以下、単に樹脂組成物という）に使用しうる熱
可塑性樹脂としては、ＡＢＳ、ポリアミド、ポリカーボ
ネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテ
レフタレート、ポリエーテルイミド、ポリスルホン、ポ
リエーテルスルホン、ポリフェニレンオキサイド、変性
ポリフェニレンオキサイド、ポリフェニレンスルフィ
ド、ポリエーテルケトン等、又はこれら樹脂よりなるポ
リマーアロイ等が挙げられるが、これらに熱硬化性樹脂
が少量混在しているものでも使用できる。
組成物（以下、単に樹脂組成物という）に使用しうる熱
可塑性樹脂としては、ＡＢＳ、ポリアミド、ポリカーボ
ネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテ
レフタレート、ポリエーテルイミド、ポリスルホン、ポ
リエーテルスルホン、ポリフェニレンオキサイド、変性
ポリフェニレンオキサイド、ポリフェニレンスルフィ
ド、ポリエーテルケトン等、又はこれら樹脂よりなるポ
リマーアロイ等が挙げられるが、これらに熱硬化性樹脂
が少量混在しているものでも使用できる。
【００２７】上記樹脂組成物は、チョップド糸を樹脂組
成物全量１００重量部に対して５〜５０重量部、好まし
くは５〜３０重量部配合してなるものが良い。５重量部
未満であると、成形体を補強する効果および導電性の付
与効果が発現しない場合があり、５０重量部を越える
と、成形時にチョップド糸の流動性が不足し、工程通過
性が悪化することがある。
成物全量１００重量部に対して５〜５０重量部、好まし
くは５〜３０重量部配合してなるものが良い。５重量部
未満であると、成形体を補強する効果および導電性の付
与効果が発現しない場合があり、５０重量部を越える
と、成形時にチョップド糸の流動性が不足し、工程通過
性が悪化することがある。
【００２８】尚、チョップド糸と樹脂との配合比（重量
比）については、３：９７〜７０：３０、好ましくは
３：９７〜５０：５０、より好ましくは３：９７〜３
０：７０とするのが良い。
比）については、３：９７〜７０：３０、好ましくは
３：９７〜５０：５０、より好ましくは３：９７〜３
０：７０とするのが良い。
【００２９】また、前記樹脂組成物には、強化繊維とし
て、炭素繊維の他、ガラス繊維、アラミド繊維、ボロン
繊維、炭化ケイ素繊維、ホイスカー類、若しくはこれら
繊維にニッケル、アルミニウム、銅等の金属コーティン
グを施した短繊維を配合することもできる。
て、炭素繊維の他、ガラス繊維、アラミド繊維、ボロン
繊維、炭化ケイ素繊維、ホイスカー類、若しくはこれら
繊維にニッケル、アルミニウム、銅等の金属コーティン
グを施した短繊維を配合することもできる。
【００３０】さらに、必要に応じ、カーボンブラック、
二硫化モリブデン、マイカ、タルク、炭酸カルシウム等
のフィラー類、各種安定剤、各種滑剤、又はその他添加
剤等を配合することができる。
二硫化モリブデン、マイカ、タルク、炭酸カルシウム等
のフィラー類、各種安定剤、各種滑剤、又はその他添加
剤等を配合することができる。
【００３１】本発明では、前記したような樹脂組成物か
ら成形体を製造する方法としては、例えば、射出成形法
が好ましく採用できる。
ら成形体を製造する方法としては、例えば、射出成形法
が好ましく採用できる。
【００３２】本発明によるチョップド糸の製造方法につ
いて、以下に説明する。
いて、以下に説明する。
【００３３】3、000〜500、000、好ましくは10、000〜10
0、000の単繊維より構成される炭素繊維束を含浸する直
前のローラで拡幅させながら、前記サイジング剤を含む
処理液をいわゆる含浸法により付与し、その後、繊維束
をローラ上で拡幅せしめながら、サイジング剤を炭素繊
維束内部まで浸透させた後、熱風乾燥機で乾燥する。
0、000の単繊維より構成される炭素繊維束を含浸する直
前のローラで拡幅させながら、前記サイジング剤を含む
処理液をいわゆる含浸法により付与し、その後、繊維束
をローラ上で拡幅せしめながら、サイジング剤を炭素繊
維束内部まで浸透させた後、熱風乾燥機で乾燥する。
【００３４】ここで、サイジング剤中のポリエーテル化
合物又は液状エポキシ樹脂の含有量は、サイジング剤全
量に対して５５〜１００重量％、好ましくは６０〜１０
０重量％、より好ましくは７０〜１００重量％であるの
が良い。
合物又は液状エポキシ樹脂の含有量は、サイジング剤全
量に対して５５〜１００重量％、好ましくは６０〜１０
０重量％、より好ましくは７０〜１００重量％であるの
が良い。
【００３５】５５重量％未満であると、工程での毛羽の
発生が増したり、チョップド糸の集束性や樹脂組成物中
での分散性が低下することがある。
発生が増したり、チョップド糸の集束性や樹脂組成物中
での分散性が低下することがある。
【００３６】処理液には、サイジング剤の他、水溶性を
良化させるため各種の添加剤、例えば、ビスフェノール
Ａポリオキシエチレン付加物、ビスフェノールＡ・ＰＯ
Ｅ／ＰＯＰ付加物、高級アルコールＰＯＥ付加物、及び
高級アルコールＰＯＥ／ＰＯＰ付加物からなる群から選
ばれる少なくとも１種を配合することができる。
良化させるため各種の添加剤、例えば、ビスフェノール
Ａポリオキシエチレン付加物、ビスフェノールＡ・ＰＯ
Ｅ／ＰＯＰ付加物、高級アルコールＰＯＥ付加物、及び
高級アルコールＰＯＥ／ＰＯＰ付加物からなる群から選
ばれる少なくとも１種を配合することができる。
【００３７】また、本発明では、必要に応じ、サイジン
グ剤中に固体状エポキシ樹脂、ポリエステル、ポリウレ
タン、平滑剤等を配合することもできる。
グ剤中に固体状エポキシ樹脂、ポリエステル、ポリウレ
タン、平滑剤等を配合することもできる。
【００３８】乾燥後、搬送される繊維束に熱可塑性樹脂
を含む処理液を付与する。この際、熱可塑性樹脂が繊維
基材１００重量％に対して０．５〜１０重量％、好まし
くは０．５〜３重量％になるように付与するのが良い。
０．５重量％未満であると、集束性や、樹脂組成物中で
の分散性が低下することがあり、１０重量％を越える
と、得られる成形体の物性が低下することがある。ま
た、この際、取り扱いが容易であることから、熱可塑性
樹脂は処理液を水系として付与するのが良い。
を含む処理液を付与する。この際、熱可塑性樹脂が繊維
基材１００重量％に対して０．５〜１０重量％、好まし
くは０．５〜３重量％になるように付与するのが良い。
０．５重量％未満であると、集束性や、樹脂組成物中で
の分散性が低下することがあり、１０重量％を越える
と、得られる成形体の物性が低下することがある。ま
た、この際、取り扱いが容易であることから、熱可塑性
樹脂は処理液を水系として付与するのが良い。
【００３９】また、水系でサイジング剤を繊維束に付与
する場合は、処理液中に乳化剤を配合するのが好まし
い。この場合、処理液は、乳化物のエマルジョン平均径
が１０μｍ以下、好ましくは５μｍ以下、より好ましく
は１μｍ以下（０μｍは含まず）となるように調整する
のが好ましい（ここで、用いる液体状エポキシ樹脂や熱
可塑性樹脂が、いわゆる自己乳化タイプや水溶性の場合
は、乳化物のエマルジョン平均径が０．１μｍ以下とな
るように調整するのが良い）。乳化物のエマルジョン平
均径が１μｍを越えると、付与工程で、乳化物等が沈
降、凝集し、繊維表面に均一に付着させるのが困難とな
ることがある。
する場合は、処理液中に乳化剤を配合するのが好まし
い。この場合、処理液は、乳化物のエマルジョン平均径
が１０μｍ以下、好ましくは５μｍ以下、より好ましく
は１μｍ以下（０μｍは含まず）となるように調整する
のが好ましい（ここで、用いる液体状エポキシ樹脂や熱
可塑性樹脂が、いわゆる自己乳化タイプや水溶性の場合
は、乳化物のエマルジョン平均径が０．１μｍ以下とな
るように調整するのが良い）。乳化物のエマルジョン平
均径が１μｍを越えると、付与工程で、乳化物等が沈
降、凝集し、繊維表面に均一に付着させるのが困難とな
ることがある。
【００４０】以上のようにして処理液を繊維束に付与し
た後、常法に従って乾燥し切断することができる。この
際、乾燥と切断の順序を変えることもできる。ここでの
切断長は１〜２０ｍｍ、好ましくは３〜１０ｍｍである
のが良い。
た後、常法に従って乾燥し切断することができる。この
際、乾燥と切断の順序を変えることもできる。ここでの
切断長は１〜２０ｍｍ、好ましくは３〜１０ｍｍである
のが良い。
【００４１】尚、本発明において、炭素繊維には、ポリ
アクリロニトリル系、レーヨン系、ピッチ系、ポリビニ
ルアルコール系等の多様な炭素繊維が使用できる。
アクリロニトリル系、レーヨン系、ピッチ系、ポリビニ
ルアルコール系等の多様な炭素繊維が使用できる。
【００４２】
【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。ここでは、チョップド糸、成形体等の評価は次
に示す方法によった。なお各実施例、比較例の内容は表
１に纏めて示した。 （１）開繊指数 チョップド糸約７０ｇ［秤量値Ｍ（ｇ）］を採取し、５
００ｍｌメスシリンダーに投入する。
明する。ここでは、チョップド糸、成形体等の評価は次
に示す方法によった。なお各実施例、比較例の内容は表
１に纏めて示した。 （１）開繊指数 チョップド糸約７０ｇ［秤量値Ｍ（ｇ）］を採取し、５
００ｍｌメスシリンダーに投入する。
【００４３】次に、メスシリンダー内のチョップド糸の
容量について、厚さ３〜４ｍｍのゴムシートを使用し、
高さ２．５４ｃｍからのタッピング処理を約６０回繰り
返した後に読取った値をＶ1（ｍｌ）とする。
容量について、厚さ３〜４ｍｍのゴムシートを使用し、
高さ２．５４ｃｍからのタッピング処理を約６０回繰り
返した後に読取った値をＶ1（ｍｌ）とする。
【００４４】次いで、メスシリンダー内のチョップド糸
を３００ｍｌポリエチレン製のカップに移し、回転数を
４００ｒｐｍとし、攪拌翼には、４枚型マリーン翼を用
い、攪拌機によって約３分間攪拌する。
を３００ｍｌポリエチレン製のカップに移し、回転数を
４００ｒｐｍとし、攪拌翼には、４枚型マリーン翼を用
い、攪拌機によって約３分間攪拌する。
【００４５】この後、水平面に対して約４５゜に傾斜さ
せたメスシリンダーにチョップド糸を挿入し、そのまま
鉛直方向に戻し、メスシリンダー内のチョップド糸の容
量を読取ってＶ2（ｍｌ）とする。
せたメスシリンダーにチョップド糸を挿入し、そのまま
鉛直方向に戻し、メスシリンダー内のチョップド糸の容
量を読取ってＶ2（ｍｌ）とする。
【００４６】このような処理を経て、開繊指数Ｋを、次
式により求める。
式により求める。
【００４７】Ｋ＝Ｄ1／Ｄ2 ここで、Ｄ1：攪拌前の振動充填嵩密度 Ｄ1＝Ｍ／Ｖ
1 Ｄ2：攪拌後の未振動充填嵩密度 Ｄ2＝Ｍ／Ｖ2 （２）化合物の付着量 チョップド糸約５ｇを採取し、耐熱ガラス製の容器に投
入する。
1 Ｄ2：攪拌後の未振動充填嵩密度 Ｄ2＝Ｍ／Ｖ2 （２）化合物の付着量 チョップド糸約５ｇを採取し、耐熱ガラス製の容器に投
入する。
【００４８】次に、この容器を１２０℃で３時間乾燥
し、吸湿しないように注意しながら室温まで冷却後、秤
量した値をＷ1（ｇ）とする。
し、吸湿しないように注意しながら室温まで冷却後、秤
量した値をＷ1（ｇ）とする。
【００４９】次いで、容器ごと、窒素雰囲気中、４５０
℃で１５分間加熱後、吸湿しないように注意しながら室
温まで冷却し、秤量した値をＷ2（ｇ）とする。
℃で１５分間加熱後、吸湿しないように注意しながら室
温まで冷却し、秤量した値をＷ2（ｇ）とする。
【００５０】以上の処理を経て、化合物の付着量を、次
式により求める。
式により求める。
【００５１】 化合物の付着量＝（Ｗ1−Ｗ2）／Ｗ2（単位：重量％） （３）成形体の力学物性（アイゾット衝撃値） チョップド糸を採取し、ＡＳＴＭ ２５６−９３ａに従
い、強化繊維含有率Ｖｆ＝２０％として繊維強化複合材
料の試験片を作成し、雰囲気温度２３℃、相対湿度５０
％の環境下、アイゾット衝撃値を求める。 （４）成形体の表面抵抗（導電性） チョップド糸を採取し、ＡＳＴＭ Ｄ２５７−９９に従
い、強化繊維含有率Ｖｆ＝２０％として繊維強化複合材
料の試験片を作成し、その表面抵抗を求める。 （実施例１）総フィラメント数70、000、総繊度49、500Ｄ
（Ｄ：デニール）のトウ炭素繊維に、ポリエーテル化合
物（ビスフェノールＡポリオキシエチレン付加物）の付
着量が繊維基材に対して０．２重量％となるように処理
液をいわゆる含浸法によって付与した後、ローラ上で開
繊せしめ、さらに熱風乾燥により乾燥した。
い、強化繊維含有率Ｖｆ＝２０％として繊維強化複合材
料の試験片を作成し、雰囲気温度２３℃、相対湿度５０
％の環境下、アイゾット衝撃値を求める。 （４）成形体の表面抵抗（導電性） チョップド糸を採取し、ＡＳＴＭ Ｄ２５７−９９に従
い、強化繊維含有率Ｖｆ＝２０％として繊維強化複合材
料の試験片を作成し、その表面抵抗を求める。 （実施例１）総フィラメント数70、000、総繊度49、500Ｄ
（Ｄ：デニール）のトウ炭素繊維に、ポリエーテル化合
物（ビスフェノールＡポリオキシエチレン付加物）の付
着量が繊維基材に対して０．２重量％となるように処理
液をいわゆる含浸法によって付与した後、ローラ上で開
繊せしめ、さらに熱風乾燥により乾燥した。
【００５２】次に、水溶性ナイロン（東レ（株）製、Ａ
ＱナイロンＰ７０［商品番号］）を付着量が繊維基材に
対して２．０重量％になるように張力２．５ｋｇｆ／
本、トウ幅５〜６ｍｍで処理液を付与した後、ロービン
グカッターで６ｍｍ長にカットし、次いで、乾燥機で１
９０℃で５分間乾燥してチョップド糸を得た。
ＱナイロンＰ７０［商品番号］）を付着量が繊維基材に
対して２．０重量％になるように張力２．５ｋｇｆ／
本、トウ幅５〜６ｍｍで処理液を付与した後、ロービン
グカッターで６ｍｍ長にカットし、次いで、乾燥機で１
９０℃で５分間乾燥してチョップド糸を得た。
【００５３】また、ポリカーボネート樹脂を使用して成
形体を製造する際の押出機ホッパーにおけるチョップト
糸の供給速度の変動率は１．２％と低く、その工程での
流動性は良好であった。
形体を製造する際の押出機ホッパーにおけるチョップト
糸の供給速度の変動率は１．２％と低く、その工程での
流動性は良好であった。
【００５４】このようにして得られた成形体のアイゾッ
ド衝撃値は８８Ｊ／ｍ2と良好な値を示した。また表面
抵抗も約１×１０0.8と良好な値を示した。 （実施例２〜６）処理液を調整し、実施例１と同様にし
て成形体を製造した所、押出機ホッパーにおけるチョッ
プド糸の流動性は良好であり、また、力学物性と導電性
に優れた成形体が得られた。 （比較例１〜３）処理液を調整し、実施例１と同様にし
て成形体を製造したが、力学物性も導電性も劣ったもの
しか得られなかった。
ド衝撃値は８８Ｊ／ｍ2と良好な値を示した。また表面
抵抗も約１×１０0.8と良好な値を示した。 （実施例２〜６）処理液を調整し、実施例１と同様にし
て成形体を製造した所、押出機ホッパーにおけるチョッ
プド糸の流動性は良好であり、また、力学物性と導電性
に優れた成形体が得られた。 （比較例１〜３）処理液を調整し、実施例１と同様にし
て成形体を製造したが、力学物性も導電性も劣ったもの
しか得られなかった。
【００５５】
【表１】
【００５６】
【発明の効果】本発明による炭素繊維チョップド糸は、
ポリエーテル化合物又は液状ポリエポキシ樹脂が繊維束
表面に均一に付着されていることから、いわゆるラージ
・トウ炭素繊維を使用した場合でも、工程通過性に優れ
たものとなり、コストパフォーマンスの優れたものとな
る。
ポリエーテル化合物又は液状ポリエポキシ樹脂が繊維束
表面に均一に付着されていることから、いわゆるラージ
・トウ炭素繊維を使用した場合でも、工程通過性に優れ
たものとなり、コストパフォーマンスの優れたものとな
る。
【００５７】また、かかるチョップド糸は、樹脂組成物
に加工する際に樹脂組成物中で均一に分散されること
や、マトリックス材として使用する各種の熱可塑性樹脂
との接着性に優れることから、力学物性及び導電性の両
者に優れた成形体を製造することができる。
に加工する際に樹脂組成物中で均一に分散されること
や、マトリックス材として使用する各種の熱可塑性樹脂
との接着性に優れることから、力学物性及び導電性の両
者に優れた成形体を製造することができる。
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） Ｄ０６Ｍ 15/55 Ｄ０６Ｍ 15/55 15/59 15/59 // Ｄ０６Ｍ 101:40 101:40 Ｆターム(参考） 4F072 AA02 AA08 AB10 AC05 AC08 AC12 AD41 AK03 AK15 4J002 BN151 CF061 CF071 CG001 CH071 CH091 CL001 CM051 CN011 CN031 DA016 FA046 FB266 GN00 GQ00 4L033 AA09 AC12 AC15 BA14 CA48 CA49 CA55
Claims (7)
- 【請求項１】ポリエーテル化合物を主成分とするサイジ
ング剤により表面被覆され、さらにその上から熱可塑性
樹脂を含むサイジング剤により被覆されてなる炭素繊維
チョップド糸。 - 【請求項２】前記ポリエーテル化合物の付着量が、繊維
基材１００重量％に対して０．０５〜１重量％である請
求項１記載の炭素繊維チョップド糸。 - 【請求項３】液状エポキシ樹脂を主成分とするサイジン
グ剤により表面被覆され、さらにその上から熱可塑性樹
脂を含むサイジング剤により被覆されてなる炭素繊維チ
ョップド糸。 - 【請求項４】前記液状エポキシ樹脂の付着量が、繊維基
材１００重量％に対して０．２〜２重量％である請求項
３記載の炭素繊維チョップド糸。 - 【請求項５】前記熱可塑性樹脂の付着量が、繊維基材１
００重量％に対して０．５〜１０重量％である請求項１
〜４のいずれかに記載の炭素繊維チョップド糸。 - 【請求項６】前記熱可塑性樹脂が、ポリアミド樹脂及び
／又はポリエステル樹脂である請求項１〜５のいずれか
に記載の炭素繊維チョップド糸。 - 【請求項７】請求項１〜６のいずれかに記載の炭素繊維
チョップド糸を樹脂組成物全量１００重量部に対して５
〜５０重量部配合してなる繊維強化熱可塑性樹脂組成
物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000328298A JP2002138370A (ja) | 2000-10-27 | 2000-10-27 | 炭素繊維チョップド糸及び繊維強化熱可塑性樹脂組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000328298A JP2002138370A (ja) | 2000-10-27 | 2000-10-27 | 炭素繊維チョップド糸及び繊維強化熱可塑性樹脂組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002138370A true JP2002138370A (ja) | 2002-05-14 |
Family
ID=18805171
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000328298A Pending JP2002138370A (ja) | 2000-10-27 | 2000-10-27 | 炭素繊維チョップド糸及び繊維強化熱可塑性樹脂組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002138370A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006188782A (ja) * | 2005-01-05 | 2006-07-20 | Toray Ind Inc | 炭素繊維束およびその製造方法 |
| JP2012126841A (ja) * | 2010-12-16 | 2012-07-05 | Umg Abs Ltd | 強化熱可塑性樹脂組成物および成形品 |
| KR20140139105A (ko) | 2012-03-29 | 2014-12-04 | 마쓰모토유시세이야쿠 가부시키가이샤 | 강화섬유용 사이징제 및 그 용도 |
| JP2016194175A (ja) * | 2015-04-01 | 2016-11-17 | トヨタ自動車株式会社 | 樹脂コーティング炭素繊維およびその炭素繊維強化複合材 |
| WO2017151721A1 (en) | 2016-03-03 | 2017-09-08 | Dow Global Technologies Llc | Epoxy resin composition comprising carbon fiber sized with a block copolymer of ethylene oxide and propylene oxide |
| WO2019146485A1 (ja) * | 2018-01-26 | 2019-08-01 | 東レ株式会社 | 強化繊維束基材およびその製造方法、ならびにそれを用いた繊維強化熱可塑性樹脂材料およびその製造方法 |
| WO2019146486A1 (ja) * | 2018-01-26 | 2019-08-01 | 東レ株式会社 | 強化繊維束およびその製造方法、ならびにそれを用いたチョップド繊維束および繊維強化樹脂成形材料 |
-
2000
- 2000-10-27 JP JP2000328298A patent/JP2002138370A/ja active Pending
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006188782A (ja) * | 2005-01-05 | 2006-07-20 | Toray Ind Inc | 炭素繊維束およびその製造方法 |
| JP2012126841A (ja) * | 2010-12-16 | 2012-07-05 | Umg Abs Ltd | 強化熱可塑性樹脂組成物および成形品 |
| DE112013001737B4 (de) | 2012-03-29 | 2023-05-11 | Matsumoto Yushi-Seiyaku Co., Ltd. | Schlichtemittel für Verstärkungsfasern, Kunstfaserstrang und faserverstärktes Verbundmaterial |
| KR20140139105A (ko) | 2012-03-29 | 2014-12-04 | 마쓰모토유시세이야쿠 가부시키가이샤 | 강화섬유용 사이징제 및 그 용도 |
| US9234312B2 (en) | 2012-03-29 | 2016-01-12 | Matsumoto Yushi-Seiyaku Co., Ltd. | Sizing agent for reinforcement fibers, and application thereof |
| JP2016194175A (ja) * | 2015-04-01 | 2016-11-17 | トヨタ自動車株式会社 | 樹脂コーティング炭素繊維およびその炭素繊維強化複合材 |
| WO2017151721A1 (en) | 2016-03-03 | 2017-09-08 | Dow Global Technologies Llc | Epoxy resin composition comprising carbon fiber sized with a block copolymer of ethylene oxide and propylene oxide |
| WO2019146485A1 (ja) * | 2018-01-26 | 2019-08-01 | 東レ株式会社 | 強化繊維束基材およびその製造方法、ならびにそれを用いた繊維強化熱可塑性樹脂材料およびその製造方法 |
| CN111565902A (zh) * | 2018-01-26 | 2020-08-21 | 东丽株式会社 | 增强纤维束基材及其制造方法，以及使用其的纤维增强热塑性树脂材料及其制造方法 |
| JPWO2019146485A1 (ja) * | 2018-01-26 | 2020-11-19 | 東レ株式会社 | 強化繊維束基材およびその製造方法、ならびにそれを用いた繊維強化熱可塑性樹脂材料およびその製造方法 |
| JPWO2019146486A1 (ja) * | 2018-01-26 | 2020-12-03 | 東レ株式会社 | 強化繊維束およびその製造方法、ならびにそれを用いたチョップド繊維束および繊維強化樹脂成形材料 |
| CN111565902B (zh) * | 2018-01-26 | 2022-06-28 | 东丽株式会社 | 增强纤维束基材及其制造方法，以及使用其的纤维增强热塑性树脂材料及其制造方法 |
| JP7259740B2 (ja) | 2018-01-26 | 2023-04-18 | 東レ株式会社 | 強化繊維束およびその製造方法、ならびにそれを用いたチョップド繊維束および繊維強化樹脂成形材料 |
| WO2019146486A1 (ja) * | 2018-01-26 | 2019-08-01 | 東レ株式会社 | 強化繊維束およびその製造方法、ならびにそれを用いたチョップド繊維束および繊維強化樹脂成形材料 |
| JP7310602B2 (ja) | 2018-01-26 | 2023-07-19 | 東レ株式会社 | 強化繊維束基材およびその製造方法、ならびにそれを用いた繊維強化熱可塑性樹脂材料およびその製造方法 |
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