JPH0657640A - 炭素繊維チョップドストランドおよび樹脂組成物 - Google Patents
炭素繊維チョップドストランドおよび樹脂組成物Info
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- JPH0657640A JPH0657640A JP21516492A JP21516492A JPH0657640A JP H0657640 A JPH0657640 A JP H0657640A JP 21516492 A JP21516492 A JP 21516492A JP 21516492 A JP21516492 A JP 21516492A JP H0657640 A JPH0657640 A JP H0657640A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高温な加工温度においても金型にモールドデ
ポジットの堆積が認められない耐熱性、安定性に優れた
収束剤でサイズされた炭素繊維チョップドストランドお
よび該炭素繊維を含有する炭素繊維強化熱可塑性樹脂組
成物を提供する。 【構成】 式(1) で表される構成単位および式(2) で表
される構成単位を有し、かつ式(1) の構成単位が0.1 〜
50重量％であるコポリカーボネート樹脂でサイズされた
炭素繊維チョップドストランドおよびこの炭素繊維チョ
ップドストランドを含有する熱可塑性樹脂組成物。 【化５】
ポジットの堆積が認められない耐熱性、安定性に優れた
収束剤でサイズされた炭素繊維チョップドストランドお
よび該炭素繊維を含有する炭素繊維強化熱可塑性樹脂組
成物を提供する。 【構成】 式(1) で表される構成単位および式(2) で表
される構成単位を有し、かつ式(1) の構成単位が0.1 〜
50重量％であるコポリカーボネート樹脂でサイズされた
炭素繊維チョップドストランドおよびこの炭素繊維チョ
ップドストランドを含有する熱可塑性樹脂組成物。 【化５】
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、熱可塑性樹脂をマトリ
ックスとする複合材料の強化材として用いられるサイズ
された炭素繊維チョップドストランド、および炭素繊維
チョップドストランドを含有する熱可塑性樹脂組成物に
関する。特に成形加工温度が２５０℃を超える熱可塑性
樹脂をマトリックス樹脂とする炭素繊維強化樹脂におい
て収束剤に起因する分解やマトリックス樹脂を劣化させ
ることがなく金型への付着物の堆積が少ない炭素繊維チ
ョップドストランドおよび該炭素繊維チョップドストラ
ンドを含有する熱可塑性樹脂組成物に関する。
ックスとする複合材料の強化材として用いられるサイズ
された炭素繊維チョップドストランド、および炭素繊維
チョップドストランドを含有する熱可塑性樹脂組成物に
関する。特に成形加工温度が２５０℃を超える熱可塑性
樹脂をマトリックス樹脂とする炭素繊維強化樹脂におい
て収束剤に起因する分解やマトリックス樹脂を劣化させ
ることがなく金型への付着物の堆積が少ない炭素繊維チ
ョップドストランドおよび該炭素繊維チョップドストラ
ンドを含有する熱可塑性樹脂組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、熱可塑性樹脂をマトリックスとす
る炭素繊維強化熱可塑性樹脂組成物は高性能のエンジニ
アリングプラスチック材料として、種々の分野に利用さ
れている。これらに用いられる熱可塑性樹脂は、ポリプ
ロピレンなどの汎用樹脂の他に、ポリアミド樹脂、ポリ
アセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレ
ン樹脂、飽和ポリエステル樹脂などの所謂エンジニアリ
ングプラスチック、さらに、ポリフェニレンサルファイ
ド樹脂、ポリサルホォン樹脂、ポリエーテルサルホン樹
脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルケ
トン樹脂、ポリアリレート樹脂等のスーパーエンジニア
リングプラスチックと呼ばれる樹脂が利用されている。
これらの樹脂は金属ダイキャスト材料の耐熱性に匹敵す
る材料として金属ダイキャスト材料の代替えとして、炭
素繊維で強化した材料が開発されている。
る炭素繊維強化熱可塑性樹脂組成物は高性能のエンジニ
アリングプラスチック材料として、種々の分野に利用さ
れている。これらに用いられる熱可塑性樹脂は、ポリプ
ロピレンなどの汎用樹脂の他に、ポリアミド樹脂、ポリ
アセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレ
ン樹脂、飽和ポリエステル樹脂などの所謂エンジニアリ
ングプラスチック、さらに、ポリフェニレンサルファイ
ド樹脂、ポリサルホォン樹脂、ポリエーテルサルホン樹
脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルケ
トン樹脂、ポリアリレート樹脂等のスーパーエンジニア
リングプラスチックと呼ばれる樹脂が利用されている。
これらの樹脂は金属ダイキャスト材料の耐熱性に匹敵す
る材料として金属ダイキャスト材料の代替えとして、炭
素繊維で強化した材料が開発されている。
【０００３】従来、強化材としての炭素繊維チョップド
ストランドは、ガラス繊維チョップドに比べ収束性が弱
く、通常エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂
等の収束剤が２〜１０％程度使用されている。例えば、
ポリカーボネート樹脂に少量のエポキシ樹脂を配合した
収束剤を使用した炭素繊維チョップドストランドおよび
その樹脂組成物が提案されている（特開平２−６４１３
３号公報）。しかしながら、発明者らの検討によると、
一般のポリカーボネート樹脂は収束性が弱くエポキシ樹
脂等の併用が必要であるが、エポキシ樹脂等を併用する
と熱安定性が悪く、２５０℃を越えるような成形加工温
度が高温であるエンジニアリングプラスチックの場合に
は収束剤に起因する分解物、マトリックス樹脂を劣化さ
せるような反応などが起こり、金型に付着物（モールド
デポジット）が堆積するなど工業的実施において生産上
不都合なことが多い。
ストランドは、ガラス繊維チョップドに比べ収束性が弱
く、通常エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂
等の収束剤が２〜１０％程度使用されている。例えば、
ポリカーボネート樹脂に少量のエポキシ樹脂を配合した
収束剤を使用した炭素繊維チョップドストランドおよび
その樹脂組成物が提案されている（特開平２−６４１３
３号公報）。しかしながら、発明者らの検討によると、
一般のポリカーボネート樹脂は収束性が弱くエポキシ樹
脂等の併用が必要であるが、エポキシ樹脂等を併用する
と熱安定性が悪く、２５０℃を越えるような成形加工温
度が高温であるエンジニアリングプラスチックの場合に
は収束剤に起因する分解物、マトリックス樹脂を劣化さ
せるような反応などが起こり、金型に付着物（モールド
デポジット）が堆積するなど工業的実施において生産上
不都合なことが多い。
【０００４】
【発明が解決しようとする問題点】本発明は、高温加工
においても金型にモールドデポジットの堆積がない耐熱
性、安定性に優れた収束剤でサイズされた炭素繊維チョ
ップドストランドおよび該炭素繊維で強化された熱可塑
性樹脂組成物を提供するにある。
においても金型にモールドデポジットの堆積がない耐熱
性、安定性に優れた収束剤でサイズされた炭素繊維チョ
ップドストランドおよび該炭素繊維で強化された熱可塑
性樹脂組成物を提供するにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記した
従来の収束剤に起因するモールドデポジットの発生がな
く、耐熱性、安定性にすぐれた炭素繊維チョップドスト
ランドの収束剤につき多角的な観点から検討を重ねた結
果、本発明を為した。
従来の収束剤に起因するモールドデポジットの発生がな
く、耐熱性、安定性にすぐれた炭素繊維チョップドスト
ランドの収束剤につき多角的な観点から検討を重ねた結
果、本発明を為した。
【０００６】すなわち、本発明は下記式(1) で表される
構成単位および式（2)で表される構成単位を有し、かつ
式(1) で表される構成単位が 0.1〜50重量％であるコポ
リカーボネート樹脂でサイジングした炭素繊維チョップ
ドストランド。
構成単位および式（2)で表される構成単位を有し、かつ
式(1) で表される構成単位が 0.1〜50重量％であるコポ
リカーボネート樹脂でサイジングした炭素繊維チョップ
ドストランド。
【０００７】
【化３】 （上記式中のｎ、Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 、Ｒ4 、Ｒ5 、
Ｒ6 、Ｒ7 およびＡは前記と同じ）および該炭素繊維チ
ョップドストランドで強化された熱可塑性樹脂組成物に
関する。
Ｒ6 、Ｒ7 およびＡは前記と同じ）および該炭素繊維チ
ョップドストランドで強化された熱可塑性樹脂組成物に
関する。
【０００８】本発明の収束剤に使用される上記式（１）
の構成単位と、式（２）の構成単位とを有するコポリカ
ーボネート樹脂は、下記式（３）および（４）で示され
る二価フェノールをホスゲン、炭酸エステル、あるいは
クロロホーメートと共重合させることにより得られ、粘
度平均分子量が10,000〜50,000、好ましくは20,000〜4
0,000の範囲のものである。
の構成単位と、式（２）の構成単位とを有するコポリカ
ーボネート樹脂は、下記式（３）および（４）で示され
る二価フェノールをホスゲン、炭酸エステル、あるいは
クロロホーメートと共重合させることにより得られ、粘
度平均分子量が10,000〜50,000、好ましくは20,000〜4
0,000の範囲のものである。
【０００９】
【化４】 （上記式中のｎ、Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 、Ｒ4 、Ｒ5 、
Ｒ6 、Ｒ7 およびＡは前記式（１）および式（２）と同
じ）
Ｒ6 、Ｒ7 およびＡは前記式（１）および式（２）と同
じ）
【００１０】上記式（１）の構成単位の割合は、 0.1〜
50重量％、好ましくは 0.1〜30重量％である。繰り返し
数ｎは１〜200 の範囲、好ましくは５〜100 の範囲であ
る。また式（１）中のＲ1 としては、エチレン、プロピ
レン、イソプロピレン、ブチレン、ペンチレン、ヘキシ
レン等がれいじされ、特に-CH2CH2CH2- 、-CHR8CH2-(式
中R8はベンゼン環側の炭素原子に結合したもので、水素
またはメチル基を示す) が好適である。この式（１）の
構成単位は、前記式（３）で示されるフェノール性水酸
基を両末端に有する二価フェノールを通常のビスフェノ
ールと同様に用いることにより導入される。
50重量％、好ましくは 0.1〜30重量％である。繰り返し
数ｎは１〜200 の範囲、好ましくは５〜100 の範囲であ
る。また式（１）中のＲ1 としては、エチレン、プロピ
レン、イソプロピレン、ブチレン、ペンチレン、ヘキシ
レン等がれいじされ、特に-CH2CH2CH2- 、-CHR8CH2-(式
中R8はベンゼン環側の炭素原子に結合したもので、水素
またはメチル基を示す) が好適である。この式（１）の
構成単位は、前記式（３）で示されるフェノール性水酸
基を両末端に有する二価フェノールを通常のビスフェノ
ールと同様に用いることにより導入される。
【００１１】式（３）で示される二価フェノールは、式
（１）の構成単位として説明したものと同じである。式
（３）で示される化合物は、オレフィン性不飽和−炭素
結合を有するフェノール類、好適にはビニルフェノー
ル、アリルフェノール、イソプロペニルフェノールを所
定の重合度（ｎ）を有するポリシロキサン鎖の末端に、
ハイドロシラネーション反応させることにより容易に製
造し得る。
（１）の構成単位として説明したものと同じである。式
（３）で示される化合物は、オレフィン性不飽和−炭素
結合を有するフェノール類、好適にはビニルフェノー
ル、アリルフェノール、イソプロペニルフェノールを所
定の重合度（ｎ）を有するポリシロキサン鎖の末端に、
ハイドロシラネーション反応させることにより容易に製
造し得る。
【００１２】また、本発明のコポリカーボネート樹脂の
製造に用いられる式（４）で示される二価フェノール系
化合物は、ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、ビ
ス（４−ヒドロキシフェニル）エーテル、ビス（４−ヒ
ドロキシフェニル）スルホン、ビス（４−ヒドロキシフ
ェニル）スルホキシド、ビス（４−ヒドロキシフェニ
ル）スルフィド、ビス（４−ヒドロキシフェニル）ケト
ン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、
２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、
２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ブタン、１，
１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキサン、
２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジメチルフェ
ニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３，
５−ジブロモフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−
ヒドロキシ−３，５−ジクロロフェニル）プロパン、
２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３−ブロモフェニル）
プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３−クロロ
フェニル）プロパン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフ
ェニル）−１−フェニルエタン、ビス（４−ヒドロキシ
フェニル）ジフェニルメタンなどが例示され、これらの
うち２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパ
ン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロヘ
キサンが熱安定性の面から好ましい。
製造に用いられる式（４）で示される二価フェノール系
化合物は、ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、ビ
ス（４−ヒドロキシフェニル）エーテル、ビス（４−ヒ
ドロキシフェニル）スルホン、ビス（４−ヒドロキシフ
ェニル）スルホキシド、ビス（４−ヒドロキシフェニ
ル）スルフィド、ビス（４−ヒドロキシフェニル）ケト
ン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、
２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、
２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ブタン、１，
１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキサン、
２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジメチルフェ
ニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３，
５−ジブロモフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−
ヒドロキシ−３，５−ジクロロフェニル）プロパン、
２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３−ブロモフェニル）
プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３−クロロ
フェニル）プロパン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフ
ェニル）−１−フェニルエタン、ビス（４−ヒドロキシ
フェニル）ジフェニルメタンなどが例示され、これらの
うち２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパ
ン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロヘ
キサンが熱安定性の面から好ましい。
【００１３】本発明のコポリカーボネート樹脂の製造に
は末端停止剤あるいは分子量調節剤が通常使用される
が、これらは一価のフェノール性水酸基を有する化合物
が挙げられる。これらの化合物は、通常フェノール、ｐ
−第三ブチルフェノール、トリブロモフェノールなどの
他に、長鎖アルキルフェノール、脂肪族カルボン酸クロ
ライド、脂肪族カルボン酸、ヒドロキシ安息香酸アルキ
ルエステル、ヒドロキシフェニル・アルキル酸エステ
ル、アルキルエーテルフェノールなどが例示される。そ
の使用量は用いられる全ての二価フェノール系化合物10
0 モルに対して、100 〜0.5 モル、好ましくは50〜2 モ
ルの範囲であり、二種以上の化合物を併用することも可
能である。
は末端停止剤あるいは分子量調節剤が通常使用される
が、これらは一価のフェノール性水酸基を有する化合物
が挙げられる。これらの化合物は、通常フェノール、ｐ
−第三ブチルフェノール、トリブロモフェノールなどの
他に、長鎖アルキルフェノール、脂肪族カルボン酸クロ
ライド、脂肪族カルボン酸、ヒドロキシ安息香酸アルキ
ルエステル、ヒドロキシフェニル・アルキル酸エステ
ル、アルキルエーテルフェノールなどが例示される。そ
の使用量は用いられる全ての二価フェノール系化合物10
0 モルに対して、100 〜0.5 モル、好ましくは50〜2 モ
ルの範囲であり、二種以上の化合物を併用することも可
能である。
【００１４】さらに分岐化剤を上記フェノール系化合物
に対して、0.01〜3 モル％、好ましくは0.1 〜1.0 モル
％の範囲で使用して分岐化ポリカーボネートとすること
が可能である。分岐化剤としては、例えばフロログリシ
ン、２，６−ジメチル−２，４，６−トリ（４−ヒドロ
キシフェニル）ヘプテン−３、４，６−ジメチル−２，
４，６−トリ（４−ヒドロキシフェニル）ヘプテン−
２、１，３，５−トリ（２−ヒドロキシフェニル）ベン
ゾール、１，１，１−トリ（４−ヒドロキシフェニル）
エタン、２，６−ビス（２−ヒドロキシ−５−メチルベ
ンジル）−４−メチルフェノール、α，α',α”−トリ
（４−ヒドロキシフェニル）−１，３，５−トリイソプ
ロピルベンゼンなどで例示されるポリヒドロキシ化合
物、および３，３−ビス（４−ヒドロキシアリール）オ
キシインドール、５−クロルイサチン、５，７−じくろ
るいさちん、５−ブロモイサチンなどが例示される。
に対して、0.01〜3 モル％、好ましくは0.1 〜1.0 モル
％の範囲で使用して分岐化ポリカーボネートとすること
が可能である。分岐化剤としては、例えばフロログリシ
ン、２，６−ジメチル−２，４，６−トリ（４−ヒドロ
キシフェニル）ヘプテン−３、４，６−ジメチル−２，
４，６−トリ（４−ヒドロキシフェニル）ヘプテン−
２、１，３，５−トリ（２−ヒドロキシフェニル）ベン
ゾール、１，１，１−トリ（４−ヒドロキシフェニル）
エタン、２，６−ビス（２−ヒドロキシ−５−メチルベ
ンジル）−４−メチルフェノール、α，α',α”−トリ
（４−ヒドロキシフェニル）−１，３，５−トリイソプ
ロピルベンゼンなどで例示されるポリヒドロキシ化合
物、および３，３−ビス（４−ヒドロキシアリール）オ
キシインドール、５−クロルイサチン、５，７−じくろ
るいさちん、５−ブロモイサチンなどが例示される。
【００１５】本発明において、炭素繊維をサイズする
際、もちろん上記のコポリカーボネート樹脂単独で熱安
定性に優れたサイズされた炭素繊維を得ることができる
が、必要に応じてエポキ樹脂などの収束剤用に使用され
ている公知の樹脂を併用することができる。この場合は
先ず炭素繊維に対して従来使用されている収束剤を付着
させ、その後本発明におけるコポリカーボネート樹脂を
付着させる方法が好適である。この場合、従来使用され
ている収束剤の使用量は炭素繊維に対して０．０５〜
１．０重量％となる範囲内である。この他にコポリカー
ボネート樹脂と混合して同時に使用することもできる。
この場合は従来公知の収束剤量が炭素繊維に対して０．
５％〜ａ／２％（ただし、ａはコポリカーボネート樹脂
の付着量）の範囲で使用される。併用する場合従来の収
束用樹脂を上記の範囲を超える量で使用した場合はモー
ルドデポジットが多くなり好ましくない。
際、もちろん上記のコポリカーボネート樹脂単独で熱安
定性に優れたサイズされた炭素繊維を得ることができる
が、必要に応じてエポキ樹脂などの収束剤用に使用され
ている公知の樹脂を併用することができる。この場合は
先ず炭素繊維に対して従来使用されている収束剤を付着
させ、その後本発明におけるコポリカーボネート樹脂を
付着させる方法が好適である。この場合、従来使用され
ている収束剤の使用量は炭素繊維に対して０．０５〜
１．０重量％となる範囲内である。この他にコポリカー
ボネート樹脂と混合して同時に使用することもできる。
この場合は従来公知の収束剤量が炭素繊維に対して０．
５％〜ａ／２％（ただし、ａはコポリカーボネート樹脂
の付着量）の範囲で使用される。併用する場合従来の収
束用樹脂を上記の範囲を超える量で使用した場合はモー
ルドデポジットが多くなり好ましくない。
【００１６】本発明において、収束剤で炭素繊維をサイ
ズする方法は、例えばコポリカーボネート樹脂、コーポ
リカーボネート樹脂と併用樹脂とを適当な溶媒、例えば
塩化メチレン、に溶解し、これに炭素繊維を浸漬したの
ち、溶媒を揮発（乾燥）する方法、あるいはエマルジョ
ン溶液とし、これに炭素繊維を浸漬したのち乾燥する方
法等により行うことができる。その他に粉末状の樹脂を
炭素繊維に付着させたのち２００〜３００℃に加熱した
ゾーンを通過させこれらの樹脂を付着させることもでき
る。
ズする方法は、例えばコポリカーボネート樹脂、コーポ
リカーボネート樹脂と併用樹脂とを適当な溶媒、例えば
塩化メチレン、に溶解し、これに炭素繊維を浸漬したの
ち、溶媒を揮発（乾燥）する方法、あるいはエマルジョ
ン溶液とし、これに炭素繊維を浸漬したのち乾燥する方
法等により行うことができる。その他に粉末状の樹脂を
炭素繊維に付着させたのち２００〜３００℃に加熱した
ゾーンを通過させこれらの樹脂を付着させることもでき
る。
【００１７】本発明に使用される炭素繊維は格別制限は
なく従来公知の炭素繊維、例えばポリアクリロニトリ
ル、ピッチ、レーヨン、炭化水素ガス等から製造される
炭素系繊維や黒鉛質繊維などであり、またこれらの炭素
系繊維を金属でコーテイングした繊維であってもよい。
上記のようにして得られる本発明のサイズされた炭素繊
維は、炭素繊維強化熱可塑性樹脂の強化材料として有用
なものである。
なく従来公知の炭素繊維、例えばポリアクリロニトリ
ル、ピッチ、レーヨン、炭化水素ガス等から製造される
炭素系繊維や黒鉛質繊維などであり、またこれらの炭素
系繊維を金属でコーテイングした繊維であってもよい。
上記のようにして得られる本発明のサイズされた炭素繊
維は、炭素繊維強化熱可塑性樹脂の強化材料として有用
なものである。
【００１８】本発明において用いられるマトリックス樹
脂である熱可塑性樹脂は、炭素繊維を含有した状態で加
工温度が２５０℃を超えるような高温で成形加工される
樹脂が好適であり、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポ
リフェニレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリオキシメチ
レン樹脂、あるいはこれらを主体とするアロイ樹脂等で
あるが、特に好適にはポリカーボネート樹脂、あるいは
ポリカーボネート・アロイ樹脂が用いられる。これらの
樹脂には必要に応じて他の熱可塑性樹脂を配合すること
ができる。このような他の熱可塑性樹脂としては、例え
ば、ポリスチレン、高耐衝撃性ポリスチレン、ＡＢＳ樹
脂、ＡＳ樹脂等のポリスチレン系樹脂、ポリアクリル酸
などのポリアクリル酸系樹脂、ポリエチレン、ポリプロ
ピレンなどのオレフィン系樹脂、あるいはポリスルホ
ン、ポリエーテルスルホン、ホリウレタン等が例示され
る。
脂である熱可塑性樹脂は、炭素繊維を含有した状態で加
工温度が２５０℃を超えるような高温で成形加工される
樹脂が好適であり、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポ
リフェニレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリオキシメチ
レン樹脂、あるいはこれらを主体とするアロイ樹脂等で
あるが、特に好適にはポリカーボネート樹脂、あるいは
ポリカーボネート・アロイ樹脂が用いられる。これらの
樹脂には必要に応じて他の熱可塑性樹脂を配合すること
ができる。このような他の熱可塑性樹脂としては、例え
ば、ポリスチレン、高耐衝撃性ポリスチレン、ＡＢＳ樹
脂、ＡＳ樹脂等のポリスチレン系樹脂、ポリアクリル酸
などのポリアクリル酸系樹脂、ポリエチレン、ポリプロ
ピレンなどのオレフィン系樹脂、あるいはポリスルホ
ン、ポリエーテルスルホン、ホリウレタン等が例示され
る。
【００１９】本発明による炭素繊維強化熱可塑性樹脂組
成物は、上記した炭素繊維のチョップドストランドを３
〜50重量％含有する樹脂組成物である。組成物中の炭素
繊維チョップドストランドの量が３重量％未満である場
合は強化材としての十分な効果が得られず、５０重量％
を超えるような量であるときは成形性が悪く好ましくな
い。
成物は、上記した炭素繊維のチョップドストランドを３
〜50重量％含有する樹脂組成物である。組成物中の炭素
繊維チョップドストランドの量が３重量％未満である場
合は強化材としての十分な効果が得られず、５０重量％
を超えるような量であるときは成形性が悪く好ましくな
い。
【００２０】上記した本発明による炭素繊維強化熱可塑
性樹脂組成物の調製には、通常一般に行われている調製
方法が適用できる。例えば、樹脂、炭素繊維チョップド
ストランドおよび適宜その他の添加剤成分をＶ型ブレン
ダー等による混合手段を用いて十分に混合した後、ベン
ト式一軸押出機でペレット化する方法、樹脂成分および
その他の添加剤成分をスーパーミキサーなどの強力な混
合手段により予め混合したものを用意しておき、ベント
式二軸押出機の途中から本発明の炭素繊維チョップドス
トランドを混合し、ペレット化する方法等の一般に工業
的に使用されている方法が適用できる。
性樹脂組成物の調製には、通常一般に行われている調製
方法が適用できる。例えば、樹脂、炭素繊維チョップド
ストランドおよび適宜その他の添加剤成分をＶ型ブレン
ダー等による混合手段を用いて十分に混合した後、ベン
ト式一軸押出機でペレット化する方法、樹脂成分および
その他の添加剤成分をスーパーミキサーなどの強力な混
合手段により予め混合したものを用意しておき、ベント
式二軸押出機の途中から本発明の炭素繊維チョップドス
トランドを混合し、ペレット化する方法等の一般に工業
的に使用されている方法が適用できる。
【００２１】
【実施例】以下に本発明の実施例を示す。 実施例１ 水酸化ナトリウム3.8kg を水45リットルに溶解し、20℃
に保ちながら、これにビスフェノールＡ（ＢＰＡ）7.2k
g と両末端が2-(4- ヒドロキシフェニル) エチル基でシ
ロキサン鎖の平均繰り返し数ｎが40のポリジメチルシロ
キサン (信越化学（株）製、Ｘ−２２−１６５Ｂ）1.3k
g 、およびハイドロサルファイト８g を溶解した。これ
にメチレンクロライド32リットルを加えて攪拌しなが
ら、p-tert- ブチルフェノール(p-TBP)158ｇを加え、つ
いでホスゲン3.5kg を60分を要して導入した。ホスゲン
の導入後、激しく攪拌し反応液を乳化させ乳化後8gのト
リエチルアミンを加え約１時間攪拌し重合させた。重合
液を水相と有機相とに分離し、有機相をりん酸で中和
し、イソプロパノール35リットルを加え、重合物を沈殿
させ、沈殿物を濾過後、乾燥して白色のコポリカーボネ
ート樹脂を得た。( これを「PC-A」とする)
に保ちながら、これにビスフェノールＡ（ＢＰＡ）7.2k
g と両末端が2-(4- ヒドロキシフェニル) エチル基でシ
ロキサン鎖の平均繰り返し数ｎが40のポリジメチルシロ
キサン (信越化学（株）製、Ｘ−２２−１６５Ｂ）1.3k
g 、およびハイドロサルファイト８g を溶解した。これ
にメチレンクロライド32リットルを加えて攪拌しなが
ら、p-tert- ブチルフェノール(p-TBP)158ｇを加え、つ
いでホスゲン3.5kg を60分を要して導入した。ホスゲン
の導入後、激しく攪拌し反応液を乳化させ乳化後8gのト
リエチルアミンを加え約１時間攪拌し重合させた。重合
液を水相と有機相とに分離し、有機相をりん酸で中和
し、イソプロパノール35リットルを加え、重合物を沈殿
させ、沈殿物を濾過後、乾燥して白色のコポリカーボネ
ート樹脂を得た。( これを「PC-A」とする)
【００２２】上記のPC-A 50gを１リットルの塩化メチレ
ンに溶解した溶液を調製し、これに炭素繊維ロービング
（東邦レーヨン（株）製、ベスファイトＨＴＡ）を浸漬
した後一昼夜放置後、次いで１２０℃の熱風乾燥機にて
１時間処理し、樹脂付着量は３．１％のものと、６．２
％のものを得た。これを６mmの長さにカットしチョップ
ドストランドとした。( 樹脂付着量 3.1% のものを「CF
-A」、6.2%のものを「CF-B」とする)
ンに溶解した溶液を調製し、これに炭素繊維ロービング
（東邦レーヨン（株）製、ベスファイトＨＴＡ）を浸漬
した後一昼夜放置後、次いで１２０℃の熱風乾燥機にて
１時間処理し、樹脂付着量は３．１％のものと、６．２
％のものを得た。これを６mmの長さにカットしチョップ
ドストランドとした。( 樹脂付着量 3.1% のものを「CF
-A」、6.2%のものを「CF-B」とする)
【００２３】実施例２ １リットルの塩化メチレンにウレタン変成エポキシ樹脂
（旭電化（株）製、アデカレジンEPU-6) 10gを溶解した
樹脂液を調製し、この溶液に炭素繊維ロービング (ベス
ファイトＨＴＡ）を浸漬した後一昼夜放置した後、１２
０℃の熱風乾燥機にて１時間処理し、樹脂付着量 0.3％
のものを得た。このロービング繊維に実施例１と同様に
して実施例１で得た PC-A を 4.1％付着させた。これを
６mmの長さにカットしたチョップドストランドとした。
( これを「CF-C」とする)
（旭電化（株）製、アデカレジンEPU-6) 10gを溶解した
樹脂液を調製し、この溶液に炭素繊維ロービング (ベス
ファイトＨＴＡ）を浸漬した後一昼夜放置した後、１２
０℃の熱風乾燥機にて１時間処理し、樹脂付着量 0.3％
のものを得た。このロービング繊維に実施例１と同様に
して実施例１で得た PC-A を 4.1％付着させた。これを
６mmの長さにカットしたチョップドストランドとした。
( これを「CF-C」とする)
【００２４】実施例３ 実施例１および２で得たＣＦ−Ａ、ＣＦ−Ｂ、およびＣ
Ｆ−Ｃを樹脂中２０重量％となるようにポリカーボネー
ト樹脂粉末とタンブラーで２分間混合し炭素繊維ストラ
ンドの状態を観察した。またこのブレンド物をベント式
一軸押出機により押出しペレット化した。このペレット
を、金型を取り付けた射出成形機により樹脂温度350 ℃
で連続的に成形して金型の状態観察した。この結果を表
−１に示す。
Ｆ−Ｃを樹脂中２０重量％となるようにポリカーボネー
ト樹脂粉末とタンブラーで２分間混合し炭素繊維ストラ
ンドの状態を観察した。またこのブレンド物をベント式
一軸押出機により押出しペレット化した。このペレット
を、金型を取り付けた射出成形機により樹脂温度350 ℃
で連続的に成形して金型の状態観察した。この結果を表
−１に示す。
【００２５】比較例１ １リットルの塩化メチレンに、 50gの一般のポリカーボ
ネート樹脂 (三菱ガス化学製、ユーピロンS-2000) を溶
解した液を調製し、この溶液に実施例１と同様な処理を
して樹脂付着量が 6.9％のロービング繊維を得た。これ
を６mmの長さにカットしたチョップドストランドとし
た。( これを「CF-D」とする)このチョップドストラン
ドが樹脂中２０重量％となるようにポリカーボネート樹
脂粉末とタンブラーにて混合し炭素繊維ストランドの状
態を観察した。２分間ブレンドしたものはストランドが
壊砕しており押出不能であり、混合時間を２０秒に短縮
した。このブレンド物を実施例３と同様に連続的に成形
して金型の状態観察した。この結果を表−１に示す。
ネート樹脂 (三菱ガス化学製、ユーピロンS-2000) を溶
解した液を調製し、この溶液に実施例１と同様な処理を
して樹脂付着量が 6.9％のロービング繊維を得た。これ
を６mmの長さにカットしたチョップドストランドとし
た。( これを「CF-D」とする)このチョップドストラン
ドが樹脂中２０重量％となるようにポリカーボネート樹
脂粉末とタンブラーにて混合し炭素繊維ストランドの状
態を観察した。２分間ブレンドしたものはストランドが
壊砕しており押出不能であり、混合時間を２０秒に短縮
した。このブレンド物を実施例３と同様に連続的に成形
して金型の状態観察した。この結果を表−１に示す。
【００２６】比較例３ 市販の炭素繊維チョップドストランド（東邦レーヨン、
ベスファイトＨＴＡ−Ｃ６）を同様に樹脂中２０重量％
となるようにタンブラーで２分間ブレンドしたのち６mm
の長さにカットした。これを実施例３と同様に連続的に
成形して金型の状態観察した。この結果を表−１に示
す。
ベスファイトＨＴＡ−Ｃ６）を同様に樹脂中２０重量％
となるようにタンブラーで２分間ブレンドしたのち６mm
の長さにカットした。これを実施例３と同様に連続的に
成形して金型の状態観察した。この結果を表−１に示
す。
【００２７】
【表１】 表−１ ─────────────────────────────────── 炭素 CF-A CF-B CF-C CF-D HTA-C6繊維 （比較例） （比較例） 収束樹脂 PC-A PC-A PC-A/ エホ゛キシ 樹脂 BPA-PC エホ゛キシ樹脂 付着量 3.1% 6.2% 4.1% 6.9% 7.0% ─────────────────────────────────── 収束 良 良 良 やや弱い 良 状態 ───────────────────────────────────フ゛レント゛ 後 毛玉 毛玉 毛玉 毛玉 毛玉 状態 ヤヤ有り 認めず 認めず 多い 認めず ─────────────────────────────────── 押出状態 良好 良好 良好 フィート゛ロ に 良好 毛玉発生 ─────────────────────────────────── 曲強度 1020 2050 2080 1700 2120 (kg/cm2) 曲弾性率 102000 104000 108000 85400 110000 (kg/cm2) モールド 無 無 微少 無 多い デポジット有無 (注) モールドデポジットは250 ショット後の金型にお
ける堆積物の状態を目視により判定した。
ける堆積物の状態を目視により判定した。
【００２８】
【発明の効果】本発明の炭素繊維チョップドストランド
は、収束性が良好であり、かつ耐熱性に優れ安定であ
る。したがって該炭素繊維チョップドストランドを強化
材とした熱可塑性樹脂組成物は連続成形、特に高温下で
の連続成形加工を行ってもモールドデポジットが認めら
れず、生産性を向上させることができ、工業的に優れた
ものである。
は、収束性が良好であり、かつ耐熱性に優れ安定であ
る。したがって該炭素繊維チョップドストランドを強化
材とした熱可塑性樹脂組成物は連続成形、特に高温下で
の連続成形加工を行ってもモールドデポジットが認めら
れず、生産性を向上させることができ、工業的に優れた
ものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｊ 5/06 7310−4Ｆ // Ｂ２９Ｋ 67:00 69:00 105:10 Ｃ０８Ｌ 69:00 9363−4Ｊ Ｄ０６Ｍ 101:40
Claims (6)
- 【請求項１】 下記式(1) で表される構成単位および式
（2)で表される構成単位を有し、かつ式(1) で表される
構成単位が 0.1〜50重量％であるコポリカーボネート樹
脂でサイズされた炭素繊維チョップドストランド。 【化１】 （式（１）のＲ1 は2 〜6 のアルキレン基またはアルキ
リデン基、アルキル置換フェノキシ基、Ｒ2 、Ｒ3 は炭
素数１〜３のアルキル基、フェニル基、置換フェニル
基、ｎは１〜200 の整数を示す。また式（２）のＡは炭
素数１〜10の直鎖、分岐鎖あるいは環状のアルキリデン
基、アリール置換アルキリデン基、アリーレンジアルキ
リデン基、または -O-、-S- 、-CO-、-SO2- 、を示し、
Ｒ4 、Ｒ5 、Ｒ6 およびＲ7 は水素、ハロゲンまたは炭
素数１〜４のアルキル基、アルケニル基を示す）。 - 【請求項２】 コーポリカーボネート樹脂が炭素繊維１
００重量部に対して5 〜30重量部である請求項１記載の
炭素繊維チョップドストランド。 - 【請求項３】 コーポリカーボネート樹脂の粘度平均分
子量が3,000 〜50,000である請求項１記載の炭素繊維チ
ョップドストランド。 - 【請求項４】 エポキシ樹脂、アミド系樹脂またはウレ
タン樹脂から選ばれた少なくとも一種をコポリカーボネ
ート樹脂１００重量部に対して０〜５０重量部を配合し
てサイズされた請求項１記載の炭素繊維チョップドスト
ランド。 - 【請求項５】 下記式(1) で表される構成単位および式
（2)で表される構成単位を有し、かつ式(1) で表される
構成単位が 0.1〜50重量％であるコポリカーボネート樹
脂でサイズされた炭素繊維チョップドストランド３〜50
重量％と熱可塑性樹脂９７〜５０重量％とを含む炭素繊
維強化熱可塑性樹脂組成物。 【化２】 （上記式中のｎ、Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 、Ｒ4 、Ｒ5 、
Ｒ6 、Ｒ7 およびＡは前記と同じ） - 【請求項６】熱可塑性樹脂がポリカーボネート樹脂、ポ
リエステル樹脂またはこれらの樹脂を主体とするポリマ
ーアロイである請求項５記載の熱可塑性樹脂組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21516492A JP3189855B2 (ja) | 1992-08-12 | 1992-08-12 | 炭素繊維チョップドストランドおよび樹脂組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21516492A JP3189855B2 (ja) | 1992-08-12 | 1992-08-12 | 炭素繊維チョップドストランドおよび樹脂組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0657640A true JPH0657640A (ja) | 1994-03-01 |
| JP3189855B2 JP3189855B2 (ja) | 2001-07-16 |
Family
ID=16667719
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21516492A Expired - Fee Related JP3189855B2 (ja) | 1992-08-12 | 1992-08-12 | 炭素繊維チョップドストランドおよび樹脂組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3189855B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3222653A1 (en) | 2016-03-22 | 2017-09-27 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Resin composition, resin molded article, and method for preparing resin composition |
| WO2018216516A1 (ja) | 2017-05-24 | 2018-11-29 | 三菱瓦斯化学株式会社 | 炭素繊維強化熱可塑性樹脂からなるシートおよび該シートの製造方法 |
| JP2020186506A (ja) * | 2019-05-13 | 2020-11-19 | 三洋化成工業株式会社 | 繊維用集束剤、繊維束、繊維製品、樹脂組成物及び成形体 |
| WO2022004275A1 (ja) | 2020-06-30 | 2022-01-06 | 出光興産株式会社 | 樹脂組成物、成形体及び樹脂組成物の特性を改善する方法 |
| WO2024135676A1 (ja) * | 2022-12-21 | 2024-06-27 | 東レ株式会社 | 繊維強化樹脂基材および繊維強化樹脂基材の製造方法 |
-
1992
- 1992-08-12 JP JP21516492A patent/JP3189855B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3222653A1 (en) | 2016-03-22 | 2017-09-27 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Resin composition, resin molded article, and method for preparing resin composition |
| WO2018216516A1 (ja) | 2017-05-24 | 2018-11-29 | 三菱瓦斯化学株式会社 | 炭素繊維強化熱可塑性樹脂からなるシートおよび該シートの製造方法 |
| KR20200010184A (ko) | 2017-05-24 | 2020-01-30 | 미츠비시 가스 가가쿠 가부시키가이샤 | 탄소 섬유 강화 열가소성 수지로 이루어지는 시트 및 그 시트의 제조 방법 |
| US11365298B2 (en) | 2017-05-24 | 2022-06-21 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Sheet formed from carbon fiber reinforced thermoplastic resin, and production method of said sheet |
| JP2020186506A (ja) * | 2019-05-13 | 2020-11-19 | 三洋化成工業株式会社 | 繊維用集束剤、繊維束、繊維製品、樹脂組成物及び成形体 |
| WO2022004275A1 (ja) | 2020-06-30 | 2022-01-06 | 出光興産株式会社 | 樹脂組成物、成形体及び樹脂組成物の特性を改善する方法 |
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| WO2024135676A1 (ja) * | 2022-12-21 | 2024-06-27 | 東レ株式会社 | 繊維強化樹脂基材および繊維強化樹脂基材の製造方法 |
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|---|---|
| JP3189855B2 (ja) | 2001-07-16 |
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