JP2002138370A - Chopped carbon fiber strand and fiber-reinforced thermoplastic resin composition - Google Patents

Chopped carbon fiber strand and fiber-reinforced thermoplastic resin composition

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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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JP
Japan
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weight
thermoplastic resin
carbon fiber
fiber
chopped
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Application number
JP2000328298A
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Japanese (ja)
Inventor
Masanobu Kobayashi
正信 小林
Atsuki Tsuchiya
敦岐 土谷
Yoji Matsuhisa
要治 松久
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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Publication date
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  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To produce a chopped carbon fiber strand that has good fluidity and excellent cost performance, to obtain a fiber-reinforced thermoplastic resin composition produced by using the chopped strand and a formed body having good mechanical properties and electroconductivity produced by using the fiber- reinforced thermoplastic resin composition. SOLUTION: The objective chopped carbon fiber strand is surface-coated with a sizing agent including a polyether as a major component, and in addition, over-coated with another sizing agent including a thermoplastic resin.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inexpensive carbon fiber chopped yarn which is useful in the production of a carbon fiber reinforced composite material, has excellent moldability, and a fiber reinforced thermoplastic resin using the chopped yarn. It relates to a composition.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art Carbon fiber reinforced composite materials have strength, rigidity,
Because of their excellent dimensional stability and conductivity, they are widely deployed in general industrial fields such as office equipment applications, automotive applications, and computer applications (IC trays, housings, etc.), and their demands are increasing year by year.

【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。
[0003] At this time, the fiber-reinforced resin composition as a raw material is generally formed by melting and kneading a chopped yarn obtained by cutting carbon fibers into a length of about 3 to 10 mm and various resins with an extruder to form pellets. It is manufactured by injection molding.

【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。
[0004] In such a manufacturing process (also referred to as a compounding process), it is required to improve the supply performance of chopped yarn with a screw feeder or the like.

【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。
[0005] In order to improve the supply performance, the flowability of the chopped yarn is important.
In extreme cases, the yarn may even become blocked in the supply hopper.

【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。
In order to improve the fluidity and the physical properties of the finally obtained molded product, for example, a sizing agent comprising a liquid epoxy resin and a solid epoxy resin is disclosed in
Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 66616 and 1-92234 propose a sizing agent comprising an epoxy resin and a polyurethane resin.
JP, JP-A-10-7840 and JP-A-5-7840
It is proposed in, for example, Japanese Patent No. 1322863.

【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。
On the other hand, in recent years, so-called large tow carbon fibers (usually having a filament number of 50K or more), which are excellent in cost performance, are being used as reinforcing fibers.

【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。
When such carbon fibers are used as reinforcing fibers, the production cost is particularly important, and it is strongly desired not only to improve the convergence of the chopped yarn but also to improve the fluidity.

【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。
However, especially when such a large tow carbon fiber is used, when the above-mentioned conventional technique is applied, the fluidity is particularly insufficient in many cases.

【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。
[0010] On the other hand, it is known that the dispersibility of fibers in a molded article greatly affects the mechanical properties, conductivity, and surface smoothness of the molded article. Is preferred for improving the physical properties of the obtained molded article.

【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。
However, according to the above-mentioned prior art,
Such dispersibility is often insufficient, and chopped yarns having improved dispersibility and the above-mentioned fluidity and excellent in cost performance have not yet been found to be sufficiently satisfactory. It is.

【0012】[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。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an inexpensive carbon fiber chopped yarn having excellent fluidity.
It is an object of the present invention to provide a fiber-reinforced thermoplastic resin composition using the chopped yarn, and a molded article using the resin composition and exhibiting good conductivity and the like.

【0013】[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。
In order to achieve the above object, the present invention employs one of the following constitutions. That is, (1) a carbon fiber chopped yarn which is surface-coated with a sizing agent containing a polyether compound as a main component and further coated with a sizing agent containing a thermoplastic resin, and (2) a liquid epoxy resin as a main component Carbon fiber chopped yarn, which is surface-coated with a sizing agent to be further coated with a sizing agent containing a thermoplastic resin, or (3) a fiber-reinforced thermoplastic resin obtained by blending a specific amount of the chopped yarn A composition.

【0014】[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。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A chopped carbon fiber yarn according to the present invention has a surface coated with a sizing agent containing a polyether compound as a main component, and further coated thereon with a sizing agent containing a thermoplastic resin. Yarn (hereinafter simply referred to as chopped yarn).

【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)。
Here, the "main component" means that the target compound is 55 to 99.9% by weight, preferably 6 to 9% by weight in the sizing agent.
0 to 99.9% by weight, more preferably 70 to 99.9% by weight, which means that it is contained together with other components.
"Main component" is used in this sense).

【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。
The amount of the polyether compound attached is preferably 0.05 to 1% by weight, and more preferably 0.1 to 0.5% by weight, based on 100% by weight of the fiber base material. If the content is less than 0.05% by weight, the thermoplastic resin does not sufficiently penetrate into the inside of the fiber bundle, the bunching property may be insufficient, and the dispersibility of the chopped yarn in the molded body may be deteriorated. When the content exceeds 1% by weight, the convergence of the chopped yarn becomes too high, and uneven adhesion of the thermoplastic resin may occur. Further, in this case, the dispersibility of the chopped yarn in the molded body may be deteriorated, and the conductivity or the like in the molded body may be reduced.

【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。
Examples of the polyether compound include polyoxyethylene, polyoxyethylene (POE) polyoxypropylene (POP) block polymer, polyoxyethylene alkyl ether, POE / POP alkyl ether, bisphenol A polyoxyethylene adduct,
Water-soluble ones such as E-glycerin aliphatic ester can be used.

【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。
Further, the chopped yarn according to the present invention is a chopped yarn whose surface is coated with a sizing agent containing a liquid epoxy resin as a main component, and further coated thereon with a sizing agent containing a thermoplastic resin.

【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。
Here, the amount of the liquid epoxy resin adhered is preferably 0.2 to 2% by weight, more preferably 0.5 to 1.5% by weight, based on 100% by weight of the fiber base material. When the amount is less than 0.2% by weight, the thermoplastic resin does not sufficiently penetrate into the fiber bundle, and the sizing ability may be insufficient. In addition, the dispersibility of the chopped yarn in the molded body may be deteriorated, and May decrease in conductivity and the like. On the other hand, if it exceeds 2% by weight, the convergence of the chopped yarn becomes too high, which may cause uneven adhesion of the thermoplastic resin. Further, in this case, the dispersibility of the chopped yarn in the molded body is deteriorated, and the conductivity of the molded body may be reduced.

【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。
As liquid epoxy resin, room temperature 25 ° C.
For example, bisphenol A diglycidyl ether, polyglycerin polyglycidyl ether, sorbitol polyglycidyl ether, polyoxyethylene polyglycidyl ether, or the like, which is liquid at 1 atm and has a molecular weight of 300 to 1,000, preferably 350 to 700, is preferably used. .

【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。
Commercial products of such liquid epoxy resins include, for example, "Epicoat (trademark)" 828, "Epicoat (trademark)" 834 (all manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.), and "Araldite (trademark)". AER260
(Manufactured by Asahi Ciba) or the like can be used.

【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。
In the present invention, the above-mentioned thermoplastic resin is preferably applied in the form of a so-called water-based resin. It is good to be 3% by weight.

【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。
Here, "aqueous" means that the emulsion has an average diameter of 1 μm or less when emulsified. Here, the average emulsion diameter can be measured by, for example, a laser diffraction type particle size distribution device. If the amount is less than 0.5% by weight, the flowability of the chopped yarn is insufficient, and the yarn may be clogged by the supply hopper. If the amount exceeds 10% by weight, the convergence of the chopped yarn becomes too high, and In some cases, the dispersibility of the chopped yarn is deteriorated, and the conductivity and the like of the molded body are reduced.

【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。
Examples of the thermoplastic resin include, for example, thermoplastic resins such as polycarbonate, polyoxymethylene, polybutylene terephthalate, polyphenylene oxide, and polyphenylene sulfide dispersed in water with a surfactant, and hydrophilic functional groups (for example, , Sodium sulfonate) and hydrophilic structures (eg, polyoxyethylene)
Can be preferably used. In particular, it is preferable to use a polyamide resin, a polyester resin, or a mixture thereof.

【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。
As such a thermoplastic resin (aqueous thermoplastic resin), those having a heat resistance of 300 ° C. or higher can be used, and commercially available products include, for example, water-soluble nylon P70.
(Manufactured by Toray Industries, Inc., product number), ES2200 (manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, product number) and the like can be preferably used.

【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。
The thermoplastic resin that can be used in the fiber-reinforced thermoplastic resin composition (hereinafter, simply referred to as a resin composition) according to the present invention includes ABS, polyamide, polycarbonate, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, and polyetherimide. , Polysulfone, polyethersulfone, polyphenylene oxide, modified polyphenylene oxide, polyphenylene sulfide, polyether ketone, and the like, or polymer alloys composed of these resins, etc., but those in which a small amount of a thermosetting resin is mixed are also used. it can.

【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。
The above resin composition is preferably prepared by blending chopped yarn in an amount of 5 to 50 parts by weight, preferably 5 to 30 parts by weight, based on 100 parts by weight of the total amount of the resin composition. If the amount is less than 5 parts by weight, the effect of reinforcing the molded article and the effect of imparting conductivity may not be exhibited. If the amount is more than 50 parts by weight, the flowability of the chopped yarn is insufficient at the time of molding, and the process passability is deteriorated. May be.

【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。
The mixing ratio (weight ratio) of the chopped yarn and the resin is 3:97 to 70:30, preferably 3:97 to 50:50, more preferably 3:97 to 3
0:70 is preferable.

【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。
The resin composition may further include, as reinforcing fibers, carbon fibers, glass fibers, aramid fibers, boron fibers, silicon carbide fibers, whiskers, or a metal coating such as nickel, aluminum, or copper on these fibers. Short fibers subjected to the above-mentioned method can also be blended.

【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。
Further, if necessary, carbon black,
Fillers such as molybdenum disulfide, mica, talc, calcium carbonate, various stabilizers, various lubricants, and other additives can be blended.

【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。
In the present invention, as a method for producing a molded article from the above resin composition, for example, an injection molding method can be preferably employed.

【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。
The method for producing a chopped yarn according to the present invention will be described below.

【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。
3,000 to 500,000, preferably 10,000 to 10
While widening with a roller immediately before impregnating a carbon fiber bundle composed of 000 single fibers, applying a treatment liquid containing the sizing agent by a so-called impregnation method, and then expanding the fiber bundle on the roller. After infiltrating the sizing agent into the inside of the carbon fiber bundle, it is dried with a hot air drier.

【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。
Here, the content of the polyether compound or the liquid epoxy resin in the sizing agent is 55 to 100% by weight, preferably 60 to 10% by weight, based on the total amount of the sizing agent.
The content is preferably 0% by weight, more preferably 70 to 100% by weight.

【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。
If the content is less than 55% by weight, the generation of fluff in the process may increase, and the bunching properties of the chopped yarn and the dispersibility in the resin composition may decrease.

【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。
In the treatment liquid, in addition to the sizing agent, various additives for improving water solubility, for example, bisphenol A polyoxyethylene adduct, bisphenol A.PO
At least one selected from the group consisting of E / POP adduct, higher alcohol POE adduct, and higher alcohol POE / POP adduct can be blended.

【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。
In the present invention, a solid epoxy resin, a polyester, a polyurethane, a leveling agent, and the like can be added to the sizing agent, if necessary.

【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。
After drying, a treatment liquid containing a thermoplastic resin is applied to the conveyed fiber bundle. At this time, the thermoplastic resin is preferably applied so as to be 0.5 to 10% by weight, preferably 0.5 to 3% by weight, based on 100% by weight of the fiber base material.
If the amount is less than 0.5% by weight, the convergence and the dispersibility in the resin composition may decrease. If the amount exceeds 10% by weight, the physical properties of the obtained molded article may decrease. At this time, it is preferable to apply the treatment liquid to the thermoplastic resin in an aqueous system because the treatment is easy.

【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。
When a sizing agent is applied to the fiber bundle in an aqueous system, it is preferable to incorporate an emulsifier in the treatment liquid. In this case, the treatment liquid is preferably adjusted so that the emulsion has an average emulsion diameter of 10 μm or less, preferably 5 μm or less, more preferably 1 μm or less (excluding 0 μm) (here, the liquid epoxy used). When the resin or the thermoplastic resin is a so-called self-emulsifying type or water-soluble, it is preferable to adjust the emulsion so that the emulsion has an average emulsion diameter of 0.1 μm or less. If the average emulsion diameter of the emulsion exceeds 1 μm, the emulsion or the like may settle and agglomerate in the application step, making it difficult to uniformly adhere to the fiber surface.

【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。
After the treatment liquid is applied to the fiber bundle as described above, the fiber bundle can be dried and cut according to a conventional method. At this time, the order of drying and cutting can be changed. The cutting length here is 1 to 20 mm, preferably 3 to 10 mm.

【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。
In the present invention, various carbon fibers such as polyacrylonitrile, rayon, pitch, and polyvinyl alcohol can be used as the carbon fiber.

【0042】[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。
The present invention will be described more specifically with reference to the following examples. Here, the following methods were used to evaluate the chopped yarn, the formed body, and the like. Table 1 summarizes the contents of each example and comparative example. (1) Spreading index About 70 g of chopped yarn [weighing value M (g)] was collected, and 5
Pour into a 00 ml graduated cylinder.

【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。
Next, regarding the capacity of the chopped yarn in the measuring cylinder, using a rubber sheet having a thickness of 3 to 4 mm,
The value read after repeating the tapping process from a height of 2.54 cm about 60 times is defined as V 1 (ml).

【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。
Next, the chopped yarn in the measuring cylinder is transferred to a 300 ml polyethylene cup, the number of revolutions is set to 400 rpm, and a 4-blade Marine blade is used as a stirring blade, and the mixture is stirred for about 3 minutes by a stirrer.

【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。
Thereafter, the chopped thread is inserted into the measuring cylinder inclined at about 45 ° with respect to the horizontal plane, and returned in the vertical direction, and the capacity of the chopped thread in the measuring cylinder is read to be V 2 (ml). .

【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。
After such processing, the opening index K is obtained by the following equation.

【0047】K=D1/D2 ここで、D1:攪拌前の振動充填嵩密度 D1=M/V
12: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。
K = D 1 / D 2 Here, D 1 : Vibration filling bulk density before stirring D 1 = M / V
1 D 2 : Non-vibration filling bulk density after stirring D 2 = M / V 2 (2) Amount of attached compound About 5 g of chopped yarn is collected and put into a heat-resistant glass container.

【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。
Next, the container was dried at 120 ° C. for 3 hours, cooled to room temperature while taking care not to absorb moisture, and the weighed value was defined as W 1 (g).

【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。
Then, the whole container was placed in a nitrogen atmosphere at 450
After heating at 15 ° C. for 15 minutes, the mixture is cooled to room temperature while taking care not to absorb moisture, and the weighed value is defined as W 2 (g).

【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。
After the above treatment, the amount of the compound attached is determined by the following equation.

【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。
Amount of compound attached = (W 1 −W 2 ) / W 2 (unit:% by weight) (3) Mechanical properties of molded article (Izod impact value) Chopped yarn was collected and reinforced in accordance with ASTM 256-93a. A test piece of a fiber-reinforced composite material was prepared with a fiber content Vf = 20%, and an atmosphere temperature of 23 ° C. and a relative humidity of 50 were prepared.
%, The Izod impact value is determined. (4) Surface Resistance (Conductivity) of Molded Body A chopped yarn is sampled, a test piece of a fiber-reinforced composite material is prepared according to ASTM D257-99 with a reinforcing fiber content Vf = 20%, and the surface resistance is determined. (Example 1) Total filament number 70,000, total fineness 49,500D
A treatment liquid is applied to the tow carbon fiber (D: denier) by a so-called impregnation method so that the amount of the polyether compound (bisphenol A polyoxyethylene adduct) attached to the fiber substrate is 0.2% by weight. After that, the fiber was opened on a roller and further dried by hot air drying.

【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。
Next, a water-soluble nylon (manufactured by Toray Industries, Inc., A
Q nylon P70 [product number]) with a tension of 2.5 kgf /
After applying the treatment liquid with a tow width of 5 to 6 mm, cut it with a roving cutter to a length of 6 mm, and then dry it with a dryer.
After drying at 90 ° C. for 5 minutes, a chopped yarn was obtained.

【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。
Further, the fluctuation rate of the supply speed of the chopped yarn in the extruder hopper at the time of producing a molded product using the polycarbonate resin was as low as 1.2%, and the fluidity in the process was good.

【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。
The Izod impact value of the molded article thus obtained was as good as 88 J / m 2 . The surface resistance also showed a good value of about 1 × 10 0.8 . (Examples 2 to 6) When a processing liquid was prepared and a molded product was produced in the same manner as in Example 1, the fluidity of the chopped yarn in the extruder hopper was good, and the mechanical properties and electrical conductivity were excellent. A compact was obtained. (Comparative Examples 1 to 3) A treatment liquid was prepared and a molded article was produced in the same manner as in Example 1, but only a molded article having poor mechanical properties and electrical conductivity was obtained.

【0055】[0055]

【表1】 [Table 1]

【0056】[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。
The carbon fiber chopped yarn according to the present invention is
Since the polyether compound or the liquid polyepoxy resin is uniformly adhered to the fiber bundle surface, even when using so-called large tow carbon fibers, it becomes excellent in process passability and has excellent cost performance. Become.

【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。
Further, such a chopped yarn is uniformly dispersed in the resin composition when processed into a resin composition, and is excellent in adhesiveness to various thermoplastic resins used as a matrix material. A molded article excellent in both mechanical properties and conductivity can be manufactured.

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 Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (reference) D06M 15/55 D06M 15/55 15/59 15/59 // D06M 101: 40 101: 40 F term (reference) 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)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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。
1. A carbon fiber chopped yarn which is surface-coated with a sizing agent containing a polyether compound as a main component and further coated thereon with a sizing agent containing a thermoplastic resin.
【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。
2. The chopped carbon fiber yarn according to claim 1, wherein the adhesion amount of the polyether compound is 0.05 to 1% by weight based on 100% by weight of the fiber base material.
【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。
3. A carbon fiber chopped yarn which is surface-coated with a sizing agent containing a liquid epoxy resin as a main component and further coated thereon with a sizing agent containing a thermoplastic resin.
【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。
4. The carbon fiber chopped yarn according to claim 3, wherein the amount of the liquid epoxy resin adhered is 0.2 to 2% by weight based on 100% by weight of the fiber base material.
【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。
5. The fiber base material 1 according to claim 1, wherein
2. The method according to claim 1, wherein the amount is 0.5 to 10% by weight based on 00% by weight.
5. The chopped carbon fiber yarn according to any one of items 1 to 4.
【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。
6. The chopped carbon fiber yarn according to claim 1, wherein the thermoplastic resin is a polyamide resin and / or a polyester resin.
【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。
7. The carbon fiber chopped yarn according to any one of claims 1 to 6 is added to the resin composition in an amount of 5 parts by weight based on 100 parts by weight.
A fiber-reinforced thermoplastic resin composition containing up to 50 parts by weight.
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