JP6520256B2 - Carbon fiber reinforced thermoplastic, housing for electric and electronic devices - Google Patents

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Description

本発明は、炭素繊維強化熱可塑性プラスチック、電気・電子機器用筐体に関する。さらに詳しくは、優れた難燃性を有し、軽量かつ機械物性に優れ、複雑な形状への短時間賦形性に優れた炭素繊維強化熱可塑性プラスチック、および優れた難燃性を有し、軽量かつ機械物性に優れた電気・電子機器用筐体に関する。   BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a carbon fiber reinforced thermoplastic plastic and a housing for electric and electronic devices. More specifically, the carbon fiber reinforced thermoplastic plastic having excellent flame retardancy, excellent in light weight, excellent in mechanical properties, and excellent in short formability to complex shapes, and having excellent flame retardancy, The present invention relates to a housing for electric and electronic devices which is lightweight and excellent in mechanical properties.

炭素繊維とマトリックス樹脂からなる炭素繊維強化プラスチックは、その力学特性に優れる点から、ゴルフシャフトや釣竿などのスポーツ・レジャー用途をはじめ、航空機や車両などの構造材料や、コンクリート構造物の補強材など幅広い分野で使用されている。中でも、熱可塑性樹脂をマトリックス樹脂とする炭素繊維強化熱可塑性プラスチックは耐衝撃性に優れる上、熱硬化性樹脂をマトリックス樹脂とした場合と比較して、複雑な形状でも成形時間を短縮することができるため、量産性に優れる。(特許文献1)
また、炭素繊維は電気伝導性を有し、その複合材料は優れた電磁波遮蔽性を有することや、優れた機械物性のため、ノートパソコン等の電気・電子機器筐体などに使用され、筐体の薄肉化および機器の軽量化に役立っている。この中で、航空機や車両などの構造材料、建築材料などにおいては、火災による構造材料が着火・燃焼し、有毒ガスなどが発生することは極めて危険であるため、材料には難燃性能を有することは強く求められており、電気・電子機器用途においても、装置内部からの発熱や外部の熱源によって、筐体や部品などが発火することによる事故を防ぐために、材料には難燃化が求められている。
A carbon fiber reinforced plastic consisting of carbon fiber and a matrix resin is excellent in mechanical properties, so it can be used for sports and leisure applications such as golf shafts and fishing rods, structural materials such as aircraft and vehicles, and reinforcing materials for concrete structures. It is used in a wide range of fields. Among them, carbon fiber reinforced thermoplastics having a thermoplastic resin as a matrix resin are excellent in impact resistance, and can reduce the molding time even in a complicated shape as compared with the case where a thermosetting resin is used as a matrix resin. Because it can, it is excellent in mass productivity. (Patent Document 1)
In addition, carbon fibers have electrical conductivity, and their composite materials have excellent electromagnetic wave shielding properties and excellent mechanical properties, so they are used in the housings of electric and electronic devices such as notebook computers, etc. Helps to reduce the thickness of equipment and reduce the weight of equipment. Among them, structural materials such as aircraft and vehicles, building materials, etc., fires and burns structural materials due to fire and it is extremely dangerous to generate toxic gas etc. Therefore, the materials have flame retardant performance There is a strong demand for materials, and even in electrical and electronic equipment applications, in order to prevent an accident caused by ignition of a case or part due to heat generation from the inside of the device or an external heat source, the material is required to be flame retardant It is done.

(特許文献2)
以前は樹脂の難燃化にはハロゲン系難燃剤と三酸化アンチモン等の難燃剤助剤とを添加する手法が一般的であったが、ハロゲン系化合物は燃焼時に有害性物質を発生させる問題があるため、近年ではハロゲン系化合物を含まない難燃化手法の検討が盛んに行われており、縮合リン酸エステル等のリン化合物を難燃剤として樹脂に配合する方法が主流となってきた。(たとえば特許文献3)
しかしリン化合物を難燃剤として樹脂に配合する手法は、1)添加量が多いと機械物性が大きく低下する、2)長期間にわったってリン化合物が表面に染み出してくる(ブルーミングあるいはブリードアウトする)、3)リン化合物が容易に加水分解を起こす、等の問題がある。一般的に、リン原子含有量が高いほど難燃性能も高くなるが、上記問題から従来技術ではリン含有量を高くすることには限界があり、リン含有量の高い(つまり難燃性能の高い)繊維強化熱可塑性プラスチックは困難であった。とりわけ、炭素繊維強化熱可塑性プラスチックにおいて、炭素繊維の含有率が高いほど機械物性は向上するが、炭素繊維の含有率が高いほど難燃性能を付与することも困難となるため、炭素繊維強化熱可塑性プラスチックにおける高い機械物性と難燃性能の両立は著しく困難であった。
(Patent Document 2)
In the past it was common to add a halogen-based flame retardant and a flame retardant auxiliary such as antimony trioxide to flame-retarding resins, but halogen-based compounds have the problem of generating harmful substances during combustion. For this reason, in recent years, studies on flame-retarding methods not containing halogen compounds have been actively conducted, and methods of blending phosphorus compounds such as condensed phosphates as a flame retardant in resin have become mainstream. (For example, Patent Document 3)
However, the method of blending the phosphorus compound into the resin as a flame retardant is 1) mechanical properties are greatly reduced if the addition amount is large, 2) the phosphorus compound oozes out to the surface over a long period (blooming or bleed out) And 3) there is a problem that the phosphorus compound is easily hydrolyzed. Generally, the higher the phosphorus atom content, the higher the flame retardancy performance, but due to the above problems, there is a limit in increasing the phosphorus content in the prior art, and the phosphorus content is high (that is, the flame retardancy performance is high) ) Fiber reinforced thermoplastics have been difficult. In particular, in a carbon fiber reinforced thermoplastic plastic, mechanical properties are improved as the content of carbon fiber is higher, but it is also difficult to impart flame retardancy as the content of carbon fiber is higher It has been extremely difficult to simultaneously achieve high mechanical properties and flame retardant performance in plastic plastics.

上記課題を解決するため、特許文献4では高いリン原子含有量を有するリン含有ポリマーが開示されている。一般的に炭素繊維は(1)炭素繊維束の収束性付与による取扱い性向上、(2)マトリックス樹脂との濡れ性付与による含浸性向上、(3)マトリックス樹脂と炭素繊維の界面接着性付与による機械物性の向上を目的として、サイジング剤が付着されている。しかしながら、特許文献4で開示されたリン含有ポリマーをマトリックス樹脂とした場合、エポキシ樹脂等の一般的なサイジングが付着した炭素繊維からなる炭素繊維強化熱可塑性プラスチックは、強化繊維とマトリックス樹脂との界面接着性が非常に弱いため、優れた機械物性が発現しないという課題があった。   In order to solve the above problems, Patent Document 4 discloses a phosphorus-containing polymer having a high phosphorus atom content. In general, carbon fibers are (1) handleability improvement by imparting convergence of carbon fiber bundle, (2) impregnation improvement by imparting wettability with matrix resin, and (3) interfacial adhesion imparting with matrix resin and carbon fiber A sizing agent is attached for the purpose of improving mechanical properties. However, when the phosphorus-containing polymer disclosed in Patent Document 4 is used as a matrix resin, a carbon fiber reinforced thermoplastic plastic consisting of carbon fibers to which a general sizing such as epoxy resin is attached is an interface between reinforcing fibers and the matrix resin. There is a problem that excellent mechanical properties are not expressed because the adhesion is very weak.

特開平 9−155862号公報JP-A-9-155862 国際公開第2005/08292号パンフレットWO 2005/08292 pamphlet 特開平 2−155262号公報JP-A-2-155262 特表2010−533777Special table 2010-533777

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、優れた難燃性を有し、軽量かつ機械物性に優れ、複雑な形状への短時間賦形性に優れた炭素繊維強化熱可塑性プラスチックを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and has excellent flame retardancy, carbon fiber reinforced thermoplastic resin which is light in weight, excellent in mechanical properties, and excellent in short-time shaping to complex shapes. Intended to provide plastic.

前記課題を解決するため、本発明では、以下の手段を用いる。すなわち、本発明の要旨は、以下の[1]〜[8]に存する。   In order to solve the above-mentioned subject, in the present invention, the following means are used. That is, the gist of the present invention resides in the following [1] to [8].

[1] 下記(式1)で表される構造単位を含むリン含有ポリマーを含有する熱可塑性樹脂組成物と、炭素繊維からなり、該炭素繊維が下記サイジング剤(1)によりサイジング処理されている炭素繊維強化熱可塑性プラスチック。

(式1)
[1] A thermoplastic resin composition containing a phosphorus-containing polymer containing a structural unit represented by the following (formula 1), and a carbon fiber, wherein the carbon fiber is subjected to sizing treatment with the following sizing agent (1) Carbon fiber reinforced thermoplastics.

(Formula 1)

サイジング剤(1):分子中に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物と不飽和一塩基酸とのエステルであって、分子中に少なくとも1つのエポキシ基を有する化合物(A)と、硬化物の引張伸び率が40%以上の2官能タイプのウレタンアクリレートオリゴマー(B)とを含有し、前記化合物(A)と前記ウレタンアクリレートオリゴマー(B)との含有量の比(質量比)が、ウレタンアクリレートオリゴマー(B)/化合物(A)=1/3〜2/1の範囲内であり、全サイジング成分中に占める前記化合物(A)および前記ウレタンアクリレートオリゴマー(B)の合計量の割合が20質量%以上であるサイジング剤。   Sizing agent (1): an ester of an epoxy compound having two or more epoxy groups in the molecule and an unsaturated monobasic acid, wherein the compound (A) has at least one epoxy group in the molecule, and a cured product Containing a bifunctional urethane acrylate oligomer (B) having a tensile elongation of 40% or more, and the ratio (mass ratio) of the content of the compound (A) to the urethane acrylate oligomer (B) is The ratio of the total amount of the compound (A) and the urethane acrylate oligomer (B) in the total sizing component is 20 in the range of acrylate oligomer (B) / compound (A) = 1/3 to 2/1 is 20 Sizing agent which is% by mass or more.

[2] 前記(式1)で表される構造単位を含むリン含有ポリマーが、下記(式2)で表される部分構造を有するリン含有ポリマーである上記[1]に記載の炭素繊維強化熱可塑性プラスチック。

(式2)

((式2)中のxおよびyは1以上19以下の整数である)
[2] The carbon fiber-reinforced heat according to the above [1], wherein the phosphorus-containing polymer containing the structural unit represented by (Formula 1) is a phosphorus-containing polymer having a partial structure represented by the following (Formula 2) Plastic.

(Formula 2)

(X and y in (Formula 2) are integers of 1 to 19)

[3] 前記リン含有ポリマーの重量平均分子量Mwが10,000以上160,000以下である上記[1]または[2]に記載の炭素繊維強化熱可塑性プラスチック。   [3] The carbon fiber reinforced thermoplastic plastic according to the above [1] or [2], wherein the weight average molecular weight Mw of the phosphorus-containing polymer is 10,000 or more and 160,000 or less.

[4] 熱可塑性樹脂組成物中に、前記リン含有ポリマーが占める割合が20質量%以上である上記[1]〜[3]のいずれかに記載の炭素繊維強化熱可塑性プラスチック。   [4] The carbon fiber reinforced thermoplastic plastic according to any one of the above [1] to [3], wherein the proportion of the phosphorus-containing polymer in the thermoplastic resin composition is 20% by mass or more.

[5] 熱可塑性樹脂組成物が、ビスフェノールA型ポリカーボネート樹脂を含有する上記[1]〜[4]のいずれかに記載の炭素繊維強化熱可塑性プラスチック。   [5] The carbon fiber reinforced thermoplastic plastic according to any one of the above [1] to [4], wherein the thermoplastic resin composition contains a bisphenol A polycarbonate resin.

[6] 熱可塑性樹脂組成物中の前記ビスフェノールA型ポリカーボネートおよび前期リン含有ポリマーの合計量が占める割合が70質量%以上である上記[5]に記載の炭素繊維強化熱可塑性プラスチック。   [6] The carbon fiber reinforced thermoplastic plastic according to the above [5], wherein the proportion of the total amount of the bisphenol A polycarbonate and the primary phosphorus-containing polymer in the thermoplastic resin composition is 70% by mass or more.

[7] サイジング剤(1)が、ビスフェノール類のアルキレンオキシド付加物とジカルボン酸化合物とのエステルで、その酸価が50以上であるエステル化合物(C)を含有している、[1]〜[6]のいずれかに記載の炭素繊維強化熱可塑性プラスチック。   [7] A sizing agent (1) is an ester of an alkylene oxide adduct of a bisphenol and a dicarboxylic acid compound, containing an ester compound (C) having an acid value of 50 or more, [1] to [1] The carbon fiber reinforced thermoplastic resin according to any one of 6).

[8] サイジング剤(1)が、アンモニウムイオンを対イオンとして有するアニオン系界面活性剤(D)、およびノニオン系界面活性剤(E)を含有している、[1]〜[7]のいずれかに記載の炭素繊維強化熱可塑性プラスチック。   [8] Any of [1] to [7], wherein the sizing agent (1) contains an anionic surfactant (D) having an ammonium ion as a counter ion, and a nonionic surfactant (E) Carbon fiber reinforced thermoplastic described in.

[9] 上記[1]〜[8]のいずれかに記載の炭素繊維強化熱可塑性プラスチックからなり、厚さが0.4mm以上1.6mm以下であり、UL94に基づく難燃性能がV−0を満たす成形材料。   [9] The carbon fiber reinforced thermoplastic plastic according to any one of the above [1] to [8], having a thickness of 0.4 mm or more and 1.6 mm or less, and a flame retardant performance based on UL 94 of V-0 Molding material that meets

[10] 上記[9]に記載の成形材料で一部または全部が構成される電気・電子機器用筐体。   [10] A casing for electric and electronic equipment, which is partially or entirely composed of the molding material as described in [9] above.

また、以下の[9]も本発明の別の実施形態である。   Moreover, the following [9] is another embodiment of the present invention.

[9] (i)下記サイジング剤(1)によりサイジング処理され炭素繊維束を複数本引きそろえてシート状物にする工程   [9] (i) A step of arranging a plurality of carbon fiber bundles sized by the following sizing agent (1) into a sheet

(ii)下記(式1)で表される構造単位を含むリン含有ポリマーを含有する熱可塑性樹脂組成物を、前記シート状物に含浸させる工程を有する炭素繊維強化熱可塑性プラスチックの製造方法であって、前記熱可塑性樹脂組成物中のリン原子含有率が2.6質量%以上10.8質量%以下であり、炭素繊維強化熱可塑性プラスチック中の炭素繊維の体積含有量が20体積%以上65体積%以下である炭素繊維強化熱可塑性プラスチックの製造方法。

(式1)
(Ii) A method for producing a carbon fiber-reinforced thermoplastic plastic, comprising the step of impregnating the sheet material with a thermoplastic resin composition containing a phosphorus-containing polymer containing a structural unit represented by the following (formula 1) The phosphorus content in the thermoplastic resin composition is 2.6% by mass or more and 10.8% by mass or less, and the volume content of carbon fibers in the carbon fiber-reinforced thermoplastic plastic is 20% by volume or more and 65%. The manufacturing method of the carbon fiber reinforced thermoplastics which is volume% or less.

(Formula 1)

サイジング剤(1):分子中に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物と不飽和一塩基酸とのエステルであって、分子中に少なくとも1つのエポキシ基を有する化合物(A)と、硬化物の引張伸び率が40%以上の2官能タイプのウレタンアクリレートオリゴマー(B)とを含有し、前記化合物(A)と前記ウレタンアクリレートオリゴマー(B)との含有量の比(質量比)が、ウレタンアクリレートオリゴマー(B)/化合物(A)=1/3〜2/1の範囲内であり、全サイジング成分中に占める前記化合物(A)および前記ウレタンアクリレートオリゴマー(B)の合計量の割合が20質量%以上であるサイジング剤。   Sizing agent (1): an ester of an epoxy compound having two or more epoxy groups in the molecule and an unsaturated monobasic acid, wherein the compound (A) has at least one epoxy group in the molecule, and a cured product Containing a bifunctional urethane acrylate oligomer (B) having a tensile elongation of 40% or more, and the ratio (mass ratio) of the content of the compound (A) to the urethane acrylate oligomer (B) is The ratio of the total amount of the compound (A) and the urethane acrylate oligomer (B) in the total sizing component is 20 in the range of acrylate oligomer (B) / compound (A) = 1/3 to 2/1 is 20 Sizing agent which is% by mass or more.

本発明によれば、優れた難燃性を有し、軽量かつ機械物性に優れ、複雑な形状への短時間賦形性に優れた炭素繊維強化熱可塑性プラスチック、および優れた難燃性を有し、軽量かつ機械物性に優れた電気・電子機器用筐体を提供できる。   According to the present invention, a carbon fiber-reinforced thermoplastic plastic having excellent flame retardancy, excellent in light weight and mechanical properties, and excellent in short-time shaping to complex shapes, and having excellent flame retardancy It is possible to provide a lightweight housing having excellent mechanical properties for electrical and electronic devices.

以下、本発明について、詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明の炭素繊維強化熱可塑プラスチックは、下記(式1)で表される構造単位を含むリン含有ポリマーを含有する熱可塑性樹脂組成物と、下記サイジング剤(1)によりサイジング処理された炭素繊維を必須成分として含有する。

(式1)
The carbon fiber-reinforced thermoplastic plastic of the present invention comprises a thermoplastic resin composition containing a phosphorus-containing polymer containing a structural unit represented by the following (formula 1), and a carbon fiber sized with the following sizing agent (1) Is contained as an essential ingredient.

(Formula 1)

サイジング剤(1):分子中に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物と不飽和一塩基酸とのエステルであって、分子中に少なくとも1つのエポキシ基を有する化合物(A)と、硬化物の引張伸び率が40%以上の2官能タイプのウレタンアクリレートオリゴマー(B)とを含有し、前記化合物(A)と前記ウレタンアクリレートオリゴマー(B)との含有量の比(質量比)が、ウレタンアクリレートオリゴマー(B)/化合物(A)=1/3〜2/1の範囲内であり、全サイジング成分中に占める前記化合物(A)および前記ウレタンアクリレートオリゴマー(B)の合計量の割合が20質量%以上であるサイジング剤。   Sizing agent (1): an ester of an epoxy compound having two or more epoxy groups in the molecule and an unsaturated monobasic acid, wherein the compound (A) has at least one epoxy group in the molecule, and a cured product Containing a bifunctional urethane acrylate oligomer (B) having a tensile elongation of 40% or more, and the ratio (mass ratio) of the content of the compound (A) to the urethane acrylate oligomer (B) is The ratio of the total amount of the compound (A) and the urethane acrylate oligomer (B) in the total sizing component is 20 in the range of acrylate oligomer (B) / compound (A) = 1/3 to 2/1 is 20 Sizing agent which is% by mass or more.

本発明の炭素繊維強化熱可塑性プラスチックにおいて、炭素繊維強化熱可塑性プラスチック中の炭素繊維の体積含有率(Vf)は20体積%以上65体積%以下が好ましい。25体積%以上であれば炭素繊維強化熱可塑性プラスチックとして良好な機械物性が得られる。70体積%以下であれば、良好な難燃性能が得られる。好ましくは33体積%以上60体積%以下である。   In the carbon fiber-reinforced thermoplastic plastic of the present invention, the volume content (Vf) of carbon fibers in the carbon fiber-reinforced thermoplastic plastic is preferably 20% by volume or more and 65% by volume or less. If it is 25 volume% or more, good mechanical properties can be obtained as a carbon fiber reinforced thermoplastic plastic. If the content is 70% by volume or less, good flame retardancy can be obtained. Preferably, it is 33% by volume or more and 60% by volume or less.

本発明の炭素繊維強化熱可塑性プラスチックは、厚さが0.4mm以上1.6mm以下であり、UL94に基づく難燃性能がV−0を満たすことが好ましい。電気・電子機器用筐体とした際にはUL94に基づく難燃性能がV−0を満たすことが好ましく、厚さが0.4mm以上1.6mm以下であれば、電気・電子機器用筐体とした際に、軽量・薄肉効果と難燃性能の両立が可能である。厚さが0.45mm以上1.0mm以下であり、UL94に基づく難燃性能がV−0を満たすことがより好ましい   The carbon fiber-reinforced thermoplastic plastic of the present invention preferably has a thickness of 0.4 mm or more and 1.6 mm or less, and preferably has a flame retardant performance based on UL 94 satisfying V-0. When used as a housing for electric and electronic devices, it is preferable that the flame retardancy performance based on UL 94 satisfy V-0, and if the thickness is 0.4 mm or more and 1.6 mm or less, the housing for electric and electronic devices At the same time, it is possible to achieve both light weight and thin wall effect and flame retardant performance. More preferably, the thickness is 0.45 mm or more and 1.0 mm or less, and the flame retardancy performance based on UL 94 satisfies V-0

[熱可塑性樹脂組成物]
本発明で用いる熱可塑性樹脂組成物は、下記(式1)で表される構造単位を含むリン含有ポリマーを含有する必要がある。

(式1)
[Thermoplastic resin composition]
The thermoplastic resin composition used by this invention needs to contain the phosphorus containing polymer containing the structural unit represented by following (Formula 1).

(Formula 1)

本発明で用いる熱可塑性樹脂組成物は、熱可塑性樹脂組成物中に、前記リン含有ポリマーが占める割合が20質量%以上であることが望ましい。20質量%以上であれば、炭素繊維強化熱可塑性プラスチックおよび電気・電子機器用筐体とした際に、優れた難燃性能を発現する。   In the thermoplastic resin composition used in the present invention, the proportion of the phosphorus-containing polymer in the thermoplastic resin composition is preferably 20% by mass or more. If it is 20 mass% or more, when it is set as a carbon fiber reinforced thermoplastic resin and a case for electric and electronic equipment, the outstanding flame-retardant performance will be expressed.

<リン含有ポリマー>
本発明に用いるリン含有ポリマーは、前記(式1)で表される構造単位を含むものであれば特に限定せず、分子構造中の主鎖、もしくは側鎖に前記(式1)で表される構造単位を含んでいればよく、ホモポリマーでもコポリマーでもよい。本発明で用いるリン含有ポリマーは1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を併用しても良い。
<Phosphorus-containing polymer>
The phosphorus-containing polymer used in the present invention is not particularly limited as long as it contains the structural unit represented by the above (formula 1), and is represented by the above (formula 1) in the main chain or side chain in the molecular structure. It may be a homopolymer or a copolymer as long as it contains a structural unit. The phosphorus-containing polymer used in the present invention may be used alone or in combination of two or more.

本発明に用いるリン含有ポリマーは、前記(式1)で表される構造単位を含むリン含有ポリマーが、下記(式2)で表される部分構造を有するリン含有ポリマーであることが好ましい。下記(式2)で表される部分構造を有するリン含有ポリマーであれば、炭素繊維強化熱可塑性プラスチックとした際に優れた機械物性が得られ、また後述の熱可塑性樹脂組成物中の<その他の成分>として、ビスフェノールA型ポリカーボネート樹脂を含有した場合において、熱可塑性樹脂組成物中の相溶性が良好になり、炭素繊維強化熱可塑性プラスチックとして、優れた機械物性を発現する。

(式2)
(式(2)中のxおよびyは1以上19以下の整数である)
The phosphorus-containing polymer used in the present invention is preferably a phosphorus-containing polymer having a partial structure represented by the following (Formula 2): If it is a phosphorus-containing polymer having a partial structure represented by the following (Formula 2), excellent mechanical properties can be obtained when it is made a carbon fiber reinforced thermoplastic plastic, and also in the thermoplastic resin composition described later In the case where a bisphenol A type polycarbonate resin is contained as Component (B), the compatibility in the thermoplastic resin composition becomes good, and as a carbon fiber-reinforced thermoplastic plastic, excellent mechanical properties are developed.

(Formula 2)
(X and y in the formula (2) are integers of 1 to 19)

本発明に用いるリン含有ポリマーの分子量は、重量平均分子量(Mw)で10,000以上であることが好ましい。10,000以上であれば、ブルーミングもしくはブリードアウトを抑制することができる。より好ましくは重量平均分子量(Mw)で20,000以上であり、20,000以上であれば、炭素繊維強化熱可塑性プラスチック、電気・電子機器用筐体とした際の機械物性が良好である。分子量の上限は特に限定しないが、重量平均分子量(Mw)で160,000以下であれば公知の手法で製造することができる。   The molecular weight of the phosphorus-containing polymer used in the present invention is preferably 10,000 or more in weight average molecular weight (Mw). If it is 10,000 or more, blooming or bleed out can be suppressed. More preferably, the weight average molecular weight (Mw) is 20,000 or more, and when it is 20,000 or more, the mechanical properties of the carbon fiber reinforced thermoplastic plastic and the housing for electric and electronic devices are good. The upper limit of the molecular weight is not particularly limited, but if it is 160,000 or less in weight average molecular weight (Mw), it can be manufactured by a known method.

本発明に用いるリン含有ポリマーのリン原子含有量としては、2.0質量%以上10.8質量%以下であることが好ましい。2.6質量%以上であれば、炭素繊維強化熱可塑性プラスチック、電気・電子機器用筐体とした際に、優れた難燃性能と機械物性を両立できる。10.8質量%以下であれば、後述する公知の製造法により容易に製造することができる。   The phosphorus atom content of the phosphorus-containing polymer used in the present invention is preferably 2.0% by mass or more and 10.8% by mass or less. If it is 2.6 mass% or more, when it is set as a carbon fiber reinforced thermoplastic resin and a housing for electric and electronic devices, both excellent flame retardancy performance and mechanical physical properties can be achieved. If it is 10.8 mass% or less, it can manufacture easily by the well-known manufacturing method mentioned later.

本発明に用いるリン含有ポリマーは、市販品を用いてもよく、公知の製造方法により重合したものを用いても良い。本発明に用いるリン含有ポリマーのホモポリマーの市販品としては、例えば、エフアールエックスポリマーズ社製のNofia HM1100が挙げられる。本発明に用いるリン含有ポリマーのホモポリマーの重合方法としては、ジフェニルメチルホスホネートとビスフェノールAとを触媒存在下、高温・減圧下で重合する手法が挙げられる。本発明に用いるリン含有ポリマーのコポリマーの市販品としては、例えば、エフアールエックスポリマーズ者製のNofia CO3000、Nofia CO6000等が挙げられる。本発明に用いるリン含有ポリマーのコポリマーの重合方法としては、ジフェニルメチルホスホネートとジフェニルカーボネートおよびビスフェノールAを触媒存在下、高温・減圧下で重合する手法が挙げられる。   A commercial item may be used for the phosphorus containing polymer used for this invention, and what was superposed | polymerized by the well-known manufacturing method may be used for it. As a commercial item of the homopolymer of the phosphorus containing polymer used for this invention, NOFA HM1100 by FRAX polymers company is mentioned, for example. The method of polymerizing the homopolymer of the phosphorus-containing polymer used in the present invention includes a method of polymerizing diphenyl methyl phosphonate and bisphenol A in the presence of a catalyst under high temperature and reduced pressure. As a commercial item of the copolymer of the phosphorus containing polymer used for this invention, NOFA CO3000 made by F-RAX Polymers company, Nokia CO6000 etc. are mentioned, for example. The method of polymerizing the copolymer of the phosphorus-containing polymer used in the present invention includes a method of polymerizing diphenyl methyl phosphonate, diphenyl carbonate and bisphenol A in the presence of a catalyst under high temperature and reduced pressure.

<その他の成分>
本発明で用いる熱可塑性樹脂組成物は、上記リン含有ポリマーのみから成ってもよく、または上記リン含有ポリマー以外を含有してもよい。たとえば、上記リン含有ポリマー以外の成分としては、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、液晶ポリマー樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリスルフォン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、変性ポリスチレン樹脂、ABS樹脂、変性ABS樹脂、MBS樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、エポキシ樹脂、及びこれらの変性樹脂、及びこれらのポリマーアロイ樹脂が挙げられる。これらはいずれか1種を単独で使用してもよく、2種類以上を併用してもよい。中でも、リン含有ポリマーとの相溶性の良いポリカーボネート樹脂が好ましく、炭素繊維強化熱可塑性プラスチック、電気・電子機器用筐体とした際の優れた機械物性を発現する。ポリカーボネート樹脂としては、ビスフェノールA型ポリカーボネート樹脂が特に好ましい。
<Other ingredients>
The thermoplastic resin composition used in the present invention may consist only of the above-mentioned phosphorus-containing polymer, or may contain other than the above-mentioned phosphorus-containing polymer. For example, as components other than the above-mentioned phosphorus content polymer, polycarbonate resin, polyester resin, polyamide resin, liquid crystal polymer resin, polyether sulfone resin, polyether ether ketone resin, polyarylate resin, polyphenylene ether resin, polyphenylene sulfide resin, polyacetal Resin, polysulfone resin, polyimide resin, polyolefin resin, polystyrene resin, modified polystyrene resin, ABS resin, modified ABS resin, MBS resin, polymethyl methacrylate resin, epoxy resin, modified resins thereof, and polymer alloy resins thereof It can be mentioned. One of these may be used alone, or two or more may be used in combination. Among them, polycarbonate resins having good compatibility with the phosphorus-containing polymer are preferable, and they exhibit excellent mechanical properties when used as a carbon fiber-reinforced thermoplastic plastic and a case for electric and electronic devices. As a polycarbonate resin, bisphenol A polycarbonate resin is particularly preferable.

本発明で用いる熱可塑性樹脂組成物は、前記ビスフェノールA型ポリカーボネート樹脂と前期リン含有ポリマーが占める割合が70質量%以上であることが好ましい。70質量%以上は、後述のサイジング剤(1)との作用により、繊維強化熱可塑性プラスチック、電気・電子機器用筐体とした際の優れた機械物性を発現する。   In the thermoplastic resin composition used in the present invention, the proportion of the bisphenol A polycarbonate resin and the phosphorus-containing polymer is preferably 70% by mass or more. By 70% by mass or more, due to the action with the below-mentioned sizing agent (1), excellent mechanical properties are exhibited when it is made a fiber-reinforced thermoplastic plastic and a case for electric and electronic devices.

[熱可塑性樹脂組成物の製造方法]
本発明の熱可塑性樹脂組成物の製造方法は任意の方法が採用される。例えば、前記リン含有ポリマーおよび任意のその他の成分をそれぞれV型ブレンダー、ヘンシェルミキサー、メカノケミカル装置、押出し混練機などの予備混合手段を用いて十分に混合した後、場合により押出し造粒機やブリケッティングマシーンなどにより造粒を行い、その後ベント式二軸ルーダーに代表される溶融混練機で溶融混練、およびペレタイザー等の機器によりペレット化する方法が挙げられる。
[Method for producing thermoplastic resin composition]
Arbitrary methods are employ | adopted as a manufacturing method of the thermoplastic resin composition of this invention. For example, after the phosphorus-containing polymer and any other components are sufficiently mixed using pre-mixing means such as a V-type blender, a Henschel mixer, a mechanochemical device, an extrusion kneader, etc. Granulation is carried out using a ketting machine or the like, followed by melt-kneading using a melt-kneader represented by a vent-type twin-roder, and pelletizing using equipment such as a pelletizer.

各成分の溶融混練機への供給方法としては、各成分それぞれ独立に溶融混練機に供給する方法、各成分の一部を予備混合した後、残りの成分と独立に溶融混練機に供給する方法などが例示される。尚、配合する成分に液状のものがある場合は、溶融混練機への供給にいわゆる液注装置、または液添装置を使用することができる。   As a method of supplying each component to the melt kneader, a method of supplying each component independently to the melt kneader, a method of pre-mixing a part of each component, and a method of independently supplying the remaining components to the melt kneader Are illustrated. In addition, when there is a liquid thing as a component to mix | blend, what is called a liquid pouring apparatus or a liquid addition apparatus can be used for the supply to a melt-kneading machine.

押出機としては、原料中の水分や、溶融混練樹脂から発生する揮発ガスを脱気できるベントを有するものが好ましく使用できる。ベントからは発生水分や揮発ガスを効率よく押出機外部へ排出するための真空ポンプが好ましく設置される。溶融混練機としては二軸押出機の他にバンバリーミキサー、混練ロール、単軸押出機、3軸以上の多軸押出機などを挙げることができる。   As the extruder, one having a vent capable of degassing the water in the raw material and the volatile gas generated from the melt-kneaded resin can be preferably used. A vacuum pump is preferably installed to efficiently discharge generated water and volatile gases out of the extruder from the vent. As the melt-kneader, in addition to a twin-screw extruder, a Banbury mixer, a kneading roll, a single-screw extruder, a multi-screw extruder having three or more shafts, and the like can be mentioned.

上記の如く押出された樹脂は、直接切断してペレット化するか、またはストランドを形成した後かかるストランドをペレタイザーで切断してペレット化される。ペレット化に際して外部の埃などの影響を低減する必要がある場合には、押出機周囲の雰囲気を清浄化することが好ましい。得られたペレットの形状は、円柱、角柱、および球状など一般的な形状を取り得るが、より好適には円柱である。かかる円柱の直径は好ましくは1〜5mm、より好ましくは1.5〜4mm、さらに好ましくは2〜3.3mmである。一方、円柱の長さは好ましくは1〜30mm、より好ましくは2〜5mm、さらに好ましくは2.5〜3.5mmである。   The resin extruded as described above is directly cut and pelletized or, after forming the strands, such strands are cut and pelletized with a pelletizer. When it is necessary to reduce the influence of external dust and the like at the time of pelletization, it is preferable to clean the atmosphere around the extruder. The shape of the obtained pellet may be a general shape such as a cylinder, a prism, and a sphere, but is more preferably a cylinder. The diameter of such a cylinder is preferably 1 to 5 mm, more preferably 1.5 to 4 mm, still more preferably 2 to 3.3 mm. On the other hand, the length of the cylinder is preferably 1 to 30 mm, more preferably 2 to 5 mm, and still more preferably 2.5 to 3.5 mm.

[炭素繊維]
本発明において、機械物性および電磁波遮蔽性の観点から、炭素繊維が必須成分である。本発明で用いる炭素繊維としては、特に限定されず、ポリアクリロニトリルを原料とするものPAN系炭素繊維でもピッチを原料とするピッチ系炭素繊維でも良いが、JIS R7601(1986)に準じて測定したストランド引張強度が1.0GPa以上9.0GPa以下、ストランド引張弾性率が150GPa以上1000GPa以下のものが好ましい。より好ましくは、ストランド引張強度1.5GPa以上9.0GPa以下、ストランド引張弾性率200GPa以上1000GPa以下のものである。
[Carbon fiber]
In the present invention, carbon fiber is an essential component from the viewpoint of mechanical properties and electromagnetic wave shielding properties. The carbon fiber used in the present invention is not particularly limited, and may be PAN-based carbon fiber using polyacrylonitrile as a raw material or pitch-based carbon fiber using pitch as a raw material, but the strands measured according to JIS R7601 (1986) The tensile strength is preferably 1.0 GPa or more and 9.0 GPa or less, and the strand tensile elastic modulus is preferably 150 GPa or more and 1000 GPa or less. More preferably, it has a strand tensile strength of 1.5 GPa to 9.0 GPa, and a strand tensile elastic modulus of 200 GPa to 1000 GPa.

本発明で用いる炭素繊維の形態としては、一方向に引き揃えられたものであってもよく、織物、ノンクリンプファブリック、または短繊維に切断されたものでも良い。   The form of the carbon fiber used in the present invention may be aligned in one direction, or may be cut into a woven fabric, a non-crimp fabric, or a short fiber.

[サイジング剤(1)]
本発明で用いるサイジング剤(1)は、前述の通り、「分子中に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物と不飽和一塩基酸とのエステルであって、分子中に少なくとも1つのエポキシ基を有する化合物(A)(以下(A)成分ということがある。)」と、「硬化物の引張伸び率が40%以上の2官能タイプのウレタンアクリレートオリゴマー(B)(以下(B)成分ということがある。)」とを含有し、(A)成分と(B)成分との含有量の比(質量比)が、(B)成分/(A)成分=1/3〜2/1の範囲内であり、全サイジング成分中に占める(A)成分と(B)成分の合計量の割合が20質量%以上であるサイジング剤である。
[Sizing agent (1)]
As described above, the sizing agent (1) used in the present invention is “an ester of an epoxy compound having two or more epoxy groups in the molecule and an unsaturated monobasic acid, which comprises at least one epoxy group in the molecule A compound (A) (hereinafter sometimes referred to as a component (A)) having a “a bifunctional urethane acrylate oligomer (B) (hereinafter referred to as a component (B)) having a tensile elongation of 40% or more of the cured product And the ratio (mass ratio) of the content of the component (A) to the component (B) is (B) component / (A) component = 1/3 to 2/1. It is a sizing agent which is within the range and in which the proportion of the total amount of the (A) component and the (B) component in all the sizing components is 20% by mass or more.

<(A)成分:分子中に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物と不飽和一塩基酸とのエステルであって、分子中に少なくとも1つのエポキシ基を有する化合物(A)>
本発明で用いるサイジング剤(1)は、(A)成分を含有する必要がある。本発明において、エポキシ基とは、環骨格が2個の炭素原子と1個の炭素原子とから構成される3員環をその構造中に有する基を意味する。エポキシ基としては、例えば、下記式(e1)で表される基、下記式(e2)で表される基(グリシジル基)、その他の環式脂肪族エポキシ基などが挙げられる。その他の環式脂肪族エポキシ基としては、前記3員環と、単環または多環式の脂肪族環とで形成される環状構造をその構造中に有する基が挙げられ、たとえば下記式(e3)〜(e5)で表される基が例示できる。

<Component (A): an ester of an epoxy compound having two or more epoxy groups in the molecule and an unsaturated monobasic acid, wherein the compound (A) has at least one epoxy group in the molecule>
The sizing agent (1) used in the present invention needs to contain the component (A). In the present invention, an epoxy group means a group having in its structure a three-membered ring whose ring skeleton is composed of two carbon atoms and one carbon atom. Examples of the epoxy group include a group represented by the following formula (e1), a group (glycidyl group) represented by the following formula (e2), and other cyclic aliphatic epoxy groups. Examples of other cyclic aliphatic epoxy groups include groups having a cyclic structure formed by the three-membered ring and a monocyclic or polycyclic aliphatic ring in the structure, and examples thereof include, for example, the following formula (e3) ] The group represented by-(e5) can be illustrated.

本発明で用いる(A)成分において、エステルを形成する「分子中に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物」としては、特に限定されず、たとえばビスフェノール類のエポキシ化合物、ビスフェノール類のアルキレンオキシド付加エポキシ化合物、水素化ビスフェノール類のエポキシ化合物、水素化ビスフェノール類のアルキレンオキシド付加エポキシ化合物等が挙げられる。   In the component (A) used in the present invention, the "epoxy compound having two or more epoxy groups in the molecule" which forms an ester is not particularly limited. For example, epoxy compounds of bisphenols, addition of alkylene oxides of bisphenols The epoxy compound, the epoxy compound of hydrogenated bisphenols, the alkylene oxide addition epoxy compound of hydrogenated bisphenols, etc. are mentioned.

ビスフェノール類としては特に限定されず、ビスフェノールF型、ビスフェノールA型、ビスフェノールS型などの化合物が挙げられる。ビスフェノール類のエポキシ化合物以外のフェノールノボラック型、クレゾールノボラック型、ジフェニル型、ジシクロペンタジエン型、ナフタレン骨格型などのエポキシ樹脂を「分子中に複数個のエポキシ基を有するエポキシ化合物」として用いることもできる。   The bisphenols are not particularly limited, and compounds such as bisphenol F type, bisphenol A type and bisphenol S type can be mentioned. Epoxy resins such as phenol novolac type, cresol novolac type, diphenyl type, dicyclopentadiene type, and naphthalene skeleton type other than epoxy compounds of bisphenols can also be used as "epoxy compound having a plurality of epoxy groups in the molecule" .

「分子中に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物」は、直鎖脂肪族系骨格を有するものであっても良い。   The “epoxy compound having two or more epoxy groups in the molecule” may have a linear aliphatic skeleton.

本発明で用いる(A)成分において、エステルを構成する「不飽和一塩基酸」としては、特に限定されず、一つの不飽和基と一つのカルボキシル基を有する化合物であれば良い。不飽和基としては、特に限定されないが、分子構造が嵩高くないこと、また形成されるエステルの主鎖の剛直性を低下させないことから、ビニル基あるいはプロペニル基が好ましく、より好ましくは、ビニル基である。不飽和一塩基酸として、特に好ましいのは、アクリル酸またはメタクリル酸である。すなわち、(A)成分は、前記エポキシ化合物とアクリル酸またはメタクリル酸とのエステルであることが好ましい。   In the component (A) used in the present invention, the "unsaturated monobasic acid" constituting the ester is not particularly limited as long as it is a compound having one unsaturated group and one carboxyl group. The unsaturated group is not particularly limited, but is preferably a vinyl group or a propenyl group, more preferably a vinyl group, because the molecular structure is not bulky and the rigidity of the main chain of the formed ester is not reduced. It is. Particularly preferred as unsaturated monobasic acids are acrylic acid or methacrylic acid. That is, it is preferable that (A) component is ester of the said epoxy compound and acrylic acid or methacrylic acid.

本発明で用いる(A)成分は、エポキシ基を2個以上有する化合物と不飽和一塩基酸とを反応させて得られるエステルであり、この反応においては、エポキシ基を複数個有する化合物のエポキシ基のうち、少なくとも1つのエポキシ基が未反応のまま残留し、少なくとも1つのエポキシ基が不飽和一塩基酸によって開環し、不飽和基を有する、いわゆるハーフエステルが形成されたものである。分子中に、エポキシ基を複数個有する化合物に由来するエポキシ基と、不飽和一塩基酸に由来する不飽和基(たとえばアクリル酸に由来するCH=CH−COO−)とを有しており、これによって、炭素繊維表面と樹脂分子の間でのカップリング機能を発揮し、炭素繊維とマトリックス樹脂との間の界面接着性を大きく向上させる。 The component (A) used in the present invention is an ester obtained by reacting a compound having two or more epoxy groups with an unsaturated monobasic acid, and in this reaction, an epoxy group of a compound having a plurality of epoxy groups Among them, at least one epoxy group remains unreacted, and at least one epoxy group is opened by unsaturated monobasic acid to form a so-called half ester having an unsaturated group. In the molecule, it has an epoxy group derived from a compound having a plurality of epoxy groups, and an unsaturated group derived from an unsaturated monobasic acid (for example, CH 2 = CH-COO- derived from acrylic acid) By this, the coupling function between the carbon fiber surface and the resin molecule is exhibited, and the interfacial adhesion between the carbon fiber and the matrix resin is greatly improved.

本発明で用いる(A)成分としては、特に、上記効果に優れることから、分子の両末端にエポキシ基を有する化合物と、不飽和一塩基酸とのエステルであって、分子の主鎖の片方の端部に不飽和基を有し、他方の端部にエポキシ基をそれぞれ有する化合物が好ましい。(A)成分として該化合物を用いることにより、マトリックス樹脂と炭素繊維とを強力に結合させることができ、優れた界面接着性を発現させることができる。   The component (A) used in the present invention is, in particular, an ester of a compound having an epoxy group at both ends of the molecule and an unsaturated monobasic acid, because it is excellent in the above-mentioned effects. Preferred are compounds having an unsaturated group at one end and an epoxy group at the other end. By using the compound as the component (A), the matrix resin and the carbon fiber can be strongly bonded, and excellent interfacial adhesion can be exhibited.

分子の両末端にエポキシ基を有する化合物としては、特に、ビスフェノール類のジエポキシ化合物およびビスフェノール類のアルキレンオキシド付加ジエポキシ化合物のいずれか一方または両方が好ましい。すなわち、(A)成分は、ビスフェノール類のジエポキシ化合物及びビスフェノール類のアルキレンオキシド付加ジエポキシ化合物のいずれか一方又は両方と、不飽和一塩基酸とのエステルであって、分子の主鎖の片方の端部に不飽和基を有し、他方の端部にエポキシ基をそれぞれ有する化合物であることが好ましい。   As a compound having an epoxy group at both ends of the molecule, in particular, either one or both of a diepoxy compound of bisphenol and an alkylene oxide adduct diepoxy compound of bisphenol are preferable. That is, the component (A) is an ester of an unsaturated monobasic acid with one or both of a diepoxy compound of bisphenols and an alkylene oxide-added diepoxy compound of bisphenols, and one end of the main chain of the molecule It is preferable that it is a compound which has an unsaturated group in part, and has an epoxy group in the other end, respectively.

本発明で用いる(A)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。   As the component (A) used in the present invention, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.

<(B)成分:硬化物の引張伸び率が40%以上の2官能タイプのウレタンアクリレートオリゴマー(B)>
本発明で用いるサイジング剤(1)は、(B)成分を含有する必要がある。
<(B) Component: Bifunctional Urethane Acrylate Oligomer (B) having a Tensile Elongation of 40% or More of a Cured Product>
The sizing agent (1) used in the present invention needs to contain the (B) component.

本発明で用いる(B)成分は、マトリックス樹脂と炭素繊維との界面に、柔軟性に優れた界面相を形成する効果を有する。マトリックス樹脂と炭素繊維との界面に柔軟性に優れた界面相が形成されることにより、マトリックス樹脂と炭素繊維との間の界面接着性が向上する。   The component (B) used in the present invention has an effect of forming an interfacial phase excellent in flexibility at the interface between the matrix resin and the carbon fiber. By forming an interfacial phase with excellent flexibility at the interface between the matrix resin and the carbon fiber, the interfacial adhesion between the matrix resin and the carbon fiber is improved.

また、サイジング剤が付与された炭素繊維とマトリックス樹脂との複合化の際、炭素繊維表面のサイジング剤成分が、マトリックス樹脂へと拡散し、特に界面付近のマトリックス樹脂中に、サイジング剤成分を高濃度に含む領域が形成される。この領域は、複合材料の機械特性に影響を及ぼす。   In addition, when complexing the carbon fiber to which the sizing agent is applied and the matrix resin, the sizing agent component on the surface of the carbon fiber diffuses into the matrix resin, and in particular in the matrix resin near the interface, the sizing agent component is high. An area including the concentration is formed. This area affects the mechanical properties of the composite material.

本発明で用いる(B)成分は、硬化物の引張伸び率が40%以上である必要があり、上記界面相の高靭性化の効果に優れることから、45%以上であることがより好ましく、50%以上がより好ましい。引張伸び率(%)の上限としては、界面近傍樹脂の弾性率の大幅な低減を考慮すると、900%以下が好ましく、700%以下がより好ましい。   In the component (B) used in the present invention, the tensile elongation of the cured product needs to be 40% or more, and 45% or more is more preferable because it is excellent in the effect of making the interfacial phase tough. 50% or more is more preferable. The upper limit of the tensile elongation percentage (%) is preferably 900% or less, more preferably 700% or less, in consideration of a significant reduction in the elastic modulus of the resin in the vicinity of the interface.

本発明で用いる(B)成分は2官能である必要がある。3官能以上のタイプであると、架橋密度が高くなりすぎ、充分な高靭性化が発現しない。一方、1官能タイプでは、架橋反応が片側のみとなり、充分な高靭性化の効果が得ることができない。   The component (B) used in the present invention needs to be bifunctional. If the type is trifunctional or higher, the crosslink density becomes too high, and sufficient toughening does not occur. On the other hand, in the monofunctional type, the crosslinking reaction is only on one side, and a sufficient toughening effect can not be obtained.

本発明で用いる(B)成分としては、特に、界面相の靭性向上効果が非常に大きいことから、60℃における粘度が10,000mPa・s以上であり、その硬化物の引張り強度が6MPa以上のものが好ましい。(B)成分の粘度が大きいことは、そのオリゴマーの分子量が大きいこと、またはオリゴマー分子間の凝集力が大きいことを示す。分子量が大きい場合、あるいは分子間の凝集力が大きい場合、(B)成分が、マトリックス樹脂へと拡散することなく、炭素繊維表面とマトリックス樹脂との界面相に偏在し、結果、界面相の効果的な柔軟化が成しえる。(B)成分の粘度は、20,000以上がより好ましく、40,000以上がさらに好ましい。粘度の上限としては、60℃で固状でないほうが、サイジング剤の調製やサイジング剤の経時安定性の面から優れている。   As the component (B) used in the present invention, in particular, the viscosity improvement effect at 60 ° C. is 10,000 mPa · s or more, and the tensile strength of the cured product is 6 MPa or more because the toughness improvement effect of the interfacial phase is very large. Is preferred. The high viscosity of the component (B) indicates that the molecular weight of the oligomer is high or the cohesion between the oligomer molecules is high. When the molecular weight is large or the cohesion between the molecules is large, the component (B) is unevenly distributed in the interfacial phase between the carbon fiber surface and the matrix resin without being diffused to the matrix resin, and as a result, the effect of the interfacial phase Flexibility can be achieved. 20,000 or more are more preferable, and, as for the viscosity of (B) component, 40,000 or more is further more preferable. As the upper limit of the viscosity, it is better from the viewpoint of the preparation of the sizing agent and the temporal stability of the sizing agent to be not solid at 60 ° C.

本発明で用いる(B)成分の硬化物のガラス転移温度(Tg)は、−5℃以上が好ましく、5℃以上がより好ましい。硬化物のTgが−5℃以上であれば、界面相により適正な柔軟化が図れるのみならず、破断に至る応力の値も大きくなり、そのため、より強固な界面相が形成でき、上記効果が向上する。つまり、界面相は、強化繊維を支える機能があり、行き過ぎた柔軟化は、複合材料の機械的特性を損ねることになってしまう。硬化物のTgの上限としては、柔軟成分としての機能を考慮すると、100℃以下が好ましく、80℃以下がより好ましい。   -5 degreeC or more is preferable and, as for the glass transition temperature (Tg) of the hardened | cured material of (B) component used by this invention, 5 degreeC or more is more preferable. If the Tg of the cured product is -5 ° C. or more, not only the appropriate softening can be achieved by the interfacial phase, but also the value of the stress leading to breakage is increased, so that a stronger interfacial phase can be formed, and the above effect improves. In other words, the interfacial phase has the function of supporting the reinforcing fibers, and excessive softening may impair the mechanical properties of the composite material. As an upper limit of Tg of hardened | cured material, when the function as a soft component is considered, 100 degrees C or less is preferable, and 80 degrees C or less is more preferable.

ウレタンアクリレートオリゴマーの硬化物の引張伸び率の測定は以下のように行われる。ウレタンアクリレートオリゴマー97gに硬化剤としてメルク・ジャパン社製ダロキュア#1173を3.0g加え、充分に混合した後、得られた混合物をガラス板上に塗布し、厚み100μmの皮膜を得る。その皮膜を、オゾンタイプランプ(80W/cm)を使って高さ10cmの位置から紫外線を照射して硬化する。得られた硬化皮膜について、JISK7113に準拠し、引張り速度300mm/minで引張伸び率を測定する。また、硬化物のTgは、上記と同様にして得られた硬化皮膜を試験片として、2℃/分の割合で昇温させ、粘弾性測定装置にて試験片の動的粘弾性および損失正接を測定し、損失正接のピーク温度(tanδMAX)から求めることができる。   The measurement of the tensile elongation percentage of the cured product of the urethane acrylate oligomer is carried out as follows. 3.0 g of Darocure # 1173 manufactured by Merck Japan Ltd. as a curing agent is added to 97 g of urethane acrylate oligomer and thoroughly mixed, and then the obtained mixture is applied on a glass plate to obtain a film having a thickness of 100 μm. The film is cured by irradiation with ultraviolet light from a position 10 cm high using an ozone type lamp (80 W / cm). The tensile elongation percentage of the obtained cured film is measured at a tensile speed of 300 mm / min in accordance with JIS K7113. In addition, the Tg of the cured product is raised at a rate of 2 ° C./min using the cured film obtained in the same manner as above as a test piece, and the dynamic viscoelasticity and loss tangent of the test piece are measured with a viscoelasticity measuring apparatus And can be determined from the loss tangent peak temperature (tan δMAX).

ここで、本発明において、「ウレタンアクリレートオリゴマー」とは、分子内にウレタン結合とアクリロイル基(CH2=CH−CO−)とを有する化合物である。ウレタンアクリレートオリゴマーの構造は、その構造中に芳香族基を有する芳香族系のものと、芳香族基を有さない脂肪族系のものとに大別できる。本発明に用いるウレタンアクリレートオリゴマーの構造は特に限定されず、芳香族系であってもよく、脂肪族系であってもよい。硬化物の引張伸び率と引張強度のバランスが良好であることから、脂肪族系であることが好ましい。   Here, in the present invention, “urethane acrylate oligomer” is a compound having a urethane bond and an acryloyl group (CH 2 CHCH—CO—) in the molecule. The structure of the urethane acrylate oligomer can be roughly classified into an aromatic type having an aromatic group in its structure and an aliphatic type not having an aromatic group. The structure of the urethane acrylate oligomer used in the present invention is not particularly limited, and may be aromatic or aliphatic. From the viewpoint of a good balance between the tensile elongation and the tensile strength of the cured product, an aliphatic type is preferable.

本発明で用いる(B)成分としては、市販のウレタンアクリレートオリゴマーを利用してもよく、かかるウレタンアクリレートオリゴマーとしては、たとえばサートマー社製のCN−965、CN−981、CN−9178、CN−9788、CN−9893、CN−971、CN−973、CN−9782、共栄社化学製のUF−8001、新中村化学工業社製のUA−122P等が挙げられる。   As the component (B) used in the present invention, a commercially available urethane acrylate oligomer may be used, and as such a urethane acrylate oligomer, for example, CN-965, CN-981, CN-9178, CN-9788 manufactured by Sartomer. CN- 9893, CN-971, CN-973, CN-9782, UE-8001 manufactured by Kyoeisha Chemical, UA-122P manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., and the like.

本発明で用いる(B)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。   As the component (B) used in the present invention, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.

<(A)成分および(B)成分の含有量>
本発明で用いるサイジング剤(1)においては、(A)成分と(B)成分との含有量の比(質量比)が、(B)成分/(A)成分=1/3〜2/1の範囲内であることが必要である。(B)成分の含有量が、(A)成分の含有量の1/3未満であると、界面相の柔軟化・高靭性化が不充分となり、一方、2/1を越えると、(A)成分の機能である良接着性発現効果が阻害され、炭素繊維の、マトリックス樹脂との接着性向上効果が充分に得られない。(A)成分と(B)成分との含有量の比は、(B)成分/(A)成分=1/2〜3/2であることが好ましく、2/3〜1/1がより好ましい。また、本発明のサイジング剤(1)においては、全サイジング成分中に占める(A)成分および(B)成分の合計量の割合が20質量%以上であることが必要である。20質量%未満では、この2つの成分の機能が充分に発揮されず、本発明の効果が得られない。ここで、「全サイジング成分」とは、当該サイジング剤に含まれる成分のうち、サイジング処理後に炭素繊維に付与される全成分の合計量であり、たとえば水や有機溶剤等の、サイジング後に除去される成分は含まれない有効成分を表す。すなわち、「全サイジング成分」は、上述した(A)成分および(B)成分と、任意成分として後述する(C)成分、(D)成分、(E)成分およびその他の成分との合計量として求められる。(A)成分および(B)成分の合計量の割合は、全サイジング成分中、25質量%以上が好ましく、30質量%以上がより好ましい。
<Content of (A) component and (B) component>
In the sizing agent (1) used in the present invention, the ratio (mass ratio) of the content of the component (A) to the component (B) is: (B) component / (A) component = 1/3 to 2/1 It is necessary to be within the range of When the content of the component (B) is less than 1/3 of the content of the component (A), softening and toughening of the interfacial phase become insufficient, while when it exceeds 2/1, (A The effect of developing good adhesion, which is the function of the component), is inhibited, and the effect of improving the adhesion of the carbon fiber to the matrix resin is not sufficiently obtained. The ratio of the content of the component (A) to the component (B) is preferably (B) component / (A) component = 1/2 to 3/2, and more preferably 2/3 to 1/1. . Moreover, in the sizing agent (1) of this invention, it is required for the ratio of the total amount of (A) component and (B) component to occupy in all the sizing components to be 20 mass% or more. If the amount is less than 20% by mass, the functions of the two components are not sufficiently exhibited, and the effects of the present invention can not be obtained. Here, “total sizing component” is the total amount of all components to be applied to carbon fiber after sizing processing among the components contained in the sizing agent, and is removed after sizing, for example, water, organic solvent, etc. Component represents an active ingredient not included. That is, “total sizing component” is a total amount of the above-mentioned components (A) and (B) and components (C), (D), (E) and other components described later as optional components. Desired. 25 mass% or more is preferable in all the sizing components, and, as for the ratio of the total amount of (A) component and (B) component, 30 mass% or more is more preferable.

<ビスフェノール類のアルキレンオキシド付加物とジカルボン酸化合物とのエステルで、その酸価が50以上であるエステル化合物(C)(以下、(C)成分という。)>
本発明で用いるサイジング剤(1)は、上記(A)成分および(B)成分に加えて、さらに、(C)成分を含有することが好ましい。
<An ester of an alkylene oxide adduct of a bisphenol and a dicarboxylic acid compound and having an acid value of 50 or more (hereinafter, referred to as component (C))>
The sizing agent (1) used in the present invention preferably further contains a component (C) in addition to the components (A) and (B).

ビスフェノール類のアルキレンオキシド付加物とジカルボン酸化合物とのエステルは、酸価が50以上である場合、分子量が1000程度で、分子の一方の末端にカルボキシル基を有する化合物を主要構成成分としている。このような(C)成分は、マトリックス樹脂と優れた相溶性を示す。そのため、サイジング処理された炭素繊維の樹脂に対する濡れ性が向上し、樹脂含浸性がさらに向上する。   When the acid value is 50 or more, the ester of the alkylene oxide adduct of bisphenol and the dicarboxylic acid compound has a molecular weight of about 1000 and a compound having a carboxyl group at one end of the molecule as a main component. Such component (C) exhibits excellent compatibility with the matrix resin. Therefore, the wettability of the sized carbon fiber to the resin is improved, and the resin impregnation property is further improved.

(C)成分を形成する「ビスフェノール類のアルキレンオキシド付加物」としては、ビスフェノール類に、エチレンオキシド又はプロピレンオキシドを2〜4モル付加したものであるのが好ましい。ビスフェノール類にエチレンオキシド又はプロピレンオキシドを5モル以上付加したものでは、ビスフェノール類が本来有する分子鎖の剛直性が失われ、マトリックス樹脂との親和性が悪化するおそれがある。より好ましくは、ビスフェノール類にエチレンオキシド又はプロピレンオキシドを2モル付加したものである。ビスフェノール類のアルキレンオキシド付加物は、1種単独でもよく、また複数の化合物を混合したものであってもよい。   The “alkylene oxide adduct of bisphenol” forming the component (C) is preferably a compound obtained by adding 2 to 4 moles of ethylene oxide or propylene oxide to a bisphenol. When five or more moles of ethylene oxide or propylene oxide are added to bisphenols, the rigidity of the molecular chains inherent in bisphenols is lost, and the affinity to the matrix resin may be deteriorated. More preferably, it is obtained by adding 2 mol of ethylene oxide or propylene oxide to bisphenols. The alkylene oxide adducts of bisphenols may be used alone or in combination of two or more compounds.

ビスフェノール類のアルキレンオキシド付加物とエステルを形成する「ジカルボン酸化合物」は、炭素数が4〜6の脂肪族化合物であるのが好ましい。ジカルボン酸化合物として芳香族化合物を用いると、得られるエステル化合物の融点が高く、マトリックス樹脂との相溶性が悪くなるおそれがあり、それによって、良好な濡れ性を発現させることができないおそれがある。一方、炭素数が7個以上の脂肪族化合物をジカルボン酸化合物として用いると、得られるエステル化合物の剛直性が失われ、マトリックス樹脂との親和性が低下するおそれがある。ジカルボン酸化合物としては、たとえばフマル酸、マレイン酸、メチルフマル酸、メチルマレイン酸、エチルフマル酸、エチルマレイン酸、グルタコン酸、イタコン酸、マロン酸、コハク酸、メチルコハク酸、グルタル酸、アジピン酸などが挙げられる。   The “dicarboxylic acid compound” which forms an ester with an alkylene oxide adduct of a bisphenol is preferably an aliphatic compound having 4 to 6 carbon atoms. When an aromatic compound is used as the dicarboxylic acid compound, the melting point of the obtained ester compound is high, and there is a possibility that the compatibility with the matrix resin may be deteriorated, whereby good wettability may not be expressed. On the other hand, when an aliphatic compound having 7 or more carbon atoms is used as the dicarboxylic acid compound, the rigidity of the obtained ester compound may be lost, and the affinity to the matrix resin may be reduced. Examples of dicarboxylic acid compounds include fumaric acid, maleic acid, methylfumaric acid, methylmaleic acid, ethylfumaric acid, ethylmaleic acid, glutaconic acid, itaconic acid, malonic acid, succinic acid, methylsuccinic acid, glutaric acid, adipic acid and the like Be

本発明で用いるサイジング剤(1)の(C)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。本発明において、(C)成分の含有量は、(A)成分と(B)成分との合計に対して、2.0質量倍以下であることが好ましい。2.0質量倍を超えると、(A)成分のエポキシ基と(C)成分の酸性基(カルボキシ基等)との間の相互作用により、(A)成分と炭素繊維表面との間の相互作用が阻害され、その結果、(A)成分の、炭素繊維とマトリックス樹脂とのカップリング機能が充分に発揮されなくなり、接着性が低下するおそれがある。   As the component (C) of the sizing agent (1) used in the present invention, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination. In the present invention, the content of the component (C) is preferably 2.0 times or less by mass with respect to the total of the component (A) and the component (B). If it exceeds 2.0 mass times, interaction between the component (A) and the surface of the carbon fiber is caused by the interaction between the epoxy group of the component (A) and the acid group (carboxy group etc.) of the component (C). The action is inhibited, and as a result, the coupling function of the carbon fiber and the matrix resin of the component (A) can not be sufficiently exhibited, and the adhesiveness may be lowered.

本発明で用いるサイジング剤(1)中の(C)成分の含有量は、(A)成分と(B)成分との合計に対して、1.75質量倍以下がより好ましく、1.55質量倍以下がさらに好ましい。(C)成分の含有量の下限値は、特に制限はないが、(C)成分による効果のためには、(A)成分と(B)成分との合計に対して、0.2質量倍以上が好ましく、0.4質量倍以上がより好ましい。   The content of the component (C) in the sizing agent (1) used in the present invention is preferably 1.75 mass times or less, more preferably 1.55 mass, with respect to the total of the components (A) and (B). More preferably not more than twice. The lower limit of the content of the component (C) is not particularly limited, but for the effect of the component (C), 0.2 times the mass of the total of the component (A) and the component (B) The above is preferable, and 0.4 mass times or more is more preferable.

<アンモニウムイオンを対イオンとして有するアニオン系界面活性剤(D)(以下、(D)成分という。)>
本発明で用いるサイジング剤(1)は、さらに、(D)成分および後述するノニオン系界面活性剤(E)を含有することが好ましい。
<Anionic surfactant (D) having an ammonium ion as a counter ion (hereinafter referred to as component (D))>
The sizing agent (1) used in the present invention preferably further contains the component (D) and a nonionic surfactant (E) described later.

(D)成分は、疎水基と、対イオンとしてアンモニウムイオンを有することにより、サイジング剤を水分散液とした際の安定性と、炭素繊維表面の樹脂に対する濡れ性を向上させる。また、(E)成分は、(D)成分のアンモニウムイオンと、(A)成分のエポキシ基との反応活性を抑制する効果を有する。そのため、(D)成分と(E)成分とを適量含有することにより、各種マトリックス樹脂の含浸性がさらに向上する。   The component (D) has a hydrophobic group and an ammonium ion as a counter ion, thereby improving the stability when the sizing agent is an aqueous dispersion and the wettability of the carbon fiber surface to the resin. Moreover, (E) component has an effect which suppresses the reaction activity of the ammonium ion of (D) component, and the epoxy group of (A) component. Therefore, the impregnation property of various matrix resins is further improved by containing the (D) component and the (E) component in appropriate amounts.

(D)成分としては、特に限定されず、カルボン酸塩、硫酸エステル塩、スルホン酸塩、リン酸エステル塩などを挙げることができる。この中で、硫酸エステル塩、スルホン酸塩は、(A)成分や(B)成分の乳化能力に特に優れるので好ましい。   The component (D) is not particularly limited, and examples thereof include carboxylic acid salts, sulfuric acid ester salts, sulfonic acid salts, and phosphoric acid ester salts. Among these, sulfuric acid ester salts and sulfonic acid salts are preferable because they are particularly excellent in the emulsifying ability of the components (A) and (B).

前記硫酸エステル塩としては、高級アルコール硫酸エステル塩、高級アルキルポリエチレングリコールエーテル硫酸エステル塩、アルキルベンゼンポリエチレングリコールエーテル硫酸エステル塩、多環フェニルエーテルポリエチレングリコールエーテル硫酸エステル塩、硫酸化脂肪酸エステル塩などが挙げられる。又、高級アルキルポリエチレングリコールエーテル硫酸エステル塩、アルキルベンゼンポリエチレングリコールエーテル硫酸エステル塩、多環フェニルエーテルポリエチレングリコールエーテル硫酸エステル塩におけるポリエチレンオキサイド鎖中の一部に、プロピレンオキサイドユニットをランダム又はブロック状に含有したものも用いることもできる。   Examples of the sulfuric acid ester salts include higher alcohol sulfuric acid ester salts, higher alkyl polyethylene glycol ether sulfuric acid ester salts, alkyl benzene polyethylene glycol ether sulfuric acid ester salts, polycyclic phenyl ether polyethylene glycol ether sulfuric acid ester salts, and sulfated fatty acid ester salts. . In addition, propylene oxide units were randomly or blockly contained in part of the polyethylene oxide chain in higher alkyl polyethylene glycol ether sulfate, alkyl benzene polyethylene glycol ether sulfate, and polycyclic phenyl ether polyethylene glycol ether sulfate. One can also be used.

前記スルホン酸塩としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、多環フェニルエーテルスルホン酸塩、アルキルスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、α−スルホン化脂肪酸塩、ジアルキルスルホコハク酸塩などが挙げられる。   As the sulfonate, alkylbenzene sulfonate, alkyl naphthalene sulfonate, polycyclic phenyl ether sulfonate, alkyl sulfonate, α-olefin sulfonate, α-sulfonated fatty acid salt, dialkyl sulfosuccinate and the like Can be mentioned.

(D)成分としては、特に、下記式(3)または(4)で表される疎水基を有するアニオン系界面活性剤が好ましく用いられる。   As the component (D), in particular, an anionic surfactant having a hydrophobic group represented by the following formula (3) or (4) is preferably used.

炭素繊維のサイジング処理には、通常、水等の媒体に分散(乳化)させたサイジング剤(サイジング剤液)が用いられる。下記式(3)または(4)で表される疎水基は、芳香族系との親和性が高いため、式(3)または(4)で表される疎水基を有するアニオン系界面活性剤を含有することにより、サイジング剤液の乳化状態が安定し、貯蔵性、炭素繊維製造時の製造・工程で良い結果をもたらす。また、サイジング剤とマトリックス樹脂との相溶性が向上し、本発明の効果、特に機械物性向上効果がさらに向上する。   A sizing agent (sizing agent solution) dispersed (emulsified) in a medium such as water is generally used for the sizing process of carbon fibers. The hydrophobic group represented by the following formula (3) or (4) has high affinity to an aromatic system, and thus an anionic surfactant having a hydrophobic group represented by formula (3) or (4) is used. By containing it, the emulsified state of the sizing agent solution is stabilized, and the storage property and the production and process at the time of carbon fiber production give good results. In addition, the compatibility between the sizing agent and the matrix resin is improved, and the effects of the present invention, in particular, the mechanical physical properties are further improved.

また、かかる界面活性剤は、現在、外因性内分泌撹乱物質誘導体の観点から、ノニルフェノール系や、オクチルフェノール系といった比較的長いアルキル基を有するフェノール基を有するアニオン系界面活性剤の使用を避ける必要性もでてきていることからも好ましい。
In addition, such surfactants are also required to avoid the use of anionic surfactants having phenol groups having a relatively long alkyl group such as nonylphenols and octylphenols from the viewpoint of extrinsic endocrine disrupting substance derivatives at present. It is also preferable because it is

式(3)、(4)中、Rは、水素原子または炭素数1〜3の1価の鎖状炭化水素基であり、水素原子または炭素数1〜3のアルキル基が好ましく、水素原子またはメチル基がさらに好ましく、外因性内分泌撹乱物質誘導体の観点から、水素原子がより好ましい。 In the formulas (3) and (4), R 1 is a hydrogen atom or a monovalent linear hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms, preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, a hydrogen atom Or a methyl group is more preferable, and a hydrogen atom is more preferable from the viewpoint of the exogenous endocrine disrupting substance derivative.

およびRは、水素原子または炭素数1〜3の1価の鎖状炭化水素基であり、それぞれ同一であってもよく、異なっていてもよい。RおよびRの鎖状炭化水素基としては、R1の鎖状炭化水素基同じものが挙げられる。 R 2 and R 3 are a hydrogen atom or a monovalent linear hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms, which may be identical to or different from each other. Examples of the chain hydrocarbon group of R 2 and R 3 include the same chain hydrocarbon group of R 1.

は2価の脂肪族系炭化水素基であり、たとえば炭素数1〜10の直鎖状または分岐状のアルキレン基等が挙げられる。 R 4 is a divalent aliphatic hydrocarbon group, and examples thereof include a linear or branched alkylene group having 1 to 10 carbon atoms.

mは1〜3の整数が好ましく、1または2がより好ましい。mが3を越えると、疎水基自体が嵩高い構造となり、(A)成分や(B)成分、マトリックス樹脂との親和性、相溶性が低下する。その結果、乳化の安定性、樹脂含浸性、さらには繊維強化複合材料の機械物性等の低下が生じるおそれがある。   m is preferably an integer of 1 to 3, and more preferably 1 or 2. When m exceeds 3, the hydrophobic group itself has a bulky structure, and the affinity and compatibility with the (A) component, the (B) component, and the matrix resin decrease. As a result, the emulsion stability, the resin impregnation property, and the mechanical properties of the fiber-reinforced composite material may be deteriorated.

下付き文字mが付された括弧内の基は、疎水基部の分子の嵩高さの点から、ベンジル基(RおよびRの両方が水素原子である基)あるいはスチレン基(RおよびRの一方が水素原子、他方がメチル基である基)であることが好ましい。また、mが2以上である場合、つまり下付き文字mが付された括弧内の基が複数存在する場合、それらの基は同じであってもよく、異なっていてもよい。 The group in parentheses with the subscript m is either a benzyl group (a group in which both R 2 and R 3 are hydrogen atoms) or a styrene group (R 2 and R 2 ) in view of the bulkiness of the hydrophobic base molecule. It is preferable that one of 3 be a hydrogen atom and the other be a methyl group. In addition, when m is 2 or more, that is, when there are a plurality of groups in parentheses with the subscript m, those groups may be the same or different.

<ノニオン系界面活性剤(E)(以下、(E)成分という。)>
(E)成分としては、特に限定はされないが、特に、反応活性低下作用が非常に優れることから、脂肪族系ノニオン系界面活性剤が好ましい。脂肪族ノニオン系界面活性剤としては、高級アルコールエチレンオキサイド付加物、脂肪酸エチレンオキサイド付加物、多価アルコール脂肪酸エステルエチレンオキサイド付加物、グリセロールの脂肪酸エステル、ソルビトールおよびソルビタンの脂肪酸エステル、ペンタエリスリトールの脂肪酸エステルなどが挙げられる。これらエチレンオキサイド付加物においては、ポリエチレンオキサイド鎖中の一部にプロピレンオキサイドユニットをランダムあるいはブロック状に含有したタイプも好適に用いられる。
<Nonionic surfactant (E) (hereinafter referred to as component (E))>
The component (E) is not particularly limited, but in particular, an aliphatic nonionic surfactant is preferable because the reaction activity reducing action is very excellent. As aliphatic nonionic surfactants, higher alcohol ethylene oxide adducts, fatty acid ethylene oxide adducts, polyhydric alcohol fatty acid esters ethylene oxide adducts, glycerol fatty acid esters, sorbitol and sorbitan fatty acid esters, pentaerythritol fatty acid esters Etc. Among these ethylene oxide adducts, a type in which propylene oxide units are randomly or block-likely contained in part of the polyethylene oxide chain is also suitably used.

高級アルコールエチレンオキサイド付加物、脂肪酸エチレンオキサイド付加物、多価アルコール脂肪酸エステルエチレンオキサイド付加物としては、これらのポリエチレンオキサイド鎖中の一部にプロピレンオキサイドユニットをランダム又はブロック状に含有したものがより好ましい。なぜならば、これらはアンモニウムイオンのエポキシ基に対する反応活性を低下させる能力が優れているためである。   As the higher alcohol ethylene oxide adducts, fatty acid ethylene oxide adducts, polyhydric alcohol fatty acid ester ethylene oxide adducts, those containing propylene oxide units in a random or block form in part of these polyethylene oxide chains are more preferable. . The reason is that they are excellent in the ability to reduce the reaction activity of ammonium ion to epoxy group.

脂肪酸エチレンオキサイド付加物、多価アルコール脂肪酸エステルエチレンオキサイド付加物としては、モノエステルタイプのもの、ジエステルタイプさらにはトリエステル、テトラエステルタイプのものなども利用できる。   As the fatty acid ethylene oxide adduct and polyhydric alcohol fatty acid ester ethylene oxide adduct, monoester type, diester type, triester and tetraester type can be used.

<(D)成分および(E)成分の含有量>
本発明で用いるサイジング剤(1)は、(D)成分と(E)成分とを含有する場合、(D)成分と(E)成分との含有量の比(質量比)が、(E)成分/(D)成分=1/10〜1/5の範囲内であることが好ましい。(E)成分の含有量が(D)成分の1/10以上であると、(D)成分由来のアンモニウムイオンの、(A)成分のエポキシ基に対する反応活性を低下させることができ、その結果、サイジング剤を付着させた炭素繊維の硬さの経時変化を著しく抑制することができる。(E)成分の含有量が(D)成分の1/5以下であると、(D)を含有することによる効果が充分に発揮され、当該サイジング剤を、水等を媒体として乳化させた際の乳化安定性や、サイジング処理された炭素繊維表面の、樹脂に対する濡れ性が向上する。
<Content of (D) component and (E) component>
When the sizing agent (1) used in the present invention contains the (D) component and the (E) component, the content ratio (mass ratio) of the (D) component to the (E) component is (E) It is preferable to exist in the range of component / (D) component = 1/10-1/5. When the content of the component (E) is 1/10 or more of the component (D), the reaction activity of the ammonium ion derived from the component (D) with respect to the epoxy group of the component (A) can be reduced. The time-dependent change in hardness of the carbon fiber to which the sizing agent is attached can be remarkably suppressed. When the content of the component (E) is 1⁄5 or less of the component (D), the effect of containing the component (D) is sufficiently exhibited, and when the sizing agent is emulsified using water or the like as a medium And the wettability of the sized carbon fiber surface to the resin is improved.

また、本発明で用いるサイジング剤(1)においては、全サイジング成分中に占める(D)成分および(E)成分の合計量の割合が10〜25質量%であることが好ましい。上記範囲内であると、サイジング剤液の乳化安定性がよく、サイジング剤の効果に悪影響を与えることもない。   Moreover, in the sizing agent (1) used by this invention, it is preferable that the ratio of the total amount of (D) component and (E) component which occupies in all the sizing components is 10-25 mass%. Within the above range, the emulsion stability of the sizing agent solution is good, and the effect of the sizing agent is not adversely affected.

(D)成分および(E)成分の合計量の更に好ましい下限値は13質量%であり、更に好ましい上限値は20質量%である。   The more preferable lower limit of the total amount of the (D) component and the (E) component is 13% by mass, and the still more preferable upper limit is 20% by mass.

<その他の成分>
本発明のサイジング剤(1)は、本発明の効果を損なわない範囲で、エポキシ樹脂、エポキシアクリレート化合物、エポキシメタクリレート化合物、エステル化合物、ウレタン化合物、ポリアミド化合物、ポリイミド化合物などを含有してもよい。
<Other ingredients>
The sizing agent (1) of the present invention may contain an epoxy resin, an epoxy acrylate compound, an epoxy methacrylate compound, an ester compound, a urethane compound, a polyamide compound, a polyimide compound, and the like, as long as the effects of the present invention are not impaired.

[サイジング剤(1)の製造および炭素繊維のサイジング処理]
本発明のサイジング剤(1)は、各成分を常法により混合、撹拌することにより製造できる。サイジング剤は、炭素繊維のサイジング処理においては、通常、水または有機溶剤に分散または溶解させたサイジング剤液として炭素繊維に塗布される。本発明のサイジング処理とは、サイジング剤をその表面に付与させることである。
[Production of Sizing Agent (1) and Sizing Treatment of Carbon Fiber]
The sizing agent (1) of this invention can be manufactured by mixing and stirring each component by a conventional method. The sizing agent is usually applied to carbon fibers as a sizing agent liquid dispersed or dissolved in water or an organic solvent in the sizing process of carbon fibers. The sizing process of the present invention is to apply a sizing agent to the surface.

サイジング剤の付与は、サイジング剤、又はサイジング剤の分散液をローラー浸漬法、ローラー接触法により炭素繊維に付着させ、乾燥することによって行うことができる。炭素繊維に付与されるサイジング剤の量は、炭素繊維の質量に対して0.1〜5質量%が好ましく、0.2〜3.0質量%が更に好ましい。付与量がこの範囲内であると、炭素繊維に収束性、耐擦過性を十分に付与することができ、樹脂との濡れ性、界面接着力を向上させることができ、素繊維強化熱可塑性プラスチック、電気・電子機器用筐体とした際に、優れた機械物性を発現する。   The application of the sizing agent can be carried out by attaching the sizing agent or a dispersion of the sizing agent to carbon fibers by roller immersion method or roller contact method, and drying. 0.1-5 mass% is preferable with respect to the mass of carbon fiber, and, as for the quantity of the sizing agent provided to carbon fiber, 0.2-3.0 mass% is still more preferable. When the application amount is within this range, the carbon fiber can be sufficiently provided with convergence and scratch resistance, and the wettability with the resin and the interfacial adhesion can be improved, and the element fiber reinforced thermoplastic resin When used as a housing for electrical and electronic devices, it exhibits excellent mechanical properties.

[炭素繊維強化熱可塑性プラスチックの製造方法]
本発明の炭素繊維強化熱可塑性プラスチックの製造方法としては、炭素繊維に前記熱可塑性樹脂組成物を含浸させた構造を有する炭素繊維強化熱可塑性プラスチックを得ることができる方法であれば特に限定されず、公知の方法を適用することができる。具体的には、例えば以下の方法を用いることができる。
[Method of producing carbon fiber reinforced thermoplastic plastic]
The method for producing a carbon fiber-reinforced thermoplastic plastic of the present invention is not particularly limited as long as it is a method capable of obtaining a carbon fiber-reinforced thermoplastic plastic having a structure in which carbon fibers are impregnated with the thermoplastic resin composition. The known methods can be applied. Specifically, for example, the following method can be used.

(a)加熱して溶融させた熱可塑性樹脂(溶融樹脂)を押出機によって炭素繊維に含浸させる方法。   (A) A method of impregnating a heated and melted thermoplastic resin (molten resin) into carbon fibers with an extruder.

(b)粉末の熱可塑性樹脂を、炭素繊維の多数の単繊維からなるシートの内部と外部にともに分散させた後、粉末の熱可塑性樹脂を溶融させる方法。   (B) A method of melting a powdery thermoplastic resin after the powdery thermoplastic resin is dispersed together in the inside and the outside of a sheet consisting of a large number of carbon fibers.

(c)熱可塑性樹脂をフィルム化して炭素繊維の多数の単繊維からなるシートと重ねて加熱圧着する方法。   (C) A method of forming a film of a thermoplastic resin, overlapping it with a sheet composed of many single fibers of carbon fiber, and heating and pressing it.

(d)熱可塑性樹脂を溶剤に溶かして溶液の状態で炭素繊維に含浸させた後、その溶剤を揮発させる方法。   (D) A method of dissolving a thermoplastic resin in a solvent and impregnating the carbon fiber in a solution state, and then evaporating the solvent.

(e)熱可塑性樹脂を繊維化して、繊維化した熱可塑性樹脂と炭素繊維との混合糸を形成した後、加熱して熱可塑性樹脂の繊維を溶融させる方法。   (E) A method of fiberizing a thermoplastic resin to form a mixed yarn of a fiberized thermoplastic resin and carbon fibers, and then heating to melt the fibers of the thermoplastic resin.

中でも、(a)および(c)の方法が好ましい。(a)の方法は前記熱可塑性樹脂組成物の製造方法に記載の工程に炭素繊維を供給することで製造できるという利点があり、(c)の方法は熱可塑性樹脂をフィルム加工する必要があるが、比較的品質の良い繊維強化熱可塑性プラスチックが可能である。特に、特定方向に比強度、比弾性率が高いことを要求される用途に繊維強化熱可塑性プラスチックを用いる場合は、通常、炭素繊維が単一方向に配列したものを用いることが最も好ましく、(c)の方法が特に好ましい。   Among them, the methods (a) and (c) are preferable. The method of (a) has the advantage that it can be manufactured by supplying carbon fibers to the steps described in the method of manufacturing a thermoplastic resin composition, and the method of (c) requires film processing of a thermoplastic resin. However, relatively good quality fiber reinforced thermoplastics are possible. In particular, when using a fiber-reinforced thermoplastic for applications requiring high specific strength and high specific modulus in a specific direction, it is usually most preferable to use carbon fibers aligned in a single direction ( The method c) is particularly preferred.

[電気・電子機器用筐体]
本発明の電気・電子機器用筐体は、前記本発明の炭素繊維強化熱可塑性プラスチックで一部または全部が構成されたものである。「電子・電気機器」は、電子機器および電気機器の総称で、電気・電子機器としては、たとえば、パーソナルコンピュータ(ノート型、デスクトップ型、タブレット型)、携帯電話、電子手帳、ポータブル音楽プレーヤー、電子書籍ディスプレイ等が挙げられる。
[Cases for electrical and electronic devices]
The housing for electric and electronic devices of the present invention is a part or the whole of the carbon fiber reinforced thermoplastic plastic of the present invention. "Electronics and electrical equipment" is a generic term for electronic equipment and electrical equipment, and as electrical and electronic equipment, for example, personal computers (notebook, desktop, tablet), mobile phones, electronic organizers, portable music players, electronic devices A book display etc. are mentioned.

本発明の電気・電子機器用筐体は、本発明の炭素繊維強化熱可塑性プラスチックのみからなるものであってもよく、本発明の炭素繊繊維強化熱可塑性プラスチックと他の材料(金属、インジェクション様熱可塑性樹脂等)とから構成されるものであってもよい。   The housing for electric and electronic devices of the present invention may consist only of the carbon fiber reinforced thermoplastic plastic of the present invention, and the carbon fiber reinforced thermoplastic resin of the present invention and other materials (metal, injection, etc. It may be composed of a thermoplastic resin and the like.

次に実施例により本発明をさらに詳細に説明する。   The invention will now be described in more detail by way of examples.

[熱可塑性樹脂組成物]
<熱可塑性樹脂組成物1>
Nofia CO3000:ホスフォネートとカーボネートのランダム共重合体、重量平均分子量(Mw)30,000、リン原子含有率3.8質量%、エフアールエックスポリマーズ社製
<製造例1:熱可塑性樹脂組成物2の製造例>
同方向二軸押出機(株式会社池貝製:PCM−30)を用いて、下記条件で原料1〜3に示す組成の溶融混練を行い、リン原子含有率3.8質量%の熱可塑性樹脂組成物2を得た。
[Thermoplastic resin composition]
<Thermoplastic resin composition 1>
Nofia CO 3000: random copolymer of phosphonate and carbonate, weight average molecular weight (Mw) 30,000, phosphorus content 3.8% by mass, manufactured by F-R X Polymers <Production example 1: of thermoplastic resin composition 2 Production example>
A thermoplastic resin composition having a phosphorus content of 3.8% by mass is melt-kneaded using the same direction twin-screw extruder (Ikegai Co., Ltd .: PCM-30) under the following conditions and the compositions shown in Raw materials 1 to 3 I got object 2.

シリンダー温度 C1:200℃、C2〜C8:250℃
スクリューフォーメーション:2箇所のニーディングゾーンを設置
スクリュー回転数:250rpm
吐出量:20kg/h
原料1:エフアールエックスポリマーズ社製Nofia HM1100、ポリホスフォネート、重量平均分子量(Mw)80,000〜120,000、リン原子含有率10.8質量%、(28質量部)
原料2:エフアールエックスポリマーズ社製Nofia CO6000、ホスフォネートとカーボネートのランダム共重合体、重量平均分子量(Mw)50,000、リン原子含有率6.5質量%(12質量部)
原料3:三菱エンジニアリングプラスチックス(株)製NOVAREX M7022A、ビスフェノールA型ポリカーボネート(60質量部)
[サイジング液およびサイジング剤付着炭素繊維束の製造例]
ミキサー(特殊機化工業(株)製、商品名:ハイビスディスパーミックス、ホモミキサー仕様:型式3D−5型)を用い、以下の手順で、転相乳化することでサイジング液を調製した。
Cylinder temperature C1: 200 ° C, C2 to C8: 250 ° C
Screw formation: Install 2 kneading zones Screw speed: 250 rpm
Discharge amount: 20 kg / h
Raw materials 1: NFA HM1100 manufactured by FR X Polymers, polyphosphonate, weight average molecular weight (Mw) 80,000 to 120,000, phosphorus content 10.8% by mass, (28 parts by mass)
Raw materials 2: NF Co., Ltd. manufactured by Nokia CO 6000, random copolymer of phosphate and carbonate, weight average molecular weight (Mw) 50,000, phosphorus atom content rate 6.5 mass% (12 mass parts)
Raw materials 3: Mitsubishi Engineering Plastics Co., Ltd. NOVAREX M7022A, bisphenol A type polycarbonate (60 parts by mass)
[Production example of sizing solution and sizing agent-adhered carbon fiber bundle]
Using a mixer (manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd., trade name: Hibis Dispermix, Homomixer specification: Model 3D-5 type), a sizing solution was prepared by phase inversion emulsification according to the following procedure.

<製造例2:サイジング液1およびサイジング剤付着炭素繊維束1>
下記の種類と配合量の(A)成分、(B)成分、(C)成分を、80〜100℃にてプラネタリーミキサーとホモミキサーで混練、混合した。その後、混練を維持した状態で80℃に降温し、引き続き、(D)成分および(E)成分の水溶液を少量ずつ添加した。この工程で、内容物の粘度は徐々に上昇した。(D)成分および(E)成分の水溶液を全て投入した後、10分間、充分に混練しながら60℃まで降温した。次に、脱イオン水を少量ずつ滴下して転相点を通過した後、滴下する水量を増加した。最終的に有効成分含量40質量%程度のサイジング剤水分散液1を得た。得られたサイジング剤水分散液1を固形分濃度2.0質量%に調製し、樹脂組成物等が付着していない炭素繊維束(三菱レイヨン(株)製パイロフィルTR 50S15L)を浸漬させて、ニップロールを通過させた後に、表面の温度を140℃とした加熱ロールに10秒間接触させることにより乾燥して、イジング剤付着炭素繊維束1を得た。
Production Example 2: Sizing solution 1 and sizing agent-adhered carbon fiber bundle 1
The components (A), (B) and (C) of the types and amounts described below were kneaded and mixed at 80 to 100 ° C. using a planetary mixer and a homomixer. Thereafter, the temperature was lowered to 80 ° C. while maintaining the kneading, and subsequently, an aqueous solution of the component (D) and the component (E) was added little by little. At this step, the viscosity of the contents gradually increased. After all the aqueous solutions of the component (D) and the component (E) were charged, the temperature was lowered to 60 ° C. while sufficiently kneading for 10 minutes. Next, deionized water was dropped little by little and after passing the phase inversion point, the amount of water dropped was increased. Finally, a sizing agent aqueous dispersion 1 having an active ingredient content of about 40% by mass was obtained. The obtained sizing agent aqueous dispersion 1 is adjusted to a solid content concentration of 2.0% by mass, and a carbon fiber bundle (Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Pyrophyll TR 50S 15L) to which a resin composition etc. is not attached is immersed, After passing through the nip roll, it was dried by bringing it into contact with a heating roll whose surface temperature was 140 ° C. for 10 seconds, to obtain an ising agent-adhered carbon fiber bundle 1.

(A)三菱レイヨン(株)製、片末端アクリル変性ビスフェノールAエポキシ樹脂(28質量部)
(B)サートマー社製CN871、脂肪族系ウレタンアクリレートオリゴマー(25質量部)
(C)三菱レイヨン(株)製、ビスフェノールAのエチレンオキシド2モル付加物無水フマル酸エステル(30質量部)
(D)日本乳化材(株)製、ニューコール723SF、ポリオキシエチレン多環置換フェニルエーテル硫酸エステルアンモニウム塩(15質量部)
(E)青木油脂工業(株)製、ISEO、イソステアリルアルコールエチレンオキサイド6モル付加物(2質量部)
(A) Mitsubishi Rayon Co., Ltd., single-ended acrylic modified bisphenol A epoxy resin (28 parts by mass)
(B) CN 871 manufactured by Sartmar, aliphatic urethane acrylate oligomer (25 parts by mass)
(C) Mitsubishi Rayon Co., Ltd., ethylene oxide 2 mol adduct of bisphenol A fumaric acid anhydride anhydride ester (30 parts by mass)
(D) Nippon Emulsifying Material Co., Ltd., Newcol 723SF, polyoxyethylene polycyclic substituted phenyl ether sulfate ammonium salt (15 parts by mass)
(E) Aoki Yushi Kogyo Co., Ltd. product, ISEO, isostearyl alcohol ethylene oxide 6 molar adduct (2 parts by mass)

<製造例3:サイジング液2およびサイジング剤付着炭素繊維束2>
ビスフェノールAエチレンオキサイド60モル付加物(松本油脂製薬(株)製)50質量部、ビスフェノールAエチレンオキサイド30モル付加物(松本油脂製薬(株)製)50質量部の混合物を脱イオン水に投入して攪拌し、最終的に樹脂組成物濃度が70質量%のサイジング液2を得た。得られたサイジング剤水分散液2を固形分濃度2.0質量%に調製し、樹脂組成物等が付着していない炭素繊維束(三菱レイヨン(株)製パイロフィルTR 50S15L)を浸漬させて、ニップロールを通過させた後に、表面の温度を140℃とした加熱ロールに10秒間接触させることにより乾燥して、イジング剤付着炭素繊維束2を得た。
Production Example 3: Sizing solution 2 and sizing agent-adhered carbon fiber bundle 2
A mixture of 50 parts by mass of a 60 mol adduct of bisphenol A ethylene oxide (manufactured by Matsumoto Yushi Pharmaceutical Co., Ltd.) and 50 parts by mass of a 30 mol adduct of bisphenol A ethylene oxide (manufactured by Matsumoto Yushi Pharmaceutical Co., Ltd.) is added to deionized water The mixture was stirred to finally obtain a sizing solution 2 having a resin composition concentration of 70% by mass. The obtained sizing agent aqueous dispersion 2 is adjusted to a solid content concentration of 2.0% by mass, and a carbon fiber bundle (Pyrofil TR 50S15L manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.) to which a resin composition etc. is not attached is immersed, After passing through the nip roll, it was dried by bringing it into contact with a heating roll whose surface temperature was 140 ° C. for 10 seconds, to obtain an ising agent-adhered carbon fiber bundle 2.

<製造例4:サイジング液3およびサイジング剤付着炭素繊維束3>
エポキシ樹脂jER828(三菱化学(株)製)40質量部、エポキシ樹脂jER1001(三菱化学(株)製)40質量部、ノニオン系界面活性剤プルロニックF88(BASF製)20質量部の混合物を、90℃にてプラネタリーミキサーとホモミキサーで混練・混合した。次に、この混練・混合物に脱イオン水を少量ずつ滴下して転相点を通過した後、滴下する水量を増加した。最終的に樹脂組成物濃度40質量%のサイジング液3を得た。得られたサイジング剤水分散液3を固形分濃度2.0質量%に調製し、樹脂組成物等が付着していない炭素繊維束(三菱レイヨン(株)製パイロフィルTR 50S15L)を浸漬させて、ニップロールを通過させた後に、表面の温度を140℃とした加熱ロールに10秒間接触させることにより乾燥して、イジング剤付着炭素繊維束3を得た。
Production Example 4: Sizing solution 3 and sizing agent-adhered carbon fiber bundle 3
A mixture of 40 parts by mass of epoxy resin jER 828 (Mitsubishi Chemical Co., Ltd.), 40 parts by mass of epoxy resin jER 1001 (Mitsubishi Chemical Co., Ltd.) and 20 parts by mass of nonionic surfactant Pluronic F 88 (manufactured by BASF) at 90 ° C. The mixture was kneaded and mixed with a planetary mixer and a homomixer. Next, deionized water was dropped little by little into the kneaded and mixed mixture, and after passing through the phase inversion point, the amount of water dropped was increased. Finally, a sizing solution 3 having a resin composition concentration of 40% by mass was obtained. The obtained sizing agent aqueous dispersion 3 is adjusted to a solid content concentration of 2.0% by mass, and a carbon fiber bundle (Pyrofil TR 50S15L manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.) to which a resin composition or the like is not attached is immersed. After passing through the nip roll, it was dried by bringing it into contact with a heating roll whose surface temperature was 140 ° C. for 10 seconds, to obtain an ising agent-adhered carbon fiber bundle 3.

[炭素繊維強化熱可塑性プラスチックの製造]
<製造例5:炭素繊維強化熱可塑性プラスチックの製造例1>
熱可塑性樹脂組成物を単軸押出機(IKG(株)社製、製品名:PMS30)を用いて、厚み30μmである樹脂フィルムを得た。
[Manufacture of carbon fiber reinforced thermoplastic plastic]
Production Example 5 Production Example 1 of Carbon Fiber-Reinforced Thermoplastic
The thermoplastic resin composition was used to obtain a resin film having a thickness of 30 μm using a single screw extruder (manufactured by IKG Co., Ltd., product name: PMS30).

ドラムワインド方式にて、サイジング剤付着炭素繊維束を用いて目付100g/m2の炭素繊維シートを作製した後、この炭素繊維シートに適度に張力を掛け、炭素繊維シートの両面から前記樹脂フィルム、フッ素樹脂製フィルム(日東電工(株)社製、製品名:ニトフロンフィルム970−4UL)、アルミ製の平板の順に挟み、加熱冷却二段プレスの加熱盤で300℃、5分、100kPa、冷却盤で20℃、5分、400kPaの条件で繊維体積含有率約48体積%、厚さ約115μmの繊維強化熱可塑性プラスチックを得た。得られた厚さ115μmの繊維強化熱可塑性プラスチックを308mm角にサイズにカットし、繊維方向が[0°/0°/0°/0°/0°/0°/0°/0°/0°/0°/0°/0°/0°/0°/0°/0°/0°/0°]となるように18枚重ね、310mm角で深さ0.5mmの印籠型内に配置して加熱し圧縮成形機(神藤金属工業所製、製品名:SFA−50HH0)を用いて、高温側プレスにて230℃、油圧指示8MPa(プレス圧2.1MPa)の条件で12分間保持し、型を冷却プレスに移動させ、80℃,油圧指示15MPa(プレス圧3.9MPa)にて4分間保持することで繊維体積含有率約48体積%、厚さ2mmの繊維強化熱可塑性プラスチックを得た。   A carbon fiber sheet with a basis weight of 100 g / m 2 is produced using a sizing agent-adhered carbon fiber bundle by a drum winding method, and the carbon fiber sheet is appropriately tensioned to obtain the above resin film and fluorine from both sides of the carbon fiber sheet. A plastic film (Nitto Denko Co., Ltd. product name: Nitroflon film 970-4UL) and a flat plate made of aluminum are held in this order, heated at 300 ° C. for 5 minutes, 100 kPa, with a heating plate of a heating / cooling two-stage press A fiber-reinforced thermoplastic plastic having a fiber volume content of about 48% by volume and a thickness of about 115 μm was obtained under the conditions of 20 ° C., 5 minutes, and 400 kPa. The resulting fiber-reinforced thermoplastic with a thickness of 115 μm is cut into a size of 308 mm square, and the fiber direction is [0 ° / 0 ° / 0 ° / 0 ° / 0 ° / 0 ° / 0 ° / 0 ° / 0 ° / 0 ° / 0 18 sheets are stacked so that ° / 0 ° / 0 ° / 0 ° / 0 ° / 0 ° / 0 ° / 0 ° / 0 ° / 0 ° / 0 °], and it is in a 310 mm square, 0.5 mm deep printing mold Using a compression molding machine (product name: SFA-50HH0, manufactured by Shinto Metal Industry Co., Ltd.), place, heat, and hold for 12 minutes under the conditions of 230 ° C and hydraulic pressure instruction 8MPa (press pressure 2.1MPa) with a high temperature side press The mold is moved to a cooling press and held for 4 minutes at 80 ° C., hydraulic instruction 15 MPa (press pressure 3.9 MPa) for a fiber-reinforced thermoplastic plastic with a fiber volume content of about 48 volume% and a thickness of 2 mm. Obtained.

<製造例6:炭素繊維強化熱可塑性プラスチックの製造例2>
繊維方向が[0°/90°/0°/0°/90°/0°]となるように6枚重ねた以外は、製造例5と同様にして繊維体積含有率約48体積%、厚さ0.7mmの繊維強化熱可塑性プラスチックを得た。
Production Example 6 Production Example 2 of Carbon Fiber-Reinforced Thermoplastic
Similar to Production Example 5, except that six sheets were stacked so that the fiber direction was [0 ° / 90 ° / 0 ° / 0 ° / 90 ° / 0 °], and the fiber volume content was about 48% by volume, thickness A 0.7 mm fiber reinforced thermoplastic was obtained.

<炭素繊維強化熱可塑性プラスチックの評価>
[1]難燃性試験
得られた厚さ0.7mmの炭素繊維強化熱可塑性プラスチックをUL94燃焼試験に準じて測定を行った。評価結果を記録した。
<Evaluation of carbon fiber reinforced thermoplastics>
[1] Flame retardancy test The obtained 0.7 mm thick carbon fiber reinforced thermoplastic plastic was measured in accordance with the UL 94 combustion test. The evaluation results were recorded.

[2]90°曲げ試験(接着性評価)m
得られた厚さ2mmの炭素繊維強化熱可塑性プラスチックをASTM D790に準じて、曲げ試験片の繊維方向が試験片長手方向と90°になる向きに曲げ試験を行った。曲げ試験での最大荷重より90°曲げ曲げ強度を算出して記録した。
[2] 90 ° bending test (adhesion evaluation) m
The obtained carbon fiber-reinforced thermoplastic plastic having a thickness of 2 mm was subjected to a bending test according to ASTM D 790 such that the fiber direction of the bending test piece became 90 ° with the longitudinal direction of the test piece. The 90 ° bending strength was calculated and recorded from the maximum load in the bending test.

(実施例1)
熱可塑性樹脂組成物1とサイジング剤付着炭素繊維束1を用いて、厚さ0.7mmの炭素繊維強化熱可塑性プラスチックおよびを厚さ2mmの炭素繊維強化熱可塑性プラスチックを得た。得られた炭素繊維強化熱可塑性プラスチックを用いて難燃性試験および90°曲げ試験を実施した。評価の結果を表2に記す。評価の結果、優れた難燃性能と機械物性を示した。
Example 1
Using the thermoplastic resin composition 1 and the sizing agent-adhered carbon fiber bundle 1, a carbon fiber reinforced thermoplastic plastic having a thickness of 0.7 mm and a carbon fiber reinforced thermoplastic plastic having a thickness of 2 mm were obtained. The flame retardancy test and the 90 ° bending test were performed using the obtained carbon fiber reinforced thermoplastic plastic. The results of the evaluation are shown in Table 2. As a result of evaluation, excellent flame retardant performance and mechanical properties were shown.

(比較例1)
熱可塑性樹脂組成物1とサイジング剤付着炭素繊維束2を用いて、厚さ2mmの炭素繊維強化熱可塑性プラスチックを得た。得られた炭素繊維強化熱可塑性プラスチックを用いて90°曲げ試験を実施した。評価の結果を表2に記す。評価の結果、90°曲げが10MPa未満と接着性が不十分であった。
(Comparative example 1)
Using the thermoplastic resin composition 1 and the sizing agent-adhered carbon fiber bundle 2, a carbon fiber reinforced thermoplastic resin having a thickness of 2 mm was obtained. A 90 ° bending test was carried out using the obtained carbon fiber reinforced thermoplastic plastic. The results of the evaluation are shown in Table 2. As a result of evaluation, adhesion was insufficient at 90 ° bending of less than 10 MPa.

(比較例2)
サイジング剤付着炭素繊維束2の代わりにサイジング剤付着炭素繊維束3を用いた以外は比較例1と同様に90°曲げ試験を実施した。評価の結果を表2に記す。評価の結果、90°曲げが10MPa未満と接着性が不十分であった。
(Comparative example 2)
A 90 ° bending test was conducted in the same manner as in Comparative Example 1 except that the sizing agent-adhered carbon fiber bundle 3 was used instead of the sizing agent-adhered carbon fiber bundle 2. The results of the evaluation are shown in Table 2. As a result of evaluation, adhesion was insufficient at 90 ° bending of less than 10 MPa.

(実施例2)
熱可塑性樹脂組成物1の代わりに熱可塑性樹脂組成物2を用いた以外は、実施例1と同様に難燃性試験および90°曲げ試験を実施した。評価の結果を表2に記す。評価の結果、優れた難燃性能と機械物性を示した。
(Example 2)
The flame retardancy test and the 90 ° bending test were conducted in the same manner as in Example 1 except that the thermoplastic resin composition 2 was used instead of the thermoplastic resin composition 1. The results of the evaluation are shown in Table 2. As a result of evaluation, excellent flame retardant performance and mechanical properties were shown.

Claims (10)

下記(式1)で表される構造単位を含むリン含有ポリマーを含有する熱可塑性樹脂組成物と、炭素繊維からなり、該炭素繊維が下記サイジング剤(1)によりサイジング処理されており、一方向に引き揃えられたもの、織物、またはノンクリンプファブリックである炭素繊維強化熱可塑性プラスチック。
(式1)
サイジング剤(1):分子中に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物と不飽和一塩基酸とのエステルであって、分子中に少なくとも1つのエポキシ基を有する化合物(A)と、硬化物の引張伸び率が40%以上の2官能タイプのウレタンアクリレートオリゴマー(B)とを含有し、前記化合物(A)と前記ウレタンアクリレートオリゴマー(B)との含有量の比(質量比)が、ウレタンアクリレートオリゴマー(B)/化合物(A)=1/3〜2/1の範囲内であり、全サイジング成分中に占める前記化合物(A)および前記ウレタンアクリレートオリゴマー(B)の合計量の割合が20質量%以上であるサイジング剤。
A thermoplastic resin composition containing a phosphorus-containing polymer containing a structural unit represented by the following (formula 1), and carbon fibers, the carbon fibers being sized with the following sizing agent (1) , unidirectional Carbon fiber reinforced thermoplastics that are aligned, woven, or non-crimp fabrics .
(Formula 1)
Sizing agent (1): an ester of an epoxy compound having two or more epoxy groups in the molecule and an unsaturated monobasic acid, wherein the compound (A) has at least one epoxy group in the molecule, and a cured product Containing a bifunctional urethane acrylate oligomer (B) having a tensile elongation of 40% or more, and the ratio (mass ratio) of the content of the compound (A) to the urethane acrylate oligomer (B) is The ratio of the total amount of the compound (A) and the urethane acrylate oligomer (B) in the total sizing component is 20 in the range of acrylate oligomer (B) / compound (A) = 1/3 to 2/1 is 20 Sizing agent which is% by mass or more.
前記(式1)で表される構造単位を含むリン含有ポリマーが、下記(式2)で表される部分構造を有するリン含有ポリマーである請求項1に記載の炭素繊維強化熱可塑性プラスチック。
(式2)
((式2)中のxおよびyは1以上19以下の整数である)
The carbon fiber reinforced thermoplastic resin according to claim 1, wherein the phosphorus-containing polymer containing the structural unit represented by the above (formula 1) is a phosphorus-containing polymer having a partial structure represented by the following (formula 2).
(Formula 2)
(X and y in (Formula 2) are integers of 1 to 19)
前記リン含有ポリマーの重量平均分子量Mwが10,000以上160,000以下であり、前記炭素繊維強化熱可塑性プラスチックの90°曲げ強度が、30MPa以上である請求項1または2に記載の炭素繊維強化熱可塑性プラスチック。 Ri weight average molecular weight Mw of Der 10,000 160,000 following the phosphorus-containing polymer, 90 ° flexural strength of the carbon fiber reinforced thermoplastic plastic, carbon fiber according to claim 1 or 2 is greater than or equal to 30MPa Reinforced thermoplastics. 熱可塑性樹脂組成物中に、前記リン含有ポリマーが占める割合が20質量%以上である請求項1〜3のいずれか1項に記載の炭素繊維強化熱可塑性プラスチック。 In the thermoplastic resin composition, the carbon fiber-reinforced thermoplastics according to any one of claims 1 to 3 ratio of the said phosphorus-containing polymer is not less than 20 mass%. 熱可塑性樹脂組成物が、ビスフェノールA型ポリカーボネート樹脂を含有する請求項1〜4のいずれか1項に記載の炭素繊維強化熱可塑性プラスチック。 The thermoplastic resin composition, the carbon fiber-reinforced thermoplastics according to claim 1 containing bisphenol A polycarbonate resin. 熱可塑性樹脂組成物中の前記ビスフェノールA型ポリカーボネートおよび前期リン含有ポリマーの合計量が占める割合が70質量%以上である請求項5に記載の炭素繊維強化熱可塑性プラスチック。   The carbon fiber reinforced thermoplastic plastic according to claim 5, wherein the proportion of the total amount of the bisphenol A polycarbonate and the phosphorus-containing polymer in the thermoplastic resin composition is 70% by mass or more. サイジング剤(1)が、ビスフェノール類のアルキレンオキシド付加物とジカルボン酸化合物とのエステルで、その酸価が50以上であるエステル化合物(C)を含有している、請求項1〜6のいずれか1項に記載の炭素繊維強化熱可塑性プラスチック。 The sizing agent (1) is an ester of an alkylene oxide adduct of a bisphenol and a dicarboxylic acid compound, and contains an ester compound (C) having an acid value of 50 or more. The carbon fiber reinforced thermoplastic resin according to item 1 . サイジング剤(1)が、アンモニウムイオンを対イオンとして有するアニオン系界面活性剤(D)、およびノニオン系界面活性剤(E)を含有している、請求項1〜6のいずれか1項に記載の炭素繊維強化熱可塑性プラスチック。 Sizing agent (1) is, it contains an anionic surfactant having an ammonium ion as a counter ion (D), and nonionic surfactant (E), according to any one of claims 1 to 6 Carbon fiber reinforced thermoplastics. 請求項1〜8のいずれか1項に記載の炭素繊維強化熱可塑性プラスチックからなり、厚さが0.4mm以上1.6mm以下であり、UL94に基づく難燃性能がV−0を満たす成形材料。 Made of carbon fiber-reinforced thermoplastics according to any one of claims 1 to 8, is 1.6mm or less is 0.4mm or more thickness, the molding material flame retardancy based on UL94 satisfies V-0 . 請求項9に記載の成形材料で一部または全部が構成される電気・電子機器用筐体。   The housing for electric and electronic devices which comprises a part or all by the molding material of Claim 9.
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