JP2000248432A - Production of chopped carbon fiber strand and chopped carbon fiber strand - Google Patents

Production of chopped carbon fiber strand and chopped carbon fiber strand

Info

Publication number
JP2000248432A
JP2000248432A JP11048001A JP4800199A JP2000248432A JP 2000248432 A JP2000248432 A JP 2000248432A JP 11048001 A JP11048001 A JP 11048001A JP 4800199 A JP4800199 A JP 4800199A JP 2000248432 A JP2000248432 A JP 2000248432A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
carbon fiber
fiber bundle
treatment
value
chopped strand
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11048001A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toru Hiramatsu
徹 平松
Makoto Endo
真 遠藤
Hirotaka Nakajima
弘隆 中嶋
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toray Industries Inc filed Critical Toray Industries Inc
Priority to JP11048001A priority Critical patent/JP2000248432A/en
Publication of JP2000248432A publication Critical patent/JP2000248432A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Inorganic Fibers (AREA)
  • Chemical Treatment Of Fibers During Manufacturing Processes (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently produce a chopped carbon fiber strand which has a high bulk density, an excellent compounding property, and is suitable for carbon fiber-reinforced composite materials. SOLUTION: This method for producing a chopped carbon fiber strand comprises subjecting a polyacrylonitrile-based fiber bundle comprising 30,000 to 350,000 filaments in a substantially non-twisted state to a flame-proofing treatment, a carbonization treatment and a surface treatment to convert the fiber bundle into a carbon fiber bundle, and then continuously subjecting the carbon fiber bundle to a sizing treatment and a cutting treatment. Therein, the carbon fiber bundle has a bundling ability having a fiber-interlaced value (CF value) of 10-70 1/m by a hook drop method.

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、熱可塑性樹脂をマ
トリックスとした炭素繊維強化樹脂の製造に適した嵩密
度の高い炭素繊維チョップドストランドの製造方法、お
よび、それによって作られた炭素繊維チョップドストラ
ンドに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a carbon fiber chopped strand having a high bulk density suitable for producing a carbon fiber reinforced resin using a thermoplastic resin as a matrix, and a carbon fiber chopped strand produced thereby. It is about.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、炭素繊維チョプドストランドは、
ポリアクリロニトリル系繊維束を耐炎化処理、炭化処
理、および、表面処理をして炭素繊維束に転換した後、
そのまま、あるいはサイジング処理後、一旦巻き取った
り、キヤン等に振り落としたりしたものを出発原料とし
て、炭素繊維製造装置とは別の、炭素繊維チョップドス
トランド製造装置で製造されていた。即ち、ボビンに巻
かれたり、キヤンに振り落とされたりされている炭素繊
維束を引き出して、カッテング処理、あるいは、サイジ
ング処理およびカッテング処理をして製造された。
2. Description of the Related Art Conventionally, carbon fiber chopped strands are:
After converting the polyacrylonitrile-based fiber bundle to a flame-resistant treatment, a carbonization treatment, and a surface treatment to convert it to a carbon fiber bundle,
It has been manufactured by a carbon fiber chopped strand manufacturing apparatus different from the carbon fiber manufacturing apparatus, using as it is or after sizing processing, a material once wound up or shaken down into a can or the like as a starting material. That is, a carbon fiber bundle wound on a bobbin or shaken off by a can is drawn out and subjected to a cutting process or a sizing process and a cutting process.

【0003】また、炭素繊維強化樹脂は、非強化の樹脂
に比較して強度、剛性、寸法安定性にはるかに優れてい
るため、航空機やスポーツ分野等のプレミアム用途に使
われて来たが、近年は建築、土木、エネルギー関係等の
一般産業用途へ需要が拡大してきており、炭素繊維に対
する要求も性能だけでなく価格の低減が大きな課題とな
っている。
[0003] Carbon fiber reinforced resins have been used for premium applications such as aircraft and sports because they have much better strength, rigidity and dimensional stability than non-reinforced resins. In recent years, demand has been expanding to general industrial uses such as construction, civil engineering, and energy, and the demand for carbon fiber has not only been reduced in performance but also in price.

【0004】しかるに、従来の炭素繊維チョップドスト
ランドの製造方法においては、炭素繊維束を製造した
後、一旦ボビンに巻き取ったり、キャンに振り落とした
りして、さらにそれを、炭素繊維チョップドストランド
製造装置に運搬し、再び炭素繊維束を引き出す必要があ
り、工程が多くなるため、製造コストを低減することが
困難であった。
However, in the conventional method of manufacturing a carbon fiber chopped strand, after a carbon fiber bundle is manufactured, it is once wound around a bobbin or shaken down into a can, and then further fed to a carbon fiber chopped strand manufacturing apparatus. And the carbon fiber bundle must be drawn out again, and the number of steps is increased, so that it has been difficult to reduce the production cost.

【0005】なお、ガラス繊維チョップドストランドに
関しては、特開昭49−53922号公報により、紡糸
したガラス繊維を一旦巻き取ることなく、直接被覆剤処
理、カッテング処理をする製造法が知られている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 49-53922 discloses a production method for glass fiber chopped strands, in which a spun glass fiber is directly treated with a coating agent and cut without being wound up.

【0006】かかるガラス繊維チョップドストランドの
製造の場合は、ガラス繊維の製造方法が溶融したガラス
を紡糸するだけの単純な工程であり、しかも紡糸工程が
1糸条単位で処理されるため、ガラス繊維製造工程と被
覆剤処理、カッテング処理工程を直結することは比較的
容易であった。
In the case of producing such glass fiber chopped strands, the method of producing glass fiber is a simple process of spinning molten glass, and the spinning process is performed in units of one yarn. It was relatively easy to directly connect the manufacturing process with the coating agent treatment and cutting process.

【0007】しかしながら、炭素繊維チョップドストラ
ンドの製造においては、炭素繊維の製造方法が、ポリア
クリル系繊維束を耐炎化処理、炭化処理、表面処理と複
数の煩雑な工程の組合せであり、しかも炭素繊維の製造
コストの低減を図るためには、非常に多数本のフィラメ
ントからなる太糸条ポリアクリロニトリル系繊維束を実
質的に無撚の状態で、多数糸条処理する必要があること
から、炭素繊維製造工程とサイジング処理、カッテイン
グ処理工程を直結することは容易なことではなかった。
特に、無撚の太糸条炭素繊維を、そのままサイジング処
理、カッテイング処理すると、炭素繊維糸条がサバケテ
嵩密度の高い炭素繊維チョップドストランドが得られな
い問題があった。そのため、特開平2−129229号
公報で提案されているように、ボビン等に巻き取られた
炭素繊維束を引き出して、サイジング処理、カッテング
処理する従来の炭素繊維チョップドストランドの製造方
法においては、炭素繊維束を引き出す際に、糸条に撚を
与えることにより集束性を高めて、嵩密度の高い炭素繊
維チョップドストランドを製造するのが通常であった。
However, in the production of chopped carbon fiber strands, the method for producing carbon fibers is a combination of a flame-retardant treatment, a carbonization treatment and a surface treatment of a polyacrylic fiber bundle and a plurality of complicated steps. In order to reduce the production cost of carbon fiber, it is necessary to treat a large number of filaments of a polyacrylonitrile fiber bundle composed of a large number of filaments in a substantially untwisted state with a large number of filaments. It was not easy to directly connect the manufacturing process with the sizing and cutting processes.
In particular, when the untwisted thick yarn carbon fiber is subjected to sizing treatment and cutting treatment as it is, there is a problem that the carbon fiber yarn cannot obtain a chopped strand having a high bulk density. Therefore, as proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-129229, a conventional method for producing a carbon fiber chopped strand in which a carbon fiber bundle wound around a bobbin or the like is drawn out, and then subjected to a sizing treatment and a cutting treatment is used. In drawing out a fiber bundle, it has been usual to increase the sizing ability by giving a twist to a yarn to produce a carbon fiber chopped strand having a high bulk density.

【0008】しかるに、炭素繊維製造工程とカッテイン
グ工程を直結する製造方法においては、無撚糸条に工程
途中で撚を与えることが容易ではなかったので、嵩密度
の高い炭素繊維チョップドストランドを得ることは困難
であった。
However, in the production method in which the carbon fiber production step and the cutting step are directly connected, it is not easy to give a twist to the non-twisted yarn in the middle of the step, so that it is difficult to obtain a carbon fiber chopped strand having a high bulk density. It was difficult.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかるは従
来技術の背景に鑑み、嵩密度が高くてコンパウンド性に
優れた、炭素繊維強化複合材料に適した炭素繊維チョッ
プドストランドを提供せんとするものであり、かつ、か
かる炭素繊維チョップドストランドを効率良く製造する
方法を提供せんとするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the background of the prior art, an object of the present invention is to provide a carbon fiber chopped strand having a high bulk density and excellent compoundability and suitable for a carbon fiber reinforced composite material. And a method for efficiently producing such a carbon fiber chopped strand.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、かかる課題を
解決するために、次のような手段を採用するものであ
る。すなわち、本発明の炭素繊維チョップドストランド
の製造方法は、30、000本から350、000本の
フィラメントから構成されるポリアクリロニトリル系繊
維束を、実質的に無撚の状態で、耐炎化処理、炭化処理
および表面処理を行って、炭素繊維束に転換した後、一
旦巻き取ることなく、連続的にサイジング処理およびカ
ッテイング処理を行うことによって、炭素繊維チョップ
ドストランドを製造する際に、該炭素繊維束が、フック
ドロップ法における繊維交絡値(CF値)で10〜70
(1/m)の範囲の集束性を有するものであることを特
徴とするものである。また、本発明の炭素繊維チョップ
ドストランドは、かかる製造方法によって製造された炭
素繊維チョップドストランドであって、かつ、該チョッ
プドストランドの嵩密度が0.4g/ml以上であること
を特徴とするものである。
The present invention employs the following means in order to solve the above-mentioned problems. That is, the method for producing a carbon fiber chopped strand of the present invention comprises a step of subjecting a polyacrylonitrile-based fiber bundle composed of 30,000 to 350,000 filaments to a flame-resistant treatment, After performing the treatment and the surface treatment to convert the carbon fiber bundle into a carbon fiber bundle, the sizing process and the cutting process are continuously performed without winding once, thereby producing the carbon fiber chopped strand. The fiber entanglement value (CF value) in the hook drop method is 10 to 70.
It has a convergence in the range of (1 / m). Further, the carbon fiber chopped strand of the present invention is a carbon fiber chopped strand produced by such a production method, and the bulk density of the chopped strand is 0.4 g / ml or more. is there.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本発明は、前記課題、つまり、嵩
密度が高くてコンパウンド性に優れた、炭素繊維強化複
合材料に適した炭素繊維チョップドストランドについ
て、鋭意検討し、使用する炭素繊維束の集束性を特定な
ものにして製造工程にのせてみたところ、意外にも、か
かる課題を一挙に解決することを究明したものである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The object of the present invention is to provide a carbon fiber bundle having a high bulk density and excellent compounding properties which is suitable for a carbon fiber reinforced composite material. When the convergence was specified and applied to the manufacturing process, it was surprisingly sought to solve such a problem at once.

【0012】本発明において、ポリアクリロニトリル系
繊維束は、30、000本から350、000本のフィ
ラメント、より好ましくは50、000本から200、
000本のフィラメントから構成されているものが使用
される。すなわち、ポリアクリロニロリル系繊維束を構
成するフィラメント数が、30、000本より少ない
と、耐炎化処理、炭化処理、表面処理を行って、炭素繊
維に転換する際の効率が低下するため、低コストのチョ
ップドストランドを製造することが難しいからである。
また、かかるフィラメント数が、350、000本より
多くなると、集束性の良いチョップドストランドを製造
することが難しくなる傾向がでてくる。
In the present invention, the polyacrylonitrile fiber bundle has 30,000 to 350,000 filaments, and more preferably 50,000 to 200,000 filaments.
What consists of 000 filaments is used. That is, when the number of filaments constituting the polyacryloniloryl-based fiber bundle is less than 30,000, the efficiency in converting to carbon fiber by performing the oxidizing treatment, the carbonizing treatment, and the surface treatment is reduced. This is because it is difficult to produce low-cost chopped strands.
If the number of filaments is more than 350,000, it tends to be difficult to produce chopped strands having good convergence.

【0013】本発明において、ポリアクリロニトリル系
繊維束を、耐炎化処理、炭化処理、表面処理して炭素繊
維束に転換する際に、ポリアクリロニトリル系繊維束は
実質的に無撚りの状態で供給される。すなわち、フィラ
メント数が30、000〜350、000本の太糸条の
ポリアクリロニトリル系繊維束を加撚した状態で耐炎化
処理すると、糸条密度が不均一となり、耐炎化反応熱の
制御が困難となり、安定した耐炎化ができにくくなる傾
向がある。
In the present invention, when the polyacrylonitrile-based fiber bundle is converted into a carbon fiber bundle by a flame-proofing treatment, a carbonization treatment, and a surface treatment, the polyacrylonitrile-based fiber bundle is supplied in a substantially untwisted state. You. That is, when the polyacrylonitrile fiber bundle of the thick yarn having 30,000 to 350,000 filaments is twisted in the state of being twisted, the yarn density becomes uneven, and it is difficult to control the heat of the oxidation reaction. And it tends to be difficult to achieve stable flame resistance.

【0014】本発明において、連続的にサイジング処
理、カッテイング処理される前の炭素繊維束の集束性
は、繊維交絡値で10〜70(1/m)、より好ましく
は20〜50(1/m)の範囲であることが必要であ
る。かかる繊維交絡値が10より小さいと、炭素繊維束
の集束性が低すぎるため、嵩密度の高い炭素繊維チョッ
プドストランドを得ることが難しくなる傾向があり、ま
た、該繊維交絡値が70より大きいと、後のサイジング
工程で繊維束の内部までサイジング剤を含浸させにくく
なり、したがって、嵩密度の高い炭素繊維チョップドス
トランドを得ることが難しくなる傾向がある。
In the present invention, the convergence of the carbon fiber bundle before continuous sizing and cutting is 10 to 70 (1 / m), more preferably 20 to 50 (1 / m) in terms of fiber entanglement value. ). If the fiber entanglement value is less than 10, the convergence of the carbon fiber bundle is too low, and it tends to be difficult to obtain a carbon fiber chopped strand having a high bulk density. In the subsequent sizing step, it becomes difficult to impregnate the inside of the fiber bundle with the sizing agent, and therefore, it tends to be difficult to obtain a carbon fiber chopped strand having a high bulk density.

【0015】本発明において、集束性がフックドロップ
法における繊維交絡値(CF値)で10から70(1/
m)範囲の炭素繊維束を得るための方法として、繊維交
絡値が20〜100(1/m)の範囲、より好ましくは
30〜90(1/m)の範囲の耐炎化繊維束を炭化処
理、表面処理する方法や、繊維交絡値が20〜100
(1/m)の範囲、より好ましくは30〜90(1/
m)の範囲のポリアクリロニトリル系繊維束を耐炎化処
理、炭化処理、表面処理する方法等を採用することがで
きる。
In the present invention, the convergence is 10 to 70 (1/1) as the fiber entanglement value (CF value) in the hook drop method.
m) As a method for obtaining a carbon fiber bundle in the range, a carbon entangled fiber bundle having a fiber entanglement value in the range of 20 to 100 (1 / m), more preferably 30 to 90 (1 / m) is carbonized. , Surface treatment method and fiber entanglement value is 20-100
(1 / m), more preferably 30 to 90 (1 / m).
A method of subjecting the polyacrylonitrile-based fiber bundle in the range of m) to oxidization treatment, carbonization treatment, surface treatment, or the like can be employed.

【0016】本発明において、繊維交絡値が20〜10
0(1/m)の範囲の耐炎化繊維を得るための方法とし
ては、繊維交絡値が20〜100(1/m)の範囲のポ
リアクリロニトリル系繊維束を耐炎化処理する方法や、
耐炎化繊維束にエアー交絡処理をする方法等を採用する
ことができる。
In the present invention, the fiber entanglement value is 20 to 10
Examples of a method for obtaining a flame-resistant fiber in the range of 0 (1 / m) include a method of flame-proofing a polyacrylonitrile-based fiber bundle having a fiber entanglement value of 20 to 100 (1 / m),
A method of performing air entanglement treatment on the oxidized fiber bundle can be employed.

【0017】本発明において、繊維交絡値が20〜10
0(1/m)の範囲のポリアクリロニトリル系繊維束を
得るための方法としては、ポリアクリロニトリル系繊維
束を紡糸する際に凝固浴や、水洗浴において浴液の流れ
により繊維束を構成するフィラメントを交絡する方法や
ポリアクリロニトリル系繊維束にエアー交絡処理をする
方法等を採用することができる。
In the present invention, the fiber entanglement value is 20 to 10
As a method for obtaining a polyacrylonitrile-based fiber bundle in the range of 0 (1 / m), there are a coagulation bath when spinning the polyacrylonitrile-based fiber bundle and a filament constituting the fiber bundle by a flow of a bath solution in a washing bath. And a method of performing air entanglement treatment on the polyacrylonitrile fiber bundle.

【0018】本発明において、エアー交絡処理とは、繊
維束に対して直角方向から空気等の流体を高速で吹き付
ける処理を意味するものである。
In the present invention, the air entanglement treatment means a treatment of blowing a fluid such as air at a high speed from a direction perpendicular to the fiber bundle.

【0019】本発明において、耐炎化処理は、ロール上
ポリアクリロニトリル系繊維束密度が3〜10KD/mm
の範囲、より好ましくは4〜8KD/mmの範囲で行われ
る。すなわち、ロール上繊維束密度が3KD/mmより小
さいと、耐炎化処理の効率が低く、コストの低い炭素繊
維チョップドストランドが得られにくい。また、10K
D/mmより大きいと、耐炎化反応熱の制御がむずかし
く、安定した耐炎化ができくくなる。
In the present invention, the oxidizing treatment is carried out when the polyacrylonitrile fiber bundle density on the roll is 3 to 10 KD / mm.
, More preferably in the range of 4 to 8 KD / mm. That is, when the fiber bundle density on a roll is less than 3 KD / mm, the efficiency of the oxidizing treatment is low, and it is difficult to obtain a low-cost carbon fiber chopped strand. Also, 10K
If it is larger than D / mm, it is difficult to control the heat of reaction for flame resistance, and stable flame resistance cannot be obtained.

【0020】本発明において、炭化処理は、ロール上耐
炎化繊維束密度が3KD/mm〜20KD/mmの範囲、よ
り好ましくは4〜20KD/mmの範囲で行われる。すな
わち、ロール上耐炎化繊維束密度が3KD/mmより小さ
いと、炭化処理の効率が低く、コストの安い炭素繊維チ
ョップドストランドが得られにくくなるし、また、20
KD/mmより大きいと、炭化で発生する排ガスが繊維束
内から抜けにくくなり、炭素繊維の強度が低くなる傾向
がある。
In the present invention, the carbonization treatment is carried out at a density of the oxidized fiber bundle on a roll in the range of 3 KD / mm to 20 KD / mm, more preferably in the range of 4 to 20 KD / mm. That is, when the density of the oxidized fiber bundle on the roll is smaller than 3 KD / mm, the efficiency of carbonization treatment is low, and it becomes difficult to obtain a low-cost carbon fiber chopped strand.
If it is larger than KD / mm, it becomes difficult for exhaust gas generated by carbonization to escape from the fiber bundle, and the strength of the carbon fiber tends to be low.

【0021】本発明において、表面処理は、酸やアルカ
リ等の水溶液中で炭素繊維束を陽極として、水の電気分
解で発生する発生期の酸素で酸化するなどの通常の方法
が使用される。
In the present invention, the surface treatment is carried out by a usual method such as oxidizing with a nascent oxygen generated by electrolysis of water using a carbon fiber bundle as an anode in an aqueous solution of an acid or alkali.

【0022】本発明において、耐炎化繊維束を、そのま
ま1糸条づつ連続的に炭化処理、サイジング処理、カッ
テイング処理して、炭素繊維チョップドストランドを製
造してもよいが、複数の糸条を合糸して、60、000
本〜350、000本のフィラメントから構成される耐
炎化繊維束とした後、炭化処理、サイジング処理、カッ
テイング処理して、より太い炭素繊維チョップドストラ
ンドを製造することがより好ましい。これは、ポリアク
リロニトリル系繊維束を耐炎化処理する工程に適した糸
条の太さと、炭化処理工程やカッティング工程に適した
糸条の太さが必ずしも一致しないためである。すなわ
ち、カッティング工程は、耐炎化処理工程や炭化処理工
程に比較して、太い糸条で行うのに問題が少ないため、
できるだけ太い糸条で行うことにより、カッティング装
置の数を減らすことができ、それだけカッティング工程
の効率を高くすることができるというメリットがある。
In the present invention, a carbon fiber chopped strand may be produced by continuously carbonizing, sizing, and cutting the oxidized fiber bundle one yarn at a time as it is. Thread, 60,000
It is more preferable to produce a thicker carbon fiber chopped strand by performing carbonization treatment, sizing treatment, and cutting treatment after forming an oxidized fiber bundle composed of 1 to 350,000 filaments. This is because the thickness of the yarn suitable for the step of subjecting the polyacrylonitrile-based fiber bundle to flame-proofing does not always match the thickness of the yarn suitable for the carbonizing step or the cutting step. In other words, the cutting process is less problematic to perform with a thick yarn than the flame-resistant treatment process and the carbonization treatment process,
By using as thick a thread as possible, there is an advantage that the number of cutting devices can be reduced and the efficiency of the cutting process can be increased accordingly.

【0023】本発明において、炭素繊維束に転換された
糸条を、そのまま1糸条づつ連続的にサイジング剤処
理、カッテング処理して炭素繊維チョップドストランド
を製造してもよいが、複数の糸条を合糸して、60、0
00本〜350、000本のフィラメントから構成され
る炭素繊維束とした後、サイジング剤処理、カッテング
処理をして、より太い炭素繊維チョップドストランドを
製造することがより好ましい。この点は、前記耐炎化繊
維束の場合と同じく、ポリアクリロニトリル系繊維束を
耐炎化処理、炭化処理、表面処理して炭素繊維束に転換
する工程に適した糸条の太さと、チョップドストランド
の最適の太さが必ずしも一致しないためであり、同様に
カッティング工程の効率を高くすることができるもので
ある。
In the present invention, a carbon fiber chopped strand may be produced by continuously treating a yarn converted into a carbon fiber bundle one by one with a sizing agent and a cutting treatment. And 60, 0
After forming a carbon fiber bundle composed of 00 to 350,000 filaments, it is more preferable to perform a sizing treatment and a cutting treatment to produce a thicker carbon fiber chopped strand. This point is similar to the case of the above-mentioned flame-resistant fiber bundle, and the thickness of the yarn suitable for the step of converting the polyacrylonitrile-based fiber bundle into a carbon fiber bundle by performing a flame-resistant treatment, a carbonization treatment, and a surface treatment, and the chopped strand This is because the optimum thicknesses do not always match, and similarly, the efficiency of the cutting step can be increased.

【0024】本発明において、サイジング処理後に乾燥
処理を行って、その後にカッテイング処理して、チョッ
プドストランドを製造してもよいが、サイジング処理後
にカッテイング処理を行って、その後に乾燥処理して、
チョップドストランドを製造することがより好ましい。
In the present invention, a chopped strand may be manufactured by performing a drying process after the sizing process and then performing a cutting process. However, the cutting process is performed after the sizing process, and then the drying process is performed.
It is more preferred to produce chopped strands.

【0025】これは、乾燥後にカッテイング処理する場
合にはカッテイング時のセン断力でチョップドストラン
ドが割れて集束性が低下するのに対して、サイジング剤
で濡れた状態でカッテイング処理する場合には、炭素繊
維束の集束性が高く、かつ、炭素繊維束が柔軟であるた
め、カッテイング時のセン断力でチョップドストランド
が割れにくいためである。
This is because when the cutting treatment is performed after drying, the chopped strands are broken by the shearing force at the time of cutting and the convergence is reduced, whereas when the cutting treatment is performed in a wet state with a sizing agent, This is because the carbon fiber bundle has a high convergence and the carbon fiber bundle is flexible, so that the chopped strand is hard to be broken by the shearing force during cutting.

【0026】本発明において、サイジング剤処理後にカ
ッテイング処理を行って、その後に乾燥処理を行う際
に、乾燥方法は通常行われる熱風や輻射熱等で行なわれ
るが、その際カットされた繊維束に振動を与えつつ行う
ことがより好ましい。これは、振動を与えつつ乾燥する
と、乾燥効率が大幅に向上し、短時間で乾燥が可能とな
るためである。かかる振動条件としては、振動数1〜3
0サイクル/秒、振幅3〜10mmの範囲が好ましい。ま
た、乾燥温度としては、サイジング剤が分解しない温度
であることが望ましく、好ましくは130〜250℃の
範囲の温度条件が採用される。
In the present invention, when the cutting treatment is performed after the sizing agent treatment, and then the drying treatment is performed, the drying method is usually performed with hot air or radiant heat. It is more preferable to perform while giving. This is because when drying while applying vibration, the drying efficiency is greatly improved, and drying can be performed in a short time. Such vibration conditions include a frequency of 1 to 3
A range of 0 cycle / second and an amplitude of 3 to 10 mm is preferable. The drying temperature is preferably a temperature at which the sizing agent does not decompose, and a temperature condition in the range of 130 to 250C is preferably employed.

【0027】本発明におけるサイジング剤としては、集
束性を付与できるものであれば、熱硬化性樹脂、熱可塑
性樹脂の何れでもよい。例えば、ウレタン樹脂、エポキ
シ樹脂、ウレタン変性エポキシ樹脂、エポキシ変性ウレ
タン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカ
ーボネイト樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルイミド
樹脂、ビスマレイド樹脂、ポリサルホン樹脂等を使用す
ることができ、これらの樹脂は、単体、混合物、あるい
は、それらに添加剤を加えた形で使用される。かかるサ
イジング剤の付与方法は、走行する炭素繊維束をサイジ
ング剤の溶液あるいは分散液中に浸漬するデイップ方
式、ローラ表面に付着したサイジング剤に接触させるキ
スロール方式、または、ガイド給油方式等のいずれの方
式をも使用することができる。また、かかるサイジング
剤の付着量は、好ましくは1〜10%、より好ましくは
2〜6%の範囲であるのがよい。
As the sizing agent in the present invention, any of a thermosetting resin and a thermoplastic resin may be used as long as it can impart convergence. For example, urethane resin, epoxy resin, urethane-modified epoxy resin, epoxy-modified urethane resin, polyester resin, polyamide resin, polycarbonate resin, polyimide resin, polyetherimide resin, bismaleide resin, polysulfone resin and the like can be used. The resin is used alone, in a mixture, or in a form in which an additive is added thereto. Such a method for applying the sizing agent may be any of a dip method in which the traveling carbon fiber bundle is immersed in a solution or dispersion of the sizing agent, a kiss roll method in which the sizing agent adheres to the roller surface, or a guide lubrication method. Schemes can also be used. Further, the amount of the sizing agent attached is preferably in the range of 1 to 10%, more preferably 2 to 6%.

【0028】本発明におけるカッテイング処理は、ロー
ビングカッター、ギロチンカッター、ECカッター等が
用いられる。なお、ロービングカッターとは、ロール上
に複数の刃が取り付けられたカッターロールと、切断す
るためカッターロールに押し当てられるゴムコーティン
グされたアンビルロールと、切断部に繊維束を供給する
アンビルロールに押し当てられたニップロールからなる
ものを言う。
For the cutting process in the present invention, a roving cutter, a guillotine cutter, an EC cutter or the like is used. A roving cutter is a cutter roll with a plurality of blades mounted on a roll, a rubber-coated anvil roll pressed against the cutter roll for cutting, and an anvil roll that supplies a fiber bundle to the cutting section. It consists of a nip roll applied.

【0029】本発明のかかる製造方法によって得られる
炭素繊維チョップドストランドは、0.40g/ml以
上、好ましくは0.45g/ml以上であるという高い嵩
密度を有するとこが特徴的である。
The chopped carbon fiber strand obtained by the production method of the present invention is characterized by having a high bulk density of 0.40 g / ml or more, preferably 0.45 g / ml or more.

【0030】これは、炭素繊維チョップドストランドを
用いて熱可塑性樹脂をマトリックスとした炭素繊維強化
樹脂の製造方法において、チョプドストランドを押出機
に供給し、溶融樹脂と混練して、ペレット化し、その後
ペレットを射出成形して成形品とするのが通常である
が、ペレット化の工程でチョップドストランドを押出機
の中に定量的に安定供給するためには、チョップドスト
ランドの嵩密度が0.40g/ml以上、さらに好ましく
は0.45g/ml以上であるのがよい。すなわち、チョ
ップドストランドの嵩密度が0.4g/ml未満の低いも
のであると、ペレット化の工程では、チョップドストラ
ンドをホッパーに入れ、スクリューフィルダーなどによ
り、押出機に連続的に自動計量しながら供給するが、そ
の際、せん断力を受けるため、チョップドストランドが
解繊され易く、ファイバーボールが生じ、流動性が低下
し、押出機へ該チョップドストランドを移送することが
できなくなるのである。
This is a method of producing a carbon fiber reinforced resin using a thermoplastic resin as a matrix by using a carbon fiber chopped strand. In the method, the chopped strand is supplied to an extruder, kneaded with a molten resin, and pelletized. Usually, the pellets are injection-molded into a molded product. In order to quantitatively and stably supply the chopped strands to the extruder in the pelletizing step, the bulk density of the chopped strands is 0.40 g /. It is preferably at least 0.4 ml / ml, more preferably at least 0.45 g / ml. That is, if the chopped strand has a low bulk density of less than 0.4 g / ml, in the pelletizing step, the chopped strand is put into a hopper and fed to the extruder continuously and automatically by a screw filter or the like. However, at that time, since the chopped strand is subjected to a shearing force, the chopped strand is easily defibrated, fiber balls are generated, the fluidity is reduced, and the chopped strand cannot be transferred to the extruder.

【0031】[0031]

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳しく
説明する。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples.

【0032】本発明においては、繊維束の集束性をフッ
クドロップ法による交絡値(CF値)で規定している
が、フックドロップ法による交絡値の測定方法は以下の
通りである。
In the present invention, the convergence of the fiber bundle is defined by the entanglement value (CF value) by the hook drop method. The method of measuring the entanglement value by the hook drop method is as follows.

【0033】すなわち、繊維束に200gの重りを付け
てぶらさげる。その繊維束に10gの重りを付けた鉤針
を刺し、落下する距離を測定する。50回測定し、最大
の値から大きい順に10個、最小の値から小さい順に1
0個を除いた、残り30個の値の平均値をX(cm)と
し、下式より交絡値(CF値)を求める。
That is, the fiber bundle is hung with a weight of 200 g. The fiber bundle is pierced with a hook having a weight of 10 g, and the falling distance is measured. Measured 50 times, 10 from the largest value to the largest, 1 from the smallest value to the smallest
An average value of the remaining 30 values excluding 0 is defined as X (cm), and a confounding value (CF value) is obtained from the following equation.

【0034】CF値=100/X (1/m) 繊維束が捲縮を有するポリアクリロニトリル系繊維束の
場合には、その捲縮を除去した後、フックドロップ法の
測定をする。捲縮を除去する方法は、繊維束を手で引っ
張って伸ばしておき、約120度のアイロンを約15秒
間押し当てる。
CF value = 100 / X (1 / m) When the fiber bundle is a polyacrylonitrile-based fiber bundle having crimps, the crimp is removed and the measurement is performed by the hook drop method. In the method of removing the crimp, the fiber bundle is pulled by hand and stretched, and an iron of about 120 degrees is pressed for about 15 seconds.

【0035】また、炭素繊維束の場合は、サイジング剤
の付着していない状態で測定すると、糸がサバケて安定
した値が得にくいため、下記エポキシ樹脂系サイジング
剤を0.8〜1.2Wt%の範囲で付着させた状態で測
定する。 <サイジング剤の組成> ビスフェノールA型エポキシ樹脂 74Wt% (油化シェルエポキシ社製EP834タイプ=39Wt%、EP1001タイ プ=35Wt%) ペンタエリスリトールテトラオレート(油剤) 6Wt% トリベンジル化フェニルPEG(ノニオン系乳化剤) 20Wt% <サイジング方法>上記サイジング組成物の3Wt%水
分散液に炭素繊維束を浸漬した後、180〜190℃の
熱風で、10〜20分間乾燥して、水分率を0.1%以
下に調整する。
In the case of a carbon fiber bundle, when measured in a state where the sizing agent is not adhered, the yarn is soaked that it is difficult to obtain a stable value. % Is measured in the state of being adhered. <Composition of the sizing agent> Bisphenol A type epoxy resin 74 Wt% (EP834 type manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd. = 39 Wt%, EP1001 type = 35 Wt%) Pentaerythritol tetraolate (oil agent) 6 Wt% Tribenzylated phenyl PEG (nonionic emulsifier) 20 Wt% <Sizing method> After immersing the carbon fiber bundle in a 3 Wt% aqueous dispersion of the above sizing composition, it is dried with hot air at 180 to 190 ° C for 10 to 20 minutes to reduce the moisture content to 0.1% or less. Adjust to

【0036】本発明において、炭素繊維チョップドスト
ランドの嵩密度は以下の方法で測定する。500mlのメ
スシリンダーに約200mlの炭素繊維チョップドストラ
ンドを入れ、このメスシリンダーを3cmの高さから1
0回落下させた後メスシリンダー内の炭素繊維チョップ
ドストランドの体積(V ml)を読みとる。メスシリン
ダー内の炭素繊維チョップドストランドの重量(W
g)を測定する。嵩密度をW/V(g/ml)で求める。 実施例1 アクリロニトリル96.4モル%、アクリル酸メチル3
モル%、イタコン酸アンモニウム0.6モル%共重合し
たポリアクリロニトリル系重合体のジメチルスルホキシ
ド(DMSO)20wt%溶液を、30℃、60%のD
MSO水溶液中にホール数70、000の口金から紡出
した。繊維束を熱水中で延伸.水洗した後、工程油剤を
付与、乾燥緻密化し、さらに仕上げ油剤を付与、捲縮付
与をおこなってフィラメント数70、000本の単糸デ
ニールが1.5dのポリアクリロニトリル系繊維束を得
た。
In the present invention, the bulk density of the carbon fiber chopped strand is measured by the following method. About 200 ml of carbon fiber chopped strand is placed in a 500 ml measuring cylinder, and the measuring cylinder is moved from a height of 3 cm to 1 m.
After dropping 0 times, the volume (V ml) of the carbon fiber chopped strand in the measuring cylinder is read. Weight of carbon fiber chopped strand in measuring cylinder (W
g) is measured. The bulk density is determined in W / V (g / ml). Example 1 Acrylonitrile 96.4 mol%, methyl acrylate 3
A 20% by weight solution of a polyacrylonitrile-based polymer in dimethyl sulfoxide (DMSO) copolymerized with 0.6% by mole of ammonium itaconate and 0.6% by mole of ammonium itaconate was added at 30 ° C. and 60% of D
Spinning was carried out from a die having 70,000 holes in an aqueous MSO solution. The fiber bundle is drawn in hot water. After washing with water, a process oil was applied, dried and densified, a finishing oil was applied, and a crimp was applied to obtain a polyacrylonitrile fiber bundle having 70,000 filaments and 1.5 d single denier 1.5 denier.

【0037】このポリアクリロニトリル系繊維束の繊維
交絡値は16(1/m)であった。このポリアクリロニ
トリル系繊維束を220〜230℃の加熱空気中でロー
ル上繊維束密度7KD/mmで120分間無撚りの状態で
耐炎化処理、耐炎化繊維束へのエアー交絡処理、最高温
度1400℃の窒素雰囲気中での炭化処理、表面処理、
サイジング剤処理、カッテイング処理、乾燥処理を連続
的に行って、カット長約6mmの炭素繊維チョップドスト
ランドを得た。
The fiber entanglement value of this polyacrylonitrile fiber bundle was 16 (1 / m). The polyacrylonitrile-based fiber bundle is subjected to a flame-proof treatment in a heated air at 220 to 230 ° C. at a fiber bundle density of 7 KD / mm on a roll for 120 minutes in a non-twist state, an air entangling treatment to the flame-resistant fiber bundle, a maximum temperature of 1400 ° C. Carbonization and surface treatment in a nitrogen atmosphere
A sizing agent treatment, a cutting treatment and a drying treatment were successively performed to obtain a carbon fiber chopped strand having a cut length of about 6 mm.

【0038】ここで、耐炎化繊維束へのエアー交絡処理
は、高圧空気を吹き付けるための直径2mmの穴を360
度方向に60度刻みに6ヶ配置したリング状の処理器の
中に耐炎化繊維束を通過させ、圧力0.8kgf/mm2
の空気を吹き付けることによって行った。
Here, the air entanglement treatment for the oxidized fiber bundle is performed by forming a hole having a diameter of 2 mm for blowing high-pressure air into the fiber bundle.
The oxidized fiber bundle is passed through a ring-shaped treatment device arranged at intervals of 60 degrees in the degree direction at a pressure of 0.8 kgf / mm 2.
Was performed by blowing air.

【0039】エアー交絡処理前後の繊維交絡値は、それ
ぞれ18および65(1/m)であった。
The fiber entanglement values before and after the air entanglement treatment were 18 and 65 (1 / m), respectively.

【0040】また、得られた炭素繊維束の繊維交絡値は
25(1/m)、ストランド強度は360Kgf/m
m2 、ストランド弾性率は23、5tf/mm2 であっ
た。サイジング処理は、ウレタン系樹脂を微分散した水
中に炭素繊維束を通過させて、ウレタン系樹脂を約3%
付着させた。カッテイング処理は、カートリッジカッタ
ーを用いた。乾燥は、振動型乾燥機を用い、振動数16
サイクル/秒、振幅5mmの振動を与えつつ、190℃熱
風中で4分間行った。
The fiber entanglement value of the obtained carbon fiber bundle was 25 (1 / m), and the strand strength was 360 kgf / m.
m 2 , and strand elastic modulus were 23, 5 tf / mm 2 . The sizing process involves passing the carbon fiber bundle through water in which the urethane resin is finely dispersed to reduce the urethane resin by about 3%.
Attached. For the cutting process, a cartridge cutter was used. Drying was carried out using a vibratory drier, with a vibration
The test was performed in 190 ° C. hot air for 4 minutes while giving a vibration having a cycle / second and an amplitude of 5 mm.

【0041】得られた炭素繊維チョップドストランドの
嵩密度は、0、49g/mlであった。本チョップドスト
ランドを、ホッパー容量300Lの押出機を用いてナイ
ロン樹脂にコンパウンドしたところ、ホッパー内の流動
性は良好であった。 実施例2 実施例1で得られたのと同じポリアクリロニトリル系繊
維束にエアー圧力1.0Kgf/mm2 でエアー交絡処理
を行って得た繊維交絡値が60(1/m)のポリアクリ
ロニトリル系繊維束を用いたことと、耐炎化繊維束への
エアー交絡処理を行わなかったこと以外は実施例1と同
様にして炭素繊維チョップドストランドを作製した。
The bulk density of the obtained chopped carbon fiber strand was 0.49 g / ml. When this chopped strand was compounded with a nylon resin using an extruder having a hopper capacity of 300 L, the fluidity in the hopper was good. Example 2 The same polyacrylonitrile-based fiber bundle obtained in Example 1 was subjected to an air-entanglement treatment at an air pressure of 1.0 kgf / mm 2 to obtain a polyacrylonitrile-based fiber having a fiber entanglement value of 60 (1 / m). A carbon fiber chopped strand was produced in the same manner as in Example 1 except that the fiber bundle was used and the air entanglement treatment was not performed on the flame-resistant fiber bundle.

【0042】得られた炭素繊維チョップドストランドの
嵩密度は0.45g/mlであった。 比較例1 実施例1で得られたのと同じポリアクリロニトリル系繊
維束に1m当たり5ターンの撚りを掛けて、実施例1と
同じ条件で耐炎化処理を行ったところ、耐炎化炉内で糸
が破断したため、炭素繊維束を得ることができなかっ
た。 比較例2 実施例1において、耐炎化繊維束にエアー交絡処理を行
わない以外は、実施例1と同様にして、チョップドスト
ランドを得た。
The bulk density of the obtained chopped carbon fiber strand was 0.45 g / ml. Comparative Example 1 The same polyacrylonitrile-based fiber bundle obtained in Example 1 was twisted for 5 turns per 1 m, and subjected to oxidization treatment under the same conditions as in Example 1. Was broken, so that a carbon fiber bundle could not be obtained. Comparative Example 2 A chopped strand was obtained in the same manner as in Example 1 except that the air-entangled treatment was not performed on the oxidized fiber bundle.

【0043】得られたチョップドストランドの嵩密度は
0.34と低かった。本チョップドストランドを、ホッ
パー容量300Lの押出機を用いてナイロン樹脂にコン
パウンドしたところ、流動性が悪く、閉塞を起こして、
安定したプロセスができなかった。なお、炭素繊維束の
繊維交絡値は8(1/m)であった。 比較例3 実施例2において、ポリアクリロニトリル系繊維束にエ
アー処理をする際のエアー圧力を2.5Kgf/mm2
した以外は実施例2と同様にして、チョップドストラン
ドを得た。
The bulk density of the obtained chopped strand was as low as 0.34. When this chopped strand was compounded into nylon resin using an extruder with a hopper capacity of 300 L, the flowability was poor, causing blockage,
A stable process was not possible. The fiber entanglement value of the carbon fiber bundle was 8 (1 / m). Comparative Example 3 A chopped strand was obtained in the same manner as in Example 2, except that the air pressure when air-treating the polyacrylonitrile fiber bundle was changed to 2.5 kgf / mm 2 .

【0044】得られたチョップドストランドの嵩密度は
0.37と低かった。調べたところ、サイジング剤の炭
素繊維束ないへの浸透が不足していることが認められ
た。なお、エアー処理後のポリアクリロニトリル系繊維
束、耐炎化繊維束、炭素繊維束の交絡値は、それぞれ、
110、120、75(1/m)であった。 実施例3 実施例1と同様にして炭素繊維束に転換した後、実施例
1と同じサイジング剤を約3%付着乾燥した後、カッテ
イング処理をしてチョップドストランドを得た。
The bulk density of the obtained chopped strand was as low as 0.37. Upon examination, it was confirmed that the penetration of the sizing agent into the carbon fiber bundle was insufficient. The entanglement values of the polyacrylonitrile fiber bundle, the oxidized fiber bundle, and the carbon fiber bundle after the air treatment are respectively
110, 120 and 75 (1 / m). Example 3 After converting into a carbon fiber bundle in the same manner as in Example 1, about 3% of the same sizing agent as in Example 1 was applied and dried, followed by cutting to obtain a chopped strand.

【0045】得られたチョップドストランドの嵩密度は
0.42であった。 実施例4 アクリロニトリル97.6モル%、アクリル酸メチル2
モル%、イタコン酸アンモニウム0.4モル%共重合し
たポリアクリロニトリル系重合体のヂメチルスルホキシ
ド(DMSO)20wt%溶液を、30℃、60%のD
MSO水溶液中にホール数50、000の口金から紡出
した。繊維束を熱水中で延伸.水洗した後、工程油剤を
付与、乾燥緻密化し、さらに仕上げ油剤を付与、捲縮付
与をおこなってフィラメント数50、000の単糸デニ
ールが1.5dのポリアクリロニトリル系繊維束を得
た。
The bulk density of the obtained chopped strand was 0.42. Example 4 Acrylonitrile 97.6 mol%, methyl acrylate 2
A 20% by weight solution of a polyacrylonitrile-based polymer copolymerized with 0.4% by mole of ammonium itaconate and 0.4% by mole of ammonium itaconate was added at 30 ° C. and 60% D
It was spun from a die having 50,000 holes into an aqueous MSO solution. The fiber bundle is drawn in hot water. After washing with water, a process oil was applied, dried and densified, a finishing oil was applied, and a crimp was applied to obtain a polyacrylonitrile fiber bundle having 50,000 filaments and 1.5 d single yarn denier.

【0046】このポリアクリロニトリル系繊維束の繊維
交絡値は15(1/m)であった。このポリアクリロニ
トリル系繊維束を220〜230℃の加熱空気中でロー
ル上ポリアクリロニトリル系繊維束密度5KD/mmで1
20分間無撚りの状態で耐炎化処理、耐炎化繊維束への
エアー交絡処理、最高温度1400℃の窒素雰囲気中で
の炭化処理、表面処理、サイジング剤処理、カッテイン
グ処理、乾燥処理を連続的に行って、カット長約6mmの
炭素繊維チョップドストランドを得た。
The fiber entanglement value of this polyacrylonitrile fiber bundle was 15 (1 / m). The polyacrylonitrile-based fiber bundle is rolled in a heated air at 220 to 230 ° C at a density of 5 KD / mm.
20 minutes of non-twisting in a non-twisted state, flame proofing treatment, air entanglement treatment on the fiber proofing fiber bundle, carbonization treatment in nitrogen atmosphere at a maximum temperature of 1400 ° C, surface treatment, sizing agent treatment, cutting treatment and drying treatment continuously As a result, a carbon fiber chopped strand having a cut length of about 6 mm was obtained.

【0047】ここで、耐炎化繊維束へのエアー交絡処理
は、実施例1と同様の方法で、エアー圧力1.5kgf
/mm2 で行った。エアー交絡処理前後の繊維交絡値は、
それぞれ20および85(1/m)であった。
Here, the air entanglement treatment for the oxidized fiber bundle is carried out in the same manner as in Example 1 by using an air pressure of 1.5 kgf.
/ Mm 2 . The fiber entanglement value before and after the air entanglement process is
They were 20 and 85 (1 / m), respectively.

【0048】また、得られた炭素繊維束の繊維交絡値は
45(1/m)、ストランド強度は380Kgf/m
m2 、ストランド弾性率は24、0tf/mm2 であっ
た。サイジング処理は、ウレタン系樹脂を微分散した水
中に炭素繊維束を通過させて、ウレタン系樹脂を約3%
付着させた。カッテイング処理は、カートリッジカッタ
ーを用いた。乾燥は、振動型乾燥機を用い、振動数16
サイクル/秒、振幅5mmの振動を与えつつ、190℃の
熱風中で3分間行った。
The fiber entanglement value of the obtained carbon fiber bundle was 45 (1 / m), and the strand strength was 380 kgf / m.
m 2 , and strand elastic modulus were 24.0 tf / mm 2 . The sizing process involves passing the carbon fiber bundle through water in which the urethane resin is finely dispersed to reduce the urethane resin by about 3%.
Attached. For the cutting process, a cartridge cutter was used. Drying was carried out using a vibratory drier and at a vibration frequency of 16
The test was carried out in 190 ° C. hot air for 3 minutes while giving a vibration having a cycle / second and an amplitude of 5 mm.

【0049】得られた炭素繊維チョップドストランドの
嵩密度は、0、53g/mlであった。 実施例5 実施例3と同じポリアクリロニトリル系繊維束を用い
て、実施例2と同様の方法でポリアクリロニトリル系繊
維束にエアー圧力1.0Kgf/mm2 でエアー処理を行
った後、実施例3と同様にして炭素繊維束に転換し、炭
素繊維束を2本合糸て100、000本の炭素繊維束と
した状態で実施例3と同様にしてサイジング剤処理、カ
ッテイング処理、乾燥処理を行って、チョップドストラ
ンドを得た。
The bulk density of the obtained chopped carbon fiber strand was 0.53 g / ml. Example 5 Using the same polyacrylonitrile-based fiber bundle as in Example 3, the polyacrylonitrile-based fiber bundle was subjected to air treatment at an air pressure of 1.0 kgf / mm 2 in the same manner as in Example 2, and then subjected to Example 3. The sizing agent treatment, the cutting treatment, and the drying treatment were performed in the same manner as in Example 3 in a state where the carbon fiber bundle was converted into a carbon fiber bundle in the same manner as in Example 3 and two carbon fiber bundles were combined into 100,000 carbon fiber bundles. I got a chopped strand.

【0050】得られたチョップドストランドの嵩密度は
0.44g/mlであった。 実施例6 実施例3と口金のホール数を35、000に変えた以外
は、同様にしてフィラメント数35、000本のポリア
クリロニトリル系繊維束を得た。このポリアクリロニト
リル系繊維束を用いて、ロール上のポリアクリロニトリ
ル系繊維束密度が3、5KD/mmであること以外は実施
例3と同様にして耐炎化繊維束に転換した後、耐炎化繊
維束を2本合糸して70、000本の耐炎化繊維束と
し、エアー圧力1.2Kgf/mm2 で交絡処理を行った
後、実施例3と同様にしてチョップドストランドを得
た。
The bulk density of the obtained chopped strand was 0.44 g / ml. Example 6 A polyacrylonitrile-based fiber bundle having 35,000 filaments was obtained in the same manner as in Example 3 except that the number of holes in the die was changed to 35,000. This polyacrylonitrile-based fiber bundle was converted into a flame-resistant fiber bundle in the same manner as in Example 3, except that the density of the polyacrylonitrile-based fiber bundle on the roll was 3, 5 KD / mm. Was combined into two bundles to obtain 70,000 flame-retardant fiber bundles, which were entangled at an air pressure of 1.2 kgf / mm 2 , and then chopped strands were obtained in the same manner as in Example 3.

【0051】得られたチョップドストランドの嵩密度は
0.51g/mlであった。 実施例7 実施例1と製糸の途中で糸条を2本合糸すること以外は
同様の方法で、フィラメント数140、000本のポリ
アクリロニトリル系繊維束を得た。本ポリアクリロニト
リル系繊維束を用いて、ロール上のポリアクリロニトリ
ル系繊維束密度7KD/mmで実施例1と同様にして耐炎
化繊維束に転換し、実施例1と同様の方法でエアー圧力
1.0Kgf/mm2 でエアー処理をし、その後の工程も
実施例1と同様にしてチョップドストランドを得た。
[0051] The bulk density of the obtained chopped strand was 0.51 g / ml. Example 7 A polyacrylonitrile fiber bundle having 140,000 filaments was obtained in the same manner as in Example 1 except that two yarns were combined in the middle of the yarn production. Using the present polyacrylonitrile-based fiber bundle, a polyacrylonitrile-based fiber bundle on a roll was converted to an oxidized fiber bundle in the same manner as in Example 1 at a density of 7 KD / mm. Air treatment was performed at 0 kgf / mm 2 , and the subsequent steps were performed in the same manner as in Example 1 to obtain a chopped strand.

【0052】得られたチョップドストランドの嵩密度は
0.44g/mlであった。なお、耐炎化繊維束のエアー
処理前後の繊維交絡値は、それぞれ、20、60(1/
m)であった。炭素繊維束の繊維交絡値は22であっ
た。 実施例8 実施例7とカッテイング後の乾燥処理を振動乾燥法を用
いなっかた以外は同様にしてチョップドストランドを作
製した。振動乾燥法を用いなかったため、乾燥するのに
190℃で8分間を要した。
The bulk density of the obtained chopped strand was 0.44 g / ml. The fiber entanglement values before and after the air treatment of the oxidized fiber bundle were 20, 60 (1/1), respectively.
m). The fiber entanglement value of the carbon fiber bundle was 22. Example 8 A chopped strand was produced in the same manner as in Example 7, except that the drying treatment after cutting was not performed by using the vibration drying method. Since the vibration drying method was not used, it took 8 minutes at 190 ° C. to dry.

【0053】得られたチョップドストランドの嵩密度は
0.40g/mlであった。 実施例9 実施例7と製糸の途中で糸条を3本合糸すること以外は
同様にして、フィラメント数210、000本のポリア
クリロニトリル系繊維束を得た。本ポリアクリロニトリ
ル系繊維束を用いて、ロール上のポリアクリロニトリル
系繊維束密度を9KD/mmで210〜220℃で300
分間無撚りの状態で耐炎化処理して耐炎化繊維束に転換
し、実施例1と同様の方法でエアー圧力1.5Kgf/
mm2 でエアー処理をし、その後の工程も実施例1と同様
にしてチョップドストランドを得た。
The bulk density of the obtained chopped strand was 0.40 g / ml. Example 9 A polyacrylonitrile fiber bundle having 210,000 filaments was obtained in the same manner as in Example 7, except that three yarns were combined in the middle of the yarn production. Using the present polyacrylonitrile-based fiber bundle, the density of the polyacrylonitrile-based fiber bundle on the roll is 9 KD / mm at 300 to 210 ° C.
For 5 minutes in a non-twisted state to convert the fiber bundle into a flame-resistant fiber bundle, and in the same manner as in Example 1, an air pressure of 1.5 kgf /
Air treatment was performed using mm 2 , and the subsequent steps were performed in the same manner as in Example 1 to obtain a chopped strand.

【0054】得られたチョップドストランドの嵩密度は
0.41g/mlであった。なお、炭素繊維束の繊維交絡
値は、18(1/m)であった。
The bulk density of the obtained chopped strand was 0.41 g / ml. The fiber entanglement value of the carbon fiber bundle was 18 (1 / m).

【0055】[0055]

【発明の効果】本発明によれば、ポリアクリロニトリル
系繊維束を耐炎化処理、炭化処理、および、表面処理し
て炭素繊維束に転換したものを、一旦巻き取らずに、直
接サイジング処理およびカッテイング処理をするので、
嵩密度が高く、コンパウンド性に優れた炭素繊維チョッ
プドストランドを効率良く製造し、提供することができ
る。
According to the present invention, a polyacrylonitrile fiber bundle which has been converted into a carbon fiber bundle by a flame-proofing treatment, a carbonization treatment and a surface treatment is directly sized and cut without being wound up. Processing,
A carbon fiber chopped strand having a high bulk density and excellent compounding properties can be efficiently produced and provided.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4L037 AT03 CS03 CT30 FA02 FA03 FA06 PA55 PC05 PF18 PF41 PF52 PF57 PS02 UA12 4L038 AA28 BA37 BB03 BB08 CA06 DA10  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4L037 AT03 CS03 CT30 FA02 FA03 FA06 PA55 PC05 PF18 PF41 PF52 PF57 PS02 UA12 4L038 AA28 BA37 BB03 BB08 CA06 DA10

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 30、000本から350、000本の
フィラメントから構成されるポリアクリロニトリル系繊
維束を、実質的に無撚の状態で、耐炎化処理、炭化処理
および表面処理を行って、炭素繊維束に転換した後、一
旦巻き取ることなく、連続的にサイジング処理およびカ
ッテイング処理を行うことによって、炭素繊維チョップ
ドストランドを製造する際に、該炭素繊維束が、フック
ドロップ法における繊維交絡値(CF値)で10〜70
(1/m)の範囲の集束性を有するものであることを特
徴とする炭素繊維チョップドストランドの製造方法。
1. A polyacrylonitrile-based fiber bundle composed of 30,000 to 350,000 filaments is subjected to an oxidizing treatment, a carbonizing treatment and a surface treatment in a substantially non-twisted state to obtain a carbon fiber. After being converted into a fiber bundle, the carbon fiber bundle is subjected to a sizing process and a cutting process without being wound once, thereby producing a carbon fiber chopped strand. 10 to 70 in CF value)
A method for producing a carbon fiber chopped strand, having a convergence in the range of (1 / m).
【請求項2】該炭化処理に供される耐炎化繊維束が、フ
ックドロップ法における繊維交絡値(CF値)で20〜
100(1/m)の範囲の集束性を有するものである請
求項1記載の炭素繊維チョップドストランドの製造方
法。
2. The oxidized fiber bundle subjected to the carbonization treatment has a fiber entanglement value (CF value) of 20 to 20 in a hook drop method.
The method for producing a carbon fiber chopped strand according to claim 1, wherein the carbon fiber has a convergence in the range of 100 (1 / m).
【請求項3】該ポリアクリロニトリル系繊維束が、フッ
クドロップ法における繊維交絡値(CF値)で20〜1
00(1/m)の範囲の集束性を有するものである請求
項1または2記載の炭素繊維チョップドストランドの製
造方法。
3. The polyacrylonitrile fiber bundle has a fiber entanglement value (CF value) of 20 to 1 in a hook drop method.
The method for producing a chopped carbon fiber strand according to claim 1 or 2, having a convergence in the range of 00 (1 / m).
【請求項4】該耐炎化繊維束の複数糸条を合糸して、6
0、000本から350、000本のフィラメントから
構成される耐炎化繊維束にした後、連続的に炭化処理す
る請求項1〜3のいずれかに記載の炭素繊維チョップド
ストランドの製造方法。
4. A method according to claim 1, wherein a plurality of yarns of the oxidized fiber bundle are combined to form a yarn.
The method for producing a chopped carbon fiber strand according to any one of claims 1 to 3, wherein the carbonized fiber bundle is continuously carbonized after being made into an oxidized fiber bundle composed of 0000 to 350,000 filaments.
【請求項5】該炭素繊維束に転換した複数の糸条を合糸
して、60、000本から350、000本のフィラメ
ントから構成される炭素繊維束にした後、連続的にサイ
ジング剤処理およびカッテイング処理を行う請求項1〜
4のいずれかに記載の炭素繊維チョップドストランドの
製造方法。
5. A carbon fiber bundle composed of 60,000 to 350,000 filaments, which is combined with a plurality of yarns converted into the carbon fiber bundle, and then continuously treated with a sizing agent. And performing a cutting process.
5. The method for producing a carbon fiber chopped strand according to any one of 4.
【請求項6】該繊維交絡値(CF値)が、20(1/
m)未満である該耐炎化繊維束にエアー交絡処理を施し
て、該繊維交絡値を20〜100(1/m)の範囲に制
御する請求項2〜5のいずれかに記載の炭素繊維チョッ
プドストランドの製造方法。
6. The fiber entanglement value (CF value) is 20 (1/1).
The carbon fiber chopped according to any one of claims 2 to 5, wherein the oxidized fiber bundle, which is less than m), is subjected to an air entanglement treatment to control the fiber entanglement value in a range of 20 to 100 (1 / m). Strand manufacturing method.
【請求項7】該アクリロニトリル系繊維束が、繊維交絡
値(CF値)が20(1/m)未満である繊維束に、エ
アー交絡処理を施して、該繊維交絡値(CF値)を20
〜100(1/m)の範囲に制御したものである請求項
3〜6のいずれかに記載の炭素繊維チョップドストラン
ドの製造方法。
7. The acrylonitrile-based fiber bundle is subjected to an air entanglement treatment on a fiber bundle having a fiber entanglement value (CF value) of less than 20 (1 / m), and the fiber entanglement value (CF value) is reduced to 20.
The method for producing a carbon fiber chopped strand according to any one of claims 3 to 6, wherein the carbon fiber chopped strand is controlled to a range of from 100 to 1 / m.
【請求項8】該耐炎化処理が、ローラ上ポリアクリロニ
トリル系繊維束密度で3〜10KD/mmの範囲で行われ
るものである請求項1〜7のいずれかに記載の炭素繊維
チョップドストランドの製造方法。
8. The process for producing a chopped carbon fiber strand according to claim 1, wherein the oxidizing treatment is carried out at a polyacrylonitrile fiber bundle density of 3 to 10 KD / mm on a roller. Method.
【請求項9】該炭化処理が、ローラ上耐炎化繊維束密度
で3〜20KD/mmの範囲で行われるものである請求項
1〜8のいずれかに記載の炭素繊維チョップドストラン
ドの製造方法。
9. The method for producing a carbon fiber chopped strand according to claim 1, wherein the carbonizing treatment is performed at a density of the oxidized fiber bundle on the roller of 3 to 20 KD / mm.
【請求項10】請求項1〜9のいずれかに記載の炭素繊
維チョップドストランドの製造方法において、該カッテ
イング処理後に乾燥処理を行うことを特徴とする炭素繊
維チョップドストランドの製造方法。
10. The method for producing a chopped carbon fiber strand according to claim 1, wherein a drying process is performed after the cutting process.
【請求項11】該乾燥処理が、振動乾燥法で行うもので
ある請求項10記載の炭素繊維チョップドストランドの
製造方法。
11. The method for producing a carbon fiber chopped strand according to claim 10, wherein said drying treatment is performed by a vibration drying method.
【請求項12】請求項1〜11のいずれかに記載の製造
方法により製造された炭素繊維チョップドストランドで
あって、かつ、該チョップドストランドの嵩密度が0.
4g/ml以上であることを特徴とする炭素繊維チョップ
ドストランド。
12. A carbon fiber chopped strand produced by the production method according to any one of claims 1 to 11, wherein the chopped strand has a bulk density of 0.1.
A carbon fiber chopped strand of 4 g / ml or more.
JP11048001A 1999-02-25 1999-02-25 Production of chopped carbon fiber strand and chopped carbon fiber strand Pending JP2000248432A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11048001A JP2000248432A (en) 1999-02-25 1999-02-25 Production of chopped carbon fiber strand and chopped carbon fiber strand

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11048001A JP2000248432A (en) 1999-02-25 1999-02-25 Production of chopped carbon fiber strand and chopped carbon fiber strand

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000248432A true JP2000248432A (en) 2000-09-12

Family

ID=12791086

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11048001A Pending JP2000248432A (en) 1999-02-25 1999-02-25 Production of chopped carbon fiber strand and chopped carbon fiber strand

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000248432A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102605475A (en) * 2012-03-05 2012-07-25 河南科信电缆有限公司 Technology and key equipment for producing carbon fiber core rods
CN103184591A (en) * 2013-04-15 2013-07-03 西安康本材料有限公司 Manufacturing method of 12K binary polyacrylonitrile-based carbon fiber
JP2020007656A (en) * 2018-07-05 2020-01-16 三菱ケミカル株式会社 Manufacturing method of carbon fiber bundle
CN114481367A (en) * 2021-12-30 2022-05-13 吉林宝旌炭材料有限公司 35k large-tow carbon fiber and preparation method thereof
CN115652480A (en) * 2022-10-27 2023-01-31 丹阳海泰新材料科技有限公司 Multifunctional processing equipment for carbon fiber tows

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102605475A (en) * 2012-03-05 2012-07-25 河南科信电缆有限公司 Technology and key equipment for producing carbon fiber core rods
WO2013131216A1 (en) * 2012-03-05 2013-09-12 Wei Qiangqi Carbon fiber core rod production process, and key device therefor
CN103184591A (en) * 2013-04-15 2013-07-03 西安康本材料有限公司 Manufacturing method of 12K binary polyacrylonitrile-based carbon fiber
CN103184591B (en) * 2013-04-15 2015-05-06 西安康本材料有限公司 Manufacturing method of 12K binary polyacrylonitrile-based carbon fiber
JP2020007656A (en) * 2018-07-05 2020-01-16 三菱ケミカル株式会社 Manufacturing method of carbon fiber bundle
JP7087740B2 (en) 2018-07-05 2022-06-21 三菱ケミカル株式会社 Manufacturing method of carbon fiber bundle
JP2022113763A (en) * 2018-07-05 2022-08-04 三菱ケミカル株式会社 Manufacturing method of carbon fiber bundle
CN114481367A (en) * 2021-12-30 2022-05-13 吉林宝旌炭材料有限公司 35k large-tow carbon fiber and preparation method thereof
CN115652480A (en) * 2022-10-27 2023-01-31 丹阳海泰新材料科技有限公司 Multifunctional processing equipment for carbon fiber tows
CN115652480B (en) * 2022-10-27 2023-12-08 丹阳海泰新材料科技有限公司 Multifunctional processing equipment for carbon fiber tows

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5264150B2 (en) Carbon fiber strand and method for producing the same
JP5100758B2 (en) Carbon fiber strand and method for producing the same
JP5161604B2 (en) Carbon fiber manufacturing method
US4671950A (en) High-strength carbonaceous fiber
EP0136098B1 (en) Improvements in the production of a carbon fibre multifilamentary tow which is particularly suited for resin impregnation
JP4365502B2 (en) Continuous production method of carbon fiber chopped strands
JP2007162144A (en) Method for producing carbon fiber bundle
JP6575696B1 (en) Carbon fiber bundle and method for producing the same
JP2012188766A (en) Carbon fiber precursor fiber bundle and carbon fiber bundle
JP2000248432A (en) Production of chopped carbon fiber strand and chopped carbon fiber strand
KR102212026B1 (en) Carbon fiber manufacturing method and carbon fiber using the same
US4522801A (en) Process for producing carbon fiber or graphite fiber
JP3047731B2 (en) Carbon fiber for filament winding molding and method for producing the same
JP7481108B2 (en) Method for producing carbon fiber composite material and carbon fiber composite material
JP7341648B2 (en) Precursor fiber bundle manufacturing method, carbon fiber bundle manufacturing method, and carbon fiber bundle
JPH10195718A (en) Carbon yarn and its production
JP7408406B2 (en) Method for manufacturing flame-resistant fiber bundle, method for manufacturing carbon fiber bundle, and connection device
JP3303424B2 (en) Method for producing acrylic carbon fiber
JPH08158163A (en) Carbon fiber bundle and its production
JP4887164B2 (en) Carbon fiber manufacturing method
JP2002294568A (en) Carbon fiber bundle for filament winding
JP2022113763A (en) Manufacturing method of carbon fiber bundle
KR20240097812A (en) Carbon fiber bundle and its manufacturing method
JPH0559618A (en) Production of carbon fiber
JP2012188767A (en) Carbon fiber precursor acrylic fiber bundle, method for manufacturing the same, and method for manufacturing carbon fiber bundle