JP2002088655A - 炭素繊維用サイジング剤及び炭素繊維のサイジング方法 - Google Patents
炭素繊維用サイジング剤及び炭素繊維のサイジング方法Info
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- JP2002088655A JP2002088655A JP2000275754A JP2000275754A JP2002088655A JP 2002088655 A JP2002088655 A JP 2002088655A JP 2000275754 A JP2000275754 A JP 2000275754A JP 2000275754 A JP2000275754 A JP 2000275754A JP 2002088655 A JP2002088655 A JP 2002088655A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】サイジングした炭素繊維を長期間保存しても、
該炭素繊維のハンドリング性が良く、また該炭素繊維か
ら作製したプリプレグやチョップドファイバーのマトリ
ックス樹脂に対する接着性も良い炭素繊維用サイジング
剤及び炭素繊維のサイジング方法を提供する。 【解決手段】いずれも特定のポリエポキシ化合物、酸化
防止剤及び界面活性剤の３成分系、或は更に特定の完全
エステル化合物を加えた４成分系から成るサイジング剤
を用いた。
該炭素繊維のハンドリング性が良く、また該炭素繊維か
ら作製したプリプレグやチョップドファイバーのマトリ
ックス樹脂に対する接着性も良い炭素繊維用サイジング
剤及び炭素繊維のサイジング方法を提供する。 【解決手段】いずれも特定のポリエポキシ化合物、酸化
防止剤及び界面活性剤の３成分系、或は更に特定の完全
エステル化合物を加えた４成分系から成るサイジング剤
を用いた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は炭素繊維用サイジン
グ剤（以下、単にサイジング剤という）及び炭素繊維の
サイジング方法（以下、単にサイジング方法という）に
関する。エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリ
アミド樹脂等のマトリックス樹脂に炭素繊維を複合した
炭素繊維複合材料が、航空宇宙産業分野等の各種の産業
分野に広く利用されている。かかる炭素繊維複合材料の
製造において、炭素繊維は一般にプリプレグ或はチョッ
プドファイバーの形で使用される。プリプレグは、炭素
繊維をフィラメント又はトウの状態に引き揃え、ストラ
ンド、シート、織物又は編物状にした後、樹脂と複合し
たものであり、またチョップドファイバーは、炭素繊維
のフィラメント又はトウを一定の長さに切断したもので
ある。ところで、炭素繊維はもともと伸度が小さく脆い
繊維であるため、これをそのまま上記のようなプリプレ
グの作製に供すると、毛羽立ちや糸切れを起こし易く、
ハンドリング性が著しく悪い。炭素繊維をそのまま上記
のようなチョップドファイバーの作製に供する場合も同
様で、炭素繊維がばらけや飛散を起こし易く、ハンドリ
ング性が著しく悪い。そこで通常は、ハンドリング性を
改善し、同時に得られるプリプレグやチョップドファイ
バーのマトリックス樹脂に対する接着性を改善するた
め、プリプレグやチョップドファイバーの作製に供する
炭素繊維にサイジング剤を付着させる。本発明はかかる
サイジング剤及びこれを用いたサイジング方法の改良に
関する。
グ剤（以下、単にサイジング剤という）及び炭素繊維の
サイジング方法（以下、単にサイジング方法という）に
関する。エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリ
アミド樹脂等のマトリックス樹脂に炭素繊維を複合した
炭素繊維複合材料が、航空宇宙産業分野等の各種の産業
分野に広く利用されている。かかる炭素繊維複合材料の
製造において、炭素繊維は一般にプリプレグ或はチョッ
プドファイバーの形で使用される。プリプレグは、炭素
繊維をフィラメント又はトウの状態に引き揃え、ストラ
ンド、シート、織物又は編物状にした後、樹脂と複合し
たものであり、またチョップドファイバーは、炭素繊維
のフィラメント又はトウを一定の長さに切断したもので
ある。ところで、炭素繊維はもともと伸度が小さく脆い
繊維であるため、これをそのまま上記のようなプリプレ
グの作製に供すると、毛羽立ちや糸切れを起こし易く、
ハンドリング性が著しく悪い。炭素繊維をそのまま上記
のようなチョップドファイバーの作製に供する場合も同
様で、炭素繊維がばらけや飛散を起こし易く、ハンドリ
ング性が著しく悪い。そこで通常は、ハンドリング性を
改善し、同時に得られるプリプレグやチョップドファイ
バーのマトリックス樹脂に対する接着性を改善するた
め、プリプレグやチョップドファイバーの作製に供する
炭素繊維にサイジング剤を付着させる。本発明はかかる
サイジング剤及びこれを用いたサイジング方法の改良に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、前記のようなサイジング剤とし
て、（ポリ）エポキシ化合物を用いた各種が提案されて
いる（特開昭５８−４１９７３、特公昭５９−４３２９
８、特公昭６２−５６２６６、特公昭６２−５６２６
７、特公昭６３−１４１１４、特公平６−１０２８７
０）。ところが、これら従来のサイジング剤には、これ
らを付着させた炭素繊維が当初は相応のハンドリング性
を示し、またかかる炭素繊維から作製したプリプレグや
チョップドファイバーもマトリックス樹脂に対する相応
の接着性を示すものの、これらを付着させた炭素繊維を
長期間保存すると、そのハンドリング性が低下し、また
かかる炭素繊維から作製したプリプレグやチョップドフ
ァイバーもマトリックス樹脂に対する接着性が低下する
という問題がある。
て、（ポリ）エポキシ化合物を用いた各種が提案されて
いる（特開昭５８−４１９７３、特公昭５９−４３２９
８、特公昭６２−５６２６６、特公昭６２−５６２６
７、特公昭６３−１４１１４、特公平６−１０２８７
０）。ところが、これら従来のサイジング剤には、これ
らを付着させた炭素繊維が当初は相応のハンドリング性
を示し、またかかる炭素繊維から作製したプリプレグや
チョップドファイバーもマトリックス樹脂に対する相応
の接着性を示すものの、これらを付着させた炭素繊維を
長期間保存すると、そのハンドリング性が低下し、また
かかる炭素繊維から作製したプリプレグやチョップドフ
ァイバーもマトリックス樹脂に対する接着性が低下する
という問題がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、サイジングした炭素繊維を長期間保存して
も、炭素繊維のハンドリング性が良く、またかかる炭素
繊維から作製したプリプレグやチョップドファイバーの
マトリックス樹脂に対する接着性も良いサイジング剤及
びこれを用いたサイジング方法を提供する処にある。
する課題は、サイジングした炭素繊維を長期間保存して
も、炭素繊維のハンドリング性が良く、またかかる炭素
繊維から作製したプリプレグやチョップドファイバーの
マトリックス樹脂に対する接着性も良いサイジング剤及
びこれを用いたサイジング方法を提供する処にある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】しかして本発明者らは、
上記の課題を解決するべく研究した結果、いずれも特定
のポリエポキシ化合物、酸化防止剤及び界面活性剤の３
成分系、或はこれらに特定の完全エステル化合物を加え
た４成分系から成るサイジング剤が正しく好適であり、
またかかるサイジング剤を所定の条件下で炭素繊維に付
着させるサイジング方法が正しく好適であることを見出
した。
上記の課題を解決するべく研究した結果、いずれも特定
のポリエポキシ化合物、酸化防止剤及び界面活性剤の３
成分系、或はこれらに特定の完全エステル化合物を加え
た４成分系から成るサイジング剤が正しく好適であり、
またかかるサイジング剤を所定の条件下で炭素繊維に付
着させるサイジング方法が正しく好適であることを見出
した。
【０００５】すなわち本発明は、下記のＡ成分、Ｂ成分
及びＣ成分の３成分系から成る炭素繊維用サイジング剤
であって、Ａ成分／Ｂ成分＝９９．５／０．５〜９５／
５（重量比）の割合で含有しており、且つＡ成分とＢ成
分との合計１００重量部当たりＣ成分を５〜４５重量部
の割合で含有して成ることを特徴とする炭素繊維用サイ
ジング剤に係る。
及びＣ成分の３成分系から成る炭素繊維用サイジング剤
であって、Ａ成分／Ｂ成分＝９９．５／０．５〜９５／
５（重量比）の割合で含有しており、且つＡ成分とＢ成
分との合計１００重量部当たりＣ成分を５〜４５重量部
の割合で含有して成ることを特徴とする炭素繊維用サイ
ジング剤に係る。
【０００６】Ａ成分：分子中に２〜１０個のエポキシ基
を有するポリエポキシ化合物から選ばれる一つ又は二つ
以上 Ｂ成分：硫黄系酸化防止剤、ヒンダードフェノール系酸
化防止剤、アミン系酸化防止剤及びリン系酸化防止剤か
ら選ばれる一つ又は二つ以上 Ｃ成分：単環フェノールのアルキレンオキサイド付加物
及び多環フェノールのアルキレンオキサイド付加物から
選ばれる一つ又は二つ以上
を有するポリエポキシ化合物から選ばれる一つ又は二つ
以上 Ｂ成分：硫黄系酸化防止剤、ヒンダードフェノール系酸
化防止剤、アミン系酸化防止剤及びリン系酸化防止剤か
ら選ばれる一つ又は二つ以上 Ｃ成分：単環フェノールのアルキレンオキサイド付加物
及び多環フェノールのアルキレンオキサイド付加物から
選ばれる一つ又は二つ以上
【０００７】また本発明は、前記のＡ成分、Ｂ成分及び
Ｃ成分、並びに下記のＤ成分の４成分系から成る炭素繊
維用サイジング剤であって、Ａ成分／Ｂ成分＝９９．５
／０．５〜９５／５（重量比）の割合で含有しており、
且つＡ成分とＢ成分との合計１００重量部当たり、Ｃ成
分を５〜４５重量部、またＤ成分を５〜３０重量部の割
合で含有して成ることを特徴とする炭素繊維用サイジン
グ剤に係る。
Ｃ成分、並びに下記のＤ成分の４成分系から成る炭素繊
維用サイジング剤であって、Ａ成分／Ｂ成分＝９９．５
／０．５〜９５／５（重量比）の割合で含有しており、
且つＡ成分とＢ成分との合計１００重量部当たり、Ｃ成
分を５〜４５重量部、またＤ成分を５〜３０重量部の割
合で含有して成ることを特徴とする炭素繊維用サイジン
グ剤に係る。
【０００８】Ｄ成分：２〜４価の脂肪族ポリカルボン酸
と１価の脂肪族アルコールとの完全エステル化合物及び
１価の脂肪族カルボン酸と２〜４価の脂肪族アルコール
との完全エステル化合物から選ばれる一つ又は二つ以上
と１価の脂肪族アルコールとの完全エステル化合物及び
１価の脂肪族カルボン酸と２〜４価の脂肪族アルコール
との完全エステル化合物から選ばれる一つ又は二つ以上
【０００９】更に本発明は、前記のような本発明のサイ
ジング剤を水性液となし、この水性液を炭素繊維に対し
サイジング剤として０．１〜５重量％となるよう付着さ
せることを特徴とするサイジング方法に係る。
ジング剤を水性液となし、この水性液を炭素繊維に対し
サイジング剤として０．１〜５重量％となるよう付着さ
せることを特徴とするサイジング方法に係る。
【００１０】本発明のサイジング剤に用いるＡ成分はポ
リエポキシ化合物であり、分子中に２〜１０個のエポキ
シ基を有するポリエポキシ化合物である。Ａ成分として
はかかるポリエポキシ化合物から選ばれる一つ又は二つ
以上を使用できるが、その分子量が３００〜１２００の
ものを使用するのが好ましい。
リエポキシ化合物であり、分子中に２〜１０個のエポキ
シ基を有するポリエポキシ化合物である。Ａ成分として
はかかるポリエポキシ化合物から選ばれる一つ又は二つ
以上を使用できるが、その分子量が３００〜１２００の
ものを使用するのが好ましい。
【００１１】前記のようなＡ成分のポリエポキシ化合物
としては、１）ビスフェノールＡジグリシジルエーテ
ル、ビスフェノールＡジβ−メチルグリシジルエーテ
ル、ビスフェノールＦジグリシジルエーテル、ポリメチ
レンポリフェニルグリシジルエーテル、ポリメチレンポ
リクレジルグリシジルエーテル等の、分子中に２個のエ
ポキシ基を有する芳香族ポリエポキシ化合物、２）テト
ラグリセリンポリグリシジルエーテル、ヘキサグリセリ
ンポリグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジ
グリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエー
テル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル
等の、分子中に２〜１０個のエポキシ基を有する脂肪族
ポリエポキシ化合物、３）テトラグリシジルジアミノジ
フェニルメタン、テトラグリシジルキシリレンジアミ
ン、トリグリシジルアミノクレゾール等の、分子中に３
〜４個のエポキシ基を有するアミノ変性ポリエポキシ化
合物等が挙げられるが、なかでも分子中に２個のエポキ
シ基を有する芳香族ポリエポキシ化合物、分子中に２〜
６個のエポキシ基を有する脂肪族ポリエポキシ化合物が
好ましい。
としては、１）ビスフェノールＡジグリシジルエーテ
ル、ビスフェノールＡジβ−メチルグリシジルエーテ
ル、ビスフェノールＦジグリシジルエーテル、ポリメチ
レンポリフェニルグリシジルエーテル、ポリメチレンポ
リクレジルグリシジルエーテル等の、分子中に２個のエ
ポキシ基を有する芳香族ポリエポキシ化合物、２）テト
ラグリセリンポリグリシジルエーテル、ヘキサグリセリ
ンポリグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジ
グリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエー
テル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル
等の、分子中に２〜１０個のエポキシ基を有する脂肪族
ポリエポキシ化合物、３）テトラグリシジルジアミノジ
フェニルメタン、テトラグリシジルキシリレンジアミ
ン、トリグリシジルアミノクレゾール等の、分子中に３
〜４個のエポキシ基を有するアミノ変性ポリエポキシ化
合物等が挙げられるが、なかでも分子中に２個のエポキ
シ基を有する芳香族ポリエポキシ化合物、分子中に２〜
６個のエポキシ基を有する脂肪族ポリエポキシ化合物が
好ましい。
【００１２】本発明のサイジング剤に用いるＢ成分は酸
化防止剤であり、硫黄系酸化防止剤、ヒンダードフェノ
ール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤及びリン系酸化
防止剤から選ばれる酸化防止剤である。Ｂ成分として
は、これらの酸化防止剤から選ばれる一つ又は二つ以上
を使用できる。かかる酸化防止剤としては、１）ビス
［２−メチル−４−（３−ｎ−ラウリルチオプロピオニ
ルオキシ）−５−ｔ−ブチルフェニル］スルフィド、ジ
ラウリルチオジプロピオネート、ジイソステアリルチオ
ジプロピオネート、メルカプトベンズチアゾール等の硫
黄系酸化防止剤、２）トリエチレングリコール−ビス
［３−（３−ｔ−ブチル−５−メチル−４−ヒドロキシ
フェニル）プロピオネート］、ペンタエリスリトール−
テトラキス［３−（３、５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒド
ロキシフェニル）プロピオネート、２，２−チオ−ジエ
チレンビス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒド
ロキシフェニル）プロピオネート］、２，４−ビス−
（ｎ−オクチルチオ）−６−（４−ヒドロキシ−３，５
−ジ−ｔ−ブチルアニリノ）−１，３，５−トリアジ
ン、１，３，５−トリス（４−ｔ−ブチル−３−ヒドロ
キシ−２，６−ジメチルベンジル）イソシアヌル酸等の
ヒンダードフェノール系酸化防止剤、３）フェニル−β
−ナフチルアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ｐ−フェニ
レンジアミン、フェノチアジン等のアミン系酸化防止
剤、４）ジ（ノニルフェニル）ジノニルフェニルホスフ
ァイト、トリフェニルホスファイト、トリオクタデシル
ホスファイト等のリン系酸化防止剤が挙げられるが、な
かでも硫黄系酸化防止剤が好ましく、ビス［２−メチル
−４−（３−ｎ−ラウリルチオプロピオニルオキシ）−
５−ｔ−ブチルフェニル］スルフィド、ジラウリルチオ
ジプロピオネート、ジイソステアリルチオジプロピオネ
ートが特に好ましい。
化防止剤であり、硫黄系酸化防止剤、ヒンダードフェノ
ール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤及びリン系酸化
防止剤から選ばれる酸化防止剤である。Ｂ成分として
は、これらの酸化防止剤から選ばれる一つ又は二つ以上
を使用できる。かかる酸化防止剤としては、１）ビス
［２−メチル−４−（３−ｎ−ラウリルチオプロピオニ
ルオキシ）−５−ｔ−ブチルフェニル］スルフィド、ジ
ラウリルチオジプロピオネート、ジイソステアリルチオ
ジプロピオネート、メルカプトベンズチアゾール等の硫
黄系酸化防止剤、２）トリエチレングリコール−ビス
［３−（３−ｔ−ブチル−５−メチル−４−ヒドロキシ
フェニル）プロピオネート］、ペンタエリスリトール−
テトラキス［３−（３、５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒド
ロキシフェニル）プロピオネート、２，２−チオ−ジエ
チレンビス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒド
ロキシフェニル）プロピオネート］、２，４−ビス−
（ｎ−オクチルチオ）−６−（４−ヒドロキシ−３，５
−ジ−ｔ−ブチルアニリノ）−１，３，５−トリアジ
ン、１，３，５−トリス（４−ｔ−ブチル−３−ヒドロ
キシ−２，６−ジメチルベンジル）イソシアヌル酸等の
ヒンダードフェノール系酸化防止剤、３）フェニル−β
−ナフチルアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ｐ−フェニ
レンジアミン、フェノチアジン等のアミン系酸化防止
剤、４）ジ（ノニルフェニル）ジノニルフェニルホスフ
ァイト、トリフェニルホスファイト、トリオクタデシル
ホスファイト等のリン系酸化防止剤が挙げられるが、な
かでも硫黄系酸化防止剤が好ましく、ビス［２−メチル
−４−（３−ｎ−ラウリルチオプロピオニルオキシ）−
５−ｔ−ブチルフェニル］スルフィド、ジラウリルチオ
ジプロピオネート、ジイソステアリルチオジプロピオネ
ートが特に好ましい。
【００１３】本発明のサイジング剤に用いるＣ成分は界
面活性剤であり、単環フェノールのアルキレンオキサイ
ド付加物及び多環フェノールのアルキレンオキサイド付
加物から選ばれる界面活性剤である。Ｃ成分としては、
これらの界面活性剤から選ばれる一つ又は二つ以上を使
用できる。かかる界面活性剤としては、１）ポリオキシ
エチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン
オクチルフェニルエーテル等の、単環フェノールのアル
キレンオキサイド付加物、２）ポリオキシエチレントリ
スチリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンペンタ
スチリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレントリベ
ンジルフェニルエーテル等の、多環フェノールのアルキ
レンオキサイド付加物が挙げられるが、なかでも多環フ
ェノールのアルキレンオキサイド付加物が好ましい。
面活性剤であり、単環フェノールのアルキレンオキサイ
ド付加物及び多環フェノールのアルキレンオキサイド付
加物から選ばれる界面活性剤である。Ｃ成分としては、
これらの界面活性剤から選ばれる一つ又は二つ以上を使
用できる。かかる界面活性剤としては、１）ポリオキシ
エチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン
オクチルフェニルエーテル等の、単環フェノールのアル
キレンオキサイド付加物、２）ポリオキシエチレントリ
スチリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンペンタ
スチリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレントリベ
ンジルフェニルエーテル等の、多環フェノールのアルキ
レンオキサイド付加物が挙げられるが、なかでも多環フ
ェノールのアルキレンオキサイド付加物が好ましい。
【００１４】以上説明したＡ成分、Ｂ成分及びＣ成分の
３成分系から成る場合の本発明のサイジング剤は、Ａ成
分／Ｂ成分＝９９．５／０．５〜９５／５（重量比）、
好ましくは９８／２〜９６／４（重量比）の割合で含有
しており、且つＡ成分とＢ成分との合計１００重量部当
たりＤ成分を５〜４５重量部、好ましくは１０〜３５重
量部の割合で含有して成るものである。
３成分系から成る場合の本発明のサイジング剤は、Ａ成
分／Ｂ成分＝９９．５／０．５〜９５／５（重量比）、
好ましくは９８／２〜９６／４（重量比）の割合で含有
しており、且つＡ成分とＢ成分との合計１００重量部当
たりＤ成分を５〜４５重量部、好ましくは１０〜３５重
量部の割合で含有して成るものである。
【００１５】本発明のサイジング剤に用いるＤ成分は完
全エステル化合物であり、２〜４価の脂肪族カルボン酸
と１価の脂肪族アルコールとの完全エステル化合物及び
１価の脂肪族カルボン酸と２〜４価の脂肪族アルコール
との完全エステル化合物から選ばれる完全エステル化合
物である。Ｄ成分としては、これらの完全エステル化合
物から選ばれる一つ又は二つ以上を使用できる。かかる
完全エステル化合物としては、１）ジオレイルアジペー
ト、ジイソステアリルアジペート、ジオレイルアゼレー
ト、ジオレイルセバケート、１，２，３−ブタントリカ
ルボン酸トリオレイル、１，２，３，４−ブタンテトラ
カルボン酸テトライソステアリル等の、２〜４価の脂肪
族カルボン酸と１価の脂肪族アルコールとの完全エステ
ル化合物、２）ネオペンチルグリコールジラウレート、
１，６−ヘキサンジオールジオレート、トリメチロール
プロパントリペラルゴネート、ペンタエリスリトールテ
トラオレート等の、１価の脂肪族カルボン酸と２〜４価
の脂肪族アルコールとの完全エステル化合物が挙げられ
るが、なかでも２〜４価の脂肪族カルボン酸と１価の脂
肪族アルコールとの完全エステル化合物が好ましい。
全エステル化合物であり、２〜４価の脂肪族カルボン酸
と１価の脂肪族アルコールとの完全エステル化合物及び
１価の脂肪族カルボン酸と２〜４価の脂肪族アルコール
との完全エステル化合物から選ばれる完全エステル化合
物である。Ｄ成分としては、これらの完全エステル化合
物から選ばれる一つ又は二つ以上を使用できる。かかる
完全エステル化合物としては、１）ジオレイルアジペー
ト、ジイソステアリルアジペート、ジオレイルアゼレー
ト、ジオレイルセバケート、１，２，３−ブタントリカ
ルボン酸トリオレイル、１，２，３，４−ブタンテトラ
カルボン酸テトライソステアリル等の、２〜４価の脂肪
族カルボン酸と１価の脂肪族アルコールとの完全エステ
ル化合物、２）ネオペンチルグリコールジラウレート、
１，６−ヘキサンジオールジオレート、トリメチロール
プロパントリペラルゴネート、ペンタエリスリトールテ
トラオレート等の、１価の脂肪族カルボン酸と２〜４価
の脂肪族アルコールとの完全エステル化合物が挙げられ
るが、なかでも２〜４価の脂肪族カルボン酸と１価の脂
肪族アルコールとの完全エステル化合物が好ましい。
【００１６】以上説明したＡ成分、Ｂ成分及びＣ成分、
並びにＤ成分の４成分系から成る場合の本発明のサイジ
ング剤は、Ａ成分／Ｂ成分＝９９．５／０．５〜９５／
５（重量比）、好ましくは９８／２〜９６／４（重量
比）の割合で含有しており、且つＡ成分とＢ成分との合
計１００重量部当たり、Ｃ成分を５〜４５重量部、好ま
しくは１０〜３５重量部、またＤ成分を５〜３０重量
部、好ましくは１０〜２０重量部の割合で含有して成る
ものである。
並びにＤ成分の４成分系から成る場合の本発明のサイジ
ング剤は、Ａ成分／Ｂ成分＝９９．５／０．５〜９５／
５（重量比）、好ましくは９８／２〜９６／４（重量
比）の割合で含有しており、且つＡ成分とＢ成分との合
計１００重量部当たり、Ｃ成分を５〜４５重量部、好ま
しくは１０〜３５重量部、またＤ成分を５〜３０重量
部、好ましくは１０〜２０重量部の割合で含有して成る
ものである。
【００１７】本発明のサイジング方法では、以上説明し
た本発明のサイジング剤を水性液とした後、炭素繊維に
付着させる。通常は、予めサイジング剤の濃度が１０〜
５０重量％程度の高濃度水性液を調製しておき、使用に
際してこれを０．１〜１０重量％程度の低濃度水性液に
希釈して、炭素繊維に付着させる。サイジング剤の高濃
度水性液は、Ａ成分、Ｂ成分及びＣ成分、或は更にＤ成
分を室温下若しくは加温下で混合して均一物とし、これ
を混合しながら、それに水を徐々に加えて転相乳化させ
ることにより調製できる。
た本発明のサイジング剤を水性液とした後、炭素繊維に
付着させる。通常は、予めサイジング剤の濃度が１０〜
５０重量％程度の高濃度水性液を調製しておき、使用に
際してこれを０．１〜１０重量％程度の低濃度水性液に
希釈して、炭素繊維に付着させる。サイジング剤の高濃
度水性液は、Ａ成分、Ｂ成分及びＣ成分、或は更にＤ成
分を室温下若しくは加温下で混合して均一物とし、これ
を混合しながら、それに水を徐々に加えて転相乳化させ
ることにより調製できる。
【００１８】本発明のサイジング方法では、サイジング
剤の水性液を炭素繊維に対しサイジング剤として０．１
〜５重量％、好ましくは０．５〜３重量％となるよう付
着させる。サイジング剤の水性液を炭素繊維に付着させ
る方法には、浸漬給油法、ローラー給油法、計量ポンプ
を用いたガイド給油法、スプレー給油法等が挙げられる
が、浸漬給油法、ローラー給油法が好ましい。
剤の水性液を炭素繊維に対しサイジング剤として０．１
〜５重量％、好ましくは０．５〜３重量％となるよう付
着させる。サイジング剤の水性液を炭素繊維に付着させ
る方法には、浸漬給油法、ローラー給油法、計量ポンプ
を用いたガイド給油法、スプレー給油法等が挙げられる
が、浸漬給油法、ローラー給油法が好ましい。
【００１９】本発明のサイジング剤及びサイジング方法
は、ＰＡＮ系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維のいずれにも
適用できるが、ＰＡＮ系炭素繊維に適用する場合により
効果が高い。
は、ＰＡＮ系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維のいずれにも
適用できるが、ＰＡＮ系炭素繊維に適用する場合により
効果が高い。
【００２０】
【発明の実施の形態】本発明のサイジング剤の実施形態
としては、次の１）〜１０）が挙げられる。 １）下記のＡ成分、Ｂ成分及びＣ成分の３成分系から成
る炭素繊維用サイジング剤であって、Ａ成分／Ｂ成分＝
９８．５／１．５（重量比）の割合で含有しており、且
つＡ成分とＢ成分との合計１００重量部当たりＣ成分を
１５重量部の割合で含有して成るサイジング剤（Ｐ−
１）。 Ａ成分：分子中に２個のエポキシ基を有する分子量３８
０の芳香族ポリエポキシ化合物｛油化シェル社製の商品
名エピコート８２８｝（Ａ−１） Ｂ成分：ビス［２−メチル−４−［３−ｎ−ラウリルチ
オプロピオニルオキシ）−５−ｔ−ブチルフェニル］ス
ルフィド（Ｂ−１） Ｃ成分：ポリオキシエチレン（２５モル）トリベンジル
化フェニルエーテル（Ｃ−１）
としては、次の１）〜１０）が挙げられる。 １）下記のＡ成分、Ｂ成分及びＣ成分の３成分系から成
る炭素繊維用サイジング剤であって、Ａ成分／Ｂ成分＝
９８．５／１．５（重量比）の割合で含有しており、且
つＡ成分とＢ成分との合計１００重量部当たりＣ成分を
１５重量部の割合で含有して成るサイジング剤（Ｐ−
１）。 Ａ成分：分子中に２個のエポキシ基を有する分子量３８
０の芳香族ポリエポキシ化合物｛油化シェル社製の商品
名エピコート８２８｝（Ａ−１） Ｂ成分：ビス［２−メチル−４−［３−ｎ−ラウリルチ
オプロピオニルオキシ）−５−ｔ−ブチルフェニル］ス
ルフィド（Ｂ−１） Ｃ成分：ポリオキシエチレン（２５モル）トリベンジル
化フェニルエーテル（Ｃ−１）
【００２１】２）下記のＡ成分、Ｂ成分及びＣ成分の３
成分系から成る炭素繊維用サイジング剤であって、Ａ成
分／Ｂ成分＝９６／４（重量比）の割合で含有してお
り、且つＡ成分とＢ成分との合計１００重量部当たりＣ
成分を３５重量部の割合で含有して成るサイジング剤
（Ｐ−２）。 Ａ成分：分子中に２個のエポキシ基を有する分子量９０
０の芳香族ポリエポキシ化合物｛油化シェル社製の商品
名エピコート１００１｝（Ａ−２） Ｂ成分：ジイソステアリルチオジプロピオネート（Ｂ−
２） Ｃ成分：ポリオキシエチレン（３５モル）トリスチリル
フェニルエーテル（Ｃ−２）
成分系から成る炭素繊維用サイジング剤であって、Ａ成
分／Ｂ成分＝９６／４（重量比）の割合で含有してお
り、且つＡ成分とＢ成分との合計１００重量部当たりＣ
成分を３５重量部の割合で含有して成るサイジング剤
（Ｐ−２）。 Ａ成分：分子中に２個のエポキシ基を有する分子量９０
０の芳香族ポリエポキシ化合物｛油化シェル社製の商品
名エピコート１００１｝（Ａ−２） Ｂ成分：ジイソステアリルチオジプロピオネート（Ｂ−
２） Ｃ成分：ポリオキシエチレン（３５モル）トリスチリル
フェニルエーテル（Ｃ−２）
【００２２】３）下記のＡ成分、Ｂ成分及びＣ成分の３
成分系から成る炭素繊維用サイジング剤であって、Ａ成
分／Ｂ成分＝９８．５／１．５（重量比）の割合で含有
しており、且つＡ成分とＢ成分との合計１００重量部当
たりＣ成分を３５重量部の割合で含有して成るサイジン
グ剤（Ｐ−３）。 Ａ成分：分子中に４個のエポキシ基を有する分子量６７
２の脂肪族ポリエポキシ化合物｛ナガセ化成工業社製の
商品名デナコールＥＸ−５１２｝（Ａ−３） Ｂ成分：ジオレイルチオジプロピオネート（Ｂ−３） Ｃ成分：ポリオキシエチレン（１０モル）ポリオキシプ
ロピレン（２モル）ペンタスチリルフェニルエーテル
（Ｃ−３）
成分系から成る炭素繊維用サイジング剤であって、Ａ成
分／Ｂ成分＝９８．５／１．５（重量比）の割合で含有
しており、且つＡ成分とＢ成分との合計１００重量部当
たりＣ成分を３５重量部の割合で含有して成るサイジン
グ剤（Ｐ−３）。 Ａ成分：分子中に４個のエポキシ基を有する分子量６７
２の脂肪族ポリエポキシ化合物｛ナガセ化成工業社製の
商品名デナコールＥＸ−５１２｝（Ａ−３） Ｂ成分：ジオレイルチオジプロピオネート（Ｂ−３） Ｃ成分：ポリオキシエチレン（１０モル）ポリオキシプ
ロピレン（２モル）ペンタスチリルフェニルエーテル
（Ｃ−３）
【００２３】４）下記のＡ成分、Ｂ成分及びＣ成分の３
成分系から成る炭素繊維用サイジング剤であって、Ａ成
分／Ｂ成分＝９６／４（重量比）の割合で含有してお
り、且つＡ成分とＢ成分との合計１００重量部当たりＣ
成分を１５重量部の割合で含有して成るサイジング剤
（Ｐ−４）。 Ａ成分：分子中に４個のエポキシ基を有する分子量６６
８の脂肪族ポリエポキシ化合物｛ナガセ化成工業社製の
商品名デナコールＥＸ−６１４｝（Ａ−４） Ｂ成分：前記の（Ｂ−３） Ｃ成分：ポリオキシエチレン（１６モル）ポリオキシプ
ロピレン（４モル）トリベンジル化フェニルエーテル
（Ｃ−４）
成分系から成る炭素繊維用サイジング剤であって、Ａ成
分／Ｂ成分＝９６／４（重量比）の割合で含有してお
り、且つＡ成分とＢ成分との合計１００重量部当たりＣ
成分を１５重量部の割合で含有して成るサイジング剤
（Ｐ−４）。 Ａ成分：分子中に４個のエポキシ基を有する分子量６６
８の脂肪族ポリエポキシ化合物｛ナガセ化成工業社製の
商品名デナコールＥＸ−６１４｝（Ａ−４） Ｂ成分：前記の（Ｂ−３） Ｃ成分：ポリオキシエチレン（１６モル）ポリオキシプ
ロピレン（４モル）トリベンジル化フェニルエーテル
（Ｃ−４）
【００２４】５）下記のＡ成分、Ｂ成分及びＣ成分の３
成分系から成る炭素繊維用サイジング剤であって、Ａ成
分／Ｂ成分＝９７／３（重量比）の割合で含有してお
り、且つＡ成分とＢ成分との合計１００重量部当たりＣ
成分を２０重量部の割合で含有して成るサイジング剤
（Ｐ−５）。 Ａ成分：分子中に２個のエポキシ基を有する分子量５３
６の脂肪族ポリエポキシ化合物｛ナガセ化成工業社製の
商品名デナコールＥＸ−８３０｝（Ａ−５） Ｂ成分：前記の（Ｂ−２） Ｃ成分：前記の（Ｃ−１）
成分系から成る炭素繊維用サイジング剤であって、Ａ成
分／Ｂ成分＝９７／３（重量比）の割合で含有してお
り、且つＡ成分とＢ成分との合計１００重量部当たりＣ
成分を２０重量部の割合で含有して成るサイジング剤
（Ｐ−５）。 Ａ成分：分子中に２個のエポキシ基を有する分子量５３
６の脂肪族ポリエポキシ化合物｛ナガセ化成工業社製の
商品名デナコールＥＸ−８３０｝（Ａ−５） Ｂ成分：前記の（Ｂ−２） Ｃ成分：前記の（Ｃ−１）
【００２５】６）下記のＡ成分、Ｂ成分、Ｃ成分及びＤ
成分の４成分系から成る炭素繊維用サイジング剤であっ
て、Ａ成分／Ｂ成分＝９８．５／１．５（重量比）の割
合で含有しており、且つＡ成分とＢ成分との合計１００
重量部当たり、Ｃ成分を１５重量部、またＤ成分を１０
重量部の割合で含有して成るサイジング剤（Ｐ−８）。 Ａ成分：前記の（Ａ−４） Ｂ成分：前記の（Ｂ−１） Ｃ成分：前記の（Ｃ−１） Ｄ成分：ジオレイルアジペート（Ｄ−１）
成分の４成分系から成る炭素繊維用サイジング剤であっ
て、Ａ成分／Ｂ成分＝９８．５／１．５（重量比）の割
合で含有しており、且つＡ成分とＢ成分との合計１００
重量部当たり、Ｃ成分を１５重量部、またＤ成分を１０
重量部の割合で含有して成るサイジング剤（Ｐ−８）。 Ａ成分：前記の（Ａ−４） Ｂ成分：前記の（Ｂ−１） Ｃ成分：前記の（Ｃ−１） Ｄ成分：ジオレイルアジペート（Ｄ−１）
【００２６】７）下記のＡ成分、Ｂ成分、Ｃ成分及びＤ
成分の４成分系から成る炭素繊維用サイジング剤であっ
て、Ａ成分／Ｂ成分＝９６／４（重量比）の割合で含有
しており、且つＡ成分とＢ成分との合計１００重量部当
たり、Ｃ成分を３５重量部、またＤ成分を２０重量部の
割合で含有して成るサイジング剤（Ｐ−９）。 Ａ成分：前記の（Ａ−３） Ｂ成分：前記の（Ｂ−１） Ｃ成分：前記の（Ｃ−２） Ｄ成分：ジオレイルセバケート（Ｄ−３）
成分の４成分系から成る炭素繊維用サイジング剤であっ
て、Ａ成分／Ｂ成分＝９６／４（重量比）の割合で含有
しており、且つＡ成分とＢ成分との合計１００重量部当
たり、Ｃ成分を３５重量部、またＤ成分を２０重量部の
割合で含有して成るサイジング剤（Ｐ−９）。 Ａ成分：前記の（Ａ−３） Ｂ成分：前記の（Ｂ−１） Ｃ成分：前記の（Ｃ−２） Ｄ成分：ジオレイルセバケート（Ｄ−３）
【００２７】８）下記のＡ成分、Ｂ成分、Ｃ成分及びＤ
成分の４成分系から成る炭素繊維用サイジング剤であっ
て、Ａ成分／Ｂ成分＝９８．５／１．５（重量比）の割
合で含有しており、且つＡ成分とＢ成分との合計１００
重量部当たり、Ｃ成分を３５重量部、またＤ成分を２０
重量部の割合で含有して成るサイジング剤（Ｐ−１
０）。 Ａ成分：前記の（Ａ−２） Ｂ成分：前記の（Ｂ−２） Ｃ成分：前記の（Ｃ−３） Ｄ成分：前記の（Ｄ−１）
成分の４成分系から成る炭素繊維用サイジング剤であっ
て、Ａ成分／Ｂ成分＝９８．５／１．５（重量比）の割
合で含有しており、且つＡ成分とＢ成分との合計１００
重量部当たり、Ｃ成分を３５重量部、またＤ成分を２０
重量部の割合で含有して成るサイジング剤（Ｐ−１
０）。 Ａ成分：前記の（Ａ−２） Ｂ成分：前記の（Ｂ−２） Ｃ成分：前記の（Ｃ−３） Ｄ成分：前記の（Ｄ−１）
【００２８】９）下記のＡ成分、Ｂ成分、Ｃ成分及びＤ
成分の４成分系から成る炭素繊維用サイジング剤であっ
て、Ａ成分／Ｂ成分＝９６／４（重量比）の割合で含有
しており、且つＡ成分とＢ成分との合計１００重量部当
たり、Ｃ成分を１５重量部、またＤ成分を１０重量部の
割合で含有して成るサイジング剤（Ｐ−１１）。 Ａ成分：前記の（Ａ−１） Ｂ成分：前記の（Ｂ−３） Ｃ成分：前記の（Ｃ−４） Ｄ成分：前記の（Ｄ−１）
成分の４成分系から成る炭素繊維用サイジング剤であっ
て、Ａ成分／Ｂ成分＝９６／４（重量比）の割合で含有
しており、且つＡ成分とＢ成分との合計１００重量部当
たり、Ｃ成分を１５重量部、またＤ成分を１０重量部の
割合で含有して成るサイジング剤（Ｐ−１１）。 Ａ成分：前記の（Ａ−１） Ｂ成分：前記の（Ｂ−３） Ｃ成分：前記の（Ｃ−４） Ｄ成分：前記の（Ｄ−１）
【００２９】１０）下記のＡ成分、Ｂ成分、Ｃ成分及び
Ｄ成分の４成分系から成る炭素繊維用サイジング剤であ
って、Ａ成分／Ｂ成分＝９７／３（重量比）の割合で含
有しており、且つＡ成分とＢ成分との合計１００重量部
当たり、Ｃ成分を２０重量部、またＤ成分を１５重量部
の割合で含有して成るサイジング剤（Ｐ−１２）。 Ａ成分：前記の（Ａ−５） Ｂ成分：前記の（Ｂ−２） Ｃ成分：前記の（Ｃ−１） Ｄ成分：前記の（Ｄ−３）
Ｄ成分の４成分系から成る炭素繊維用サイジング剤であ
って、Ａ成分／Ｂ成分＝９７／３（重量比）の割合で含
有しており、且つＡ成分とＢ成分との合計１００重量部
当たり、Ｃ成分を２０重量部、またＤ成分を１５重量部
の割合で含有して成るサイジング剤（Ｐ−１２）。 Ａ成分：前記の（Ａ−５） Ｂ成分：前記の（Ｂ−２） Ｃ成分：前記の（Ｃ−１） Ｄ成分：前記の（Ｄ−３）
【００３０】本発明のサイジング方法の実施形態として
は、次の１１）が挙げられる。 １１）前記１）〜１０）のいずれかのサイジング剤を水
性液となし、この水性液を炭素繊維に対しサイジング剤
として０．１〜５重量％となるよう付着させるサイジン
グ方法。
は、次の１１）が挙げられる。 １１）前記１）〜１０）のいずれかのサイジング剤を水
性液となし、この水性液を炭素繊維に対しサイジング剤
として０．１〜５重量％となるよう付着させるサイジン
グ方法。
【００３１】以下、本発明の構成及び効果をより具体的
にするため、実施例等を挙げるが、本発明が該実施例に
限定されるというものではない。尚、以下の実施例等に
おいて、別に記載しない限り、部は重量部、％は重量％
である。
にするため、実施例等を挙げるが、本発明が該実施例に
限定されるというものではない。尚、以下の実施例等に
おいて、別に記載しない限り、部は重量部、％は重量％
である。
【００３２】
【実施例】試験区分１（サイジング剤の水性液の調製） ・サイジング剤（Ｐ−１）〜（Ｐ−１４）及び（Ｒ−
１）〜（Ｒ−６）の水性液の調製 Ａ成分として分子中に２個のエポキシ基を有する分子量
３８０の芳香族ポリエポキシ化合物｛油化シェル社製の
商品名エピコート８２８｝（Ａ−１）９８．５部、Ｂ成
分としてビス［２−メチル−４−［３−ｎ−ラウリルチ
オプロピオニルオキシ）−５−ｔ−ブチルフェニル］ス
ルフィド（Ｂ−１）１．５部及びＣ成分としてポリオキ
シエチレン（２５モル）トリベンジル化フェニルエーテ
ル（Ｃ−１）１５部を混合し、８０℃にて加熱溶解し
た。これに５０〜６０℃の温水２０部を徐々に加えつつ
撹拌を続け、転相後、更に同じ温水３８０部を加えてエ
マルジョンとした後、直ちに２０℃に冷却して、サイジ
ング剤（Ｐ−１）の２０％水性液を調製した。同様にし
て、サイジング剤（Ｐ−２）〜（Ｐ−１４）及び（Ｒ−
１）〜（Ｒ−６）のそれぞれ２０％水性液を調製した。
これらの内容を表１にまとめて示した。
１）〜（Ｒ−６）の水性液の調製 Ａ成分として分子中に２個のエポキシ基を有する分子量
３８０の芳香族ポリエポキシ化合物｛油化シェル社製の
商品名エピコート８２８｝（Ａ−１）９８．５部、Ｂ成
分としてビス［２−メチル−４−［３−ｎ−ラウリルチ
オプロピオニルオキシ）−５−ｔ−ブチルフェニル］ス
ルフィド（Ｂ−１）１．５部及びＣ成分としてポリオキ
シエチレン（２５モル）トリベンジル化フェニルエーテ
ル（Ｃ−１）１５部を混合し、８０℃にて加熱溶解し
た。これに５０〜６０℃の温水２０部を徐々に加えつつ
撹拌を続け、転相後、更に同じ温水３８０部を加えてエ
マルジョンとした後、直ちに２０℃に冷却して、サイジ
ング剤（Ｐ−１）の２０％水性液を調製した。同様にし
て、サイジング剤（Ｐ−２）〜（Ｐ−１４）及び（Ｒ−
１）〜（Ｒ−６）のそれぞれ２０％水性液を調製した。
これらの内容を表１にまとめて示した。
【００３３】・サイジング剤（Ｒ−７）の水性液の調製 分子中に２個のエポキシ基を有する分子量９００の芳香
族ポリエポキシ化合物（油化シェル社製の商品名エピコ
ート１００１）２０部、分子中に２個のエポキシ基を有
する分子量３８０の芳香族ポリエポキシ化合物（油化シ
ェル社製の商品名エピコート８２８）７０部、ポリオキ
シエチレン（２５モル）スチリルメチルフェニルエーテ
ル７部、ポリオキシエチレン（１５モル）ラウリルグリ
シジルエーテル３部及びメチルエチルケトン１０部を５
０℃で加熱混合した後、これに水３９０部を徐々に加え
つつ、高速ホモミキサーによる機械的処理を行ない、サ
イジング剤（Ｒ−７）の２０％水性液を調製した。
族ポリエポキシ化合物（油化シェル社製の商品名エピコ
ート１００１）２０部、分子中に２個のエポキシ基を有
する分子量３８０の芳香族ポリエポキシ化合物（油化シ
ェル社製の商品名エピコート８２８）７０部、ポリオキ
シエチレン（２５モル）スチリルメチルフェニルエーテ
ル７部、ポリオキシエチレン（１５モル）ラウリルグリ
シジルエーテル３部及びメチルエチルケトン１０部を５
０℃で加熱混合した後、これに水３９０部を徐々に加え
つつ、高速ホモミキサーによる機械的処理を行ない、サ
イジング剤（Ｒ−７）の２０％水性液を調製した。
【００３４】・サイジング剤（Ｒ−８）の水性液の調製 前記の芳香族ポリエポキシ化合物（油化シェル社製の商
品名エピコート８２８）３０部、ビスフェノールＡのエ
チレンオキサイド２モル付加物／マレイン酸／セバチン
酸＝２．０／１．５／０．５（モル比）の割合で反応さ
せたポリエステル２０部及びポリオキシエチレン（７０
モル）スチレン化（５モル）クミルフェノール５部を６
０℃で加熱混合した後、これに水２２０部を徐々に加
え、３０℃で転相乳化させて、サイジング剤（Ｒ−８）
の２０％水性液を調製した。
品名エピコート８２８）３０部、ビスフェノールＡのエ
チレンオキサイド２モル付加物／マレイン酸／セバチン
酸＝２．０／１．５／０．５（モル比）の割合で反応さ
せたポリエステル２０部及びポリオキシエチレン（７０
モル）スチレン化（５モル）クミルフェノール５部を６
０℃で加熱混合した後、これに水２２０部を徐々に加
え、３０℃で転相乳化させて、サイジング剤（Ｒ−８）
の２０％水性液を調製した。
【００３５】・サイジング剤（Ｒ−９）の水性液の調製 分子中に２個のエポキシ基を有する分子量２７８のジグ
リセロールジグリシジルエーテル５０部及び分子中に３
個のエポキシ基を有する分子量３３４のジグリセロール
トリグリシジルエーテル５０部を混合し、これに５０〜
６０℃の温水４００ｇを徐々に加えつつ撹拌した後、高
圧ホモジナイザー処理を行なって、サイジング剤（Ｒ−
９）の２０％水性液を調製した。
リセロールジグリシジルエーテル５０部及び分子中に３
個のエポキシ基を有する分子量３３４のジグリセロール
トリグリシジルエーテル５０部を混合し、これに５０〜
６０℃の温水４００ｇを徐々に加えつつ撹拌した後、高
圧ホモジナイザー処理を行なって、サイジング剤（Ｒ−
９）の２０％水性液を調製した。
【００３６】・サイジング剤（Ｒ−１０）の水性液の調
製 前記の芳香族ポリエポキシ化合物（油化シェル社製の商
品名エピコート１００１）５０部及び前記の芳香族ポリ
エポキシ化合物（油化シェル社製の商品名エピコート８
２８）１００部を９０℃で加熱混合した後、これにポリ
オキシエチレン（８５モル）ノニルフェニルエーテル５
０部を加え、高速ホモミキサーを用い水８００部に分散
させて、サイジング剤（Ｒ−１０）の２０％水性液を調
製した。
製 前記の芳香族ポリエポキシ化合物（油化シェル社製の商
品名エピコート１００１）５０部及び前記の芳香族ポリ
エポキシ化合物（油化シェル社製の商品名エピコート８
２８）１００部を９０℃で加熱混合した後、これにポリ
オキシエチレン（８５モル）ノニルフェニルエーテル５
０部を加え、高速ホモミキサーを用い水８００部に分散
させて、サイジング剤（Ｒ−１０）の２０％水性液を調
製した。
【００３７】・サイジング剤（Ｒ−１１）の水性液の調
製 前記の芳香族ポリエポキシ化合物（油化シェル社製の商
品名エピコート８２８）７０部、ポリオキシエチレン
（５モル）オクチルフェニルエーテル４部、ポリオキシ
アルキレン｛オキシプロピレン／オキシエチレン＝１／
３（モル比）を３モル｝ポリオキシエチレン（２５モ
ル）ペンタベンジルフェニルフェニルエーテル１８部及
びオレイルオレエート８部を８０℃で加熱混合した後、
これに５０〜６０℃の温水２０部を徐々に加えつつ撹拌
を続け、転相後、更に同じ温水３８０部を加えながらエ
マルジョンとし、直ちに２０℃に冷却して、サイジング
剤（Ｒ−１１）の２０％水性液を調製した。
製 前記の芳香族ポリエポキシ化合物（油化シェル社製の商
品名エピコート８２８）７０部、ポリオキシエチレン
（５モル）オクチルフェニルエーテル４部、ポリオキシ
アルキレン｛オキシプロピレン／オキシエチレン＝１／
３（モル比）を３モル｝ポリオキシエチレン（２５モ
ル）ペンタベンジルフェニルフェニルエーテル１８部及
びオレイルオレエート８部を８０℃で加熱混合した後、
これに５０〜６０℃の温水２０部を徐々に加えつつ撹拌
を続け、転相後、更に同じ温水３８０部を加えながらエ
マルジョンとし、直ちに２０℃に冷却して、サイジング
剤（Ｒ−１１）の２０％水性液を調製した。
【００３８】・サイジング剤（Ｒ−１２）の水性液の調
製 前記の芳香族ポリエポキシ化合物（油化シェル社製の商
品名エピコート８２８）７０部、ポリオキシアルキレン
｛オキシプロピレン／オキシエチレン＝１／３（モル
比）を３モル｝ポリオキシエチレン（２５モル）ペンタ
ベンジルフェニルフェニルエーテル１８部及びオレイル
オレエート８部を８０℃で加熱混合した後、これに５０
〜６０℃の温水２０ｇを徐々に加えつつ撹拌を続け、転
相後、更に同じ温水３８０ｇを加えながらエマルジョン
とし、直ちに２０℃に冷却して、サイジング剤（Ｒ−１
２）の２０％水性液を調製した。
製 前記の芳香族ポリエポキシ化合物（油化シェル社製の商
品名エピコート８２８）７０部、ポリオキシアルキレン
｛オキシプロピレン／オキシエチレン＝１／３（モル
比）を３モル｝ポリオキシエチレン（２５モル）ペンタ
ベンジルフェニルフェニルエーテル１８部及びオレイル
オレエート８部を８０℃で加熱混合した後、これに５０
〜６０℃の温水２０ｇを徐々に加えつつ撹拌を続け、転
相後、更に同じ温水３８０ｇを加えながらエマルジョン
とし、直ちに２０℃に冷却して、サイジング剤（Ｒ−１
２）の２０％水性液を調製した。
【００３９】・サイジング剤（Ｒ−１３）の水性液の調
製 分子中に２個のエポキシ基を有する分子量１１６０の芳
香族ポリエポキシ化合物（油化シェル社製の商品名エピ
コート１００２）４０部、前記の芳香族ポリエポキシ化
合物（油化シェル社製の商品名エピコート８２８）４３
部、ビスフェノールＡのエチレンオキサイド（４モル）
付加物／無水マレイン酸／プロピレンオキサイド＝２／
８／８（モル比）の割合で反応させたポリエーテルポリ
エステル９０部、ポリオキシエチレン（６モル）ノニル
フェニルエーテル２部及びポリオキシエチレン（３０モ
ル）トリベンジル化フェニルエーテル２５部を８０℃で
加熱混合した後、これに５０〜６０℃の温水１００部を
徐々に加えつつ撹拌を続け、転相後、更に同じ温水７０
０部を加えながらエマルジョンとし、直ちに２０℃に冷
却して、サイジング剤（Ｒ−１３）の２０％水性液を調
製した。
製 分子中に２個のエポキシ基を有する分子量１１６０の芳
香族ポリエポキシ化合物（油化シェル社製の商品名エピ
コート１００２）４０部、前記の芳香族ポリエポキシ化
合物（油化シェル社製の商品名エピコート８２８）４３
部、ビスフェノールＡのエチレンオキサイド（４モル）
付加物／無水マレイン酸／プロピレンオキサイド＝２／
８／８（モル比）の割合で反応させたポリエーテルポリ
エステル９０部、ポリオキシエチレン（６モル）ノニル
フェニルエーテル２部及びポリオキシエチレン（３０モ
ル）トリベンジル化フェニルエーテル２５部を８０℃で
加熱混合した後、これに５０〜６０℃の温水１００部を
徐々に加えつつ撹拌を続け、転相後、更に同じ温水７０
０部を加えながらエマルジョンとし、直ちに２０℃に冷
却して、サイジング剤（Ｒ−１３）の２０％水性液を調
製した。
【００４０】
【表１】
【００４１】表１において、 ＊１：Ａ成分／Ｂ成分（重量比） ＊２：Ａ成分とＢ成分との合計１００重量部当たりのＣ
成分の重量部 ＊３：Ａ成分とＢ成分との合計１００重量部当たりのＤ
成分の重量部 Ａ−１：分子中に２個のエポキシ基を有する分子量３８
０の芳香族ポリエポキシ化合物（油化シェル社製の商品
名エピコート８２８） Ａ−２：分子中に２個のエポキシ基を有する分子量９０
０の芳香族ポリエポキシ化合物（油化シェル社製の商品
名エピコート１００１） Ａ−３：分子中に４個のエポキシ基を有する分子量６７
２の脂肪族ポリエポキシ化合物（ナガセ化成工業社製の
商品名デナコールＥＸ−５１２） Ａ−４：分子中に４個のエポキシ基を有する分子量６６
８の脂肪族ポリエポキシ化合物（ナガセ化成工業社製の
商品名デナコールＥＸ−６１４） Ａ−５：分子中に２個のエポキシ基を有する分子量５３
６の脂肪族ポリエポキシ化合物（ナガセ化成工業社製の
商品名デナコールＥＸ−８３０） Ａ−６：分子中に６個のエポキシ基を有する分子量１０
２０の芳香族ポリエポキシ化合物（油化シェル社製の商
品名エピコート１５２） Ａ−７：分子中に４個のエポキシ基を有する分子量４８
４のアミノ変性ポリエポキシ化合物（住友化学社製の商
品名ＥＬＭ４３４） ＡＲ−１：分子中に１個のエポキシ基を有する分子量１
５１の芳香族ポリエポキシ化合物（ナガセ化成工業社製
の商品名デナコールＥＸ−１４１） ＡＲ−２：分子中に１個のエポキシ基を有する分子量１
８７の脂肪族ポリエポキシ化合物（ナガセ化成工業社製
の商品名デナコールＥＸ−１２１）
成分の重量部 ＊３：Ａ成分とＢ成分との合計１００重量部当たりのＤ
成分の重量部 Ａ−１：分子中に２個のエポキシ基を有する分子量３８
０の芳香族ポリエポキシ化合物（油化シェル社製の商品
名エピコート８２８） Ａ−２：分子中に２個のエポキシ基を有する分子量９０
０の芳香族ポリエポキシ化合物（油化シェル社製の商品
名エピコート１００１） Ａ−３：分子中に４個のエポキシ基を有する分子量６７
２の脂肪族ポリエポキシ化合物（ナガセ化成工業社製の
商品名デナコールＥＸ−５１２） Ａ−４：分子中に４個のエポキシ基を有する分子量６６
８の脂肪族ポリエポキシ化合物（ナガセ化成工業社製の
商品名デナコールＥＸ−６１４） Ａ−５：分子中に２個のエポキシ基を有する分子量５３
６の脂肪族ポリエポキシ化合物（ナガセ化成工業社製の
商品名デナコールＥＸ−８３０） Ａ−６：分子中に６個のエポキシ基を有する分子量１０
２０の芳香族ポリエポキシ化合物（油化シェル社製の商
品名エピコート１５２） Ａ−７：分子中に４個のエポキシ基を有する分子量４８
４のアミノ変性ポリエポキシ化合物（住友化学社製の商
品名ＥＬＭ４３４） ＡＲ−１：分子中に１個のエポキシ基を有する分子量１
５１の芳香族ポリエポキシ化合物（ナガセ化成工業社製
の商品名デナコールＥＸ−１４１） ＡＲ−２：分子中に１個のエポキシ基を有する分子量１
８７の脂肪族ポリエポキシ化合物（ナガセ化成工業社製
の商品名デナコールＥＸ−１２１）
【００４２】Ｂ−１：ビス［２−メチル−４−［３−ｎ
−ラウリルチオプロピオニルオキシ）−５−ｔ−ブチル
フェニル］スルフィド Ｂ−２：ジイソステアリルチオジプロピオネート Ｂ−３：ジオレイルチオジプロピオネート Ｂ−４：トリメチレングリコール−ビス［３−（３−ｔ
−ブチル−５−メチル−４−ヒドロキシフェニル） Ｂ−５：Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミ
ン Ｂ−６：ジ（ノニルフェニル）ジノニルフェニルホスフ
ァイト
−ラウリルチオプロピオニルオキシ）−５−ｔ−ブチル
フェニル］スルフィド Ｂ−２：ジイソステアリルチオジプロピオネート Ｂ−３：ジオレイルチオジプロピオネート Ｂ−４：トリメチレングリコール−ビス［３−（３−ｔ
−ブチル−５−メチル−４−ヒドロキシフェニル） Ｂ−５：Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミ
ン Ｂ−６：ジ（ノニルフェニル）ジノニルフェニルホスフ
ァイト
【００４３】Ｃ−１：ポリオキシエチレン（２５モル）
トリベンジル化フェニルエーテル Ｃ−２：ポリオキシエチレン（３５モル）トリスチリル
フェニルエーテル Ｃ−３：ポリオキシエチレン（１０モル）ポリオキシプ
ロピレン（２モル）ペンタスチリルフェニルエーテル Ｃ−４：ポリオキシエチレン（１６モル）ポリオキシプ
ロピレン（４モル）トリベンジル化フェニルエーテル Ｃ−５：ポリオキシエチレン（１０モル）ノニルフェニ
ルエーテル
トリベンジル化フェニルエーテル Ｃ−２：ポリオキシエチレン（３５モル）トリスチリル
フェニルエーテル Ｃ−３：ポリオキシエチレン（１０モル）ポリオキシプ
ロピレン（２モル）ペンタスチリルフェニルエーテル Ｃ−４：ポリオキシエチレン（１６モル）ポリオキシプ
ロピレン（４モル）トリベンジル化フェニルエーテル Ｃ−５：ポリオキシエチレン（１０モル）ノニルフェニ
ルエーテル
【００４４】Ｄ−１：ジオレイルアジペート Ｄ−２：ペンタエリスリトールテトラオレート Ｄ−３：ジオレイルセバケート
【００４５】試験区分２（炭素繊維のサイジング及び評
価） ・炭素繊維のサイジング 試験区分１で調製した各サイジング剤の水性液を各サイ
ジング剤の目標付着量に合わせてそれぞれ水希釈し、処
理浴に入れた。ポリアクリロニトリル系繊維から得た未
サイジングの炭素繊維（引張強度３５００ＭＰａ、引張
弾性率２．３×１０5ＭＰａ、１２０００フィラメン
ト）を連続的に上記処理浴に浸漬し、各サイジング剤の
水性液の付着量が炭素繊維に対して一定の付着量となる
ようにローラーの絞り条件を調節して、該炭素繊維に目
標量のサイジング剤を付着させた。引き続き連続的に１
２０℃のオーブンに５分間通して乾燥し、炭素繊維をサ
イジングした。得られたサイジング済み炭素繊維を４０
℃の雰囲気に6ヶ月間保存して評価用試料とした。
価） ・炭素繊維のサイジング 試験区分１で調製した各サイジング剤の水性液を各サイ
ジング剤の目標付着量に合わせてそれぞれ水希釈し、処
理浴に入れた。ポリアクリロニトリル系繊維から得た未
サイジングの炭素繊維（引張強度３５００ＭＰａ、引張
弾性率２．３×１０5ＭＰａ、１２０００フィラメン
ト）を連続的に上記処理浴に浸漬し、各サイジング剤の
水性液の付着量が炭素繊維に対して一定の付着量となる
ようにローラーの絞り条件を調節して、該炭素繊維に目
標量のサイジング剤を付着させた。引き続き連続的に１
２０℃のオーブンに５分間通して乾燥し、炭素繊維をサ
イジングした。得られたサイジング済み炭素繊維を４０
℃の雰囲気に6ヶ月間保存して評価用試料とした。
【００４６】・耐擦過性の評価 各評価用試料のハンドリング性を評価する指標として、
下記のように、各評価用試料の耐擦過性を評価した。各
評価用試料を東洋精機社製のラビングテスターに供し、
荷重１５０ｇ／１２０００フィラメント、内角３５度、
１回撚り、擦過長２０mm、１００回／分の速さで往復運
動させ、繊維−繊維間の擦過試験を行なった。別に、各
評価用試料を大栄科学精機社製のＴＭ式抱合力テスター
に供し、荷重１５０ｇ／１２０００フィラメント、θ＝
１５０度、擦過長３０mm、クロムメッキ金属を１５０回
／分の速さで往復運動させ、繊維−金属間の擦過試験を
行なった。双方の擦過試験による結果を次の基準で５点
法により求め、その平均値を表２にまとめて示した。 ５：毛羽なし、糸切れなし ４：毛羽ややあり ３：毛羽あり ２：毛羽多く、糸切れあり １：切断
下記のように、各評価用試料の耐擦過性を評価した。各
評価用試料を東洋精機社製のラビングテスターに供し、
荷重１５０ｇ／１２０００フィラメント、内角３５度、
１回撚り、擦過長２０mm、１００回／分の速さで往復運
動させ、繊維−繊維間の擦過試験を行なった。別に、各
評価用試料を大栄科学精機社製のＴＭ式抱合力テスター
に供し、荷重１５０ｇ／１２０００フィラメント、θ＝
１５０度、擦過長３０mm、クロムメッキ金属を１５０回
／分の速さで往復運動させ、繊維−金属間の擦過試験を
行なった。双方の擦過試験による結果を次の基準で５点
法により求め、その平均値を表２にまとめて示した。 ５：毛羽なし、糸切れなし ４：毛羽ややあり ３：毛羽あり ２：毛羽多く、糸切れあり １：切断
【００４７】・層間剪断強度（ＩＬＳＳ）の測定 各評価用試料のマトリックス樹脂に対する接着性を評価
する指標として、下記のように各評価用試料から一方向
プリプレグを作製し、この一方向プリプレグを用い炭素
繊維複合材料（コンポジット）を作製して、その層間剪
断強度（ＩＬＳＳ）を測定した。１２０℃硬化型エポキ
シ樹脂コート紙を用い、乾式法により、各評価用試料１
００ｇ／ｍ2で樹脂含有率３３％の一方向プリプレグシ
ートを作製した。この一方向プリプレグシートを金型中
に積層し、１２０℃で４０分間、圧力６８６ｋＰａで加
圧して炭素繊維複合材料（コンポジット）を作製した。
この炭素繊維複合材料（コンポジット）の層間剪断強度
（ＩＬＳＳ）をＡＳＴＭ−Ｄ２３４４に準じて測定し、
結果を表２にまとめて示した。
する指標として、下記のように各評価用試料から一方向
プリプレグを作製し、この一方向プリプレグを用い炭素
繊維複合材料（コンポジット）を作製して、その層間剪
断強度（ＩＬＳＳ）を測定した。１２０℃硬化型エポキ
シ樹脂コート紙を用い、乾式法により、各評価用試料１
００ｇ／ｍ2で樹脂含有率３３％の一方向プリプレグシ
ートを作製した。この一方向プリプレグシートを金型中
に積層し、１２０℃で４０分間、圧力６８６ｋＰａで加
圧して炭素繊維複合材料（コンポジット）を作製した。
この炭素繊維複合材料（コンポジット）の層間剪断強度
（ＩＬＳＳ）をＡＳＴＭ−Ｄ２３４４に準じて測定し、
結果を表２にまとめて示した。
【００４８】
【表２】
【００４９】表２において、 付着量：炭素繊維に対するサイジング剤の付着量（％）
【００５０】
【発明の効果】既に明らかなように、以上説明した本発
明には、サイジングした炭素繊維を長期間保存しても、
該炭素繊維のハンドリング性が良く、また該炭素繊維か
ら作製したプリプレグやチョップドファイバーのマトリ
ックス樹脂に対する接着性も良いという効果がある。
明には、サイジングした炭素繊維を長期間保存しても、
該炭素繊維のハンドリング性が良く、また該炭素繊維か
ら作製したプリプレグやチョップドファイバーのマトリ
ックス樹脂に対する接着性も良いという効果がある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０８Ｋ 5/49 Ｃ０８Ｋ 5/49 5/548 5/548 Ｃ０８Ｌ 63/00 Ｃ０８Ｌ 63/00 Ｃ Ｄ０６Ｍ 13/152 Ｄ０６Ｍ 13/152 13/248 13/248 // Ｄ０６Ｍ 101:40 101:40 Ｆターム(参考） 4J002 CD001 CD011 CD031 CD051 CD131 CH022 ED067 EH048 EH088 EJ066 EN066 EN076 EU186 EU196 EV066 EV316 EV326 EW066 FD076 FD312 FD317 GK02 HA07 4L033 AA09 AB01 AC12 BA13 BA21 BA24 BA25 BA39 BA48 BA58 BA59
Claims (8)
- 【請求項１】 下記のＡ成分、Ｂ成分及びＣ成分の３成
分系から成る炭素繊維用サイジング剤であって、Ａ成分
／Ｂ成分＝９９．５／０．５〜９５／５（重量比）の割
合で含有しており、且つＡ成分とＢ成分との合計１００
重量部当たりＣ成分を５〜４５重量部の割合で含有して
成ることを特徴とする炭素繊維用サイジング剤。 Ａ成分：分子中に２〜１０個のエポキシ基を有するポリ
エポキシ化合物から選ばれる一つ又は二つ以上 Ｂ成分：硫黄系酸化防止剤、ヒンダードフェノール系酸
化防止剤、アミン系酸化防止剤及びリン系酸化防止剤か
ら選ばれる一つ又は二つ以上 Ｃ成分：単環フェノールのアルキレンオキサイド付加物
及び多環フェノールのアルキレンオキサイド付加物から
選ばれる一つ又は二つ以上 - 【請求項２】 下記のＡ成分、Ｂ成分、Ｃ成分及びＤ成
分の４成分系から成る炭素繊維用サイジング剤であっ
て、Ａ成分／Ｂ成分＝９９．５／０．５〜９５／５（重
量比）の割合で含有しており、且つＡ成分とＢ成分との
合計１００重量部当たり、Ｃ成分を５〜４５重量部、ま
たＤ成分を５〜３０重量部の割合で含有して成ることを
特徴とする炭素繊維用サイジング剤。 Ａ成分：分子中に２〜１０個のエポキシ基を有するポリ
エポキシ化合物から選ばれる一つ又は二つ以上 Ｂ成分：硫黄系酸化防止剤、ヒンダードフェノール系酸
化防止剤、アミン系酸化防止剤及びリン系酸化防止剤か
ら選ばれる一つ又は二つ以上 Ｃ成分：単環フェノールのアルキレンオキサイド付加物
及び多環フェノールのアルキレンオキサイド付加物から
選ばれる一つ又は二つ以上 Ｄ成分：２〜４価の脂肪族ポリカルボン酸と１価の脂肪
族アルコールとの完全エステル化合物及び１価の脂肪族
カルボン酸と２〜４価の脂肪族アルコールとの完全エス
テル化合物から選ばれる一つ又は二つ以上 - 【請求項３】 Ａ成分のポリエポキシ化合物が分子量３
００〜１２００のものである請求項１又は２記載の炭素
繊維用サイジング剤。 - 【請求項４】 Ａ成分が分子中に２個のエポキシ基を有
する芳香族ポリエポキシ化合物及び分子中に２〜６個の
エポキシ基を有する脂肪族ポリエポキシ化合物から選ば
れる一つ又は二つ以上である請求項１〜３のいずれか一
つの項記載の炭素繊維用サイジング剤。 - 【請求項５】 Ｂ成分が硫黄系酸化防止剤から選ばれる
一つ又は二つ以上である請求項１〜４のいずれか一つの
項記載の炭素繊維用サイジング剤。 - 【請求項６】 Ｃ成分が多環フェノールのアルキレンオ
キサイド付加物から選ばれる一つ又は二つ以上である請
求項１〜５のいずれか一つの項記載の炭素繊維用サイジ
ング剤。 - 【請求項７】 Ｄ成分が２〜４価の脂肪族カルボン酸と
１価の脂肪族アルコールとの完全エステル化合物から選
ばれる一つ又は二つ以上である請求項１〜６のいずれか
一つの項記載の炭素繊維用サイジング剤。 - 【請求項８】 請求項１〜７のいずれか一つの項記載の
炭素繊維用サイジング剤を水性液となし、この水性液を
炭素繊維に対しサイジング剤として０．１〜５重量％と
なるよう付着させることを特徴とする炭素繊維のサイジ
ング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000275754A JP4456245B2 (ja) | 2000-09-12 | 2000-09-12 | 炭素繊維用サイジング剤及び炭素繊維のサイジング方法 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000275754A JP4456245B2 (ja) | 2000-09-12 | 2000-09-12 | 炭素繊維用サイジング剤及び炭素繊維のサイジング方法 |
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|---|---|
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| JP (1) | JP4456245B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004263359A (ja) * | 2003-01-07 | 2004-09-24 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 炭素繊維束及びチョップド炭素繊維束及びその製造方法、並びに炭素繊維強化熱可塑性樹脂組成物及びその成形品 |
| CN101880967A (zh) * | 2010-06-23 | 2010-11-10 | 北京航空航天大学 | 自乳化型碳纤维上浆剂组分的制备方法 |
| JP2013177704A (ja) * | 2012-02-28 | 2013-09-09 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | サイジング剤、炭素繊維束および炭素繊維束の製造方法 |
| JP5455141B1 (ja) * | 2013-11-12 | 2014-03-26 | 竹本油脂株式会社 | 炭素繊維用サイジング剤、炭素繊維ストランド及び炭素繊維複合素材 |
| JP5570087B1 (ja) * | 2014-03-06 | 2014-08-13 | 竹本油脂株式会社 | 炭素繊維用サイジング剤、炭素繊維及び炭素繊維複合材料 |
| EP4141168A1 (en) * | 2021-08-27 | 2023-03-01 | Formosa Plastics Corporation | Sizing agent for carbon fibers |
-
2000
- 2000-09-12 JP JP2000275754A patent/JP4456245B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN101880967A (zh) * | 2010-06-23 | 2010-11-10 | 北京航空航天大学 | 自乳化型碳纤维上浆剂组分的制备方法 |
| JP2013177704A (ja) * | 2012-02-28 | 2013-09-09 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | サイジング剤、炭素繊維束および炭素繊維束の製造方法 |
| JP5455141B1 (ja) * | 2013-11-12 | 2014-03-26 | 竹本油脂株式会社 | 炭素繊維用サイジング剤、炭素繊維ストランド及び炭素繊維複合素材 |
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| EP4141168A1 (en) * | 2021-08-27 | 2023-03-01 | Formosa Plastics Corporation | Sizing agent for carbon fibers |
| JP2023033242A (ja) * | 2021-08-27 | 2023-03-09 | 臺灣塑膠工業股▲ふん▼有限公司 | 炭素繊維用サイジング剤 |
| JP7429268B2 (ja) | 2021-08-27 | 2024-02-07 | 臺灣塑膠工業股▲ふん▼有限公司 | 炭素繊維用サイジング剤 |
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