JP2005264383A - Carbon fiber bundle and method for opening the same - Google Patents

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安則 中田
Taku Kobayashi
卓 小林
Masayoshi Washiyama
正芳 鷲山
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a carbon fiber bundle uniformly and widely openable without varying yarn width ratio at room temperature and without applying any heat in its opening step, and to provide a method for opening the same. <P>SOLUTION: The carbon fiber bundle substantially having no twist and imparted with a sizing agent is provided. The carbon fiber bundle has the following properties: (1) drape value X2 at 25°C is 5-12 cm, (2) the ratio (X1/X2) of drape value X1 at 80°C to the drape value at 25°C is 0.8-1.1, and (3) F/F coefficient of friction is 0.10-0.28. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、サイジング剤が付与されてなる炭素繊維束であって、開繊工程で熱をかけずに、開繊することが可能な炭素繊維束およびその開繊方法に関するものである。   TECHNICAL FIELD The present invention relates to a carbon fiber bundle to which a sizing agent is applied, and a carbon fiber bundle that can be opened without applying heat in a fiber opening step, and a method for opening the carbon fiber bundle.

炭素繊維は、その極めて高い比強度と比弾性率、さらには優れた耐熱性を示すため、補強用繊維として航空機部材、スポーツ用具等の幅広い用途に用いられている。   Carbon fibers are used for a wide range of applications such as aircraft members and sports equipment as reinforcing fibers because they exhibit extremely high specific strength, specific elastic modulus, and excellent heat resistance.

通常、炭素繊維は、樹脂を含浸、成形した炭素繊維強化プラスチック(以後CFRPと略記することがある)として利用される。CFRPには様々な製法があるが、代表的な製法の一つにプリプレグという中間基材を経由する製法がある。   Usually, carbon fiber is used as carbon fiber reinforced plastic impregnated and molded with resin (hereinafter sometimes abbreviated as CFRP). There are various production methods for CFRP, and one of typical production methods is a production method via an intermediate substrate called a prepreg.

プリプレグは炭素繊維を織物や複数本平行に引き揃えたシート状にし、熱硬化性樹脂を含浸させて得られる。このプリプレグを、目的とする形状に合わせ積層硬化し、CFRPを得るのである。なお、本発明では、炭素繊維を製織し織物にすることや樹脂含浸してプリプレグとすることを高次加工と総称している。プリプレグのうち、織物に熱硬化性樹脂を含浸したものを織物プリプレグ、複数本平行に引き揃えたシートに熱硬化性樹脂を含浸させたものを一方向プリプレグと呼ばれていることがあるが、特に本発明では、一方向プリプレグおよび織物プリプレグを単にプリプレグと呼ぶこととする。   The prepreg is obtained by making carbon fiber into a woven fabric or a sheet in which a plurality of carbon fibers are arranged in parallel and impregnating with a thermosetting resin. This prepreg is laminated and cured in accordance with the target shape to obtain CFRP. In the present invention, weaving carbon fibers into a woven fabric or impregnating with a resin to form a prepreg is collectively referred to as higher processing. Of the prepregs, what is impregnated with a thermosetting resin in a woven fabric is called a woven fabric prepreg, and what is impregnated with a thermosetting resin into a plurality of sheets arranged in parallel is sometimes called a unidirectional prepreg. In particular, in the present invention, the unidirectional prepreg and the fabric prepreg are simply referred to as a prepreg.

CFRPに要求される特性として、適用部材の軽量化(部材の薄物化)があるが、プリプレグ経由の成形体の場合、積層枚数を減少させるには設計上の限界があるため、プリプレグ自体を薄物化する必要がある。このためには厚み方向の繊維の重なりを減らすために、原料である炭素繊維束中の個々の繊維を幅方向により拡げることが必要である。本発明においては、繊維束を幅方向へ拡げることを開繊すると表現する。   The required properties of CFRP include a reduction in the weight of the applied member (thinning of the member). However, in the case of a molded product via a prepreg, there is a design limit to reduce the number of laminated layers, so the prepreg itself is made thin. It is necessary to make it. For this purpose, in order to reduce the overlap of fibers in the thickness direction, it is necessary to expand the individual fibers in the carbon fiber bundle as a raw material in the width direction. In the present invention, expanding the fiber bundle in the width direction is expressed as opening.

開繊性の悪い炭素繊維を用いてプリプレグを作製すると、幅方向に繊維が拡がらないために炭素繊維糸条間に隙間が残った品位の悪いプリプレグとなる。プリプレグは、成形するものに応じ様々な形状にシートを切断し積層するため、このような隙間のあるプリプレグはシートの形状が保てないため、ハンドリング性の観点で問題となる。   When a prepreg is produced using carbon fibers having poor spreadability, the fibers do not spread in the width direction, so that a prepreg having poor quality in which gaps remain between the carbon fiber yarns is obtained. Since the prepreg cuts and laminates the sheet into various shapes depending on what is to be molded, the prepreg having such a gap cannot be maintained in the shape of the sheet.

また、開繊性の悪い炭素繊維を無理に開繊しようとすると炭素繊維束は脆性材料であるため、繊維束中の単繊維が切れて毛羽が生じたり、ひどい場合は繊維束そのものが破断に至り、工程通過性が低下するという問題があった。   In addition, if the carbon fiber bundle with poor spreadability is forcibly opened, the carbon fiber bundle is a brittle material, so the single fiber in the fiber bundle breaks and fluffing occurs. As a result, there was a problem that the process passability deteriorated.

炭素繊維束の開繊性の向上については、従来からプリプレグ製造時の開繊方法の検討もなされてきたが、炭素繊維束のサイジング剤による改善検討も多くなされてきた。   As for the improvement of the opening property of the carbon fiber bundle, the opening method at the time of producing the prepreg has been conventionally studied, but many improvement studies with the sizing agent of the carbon fiber bundle have been made.

例えば、ホットメルト方式によるプリプレグを製造する際に良好な耐擦過性を有し、同時にそのプリプレグは表面平滑性を有するために、常温において液状、固状のエポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ステアリン酸エステルを成分とするサイジング剤が提案されている(例えば、特許文献1参照)。しかしながら、この方法では、加温した状態で糸束を開繊することはできるが、常温で開繊することはできなかった。   For example, when manufacturing a prepreg by a hot melt method, it has good scratch resistance, and at the same time the prepreg has surface smoothness, so that it is a liquid, solid epoxy resin, unsaturated polyester resin, stearic acid at room temperature A sizing agent containing an ester as a component has been proposed (for example, see Patent Document 1). However, in this method, the yarn bundle can be opened in a heated state, but cannot be opened at room temperature.

また、プリプレグ製造時の開繊性と耐擦過性を満足し、プリプレグの樹脂含浸性に優れ、複合材料特性を満足するために、液状、固状のエポキシ樹脂、水溶性ポリウレタン樹脂、ステアリン酸エステルを成分とするサイジング剤が提案されている(例えば、特許文献2参照)。このサイジング剤では、加熱ローラー押圧等の特殊な乾燥熱処理を必要としないとされているが、炭素繊維の基質が変わることにより常温で開繊しないことがあった。   In addition, in order to satisfy the spreadability and scratch resistance during prepreg production, excellent prepreg resin impregnation, and to satisfy composite material properties, liquid and solid epoxy resins, water-soluble polyurethane resins, stearates A sizing agent containing as a component has been proposed (see, for example, Patent Document 2). This sizing agent does not require special drying heat treatment such as pressing with a heating roller, but may not be opened at room temperature due to a change in the carbon fiber substrate.

このように、常温で良好な開繊性を達成できる炭素繊維束は見出されておらず、さらなる改善の必要があった。
特開平7−197381号公報 特開平9−250087号公報
Thus, the carbon fiber bundle which can achieve favorable openability at normal temperature was not found, and the further improvement was needed.
JP-A-7-197381 Japanese Patent Laid-Open No. 9-250087

本発明の課題は、かかる従来の欠点を解決しようとするものであり、常温で糸幅率が変化することなく、開繊工程で熱をかけずに炭素繊維束を均一に大きく拡げることが可能な炭素繊維束およびその開繊方法を提供することにある。   The object of the present invention is to solve such conventional drawbacks, and the yarn width ratio does not change at room temperature, and it is possible to expand the carbon fiber bundle uniformly and greatly without applying heat in the fiber opening process. An object of the present invention is to provide a carbon fiber bundle and a method for opening the same.

本発明は、上記課題を解決するために、次の手段を採用する。すなわち、
[1]実質的に撚りを有さず、サイジング剤を付与してなるとともに、下記(1)〜(3)の特性を有していることを特徴とする炭素繊維束。
The present invention employs the following means in order to solve the above problems. That is,
[1] A carbon fiber bundle characterized by substantially having no twist, being provided with a sizing agent, and having the following properties (1) to (3).

(1)25℃におけるドレープ値X2が5cm以上12cm以下であり、
(2)80℃におけるドレープ値X1および25℃におけるドレープ値X2の比(X1/X2)が0.8以上1.1以下であり、
(3)F/F摩擦係数が0.10以上0.28以下である。
(1) The drape value X2 at 25 ° C. is 5 cm or more and 12 cm or less,
(2) The ratio (X1 / X2) of the drape value X1 at 80 ° C. and the drape value X2 at 25 ° C. is 0.8 or more and 1.1 or less,
(3) F / F friction coefficient is 0.10 or more and 0.28 or less.

[2]炭素繊維束のボビン上の糸幅率が0.3〜1.0μm/フィラメントである前記[1]に記載の炭素繊維束。   [2] The carbon fiber bundle according to [1], wherein a thread width ratio on a bobbin of the carbon fiber bundle is 0.3 to 1.0 μm / filament.

[3]前記サイジング剤が、グリシジルエーテル型、グリシジルエステル型、およびグリシジルアミン型の脂肪族系エポキシ樹脂から選ばれる少なくとも1つを含み、かつ25℃における粘度が50mPa.s以上200mPa.s以下である前記[1]または[2]に記載の炭素繊維束。   [3] The sizing agent contains at least one selected from glycidyl ether type, glycidyl ester type, and glycidyl amine type aliphatic epoxy resins, and has a viscosity at 25 ° C. of 50 mPa.s. s to 200 mPa.s The carbon fiber bundle according to [1] or [2], which is s or less.

[4]前記サイジング剤の付着量が、0.1〜3.0重量%である請求項1〜3のいずれかに記載の炭素繊維束。   [4] The carbon fiber bundle according to any one of claims 1 to 3, wherein an adhesion amount of the sizing agent is 0.1 to 3.0% by weight.

[5]前記[1]〜[4]のいずれかに記載の炭素繊維束に樹脂を含浸してなるプリプレグ。   [5] A prepreg obtained by impregnating a resin into the carbon fiber bundle according to any one of [1] to [4].

[6]前記[1]〜[4]のいずれかに記載の炭素繊維束をクリールより引き出す際の糸張力を0.13g/tex以上0.25g/tex以下とする炭素繊維束の開繊方法。   [6] A method for opening a carbon fiber bundle in which the yarn tension when the carbon fiber bundle according to any one of [1] to [4] is drawn from a creel is 0.13 g / tex or more and 0.25 g / tex or less. .

[7]クリールより炭素繊維束を引き出す際の引き出し角度を30°以上90°以下とし、直径10mm以上80mm以下のリングガイドを経由して次工程に移送する前記[6]に記載の炭素繊維束の開繊方法。   [7] The carbon fiber bundle according to [6], wherein the carbon fiber bundle is drawn from the creel at a pulling angle of 30 ° to 90 ° and transferred to the next step via a ring guide having a diameter of 10 mm to 80 mm. Opening method.

本発明は、上記の手段を採用することにより、炭素繊維束の25℃におけるドレープ値および80℃におけるドレープ値、F/F摩擦係数を適正化して得られるサイジング剤を炭素繊維束に付与することにより、加熱しなくても開繊性に優れた炭素繊維束を提供することができる。   The present invention provides the carbon fiber bundle with a sizing agent obtained by optimizing the drape value at 25 ° C., the drape value at 80 ° C., and the F / F friction coefficient of the carbon fiber bundle by adopting the above-mentioned means. Thus, it is possible to provide a carbon fiber bundle excellent in openability without heating.

以下、本発明をさらに詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

本発明における炭素繊維束は、原料はポリアクリロニトリル、ピッチあるいはレーヨン等特に限定されるものではなく、炭素の含有量が90%以上のフィラメントからなるものであれば、いわゆる炭素質繊維、炭素繊維、黒鉛繊維何れでも良い。また、炭素繊維束のフィラメント本数は、3,000〜72,000本の範囲のものであることが好ましい。   In the carbon fiber bundle in the present invention, the raw material is not particularly limited, such as polyacrylonitrile, pitch or rayon, and so-called carbonaceous fiber, carbon fiber, Any graphite fiber may be used. The number of filaments in the carbon fiber bundle is preferably in the range of 3,000 to 72,000.

本発明は、実質的に撚りを有さず、サイジング剤を付与してなるとともに、下記(1)〜(3)の特性を有していることを特徴とする炭素繊維束である。
(1)25℃におけるドレープ値X2が5cm以上12cm以下であり、
(2)80℃におけるドレープ値X1および25℃におけるドレープ値X2の比(X1/X2)が0.8以上1.1以下であり、
(3)F/F摩擦係数が0.10以上0.28以下である。
The present invention is a carbon fiber bundle characterized by substantially having no twist, imparting a sizing agent, and having the following characteristics (1) to (3).
(1) The drape value X2 at 25 ° C. is 5 cm or more and 12 cm or less,
(2) The ratio (X1 / X2) of the drape value X1 at 80 ° C. and the drape value X2 at 25 ° C. is 0.8 or more and 1.1 or less,
(3) F / F friction coefficient is 0.10 or more and 0.28 or less.

上記において、実質的に撚りを有しない炭素繊維束とは、撚りを全く有していないか、有していても1mあたり0.5ターン以下である炭素繊維束をいう。   In the above description, the carbon fiber bundle having substantially no twist refers to a carbon fiber bundle having no twist at all or having 0.5 turns or less per 1 m.

ドレープ値とは炭素繊維束の硬さを表す値であり、次の方法で測定する。具体的には図1(a)に示すように、ボビンからテンションをかけずに引き出した炭素繊維束1を40cmの長さにカットし、一端を止めテープ2で固定し、もう一端に100gの重り3を吊り下げ、撚りおよび曲がりを矯正した後、測定温度の雰囲気中に30分間放置する。その後、重りを取り外し、図1(b)に示すように、角が90°の水平な長方形の台4から炭素繊維束5が水平部分から25cmはみ出るように置き、40cmの炭素繊維束が折れないように支えながら台上の炭素繊維部分を止めテープ6で固定した後、台からはみ出た部分の支えを取り除いて垂れ下がらせ、2秒後に始点からの水平距離Lの長さを測定し、n数3回の平均をドレープ値とした。ドレープ値が大きいほど硬い特性を示す。
80℃のドレープ値については雰囲気温度80℃とした以外は上記25℃での方法と同じとした。
The drape value is a value representing the hardness of the carbon fiber bundle, and is measured by the following method. Specifically, as shown in FIG. 1 (a), a carbon fiber bundle 1 drawn out from a bobbin without applying tension is cut to a length of 40 cm, one end is fixed with a stopper tape 2, and the other end is fixed with 100 g. The weight 3 is suspended and the twist and the bend are corrected, and then left in the atmosphere at the measurement temperature for 30 minutes. Thereafter, the weight is removed and, as shown in FIG. 1 (b), the carbon fiber bundle 5 is placed so that the carbon fiber bundle 5 protrudes 25 cm from the horizontal portion from the horizontal rectangular base 4 having a corner of 90 °, and the 40 cm carbon fiber bundle does not break. After fixing the carbon fiber part on the table with the stop tape 6 while supporting it like this, remove the support from the part protruding from the table and hang it down, measure the length of the horizontal distance L from the starting point after 2 seconds, and n The average of several times was taken as the drape value. The larger the drape value, the harder the characteristic.
The drape value at 80 ° C. was the same as the method at 25 ° C. except that the ambient temperature was 80 ° C.

ドレープ値が5cm未満では、繊維束が柔らかいため、プリプレグ製造時にボビンから引き出した糸条を引き揃えることを目的としたコーム等のガイドで折れ曲がったり撚りが入る。折れ曲がりや撚りが入ったりするとその部分は開繊され難くなり、開繊ムラが生じるため好ましくない。またドレープ値が12cmより大きいと繊維束が硬いため、開繊され難く、極端な場合には引き揃えた繊維束間に隙間ができるため12cm以下であることが重要である。   When the drape value is less than 5 cm, the fiber bundle is soft, so that it is bent or twisted by a guide such as a comb for the purpose of aligning the yarn drawn from the bobbin during prepreg manufacture. If bending or twisting occurs, it is difficult to open the portion, and unevenness in opening occurs, which is not preferable. If the drape value is larger than 12 cm, the fiber bundle is hard, so that it is difficult to open the fiber. In extreme cases, a gap is formed between the aligned fiber bundles.

また、80℃におけるドレープ値X1と25℃におけるドレープ値X2の比(X1/X2)が0.8以上1.1以下であることが望ましい。X1/X2が0.8未満では80℃において柔らかくなり過ぎ、プリプレグの熱工程通過時、糸幅率が変化することによりシート状内に隙間ができるので好ましくない。1.1より大きいと樹脂含浸後に糸が硬くなり、プリプレグ工程でハンドリング性が低下する。より好ましくは0.9以上1.0以下である。   Further, the ratio (X1 / X2) of the drape value X1 at 80 ° C. and the drape value X2 at 25 ° C. is preferably 0.8 or more and 1.1 or less. If X1 / X2 is less than 0.8, it is not preferable because it becomes too soft at 80 ° C., and a gap is formed in the sheet by changing the yarn width ratio when the prepreg passes through the heating process. If it is larger than 1.1, the yarn becomes hard after resin impregnation, and the handling property is lowered in the prepreg process. More preferably, it is 0.9 or more and 1.0 or less.

F/F摩擦係数は次のようにして測定する。すなわち、図2に示すように、回転しないように固定されたボビン8上に厚みが均一となるよう5〜10mm厚以上巻密度0.9〜1.4g/cm3、ワインド比5〜15の範囲で巻き付けた炭素繊維束の表面に、巻状物と同じ炭素繊維束を接触角3π(rad)540°になるよう円周上に重ならないよう巻きつける。巻き付けた炭素繊維束の一方の端部に錘9(T1)をつけ、反対端をばねばかり10で1m/minの速度で引っ張り、巻き付けた炭素繊維束11が動き出す際の張力をT2とした時、次式にて求める。   The F / F friction coefficient is measured as follows. That is, as shown in FIG. 2, a winding density of 0.9 to 1.4 g / cm 3 and a wind ratio of 5 to 15 so that the thickness is uniform on the bobbin 8 fixed so as not to rotate. The same carbon fiber bundle as that of the wound product is wound around the surface of the carbon fiber bundle wound in step 3 so that the contact angle is 3π (rad) 540 ° so as not to overlap the circumference. When a weight 9 (T1) is attached to one end of the wound carbon fiber bundle, the opposite end is pulled with a spring 10 at a speed of 1 m / min, and the tension when the wound carbon fiber bundle 11 starts moving is T2. The following equation is used.

「F/F摩擦係数=ln(T2/T1)/θ」
T2:炭素繊維が動き出す際の張力(=ばねばかりの指示値)
T1:錘重量(=0.19g/tex)
θ :巻状物と巻きつけた糸との合計接触角(=3π rad)
n数は5とし、単純平均で求める。なお、測定ボビンは測定2時間以上前に測定雰囲気温湿度条件に慣らしておく(測定条件:23±3℃/60±5%)。
“F / F friction coefficient = ln (T2 / T1) / θ”
T2: Tension when carbon fiber starts to move (= indicated value of spring only)
T1: Weight of weight (= 0.19 g / tex)
θ: Total contact angle between the wound material and the wound yarn (= 3π rad)
The number of n is 5, and is obtained by a simple average. The measurement bobbin is used to the measurement atmosphere temperature and humidity conditions at least 2 hours before the measurement (measurement conditions: 23 ± 3 ° C./60±5%).

F/F摩擦係数が0.28を超えると、単繊維が切れて毛羽発生し易く製品の品位を低下させてしまい、また、0.10未満では糸は拡がるものの安定した糸幅保持することが難しいため、0.10以上0.28以下のものである。好ましくは0.15以上0.25以下である。   When the F / F coefficient of friction exceeds 0.28, the single fiber is broken and fluff is likely to occur, and the quality of the product is deteriorated. If it is less than 0.10, the yarn spreads but the stable yarn width can be maintained. Since it is difficult, it is 0.10 or more and 0.28 or less. Preferably they are 0.15 or more and 0.25 or less.

炭素繊維束は糸幅率が0.3〜1.0μm/フィラメントであることが好ましい。糸幅率とは、図3に示すように、ボビンに巻かれている炭素繊維束のテープ状の幅(ボビン上糸幅)Wを金尺で測定し、フィラメント数13で割った値である。   The carbon fiber bundle preferably has a yarn width ratio of 0.3 to 1.0 μm / filament. As shown in FIG. 3, the yarn width ratio is a value obtained by measuring a tape-like width (bobbin upper thread width) W of a carbon fiber bundle wound around a bobbin and dividing it by the number of filaments 13. .

糸幅率が0.3μm/フィラメント未満であると、炭素繊維束を拡げるためには、より大きな張力が必要となるため、毛羽が発生し易い方向となる。糸幅率が1.0μm/フィラメントより大きくなると引き出した際に、炭素繊維束内の幅方向で張力ムラが発生し、糸折れの原因になる。より好ましくは0.5〜0.6μm/フィラメントである。
上記炭素繊維束のドレープ値、F/F摩擦係数を目標範囲に達成するには、サイジング剤を選定することが必要である。
When the yarn width ratio is less than 0.3 μm / filament, in order to expand the carbon fiber bundle, a larger tension is required, and thus fluff is likely to occur. When the yarn width ratio is larger than 1.0 μm / filament, uneven tension occurs in the width direction in the carbon fiber bundle when the yarn is pulled out, causing yarn breakage. More preferably, it is 0.5 to 0.6 μm / filament.
In order to achieve the drape value and F / F friction coefficient of the carbon fiber bundle within the target ranges, it is necessary to select a sizing agent.

サイジング剤の成分については、グリシジルエーテル型、グリシジルエステル型、およびグリシジルアミン型の脂肪族エポキシ樹脂のなかから選ばれる少なくとも1つを含むものであることが望ましい。グリシジルエーテル型の中にはポリエチレングリコールジグリシジルエーテルやポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル等が含まれても良い。   The component of the sizing agent desirably contains at least one selected from glycidyl ether type, glycidyl ester type, and glycidyl amine type aliphatic epoxy resins. The glycidyl ether type may include polyethylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, and the like.

サイジング剤の他の成分として、エーテル成分、エステル成分を1〜20%含んでいてもよい。具体的にはエーテル成分はポリオキシアルキレン(POA)トリスチレン化フェニルエーテル、ポリオキシアルキレン(POA)トリベンジル化フェニルエーテル、ポリオキシアルキレン(POA)ペンタベンジル化フェニルエーテル、ポリオキシアルキレン(POA)アルキルエーテル、ポリオキシエチレン(POE)ビスフェノールA型、プロピレンオキサイド/エチレンオキサイド(PO/EO)等が挙げられる。エステル成分はペンタエリスリテトラオレート、ポリオキシエチレン(POE)硬化ひまし油マレイルステアレート、ポリオキシエチレン(POE)ラウリルエステル、オクチルオレート、ステアリルラウレート、オレイルオレート、ビスフェノールA型(BPA)アジピルラウレート等が挙げられる。   As other components of the sizing agent, an ether component and an ester component may be contained in an amount of 1 to 20%. Specifically, the ether component is polyoxyalkylene (POA) tristyrenated phenyl ether, polyoxyalkylene (POA) tribenzylated phenyl ether, polyoxyalkylene (POA) pentabenzylated phenyl ether, polyoxyalkylene (POA) alkyl ether. , Polyoxyethylene (POE) bisphenol A type, propylene oxide / ethylene oxide (PO / EO), and the like. The ester component is pentaerythritolate, polyoxyethylene (POE) hardened castor oil maleyl stearate, polyoxyethylene (POE) lauryl ester, octyl oleate, stearyl laurate, oleyl oleate, bisphenol A type (BPA) adipirlau Rate and the like.

25℃におけるサイジング剤の粘度は、(株)トキメックのE型粘度計(VISCONIC ED形)で測定した。また、サイジング剤原液のサンプリング方法としては、サイジング剤を約500g採取し、ビーカーに入れ100℃で6時間ホットプレートを用い水分を完全に蒸発させた。   The viscosity of the sizing agent at 25 ° C. was measured with a Tokimec E-type viscometer (VISCONIC ED type). Moreover, as a sampling method of the sizing agent stock solution, about 500 g of the sizing agent was collected, put into a beaker, and water was completely evaporated using a hot plate at 100 ° C. for 6 hours.

また、25℃における粘度が50mPa.s以上200mPa.s以下であることが望ましい。粘度が50mPa.s未満では、サイジング付与後の炭素繊維束がさばけ易く毛羽が発生しやすい。200mPa.sを越えると、サイジング付与後のドレープ値が12cm以上になり、さらにドレープ値の比(X1/X2)が0.8未満となって開繊され難くなり、拡がらなくなる。   The viscosity at 25 ° C. is 50 mPa.s. s to 200 mPa.s It is desirable that it is s or less. Viscosity is 50 mPa.s. If it is less than s, the carbon fiber bundle after sizing is easily scattered and fluff is likely to occur. 200 mPa.s. If it exceeds s, the drape value after sizing is 12 cm or more, and the drape value ratio (X1 / X2) is less than 0.8, making it difficult to open and spreading.

サイジング剤の付着量は0.1〜3.0重量%が望ましい。付着量が0.1%未満では、糸がさばけ易く、毛羽発生の原因になる。3.0%より高くなると常温で糸が硬くなり、さらに解舒性が悪くなる。より好ましくは1.5〜2.0重量%である。   The adhesion amount of the sizing agent is preferably 0.1 to 3.0% by weight. If the amount of adhesion is less than 0.1%, the yarn is easily sprinkled, which causes fluffing. If it is higher than 3.0%, the yarn becomes hard at room temperature, and the unwinding property further deteriorates. More preferably, it is 1.5 to 2.0% by weight.

この炭素繊維は樹脂を含浸して、成形した複合材料の強化材に用いるが、マトリックス樹脂は熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂共に使用できる。中でも、複合材料の強度の面から、エポキシ樹脂が好ましい。具体的には、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂等が挙げられる。
上記炭素繊維束の糸幅率を達成する方法として、例えばサイジング付与後の乾燥工程において、加熱したドラム駆動に押し当てる方法が挙げられる。具体的にはサイジング剤付与後、表面温度100〜160℃のドラム駆動に面圧2〜4kg、接触時間2〜8秒で接触させることにより達成できる。他の方法として熱風を吹きつけ開繊する方法や、直接炭素繊維束を振動させ開繊する方法もあるが、ここでは加熱したドラム駆動に接触させる方法が望ましい。
The carbon fiber is impregnated with a resin and used as a reinforcing material for a molded composite material. The matrix resin can be used as both a thermosetting resin and a thermoplastic resin. Among these, an epoxy resin is preferable from the viewpoint of the strength of the composite material. Specifically, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, naphthalene type epoxy resin, fluorene type epoxy resin, glycidyl ether type epoxy resin, glycidyl ester type epoxy resin, glycidyl amine type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin Etc.
As a method for achieving the yarn width ratio of the carbon fiber bundle, for example, a method of pressing against a heated drum drive in the drying step after sizing is given. Specifically, after applying the sizing agent, it can be achieved by contacting the drum at a surface temperature of 100 to 160 ° C. with a surface pressure of 2 to 4 kg and a contact time of 2 to 8 seconds. As other methods, there are a method of opening by blowing hot air and a method of directly vibrating and opening the carbon fiber bundle, but here, a method of contacting with a heated drum drive is desirable.

図4に示すように、クリールより炭素繊維束14を引き出す際の張力は0.13g/tex以上0.25g/tex以下が望ましく、より好ましくは0.15g/tex以上0.20g/tex以下である。0.13g/tex未満では金属ガイド等により開繊させる工程で摩擦が低く拡がり性が不十分となり、0.25g/texを超えると、摩擦が高くなり毛羽が発生する。   As shown in FIG. 4, the tension when pulling out the carbon fiber bundle 14 from the creel is preferably 0.13 g / tex or more and 0.25 g / tex or less, more preferably 0.15 g / tex or more and 0.20 g / tex or less. is there. If it is less than 0.13 g / tex, the friction is low in the step of opening with a metal guide or the like and the spreadability becomes insufficient. If it exceeds 0.25 g / tex, the friction becomes high and fluff is generated.

クリールより炭素繊維束を引き出す際の引き出し角度θは30°以上90°以下とし、直径10mm以上80mm以下のリングガイド16を経由して次工程に供給されることが望ましい。より好ましくは45°以上90°以下である。引き出し角度が30°未満では炭素繊維束を引き出す際、糸折れが発生する場合があり、炭素繊維束を引き揃えた時、糸−糸間に隙間ができる原因となる。またリングガイドbの直径が10mm未満でも折れが発生する場合があり、炭素繊維束を引き揃えた時、糸−糸間に隙間ができる原因となる。また、直径が80mmを超えると炭素繊維束を引き揃えた時、走行位置が安定せず、糸−糸間に隙間ができる原因となる。なお、ボビントラバースするため糸の引き出し角度θは30〜90°と場所によって変わる。   The pulling angle θ when pulling out the carbon fiber bundle from the creel is preferably 30 ° or more and 90 ° or less, and is preferably supplied to the next step via the ring guide 16 having a diameter of 10 mm or more and 80 mm or less. More preferably, it is 45 ° or more and 90 ° or less. If the pulling angle is less than 30 °, yarn breakage may occur when pulling out the carbon fiber bundle. When the carbon fiber bundle is pulled out, a gap is formed between the yarn and the yarn. Further, even if the diameter of the ring guide b is less than 10 mm, the folding may occur, and when the carbon fiber bundle is aligned, a gap is formed between the yarns. On the other hand, when the diameter exceeds 80 mm, when the carbon fiber bundles are aligned, the running position is not stable, which causes a gap between the yarns. Note that the thread pulling angle θ for bobbin traverse varies from 30 to 90 ° depending on the location.

以下、実施例を用いて本発明をさらに具体的に説明する。実施例で用いた炭素繊維は実質的に撚りを有さない、フィラメント数12,000のPAN系炭素繊維を用いた。
なお、実施例中における測定法は以下のとおりである。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. The carbon fiber used in the examples was a PAN-based carbon fiber having 12,000 filaments that has substantially no twist.
In addition, the measuring method in an Example is as follows.

(1)ドレープ値(cm)
図1(a)に示すように、ボビンからテンションをかけずに引き出した炭素繊維束1を40cmの長さにカットし、一端を止めテープ2で固定し、もう一端に100gの重り3を吊るし、撚りおよび曲がりを矯正した後、測定温度の雰囲気中に30分間放置する。次に、重りを取り外し、図1(b)に示すように、角が90°の水平な長方形の台4から炭素繊維束5が25cmはみ出るように置き、40cmの炭素繊維束が折れないように支えながら台上の炭素繊維部分を止めテープ6で固定した後、台からはみ出た部分の支えを取り除いて垂れ下がらせ、2秒後に始点からの水平距離Lの長さを測定し、n数3回の平均をドレープ値とした。80℃のドレープ値については雰囲気温度80℃とした以外は上記25℃での方法と同じとした。
(1) Drape value (cm)
As shown in FIG. 1 (a), a carbon fiber bundle 1 drawn out from a bobbin without applying tension is cut to a length of 40 cm, one end is fixed with a stop tape 2, and a 100 g weight 3 is suspended at the other end. After correcting the twist and the bend, it is left for 30 minutes in the atmosphere of the measurement temperature. Next, the weight is removed and, as shown in FIG. 1 (b), the carbon fiber bundle 5 is placed so that the carbon fiber bundle 5 protrudes 25 cm from the horizontal rectangular base 4 having a corner of 90 ° so that the 40 cm carbon fiber bundle does not break. After fixing the carbon fiber part on the table with the stop tape 6 while supporting, remove the support of the part protruding from the table and let it hang down. After 2 seconds, measure the length of the horizontal distance L from the starting point, n number 3 The average of the times was taken as the drape value. The drape value at 80 ° C. was the same as the method at 25 ° C. except that the ambient temperature was 80 ° C.

(2)サイジング付着量
約2gの炭素繊維束を秤量(W1)した後、50リットル/分の窒素気流中、温度450℃に設定した電気炉(容量120cm3)に15分間放置し、サイジング剤を完全に熱分解させた。そして、20リットル/分の乾燥窒素気流中の容器に移し、15分間冷却した後の炭素繊維束を秤量(W2)して次式よりサイジング付着量を求めた。
サイジング付着量(%)=[ W1(g)− W2(g) ]/[ W1(g) ]×100
(3)拡がり幅
金属梨地ガイド(直径20mmの円筒で表面粗さRmaxが3S)(ここで言う表面粗度については、JIS B0601で測定される算術平均粗さ)17〜20を、図5に示すように、4個交互に配置し、リングガイド21を経由し全ガイドとの接触角が計720°となるように炭素繊維束22を掛け、駆動ローラ(速度4m/分、引き出し張力=120g/st)で炭素繊維束を引きだした。最終ガイド17上の炭素繊維束の幅をノギスで5秒置きに計100点測定し、その平均を拡がり幅とした。
(2) Sizing adhesion amount After weighing (W1) about 2 g of carbon fiber bundle, it was left in an electric furnace (capacity 120 cm 3 ) set at a temperature of 450 ° C. for 15 minutes in a nitrogen stream of 50 liters / minute, and a sizing agent Was completely pyrolyzed. And it moved to the container in the dry nitrogen stream of 20 liter / min, and the carbon fiber bundle after cooling for 15 minutes was weighed (W2), and the sizing adhesion amount was calculated | required from following Formula.
Sizing adhesion amount (%) = [W1 (g) −W2 (g)] / [W1 (g)] × 100
(3) Spread width Metal satin guide (cylinder with a diameter of 20 mm, surface roughness Rmax is 3S) (the surface roughness referred to here is arithmetic average roughness measured by JIS B0601) 17-20 in FIG. As shown in the figure, four carbon fiber bundles 22 are alternately arranged via the ring guide 21 so that the contact angle with all the guides becomes 720 ° in total, and the driving roller (speed 4 m / min, pulling tension = 120 g). / St), the carbon fiber bundle was pulled out. The width of the carbon fiber bundle on the final guide 17 was measured with calipers every 5 seconds for a total of 100 points, and the average was taken as the spread width.

(4)F/F摩擦係数
図2に示すように、回転しないように固定されたボビン8上に厚みが均一となるよう5〜10mm厚以上巻密度0.9〜1.4g/cm3 、ワインド比5〜15の範囲で巻き付けた炭素繊維束の表面に、巻状物と同じ炭素繊維束を接触角3π(rad)540°になるよう円周上に重ならないよう巻きつける。巻き付けた炭素繊維束の一方の端部に錘9(T1)をつけ、反対端をばねばかり10で1m/minの速度で引っ張り、巻き付けた炭素繊維束11が動き出す際の張力をT2とした時、次式にて求める。
(4) F / F friction coefficient As shown in FIG. 2, the winding density is 0.9 to 1.4 g / cm 3 , so that the thickness is uniform on the bobbin 8 fixed so as not to rotate. The same carbon fiber bundle as that of the wound product is wound around the surface of the carbon fiber bundle wound at a wind ratio of 5 to 15 so as not to overlap the circumference so that the contact angle is 3π (rad) 540 °. When a weight 9 (T1) is attached to one end of the wound carbon fiber bundle, the opposite end is pulled with a spring 10 at a speed of 1 m / min, and the tension when the wound carbon fiber bundle 11 starts moving is T2. The following equation is used.

「F/F摩擦係数=ln(T2/T1)/θ」
T2:炭素繊維が動き出す際の張力(=ばねばかりの指示値)
T1:錘重量(=0.19g/tex)
θ :巻状物と巻きつけた糸との合計接触角(=3π rad)
n数は5とし、単純平均で求める。尚、測定ボビンは測定2時間以上前に測定雰囲気温湿度条件に慣らしておく(測定条件:23±3℃/60±5%)。
“F / F friction coefficient = ln (T2 / T1) / θ”
T2: Tension when carbon fiber starts to move (= indicated value of spring only)
T1: Weight of weight (= 0.19 g / tex)
θ: Total contact angle between the wound material and the wound yarn (= 3π rad)
The number of n is 5, and is obtained by a simple average. The measurement bobbin is used to the measurement atmosphere temperature and humidity conditions at least 2 hours before the measurement (measurement conditions: 23 ± 3 ° C./60±5%).

(5)粘度
25℃におけるサイジング剤の粘度は、(株)トキメックのE型粘度計(VISCONIC ED形)で測定した。また、サイジング剤原液のサンプリング方法としては、サイジング剤を約500g採取し、ビーカーに入れ100℃で6時間ホットプレートを用い水分を完全に蒸発させた。
(5) Viscosity The viscosity of the sizing agent at 25 ° C. was measured with an E-type viscometer (VISCONIC ED type) manufactured by Tokimec Corporation. Moreover, as a sampling method of the sizing agent stock solution, about 500 g of the sizing agent was collected, put into a beaker, and water was completely evaporated using a hot plate at 100 ° C. for 6 hours.

(6)プリプレグ品位
以下の方法で一方向プリプレグシートを作製し、プリプレグシート内の炭素繊維糸条間の隙間有無を確認し、
○:炭素繊維糸条間に隙間がないもの
△:炭素繊維糸条間に隙間はあるが、長さ50mm以上の隙間は存在しないもの
(ハンドリング上問題ない)
×:長さ50mmを超える隙間が存在し、ハンドリング上問題があるもの
という3段階で評価した。
(6) A unidirectional prepreg sheet is produced by a method of prepreg quality or less, and the presence or absence of a gap between carbon fiber yarns in the prepreg sheet is confirmed.
○: No gap between carbon fiber yarns △: There is a gap between carbon fiber yarns, but there is no gap with a length of 50 mm or more (no problem in handling)
X: Evaluation was made in three stages, ie, there was a gap exceeding 50 mm in length and there was a problem in handling.

<プリプレグの作製>
エピコート(登録商標)1001(ジャパンエポキシレジン株式会社製、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、2官能、エポキシ当量450〜500)を40部、エピコート(登録商標)828(登録商標、ジャパンエポキシレジン株式会社製、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、2官能、エポキシ当量184〜194)を30部、エピコート(登録商標)154(登録商標、ジャパンエポキシレジン株式会社製、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、エポキシ当量176〜180)を30部、デンカホルマール(登録商標)#20(電気化学工業社製、ポリビニルホルマール樹脂)3重量部さらに硬化剤として、DICY7(登録商標、ジャパンエポキシレジン株式会社製、ジシアンジアミド)4部および“DCMU99”(登録商標、保土ヶ谷化学工業株式会社製、3−(3,4−ジクロロフェニル)−1、1−ジメチル尿素)4部を用い混合したエポキシ樹脂組成物をリバースロールコーターを用いて離型紙上に塗布し、樹脂フィルムを作製した。
<Preparation of prepreg>
Epicoat (registered trademark) 1001 (manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd., bisphenol A type epoxy resin, bifunctional, epoxy equivalent 450-500), 40 parts, Epicoat (registered trademark) 828 (registered trademark, manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.) 30 parts of bisphenol A type epoxy resin, bifunctional, epoxy equivalent of 184 to 194), 30 of Epicoat (registered trademark) 154 (registered trademark, manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd., phenol novolac type epoxy resin, epoxy equivalent of 176 to 180) Parts, Denka Formal (registered trademark) # 20 (manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd., polyvinyl formal resin) 3 parts by weight Further, as a curing agent, 4 parts of DICY7 (registered trademark, manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd., dicyandiamide) Registered trademark An epoxy resin composition mixed with 4 parts of 3- (3,4-dichlorophenyl) -1,1-dimethylurea) manufactured by Kaya Chemical Industry Co., Ltd. was applied onto release paper using a reverse roll coater, and resin A film was prepared.

次に、炭素繊維束を表中の各実施例、比較例の引き出し条件で引き出し(各ボビンが経由するリングガイド中心の距離15mm)、一方向に引き揃え、作製した樹脂フィルム2枚を引き揃えた炭素繊維束の両側から挟み込むようにして重ね合わせ、加熱ニップロールで加圧しながら炭素繊維束に樹脂を含浸させ一方向プリプレグシート(繊維目付:75g/m2、繊維含有率:76重量%)を得た。 Next, the carbon fiber bundles are pulled out under the pulling conditions in the examples and comparative examples in the table (the distance of the center of the ring guide through which each bobbin passes 15 mm), aligned in one direction, and two produced resin films are aligned. The carbon fiber bundles are overlapped so as to be sandwiched from both sides, and the carbon fiber bundle is impregnated with resin while being pressed with a heating nip roll, and a unidirectional prepreg sheet (fiber basis weight: 75 g / m 2 , fiber content: 76% by weight) is obtained. Obtained.

(実施例1)
ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル100%成分(分子量=510)の水系サイジング剤を炭素繊維束に1.7重量%付与させた。なお、本発明において炭素繊維束用サイジング剤を炭素繊維束に付着させる方法は、ディップ式を用いた。サイジング剤付与後に、炭素繊維束をテープ状に仕上げるため、150℃に加熱したドラム駆動上に3秒間当てテープ状にした。その後サイジング剤を溶解している有機溶剤または水を完全に飛散させるための乾燥工程における温度は200℃〜250℃で1分間乾燥させた後、撚りを入れずに500g/stの張力でボビンに巻き取った。
(Example 1)
An aqueous sizing agent of 100% polyethylene glycol diglycidyl ether (molecular weight = 510) was added to the carbon fiber bundle by 1.7% by weight. In the present invention, the dip type was used as the method for attaching the sizing agent for the carbon fiber bundle to the carbon fiber bundle. After applying the sizing agent, the carbon fiber bundle was taped for 3 seconds on a drum drive heated to 150 ° C. in order to finish it into a tape shape. After that, the temperature in the drying process for completely dispersing the organic solvent or water in which the sizing agent is dissolved is dried at 200 ° C. to 250 ° C. for 1 minute, and then applied to the bobbin with a tension of 500 g / st without twisting. Winded up.

(実施例2)
ポリグリセリンポリグリシジルエーテル100%成分(分子量=670)の水系サイジング剤を炭素繊維束に1.0重量%付与させた。
(Example 2)
An aqueous sizing agent of 100% polyglycerin polyglycidyl ether (molecular weight = 670) was added to the carbon fiber bundle by 1.0% by weight.

(実施例3)
ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル90%成分(分子量=510)、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル10%成分(分子量=650)の混合水系サイジング剤を炭素繊維束に1.0重量%付与させた。
(Example 3)
A mixed water sizing agent of 90% component of polyethylene glycol diglycidyl ether (molecular weight = 510) and 10% component of polypropylene glycol diglycidyl ether (molecular weight = 650) was added to the carbon fiber bundle by 1.0% by weight.

(比較例1)
実施例と同じ付与方法で、ビスフェノールA型エポキシ樹脂40%成分(分子量=370)と不飽和物エステル樹脂としてビスフェノールA型エチレンオキサイドマレイン酸エステル40%成分(分子量=2500)、乳化剤20%を主成分としたSZ剤を炭素繊維束に1.0重量%付与させた。
(Comparative Example 1)
In the same application method as in the examples, 40% component of bisphenol A type epoxy resin (molecular weight = 370), 40% component of bisphenol A type ethylene oxide maleate ester (molecular weight = 2500) as unsaturated ester resin, and 20% emulsifier An SZ agent as a component was added to the carbon fiber bundle by 1.0% by weight.

(比較例2)
実施例と同じ付与方法で、炭素繊維束にビスフェノールA型エチレンオキサイド付加物(分子量=1020)を用いたサイジング剤を0.2重量%付与させた。
(Comparative Example 2)
0.2% by weight of a sizing agent using a bisphenol A-type ethylene oxide adduct (molecular weight = 1020) was applied to the carbon fiber bundle by the same application method as in the examples.

(実施例4)
実施例1と同じサイジング剤を炭素繊維束に1.5重量%付与させ、ボビン上の糸幅率0.25μm/フィラメントのものを使用した。
Example 4
The same sizing agent as in Example 1 was applied to a carbon fiber bundle in an amount of 1.5% by weight, and a bobbin thread width ratio of 0.25 μm / filament was used.

(実施例5)
実施例1と同じサイジング剤を炭素繊維束に1.5重量%付与させ、クリールより引き出す際の糸張力を0.10g/texとした。
(Example 5)
The same sizing agent as in Example 1 was added to the carbon fiber bundle by 1.5% by weight, and the yarn tension when being pulled out from the creel was 0.10 g / tex.

(実施例6)
実施例1と同じサイジング剤を炭素繊維束に1.5重量%付与させ、クリールより引き出す際の引き出し角度を20°とした。
(Example 6)
The same sizing agent as in Example 1 was added to the carbon fiber bundle by 1.5% by weight, and the pulling angle when pulling from the creel was 20 °.

(実施例7)
実施例1と同じサイジング剤を炭素繊維束に1.5重量%付与させ、クリールより引き出す際、直径100mmのリングガイドを経由させた。
(Example 7)
The same sizing agent as in Example 1 was applied to the carbon fiber bundle by 1.5% by weight, and when it was pulled out from the creel, it was passed through a ring guide having a diameter of 100 mm.

表1から明らかなように、実施例1,2,3は良好な拡がり幅(12.5mm以上)を有し、炭素繊維糸条間に隙間のない、品位の良い薄物プリプレグを製造することができた。
実施例4,5,6,7では、炭素繊維糸条間に隙間はあるが、全て50mm以下の隙間であり、ハンドリング上は問題ないプリプレグが得られた。
これに対し、比較例1,2では炭素繊維の拡がり幅が小さく、50mmを越える長さの隙間が多数あり、ハンドリング性の悪いプリプレグとなった。
As can be seen from Table 1, Examples 1, 2, and 3 can produce a thin prepreg of good quality having a good spread width (12.5 mm or more) and no gap between carbon fiber yarns. did it.
In Examples 4, 5, 6, and 7, there were gaps between the carbon fiber yarns, but they were all gaps of 50 mm or less, and a prepreg having no problem in handling was obtained.
On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2, the spread width of the carbon fiber was small, and there were many gaps with a length exceeding 50 mm, resulting in prepregs with poor handling properties.

Figure 2005264383
Figure 2005264383

ドレープ値の測定方法を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the measuring method of a drape value. F/F摩擦係数の測定方法を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the measuring method of F / F friction coefficient. 糸幅率の測定方法を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the measuring method of a yarn width ratio. クリールから糸条を引き出す角度を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the angle which pulls out a thread | yarn from a creel. 拡がり幅の測定方法を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the measuring method of an expansion width.

符号の説明Explanation of symbols

1:炭素繊維束
2:止めテープ
3:重り
4:水平な長方形の台
5:炭素繊維束
6:止めテープ
L:始点からの水平距離
8:回転しないように固定されたボビン
9:錘
10:ばねばかり
11:炭素繊維束
W:テープ状の幅
13:フィラメント数
14:炭素繊維束
θ:引き出し角
16:リングガイド
17:金属梨地(最終固定)ガイド
18:金属梨地(固定)ガイド
19:金属梨地(固定)ガイド
20:金属梨地(固定)ガイド
21:リングガイド
22:炭素繊維束
1: Carbon fiber bundle 2: Stopping tape 3: Weight 4: Horizontal rectangular base 5: Carbon fiber bundle 6: Stopping tape L: Horizontal distance from start point 8: Bobbin fixed so as not to rotate 9: Weight 10: Spring only 11: Carbon fiber bundle W: Tape-like width 13: Number of filaments 14: Carbon fiber bundle θ: Lead angle 16: Ring guide 17: Metal pear (finally fixed) guide 18: Metal pear (fixed) guide 19: Metal Satin (fixed) guide 20: Metal satin (fixed) guide 21: Ring guide 22: Carbon fiber bundle

Claims (7)

実質的に撚りを有さず、サイジング剤を付与してなるとともに、下記(1)〜(3)の特性を有している炭素繊維束。
(1)25℃におけるドレープ値X2が5cm以上12cm以下であり、
(2)80℃におけるドレープ値X1および25℃におけるドレープ値X2の比(X1/X2)が0.8以上1.1以下であり、
(3)F/F摩擦係数が0.10以上0.28以下である
A carbon fiber bundle that has substantially no twist, is provided with a sizing agent, and has the following characteristics (1) to (3).
(1) The drape value X2 at 25 ° C. is 5 cm or more and 12 cm or less,
(2) The ratio (X1 / X2) of the drape value X1 at 80 ° C. and the drape value X2 at 25 ° C. is 0.8 or more and 1.1 or less,
(3) F / F friction coefficient is 0.10 or more and 0.28 or less
炭素繊維束のボビン上の糸幅率が0.3〜1.0μm/フィラメントである請求項1に記載の炭素繊維束。   The carbon fiber bundle according to claim 1, wherein a yarn width ratio on a bobbin of the carbon fiber bundle is 0.3 to 1.0 µm / filament. 前記サイジング剤が、グリシジルエーテル型、グリシジルエステル型、およびグリシジルアミン型の脂肪族系エポキシ樹脂から選ばれる少なくとも1つを含み、かつ25℃における粘度が50mPa.s以上200mPa.s以下である請求項1または2に記載の炭素繊維束。   The sizing agent includes at least one selected from glycidyl ether type, glycidyl ester type, and glycidyl amine type aliphatic epoxy resins, and has a viscosity at 25 ° C. of 50 mPa.s. s to 200 mPa.s The carbon fiber bundle according to claim 1 or 2, which is s or less. 前記サイジング剤の付着量が、0.1〜3.0重量%である請求項1〜3のいずれかに記載の炭素繊維束。   The carbon fiber bundle according to any one of claims 1 to 3, wherein an adhesion amount of the sizing agent is 0.1 to 3.0% by weight. 請求項1〜4のいずれかに記載の炭素繊維束に樹脂を含浸してなるプリプレグ。   A prepreg obtained by impregnating a resin into the carbon fiber bundle according to claim 1. 請求項1〜4のいずれかに記載の炭素繊維束をクリールより引き出す際の糸張力を0.13g/tex以上0.25g/tex以下とする炭素繊維束の開繊方法。   A method for opening a carbon fiber bundle, wherein the yarn tension when the carbon fiber bundle according to any one of claims 1 to 4 is drawn from a creel is 0.13 g / tex or more and 0.25 g / tex or less. クリールより炭素繊維束を引き出す際の引き出し角度を30°以上90°以下とし、直径10mm以上80mm以下のリングガイドを経由して次工程に移送する請求項6に記載の炭素繊維束の開繊方法。   The method for opening a carbon fiber bundle according to claim 6, wherein the carbon fiber bundle is drawn from the creel at a pulling angle of 30 ° to 90 ° and transferred to the next step via a ring guide having a diameter of 10 mm to 80 mm. .
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